第三節(jié) ATP的主要來源-細胞呼吸

動物、人、真菌、多數(shù)細菌等綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP

酶糖類、脂肪等有機物氧化分解第3節(jié)ATP的主要來源－細胞呼吸⒈呼吸作用與物質的燃燒有什么共同點？問題探討⒉呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那樣劇烈嗎？⒊在無氧條件下，細胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？舉例說明。都是氧化分解過程；都釋放能量并產(chǎn)生CO2。不能能通過無氧呼吸釋放能量，如蛔蟲等

有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ＡＴＰ的過程。呼吸作用（細胞呼吸）的概念有機物CO2(或其他產(chǎn)物)+能量氧化分解“呼吸”和“呼吸作用”有什么區(qū)別嗎？細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌：單細胞真菌，真核生物，有細胞壁和液泡。提出問題

酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的氣體是CO2嗎？酒精和CO2是酵母菌在什么條件下產(chǎn)生的？作出假設

酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生CO2

酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2設計實驗明確實驗目的，科學設計實驗根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟１、怎樣保證酵母菌在整個實驗中能正常生活？（配制培養(yǎng)液）２、怎樣控制有氧和無氧環(huán)境？自變量、因變量、無關變量設置對照實驗3.怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較

CO2產(chǎn)生的多少？相關知識1、CO2的檢測方法（1）CO2使澄清石灰水變渾濁（2）CO2使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃

2、酒精的檢測橙色的重酪酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應，變成灰綠色。四、實驗結果1、酵母菌在有氧和無氧情況下均產(chǎn)生了CO2，能使澄清石灰水變渾濁。2、酵母菌在有氧情況下，沒有酒精生成，不能使重鉻酸鉀溶液發(fā)生顯色反應；在無氧情況下，生成了酒精，使重鉻酸鉀溶液發(fā)生灰綠色顯色反應。3、酵母菌的有氧呼吸比無氧呼吸釋放的CO2要多五、觀測、記錄條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快無變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色細胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸包括

細胞呼吸的方式

酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸。在有氧條件下，通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2，在無氧條件下通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的CO2。有氧呼吸有氧呼吸的場所：1C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸有氧呼吸最常利用的物質是葡萄糖，其反應式如下：有氧呼吸的過程第一階段：

C6H12O6第二階段：

2C3H4O3+6H2O酶第三階段：

24[H]+6O2C6H12O6+6H2O

+6O26CO2+12H2O+能量酶總反應式：2CH3COCOOH+4[H]+能量6CO2+20[H]+能量酶12H2O+能量酶（大量）丙酮酸徹底分解[H]的氧化（丙酮酸C3H4O3)葡萄糖的初步分解什么是有氧呼吸？有氧呼吸：細胞在氧氣的參與下，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。有氧呼吸場所反應物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段細胞質基質主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量[H]、O2線粒體基質丙酮酸、H2O[H]、CO2少量線粒體內(nèi)膜H2O大量

有氧呼吸是指細胞在_____的參與下，通過_____的催化作用，把糖類等有機物_____氧化分解，產(chǎn)生_____和____，同時釋放出能量，生成許多______的過程。有氧呼吸概念氧酶ATPH2OCO2徹底

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+能量上述反應生成物中的CO2和H2O

中的O分別來自反應物中的什么物質?思考能量熱能(散失)可轉移的能量ADP＋PiATP1161kJ2870kJ1mol葡萄糖1709kJ能量的利用率：1161/2870×100％=40％ATP:1161/30.54=38mol

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+38molATP無氧呼吸：一般是指細胞在缺氧的條件下，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。葡萄糖丙酮酸無O2過程：酒精+CO2+少量能量酶（大部分高等植物、酵母菌）乳酸+少量能量酶（馬鈴薯塊莖、玉米胚、脊椎動物肌細胞、乳酸菌）（二）、無氧呼吸主要場所：細胞質基質C6H12O6能量（少）

2丙酮酸（2CH3COCOOH）[H]能量（少）2C2H5OH（酒精）+2CO2酶酶能量（少）2C3H6O3(乳酸)酶細胞質基質第一階段第二階段無氧呼吸總反應式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細胞等）例：大多數(shù)植物、酵母菌同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？發(fā)酵微生物的無氧呼吸（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）無氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中葡萄糖2丙酮酸12H2O+6CO2+能量（大量）2C2H5OH+2CO2+能量（少量）2C3H6O3+能量（少量）或O2,酶酶有氧呼吸與無氧呼吸之間的聯(lián)系：第一階段完全相同第一階段第二階段無氧呼吸的第一、二階段都在細胞質基質中進行第二、三階段C6H12O6酶2C3H6O3+196.65KJ61.08KJC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+2870KJ1161KJ38ATP2ATP19︰1

