5.3ATP的主要来源──细胞呼吸(用)概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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？,回顾：,第,3,节,ATP,的主要来源,细胞呼吸,有机物,在细胞内经过一系列的,氧化分解,，,生成,CO,2,或,其他产物,，释放出,能量,并生成,的过程。,呼吸作用（细胞呼吸）的概念,有机物,CO,2,(,或其他产物,)+,能量,氧化分解,“,呼吸作用,”,和,“,物质燃烧,”,有什么区别吗？,“呼吸作用”,和,“,呼吸”,有什么区别吗？,细胞内,呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,问题探讨,呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那样剧烈吗？,在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？举例说明。,都是氧化分解过程；都释放能量并产生,CO,2,。,不能,能通过无氧呼吸释放能量，如蛔虫等但能量少很多。,呼吸：,机体与环境之间,O,2,和,CO,2,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,CO,2,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,细胞呼吸的方式有哪些？是否都需要氧？,本质：有机物氧化分解释放能量,生物在,有氧,和,无氧,条件下是否都能进行细胞呼吸？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,阅读：,P91,92,页的内容,结构：单细胞，真核生物,生殖方式：主要出芽生殖,同化作用：异养,异化作用：兼性厌氧型,一、细胞呼吸的方式,若用,30,度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。,小资料,探究酵母菌细胞呼吸的方式,设计实验,酒精和,CO,2,是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,提出问题,进行实验,验证假设、形成结论,CO,2,有氧,产生,无氧,CO,2,和酒精,产生,作出假设,3.,设计实验,实验思路？,分析变量,自变量,:,因变量,:,无关变量,:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,影响实验结果的可变因素,酒精、,CO,2,分别给酵母菌提供,有氧和无氧,的条件，一段时间后检测其产物是否含,酒精或二氧化碳,CO,2,的检测：,1.,通入澄清的石灰水：,澄清,浑浊,2.,溴麝香草酚蓝水溶液：,蓝,绿,黄,酒精的检测：,橙色,的重铬酸钾溶液在,酸性,下与,酒精,发生反应：,橙色,灰绿色,思考,:,有氧和无氧条件下,CO,2,和酒精产生的量的多少如何判断？,B,瓶应封口放置一段时间后，再连接澄清石灰水的锥形瓶，为什么？,有氧条件,无氧条件,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,CO,2,和,H,2,O,无氧条件,，酵母菌产生大量酒精和少量的,CO2,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。,对照实验,除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。,NaOH作用？,有氧呼吸：,无氧呼吸：,细胞呼吸的方式,葡萄糖O,2,CO,2,(大量)+H,2,O+能量,酶,葡萄糖 CO,2,(大量)+酒精+能量,酶,细胞呼吸的概念,：,细胞呼吸是指,有机物,在,细胞内,经过,一系列的氧化分解,，生成,二氧化碳,或其他产物,，释放出,能量,的过程。,实验推论：,探究,有同学认为，在有氧呼吸实验装置中的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，有可能对实验结果产生干扰，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？,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，你如何看待这种观点？,葡萄糖,水溶液,葡萄糖,水溶液,继续探究,继续,探究,为了,控制无氧呼吸实验装置中的氧气,，对酵母菌培养瓶采取用形夹夹住橡皮管的方法进行密封处理，结果发生了锥形瓶爆裂或橡皮塞被顶脱的现象，这是为什么呢？由此说明什么问题？,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,绝大多数生物的主要呼吸方式,产生酒精和,CO,2,产生水和,CO,2,一、细胞呼吸的方式,问题回顾,：,1.,有氧,呼吸,的主要,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。,3.有氧呼吸最常利用的物质是,_,葡萄糖,外膜,内膜,嵴,基质,二、有氧呼吸,1C,6,H,12,O,6,(,葡萄糖,),酶,4,H,2,丙酮酸,少量能量,6,CO,2,6,H,2,O,酶,20,H,6,O,2,12,H,2,O,酶,大量能量,1.,有氧呼吸的过程,细胞质基质,线粒体,第一阶段,第二阶段,线粒体基质,第三阶段,线粒体内膜,2ATP,热能,少量能量,2ATP,热能,34ATP,热量,H：表示氧化型辅酶I(NAD,+,)转化成还原型辅I(NADH),有氧呼吸的过程图解,1.,有氧呼吸过程：,（可分三个阶段）,第一阶段：,葡萄糖,丙酮酸,+ H,（少量）,+,能量,（少量）,酶,丙酮酸,+ H,2,O,酶,CO,2,+ H,（大量）,+,能量,（少量）,H,+,O,2,H,2,O,+,能量,（大量）,酶,第二阶段：,第三阶段：,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,1,、,有氧呼吸的反应场所只有线粒体，对吗？