第三节ATP的主要来源细胞呼吸

第五章细胞的能量供应和利用第五章细胞的能量供应和利用学习目标学习目标1 1、探究酵母菌细胞的呼吸方式（重点）2、细胞呼吸的原理和本质（重点及难点）3、有氧呼吸和无氧呼吸的异同（重点）生物体内主要的能源物质是什么？生物体内主要的能源物质是什么？糖类等有机物中的能量是怎样被细胞糖类等有机物中的能量是怎样被细胞利用的呢？利用的呢？细胞呼吸主要是指有机物有机物（糖类、脂肪和蛋白质等）在活细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解，生成二氧化碳和水二氧化碳和水或一些不一些不彻底的氧化产物彻底的氧化产物（酒精或乳酸），释放能量并生成的ATPATP的过程。有机物氧化分解CO2或其他产物 + 能量细胞呼吸是否需要氧？细胞呼吸是否需要氧？生物在有氧和无氧条件下是否都能进生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸？行细胞呼吸？探究：探究：酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式单细胞真菌兼性厌氧菌 为什么选择酵母菌来探究细胞在有氧和无氧条件下的呼吸方式？酒精和酒精和COCO2 2是酵母菌在什么条件产生的（有是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）氧？无氧？）作出假设作出假设提出问题提出问题设计实验设计实验酒精酒精有氧有氧产生产生无氧无氧COCO2 2产生产生通气通气1 1、NaOHNaOH的作用是什么？的作用是什么？2 2、酵母菌进行什么呼吸？、酵母菌进行什么呼吸？3 3、澄清的石灰水有什么作用？、澄清的石灰水有什么作用？4 4、如何说明、如何说明COCO2 2产生的多少？产生的多少？5 5、如何控制无氧的条件？、如何控制无氧的条件？怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无酒精产生？这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾(K(K2 2CrCr2 2O O7 7) )溶液，溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色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，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重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬酒精和酒精和COCO2 2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）无氧？）提出问题提出问题作出假设作出假设进行实验进行实验设计实验设计实验酒精酒精有氧有氧产生产生无氧无氧COCO2 2产生产生验证假设、形成结论验证假设、形成结论2 2、有氧呼吸产生大量、有氧呼吸产生大量COCO2 2， 无氧呼吸产生少量无氧呼吸产生少量COCO2 2。实验结论：实验结论：1 1、酵母菌有氧呼吸产生、酵母菌有氧呼吸产生COCO2 2， 无氧呼吸产生无氧呼吸产生COCO2 2和酒精。和酒精。对比实验：设置两个或两个以上的实验对比实验：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，这样的实验种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。叫做对比实验。对照实验的范畴比对比实验广，因而又有人将对比实验称为相互对照实验。探究酵母菌的呼吸方式，设置了有氧和探究酵母菌的呼吸方式，设置了有氧和无氧两组条件，期中哪一组是对照组？无氧两组条件，期中哪一组是对照组？有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是活细胞在氧气的参与下，通过多种酶是活细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧葡萄糖等有机物彻底氧化分解化分解，产生二氧化碳和水，同时释放，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量，生成许多大量能量，生成许多ATPATP的过程。的过程。 主要主要场所：线粒体场所：线粒体外膜外膜内膜内膜基质基质嵴嵴C6H12O6( (葡萄糖葡萄糖) )酶酶H丙酮酸丙酮酸能量能量散失散失ATPATP能量能量散失散失ATPATP CO2 H2O 酶酶 H O2 H2O酶酶散失散失ATPATP能量能量有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程细胞质基质线粒体内膜线粒体基质丙酮酸、少量ATP、HCO2、少量ATP、HH2O、大量ATP 不需O2不需O2需O2葡萄糖丙酮酸、H2OH 、O2C6H12O6( (葡萄糖葡萄糖) )酶酶H丙酮酸丙酮酸能量能量散失散失ATPATP能量能量散失散失ATPATP CO2 H2O 酶酶 H O2 H2O酶酶散失散失ATPATP能量能量有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式为：式为： . .产生的阶段是：产生的阶段是：. .哪个阶段有水的生成：哪个阶段有水的生成：. .哪个阶段释放出最多的能量：哪个阶段释放出最多的能量：答答. .第一、第二阶段第一、第二阶段. .