第5章第3节ATP的主要来源——细胞呼吸

1、 生物体生命活动所需能量的直接生物体生命活动所需能量的直接 来源是什么来源是什么? ? 这种物质是如何形成的？这种物质是如何形成的？ 思考题思考题 动物和人动物和人绿色植物绿色植物 能能 量量 ADP+Pi+ADP+Pi+ATPATP 酶酶 ATP的合成的合成 的主要来源的主要来源 细胞呼吸细胞呼吸 概念：概念： 有机物在有机物在细胞细胞内一系列的内一系列的氧氧 化分解化分解，生成，生成CO2或其他产或其他产 物，释放出物，释放出能量能量并生成并生成ATP 过程。过程。 一、细胞呼吸一、细胞呼吸 细胞呼吸的方式有哪些呢？细胞呼吸的方式有哪些呢？ 加入酵母菌和面做成的面包和馒头为什么加入酵母菌和

2、面做成的面包和馒头为什么 疏松多孔？疏松多孔？ 松软多孔，是因为发酵产生气体所致，松软多孔，是因为发酵产生气体所致， 那么，产生的气体是什么呢？在什么情那么，产生的气体是什么呢？在什么情 况下产生的？况下产生的？ 思考思考 提出问题提出问题 探究活动探究活动 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和是一种单细胞真菌，在有氧和 无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌 液泡 作出假设作出假设 有氧条件下产生二氧化碳，有氧条件下产生二氧化碳， 无氧条件下产生酒精无氧条件下产生酒精 实验组实验组 组组A A：有氧条件：有

3、氧条件 组组B B：无氧条件：无氧条件 3、设计实验、设计实验 （对比实验）（对比实验） 本实验的自变量和因变量分别是什么？本实验的自变量和因变量分别是什么？ 怎样控制有氧和无氧的条件？怎样控制有氧和无氧的条件？ 怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无 二氧化碳产生？如何比较产生二氧化碳产二氧化碳产生？如何比较产生二氧化碳产 生的多少？生的多少？ 实验原理实验原理 1、 CO2的检测方法的检测方法 （1） CO2使澄清石灰水变浑浊使澄清石灰水变浑浊 （2） CO2使使溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝水溶液变水溶液变黄黄 2、酒精的检测、酒精的检测 橙色橙色的的重铬酸钾重铬

4、酸钾溶液在溶液在酸性条件酸性条件下与酒下与酒 精发生反应，变成精发生反应，变成灰绿色灰绿色。 根据实验需要，理清实验步骤根据实验需要，理清实验步骤 配制酵母菌培养液配制酵母菌培养液 控制有氧、无氧环境控制有氧、无氧环境 科学检测因变量科学检测因变量 限制好无关变量限制好无关变量 二二 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式 步骤一：配制酵母菌培养液步骤一：配制酵母菌培养液 10g10g酵母菌酵母菌+240mL5%+240mL5%葡萄糖溶液葡萄糖溶液 A A组组 B B组组 实验步骤实验步骤 步骤二：步骤二：A A实验组实验组( (有氧情况下有氧情况下) ) 实验步骤实验步骤 步骤二：

5、步骤二：B B实验组实验组( (无氧情况下无氧情况下) ) 实验步骤实验步骤 步骤三：鉴定是否有步骤三：鉴定是否有COCO2 2产生产生; ;鉴鉴 定是否有酒精产生定是否有酒精产生 0.5mL0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液重铬酸钾的浓硫酸溶液 A A组组 B B组组 橙色橙色橙色橙色 条件条件澄清石灰水澄清石灰水/ /出出 现的时间现的时间 重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸浓硫酸 溶液溶液 有氧有氧(A)(A) 无氧无氧(B)(B) 实验现象及分析实验现象及分析 4、进行实验、进行实验 条件条件澄清石灰水澄清石灰水/ /出出 现的时间现的时间 重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸浓硫酸 溶液溶液 有氧有氧(A)(

6、A) 无氧无氧(B)(B) 变混浊快变混浊快无变化无变化 变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色 实验现象及分析实验现象及分析 4、进行实验、进行实验 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞 呼吸，均能产生呼吸，均能产生CO2 在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产 生大量的生大量的CO2。 在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产 生生酒精酒精和少量的和少量的CO2。 分析实验结果分析实验结果 科学家通过大量的实验证实，科学家通过大量的实验证实，细胞呼吸可细胞呼吸可 分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类

7、型分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 三、细胞呼吸的类型三、细胞呼吸的类型 问题探讨问题探讨 1、呼吸作用和物质的燃烧有什么共同点、呼吸作用和物质的燃烧有什么共同点? 2、呼吸作用能像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？、呼吸作用能像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？ 3、无氧条件下，细胞能进行呼吸作用释放能量吗？、无氧条件下，细胞能进行呼吸作用释放能量吗？ 问题探讨问题探讨 1.两者的共同点是：都是物质的氧两者的共同点是：都是物质的氧 化分解过程；都能产生二氧化碳等化分解过程；都能产生二氧化碳等 产物，并且都释放出能量。产物，并且都释放出能量。 问题探讨问题探讨 2.不能。否则，组成细胞的化合物会迅不能。否则，

