第5章細胞的能量供應和利用第3節(jié)ATP的主要來源——細胞呼吸人教版必修1ATP主要來源-細胞呼吸動物、人、真菌、多數細菌等綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP

酶糖類、脂肪等有機物氧化分解ATP主要來源-細胞呼吸問題探討1、呼吸作用與物質燃燒的比較：

共同點：都是物質的氧化分解過程；都產生CO2等產物、釋放能量。

不同點：

（1）燃燒是一種劇烈氧化的形式（2）呼吸作用是細胞內有機物的氧化分解形式細胞呼吸的概念

細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放能量并且生成ATP的過程實質：氧化分解有機物，釋放能量ATP主要來源-細胞呼吸淀粉酵母菌酒精葡萄糖

細胞呼吸酵母菌酵母菌1.單細胞的真核生物2.兼性厭氧菌3.生長周期短，繁殖速度快。討論２、酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么條件下產生的呢？１、我們吃的面包和饅頭為什么比較松軟？這與酵母菌有什么關系？酵母菌發(fā)揮這種作用需要什么條件呢？ATP主要來源-細胞呼吸酵母菌有氧、無氧條件下進行的呼吸作用的產物分別是什么？1.提出問題2.作出假設酵母菌在有氧情況下進行有氧呼吸，產生CO2，在無氧情況下進行無氧呼吸，產生CO2和酒精。

探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗思路？分析變量自變量:因變量:無關變量:細胞呼吸的條件細胞呼吸的產物有氧無氧影響實驗結果的可變因素酒精、CO2分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產物是否含酒精或二氧化碳3.設計實驗

探究酵母菌細胞呼吸的方式思考并解決下列問題：(1)怎樣鑒定有無CO2產生？(2)怎樣鑒定有無酒精產生？3.設計實驗?CO2的檢測：1.通入澄清的石灰水：澄清→渾濁2.溴麝香草酚藍水溶液：藍→綠→黃?酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應：橙色→灰綠色

探究酵母菌細胞呼吸的方式4.進行實驗

探究酵母菌細胞呼吸的方式

步驟一：酵母菌培養(yǎng)液的配制

取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中。分別向瓶中注入240mL質量分數為5%的葡萄糖溶液。步驟二：A實驗組(有氧情況下)10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水

探究酵母菌細胞呼吸的方式接橡皮球（或氣泵）4.進行實驗步驟三：B實驗組(無氧情況下)酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水

探究酵母菌細胞呼吸的方式4.進行實驗用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+A裝置的酵母菌濾液+B裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色

步驟四：鑒定是否有酒精產生條件澄清石灰水/出現的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快無變化變混濁／慢出現灰綠色5.分析結果，得出結論1.CO2的放出情況：

A、B兩組都有CO2的產生，但A組產生的

CO2更多2.酒精產生的情況：

A組沒有酒精的產生，B組產生了酒精

酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸，均能產生二氧化碳在有氧的條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的二氧化碳。在無氧的條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精和少量的二氧化碳。

探究酵母菌細胞呼吸的方式5.分析結果，得出結論1、10%NaOH處理的目的是什么？吸收空氣中的CO22、為什么將葡糖糖溶液先煮沸、再冷卻后加入錐形瓶？煮沸可將葡糖糖溶液中的細菌殺死，排除其他細菌影響；煮沸可排除溶液中的氧。冷卻，避免將酵母菌殺死3、B瓶封口放置一段時間后，再連通錐形瓶3試分析原因保證瓶內原有氧氣被消耗4、若要比較甲乙兩組實驗產能的多少，如何改進實驗裝置？在A.B瓶中插入溫度計ATP主要來源-細胞呼吸5、怎樣鑒定有無酒精產生？這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒．橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學反應，變成灰綠色具體做法：讓司機呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻ATP主要來源-細胞呼吸6、有同學認為，在有氧呼吸實驗裝置中１０％的氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能對實驗結果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實驗更嚴謹？ATP主要來源-細胞呼吸7、有人認為：實驗裝置中酒精和二氧化碳的產生是葡萄糖水溶液的純化學反應，與酵母菌無關，你如何駁斥這種錯誤觀點？

