第3節(jié)-ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸

拉瓦錫等在研究人的呼吸作用拉瓦錫把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過程”。第1頁/共51頁問題探討1.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么共同點(diǎn)？2.呼吸作用與物質(zhì)在體外燃燒有什么區(qū)別嗎？共同點(diǎn)：都是物質(zhì)的氧化分解過程；都產(chǎn)生CO2等產(chǎn)物、釋放能量。有。①細(xì)胞呼吸是在溫和的條件下進(jìn)行的；

②能量的釋放是在一系列的反應(yīng)過程中逐步釋放的；③釋放的能量部分的以熱能的形式散失，部分的轉(zhuǎn)移貯存到ATP中。第2頁/共51頁呼吸：機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。呼吸作用也稱細(xì)胞呼吸對比2、呼吸和呼吸作用的區(qū)別

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)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。第3頁/共51頁一、細(xì)胞呼吸的概念

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。二、細(xì)胞呼

吸的方式有氧呼吸無氧呼吸第4頁/共51頁酵母菌第5頁/共51頁淀粉酵母菌酒精葡萄糖

細(xì)胞呼吸酵母菌酵母菌1、兼性厭氧菌2、生長周期短，繁殖速度快。3、單細(xì)胞的真核細(xì)胞第6頁/共51頁三、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（一）提出問題（二）做出假設(shè)（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)特別關(guān)注的問題1.怎樣控制有氧和無氧條件？2.怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較

CO2產(chǎn)生的多少？3.怎樣保證酵母菌在整個實(shí)驗(yàn)中能正常生活？第7頁/共51頁酵母菌有氧、無氧條件下進(jìn)行的呼吸作用的產(chǎn)物分別是什么？1.提出問題2.作出假設(shè)

酵母菌在有氧情況下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2，在無氧情況下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2和酒精。

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式第8頁/共51頁實(shí)驗(yàn)思路？分析變量自變量:因變量:無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素酒精、CO2分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式第9頁/共51頁思考并解決下列問題：(1)怎樣鑒定有無CO2產(chǎn)生？(2)怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?CO2的檢測：1.通入澄清的石灰水：澄清→渾濁2.溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃第10頁/共51頁?酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：

橙色→灰綠色

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式這一原理可以用來檢測司機(jī)是否喝了酒．具體做法：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻．第11頁/共51頁4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

步驟一：酵母菌培養(yǎng)液的配制

取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中。分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。注意將葡糖糖溶液先煮沸、再冷卻后加入錐形瓶煮沸可將葡糖糖溶液中的細(xì)菌殺死，排除其他細(xì)菌影響；煮沸可排除溶液中的氧。冷卻，避免將酵母菌殺死？第12頁/共51頁

步驟二：A實(shí)驗(yàn)組(有氧情況下)10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式接橡皮球（或氣泵）4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)第13頁/共51頁步驟三：B實(shí)驗(yàn)組(無氧情況下)酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)第14頁/共51頁

步驟四：鑒定是否有酒精產(chǎn)生0.5mL重鉻酸鉀的濃硫酸溶液A組B組橙色橙色橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式第15頁/共51頁有氧呼吸A瓶前的錐形瓶加入NaOH溶液的目的是什么？第16頁/共51頁有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中１０％的氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？第17頁/共51頁無氧呼吸B瓶封口放置一段時間后，再連通錐形瓶保證瓶內(nèi)原有氧氣被消耗？第18頁/共51頁條件澄清石灰水/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)灰綠色第19頁/共51頁有人認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)裝置中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄糖水溶液的純化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌無關(guān)，你如何駁斥這種錯誤觀點(diǎn)？葡萄糖水溶液葡萄糖水溶液第20頁/共51頁

酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，均能產(chǎn)生二氧化碳在有氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳。在無氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化碳。

探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式5.分析結(jié)果，得出結(jié)論第21頁/共51頁（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果所說明的問題1.A、B組都有CO2的產(chǎn)生說明了——

酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生活2.從CO2產(chǎn)生的多少及有無酒精產(chǎn)生的情況，說明了——

酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進(jìn)行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是種兼性厭氧型微生物。3.從A、B組的產(chǎn)物來看，說明了——

酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的產(chǎn)物有CO2

（還有水）；無氧呼吸的產(chǎn)物有CO2和酒精。第22頁/共51頁對比實(shí)驗(yàn)：設(shè)置兩個或兩個以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對比實(shí)驗(yàn)。第23頁/共51頁第24頁/共51頁問題回顧：1.呼吸作用的場所是？主要是線粒體，還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2.線粒體的結(jié)構(gòu)怎樣？

雙膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴（增大了內(nèi)膜的面積），嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)，內(nèi)膜和基質(zhì)中都含有許多與呼吸作用有關(guān)的酶。第25頁/共51頁1.有氧呼吸過程葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+

能量（2ATP）（丙酮酸）（少量）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+能量（2ATP）（少量）場所：線粒體基質(zhì)②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+能量（34ATP）（大量）場所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O26H2O+有氧呼吸第26頁/共51頁C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸化學(xué)反應(yīng)式：說明：需要的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳的量相等。第27頁/共51頁有氧呼吸場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜對比第28頁/共51頁有氧呼吸的過程圖解

四、有氧呼吸第29頁/共51頁有氧呼吸第30頁/共51頁有氧呼吸三個階段的比較（1）C6H12O62CH3COCOOH+4[H]+能量（2）2CH3COCOOH+6H2O6CO2+20[H]+能量（3）24[H]+6O212H2O+能量1.能量：都有能量的釋放，但以第三階段釋放的能量最多2.場所：第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。3.氧氣：只有第三階段才需要氧氣，作用是氧化[H],生成水第31頁/共51頁①場所：A細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)b線粒體基質(zhì)c線粒體內(nèi)膜②能量去向：

一部分以熱能形式散失另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中③總反應(yīng)式：④有氧呼吸概念：細(xì)胞在____的參與下，通過_______的催化作用，把_______等有機(jī)物_______________，產(chǎn)生_____和_____，釋放______,生成_________的過程。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量酶(1709kJ/mol,約60%)(1161kJ/mol,約40%)氧多種酶葡萄糖CO2H2O能量徹底氧化分解許多ATP38個ATP有氧呼吸小結(jié)第32頁/共51頁33三、無氧呼吸1、無氧呼吸的概念

一般是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成為不徹底氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。2、無氧呼吸的場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第33頁/共51頁無氧呼吸1.過程☆與有氧呼吸第一階段相同葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+

能量（丙酮酸）（少量）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①第34頁/共51頁丙酮酸不徹底分解場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

②C6H12O6酶2CH3COCOOH（丙酮酸）+能量酶2C3H6O3（乳酸）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）C6H12O62CH3COCOOH（丙酮酸）+能量酶2C2H5OH（酒精）+2CO2

B.酒精發(fā)酵

例：大多數(shù)植物、酵母菌酶無氧呼吸第35頁/共51頁有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系第36頁/共51頁C6H12O6酶2分子丙酮酸酶酶無氧呼吸物質(zhì)能量變化2C2H5OH+2CO2+能量2C3H6O3+能量196.65kJ61.08kJATP熱能無氧第37頁/共51頁無氧呼吸的過程葡萄糖丙酮酸[H]少量能量

乙醇脫氫酶

乳酸脫氫酶酒精+CO2乳酸酶第38頁/共51頁

類型項(xiàng)目

有氧呼吸

無氧呼吸區(qū)別

場所

條件

產(chǎn)物

釋能

聯(lián)系細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧、酶等不需氧、需酶大量少量①兩者第一階段完全相同②都分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP有氧呼吸與無氧呼吸的比較二氧化碳和水氧化徹底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不徹底第39頁/共51頁無氧呼吸的概念

