第4課時 ATP的主要來源細胞呼吸,1.說出細胞呼吸的概念,了解細胞呼吸與細胞供能的關系。 2.探究酵母菌細胞的呼吸方式。 3.闡明有氧呼吸和無氧呼吸的過程。 4.說明細胞呼吸的原理和意義。 5.探討細胞呼吸在生產和生活中的應用。,有機物在_內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產物,釋放出能量并生成ATP的過程,叫_。ATP分子的_中能量的主要來源是細胞呼吸。,一、細胞呼吸,細胞,高能磷酸鍵,CO2,細胞呼吸,二、細胞呼吸的方式,1.酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下,細胞呼吸產生大量的_;在無氧條件下,酵母菌通過細胞呼吸產生_,還能產生少量的_。 2.科學家通過大量的實驗證實,細胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。,CO2和H2O,酒精,1.概念:有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式,是指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生_,釋放能量,生成許多_的過程。 2.有氧呼吸的主要場所是_,線粒體的基本結構包括外膜、內膜、嵴、基質,內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。 3.過程:有氧呼吸的過程可概括地分為三個階段。第一階段是葡萄糖分解形成丙酮酸,產生少量的H,并且釋放少量的能量;第二階段是_徹底分解形成 _和H,并且釋放少量的能量;第三階段是第一、二階段產生的H與氧結合生成H2O,并且釋放大量的能量。第一階段在 _中進行,第二階段在 _ 中進行。第三階段在 線粒體內膜 上進行。每個階段的反應都有相應的酶催化。,ATP,三、有氧呼吸,線粒體,CO2和H2O,丙酮酸和水,CO2,細胞質基質,線粒體基質,1.概念:是指細胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把糖類等有機物分解成為 _的氧化產物,同時釋放出能量的過程。 2.過程及場所:無氧呼吸過程可概括地分為兩個階段,這兩個階段需要不同的酶催化,都在 _中進行。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同;第二個階段是丙酮酸在不同酶的作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者轉化成 _。,四、無氧呼吸,乳酸,細胞質基質,不徹底,1.細胞呼吸的實質是什么?,分解有機物,釋放能量。,答案：,2. 線粒體是有氧呼吸的主要場所,線粒體中發生的生命活動是否能用下面的反應式表示?為什么?,答案：,不能,因為該反應式是有氧呼吸的總反應式,有氧呼吸包括三個階段,其中第一階段發生在細胞質基質中,第二階段發生在線粒體基質中,第三階段發生在線粒體內膜上。所以線粒體中發生的生命活動不能用該反應式表示。,C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量,3.有氧呼吸過程中哪幾個階段有H及ATP產生? ATP產生最多的是哪一個階段?,答案：,有氧呼吸過程中第一和第二階段都產生H,第一階段產生少,第二階段產生多。有氧呼吸的三個階段都產生ATP,第三個階段產生最多。,4.細胞呼吸的原理在生產實踐中有廣泛的應用,試列舉幾項。,答案：,促進呼吸,如疏松土壤、稻田定期排水、提倡慢跑等;抑制呼吸,如干燥、低溫、低氧條件下貯藏種子,提高大棚蔬菜晝夜溫差,透氣消毒紗布包扎傷口,抑制細菌無氧呼吸等;酵母菌釀酒,先通氣,后密封。先讓酵母菌有氧呼吸,大量繁殖,再無氧呼吸產生酒精。,1.在配制酵母菌培養液時為什么要用新鮮的食用酵母菌?能否用蒸餾水代替葡萄糖溶液?,知識點一：探究酵母菌細胞呼吸的方式,新鮮酵母菌生命力強、代謝旺盛、細胞分裂快,實驗效果明顯;不能用蒸餾水代替葡萄糖溶液,因為葡萄糖是酵母菌進行細胞呼吸的能源物質。,答案：,2.以下甲、乙兩裝置可用來分別探究酵母菌的何種呼吸方式?A瓶中的NaOH溶液和C、E瓶中的澄清的石灰水的用途分別是什么?,甲裝置用來探究酵母菌的有氧呼吸,乙裝置用來探究酵母菌的無氧呼吸。NaOH溶液可用來洗除空氣中的CO2,排除空氣中的CO2對實驗的干擾。澄清的石灰水用來檢驗呼吸作用的產物CO2的存在,CO2能使澄清的石灰水變混濁。,答案：,3.如何保證上題圖乙中進入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無氧呼吸?,實驗開始時,應將D瓶密封后放置一段時間,以消耗完瓶中的氧氣,然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入石灰水的CO2是由酵母菌無氧呼吸產生的。,答案：,4.請敘述探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗原理。,答案：,酵母菌是單細胞真菌,在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式;CO2可使澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短,可以檢測酵母菌培養液中CO2的產生情況;橙色重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇(俗稱酒精)發生化學反應,變成灰綠色,從而檢測酒精的產生。