ATP的主要来源-细胞呼吸-4

第3节ATP的主要来源——细胞呼吸引入实验探究有氧呼吸无氧呼吸二者比较影响因素原理应用教学反馈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、条件谢谢指导!

合成这种物质的能量来源是什么？思考回答：细胞内的直接能源物质是什么？ATP的主要来源——细胞呼吸细胞呼吸的概念

细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。本质：分解有机物，释放能量对比实验探究酵母菌细胞呼吸的方式一、提出问题酵母菌是单细胞真菌，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸产生CO2和无氧呼吸产生CO2一样多吗？产物一样吗？

二、实验假设酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生大量CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生少量CO2和酒精。三、设计实验有氧装置为三个锥形瓶：

NaOH-酵母培养液-石灰水无氧装置为二个锥形瓶：酵母培养液-石灰水NaOH的作用是什么？吸收泵入空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验结果的影响如何控制无氧的条件？先封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶澄清的石灰水有什么作用？检测酵母呼吸放出的CO2如何说明CO2产生的多少？石灰水变浑浊的程度，溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄的快慢如何检测酒精？橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。鉴定的物质或结构

检测试剂颜色反应还原性糖脂肪淀粉蛋白质ＤＮＡＲＮＡ线粒体CO2酒精斐林试剂苏丹

Ш试剂碘液双缩脲试剂甲基绿吡罗红健那绿溴麝香草酚蓝橙色重铬酸钾砖红色沉淀橘黄色蓝色紫色绿色红色蓝绿色由蓝变绿再变黄灰绿色四、进行实验（略）

酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。五、分析结果，得出结论六、表达与交流七、进一步探究进一步探究：有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？进一步探究：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

葡萄糖水溶液细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸包括1细胞呼吸的方式2.线粒体回忆：亚显微结构、功能、分布、染色葡萄糖生物细胞丙酮酸少量能量［H］酶少量能量

O2［H］CO2H2O酶大量能量酶H2O细胞质基质线粒体3.过程第一阶段第二阶段第三阶段1葡萄糖→2丙酮酸+4[H]+能量（少量）酶2丙酮酸+6H2O

→6CO2+20[H]+能量（少量）酶24[H]+6O2→12H2O+能量（大量）酶场所：细胞质基质场所：线粒体基质场所：线粒体内膜3.1有氧呼吸过程线粒体是有氧呼吸的主要场所总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶1mol

2870kJ其中1161kJ左右能量储存在ATP中其余以热能形式散失学科交叉

在细胞内,1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后,可以释放2870KJ左右的能量,其中有1161KJ转移到了ATP中,其余的以热量的形式散失.请你计算一下,有氧呼吸的能量转换效率是多少,这些能量能够使多少个ADP转化为ATP?11612870效率=*100%=40.5%116130.54ATP数量==38mol2870KJ/mol=1161KJ/mol(38摩ATP)+1709KJ/mol(热能)3.2反应场所：细胞质基质、线粒体3.3能量去向：一部分以热能形式散失(约60%)；另一部分转移到ATP中(约40%)。3.4总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶3.5概念：

有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。注意1.葡萄糖分子较大，不能进入线粒体。其分解产生的丙酮酸以自由扩散方式进入线粒体2.三个阶段都释放能量，但第一阶段、第二阶段释放能量较少，第三阶段释放大量能量3.第一阶段、第二阶段产生24个[H]，第三阶段消耗24个[H]，与O2结合为H2O（脂质含H比高）？4.第二阶段消耗6个H2O，产生6个CO2；第三阶段消耗6个O2，产生12个H2O（此水非彼水）5.体外燃烧：高温、瞬时、全以热能释放细胞呼吸：温和（酶）、逐步放能、

一部分以热能释放+一部分合成ATP6.一些原核细胞虽无线粒体，仍可进行有氧呼吸注意7.细胞呼吸是氧化还原反应，[H]是活泼的还原剂，有氧呼吸

场所

反应物

产物

释能第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质葡萄糖丙酮酸[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思考回答：水稻田需要定期排水，否则水稻幼根会变黑、腐烂。为什么？剧烈运动后，为什么感到肌肉酸胀？第一阶段：第二阶段：大多数高等植物、酵母菌缺氧时进行这种无氧呼吸，产生酒精。

