第五章ATP的主要来源——细胞呼吸
1、细胞生命活动所需要的主要能源物质是什么？直接给细胞的生命活动提供能量的物质是什么？
糖类（葡萄糖）、ATP
ADP+
Pi+
能量
ATP
ADP
Pi
能量
能量
Pi
合成酶
水解酶
ATP与ADP相互转化示意图
从上往下：ATP水解，释放能量的过程，一般与吸能反应相联系，ATP水解释放的能量供反应进行。
从下往上：ATP合成，储存能量的过程，一般与放能反应相联系，放能反应释放的能量，作为活跃的化学能，储存在ATP中。
对于人和动物来说，合成ATP所需的能量来至于哪里呢？？
？
呼吸作用
由于呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫做细胞呼吸。
一、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，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。
二、细胞呼吸的方式
以人的呼吸作用为例，人呼吸需要消耗O2,呼出CO2，细胞呼吸是否也是这样呢？生物在无氧条件下能不能够进行细胞呼吸？
一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
实际上，酵母菌在工业上被广泛地用于酿酒 工艺，酵母菌能通过发酵作用产生酒精。
那么这个过程是否与细胞呼吸有关呢？
酵母菌：
三、探究酵母菌 细胞呼吸的方式
如何设计设计实验
特别关注的问题
1. 怎样控制有氧和无氧条件？
2. 怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较
CO2产生的多少？
3. 怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生
活？
？
有氧呼吸
无氧呼吸
创设反应条件
装置序号
A
B
检测CO2
结 果
检测酒精
澄清
石灰水
结 果
灰绿色
5%葡萄糖溶液
新鲜酵母菌
酸性重铬酸钾溶液
(橙色)
不变色
Ｂ瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
实验过程及结果:
（四）实验结果
1 . CO2的放出情况：
A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的
CO2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。
（四）实验结果所说明的问题
通过该实验表明：
酵母菌在有氧和无氧条件下都能够进行细胞呼吸；
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2；
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生少量的CO2和酒精.
问题回顾：
1.呼吸作用的场所是？
主要是线粒体，（还有细胞质基质）
2.线粒体的结构怎样？
双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。
有氧呼吸的过程图解
四、有氧呼吸
有氧呼吸的过程
第一阶段：
C6H12O6
（丙酮酸）
第二阶段：
2CH3COCOOH + 6H2O
第三阶段：
24[H] + 6O2
总反应式：
2CH3COCOOH + 4[H] + 能量
6CO2 + 20[H] + 能量
12H2O + 能量
（大量）
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
有氧呼吸的概念
细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。
计算：
1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成____mol的ATP， 其能量转换效率是______。
38
40.5%
问题探讨
1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？
2.呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗？
物质分解的过程、产物都想同，并且都能释放等量的能量
有。
①细胞呼吸是在温和的条件下进行的；
②能量的释放是在一系列的反应过程中逐
步释放的；
③释放的能量部分的以热能的形式散失，
部分的转移贮存到ATP中。
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。
呼吸和呼吸作用的区别
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：
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
有氧呼吸小结
无氧呼吸的过程
葡 萄 糖
丙 酮 酸
[H]
酒精 + CO2
乳酸
酶
1、酒精发酵：
C6H12O6
2、乳酸发酵：
C6H12O6
五、无 氧 呼 吸
2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量
2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型
乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型
问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？
无氧呼吸的概念
细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。
无氧呼吸的特点
氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行
六、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
共同点
实质：
过程：
葡萄糖
丙酮酸
CO2 + H2O + 能量（大量）
C2H3OH+CO2 + 能量（少量）
C3H6O3 + 能量（少量）
氧化分解有机物，释放能量
都有丙酮酸（中间产物）的生成
有氧呼吸和无氧呼吸的区别
主要在线粒体内
细胞质基质
必需有氧的参与
氧能抑制无氧呼吸
将有机物彻底分解成CO2和H2O
有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）
同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
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。
3CO2浓度过大抑制呼吸作用的进行
八、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。
课 堂 练 习
1.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
一
三
氧化[H]
二
2. 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
3. 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
4.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
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
无氧呼吸
受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强
5.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为
①产生的酒精对细胞有毒害 ②产生的乳酸对
细胞有毒害 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.④①
D
6.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
D
7.一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
8.右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着O2的消耗，CO2浓度变化的情况。请据图回答：
（1）A~B段O2的消耗量很大， CO2浓度上升也很快，白菜在进行_____呼吸。
　 （2）Ｃ~Ｄ段O2浓度接近０，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行_____呼吸。
（3）Ｂ~Ｃ段O2浓度已很低， CO2浓度几乎不上升，原因是_______________________________
________________________________．
有氧
无氧
氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍处于抑制状态
（4）从哪点开始，O2浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素？_____
　 （5）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把地窖的氧气控制在_______段范围内。
B点
B~ C