ATP的主要来源(广东省茂名市)

(共59张PPT)
一骑红尘妃子笑，
无人知是荔枝来。
一日而色变，
二日而香变，
三日而味变，
四五日外，色香味尽去矣。
第3节
ATP的主要来源
——
细胞呼吸
　　18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时需氧气，并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”。后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解，并释放能量。
讨论：
1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？
2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗？
3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释
放能量吗？
1.细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点？
两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；
都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。
2.细胞呼吸能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？
不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻
底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，
细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。
问题探讨
在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。
但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。
3.在无氧条件下，细胞还能够通过细胞呼吸释放
能量吗？
不是。呼吸作用是指氧化分解复杂的有机物并且释放
能量的过程。呼吸是指生命有机体与外界环境之间
进行气体交换的过程，对人而言，人体不断地从外界
环境中吸取氧，排出二氧化碳的过程称为呼吸。呼
吸运动是指胸廓有节律地扩大和缩小的过程。
呼吸作用、呼吸和呼吸运动是三个不同的概念，
但它们之间也存在着一定的联系。在生物体内细胞中
进行的呼吸作用要不断吸入氧气，氧化分解有机物，
同时也要不断地释放出二氧化碳。通过呼吸，不断地
吸入氧气供呼吸作用利用，呼吸作用释放出的二氧化
碳也要通过呼吸排出体外。
呼吸作用、呼吸和呼吸运动是不是同一概念？
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
细胞呼吸
细胞呼吸的类型
有氧呼吸:必须有氧参与.
无氧呼吸:不须有氧参与.
酵母菌是一种单细胞真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代。
若用30度的温水把买来的一包鲜酵母化开，用它发一块面团，几个小时后，面团便会渐渐膨大。用手抠开里面，你会发现面团里面变成蜂窝一样，有许多空隙，并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味所以我们吃的面包和馒头比较松软，味道也好
我们喝的啤酒白酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油，都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。
小资料
加入酵母菌和面作成的馒头、面包松软多孔，是因为发酵产生气体所致，那么，产生的气体是什么呢？在什么情况下产生的？
思考
提出问题
探究酵母菌细胞呼吸的方式
作出假设
假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。
如何设置实验组呢？
实验组
组A：有氧条件
组B：无氧条件
探究酵母菌细胞呼吸的方式
怎样鉴定有无酒精产生？
这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒．
橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，
在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．
具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸
处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，
重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．
怎样鉴定有无二氧化碳产生？
二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊
也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
探究酵母菌细胞呼吸的方式
步骤二：A实验组(有氧情况下)
10%NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
设计实验步骤
探究酵母菌细胞呼吸的方式
步骤二：B实验组(无氧情况下)
酵母菌培养液
澄清石灰水
设计实验步骤
B瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有石灰水的锥形瓶.为什么
探究酵母菌细胞呼吸的方式
步骤三：鉴定是否有酒精产生
0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液
A组
B组
橙色
橙色
设计实验步骤
分析实验结果
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
探究酵母菌细胞呼吸的方式
　酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳
　在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。
　在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。
分析实验结果
酒精和CO2是酵母菌在什么条 件产生的(有氧？无氧？)
提出问题
作出假设
进行实验
设计实验
验证假设、形成结论
酒精
有氧
产生
无氧
CO2
产生
在本实验中，有一组同学在检测因变量时发现，有氧装置中的酵母菌培养液也能使酸性重铬酸钾变为灰绿色。你知道为什么吗
探究
氧气不足,酵母菌也进行无氧呼吸.