,知識總結 本知識點內容是個探究性實驗,其自變量是酵母菌是否接觸到氧氣,因變量是酵母菌的呼吸方式,可通過檢測產物的種類和一定時間內產生CO2的量來判定。由于酵母細胞有氧呼吸和無氧呼吸的產物都有CO2,所以在進行有氧呼吸的實驗中可用一定濃度的NaOH溶液洗去空氣中的CO2,從而排除空氣中的CO2對實驗結果的干擾。對兩套實驗裝置的理解是本實驗的重點,另外要熟記實驗原理中對產物鑒定的方法及顏色變化。,知識點二：細胞呼吸過程及影響因素,答案：,根據是否有O2參與,可將細胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。實質是分解有機物,釋放能量,生成ATP供生命活動所需。意義是為生命活動提供能量,為物質轉化提供原料。,1.細胞呼吸有哪兩種方式?其分類依據是什么?請敘述細胞呼吸的實質和意義。,2.請嘗試設計表格,比較有氧呼吸的三個階段。,場所,反應物,生成物,產生能量的多少,與氧的關系,第一階段,第二階段,第三階段,細胞質基質 葡萄糖 (C6H12O6) 丙酮酸+H 少量 不參與,線粒體基質 丙酮酸+水 (C3H4O3)+H2O CO2+H 少量 不參與,線粒體內膜 H+O2 H2O 大量 參與,3.請敘述有氧呼吸和無氧呼吸在發生場所和產物兩方面的區別。,4.影響呼吸速率的因素有哪些?,答案：,有氧呼吸和無氧呼吸比較,發生場所前者是細胞質基質和線粒體,后者是細胞質基質。產物前者是CO2和H2O,后者是乳酸或CO2和酒精。,答案：,內因:就呼吸速率的大小而言,一般是陸生植物水生植物,陰生植物成熟期,生殖器官營養器官,幼嫩組織衰老組織。 外因:如溫度、CO2濃度、O2的濃度、H2O等。,知識總結 細胞呼吸過程是學習的重點、難點內容,其中有兩種物質特別要注意,一種是丙酮酸,它是細胞呼吸過程中非常重要的中間產物,線粒體不能利用葡萄糖,但可利用丙酮酸,所以不能認為有氧呼吸的反應式所代表的整個過程都發生在線粒體中,這也可以解釋為什么線粒體是有氧呼吸的主要場所;另一種物質是水,在有氧呼吸過程中,水既是產物,也是反應物,在線粒體中,有氧呼吸的第二階段有水一起參與反應,第三階段有水生成。,例1 釀酒就是采用一種釀酒酵母對大米或其他谷類作物進行酒精發酵,一般采用的方法:開始幾天在酒缸中裝入大米,水分和酒曲(含酵母菌),敞開容器蓋,目的是使酵母菌進行 _呼吸,獲得足夠的能量進行大量_,從而獲得足夠數量的酵母菌。幾天后,將容器蓋密封起來,此時在容器中發生的生理作用的反應式是_,酵母菌進行的細胞呼吸方式是_。,無氧呼吸,有氧,繁殖,C6H12O6 2C2H5OH(酒精) +2CO2+少量能量,【解析】酵母菌細胞有兩種呼吸方式,在有氧條件下進行有氧呼吸,在無氧條件下進行產生酒精和二氧化碳的無氧呼吸。民間釀酒的原理就是酵母菌無氧呼吸產生酒精。為達到一定的菌體數量,可在酵母菌無氧發酵前創造有氧環境,使酵母菌在有氧條件下大量繁殖。,C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量,C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量,技巧歸納 釀酒業利用了酵母菌細胞兼性厭氧的特點,在有氧環境中進行有氧呼吸,在無氧環境中進行無氧呼吸。酵母菌細胞在進行有氧呼吸過程中,一方面大量繁殖以滿足無氧發酵菌種的需求,另一方面產生了大量的水,淹沒了發酵原料,從而自然地創造了無氧環境。生物界無氧呼吸的方式有兩種,產物是乳酸或產物是酒精和二氧化碳。一種生物若進行無氧呼吸,只有其中的一種方式,如屬于前者的有動物、馬鈴薯的塊莖、甜菜的塊根等,屬于后者的有大多數植物、酵母菌等。,例2 下圖表示生物體內呼吸作用的過程,圖中ad表示某種物質,表示相關生理過程,據圖回答:,(1)過程,能在人體細胞中進行的是_;在線粒體中進行的是_;在細胞質基質中進行的是_;釋放能量最多的是_。 (2)圖中a物質表示_,b表示_,c表示_。,丙酮酸,水,水,【解析】ad依次為丙酮酸,水,水,CO2;依次為有氧呼吸第一階段,有氧呼吸第二階段,有氧呼吸第三階段,無氧呼吸,無氧呼吸。,解題技巧歸納,技巧歸納 解此題的關鍵是掌握細胞呼吸各階段物質和能量的變化過程,分清有氧呼吸和無氧呼吸的場所、過程,理解人體獲得能量的主要途徑是有氧呼吸,釋放的能量可用于ATP的形成和維持體溫。題中b、c都表示水,所以,要特別注意有氧呼吸是有水生成的反應,也是有水參與的反應,在第二階段,水和丙酮酸反應生成CO2和H,同時釋放少量的能量。,1.關于有氧呼吸的特點(與無氧呼吸相比),下列表述中不正確的是( )。 A.需要多種酶參與 B.分解有機物不徹底 C.釋放二氧化碳 D.生成大量ATP,B,解析,無氧呼吸和有氧呼吸過程中都需要有多種酶的催化,都能生成ATP。但有氧呼吸能把有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,并釋放大量能量;而無氧呼吸的物質氧化分解不徹底,釋放的能量較少。,2.若在酵母菌酒精發酵后期通入氧氣,與不通氧氣相比,酒精的產生量會( )。,B,A.增加 B.減少 C.不變 D.先增加后減少,酵母菌酒精發酵后期通入氧氣會抑制無氧呼吸,從而使得酒精的產生量減少。,解析,3.用含18O葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子,18O的轉移途徑是( )。 A.葡萄糖丙酮酸水 B.葡萄糖丙酮酸氧 C.葡萄糖