【生物】5.3 ATP的主要來源——細胞呼吸 課件1(人教版必修1)

1、第第5章章 細胞的能量供應和利用細胞的能量供應和利用第第3節(jié)節(jié) ATP的主要來源的主要來源細胞呼吸細胞呼吸人教版必修人教版必修1細胞內細胞內 + + 有機物有機物+ + 水水 COCO2 2能能 量量呼吸作用（本質）呼吸作用（本質）呼吸現(xiàn)象和呼吸作用呼吸現(xiàn)象和呼吸作用O2O2呼吸（現(xiàn)象）呼吸（現(xiàn)象）呼吸器官呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官呼吸器官COCO2 2氣體運輸氣體運輸+ +一、細胞呼吸（呼吸作用）一、細胞呼吸（呼吸作用）是指是指有機物有機物在在細胞內細胞內經過一系列的經過一系列的氧化分解氧化分解，生成生成COCO2 2或其他物質或其他物質，釋放出能量并生成釋放出能量并生

2、成ATPATP的過程。的過程。注意：呼吸和呼吸作用的區(qū)別注意：呼吸和呼吸作用的區(qū)別氧化分解有機物，釋放能量氧化分解有機物，釋放能量實質：實質：第第3 3節(jié)節(jié) ATPATP的主要來源的主要來源細胞呼吸細胞呼吸二、細胞呼吸的方式：二、細胞呼吸的方式：探究探究酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌細胞呼吸的方式甜酒甜酒淀粉淀粉酵母菌酵母菌葡萄糖葡萄糖酵母菌酵母菌 細胞呼吸細胞呼吸酒精酒精+CO2+水水設計實驗設計實驗酒精和酒精和COCO2 2是酵母菌在什么條件產生的（有氧？無氧？）是酵母菌在什么條件產生的（有氧？無氧？）提出問題提出問題進行實驗進行實驗驗證假設、形成結論驗證假設、形成結論CO2有氧有氧產生產生無

3、氧無氧COCO2 2和酒精和酒精產生產生作出假設作出假設3.設計實驗設計實驗實驗思路？實驗思路？分析變量分析變量自變量自變量:因變量因變量:無關變量無關變量:細胞呼吸的條件細胞呼吸的條件細胞呼吸的產物細胞呼吸的產物 有氧有氧無氧無氧影響實驗結果的可變因素影響實驗結果的可變因素 酒精、酒精、COCO2 2分別給酵母菌提供分別給酵母菌提供有氧和無氧有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產的條件，一段時間后檢測其產物是否含物是否含酒精或二氧化碳酒精或二氧化碳 COCO2 2的檢測：的檢測：1.1.通入澄清的石灰水：通入澄清的石灰水：澄清澄清渾濁渾濁2.2.溴麝香草酚藍水溶液：溴麝香草酚藍水溶液：藍藍 綠

4、綠黃黃 酒精的檢測：酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性酸性下與酒下與酒精發(fā)生反應：精發(fā)生反應： 橙色橙色灰綠色灰綠色思考思考: 有氧和無有氧和無氧條件下氧條件下COCO2 2和酒和酒精產生的量的多精產生的量的多少如何判斷？少如何判斷？材料用具材料用具mlml的平底燒瓶（或錐形瓶），的平底燒瓶（或錐形瓶），玻璃彎管，帶孔的橡膠塞，天平，玻璃彎管，帶孔的橡膠塞，天平，量筒，燒杯，試管，氣泵、漏斗、量筒，燒杯，試管，氣泵、漏斗、濾紙、玻璃棒、鐵架臺等濾紙、玻璃棒、鐵架臺等酵母粉，石灰水，氫氧化鈉液，酵母粉，石灰水，氫氧化鈉液，3的的葡萄糖溶液，重鉻酸鉀溶液（用于檢葡萄糖溶液，重

5、鉻酸鉀溶液（用于檢測酒精）測酒精）對比實驗對比實驗設置設置兩個或兩個以上的實驗組兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果，通過對結果的比較分析，來的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的探究某種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗叫做對比實驗關系，這樣的實驗叫做對比實驗4.4.進行試驗進行試驗實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象：條件條件澄清石灰水澄清石灰水/ /出現(xiàn)的時間出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀重鉻酸鉀-濃硫酸溶液濃硫酸溶液有氧有氧無氧無氧變混濁快變混濁快無變化無變化變混濁慢變混濁慢出現(xiàn)灰綠色出現(xiàn)灰綠色5.5.分析結果得出結論分析結果得出結論酵母菌酵母菌有氧條件下產生有氧條件下產生大量大量COCO2 2無氧條件下產生無氧條件下

