高中生物 第五章 第三节 ATP的主要来源 细胞呼吸课件3 新人教版必修1

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1、第3节 ATP的主要来源细胞呼吸第1课时 细胞呼吸的探究实验、过程 随着生活水平的提高，人们越来越注重身体健康，随着生活水平的提高，人们越来越注重身体健康，有氧运动成了人们的首选。有氧运动成了人们的首选。人体通过什么活动吸入氧气？人体通过什么活动吸入氧气？生命活动需要能量生命活动需要能量1.1.说出线粒体的结构和功能。说出线粒体的结构和功能。（重点）（重点）2.2.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。应用。3.3.进行对酵母菌细胞呼吸方式的探究。进行对酵母菌细胞呼吸方式的探究。 18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸

2、作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现，呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。体内：体内：有机物有机物能量能量+ O+ O2 2分解分解COCO2 2 +H+H2 2O+O+细胞呼吸细胞呼吸问题探讨：问题探讨：1.1.细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点? ?共同点：都是物质的氧化分解过程；共同点：都是物质的氧化分解过程； 都能产生二氧化碳等产物，并且释放能量。都能产生二氧化碳等产物，并且释放能量。热能热能体外：体外：物质物质+ O+ O2 2燃烧燃烧无机物无机物+ +2.2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？呼吸作用能够像燃料在体外燃

3、烧那么剧烈吗？不能。否则组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧不能。否则组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底地破坏。本结构也就会遭到彻底地破坏。3.3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？吗？在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少许多。但是，无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少许多。一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念 生物体内糖类、脂质和蛋白质等生物体内糖类

4、、脂质和蛋白质等有机物有机物在在活细胞内活细胞内经过一系列的经过一系列的氧化分解氧化分解，最终，最终生成二氧化碳或其他产物生成二氧化碳或其他产物，并且并且释放能量释放能量，产生产生ATPATP的总过程，叫做细胞呼吸。的总过程，叫做细胞呼吸。（又叫生物氧化）（又叫生物氧化） 细胞呼吸（内呼吸）细胞呼吸（内呼吸） 呼吸运动（外呼吸）呼吸运动（外呼吸）与细胞呼吸无太 大的关系，但为细胞呼吸提供氧气并排出二氧化碳。 酵母菌是一种酵母菌是一种单细胞真菌单细胞真菌，属真核生物。，属真核生物。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧兼性厌氧型生物。型生物。 通过定性测定酵

5、母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细胞的呼吸方式。吸的产物，可以确定酵母菌细胞的呼吸方式。二、细胞呼吸的方式二、细胞呼吸的方式 1 1、怎样控制有氧和无氧的条件？、怎样控制有氧和无氧的条件？2 2、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？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实验原理：实验原理：（1）检测CO2的产生： CO2 澄清石灰水 浑浊 CO2 溴麝香草酚蓝水溶液 蓝-绿-黄3 3、怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无、怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无的产生？如何比较

6、的产生？如何比较产生的多少？产生的多少？（2）检测酒精的产生 酸性橙色的重铬酸钾溶液+乙醇 灰绿色实验结果：实验结果：（1） A、变浑浊的程度大 B、变浑浊的程度小（2） A、无颜色变化 B、变成灰绿色实验结论：实验结论：（1）有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。（2）无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。细胞呼吸有两种类型：细胞呼吸有两种类型：有氧呼吸有氧呼吸和和无氧呼吸无氧呼吸。 如图所示是一名学生制作的一个装置，用来研究温度对酵母菌酒精发酵如图所示是一名学生制作的一个装置，用来研究温度对酵母菌酒精发酵的影响。三角瓶内含有悬浮在的影响。三角瓶内含有

7、悬浮在2%2%蔗糖液中的蔗糖液中的2.52.5克酵母。实验记录小液滴移动克酵母。实验记录小液滴移动的数量如下表，表中数据为小液滴移动量（单位：厘米）。试回答：的数量如下表，表中数据为小液滴移动量（单位：厘米）。试回答：时间（分钟）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）实验中小液滴

8、移动的方向是向，理由是）实验中小液滴移动的方向是向，理由是。左左在一定温度范围内，随着温度的升高，发酵作用增强，超过这一范围，在一定温度范围内，随着温度的升高，发酵作用增强，超过这一范围，发酵减弱发酵减弱16（3 3）根据实验结果可以得出的结论是）根据实验结果可以得出的结论是。v v（2 2）从上述实验中记录表中，可知酵母菌中参与酒精发酵的酶的最适温度为）从上述实验中记录表中，可知酵母菌中参与酒精发酵的酶的最适温度为。酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，增大了三角瓶中气体压强，使小液滴向左酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，增大了三角瓶中气体压强，使小液滴向左移动移动（5 5）在坐标中绘出）在坐标中绘出252