葡萄糖水溶液

葡萄糖水溶液ATP主要來源-細胞呼吸細胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸包括

細胞呼吸的方式

酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸。在有氧條件下，通過細胞呼吸產生大量的CO2，在無氧條件下通過細胞呼吸產生酒精和少量的CO2ATP主要來源-細胞呼吸有氧呼吸的過程第一階段：

C6H12O6第二階段：

2C3H4O3+6H2O酶第三階段：

24[H]+6O2C6H12O6+6H2O

+6O26CO2+12H2O+能量酶總反應式：2CH3COCOOH+4[H]+能量6CO2+20[H]+能量酶12H2O+能量酶（大量）丙酮酸徹底分解[H]的氧化（丙酮酸C3H4O3)葡萄糖的初步分解ATP主要來源-細胞呼吸有氧呼吸的過程圖解有氧呼吸ATP主要來源-細胞呼吸C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能量2ATP熱能量2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能量34ATP熱線粒體細胞質基質②①③有氧呼吸怎樣進行ATP主要來源-細胞呼吸1C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量

2870kJ1161kJ1709kJ酶有氧呼吸ATP主要來源-細胞呼吸有氧呼吸

場所

反應物

產物

釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較細胞質基質主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質線粒體內膜對比ATP主要來源-細胞呼吸1、哪個階段產生CO2？2、哪個階段有氧氣參與反應？3、哪個階段產生ATP最多？4、ATP產生的場所？有氧呼吸過程中5、分解1摩爾的葡萄糖需多少摩爾O2和產生多少摩爾CO2？細胞質基質、線粒體（主要）都是6摩爾第二階段第三階段第三階段ATP主要來源-細胞呼吸有氧呼吸的概念

細胞在氧氣的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程計算：

1mol葡萄糖通過有氧呼吸可釋放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被轉移貯存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通過有氧呼吸可形成____mol的ATP，其能量轉換效率是______3840.5%ATP主要來源-細胞呼吸無氧呼吸的過程葡萄糖丙酮酸[H]少量能量

乙醇脫氫酶

乳酸脫氫酶酒精+CO2乳酸酶ATP主要來源-細胞呼吸1、酒精發(fā)酵：

C6H12O6酶2、乳酸發(fā)酵：

C6H12O6

無氧呼吸2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量2C3H6O3（乳酸）+能量酶酵母菌和大多數的植物的無氧呼吸屬于此種類型乳酸菌和動物細胞及馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細胞在缺氧時的無氧呼吸屬于此種類型問題思考：無氧呼吸有何意義和危害？ATP主要來源-細胞呼吸實例a.高等植物在水淹的情況下，可以進行短時間的無氧呼吸，將葡萄糖分解為乙醇和二氧化碳，釋放出能量以適應缺氧環(huán)境條件b.高等動物和人體在劇烈運動時，需要在相對較短的時間內消耗大量的能量，肌肉細胞則以無氧呼吸的方式供給能量，滿足人體的需要c.酵母菌在缺氧的條件下，可以將有機物分解成酒精和二氧化碳ATP主要來源-細胞呼吸無氧呼吸的概念

細胞在缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物進行不徹底的氧化分解，產生酒精或乳酸等中間產物，釋放少量能量，生成ATP的過程無氧呼吸的特點

