1、,ATP,糖类,脂肪,糖原,淀粉,太阳能,1、复习提问,合成ATP的能量来源是：水解ATP释放的能量的用途是：,呼吸作用、光合作用,用于各项生命活动,想一想，在体外有哪些过程可以释放能量？,燃烧,爆炸,2、导入新课,燃烧、爆炸是大量能量在瞬间剧烈地释放。,在细胞中,?,在细胞内温和的条件下，能量必须逐步而缓慢地释放，否则机体将无法承受。,那么能量到底是通过哪种生命过程，又是怎样被逐步释放的呢？,答案就是下面将为大家介绍的细胞呼吸。,第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,一、细胞呼吸及其意义,三、无氧呼吸,四、细胞呼吸原理的应用,二、有氧呼吸,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的
2、“缓慢燃烧过程”。,问题探讨,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。,讨论,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？,1、细胞呼吸的概念,细胞呼吸是指 在细胞内,经过由酶催化的一系列 ，生成 或其他产物，释放出 并生成 的过程。,有机物,氧化分解,二氧
3、化碳,能量,ATP,一、细胞呼吸的方式,实质：氧化分解有机物释放能量,“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别和联系？,区别：“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。,联系：“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。,对比,+ 有机物,+ 水,呼吸作用（本质）,呼吸和呼吸作用(细胞呼吸）,呼吸（现象）,气体运输,+,高等动物的有氧呼吸,酵母菌：,探究酵母菌细胞呼吸的方式,一种 ，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 。,生活经验：面团通过酵母菌的发酵会变得松软多孔。酒的酿
4、制是谷物在酵母菌的作用下产生酒精，在酿制的过程中会有气泡产生。,根据以上的资料提出你所要探讨的问题,单细胞真菌,兼性厌氧菌,提出问题,科学探究步骤,探究酵母菌细胞呼吸的方式,提出问题,酵母菌在有氧条件下还是无氧条件下产生 CO2?如果都能产生，两种条件下产生的CO2是否一样多？酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生酒精？ 如果都能产生，两种条件下产生的酒精是否一样多？,作出假设,酵母菌在有氧条件下，产生CO2和水。酵母菌在无氧条件下，产生的酒精和CO2 。,设计实验,该实验的自变量是？因变量是？无关变量呢？如何检测是否有CO2和酒精生成？怎样创造有氧和无氧条件？,设计实验,自变量,其他变量,氧气的
5、有无,CO2产生的多少和是否产生酒精,葡萄糖和酵母菌的量、反应时间、pH、温度、酵母菌的活性,设计实验,CO2的检测：,澄清的石灰水,溴麝香草酚蓝溶液（BTB）,酒精的检测,重铬酸钾溶液,橙色,灰绿色,酸性条件下,有何应用？,这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒,设计实验,设计实验,如何创设有氧和无氧条件？,吸收空气中的CO2，排除它对实验的干扰,验证酵母菌有氧呼吸是否产生CO2,BTB试剂是溴麝香草酚兰（Bromothymol Blue）试剂的简称,验证空气中的CO2是否完全被吸收,改进装置,10%,如何利用现有材料创设无氧条件？,先封口放置一会,控制无氧的条件，以确保通入澄清石灰水的CO
6、2是酵母菌的无氧呼吸所产生的,三、实验方案,酵母菌培养液的配制：,新鲜酵母菌分成两等份分别注入240 mL质量分数为5的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液,检测CO2的产生：装置如图,1,2,A组酵母菌培养液2mL,B组酵母菌培养液2mL,得出结论：,酵母菌无氧呼吸可产生酒精,检测酒精的产生：,1.在AB中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注人1号、2号干净的试管中2.在1号、2号试管中各滴加0.5 mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液3.并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化,观测、记录,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,1 . CO2的放出情况： A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的 CO
7、2更多,2 . 酒精产生的情况： A组没有酒精的产生，B组产生了酒精,如果用BTB检测，结果会怎样？,CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,实验结论,在有氧条件下， 酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的CO2和H2O。在无氧条件下， 酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。,1.下图是探究酵母菌呼吸作用方式的实验装置。以下说法正确的是（ ）,A.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收O2 B.装置乙在C处可检测到有酒精生成C.装置乙应让B先反应一会儿再连接C D.两个装置均需要在黑暗条件下进行,C,C,对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组），是对照实验的一种特殊形式，即相当于“
8、相互对照实验”。,1.呼吸作用的场所是？,主要是线粒体（细胞的动力车间），还有细胞质基质,2.线粒体的结构怎样？,（一）有氧呼吸（P93),外膜,内膜,嵴,外膜、嵴、内膜、基质,基质,（含与有氧呼吸有关的酶）,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,细胞呼吸的概念,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,包括,细胞呼吸的方式,C6H12O6,线粒体,细胞质基质,（少量）,C6H12O6,6CO2,线粒体,细胞质基质,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸总反应式,C6H12O66HO6O 6CO2 12HO能量,酶,