,2,、水在第几阶段参与反应？有机物彻底氧化在第几阶段？,3,、是否每阶段都有能量生成？大量生成能量在第几阶段？,4,、氧气在第几阶段被利用？,CO,2,和,H,2,O,分别在第几阶段生成？,CO,2,和,H,2,O,中的,O,分别来自哪里？,C,6,H,12,O,6,+ 6H,2,O +6O,2,酶,6 CO,2,+ 12H,2,O,+,能量,有氧呼吸,场 所,反应物,产 物,释放能量,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,H,2,O,H,O,2,丙酮酸,少量,H,ATP,CO,2,大量,H,ATP,少量,少量,H,2,O,大量ATP,大量,2.,有氧呼吸,三,个阶段的比较,能量,热能,可转移的能量,ADP,Pi,ATP,1161kJ,2870kJ,1mol,葡萄糖,1709kJ,能量转换的效率：,1161/2870,100,=40,有氧呼吸与体外燃烧相比的特点：,条件温和、能量逐步释放、并有一部分能量储存在,ATP,中。,1161/30.54 = 38mol,C,6,H,12,O,6,+ 6H,2,O +6O,2,酶,6 CO,2,+ 12H,2,O,+38molATP,场所：,a,细胞质基质,b,线粒体基质,c,线粒体内膜,能量去向：,一部分以热能形式散失,另一部分转移到,ATP,中,总反应式：,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。,(1709kJ/mol,约,60%),(1161kJ/mol,约,40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO,2,H,2,O,能量,彻底,氧化分解,大量,ATP,3.,有氧呼吸,小结,C,6,H,12,O,6,+ 6H,2,O +6O,2,酶,6 CO,2,+ 12H,2,O,+,能量,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,_,阶段产生,H,最多；丙酮酸是第,_,阶段的产物。,第三阶段,二、三,一,二,3.,第一、二阶段的共同产物是, ,三个阶段均有的产物是。,H,和,ATP,ATP,2.下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：,产生CO,2,的阶段（ ）产生H,2,O的阶段（ ）,O,2,参与的阶段（） 产生H的阶段（ ）,产生能量最多的阶段（）,有机物彻底氧化的阶段（ ）,二,三,三,一二,三,二,4.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：,C,6,H,12,O,1,2,3,O,2,酶,酶,4,5,6,酶,H H,(1),写出长方框内,1,、,2,、,3,所依次代表的物质名称：,、,_,、,。,(2),依次填出椭圆框内,4,、,5,、,6,所代表的能量的多少,、,_,、,。,(3),有氧呼吸的主要场所是,_,，进入该场所的呼吸底物是,_,。,(4),用含,18,O,的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，,18,O,转移的途径是,_,H,2,O,丙酮酸,CO,2,少,少,大量,线粒体,丙酮酸,6,课 堂 练 习,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,少量能量,乙醇,脱氢酶,乳酸,脱氢酶,酒精,+ CO,2,乳酸,酶,场所：细胞质基质,第一阶段：同有氧呼吸,无氧呼吸只有第一阶段释放能量,三、无氧呼吸,1.,无,氧呼吸过程,2、酒精发酵：,C,6,H,12,O,6,酶,1、乳酸发酵：,C,6,H,12,O,6,2,CH,3,CH,2,OH,(酒精),+2CO,2,+,能量,2,C,3,H,6,O,3,（乳酸）,+,能量,酶,问题思考,：无氧呼吸有何意义和危害？,2.,无,氧呼吸,小结,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：酵母菌、大多数植物,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,生成乳酸释放：,196.65KJ,转移：,61.08KJ,，约,31%,生成酒精释放：,222.54KJ,转移：,61.08KJ,，约,28%,四、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,CO,2,+ H,2,O +,能量,（大量）,C,2,H,3,OH+CO,2,+,能量,（少量）,C,3,H,6,O,3,+,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,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,注意：有氧呼吸,三个阶段,都产生ATP；无氧呼吸只在,第一阶段,产生ATP。,不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于,催化反应的酶不同,。,1mol,2870,(kj),1161,ATP,热能,(38mol),葡萄糖,1mol,葡萄糖,196.65,（,kj,）,61.08,ATP,(2mol),热能,主要在线粒体内,在细胞质基质中,氧气、多种酶,无氧参加、需多种酶,葡萄糖彻底分解、,产生,CO,2,和,H,2,O,葡萄糖分解不彻底、,形成乳酸或酒精和,CO,2,释放出大量能量,释放出少量能量,第一阶段的反应完全相同，并且都在细胞质基质内进行。