能量比較：1mol葡萄糖在有氧和無氧條件下分解釋放的能量比較總反應式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

酶細胞質基質C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2

+少量能量酶（2molATP）（2molATP）

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O＋

38molATP人和高等動物骨骼肌缺氧狀態(tài)、成熟紅細胞；C6H12O62C3H6O3（乳酸）

+少量能量

酶玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根等；乳酸菌此過程不產(chǎn)生CO2（2molATP）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)系實質細胞質基質、線粒體細胞質基質需分子氧O2(O2用于第三階段和氫反應生成水)

、酶不需分子氧(故無氧呼吸產(chǎn)物中無水)、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ATP動物無氧呼吸不產(chǎn)生酒精；無氧呼吸在有氧存在時受到抑制。呼吸作用的意義：呼吸作用能為生物體的生命活動提供能量。有機物熱能可轉移的能量有氧呼吸和無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別條件場所產(chǎn)物釋放能量需O2，需酶細胞質基質、線粒體細胞質基質CO2、H2O酒精和CO2或乳酸較多較少第一階段是相同的（葡萄糖生成丙酮酸，產(chǎn)生少量能量和[H]）分解有機物、釋放能量的過程相同點過程實質不需O2，需酶知識總結呼吸作用的概念呼吸作用類型有氧呼吸無氧呼吸呼吸作用葡萄糖的初步分解丙酮酸徹底分解[H]的氧化丙酮酸不徹底分解乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵葡萄糖的初步分解VS1、場所3、物質變化4、能量變化2、條件

細胞呼吸原理的應用1.在釀酒業(yè)上的應用：先通氣，讓酵母菌進行有氧呼吸，使其數(shù)量增加；然后隔絕空氣，使其發(fā)酵，產(chǎn)生酒精。2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上：中耕松土，促進根系的有氧呼吸，有利于根系的生長及對礦質離子的吸收3.在醫(yī)學上：利用氧氣抑制破傷風等厭氧型細菌的繁殖4.在物質的儲存時：控制氧氣的濃度，抑制其呼吸作用，減少有機物的消耗。糧食儲藏和果蔬保鮮

細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，又要設法降低細胞的呼吸強度，盡可能減少有機物的消耗等糧食儲藏:低溫，低氧，干燥果蔬保鮮：低溫，低氧，低濕我們購買罐頭食品時發(fā)現(xiàn)有這樣的說明：若真空安全鈕鼓起請勿購買。請問這是什么原因？這說明罐頭食品在生產(chǎn)時滅菌不徹底，微生物在無氧條件下發(fā)生無氧呼吸產(chǎn)生了CO2使真空安全鈕鼓起說明食物可能變質

影響呼吸作用的因素

內(nèi)部因素——遺傳因素（決定酶的數(shù)量和種類）

1、不同種類植物呼吸速率不同，一般情況下，水生植物>旱生植物，陽生植物>陰生植物

2、同一植物不同器官呼吸速率不同

生殖器官>營養(yǎng)器官3、同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同幼苗期、開花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降2、O2濃度對細胞呼吸的影響氧氣濃度對細胞呼吸的影響強度類型一定范圍內(nèi)，氧氣濃度升高有利于有氧呼吸的進行；但氧氣的存在對很多厭氧生物的無氧呼吸有很強的抑制作用對于酵母菌和植物器官，在氧氣充足的情況下進行有氧呼吸，沒有氧氣的情況下進行無氧呼吸，在較低氧氣濃度下，兩種呼吸方式同時進行溫度呼吸速率應用：低溫保鮮；增大晝夜溫差（1）溫度（3）水細胞含水量呼吸速率酶數(shù)量的限制環(huán)境中水含量呼吸速率長時間無氧呼吸供能不足應用：種子曬干保存（2）CO2過高CO2抑制細胞呼吸應用：增加CO2的濃度保鮮影響細胞呼吸的外部因素細胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）1、若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進行無氧呼吸（如A點）。2、若產(chǎn)生的CO2的摩爾數(shù)比吸收O2的摩爾數(shù)多，則兩種呼吸同時并存（圖中AC段）。3、若產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與吸收O2的摩爾數(shù)相等，則只進行有氧呼吸（圖中C點以后）。4、B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等（CO2釋放量表示），此時CO2的總釋放量最低。D點表示O2濃度超過一定值（10%）以上時。無氧呼吸消失，說明有O2存在時，無氧呼吸受到抑制。O2%CO2釋放量有氧呼吸無氧呼吸ABCDCO2的總量510152025呼吸作用計算問題C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

