第三節(jié) ATP的主要來(lái)源-細(xì)胞呼吸

動(dòng)物、人、真菌、多數(shù)細(xì)菌等綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP

酶糖類、脂肪等有機(jī)物氧化分解第3節(jié)ATP的主要來(lái)源－細(xì)胞呼吸⒈呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么共同點(diǎn)？問(wèn)題探討⒉呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那樣劇烈嗎？⒊在無(wú)氧條件下，細(xì)胞還能夠通過(guò)呼吸作用釋放能量嗎？舉例說(shuō)明。都是氧化分解過(guò)程；都釋放能量并產(chǎn)生CO2。不能能通過(guò)無(wú)氧呼吸釋放能量，如蛔蟲(chóng)等

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或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ＡＴＰ的過(guò)程。呼吸作用（細(xì)胞呼吸）的概念有機(jī)物CO2(或其他產(chǎn)物)+能量氧化分解“呼吸”和“呼吸作用”有什么區(qū)別嗎？細(xì)胞呼吸的方式探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌，真核生物，有細(xì)胞壁和液泡。提出問(wèn)題

酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的氣體是CO2嗎？酒精和CO2是酵母菌在什么條件下產(chǎn)生的？作出假設(shè)

酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生CO2

酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模茖W(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，理清實(shí)驗(yàn)步驟１、怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中能正常生活？（配制培養(yǎng)液）２、怎樣控制有氧和無(wú)氧環(huán)境？自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)3.怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較

CO2產(chǎn)生的多少？相關(guān)知識(shí)1、CO2的檢測(cè)方法（1）CO2使澄清石灰水變渾濁（2）CO2使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃

2、酒精的檢測(cè)橙色的重酪酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、酵母菌在有氧和無(wú)氧情況下均產(chǎn)生了CO2，能使澄清石灰水變渾濁。2、酵母菌在有氧情況下，沒(méi)有酒精生成，不能使重鉻酸鉀溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；在無(wú)氧情況下，生成了酒精，使重鉻酸鉀溶液發(fā)生灰綠色顯色反應(yīng)。3、酵母菌的有氧呼吸比無(wú)氧呼吸釋放的CO2要多五、觀測(cè)、記錄條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無(wú)氧變混濁／快無(wú)變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色細(xì)胞呼吸有氧呼吸無(wú)氧呼吸包括

細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2，在無(wú)氧條件下通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的CO2。有氧呼吸有氧呼吸的場(chǎng)所：1C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖，其反應(yīng)式如下：有氧呼吸的過(guò)程第一階段：

C6H12O6第二階段：

2C3H4O3+6H2O酶第三階段：

24[H]+6O2C6H12O6+6H2O

+6O26CO2+12H2O+能量酶總反應(yīng)式：2CH3COCOOH+4[H]+能量6CO2+20[H]+能量酶12H2O+能量酶（大量）丙酮酸徹底分解[H]的氧化（丙酮酸C3H4O3)葡萄糖的初步分解什么是有氧呼吸？有氧呼吸：細(xì)胞在氧氣的參與下，通過(guò)酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放大量能量的過(guò)程。有氧呼吸場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量[H]、O2線粒體基質(zhì)丙酮酸、H2O[H]、CO2少量線粒體內(nèi)膜H2O大量

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:1161/30.54=38mol

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+38molATP無(wú)氧呼吸：一般是指細(xì)胞在缺氧的條件下，通過(guò)酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底氧化的產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。葡萄糖丙酮酸無(wú)O2過(guò)程：酒精+CO2+少量能量酶（大部分高等植物、酵母菌）乳酸+少量能量酶（馬鈴薯塊莖、玉米胚、脊椎動(dòng)物肌細(xì)胞、乳酸菌）（二）、無(wú)氧呼吸主要場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6能量（少）

2丙酮酸（2CH3COCOOH）[H]能量（少）2C2H5OH（酒精）+2CO2酶酶能量（少）2C3H6O3(乳酸)酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段第二階段無(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、酵母菌同樣是分解葡萄糖，為何無(wú)氧呼吸只能釋放少量能量？發(fā)酵微生物的無(wú)氧呼吸（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵）無(wú)氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中葡萄糖2丙酮酸12H2O+6CO2+能量（大量）2C2H5OH+2CO2+能量（少量）2C3H6O3+能量（少量）或O2,酶酶有氧呼吸與無(wú)氧呼吸之間的聯(lián)系：第一階段完全相同第一階段第二階段無(wú)氧呼吸的第一、二階段都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行第二、三階段C6H12O6酶2C3H6O3+196.65KJ61.08KJC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+2870KJ1161KJ38ATP2ATP19︰1

