-ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸課件

生命活動(dòng)需要能量ATPATPADPPi能量能量Pi酶酶合成ATP時(shí)能量的來源有哪些？第3節(jié)ATP的主要來源

——細(xì)胞呼吸教學(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(diǎn)。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。

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)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。發(fā)生場(chǎng)所：分解底物：呼吸產(chǎn)物：反應(yīng)類型：能量變化：一、細(xì)胞呼吸生活細(xì)胞內(nèi)生物體內(nèi)的有機(jī)物，糖類，脂質(zhì)，蛋白質(zhì)二氧化碳和水或者其他產(chǎn)物氧化分解（生物氧化）有機(jī)物中的化學(xué)能釋放，生成ATP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。（又叫生物氧化）發(fā)生場(chǎng)所：生活細(xì)胞內(nèi)分解底物：生物體內(nèi)的有機(jī)物，糖類，脂質(zhì)，蛋白質(zhì)呼吸產(chǎn)物：二氧化碳和水或者其他產(chǎn)物反應(yīng)類型：氧化分解（生物氧化）能量變化：有機(jī)物中的化學(xué)能釋放，生成ATP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(diǎn)?不同點(diǎn)：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——？相同點(diǎn)：都能分解物質(zhì)，釋放能量。無機(jī)物+2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。問題探討3.在無氧條件下，細(xì)胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？4.呼吸作用和呼吸有什么不同？在無氧條件下，細(xì)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。

細(xì)胞呼吸VS呼吸細(xì)胞內(nèi)

+糖類+水能量O2O2肺通氣（呼吸的現(xiàn)象）呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2氣體運(yùn)輸+CO2細(xì)胞呼吸（呼吸的本質(zhì)）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(chǎng)所：線粒體1、有氧呼吸2、無氧呼吸（1）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(shí)釋放出少量能量，生成少量ATP的過程。1.蘋果儲(chǔ)存久了，會(huì)有什么氣味散發(fā)出來？2.劇烈運(yùn)動(dòng)后上肢和下肢骨骼肌會(huì)產(chǎn)生什么感覺？

？（2）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)3、有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點(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（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(cè)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)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)材料—酵母菌：

酵母菌是異養(yǎng)兼性厭氧型生物，培養(yǎng)時(shí)必須提供有機(jī)物。課本P91酵母菌培養(yǎng)液配制成

＋葡萄糖溶液?jiǎn)渭?xì)胞真菌屬真核生物細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)

酵母菌實(shí)驗(yàn)原理酵母菌通過細(xì)胞呼吸可產(chǎn)生酒精。酵母菌通過細(xì)胞呼吸可產(chǎn)生二氧化碳。澄清石灰水和或溴麝香草酚藍(lán)水溶液可用于檢測(cè)CO2。橙色重鉻酸鉀在酸性條件下，可用于檢測(cè)酒精（灰綠色）。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：提出問題：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：酵母菌在什么條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精?酵母菌在不同條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多?酵母菌在無氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的CO2比無氧條件多探究實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：控制有氧和無氧的條件是否有酒精產(chǎn)生的?是否有CO2產(chǎn)生？比較CO2多少的方法保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中正常生活的方法——通氣或密封瓶口放置一段時(shí)間——酸性條件下酒精與重鉻酸鉀溶液進(jìn)行反應(yīng)——通入石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液——石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液顏色變化時(shí)間——葡萄糖溶液培養(yǎng)、適宜的溫度、pH、空氣自變量因變量無關(guān)變量第一步：配制酵母菌培養(yǎng)液。第二步：用A、B兩個(gè)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(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：有氧裝置中，第三個(gè)錐形瓶：石灰水混濁程度高溴麝香草酚藍(lán)變色時(shí)間短無氧裝置中，第二個(gè)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(shí)間長(zhǎng)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CO21、為生物體的生命活動(dòng)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+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(shí)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(chǔ)藏和果蔬保鮮

4.運(yùn)動(dòng)與損傷護(hù)理應(yīng)用拓展:通過本節(jié)學(xué)習(xí)，你能否總結(jié)出哪些條件會(huì)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、溫度（影響呼吸酶的活性）2、水（在一定的范圍內(nèi)，含水量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)）3、氧氣（O2直接影響呼吸速率和呼吸的性質(zhì)。）4、二氧化碳含量（CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞呼吸有抑制作用。）

1、呼吸速率與溫度的關(guān)系(如圖)

最適溫度時(shí)，細(xì)胞呼吸最強(qiáng)；超過最適溫度呼吸酶活性降低，甚至變性失活，呼吸受抑制；低于最適溫度時(shí)，酶活性下降，呼吸受抑制。生產(chǎn)上，常利用這一原理在低溫下儲(chǔ)存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當(dāng)降溫，可降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，提高作物產(chǎn)量。2、呼吸速率與O2濃度的關(guān)系(如圖)

