5.3ATP的主要来源——细胞呼吸

5.3ATP的主要来源——细胞呼吸人的呼吸过程包括三个互相联系的环节：1、外呼吸:包括肺通气和肺换气；2、气体在血液中的运输；3、内呼吸:指组织细胞与血液间的气体交换。呼吸过程呼吸作用（本质）细胞呼吸一、细胞呼吸的概念（P91）细胞呼吸的实质：分解有机物释放能量细胞呼吸是指在细胞内,经过由酶催化的一系列，生成或其他产物，释放出并生成的过程。有机物氧化分解二氧化碳能量ATP二、细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。二、细胞呼吸的方式1.提出问题酵母菌使葡萄糖发酵是在有氧还是无氧条件下？2.作出假设酵母菌使葡萄糖发酵是在无氧条件下。酵母菌是真核生物，生长周期短，增殖速度快，而且是兼性厌氧菌。选择酵母菌进行实验的原因？3.设计实验实验分析：①首先要创设有氧和无氧的条件,如何创设？②呼吸作用的产物可能有CO2、酒精，如何检测？CO2：酒精：通气和密封重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理在日常生活中可以有什么用处？想一想：使澄清石灰水变浑浊使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色根据浑浊程度判断生成CO2的量观察变黄的时间判断生成CO2的量橡皮球或气泵创设反应条件装置序号AB检测CO2结果检测酒精澄清石灰水结果灰绿色5%葡萄糖溶液240ml240ml有氧无氧新鲜酵母菌10g10g较混浊稍混浊酸性重铬酸钾溶液(橙色)不变色Ｂ瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。4.进行实验吸收空气中的CO2，排除它对实验的干扰酵母菌有氧呼吸产生大量CO2,无氧呼吸产生少量的CO2。5.实验结论酵母菌无氧呼吸产生了酒精。兼性厌氧菌有氧呼吸装置无氧呼吸装置①本实验的自变量是什么?因变量是什么?②设置几个实验组?有无对照组？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。不设对照组，相当于“相互对照实验”。1.为什么甜玉米放时间长了甜味会变得没那么甜？呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。常为葡萄糖三、有氧呼吸2.胶州胶莱镇王坛村的一对夫妇，下地窖取大姜时因缺氧发生昏迷，经治疗这对夫妇已经脱险。这一事例说明什么？蔬菜进行有氧呼吸时，消耗氧气，产生二氧化碳3.为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？呼吸作用过程中：产生H2O，释放热量1.有氧呼吸的概念指细胞在的参与下，通过多种的催化作用，把等有机物分解，产生，释放，生成大量的过程。氧酶葡萄糖彻底氧化二氧化碳和水能量ATP三、有氧呼吸三、细胞呼吸的方式——有氧呼吸2.场所：线粒体（主要场所）、细胞质基质外膜内膜嵴基质含多种与有氧呼吸有关的酶C6H12O6丙酮酸酶CO2[H]H2OO2H2O第一阶段3.过程：细胞质基质线粒体内膜线粒体基质少量能量酶[H]第二阶段少量能量大量能量第三阶段C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+[H]+能量(少量)(场所：细胞质基质)葡萄糖的初步分解第一阶段：3.过程：(场所：线粒体基质)丙酮酸彻底分解第二阶段：(场所：线粒体内膜)还原氢的氧化第三阶段：酶CO2+[H]+能量(少量)2C3H4O3+H2O酶H2O+能量(大量)[H]+O22ATP2ATP34ATP6620424612+H2O+C6H12O6+H2O+O2酶CO2大量能量有氧呼吸的总反应式666121mol葡萄糖2870kJ有氧呼吸热能散失ATP(1161kJ)有氧呼吸的能量去路：用于各项生命活动用于维持体温H2OO2C6H12O6丙酮酸C6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O26CO2+12H2*O+能量酶C：H：O：C、H、O的来龙去脉：C6H12O6H2OCO2丙酮酸→CO2→→[H]→H2O[H]→H2O→[H]H2O→→丙酮酸→H2O18世纪，法国化学家拉瓦锡把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”4.特点：(1)需要_____，需________催化；(2)能量_____释放，有机物_____氧化分解；(3)将_____的化学能转化为_____的化学能。氧气多种酶逐步彻底稳定活跃问题探讨•呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？都是物质的分解氧化过程，都能产生CO2和H20，释放等量的能量。•呼吸作用与体外物质燃烧的区别：①在温和条件下进行；②能量逐步释放；③释放的能量一部分散失，一部分转移到ATP。巩固练习：１.在整个有氧呼吸过程中，O2是第＿＿＿阶段参与反应的；CO2是第______阶段生成；O2中的O最后进入＿＿＿＿2.有氧呼吸中需O2和产生能量最多的阶段是＿＿场所是＿＿＿＿；第一、二阶段的共同产物是：＿＿＿＿＿＿；三个阶段均有的产物是：＿＿＿＿＿＿。三二H２O三线粒体内膜［Ｈ］，ATPATP1.条件：2.场所：3.过程：无氧细胞质基质第一阶段：２丙酮酸+4[H]葡萄糖酶+能量（少量）第二阶段：2C3H4O3+4[H]酶C2H5OH（酒精）＋CO22C3H4O3+4[H]酶C3H6O3（乳酸)四、细胞呼吸的方式——无氧呼吸2ATP222细胞质基质细胞质基质一般是指细胞在条件下，通过的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为，同时释放出少量能量，生成的过程。无氧呼吸概念无氧酶不彻底氧化产物少量ATPC6H12O6酶2C3H6O3＋少量能量2C2H5OH＋2CO2＋少量能量C6H12O6酶乳酸酒精方程式：（酵母菌、大多数植物）（乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚、动物和人体内）3.实例a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸，肌肉酸胀。c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。2.发酵酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的叫做酒精发酵，产生乳酸的叫做乳酸发酵。