第三節(jié)、ATP的主要來源-細胞呼吸

復(fù)習(xí)提問生物體生命活動的主要能源物質(zhì)是什么？生物體新陳代謝所需能量的直接來源是什么？葡萄糖ATP那么：葡萄糖中儲存的能量如何轉(zhuǎn)化為生命活動所需要的直接能量ATP的呢？呼吸作用第3節(jié)ATP的主要來源——細胞呼吸問題探討

18世紀，法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)燃燒時需氧氣，并把呼吸作用比作“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)呼吸作用的實質(zhì)是有機物氧化分解，并釋放能量。討論：1.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么共同點？2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么快嗎？3.在無氧條件下，細胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？1.細胞呼吸與物質(zhì)的燃燒有什么共同點？共同點是：都是物質(zhì)的氧化分解過程；都能產(chǎn)生CO2等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。2.細胞呼吸能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能。否則，組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底的破壞。問題探討在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。

3.在無氧條件下，細胞還能夠通過細胞呼吸釋放能量嗎？

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?呼吸運動與細胞呼吸呼吸：

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)別提出問題：細胞呼吸是否需要氧氣？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？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。小資料二、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，主要以出芽生殖的方式產(chǎn)生后代。結(jié)構(gòu)：單細胞，真核生物營養(yǎng)：異養(yǎng)生殖方式:只要出芽生殖呼吸方式：兼性厭氧型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？思考⒈提出問題探究酵母菌細胞呼吸的方式作出假設(shè)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A組：有氧條件B組：無氧條件探究酵母菌細胞呼吸的方式怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒．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．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明確實驗?zāi)康模茖W(xué)設(shè)計實驗根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟配制培養(yǎng)液控制有氧、無氧環(huán)境自變量、因變量、無關(guān)變量設(shè)置對比實驗（見P93）設(shè)計實驗科學(xué)檢測因變量限制好無關(guān)變量二探究酵母菌細胞呼吸的方式步驟一：配制酵母菌培養(yǎng)液10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液A組B組實驗步驟

探究酵母菌細胞呼吸的方式

步驟二：A實驗組(有氧情況下)10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水設(shè)計實驗步驟通氣目的？目的？進入A瓶的空氣，先進過NAOH處理，排除空氣中二氧化碳對實驗結(jié)果的干擾檢測二氧化碳通入氧氣二探究酵母菌細胞呼吸的方式步驟二：B實驗組(無氧情況下)實驗步驟B瓶應(yīng)封口后放置一段時間，再連接……其目的何在？二探究酵母菌細胞呼吸的方式步驟三：鑒定是否有CO2產(chǎn)生;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組橙色實驗步驟橙色條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧（A)無氧(B)變混濁／快無變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色⒌實驗現(xiàn)象及分析4、進行實驗有大量二氧化碳有少量的二氧化碳無酒精有酒精二探究酵母菌細胞呼吸的方式①酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸，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，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化碳。分析實驗結(jié)果二探究酵母菌細胞呼吸的方式⒍實驗結(jié)論酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生了大量的CO2和H2O；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2。

7、問題思考①為什么實驗過程中有的小組從瓶A中取出培養(yǎng)液鑒定也變成灰綠色？如何改進？瓶A通氧不足，部分酵母菌進行了無氧呼吸。用橡皮球持續(xù)向瓶C內(nèi)通氣，培養(yǎng)液的量應(yīng)適宜。②為控制無氧條件，用T形夾夾住橡皮管密封處理，發(fā)生錐形瓶B爆裂現(xiàn)象，這是為什么呢？如何排除這一現(xiàn)象？密封之前瓶內(nèi)有一定的氧氣，酵母菌同時進行有氧和無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，增加氣體壓力。B瓶封口后不用夾住，放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶/③有人認為該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)，如何進行驗證？在有氧和無氧條件下各設(shè)一空白對照，即在培養(yǎng)瓶中只加入葡萄糖水溶液，其他裝置與實驗組相同。1、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A2、釀酒過程中如何控制發(fā)酵環(huán)境中的氧氣，為什么這么做？前面我們通過探究實驗，知道了酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生了大量的CO2和H2O；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2?？茖W(xué)家通過大量的實驗證實，細胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。三、細胞呼吸的類型對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖。㈠有氧呼吸⒈主要場所：線粒體含有與有氧呼吸有關(guān)的酶線粒體有哪些適應(yīng)