第三阶段第三阶段. .第三阶段第三阶段能力训练 1、在下列三支试管中分别加入等量的水稻线粒体提取液，然后分别加入等量的下列物质，将会有CO2产生的试管是（ ）1 2 3丙酮酸丙酮酸葡葡萄萄糖糖细胞质基细胞质基质葡萄糖质葡萄糖1 和 3无氧呼吸是指活细胞无氧呼吸是指活细胞不需氧气参与不需氧气参与，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解成为机物不彻底氧化分解成为乙醇和二乙醇和二氧化碳氧化碳或或乳酸乳酸等物质，同时释放较等物质，同时释放较少能量的过程。少能量的过程。 场所：场所：细胞质基质细胞质基质C6H12O6( (葡萄糖葡萄糖) )酶酶H丙酮酸丙酮酸能量能量散失散失2 2ATPATP无氧呼吸的过程酶酶酶酶C2H5OH + CO22C3H6O3( (乳酸乳酸) )细胞质基质丙酮酸丙酮酸无无O O2 2酒精酒精+CO+CO2 2酶酶乳酸乳酸酶酶葡萄糖丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶丙酮酸丙酮酸酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+ + 少量能量少量能量A.A.乳酸发酵乳酸发酵 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）官（马铃薯块茎、甜菜块根等）C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精） + 2CO+ 2CO2 2B.B.酒精发酵酒精发酵 例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌酶酶+ + 少量能量少量能量2C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）2C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+ 2CO2第二阶段第二阶段 实例实例a.a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸。产生酒精和二氧化碳氧呼吸。产生酒精和二氧化碳. .b.b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生了乳酸就会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生了乳酸. .c.c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。酒精和二氧化碳。有氧呼吸和无氧呼吸有那些主要有氧呼吸和无氧呼吸有那些主要区别？区别？有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸比较 项目呼吸类型反应物反应条件反应程度产物能量多少反应场所有机物有机物需酶、氧气需酶、缺氧彻底氧化分解不彻底氧化分解CO2、H2OCO2、酒精或乳酸大量少量细胞质基质线粒体细胞质基质 温度影响呼吸作用，温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的性来实现的。一般呼吸作用的最适温度为。一般呼吸作用的最适温度为252535 35 。温度对呼吸速率的影响如图所示。温度对呼吸速率的影响如图所示。生产上常利用这一原理生产上常利用这一原理在在零上低零上低温温下储存蔬菜、水果。下储存蔬菜、水果。在大棚蔬在大棚蔬菜栽培中，夜间适当降低温度，菜栽培中，夜间适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物消耗，降低呼吸作用，减少有机物消耗，以提高产量。以提高产量。1 1、温度、温度二、影响细胞呼吸的外因：环境因素植物和变温动物，外界温度越低呼吸作用越植物和变温动物，外界温度越低呼吸作用越弱，但弱，但恒温动物外界温度越低，呼吸作用消恒温动物外界温度越低，呼吸作用消耗的有机物越多耗的有机物越多4 4. .氧气氧气(1)(1)影响影响:O:O2 2是有氧呼吸所必需的是有氧呼吸所必需的, ,且且O O2 2对无氧呼吸对无氧呼吸过程有抑制作用。过程有抑制作用。 COCO2 2 释放总量释放总量 5 10 15 20 25 30 氧气浓度（氧气浓度（%）无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸0细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 1.发酵技术发酵技术 2.农业生产农业生产 3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜 粮食储藏时，粮食储藏时，零上低温、零上低温、低氧、和保持干燥，抑制细胞呼吸低氧、和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。延长保存期限。 零上低温、低氧、保持湿润，抑制细胞呼零上低温、低氧、保持湿润，抑制细胞呼吸吸，延长保存期限。延长保存期限。用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,以后可在下列何种物质中发现它 A、丙酮酸 B、CO2 C、H2O D、H2O和CO2苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物分别是 A、乳酸和酒精 B、酒精和乳酸、二氧化碳 C、酒精、二氧化碳和乳酸 D、都是酒精