人教版高中生物必修一課件：ATP的主要來源-細胞呼吸課件

ATP的主要來源——細胞呼吸細胞呼吸的概念

細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并且生成ATP的過程。一、有氧呼吸基質(zhì)1.有氧呼吸過程(p47)葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2丙酮酸

+4[H]+

能量（少量）

場所：細胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+能量（少量）場所：線粒體基質(zhì)②2丙酮酸[H]的氧化酶12H2O+能量（大量）場所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O2+6H2O一、有氧呼吸2.主要場所：線粒體3.能量去向：一部分以熱能形式散失(約60%)；另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中(約40%)。4.總反應式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶5.概念：

有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，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。一、有氧呼吸二、無氧呼吸1.過程☆與有氧呼吸第一階段相同葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2丙酮酸+4[H]+

能量（少量）

場所：細胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸不徹底分解場所：細胞質(zhì)基質(zhì)

②C6H12O6酶2丙酮酸+4[H]

酶2C3H6O3（乳酸）+能量A.乳酸發(fā)酵

例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）C6H12O62丙酮酸+4[H]

酶2C2H5OH（酒精）+2CO2

+能量B.酒精發(fā)酵

例：大多數(shù)植物、酵母菌酶二、無氧呼吸2.有氧呼吸與無氧呼吸的比較(p49)需要O2、酶不需要O2，需要酶第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中，第二、三階段在線粒體內(nèi)細胞質(zhì)基質(zhì)中CO2和H2OCO2、酒精或乳酸釋放大量能量（38個ATP）釋放少量能量（2個ATP）有機物徹底分解，能量完全釋放有機物沒有徹底分解，能量沒完全釋放都是分解有機物，釋放能量，生成ATP；第一階段完全相同。有機物中的化學能ATP+熱能有機物中的化學能ATP+熱能+不徹底氧化產(chǎn)物中的化學能酶酶酶1、真核生物細胞都進行有氧呼吸。錯。部分真核生物細胞無線粒體，只能進行無氧呼吸，如蛔蟲。2、不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同的原因是什么？直接原因在于催化反應的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。3、為什么無氧呼吸只釋放少量能量？無氧呼吸只釋放少量能量，其余能量儲存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物——酒精或乳酸中。4、有H2O生成或有CO2生成一定是有氧呼吸。錯。有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵。5、ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關系曲線是哪個？為什么？⑴在無氧條件下，可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量ATP。

⑵隨O2供應量增多，有氧呼吸明顯加強，ATP產(chǎn)生量隨之增加，但當O2供應量達到一定值后，ATP產(chǎn)生量不再增加，此時的限制因素可能是酶、有機物、ADP、磷酸等。

修訂下列反應式

⑴有氧呼吸反應式

C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O

⑵無氧呼吸反應式

①C6H12O6=2C2H5O＋2CO2

②C6H12O6=2C3H6O3酶

酶

酶

C6H12O6＋6H2O＋6O2—→6CO2＋12H2O＋能量C6H12O6

—→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量C6H12O6

—→2C3H6O3＋少量能量思維激活

右圖表示呼吸作用過程中葡萄糖分解 的兩個途徑。酶1、酶2和酶3依次分別 存在于何處？

細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜、細胞質(zhì)基質(zhì)。2．如圖表示真核生物細胞呼吸過程圖，請思考：

(1)圖中③④過程、②過程的場所分別是？(2)人和動物細胞呼吸過程中CO2的來源與酵母菌有何不同？(1)③、④過程及②過程的第一階段均在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，②過程的第二、三階段在線粒體中進行。(2)人和動物細胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所是線粒體；酵母菌細胞呼吸CO2產(chǎn)生的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)。深度思考

與動物相比，綠色植物的①發(fā)生場所及其產(chǎn)生的ATP在用途上有何不同之處？

與動物相比，①發(fā)生的場所除線粒體外，綠色植物還可在葉綠體類囊體膜上產(chǎn)生ATP，但此處產(chǎn)生的ATP只可用于還原C3化合物，不可用于其他生命活動。2．如圖所示為生物界部分能量轉(zhuǎn)換關系圖解，下列敘述中不正確的是(

