5.3ATP的主要来源-细胞呼吸课件2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1(共59张PPT)

(共59张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要来源-细胞呼吸
人教版必修1
第3节 ATP的主要来源-细胞呼吸
呼吸：
人和其他动物吸入氧气，呼出二氧化碳的过程。是一种宏观的机体与外界环境之间气体交换的过程。
呼吸=呼吸作用
？
1、氧气经过了那些结构，穿过了多少层生物膜？
2、氧气进入线粒体，参与了什么反应？有何意义？
一、细胞呼吸（呼吸作用）的概念
指的是 在细胞内经过一系列的 ，生成 或其他产物，释放出 并生成 的过程。
有机物
氧化分解
CO2
能量
ATP
有机物 CO2(或其他产物)+能量
氧化分解
⒈呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？
问题探讨
⒉呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那样剧烈吗？
⒊在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？举例说明。
都是氧化分解过程；都释放能量并产生CO2
不能
能通过无氧呼吸释放能量，如蛔虫等
细胞呼吸（氧化分解反应）
有氧呼吸
无氧呼吸
绝大多数生物的主要呼吸方式
二、细胞呼吸的方式
什么是有氧呼吸？
葡萄糖+O2 CO2+H2O+能量
酶
细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把 等有机物 ，产生 ，同时释放 的过程。
氧气
酶
葡萄糖
彻底氧化分解
大量能量
二氧化碳和水
细胞内
+ 有机物
+ 水
CO2
能 量
有氧呼吸作用（本质）
呼吸和有氧呼吸作用
O2
O2
呼吸（现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
CO2
气体运输
+
酶
外膜
内膜
基质
嵴
（一）、有氧呼吸
1、场所：
细胞质基质、线粒体（主要）
细胞质基质、线粒体的内膜和基质上含有许多与呼吸作用相关的酶。
2、有氧呼吸最常利用的物质是________
葡萄糖
C6H12O6(葡萄糖)
酶
[H]
丙酮酸
少量能量
少量能量
CO2
H2O
酶
[H]
O2
H2O
酶
大量能量
有氧呼吸的过程
细胞质基质
线粒体
第一阶段
第二阶段
第三阶段
葡萄糖
丙酮酸
酶
能量
[H]
细
胞
质
基
质
[H]
水
能量
二氧化碳
O2
能量
水
线
粒
体
基
质
线粒体
内膜
产生[H]、水、能量的阶段分别是：
酶
酶
有氧呼吸的三个阶段
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH +4 [H] + 2 ATP
（丙酮酸）
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20 [H] + 2 ATP
场所：线粒体基质
②
2CH3COCOOH
（丙酮酸）
[H]的氧化
酶
12H2O + 34 ATP
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
[H]、O2
线粒体基质
丙酮酸、H2O
[H]、CO2
少量
线粒体内膜
H2O
大量
C6H12O6 + 6H2O +6O2
酶
6 CO2
+ 12H2O
+能量
上述反应生成物中的CO2和H2O 中的O分别来自反应物中的什么物质
思考
能量
热能(散失)
可转移的能量
ADP＋Pi
ATP
1161kJ
2870kJ
1mol葡萄糖
1709kJ
能量的利用率：
1161/2870×100％=40％
ATP: 1161/30.54 = 38mol
C6H12O6 + 6H2O +6O2
酶
6 CO2
+ 12H2O
+38molATP
①场所：
A细胞质基质 B线粒体基质C线粒体内膜
②能量去向：
一部分以热能形式散失
另一部分转移到ATP中　
③总反应式：
④有氧呼吸概念：
细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。
C6H12O6+6O2 6CO2+ 6H2O +能量
酶
(1709kJ/mol,约60%)
(1161kJ/mol,约40%)
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
许多ATP
38个ATP
有氧呼吸小结
课堂巩固
1、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
①产生CO2的阶段（　　）
②产生H2O的阶段（　　）
③氧气参与的阶段（　　）
④产生[H]的阶段（ 　 　　　）
⑤产生能量最多的阶段（　　）
二
三
三
一、二
三
2、有氧呼吸第一、二阶段的共同产物是[ ]
A．CO2、ATP B．[H]、ATP、O2
C．[H]、ATP D．[H]、ATP、CO2
C
3、有氧呼吸最常用的物质是
A、淀粉 B、糖原 C、葡萄糖 D、ATP
C
4、酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2的场所是
A、细胞质基质 B、核糖体
C、线粒体 D、叶绿体
C
5、呼吸过程中能产生ATP的场所有
A 细胞质基质 B 线粒体基质
C 线粒体内膜 D 核糖体
ABC
6、让一只小白鼠吸入18O2，该白鼠体内最先出现18O的化合物是( )
A、二氧化碳
B、水
C、丙酮酸
D、ATP
B
解析：氧气仅在第三阶段参与反应，所以生成的H2O中的“O”来自O2
什么是无氧呼吸？
葡萄糖 不彻底氧化产物 +能量
酶
一般是指细胞在 的条件下，通过 的催化作用，把 等有机物分解为 ，同时释放 的过程。
无氧
酶
葡萄糖
不彻底氧化产物
少量能量
(二）、无氧呼吸的过程
葡 萄 糖
丙 酮 酸
[H]
少量能量
乙醇
脱氢酶
乳酸
脱氢酶
酒精 + CO2
乳酸
酶
细
胞
质
基
质
此过程产生乙醇和CO2
（2molATP）
