2013年高中生物53《ATP的主要來源—細胞呼吸》

1、細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解列的氧化分解, ,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物生成二氧化碳或其他產(chǎn)物, ,釋放出能量并生成釋放出能量并生成ATPATP的過程的過程. .一.細胞呼吸的方式科學(xué)家通過大量的實驗證實,細胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型.1.有氧呼吸1號試管細胞勻漿2號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)3號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體4號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)、核糖體5號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體6號試管含線粒體實驗一：分別向六支試管中通入用18O標(biāo)記的等量的氧氣和用3H標(biāo)記的等量的葡萄糖，一段時間后，檢測各試管，變化情況如下表：（常溫） 資料分析1.比較2號、3號和4號試

2、管，你能得出什么結(jié)論？含有細胞質(zhì)基質(zhì)時，葡萄糖會被分解成丙酮酸和還原氫2.比較1號、2號和5號試管，你能得出什么結(jié)論？當(dāng)有細胞質(zhì)基質(zhì)，還有線粒體時，葡萄糖除了可以分解成丙酮酸和還原氫外，還可以分解成二氧化碳和水 3.比較5號和6號試管，你能得出什么結(jié)論？在沒有細胞質(zhì)基質(zhì)的參與下，葡萄糖不直接分解 4.分析整個實驗一，你能得出什么結(jié)論？分析整個實驗我們應(yīng)該思考葡萄糖的分解是在哪里進行？ 細胞質(zhì)基質(zhì)只有線粒體，沒有細胞質(zhì)基質(zhì)的參與下，葡萄糖不分解，那么，我們得到什么樣的結(jié)論呢？在細胞質(zhì)基質(zhì)中，葡萄糖能分解成丙酮酸和還原氫，在線粒體，葡萄糖不能分解。思考討論有氧呼吸第一階段：糖酵解物質(zhì)變化：能量變化

3、： 釋放少量能量葡萄糖丙酮酸還原氫(H)酶細胞質(zhì)基質(zhì)實驗二：分別向六支試管中通入用18O標(biāo)記的等量的氧氣和用3H標(biāo)記的等量的丙酮酸，一段時間后，檢測各試管，變化情況如下表：（常溫） 資料分析1號試管細胞勻漿2號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)3號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體4號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)、核糖體5號試管含細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體6號試管含線粒體思考：丙酮酸可以在細胞的什么部位分解？分解的產(chǎn)物是什么？釋放少量能量有氧呼吸第二階段：物質(zhì)變化：能量變化：有氧呼吸第三階段：物質(zhì)變化：能量變化： 釋放大量能量總反應(yīng)式：是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解化分解, ,徹底分解成二氧化碳和水徹

4、底分解成二氧化碳和水, ,釋放出能量并釋放出能量并生成大量生成大量ATPATP的過程的過程. .C H O61266CO26H2O6O2酶+大量能量丙酮酸+水 還原氫+二氧化碳酶線粒體基質(zhì)酶線粒體內(nèi)膜還原氫(H)氧氣 水有氧呼吸有氧細胞呼吸的過程示意圖有氧細胞呼吸的過程示意圖有氧呼吸有氧呼吸 場場 所所 反應(yīng)物反應(yīng)物 產(chǎn)產(chǎn) 物物 釋能釋能第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較有氧呼吸三個階段的比較細胞質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸COCO2 2、HH少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量線粒體線粒體線粒

5、體線粒體對比對比線粒體線粒體 一部分以熱能形式散失一部分以熱能形式散失 另一部分轉(zhuǎn)移到另一部分轉(zhuǎn)移到ATPATP中中有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 12H+ 12H2 2O +O +能量能量酶酶有氧呼吸小結(jié)有氧呼吸小結(jié)(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,約約60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,約約40%)40%)3838個個ATPATP學(xué)科交叉熱力學(xué)第二定律指出,沒有任何一種過程的能量轉(zhuǎn)換效率是100%.蒸氣機和內(nèi)燃機的熱效率,大約分別是5%8%和25%.

6、 在細胞內(nèi)在細胞內(nèi),1mol,1mol的葡萄糖徹底氧化分解的葡萄糖徹底氧化分解以后以后, ,可以釋放可以釋放2870KJ2870KJ左右的能量左右的能量, ,其中有其中有1161KJ1161KJ轉(zhuǎn)移到了轉(zhuǎn)移到了ATPATP中中, ,其余的以熱量的形式其余的以熱量的形式散失散失. .請你計算一下請你計算一下, ,有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率是多少率是多少, ,這些能量能夠使多少個這些能量能夠使多少個ADPADP轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為ATP?ATP?11612870效率=*100%=40.5%116130.54ATP數(shù)量=38個2870KJ/mol=1161KJ/mol(38個ATP)+170

7、9KJ/mol(熱能) 上一頁2.無氧呼吸無氧呼吸第一階段：糖酵解物質(zhì)變化：能量變化： 釋放少量能量葡萄糖丙酮酸還原氫(H)酶細胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸第二階段：物質(zhì)變化：能量變化：釋放少量能量丙酮酸乳酸(或酒精二氧化碳)酶細胞質(zhì)基質(zhì)總反應(yīng)式：在細胞質(zhì)基質(zhì)中在細胞質(zhì)基質(zhì)中, ,葡萄糖在無氧條件下葡萄糖在無氧條件下分解成乳酸時釋放分解成乳酸時釋放196.65KJ/mol;196.65KJ/mol;分解成酒分解成酒精和二氧化碳時釋放精和二氧化碳時釋放225.94KJ/mol;225.94KJ/mol;但是在但是在這兩個過程中都只有這兩個過程中都只有61.08KJ/mol61.08KJ/mol的能量轉(zhuǎn)的能量