)AA．①過程可發(fā)生在藍藻葉綠體類囊體薄膜上B．發(fā)生①②過程的生物在生態(tài)系統(tǒng)中稱為生產(chǎn)者C．③過程在動植物細胞中都能發(fā)生D．⑥過程可用于⑤過程2．人體內(nèi)氫隨化合物在生物體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)移的過程如圖所示，下列分析合理的是(

)CA．①過程發(fā)生在核糖體中，水中的H只來自于—NH2B．在缺氧的情況下，③過程中不會發(fā)生脫氫反應C．M物質(zhì)是丙酮酸，④過程不會發(fā)生在線粒體中D．在氧氣充足的情況下，②③過程發(fā)生于線粒體中

1.本實驗的鑒定試劑及現(xiàn)象(p50)三、探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗變混濁（據(jù)變混濁程度可確定CO2多少）藍→綠→黃（據(jù)變色的時間快慢確定CO2的多少）橙色→灰綠色（酸性條件）2.實驗過程（1）配制酵母菌培養(yǎng)液。（2）檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示：

（3）檢測酒精的產(chǎn)生：自A、B中各取2mL濾液分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。3.實驗現(xiàn)象（1）甲、乙兩裝置中石灰水都變混濁，且甲中混濁程度高且快。（2）2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色。4.實驗結論即酵母菌的呼吸類型既可以進行有氧呼吸又可以進行無氧呼吸——兼性厭氧型5．注意問題(1)甲圖中氫氧化鈉溶液的作用是什么？吸收空氣中的二氧化碳，保證通入石灰水的氣體中的CO2全部來自酵母菌的細胞呼吸，從而排除空氣中CO2對實驗結果的干擾。實驗開始時，應將B瓶密封后放置一段時間，以消耗完瓶中氧氣，然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入石灰水的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。

(2)怎樣保證乙圖中通入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無氧呼吸？后續(xù)通入的CO2會和剛產(chǎn)生的碳酸鈣沉淀反應，形成了碳酸氫鈣，因而石灰水變混濁后，很快又變澄清。如用溴麝香草酚藍水溶液檢測，就可避免這種現(xiàn)象。(3)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)甲組石灰水變渾濁，很快又變澄清，為什么？考點二細胞呼吸[典例引領]【典例】(2012·安徽理綜，29)為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理，得到細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，與酵母菌分別裝入A～F試管中，加入不同的物質(zhì)，進行了如下實驗(見下表)。注：“＋”表示加入了適量的相關物質(zhì)，“－”表示未加入相關物質(zhì)。(1)會產(chǎn)生CO2和H2O的試管有______________，會產(chǎn)生酒精的試管有__________，根據(jù)試管__________的實驗結果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所(均填試管編號)。(2)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的化學反應，與氧結合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)繼續(xù)進行。C、EB、FB、D、F線粒體內(nèi)膜能B

1.內(nèi)部因素——遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）（1）不同種類的植物細胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。（2）同一植物在不同的生長發(fā)育時期細胞呼吸速率不同，如幼苗期、開花期細胞呼吸速率較高，成熟期細胞呼吸速率較低。（3）同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。四、細胞呼吸的影響因素及其應用2.環(huán)境因素(p50)

（1）溫度呼吸作用在最適溫度（25℃~35℃）時最強；超過最適溫度，呼吸酶的活性降低甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。應用：（1）在低溫下儲存蔬菜、水果。（2）在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當降溫，抑制呼吸作用，減少有機物的消耗，可達到提高產(chǎn)量的目的。（2）O2的濃度

