高中生物人教版5.3 ATP的主要来源-细胞呼吸

1、知识回顾第第5 5章章 细胞的能量细胞的能量供应和利用供应和利用二部生物组二部生物组人体与外界环境之间进行气体交换（吸入O2 CO2）的总过程。呼吸：O O2 2COCO2 2 细胞内细胞内 CO CO2 2细胞呼吸（本质）O O2 2 O O2 2呼吸（现象）呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环COCO2 2气体运输呼吸器官呼吸器官高等动物的呼吸现象和细胞呼吸 + + 糖糖类等类等+ +水水 能能 量量+ +一. 细胞呼吸的概念有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸细胞呼吸细胞呼吸包括包括细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程

2、二. 探究酵母菌细胞的呼吸的方式（实验） 酵母菌：酵母菌：单细胞真菌单细胞真菌, , 在在有氧和无氧条件下有氧和无氧条件下都能都能生存，属于生存，属于兼性厌氧菌。兼性厌氧菌。(一一)提出提出问题问题： 1.酵母菌酵母菌是否在是否在有氧有氧、无氧无氧条件下均能产生条件下均能产生CO2 2.是否在是否在无氧无氧条件下产生条件下产生酒精酒精 (二二)作出假设作出假设：是是(三三)设计实验设计实验：1. 装置装置如何控制有氧和无氧的条件如何控制有氧和无氧的条件？二. 探究酵母菌细胞的呼吸的方式（实验）注：应封口放置一段时间后（酵母菌会将瓶中氧气消耗完，可以确保检测出的CO2是无氧呼吸产生的），再连通下

3、一个锥形瓶。(三三)设计实验设计实验：2. 产物检测产物检测原理原理CO2溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝由由蓝蓝变变绿绿再变再变黄黄CO2澄清的石灰水澄清的石灰水澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊酒精酒精重铬酸钾（重铬酸钾（橙色橙色）变成变成灰绿色灰绿色酸性酸性条件条件浑浊程度浑浊程度变成黄色变成黄色的时间的时间如何如何鉴定有无鉴定有无CO2和酒精的产生和酒精的产生如何比较如何比较CO2产生的多少？产生的多少？（四（四）进行实验进行实验：五五结论、交流和应用结论、交流和应用：酵母菌进行酵母菌进行有氧呼吸有氧呼吸产生较多产生较多COCO2 2 ，无氧呼吸产生酒精，无氧呼吸产生酒精和较少和较少COCO2

4、2 注：葡萄糖溶液先加热煮沸（杀菌、除空气），冷却后再加入。三. 细胞呼吸的方式有氧呼吸有氧呼吸:三. 细胞呼吸的方式有氧呼吸:三. 细胞呼吸的方式有氧呼吸:有氧呼吸: 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段 场所场所 反应物反应物 生成物生成物 产生能量产生能量细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、HH少量少量线粒体基质线粒体基质丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O COCO2 2、HH少量少量线粒体内膜线粒体内膜大量大量H H2 2O OHH、O O2 21. 三三个阶段的比较个阶段的比较三. 细胞呼吸的方式有氧呼吸:三. 细胞呼吸的方式2870 2870 KJ/KJ/

5、molmol1161KJ/1161KJ/molmol38mol 38mol ATPATP( (约约4040%)%)1709KJ/1709KJ/molmol热能热能( (约约6060%)%)无氧呼吸1 1、无氧呼吸全过程：、无氧呼吸全过程：2 2、无氧呼吸方程式：、无氧呼吸方程式：三. 细胞呼吸的方式196.65 196.65 KJ/KJ/molmol61.08 KJ/61.08 KJ/molmol2mol 2mol ATPATP( (约约31%)31%)135.57 KJ/135.57 KJ/molmol热能热能( (约约69%)69%)3. 无氧呼吸概念4. 无氧呼吸的实例1.高等动物（如剧