有氧呼吸的結(jié)構(gòu)？外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)細胞膜線粒體

有氧呼吸的過程C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸（2C3H4O3）[H]酶C6H*12O*6酶2C3H4O*3＋4【H】*＋能量(少量)⒉有氧呼吸的過程：(三個階段）㈠有氧呼吸C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸（2C3H4O3）[H]能量（少量）[H]6CO26H2O酶酶2C3H4O3+6H2O

6CO2＋20【H】＋能量（少量）酶⒉有氧呼吸的過程：C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸（2C3H4O3）[H]能量（少量）[H]O212H2O+能量（大量）6CO26H2O酶酶酶24【H】+6O2

12H2O+能量（大量）酶⒉有氧呼吸的過程：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對比細胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體線粒體酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量3.總反應(yīng)式：C6H12O6酶2C3H4O3＋4【H】＋能量(少量)24【H】+6O2

12H2O+能量（大量）

酶2C3H4O3+6H2O

6CO2＋20【H】＋能量（少量）

酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

以上反應(yīng)式中的能量能否寫成ATP

？能量（2870kJ）1161kJ其余以熱能形式散失ATP（38moL）約40％酶1moL⒋概念：

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。1場所:2條件:3物質(zhì)變化:4能量變化:注意點細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要）O2、酶有機物、O2、H2O→CO2、H2O2870kj能量：1161kj能量存于ATP中，其余以熱能散失。有氧呼吸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，那么有多少能量轉(zhuǎn)移到了ATP中？第二第三

1161kJx2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（）二三三三一、二、三⒈什么叫無氧呼吸？

細胞在無氧或缺氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。㈡無氧呼吸2、過程：分兩個階段第一個階段：

第二個階段：

3、場所：

㈡無氧呼吸C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3）[H]2C2H5OH（酒精）+2CO2﹢能量（少量）酶酶2C3H6O3（乳酸）﹢能量（少量）酶細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62C2H5OH（酒精）

+2CO2+能量（少量）酶4、無氧呼吸的反應(yīng)式陸生植物根細胞、蘋果、酵母菌⑴酒精發(fā)酵（發(fā)酵用于微生物）㈡無氧呼吸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量（少量）酶⒉無氧呼吸的反應(yīng)式高等動物、人、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、乳酸菌⑵乳酸發(fā)酵㈡無氧呼吸1場所:2條件:3物質(zhì)變化:4能量變化:注意點細胞質(zhì)基質(zhì)酶、缺氧或無氧有機物→不徹底氧化產(chǎn)物196.65能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以熱能散失。無氧呼吸六、有氧呼吸與無氧呼吸的比較共同點實質(zhì)：過程：葡萄糖丙酮酸有氧無氧CO2+H2O+能量（大量）C2H3OH+CO2+能量（少量）C3H6O3+能量（少量）氧化分解有機物，釋放能量都有丙酮酸（中間產(chǎn)物）的生成細胞有氧呼吸和無氧呼吸的比較細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)O2、酶缺氧或無氧、酶H2O、CO2C2H5OH、CO2或C3H6O3釋放大量能量，形成大量ATP釋放少量能量，形成少量ATPC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+大量能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O62C3H6O3+少量能量①第一階段完全相同;②分解有機物，釋放能量酶細胞呼吸概念方式應(yīng)用有氧呼吸氧氣：透氣或低氧充氮溫度：低溫窖藏水分：干燥貯糧生物體內(nèi)的有機物(糖類,脂類,蛋白質(zhì)等)在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,并且釋放能量的總過程。

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