8、组成细胞的化合物会迅 速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全 部释放出来，细胞的基本结构也就会遭部释放出来，细胞的基本结构也就会遭 到彻底的破坏。到彻底的破坏。 问题探讨问题探讨 3.在无氧条件下，细胞能够通过无氧在无氧条件下，细胞能够通过无氧 呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比 有氧呼吸释放的能量要少许多。有氧呼吸释放的能量要少许多。 “呼吸呼吸”和和“呼吸作呼吸作 用用”有什么区别？有什么区别？ 思考思考 “呼吸呼吸”是指生物体或细胞吸入氧是指生物体或细胞吸入氧 气和呼出二氧化碳的过程气和呼出二氧化碳的过程 “呼吸作用呼吸作用”是

9、指细胞内有机物分是指细胞内有机物分 解释放能量的过程。解释放能量的过程。 细胞内细胞内 + + 糖糖 类类 + +水水 COCO2 2 能能 量量 呼吸作用呼吸作用 高等动物的呼吸现象和呼吸作用高等动物的呼吸现象和呼吸作用 O2 O2 呼吸呼吸 呼吸呼吸 器官器官 血液血液 循环循环 COCO2 2 气体运输气体运输 + + 二、细胞呼吸的类型二、细胞呼吸的类型 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 细胞呼吸细胞呼吸 含有与有氧呼含有与有氧呼 吸有关的酶吸有关的酶 线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构？线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构？ 外膜外膜 内膜内膜 嵴嵴 基质基质 C C6 6H H12 12O

10、 O6 6 能量能量（少量（少量） 2 2丙酮酸丙酮酸 （2C2C3 3H H4 4O O3 3） HH 酶酶 C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 2C2C3 3H H4 4O O3 3 4 4【H H】能量】能量( (少量少量) ) 有氧呼吸的过程：有氧呼吸的过程：( (第一阶段）第一阶段） 有氧呼吸有氧呼吸 细细 胞胞 质质 基基 质质 C C6 6H H12 12O O6 6 能量能量（少量）（少量） 2C2C3 3H H4 4O O3 3 HH 能量能量（少量）（少量） HH 6CO6CO2 2 6H6H2 2O O 酶酶 酶酶 2C2C3 3H H4 4O O3 3+6H

11、+6H2 2O O 6CO6CO2 22020【H H】能量】能量( (少量少量) ) 酶酶 第二阶段第二阶段 线线 粒粒 体体 基基 质质 C C6 6H H12 12O O6 6 能量能量（少量）（少量） （2C2C3 3H H4 4O O3 3 ） 4H4H 能量能量（少量）（少量） 20H20H O O2 2 12H12H2 2O+O+能量能量 （大量）（大量） 6CO2 6H2O 酶酶 酶酶 酶酶 2424【H H】+6O+6O2 2 12H12H2 2O+O+能量能量（大量）（大量） 酶酶 第三阶段第三阶段 线线 粒粒 体体 内内 膜膜 阶段阶段场所场所反应物反应物生成物生成物能量

12、能量 细胞质基质细胞质基质 线粒体基质线粒体基质 线粒体内膜线粒体内膜 葡萄糖葡萄糖 H、O2 CO2、H H2O 少量少量 少量少量 大量大量 一一 二二 三三 丙酮酸、丙酮酸、 H2O 丙酮酸、丙酮酸、 H 有氧呼吸三个阶段都释有氧呼吸三个阶段都释 放能量放能量,那么这些能量释那么这些能量释 放出来以后放出来以后,有哪些去路有哪些去路? 1mol1mol葡萄糖葡萄糖2870kJ2870kJ 有氧呼吸有氧呼吸 热能散失热能散失 ATP(1161kJ) 有氧呼吸的能量去路：有氧呼吸的能量去路： 38mol 酶酶 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+ +能量能量 3.3.总反应

13、式：总反应式： C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 2C2C3 3H H4 4O O3 3 4 4【H H】能量】能量( (少量少量) ) 2424【H H】+6O+6O2 2 12H 12H2 2O+O+能量（能量（大量大量） 酶酶 2C2C3 3H H4 4O O3 3+6H+6H2 2O O 6CO6CO2 22020【H H】能量】能量 （少量少量） 酶酶 细胞在细胞在氧氧的参与下，通过的参与下，通过多种酶多种酶 的催化作用，把的催化作用，把葡萄糖葡萄糖等有机物等有机物 彻底彻底氧化分解，产生出氧化分解，产生出二氧化碳二氧化碳 和水和水，释放，释放大量大量能量能量, ,生成