6、烈运动、进入高原地区等）、某些植物器官（如马铃薯块茎、甜菜块根、胡萝卜叶）、玉米胚、乳酸菌：2.大部分高等植物（如水淹时）、苹果果实、酵母菌（缺氧下）：三. 细胞呼吸的方式（三）有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：三. 细胞呼吸的方式有氧呼吸无氧呼吸场所条件物质转化能量转化影响因素联系区别（三）有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：细胞质基质、线粒体 细胞质基质氧气、多种酶无氧气、多种酶葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2 和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2释放大量能量，产生大量ATP释放少量能量，产生少量ATP受O2 和温度等因素影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制二者第一阶段反应完全相同，并且都

7、在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP三. 细胞呼吸的方式四. 细胞呼吸的过程分析1. 计算有氧呼吸：有氧呼吸：C6H12O6 6 O2 6 CO2无氧呼吸：无氧呼吸：C6H12O6 X 2 CO2O2：CO2 = 3:43310.50.5O2：CO2 = 3:83352.50.52. 细胞呼吸类型的判断四. 细胞呼吸的过程分析(1)一看反应物和产物：一看反应物和产物：消耗消耗O2或产物中有或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。，一定存在有氧呼吸。产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。(2)二看物质的量的关系：二看物质的量的关系：不耗不

8、耗O2，也不产生，也不产生CO2：只进行无氧呼吸产生乳酸。：只进行无氧呼吸产生乳酸。不耗不耗O2，但产生，但产生CO2只进行产生酒精的无氧呼吸。只进行产生酒精的无氧呼吸。VCO2 / VO2 =1：只只进行有进行有氧氧呼吸呼吸 或或 进行进行有氧呼吸和产有氧呼吸和产乳酸的乳酸的无氧呼吸无氧呼吸。 以 C6H12O6 为底物VCO2 / VO2 1 ：既进行有氧呼吸：既进行有氧呼吸， 也进行也进行产生酒精的产生酒精的无氧呼吸无氧呼吸。其其关系如下：关系如下：VCO2 / VO2 1：不是以葡萄糖为底物的有氧呼吸，不是以葡萄糖为底物的有氧呼吸，如如脂肪脂肪。(3)三看反应场所：三看反应场所：植物呼

9、吸作用的指标：植植物呼吸作用的指标：植物物呼吸作用呼吸作用吸收氧气，释放吸收氧气，释放COCO2 2，COCO2 2被被NaOHNaOH溶液溶液吸收，吸收，使容器内气体压强减小使容器内气体压强减小，毛，毛细管细管内的水滴内的水滴左移左移。单位时单位时间内间内液滴液滴左移的体积即是左移的体积即是呼呼吸速率吸速率。 条件条件：若以：若以绿色植物绿色植物为实验材料，整个为实验材料，整个装置必须装置必须遮光遮光处理，否则植物的处理，否则植物的光合作用光合作用会干扰呼吸速率的会干扰呼吸速率的测定。测定。 为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料所测

10、材料进行进行消毒处理消毒处理。NaOH四. 植物有氧呼吸速率的测定对照组设置对照组设置：为为防止气压、温度等物理膨防止气压、温度等物理膨胀因素引起的误差，应设置胀因素引起的误差，应设置对照试验对照试验用富含脂肪高的种子如油料作物种子做测定实验，用富含脂肪高的种子如油料作物种子做测定实验，则液滴移动更明显则液滴移动更明显( (耗耗O O2 2量大量大) )。NaOH四. 植物有氧呼吸速率的测定将所测定的将所测定的生物灭活生物灭活（将种（将种子煮沸），其他条件均不变。子煮沸），其他条件均不变。拓展练习某兴趣小组利用下图所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。

11、装置装置1 1装置装置2 2装置装置1 1装置装置2 2序号装置中红色液滴的移动现象结论装置1装置21_不移动只进行有氧呼吸2不移动_只进行无氧呼吸3_既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸向左移向右移向左移向右移请预测与结论相符合的现象：拓展练习（1 1）遗传特性遗传特性：不同种类的植物呼吸速率：不同种类的植物呼吸速率不同。旱生植物呼吸速率小于水生植物不同。旱生植物呼吸速率小于水生植物。（2 2）生长发育时期不同生长发育时期不同：同一植株的不同：同一植株的不同生长阶段呼吸速率不同。幼苗期、开花期植生长阶段呼吸速率不同。幼苗期、开花期植物细胞呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。物细胞呼吸速率高，成熟期呼吸速

