高中生物 第五章 第三節(jié) ATP的主要來源 細胞呼吸課件3 新人教版必修1

第3節(jié) ATP的主要來源細胞呼吸第1課時 細胞呼吸的探究實驗、過程 隨著生活水平的提高，人們越來越注重身體健康，隨著生活水平的提高，人們越來越注重身體健康，有氧運動成了人們的首選。有氧運動成了人們的首選。人體通過什么活動吸入氧氣？人體通過什么活動吸入氧氣？生命活動需要能量生命活動需要能量1.1.說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。（重點）（重點）2.2.說明細胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的說明細胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應用。應用。3.3.進行對酵母菌細胞呼吸方式的探究。進行對酵母菌細胞呼吸方式的探究。 18世紀，法國化學家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)燃燒需要氧氣，并且把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)，呼吸作用的實質(zhì)是細胞內(nèi)有機物的氧化分解，并且釋放能量。體內(nèi)：體內(nèi)：有機物有機物能量能量+ O+ O2 2分解分解COCO2 2 +H+H2 2O+O+細胞呼吸細胞呼吸問題探討：問題探討：1.1.細胞呼吸與物質(zhì)的燃燒有什么共同點細胞呼吸與物質(zhì)的燃燒有什么共同點? ?共同點：都是物質(zhì)的氧化分解過程；共同點：都是物質(zhì)的氧化分解過程； 都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且釋放能量。都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且釋放能量。熱能熱能體外：體外：物質(zhì)物質(zhì)+ O+ O2 2燃燒燃燒無機物無機物+ +2.2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能。否則組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧不能。否則組成細胞的化合物會迅速而徹底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細胞的基化分解，能量會迅速地全部釋放出來，細胞的基本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底地破壞。本結(jié)構(gòu)也就會遭到徹底地破壞。3.3.在無氧條件下，細胞還能夠通過呼吸作用釋放能量在無氧條件下，細胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？嗎？在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸要少許多。但是，無氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸要少許多。一、細胞呼吸的概念一、細胞呼吸的概念 生物體內(nèi)糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等生物體內(nèi)糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機物有機物在在活細胞內(nèi)活細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的經(jīng)過一系列的氧化分解氧化分解，最終，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且并且釋放能量釋放能量，產(chǎn)生產(chǎn)生ATPATP的總過程，叫做細胞呼吸。的總過程，叫做細胞呼吸。（又叫生物氧化）（又叫生物氧化） 細胞呼吸（內(nèi)呼吸）細胞呼吸（內(nèi)呼吸） 呼吸運動（外呼吸）呼吸運動（外呼吸）與細胞呼吸無太 大的關(guān)系，但為細胞呼吸提供氧氣并排出二氧化碳。 酵母菌是一種酵母菌是一種單細胞真菌單細胞真菌，屬真核生物。，屬真核生物。在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧兼性厭氧型生物。型生物。 通過定性測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼通過定性測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼吸的產(chǎn)物，可以確定酵母菌細胞的呼吸方式。吸的產(chǎn)物，可以確定酵母菌細胞的呼吸方式。二、細胞呼吸的方式二、細胞呼吸的方式 1 1、怎樣控制有氧和無氧的條件？、怎樣控制有氧和無氧的條件？2 2、怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能、怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？正常生活？1.1.