【人教版高一生物必修1】5.3 ATP的主要来源――细胞呼吸

1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？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。问题探讨在无氧条件下，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。3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？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。对比4.呼吸和呼吸作用的区别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，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。又叫生物氧化。细胞呼吸的类型（一）有氧呼吸（二）无氧呼吸实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式一、实验原理1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。2、CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。二、实验假设酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。三、实验用具（略）1、NaOH的作用是什么？2、酵母菌进行什么呼吸？3、澄清的石灰水有什么作用？还可以用什么检验？4、如何说明CO2产生的多少？5、如何控制无氧的条件？用什么方法检验产物？三、实验用具（略）四、实验结果预测1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰水变浑浊。2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应。3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多五、实验步骤1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35℃、环境下培养8-9小时。3、检测CO2的产生4、检测酒精的产生（1）取2支试管编号（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管（3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.Ａ试管不密封，Ｂ试管密封．六、观测、记录条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／短无变化变混浊／长出现灰绿色七、实验结果酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。八、小组交流一、有氧细胞呼吸的过程示意图有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+少量能量（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+少量能量场所：线粒体基质②2C3H4O3（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+大量能量场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O2ATP热能2ATP热能34ATP热能有氧呼吸过程线粒体细胞质基质C6H12O6酶少量能量(ATP)4[H]2丙酮酸(C3H4O3)第一阶段细胞质基质酶6H2O6CO2少量能量20[H](ATP)6O26O2大量能量(ATP)酶12H2O第二阶段:线粒体基质第三阶段:线粒体内膜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有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体线粒体对比同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有以下不同的特点：1、温和的条件下2、一系列的化学反应逐步释放3、有相当一部分能量储存在ATP中1mol葡萄糖彻底氧化分解释放能量2870kJ，1161kJ储存在ATP中，其余都以热量散失．①主要场所：线粒体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。有氧呼吸小结(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ATPC6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶38ATP热能无氧呼吸：一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程。葡萄糖丙酮酸无O2过程：酒精+CO2+少量能量酶（大部分高等植物、酵母菌）乳酸+少量能量酶（马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物肌细胞、乳酸菌）二、无氧呼吸主要场所：细胞质基质无氧呼吸过程细胞质基质C6H12O6酶少量能量(ATP)4[H]2丙酮酸(2C3H4O3)第一阶段细胞质基质酶酶(C2H5OH)2酒精+2CO2(C3H6O3)2乳酸第二阶段细胞质基质无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)C6H12O62C2H5OH(酒精)酶例：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、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）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+少量能量2ATP热能+2CO2+少量能量2ATP热能无氧呼吸的意义高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点相同点场所条件产物能量变化联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需分子氧、酶不需分子氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量，合成38ATP释放少量能量，合成2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成ATP知识总结呼吸作用的概念呼吸作用类型有氧呼吸无氧呼吸呼吸作用葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解[H]的氧化丙酮酸不彻底分解乳酸发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解VS1.场所3.物质变化4.能量变化2.条件1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。四、呼吸作用的意义：2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。五、细胞呼吸原理的应用细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术2.农业生产3.粮食储藏和果蔬保鲜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————。与氢结合生成水，释放能量。有氧呼吸无氧呼吸有氧葡萄糖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——————线粒体乳酸课堂练习5.生物的生命活动所需要的能量主要来自()Ａ.糖类的氧化分解Ｂ.脂类的氧化分解Ｃ.蛋白质的氧化分解Ｄ.核酸的氧化分解6.人体进行有氧呼吸的主要场所是()Ａ.肺细胞Ｂ.内环境Ｃ.线粒体Ｄ.细胞质基质ＡC7.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DA9.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DB