-ATP的主要來源-細胞呼吸課件

生命活動需要能量ATPATPADPPi能量能量Pi酶酶合成ATP時能量的來源有哪些？第3節(jié)ATP的主要來源

——細胞呼吸教學目標：1．說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2．說出有氧呼吸與無氧呼吸的異同點。3．說出細胞呼吸原理，在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用?4.進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。

細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。發(fā)生場所：分解底物：呼吸產(chǎn)物：反應(yīng)類型：能量變化：一、細胞呼吸生活細胞內(nèi)生物體內(nèi)的有機物，糖類，脂質(zhì)，蛋白質(zhì)二氧化碳和水或者其他產(chǎn)物氧化分解（生物氧化）有機物中的化學能釋放，生成ATP一、細胞呼吸的概念

生物體內(nèi)糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機物在活細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且釋放能量，生成ATP的總過程，叫做細胞呼吸。（又叫生物氧化）發(fā)生場所：生活細胞內(nèi)分解底物：生物體內(nèi)的有機物，糖類，脂質(zhì)，蛋白質(zhì)呼吸產(chǎn)物：二氧化碳和水或者其他產(chǎn)物反應(yīng)類型：氧化分解（生物氧化）能量變化：有機物中的化學能釋放，生成ATP拉瓦錫(A．L．Lavoisier)的研究體外：物質(zhì)熱能+O2燃燒有機物能量+O2分解體內(nèi)：CO2+H2O+細胞呼吸問題探論：

I．呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么異同點?不同點：物質(zhì)的體外燃燒——高溫、反應(yīng)劇烈、能量迅速全部釋放。物質(zhì)的體內(nèi)分解——？相同點：都能分解物質(zhì)，釋放能量。無機物+2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能。否則，組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底的破壞。問題探討3.在無氧條件下，細胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？4.呼吸作用和呼吸有什么不同？在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。

細胞呼吸VS呼吸細胞內(nèi)

+糖類+水能量O2O2肺通氣（呼吸的現(xiàn)象）呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2氣體運輸+CO2細胞呼吸（呼吸的本質(zhì)）C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶

有氧呼吸是細胞在有氧的條件下，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(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。（二）、細胞呼吸的方式：有氧呼吸、無氧呼吸（2）有氧呼吸全過程：（3）反應(yīng)式：（4）、概念：（1）主要場所：線粒體1、有氧呼吸2、無氧呼吸（1）過程：（3）反應(yīng)式：（4）概念：

細胞在缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把糖類等有機物分解成尚未徹底氧化的產(chǎn)物，同時釋放出少量能量，生成少量ATP的過程。1.蘋果儲存久了，會有什么氣味散發(fā)出來？2.劇烈運動后上肢和下肢骨骼肌會產(chǎn)生什么感覺？

？（2）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)3、有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點相同點場所條件產(chǎn)物能量變化聯(lián)系實質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)需氧氣、多種酶不需氧氣、需多種酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量，合成38ATP釋放少量能量，合成2ATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同分解有機物，釋放能量，合成ATP（一）探究酵母菌呼吸的方式酵母菌是一種單細胞真菌，屬真核生物。在有氧氣和無氧氣的條件下都能生存，屬于

兼性厭氧型生物。通過定性測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼吸的產(chǎn)物，可以確定酵母菌細胞呼吸的方式。二、細胞呼吸的方式實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗材料—酵母菌：

酵母菌是異養(yǎng)兼性厭氧型生物，培養(yǎng)時必須提供有機物。課本P91酵母菌培養(yǎng)液配制成

＋葡萄糖溶液單細胞真菌屬真核生物細胞壁細胞膜細胞核細胞質(zhì)

酵母菌實驗原理酵母菌通過細胞呼吸可產(chǎn)生酒精。酵母菌通過細胞呼吸可產(chǎn)生二氧化碳。澄清石灰水和或溴麝香草酚藍水溶液可用于檢測CO2。橙色重鉻酸鉀在酸性條件下，可用于檢測酒精（灰綠色）。實驗假設(shè)：提出問題：實驗方案設(shè)計：酵母菌在什么條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精?酵母菌在不同條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多?酵母菌在無氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的CO2比無氧條件多探究實驗步驟：實驗方案設(shè)計：控制有氧和無氧的條件是否有酒精產(chǎn)生的?是否有CO2產(chǎn)生？比較CO2多少的方法保證酵母菌在整個實驗過程中正常生活的方法——通氣或密封瓶口放置一段時間——酸性條件下酒精與重鉻酸鉀溶液進行反應(yīng)——通入石灰水或溴麝香草酚藍水溶液——石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液顏色變化時間——葡萄糖溶液培養(yǎng)、適宜的溫度、pH、空氣自變量因變量無關(guān)變量第一步：配制酵母菌培養(yǎng)液。第二步：用A、B兩個錐形瓶裝入配制好的等量酵母菌培養(yǎng)液。第三步：按圖裝置連接。進行實驗：實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：有氧裝置中，第三個錐形瓶：石灰水混濁程度高溴麝香草酚藍變色時間短無氧裝置中，第二個錐形瓶：酵母菌濾液：加入重鉻酸鉀，顏色仍為橙色石灰水混濁程度低溴麝香草酚藍變色時間長酵母菌濾液：加入重鉻酸鉀，顏色變?yōu)榛揖G色在無氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量CO21、為生物體的生命活動提供能量。2、為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。三、細胞呼吸的意義與應(yīng)用意義應(yīng)用閱讀“教材”P95討論并回答谷氨酸＋丙酮酸α-酮戊二酸＋丙氨酸GPT光能葉綠體6CO2+12H2OC6H12O6+6O2

