第五章第3节ATP的主要来源-细胞呼吸

ATP的主要来源——细胞呼吸吸ATP的主要来源——细胞呼第5章细胞的能量供应和利用第3节本节重点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拉瓦锡等在研究人的呼吸作用拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。问题探讨1、呼吸作用与物质燃烧的比较：

共同点：都是物质的氧化分解过程；都产生CO2等产物、释放能量。

不同点：

（1）燃烧是一种剧烈氧化的形式（2）呼吸作用是细胞内有机物的氧化分解形式呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。呼吸作用也称细胞呼吸对比2、呼吸和呼吸作用的区别

呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。也叫细胞呼吸二、细胞呼吸的类型细胞呼吸1有氧呼吸2无氧呼吸1、有氧呼吸场所C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸(C3H4O3)

4[H]酶C6H12O6酶2丙酮酸＋4[H]＋能量(少量)2、有氧呼吸(以消耗葡萄糖为例）的过程(三个阶段）第一阶段：细胞质基质葡萄糖的初步分解C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸

4[H]酶2丙酮酸+6H2O6CO2＋20[H]＋能量（少量）

酶能量（少量）20[H]6CO26H2O酶第二阶段：线粒体基质丙酮酸彻底分解C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸

4[H]酶

24[H]+6O2

12H2O+能量（大量）

酶6H2O能量（少量）20[H]酶6CO212H2O酶6O2第三阶段：线粒体内膜[H]的氧化+能量（大量）2.有氧呼吸过程葡萄糖的初步分解C6H12O6酶12丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+

能量（少量）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶26CO2+20[H]+能量（少量）场所：线粒体基质②2丙酮酸[H]的氧化酶312H2O+能量（大量）场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O2ATP2ATP34ATP酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量总反应式：C6H12O6酶2丙酮酸＋4[H]＋能量（少量）

24[H]+6O212H2O+能量（大量）

2丙酮酸+6H2O6CO2＋20[H]＋能量（少量）

酶酶有氧呼吸中氧元素的转移途径：讨论

1.追踪18O2的去向:2.追踪C6H1218O6的去向:3.追踪H218O的去向:O2→H2O葡萄糖→丙酮酸→CO2H2O→CO2有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜对比①主要场所：线粒体②能量去向：2870kJ/1mol葡萄糖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+6O26CO2+6H2O+能量酶有氧呼吸小结(1709kJ/1mol葡萄糖,约60%)(1161kJ/1mol葡萄糖,约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解大量ATP38molATP1.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（）A.葡萄糖——丙酮酸——氧

B.葡萄糖——丙酮酸——氧C.葡萄糖——氧——水D.葡萄糖——丙酮酸——二氧化碳变题：用含18O的氧气供应植物细胞呼吸，则18O可能出现在哪些物质中？考点：有氧呼吸的过程。D答：水、CO2、葡萄糖。2.在四支试管中分别含有下列不同的化学物质和活性酵母细胞制备物，经一定时间的保温后，能产生的CO2的是A.葡萄糖＋细胞膜已经破裂的细胞B.葡萄糖＋线粒体C.丙酮酸＋细胞膜已经破裂的细胞D.丙酮酸＋线粒体考点：有氧呼吸各步骤的场所。ACD3.把青蛙和小白鼠从25℃的温室中移到5℃的环境中，这两种生物的需氧量变化是（）A.两种动物的需氧量都减少B.两种动物的需氧量都增加C.前者需氧量减少，后者需氧量增加D.前者需氧量增加，后者需氧量减少考点：热能的意义。C暂时缺氧状态下的活细胞，还能进行细胞呼吸吗？

与生活联系

高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。

苹果放久了为什么会有酒味？动物能否进行无氧呼吸？C6H12O64[H]2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O32丙酮酸酶少量能量第一阶段(细胞质基质)第二阶段(细胞质基质)3、无氧呼吸的过程乳酸酒精大多数植物、酵母菌高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量A.乳酸发酵

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、玉米胚等）C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量B.酒精发酵