C6H12O6

2

C2H5OH（酒精）+2CO2+能量1、無O2吸收，無CO2釋放，進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸2、無O2吸收，有CO2釋放，進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸3、有O2吸收=CO2釋放，進行有氧呼吸4、CO2釋放量>O2吸收量，進行有氧和無氧呼吸當有氧呼吸速率與無氧呼吸速率相等時，CO2和O2的比例關系，CO2/O2=4/3

酶

酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6

酶AB探究一:酵母菌細胞呼吸的類型要通過實驗探究酵母菌的細胞呼吸類型,還要同時設計另一個實驗,簡要說出思路?結果預測和結論:結果預測(紅色液滴移動情況)相應結論裝置A裝置B123左移不動只有有氧呼吸右移不動只有無氧呼吸左移右移兩種呼吸類型都有1、A中有CO2產(chǎn)生，可以說明

2、B中有CO2產(chǎn)生，可以說明

3、AB中有CO2產(chǎn)生，則

植物細胞該細胞正在進行無氧呼吸該細胞正在進行有氧呼吸有氧呼吸和無氧呼吸在同時進行O2濃度對細胞呼吸的影響1、判斷細胞呼吸的方式氧氣濃度為B時：

。氧氣濃度為B到G（不包括B點和G點）時：

。氧氣濃度大于G（包括G點）時

。2、綠色區(qū)域代表的含義是：

。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的比值為

，若有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖，CD和DE的長度之比為：

。只有無氧呼吸有氧呼吸和無氧呼吸同時進行只有有氧呼吸不同氧氣濃度下無氧呼吸的強度1∶1DE=3CD如果縱坐標表示某種物質的物質的量，請在下列兩個坐標中畫出無氧呼吸釋放二氧化碳量和葡萄糖消耗總量的曲線。條件有氧呼吸消耗O2量有氧呼吸產(chǎn)生CO2量有氧呼吸消耗葡萄糖量無氧呼吸產(chǎn)生CO2量無氧呼吸消耗葡萄糖量CO2產(chǎn)生總量葡萄糖消耗總量A條件60B條件124C條件318D條件02單位:mol610611224216121226500424ABCD分別是什么樣的條件?

在一定范圍內(nèi)，隨著氧分壓增大CO2的釋放量減少（1）AB段表示—————————————————————————————————；原因是———————————————————————————————————————。氧分壓CO2釋放量ABC如圖：表示蘋果儲藏過程中，隨著氧分壓的變化，CO2釋放量的曲線。請回答：（3）蘋果在儲藏過程中，最好選擇圖中___點所對應的氧分壓，原因是_______________________________________。（2）BC段表示__________________________

原因是______________________________氧分壓增大，無氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸又很弱隨著氧分壓增大，CO2的釋放量增大氧分壓增大，無氧呼吸逐漸減弱，有氧呼吸加強B在B點總呼吸強度最弱，有機物的消耗最少（4）無氧呼吸時間過長，植物也會死亡

，原因是_______________________________________。無氧呼吸產(chǎn)生酒精會使細胞的蛋白質變性；無氧呼吸產(chǎn)生能量少1．右圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關敘述正確的是()。A.氧濃度為a時，最適于貯藏該植物器官B．氧濃度為b時，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C．氧濃度為c時，無氧呼吸最弱D．氧濃度為d時，有氧呼吸強度與無氧呼吸強度相等B2.現(xiàn)有甲酵母菌進行有氧呼吸,乙酵母菌進行發(fā)酵,若它們消耗等量的葡萄糖,則它們放出CO2

和吸收的O2之比是()A.3:1B.1:2C.4:3D.2:3C3.下列5支試管中分別含有不同化學物質和活性酵母菌細胞制備物。在適宜溫度條件下，會產(chǎn)生CO2的試管有（）①葡萄糖+已破裂的細胞②葡萄糖+線粒體③丙酮酸+線粒體④葡萄糖+細胞質基質（隔絕空氣）⑤丙酮酸+細胞質基質（隔絕空氣）

A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④A4.陸生植物不能長期忍受無氧呼吸，這是因為①產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害②產(chǎn)生的乳酸對細胞有毒害③沒有專門的無氧呼吸結構④產(chǎn)生的能量太少（）

A.①②B.②③C.③④D.①④D5.關于無氧呼吸的敘述中，正確的是()A.不產(chǎn)生CO2B.一定產(chǎn)生CO2C.不形成ATPD.物質氧化分解不徹底D6.一運動員正在進行長跑訓練，從他的大腿肌肉細胞中檢測到

3種化學物質，其濃度變化如右圖所示，圖中P、Q、R三曲線依次代表（）B鍛煉時間（分）A.O2、CO2、乳酸B.乳酸、CO2、O2C.CO2、O2、乳酸D.CO2、乳酸、O27．經(jīng)測定，蠶豆種子在