第五章第三節(jié)ATP的主要來源──細胞呼吸

生物體生命活動所需能量的直接來源是什么?

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

細胞呼吸是指有機物在細胞內(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。一、細胞呼吸（呼吸作用）區(qū)別呼吸(運動)與細胞呼吸?實質(zhì)：有機物氧化分解，釋放能量呼吸：

機體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。細胞呼吸也稱呼吸作用是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2或其他物質(zhì)，釋放出能量并生成ATP的過程。對比呼吸和呼吸作用的區(qū)別疑問：細胞呼吸是否一定需要氧氣？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？細胞內(nèi)

+有機物+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氣體運輸+二、探究酵母菌細胞呼吸的方式

酵母菌是一種單細胞真菌，依賴外來的有機物進行異養(yǎng)生活，條件優(yōu)越時以出芽生殖的方式產(chǎn)生后代。小資料若用300C的溫水把買來的一包鮮酵母化開，用它發(fā)一塊面團，幾個小時后，面團便會漸漸膨大。用手摳開里面，你會發(fā)現(xiàn)面團里面變成蜂窩一樣，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。酵母菌的細胞里含有豐富的蛋白質(zhì)和維生素，所以也可以做成高級營養(yǎng)品添加到食品中，或用作飼養(yǎng)動物的高級飼料。加入酵母菌和面作成的饅頭、面包松軟多孔，是因為發(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提出問題釀酒的時候為什么要密封？無氧條件下酵母菌能進行細胞呼吸嗎？假設(shè)酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸。如何設(shè)置實驗組呢？實驗組組A：有氧條件組B：無氧條件⒉作出假設(shè)3、設(shè)計實驗（對比實驗）①有氧條件下會產(chǎn)生二氧化碳，無氧條件下會產(chǎn)生酒精②有氧條件下產(chǎn)生酒精和二氧化碳，無氧條件下產(chǎn)生二氧化碳③有氧和無氧條件下都產(chǎn)生了二氧化碳和酒精①本實驗的自變量和因變量分別是什么？②怎樣控制有氧和無氧的條件？③怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無二氧化碳產(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實驗過程中能正常生活？②怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？③這一原理有何應(yīng)用？①怎樣鑒定有無二氧化碳產(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水溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)混濁程度或變成黃色的時間長短檢測產(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．檢測汽車司機是否喝了酒．

根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟：配制酵母菌培養(yǎng)液控制有氧、無氧環(huán)境科學(xué)檢測因變量限制好無關(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AB檢測CO2

結(jié)果檢測酒精澄清石灰水結(jié)果灰綠色5%葡萄糖溶液240ml240ml有氧無氧新鮮酵母菌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)量分數(shù)為10%的NaOH溶液4、進行實驗？酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生大量CO2,

無氧呼吸產(chǎn)生少量CO2。酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生了酒精。返回做饅頭時，酵母菌的細胞呼吸的方式主要是什么？釀酒時，酵母菌的細胞呼吸方式又是什么呢？做饅頭時，酵母菌主要進行有氧呼吸。釀酒時，酵母菌主要進行無氧呼吸。⒌實驗現(xiàn)象及分析酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是種兼性厭氧型微生物。實驗結(jié)論：再探究有人認為：實驗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？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細胞呼吸（氧化分解反應(yīng)）有氧呼吸無氧呼吸絕大多數(shù)生物的主要呼吸方式細胞呼吸的方式一、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)生的場所在哪里?3、有氧呼吸分為幾個階段，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、場所：細胞質(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)有氧呼吸實驗細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體葡萄糖葡萄糖現(xiàn)象：不發(fā)光發(fā)光細胞質(zhì)基質(zhì)首先把葡萄糖分解的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6有氧呼吸的過程：

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

（丙酮酸）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)②2CH3COCOOH（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有氧呼吸是指細胞在_____的參與下，通過_____的催化作用，把糖類等有機物_____氧化分解，產(chǎn)生_____和____，同時釋放出能量，生成許多______的過程。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分別來自反應(yīng)物中的什么物質(zhì)?思考有氧呼吸的過程：[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]階段項目場所反應(yīng)物生成物能量第一階段第二階段第三階段細胞質(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有機物被徹底氧化分解發(fā)生在第幾階段？②呼吸作用過程中吸收的氧氣用于第幾階段？③如果你在思考上述問題的時候，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來自于＿＿＿＿＿(7)三個階段的酶是否一樣_______

第二第三

12mol二三三一、二、三三02不一樣有氧呼吸三個階段都釋放能量,那么這些能量釋放出來以后,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)式中的能量能否寫成ATP

？酶劉翔在訓(xùn)練時常會在第二天早上肌肉發(fā)酸,為什么?１、無氧呼吸的過程第一階段：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）(細胞質(zhì)基質(zhì)）酶(細胞質(zhì)基質(zhì)）

2C3H6O3（人和高等動物，高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細胞等）酶（乳酸）此過程不產(chǎn)生CO2二、無氧呼吸（兩個階段）C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）無氧呼吸總反應(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、玉米胚細胞等）例：大多數(shù)植物、酵母菌發(fā)酵微生物的無氧呼吸（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）無氧呼吸共釋放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，為何無氧呼吸只釋放少量能量？無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、無氧呼吸無氧呼吸是指細胞在無氧條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物質(zhì)分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量,生成少量ATP的過程。概念人的骨骼肌缺氧狀態(tài)時，發(fā)生哪個反應(yīng)？C6H12O6酶2C3H6O3

＋能量3、有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點相同點場所條件產(chǎn)物能量變化聯(lián)系實質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(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(故無氧呼吸產(chǎn)物中無水)、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物，釋放能量，合成ATP動物無氧呼吸不產(chǎn)生酒精；無氧呼吸在有氧存在時受到抑制。1、A中有CO2產(chǎn)生，可以說明

2、B中有CO2產(chǎn)生，可以說明

3、AB中有CO2產(chǎn)生，則

植物細胞該細胞正在進行無氧呼吸該細胞正在進行有氧呼吸有氧呼吸和無氧呼吸在同時進行練習(xí)：三、細胞呼吸的意義1、為生物體的生命活動提供能量。ADP+Pi供生命活動的能量酶有機物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弱的生理指標，它可以用單位時間單位重量(干重、鮮重)的植物組織或單位細胞所放出的CO2的量(Qco2)或吸收的O2的量(Qo2)來表示。呼吸商植物組織在一定時間內(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

判斷呼吸作用強度和性質(zhì)的指標主要有呼吸速率和呼吸商。四.影響細胞呼吸的因素怎樣才能抑制有氧呼吸？降低氧氣濃度適當降低溫度反應(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)：影響細胞呼吸的外界因素1、溫度

呼吸作用在最適溫度時最強；2、氧氣

（5%）保存

貯存水果時，適當

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

。氧氣濃度為B到G（不包括B點和G點）時：

。氧氣濃度大于G（包括G點）時

。2、綠色區(qū)域代表的含義是：

。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的比值為

，