氧氣的存在抑制了無氧呼吸的進行ATP主要來源-細胞呼吸

有氧呼吸與無氧呼吸的比較共同點實質：過程：葡萄糖丙酮酸有氧無氧CO2+H2O+能量（大量）C2H5OH+CO2+能量（少量）C3H6O3+能量（少量）氧化分解有機物，釋放能量都有丙酮酸（中間產物）的生成無氧呼吸沒有H2O產生，乳酸發(fā)酵沒有CO2產生ATP主要來源-細胞呼吸有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別比較項目有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所是否需氧物質代謝能量代謝主要在線粒體內細胞質基質必需有氧的參與氧能抑制無氧呼吸將有機物徹底分解成CO2和H2O有機物分解不徹底,形成中間產物(酒精或乳酸）1mol2870(kj)1161ATP熱能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)熱能同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？ATP主要來源-細胞呼吸一種生物能否進行有氧呼吸與什么相關？不在于是否有線粒體而在于這種生物體內是否含有與有氧呼吸相關的酶例如：原核生物沒有線粒體，但仍然有可能進行有氧呼吸（硝化細菌）場所：細胞質基質個別動物沒有線粒體，如寄生在動物腸道內的蛔蟲，只能進行無氧呼吸ATP主要來源-細胞呼吸2．用含O18的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子的轉移途徑是（）

A．葡萄糖→丙酮酸→水

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

1、讓一只白鼠吸入有放射性的18O2,該白鼠體內最先出現的含有18O的化合物是

A.二氧化碳B.水C.丙酮酸D.乳酸ATP主要來源-細胞呼吸3下列有關有氧呼吸的敘述中，正確的是（）

A．此過程的第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸，產生少量［H］和ATPB．此過程的第二階段是丙酮酸分解成水和二氧化碳，產生少量的ATP

C．此過程的第三階段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，產生大量的ATP

D．此過程必須有氧分子參與，始終在線粒體中進行

ATP主要來源-細胞呼吸1、適宜的溫度條件下，在下列裝置中都加入活酵母，其中適于產生酒精的裝置是（）訓練遷移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斷攪拌AATP主要來源-細胞呼吸102．研磨酵母菌后離心處理，得到上清液（含細胞質基質）和沉淀（含細胞器）。將等量的上清液，沉淀和未經處理的勻漿，依次置入甲、乙、丙3支試管中，分別進行3項獨立的實驗，請分析實驗的結果（1）向3支試管分別滴加等量的葡萄糖后，丙管內的最終產物是_________，甲管是________，乙管是_____（2）向3支試管分別滴加等量的丙酮酸后，乙管內的最終物是_______，甲管是_________，丙管是__________。（3）實驗3，在隔絕空氣的情況下分別加入葡萄糖，丙管內的最終產物是__________，甲管是__________，乙管是__________。（4）向3支試管分別加入熒光素（能發(fā)光的物質），重復實驗（1），則丙管__________，甲管__________，乙管__________二氧化碳和水酒精和CO2葡萄糖二氧化碳和水酒精和CO2二氧化碳和水發(fā)光最強次之基本無熒光酒精和CO2酒精和CO2葡萄糖ATP主要來源-細胞呼吸

影響呼吸作用的因素內部因素——遺傳因素（決定酶的數量和種類）

1、不同種類植物呼吸速率不同，一般情況下，水生植物>旱生植物，陽生植物>陰生植物

2、同一植物不同器官呼吸速率不同生殖器官>營養(yǎng)器官3、同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同幼苗期、開花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降ATP主要來源-細胞呼吸呼吸作用在最適溫度（25℃~35℃）時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。影響細胞呼吸的因素?生產上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當降溫，抑制呼吸作用，減少有機物的消耗，可達到提高產量的目的。1．溫度ATP主要來源-細胞呼吸CO2釋放量相對值O2（%）無氧呼吸有氧呼吸細胞呼吸影響細胞呼吸的因素?在氧氣濃度為零時，只進行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時，既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。

生活中常利用降低氧氣濃度能抑制呼吸作用，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜水果的保鮮時間。2468102．氧氣濃度ATP主要來源-細胞呼吸例1.右圖表示在儲存蔬菜、水果時，大氣中O2的濃度對植物組織內CO2產生的影響，試分析：釋放的相對值CO2

