第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸

问题探讨 　　18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时需氧气，并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”。后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解，并释放能量。 讨论： 1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？ 2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗？ 3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？

问题探讨 1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？ 2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？ 3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程； 都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。 2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？ 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的破坏。 3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？ 在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。 但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。

动物和人的呼吸全过程 区别呼吸过程、呼吸运动、细胞呼吸、呼吸作用 扩散作用 扩散作用 呼吸运动 组织里的 肺的通气 气体在血液 肺泡内的 外界 空气 肺部的毛细血管 血液 循环 组织的 毛细血管 组织 细胞 肺泡 呼吸道 肺的通气 组织里的 气体交换 肺泡内的 气体交换 气体在血液 中的运输

肺部（肺泡） 血液循环 组织细胞

细胞呼吸 VS 呼吸 CO2 O2 O2 细胞内 + 糖 类 CO2 + 水 能 量 呼吸器官 血液循环 + 呼吸器官 血液循环 肺通气 + 糖 类 CO2 CO2 + 水 + 能 量 呼吸器官 血液循环 肺通气 （呼吸的现象） 气体运输 细胞呼吸 （呼吸的本质）

复习提问： 在ADP转化为ATP的过程中，所需要的能量主要来自于哪里？ 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氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。(又叫生物氧化) 实质：氧化分解有机物释放能量

实验课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都能生存。

提出问题 　　酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？） 作出假设

作出假设 组A：有氧条件 实验组 组B：无氧条件 探究酵母菌细胞呼吸的方式 假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。 如何设置实验组呢？ 组A：有氧条件 组B：无氧条件 实验组

提出问题 　　酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？） 作出假设 酒精 有氧 产生 无氧 CO2 产生 设计实验

明确实验目的，科学设计实验 根据实验需要，理清实验步骤 设计实验 自变量、因变量、无关变量 设置对比实验 １、配制培养液 ２、控制有氧、无氧环境

通气

怎样鉴定有无酒精产生？ 橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色． 这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒． 具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．

反应一段时间后，将A、B锥形瓶中的酵母培养液进行过滤，过滤后各取约2ml注入两支干净的试管，向试管中分别滴加4滴重铬酸钾的浓硫酸溶液。 酒精的检测： 反应一段时间后，将A、B锥形瓶中的酵母培养液进行过滤，过滤后各取约2ml注入两支干净的试管，向试管中分别滴加4滴重铬酸钾的浓硫酸溶液。 过滤

明确实验目的，科学设计实验 根据实验需要，理清实验步骤 设计实验 自变量、因变量、无关变量 设置对比实验 １、配制培养液 ２、控制好有氧、无氧环境 3、科学检测因变量 4、限制好无关变量

提出问题 　　酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？） 作出假设 酒精 有氧 产生 无氧 CO2 产生 设计实验 进行实验

提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 验证假设、形成结论 酒精 有氧 无氧 CO2 酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）

二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 三 细胞呼吸的类型 2、实验的结论 ① 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞 呼吸。 ① 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞 呼吸。 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。 三　细胞呼吸的类型 １、有氧呼吸（主要形式） ２、无氧呼吸

训练迁移 适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母， 其中适于产生酒精的装置是（ ） A D C A B 加入葡萄糖和水 并不断搅拌 其中适于产生酒精的装置是（　） A D C A B 加入葡萄糖和水 并不断搅拌 加入葡萄糖和水 加入葡萄糖 加入水

2、有氧呼吸

2.1有氧呼吸过程

2.1有氧呼吸过程 ① ② ③ 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 酶 C6H12O6 丙酮酸(C3H4O3)+ [H] + 能量 （少量） 丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质 酶 丙酮酸 + H2O CO2 +[H] + 能量 （少量） ③ [H]的氧化 场所：线粒体内膜 酶 [H] + O2 H2O + 能量 （大量）

有氧呼吸 线 粒 体 1葡萄糖C6H12O6 细胞质基质 4[H] 2丙酮酸C3H4O3 2丙酮酸C3H4O3 4[H] 线粒体基质 酶 第一阶段 细胞质基质 少量能量 4[H] 2丙酮酸C3H4O3 2丙酮酸C3H4O3 4[H] 酶 线 粒 体 线粒体基质 6H2O 线粒体内膜 20[H] 第二阶段 第三阶段 6O2 少量能量 大量 能量 酶 12H2O 6CO2

