第五章第三節(jié)ATP的主要來源細(xì)胞呼吸()

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸第一頁，共四十八頁。教學(xué)目標(biāo)：1．說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2．說出有氧呼吸與無氧呼吸的異同點。3．說出細(xì)胞呼吸原理，在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用?4.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。第二頁，共四十八頁。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：葡萄糖是如何轉(zhuǎn)化為生命活動所需要的直接能源ATP的呢？第三頁，共四十八頁。拉瓦錫(A．L．Lavoisier)的研究體外：物質(zhì)熱能+O2燃燒有機(jī)物能量+O2分解體內(nèi)：CO2+H2O+細(xì)胞呼吸問題探論：I．呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么異同點?不同點：物質(zhì)的體外燃燒——高溫、反應(yīng)劇烈、能量迅速全部釋放。物質(zhì)的體內(nèi)分解——溫和的不劇烈。相同點：都能分解物質(zhì)，釋放能量。無機(jī)物+第四頁，共四十八頁。一、細(xì)胞呼吸的概念

生物體內(nèi)糖類、脂類和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在活細(xì)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，生成ATP的總過程，叫做細(xì)胞呼吸，又稱為呼吸作用。第五頁，共四十八頁。細(xì)胞呼吸一定需要氧氣嗎？（一）探究酵母菌呼吸的方式酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，屬真核生物。在有氧氣和無氧氣的條件下都能生存，屬于兼性厭氧型生物。通過定性測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，可以確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。二、細(xì)胞呼吸的方式第六頁，共四十八頁。實驗的原理1.酵母菌可以利用培養(yǎng)液中的葡萄糖氧化分解形成ATP2.實驗過程中形成的CO2可以用澄清的石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液來檢驗。CO2+澄清的石灰水變渾濁CO2+溴麝香草酚藍(lán)水溶液有藍(lán)色變?yōu)辄S色3.酒精可以使酸化的重鉻酸鉀（橙色）變?yōu)榛揖G色第七頁，共四十八頁。第一步：配制酵母菌培養(yǎng)液。第二步：用A、B兩個錐形瓶裝入配制好的等量酵母菌培養(yǎng)液。第三步：按圖裝置連接。進(jìn)行實驗：第八頁，共四十八頁。實驗：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：有氧裝置中，第三個錐形瓶：石灰水混濁程度高溴麝香草酚藍(lán)變色時間短無氧裝置中，第二個錐形瓶：酵母菌濾液：加入重鉻酸鉀，顏色仍為橙色石灰水混濁程度低溴麝香草酚藍(lán)變色時間長酵母菌濾液：加入重鉻酸鉀，顏色變?yōu)榛揖G色在無氧條件下酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2第九頁，共四十八頁。C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶

有氧呼吸是細(xì)胞在有氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)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。（二）、細(xì)胞呼吸的方式：有氧呼吸、無氧呼吸（2）有氧呼吸全過程：（3）反應(yīng)式：（4）、概念：（1）主要場所：線粒體1、有氧呼吸第十頁，共四十八頁。2、無氧呼吸（2）過程：（3）反應(yīng)式：（4）概念：

細(xì)胞在缺氧的條件下，通過多種酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物分解成尚未徹底氧化的產(chǎn)物，同時釋放出少量能量，生成少量ATP的過程。1.蘋果儲存久了，會有什么氣味散發(fā)出來？2.劇烈運(yùn)動后上肢和下肢骨骼肌會產(chǎn)生什么感覺？

（1）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)反應(yīng)的條件：無氧環(huán)境第十一頁，共四十八頁。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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧氣、多種酶不需氧氣、需多種酶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第十二頁，共四十八頁。1、為生物體的生命活動提供能量。2、為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。三、細(xì)胞呼吸的意義與應(yīng)用意義應(yīng)用閱讀“教材”P95討論并回答谷氨酸＋丙酮酸α-酮戊二酸＋丙氨酸GPT光能葉綠體6CO2+12H2OC6H12O6+6O2

6H2O+第十三頁，共四十八頁。細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應(yīng)用。

1.發(fā)酵技術(shù)2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3.糧食儲藏和果蔬保鮮4.運(yùn)動與損傷護(hù)理應(yīng)用第十四頁，共四十八頁。拓展:通過本節(jié)學(xué)習(xí)，你能否總結(jié)出哪些條件會影響細(xì)胞呼吸的速率？

