ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸-4

第3節(jié)ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸引入實(shí)驗(yàn)探究有氧呼吸無氧呼吸二者比較影響因素原理應(yīng)用教學(xué)反饋知識總結(jié)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(zhì)變化4、能量變化2、條件謝謝指導(dǎo)!

合成這種物質(zhì)的能量來源是什么？思考回答：細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)是什么？ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸的概念

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并且生成ATP的過程。本質(zhì)：分解有機(jī)物，釋放能量對比實(shí)驗(yàn)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式一、提出問題酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生CO2和無氧呼吸產(chǎn)生CO2一樣多嗎？產(chǎn)物一樣嗎？

二、實(shí)驗(yàn)假設(shè)酵母菌在有氧情況下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量CO2，在無氧情況下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生少量CO2和酒精。三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有氧裝置為三個錐形瓶：

NaOH-酵母培養(yǎng)液-石灰水無氧裝置為二個錐形瓶：酵母培養(yǎng)液-石灰水NaOH的作用是什么？吸收泵入空氣中的CO2，排除空氣中的CO2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響如何控制無氧的條件？先封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶澄清的石灰水有什么作用？檢測酵母呼吸放出的CO2如何說明CO2產(chǎn)生的多少？石灰水變渾濁的程度，溴麝香草酚藍(lán)由藍(lán)變綠再變黃的快慢如何檢測酒精？橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。鑒定的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)

檢測試劑顏色反應(yīng)還原性糖脂肪淀粉蛋白質(zhì)ＤＮＡＲＮＡ線粒體CO2酒精斐林試劑蘇丹

Ш試劑碘液雙縮脲試劑甲基綠吡羅紅健那綠溴麝香草酚藍(lán)橙色重鉻酸鉀磚紅色沉淀橘黃色藍(lán)色紫色綠色紅色藍(lán)綠色由藍(lán)變綠再變黃灰綠色四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（略）

酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2，在無氧條件下通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的CO2。五、分析結(jié)果，得出結(jié)論六、表達(dá)與交流七、進(jìn)一步探究進(jìn)一步探究：有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中１０％的氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？進(jìn)一步探究：有人認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)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)，你如何駁斥這種錯誤觀點(diǎn)？

葡萄糖

水溶液

葡萄糖水溶液細(xì)胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸包括1細(xì)胞呼吸的方式2.線粒體回憶：亞顯微結(jié)構(gòu)、功能、分布、染色葡萄糖生物細(xì)胞丙酮酸少量能量［H］酶少量能量

O2［H］CO2H2O酶大量能量酶H2O細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體3.過程第一階段第二階段第三階段1葡萄糖→2丙酮酸+4[H]+能量（少量）酶2丙酮酸+6H2O

→6CO2+20[H]+能量（少量）酶24[H]+6O2→12H2O+能量（大量）酶場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場所：線粒體基質(zhì)場所：線粒體內(nèi)膜3.1有氧呼吸過程線粒體是有氧呼吸的主要場所總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶1mol

2870kJ其中1161kJ左右能量儲存在ATP中其余以熱能形式散失學(xué)科交叉

在細(xì)胞內(nèi),1mol的葡萄糖徹底氧化分解以后,可以釋放2870KJ左右的能量,其中有1161KJ轉(zhuǎn)移到了ATP中,其余的以熱量的形式散失.請你計(jì)算一下,有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率是多少,這些能量能夠使多少個ADP轉(zhuǎn)化為ATP?11612870效率=*100%=40.5%116130.54ATP數(shù)量==38mol2870KJ/mol=1161KJ/mol(38摩ATP)+1709KJ/mol(熱能)3.2反應(yīng)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體3.3能量去向：一部分以熱能形式散失(約60%)；另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中(約40%)。3.4總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶3.5概念：

有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。注意1.葡萄糖分子較大，不能進(jìn)入線粒體。其分解產(chǎn)生的丙酮酸以自由擴(kuò)散方式進(jìn)入線粒體2.三個階段都釋放能量，但第一階段、第二階段釋放能量較少，第三階段釋放大量能量3.第一階段、第二階段產(chǎn)生24個[H]，第三階段消耗24個[H]，與O2結(jié)合為H2O（脂質(zhì)含H比高）？4.第二階段消耗6個H2O，產(chǎn)生6個CO2；第三階段消耗6個O2，產(chǎn)生12個H2O（此水非彼水）5.體外燃燒：高溫、瞬時、全以熱能釋放細(xì)胞呼吸：溫和（酶）、逐步放能、

一部分以熱能釋放+一部分合成ATP6.一些原核細(xì)胞雖無線粒體，仍可進(jìn)行有氧呼吸注意7.細(xì)胞呼吸是氧化還原反應(yīng)，[H]是活潑的還原劑，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)葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜對比思考回答：水稻田需要定期排水，否則水稻幼根會變黑、腐爛。為什么？劇烈運(yùn)動后，為什么感到肌肉酸脹？第一階段：第二階段：大多數(shù)高等植物、酵母菌缺氧時進(jìn)行這種無氧呼吸，產(chǎn)生酒精。