,分解有机物，释放能量,呼吸方式,有氧呼吸,无氧呼吸,不,同,点,场所,条件,分解,产物,能量,相同点,联系,实质,【特别提醒】,原核生物,无线粒体,，但有些原核生物,(,如,空气中的细菌、硝化细菌、蓝藻,等,),仍可进行有氧呼吸。,虽然这些细胞没有线粒体，但却含有全套与,有氧呼吸有关的酶,，这些酶,分布在细胞质基质和细胞膜上,。,只能进行无氧呼吸的真核生物,(,如,蛔虫,),，其细胞内无线粒体。,1.苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸的产物分别是( ),A.,乳酸、酒精和二氧化碳,B.,都是酒精和二氧化碳,C.,酒精和二氧化碳、乳酸,D.,都是乳酸,课 堂 练 习,3.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.光合作用的强度不够 D.细胞有氧呼吸受阻,2,.,种子在浸水和不浸水的条件下,进行呼吸作用的过程中都产生过的中间产物是,( ),酒精,B.,乳酸,C.CO,2,和,H,2,O,D.,丙酮酸,C,D,D,4.,下列反应中，消耗,1mol,葡萄糖产生,ATP,最多的是,( ),A.,有氧呼吸,B.,无氧呼吸,C.,乳酸发酵,D.,酒精发酵,A,5.下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点,不正确的是( ),A.,都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程,B.,都有有机物的氧化分解,C.,都有能量释放,并有,ATP,的生成,D.,分解产物中都有,CO,2,6.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是( ),.分解有机物 .有机物分解不彻底,.需要酶催化 .释放能量,D,B,7.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是,( ),都在线粒体中进行 都需要酶,都需要氧 都产生,ATP,都产生丙酮酸,A.,B. C.,D.,D,1,呼吸速率,是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是植物呼吸作用强弱的指标，一般以测定植物释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。,2,影响细胞呼吸的环境因素,(1),温度,温度,影响呼吸作用，主要是通过,影响,呼吸酶的活性,来实现的。呼吸速率与温,度的关系如图。,生产上常用这一原理在,低温,下贮藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降低温度,，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。,五、影响呼吸作用的外界因素,(2)O,2,的浓度,在一定范围内，随O,2,浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大,；,O,2,的存在抑制了无氧呼吸的进行。,在O,2,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,降低氧的浓度抑制呼吸作用,，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。,(3)CO,2,CO,2,是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO,2,浓度升高到1%10%时，呼吸作用明显被抑制。(如右图),(4)水,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。(如图),应用：作物栽培中，合理灌溉。,六、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：,中耕松土定期排水,，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,剪去变黄（无光合能力）消耗养分的枝叶,3 . 在物质的储存时：,粮油,种子的贮藏,必须,干燥、低温,，目的是为了降低呼吸作用，减少有机物的消耗。,果实、蔬菜的保鲜,措施中，一定,湿度、低温、增加空气中CO,2,的浓度,等，目的是通过减弱细胞呼吸，延缓老化。,4 .,呼吸作用与人类健康：,伤口处理、运动健身,小结：,葡萄糖,丙酮酸,有氧,6CO,2,+6H,2,O+,能量（大量）,无氧,2C,2,H,5,OH+2CO,2,+,能量,（酒精）,2C,3,H,6,O,3,+,能量（少量）,(,乳酸）,细胞质基质,线粒体,细胞质基质,（少量）,1,、场所,3,、物质变化,4,、能量变化,2,、条件,1、有氧呼吸最常用的物质是（ ）,、淀粉 、糖原 、葡萄糖 、,ATP,C,2、酵母菌进行有氧呼吸时产生,CO,2,的场所是（ ）,A,、细胞质基质,B,、核糖体,C,、线粒体,D,、叶绿体,C,3、呼吸过程中能产生,ATP,的场所有（ ）,A、细胞质基质 B、线粒体基质,C、线粒体内膜 D、核糖体,ABC,巩 固 提 高,4、让一只小白鼠吸入,18,O,2,，该白鼠体内最先出现,18,O,的化合物是,( ),A、二氧化碳 B、水 C、丙酮酸 D、ATP,B,5,、把小白鼠和青蛙从25的室温中移至5的环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化？