能量比較：1mol葡萄糖在有氧和無(wú)氧條件下分解釋放的能量比較總反應(yīng)式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2

+少量能量酶（2molATP）（2molATP）

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O＋

38molATP人和高等動(dòng)物骨骼肌缺氧狀態(tài)、成熟紅細(xì)胞；C6H12O62C3H6O3（乳酸）

+少量能量

酶玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根等；乳酸菌此過(guò)程不產(chǎn)生CO2（2molATP）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)需分子氧O2(O2用于第三階段和氫反應(yīng)生成水)

、酶不需分子氧(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。呼吸作用的意義：呼吸作用能為生物體的生命活動(dòng)提供能量。有機(jī)物熱能可轉(zhuǎn)移的能量有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較有氧呼吸無(wú)氧呼吸區(qū)別條件場(chǎng)所產(chǎn)物釋放能量需O2，需酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2、H2O酒精和CO2或乳酸較多較少第一階段是相同的（葡萄糖生成丙酮酸，產(chǎn)生少量能量和[H]）分解有機(jī)物、釋放能量的過(guò)程相同點(diǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)不需O2，需酶知識(shí)總結(jié)呼吸作用的概念呼吸作用類型有氧呼吸無(wú)氧呼吸呼吸作用葡萄糖的初步分解丙酮酸徹底分解[H]的氧化丙酮酸不徹底分解乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵葡萄糖的初步分解VS1、場(chǎng)所3、物質(zhì)變化4、能量變化2、條件

細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1.在釀酒業(yè)上的應(yīng)用：先通氣，讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，使其數(shù)量增加；然后隔絕空氣，使其發(fā)酵，產(chǎn)生酒精。2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上：中耕松土，促進(jìn)根系的有氧呼吸，有利于根系的生長(zhǎng)及對(duì)礦質(zhì)離子的吸收3.在醫(yī)學(xué)上：利用氧氣抑制破傷風(fēng)等厭氧型細(xì)菌的繁殖4.在物質(zhì)的儲(chǔ)存時(shí)：控制氧氣的濃度，抑制其呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗。糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮

細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少因此，對(duì)糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮來(lái)說(shuō)，又要設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗等糧食儲(chǔ)藏:低溫，低氧，干燥果蔬保鮮：低溫，低氧，低濕我們購(gòu)買罐頭食品時(shí)發(fā)現(xiàn)有這樣的說(shuō)明：若真空安全鈕鼓起請(qǐng)勿購(gòu)買。請(qǐng)問(wèn)這是什么原因？這說(shuō)明罐頭食品在生產(chǎn)時(shí)滅菌不徹底，微生物在無(wú)氧條件下發(fā)生無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了CO2使真空安全鈕鼓起說(shuō)明食物可能變質(zhì)

影響呼吸作用的因素

內(nèi)部因素——遺傳因素（決定酶的數(shù)量和種類）

1、不同種類植物呼吸速率不同，一般情況下，水生植物>旱生植物，陽(yáng)生植物>陰生植物

2、同一植物不同器官呼吸速率不同

生殖器官>營(yíng)養(yǎng)器官3、同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同幼苗期、開(kāi)花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降2、O2濃度對(duì)細(xì)胞呼吸的影響氧氣濃度對(duì)細(xì)胞呼吸的影響強(qiáng)度類型一定范圍內(nèi)，氧氣濃度升高有利于有氧呼吸的進(jìn)行；但氧氣的存在對(duì)很多厭氧生物的無(wú)氧呼吸有很強(qiáng)的抑制作用對(duì)于酵母菌和植物器官，在氧氣充足的情況下進(jìn)行有氧呼吸，沒(méi)有氧氣的情況下進(jìn)行無(wú)氧呼吸，在較低氧氣濃度下，兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行溫度呼吸速率應(yīng)用：低溫保鮮；增大晝夜溫差（1）溫度（3）水細(xì)胞含水量呼吸速率酶數(shù)量的限制環(huán)境中水含量呼吸速率長(zhǎng)時(shí)間無(wú)氧呼吸供能不足應(yīng)用：種子曬干保存（2）CO2過(guò)高CO2抑制細(xì)胞呼吸應(yīng)用：增加CO2的濃度保鮮影響細(xì)胞呼吸的外部因素細(xì)胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）1、若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進(jìn)行無(wú)氧呼吸（如A點(diǎn)）。2、若產(chǎn)生的CO2的摩爾數(shù)比吸收O2的摩爾數(shù)多，則兩種呼吸同時(shí)并存（圖中AC段）。3、若產(chǎn)生CO2的摩爾數(shù)與吸收O2的摩爾數(shù)相等，則只進(jìn)行有氧呼吸（圖中C點(diǎn)以后）。4、B點(diǎn)表示無(wú)氧呼吸與有氧呼吸速率相等（CO2釋放量表示），此時(shí)CO2的總釋放量最低。D點(diǎn)表示O2濃度超過(guò)一定值（10%）以上時(shí)。無(wú)氧呼吸消失，說(shuō)明有O2存在時(shí)，無(wú)氧呼吸受到抑制。O2%CO2釋放量有氧呼吸無(wú)氧呼吸ABCDCO2的總量510152025呼吸作用計(jì)算問(wèn)題C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