9、1C6H12O6(葡萄糖),2丙酮酸,6CO2,6O2,12H2O,大量能量,有氧呼吸的过程,细胞质基质,线粒体,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,H、O2,线粒体基质,丙酮酸、H2O,H、CO2,少量,线粒体内膜,H2O,大量,知识巩固及作业,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？,第二阶段,第三阶段,3、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：,产生CO2的阶段（）产生H2O的阶段（）氧气参与的阶段（）产生ATP的阶段（ ）产生ATP最多的阶段（）有水参与的阶段 （ ）产生H最多的阶段 （ ）,二,三,三,一、二
10、、三,三,二,二,有氧呼吸总反应式：,C6H12O6+6H2O+6O2,酶,6CO2+12H2O + 能量,例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：,(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _、 。(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 _、 。(3)有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸底物是_。(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,H2O,丙酮酸,CO2,少,少,大量,线粒体,丙酮酸,6,2丙酮酸,1葡萄糖,少量能量,6H2O,6CO2,少量能量,20H,6O2,12H2O,大量能量,有氧呼吸
11、过程的图解,4H,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,化学本质完全相同，均为氧化放能过程,剧烈 温和,葡萄糖在体外燃烧和有氧呼吸的异同点,已知：1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生2870 kJ能量，而经过细胞有氧呼吸则可以使1161 kJ能量储存在ATP中；ADP转化为ATP需要吸收30.54 kJ能量。试计算：1.有氧呼吸的能量转换效率是多少？2.1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子ATP ？ 3.细胞呼吸过程中，转变为热能的能量是一种浪费吗？,能量,储存在ATP,1161kJ（38mol）,1709kJ,能量的利用率：,1161/2870100=40,思考?,反应式中的能量能直接写成
12、ATP吗?,C6H12O6+6H2O+6O2,酶,6CO2+12H2O + 能量,（用于各项生命活动）,刘翔在训练后常会肌肉发酸,为什么?,无氧呼吸,指细胞在无氧或缺氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。,1.概念：,无氧呼吸,（1）、无氧呼吸过程可分为两个阶段,第一阶段：葡萄糖的初步分解，与有氧呼吸第一阶段完全相同。,反应式：,2、无氧呼吸的过程,场所：细胞质基质,C3H4O3,第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或转化成乳酸。,乳酸发酵,酒精发酵,微生物的无氧呼吸也可以称发酵。,场所：细胞质基质,大多数植物、酵
13、母菌无氧呼吸产生酒精，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）的无氧呼吸产生乳酸。,酶1、 酶2、 酶3是三种不同的酶；,第一 第二阶段的场所都在细胞质基质中；,C6H12O6,C2H50H（酒精）+CO2+少量能量,C3H6O3（乳酸）+少量能量,大量能量,有氧无氧图示总结,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。,1、无氧呼吸产生的乳酸或酒精对细胞有害吗？例如，用酵母菌使葡萄汁发
14、酵产生葡萄酒，当酒精含量达到12%16%时，发酵就停止了，为什么？还有其他例子吗？,讨论,答：一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。,答：在有氧条件下也可以进行无氧呼吸。 对于厌氧生物，由于体内缺少有氧呼吸所需的酶，在有氧时也进行无氧呼吸（当然，对于严格厌氧型生物，接触氧气就会死亡）。 对于兼性厌氧型生物，如酵母菌，在氧气不足的情况下也会进行无
15、氧呼吸，产生酒精。 对于人，在剧烈运动或某些疾病（如镰刀性贫血症）作用下，有氧呼吸所提供的能量不足，则肌细胞会进行无氧呼吸，产生乳酸。 可见，虽然大多数情况下氧气的存在会抑制无氧呼吸地进行，但在必要时无氧呼吸还是会启动，因为那些生物体内有相关的酶。 但无氧时，不能进行有氧呼吸。,2、有氧时，能进行无氧呼吸吗？,1.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,以后可在下列何种物质中发现它 A、丙酮酸 B、CO2 C、H2O D、H2O和CO2,2.苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物分别是 A、乳酸和酒精 B、酒精和乳酸、二氧化碳 C、酒精、二氧化碳和乳酸 D、都是酒精,有氧呼吸和无氧呼吸的比
16、较,需O2 ，需酶,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,CO2、 H2O,酒精和CO2或乳酸,较多（38ATP）,较少（2ATP）,第一阶段是相同的（葡萄糖生成丙酮酸，产生少量能量和H）,分解有机物、释放能量的过程,相同点,过程,实质,不需O2，需酶,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,四、细胞呼吸原理的应用,（1）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。,1、资料分析,（2）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