6H2O+細胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應(yīng)用。

1.發(fā)酵技術(shù)

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

3.糧食儲藏和果蔬保鮮

4.運動與損傷護理應(yīng)用拓展:通過本節(jié)學習，你能否總結(jié)出哪些條件會影響細胞呼吸的速率？

四、影響呼吸作用的因素及應(yīng)用1、溫度（影響呼吸酶的活性）2、水（在一定的范圍內(nèi)，含水量越多，代謝越旺盛，細胞呼吸越強）3、氧氣（O2直接影響呼吸速率和呼吸的性質(zhì)。）4、二氧化碳含量（CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對細胞呼吸有抑制作用。）

1、呼吸速率與溫度的關(guān)系(如圖)

最適溫度時，細胞呼吸最強；超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，呼吸受抑制；低于最適溫度時，酶活性下降，呼吸受抑制。生產(chǎn)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，可降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高作物產(chǎn)量。2、呼吸速率與O2濃度的關(guān)系(如圖)

O2濃度為0時，只進行無氧呼吸；濃度為10%以下時，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。生產(chǎn)中，常利用降低氧的濃度能夠抑制細胞呼吸，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間。3、呼吸速率與含水量的關(guān)系(如圖)在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱。在作物種子的儲藏時，將種子風干，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗。

【特別提醒】種子和蔬菜、水果的儲藏都應(yīng)在低溫、低氧情況下，不同的是種子還應(yīng)保持干燥，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定的濕度。四、細胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進行無氧呼吸。若產(chǎn)生的CO2的摩爾數(shù)比吸收O2的摩爾數(shù)多，則兩種呼吸同時并存若產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與吸收O2的摩爾數(shù)相等，則只進行有氧呼吸O2%CO2釋放量有氧呼吸無氧呼吸ABCDCO2的總量510152025A點AC段C點以后B點表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等（CO2釋放量表示)D點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。1.（1）標號①至⑥

是

1分子葡萄糖ATP2分子①②④⑤CATP⑥ATPAB

③①丙酮酸②[H]③[H]④O2

⑤H2O⑥CO2+H2O三個階段中不同化學反應(yīng)所需的酶（2）.圖中的英文字母A、B、C表示：鞏固練習2、人體內(nèi)代謝終產(chǎn)物CO2形成的主要場所是（）。A、血漿內(nèi)B、線粒體C、肺泡D、細胞質(zhì)基質(zhì)B3、蔬菜和水果長時間儲藏、保鮮所需要的條件為（）A．低溫、干燥、低氧B．低溫、濕度適中、低氧C．高溫、干燥、高氧 D．高溫、濕度適中、高氧A4、一運動員正在進行長跑鍛練，從他的大腿肌細胞中檢測到3種化學物質(zhì)，其濃度變化如下圖。圖中P、Q、R三曲線依次代表

A、O2、CO2、乳酸B、乳酸、CO2、O2C、CO2、O2、乳酸D、

CO2、乳酸、O25.右圖是種子萌發(fā)成幼苗時糖類含量的變化，請據(jù)圖回答：（l）導致AB段淀粉下降的原因是

___________________________。（2）葡萄糖在D點之前含量增加，葡萄糖的來源是___________。（3）在B點后淀粉含量開始增加，其原因是_______________________________。萌發(fā)時呼吸旺盛，淀粉分解，為萌發(fā)提供物質(zhì)和能量淀粉的水解

幼苗開始進行光合作用產(chǎn)物為淀粉6.如圖所示的曲線，表示的是一個貯藏白菜的地窖，隨著氧氣的消耗，二氧化碳濃度變化的情況。請回答：(1)A—B段O2的消耗量很大，CO2濃度上升也很快，白菜在進行___________呼吸。

(2)C—D段O2濃度接近于0，而CO2濃度仍在上升，白菜在進行___________呼吸。(3)B—C段O2濃度已很低，CO2濃度幾乎不上升，原因是______________。

。(4)為了有益較長時間地貯藏大白菜，應(yīng)把地窖里的O2濃度控制在__________段范圍內(nèi)。有氧

無氧

有氧呼吸進行得很慢而無氧呼吸尚被氧氣所抑制Ｂ—Ｃ

將酵母菌細胞進行研磨，得到細胞研磨液勻漿。將其中一部分勻漿進行離心，得到上清液（細胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀，從沉淀中分離出線粒體，再分別進行下列試驗：探究性分析：