探究酵母菌呼吸的方式探究酵母菌呼吸的方式實驗原理：實驗原理：（1）檢測CO2的產(chǎn)生： CO2 澄清石灰水 渾濁 CO2 溴麝香草酚藍水溶液 藍-綠-黃3 3、怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無、怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無的產(chǎn)生？如何比較的產(chǎn)生？如何比較產(chǎn)生的多少？產(chǎn)生的多少？（2）檢測酒精的產(chǎn)生 酸性橙色的重鉻酸鉀溶液+乙醇 灰綠色實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：（1） A、變渾濁的程度大 B、變渾濁的程度小（2） A、無顏色變化 B、變成灰綠色實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：（1）有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水。（2）無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳。細胞呼吸有兩種類型：細胞呼吸有兩種類型：有氧呼吸有氧呼吸和和無氧呼吸無氧呼吸。 如圖所示是一名學生制作的一個裝置，用來研究溫度對酵母菌酒精發(fā)酵如圖所示是一名學生制作的一個裝置，用來研究溫度對酵母菌酒精發(fā)酵的影響。三角瓶內(nèi)含有懸浮在的影響。三角瓶內(nèi)含有懸浮在2%2%蔗糖液中的蔗糖液中的2.52.5克酵母。實驗記錄小液滴移動克酵母。實驗記錄小液滴移動的數(shù)量如下表，表中數(shù)據(jù)為小液滴移動量（單位：厘米）。試回答：的數(shù)量如下表，表中數(shù)據(jù)為小液滴移動量（單位：厘米）。試回答：時間（分鐘）5510101515252535351 10 00.20.20.40.40.70.70 02 20 01.01.01.31.31.61.60.10.13 30.10.11.91.92.22.22.82.80.20.24 40.20.23.13.13.33.34.44.40.30.35 50.30.34.04.04.44.44.44.40.40.4（1 1）實驗中小液滴移動的方向是向，理由是）實驗中小液滴移動的方向是向，理由是。左左在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，發(fā)酵作用增強，超過這一范圍，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，發(fā)酵作用增強，超過這一范圍，發(fā)酵減弱發(fā)酵減弱16（3 3）根據(jù)實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論是）根據(jù)實驗結(jié)果可以得出的結(jié)論是。v v（2 2）從上述實驗中記錄表中，可知酵母菌中參與酒精發(fā)酵的酶的最適溫度為）從上述實驗中記錄表中，可知酵母菌中參與酒精發(fā)酵的酶的最適溫度為。酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，增大了三角瓶中氣體壓強，使小液滴向左酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，增大了三角瓶中氣體壓強，使小液滴向左移動移動（5 5）在坐標中繪出）在坐標中繪出2525時，酒精濃度隨時間的變化曲線。時，酒精濃度隨時間的變化曲線。（4 4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，三角瓶內(nèi)的蔗糖完全被酵母菌利用至少需分鐘。）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，三角瓶內(nèi)的蔗糖完全被酵母菌利用至少需分鐘。4 4呼吸強度呼吸強度a ab bc c有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸葡萄糖葡萄糖C C6 6H H1212O O6 6生物體主要的供能物質(zhì)生物體主要的供能物質(zhì)2.2.細胞呼吸的方式：細胞呼吸的方式：外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜線粒體線粒體基質(zhì)基質(zhì)嵴嵴主要場所：主要場所：線粒體線粒體（1 1）有氧呼吸）有氧呼吸不是惟一場所，第一階不是惟一場所，第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。第一階段：第一階段： 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 HH能量能量( (少量少量) )酶酶細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸丙酮酸 H H2 2O O H HCOCO2 2能量能量( (少量少量) )酶酶線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)第二階段：第二階段：HHO O2 2 H H2 2OO能量能量( (大量大量) )第三階段：第三階段：線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜酶酶C C6 6H H1212O O6 6丙酮酸丙酮酸少量能量少量能量HH + +H H2 2O OC CO O2 2HH少量少量能量能量OO2 