例：大多数植物（苹果储存久了、高等植物水淹）、酵母菌反应式

总共放能196.65kJ,其中61.08kJ转移给ATP

无氧呼吸的概念

一般是指细胞在_____的条件下，通过___的催化作用，把_______等有机物分解为_________的产物，同时释放出__________的过程。缺氧酶不彻底氧化少量能量葡萄糖同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。生物体处于长期缺氧的状态能否生存？为什么？无氧呼吸释放能量少；酒精和乳酸大量积累对生物体有害有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶大量少量①两者第一阶段完全相同②都分解有机物，释放能量，合成ATP有氧呼吸与无氧呼吸的比较二氧化碳和水氧化彻底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不彻底拓展：一些特殊的细胞和生物的呼吸作用的场所真核生物：如哺乳动物的成熟红细胞进行的是无氧呼吸；一些寄生虫如：蛔虫进行无氧呼吸原核生物：蓝藻进行有氧呼吸，场所是细胞质基质；大多数的细菌也是有氧呼吸场所也是细胞质基质请写出各个字母代表的物质是什么？A丙酮酸B是CO2C是还原HD是O2E是酒精二、细胞呼吸类型的判断及有关计算A:细胞呼吸类型的判断：在以葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据。我们来归纳为二看原则：一看O2的消耗（1）没有消耗是无氧呼吸有CO2生成，是产生酒精的无氧呼吸没有CO2生成，是产生乳酸的无氧呼吸（2）有消耗进行二看看O2与CO2生成量的关系二、看O2与CO2生成量的关系（1）O2=CO2，只有有氧呼吸（2）O2<CO2，是有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸同时存在酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量或者是有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸abcdO2浓度（％）相对值CO2释放量O2吸收量12108642如图表示某水稻的非绿色器官在氧气浓度为a.b.c.d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。A.氧气浓度为a时，B.氧气浓度为b时，C.氧气浓度为c时，D.氧气浓度为d时，只进行无氧呼吸既有有氧呼吸也有无氧呼吸既有有氧呼吸也有无氧呼吸只进行有氧呼吸B:细胞呼吸的有关计算(从O2和CO2的量入手）（1）只有有氧呼吸和只有无氧呼吸的计算根据化学反应式计算（2）既有有氧呼吸和无氧呼吸（产生酒精）的计算酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量提示知道O2和CO2的量先用O2的量算出有氧呼吸消耗的葡萄糖和生成的CO2的量，再用总CO2的量减去有氧呼吸生成的CO2的量得出无氧呼吸的CO2的量，然后算出无氧呼吸消耗的葡萄糖（用数学式子列出来）abcdO2浓度（％）相对值CO2释放量O2吸收量12108642如图表示水稻的非绿色器官在氧气浓度为a.b.c.d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。A.氧气浓度为a时，B.氧气浓度为b时，C.氧气浓度为c时，D.氧气浓度为d时，无氧消耗葡萄糖5有氧消耗葡萄糖1/3，无氧消耗2有氧消耗葡萄糖2/3，无氧消耗1有氧消耗葡萄糖4/34：现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖液，吸进氧气的体积与放出CO2的体积比为1︰2，假设有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等，则（

）A、有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸B、有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸C、有1/2的酵母菌在进行有氧呼吸D、有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸考点：有氧呼吸与酒精发酵的联系及相关计算。A5.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸D．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C．c条件下，无氧呼吸最弱D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体答案：D特别提醒呼吸作用的底物在每次做题的时候我们都默认是葡萄糖，但是如果在题目中指出呼吸作用消耗的底物不是葡萄糖的时候，计算是有所不同的比如：如(花生的种子)消耗的底物是脂肪的时候由于脂肪的含H量是比较高的，进行有氧呼吸的时候会出现O2>CO2的情况图2实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的________。假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内小麦种子发生_______过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子发________过程。增大吸收二氧化碳的面积有氧呼吸无氧呼吸在25℃下10min内，如果甲装置中墨滴左移30mm，乙装置中墨滴左移200mm，这说明该小麦种子发芽过程中所消耗的能源物质除糖类外还应有____________，理由是________________________________________。脂肪脂肪中氢百分含量较高，吸收的O2大于释放的CO2。（1）用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖后期密封发酵罐——促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精（3）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。（2）酿酒时三、细胞呼吸原理的应用

（4）土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量（5）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。（6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。提问:我们已经知道呼吸作用是会消耗能量,有氧呼吸比无氧呼吸消耗更多的能量,那么在水果,蔬菜的保鲜过程需要什么的条件才能够保鲜的时间更久呢?（一）内部因素——遗传因素1.不同的植物种类，呼吸速率各有不同，如旱生植物小于水生植物；2.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率也有明显的差异，如生殖器官大于营养器官。3.同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期细胞大于成熟期细胞（决定酶的种类和数量）四、影响细胞呼吸的外界因素(1)温度：植物最适30-35℃温度呼吸强度应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间，温室栽培中增大昼夜温差，以减少呼吸消耗有机物（2）O2的浓度在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸（如图）。生产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，同时产生酒精，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。1、若只产生CO2，不消耗O2，2、若产生的CO2比吸收的O2多，3、若产生CO2与吸收的O2相等，4、B点：无氧呼吸与有氧呼吸速率相等，此时CO2的总释放量最低。O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABDCCO2的总量

0510152025呼吸类型的判断则只进行无氧呼吸（A点）则两种呼吸同时存在。（AC段）则只进行有氧呼吸。（图中C点以后）D点：O2浓度超过一定值时，无氧呼吸消失。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。（3）CO2浓度从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降（如图）。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)水分自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。应用：粮油种子贮藏前风干、晾晒：减少水分，

呼吸作用干种子萌发前浸泡：含水量增高，

呼吸作用。降低细胞提高细胞1、亚麻2、玉米3、小麦提问:我们已经知道呼吸作用是会消耗能量,有氧呼吸比无氧呼吸消耗更多的能量,那么在水果,蔬菜的保鲜过程需要什么的条件才能够保鲜的时间更久呢?贮藏蔬菜和水果，适当降低温度和氧气浓度，增加CO2的浓度3、贮藏种子，必须降低含水量2、贮藏蔬菜和水果，适当降低温度和氧气浓度，增加CO2的浓度1、中耕松土，保证根的正常呼吸作用，促进矿质元素的吸收小结：呼吸作用在农业生产中的应用4、把植物体下部变黄的枝叶去掉，减少养分的消耗，使有机物向人们需要的器官积累知识总结呼吸作用的概念呼吸作用类型有氧呼吸无氧呼吸呼吸作用葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解[H]的氧化丙酮酸不彻底分解乳酸发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解VS1.场所3.物质变化4.能量变化2.