17、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厌氧细菌。在无氧条件下，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。,（3）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。,（4）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（图16）运送到根部各细胞，
18、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。,水稻根的横切面,（5）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。,（6）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，百米冲刺和马拉松长跑等无氧运动，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
19、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。,包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”等敷料。,花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。,提倡慢跑等有氧运动的原因之一，是不致因剧烈运动导致氧的不足，而使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。,利用麦芽糖、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精。,破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。（遇到这种
20、情况，需要及时到医院治疗，如清理伤口，敷药并注射破伤风抗毒血清。）,稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。,应用有氧呼吸原理,应用有氧呼吸与无氧呼吸原理,应用无氧呼吸原理,应用有氧呼吸原理,应用有氧呼吸原理,应用有氧呼吸原理,讨论,生活生产中还有哪些应用细胞呼吸原理的事例？试举一两例加以说明。,胖人通过适量的运动，细胞呼吸的速率会加快，细胞内有机物的分解会增加，体重就会下降。 应当将蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷凉的地方储藏，这样能够降低细胞呼吸的速率，减少细胞内有机物的损耗。 新疆的哈密瓜特别甜是因为昼夜温差较大，故糖类等有机物积累丰富，而消耗较少。,1、呼吸作用的生理意义,五、
21、呼吸作用的意义,（1）提供植物生命活动所需要的大部分能量；,（2）呼吸过程为其它化合物合成提供原料；,（3）为代谢活动提供还原力；,（4）增强植物抗病免疫能力。,2、有氧呼吸在生物进化上的意义：,远古地球大气缺氧，那时生物以无氧呼吸生活。随着蓝藻及绿色植物等自养生物的出现和繁盛，大气中的氧气增加，于是出现了有氧呼吸。并有了用于有氧呼吸的线粒体，使生物氧化分解有机物的效率更高，生命活动更加复杂，以适应更加多变的环境。但仍保留无氧呼吸的能力，以适应暂时缺氧的环境。,影响呼吸作用的因素,1.温度2.氧气浓度3.CO2浓度4.水分,在一定温度范围内，随温度的升高，细胞呼吸增 强；在最适温度（a点所对应
22、的温度），细胞呼吸最强；温度高于最适温度，酶的活性下降（甚至变性失活），细胞呼吸受抑制。,呼吸速率,温度,a,(1)、温度: 影响酶的活性,应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物有昼夜温差,B,A,C,(2)、O2浓度,只进行无氧呼吸，释放较多CO2。,氧气增多，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还很弱，CO2释放急剧减少,氧气增多，促进有氧呼吸，CO2释放量不断上升,应用：储藏蔬菜,水果和粮食(条件),O2浓度： 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。 O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。,应用：蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低
23、点。施肥后，中耕松土，提高肥效,CO2：增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。,应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜,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。在种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长作物的储存时间。水果、蔬菜要求低湿度。,应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用,(1)依据O2吸收量和CO2释放量判断：不消耗O2，释放CO2 O2吸收量CO2释放量O2吸收量CO2释放量,(2)依据酒精和CO2生成量判断：酒精量CO2量酒精量CO2量,只进行无氧呼吸。,只进行有氧呼吸。,两种呼吸方式同时进行，且多
24、余CO2来自无氧呼吸。,只进行无氧呼吸。,两种呼吸方式同时进行，且多余CO2来自有氧呼吸。,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,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： .糖类的氧化分解 .脂类的氧化分解 .蛋白质的氧化分解 .核酸的氧化分解,6.人体进行有氧呼吸的主要场所是 .肺细胞 .内环境 .线粒体 .细胞质基质,A,C,7.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是 .分解有机物 .释放能量 .需要酶催化 .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,D,A,
