2013年高中生物53《ATP的主要来源—细胞呼吸》

1、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解列的氧化分解, ,生成二氧化碳或其他产物生成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. .一.细胞呼吸的方式科学家通过大量的实验证实,细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型.1.有氧呼吸1号试管细胞匀浆2号试管含细胞质基质3号试管含细胞质基质、叶绿体4号试管含细胞质基质、核糖体5号试管含细胞质基质、线粒体6号试管含线粒体实验一：分别向六支试管中通入用18O标记的等量的氧气和用3H标记的等量的葡萄糖，一段时间后，检测各试管，变化情况如下表：（常温） 资料分析1.比较2号、3号和4号试

2、管，你能得出什么结论？含有细胞质基质时，葡萄糖会被分解成丙酮酸和还原氢2.比较1号、2号和5号试管，你能得出什么结论？当有细胞质基质，还有线粒体时，葡萄糖除了可以分解成丙酮酸和还原氢外，还可以分解成二氧化碳和水 3.比较5号和6号试管，你能得出什么结论？在没有细胞质基质的参与下，葡萄糖不直接分解 4.分析整个实验一，你能得出什么结论？分析整个实验我们应该思考葡萄糖的分解是在哪里进行？ 细胞质基质只有线粒体，没有细胞质基质的参与下，葡萄糖不分解，那么，我们得到什么样的结论呢？在细胞质基质中，葡萄糖能分解成丙酮酸和还原氢，在线粒体，葡萄糖不能分解。思考讨论有氧呼吸第一阶段：糖酵解物质变化：能量变化

3、： 释放少量能量葡萄糖丙酮酸还原氢(H)酶细胞质基质实验二：分别向六支试管中通入用18O标记的等量的氧气和用3H标记的等量的丙酮酸，一段时间后，检测各试管，变化情况如下表：（常温） 资料分析1号试管细胞匀浆2号试管含细胞质基质3号试管含细胞质基质、叶绿体4号试管含细胞质基质、核糖体5号试管含细胞质基质、线粒体6号试管含线粒体思考：丙酮酸可以在细胞的什么部位分解？分解的产物是什么？释放少量能量有氧呼吸第二阶段：物质变化：能量变化：有氧呼吸第三阶段：物质变化：能量变化： 释放大量能量总反应式：是指有机物在细胞内经过一系列的氧是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解化分解, ,彻底分解成二氧化碳和水彻

4、底分解成二氧化碳和水, ,释放出能量并释放出能量并生成大量生成大量ATPATP的过程的过程. .C H O61266CO26H2O6O2酶+大量能量丙酮酸+水 还原氢+二氧化碳酶线粒体基质酶线粒体内膜还原氢(H)氧气 水有氧呼吸有氧细胞呼吸的过程示意图有氧细胞呼吸的过程示意图有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸COCO2 2、HH少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体线粒

5、体线粒体对比对比线粒体线粒体 一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 12H+ 12H2 2O +O +能量能量酶酶有氧呼吸小结有氧呼吸小结(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)3838个个ATPATP学科交叉热力学第二定律指出,没有任何一种过程的能量转换效率是100%.蒸气机和内燃机的热效率,大约分别是5%8%和25%.

6、 在细胞内在细胞内,1mol,1mol的葡萄糖彻底氧化分解的葡萄糖彻底氧化分解以后以后, ,可以释放可以释放2870KJ2870KJ左右的能量左右的能量, ,其中有其中有1161KJ1161KJ转移到了转移到了ATPATP中中, ,其余的以热量的形式其余的以热量的形式散失散失. .请你计算一下请你计算一下, ,有氧呼吸的能量转换效有氧呼吸的能量转换效率是多少率是多少, ,这些能量能够使多少个这些能量能够使多少个ADPADP转化为转化为ATP?ATP?11612870效率=*100%=40.5%116130.54ATP数量=38个2870KJ/mol=1161KJ/mol(38个ATP)+170

7、9KJ/mol(热能) 上一页2.无氧呼吸无氧呼吸第一阶段：糖酵解物质变化：能量变化： 释放少量能量葡萄糖丙酮酸还原氢(H)酶细胞质基质无氧呼吸第二阶段：物质变化：能量变化：释放少量能量丙酮酸乳酸(或酒精二氧化碳)酶细胞质基质总反应式：在细胞质基质中在细胞质基质中, ,葡萄糖在无氧条件下葡萄糖在无氧条件下分解成乳酸时释放分解成乳酸时释放196.65KJ/mol;196.65KJ/mol;分解成酒分解成酒精和二氧化碳时释放精和二氧化碳时释放225.94KJ/mol;225.94KJ/mol;但是在但是在这两个过程中都只有这两个过程中都只有61.08KJ/mol61.08KJ/mol的能量转的能量

