5.3ATP的主要来源——细胞呼吸

•生物体生命活动所需能量的直接来源是什么?•这种物质是如何形成的？动物和人绿色植物能量ADP+Pi+ATP酶回顾ATP第3节ATP的主要来源——细胞呼吸细胞内+糖类+水CO2能量呼吸作用（本质）高等动物的呼吸现象和呼吸作用O2O2呼吸（现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输+细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。一、什么叫细胞呼吸？细胞呼吸的类型有氧呼吸:必须有氧参与.无氧呼吸:不须有氧参与.说到氧化，木头的燃烧也是氧化……熊熊大火，发出了大量的热和光，但同学们想一想，葡萄糖在我们的身体中的氧化也会像大火燃烧一样，来得这么得猛烈吗？过华清宫唐杜牧长安回望绣成堆山顶千门次第开一骑红尘妃子笑无人知是荔枝来请同学们思考一下：刚采的荔枝为什么要用驿马飞奔运送，如果几天以后运到荔枝还可以吃吗？请同学们思考一下：刚采的荔枝为什么要用驿马飞奔运送，如果几天以后运到荔枝还可以吃吗？驿马运送是为了保鲜，几天后运到的荔枝就会变味。那么荔枝为什么会变味呢？今天就让我们来学习荔枝变质的过程——细胞呼吸探究：酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌：单细胞真菌营养方式：异养实验原理1、酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性呼吸菌。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酪酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。探究酵母菌细胞呼吸的方式课本P91酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生较多的CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生较少CO2和酒精。1、酵母菌在有氧还是在无氧条件下产生酒精？2、酵母菌在有氧条件下产生的CO2多，还是无氧条件下产生CO2产生的多？一、提出问题：二、作出假设探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）提出问题（二）做出假设（三）设计实验特别关注的问题1.怎样控制有氧和无氧条件？2.怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？3.怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活?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℃环境下培养8-9小时。3、检测CO2的产生及多少：石灰水变混浊程度及时间，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的时间长短。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毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.四、进行实验有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：10％NaOH溶液吸收通入空气中的CO2（避免影响产生的CO2含量的结果）葡萄糖溶液＋酵母菌（培养酵母菌）第一个锥形瓶：第二个锥形瓶：第三个锥形瓶：澄清的石灰水根据混浊程度进行比较CO2的产生量橡皮球、气泵（保持通入空气）葡萄糖溶液＋酵母菌封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）第一个锥形瓶：第二个锥形瓶：溴麝香草酚蓝水溶液蓝绿黄，根据溶液颜色的变化时间长短比较澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量。酵母菌培养液的滤液＋溶有重铬酸钾的浓硫酸（橙色）（灰绿色）（橙色）实验开始：A装置（35°C)实验开始：B装置（35°C)实验进行3小时A装置（35°C)B装置（35°C)用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸+A装置的酵母菌滤液+B装置的酵母菌滤液灰绿色不变灰绿色五、分析结果，得出结论条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量CO2；在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2。二、有氧呼吸（一）主要场所：外膜嵴内膜线粒体外膜内膜(嵴)基质含有氧呼吸酶线粒体线粒体的结构、功能和分布（P93）第一阶段：葡萄糖的初步分解第二阶段：丙酮酸彻底分解第三阶段：[H]的氧化酶细胞质基质C6H12O6C3H4O3＋[H]＋少量能量24[H]＋O2H2O＋大量能量酶线粒体内膜2C3H4O3＋H2OCO2＋[H]＋少量能量酶线粒体基质2molATP热能散失2molATP热能散失34molATP热能散失246620126（二）、有氧呼吸的过程场所：细胞质基质场所：线粒体基质场所：线粒体内膜第一阶段C6H12O6有氧呼吸怎样进行？2丙酮酸酶6CO24[H]能ATP热能ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能ATP热线粒体细胞质基质第二阶段第三阶段第一阶段：葡萄糖的初步分解第二阶段：丙酮酸彻底分解第三阶段：[H]的氧化酶细胞质基质C6H12O6C3H4O3＋[H]＋少量能量24[H]＋O2H2O＋大量能量酶线粒体内膜2C3H4O3＋H2OCO2＋[H]＋少量能量酶线粒体基质2molATP热能散失2molATP热能散失34molATP热能散失246620126（二）、有氧呼吸的过程场所：细胞质基质场所：线粒体基质场所：线粒体内膜细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。（三）总反应式（四）有氧呼吸的概念C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶（2870kJ）38molATP热能：维持体温、散失氧多种酶葡萄糖彻底氧化分解CO2H2O能量大量ATPC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量以上反应式中的能量能否写成ATP？