C6H12O6
酶
2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量
（酵母菌、大多数的植物）
人和高等动物骨骼肌缺氧状态、成熟红细胞；
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
玉米胚、马铃薯块茎、甜菜的块根等；
乳酸菌
此过程不产生CO2
（2molATP）
1、 C6H12O6
酶
2、 C6H12O6
2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量
2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
（酵母菌、大多数的植物）
（乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞）
无氧呼吸总反应式
同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
发酵
微生物的无氧呼吸
（酒精发酵、乳酸发酵）
无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
三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系：
第一阶段完全相同
第一阶段
第二阶段
无氧呼吸的第一、二阶段都在细胞质基质中进行
第二、三阶段
C6H12O6
酶
2C3H6O3 +196.65KJ
61.08KJ
C6H12O6 +6H2O+6O2
酶
12H2O+6CO2+2870KJ
1161KJ
38ATP
2ATP
19︰1
能量比较：
1mol葡萄糖在有氧和无氧条件下分解释放的能量比较
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 条件
场所
产物
释放能量
需O2 ，需酶
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
CO2、 H2O
酒精和CO2或乳酸
较多
较少
第一阶段是相同的（葡萄糖生成丙酮酸，产生少量能量和[H]）
分解有机物、释放能量的过程
相同点
过程
实质
不需O2，需酶
总反应式：
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
细胞质基质
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 +少量能量
酶
（2molATP）
（2molATP）
C6H12O6 + 6H2O +6O2
酶
6CO2
+ 12H2O＋大量能量
（38molATP）
知识总结
呼吸作用的概念
呼吸作用类型
有氧呼吸
无氧呼吸
呼
吸
作
用
葡萄糖的初步分解
丙酮酸彻底分解
[H]的氧化
丙酮酸不彻底分解
乳酸发酵
酒精发酵
葡萄糖的初步分解
VS
1、场所
3、物质变化
4、能量变化
2、条件
四、影响呼吸作用的因素及在农业上的应用
1、温度：主要是影响酶的活性
应用：蔬菜和水果储存应降温；
大棚栽培植物有昼夜温差
2、氧气：直接影响呼吸速率和呼吸性质。
氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用
应用：
蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低点。
施肥后，中耕松土，提高肥效
4、水：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强
3、二氧化碳：使呼吸酶活性下降；
在CO2浓度上升到1—10%以上时呼吸作用明显被抑制
应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜
应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用
粮食储藏
粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。
果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。
农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。
五、实验
细胞质基质
线粒体
细胞质基质
线粒体
葡萄糖
葡萄糖
现象：不发光 发光
细胞质基质
首先把葡萄糖分解的场所是细胞质基质
甜酒
淀粉
酵母菌
葡萄糖
酵母菌
细胞呼吸
酒精+CO2+水
探究
酵母菌细胞呼吸的方式
设计实验
酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）
提出问题
进行实验
验证假设、形成结论
CO2
有氧
产生
无氧
CO2和酒精
产生
作出假设
3.设计实验
实验思路？
分析变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
影响实验结果的可变因素
酒精、CO2
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄
酒精的检测：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 橙色→灰绿色
思考: 有氧和无氧条件下CO2和酒精产生的量的多少如何判断？
材料用具
500 ml的锥形瓶，玻璃弯管，带孔的橡胶塞，气泵等
酵母粉，石灰水，3％的葡萄糖溶液，重铬酸钾溶液（用于检测酒精）
对比实验
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验
初 始
相同时间后
有氧装置
无氧装置
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
+有氧装置的酵母菌滤液
+无氧装置的酵母菌滤液
灰绿色
不变灰绿色
4.进行试验
实验现象：
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊／快