12、率低。（3 3）器官类型器官类型：同一植株的不同器官呼吸：同一植株的不同器官呼吸速率不同。生殖器官呼吸速率大于营养器官。速率不同。生殖器官呼吸速率大于营养器官。五. 影响细胞呼吸的因素及应用-内部因素1. 温度五. 影响细胞呼吸的因素及应用-外部因素2. 氧气五. 影响细胞呼吸的因素及应用O O2 2浓度浓度(%)(%)COCO2 2释释放量放量有有氧氧呼吸呼吸COCO2 2释放（总呼吸）释放（总呼吸）a ab bc c无氧呼吸无氧呼吸d d5 102. 氧气abcABC五. 影响细胞呼吸的因素及应用2. 氧气五. 影响细胞呼吸的因素及应用3. 水分五. 影响细胞呼吸的因素及应用4. 二氧化碳

13、五. 影响细胞呼吸的因素及应用 种子种子和蔬菜的保鲜和蔬菜的保鲜低湿低湿: :稻谷等种子含水量超过稻谷等种子含水量超过14.5%14.5%时呼吸速率即会骤时呼吸速率即会骤然上升。安全含水量：谷类（然上升。安全含水量：谷类（12-14% 12-14% ）油类）油类（7-9%7-9%）但是但是蔬菜水果储存时要高湿蔬菜水果储存时要高湿，因为湿度太低会造成萎，因为湿度太低会造成萎蔫。蔫。低温：低温：酶活性在一定温度范围内，是随着温度的升高酶活性在一定温度范围内，是随着温度的升高而增强的而增强的 低氧：低氧：降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低呼吸降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低呼吸作用的速率作用的

14、速率 。储存过程中可抽去空气，补充氮气，。储存过程中可抽去空气，补充氮气，把氧浓度调节到把氧浓度调节到3-6%3-6%左右。左右。长期储存作物种粒、蔬菜或水果还应注意防治害虫、长期储存作物种粒、蔬菜或水果还应注意防治害虫、消毒灭菌、保鲜保质等诸多问题。消毒灭菌、保鲜保质等诸多问题。 六. 细胞呼吸原理的应用选用选用“创可贴创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口等敷料包扎伤口，既为伤口敷敷上了上了药物，又为伤口创造了药物，又为伤口创造了疏松透气的环疏松透气的环境境、避免、避免厌氧病原菌的繁殖厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤，从而有利于伤口口的痊愈的痊愈。 酵母菌酵母菌是是兼性厌氧兼性厌氧微生物。酵母菌在

15、微生物。酵母菌在适适宜的宜的通气、温度和通气、温度和pHpH等条件下，进行等条件下，进行有有氧呼吸氧呼吸并大量繁殖并大量繁殖；在；在无氧条件无氧条件下则下则进进行行酒精酒精发酵发酵。醋酸杆菌醋酸杆菌是一种是一种好氧好氧细菌。在氧气充足细菌。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。谷氨酸棒状杆菌谷氨酸棒状杆菌是一种是一种好氧好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡细菌。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、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵

16、、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠们的进一步加工，就成为谷氨酸钠味精。味精。六. 细胞呼吸原理的应用对于对于板结的土壤板结的土壤及时进行及时进行松土透气松土透气，可以使，可以使根细胞进行根细胞进行充分的有氧呼吸充分的有氧呼吸，从而有利于根，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中气还有利于土壤中好氧微生物好氧微生物的生长繁殖的生长繁殖，促使促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从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。而有利于植物对无机盐的吸收。水稻水稻的根系适于在水中生长的根系适

17、于在水中生长，与，与旱生植物旱生植物相比相比，水稻，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但的根也比较适应无氧呼吸。但是，是，水稻根细胞水稻根细胞仍然需要进行有氧呼吸，仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田所以稻田需要需要定期排水定期排水。如果稻田中的氧。如果稻田中的氧气气不足不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害长了，酒精就会对根细胞产生毒害作作用，用，使根系变黑、腐烂。使根系变黑、腐烂。六. 细胞呼吸原理的应用较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请伤口较深或被锈钉扎伤后，患