高中生物必修一ATP的主要来源——细胞呼吸

1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第3节节 ATP的主要来源的主要来源 细胞呼吸细胞呼吸 细胞呼吸细胞呼吸是指有机物在细是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，胞内经过一系列的氧化分解，生成生成二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成释放出能量并生成ATPATP的过程。的过程。酵母菌酵母菌淀粉淀粉酵母菌酵母菌酒精酒精+CO2+水水葡萄糖葡萄糖 细胞呼吸细胞呼吸酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌1、兼性厌氧型2、生长周期短，繁殖速度快。3、单细胞的真核细胞 设计实验设计实验实验材料：实验材料：澄清的石灰水、重铬酸钾澄清的石灰水、重铬酸钾 、10%NaOH锥形瓶、玻璃导管、

2、橡皮塞、气泵锥形瓶、玻璃导管、橡皮塞、气泵等等酵母菌培养液（水、葡萄糖、酵母菌）、酵母菌培养液（水、葡萄糖、酵母菌）、分别给酵母菌提供分别给酵母菌提供有氧和无氧有氧和无氧的条的条件，一段时间后检测其产物是否含件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳酒精或二氧化碳实验思路：实验思路：预期结果：预期结果： 酒精的检测：酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在橙色的重铬酸钾溶液在酸性酸性下与下与酒精发生反应：酒精发生反应： 橙色橙色灰绿色灰绿色思考思考: 1、重铬酸钾在生活中的应用？、重铬酸钾在生活中的应用？ 2、有氧和无氧条件下、有氧和无氧条件下CO2和酒精产和酒精产生的量的多少如何判断？生的量的多少

3、如何判断？ CO2的检测：的检测：1.通入澄清的石灰水：通入澄清的石灰水：澄清澄清浑浊浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液：溴麝香草酚蓝水溶液：蓝蓝 绿绿黄黄 进行试验进行试验实验现象实验现象：条条件件澄清石灰水澄清石灰水/ /出现的时间出现的时间重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有有氧氧无无氧氧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2 2、有氧呼吸产生大量、有氧呼吸产生大量COCO2 2， 无氧呼吸产生少量无氧呼吸产生少量COCO2 2。1 1、酵母菌有氧呼吸产生、酵母菌有氧呼吸产生COCO2 2， 无氧呼吸产生无氧呼吸产生COCO2 2和酒精。和酒精。分析结果分析结果得

4、出结论得出结论对比实验对比实验1 1、主要场所：、主要场所：线粒体线粒体H2分子丙酮分子丙酮（ 2C3H4O3）CO2葡萄糖葡萄糖释放少量能量，释放少量能量，形成少量形成少量ATPO2H释放少量能量，释放少量能量，形成少量形成少量ATPH2O释放大量能量，释放大量能量，形成大量形成大量ATP细胞质基质细胞质基质H2O 2、过程：三阶段（以葡萄糖为例）、过程：三阶段（以葡萄糖为例）葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2C3H4O3 +4 H + 能量能量（丙酮酸）（丙酮酸） （少量（少量2ATP2ATP）场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO2 +2

5、0 H + + 能量能量 （少量（少量2ATP2ATP）场所：线粒体基质场所：线粒体基质 2C3H4O3（丙酮酸）（丙酮酸）H的氧化的氧化酶酶12H2O + + 能量能量 （大量大量34ATP34ATP）场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H + 6O2+6 6H2OH2O有氧呼吸过程有氧呼吸过程酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O +能量能量3. 总反应式：总反应式：4.概念概念（书（书p94黑体字）黑体字）场场 所：所：条条 件：件：物质变化：物质变化：能量去向：能量去向：细胞质、线粒体（主要）细胞质、线粒体（主要）需氧气，需酶需氧气，需酶有机物分解成无机物ATP116

6、1KJ热能热能ATP和热能和热能（2870KJ）巩固：巩固：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（），H H2 2O O参与的阶段（参与的阶段（ ）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（）二二三三三三一、二、三一、二、三三三暂时缺氧状态下的活细胞，还能进行暂时缺氧状态下的活细胞，还能进行细胞呼吸吗？细胞呼吸吗？二二（二）无氧呼吸葡萄糖丙酮酸丙酮酸C2H5OH(酒精酒精）CO2能量（少量）能量（少量）

7、C3H6O3（乳酸乳酸）能量（少量）能量（少量）无氧无氧场所：细胞质基质场所：细胞质基质第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段1、过程、过程（196.65kJ196.65kJ）61.08kJ61.08kJATPATP热能热能C6H12O6酶酶2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+少量能量少量能量A.A.乳酸发酵乳酸发酵 例：高等动物、例：高等动物、乳酸菌乳酸菌、高等植物的某些器官、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）C6H12O6酶酶2C2H5OH（酒精）（酒精）+ 2CO2+ 少量能量能量B.B.酒精发酵酒精发酵 例：大多数植物（苹果储存久了、高等植物水

