第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸 湖南省宁乡县第一中学 周 明

问题探讨 在ADP转化为ATP的过程中，所需要的能量主要来源于什么？ 细胞呼吸（呼吸作用）： 呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程 根据是否需要氧分为： 有氧呼吸 （主要形式） 无氧呼吸

酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都能生存。属于兼性厌氧型 出芽生殖

探究：酵母菌细胞呼吸的方式 一 提出问题： 酵母菌在什么条件下产生酒精? 酵母菌在不同条件下是否都能产生的CO2？产生的CO2是否一样多? 一 提出问题： 酵母菌在什么条件下产生酒精? 酵母菌在不同条件下是否都能产生的CO2？产生的CO2是否一样多? 二 作出假设： 酵母菌在无氧条件下产生酒精 酵母菌在不同条件下都产生的CO2，且有氧条件下产生的CO2比无氧条件下多 三 设计实验：

１、 鉴定有无二氧化碳产生： ２、鉴定有无酒精产生： 酒驾 二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊； 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 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 酒驾

实验步骤 对比实验 四 实验现象及结论 上述实验装置能否改进呢？ 有何作用？ 有氧呼吸 无氧呼吸 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 四 实验现象及结论 ① 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 ② 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 ③ 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 上述实验装置能否改进呢？

一、有氧呼吸 总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 ① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 酶 C6H12O6 2C3H4O3 +4 [H] + 少量能量（热能+2 ATP ） （丙酮酸） ② 丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质 酶 2C3H4O3 +6H2O 6CO2 +20 [H] +少量能量（热能+2 ATP ） （丙酮酸） ③ [H]的氧化 场所：线粒体内膜 酶 24[H] + 6O2 12H2O +大量能量（热能+34 ATP ） 总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶

注意 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 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸[H] 少量 线粒体基质 丙酮酸、H2O CO2、[H] 少量 线粒体内膜 [H]、O2 H2O 大量 注意 ①场所： 细胞质基质、线粒体（主要） ②能量去向： 一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中　 (1709kJ/mol,约60%) (1161kJ/mol,约40%) ③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 大量ATP

刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸,为什么?

二、无氧呼吸 一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成少量ATP的过程 葡萄糖 丙酮酸 无O2 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 酶 （大部分高等植物、酵母菌） 2C3H6O3（乳酸）+少量能量 （动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚） 发酵 微生物的无氧呼吸 （酒精发酵、乳酸发酵） 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？ 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中

注意 ①场所： 细胞质基质 ②能量去向： 一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中 (135.57kJ) (61.08kJ) ③特性： 氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行 ④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 b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸，肌肉酸胀 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

比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区别 条件 场所 能量 分解 程度 联系 氧气、酶 酶 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 大量 少量 不彻底 C6H12O6 C2H5OH+CO2 C3H6O3 彻底 C6H12O6 H2O+CO2 1、两者第一阶段相同，都是在细胞质基质中将葡萄糖分解成丙酮酸，2、都是在酶的催化下进行的；3、都有能量释放 C6H12O6 丙酮酸 6CO2+12H2O+大量能量 2C2H5OH+2CO2+少量能量 2C3H6O3+少量能量 细胞质基质 线粒体 有O2 无O2

三、呼吸作用的意义 1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量 2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料

四、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 若用300C的温水把买来的一包鲜酵母粉化开，用它发一块面团，几个小时后，面团便会渐渐膨大。用手抠开里面，会发现面团里面变成蜂窝一样，有许多空隙，并且还能闻到酒味

五、影响呼吸作用的因素 低温、低O2、干燥储存 温度 氧气浓度 水分 影响原理 坐标曲线 自由水含量较 高时呼吸旺盛 决定呼吸类型和强度 影响酶的活性 O2浓度 CO2释放量 CO2释放总量 有氧呼吸 a 无氧呼吸 呼吸最小（最佳储存点） 零上低温 实践应用 在 下贮存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中， ，提高产量 常利用 抑制细胞有氧呼吸、降低有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间 贮藏作物种子时，将种子 ，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗 降低氧的浓度 风干 增加昼夜温差以减少有机物的消耗 低温、低O2、干燥储存

细胞质基质和线粒体 细胞质基质 温度、O2、H2O等

归纳总结　细胞呼吸方式的判断 (1)如果某生物产生的CO2量和消耗的O2量相等，则该生物只进行有氧呼吸 (2)如果某生物不消耗O2，只产生CO2，则只进行无氧呼吸 (3)如果某生物释放的CO2量比吸收的O2量多，则两种呼吸方式都进行 (4)如果某生物无O2的吸收和CO2的释放，则该生物只进行无氧呼吸(产物为乳酸)或生物已死亡 (5)无氧呼吸的产物中没有水，如果呼吸作用的产物中有水，则一定是进行了有氧呼吸 (6)由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用方式

C C 1. 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 2. 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 C

B A. O2、CO2、乳酸 B.乳酸、CO2、O2 C. CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2 3.一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、O2 C. CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2

思考题 C D 1.C6H12O6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是： A、在线粒体中进行无氧呼吸 B、需在的氧条件下进行 C、不产生CO2 D、反应速度不受温度的影响 2. C6H12O6 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内， 18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是： A、丙酮酸 B、乳酸 C、 CO2 D、 H2O C D

Thanks Goodbye