人教版生物高中必修一 5．3ATP的主要来源――细胞呼吸（共51张PPT）

(共51张PPT)
ＡＴＰ的主要来源
　　　　　——
细胞呼吸
1．说出线粒体的结构和功能。
2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在
生产和生活中的应用。
4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。
学习目标
概念：
实质：
生物氧化
特征：
1、温和条件下逐步进行
2、需酶的作用
3、能量分段释放
一
有机物
氧化分解
CO2
能量
ATP
探究活动
探究酵母菌细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
一、实验原理
1、酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都可以生存,
属于兼性厌氧菌。
2、
CO2的检测方法
（1）
CO2使澄清石灰水变浑浊
（2）
CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
3、酒精的检测
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
二、作出假设
酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下
进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。
三、设计实验
1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶
2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35
℃的环境
下培养8-10小时。
3、检测CO2的产生
4、检测酒精的产生
（1）取2支试管编号
（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升，注入试管
（3）分别滴加0.5毫升重铬酸钾--浓硫酸溶液，轻轻振荡、混匀
四、实验结果预测
1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰
水变浑浊。
2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶
液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶
液发生灰绿色显色反应。
观察、记录
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
分析实验结果
变混浊／快
无变化
变混浊／慢
出现灰绿色
有大量二氧化碳
有少量的二氧化碳
无酒精
有酒精
检测
指标
条件
澄清石灰水浑浊程度/
溴麝香草酚蓝变黄时间长短
（检测二氧化碳）
重铬酸钾--浓硫酸溶液是否变成灰绿色
(检测酒精)
有氧
无氧
实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2和H2O;
在无氧条件下,通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。
拉瓦锡等在研究人的呼吸作用
拉瓦锡把呼吸
作用比作碳和
氢的“缓慢燃
烧过程”。
问题探讨
1.细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点？
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？
二、细胞呼吸的类型
实质：
细胞内有机物的氧化分解
含有与有氧呼吸有关的酶
1.有氧呼吸的主要场所
有氧呼吸概念：
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，
把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳
和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
◆特点：
①反应条件温和
②能量逐步释放
③能量有一部分储存在ATP中
④需要酶且每一步所需要的酶都不同
第一个阶段：
2.过程：
场所：
反应:
细胞质基质
C6H12O6
2C3H4O3+4【H】+少量能量
酶
不需要消耗氧气
第二个阶段：
线粒体基质中
场所：
反应：
2C3H4O3+6H2O
6CO2+20【H】+少量能量
酶
不需要消耗氧气
第三个阶段：
线粒体内膜上
场所：
反应：
24【H】+6O2
12H2O+大量能量
酶
需要消耗氧气
3.总反应式
有氧呼吸的过程
有氧呼吸各个阶段的比较：
细胞质基质
线粒体
线粒体
葡萄糖
[H]、O2
CO2、[H]
H2O
少量能量
少量能量
大量能量
第一阶段
第二阶段
第三阶段
丙酮酸、
H2O
丙酮酸、[H]
项目阶段
场所
反应物
生成物
能量
4.注意事项：
（1）O2都成成了水，葡萄糖中的O都产生了CO2；
(2)反应表示过程时水不可以约去，表示结果时水可以约去。能量不可以约去；
（3）每一阶段产生的能量，大部分以热能的形式散失，一小部分储存在ATP中。第三阶段大量产生ATP；
（4）有氧呼吸是有机物的彻底氧化分解，因为产物中只有氧气和水。
热能散失
ATP(1161kJ)
储存在ATP中的一个高能磷酸键中
1161/30.54=38mol
能量利用率
1161/2870×100％=40％
有氧呼吸和燃烧的区别：
相同点
1.有机物的彻底氧化分解；
2.产物都是CO2和H2O；
3.都能释放能量。
不同点
1.有氧呼吸条件比较温和；
2.有氧呼吸能量逐级释放；
3.有氧呼吸的能量一部分生成ATP
刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸,为什么?
三、无
氧
呼
吸
　无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量,生成少量ATP的过程。
概念
三、无
氧
呼
吸
１、无氧呼吸的过程（两个阶段）
第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。
第二阶段：
丙酮酸
(细胞质基质）
(细胞质基质）
（乳酸）
细胞质基质
C6H12O6
2C3H4O3+4[H]
+少量能量
酶
细胞质基质
动物：2C3H4O3+4[H]
2C3H6O3
酶
植物：2C3H4O3+4[H]
2C2H5OH
+2CO2
酶
过程：
反应阶段
场所
反应式
第一阶段
第二阶段
C6H12O6
2C3H6O3(乳酸)+少量能量
(动物)
或
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+CO2+少量能量（大多数
植物）
总反应式：(细胞质基质)
酶
酶
◆特点：
①动物细胞无氧呼吸生成乳酸，植物是酒精
②只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP
③葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中
④反应场所始终都是在细胞质基质中
2、发酵
习惯上把微生物的无氧呼吸称发酵。
Ａ、酒精发酵
（酵母菌
无氧条件）
C6
H12O6
酶
2C2
H5
OH＋2CO2
＋能量
B、乳酸发酵
（乳酸菌）
C6
H12O6
酶
2C3
H6
O3
＋能量
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：
主要在线粒体内
在细胞质基质中
氧气、多种酶
无氧参加、需多种酶
葡萄糖彻底分解、
产生CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底、
形成乳酸或酒精和CO2
释放出大量能量
释放出少量能量
第一阶段的反应完全相同，并且都在细胞质基质内进行。
分解有机物，释放能量
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
场所
条件
分解
产物
能量
相同点
联系
实质
五、细胞呼吸的意义
为生物体的生命活动提供能量。
肌肉收缩
　　　　　神经传导和生物发电
物质合成
吸收与分泌
六、影响呼吸速率的因素
1、不同植物种类呼吸速率不同
（1）低等植物>高等植物
（2）生长快的植物>生长慢的植物
（3）
草本植物>木本植物
2、不同器官、组织呼吸速率不同
（1）幼嫩器官
>年老器官
(2)
生殖器官>营养器官
内部因素
1、温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。
一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。
影响呼吸作用的因素
外部因素
2.氧气
(1)原理:氧气是细胞呼吸的重要因子,氧气不足直接影响呼吸速度,也影响呼吸的性质.