6、產生酒精和少量酒精和少量COCO2 2呼吸作用的類型呼吸作用的類型有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸初初 始始 相同時間后相同時間后有有氧裝置氧裝置無無氧裝置氧裝置用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精溶有重鉻酸溶有重鉻酸鉀的濃硫酸鉀的濃硫酸+ +有氧裝置的有氧裝置的酵母菌濾液酵母菌濾液+ +無氧裝置的無氧裝置的酵母菌濾液酵母菌濾液灰綠色灰綠色不變灰綠色不變灰綠色探究：探究：如何改進裝置可以知道不是空氣如何改進裝置可以知道不是空氣中的二氧化碳在起作用呢？中的二氧化碳在起作用呢？再探究再探究有人認為：實驗裝置中酒精和二氧化碳的產生是葡萄糖水有人認為：實驗裝置中酒精和二氧化碳的

7、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？觀點？ 葡萄糖葡萄糖 水溶液水溶液 葡萄糖葡萄糖 水溶液水溶液線粒體的結構示意圖線粒體的結構示意圖外膜外膜內膜內膜基質基質嵴嵴三、有氧呼吸三、有氧呼吸1 1、場所：、場所：主要在線粒體主要在線粒體2 2、有氧呼吸最常利用的物、有氧呼吸最常利用的物質質-葡萄糖葡萄糖(C(C6 6H H1212O O6 6) )實驗實驗細胞質基質細胞質基質線粒體線粒體細胞質基質細胞質基質線粒體線粒體葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖現(xiàn)象：不發(fā)光現(xiàn)象：不發(fā)光 發(fā)光發(fā)光細胞質基質細胞質基質首先把葡萄糖分解的場

8、所是首先把葡萄糖分解的場所是細胞質基質細胞質基質C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量少量能量ATPATP熱量熱量酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O大量大量能量能量ATPATP熱熱量量線粒體線粒體少量能量少量能量ATPATP熱熱量量4H4H6O6O2 2酶酶細胞質基質細胞質基質2 2丙酮酸丙酮酸酶酶有氧呼吸的三個階段有氧呼吸的三個階段葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2CH3COCOOH + +4 H + +能量能量( (少量少量) ) （丙酮酸）（丙酮酸） 場所：細胞質基質場所：細胞質基質丙酮酸徹底分解丙酮酸徹底分解酶酶6C

9、O2 + +20 H + +能量能量( (少量少量) )場所：線粒體基質場所：線粒體基質2CH3COCOOH（丙酮酸）（丙酮酸）H的氧化的氧化酶酶12H2O + +能量能量（大量大量） 場所：線粒體內膜場所：線粒體內膜24H + + 6O2+6H2OH H2 2O H O H H2O O2 HH2 2O OC6H12O6 丙酮酸丙酮酸CO2丙酮酸丙酮酸H HH H2 2O OH HH H2 2O OC6H12O6C：H：O：C C、H H、O O的的來來龍龍去去脈：脈：C6H12O6 丙酮酸丙酮酸H2OCO2 已知：1mol葡萄糖在體外燃燒可以產生2870 kJ能量，而經過細胞有氧呼吸則可以使

10、1161 kJ能量儲存在ATP中；ADP轉化為ATP需要吸收30.54 kJ能量。試計算：1.有氧呼吸的能量轉換效率是多少？分子葡萄糖有氧呼吸產生的能量能合成多少分子ATP ？ 3.細胞呼吸過程中，轉變?yōu)闊崮艿哪芰渴且环N浪費嗎？熱能熱能葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O O能量能量ADPADPPiPiATPATP用于各項用于各項生命活動生命活動2870kJ2870kJ約約4040（體溫的來源）（體溫的來源） 1mol1mol葡萄糖徹底氧化分解，共釋放葡萄糖徹底氧化分解，共釋放2870kJ/mol2870kJ/mol的能量，的能量，其中一部分以其中一部分以熱能熱能形式散失形式散失( (約約6

11、0%)60%)； 另一部分轉移到另一部分轉移到ATPATP中中(1161kJ/mol(1161kJ/mol，約，約40%)40%)儲存，約形成儲存，約形成3838個個ATPATP。主要場所：主要場所：線粒體線粒體能量去向：能量去向： 一部分以熱能形式散失一部分以熱能形式散失 另一部分轉移到另一部分轉移到ATPATP中中總反應式：總反應式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：細胞在細胞在_的參與下，通過的參與下，通過_的催化作用，把的催化作用，把_等有機物等有機物_，產生，產生_和和_，釋放，釋放_,_,生成生成_的過程。的過程。C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2

