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1、生物：新 5.3ATP的主要来源细胞呼吸课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成释放出能量并生成ATPATP的过程。的过程。二、细胞呼二、细胞呼 吸的方式吸的方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼吸：呼吸：机体与环境之间机体与环境之间O O2 2和和COCO
2、2 2交换的过程交换的过程。细胞呼吸也称呼吸作用细胞呼吸也称呼吸作用 是指是指有机物有机物在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解，生成，生成COCO2 2或其他物质，释放出能或其他物质，释放出能量并量并生成生成ATPATP的过程。的过程。呼吸和呼吸作用的区别呼吸和呼吸作用的区别问题探讨问题探讨1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？2.呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗？呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗？物质分解的过程、产物都想同，并且物质分解的过程、产物都想同，并且都能释放等量的能量都能释放等量的能量有。有。细胞呼吸是在温和的条件下进行
3、的；细胞呼吸是在温和的条件下进行的；能量的释放是在一系列的反应过程中逐能量的释放是在一系列的反应过程中逐 步释放的；步释放的；释放的能量部分的以热能的形式散失，释放的能量部分的以热能的形式散失，部分的转移贮存到部分的转移贮存到ATPATP中。中。三三.探究酵母菌探究酵母菌 细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式 酵母菌：单细胞真菌酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件下在有氧和无氧条件下都能生存。都能生存。科学探究步骤科学探究步骤提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果得出结论得出结论提出问题提出问题酵酵母母菌菌在在有有氧氧条条件件下下还还是是无无氧氧条条件件下下产
4、产生生 COCO2 2?如如果果都都能能产产生生，两两种种条条件件下下产产生生的的COCO2 2是是否否一一样样多？多？酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生酒精？酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生酒精？如如果果都都能能产产生生，两两种种条条件件下下产产生生的的酒酒精精是是否否一一样样多？多？作出假设作出假设酵母菌在无酵母菌在无(有有)氧条件产生酒精。氧条件产生酒精。酵母菌在无酵母菌在无(有有)氧条件下产生氧条件下产生CO2。酵母菌在无酵母菌在无(有有)氧条件下产生的酒精较多。氧条件下产生的酒精较多。酵母菌在有酵母菌在有(无无)氧条件下产生的氧条件下产生的CO2较多。较多。设计实验设计实验该实验的
5、自变量是？因变量是？无关变量呢？该实验的自变量是？因变量是？无关变量呢？如何检测是否有如何检测是否有CO2和酒精生成？和酒精生成？怎样创造有氧和无氧条件？怎样创造有氧和无氧条件？设计实验设计实验如何保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？如何保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？条件适宜（条件适宜（25253535，pH3.0-7.5pH3.0-7.5）给予充足的养料给予充足的养料（葡萄糖溶液）（葡萄糖溶液）设计实验设计实验因因变变量量无关无关变变量量自自变变量量其他其他其他其他变变变变量量量量氧气氧气的有无的有无CO2和酒精和酒精的生成的生成反反应应物的量、物的量、反反应时间应时间、pH、温度、温
6、度、酵母菌的活性酵母菌的活性设计实验设计实验CO2的检测：的检测：澄清的石灰水澄清的石灰水浑浊浑浊澄清澄清溴麝香草酚蓝溶液溴麝香草酚蓝溶液（BTB）蓝色蓝色绿色绿色黄色黄色酒精的检测酒精的检测重铬酸钾溶液重铬酸钾溶液橙色橙色灰绿色灰绿色设计实验设计实验酸性条件下酸性条件下有何应用？设计实验设计实验 如何创设有氧和无氧条件？如何创设有氧和无氧条件？A A组组酵母菌培养液酵母菌培养液NaOHNaOH溶液溶液澄清石灰水澄清石灰水或（或（BTB）吸收空吸收空气中的气中的COCO2 2，排，排除它对除它对实验的实验的干扰干扰验证酵验证酵母菌有母菌有氧呼吸氧呼吸是否产是否产生生CO2CO2该装置有没有需要
