《ATP的主要来源――细胞呼吸》

ATP的主要来源——细胞呼吸本节重点1.细胞呼吸的概念及其与ATP形成的关系2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用问题探讨1.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？物质分解的过程、产物都想同，并且都能释放等量的能量有。①细胞呼吸是在温和的条件下进行的；②能量的释放是在一系列的反应过程中逐步释放的；③释放的能量部分的以热能的形式散失，部分的转移贮存到ATP中。一、细胞呼吸的概念细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）提出问题（二）作出假设（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？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。实验步骤：①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？②酵母菌细胞呼吸会产生CO2，在不同条件下产生的是否一样多？1提出问题2作出假设酵母菌在有氧条件下可以产生CO2，无氧条件下除产生CO2外，还产生酒精。3设计实验⑴实验原理①CO2可以使澄清石灰水变浑浊，也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。②重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，由橙色变成灰绿色。⑵实验步骤：配置酵母菌培养液组装实验装置检测CO2的产生检测酒精的产生4进行实验5得出结论配制酵母菌培养液AB10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液A组B组A实验组(有氧情况下)10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水（浑浊）有氧呼吸B实验组(无氧情况下)酵母菌培养液澄清石灰水(浑浊)无氧呼吸0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液A组B组橙色橙色灰绿色（四）实验结果1.CO2的放出情况：A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的CO2更多2.酒精产生的情况：A组没有酒精的产生，B组产生了酒精。酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。分析实验结果注意事项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气。根据“参考资料”中的图可知，图A应为有氧条件，图B为无氧条件。问题回顾：1.呼吸作用的场所是？主要是线粒体，还有细胞质基质2.线粒体的结构怎样？双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），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吸作用有关的酶。有氧呼吸的过程图解三、有氧呼吸有氧呼吸的过程第一阶段：C6H12O6（丙酮酸）第二阶段：2CH3COCOOH+6H2O酶第三阶段：24[H]+6O2C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶总反应式：2CH3COCOOH+4[H]+能量6CO2+20[H]+能量酶12H2O+能量酶（大量）有氧呼吸三个阶段的比较（1）C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量（2）2CH3COCOOH+6H2O6CO2+20[H]+能量酶（3）24[H]+6O212H2O+能量酶1.能量：都有能量的释放，但以第三阶段释放的能量最多2.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，第三阶段发生在线粒体内膜上。3.氧气：只有第三阶段才需要氧气，作用是氧化[H],生成水有氧呼吸的概念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解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。计算：1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成____mol的ATP，其能量转换效率是______。3840.5%呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。细胞呼吸也称呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。呼吸和呼吸作用的区别①场所：A细胞质基质b线粒体基质c线粒体内膜②能量去向：一部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中③总反应式：④有氧呼吸概念：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。C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量酶(1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解许多ATP38个ATP有氧呼吸小结无氧呼吸的过程葡萄糖丙酮酸[H]少量能量乙醇脱氢酶乳酸脱氢酶酒精+CO2乳酸酶1、酒精发酵：C6H12O6酶2、乳酸发酵：C6H12O6四、无氧呼吸2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量2C3H6O3（乳酸）+能量酶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、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？无氧呼吸的概念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分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。无氧呼吸的特点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共同点实质：过程：葡萄糖丙酮酸有氧无氧CO2+H2O+能量（大量）C2H3OH+CO2+能量（少量）C3H6O3+能量（少量）氧化分解有机物，释放能量都有丙酮酸（中间产物）的生成有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需氧物质代谢能量代谢主要在线粒体内细胞质基质必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸将有机物彻底分解成CO2和H2O有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）1mol2870(kj)1161ATP热能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)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1.温度：温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。2.O2的浓度：①在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，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。②O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。3CO2浓度过大抑制呼吸作用的进行七、细胞呼吸原理的应用1.在酿酒业上的应用：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，使其发酵，产生酒精。2.在农业生产上：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3.在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖4.在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。课堂练习1.有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是________;在线粒体中进行的是第________阶段;第____阶段需要O2,氧的作用是________;第____阶段产生[H]最多；丙酮酸是第___阶段的产物。第三阶段二、三一三氧化[H]二2.现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2和吸收的O2之比是()A.3:1B.1:2C.4:3D.2:3C3.下列5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，会产生CO2的试管有（）①葡萄糖+已破裂的细胞②葡萄糖+线粒体③丙酮酸+线粒体④葡萄糖+细胞质基质（隔绝空气）⑤丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气）A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④C4.右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中O2的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试分析：释放的相对值CO2（1）A点表示植物组织释放CO2较多，这些CO2是_________的产物。（2）由A到B，CO2的释放量急剧减小，其原因是________________________。（3）由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是_________________________；到C点以后CO2的释放量不再增加，其主要原因是____________________________。随O2的增加，无氧呼吸受到抑制随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强无氧呼吸受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强5.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为①产生的酒精对细胞有毒害②产生的乳酸对细胞有毒害③没有专门的无氧呼吸结构④产生的能量太少（）A.①②B.②③C.③④D.④①D6.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是()A.不产生CO2B.一定产生CO2C.不形成ATPD.物质氧化分解不彻底D7.一运动员正在进行长跑训练，从他的大腿肌肉细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如右图所示，图中P、Q、R三曲线依次代表（）B锻炼时间（分）A.O2、CO2、乳酸B.乳酸、CO2、O2C.CO2、O2、乳酸D.CO2、乳酸、O28.右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着O2的消耗，CO2浓度变化的情况。请据图回答：（1）A~B段O2的消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行_____呼吸。（2）Ｃ~Ｄ段O2浓度接近０，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行_____呼吸。（3）Ｂ~Ｃ段O2浓度已很低，CO2浓度几乎不上升，原因是_______________________________________________________________．有氧无氧氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍处于抑制状态（4）从哪点开始，O2浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素？_____（5）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_______段范围内。B点B~C