ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸本本节节重重点点1.1.细胞呼吸的概念及其与细胞呼吸的概念及其与ATPATP形成的关系形成的关系2.2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点3.3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用问题探讨问题探讨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。一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指细胞呼吸是指有机物有机物在细胞内经过一系在细胞内经过一系列的氧化分解，生成列的氧化分解，生成二氧化碳二氧化碳或其它产物，或其它产物，释放出能量释放出能量并生成并生成ATPATP的过程。的过程。二、探究酵母菌二、探究酵母菌 细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式（一）提出问题（一）提出问题（二）作出假设（二）作出假设（三）设计实验（三）设计实验特特别别关关注注的的问问题题1. 怎样控制有氧和无氧条件？怎样控制有氧和无氧条件？2. 怎样鉴定酒精和怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较的产生？如何比较 CO2产生的多少？产生的多少？3. 怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生 活？活？酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。下都能生存，属于兼性厌氧菌。实验步骤：实验步骤：酵母菌能使葡萄糖发酵产生酒精，是在有氧酵母菌能使葡萄糖发酵产生酒精，是在有氧条件下还是在无氧条件下进行的？条件下还是在无氧条件下进行的？酵母菌细胞呼吸会产生酵母菌细胞呼吸会产生CO2，在不同条件下，在不同条件下产生的是否一样多？产生的是否一样多？1 提出问题提出问题2 作出假设作出假设酵母菌在有氧条件下可以产生酵母菌在有氧条件下可以产生CO2，无氧条件，无氧条件下除产生下除产生CO2外，还产生酒精。外，还产生酒精。3 设计实验设计实验实验原理实验原理 CO2可以使可以使澄清石灰水澄清石灰水变浑浊，也可以使变浑浊，也可以使溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝水溶液水溶液由蓝变绿再变黄由蓝变绿再变黄。 重铬酸钾重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，由化学反应，由橙色橙色变成变成灰绿色灰绿色。实验步骤实验步骤：配置酵母配置酵母菌培养液菌培养液组装实组装实验装置验装置检测检测CO2的产生的产生检测酒精检测酒精的产生的产生4 进行实验进行实验5 得出结论得出结论 配制酵母菌培养液配制酵母菌培养液AB10g酵母菌酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液葡萄糖溶液A组组B组组 A实验组实验组(有氧情况下有氧情况下)10%NaOH酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水（浑浊）（浑浊）有氧呼吸有氧呼吸B实验组实验组(无氧情况下无氧情况下)酵母菌酵母菌培养液培养液澄清石灰水澄清石灰水 (浑浊)无无氧氧呼呼吸吸0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液重铬酸钾的浓硫酸溶液A组组B组组橙色橙色橙色橙色灰绿色灰绿色（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两组都有两组都有COCO2 2的产生，但的产生，但A A组产生的组产生的 COCO2 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。酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生细胞呼吸，均能产生二氧化碳二氧化碳在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的吸产生大量的二氧化碳和水二氧化碳和水。在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生吸产生酒精酒精和少量的和少量的二氧化碳二氧化碳。分析实验结果分析实验结果注意事项注意事项 该实验是比较酵母菌在有氧和无氧条件的该实验是比较酵母菌在有氧和无氧条件的呼吸作用，因此该实验是互为对照实验。作为呼吸作用，因此该实验是互为对照实验。作为对照实验，在实验设计时的注意事项是什么？对照实验，在实验设计时的注意事项是什么？ 控制实验变量。该实验的变量是有无氧控制实验变量。该实验的变量是有无氧气。根据气。根据“参考资料参考资料”中的图可知，图中的图可知，图A A应应为有氧条件，图为有氧条件，图B B为无氧条件。为无氧条件。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。有有氧氧呼呼吸吸的的过过程程图图解解 三、有氧呼吸三、有氧呼吸有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程第一阶段：第一阶段： C C6 6H H1212O O6 6（丙酮酸）（丙酮酸）第二阶段：第二阶段： 2CH2CH3 3COCOOH + 6HCOCOOH + 6H2 2O O酶酶第三阶段：第三阶段： 2424H H + 6O + 6O2 2C C6 6H H1212O O6 6 + 6+ 6O O2 2 + 6H+ 6H2 2O O 6C 6CO O2 2 + 12H+ 12H2 2O O + + 能量能量酶酶总反应式：总反应式：2CH2CH3 3COCOOH + 4COCOOH + 4HH + + 能量能量6CO6CO2 2 + 20+ 20 HH + + 能量能量酶酶12H12H2 2O + O + 能量能量酶酶（大量）（大量）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 + 4COCOOH + 4HH + + 能量能量（2 2）2CH2CH3 3COCOOH +6HCOCOOH +6H2 2O O6CO6CO2 2 + 20+ 20 HH + + 能量能量酶酶（3 3）2424H H + 6O + 6O2 212H12H2 2O + O + 能量能量酶酶1.1.能量：都有能量的释放，但以第三阶段释能量：都有能量的释放，但以第三阶段释 放的能量最多放的能量最多 2.2.场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶场所：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：只有第三阶段才需要氧气，作用是氧气：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： 1mol1mol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%呼吸：呼吸： 机体与环境之间机体与环境之间O O2 2和和COCO2 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 6 四、无四、无 氧氧 呼呼 吸吸2 2CHCH3 3CHCH2 2OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+ +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？无氧呼吸的概念无氧呼吸的概念 细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或化分解，产生酒精或乳酸等中间产物乳酸等中间产物，释放，释放少量能量，生成少量能量，生成ATPATP的过程。的过程。无氧呼吸的特点无氧呼吸的特点氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行 五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较五、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+CO2 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？ 六、影响呼吸作用的外界因素六、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进行 七、细胞呼吸原理的应用七、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.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3 A.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+ +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， COCO2 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， COCO2 2的释放量又不断增加，其主的释放量又不断增加，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 （ ） 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.COD.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 A B B段段O O2 2的消耗量很大，的消耗量很大， COCO2 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， COCO2 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