ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸1

拔山中學(xué)高一生物組

A-P~P~P腺苷磷酸基團(tuán)高能磷酸鍵ADP+Pi+能量酶酶1.ATP的結(jié)構(gòu)：ATPADPPi能量能量Pi酶酶合成ATP時能量的來源有哪些？拉瓦錫等在研究人的呼吸作用拉瓦錫把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過程”。1.細(xì)胞呼吸與物質(zhì)的燃燒有什么共同點？共同點是：都是物質(zhì)的氧化分解過程；都能產(chǎn)生CO2等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。2.細(xì)胞呼吸能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底的破壞。問題探討在無氧條件下，細(xì)胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。

3.在無氧條件下，細(xì)胞還能夠通過細(xì)胞呼吸釋放能量嗎？

細(xì)胞呼吸是指有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。發(fā)生場所：生物活細(xì)胞內(nèi)分解底物：生物體內(nèi)的有機物，糖類，脂質(zhì)，蛋白質(zhì)呼吸產(chǎn)物：二氧化碳和水或者其他產(chǎn)物反應(yīng)類型：氧化分解（生物氧化）能量變化：有機物中的化學(xué)能釋放，生成ATP一、細(xì)胞呼吸二、細(xì)胞呼吸的方式：1、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，依賴外來的有機物進(jìn)行異養(yǎng)生活，主要以出芽生殖的方式產(chǎn)生后代。結(jié)構(gòu)：單細(xì)胞，真核生物營養(yǎng)：異養(yǎng)生殖方式：主要出芽生殖呼吸方式：兼性厭氧型

加入酵母菌和面作成的饅頭、面包松軟多孔，是因為發(fā)酵產(chǎn)生氣體所致，那么，產(chǎn)生的氣體是什么呢？在什么情況下產(chǎn)生的？思考提出問題探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒．橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色．具體做法：讓司機呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻．怎樣鑒定有無二氧化碳產(chǎn)生？二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式作出假設(shè)假設(shè)酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。如何設(shè)置實驗組呢？實驗組A組：有氧條件B組：無氧條件明確實驗?zāi)康?，科學(xué)設(shè)計實驗根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟配制培養(yǎng)液控制有氧、無氧環(huán)境自變量、因變量、無關(guān)變量設(shè)置對比實驗（見P93）設(shè)計實驗科學(xué)檢測因變量限制好無關(guān)變量

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

步驟一：配制酵母菌培養(yǎng)液P9210g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液設(shè)計實驗步驟A組B組

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

步驟二：A實驗組(有氧情況下)10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水設(shè)計實驗步驟通氣目的？目的？目的？進(jìn)入A瓶的空氣，先進(jìn)過NAOH處理，排除空氣中二氧化碳對實驗結(jié)果的干擾檢測二氧化碳通入氧氣探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式步驟二：B實驗組(無氧情況下)酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水設(shè)計實驗步驟B瓶應(yīng)封口后放置一段時間，再連接……其目的何在？封口放置一段時間后，酵母菌會將瓶中的氧氣消耗完，確保通入澄清石灰水的二氧化碳是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的A瓶氣體處理后的溴麝香草酚藍(lán)水溶液變化較快，B瓶氣體處理后的溴麝香草酚藍(lán)水溶液變化較慢。CO2使溴麝香草酚藍(lán)水溶液變綠再變黃

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

步驟三：鑒定是否有酒精產(chǎn)生（2）0.5mL重鉻酸鉀的濃硫酸溶液A組B組橙色橙色設(shè)計實驗步驟（1）2ml酵母菌培養(yǎng)液用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+A裝置的酵母菌濾液+B裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色分析實驗結(jié)果

檢測指標(biāo)條件澄清石灰水渾濁程度/藿香草酚藍(lán)變黃時間長短（檢測二氧化碳）重鉻酸鉀--濃硫酸溶液是否變成灰綠色(檢測酒精)有氧無氧變混濁／快無變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色有大量二氧化碳有少量的二氧化碳無酒精有酒精實驗總結(jié)實驗原理：1酵母菌是（結(jié)構(gòu)上為單細(xì)胞真菌）兼性厭氧菌，既能進(jìn)行有氧呼吸（產(chǎn)CO2和H2O）也能進(jìn)行無氧呼吸（產(chǎn)酒精和CO2）2酒精和CO2的檢測

澄清的石灰水+CO2變渾濁，且渾濁度與CO2產(chǎn)量有關(guān)藍(lán)色的溴麝香草酚藍(lán)水溶液+CO2變綠再變黃，且變黃時間長短與CO2產(chǎn)量有關(guān)橙色重鉻酸鉀溶液+酒精（酸性）變灰綠色產(chǎn)CO2的多少及酒精的有無實驗分組A組（有氧）B組（無氧）自變量因變量觀察指標(biāo)1澄清石灰水變渾濁的程度2溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃所用時間長短3.重鉻酸鉀溶液的顏色變化無關(guān)變量實驗結(jié)論有氧時，產(chǎn)CO2多無氧時產(chǎn)CO2少，還能產(chǎn)酒精有氧和無氧溫度、營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和量實驗分析：

