第五章第三節(jié)ATP的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸()

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸第一頁(yè)，共四十八頁(yè)。教學(xué)目標(biāo)：1．說(shuō)出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2．說(shuō)出有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的異同點(diǎn)。3．說(shuō)出細(xì)胞呼吸原理，在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用?4.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。第二頁(yè)，共四十八頁(yè)。復(fù)習(xí)提問(wèn)生物體生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)是什么？生物體新陳代謝所需能量的直接來(lái)源是什么？葡萄糖ATP那么：葡萄糖是如何轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)所需要的直接能源ATP的呢？第三頁(yè)，共四十八頁(yè)。拉瓦錫(A．L．Lavoisier)的研究體外：物質(zhì)熱能+O2燃燒有機(jī)物能量+O2分解體內(nèi)：CO2+H2O+細(xì)胞呼吸問(wèn)題探論：I．呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么異同點(diǎn)?不同點(diǎn)：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——溫和的不劇烈。相同點(diǎn)：都能分解物質(zhì)，釋放能量。無(wú)機(jī)物+第四頁(yè)，共四十八頁(yè)。一、細(xì)胞呼吸的概念

生物體內(nèi)糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在活細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程，叫做細(xì)胞呼吸，又稱為呼吸作用。第五頁(yè)，共四十八頁(yè)。細(xì)胞呼吸一定需要氧氣嗎？（一）探究酵母菌呼吸的方式酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，屬真核生物。在有氧氣和無(wú)氧氣的條件下都能生存，屬于兼性厭氧型生物。通過(guò)定性測(cè)定酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，可以確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。二、細(xì)胞呼吸的方式第六頁(yè)，共四十八頁(yè)。實(shí)驗(yàn)的原理1.酵母菌可以利用培養(yǎng)液中的葡萄糖氧化分解形成ATP2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中形成的CO2可以用澄清的石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液來(lái)檢驗(yàn)。CO2+澄清的石灰水變渾濁CO2+溴麝香草酚藍(lán)水溶液有藍(lán)色變?yōu)辄S色3.酒精可以使酸化的重鉻酸鉀（橙色）變?yōu)榛揖G色第七頁(yè)，共四十八頁(yè)。第一步：配制酵母菌培養(yǎng)液。第二步：用A、B兩個(gè)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)：第八頁(yè)，共四十八頁(yè)。實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：有氧裝置中，第三個(gè)錐形瓶：石灰水混濁程度高溴麝香草酚藍(lán)變色時(shí)間短無(wú)氧裝置中，第二個(gè)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(lán)變色時(shí)間長(zhǎng)酵母菌濾液：加入重鉻酸鉀，顏色變?yōu)榛揖G色在無(wú)氧條件下酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2第九頁(yè)，共四十八頁(yè)。C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶

有氧呼吸是細(xì)胞在有氧的條件下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)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(guò)程。（二）、細(xì)胞呼吸的方式：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸（2）有氧呼吸全過(guò)程：（3）反應(yīng)式：（4）、概念：（1）主要場(chǎng)所：線粒體1、有氧呼吸第十頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、無(wú)氧呼吸（2）過(guò)程：（3）反應(yīng)式：（4）概念：

細(xì)胞在缺氧的條件下，通過(guò)多種酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物分解成尚未徹底氧化的產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量，生成少量ATP的過(guò)程。1.蘋(píng)果儲(chǔ)存久了，會(huì)有什么氣味散發(fā)出來(lái)？2.劇烈運(yùn)動(dòng)后上肢和下肢骨骼肌會(huì)產(chǎn)生什么感覺(jué)？

（1）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)反應(yīng)的條件：無(wú)氧環(huán)境第十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。3、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)相同點(diǎn)場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量變化聯(lián)系實(shí)質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)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(jī)物，釋放能量，合成ATP第十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。1、為生物體的生命活動(dòng)提供能量。2、為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。三、細(xì)胞呼吸的意義與應(yīng)用意義應(yīng)用閱讀“教材”P(pán)95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+第十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實(shí)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(chǔ)藏和果蔬保鮮4.運(yùn)動(dòng)與損傷護(hù)理應(yīng)用第十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。拓展:通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，你能否總結(jié)出哪些條件會(huì)影響細(xì)胞呼吸的速率？

四、影響呼吸作用的因素及應(yīng)用1.內(nèi)因（1）不同種類的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽(yáng)生植物。（2）同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同，如幼苗期、開(kāi)花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。第十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。2.外因（1）溫度：通過(guò)影響呼吸酶的活性來(lái)影響呼吸速率。與溫度影響酶催化效率的曲線特征一致。如圖所示：生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲(chǔ)存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過(guò)程中夜間適當(dāng)降溫，來(lái)降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。第十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。（2）O2濃度①對(duì)于無(wú)氧呼吸：隨氧氣濃度增加而受抑制，氧氣濃度越高，抑制作用越強(qiáng)，氧氣濃度達(dá)到一定值時(shí)，被完全抑制。如圖所示：第十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。②對(duì)于有氧呼吸：氧氣是有氧呼吸的原料之一，在一定范圍內(nèi)，隨著氧氣濃度的增加，有氧呼吸速率增強(qiáng)，但當(dāng)氧氣濃度增加到一定值時(shí)，有氧呼吸速率不再增加。如圖所示：第十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。③絕大多數(shù)植物的非綠色器官或酵母菌的呼吸速率受氧氣濃度的影響。如圖所示：第十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。除了溫度、氧氣外，二氧化碳對(duì)有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影響呼吸作用，在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而增加。第二十頁(yè)，共四十八頁(yè)。1.（1）標(biāo)號(hào)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(gè)階段中不同化學(xué)反應(yīng)所需的酶（2）.圖中的英文字母A、B、C表示：鞏固練習(xí)第二十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、人體內(nèi)代謝終產(chǎn)物CO2形成的主要場(chǎng)所是（）。A、血漿內(nèi)B、線粒體C、肺泡D、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B3、蔬菜和水果長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)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A第二十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。4、一運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行長(zhǎng)跑鍛練，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測(cè)到3種化學(xué)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、O2第二十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。5.右圖是種子萌發(fā)成幼苗時(shí)糖類含量的變化，請(qǐng)據(jù)圖回答：（l）導(dǎo)致AB段淀粉下降的原因是___________________________。（2）葡萄糖在D點(diǎn)之前含量增加，葡萄糖的來(lái)源是___________。（3）在B點(diǎn)后淀粉含量開(kāi)始增加，其原因是_______________________________。萌發(fā)時(shí)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(kāi)始進(jìn)行光合作用產(chǎn)物為淀粉第二十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。6.如圖所示的曲線，表示的是一個(gè)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(qǐng)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(jìn)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(jìn)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(zhǎng)時(shí)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(wú)氧