高等动物和人、一些高等植物的某些器官（如：马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等）、乳酸菌缺氧时进行这种无氧呼吸，可以产生乳酸。无氧呼吸过程：1葡萄糖→2丙酮酸+4[H]+能量（少量）酶2丙酮酸+4[H]→2C2H5OH（酒精）+2CO2

2丙酮酸+4[H]

→2C3H6O3（乳酸）场所：细胞质基质场所：细胞质基质A.酒精发酵B.乳酸发酵酶酶

无氧呼吸是指细胞在无氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。（2）无氧呼吸概念：（1）无氧呼吸反应式：①C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量2C3H6O3＋少量能量②C6H12O6

在细胞质基质中,葡萄糖在无氧条件下分解成乳酸时释放196.65KJ/mol;分解成酒精和二氧化碳时释放225.94KJ/mol;但是在这两个过程中都只有61.08KJ/mol的能量转移给ADP用来产生ATP,请你计算一下无氧呼吸能产生多少个ATP?22molATP发酵微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？无氧呼吸中，葡萄糖分解成为不彻底的氧化产物，分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中注意1.无氧呼吸第一阶段产生4[H]，

第二阶段消耗4[H]2.无氧呼吸第一阶段释放少量能量，

第二阶段不释放能量3.酶种类的不同决定无氧呼吸第二

阶段的途径和产物4.细胞呼吸时刻进行，不能停止5.同一细胞同一时刻只能进行一种呼吸方式，外界条件改变，细胞呼吸方式也可以改变注意6.当有O2存在时，无氧呼吸会受抑制。

如制泡菜需密封坛口，用“创口贴”抑制破伤风杆菌活动7.只能生活在无氧环境下的生物叫厌氧型生物，如蛔虫、乳酸菌；主要生活在有氧环境下的生物叫需氧型生物，如人、醋酸杆菌练习1、呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程()A．一定是无氧呼吸B．一定是有氧呼吸

C．一定不是乳酸发酵D．一定不是酒精发酵练习2、呼吸作用过程中有H2O产生时，则可判断此过程:一定是____________(有氧呼吸/无氧呼吸/酒精发酵

/乳酸发酵

)。C有氧呼吸3.4有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系有氧呼吸与无氧呼吸区别与联系项目有氧呼吸无氧呼吸区别呼吸场所条件分解产物释放能量联系细胞质基质线粒体需氧气、多种酶二氧化碳和水二氧化碳、酒精或乳酸较多(2870kJ)较少(196.65kJ)第一阶段完全相同细胞质基质不需氧气、多种酶都能将有机物分解，释放能量。

2、供原料：为其他化合物的合成提供原料。呼吸作用是三大类营养物质转化的枢纽。三、细胞呼吸的意义-----用于各种耗能的生命活动：

注意：

不消耗ATP的过程有：-----可用于维持体温自由扩散、协助扩散、渗透作用、吸胀作用、蒸腾作用

1、供能：

热能形成ATP

影响细胞呼吸的外界因素有：温度、O2浓度、CO2浓度、含水量等。呼吸的速率温度（1）温度原理:______________影响呼吸酶的活性①低温下贮存蔬菜、水果应用：②大棚蔬菜夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量例题：右图表示恒温动物和变温动物的呼吸速率与环境温度的关系，请分析A、B分别是什么类型的动物。102030ABT（℃）呼吸速率答：A是变温动物（如蛙）B是恒温动物（如小鼠）将种子晒干，以减弱呼吸消耗，有利于贮藏（2）含水量规律：在一定的范围内，细胞的呼吸强度随含水量的增加而加强，超过这个范围后，细胞的呼吸强度不再增加。应用：取适量干重相等的4份种子进行不同处理：甲--风干，乙--消毒后浸水萌发，丙--浸水后萌发，丁--浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是：()A甲B乙C丙D丁C（3）氧气浓度①无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。

如图所示：有氧抑制无氧呼吸②有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸速率随氧气浓度的增加而增强，但当氧气浓度增加到一定值时，由于受线粒体数量的限制，呼吸作用强度不再增大。