C6H12O6

2

C2H5OH（酒精）+2CO2+能量1、無(wú)O2吸收，無(wú)CO2釋放，進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸2、無(wú)O2吸收，有CO2釋放，進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸3、有O2吸收=CO2釋放，進(jìn)行有氧呼吸4、CO2釋放量>O2吸收量，進(jìn)行有氧和無(wú)氧呼吸當(dāng)有氧呼吸速率與無(wú)氧呼吸速率相等時(shí)，CO2和O2的比例關(guān)系，CO2/O2=4/3

酶

酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6

酶AB探究一:酵母菌細(xì)胞呼吸的類型要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型,還要同時(shí)設(shè)計(jì)另一個(gè)實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)要說(shuō)出思路?結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論:結(jié)果預(yù)測(cè)(紅色液滴移動(dòng)情況)相應(yīng)結(jié)論裝置A裝置B123左移不動(dòng)只有有氧呼吸右移不動(dòng)只有無(wú)氧呼吸左移右移兩種呼吸類型都有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O2濃度對(duì)細(xì)胞呼吸的影響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

，若有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖，CD和DE的長(zhǎng)度之比為：

。只有無(wú)氧呼吸有氧呼吸和無(wú)氧呼吸同時(shí)進(jìn)行只有有氧呼吸不同氧氣濃度下無(wú)氧呼吸的強(qiáng)度1∶1DE=3CD如果縱坐標(biāo)表示某種物質(zhì)的物質(zhì)的量，請(qǐng)?jiān)谙铝袃蓚€(gè)坐標(biāo)中畫(huà)出無(wú)氧呼吸釋放二氧化碳量和葡萄糖消耗總量的曲線。條件有氧呼吸消耗O2量有氧呼吸產(chǎn)生CO2量有氧呼吸消耗葡萄糖量無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2量無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖量CO2產(chǎn)生總量葡萄糖消耗總量A條件60B條件124C條件318D條件02單位:mol610611224216121226500424ABCD分別是什么樣的條件?

在一定范圍內(nèi)，隨著氧分壓增大CO2的釋放量減少（1）AB段表示—————————————————————————————————；原因是———————————————————————————————————————。氧分壓CO2釋放量ABC如圖：表示蘋(píng)果儲(chǔ)藏過(guò)程中，隨著氧分壓的變化，CO2釋放量的曲線。請(qǐng)回答：（3）蘋(píng)果在儲(chǔ)藏過(guò)程中，最好選擇圖中___點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的氧分壓，原因是_______________________________________。（2）BC段表示__________________________

原因是______________________________氧分壓增大，無(wú)氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸又很弱隨著氧分壓增大，CO2的釋放量增大氧分壓增大，無(wú)氧呼吸逐漸減弱，有氧呼吸加強(qiáng)B在B點(diǎn)總呼吸強(qiáng)度最弱，有機(jī)物的消耗最少（4）無(wú)氧呼吸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，植物也會(huì)死亡

，原因是_______________________________________。無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精會(huì)使細(xì)胞的蛋白質(zhì)變性；無(wú)氧呼吸產(chǎn)生能量少1．右圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時(shí)，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是()。A.氧濃度為a時(shí)，最適于貯藏該植物器官B．氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C．氧濃度為c時(shí)，無(wú)氧呼吸最弱D．氧濃度為d時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸強(qiáng)度相等B2.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(huì)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.②③④A4.陸生植物不能長(zhǎng)期忍受無(wú)氧呼吸，這是因?yàn)棰佼a(chǎn)生的酒精對(duì)細(xì)胞有毒害②產(chǎn)生的乳酸對(duì)細(xì)胞有毒害③沒(méi)有專門的無(wú)氧呼吸結(jié)構(gòu)④產(chǎn)生的能量太少（）

A.①②B.②③C.③④D.①④D5.關(guān)于無(wú)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D6.一運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行長(zhǎng)跑訓(xùn)練，從他的大腿肌肉細(xì)胞中檢測(cè)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(shí)間（分）A.O2、CO2、乳酸B.乳酸、CO2、O2C.CO2、O2、乳酸D.CO2、乳酸、O27．經(jīng)測(cè)定，蠶豆種子在