高中生物必修一ATP的主要來源——細胞呼吸

1、第第5章章 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用第第3節(jié)節(jié) ATP的主要來源的主要來源 細胞呼吸細胞呼吸 細胞呼吸細胞呼吸是指有機物在細是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，胞內經過一系列的氧化分解，生成生成二氧化碳或其他產物二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成釋放出能量并生成ATPATP的過程。的過程。酵母菌酵母菌淀粉淀粉酵母菌酵母菌酒精酒精+CO2+水水葡萄糖葡萄糖 細胞呼吸細胞呼吸酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌1、兼性厭氧型2、生長周期短，繁殖速度快。3、單細胞的真核細胞 設計實驗設計實驗實驗材料：實驗材料：澄清的石灰水、重鉻酸鉀澄清的石灰水、重鉻酸鉀 、10%NaOH錐形瓶、玻璃導管、

2、橡皮塞、氣泵錐形瓶、玻璃導管、橡皮塞、氣泵等等酵母菌培養(yǎng)液（水、葡萄糖、酵母菌）、酵母菌培養(yǎng)液（水、葡萄糖、酵母菌）、分別給酵母菌提供分別給酵母菌提供有氧和無氧有氧和無氧的條的條件，一段時間后檢測其產物是否含件，一段時間后檢測其產物是否含酒精或二氧化碳酒精或二氧化碳實驗思路：實驗思路：預期結果：預期結果： 酒精的檢測：酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性酸性下與下與酒精發(fā)生反應：酒精發(fā)生反應： 橙色橙色灰綠色灰綠色思考思考: 1、重鉻酸鉀在生活中的應用？、重鉻酸鉀在生活中的應用？ 2、有氧和無氧條件下、有氧和無氧條件下CO2和酒精產和酒精產生的量的多少如何判斷？生的量的多少

3、如何判斷？ CO2的檢測：的檢測：1.通入澄清的石灰水：通入澄清的石灰水：澄清澄清渾濁渾濁2.溴麝香草酚藍水溶液：溴麝香草酚藍水溶液：藍藍 綠綠黃黃 進行試驗進行試驗實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象：條條件件澄清石灰水澄清石灰水/ /出現(xiàn)的時間出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀重鉻酸鉀-濃硫酸溶液濃硫酸溶液有有氧氧無無氧氧變混濁快變混濁快無變化無變化變混濁慢變混濁慢出現(xiàn)灰綠色出現(xiàn)灰綠色2 2、有氧呼吸產生大量、有氧呼吸產生大量COCO2 2， 無氧呼吸產生少量無氧呼吸產生少量COCO2 2。1 1、酵母菌有氧呼吸產生、酵母菌有氧呼吸產生COCO2 2， 無氧呼吸產生無氧呼吸產生COCO2 2和酒精。和酒精。分析結果分析結果得

4、出結論得出結論對比實驗對比實驗1 1、主要場所：、主要場所：線粒體線粒體H2分子丙酮分子丙酮（ 2C3H4O3）CO2葡萄糖葡萄糖釋放少量能量，釋放少量能量，形成少量形成少量ATPO2H釋放少量能量，釋放少量能量，形成少量形成少量ATPH2O釋放大量能量，釋放大量能量，形成大量形成大量ATP細胞質基質細胞質基質H2O 2、過程：三階段（以葡萄糖為例）、過程：三階段（以葡萄糖為例）葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2C3H4O3 +4 H + 能量能量（丙酮酸）（丙酮酸） （少量（少量2ATP2ATP）場所：細胞質基質場所：細胞質基質丙酮酸徹底分解丙酮酸徹底分解酶酶6CO2 +2

5、0 H + + 能量能量 （少量（少量2ATP2ATP）場所：線粒體基質場所：線粒體基質 2C3H4O3（丙酮酸）（丙酮酸）H的氧化的氧化酶酶12H2O + + 能量能量 （大量大量34ATP34ATP）場所：線粒體內膜場所：線粒體內膜24H + 6O2+6 6H2OH2O有氧呼吸過程有氧呼吸過程酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O +能量能量3. 總反應式：總反應式：4.概念概念（書（書p94黑體字）黑體字）場場 所：所：條條 件：件：物質變化：物質變化：能量去向：能量去向：細胞質、線粒體（主要）細胞質、線粒體（主要）需氧氣，需酶需氧氣，需酶有機物分解成無機物ATP116