9、5时，酒精浓度随时间的变化曲线。时，酒精浓度随时间的变化曲线。（4 4）根据表中的数据，三角瓶内的蔗糖完全被酵母菌利用至少需分钟。）根据表中的数据，三角瓶内的蔗糖完全被酵母菌利用至少需分钟。4 4呼吸强度呼吸强度a ab bc c有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸葡萄糖葡萄糖C C6 6H H1212O O6 6生物体主要的供能物质生物体主要的供能物质2.2.细胞呼吸的方式：细胞呼吸的方式：外膜外膜内膜内膜线粒体线粒体基质基质嵴嵴主要场所：主要场所：线粒体线粒体（1 1）有氧呼吸）有氧呼吸不是惟一场所，第一阶不是惟一场所，第一阶段在细胞质基质中进行。段在细胞质基质中进行。第一阶段：第一阶段： 葡

10、萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 HH能量能量( (少量少量) )酶酶细胞质基质细胞质基质丙酮酸丙酮酸 H H2 2O O H HCOCO2 2能量能量( (少量少量) )酶酶线粒体基质线粒体基质第二阶段：第二阶段：HHO O2 2 H H2 2OO能量能量( (大量大量) )第三阶段：第三阶段：线粒体内膜线粒体内膜酶酶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过程有氧呼吸的过程有氧呼吸有氧呼吸 场所场所 反应物反应物 生成物生成物 释能释

11、能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段细胞质基质细胞质基质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大量大量线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜 一部分以一部分以热能热能形式散失形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)第一阶段产生第一阶段产生 2 2 个个第二阶段产生第二阶段产生 2 2 个个

12、第三阶段产生第三阶段产生 3434 个个三个阶段共产生三个阶段共产生 38 38 个个【点拨点拨】有氧呼吸三个阶段需注意的四个问题有氧呼吸三个阶段需注意的四个问题(1)(1)三个阶段所需三个阶段所需酶酶不同。不同。(2)(2)COCO2 2的产生是在第二阶段，的产生是在第二阶段，H H2 2O O的产生在第三阶段。的产生在第三阶段。(3)(3)H H2 2O O的消耗在第二阶段，的消耗在第二阶段，O O2 2的消耗仅发生在第三阶段。的消耗仅发生在第三阶段。(4)(4)三个阶段都有三个阶段都有能量能量释放，第三阶段释放能量最多。释放，第三阶段释放能量最多。C C6 6H H1212O O6 6

13、+ + 6 6O O2 2 + 6H+ 6H2 2O 6COO 6CO2 2 + + 12H12H2 2O O + + 能量能量酶酶 有氧呼吸是细胞在有氧呼吸是细胞在有氧有氧的条件下，通过的条件下，通过多种酶多种酶的的催化作用，把葡萄糖等催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解有机物彻底氧化分解，产生，产生二氧化碳和水二氧化碳和水，释放能量释放能量，生成大量，生成大量ATPATP的过程。的过程。化学化学反应式：反应式：概念：概念：【例例1 1】有氧呼吸全过程的物质变化可分三个阶段：有氧呼吸全过程的物质变化可分三个阶段：C C6 6H H1212O O6 6丙酮酸丙酮酸+H+H；丙酮酸丙酮酸COC

14、O2 2+H+H；H+OH+O2 2 H H2 2O O，有关以上叙述正确的是（，有关以上叙述正确的是（ ）A.A.第一、二阶段无第一、二阶段无ATPATP生成，第三阶段生成大量生成，第三阶段生成大量ATPATPB.B.第三阶段只要有氧存在，极易进行，无需酶的催化第三阶段只要有氧存在，极易进行，无需酶的催化C.C.有氧呼吸的最终产物只有水有氧呼吸的最终产物只有水D.D.只要存在相应的酶，原核生物无线粒体，也能进行只要存在相应的酶，原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸有氧呼吸D D【解题关键解题关键】有氧呼吸的本质是彻底氧化有机物产生有氧呼吸的本质是彻底氧化有机物产生水和二氧化碳，并释放氧气的过程

15、，其三个阶段反应水和二氧化碳，并释放氧气的过程，其三个阶段反应场所和所需酶的种类均不同。场所和所需酶的种类均不同。【解析解析】本题主要考查有氧呼吸的相关内容。具体分本题主要考查有氧呼吸的相关内容。具体分析如下：有氧呼吸三个阶段均产生析如下：有氧呼吸三个阶段均产生ATPATP，A A项错；有氧项错；有氧呼吸的第三阶段既需要氧的参与，又需要酶的催化，呼吸的第三阶段既需要氧的参与，又需要酶的催化，B B项错；有氧呼吸的最终产物为水和二氧化碳，项错；有氧呼吸的最终产物为水和二氧化碳，C C项错；项错；原核生物虽无线粒体，但只要含有有氧呼吸相关的酶，原核生物虽无线粒体，但只要含有有氧呼吸相关的酶，就可进