探究
有同学认为，在有氧呼吸实验装置中氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，有可能对实验结果产生干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？
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，你如何看待这种观点？
葡萄糖
水溶液
葡萄糖
水溶液
继续探究
再探究
在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何看待这个问题？
先浑浊
后澄清
适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，
其中适于产生酒精的装置是（　）
训练迁移
A
B
C
D
加入葡萄糖和水
加入葡萄糖
加入水
加入葡萄糖和水
并不断搅拌
A
将大米煮熟
待冷却至35℃左右
米饭中加一定量的酒曲，并拌匀
加盖后在30℃保温24小时
体验生活！
你知道家庭酿制米酒的过程是怎样的吗？
1、酒曲是什么
2、为什么要等米饭冷却了才加酒曲？
3、为什么一开始不能密封容器？为什么两天
以后必须密封容器？不密封会怎样？
4、米饭是怎样变成酒精的？
思考:
从酿酒的过程对酒坛的处理来看，证明酵母菌可以适应什么样的生活环境？酵母菌可能有几种呼吸方式？
有氧呼吸
（1）主要场所:——线粒体 　　
（2）过程：
（3）总反应式：
（4）概念： 　 指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 6 CO2+ 12 H2O +
能量
酶
内膜——酶
基质——酶
C6H12O6
2丙酮酸
酶
能量
4 [H]
+ 6 H2O
酶
20 [H]
2 ATP
6 CO2+能量
有氧呼吸的全过程
+ 6 O2
酶
12 H2O + 能量
ADP + Pi
2 ATP
ADP
+
Pi
34 ATP
ADP
+
Pi
酶
酶
酶
[H]指的是氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH）
在整个呼吸作用过程中，O2是在第三阶段参与的，而CO2是在第二阶段生成的，所以 CO2中的氧不是来自O2，一个CO2分子的2个氧原子，一个来自葡萄糖，另一个来自H2O。反应物O2中的氧原子全部在生成物的H2O中。
思考：
产物 H2O 和 CO2 中的O来自葡萄糖还是氧气？有氧呼吸在哪个阶段才需要大量的氧气？
第一阶段：糖酵解
第二阶段：三羧酸循环
第三阶段：氧化磷酸化
(细胞质基质)
(线粒体基质)
(线粒体内膜)
C6H12O6 2 C3H4O3 + 4 [H] + 2 ATP
酶
2 C3H4O3 + 6 H2O 6 CO2 + 20 [H] + 2 ATP
酶
24 [H] + 6 O2 12 H2O + 34 ATP
酶
在细胞内，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解后产生2870 KJ的能量，其中有 KJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP
1.能量转换率=1161÷2870≈40%
2.ADP转化成ATP的个数=38×6.02×1023
≈ 2.3×1025
1161
无氧呼吸
(1)进行场所：细胞质基质
(2)过程：
(3)总反应式：
(4)概念:
是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
C6H12O6
酶
2CO2 + C2H5OH +
能量
酶
2C3H6O3 +
能量
C6H12O6
4[ H ]
2C2H5OH + 2CO2
酶
酶
2C3H6O3
2C3H4O3
酶
2ATP
无氧呼吸全过程
注意：乳酸菌、玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎发酵产物是乳酸
（植物）
乳酸发酵
酒精发酵
（动物）
196.65KJ/mol
61.08KJ
2ATP
225KJ/mol
类 型
比较项目
场 所
主要在线粒体内
细胞质基质
是否需氧
需要
不需
分解产物
C2H5OH + CO2
或 C3H6O3
释放能量
2870KJ、38ATP
196.65KJ、2ATP
有氧呼吸
无氧呼吸
4、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：
CO2 和 H2O
5、影响呼吸作用的因素：
温度 温度对酶促反应有直接影响，呼吸作用对温度变化敏感，一定范围内随温度升高，强度加大。
O2
浓度 一定范围内有氧呼吸强度随O2浓度的升高而增大。O2对无氧呼吸有抑制作用。
含水量 自由水增加，呼吸作用加强，新陈代谢旺盛。
CO2 对有氧呼吸的抑制作用。
PH、呼吸底物
6、种子、果实和蔬菜的储藏：
主要从抑制呼吸作用方面采取措施。
（1）低温储藏，降低酶活性，使呼吸作用减弱；
（2）晒干入库，减少自由水，使代谢缓慢，呼
吸消耗减少；
（3）降低O2浓度，使有
氧呼吸减弱，或充
入CO2或N2，抑制有
氧呼吸。
水果的低温保鲜
7、长期无氧呼吸的危害：
（1）无氧呼吸产生的酒精，使细胞质的蛋白质变性，而对细胞有毒害作用；
（2）无氧呼吸过程释放的能量少，不能满足植物生命活动的需要。
作物栽培:疏松土壤,有利于植物根的呼吸作用.
8、呼吸作用与人类生活
伤口处理、运动健身、酿酒、制醋、制味精。
珠江啤酒厂
在人体内有三大供能系统，它们是：ATP—Pi～肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。
人在剧烈运动时，首先是ATP—Pi～肌酸供能系统，通过这个系统为剧烈运动提供能量大约维持20～25秒钟左右的时间，如在进行100米比赛时，氧气的消耗没有增加，甚至屏一口气也能跑完100米，此时运动所消耗的能量就由ATP和Pi～肌酸提供。
补充：人体供能系统：
但是，在进行400米或800米比赛时，只依靠Pi～肌酸提供能量是不够的，但有氧呼吸还没有完全调动发挥出来，此时主要依靠无氧呼吸提供能量。但无氧呼吸提供的能量少，而产物是乳酸，会降低内环境的PH值，所以不可能长时间依赖于无氧呼吸提供能量。但在这两个供能系统中，提供能量的过程中产生了大量的ADP和消耗掉[H]后形成NAD+，对有氧呼吸具有强烈的促进作用，使得有氧呼吸迅速提高，产生大量的ATP为剧烈运动提供能量.