注：上清液（細胞質(zhì)基質(zhì)）根據(jù)上述材料，你認為有氧呼吸的場所在何處？B（通入空氣）NaOH溶液澄清石灰水

（實驗操作）A瓶

（實驗現(xiàn)象）B瓶加入勻漿和葡萄糖變渾濁只加入上清液（或線粒體）和葡萄糖沒有變渾濁加入上清液、線粒體和葡萄糖變渾濁

注：上清液（細胞質(zhì)基質(zhì)）分析上述材料，找出分解葡萄糖的場所以及其分解產(chǎn)物？（實驗操作）A瓶加入

（實驗現(xiàn)象）上清液、丙酮酸和[H]不渾濁，且A瓶中無其它物質(zhì)生成線粒體、丙酮酸和[H]變渾濁線粒體、丙酮酸變渾濁

（實驗操作）A瓶加入

（實驗現(xiàn)象）上清液和葡萄糖石灰水無變化，A瓶中檢測到丙酮酸和[H]線粒體和葡萄糖石灰水無變化葡萄糖沒有被分解B（通入空氣）NaOH溶液澄清石灰水分析上述材料，找出第一階段產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)的的場所、利用的物質(zhì)以及其部分分解產(chǎn)物？

如在A瓶插一根溫度計，發(fā)現(xiàn)在前面的實驗過程中，如果發(fā)生了相應(yīng)的化學變化，溫度計的溫度都會有一定程度的上升。分析上述材料，溫度計溫度上升的可能原因是什么？通過有氧呼吸，1mol的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳和水，釋放出2870KJ的能量，其中1161KJ儲存ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。

有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是多少？它與有機物的體外燃燒有什么不同的特點？條件澄清石灰水/出現(xiàn)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(xiàn)灰綠色（通入空氣）無氧酒精會使酸化的的重鉻酸鉀（橙色）變成灰綠色有氧呼吸裝置：無氧呼吸裝置：10％NaOH溶液吸收通入空氣中的CO2（避免影響產(chǎn)生的CO2含量的結(jié)果）葡萄糖溶液＋酵母菌（培養(yǎng)酵母菌）第一個錐形瓶：第二個錐形瓶：第三個錐形瓶：澄清的石灰水根據(jù)混濁程度進行比較CO2的產(chǎn)生量橡皮球、氣泵（保持通入空氣）葡萄糖溶液＋酵母菌封口放置一段時間后，再與第二個錐形瓶連接。（使酵母菌消耗瓶內(nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境）第一個錐形瓶：第二個錐形瓶：或者溴麝香草酚藍水溶液根據(jù)溶液顏色的變化時間長短比較澄清的石灰水或溴麝香草酚藍水溶液根據(jù)混濁程度、顏色的變化時間進行比較CO2的產(chǎn)生量酵母菌培養(yǎng)液的濾液＋溶有重鉻酸鉀的濃硫酸（橙色）（灰綠色）（橙色）實驗開始：A裝置（35°C)實驗開始：B裝置（35°C)實驗進行3小時A裝置（35°C)B裝置（35°C)實驗進行3小時A裝置（35°C)B裝置（35°C)溴麝香草酚藍水溶液遇CO2的變色過程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線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴想一想：為什么線粒體是主要場所？思考：學案P70突破一1葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

4[H]6H2OO26O26CO220[H]6O212H2O2ATP2ATP34ATP細胞質(zhì)基質(zhì)酶6O2線粒體酶4[H]酶閱讀教材P93—94及圖5--9思考討論：1.CO2和H2O分別在哪個階段生成？

2.O2在哪個階段參與反應(yīng)？

3.產(chǎn)生能量的階段是？產(chǎn)生大量能量的階段是？4.寫出總反應(yīng)方程式：5.產(chǎn)物H2O和CO2中的O來自葡萄糖還是氧氣？

C6H12O62

丙酮酸酶少量能量

4[H]+6H2O酶20[H]2ATP6CO2+少量能量有氧呼吸的全過程+6O2酶12H2O+大量能量ADP+Pi2ATPADP+Pi34ATPADP+Pi酶酶酶24[H]第一階段第二階段第三階段場所反應(yīng)物生成物產(chǎn)生ATP數(shù)量是否需氧細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜葡萄糖丙酮酸和[H]少量否有氧呼吸的三個階段丙酮酸和水CO2和[H]少量否[H]和O2H2O大量是特點：反應(yīng)條件溫和，多步反應(yīng)，逐步放能。請計算有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率：1mol的葡萄糖徹底氧化分解，共釋放2870kJ1161kJ儲存在ATP40.5％1709kJ以熱量散失59.5％能使多少個ADP轉(zhuǎn)化為ATP？38mol葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

4[H]少量能量O2酒精

2C2H5OH酶1

2C3H6O3乳酸

酶2

2CO2酶細胞質(zhì)基質(zhì)2ATPADP+