高等動物和人、一些高等植物的某些器官（如：馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚等）、乳酸菌缺氧時進(jìn)行這種無氧呼吸，可以產(chǎn)生乳酸。無氧呼吸過程：1葡萄糖→2丙酮酸+4[H]+能量（少量）酶2丙酮酸+4[H]→2C2H5OH（酒精）+2CO2

2丙酮酸+4[H]

→2C3H6O3（乳酸）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)A.酒精發(fā)酵B.乳酸發(fā)酵酶酶

無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。（2）無氧呼吸概念：（1）無氧呼吸反應(yīng)式：①C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量2C3H6O3＋少量能量②C6H12O6

在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,葡萄糖在無氧條件下分解成乳酸時釋放196.65KJ/mol;分解成酒精和二氧化碳時釋放225.94KJ/mol;但是在這兩個過程中都只有61.08KJ/mol的能量轉(zhuǎn)移給ADP用來產(chǎn)生ATP,請你計(jì)算一下無氧呼吸能產(chǎn)生多少個ATP?22molATP發(fā)酵微生物的無氧呼吸（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？無氧呼吸中，葡萄糖分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中注意1.無氧呼吸第一階段產(chǎn)生4[H]，

第二階段消耗4[H]2.無氧呼吸第一階段釋放少量能量，

第二階段不釋放能量3.酶種類的不同決定無氧呼吸第二

階段的途徑和產(chǎn)物4.細(xì)胞呼吸時刻進(jìn)行，不能停止5.同一細(xì)胞同一時刻只能進(jìn)行一種呼吸方式，外界條件改變，細(xì)胞呼吸方式也可以改變注意6.當(dāng)有O2存在時，無氧呼吸會受抑制。

如制泡菜需密封壇口，用“創(chuàng)口貼”抑制破傷風(fēng)桿菌活動7.只能生活在無氧環(huán)境下的生物叫厭氧型生物，如蛔蟲、乳酸菌；主要生活在有氧環(huán)境下的生物叫需氧型生物，如人、醋酸桿菌練習(xí)1、呼吸作用過程中有CO2放出時，則可判斷此過程()A．一定是無氧呼吸B．一定是有氧呼吸

C．一定不是乳酸發(fā)酵D．一定不是酒精發(fā)酵練習(xí)2、呼吸作用過程中有H2O產(chǎn)生時，則可判斷此過程:一定是____________(有氧呼吸/無氧呼吸/酒精發(fā)酵

/乳酸發(fā)酵

)。C有氧呼吸3.4有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸與無氧呼吸區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別呼吸場所條件分解產(chǎn)物釋放能量聯(lián)系細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體需氧氣、多種酶二氧化碳和水二氧化碳、酒精或乳酸較多(2870kJ)較少(196.65kJ)第一階段完全相同細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不需氧氣、多種酶都能將有機(jī)物分解，釋放能量。

2、供原料：為其他化合物的合成提供原料。呼吸作用是三大類營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的樞紐。三、細(xì)胞呼吸的意義-----用于各種耗能的生命活動：

注意：

不消耗ATP的過程有：-----可用于維持體溫自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、滲透作用、吸脹作用、蒸騰作用

1、供能：

熱能形成ATP

影響細(xì)胞呼吸的外界因素有：溫度、O2濃度、CO2濃度、含水量等。呼吸的速率溫度（1）溫度原理:______________影響呼吸酶的活性①低溫下貯存蔬菜、水果應(yīng)用：②大棚蔬菜夜間適當(dāng)降溫以降低呼吸消耗，提高產(chǎn)量例題：右圖表示恒溫動物和變溫動物的呼吸速率與環(huán)境溫度的關(guān)系，請分析A、B分別是什么類型的動物。102030ABT（℃）呼吸速率答：A是變溫動物（如蛙）B是恒溫動物（如小鼠）將種子曬干，以減弱呼吸消耗，有利于貯藏（2）含水量規(guī)律：在一定的范圍內(nèi)，細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，超過這個范圍后，細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度不再增加。應(yīng)用：取適量干重相等的4份種子進(jìn)行不同處理：甲--風(fēng)干，乙--消毒后浸水萌發(fā)，丙--浸水后萌發(fā)，丁--浸水萌發(fā)后煮熟冷卻、消毒。然后分別放入4個保溫瓶中。一段時間后，種子堆內(nèi)溫度最高的是：()A甲B乙C丙D丁C（3）氧氣濃度①無氧呼吸：隨氧氣濃度增加而受抑制，氧氣濃度越高，抑制作用越強(qiáng)，氧氣濃度達(dá)到一定值時，被完全抑制。

如圖所示：有氧抑制無氧呼吸②有氧呼吸：在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸速率隨氧氣濃度的增加而增強(qiáng)，但當(dāng)氧氣濃度增加到一定值時，由于受線粒體數(shù)量的限制，呼吸作用強(qiáng)度不再增大。

