第三節ATP的主要來源

——細胞呼吸下列轉變需經哪些生理過程才能實現？光能糖類等有機物中穩定的化學能ATP中活躍的化學能直接用于各種生命活動①②③光合作用細胞呼吸ATP水解思考細胞呼吸：是指有機物在細胞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的過程細胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸實質：細胞內有機物的氧化分解，并且釋放能量什么是細胞呼吸？自學探究：閱讀P93-94，思考1、有氧呼吸主要發生在哪里？2、線粒體的什么位置含有與有氧呼吸有關的酶？3、有氧呼吸的過程可分為三個階段。每個階段的原料、產物、釋放能量的多少和場所分別是什么？4、什么叫做有氧呼吸？BACK酶一、有氧呼吸C6H12O6(葡萄糖)酶[H]丙酮酸能量散失ATP能量散失ATP

CO2

H2O酶

[H]

O2

H2O酶散失ATP能量有氧呼吸的過程細胞質基質

C6H12O6

2C3H4O3+4[H]+少量能量酶細胞質基質線粒體基質2C3H4O3+6H2O

6CO2+20[H]+少量能量酶線粒體內膜24[H]+6O2

12H2O+大量能量酶有氧呼吸的三個階段C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶（2870KJ）用于合成ATP約1161KJ熱能總反應式：Q:1mol的葡萄糖通過有氧呼吸徹底氧化分解所生成的能量轉化成ATP，其轉換效率大約為多少？這些能量可以使多少mol的ADP轉化成ATP？40%38mol討論:(1)比較有氧呼吸三個階段的反應有哪些共同之處?(2)這三個階段的酶相同嗎？這些酶分別位于哪里？(3)二氧化碳產生于第幾階段？水產生于第幾階段？水消耗于第幾階段？能量主要產生于第幾階段？(4)有氧呼吸的場所是什么？主要場所呢？(5)氧氣消耗于第幾階段？沒有線粒體還能進行有氧呼吸嗎？(6)生成的水中，氧元素由什么提供？那么釋放出的二氧化碳中的氧元素來自于什么？試寫出有氧呼吸的完全反應式。(7)1mol葡萄糖氧化分解，能釋放多少能量？這些能量用于什么？有氧呼吸概念：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，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。◆特點：①反應條件溫和②能量逐步釋放③能量有一部分儲存在ATP中④需要酶且每一步所需要的酶都不同1.下圖是有氧呼吸的過程圖解，請依圖回答：C6H12O123O2酶酶456酶[H][H]

(1)寫出長方框內1、2、3所依次代表的物質名稱：

、

_____、

。(2)依次填出橢圓框內4、5、6所代表的能量的多少

、

____、

。(3)有氧呼吸的主要場所是

______，進入該場所的呼吸底物是_____。(4)用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉移的途徑是_______________葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳H2O丙酮酸CO2少少大量線粒體丙酮酸62.用18O標記氧氣,使其參加有氧呼吸,最初可在下列何種物質中發現它:A．丙酮酸B．CO2C．H2OD．H2O和CO2√二、無氧呼吸Q1:無氧呼吸進行場所是哪里？Q2:動物細胞與植物細胞發生的反應有什么不同？自學探究：閱讀P94-95，思考C6H12O6[H]2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O3（乳酸）丙酮酸酶少量能量（形成2個ATP）動物：乳酸植物：酒精甜菜的塊根馬鈴薯塊莖——乳酸乳酸發酵：酒精發酵：無氧呼吸全過程第Ⅰ階段（細胞質基質）第Ⅱ階段（細胞質基質）第Ⅱ階段也有少量能量放出，但不足以形成ATP。細胞質基質C6H12O6

2C3H4O3+4[H]+少量能量酶細胞質基質動物：2C3H4O3+4[H]2C3H6O3酶植物：2C3H4O3+4[H]2C2H5OH+2CO2酶C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量(動物)或C6H12O6

2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量（大多數植物）總反應式：(細胞質基質)酶酶◆特點：①動物細胞無氧呼吸生成乳酸，植物是生成酒精②只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP③葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中④反應場所始終都是在細胞質基質中思考：⑴無氧呼吸中1mol葡萄糖放出多少能量？形成幾個ATP？能量轉化率是多少？放能：196.65KJ。其中61.08KJ形成2個ATP，轉化率：31.06%⑵1mol葡萄糖，為什么無氧呼吸釋放的能量少？未釋放的能量儲存在哪里？有機物沒有徹底氧化分解。大部分能量儲存在酒精或乳酸中。⑶人長跑時呼出的二氧化碳全是由有氧呼吸產生的嗎？全是有氧呼吸產生。因為人的無氧呼吸只能產生乳酸無氧呼吸概念：指細胞在無氧參與的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底地氧化分解，生成酒精和二氧化碳或乳酸，并釋放少量能量的過程。無氧呼吸及有氧呼吸過程圖解葡萄糖→2丙酮酸+4[H]無氧有氧6CO2+6H2O+能量細胞質基質中細胞質基質中線粒體中形成38個ATP形成2個ATP2C2H5OH+2CO2+能量或2C3H6O3+能量注意：有O2時，無氧呼吸會受到抑制。有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎上進化而來，但絕大多數生物仍保留了無氧呼吸的酶系統以應付暫時缺氧的狀態。細胞質基質、線粒體需要O2、酶CO2、H2O大量能量（38個ATP）細胞質基質不需要O2、酶酒精和CO2、乳酸少量能量（2個ATP）①兩者反應的第一階段相同②都是分解有機物、釋放能量的過程意義：為生物體各項生命活動提供能量。下圖表示生物體內呼吸作用的過程，圖中a-d表示某種物質，①—⑤表示相關生理過程，據圖回答：（1）圖中a、b、c、d所代表的物質名稱分別為