在本實驗中，有一組同學(xué)在檢測因變量時發(fā)現(xiàn)，有氧裝置中的酵母菌培養(yǎng)液也能使酸性重鉻酸鉀變?yōu)榛揖G色。你知道為什么嗎? 探究探究

有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實驗裝置中１０％的氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，有可能對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實驗更嚴(yán)謹(jǐn)？

有人認(rèn)為：實驗裝置中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄糖水溶液的純化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌無關(guān)，你如何看待這種觀點？

葡萄糖水溶液

葡萄糖水溶液繼續(xù)探究繼續(xù)探究

為了控制無氧呼吸實驗裝置中的氧氣，對酵母菌培養(yǎng)瓶采取用Ｔ形夾夾住橡皮管的方法進(jìn)行密封處理，結(jié)果發(fā)生了錐形瓶爆裂或橡皮塞被頂脫的現(xiàn)象，這是為什么呢？由此說明什么問題？再探究

在實驗中，有同學(xué)發(fā)現(xiàn)和有氧裝置相連的澄清石灰水在出現(xiàn)渾濁后又慢慢變澄清了。因此，他覺得該實驗現(xiàn)象不能說明酵母菌通過有氧呼吸產(chǎn)生了CO2。你如何看待這個問題？先渾濁后澄清適宜的溫度條件下，在下列裝置中都加入活酵母，其中適于產(chǎn)生酒精的裝置是（）訓(xùn)練遷移ABCD加入葡萄糖和水加入葡萄糖加入水加入葡萄糖和水并不斷攪拌A單細(xì)胞真菌兼性厭氧菌思考：怎樣控制有氧和無氧的條件？如何判斷產(chǎn)物中有酒精產(chǎn)生？討論：酵母菌的細(xì)胞呼吸有幾種方式？每種方式的條件和產(chǎn)物有什么區(qū)別？內(nèi)膜——酶基質(zhì)——酶（1）主要場所——線粒體

（一）有氧呼吸（2）概念：指細(xì)胞在氧的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時釋放大量能量的過程。3.有氧呼吸過程圖解C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP熱線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①③有氧呼吸的三個階段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+2ATP

場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+2ATP

場所：線粒體基質(zhì)②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+

34ATP場所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O2+6H2O（丙酮酸）有氧呼吸場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸

水CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體線粒體對比2．有氧呼吸的總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+酶能量總共放能2870kJ,其中kJ轉(zhuǎn)移ATP1161（二）無氧呼吸無氧呼吸：一般是指細(xì)胞在缺氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底氧化的產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。3、無氧呼吸：(1)進(jìn)行場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(2)過程：(3)總反應(yīng)式：(4)概念:

是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成為不徹底氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。C6H12O6酶2CO2+C2H5OH+能量酶2C3H6O3+能量196.65KJ/mol61.08KJ2ATPC6H12O64[H]2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O32CH3COCOOH酶2ATP動物：乳酸植物：酒精玉米胚馬鈴薯塊莖——乳酸乳酸發(fā)酵：酒精發(fā)酵：無氧呼吸全過程探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，均能產(chǎn)生二氧化碳

在有氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳。

在無氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化碳。分析實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論三、有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點相同點場所條件產(chǎn)物能量變化聯(lián)系實質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧、酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量，合成38ATP釋放少量能量，合成2ATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同分解有機物，釋放能量，合成ATP4、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用：

——分析細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用水果的低溫保鮮糧食的保存水生植物的通氣組織

影響呼吸作用速率的外界因素：

溫度、CO2

、O2、水分、PH、呼吸底物呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn):

作物栽培、糧食貯藏、果蔬保鮮呼吸作用與人類生活：

傷口處理、運動健身、釀酒制醋制味精珠江啤酒廠1．溫度呼吸作用在最適溫度（25℃~35℃）時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。影響細(xì)胞呼吸的因素?生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，抑制呼吸作用，減少有機物的消耗，可達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。CO2釋放量相對值O2（%）厭氧呼吸需氧呼吸細(xì)胞呼吸在氧氣濃度為零時，只進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時，既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進(jìn)行有氧呼吸。生活中常利用降低氧氣濃度能抑制呼吸作用，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜水果的保鮮時間。但是，在完全無氧的情況下，無氧呼吸強，分解的有機物也較多，一樣不利于蔬菜水果的保質(zhì)、保鮮，所以一般采用低氧（5%）保存，此時有氧呼吸較弱，而無氧呼吸又受到抑制。無土栽培通入空氣，農(nóng)耕松土等都是為了增加氧氣的含量，加強根部的有氧呼吸，保證能量供應(yīng)，促進(jìn)礦質(zhì)元素的吸收。2468102．氧氣濃度影響細(xì)胞呼吸的因素?3．二氧化碳濃度

CO2是呼吸作用產(chǎn)生的，從化學(xué)平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度較高，抑制細(xì)胞的呼吸作用，使整個器官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜水果。4．含水量