8、例：大多数植物（苹果储存久了、高等植物水淹）、淹）、酵母菌酵母菌2、反应式 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，通过条件下，通过酶酶的催的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底不彻底的氧化产的氧化产物，释放出物，释放出少量能量少量能量，生成，生成少量少量ATP的过程。的过程。有氧呼吸概念：有氧呼吸概念： 有氧呼吸是指细胞在有氧呼吸是指细胞在氧的氧的参与下，通过多种参与下，通过多种酶酶的催化作用，把葡萄糖等有机物的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底彻底氧化分解，产氧化分解，产生生二氧化碳和水二氧化碳和水，释放，释放能量，能量，生成生成大量大量ATP的过程

9、。的过程。3、概念：、概念： 类型项目 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸区区 别别 场场 所所 条条 件件 产产 物物 释释 能能 联联 系系细胞质基质、线细胞质基质、线粒体（主要）粒体（主要）细胞质基质细胞质基质需氧、酶等需氧、酶等不需氧、需酶不需氧、需酶大量大量少量少量两者第一阶段完全相同两者第一阶段完全相同都分解有机物，释放能量，合成都分解有机物，释放能量，合成ATPATP有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较二氧化碳和二氧化碳和水水氧化彻底氧化彻底酒精、二氧酒精、二氧化碳或乳酸化碳或乳酸氧化不彻底氧化不彻底（三）意义（三）意义：、为生物体的生命活动提供能量。、为生物体的生命

10、活动提供能量。、为体内其它化合物的合成提供原料。、为体内其它化合物的合成提供原料。（四）细胞呼吸原理的应用（四）细胞呼吸原理的应用选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。 醋酸杆菌是一种好氧细菌。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵

11、、氨水）合成为杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠味精。味精。对于板结的土壤及时进行松土透气，对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。物的分解，从而

12、有利于植物对无机盐的吸收。水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用酒精就会对

13、根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。，使根系变黑、腐烂。较深的伤口里缺少氧气，较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽破伤风芽孢杆菌孢杆菌适合在这种环境中生存并大适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。扎伤后，患者应及时请医生处理。有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。氧条件

14、下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。肉酸胀乏力的感觉。（五）影响细胞呼吸的环境因素: 1.温度 低温 2.氧浓度 3.含水量温度温度/呼吸速率呼吸速率最适温度最适温度温度温度影响呼吸酶的活性影响呼吸酶的活性（五）影响细胞呼吸的环境因素:低温储存蔬菜水果低温储存蔬菜水果0氧气氧气（五）影响细胞呼吸的环境因素:氧浓度氧浓度呼吸速率呼吸速率0有氧呼吸有氧呼吸氧气氧气（五）影响细胞呼吸的环境因素:无氧

15、呼吸无氧呼吸氧浓度氧浓度呼吸速率呼吸速率0如何利用这一原理延长蔬果保鲜时间？如何利用这一原理延长蔬果保鲜时间？氧气氧气（五）影响细胞呼吸的环境因素:氧浓度氧浓度呼吸速率呼吸速率0最适最适氧浓度氧浓度低氧低氧 5% 保存最好保存最好水分水分（五）影响细胞呼吸的环境因素:含水量含水量呼吸速率呼吸速率0 进行试验进行试验实验现象实验现象：条条件件澄清石灰水澄清石灰水/ /出现的时间出现的时间重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有有氧氧无无氧氧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葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2C3H4O3 +4 H + 能量能量（丙酮

16、酸）（丙酮酸） （少量（少量2ATP2ATP）场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO2 +20 H + + 能量能量 （少量（少量2ATP2ATP）场所：线粒体基质场所：线粒体基质 2C3H4O3（丙酮酸）（丙酮酸）H的氧化的氧化酶酶12H2O + + 能量能量 （大量大量34ATP34ATP）场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H + 6O2+6 6H2OH2O有氧呼吸过程有氧呼吸过程酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O +能量能量3. 总反应式：总反应式：4.概念概念（书（书p94黑体字）黑体字）场场 所：所：条条 件：件：物质变化：物质

17、变化：能量去向：能量去向：细胞质、线粒体（主要）细胞质、线粒体（主要）需氧气，需酶需氧气，需酶有机物分解成无机物ATP1161KJ热能热能ATP和热能和热能（2870KJ）巩固：巩固：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（），H H2 2O O参与的阶段（参与的阶段（ ）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（）二二三三三三一、二、三一、二、三三三暂时缺氧状态下的活细胞，还能进行暂时缺氧状态下的活细胞，还能进行细胞呼吸吗？细胞呼吸吗？二二 类型项目 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸区区 别别 场场 所所 条条 件件 产产 物物 释释 能能 联联