（1）A點表示植物組織釋放CO2較多，這些CO2是_________的產物。（2）由A到B，CO2的釋放量急劇減小，其原因是________________________。（3）由B到C，CO2的釋放量又不斷增加，其主要原因是_________________________；到C點以后CO2的釋放量不再增加，其主要原因是____________________________。隨O2的增加，無氧呼吸受到抑制隨氧濃度增大，有氧呼吸不斷加強無氧呼吸

受線粒體數量限制，有氧呼吸不再加強ATP主要來源-細胞呼吸（4）為了有利于貯藏蔬萊或水果，貯藏室內的氧氣應調節(jié)到圖中哪一點所對應的氧濃度？

。采取這一措施的理由是?B點B點所對應的氧的含量，這時的有氧呼吸明顯較低，同時又抑制了無氧呼吸。ATP主要來源-細胞呼吸影響細胞呼吸的因素?

CO2是呼吸作用產生的，從化學平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。

在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度較高，抑制細胞的呼吸作用，使整個器官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜水果。3．二氧化碳濃度ATP主要來源-細胞呼吸4．含水量呼吸作用的各種化學反應都是在水中進行的，自由水含量增加，代謝加強。影響細胞呼吸的因素?種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物消耗。ATP主要來源-細胞呼吸溫度呼吸速率應用：低溫保鮮；增大晝夜溫差（1）溫度（3）水細胞含水量呼吸速率酶數量的限制環(huán)境中水含量呼吸速率長時間無氧呼吸供能不足應用：種子曬干保存（2）CO2過高CO2抑制細胞呼吸應用：增加CO2的濃度保鮮影響細胞呼吸的外部因素ATP主要來源-細胞呼吸影響細胞呼吸的外界因素1、溫度、水分、二氧化碳濃度和pH值都能影響生物的細胞呼吸下列關于外界因素對細胞呼吸影響的說法錯誤的是：A、溫度主要通過影響酶活性來影響細胞呼吸的進行B、細胞呼吸有最適pH，在最適pH之前，pH越高，細胞呼吸越強，在最適pH之后，隨pH升高，細胞呼吸減弱C、二氧化碳濃度升高會抑制細胞呼吸的進行D、細胞內的結合水/自由水的值越大細胞呼吸越強DATP主要來源-細胞呼吸2、O2濃度對細胞呼吸的影響氧氣濃度對細胞呼吸的影響強度類型一定范圍內，氧氣濃度升高有利于有氧呼吸的進行；但氧氣的存在對很多厭氧生物的無氧呼吸有很強的抑制作用對于酵母菌和植物器官，在氧氣充足的情況下進行有氧呼吸，沒有氧氣的情況下進行無氧呼吸，在較低氧氣濃度下，兩種呼吸方式同時進行ATP主要來源-細胞呼吸細胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）1、若只產生CO2，不消耗O2，則只進行無氧呼吸（A點）2、若產生的CO2的摩爾數比吸收O2的摩爾數多，則兩種呼吸同時并存（圖中AC段）3、若產生CO2的摩爾數與吸收O2的摩爾數相等，則只進行有氧呼吸（圖中C點以后）4、B點表示無氧呼吸與有氧呼吸CO2釋放量相等，此時CO2的總釋放量最低，有機物消耗最少，最有利于儲存O2%CO2釋放量有氧呼吸無氧呼吸ABCDCO2的總量5101520255、D點表示O2濃度超過一定值（10%）以上時。無氧呼吸消失，說明有O2存在時，無氧呼吸受到抑制ATP主要來源-細胞呼吸

細胞呼吸原理的應用1.在釀酒業(yè)上的應用：先通氣，讓酵母菌進行有氧呼吸，使其數量增加；然后隔絕空氣，使其發(fā)酵，產生酒精2.在農業(yè)生產上：中耕松土，促進根系的有氧呼吸，有利于根系的生長及對礦質離子的吸收3.在醫(yī)學上：利用氧氣抑制破傷風等厭氧型細菌的繁殖4.在物質的儲存時：控制氧氣的濃度，抑制其呼吸作用，減少有機物的消耗ATP主要來源-細胞呼吸糧食儲藏和果蔬保鮮