O2濃度為0時(shí)，只進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以下時(shí)，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸；濃度為10%以上時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。生產(chǎn)中，常利用降低氧的濃度能夠抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物消耗這一原理來延長(zhǎng)蔬菜、水果的保鮮時(shí)間。3、呼吸速率與含水量的關(guān)系(如圖)在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。在作物種子的儲(chǔ)藏時(shí)，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。

【特別提醒】種子和蔬菜、水果的儲(chǔ)藏都應(yīng)在低溫、低氧情況下，不同的是種子還應(yīng)保持干燥，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定的濕度。四、細(xì)胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進(jìn)行無氧呼吸。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O2%CO2釋放量有氧呼吸無氧呼吸ABCDCO2的總量510152025A點(diǎn)AC段C點(diǎn)以后B點(diǎn)表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等（CO2釋放量表示)D點(diǎn)O2濃度超過一定值（10%）以上時(shí)，無氧呼吸消失。說明有O2存在時(shí)，無氧呼吸受到抑制。1.（1）標(biāo)號(hào)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(gè)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)2、人體內(nèi)代謝終產(chǎn)物CO2形成的主要場(chǎng)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(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)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A4、一運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行長(zhǎng)跑鍛練，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測(cè)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、O25.右圖是種子萌發(fā)成幼苗時(shí)糖類含量的變化，請(qǐng)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(diǎn)之前含量增加，葡萄糖的來源是___________。（3）在B點(diǎn)后淀粉含量開始增加，其原因是_______________________________。萌發(fā)時(shí)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6.如圖所示的曲線，表示的是一個(gè)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(qǐng)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(zhǎng)時(shí)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

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(yàn)：探究性分析：

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(chǎng)所在何處？B（通入空氣）NaOH溶液澄清石灰水

（實(shí)驗(yàn)操作）A瓶

（實(shí)驗(yàn)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

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(chǎng)所以及其分解產(chǎn)物？（實(shí)驗(yàn)操作）A瓶加入

（實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作）A瓶加入

（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）上清液和葡萄糖石灰水無變化，A瓶中檢測(cè)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(chǎng)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(jì)，發(fā)現(xiàn)在前面的實(shí)驗(yàn)過程中，如果發(fā)生了相應(yīng)的化學(xué)變化，溫度計(jì)的溫度都會(huì)有一定程度的上升。分析上述材料，溫度計(jì)溫度上升的可能原因是什么？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(chǔ)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(diǎn)？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(huì)使酸化的的重鉻酸鉀（橙色）變成灰綠色有氧呼吸裝置：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(gè)錐形瓶：第二個(gè)錐形瓶：第三個(gè)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(shí)間后，再與第二個(gè)錐形瓶連接。（使酵母菌消耗瓶?jī)?nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境）第一個(gè)錐形瓶：第二個(gè)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(shí)間長(zhǎng)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(shí)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）實(shí)驗(yàn)開始：A裝置（35°C)實(shí)驗(yàn)開始：B裝置（35°C)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3小時(shí)A裝置（35°C)B裝置（35°C)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3小時(shí)A裝置（35°C)B裝置（35°C)溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇CO2的變色過程用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)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線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴想一想：為什么線粒體是主要場(chǎng)所？思考：學(xué)案P70突破一1葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

4[H]6H2OO26O26CO220[H]6O212H2O2ATP2ATP34ATP細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶6O2線粒體酶4[H]酶閱讀教材P93—94及圖5--9思考討論：1.CO2和H2O分別在哪個(gè)階段生成？

2.O2在哪個(gè)階段參與反應(yīng)？

3.產(chǎn)生能量的階段是？產(chǎn)生大量能量的階段是？4.寫出總反應(yīng)方程式：5.產(chǎn)物H2O和CO2中的O來自葡萄糖還是氧氣？

C6H12O62

丙酮酸酶少量能量

4[H]+6H2O酶20[H]2ATP6CO2+少量能量有氧呼吸的全過程+6O2酶12H2O+大量能量ADP+Pi2ATPADP+Pi34ATPADP+Pi酶酶酶24[H]第一階段第二階段第三階段場(chǎng)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(gè)階段丙酮酸和水CO2和[H]少量否[H]和O2H2O大量是特點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和，多步反應(yīng)，逐步放能。請(qǐng)計(jì)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(chǔ)存在ATP40.5％1709kJ以熱量散失59.5％能使多少個(gè)ADP轉(zhuǎn)化為ATP？38mol葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

4[H]少量能量O2酒精

2C2H5OH酶1

2C3H6O3乳酸

酶2

2CO2酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2ATPADP+