7、改进的地方该装置有没有需要改进的地方酵母菌培养液酵母菌培养液NaOHNaOH溶液溶液澄清石灰水澄清石灰水或（或（BTBBTB）澄清石灰水澄清石灰水或（或（BTBBTB）验证空气中验证空气中的的COCO2 2是否完是否完全被吸收全被吸收改进装置改进装置10%如何利用现有材料创设无氧条件？如何利用现有材料创设无氧条件？酵母菌溶液酵母菌溶液B B组组先封口放置一会先封口放置一会澄清石灰水澄清石灰水或（或（BTBBTB）进行实验进行实验实验材料：实验材料：酵母菌干粉、酵母菌干粉、5%5%葡萄糖溶液葡萄糖溶液 锥形瓶若干（锥形瓶若干（500mL500mL）、橡胶塞若干、打孔器、）、橡胶塞若干、打孔器、玻
8、璃管若干（有弯曲和直的）、橡胶管若干、小玻璃管若干（有弯曲和直的）、橡胶管若干、小型气泵、型气泵、10%10%NaOHNaOH溶液、大烧杯、温度计溶液、大烧杯、温度计 澄清石灰水、溴麝香草酚蓝溶液、酸性重铬酸钾澄清石灰水、溴麝香草酚蓝溶液、酸性重铬酸钾溶液溶液进行实验进行实验步骤一：配制酵母菌培养液步骤一：配制酵母菌培养液10g10g酵母菌酵母菌+240mL5%+240mL5%葡萄糖溶液葡萄糖溶液A A组组B B组组酵母菌培养液酵母菌培养液10%NaOH10%NaOH澄清石灰水澄清石灰水或（或（BTBBTB）酵母菌溶液酵母菌溶液B B组组澄清石灰水澄清石灰水或（或（BTBBTB）A A组组分析
9、结果分析结果CO2的检测：的检测：两组装置石灰水两组装置石灰水都变浑浊都变浑浊,说明说明 装置装置(A)(A)浑浊快且程度高浑浊快且程度高,说明说明都有都有COCO2 2产生产生有氧条件产生的有氧条件产生的COCO2 2多多如果用如果用BTB检测，结果会怎样？检测，结果会怎样？酒精的检测酒精的检测0.5mL0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液重铬酸钾的浓硫酸溶液12A组酵母菌培组酵母菌培养液养液2mLB组酵母菌组酵母菌培养液培养液2mL得出结论得出结论：酵母菌无氧呼吸可产生酒精酵母菌无氧呼吸可产生酒精（四）实验结果（四）实验结果1.CO1.CO2 2的放出情况：的放出情况：A A、B B两组都有两组
10、都有COCO2 2的产生，但的产生，但A A组产生的组产生的 CO CO2 2更多更多2.2.酒精产生的情况：酒精产生的情况：A A组没有酒精的产生，组没有酒精的产生，B B组产生了酒精。组产生了酒精。问题回顾问题回顾：1.1.呼吸作用的场所是？呼吸作用的场所是？主要是线粒体，还有细胞质基质主要是线粒体，还有细胞质基质2.2.线粒体的结构怎样？线粒体的结构怎样？双膜结构，内膜向内双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积）折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。吸作用有关的酶。有有氧
11、氧呼呼吸吸的的过过程程图图解解 四、有氧呼吸四、有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸过程过程有有氧氧呼呼吸吸三三个个阶阶段段的的比比较较（1 1）C C6 6H H1212O O6 6酶酶2CH2CH3 3COCOOH+COCOOH+4H4H+能量能量(2ATP2ATP)（2 2）2CH2CH3 3COCOOH+6HCOCOOH+6H2 2O O6CO6CO2 2+20H20H+能量能量(2ATP2ATP)酶酶（3 3）24H24H+6O+6O2 212H12H2 2O+O+能量能量(34ATP34ATP)酶酶1.1.能量：能量：都有能量的释放，但以第三阶段释都有能量的释放，但以第三阶段释 放的能量最多放
12、的能量最多 2.2.场所：场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶第一阶段在细胞质基质中，第二阶 段发生在线粒体基质中，第三阶段段发生在线粒体基质中，第三阶段 发生在线粒体内膜上。发生在线粒体内膜上。3.3.氧气：氧气：只有第三阶段才需要氧气，作用是只有第三阶段才需要氧气，作用是 氧化氧化H,H,生成水生成水 有氧呼吸的概念有氧呼吸的概念 细胞在氧气的参与下，通过多种酶的细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多许多ATPATP的过程。的过程。计算计算：1mol
13、1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj2870kj的能量，的能量，其中有其中有1161kj1161kj的能量被转移贮存到的能量被转移贮存到ATPATP中。那么，中。那么，1mol1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成葡萄糖通过有氧呼吸可形成_molmol的的ATPATP，其能量转换效率是其能量转换效率是_。3840.5%场所：场所：A A细胞质基质细胞质基质 b b线粒体基质线粒体基质 c c线粒体内膜线粒体内膜能量去向：能量去向：一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中总反应式：总反应式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细胞在