(3)应用:
a.绿色植物在完全缺氧条件下进行无氧呼吸,大多数陆生植物根尖细胞无氧呼吸产物是酒精和CO2,酒精对细胞有伤害作用,且无氧呼吸产生能量少,不能满足生命活动需要.故农业生产上要中耕松土.
b.贮藏蔬菜、水果时适当降低氧气浓度,使呼吸作用(有氧呼吸、无氧呼吸)降到最低点.
ATP生成量
O2浓度
O2浓度
CO2释放量
A
B
C
(2)相关曲线
3.H2O。?
?植物组织在失水萎蔫时，呼吸上升。干燥种子水分上升，呼吸大大提高。
4.CO2?
?CO2浓度增高，呼吸速率减慢。应用于果蔬贮藏保鲜。
当浓度达到10%时，可使植物致死。
适时中耕松土、开沟排水，有助于促进土壤空气和大气的气体交换，促进根系的生长。
七、判断有氧呼吸无氧呼吸的强弱（以酵母菌为例）
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+CO2+少量能量
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
1.只进行有氧呼吸时：
CO2/O2的比值=
1
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+CO2+少量能量
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
2.只进行无氧呼吸时：
O2=0
CO2≠0
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
3.有氧呼吸=无氧呼吸时：
CO2/O2=
4/3
X
6X
6X
X
2X
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
5.有氧呼吸＜无氧呼吸时：
CO2/O2
＞4/3
X
6X
6X
X
2X
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
4.有氧呼吸＞无氧呼吸时：
CO2/O2
＜4/3
X
6X
6X
X
2X
1＜
总结：
如果CO2=O2，则只进行有氧呼吸；
如果CO2＞O2≠0则同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；
如果O2=0，CO2≠0则只进行无氧呼吸。
小结：
葡萄糖
丙酮酸
细胞质基质
线粒体
细胞质基质
课堂练习
1.?在有氧呼吸过程中，CO2的产生
和氧气的参与分别发生在（
）
A.第一阶段和第二阶段
B.第二阶段和第三阶段
C.第一阶段和第三阶段
D.都在第三阶段。
B
2.
苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸
的产物分别是（
）
A.乳酸、酒精和二氧化碳
B.都是酒精和二氧化碳
C.都是乳酸
D.酒精和二氧化碳、乳酸
D
3.给某动物呼吸含放射性同位素18O的O2，则该动物体内首先出现18O的物质是(
)
A.葡萄糖
B.二氧化碳
C.水
D.丙酮酸
C
4.
有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是
(
)
①都在线粒体中进行
②都需要酶
③都需要氧
④都产生ATP
⑤都产生丙酮酸
A.
①②⑤
B.
②③④
C.
②③⑤
D.
②④⑤
D
5.
种在湖边的玉米，长期被水淹
生长不好，其原因是（
）
根细胞吸收水分过多
营养缺乏
光合作用的强度不够
细胞有氧呼吸受阻
D
6.种子在浸水和不浸水的条件下,进行呼吸作用的过程中都产生过的中间产物是(
)
酒精
B.
乳酸
C.CO2和H2O
D.丙酮酸
D
C6H12O6
(葡萄糖)
2C3H4O3
(丙酮酸)
6CO2+6H2O+能量
2C2H5OH+2CO2+能量
(酒精)
2C3H6O3(乳酸)+能量
①
②
③
④
氧
④
酶的不同
有氧呼吸
无氧呼吸
7.根据下图回答问题
(1)图中①和②所示的过程是
。
(2)图中①和③所示的过程是
。
(3)丙酮酸之所以会发生②或③不同的变化，一方面是由于是否有
参与，另一方面是由于
所造成的。
(4)产生对细胞有害作用的物质是图中
过程。
⑤
图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据图回答下列问题：
(1)外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是_______。
(2)该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是__________________，进行此种呼吸方式所用的底物是________________。
(3)当外界氧浓度为4～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0．6，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_______倍，释放的能量约相当于有氧呼吸的_______倍，转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的________倍。
(1)有氧呼吸和无氧呼吸
(2)有氧呼吸
葡萄糖
(3)1．5
0．1
0．07