巩固练习
1.消耗等量的C6H12O6无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2之比为（ ） 2. 产生等量ATP无氧呼吸与有氧呼吸消耗C6H12O6之比为（ ）
1︰3
19︰1
1.标号①至⑥ 是
⑦
⑨
1分子葡萄糖
ATP
2分子①
②
④
⑤
C
ATP
⑥
ATP
A
B
⑧
③
2.产生ATP数量最多的标号是
①丙酮酸
② [H]
③ [H]
④O2
⑤H2O
⑥CO2
⑧
3.图中表示有氧呼吸第一
阶段的标号是
4.图中表示有氧呼吸第二
阶段的标号是
5.图中表示有氧呼吸第三
阶段的标号是
6.图中的英文字母A,B,C
表示
⑦
⑨
1分子葡萄糖
ATP
2分子①
②
④
⑤
C
ATP
⑥
ATP
A
B
⑧
③
① ② ⑦ A
① ③ ⑥ ⑨ B
②③④⑤⑧ C
三个阶段中不同化学反应所需的酶不同
⑦
⑨
1分子葡萄糖
ATP
2分子①
②
④
⑤
C
ATP
⑥
ATP
A
B
⑧
③
7.图中表示物质相同的符号是 以及
②③
⑦⑧⑨
8.苹果储存久了会有酒味,其过程的表示式是
9.图中可比喻成细胞内的能量“通货”的标号是
C6H12O6
2C2H5OH +
2CO2 +
能量（少）
酶
⑦⑧⑨
1.C6H12O6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是：
A、在线粒体中进行无氧呼吸
B、需在有氧条件下进行
C、不产生CO2
D、反应速度不受温度的影响
C
2. C6H12O6 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内， 18O2 进入细胞后，最先出现的放射性化合物是：
A、丙酮酸 B、乳酸
C、 CO2 D、 H2O
D
3、人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是（　　　）
A、血浆内　 B、肺泡　
C、线粒体　 D、细胞质基质
C
4、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表
A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2
C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2
6、提取水稻叶肉细胞的线粒体为实验材料进行如下
实验：
A、向盛有线粒体的的试管内注入丙酮酸时，测得耗
氧量较大；
B、当注入葡萄糖时，耗氧量为0；
C、在注入葡萄糖同时注入细胞质基质时，耗氧量又
较大。
这说明：
1）有氧呼吸的三大步骤中，在线粒体内进行
的是　　　　　　　　，
2）有氧呼吸过程中，细胞质基质的作用是
　　　　　　　　　　。
第二步、第三步
把葡萄糖分解成丙酮酸
7、 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。这时有氧呼吸较低，同时又抑制无氧呼吸，糖类等有机物分解得最慢。
8、生物体吸收的O2用于（ ）
A 在线粒体中合成CO2
B 在细胞质中与H结合生成水
C 部分形成CO2，部分 与[H]结合成水
D 在线粒体中与[H]结合成水
9、苹果内部腐烂时消耗一定量的葡萄糖可产生A摩尔CO2，其植物体叶片在正常生长时消耗同样数量的葡萄糖，可产生CO2（ ）
A A/3摩尔 B A/6摩尔 C 3A 摩尔 D 6A摩尔
D
C
11、把小白鼠和青蛙从约25度温室中移至5度的环境中，这两种动物的耗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 青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少
D 小白鼠的耗氧量增加，青蛙的耗氧量减少
12、人体剧烈运动时骨骼肌细胞呼吸作用的产物是
A CO2、H2O、酒精、ATP B H2O 、乳酸
C CO2、H2O、乳酸、ATP D 乳酸、ATP
D
C
13、人体吸入18O标记的氧气后，检验其体内代谢产物，可从下列中找到18O的是（ ）
A 丙酮酸 B CO2 C ATP D 尿液和汗液
14、人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是（ ）
A 血浆内 B 肺泡 C 线粒体 D 细胞质基质
D
C
D
A
15、在呼吸作用过程中，有CO2放出，则可判断此过程（ ）
A 一定是无氧呼吸 B 一定是有氧呼吸
C 一定不是酒精发酵 D 一定不是乳酸发酵
明确实验目的，科学设计实验
根据实验需要，理清实验步骤
配制培养液
控制有氧、无氧环境
自变量、因变量、无关变量
设置对比实验
设 计 实 验
科学检测因变量
限制好无关变量
要探究的问题：
酒精和CO2是酵母菌在什么条件下产生的？
１、自变量：指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。
２、因变量：指实验中由于自变量而引起的变化和结果，是实验中要观察的现象或结果或要记录的实验数据。
3、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。