四、影響呼吸作用的因素及應(yīng)用1.內(nèi)因（1）不同種類的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。（2）同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同，如幼苗期、開花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。第十五頁，共四十八頁。2.外因（1）溫度：通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。與溫度影響酶催化效率的曲線特征一致。如圖所示：生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，來降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。第十六頁，共四十八頁。（2）O2濃度①對于無氧呼吸：隨氧氣濃度增加而受抑制，氧氣濃度越高，抑制作用越強(qiáng)，氧氣濃度達(dá)到一定值時，被完全抑制。如圖所示：第十七頁，共四十八頁。②對于有氧呼吸：氧氣是有氧呼吸的原料之一，在一定范圍內(nèi)，隨著氧氣濃度的增加，有氧呼吸速率增強(qiáng)，但當(dāng)氧氣濃度增加到一定值時，有氧呼吸速率不再增加。如圖所示：第十八頁，共四十八頁。③絕大多數(shù)植物的非綠色器官或酵母菌的呼吸速率受氧氣濃度的影響。如圖所示：第十九頁，共四十八頁。除了溫度、氧氣外，二氧化碳對有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影響呼吸作用，在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而增加。第二十頁，共四十八頁。1.（1）標(biāo)號①至⑥是

1分子葡萄糖ATP2分子①②④⑤CATP⑥ATPAB

③①丙酮酸②[H]③[H]④O2

⑤H2O⑥CO2+H2O三個階段中不同化學(xué)反應(yīng)所需的酶（2）.圖中的英文字母A、B、C表示：鞏固練習(xí)第二十一頁，共四十八頁。2、人體內(nèi)代謝終產(chǎn)物CO2形成的主要場所是（）。A、血漿內(nèi)B、線粒體C、肺泡D、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B3、蔬菜和水果長時間儲藏、保鮮所需要的條件為（）A．低溫、干燥、低氧B．低溫、濕度適中、低氧C．高溫、干燥、高氧 D．高溫、濕度適中、高氧A第二十二頁，共四十八頁。4、一運(yùn)動員正在進(jìn)行長跑鍛練，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測到3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如下圖。圖中P、Q、R三曲線依次代表

A、O2、CO2、乳酸B、乳酸、CO2、O2C、CO2、O2、乳酸D、CO2、乳酸、O2第二十三頁，共四十八頁。5.右圖是種子萌發(fā)成幼苗時糖類含量的變化，請據(jù)圖回答：（l）導(dǎo)致AB段淀粉下降的原因是___________________________。（2）葡萄糖在D點之前含量增加，葡萄糖的來源是___________。（3）在B點后淀粉含量開始增加，其原因是_______________________________。萌發(fā)時呼吸旺盛，淀粉分解，為萌發(fā)提供物質(zhì)和能量淀粉的水解

幼苗開始進(jìn)行光合作用產(chǎn)物為淀粉第二十四頁，共四十八頁。6.如圖所示的曲線，表示的是一個貯藏白菜的地窖，隨著氧氣的消耗，二氧化碳濃度變化的情況。請回答：(1)A—B段O2的消耗量很大，CO2濃度上升也很快，白菜在進(jìn)行___________呼吸。(2)C—D段O2濃度接近于0，而CO2濃度仍在上升，白菜在進(jìn)行___________呼吸。(3)B—C段O2濃度已很低，CO2濃度幾乎不上升，原因是______________。

。(4)為了有益較長時間地貯藏大白菜，應(yīng)把地窖里的O2濃度控制在__________段范圍內(nèi)。有氧

無氧

有氧呼吸進(jìn)行得很慢而無氧呼吸尚被氧氣所抑制Ｂ—Ｃ

第二十五頁，共四十八頁。將酵母菌細(xì)胞進(jìn)行研磨，得到細(xì)胞研磨液勻漿。將其中一部分勻漿進(jìn)行離心，得到上清液（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀，從沉淀中分離出線粒體，再分別進(jìn)行下列試驗：探究性分析：第二十六頁，共四十八頁。

注：上清液（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）根據(jù)上述材料，你認(rèn)為有氧呼吸的場所在何處？B（通入空氣）NaOH溶液澄清石灰水（實驗操作）A瓶（實驗現(xiàn)象）B瓶加入勻漿和葡萄糖變渾濁只加入上清液（或線粒體）和葡萄糖沒有變渾濁加入上清液、線粒體和葡萄糖變渾濁第二十七頁，共四十八頁。