有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系不同点相同点场所条件产物能量联系实质有氧呼吸无氧呼吸细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧、需酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量，合成38ATP少量，合成2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成ATP五、影响细胞呼吸速率的因素（一）内因旱生植物水生植物阴生植物阳生植物植物种类同一株植物营养器官生殖器官幼嫩组织衰老组织同一株植物不同时期成熟期幼苗期、开花期等生长旺盛期1.氧气浓度五、影响细胞呼吸速率的因素（二）外因无氧呼吸有氧呼吸氧气浓度呼吸速率图1氧气浓度呼吸速率图2氧气会抑制无氧呼吸，促进有氧呼吸A酶的数量O2浓度：BACA点：A点到B点：B点到C点：只进行无氧呼吸，释放较多CO2。CO2释放急剧减少-----氧气增多，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还很弱CO2释放量不断上升-----氧气增多，促进有氧呼吸1.氧气浓度五、影响细胞呼吸速率的因素应用：适当降低O2浓度，可减少呼吸消耗，延长蔬菜和水果的保鲜时间温度影响酶的活性温度呼吸速率2.温度五、影响细胞呼吸速率的因素低温抑制呼吸酶活性高温破坏呼吸酶活性应用：利用低温储存蔬菜、水果在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗。五、影响细胞呼吸速率的因素3.CO2的浓度：4.水：在一定范围内呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。在一定范围内，CO2浓度增高，呼吸速率下降。CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸水作为有氧呼吸反应物水作为反应介质六、细胞呼吸原理的应用（P95）细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术2.农业生产3.粮食储藏和果蔬保鲜1.发酵技术酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠——味精。2.农业生产如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。粮食储藏：3.粮食储藏和果蔬保鲜细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，要设法降低细胞的有氧呼吸，尽可能减少有机物的消耗等。果蔬保鲜：低温、低氧、少水低温、低氧、一定水分选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。4.其他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、需在的氧条件下进行C、不产生CO2D、反应速度不受温度的影响C巩固练习：2.如图表示的是有氧呼吸过程。下列有关说法正确的是A．①②③中数值最大的是①B．产生①②的场所是线粒体C．④代表的物质是氧气D．乳酸菌能完成图示全过程少量能量少量能量大量能量O2H2OC4.消耗等量的C6H12O6无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2之比为（）产生等量ATP无氧呼吸与有氧呼吸消耗C6H12O6之比为（）1︰319︰13.一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少了24mol，CO2增加了48mol，则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的()A.1/3倍B.1/2倍C.2倍D.3倍D5、甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行发酵，若它们消耗了等量的葡萄糖。问甲乙共放出的二氧化碳和吸入的氧气的体积之比是()A.1:2B.1:1C.2:3D.4:3D6、豌豆发芽的早期，CO２释放量比O２吸收量多３－４倍，这是因为种子此时的（）Ａ、无氧呼吸比有氧呼吸强Ｂ、光合作用比呼吸作用强Ｃ、有氧呼吸比无氧呼吸强Ｄ、呼吸作用比光合作用强7、贮存水果和粮食时，充加CO２或抽取空气，能延长贮存的时间，主要是由于（）Ａ、抑制有氧呼吸Ｂ、促进有氧呼吸Ｃ、抑制无氧呼吸Ｄ、促进无氧呼吸AA8、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、O2C、CO2、O2、乳酸D、CO2、乳酸、O2B9.稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如下图。下列叙述正确的是()C、Ⅲ阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂D、从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在Ⅱ阶段前适时排水A、Ⅰ阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低B、Ⅱ阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高D10.下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：（1）外界氧浓度在5%以上，10％以下时，该器官的呼吸作用方式是。理由是：。（2）该器官CO2的释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条曲线，此时该器官的呼吸作用方式是。你怎么做出判断？。（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；形成ATP的数量约相当于有氧呼吸的倍。有氧呼吸和无氧呼吸此时CO2的释放量大于O2此时CO2的释放量等于O2的吸收量有氧呼吸1.50.079若图中的AB段与BC段的距离等长,说明此时有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2，有氧呼吸消耗的葡