2CH3COCOOH + 4[H] + 能量(2ATP) （1）C6H12O6 酶 2CH3COCOOH + 4[H] + 能量(2ATP) （2）2CH3COCOOH+6H2O 6CO2+20[H]+能量(2ATP) 酶 （3）24[H] + 6O2 12H2O + 能量(34ATP) 酶 有氧呼吸三个阶段的比较 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

有氧呼吸小结 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： (1709kJ/mol,约60%) (1161kJ/mol,约40%) ③总反应式： C6H12O6+6O2 6CO2+ 6H2O +能量 酶 38个ATP 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。 氧 多种酶 葡萄糖 彻底氧化分解 CO2 H2O 能量 许多ATP

思 考 1. 有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？ 2.呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？ 思 考 1. 有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？ 第二 2.呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？ 第三 3.消耗了2摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？ 1161kj/mol 4.下列分别属于有氧呼吸的第几阶段： 二 三 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的阶段（ 　 ） ⑤ 产生ATP最多的阶段（　 　） 三 一、二、三 三

3.1 过程 3 无氧呼吸 ☆与有氧呼吸第一阶段相同 细菌、真菌、马铃薯块茎、苹果果实、动物骨骼肌细胞 ① 葡萄糖的初步分解 3 无氧呼吸 细菌、真菌、马铃薯块茎、苹果果实、动物骨骼肌细胞 3.1 过程 ① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 酶 C6H12O6 丙酮酸+ [H] + 能量 （少量） ☆与有氧呼吸第一阶段相同

② 场所：细胞质基质 丙酮酸不彻底分解 酶 2C3H6O3（乳酸） 丙酮酸 酶 2C2H5OH（酒精） + 2CO2 A.乳酸发酵 酶 + 少量能量 C6H12O6 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） B.酒精发酵 酶 C6H12O6 2C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 少量能量 例：大多数植物、酵母菌

无氧呼吸 葡萄糖C6H12O6 细 胞 质 基 质 丙酮酸C3H4O3 C3H6O3（乳酸）＋能量 C2H5OH（酒精）＋CO2＋能量 第一阶段 酶 细 胞 质 基 质 少量能量 丙酮酸C3H4O3 酶 酶 第二阶段 C3H6O3（乳酸）＋能量 C2H5OH（酒精）＋CO2＋能量 无氧呼吸

3.2 概念 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 3.3 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。产生酒精和二氧化碳. b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生了乳酸. 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。

呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 场所 条件 分解 产物 能量 相同点 联系 实质 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 场所 条件 分解 产物 能量 相同点 联系 实质 主要在线粒体内 在细胞质基质中 氧气、多种酶 无氧参加、需多种酶 葡萄糖彻底分解、 产生CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底、 形成乳酸或酒精和CO2 较多 2870KJ、38ATP 较少 196.65KJ、2ATP 第一阶段的反应完全相同，并且都在细胞质基质内进行。 分解有机物，释放能量

能量比较： 2ATP C6H12O6 +6H2O+6O2 38ATP C6H12O6 19︰1 酶 12H2O+6CO2+2870KJ 2C3H6O3 +196.65KJ 2ATP 61.08KJ

VS 知识总结 呼 吸 作 用 呼吸作用的概念 有氧呼吸 呼吸作用类型 无氧呼吸 1.场所 2.条件 3.物质变化 4.能量变化 葡萄糖的初步分解 有氧呼吸 丙酮酸彻底分解 [H]的氧化 呼吸作用类型 葡萄糖的初步分解 无氧呼吸 酒精发酵 丙酮酸不彻底分解 乳酸发酵 VS 1.场所 2.条件 3.物质变化 4.能量变化

七 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： 七 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。 ② O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。 3.CO2浓度过大抑制呼吸作用的进行 CO2释放总量 有氧呼吸 无氧呼吸 O2 吸收量 CO2释放量 a b c

6.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 无氧呼吸 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 受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强

影响细胞呼吸的外界因素有：温度、O2浓度、CO2浓度、含水量等。 呼吸速率 应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗 1\温度：植物最适25-30℃ 2\O2和CO2： 一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼吸则受到抑制。 超过大气含量的高浓度CO2使呼吸速率显著降低， CO2浓度增高抑制有氧呼吸，亦抑制无氧呼吸。 中耕松土有何作用？ 水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？