14、细胞在_的参与下，通过的参与下，通过_的催化作用，的催化作用，把把_等有机物等有机物_，产生，产生_和和_，释放，释放_,_,生成生成_的过程。的过程。C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+6H+6H2 2O+O+能量能量酶酶(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)氧氧多种酶多种酶葡萄糖葡萄糖COCO2 2H H2 2O O能量能量彻底氧化分解彻底氧化分解许多许多ATPATP3838个个ATPATP有氧呼吸小结有氧呼吸小结刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸
15、,为什么?苹果贮藏久了，为什么会有酒味散发出来？水稻被水淹没如何进行细胞呼吸？指细胞在无氧或缺氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解成为乙醇或乳酸等，同时释放出较少能量的过程。1、概念：我们把微生物的无氧呼吸也叫做发酵。五、无五、无 氧氧 呼呼 吸吸无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程葡葡 萄萄 糖糖丙丙 酮酮 酸酸H 少量能量少量能量少量能量少量能量 乙醇乙醇乙醇乙醇脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶 乳酸乳酸乳酸乳酸脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶酒精酒精+CO2乳酸乳酸酶酶 第一阶段：葡萄糖的初步分解第一阶段：葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+2ATP+2
16、ATP场所：细胞质基质场所：细胞质基质2C2C3 3H HO O（少量）（少量）第二阶段：丙酮酸不彻底分解第二阶段：丙酮酸不彻底分解C C3 3H HO O酶酶C C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量C C3 3H HO OC C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+COCO2 2+能量能量酶酶场所：细胞质基质场所：细胞质基质（少量）（少量）(少量）少量）1 1、酒精发酵：、酒精发酵：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2、乳酸发酵：、乳酸发酵：C C6 6H H1212O O6 62 2CHCH3 3CHCH2 2OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+
17、能量能量2 2C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+能量能量酶酶酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型问题思考问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？：无氧呼吸有何意义和危害？六、有氧呼吸与无氧呼吸的比较六、有氧呼吸与无氧呼吸的比较共共同同点点实质：实质：过程：过程：葡葡萄萄糖糖丙丙酮酮酸酸有氧有氧无氧无氧CO2+H2O+能量能量（大量）C C2 2H H3 3OH+COOH+CO
18、2 2+能量能量（少量）C C3 3H H6 6O O3 3+能量（少量）能量（少量）氧化分解有机物，释放能量氧化分解有机物，释放能量都有丙酮酸（中间产物）的生成都有丙酮酸（中间产物）的生成有氧呼吸和无氧呼吸的区别有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目比较项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼吸场所呼吸场所是否需氧是否需氧物质代谢物质代谢能量代谢能量代谢主要在线粒体内主要在线粒体内细胞质基质细胞质基质必需有氧的参与必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸氧能抑制无氧呼吸将有机物彻底分将有机物彻底分解成解成COCO2 2和和H H2 2O O有机物分解不彻底有机物分解不彻底,形成中间产物形成中间产物(酒精酒精或
19、乳酸）或乳酸）1mol2870 (kj)1161ATP热能热能(38mol)葡萄糖葡萄糖1mol葡萄糖葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)热能热能同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？知识总结知识总结呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼吸作呼吸作用类型用类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的氧化丙酮酸不丙酮酸不彻底分解彻底分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS1.1.1.1.场所场所场所场所3.3.3.3.物质变化物质变化物质变化物质变化4.4.4.