无变化
变混浊／慢
出现灰绿色
5.分析结果得出结论
酵母菌
有氧条件下产生大量CO2
无氧条件下产生酒精和少量CO2
呼吸作用的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
探究：如何改进装置可以知道不是空气中的二氧化碳在起作用呢？
再探究
有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？
葡萄糖
水溶液
葡萄糖
水溶液
1、下列反应中，消耗1摩尔葡萄糖产生ATP最多的是
A、有氧呼吸 B、无氧呼吸
C、乳酸发酵 D、酒精发酵
A
2、长期生活在高原地区的人，一般情况下所需能量主要来自于（ ）
A、有氧呼吸 B、有氧呼吸或无氧呼吸
C、无氧呼吸 D、有氧呼吸和无氧呼吸
A
3、下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点,不正确的是
A.都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程
B.都有有机物的氧化分解
C.都有能量释放,并有ATP的生成
D.分解产物中都有CO2
4、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是
A、分解有机物 B、释放能量
C、需要酶催化 D、有机物分解不彻底
6、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是
A、根细胞吸收水分过多
B、营养缺乏
C、光合作用强度不够
D、细胞有氧呼吸受阻
D
5、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，能适当延长保鲜时间的原因是
A、光合作用减弱 B、促进了物质分解
C、呼吸作用减弱 D、呼吸作用加强
C
7.甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，则它们产生的ATP的量之比是（ ）
A 1∶19 B 10∶1
C 1∶10 D 19∶1
产生的CO2的量是( )
A 2∶3 　　 B 3∶2
Ｃ 3∶1 　　　 D 1∶3
C
D
8、生物进行无氧呼吸和有氧呼吸都曾产生的化合物是（ ）
A、乳酸 B、二氧化碳 C、酒精 D、丙酮酸
D
9、把小白鼠和青蛙从25℃的室温中移至5℃的环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化（ ）
A、两种动物的耗氧量都减少
B、两种动物的耗氧量都增加
C、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加
D、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少
C
C6H12O6 + H2O + O2
酶
CO2
+ H2O＋
mol
ATP
6
38
12
6
6
10、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸的氧原子，18O转移的途径（ ）
A 葡萄糖 - 丙酮酸 -水
B 葡萄糖 - 丙酮酸-氧
C 葡萄糖 - 氧 - 水
D 葡萄糖 -丙酮酸- 二氧化碳
D
巩 固 练 习
右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响,
试据图回答:
(1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是 的产物。
(2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是
。
(3)由B到C, CO2的释放量又不断增加,其主要原因是
。
(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果,
贮藏室内的氧气应调节到图中的
哪一点所对应的浓度
采取这一措施的理由是_________ _____________ _。
A
无氧呼吸
氧气增加，无氧呼吸受抑制
氧气充足时，有氧呼吸加强，释放CO2量增多
B点所对应的浓度。
这时有氧呼吸明显降低，同时又抑制无氧呼吸，
糖类等有机物分解得最慢。
丙酮酸
葡萄糖
少量能量
H2O
CO2
少量能量
[H]
O2
H2O
大量能量
复
习
回
顾
有氧呼吸过程的图解
[H]
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释放能量
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖
丙酮酸 H2O
[H]
O2
丙酮酸少量[H]
CO2
大量[H]
少量
有氧呼吸三个阶段的比较
少量
H2O
大量
C6H12O6
能量（少）
2丙酮酸（2CH3COCOOH）
[H]
2C2H5OH（酒精）
+2CO2
酶
酶
2C3H6O3(乳酸)
酶
细胞质基质
第一阶段
第二阶段
（葡萄糖）
（二）、无氧呼吸
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
相同点
场所
条件
产物
能量
变化
联系
实质
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需分子氧O2(O2用于第三
阶段和氢反应生成水) 、酶
不需分子氧(故无氧
呼吸产物中无水)、需酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
释放大量能量，合成
38ATP
释放少量能量，合成
2ATP
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同
分解有机物，释放能量，合成ATP
动物无氧呼吸不产生酒精；无氧呼吸在有氧存在时受到抑制。
呼吸作用的意义：
呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
有机物
热能
可转移的能量