14、生成大量大量 ATPATP的过程。的过程。 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量 酶酶 水中的水中的 氧来自氧来自 哪里？哪里？ C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量 酶酶 ATP38mol 1 : 1 水中水中O全部来全部来 自自O2， ，第三阶段 第三阶段 有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？ 呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶 段？段？ 思考：思考： 消耗了消耗了2 2摩尔葡萄糖，那么有多少摩尔葡萄糖，那么有多少 能量转移到了能量转移到了ATPATP中？生成多少摩尔中

15、？生成多少摩尔 ATPATP？ 思考：思考： 下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：下列分别属于有氧呼吸的第几阶段： 产生产生COCO2 2的阶段（）的阶段（） 产生产生H H2 2O O的阶段（）的阶段（） 氧气参与的阶段（氧气参与的阶段（ ） 产生产生ATPATP的阶段（的阶段（ ） 产生产生ATPATP最多的阶段（）最多的阶段（） 刘翔在训刘翔在训 练时常会练时常会 在第二天在第二天 早上肌肉早上肌肉 发酸发酸,为为 什么什么? 第一个阶段：第一个阶段： 第二个阶段：第二个阶段： 场所：场所： 无氧呼吸无氧呼吸 2C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精） +2CO+2CO2 2能量能量

16、（少量）（少量） 酶酶 酶酶 2C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸） 能量能量（少量）（少量） 细胞质基质细胞质基质 能量能量（少量（少量） （2C2C3 3H H4 4O O3 3） HH 酶酶 C C6 6H H12 12O O6 6 C C6 6H H12 12O O6 6 2C 2C2 2H H5 5OHOH + 2+ 2COCO2 2 + + 能量能量（少量少量） 酶酶 陆生植物根细胞、苹果、酵母菌陆生植物根细胞、苹果、酵母菌 酒精酒精发酵（发酵用于微生物）发酵（发酵用于微生物） 无氧呼吸无氧呼吸 C C6 6H H12 12O O6 6 2C 2C3 3H H6 6

17、O O3 3+ + 能量能量（少量少量） 酶酶 高等动物、人、马铃薯块茎、甜高等动物、人、马铃薯块茎、甜 菜块根、乳酸菌菜块根、乳酸菌 乳酸乳酸发酵发酵 无氧呼吸无氧呼吸 无氧呼吸是指细胞在无氧呼吸是指细胞在无氧无氧条件下，条件下， 通过通过多种酶多种酶的催化作用，把葡萄糖的催化作用，把葡萄糖 等有机物质分解为等有机物质分解为不彻底不彻底的氧化产的氧化产 物，同时释放出物，同时释放出少量能量少量能量, ,生成生成少少 量量ATPATP的过程。的过程。 方式方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸 不不 同同 点点 场所场所 条件条件 产物产物 能量能量 相同点相同点 细胞质基质、线粒体细胞质基质、

18、线粒体细胞质基质细胞质基质 氧气、酶氧气、酶无氧参加、酶无氧参加、酶 COCO2 2和和H H2 2O O乳酸或酒精和乳酸或酒精和COCO2 2 大量大量少量少量 第一阶段完全相同第一阶段完全相同; ;分解有分解有 机物，释放能量机物，释放能量 为生物体的生命活动为生物体的生命活动提供能量，提供能量，为物质转化提供原料为物质转化提供原料 ADP+Pi 供生命活动的能量供生命活动的能量 酶酶有机物有机物ATP 呼吸作用呼吸作用 氧化分解氧化分解 1. 1. 苹果和马铃薯块茎进行无氧呼苹果和马铃薯块茎进行无氧呼 吸的产物分别是（吸的产物分别是（ ） A.A.乳酸、酒精和二氧化碳乳酸、酒精和二氧化碳

19、 B.B.都是酒精和二氧化碳都是酒精和二氧化碳 C.C.都是乳酸都是乳酸 D.D.酒精和二氧化碳、乳酸酒精和二氧化碳、乳酸 2.2.给某动物呼吸含放射性同位素给某动物呼吸含放射性同位素 1818O O的 的O O2 2，则该动物体内首先出，则该动物体内首先出 现现18 18O O的物质是 的物质是( )( ) A. A.葡萄糖葡萄糖 B.B.二氧化碳二氧化碳 C.C.水水 D.D.丙酮酸丙酮酸 3. 3. 有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是 都在线粒体中进行都在线粒体中进行 都需要酶都需要酶 都需要氧都需要氧 都产生都产生ATP ATP 都产生都产生 丙酮酸丙酮酸 A. A. B. B. C. C. D. D. 4. 4. 种在湖边的玉米，长期被水淹种在湖边的玉米，长期被水淹 生长不好，其原因是（生长不好，其原因是（ ） A.A.根细胞吸收水分过多