2丙酮酸丙酮酸 HH2 2OO + +大量能量大量能量有氧呼吸的過程有氧呼吸的過程有氧呼吸有氧呼吸 場所場所 反應物反應物 生成物生成物 釋能釋能第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖主要是葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、HH、ATPATP少量少量丙酮酸、丙酮酸、HH2 2OOCOCO2 2、HH、ATPATP少量少量HH、OO2 2HH2 2OO、ATPATP大量大量線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜 一部分以一部分以熱能熱能形式散失形式散失 另一部分轉(zhuǎn)移到另一部分轉(zhuǎn)移到ATPATP中中(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,約約60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,約約40%)40%)第一階段產(chǎn)生第一階段產(chǎn)生 2 2 個個第二階段產(chǎn)生第二階段產(chǎn)生 2 2 個個第三階段產(chǎn)生第三階段產(chǎn)生 3434 個個三個階段共產(chǎn)生三個階段共產(chǎn)生 38 38 個個【點撥點撥】有氧呼吸三個階段需注意的四個問題有氧呼吸三個階段需注意的四個問題(1)(1)三個階段所需三個階段所需酶酶不同。不同。(2)(2)COCO2 2的產(chǎn)生是在第二階段，的產(chǎn)生是在第二階段，H H2 2O O的產(chǎn)生在第三階段。的產(chǎn)生在第三階段。(3)(3)H H2 2O O的消耗在第二階段，的消耗在第二階段，O O2 2的消耗僅發(fā)生在第三階段。的消耗僅發(fā)生在第三階段。(4)(4)三個階段都有三個階段都有能量能量釋放，第三階段釋放能量最多。釋放，第三階段釋放能量最多。C C6 6H H1212O O6 6 + + 6 6O O2 2 + 6H+ 6H2 2O 6COO 6CO2 2 + + 12H12H2 2O O + + 能量能量酶酶 有氧呼吸是細胞在有氧呼吸是細胞在有氧有氧的條件下，通過的條件下，通過多種酶多種酶的的催化作用，把葡萄糖等催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生，產(chǎn)生二氧化碳和水二氧化碳和水，釋放能量釋放能量，生成大量，生成大量ATPATP的過程。的過程。化學化學反應式：反應式：概念：概念：【例例1 1】有氧呼吸全過程的物質(zhì)變化可分三個階段：有氧呼吸全過程的物質(zhì)變化可分三個階段：C C6 6H H1212O O6 6丙酮酸丙酮酸+H+H；丙酮酸丙酮酸COCO2 2+H+H；H+OH+O2 2 H H2 2O O，有關(guān)以上敘述正確的是（，有關(guān)以上敘述正確的是（ ）A.A.第一、二階段無第一、二階段無ATPATP生成，第三階段生成大量生成，第三階段生成大量ATPATPB.B.第三階段只要有氧存在，極易進行，無需酶的催化第三階段只要有氧存在，極易進行，無需酶的催化C.C.有氧呼吸的最終產(chǎn)物只有水有氧呼吸的最終產(chǎn)物只有水D.D.只要存在相應的酶，原核生物無線粒體，也能進行只要存在相應的酶，原核生物無線粒體，也能進行有氧呼吸有氧呼吸D D【解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵】有氧呼吸的本質(zhì)是徹底氧化有機物產(chǎn)生有氧呼吸的本質(zhì)是徹底氧化有機物產(chǎn)生水和二氧化碳，并釋放氧氣的過程，其三個階段反應水和二氧化碳，并釋放氧氣的過程，其三個階段反應場所和所需酶的種類均不同。場所和所需酶的種類均不同?！窘馕鼋馕觥勘绢}主要考查有氧呼吸的相關(guān)內(nèi)容。具體分本題主要考查有氧呼吸的相關(guān)內(nèi)容。具體分析如下：有氧呼吸三個階段均產(chǎn)生析如下：有氧呼吸三個階段均產(chǎn)生ATPATP，A A項錯；有氧項錯；有氧呼吸的第三階段既需要氧的參與，又需要酶的催化，呼吸的第三階段既需要氧的參與，又需要酶的催化，B B項錯；有氧呼吸的最終產(chǎn)物為水和二氧化碳，項錯；有氧呼吸的最終產(chǎn)物為水和二氧化碳，C C項錯；項錯；原核生物雖無線粒體，但只要含有有氧呼吸相關(guān)的酶，原核生物雖無線粒體，但只要含有有氧呼吸相關(guān)的酶，就可進行有氧呼吸，如硝化細菌，就可進行有氧呼吸，如硝化細菌，D D項正確。項正確。C C6 6HH1212OO6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶小結(jié)、有氧呼吸1 1、_是細胞呼吸的主要形式。是細胞呼吸的主要形式。2 2、有氧呼吸的主要場所是、有氧呼吸的主要場所是_。3 3、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是_。4 4、有氧呼吸的總反應式：、有氧呼吸的總反應式：有氧呼吸有氧呼吸線粒體線粒體葡萄糖（葡萄糖（C C6 6H H1212O O6 6）蘋果儲存久了，會蘋果儲存久了，會有什么氣味散發(fā)出來？有什么氣味散發(fā)出來？劇烈運動后上肢和下肢骨劇烈運動后上肢和下肢骨骼肌往往會產(chǎn)生什么感覺？骼肌往往會產(chǎn)生什么感覺？ （2 2）無氧呼吸）無氧呼吸第一階段：第一階段： 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 HH能量能量( (少量少量) )酶酶細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸無氧呼吸C C3 3HH6 6OO3 3（乳酸乳酸）C C2 2HH5 5OHOH （酒精酒精）COCO2 2第二階段：第二階段： 丙酮酸丙酮酸細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)第一階段：葡萄糖的初步分解第一階段：葡萄糖的初步分解第二階段：丙酮酸不徹底分解第二階段：丙酮酸不徹底分解第二階段不釋第二階段不釋放能量。放能量。其余主要以其余主要以熱能熱能的形式散失掉。的形式散失掉。1mol1mol葡萄糖分解為乳酸葡萄糖分解為乳酸釋放能量釋放能量196.65kJ196.65kJ有有61.08kJ61.08kJ轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)移至ATPATP能量效率約為能量效率約為3131。無氧呼吸過程產(chǎn)生的能量無氧呼吸過程產(chǎn)生的能量【例例2 2】向一密閉容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，向一密閉容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1h1h后測得該容器中后測得該容器中O O2 2減少減少24 mL, CO24 mL, CO2 2增加增加48 mL48 mL，則在，則在1h1h內(nèi)酒精發(fā)酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（內(nèi)酒精發(fā)酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（ ）A. 1/3 B. 1/2 C. 2A. 1/3 B. 1/2 C. 2倍倍 D. 3D. 3倍倍 D D【解析解析】據(jù)題意可知；有氧呼吸和無氧呼吸釋放據(jù)題意可知；有氧呼吸和無氧呼吸釋放的的COCO2 2分別是分別是24mL24mL，可推出酒精發(fā)酵所消耗的葡萄，可推出酒精發(fā)酵所消耗的葡萄糖是有氧呼吸的糖是有氧呼吸的3 3倍。倍。小結(jié)、無氧呼吸COCO2 26 612126 6C C3 3HH6 6OO3 3（乳酸）少量能（乳酸）少量能量量6 612126 6C C2 2HH5 5OHOH （酒精）（酒精）COCO2 2少量少量能量能量1.1.有氧呼吸與無氧呼吸的相同點（）有氧呼吸與無氧呼吸的相同點（）都在線粒體中進行都需要酶都需要氧都在線粒體中進行都需要酶都需要氧都產(chǎn)生都產(chǎn)生ATPATP都經(jīng)過生成丙酮酸的反應都經(jīng)過生成丙酮酸的反應. . . . . . . . 2. 2. 下列關(guān)于植物呼吸作用的敘述正確的是（下列關(guān)于植物呼吸作用的敘述正確的是（ ）A. A. 呼吸作用的中間產(chǎn)物丙酮酸可以通過線粒體的兩呼吸作用的中間產(chǎn)物丙酮酸可以通過線粒體的兩層膜層膜 B. B. 是否產(chǎn)生二氧化碳是有氧、無氧呼吸的主要區(qū)別是否產(chǎn)生二氧化碳是有氧、無氧呼吸的主要區(qū)別C. C. 高等植物能夠進行有氧呼吸，不能進行無氧呼吸高等植物能夠進行有氧呼吸，不能進行無氧呼吸D. D. 種子庫中貯存的風干種子不進行呼吸作用種子庫中貯存的風干種子不進行呼吸作用A A3.3.下列下列5 5支試管中分別含有不同化學物質(zhì)和活性酵母支試管中分別含有不同化學物質(zhì)和活性酵母菌細胞制備物。在適宜溫度條件下，會產(chǎn)生菌細胞制備物。在適宜溫度條件下，會產(chǎn)生COCO2 2的試的試管有管有 （ ）葡萄糖葡萄糖+ +已破裂的細胞已破裂的細胞 葡萄糖葡萄糖+ +線粒體線粒體丙酮酸丙酮酸+ +線粒體線粒體 葡萄糖葡萄糖+ +細胞質(zhì)基質(zhì)（隔絕空氣）細胞質(zhì)基質(zhì)（隔絕空氣） 丙酮酸丙酮酸+ +細胞質(zhì)基質(zhì)（隔絕空氣）細胞質(zhì)基質(zhì)（隔絕空氣）A.A. B. B. C. C. D. D.C C4. 4. 蔬菜和水果長時間儲藏、保鮮所需要的條件為蔬菜和水果長時間儲藏、保鮮所需要的條件為（ ）A A零上低溫、干燥、低氧零上低溫、干燥、低氧 B B零上低溫、濕度適中、低氧零上低溫、濕度適中、低氧C C高溫、干燥、高氧高溫、干燥、高氧 D D高溫、濕度適中、高氧高溫、濕度適中、高氧【解析解析】蔬菜和水果不斷進行細胞呼吸，消耗有機物，蔬菜和水果不斷進行細胞呼吸，消耗有機物，為了盡量減少有機物的消耗，需要降低細胞呼吸速率，為了盡量減少有機物的消耗，需要降低細胞呼吸速率，溫度能夠影響酶的活性，所以低溫、低氧能夠降低細溫度能夠影響酶的活性，所以低溫、低氧能夠降低細胞呼吸速率；保鮮需要適宜的濕度，以抑制蒸騰作用胞呼吸速率；保鮮需要適宜的濕度，以抑制蒸騰作用對水分的散失。對水分的散失。 B B5.5.有氧呼吸中產(chǎn)生能量最多的是（有氧呼吸中產(chǎn)生能量最多的是（ ）A A形成二氧化碳時形成二氧化碳時 B B形成形成H H時時C C形成水時形成水時 D D形成丙酮酸時形成丙酮酸時C C幻想在漫長的生活征途中順水行舟的人，他的終點在下游。只有敢于揚風帆、頂惡浪的勇士，才能爭到上游。