細胞呼吸要消耗有機物，使有機物積累減少因此，對糧食儲藏和果蔬保鮮來說，又要設法降低細胞的呼吸強度，盡可能減少有機物的消耗等糧食儲藏:低溫，低氧，干燥果蔬保鮮：低溫，低氧，低濕我們購買罐頭食品時發(fā)現有這樣的說明：若真空安全鈕鼓起請勿購買。請問這是什么原因？這說明罐頭食品在生產時滅菌不徹底，微生物在無氧條件下發(fā)生無氧呼吸產生了CO2使真空安全鈕鼓起說明食物可能變質ATP主要來源-細胞呼吸呼吸作用計算問題C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

C6H12O6

2

C2H5OH（酒精）+2CO2+能量1、無O2吸收，無CO2釋放，進行產生乳酸的無氧呼吸2、無O2吸收，有CO2釋放，進行產生酒精的無氧呼吸3、有O2吸收=CO2釋放，進行有氧呼吸4、CO2釋放量>O2吸收量，進行有氧和無氧呼吸當有氧呼吸速率與無氧呼吸速率相等時，CO2和O2的比例關系，CO2/O2=4/3

酶

酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6

酶ATP主要來源-細胞呼吸1、A中有CO2產生，可以說明

2、B中有CO2產生，可以說明

3、AB中有CO2產生，則

植物細胞該細胞正在進行無氧呼吸該細胞正在進行有氧呼吸有氧呼吸和無氧呼吸在同時進行ATP主要來源-細胞呼吸AB探究一:酵母菌細胞呼吸的類型要通過實驗探究酵母菌的細胞呼吸類型,還要同時設計另一個實驗,簡要說出思路?結果預測和結論:結果預測(紅色液滴移動情況)相應結論裝置A裝置B123左移不動只有有氧呼吸右移不動只有無氧呼吸左移右移兩種呼吸類型都有ATP主要來源-細胞呼吸O2濃度對細胞呼吸的影響1、判斷細胞呼吸的方式氧氣濃度為B時：

。氧氣濃度為B到G（不包括B點和G點）時：

。氧氣濃度大于G（包括G點）時

。2、綠色區(qū)域代表的含義是：

。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的比值為

，若有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖，CD和DE的長度之比為：

。只有無氧呼吸有氧呼吸和無氧呼吸同時進行只有有氧呼吸不同氧氣濃度下無氧呼吸的強度1∶1DE=3CDATP主要來源-細胞呼吸探究三:如果縱坐標表示某種物質的物質的量，請在下列兩個坐標中畫出無氧呼吸釋放二氧化碳量和葡萄糖消耗總量的曲線。ATP主要來源-細胞呼吸條件有氧呼吸消耗O2量有氧呼吸產生CO2量有氧呼吸消耗葡萄糖量無氧呼吸產生CO2量無氧呼吸消耗葡萄糖量CO2產生總量葡萄糖消耗總量A條件60B條件124C條件318D條件02單位:mol610611224216121226500424ABCD分別是什么樣的條件?ATP主要來源-細胞呼吸

在一定范圍內，隨著氧分壓增大CO2的釋放量減少（1）AB段表示—————————————————————————————————；原因是———————————————————————————————————————。氧分壓CO2釋放量ABC（3）蘋果在儲藏過程中，最好選擇圖中___點所對應的氧分壓，原因是_______________________________________。（2）BC段表示__________________________

原因是______________________________氧分壓增大，無氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸又很弱隨著氧分壓增大，CO2的釋放量增大氧分壓增大，無氧呼吸逐漸減弱，有氧呼吸加強B在B點總呼吸強度最弱，有機物的消耗最少（4）無氧呼吸時間過長，植物也會死亡

，原因是_______________________________________。無氧呼吸產生酒精會使細胞的蛋白質變性；無氧呼吸產生能量少ATP主要來源-細胞呼吸1．右圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關敘述正確的是()A.氧濃度為a時，最適于貯藏該植物器官B．氧濃度為b時，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C