6、1KJ熱能熱能ATP和熱能和熱能（2870KJ）鞏固：鞏固：下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：產生產生COCO2 2的階段（）的階段（）產生產生H H2 2O O的階段（），的階段（），H H2 2O O參與的階段（參與的階段（ ）氧氣參與的階段（）氧氣參與的階段（）產生產生ATPATP的階段（的階段（ ）產生產生ATPATP最多的階段（）最多的階段（）二二三三三三一、二、三一、二、三三三暫時缺氧狀態(tài)下的活細胞，還能進行暫時缺氧狀態(tài)下的活細胞，還能進行細胞呼吸嗎？細胞呼吸嗎？二二（二）無氧呼吸葡萄糖丙酮酸丙酮酸C2H5OH(酒精酒精）CO2能量（少量）能量（少量）

7、C3H6O3（乳酸乳酸）能量（少量）能量（少量）無氧無氧場所：細胞質基質場所：細胞質基質第一階段第一階段第二階段第二階段1、過程、過程（196.65kJ196.65kJ）61.08kJ61.08kJATPATP熱能熱能C6H12O6酶酶2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+少量能量少量能量A.A.乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵 例：高等動物、例：高等動物、乳酸菌乳酸菌、高等植物的某些器官、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）C6H12O6酶酶2C2H5OH（酒精）（酒精）+ 2CO2+ 少量能量能量B.B.酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵 例：大多數植物（蘋果儲存久了、高等植物水

8、例：大多數植物（蘋果儲存久了、高等植物水淹）、淹）、酵母菌酵母菌2、反應式 無氧呼吸是指細胞在無氧呼吸是指細胞在無氧無氧條件下，通過條件下，通過酶酶的催的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底不徹底的氧化產的氧化產物，釋放出物，釋放出少量能量少量能量，生成，生成少量少量ATP的過程。的過程。有氧呼吸概念：有氧呼吸概念： 有氧呼吸是指細胞在有氧呼吸是指細胞在氧的氧的參與下，通過多種參與下，通過多種酶酶的催化作用，把葡萄糖等有機物的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底徹底氧化分解，產氧化分解，產生生二氧化碳和水二氧化碳和水，釋放，釋放能量，能量，生成生成大量大量ATP的過程

9、。的過程。3、概念：、概念： 類型項目 有氧呼吸有氧呼吸 無氧呼吸無氧呼吸區(qū)區(qū) 別別 場場 所所 條條 件件 產產 物物 釋釋 能能 聯(lián)聯(lián) 系系細胞質基質、線細胞質基質、線粒體（主要）粒體（主要）細胞質基質細胞質基質需氧、酶等需氧、酶等不需氧、需酶不需氧、需酶大量大量少量少量兩者第一階段完全相同兩者第一階段完全相同都分解有機物，釋放能量，合成都分解有機物，釋放能量，合成ATPATP有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸與無氧呼吸的比較二氧化碳和二氧化碳和水水氧化徹底氧化徹底酒精、二氧酒精、二氧化碳或乳酸化碳或乳酸氧化不徹底氧化不徹底（三）意義（三）意義：、為生物體的生命活動提供能量。、為生物體的生命

10、活動提供能量。、為體內其它化合物的合成提供原料。、為體內其它化合物的合成提供原料。（四）細胞呼吸原理的應用（四）細胞呼吸原理的應用選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。 醋酸桿菌是一種好氧細菌。醋酸桿菌是一種好氧細菌。在氧氣充足在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒狀桿菌是一種好氧細菌谷氨酸棒狀桿菌是一種好氧細菌。在有氧條件下，谷氨酸棒狀。在有氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質（如尿素、硫酸銨

11、、氨水）合成為桿菌能將葡萄糖和含氮物質（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經過人們的進一步加工，就成為谷氨酸鈉谷氨酸。谷氨酸經過人們的進一步加工，就成為谷氨酸鈉味精。味精。對于板結的土壤及時進行松土透氣，對于板結的土壤及時進行松土透氣，可以使根細胞進行充分的有氧呼吸可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，這土壤中好氧微生物的生長繁殖，這能夠促使這些微生物對土壤中有機能夠促使這些微生物對土壤中有機物的分解，從而有利于植物對無機鹽的吸收。物的分解，從而

12、有利于植物對無機鹽的吸收。水稻的根系適于在水中生長，這是因為水稻水稻的根系適于在水中生長，這是因為水稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運送到根部各細胞，而且與旱生植物相比，腔運送到根部各細胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應無氧呼吸。但是，水水稻的根也比較適應無氧呼吸。但是，水稻根的細胞仍然需要進行有氧呼吸，所以稻根的細胞仍然需要進行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細胞就會進行酒精發(fā)酵，時足，水稻根的細胞就會進行酒精發(fā)酵，時間長了，間長了，酒精就會對根細胞產生毒害作用酒精就會對