注：上清液（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）分析上述材料，找出分解葡萄糖的場所以及其分解產(chǎn)物？（實驗操作）A瓶加入（實驗現(xiàn)象）上清液、丙酮酸和[H]不渾濁，且A瓶中無其它物質(zhì)生成線粒體、丙酮酸和[H]變渾濁線粒體、丙酮酸變渾濁（實驗操作）A瓶加入（實驗現(xiàn)象）上清液和葡萄糖石灰水無變化，A瓶中檢測到丙酮酸和[H]線粒體和葡萄糖石灰水無變化葡萄糖沒有被分解B（通入空氣）NaOH溶液澄清石灰水分析上述材料，找出第一階段產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)的的場所、利用的物質(zhì)以及其部分分解產(chǎn)物？

如在A瓶插一根溫度計，發(fā)現(xiàn)在前面的實驗過程中，如果發(fā)生了相應(yīng)的化學(xué)變化，溫度計的溫度都會有一定程度的上升。分析上述材料，溫度計溫度上升的可能原因是什么？第二十八頁，共四十八頁。通過有氧呼吸，1mol的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳和水，釋放出2870KJ的能量，其中1161KJ儲存ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。

有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是多少？它與有機(jī)物的體外燃燒有什么不同的特點？第二十九頁，共四十八頁。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（通入空氣）無氧酒精會使酸化的的重鉻酸鉀（橙色）變成灰綠色第三十頁，共四十八頁。有氧呼吸裝置：無氧呼吸裝置：10％NaOH溶液吸收通入空氣中的CO2（避免影響產(chǎn)生的CO2含量的結(jié)果）葡萄糖溶液＋酵母菌（培養(yǎng)酵母菌）第一個錐形瓶：第二個錐形瓶：第三個錐形瓶：澄清的石灰水根據(jù)混濁程度進(jìn)行比較CO2的產(chǎn)生量橡皮球、氣泵（保持通入空氣）葡萄糖溶液＋酵母菌封口放置一段時間后，再與第二個錐形瓶連接。（使酵母菌消耗瓶內(nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境）第一個錐形瓶：第二個錐形瓶：或者溴麝香草酚藍(lán)水溶液根據(jù)溶液顏色的變化時間長短比較澄清的石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液根據(jù)混濁程度、顏色的變化時間進(jìn)行比較CO2的產(chǎn)生量酵母菌培養(yǎng)液的濾液＋溶有重鉻酸鉀的濃硫酸（橙色）（灰綠色）（橙色）第三十一頁，共四十八頁。實驗開始：A裝置（35°C)實驗開始：B裝置（35°C)第三十二頁，共四十八頁。實驗進(jìn)行3小時A裝置（35°C)B裝置（35°C)第三十三頁，共四十八頁。實驗進(jìn)行3小時A裝置（35°C)B裝置（35°C)第三十四頁，共四十八頁。溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇CO2的變色過程A裝置第三十五頁，共四十八頁。用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+A裝置的酵母菌濾液+B裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色第三十六頁，共四十八頁。線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴第三十七頁，共四十八頁。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]H2OO2O2CO2[H]O2H2O少量ATP少量ATP大量ATP細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶O2線粒體酶[H]酶第三十八頁，共四十八頁。第一階段第二階段第三階段場所反應(yīng)物生成物產(chǎn)生ATP數(shù)量是否需氧細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜葡萄糖丙酮酸和[H]少量否有氧呼吸的三個階段丙酮酸和水CO2和[H]少量否[H]和O2H2O大量是特點：反應(yīng)條件溫和，多步反應(yīng)，逐步放能。請計算有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率：1mol的葡萄糖徹底氧化分解，共釋放2870kJ1161kJ儲存在ATP40.5％1709kJ以熱量散失59.5％能使多少個ADP轉(zhuǎn)化為ATP？38mol第三十九頁，共四十八頁。過程特點：1.第一步在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，第二、三步在線粒體中進(jìn)行。2.每一步都產(chǎn)生ATP，但第三步產(chǎn)生的ATP最多。3.第一、二步均產(chǎn)生還原性的氫，在第三步中全被消耗。4.有氧呼吸只在第三步才需要O25.在有氧呼吸的過程中吸收的O2與釋放的CO2量相等。6.吸收的O2反應(yīng)后氧元素全部到到了生成物中的H2O第四十頁，共四十八頁。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]ATPO2酒精

C2H5OH酶1

C3H6O3乳酸

酶2

CO2酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第四十一頁，共四十八頁。第一階段第二階段場所反應(yīng)物生成物產(chǎn)生ATP數(shù)量是否需氧細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸和[H]少量否無氧呼吸的兩個階段丙酮酸酒精+CO2無否特點：反應(yīng)條件溫和，分步反應(yīng)，逐步放能。請計算無氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率：1mol葡萄糖不徹底氧化分解生成乳酸，共釋放196.65kJ61.08