第五章
细胞的能量供应和利用
第3节
ATP的主要来源——细胞呼吸
1．说出线粒体的结构和功能。

2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在
生产和生活中的应用。

4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。
学习目标
学习指导
1.呼吸作用和呼吸有什么不同？
2.细胞呼吸的概念是什么？
3.有氧呼吸和无氧呼吸的概念、反应式、反应
场所、各个反应阶段和能量变化是怎样？
4.无氧呼吸有哪两种方式？各自的例子有哪些？
5.有氧呼吸和无氧呼吸有什么异同点？
6.细胞呼吸在生活和生产中有什么应用？
8min
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？
（主要是葡萄糖）
大部分以热能的形式散失掉，一部分用来合成ATP。
比较
呼吸作用：又称“细胞呼吸”
呼吸运动：
机体与环境之间O2和CO2交换的过程，
又称外呼吸。
细胞呼吸的条件是？
有氧？
无氧？
有氧呼吸
无氧呼吸
选用酵母菌作为实验材料的原因：
设计实验
提出问题
进行实验
分析结果、得出结论
作出假设
探究性实验的一般步骤
1.酵母菌在什么情况下的呼吸作用会产生酒精？
2.酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2是否一样多？
提出问题
作出假设
1.酵母菌在有氧呼吸(或无氧呼吸）情况下的呼吸作用会产生酒精。
2.酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2是一样多。
（或有氧呼吸产生的CO2多，或无氧呼吸产生的CO2多。）
检测CO2产生的方法，
即实验原理1：
实验材料：
为酵母菌生活提供营养物质。
检测酒精的方法，
即实验原理2：
排除空气中CO2的干扰。
►CO2的检测
1.通入澄清的石灰水：
►酒精的检测：
橙色的重铬酸钾,酸性下与酒精反应：
实验原理：
2.溴麝香草酚蓝水溶液：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
橙色→灰绿色
CO2的多少看浑浊程度
CO2的多少看蓝变绿在变黄所需要的时间
食用酵母菌
5%葡萄糖溶液
1、葡萄糖溶液先煮沸，冷却后再加入到锥形瓶中，为什么？
（1）加热煮沸后，葡萄糖溶液里的细菌会被杀死，可排除其他细菌对实验结果的干扰；
（2）加热煮沸后，可排出溶液内的O2 ；
（3）若不冷却后再加入，会将酵母菌杀死。
2、B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。想一想，这是为什么？
保证瓶内原有的O2被充分消耗掉营造无氧的环境。
有氧实验
无氧实验
3、实验现象：
（1）甲、乙装置中的石灰水变浑浊，且甲中的浑浊程度大且快。
有氧实验
无氧实验
（2）B中溶液由橙色变成灰绿色，A不变色。
4、实验结论：
结论
酵母菌呼吸作用的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
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
生物
在有氧气时才
能长时间存活
需氧型
在无氧气时才
能长时间存活
厌氧型
在有氧气无氧
气时都能存活
兼性厌氧型
（人，大部分动物，植物）
（蛔虫、破伤风杆菌）
(酵母菌)
有氧呼吸的总反应式：
有氧呼吸反应的三个阶段
第一阶段：
C6H12O6
酶
2 C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
（丙酮酸）
合成2个ATP
反应式：
反应场所
第二阶段：
（还原性氢）
反应式：
酶
6CO2 +20 [H] + 少量能量
2 C3H4O3
（丙酮酸）
+6H2O
合成2个ATP
反应场所
第三阶段：
反应式：
酶
12H2O + 大量能量
24[H] + 6O2
合成34个ATP
反应场所
C6H12O6
酶
2 C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
（丙酮酸）
反应式：
反应场所
（还原性氢）
一、有氧细胞呼吸的过程示意图
归纳：三个阶段的反应式和场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6
酶
2 C3H4O3 +4 [H]
（丙酮酸）
少量
少量
大量
酶
6CO2 +20 [H]
2 C3H4O3
+6H2O
酶
12H2O
24[H] + 6O2
总反应式：
1、葡萄糖中C元素的去向
2、葡萄糖中O元素的去向
3、CO2中O元素的来源
4、O2中O元素的去向
5、生成物中水中的H元素来自
6、 方法研究元素的来源和去向。
用来生成CO2
用来生成CO2
用来生成葡萄糖和水
用来生成水
葡萄糖和水
用同位素示踪法
思考：
归纳总结：
总反应式：