13、根細胞產生毒害作用，使根系變黑、腐爛。，使根系變黑、腐爛。較深的傷口里缺少氧氣，較深的傷口里缺少氧氣，破傷風芽破傷風芽孢桿菌孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應及時請醫(yī)生處理。扎傷后，患者應及時請醫(yī)生處理。有氧運動是指人體細胞充分獲得氧的情有氧運動是指人體細胞充分獲得氧的情況下所進行的體育鍛煉。況下所進行的體育鍛煉。人體細胞通過人體細胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺等無氧運動，是人體細胞在缺百米沖刺等無氧運動，是人體細胞在缺氧條件下進行的高速運動。氧條件

14、下進行的高速運動。無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠乳無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。酸發(fā)酵來獲取能量。因為乳酸能夠刺激因為乳酸能夠刺激肌細胞周圍的神經末梢，所以人會有肌肌細胞周圍的神經末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。肉酸脹乏力的感覺。（五）影響細胞呼吸的環(huán)境因素: 1.溫度 低溫 2.氧濃度 3.含水量溫度溫度/呼吸速率呼吸速率最適溫度最適溫度溫度溫度影響呼吸酶的活性影響呼吸酶的活性（五）影響細胞呼吸的環(huán)境因素:低溫儲存蔬菜水果低溫儲存蔬菜水果0氧氣氧氣（五）影響細胞呼吸的環(huán)境因素:氧濃度氧濃度呼吸速率呼吸速率0有氧呼吸有氧呼吸氧氣氧氣（五）影響細胞呼吸的環(huán)境因素:無氧

15、呼吸無氧呼吸氧濃度氧濃度呼吸速率呼吸速率0如何利用這一原理延長蔬果保鮮時間？如何利用這一原理延長蔬果保鮮時間？氧氣氧氣（五）影響細胞呼吸的環(huán)境因素:氧濃度氧濃度呼吸速率呼吸速率0最適最適氧濃度氧濃度低氧低氧 5% 保存最好保存最好水分水分（五）影響細胞呼吸的環(huán)境因素:含水量含水量呼吸速率呼吸速率0 進行試驗進行試驗實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象：條條件件澄清石灰水澄清石灰水/ /出現(xiàn)的時間出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀重鉻酸鉀-濃硫酸溶液濃硫酸溶液有有氧氧無無氧氧變混濁快變混濁快無變化無變化變混濁慢變混濁慢出現(xiàn)灰綠色出現(xiàn)灰綠色葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2C3H4O3 +4 H + 能量能量（丙酮

16、酸）（丙酮酸） （少量（少量2ATP2ATP）場所：細胞質基質場所：細胞質基質丙酮酸徹底分解丙酮酸徹底分解酶酶6CO2 +20 H + + 能量能量 （少量（少量2ATP2ATP）場所：線粒體基質場所：線粒體基質 2C3H4O3（丙酮酸）（丙酮酸）H的氧化的氧化酶酶12H2O + + 能量能量 （大量大量34ATP34ATP）場所：線粒體內膜場所：線粒體內膜24H + 6O2+6 6H2OH2O有氧呼吸過程有氧呼吸過程酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O +能量能量3. 總反應式：總反應式：4.概念概念（書（書p94黑體字）黑體字）場場 所：所：條條 件：件：物質變化：物質

17、變化：能量去向：能量去向：細胞質、線粒體（主要）細胞質、線粒體（主要）需氧氣，需酶需氧氣，需酶有機物分解成無機物ATP1161KJ熱能熱能ATP和熱能和熱能（2870KJ）鞏固：鞏固：下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：產生產生COCO2 2的階段（）的階段（）產生產生H H2 2O O的階段（），的階段（），H H2 2O O參與的階段（參與的階段（ ）氧氣參與的階段（）氧氣參與的階段（）產生產生ATPATP的階段（的階段（ ）產生產生ATPATP最多的階段（）最多的階段（）二二三三三三一、二、三一、二、三三三暫時缺氧狀態(tài)下的活細胞，還能進行暫時缺氧狀態(tài)下的活細胞，還能進行細胞呼吸嗎？細胞呼吸嗎？二二 類型項目 有氧呼吸有氧呼吸 無氧呼吸無氧呼吸區(qū)區(qū) 別別 場場 所所 條條 件件 產產 物物 釋釋 能能 聯(lián)聯(lián)