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
人教版必修1
复 习 提 问
生物体生命活动的主要能源物质、直接能源物质、最终来源各是什么？
把光能转化为高等动物肌肉收缩的机械能需要经历那些过程？
一、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。
注意：呼吸和呼吸作用的区别
氧化分解有机物，释放能量
实质：
第3节
ATP的主要来源——细胞呼吸
二、细胞呼吸的方式：
酵母菌细胞呼吸的方式
+ 有机物
+ 水
呼吸作用（本质）
呼吸现象和呼吸作用
呼吸（现象）
气体运输
+
甜酒
淀粉
酵母菌
葡萄糖
酵母菌
细胞呼吸
酒精+CO2+水
设计实验
酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）
进行实验
作出假设
3.设计实验
实验思路？
分析变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
影响实验结果的可变因素
酒精、CO2
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
►CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄
►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： 橙色→灰绿色
思考: 有氧和无氧条件下CO2和酒精产生的量的多少如何判断？
材料用具
５００ml的平底烧瓶（或锥形瓶），玻璃弯管，带孔的橡胶塞，天平，
量筒，烧杯，试管，气泵、漏斗、
滤纸、玻璃棒、铁架台等
酵母粉，石灰水，氢氧化钠液，3％的葡萄糖溶液，重铬酸钾溶液（用于检测酒精）
对比实验
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验
4.进行试验
实验现象：
变混浊／快
无变化
变混浊／慢
出现灰绿色
5.分析结果得出结论
酵母菌
有氧条件下产生大量CO2
无氧条件下产生酒精和少量CO2
呼吸作用的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
初 始
相同时间后
有氧装置
无氧装置
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
+有氧装置的酵母菌滤液
+无氧装置的酵母菌滤液
灰绿色
不变灰绿色
探究：如何改进装置可以知道不是空气中的二氧化碳在起作用呢？
再探究
有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？
线粒体的结构示意图
外膜
内膜
基质
嵴
三、有氧呼吸
1、场所：
主要在线粒体
2、有氧呼吸最常利用的物质
----葡萄糖(C6H12O6)
实验
首先把葡萄糖分解的场所是细胞质基质
C6H12O6
①
6CO2
12H2O
线粒体
③
细胞质基质
②
有氧呼吸的三个阶段
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH +4 [H] +能量(少量)
（丙酮酸）
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20 [H] +能量(少量)
场所：线粒体基质
②
2CH3COCOOH
（丙酮酸）
[H]的氧化
酶
12H2O +能量（大量）
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
H2O →[H] →H2O
O2 →H2O
C6H12O6 →丙酮酸→CO2
C、H、O的来龙去脉：
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？
热能
葡萄糖
CO2+H2O
能量
ADP＋Pi
ATP
用于各项生命活动
2870kJ
约40％
（体温的来源）
1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约60%)； 另一部分转移到ATP中(1161kJ/mol，约40%)储存，约形成38个ATP。
你能找出图中的错误吗？
Ｈ２Ｏ
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。
(1709kJ/mol,约60%)
(1161kJ/mol,约40%)
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
许多ATP
38个ATP
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,H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
对比
四、无氧呼吸
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+ 4[H] + 能量
场所：细胞质基质
1、
与有氧呼吸第一阶段相同
（少量）
2C3H4O3
（丙酮酸）
酶
+ 2CO2+能量
2C3H4O3
（1） 酒精发酵
（少量）
C2H5OH
（酒精）
例：大多数植物、酵母菌
细胞质基质
丙酮酸不彻底分解
2、
（2）乳酸发酵
细胞质基质
2C3H4O3
酶
C3H6O3
（乳酸）
+ 能量
（少量）
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、玉米胚乳等）
3、无氧呼吸总反应式：
C6H12O6
酶
2C3H6O3＋少量能量
2C2H5OH＋2CO2＋少量能量
C6H12O6
酶
5、无氧呼吸的主要场所：
4、能量去向：
1mol葡萄糖分解成乳酸，共释放196.65kJ/mol，其中一部分以热能形式散失(约69%)； 另一部分转移到ATP中(61.08kJ/mol,约31%)储存，形成2个ATP。
细胞质基质
细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把糖类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。
6、无氧呼吸的定义
有氧呼吸和无氧呼吸 有那些主要区别？
五、影响呼吸作用的因素及在农业上的应用
1、温度：主要是影响酶的活性
应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物有昼夜温差
2 氧气：直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用
应用：蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低点。施肥后，中耕松土，提高肥效
4 水：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强
3 二氧化碳：使呼吸酶活性下降；
在CO2浓度上升到1—10%以上时呼吸作用明显被抑制
应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜
应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用
粮食储藏
粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。
例：稻谷等种子含水量超过14.5％时，呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。
果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。
例：苹果、梨、柑、橘等果实在0～1℃时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜6～8个月。
农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。
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？