1、第一、二阶段生成的[H]用于第三阶段反应生成水（H2O）；
2、H2O既是反应物也是生成物：
生成物的H2O 的H元素来自于葡萄糖和水；
反应物的H2O 的O元素来全部自于O2；
3、有氧呼吸中O元素的来源和去路：
葡萄糖和水（反应物）中的O元素全部用来生成CO2；
O2中的O元素全部用来生成H2O。
（少数）合成ATP
（大部分）以热能的形式散失，维持体温
有氧呼吸能量的去向：
1）苹果储藏久了为什么会有酒味呢？

2）昨天打篮球太激烈了，为什么今天腿好酸疼？
生活现象知多D~
二、无氧呼吸
C6H12O6
酶
2 C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
（丙酮酸）
第一阶段：
C6H12O6
4[ H ]
2C2H5OH + 2CO2
酶
酶
2C3H6O3
2丙酮酸
酶
少量能量
第一阶段
(细胞质基质)
第二阶段
(细胞质基质)
2、无氧呼吸的两个阶段
乳酸
酒精
无能量产生
有能量产生
无氧呼吸的产物为乳酸的生物:
1、动物和人；
2、乳酸杆菌。
3、马铃薯的块茎；
4、玉米的胚；
5、甜菜的块根。
整个生物个体
生物个体的局部结构
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
细胞呼吸原理的应用
一、呼吸作用与人类生活：
1）伤口处理
选用 的消毒纱布或“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。
透气
破伤风由破伤风孢杆菌引起，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，因此，应及时到医院治疗，如清理伤口，敷药并注射破伤风抗病毒血清。
细胞呼吸原理的应用
一、呼吸作用与人类生活：
1）破伤风治疗
细胞呼吸原理的应用
一、呼吸作用与人类生活：
2）提倡慢跑
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。
慢跑是 ，
百米冲刺等剧烈运动是 。
有氧运动
无氧运动
细胞呼吸原理的应用
一、呼吸作用与人类生活：
3）酿酒、制醋、制味精
酵母菌在无氧条件下则进行酒精发酵。
醋酸杆菌是一种好氧细菌。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。
细胞呼吸原理的应用
二、呼吸作用与农业生产：
1）作物栽培
对于板结的土壤及时进行 ，可以使根细胞充分进行 ，从而有利于 。
稻田需要 。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行 ，时间长了，酒精就会对根
松土透气
有氧呼吸
定期排水
根系的生长和对无机盐的吸收
无氧呼吸产生酒精
细胞产生毒害作用，使根系变黑、
腐烂。
2）粮食储藏
粮食储藏时，要注意 ，抑制细胞呼吸，延长保存期限。
降低温度和保持干燥
3）果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采
用 等方法。
低温、低O2和低CO2
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。
影响呼吸作用的因素及应用
1、氧气含量
2、水
3、CO2含量
4、温度
1．温度
呼吸作用在最适温度（25℃~35℃）时 ；
低于最适温度，酶活性 ，呼吸作用受抑制。
超过最适温度，呼吸酶活性 ，呼吸作用受抑制；
1）储存蔬菜、水果应在 ；
2）在大棚蔬菜的栽培过程中夜间 ，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。
-------影响呼吸酶的活性
应用：
适当降温
低温保存
最强
下降
降低甚至变性失活
呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。
1）种子的贮藏，必须 降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。
如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。
2）干种子萌发前要 ：含水量增高，提高呼吸作用。
2、含水量
应用：
晒干
浸泡
在密闭的地窖中， ，抑制细胞的呼吸作用，有利于保存蔬菜水果。
3、CO2
CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用
应用：
O2浓度低，CO2浓度较高
CO2
释
放
量
相
对
值
O2（%）
无氧呼吸
2 4 6 8 10
4、O2浓度
CO2
释
放
量
相
对
值
O2（%）
有氧呼吸
2 4 6 8 10
4、O2浓度
CO2
释
放
量
相
对
值
O2（%）
无氧呼吸
有氧呼吸
细胞呼吸
在氧气浓度为零时，只进行 ；
氧气浓度为10%以下时，既进行 ，又进行 ；
氧气浓度为10%以上时，只进行 。
2 4 6 8 10
4、O2浓度
应用：
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
延长蔬果保鲜时间，应在采用 保存，此时有氧
呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。
农耕松土为了增加 ，加强根部的有氧呼吸，
保证能量供应，促进矿质元素的吸收。
低氧（5%）
氧气的含量
a
b
c
《学案》P60 例2
《活页卷》P128-10
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
VS
1、场所
3、物质变化
4、能量变化
2、条件
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：
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
7、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
5、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