第3节-ATP的主要来源-细胞呼吸

第五章

ATP的主要来源

——细胞呼吸本节重点1.细胞呼吸的概念及其与ATP形成的关系2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用复习提问生物体生命活动的主要能源物质是什么？生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么？葡萄糖ATP那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢？

细胞呼吸是指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。细胞呼吸（呼吸作用）区别呼吸(运动)与细胞呼吸?“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。思考

“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。“呼吸”和“呼吸作用”有什么联系？思考地窖取大姜夫妻吃大亏据报道，胶州胶莱镇王坛村的一对夫妇，下地窖取大姜时因缺氧发生昏迷，经治疗这对夫妇已经脱险。医生告诉记者，张先生夫妇是因为地窖中氧气不足，吸入过多的二氧化碳大脑缺氧造成的。思考：1、事故原因？

2、你的建议？探究1

方法建议：提醒农民朋友进入储存白菜、萝卜、生姜等食物的地窖之前，将点燃的蜡烛送入窑内，如果蜡烛熄灭了，应待充分通风以后再下去。事故原因：地窖中的生物在细胞呼吸过程中，吸收O2，产生CO2。为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡，萝卜放久了会空心？呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。探究3

为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？呼吸作用过程中：产生H2O，释放热量探究2

酵母菌是一种单细胞真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代。以酵母菌为例探究细胞呼吸的方式？探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌：一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌．

实际上人们几乎天天都在享受着酵母菌的好处。你能举例吗？

我们每天吃的面包和馒头就是有酵母菌的参与制成的；我们喝的啤酒，也离不开酵母菌的贡献提出问题：酵母菌在制作面包和馒头及酿酒中起了什么作用？通过讨论，找出自己不清楚的地方，确定要探究的问题。作出假设：酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精?酵母菌在不同条件下产生的CO2是否一样多?酵母菌在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2多1.我们需为酵母菌提供呼吸作用的原料主要是什么？2.对比实验：如何控制有氧和无氧的条件？3.怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？4.怎样鉴定有无酒精产生？5.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？设计实验：葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”。观察哪个装置浑浊快且浑浊程度高将实验装置放到25--35度的环境中。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇化学反应，变成灰绿色溴麝香草芬蓝水溶液变黄的时间对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。实验结果石灰水十分混浊培养液不能使重铬酸钾变灰绿石灰水有点混浊培养液使重铬酸钾变灰绿有氧条件，酵母菌产生大量的CO2无氧条件，酵母菌产生大量酒精和少量的CO2结论、交流和应用：酵母菌无氧呼吸产生了酒精。

做馒头时，酵母菌的细胞呼吸的方式主要是什么？酿酒时，酵母菌的细胞呼吸方式又是什么呢？做馒头时，酵母菌主要进行有氧呼吸。酿酒时，酵母菌主要进行无氧呼吸。酵母菌有氧呼吸产生大量CO2,无氧呼吸产生少量的CO2。思考：重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中可以有什么用处？这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒．具体做法：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．有氧呼吸无氧呼吸细胞呼吸的方式问题回顾：1.呼吸作用的场所是？主要是线粒体，还有细胞质基质2.线粒体的结构怎样？双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。C6H12O6有氧呼吸的过程：

丙酮酸酶CO2[H]能酶H2OO2H2O酶能第二阶段第一阶段第三阶段细胞质基质线粒体基质线粒体内膜酶H2O能[H]有氧呼吸的过程第一阶段：C6H12O6（丙酮酸）第二阶段：2CH3COCOOH+6H2O酶第三阶段：24[H]+6O2C6H12O6+6O2

+6H2O6CO2+12H2O+能量酶总反应式：2CH3COCOOH+4[H]+能量6CO2+20[H]+能量酶12H2O+能量酶（大量）有氧呼吸三个阶段的比较（1）C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量（2）2CH3COCOOH+6H2O6CO2+20[H]+能量酶（3）24[H]+6O212H2O+能量酶1.能量：都有能量的释放，但以第三阶段释放的能量最多2.场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，第三阶段发生在线粒体内膜上。3.氧气：只有第三阶段才需要氧气，作用是氧化[H],生成水有氧呼吸的过程图解五、有氧呼吸有氧呼吸的概念细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。计算：

1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成____mol的ATP，其能量转换效率是______。3840.5%问题探讨1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？2.呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗？物质分解的过程、产物都想同，并且都能释放等量的能量有。①细胞呼吸是在温和的条件下进行的；