細(xì)胞在缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物進(jìn)行不徹底的氧化分解，產(chǎn)生酒精或乳酸等中間產(chǎn)物，釋放少量能量，生成ATP的過程。無氧呼吸的特點(diǎn)氧氣的存在抑制了無氧呼吸的進(jìn)行第40頁/共51頁

4、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒狀桿菌是一種好氧細(xì)菌。在有氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過人們的進(jìn)一步加工就成為谷氨酸鈉──味精。第41頁/共51頁對于板結(jié)的土壤及時進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機(jī)鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，這能夠促使這些微生物對土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對無機(jī)鹽的吸收。水稻的根系適于在水中生長，這是因?yàn)樗镜那o和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運(yùn)送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無氧呼吸。但是，水稻根的細(xì)胞仍然需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會進(jìn)行酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。第42頁/共51頁較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時請醫(yī)生處理。有氧運(yùn)動是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體細(xì)胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺等無氧運(yùn)動，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運(yùn)動。無氧運(yùn)動中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。第43頁/共51頁課堂練習(xí)1.有氧呼吸分三個階段,三個階段的共同特點(diǎn)是都有能量的釋放,但釋放能量最多的是________;在線粒體中進(jìn)行的是第________階段;第____階段需要O2,氧的作用是________;第____階段產(chǎn)生[H]最多；丙酮酸是第___階段的產(chǎn)物。第三階段二、三一三氧化[H]二第44頁/共51頁2.現(xiàn)有甲酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,乙酵母菌進(jìn)行發(fā)酵,若它們消耗等量的葡萄糖,則它們放出CO2

和吸收的O2之比是()A.3:1B.1:2C.4:3D.2:3C3.下列5支試管中分別含有不同化學(xué)物質(zhì)和活性酵母菌細(xì)胞制備物。在適宜溫度條件下，會產(chǎn)生CO2的試管有（）①葡萄糖+已破裂的細(xì)胞②葡萄糖+線粒體③丙酮酸+線粒體④葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（隔絕空氣）⑤丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（隔絕空氣）

A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④C第45頁/共51頁4.右圖表示在儲存蔬菜、水果時，大氣中O2的濃度對植物組織內(nèi)CO2產(chǎn)生的影響，試分析：釋放的相對值CO2

（1）A點(diǎn)表示植物組織釋放CO2較多，這些CO2是_________的產(chǎn)物。（2）由A到B，CO2的釋放量急劇減小，其原因是________________________。（3）由B到C，CO2的釋放量又不斷增加，其主要原因是_________________________；到C點(diǎn)以后CO2的釋放量不再增加，其主要原因是____________________________。隨O2的增加，無氧呼吸受到抑制隨氧濃度增大，有氧呼吸不斷加強(qiáng)無氧呼吸

受線粒體數(shù)量限制，有氧呼吸不再加強(qiáng)第46頁/共51頁5.陸生植物不能長期忍受無氧呼吸，這是因?yàn)棰佼a(chǎn)生的酒精對細(xì)胞有毒害②產(chǎn)生的乳酸對細(xì)胞有毒害③沒有專門的無氧呼吸結(jié)構(gòu)④產(chǎn)生的能量太少（）

A.①②B.②③C.③④D.④①D6.關(guān)于無氧呼吸的敘述中，正確的是()A.不產(chǎn)生CO2B.一定產(chǎn)生CO2C.不形成ATPD.物質(zhì)氧化分解不徹底D第47頁/共51頁7.一運(yùn)動員正在進(jìn)行長跑訓(xùn)練，從他的大腿肌肉細(xì)胞中檢測到

3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如右圖所示，圖中P、Q、R三曲線依次代表（）B鍛煉時間（分）A.O2、CO2、乳酸B.乳酸、CO2、O2C.CO2、O2、乳酸D.CO2、乳酸、O2第48頁/共51頁8.右圖表示北方的一個貯存白菜的地窖，隨著O2的消耗，CO2濃度變化的情