、

、

、

。（2）①—⑤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

。丙酮酸水水CO2①②③⑤②③①④⑤③（3）將一只實驗小鼠放入含有放射性18O2氣體的容器內，18O2進入細胞后，最先出現的放射性化合物是[]

。（4）有氧呼吸的主要場所是

，進入該場所的呼吸底物是__________C水線粒體丙酮酸（5）如果氧氣供應不足，則人體內的葡萄糖的分解產物是

，釋放的能量

，反應場所是

。（6）寫出人體中有氧呼吸，無氧呼吸的總反應式__________________________________乳酸較少細胞質基質選用“創可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創造了疏松透氣的環境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。

酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進行酒精發酵。醋酸桿菌是一種好氧細菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒狀桿菌是一種好氧細菌。在有氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經過人們的進一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。三、細胞呼吸原理的應用對于板結的土壤及時進行松土透氣，可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，這能夠促使這些微生物對土壤中有機物的分解，從而有利于植物對無機鹽的吸收。水稻的根系適于在水中生長，這是因為水稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運送到根部各細胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應無氧呼吸。但是，水稻根的細胞仍然需要進行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細胞就會進行無氧呼吸產生酒精，時間長了，酒精就會對根細胞產生毒害作用，使根系變黑、腐爛。較深的傷口里缺少氧氣，破傷風芽孢桿菌適合在這種環境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應及時請醫生處理。有氧運動是指人體細胞充分獲得氧的情況下所進行的體育鍛煉。人體細胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺等無氧運動，是人體細胞在缺氧條件下進行的高速運動。無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠乳酸發酵來獲取能量。因為乳酸能夠刺激肌細胞周圍的神經末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。

酵母菌：是一種單細胞真菌，依賴外來的有機物進行異養生活，以出芽生殖的方式產生后代，屬于兼性厭氧菌。四、探究酵母菌的呼吸方式探究目的：探究酵母菌細胞呼吸的方式。探究原理：溴麝香草酚蘭試劑(BTB試劑）通入大量CO2會從藍色變成綠色再變成黃色，重鉻酸鉀溶液具有強氧化性，能夠與酒精發生氧化還原反應，顏色從橙色變成灰綠色。材料用具：20g新鮮的食用酵母菌、600ml的質量分數為5%的葡萄糖溶液、澄清石灰水、溴麝香草酚蘭試劑、質量分數為10%的NaOH溶液、體積分數為95%---97%的含一定濃度重鉻酸鉀的濃硫酸溶液、錐形瓶5個、潔凈的試管、小氣泵思考P92三個問題想一想：為會么B瓶應封口放置一段一時間后，再連通盛有石灰水的錐形瓶？消耗完錐形瓶中的氧氣，從而確保是無氧呼吸產生的C02通過澄清的石灰水中怎樣鑒定有無酒精產生？這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒．橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發生化學反應，變成灰綠色．具體做法：讓司機呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻．實驗結果：甲、乙裝置結果分析：1、2號試管結果分析：BTB顯著變色時間，甲裝置快，原因是有氧呼吸產生的CO2多乙裝置慢，原因是乙裝置在相同時間內無氧呼吸產生的CO2少1號試管中無顏色變化2號試管中有顏色變化。橙色——灰綠色實驗結論：甲裝置中A瓶酵母菌進行有氧呼吸乙裝置中B瓶酵母菌進行無氧呼吸下圖是關于探究酵母菌細胞呼吸方式的兩組實驗裝置，請據圖回答問題：（1）酵母菌應加到______________瓶中；澄清的石灰水應加到___________瓶中，此外CO2還可以使＿＿＿溶液由＿＿變＿＿再變_________。（2）一段時間后在______瓶中取少量培養液，滴加__________________溶液檢測酒精的存在，顏色變化為_______________。B、D

C、E

藍溴麝香草酚藍綠黃D

酸性重鉻酸鉀橙色→灰綠色下圖是關于探究酵母菌細胞呼吸方式的兩組實驗裝置，請據圖回答問題：（3）寫出甲、乙裝置中各發生作用的總反應式：________________

__________________。（4）乙裝置通常要反應一段時間后才將D與E連通，原因是____________________。C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量酶消耗完錐形瓶中的氧氣，從而確保是無氧呼吸產生的C02通過澄清的石灰水中下圖是關于探究酵母菌細胞呼吸方式的兩組實驗裝置，請據圖回答問題：（5）A瓶加入的試劑是________，其目的是____________（6）圖中裝置有無錯誤之處，如果有請加以改正Na0H排除空氣中CO2,對實驗結果的干擾(7)預期實驗結果與結論：預期最可能的實驗結果是＿＿組裝置中澄清石灰水先渾濁，且渾濁程度大。說明了

。甲酵母菌在有氧呼吸條件下比無氧條件下細胞呼吸產生的中CO2快且多

②同一植物在不同生長發育期呼吸速率

。種子萌發、幼苗生長、開花期呼吸速率

，成熟期

。五．影響植物呼吸作用的因素及在生產實踐中的應用（1）內因：①不同種植物的呼吸速率

。一般規律：水生

陸生；陽生

陰生③同一植物的不同器官呼吸速率

。一般來講，生殖器官

營養器官。

不同大于大于不同較高較低不同大于（2）外因：

①溫度：

因為溫度影響

的活性，從而影響呼吸速率。生產實踐中的應用：酶呼吸強度溫度用于低溫儲存蔬菜水果；大棚栽培中夜間適當降低溫度，降低呼吸作用增加產量。②水分自由水含量越多，代謝越旺盛，細胞呼吸越強。生產實踐中的應用：種子入庫前要

，以

呼吸速率；曬干降低種子