12、 2 6CO 6CO2 2+ 12H+ 12H2 2O +O +能量能量酶酶有氧呼吸小結有氧呼吸小結(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,約約60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,約約40%)40%)氧氧多種酶多種酶葡萄糖葡萄糖COCO2 2H H2 2O O能量能量徹底徹底氧化分解氧化分解許多許多ATPATP3838個個ATPATP有氧呼吸有氧呼吸 場場 所所 反應物反應物 產產 物物 釋能釋能第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較有氧呼吸三個階段的比較細胞質細胞質基質基質主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮

13、酸丙酮酸,H,H2 2O O COCO2 2、HH 少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量線粒體線粒體基質基質線粒體線粒體內膜內膜對比對比四、無氧呼吸四、無氧呼吸葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶+ 4H + 能量能量場所：細胞質基質場所：細胞質基質1 1、與有氧呼吸第一階段相同與有氧呼吸第一階段相同（少量）（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3（丙酮酸）（丙酮酸） 酶酶+ 2CO+ 2CO2 22C2C3 3H H4 4O O3 3（1 1） 酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵C2H5OH（酒精）（酒精） 例：例：大多數(shù)植物、酵母菌大多數(shù)植物、酵母菌細胞質基質細胞質基質丙

14、酮酸不徹底分解丙酮酸不徹底分解2 2、（2 2）乳酸發(fā)酵）乳酸發(fā)酵細胞質基質細胞質基質2C2C3 3H H4 4O O3 3酶酶C3H6O3（乳酸）（乳酸） 例：例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳等）（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳等）3 3、無氧呼吸總反應式：、無氧呼吸總反應式：C6H12O6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3少量能量少量能量2C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2少量能量少量能量C6H12O6酶酶5 5、無氧呼吸的主要場所：、無氧呼吸的主要場所：4 4、能量去向：、能量去向： 1m

15、ol1mol葡萄糖分解成乳酸，共釋放，其中一部分以葡萄糖分解成乳酸，共釋放，其中一部分以熱能形式散失熱能形式散失( (約約69%)69%)； 另一部分轉移到另一部分轉移到ATPATP中中(61.08kJ/mol,(61.08kJ/mol,約約31%)31%)儲存，形成儲存，形成2 2個個ATPATP。細胞質基質細胞質基質細胞在細胞在無氧無氧的條件下，通過的條件下，通過酶酶的催化作用，把糖類等有機物分解為的催化作用，把糖類等有機物分解為不徹底不徹底的氧化產物，同時釋放出的氧化產物，同時釋放出少量少量能量的過程。能量的過程。6 6、無氧呼吸的定義、無氧呼吸的定義 有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸和無氧呼

16、吸 有那些主要區(qū)別？有那些主要區(qū)別？：溫度通過影響酶的活性來影響呼：溫度通過影響酶的活性來影響呼吸速率。吸速率。在一定范圍內，隨在一定范圍內，隨O O2 2濃度的增大，有濃度的增大，有氧呼吸增強，達到一定濃度以后，由于受線氧呼吸增強，達到一定濃度以后，由于受線粒體的限制，呼吸作用強度不再增大。粒體的限制，呼吸作用強度不再增大。 O O2 2的的存在存在抑制抑制了無氧呼吸的進行。了無氧呼吸的進行。 COCO2 2濃度過大濃度過大抑制呼吸作用的進行抑制呼吸作用的進行影響呼吸作用的因素及在農業(yè)上的應用影響呼吸作用的因素及在農業(yè)上的應用 1 1 氧氣氧氣：直接影響呼吸速率和呼吸性質。：直接影響呼吸速率

17、和呼吸性質。氧氧氣的存在對無氧呼吸有抑制作用氣的存在對無氧呼吸有抑制作用應用：應用：蔬菜和水果儲存；氧濃度控制在呼吸作用最低點。蔬菜和水果儲存；氧濃度控制在呼吸作用最低點。施肥后，中耕松土，提高肥效施肥后，中耕松土，提高肥效 3 3 水水：在一定范圍內含水越多，呼吸作用越強：在一定范圍內含水越多，呼吸作用越強 2 2 二氧化碳二氧化碳：使呼吸酶活性下降；：使呼吸酶活性下降； 在在COCO2 2濃度上升到濃度上升到1 110%10%以上時呼吸作用明顯被抑制以上時呼吸作用明顯被抑制應用：應用：北方地窖，蔬菜保鮮，保鮮袋中自體保鮮北方地窖，蔬菜保鮮，保鮮袋中自體保鮮應用：應用：種子儲存應曬干，降低呼