如圖所示：有氧呼吸速率O2％③絕大多數(shù)植物的非綠色器官或酵母菌受氧氣濃度的影響，兩種呼吸及總呼吸速率的變化曲線如圖所示：氣體交換的相對值O2濃度有氧呼吸CO2的釋放量無氧呼吸CO2的釋放量●BA●C●P

O

●D●CO2的釋放總量C點(diǎn)：只進(jìn)行無氧呼吸，釋放較多CO2。D點(diǎn)：無氧呼吸停止CB線的含義？C、D、B、P、A點(diǎn)的含義？水果、蔬菜的最佳保存點(diǎn)？為什么？B點(diǎn)：細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，有氧呼吸曲線與總呼吸曲線重合P點(diǎn)：有氧呼吸與無氧呼吸釋放CO2相等，A點(diǎn):總呼吸釋放CO2最少,即消耗有機(jī)物最少CB線：總呼吸曲線=有氧呼吸釋放CO2量+無氧呼吸釋放CO2量最佳保存點(diǎn)：A點(diǎn)，此氧氣濃度下，無氧呼吸受O2抑制較弱，有氧呼吸因O2濃度低也很微弱，總呼吸釋放CO2最少，即消耗有機(jī)物最少拓展延伸一細(xì)胞呼吸類型的判斷變化特點(diǎn)細(xì)胞呼吸方式不消耗O2，無CO2釋放不消耗O2，產(chǎn)生CO2

O2消耗量=CO2釋放量O2消耗量﹤CO2釋放量有水生成產(chǎn)乳酸的無氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)酒精的無氧呼吸有氧呼吸、無氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸（以葡萄糖為呼吸底物）CO2釋放量/O2吸收量=4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率等于有氧呼吸消耗葡萄糖速率CO2釋放量/O2吸收量?4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸消耗葡萄糖速率CO2釋放量/O2吸收量?4/3,無氧呼吸消耗葡萄糖速率小于有氧呼吸消耗葡萄糖速率O2消耗量＞CO2釋放量：細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸分解的底物不是糖類，可能是脂肪。二氧化碳對有氧呼吸有抑制作用（4）二氧化碳濃度增加CO2濃度，降低O2濃度有良好的保鮮效果。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。

細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時請醫(yī)生處理。對于板結(jié)的土壤及時進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機(jī)鹽的吸收。水稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運(yùn)送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無氧呼吸。但是，水稻根的細(xì)胞仍需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根細(xì)胞就會無氧呼吸產(chǎn)生酒精，時間長了，酒精會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。谷氨酸棒狀桿菌是一種厭氧細(xì)菌。谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。慢跑等有氧運(yùn)動是人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體劇烈運(yùn)動中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠產(chǎn)生乳酸來獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。

細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)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(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗。

糧食儲藏：零上低溫、干燥、低氧果蔬保鮮：零上低溫（4℃）、濕度適中、低氧

細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1、生物的生命活動所需要的能量主要來自：Ａ、糖類的氧化分解Ｂ、脂類的氧化分解Ｃ、蛋白質(zhì)的氧化分解Ｄ、核酸的氧化分解2、人體進(jìn)行有氧呼吸的主要場所是Ａ、肺細(xì)胞Ｂ、內(nèi)環(huán)境Ｃ、線粒體Ｄ、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)AC課后練習(xí)3、與有氧呼吸相比，無氧呼吸最主要的特點(diǎn)是Ａ、分解有機(jī)物Ｂ、釋放能量Ｃ、需要酶催化Ｄ、有機(jī)物分解不徹底4、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

A、呼吸作用減弱

B、呼吸作用加強(qiáng)

C、光合作用減弱

D、促進(jìn)了物質(zhì)的分解DA5、種在湖邊的玉米，長期被水淹，生長不好，其原因是

A、根細(xì)胞吸收水分過多

B、營養(yǎng)缺乏

C、光合作用強(qiáng)度不夠

D、細(xì)胞有氧呼吸受阻6、同樣消耗１mol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Ａ、20倍Ｂ、19倍Ｃ、６倍多Ｄ、12.7個百分點(diǎn)DB

7、陸生植物不能長期忍受無氧呼吸，其原因是①產(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害作用②產(chǎn)生的乳酸對細(xì)胞有毒害作用

③沒有專門的無氧呼吸結(jié)構(gòu)④產(chǎn)生的能量太少

A、①②

B、②③

C、③④

D、①④8、蛔蟲在體外培養(yǎng)難成活的原因是

Ａ、失去運(yùn)動能力Ｂ、失去捕食的能力Ｃ、不能忍受較高氧分壓Ｄ、感覺太遲鈍9、豌豆發(fā)芽的早期，CO２釋放量比O２吸收量多３－４倍，這是因?yàn)榉N子此時的（）Ａ、無氧呼吸比有氧呼吸強(qiáng)Ｂ、光合作用比呼吸作用強(qiáng)Ｃ、有氧呼吸比無氧呼吸強(qiáng)