8、转移给移给ADPADP用来产生用来产生ATP,ATP,请你计算一下无氧呼请你计算一下无氧呼吸能产生多少个吸能产生多少个ATP?ATP?C H O6126酶细胞质基质2CO2+少量能量2酒精乳酸( )C H O363+少量能量196.65KJ/mol=60.08KJ/mol(2个ATP)+136.57KJ/mol(热能)无氧呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解化分解, , 分解成不彻底的氧化产物乳酸或酒精和分解成不彻底的氧化产物乳酸或酒精和二氧化碳二氧化碳, ,释放出能量并生成少量释放出能量并生成少量ATPATP的过程的过程. .C C6 6H H1212O

9、 O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )+ + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵发酵微生物的无氧呼吸微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）（酒精发酵、乳酸发酵）细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质3.有氧呼吸和无氧呼吸的异同点有氧呼吸无氧呼吸反应场所 反应条件产物能量实质联系先在细先在细胞质基胞质基质质, ,后在后在线粒体

10、线粒体在细胞在细胞质基质质基质氧气氧气, ,酶酶不需要不需要氧气氧气, ,需需酶酶彻底彻底, ,水和水和二氧二氧化碳化碳不彻不彻底底, ,乳乳酸或酸或酒精酒精二氧二氧化碳化碳大量大量(287(2870KJ/0KJ/mol),mol),3838个个ATPATP少少量量,2,2个个ATPATP氧化分氧化分解有机解有机物物, ,释释放能量放能量第一阶第一阶段完全段完全相同相同; ;本质也本质也是相同是相同的的. .知识总结知识总结呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼吸作呼吸作用类型用类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的

11、氧化丙酮酸不丙酮酸不彻底分解彻底分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS影响细胞呼吸的外界因素有：温度、O2浓度、CO2浓度、含水量等。5、生物的生命活动所需要的能量主要来自：、生物的生命活动所需要的能量主要来自： 、糖类的氧化分解、糖类的氧化分解 、脂类的氧化分解、脂类的氧化分解 、蛋白质的氧化分解、蛋白质的氧化分解 、核酸的氧化分解、核酸的氧化分解6、人体进行有氧呼吸的主要场所是、人体进行有氧呼吸的主要场所是 、肺细胞、肺细胞 、内环境、内环境 、线粒体、线粒体 、细胞质基质、细胞质基质A AC C7、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是、与有氧呼吸相

12、比，无氧呼吸最主要的特点是 、分解有机物、分解有机物 、释放能量、释放能量 、需要酶催化、需要酶催化 、有机物分解不彻底、有机物分解不彻底8、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是保鲜时间的生理原因是 A A、呼吸作用减弱、呼吸作用减弱 B B、呼吸作用加强、呼吸作用加强 C C、光合作用减弱、光合作用减弱 D D、促进了物质的分解、促进了物质的分解D DA A低温下，酶的活性受到抑制，从而降低了呼吸作用的强度，减少了有机物的消耗9、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是其原因是 A A、根

13、细胞吸收水分过多、根细胞吸收水分过多 B B、营养缺乏、营养缺乏 C C、光合作用强度不够、光合作用强度不够 D D、细胞有氧呼吸受阻、细胞有氧呼吸受阻10、同样消耗、同样消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的 、2020倍倍 、1919倍倍 、倍多、倍多 、12.712.7个百分点个百分点D DB B植物根细胞要吸收水分和无机盐，无机盐离子是通过主动运输进入植物细胞的，需要能量和载体！无氧呼吸释放的能量形成2个ATP，有氧呼吸释放的能量形成38个ATP大多数植物无氧呼吸产生的是酒精！蛔虫是严格的厌氧型生物！无氧呼吸生成酒精不无氧呼吸生成酒精不吸收氧气但释放二氧吸收氧气但释放二氧化碳，有氧呼吸吸收化碳，有氧呼吸吸收的氧气和释放的二氧的氧气和释放的二氧化碳比例为化碳比例为1 1呼吸作用受空气中氧气浓呼吸作用受空气中氧气浓度的影响，采取这些措施度的影响，采取这些措施是为了降低氧气浓度，从是为了降低氧气浓度，从而减弱呼有氧呼吸而减弱呼有氧呼吸, , 5 10 15 20 25 30 相对浓度相对