18、吸作用種子儲存應曬干，降低呼吸作用課課 堂堂 練練 習習 1. 1.有氧呼吸分三個階段有氧呼吸分三個階段, ,三個階段的共同特點三個階段的共同特點是都有能量的釋放是都有能量的釋放, ,但釋放能量最多的是但釋放能量最多的是_;_;在線粒體中進行的是第在線粒體中進行的是第_階段階段; ;第第_階段階段需要需要O O2,2,氧的作用是氧的作用是_;_;第第_階段產生階段產生HH最多；丙酮酸是第最多；丙酮酸是第_階段的產物。階段的產物。第三階段第三階段二、三二、三一一三三氧化氧化HH二二2. 2. 現(xiàn)有甲酵母菌進行有氧呼吸現(xiàn)有甲酵母菌進行有氧呼吸, ,乙酵母菌進行發(fā)乙酵母菌進行發(fā) 酵酵, ,若它們消耗

19、等量的葡萄糖若它們消耗等量的葡萄糖, ,則它們放出則它們放出COCO2 2 和吸收的和吸收的O O2 2之比是之比是 ( )( ):1 B.1:2 C.4:3 D.2:3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3C3. 3. 下列下列5 5支試管中分別含有不同化學物質和活性支試管中分別含有不同化學物質和活性 酵母菌細胞制備物。在適宜溫度條件下，會產酵母菌細胞制備物。在適宜溫度條件下，會產 生生COCO2 2的試管有的試管有 （ ） 葡萄糖葡萄糖+ +已破裂的細胞已破裂的細胞 葡萄糖葡萄糖+ +線粒體線粒體 丙酮酸丙酮酸+ +線粒體線粒體 葡萄糖葡萄糖+ +細胞質基質（隔細胞質基質（隔 絕空氣）絕

20、空氣） 丙酮酸丙酮酸+ +細胞質基質（隔絕空氣）細胞質基質（隔絕空氣） A.A. B. B. C. C. D. D.C 4. 4.右圖表示在儲存蔬右圖表示在儲存蔬菜、水果時，大氣中菜、水果時，大氣中O O2 2的的濃度對植物組織內濃度對植物組織內COCO2 2產產生的影響，試分析：生的影響，試分析：釋放的相對值釋放的相對值CO2 （1 1）A A點表示植物組織點表示植物組織釋放釋放COCO2 2較多，這些較多，這些COCO2 2是是_的產物。的產物。 （2 2）由）由A A到到B B， COCO2 2的釋放量急劇減小，其原因的釋放量急劇減小，其原因是是_。 （3 3）由）由B B到到C C，

21、COCO2 2的釋放量又不斷增加，其主的釋放量又不斷增加，其主要原因是要原因是_； 到到C C點以點以后后COCO2 2的釋放量不再增加，其主要原因是的釋放量不再增加，其主要原因是_。隨隨O2的增加，無氧呼吸受到抑制的增加，無氧呼吸受到抑制隨氧濃度增大，有氧呼吸不斷加隨氧濃度增大，有氧呼吸不斷加強強無氧呼吸無氧呼吸 受線粒體受線粒體數(shù)量限制，有氧呼吸不再加強數(shù)量限制，有氧呼吸不再加強5.5.陸生植物不能長期忍受無氧呼吸，這是因為陸生植物不能長期忍受無氧呼吸，這是因為 產生的酒精對細胞有毒害產生的酒精對細胞有毒害 產生的乳酸對產生的乳酸對 細胞有毒害細胞有毒害 沒有專門的無氧呼吸結構沒有專門的無

22、氧呼吸結構 產生的能量太少產生的能量太少 （ ） A.A. B. B. C. C. D. D.D6.6.關于無氧呼吸的敘述中，正確的是關于無氧呼吸的敘述中，正確的是 ( )( ) A. A.不產生不產生COCO2 2 B. B.一定產生一定產生COCO2 2 C. C.不形成不形成ATP D.ATP D.物質氧化分解不徹底物質氧化分解不徹底D7.7.一運動員正在進行一運動員正在進行長跑訓練長跑訓練， 從他的大腿肌肉細胞中檢測到從他的大腿肌肉細胞中檢測到 3 3種化學物質種化學物質 ，其濃度變化如，其濃度變化如 右圖所示，圖中右圖所示，圖中 P P、Q Q、R R三曲三曲 線依次代表線依次代表 （ ）