能量（2870kJ）1161kJ其余以热能形式散失ATP酶1moL小试牛刀能量效率高达40％有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量ATP丙酮酸、H2OCO2、[H]少量ATP[H]、O2H2O大量ATP线粒体基质线粒体内膜对比1场所:2条件:3物质变化:4能量变化:细胞质基质、线粒体（主要）O2、酶有机物、O2、H2O→CO2、H2O2870kj能量：1161kj能量存于ATP中，其余以热能散失。有氧呼吸1、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：①产生CO2的阶段（）②产生H2O的阶段（）③氧气参与的阶段（）④产生ATP最多的阶段（）2．植物有氧呼吸中，吸入的氧的作用是（）A．直接氧化分解葡萄糖B．参与丙酮酸的形成C．参与CO2的放出D．与[H]结合生成水3、如果你在思考上述问题的时候，消耗了2摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？D1161kj*2=2322kj二三三三当我们长时间举着东西，或运动量过大时，我们的身体往往会有酸软乏力的感觉，其实，这就是因为我们的肌肉得不到足够的氧气进行有氧呼吸，这时的肌肉细胞就不得不通过无氧呼吸来取得更多能量的结果……剧烈运动后第二天早上肌肉发酸,为什么?继续探究苹果储藏久了为什么会有酒味呢？继续探究无氧呼吸的场所在哪里呢?反应是如何进行的呢？2C3H6O3C6H12O6酶2分子丙酮酸酶酶2C2H5OH+2CO2无氧（酒精）（乳酸）没有能量释放释放少量能量第一阶段第二阶段2molATP热能三、无氧呼吸2.过程1.场所：细胞质基质类型项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物释能联系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶较多较少①两者第一阶段相同即都将葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解）②都分解有机物、释放能量二氧化碳和水氧化彻底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不彻底3、无氧呼吸的类型场所：细胞质基质产乳酸的类型①C6H12O6+少量能量2C3H6O3(乳酸)酶例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）场所：细胞质基质产酒精的类型②C6H12O6酶+2CO2+少量能量2C2H5OH(酒精)例：大多数植物、酵母菌4、微生物的发酵1.酒精发酵2.乳酸发酵酵母菌乳酸菌乳酸菌、酵母菌等微生物的无氧呼吸也称为发酵。根据有氧呼吸概念，尝试总结无氧呼吸的定义细胞在的条件下，通过的催化作用，把等有机物分解成的氧化产物，产生或，同时释放出，生成的过程。缺氧多种酶葡萄糖不彻底酒精和CO2乳酸少量能量少量ATP1场所:2条件:3物质变化:4能量变化:细胞质基质酶、缺氧或无氧有机物→不彻底氧化产物196.65kj能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以热能散失。无氧呼吸5无氧呼吸的生理意义：增强生物适应短时无氧条件的能力地窖取大姜夫妻吃大亏•近日，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。•医生告诉记者，张先生夫妇是因为地窖中氧气不足，吸入过多的二氧化碳大脑缺氧造成的。探究1方法建议：提醒农民朋友进入储存白菜、萝卜、生姜等食物的地窖之前，将点燃的蜡烛送入窑内，如果蜡烛熄灭了，应待充分通风以后再下去。事故原因：地窖中的生物在细胞呼吸过程中，吸收O2，产生CO2。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，释放热量探究2为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡，萝卜放久了会空心？呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。探究3类型项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物释能联系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶较多较少①两者第一阶段相同即都将葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解）②都分解有机物、释放能量二氧化碳和水氧化彻底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不彻底细胞膜线粒体有氧呼吸的过程四、影响细胞呼吸的因素1、温度：植物最适25-30℃应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间温度呼吸速率2、O2：CO2释放O2吸收O2浓度气体交换相对值a应用：贮藏水果时下降到a点最有利贮藏。细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（如A点）。2、若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中AC段）。3、若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示)。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失。说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2的总量5101520253、CO2：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。4、水分：水为细胞呼吸提供反应环境,一定范围内随着水的含量的增加细胞呼吸加强。应用：（1）粮食储存前需晾晒；（2）干种子萌发前需浸泡。应用：适当增加CO2浓度有良好的保鲜效果。五、细胞呼吸原理的应用选用“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。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。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。水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。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。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