16、行有氧呼吸，如硝化细菌，就可进行有氧呼吸，如硝化细菌，D D项正确。项正确。C C6 6HH1212OO6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶小结、有氧呼吸1 1、_是细胞呼吸的主要形式。是细胞呼吸的主要形式。2 2、有氧呼吸的主要场所是、有氧呼吸的主要场所是_。3 3、有氧呼吸最常利用的物质是、有氧呼吸最常利用的物质是_。4 4、有氧呼吸的总反应式：、有氧呼吸的总反应式：有氧呼吸有氧呼吸线粒体线粒体葡萄糖（葡萄糖（C C6 6H H1212O O6 6）苹果储存久了，会苹果储存久了，会有什么气味散发出来？有什么气味散发出来

17、？剧烈运动后上肢和下肢骨剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉？骼肌往往会产生什么感觉？ （2 2）无氧呼吸）无氧呼吸第一阶段：第一阶段： 葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 HH能量能量( (少量少量) )酶酶细胞质基质细胞质基质无氧呼吸无氧呼吸C C3 3HH6 6OO3 3（乳酸乳酸）C C2 2HH5 5OHOH （酒精酒精）COCO2 2第二阶段：第二阶段： 丙酮酸丙酮酸细胞质基质细胞质基质第一阶段：葡萄糖的初步分解第一阶段：葡萄糖的初步分解第二阶段：丙酮酸不彻底分解第二阶段：丙酮酸不彻底分解第二阶段不释第二阶段不释放能量。放能量。其余主要以其余主要以热能热能的形式散失掉。的形式散失掉

18、。1mol1mol葡萄糖分解为乳酸葡萄糖分解为乳酸释放能量释放能量196.65kJ196.65kJ有有61.08kJ61.08kJ转移至转移至ATPATP能量效率约为能量效率约为3131。无氧呼吸过程产生的能量无氧呼吸过程产生的能量【例例2 2】向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1h1h后测得该容器中后测得该容器中O O2 2减少减少24 mL, CO24 mL, CO2 2增加增加48 mL48 mL，则在，则在1h1h内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的（内酒精发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

19、 B. 1/2 C. 2倍倍 D. 3D. 3倍倍 D D【解析解析】据题意可知；有氧呼吸和无氧呼吸释放据题意可知；有氧呼吸和无氧呼吸释放的的COCO2 2分别是分别是24mL24mL，可推出酒精发酵所消耗的葡萄，可推出酒精发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。小结、无氧呼吸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.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点（）有氧呼吸与无氧呼吸的相同点（）都在线粒体中进行都需要酶都需要氧都在线粒

20、体中进行都需要酶都需要氧都产生都产生ATPATP都经过生成丙酮酸的反应都经过生成丙酮酸的反应. . . . . . . . 2. 2. 下列关于植物呼吸作用的叙述正确的是（下列关于植物呼吸作用的叙述正确的是（ ）A. A. 呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体的两呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体的两层膜层膜 B. B. 是否产生二氧化碳是有氧、无氧呼吸的主要区别是否产生二氧化碳是有氧、无氧呼吸的主要区别C. C. 高等植物能够进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸高等植物能够进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸D. D. 种子库中贮存的风干种子不进行呼吸作用种子库中贮存的风干种子不进行呼吸作用A A

21、3.3.下列下列5 5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母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，会产生菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生COCO2 2的试的试管有管有 （ ）葡萄糖葡萄糖+ +已破裂的细胞已破裂的细胞 葡萄糖葡萄糖+ +线粒体线粒体丙酮酸丙酮酸+ +线粒体线粒体 葡萄糖葡萄糖+ +细胞质基质（隔绝空气）细胞质基质（隔绝空气） 丙酮酸丙酮酸+ +细胞质基质（隔绝空气）细胞质基质（隔绝空气）A.A. B. B. C. C. D. D.C C4. 4. 蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为（ ）A A零

22、上低温、干燥、低氧零上低温、干燥、低氧 B B零上低温、湿度适中、低氧零上低温、湿度适中、低氧C C高温、干燥、高氧高温、干燥、高氧 D D高温、湿度适中、高氧高温、湿度适中、高氧【解析解析】蔬菜和水果不断进行细胞呼吸，消耗有机物，蔬菜和水果不断进行细胞呼吸，消耗有机物，为了尽量减少有机物的消耗，需要降低细胞呼吸速率，为了尽量减少有机物的消耗，需要降低细胞呼吸速率，温度能够影响酶的活性，所以低温、低氧能够降低细温度能够影响酶的活性，所以低温、低氧能够降低细胞呼吸速率；保鲜需要适宜的湿度，以抑制蒸腾作用胞呼吸速率；保鲜需要适宜的湿度，以抑制蒸腾作用对水分的散失。对水分的散失。 B B5.5.有氧呼吸中产生能量最多的是（有氧呼吸中产生能量最多的是（ ）A A形成二氧化碳时形成二氧化碳时 B B形成形成H H时时C C形成水时形成水时 D D形成丙酮酸时形成丙酮酸时C C幻想在漫长的生活征途中顺水行舟的人，他的终点在下游。只有敢于扬风帆、顶恶浪的勇士，才能争到上游。