第五章第三節(jié)ATP的主要來(lái)源──細(xì)胞呼吸

生物體生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源是什么?

這種物質(zhì)是如何形成的？動(dòng)物和人綠色植物能量ADP+Pi+ATP酶ATP（A-P~P~P）第三節(jié)ＡＴＰ的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程。一、細(xì)胞呼吸（呼吸作用）區(qū)別呼吸(運(yùn)動(dòng))與細(xì)胞呼吸?實(shí)質(zhì)：有機(jī)物氧化分解，釋放能量呼吸：

機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過(guò)程。細(xì)胞呼吸也稱呼吸作用是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成CO2或其他物質(zhì)，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。對(duì)比呼吸和呼吸作用的區(qū)別疑問(wèn)：細(xì)胞呼吸是否一定需要氧氣？生物在有氧和無(wú)氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？細(xì)胞內(nèi)

+有機(jī)物+水CO2能量呼吸作用（本質(zhì)）O2O2呼吸（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(yùn)輸+二、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，依賴外來(lái)的有機(jī)物進(jìn)行異養(yǎng)生活，條件優(yōu)越時(shí)以出芽生殖的方式產(chǎn)生后代。小資料若用300C的溫水把買(mǎi)來(lái)的一包鮮酵母化開(kāi)，用它發(fā)一塊面團(tuán)，幾個(gè)小時(shí)后，面團(tuán)便會(huì)漸漸膨大。用手摳開(kāi)里面，你會(huì)發(fā)現(xiàn)面團(tuán)里面變成蜂窩一樣，有許多空隙，并且你能聞到酒味和酵母菌產(chǎn)生的特殊香味。所以我們吃的面包和饅頭比較松軟，味道也好。我們喝的啤酒、白酒、醫(yī)院里的酒精、化妝品中的甘油，都是用酵母菌生產(chǎn)的。酵母菌的細(xì)胞里含有豐富的蛋白質(zhì)和維生素，所以也可以做成高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品添加到食品中，或用作飼養(yǎng)動(dòng)物的高級(jí)飼料。加入酵母菌和面作成的饅頭、面包松軟多孔，是因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)生氣體所致，那么，產(chǎn)生的氣體是什么呢？在什么情況下產(chǎn)生的？⒈提出問(wèn)題釀酒的時(shí)候?yàn)槭裁匆芊?？無(wú)氧條件下酵母菌能進(jìn)行細(xì)胞呼吸嗎？假設(shè)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)組呢？實(shí)驗(yàn)組組A：有氧條件組B：無(wú)氧條件⒉作出假設(shè)3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）①有氧條件下會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，無(wú)氧條件下會(huì)產(chǎn)生酒精②有氧條件下產(chǎn)生酒精和二氧化碳，無(wú)氧條件下產(chǎn)生二氧化碳③有氧和無(wú)氧條件下都產(chǎn)生了二氧化碳和酒精①本實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么？②怎樣控制有氧和無(wú)氧的條件？③怎樣鑒定有無(wú)酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無(wú)二氧化碳產(chǎn)生？如何比較產(chǎn)生二氧化碳產(chǎn)生的多少？④怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能正常生活？②怎樣鑒定有無(wú)酒精產(chǎn)生？③這一原理有何應(yīng)用？①怎樣鑒定有無(wú)二氧化碳產(chǎn)生？二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁；也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)混濁程度或變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短檢測(cè)產(chǎn)生二氧化碳的多少。

橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色．具體做法：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過(guò)的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻．檢測(cè)汽車(chē)司機(jī)是否喝了酒．

根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，理清實(shí)驗(yàn)步驟：配制酵母菌培養(yǎng)液控制有氧、無(wú)氧環(huán)境科學(xué)檢測(cè)因變量限制好無(wú)關(guān)變量材料用具：酵母菌、5%的葡萄糖溶液、10%的NaOH溶液、澄清石灰水、溶有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液、橡皮球、錐形瓶、彎頭玻璃管、試管、滴管。創(chuàng)設(shè)反應(yīng)條件裝置序號(hào)AB檢測(cè)CO2

結(jié)果檢測(cè)酒精澄清石灰水結(jié)果灰綠色5%葡萄糖溶液240ml240ml有氧無(wú)氧新鮮酵母菌10g10g較混濁稍混濁酸性重鉻酸鉀溶液(橙色)不變色Ｂ瓶應(yīng)放置一段時(shí)間，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶．結(jié)論結(jié)論橡皮球或氣泵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生大量CO2,