3\水 在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。 所以，稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。 在储存农产品时，可以在密闭的仓库里CO2、N2，降低温度，或者降低水分含量，以降低呼吸作用，减少有机物的消耗。

细胞呼吸的发生 地球形成初期，大气中不含游离氧。当时的生物进行无氧呼吸。 随着绿色植物出现，有氧呼吸渐渐发展起来，成为现今生物细胞呼吸的主要形式。

大多数生物不能长时间地进行无氧呼吸，为什么？ 思考 … … 低效率的无氧呼吸为什么得以保存至今？ 大多数生物不能长时间地进行无氧呼吸，为什么？

保存新鲜蔬菜应该密封保存，还是敞开保存？ 继续思考 … … 保存新鲜蔬菜应该密封保存，还是敞开保存？ 为什么要定期为种庄稼的土地松土？

有氧呼吸产生的能量 第二、细胞呼吸能为体内其他化合物的合成提供原料。 第一、细胞呼吸能为生物体的生命活动提供能量。 细胞呼吸 中产物 ATP 合成氨基酸 合成脂类 转化为其他糖类

有氧呼吸 VS 燃烧 有机物燃烧 有氧呼吸 氧化 方式 场所 体内 体外 条件 常温常压 酶的催化 高温 过程 分步进行 平和 分步进行 平和 一次性进行 剧烈 能量 部分转移到ATP中 部分以热能散失 全部以光和热的形式散失

课堂练习 线粒体 1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在—————— 2.人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为—————— 乳酸 与氢结 合生成水，释放能量。 3.在有氧呼吸过程中,氧气的作用是—————— ———————————————— 4.生物的细胞呼吸可分为—————— 和 ———————两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过—————— 呼吸提供，其能源物质主要是 ———— 。 有氧呼吸 无氧呼吸 有氧 葡萄糖

5.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 三 氧化[H] 二 一

四、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。 有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。 无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。

低温下，酶的活性受到抑制，从而降低了呼吸作用的强度，减少了有机物的消耗 7、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是 Ａ、分解有机物 Ｂ、释放能量 Ｃ、需要酶催化 Ｄ、有机物分解不彻底 D 8、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是 A、呼吸作用减弱 B、呼吸作用加强 C、光合作用减弱 D、促进了物质的分解 A 低温下，酶的活性受到抑制，从而降低了呼吸作用的强度，减少了有机物的消耗

无氧呼吸释放的能量形成2个ATP，有氧呼吸释放的能量形成38个ATP 9、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是 A、根细胞吸收水分过多 B、营养缺乏 C、光合作用强度不够 D、细胞有氧呼吸受阻 植物根细胞要吸收水分和无机盐，无机盐离子是通过主动运输进入植物细胞的，需要能量和载体！！ D 10、同样消耗１mol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的 Ａ、20倍 Ｂ、19倍 Ｃ、６倍多 Ｄ、12.7个百分点 无氧呼吸释放的能量形成2个ATP，有氧呼吸释放的能量形成38个ATP B

１1、陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，其原因是 ①产生的酒精对细胞有毒害作用 ②产生的乳酸对细胞有毒害作用 ③没有专门的无氧呼吸结构 　 ②产生的乳酸对细胞有毒害作用 　 ③没有专门的无氧呼吸结构 ④产生的能量太少 　 A、①②　 B、②③　 C、③④　 D、①④ 1２、蛔虫在体外培养难成活的原因是 Ａ、失去运动能力　　　 Ｂ、失去捕食的能力 Ｃ、不能忍受较高氧分压　 Ｄ、感觉太迟钝 大多数植物无氧呼吸产生的是酒精！ 蛔虫是严格的厌氧型生物！

1３、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 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 1４、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 无氧呼吸生成酒精不吸收氧气但释放二氧化碳，有氧呼吸吸收的氧气和释放的二氧化碳比例为1 呼吸作用受空气中氧气浓度的影响，采取这些措施是为了降低氧气浓度，从而减弱呼有氧呼吸,

C A 7. 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.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3 C 8. 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.①③④⑤ B.①②④⑤ C.①③④ D.②③④ A

D B 9.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( ) A.不产生CO2 B.一定产生CO2 C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底 9.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( ) A.不产生CO2 B.一定产生CO2 C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底 10、在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下图所示。下列有关坐标图中不正确的是（    ） B

再见!