如图所示：有氧呼吸速率O2％③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌受氧气浓度的影响，两种呼吸及总呼吸速率的变化曲线如图所示：气体交换的相对值O2浓度有氧呼吸CO2的释放量无氧呼吸CO2的释放量●BA●C●P

O

●D●CO2的释放总量C点：只进行无氧呼吸，释放较多CO2。D点：无氧呼吸停止CB线的含义？C、D、B、P、A点的含义？水果、蔬菜的最佳保存点？为什么？B点：细胞只进行有氧呼吸，有氧呼吸曲线与总呼吸曲线重合P点：有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2相等，A点:总呼吸释放CO2最少,即消耗有机物最少CB线：总呼吸曲线=有氧呼吸释放CO2量+无氧呼吸释放CO2量最佳保存点：A点，此氧气浓度下，无氧呼吸受O2抑制较弱，有氧呼吸因O2浓度低也很微弱，总呼吸释放CO2最少，即消耗有机物最少拓展延伸一细胞呼吸类型的判断变化特点细胞呼吸方式不消耗O2，无CO2释放不消耗O2，产生CO2

O2消耗量=CO2释放量O2消耗量﹤CO2释放量有水生成产乳酸的无氧呼吸只进行有氧呼吸产酒精的无氧呼吸有氧呼吸、无氧呼吸只进行有氧呼吸（以葡萄糖为呼吸底物）CO2释放量/O2吸收量=4/3,无氧呼吸消耗葡萄糖速率等于有氧呼吸消耗葡萄糖速率CO2释放量/O2吸收量›4/3,无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸消耗葡萄糖速率CO2释放量/O2吸收量‹4/3,无氧呼吸消耗葡萄糖速率小于有氧呼吸消耗葡萄糖速率O2消耗量＞CO2释放量：细胞进行有氧呼吸分解的底物不是糖类，可能是脂肪。二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用（4）二氧化碳浓度增加CO2浓度，降低O2浓度有良好的保鲜效果。选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。

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，患者应及时请医生处理。对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根细胞就会无氧呼吸产生酒精，时间长了，酒精会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。谷氨酸棒状杆菌是一种厌氧细菌。谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质合成为谷氨酸。谷氨酸经过进一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。慢跑等有氧运动是人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体剧烈运动中，肌细胞因氧不足，要靠产生乳酸来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。

细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗。

粮食储藏：零上低温、干燥、低氧果蔬保鲜：零上低温（4℃）、湿度适中、低氧

细胞呼吸原理的应用1、生物的生命活动所需要的能量主要来自：Ａ、糖类的氧化分解Ｂ、脂类的氧化分解Ｃ、蛋白质的氧化分解Ｄ、核酸的氧化分解2、人体进行有氧呼吸的主要场所是Ａ、肺细胞Ｂ、内环境Ｃ、线粒体Ｄ、细胞质基质AC课后练习3、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是Ａ、分解有机物Ｂ、释放能量Ｃ、需要酶催化Ｄ、有机物分解不彻底4、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

A、呼吸作用减弱

B、呼吸作用加强

C、光合作用减弱

D、促进了物质的分解DA5、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是

A、根细胞吸收水分过多

B、营养缺乏

C、光合作用强度不够

D、细胞有氧呼吸受阻6、同样消耗１mol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Ａ、20倍Ｂ、19倍Ｃ、６倍多Ｄ、12.7个百分点DB

7、陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，其原因是①产生的酒精对细胞有毒害作用②产生的乳酸对细胞有毒害作用

③没有专门的无氧呼吸结构④产生的能量太少

A、①②

B、②③

C、③④

D、①④8、蛔虫在体外培养难成活的原因是

Ａ、失去运动能力Ｂ、失去捕食的能力Ｃ、不能忍受较高氧分压Ｄ、感觉太迟钝9、豌豆发芽的早期，CO２释放量比O２吸收量多３－４倍，这是因为种子此时的（）Ａ、无氧呼吸比有氧呼吸强Ｂ、光合作用比呼吸作用强Ｃ、有氧呼吸比无氧呼吸强