無(wú)氧呼吸產(chǎn)生少量CO2。酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了酒精。返回做饅頭時(shí)，酵母菌的細(xì)胞呼吸的方式主要是什么？釀酒時(shí)，酵母菌的細(xì)胞呼吸方式又是什么呢？做饅頭時(shí)，酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸。釀酒時(shí)，酵母菌主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸。⒌實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析酵母菌在有氧和無(wú)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。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：再探究有人認(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(wú)關(guān)，你如何駁斥這種錯(cuò)誤觀點(diǎn)？葡萄糖水溶液葡萄糖水溶液適宜的溫度條件下，在下列裝置中都加入活酵母，其中適于產(chǎn)生酒精的裝置是（）訓(xùn)練遷移ABCD加入葡萄糖和水加入葡萄糖加入水加入葡萄糖和水并不斷攪拌A細(xì)胞呼吸（氧化分解反應(yīng)）有氧呼吸無(wú)氧呼吸絕大多數(shù)生物的主要呼吸方式細(xì)胞呼吸的方式一、有氧呼吸閱讀教材有氧呼吸的有關(guān)內(nèi)容，思考下列問(wèn)題：1、生物體的能源物質(zhì)有哪些？主要的能源物質(zhì)是什么？最常利用的能源物質(zhì)是什么？2、有氧呼吸發(fā)生的場(chǎng)所在哪里?3、有氧呼吸分為幾個(gè)階段，每一階段分別生成了什么物質(zhì)？最終的產(chǎn)物是什么?4、哪些階段生成[H]？哪些階段釋放能量？釋放能量最多的是哪一階段？5、是不是每個(gè)階段都需要Ｏ２的參與呢？6、有氧呼吸的概念是什么？5min線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴2、場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體（主要）1、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)----葡萄糖(C6H12O6)有氧呼吸實(shí)驗(yàn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體葡萄糖葡萄糖現(xiàn)象：不發(fā)光發(fā)光細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)首先把葡萄糖分解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6有氧呼吸的過(guò)程：

丙酮酸酶

CO2[H]能酶

H2O

O2

H2O酶能第二階段第一階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜酶

H2O能

[H]有氧呼吸的三個(gè)階段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量(少量)

（丙酮酸）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO2

+20[H]+能量(少量)場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+能量（大量）

場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O2+6H2O有氧呼吸是指細(xì)胞在_____的參與下，通過(guò)_____的催化作用，把糖類等有機(jī)物_____氧化分解，產(chǎn)生_____和____，同時(shí)釋放出能量，生成許多______的過(guò)程。有氧呼吸概念氧酶ATPH2OCO2徹底

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+能量上述反應(yīng)生成物中的CO2和H2O

中的O分別來(lái)自反應(yīng)物中的什么物質(zhì)?思考有氧呼吸的過(guò)程：[H]C6H12O6

丙酮酸酶

CO2能

O2

H2O酶能第二階段第一階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜酶

H2O能

[H]階段項(xiàng)目場(chǎng)所反應(yīng)物生成物能量第一階段第二階段第三階段細(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、H2O[H]、O2丙酮酸、[H]CO2、[H]H2O少量少量大量[H]①有機(jī)物被徹底氧化分解發(fā)生在第幾階段？②呼吸作用過(guò)程中吸收的氧氣用于第幾階段？③如果你在思考上述問(wèn)題的時(shí)候，消耗了2摩爾葡萄糖，那么你產(chǎn)生了多少摩爾二氧化碳？思考：④下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：(1)產(chǎn)生CO2的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(2)產(chǎn)生H2O的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(3)氧氣參與的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(4)產(chǎn)生ATP的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(5)產(chǎn)生ATP最多的階段＿＿＿＿＿＿(6)產(chǎn)物H2O中的Ｏ來(lái)自于＿＿＿＿＿(7)三個(gè)階段的酶是否一樣_______

第二第三

12mol二三三一、二、三三02不一樣有氧呼吸三個(gè)階段都釋放能量,那么這些能量釋放出來(lái)以后,有哪些去路?能量熱能(散失)可轉(zhuǎn)移的能量ADP＋PiATP1161kJ2870kJ1mol葡萄糖1709kJ能量的利用率：1161/2870×100％=40％ATP:

有氧呼吸的能量去路：1161/30.54=38molC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

以上反應(yīng)式中的能量能否寫(xiě)成ATP

？酶劉翔在訓(xùn)練時(shí)常會(huì)在第二天早上肌肉發(fā)酸,為什么?１、無(wú)氧呼吸的過(guò)程第一階段：與有氧呼吸第一階段完全相同。第二階段：丙酮酸2C2H5OH+2CO2（酵母菌，多數(shù)植物）（酒精）(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）酶(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）

2C3H6O3（人和高等動(dòng)物，高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞等）酶（乳酸）此過(guò)程不產(chǎn)生CO2二、無(wú)氧呼吸（兩個(gè)階段）C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞等）例：大多數(shù)植物、酵母菌發(fā)酵微生物的無(wú)氧呼吸（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）無(wú)氧呼吸共釋放196.65kj能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以熱能散失。C6H12O6酶2C3H6O3+196.65KJ61.08KJC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+2870KJ1161KJ38ATP2ATP19︰1

1mol葡萄糖在有氧和無(wú)氧條件下分解釋放的能量比較能量比較：同樣是分解葡萄糖，為何無(wú)氧呼吸只釋放少量能量？無(wú)氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中二、無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸是指細(xì)胞在無(wú)氧條件下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物質(zhì)分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量,生成少量ATP的過(guò)程。概念人的骨骼肌缺氧狀態(tài)時(shí)，發(fā)生哪個(gè)反應(yīng)？C6H12O6酶2C3H6O3

＋能量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(O2用于第三階段和氫反應(yīng)生成水)

、酶不需氧氣(故無(wú)氧呼吸產(chǎn)物中無(wú)水)、需酶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動(dòng)物無(wú)氧呼吸不產(chǎn)生酒精；無(wú)氧呼吸在有氧存在時(shí)受到抑制。1、A中有CO2產(chǎn)生，可以說(shuō)明

2、B中有CO2產(chǎn)生，可以說(shuō)明

3、AB中有CO2產(chǎn)生，則

植物細(xì)胞該細(xì)胞正在進(jìn)行無(wú)氧呼吸該細(xì)胞正在進(jìn)行有氧呼吸有氧呼吸和無(wú)氧呼吸在同時(shí)進(jìn)行練習(xí)：三、細(xì)胞呼吸的意義1、為生物體的生命活動(dòng)提供能量。ADP+Pi供生命活動(dòng)的能量酶有機(jī)物ATP呼吸作用氧化分解肌肉收縮神經(jīng)傳導(dǎo)和生物發(fā)電物質(zhì)合成吸收與分泌

2、呼吸過(guò)程能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。呼吸速率呼吸速率是最常用的代表呼吸強(qiáng)弱的生理指標(biāo)，它可以用單位時(shí)間單位重量(干重、鮮重)的植物組織或單位細(xì)胞所放出的CO2的量(Qco2)或吸收的O2的量(Qo2)來(lái)表示。呼吸商植物組織在一定時(shí)間內(nèi)，放出二氧化碳的量與吸收氧氣的量的比值叫做呼吸商(RQ)。

RQ=放出的CO2量/吸收的O2量

判斷呼吸作用強(qiáng)度和性質(zhì)的指標(biāo)主要有呼吸速率和呼吸商。四.影響細(xì)胞呼吸的因素怎樣才能抑制有氧呼吸？降低氧氣濃度適當(dāng)降低溫度反應(yīng)物條件產(chǎn)物6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2酶降低自由水影響細(xì)胞呼吸的因素分析提高CO2濃度影響因素溫度O2濃度含水量CO2

濃度總結(jié)：影響細(xì)胞呼吸的外界因素1、溫度

呼吸作用在最適溫度時(shí)最強(qiáng)；2、氧氣

（5%）保存

貯存水果時(shí)，適當(dāng)

，可降低與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性，而延長(zhǎng)保存時(shí)間應(yīng)用：降低溫度在氧氣濃度為零時(shí)，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸，說(shuō)明有O2存在時(shí)，無(wú)氧呼吸受到抑制。細(xì)胞呼吸速率1、判斷細(xì)胞呼吸的方式氧氣濃度為B時(shí)：

。氧氣濃度為B到G（不包括B點(diǎn)和G點(diǎn)）時(shí)：

。氧氣濃度大于G（包括G點(diǎn)）時(shí)

。2、綠色區(qū)域代表的含義是：

。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的比值為

，