有氧呼吸進(jìn)行得很慢而無(wú)氧呼吸尚被氧氣所抑制Ｂ—Ｃ

第二十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。將酵母菌細(xì)胞進(jìn)行研磨，得到細(xì)胞研磨液勻漿。將其中一部分勻漿進(jìn)行離心，得到上清液（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀，從沉淀中分離出線粒體，再分別進(jìn)行下列試驗(yàn)：探究性分析：第二十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。

注：上清液（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）根據(jù)上述材料，你認(rèn)為有氧呼吸的場(chǎng)所在何處？B（通入空氣）NaOH溶液澄清石灰水（實(shí)驗(yàn)操作）A瓶（實(shí)驗(yàn)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(méi)有變渾濁加入上清液、線粒體和葡萄糖變渾濁第二十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。

注：上清液（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）分析上述材料，找出分解葡萄糖的場(chǎng)所以及其分解產(chǎn)物？（實(shí)驗(yàn)操作）A瓶加入（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）上清液、丙酮酸和[H]不渾濁，且A瓶中無(wú)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(shí)驗(yàn)操作）A瓶加入（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）上清液和葡萄糖石灰水無(wú)變化，A瓶中檢測(cè)到丙酮酸和[H]線粒體和葡萄糖石灰水無(wú)變化葡萄糖沒(méi)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(chǎng)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(jì)，發(fā)現(xiàn)在前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果發(fā)生了相應(yīng)的化學(xué)變化，溫度計(jì)的溫度都會(huì)有一定程度的上升。分析上述材料，溫度計(jì)溫度上升的可能原因是什么？第二十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。通過(guò)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(chǔ)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(jī)物的體外燃燒有什么不同的特點(diǎn)？第二十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無(wú)氧變混濁／快無(wú)變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色（通入空氣）無(wú)氧酒精會(huì)使酸化的的重鉻酸鉀（橙色）變成灰綠色第三十頁(yè)，共四十八頁(yè)。有氧呼吸裝置：無(wú)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(gè)錐形瓶：第二個(gè)錐形瓶：第三個(gè)錐形瓶：澄清的石灰水根據(jù)混濁程度進(jìn)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(shí)間后，再與第二個(gè)錐形瓶連接。（使酵母菌消耗瓶?jī)?nèi)的氧氣，造成無(wú)氧環(huán)境）第一個(gè)錐形瓶：第二個(gè)錐形瓶：或者溴麝香草酚藍(lán)水溶液根據(jù)溶液顏色的變化時(shí)間長(zhǎng)短比較澄清的石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液根據(jù)混濁程度、顏色的變化時(shí)間進(jìn)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）第三十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始：A裝置（35°C)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始：B裝置（35°C)第三十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3小時(shí)A裝置（35°C)B裝置（35°C)第三十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3小時(shí)A裝置（35°C)B裝置（35°C)第三十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇CO2的變色過(guò)程A裝置第三十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)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第三十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴第三十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]H2OO2O2CO2[H]O2H2O少量ATP少量ATP大量ATP細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶O2線粒體酶[H]酶第三十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。第一階段第二階段第三階段場(chǎng)所反應(yīng)物生成物產(chǎn)生ATP數(shù)量是否需氧細(xì)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(gè)階段丙酮酸和水CO2和[H]少量否[H]和O2H2O大量是特點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和，多步反應(yīng)，逐步放能。請(qǐng)計(jì)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(chǔ)存在ATP40.5％1709kJ以熱量散失59.5％能使多少個(gè)ADP轉(zhuǎn)化為ATP？38mol第三十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。過(guò)程特點(diǎn)：1.第一步在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，第二、三步在線粒體中進(jìn)行。2.每一步都產(chǎn)生ATP，但第三步產(chǎn)生的ATP最多。3.第一、二步均產(chǎn)生還原性的氫，在第三步中全被消耗。4.有氧呼吸只在第三步才需要O25.在有氧呼吸的過(guò)程中吸收的O2與釋放的CO2量相等。6.吸收的O2反應(yīng)后氧元素全部到到了生成物中的H2O第四十頁(yè)，共四十八頁(yè)。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]ATPO2酒精

C2H5OH酶1

C3H6O3乳酸

酶2

CO2酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第四十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。第一階段第二階段場(chǎng)所反應(yīng)物生成物產(chǎn)生ATP數(shù)量是否需氧細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸和[H]少量否無(wú)氧呼吸的兩個(gè)階段丙酮酸酒精+CO2無(wú)否特點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和，分步反應(yīng)，逐步放能。請(qǐng)計(jì)算無(wú)氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率：1mol葡萄糖不徹底氧化分解生成乳酸，共釋放196.65kJ61.08