8、轉(zhuǎn)移給移給ADPADP用來產(chǎn)生用來產(chǎn)生ATP,ATP,請你計算一下無氧呼請你計算一下無氧呼吸能產(chǎn)生多少個吸能產(chǎn)生多少個ATP?ATP?C H O6126酶細胞質(zhì)基質(zhì)2CO2+少量能量2酒精乳酸( )C H O363+少量能量196.65KJ/mol=60.08KJ/mol(2個ATP)+136.57KJ/mol(熱能)無氧呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解化分解, , 分解成不徹底的氧化產(chǎn)物乳酸或酒精和分解成不徹底的氧化產(chǎn)物乳酸或酒精和二氧化碳二氧化碳, ,釋放出能量并生成少量釋放出能量并生成少量ATPATP的過程的過程. .C C6 6H H1212O

9、 O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )+ + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？發(fā)酵發(fā)酵微生物的無氧呼吸微生物的無氧呼吸（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)3.有氧呼吸和無氧呼吸的異同點有氧呼吸無氧呼吸反應(yīng)場所 反應(yīng)條件產(chǎn)物能量實質(zhì)聯(lián)系先在細先在細胞質(zhì)基胞質(zhì)基質(zhì)質(zhì), ,后在后在線粒體

10、線粒體在細胞在細胞質(zhì)基質(zhì)質(zhì)基質(zhì)氧氣氧氣, ,酶酶不需要不需要氧氣氧氣, ,需需酶酶徹底徹底, ,水和水和二氧二氧化碳化碳不徹不徹底底, ,乳乳酸或酸或酒精酒精二氧二氧化碳化碳大量大量(287(2870KJ/0KJ/mol),mol),3838個個ATPATP少少量量,2,2個個ATPATP氧化分氧化分解有機解有機物物, ,釋釋放能量放能量第一階第一階段完全段完全相同相同; ;本質(zhì)也本質(zhì)也是相同是相同的的. .知識總結(jié)知識總結(jié)呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼吸作呼吸作用類型用類型有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸徹底分解丙酮酸徹底分解HH的氧化的

11、氧化丙酮酸不丙酮酸不徹底分解徹底分解乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS影響細胞呼吸的外界因素有：溫度、O2濃度、CO2濃度、含水量等。5、生物的生命活動所需要的能量主要來自：、生物的生命活動所需要的能量主要來自： 、糖類的氧化分解、糖類的氧化分解 、脂類的氧化分解、脂類的氧化分解 、蛋白質(zhì)的氧化分解、蛋白質(zhì)的氧化分解 、核酸的氧化分解、核酸的氧化分解6、人體進行有氧呼吸的主要場所是、人體進行有氧呼吸的主要場所是 、肺細胞、肺細胞 、內(nèi)環(huán)境、內(nèi)環(huán)境 、線粒體、線粒體 、細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)A AC C7、與有氧呼吸相比，無氧呼吸最主要的特點是、與有氧呼吸相

12、比，無氧呼吸最主要的特點是 、分解有機物、分解有機物 、釋放能量、釋放能量 、需要酶催化、需要酶催化 、有機物分解不徹底、有機物分解不徹底8、新鮮蔬菜放在冰箱的冷藏室中，適當(dāng)延長、新鮮蔬菜放在冰箱的冷藏室中，適當(dāng)延長保鮮時間的生理原因是保鮮時間的生理原因是 A A、呼吸作用減弱、呼吸作用減弱 B B、呼吸作用加強、呼吸作用加強 C C、光合作用減弱、光合作用減弱 D D、促進了物質(zhì)的分解、促進了物質(zhì)的分解D DA A低溫下，酶的活性受到抑制，從而降低了呼吸作用的強度，減少了有機物的消耗9、種在湖邊的玉米，長期被水淹，生長不好，、種在湖邊的玉米，長期被水淹，生長不好，其原因是其原因是 A A、根

13、細胞吸收水分過多、根細胞吸收水分過多 B B、營養(yǎng)缺乏、營養(yǎng)缺乏 C C、光合作用強度不夠、光合作用強度不夠 D D、細胞有氧呼吸受阻、細胞有氧呼吸受阻10、同樣消耗、同樣消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能的葡萄糖，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率是無氧呼吸能量轉(zhuǎn)化效率的量轉(zhuǎn)化效率是無氧呼吸能量轉(zhuǎn)化效率的 、2020倍倍 、1919倍倍 、倍多、倍多 、12.712.7個百分點個百分點D DB B植物根細胞要吸收水分和無機鹽，無機鹽離子是通過主動運輸進入植物細胞的，需要能量和載體！無氧呼吸釋放的能量形成2個ATP，有氧呼吸釋放的能量形成38個ATP大多數(shù)植物無氧呼吸產(chǎn)生的是酒精！蛔蟲是嚴(yán)格的厭氧型生物！無氧呼吸生成酒精不無氧呼吸生成酒精不吸收氧氣但釋放二氧吸收氧氣但釋放二氧化碳，有氧呼吸吸收化碳，有氧呼吸吸收的氧氣和釋放的二氧的氧氣和釋放的二氧化碳比例為化碳比例為1 1呼吸作用受空氣中氧氣濃呼吸作用受空氣中氧氣濃度的影響，采取這些措施度的影響，采取這些措施是為了降低氧氣濃度，從是為了降低氧氣濃度，從而減弱呼有氧呼吸而減弱呼有氧呼吸, , 5 10 15 20 25 30 相對濃度相對