第五章第三节ATP的主要来源──细胞呼吸

生物体生命活动所需能量的直接来源是什么?

这种物质是如何形成的？动物和人绿色植物能量ADP+Pi+ATP酶ATP（A-P~P~P）第三节ＡＴＰ的主要来源细胞呼吸

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。一、细胞呼吸（呼吸作用）区别呼吸(运动)与细胞呼吸?实质：有机物氧化分解，释放能量呼吸：

机体与环境之间O2和CO2交换的过程。细胞呼吸也称呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。对比呼吸和呼吸作用的区别疑问：细胞呼吸是否一定需要氧气？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？细胞内

+有机物+水CO2能量呼吸作用（本质）O2O2呼吸（现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输+二、探究酵母菌细胞呼吸的方式

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，条件优越时以出芽生殖的方式产生后代。小资料若用300C的温水把买来的一包鲜酵母化开，用它发一块面团，几个小时后，面团便会渐渐膨大。用手抠开里面，你会发现面团里面变成蜂窝一样，有许多空隙，并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味。所以我们吃的面包和馒头比较松软，味道也好。我们喝的啤酒、白酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油，都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。加入酵母菌和面作成的馒头、面包松软多孔，是因为发酵产生气体所致，那么，产生的气体是什么呢？在什么情况下产生的？⒈提出问题酿酒的时候为什么要密封？无氧条件下酵母菌能进行细胞呼吸吗？假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。如何设置实验组呢？实验组组A：有氧条件组B：无氧条件⒉作出假设3、设计实验（对比实验）①有氧条件下会产生二氧化碳，无氧条件下会产生酒精②有氧条件下产生酒精和二氧化碳，无氧条件下产生二氧化碳③有氧和无氧条件下都产生了二氧化碳和酒精①本实验的自变量和因变量分别是什么？②怎样控制有氧和无氧的条件？③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生的多少？④怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？②怎样鉴定有无酒精产生？③这一原理有何应用？①怎样鉴定有无二氧化碳产生？二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊；也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据混浊程度或变成黄色的时间长短检测产生二氧化碳的多少。

橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．具体做法：让司机呼出的气体直接接触到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．检测汽车司机是否喝了酒．

根据实验需要，理清实验步骤：配制酵母菌培养液控制有氧、无氧环境科学检测因变量限制好无关变量材料用具：酵母菌、5%的葡萄糖溶液、10%的NaOH溶液、澄清石灰水、溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液、橡皮球、锥形瓶、弯头玻璃管、试管、滴管。创设反应条件装置序号AB检测CO2

结果检测酒精澄清石灰水结果灰绿色5%葡萄糖溶液240ml240ml有氧无氧新鲜酵母菌10g10g较混浊稍混浊酸性重铬酸钾溶液(橙色)不变色Ｂ瓶应放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶．结论结论橡皮球或气泵质量分数为10%的NaOH溶液4、进行实验？酵母菌有氧呼吸产生大量CO2,

无氧呼吸产生少量CO2。酵母菌无氧呼吸产生了酒精。返回做馒头时，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。⒌实验现象及分析酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。实验结论：再探究有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？葡萄糖水溶液葡萄糖水溶液适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（）训练迁移ABCD加入葡萄糖和水加入葡萄糖加入水加入葡萄糖和水并不断搅拌A细胞呼吸（氧化分解反应）有氧呼吸无氧呼吸绝大多数生物的主要呼吸方式细胞呼吸的方式一、有氧呼吸阅读教材有氧呼吸的有关内容，思考下列问题：1、生物体的能源物质有哪些？主要的能源物质是什么？最常利用的能源物质是什么？2、有氧呼吸发生的场所在哪里?3、有氧呼吸分为几个阶段，每一阶段分别生成了什么物质？最终的产物是什么?4、哪些阶段生成[H]？哪些阶段释放能量？释放能量最多的是哪一阶段？5、是不是每个阶段都需要Ｏ２的参与呢？6、有氧呼吸的概念是什么？5min线粒体的结构示意图外膜内膜基质嵴2、场所：细胞质基质和线粒体（主要）1、有氧呼吸最常利用的物质----葡萄糖(C6H12O6)有氧呼吸实验细胞质基质线粒体细胞质基质线粒体葡萄糖葡萄糖现象：不发光发光细胞质基质首先把葡萄糖分解的场所是细胞质基质C6H12O6有氧呼吸的过程：

丙酮酸酶

CO2[H]能酶

H2O

O2

H2O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]有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量(少量)