( ),A、两种动物的耗氧量都减少,B、两种动物的耗氧量都增加,C、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加,D、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少,C,6,、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，能适当延长保鲜时间的原因是( ),A,、光合作用减弱,B,、促进了物质分解,C,、呼吸作用减弱,D,、呼吸作用加强,C,7,、用含,18,O的葡萄糖跟踪有氧呼吸的氧原子，,18,O转移的途径（ ）,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,D,8,、,酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭的锥形瓶中，测得CO,2,的释放量比O,2,的吸收量大1,倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为( ),A,l,：,6 B,1,：,3 C,1,：,2 D,1,：,1,9,、,人在剧烈运动后，血浆中的pH,会明显下降，其原因是,( ),A,血浆中碳酸增多,B,血浆中磷酸肌酸增多,C,血浆中乳酸增多,D,血浆中丙酮酸增多,10,、,关于细胞呼吸正确的说法是 ( ),A,无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应,B,水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度,C,无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体,D,有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质,B,C,D,11,、,下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶,1,、酶,2,和酶,3,依次分别存在于,(,),1,2,.,若细胞呼吸有二氧化碳放出，则可判断此过程,(,),A,必定是有氧呼吸,B,只能是无氧呼吸,C,绝不是产物为酒精的无氧呼吸,D,一定不是产物为乳酸的无氧呼吸,A,.线粒体、线粒体和细胞质基质,B,.线粒体、细胞质基质和线粒体,C,.细胞质基质、线粒体和细胞质基质,D,.细胞质基质、细胞质基质和线粒体,C,D,1,3,、,有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C,2,H,5,OH,和,CO,2,的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是,（ ）,氧浓度,a,b,c,d,产生,CO,2,的量,9mol,12.5mol,15mol,30mol,产生酒精的量,9mol,6.5mol,6mol,0mol,A,a,浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率,B,b,浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率,C,c,浓度时有,50%,的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵,D,d,浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸,D,1,4,.下列关于呼吸作用的叙述，正确的是,( ),A,.无氧呼吸的终产物是丙酮酸,B,.有氧呼吸产生的,H,在线粒体基质中与氧结合生成水,C,.无氧呼吸不需要,O,2,的参与。该过程最终有,H,的积累,D,.质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多,D,16,.右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中O,2,的浓度对植物组织内CO,2,产生的影响，试分析：,释放的相对值,CO,2,（,1,）,A,点表示植物组织释放,CO,2,较多，这些,CO,2,是,_,的产物。,（2）由A到B，CO,2,的释放量,急剧减小，其原因是_,（3）由B到C，CO,2,的释放量又不断增加，其主要原因是_； 到C点以后CO,2,的释放量不再增加，其主要原因是_。,（4）,为了有利于贮藏蔬菜或水果,，,贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度,?,_,采取这一措施的理由是,_,_。,随,O,2,的增加，无氧呼吸受到抑制,随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强，释放,CO,2,量增加,无氧呼吸,受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强,B,点,这时有氧呼吸明显降低，同时又抑制无氧呼吸，,呼吸作用最弱糖类等有机物消耗最少,6,、（,2011,山东高考）某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图）。下列分析,错误,的是,A,滴管中冒出气泡是反应产生,CO,2,的结果,B,试管中加水的主要目的是制造无氧环境,C,若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降,D,被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至,ATP,，其余的存留在酒精中,D,跟踪训练：,