20、4.能量变化能量变化能量变化能量变化2.2.2.2.条件条件条件条件 七、影响呼吸作用的外界因素七、影响呼吸作用的外界因素 1.1.温度温度：温度通过影响酶的活性来影响：温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。呼吸速率。2.O2.O2 2的浓度：的浓度：在一定范围内，随在一定范围内，随O O2 2浓度的增大，有浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。O O2 2的存在抑制了无氧呼吸的进行。的存在抑制了无氧呼吸的进行。3CO3CO2 2浓度浓度过大抑制呼吸作用的进行过大抑制呼吸作用的
21、进行 八、细胞呼吸原理的应用八、细胞呼吸原理的应用1.在酿酒业上的应用：在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有先通气，让酵母菌进行有 氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其 发酵，产生酒精。发酵，产生酒精。2.在农业生产上：在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼中耕松土，促进根系的有氧呼 吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收3.在医学上：在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧 型细菌的繁殖型细菌的繁殖4.在物质的储存时：在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼控制氧气的浓度，抑
22、制其呼 吸作用，减少有机物的消耗。吸作用，减少有机物的消耗。课课 堂堂 练练 习习 1.1.有氧呼吸分三个阶段有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是三个阶段的共同特点是都有能量的释放都有能量的释放,但释放能量最多的是但释放能量最多的是_;_;在在线粒体中进行的是第线粒体中进行的是第_阶段阶段;第第_阶段需阶段需要要O O2,2,氧的作用是氧的作用是_;_;第第_阶段产生阶段产生HH最最多；丙酮酸是第多；丙酮酸是第_阶段的产物。阶段的产物。第三阶段第三阶段二、三二、三一一三三氧化氧化HH二二2.2.现有甲酵母菌进行有氧呼吸现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发乙酵母菌进行发 酵酵,若它们消耗
23、等量的葡萄糖若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出则它们放出COCO2 2 和吸收的和吸收的O O2 2之比是之比是 ()()A.3 A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3C3.3.下列下列5 5支试管中分别含有不同化学物质和活性支试管中分别含有不同化学物质和活性 酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产 生生COCO2 2的试管有的试管有 （）葡萄糖葡萄糖+已破裂的细胞已破裂的细胞 葡萄糖葡萄糖+线粒体线粒体 丙酮酸丙酮酸+线粒体线粒体 葡萄糖葡萄糖+细胞质基质（隔细胞质基质（隔 绝空气）绝空气）丙酮酸丙酮酸
24、+细胞质基质（隔绝空气）细胞质基质（隔绝空气）A.B.C.D.A.B.C.D.C 4.4.右图表示在储存蔬右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中菜、水果时，大气中O O2 2的的浓度对植物组织内浓度对植物组织内COCO2 2产产生的影响，试分析：生的影响，试分析：释释放放的的相相对对值值CO2 （1 1）A A点表示植物组织点表示植物组织释放释放COCO2 2较多，这些较多，这些COCO2 2是是_的产物。的产物。（2 2）由）由A A到到B B，CO CO2 2的释放量急剧减小，其原因的释放量急剧减小，其原因是是_。（3 3）由）由B B到到C C，CO CO2 2的释放量又不断增加，其主的释放
25、量又不断增加，其主要原因是要原因是_；到到C C点以点以后后COCO2 2的释放量不再增加，其主要原因是的释放量不再增加，其主要原因是_。随随O2的增加，无氧呼吸受到抑制的增加，无氧呼吸受到抑制随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强无氧呼吸无氧呼吸 受线粒体受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强数量限制，有氧呼吸不再加强5.5.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为 产生的酒精对细胞有毒害产生的酒精对细胞有毒害 产生的乳酸对产生的乳酸对 细胞有毒害细胞有毒害 没有专门的无氧呼吸结构没有专门的无氧呼吸结构 产生的能量太少产生的能量太少 （）
26、A.B.C.D.A.B.C.D.D6.6.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ()()A.A.不产生不产生COCO2 2 B.B.一定产生一定产生COCO2 2 C.C.不形成不形成ATP D.ATP D.物质氧化分解不彻底物质氧化分解不彻底D7.7.一运动员正在进行长跑训练，一运动员正在进行长跑训练，从他的大腿肌肉细胞中检测到从他的大腿肌肉细胞中检测到 3 3种化学物质种化学物质 ，其浓度变化如，其浓度变化如 右图所示，图中右图所示，图中 P P、Q Q、R R三曲三曲 线依次代表线依次代表 （）B锻炼时间（分）锻炼时间（分）A.O A.O2 2、COCO2 2、乳
27、酸、乳酸 B.B.乳酸、乳酸、COCO2 2、O O2 2 C.CO C.CO2 2、O O2 2、乳酸、乳酸 D.CO D.CO2 2、乳酸、乳酸、O O2 2 8.8.右图表示北方的一个右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着贮存白菜的地窖，随着O O2 2的的消耗，消耗，COCO2 2浓度变化的情况。浓度变化的情况。请据图回答：请据图回答：（1 1）A AB B段段O O2 2的消耗量很大，的消耗量很大，CO CO2 2浓度上升也浓度上升也很快，白菜在进行很快，白菜在进行_呼吸。呼吸。（2 2）段段O O2 2浓度接近，而浓度接近，而COCO2 2浓度仍在上浓度仍在上升，白菜在进行升，白菜在进行_呼吸。呼吸。（3 3）段段O O2 2浓度已很低，浓度已很低，CO CO2 2浓度几乎不浓度几乎不上升，原因是上升，原因是_有氧有氧无氧无氧 氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍处于抑制状态而无氧呼吸仍处于抑制状态 （4 4）从哪点开始，）从哪点开始，O O2 2浓度的高低成为限制有氧浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素？呼吸的因素？_ （5 5）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把地窖的氧气控制在地窖的氧气控制在_段范围内。段范围内。B点点 B CB C