（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2

+20[H]+能量(少量)场所：线粒体基质②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+能量（大量）

场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O有氧呼吸是指细胞在_____的参与下，通过_____的催化作用，把糖类等有机物_____氧化分解，产生_____和____，同时释放出能量，生成许多______的过程。有氧呼吸概念氧酶ATPH2OCO2彻底

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+能量上述反应生成物中的CO2和H2O

中的O分别来自反应物中的什么物质?思考有氧呼吸的过程：[H]C6H12O6

丙酮酸酶

CO2能

O2

H2O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]阶段项目场所反应物生成物能量第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质线粒体基质线粒体内膜葡萄糖丙酮酸、H2O[H]、O2丙酮酸、[H]CO2、[H]H2O少量少量大量[H]①有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？②呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？③如果你在思考上述问题的时候，消耗了2摩尔葡萄糖，那么你产生了多少摩尔二氧化碳？思考：④下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：(1)产生CO2的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(2)产生H2O的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(3)氧气参与的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(4)产生ATP的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(5)产生ATP最多的阶段＿＿＿＿＿＿(6)产物H2O中的Ｏ来自于＿＿＿＿＿(7)三个阶段的酶是否一样_______

第二第三

12mol二三三一、二、三三02不一样有氧呼吸三个阶段都释放能量,那么这些能量释放出来以后,有哪些去路?能量热能(散失)可转移的能量ADP＋PiATP1161kJ2870kJ1mol葡萄糖1709kJ能量的利用率：1161/2870×100％=40％ATP:

有氧呼吸的能量去路：1161/30.54=38molC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

以上反应式中的能量能否写成ATP

？酶刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸,为什么?１、无氧呼吸的过程第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。第二阶段：丙酮酸2C2H5OH+2CO2（酵母菌，多数植物）（酒精）(细胞质基质）酶(细胞质基质）

2C3H6O3（人和高等动物，高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）酶（乳酸）此过程不产生CO2二、无氧呼吸（两个阶段）C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌发酵微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）无氧呼吸共释放196.65kj能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以热能散失。C6H12O6酶2C3H6O3+196.65KJ61.08KJC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+2870KJ1161KJ38ATP2ATP19︰1

1mol葡萄糖在有氧和无氧条件下分解释放的能量比较能量比较：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只释放少量能量？无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中二、无氧呼吸无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量,生成少量ATP的过程。概念人的骨骼肌缺氧状态时，发生哪个反应？C6H12O6酶2C3H6O3

＋能量3、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点相同点场所条件产物能量变化联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧气(O2用于第三阶段和氢反应生成水)

、酶不需氧气(故无氧呼吸产物中无水)、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量，合成38ATP释放少量能量，合成2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成ATP动物无氧呼吸不产生酒精；无氧呼吸在有氧存在时受到抑制。1、A中有CO2产生，可以说明

2、B中有CO2产生，可以说明

3、AB中有CO2产生，则

植物细胞该细胞正在进行无氧呼吸该细胞正在进行有氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸在同时进行练习：三、细胞呼吸的意义1、为生物体的生命活动提供能量。ADP+Pi供生命活动的能量酶有机物ATP呼吸作用氧化分解肌肉收缩神经传导和生物发电物质合成吸收与分泌

2、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。呼吸速率呼吸速率是最常用的代表呼吸强弱的生理指标，它可以用单位时间单位重量(干重、鲜重)的植物组织或单位细胞所放出的CO2的量(Qco2)或吸收的O2的量(Qo2)来表示。呼吸商植物组织在一定时间内，放出二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值叫做呼吸商(RQ)。

RQ=放出的CO2量/吸收的O2量

判断呼吸作用强度和性质的指标主要有呼吸速率和呼吸商。四.影响细胞呼吸的因素怎样才能抑制有氧呼吸？降低氧气浓度适当降低温度反应物条件产物6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2酶降低自由水影响细胞呼吸的因素分析提高CO2浓度影响因素温度O2浓度含水量CO2

浓度总结：影响细胞呼吸的外界因素1、温度

呼吸作用在最适温度时最强；2、氧气

（5%）保存

贮存水果时，适当

，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间应用：降低温度在氧气浓度为零时，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，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。细胞呼吸速率1、判断细胞呼吸的方式氧气浓度为B时：

。氧气浓度为B到G（不包括B点和G点）时：

。氧气浓度大于G（包括G点）时

。2、绿色区域代表的含义是：

。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的比值为

，