呼吸作用的各種化學(xué)反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的，自由水含量增加，代謝加強。影響細(xì)胞呼吸的因素?糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風(fēng)干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用加強，使貯藏的種子堆中溫度上升，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸作用，使種子的品質(zhì)變壞。及時訓(xùn)練?1、在實驗條件下，測試某種恒溫動物離體細(xì)胞的呼吸強度(E)受溫度變化的影響，正確結(jié)果是（）2、下圖表示大氣中O2濃度對植物組織產(chǎn)生CO2的影響，其中A曲線代表CO2釋放量，B曲線代表O2的消耗量。貯藏水果時O2濃度應(yīng)調(diào)節(jié)到（）A．M點B．N點C．P點

D．Q點CD及時訓(xùn)練?3、右圖是某種綠色植物的綠色器官在不同氧氣濃度下，O2吸收量和CO2釋放量的變化坐標(biāo)圖。氧氣濃度為10%時，該器官進(jìn)行的呼吸作用為（）A．有氧呼吸大于無氧呼吸B．有氧呼吸小于無氧呼吸C．有氧呼吸等于無氧呼吸D．只進(jìn)行有氧呼吸D4、將酵母菌放含有培養(yǎng)液的的密閉的錐形瓶中，測得CO2的釋放量比O2的吸收量大一倍，則有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為：（）A、1/6B、1/3C、1/2D、1及時訓(xùn)練?5、一運動員正在進(jìn)行長跑鍛練，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測到3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如右圖。圖中P、Q、R三曲線依次代表（

）A．O2、CO2、乳酸B．乳酸、CO2、O2

C．CO2、O2、乳酸D．CO2、乳酸、O2BB6、把小白鼠和青蛙從室溫25℃的實驗室移至5℃的環(huán)境中，這兩種動物的需氧量會發(fā)生什么變化（）A．兩種動物的耗氧量都減少B．兩種動物的耗氧量都增加C．青蛙耗氧量減少，小白鼠增加D．青蛙耗氧量增加，小白鼠減少7、分析下圖并回答：經(jīng)數(shù)小時后，U形管A、B兩處的液面會出現(xiàn)哪種情況（實驗裝置足以維持實驗期間小白鼠的生命活動，瓶口密封，忽略水蒸汽和和溫度變化對實驗結(jié)果的影響）（）A．A處上升、B處下降B．A、B兩處都下降C．A處下降、B處上升D．A、B兩處都不變CC及時訓(xùn)練?8、將酵母菌研磨，離心分離后，得到上清液（含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀（含細(xì)胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未經(jīng)離心的酵母菌研磨后的勻漿分別放入甲、乙、丙三個試管，進(jìn)行四項實驗，請分析并回答：（1）向甲試管滴加葡萄糖液，甲試管中最終產(chǎn)物是

（2）向乙試管滴加丙酮酸，乙試管中最終產(chǎn)物是

。（3）在完全隔絕空氣的條件下，向丙試管滴加葡萄糖液，它的最終產(chǎn)物是

。（4）向三個試管分別加入等量的熒光劑（遇ATP可以發(fā)光的物質(zhì)），將丙酮酸分別滴入甲、乙、丙三個試管，發(fā)出熒光最強的試管是

。原因是

。CO2和酒精

CO2和H2OCO2和酒精乙含線粒體，能將丙酮酸徹底氧化，產(chǎn)生的ATP最多實驗組對照組結(jié)論裝置結(jié)果1結(jié)果2結(jié)果3酵母菌NaoH溶液酵母菌清水只進(jìn)行有氧呼吸只進(jìn)行無氧呼吸既，又不移動左移不移動右移左移右移51細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應(yīng)用。

1.發(fā)酵技術(shù)

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

3.糧食儲藏和果蔬保鮮521.發(fā)酵技術(shù)

生產(chǎn)啤酒、果酒和白酒等生產(chǎn)乳酸類、檸檬酸類飲料生產(chǎn)味精、醬油和醋應(yīng)用于垃圾、廢水的處理利用發(fā)酵產(chǎn)生沼氣532.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

細(xì)胞呼吸為植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞的分裂、植株的生長和發(fā)育等提供能量和各種原料，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，要設(shè)法適當(dāng)增強細(xì)胞呼吸，以促進(jìn)作物的生長發(fā)育。例：水稻生產(chǎn)中的適時露田和曬田等措施的實質(zhì)就是為了改善土壤通氣條件以增強根系的細(xì)胞呼吸。543.糧食儲藏和果蔬保鮮

細(xì)胞呼吸要消耗有機物，使有機物積累減少。因此，對糧食儲藏和果蔬保鮮來說，要設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強度，盡可能減少有機物的消耗等。

糧食儲藏果蔬保鮮55糧食儲藏

糧食儲藏時，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長保存期限。例：稻谷等種子含水量超過14.5％時，呼吸速率就會驟然增加，釋放出的熱量和水分，會導(dǎo)致糧食霉變。56果蔬保鮮

為了抑制細(xì)胞呼吸，果蔬儲藏時采用降低氧濃度、沖氮氣或降低溫度等方法。例：蘋果、梨、柑、橘等果實在0～1℃時可儲藏幾個月不壞；荔枝一般只能短期保鮮，但采用低溫速凍等方法可保鮮6～8個月。農(nóng)村廣泛采用密閉的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身產(chǎn)生的二