②能量的释放是在一系列的反应过程中逐步释放的；③释放的能量部分的以热能的形式散失，部分的转移贮存到ATP中。①场所：A细胞质基质b线粒体基质c线粒体内膜②能量去向：一部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中③总反应式：④有氧呼吸概念：细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶(1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解大量ATP有氧呼吸小结无氧呼吸的过程葡萄糖丙酮酸[H]少量能量乙醇脱氢酶乳酸脱氢酶酒精+CO2乳酸酶1、酒精发酵：

C6H12O6酶2、乳酸发酵：C6H12O6六、无氧呼吸2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量2C3H6O3（乳酸）+能量酶酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？无氧呼吸的概念细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。无氧呼吸的特点氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行六、有氧呼吸与无氧呼吸的比较共同点实质：过程：葡萄糖丙酮酸有氧无氧CO2+H2O+能量（大量）C2H3OH+CO2+能量（少量）C3H6O3+能量（少量）氧化分解有机物，释放能量都有丙酮酸（中间产物）的生成有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需氧物质代谢能量代谢主要在线粒体内细胞质基质必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸将有机物彻底分解成CO2和H2O有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）1mol2870

(kj)1161ATP热能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)热能同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？影响细胞呼吸的因素

影响细胞呼吸的因素有温度、O2浓度、CO2浓度、含水量等，其中主要是温度。

1．温度呼吸作用在最适温度（25℃~35℃）时最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。影响细胞呼吸的因素❀生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。CO2释放量相对值O2（%）无氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸影响细胞呼吸的因素❀在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。

2468102．氧气浓度生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量与O2的吸收量的变化，请根据图解回答下列问题：（1）0点时，该器官的呼吸作用类型是

。无氧呼吸（3）在O2浓度为b%以下时（不包括0点），该器官的呼吸类型是

，因为

。有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放量大于O2吸收量（2）该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在P点重合，其呼吸类型为

，因为

。（4）由该曲线提示的原理，我们在进行果实和种子贮藏时，应取O2含量为

值时，理由是_____________________有氧呼吸CO2释放量等于O2吸收量a此时释放的CO2最少，果实和种子通过呼吸消耗的物质最少（此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸也受限制）1.00.5abco2释放PO2吸收气体交换相对值O2含量（%）0例题1:如图所示曲线,表示的是一个贮藏白菜的地窖,随氧气的消耗,二氧化碳浓度变化的情况.据图回答:

(1)A-B段O2的消耗量很大,CO2浓度上升也很快,白菜在进行

呼吸.(2)C-D段O2浓度接近于0,而CO2浓度仍在上升,白菜在进行

呼吸.(3)B-C段O2浓度已很低,CO2浓度几乎不上升,原因是.(4)为了有益较长时间地贮藏大白菜,应把地窖的O2浓度控制在

范围内.CO2浓度O2浓度2520151050ABCD有氧无氧有氧呼吸进行的很慢而无氧呼吸也被氧气抑制B-C细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸。若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2的总量510152025A点AC段C点以后B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示)D点O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失。说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。2.O2浓度(应用）一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增强，无氧呼吸则受到抑制。问：中耕松土有何作用？水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？

缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁殖，不利于伤口痊愈。

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。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。

无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。影响细胞呼吸的因素❀3．二氧化碳浓度CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。4．含水量

呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。影响细胞呼吸的因素❀粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。

1)从甲图可知细胞呼吸最旺盛的温度在

点;

AB段说明

.

温度的作用主要是影响

.

2)乙图中曲线Π表示

呼吸类型.如果曲线Ι描述的是水稻根细胞的细胞呼吸,那么DE段根细胞积累的物质是

.曲线Π表示的生理过程所利用的有机物是

.

有氧酒精葡萄糖B在一定范围内,细胞呼吸速率随温度升高而加快酶的活性呼吸速率O2浓度ΙΠ乙DEA温度BC甲呼吸速率

例题:2.如图所示是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线:

八、细胞呼吸原理的应用1.在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。2.在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收3.在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖4.在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。课堂练习1.有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是________;在线粒体中进行的是第________阶段;第____阶段需要O2,氧的作用是________;第____阶段产生[H]最多；丙酮酸是第___阶段的产物。第三阶段二、三一三氧化[H]二2.现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2

和吸收的O2之比是()A.3:1B.1:2C.4:3D.2:3C3.下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生CO2的试管有（）①葡萄糖+已破裂的细胞②葡萄糖+线粒体③丙酮酸+线粒体④葡萄糖+细胞质基质（隔绝空气）⑤丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气）A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④A

51015202530相对浓度(％)相对值O2的吸收量CO2的释放量P●1、在P点以前释放的二氧化碳比吸收的氧气多说明了什么问题？无氧呼吸强过有氧呼吸！！！2、在P点时吸收的氧气量等于释放的二氧化碳，此时有没有无氧呼吸？此种氧气浓度下无氧呼吸消失了！！！3、在P点以