①當氧氣濃度為0時，細胞只進行無氧呼吸，Q點對應的縱坐標大小表示無氧呼吸的強度。②當氧氣濃度在0～10%之間，有氧呼吸與無氧呼吸并存，③當氧氣濃度大于或等于10%時，只進行有氧呼吸。④氧氣吸收量也可以表示有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量，所以，兩條實線間的距離可表示無氧呼吸的強度，當兩曲線重合時(距離為0)，無氧呼吸強度為0。應用：一般采用低氧（圖中點C）保存｛此時有氧呼吸較弱而無氧呼吸又受到抑制有機物消耗量相對較少｝來延長蔬菜、水果保鮮時間。作物栽培時要及時中耕松土，稻田需要定期排水，這有什么好處？（3）CO2濃度CO2濃度增加，呼吸速率下降（如圖）。應用：在密閉的地窖中，增加CO2濃度，（或充入N2）抑制細胞的呼吸作用，使整個器官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜、水果。（4）含水量在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱（如圖）。應用：種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物的消耗，有利于貯藏。儲存水果和儲存糧食有何區(qū)別？1．實驗裝置及原理 欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)五、植物細胞呼吸方式的探究裝置一中NaOH溶液的作用是吸收掉呼吸所產(chǎn)生的

，紅色液滴移動的距離代表植物細胞呼吸吸收的

量。裝置二中紅色液滴移動的距離代表植物細胞呼吸吸收的

與產(chǎn)生的

的差值。CO2O2O2量CO2量2．實驗結果預測和結論3．物理誤差的校正

(1)如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應

處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。

(2)如果實驗材料是種子，為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾，應對裝置及所測種子進行

處理。

(3)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，將所測的生物材料

，其他條件均不變。

遮光消毒滅活(如將種子煮熟)[考題示例]【示例1】以下甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關敘述不正確的是(

)

A．甲圖中氧濃度為a時的情況對應的是乙圖中的A點

B．甲圖中氧濃度為b時的情況對應的是乙圖中的D點

C．甲圖的a、b、c、d四種濃度中c是最適合貯藏的

D．甲圖中氧濃度為d時沒有酒精產(chǎn)生B【示例2】(2015·武漢質(zhì)檢)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作為描述細胞呼吸過程中氧氣供應狀態(tài)的一種指標。如圖是酵母菌氧化分解葡萄糖的過程中氧分壓與呼吸熵的關系。下列敘述中正確的是(

)BA．呼吸熵越大，細胞有氧呼吸越強，無氧呼吸越弱B．b點有氧呼吸的強度大于a點有氧呼吸的強度C．為延長水果保存的時間，最好將氧分壓調(diào)至c點D．c點以后，細胞的呼吸強度不隨氧分壓的變化而變化【示例3】呼吸熵(RQ)是指單位時間內(nèi)進行細胞呼吸的生物釋放CO2量與吸收O2量的比值。下圖表示測定消毒過的萌發(fā)小麥種子呼吸熵的實驗裝置，下列說法不準確的是(

)DA．KOH中放置筒狀濾紙的目的是增大吸收CO2的面積B．假設小麥種子只以糖類為呼吸底物，在25℃時經(jīng)10min

觀察發(fā)現(xiàn)：甲裝置中墨滴右移，乙裝置中墨滴不動，說明

10min內(nèi)小麥種子進行了無氧呼吸C．若在25℃時經(jīng)10min觀察發(fā)現(xiàn)：甲裝置中墨滴左移

30mm，乙裝置中墨滴左移200mm，則萌發(fā)小麥種子的呼吸熵是0.85D．為了校正還應設置一個對照裝置，對照裝置的大試管和小燒杯應分別放入死亡的小麥種子、清水，其他條件不變[跟進題組]1．如圖表示光照、貯藏溫度對番茄果實呼吸強度變化的影 響。下列有關敘述中不正確的是(

)CA．番茄果實細胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)B．光照對番茄果實呼吸的抑制作用8℃時比15℃時更強C．低溫、黑暗條件下更有利于貯存番茄果實D．貯藏溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細胞內(nèi)酶活性降低有關2．下圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和呼吸作用過程中氣體產(chǎn)生情況的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度在恒定水平。下列幾種實驗結果(給予相同的環(huán)境條件)，你覺得不可能出現(xiàn)的是(

)BA．甲、乙裝置水滴都左移B．甲、乙裝置水滴都右移C．甲裝置水滴不動