1、第五章 细胞的能量供应和利用第三节 ATP的主要来源细胞呼吸河北省廊坊市三河市第三中学崔丽丽人教版高中生物必修一比较项目ATP的合成ATP的水解反应条件发生场所能量来源能量去向能量转化需要合成酶合成酶需要水解酶水解酶细胞质基质、线粒体、叶绿体需能的各个部位光合光合作用、呼吸呼吸作用(光能、化学能)储存在高能磷高能磷酸键酸键中的能量用于各项生命各项生命活动活动储存在ATPATP中储能储能放能放能温故知新与呼吸作用有关的细胞器:温故知新线粒体细胞呼吸的主要方式:细胞呼吸的主要方式:有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸新课导入一、有氧呼吸阅读课本93-94页,分析有氧呼吸过程,完成导学案。合作探究二
2、:C3H4O3+H2O CO2 +H+有氧呼吸的相关反应式:一:C6H12O6 C3H4O3+H+三:H+O2 H2O+酶酶酶246620246122少量能量大量能量2C3H4O32C3H4O34 H20 H24 HC6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶少量能量C6H12O62丙酮酸酶4H能2ATP热线粒体细胞质基质第一阶段:葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4H+能量场所:细胞质基质2C3HO(少量)C6H12O62丙酮酸酶6CO24H能2ATP热能2ATP热酶6H2O20H线粒体细胞质基质丙酮酸彻底分解酶6CO2+20H+能量线粒体基质第二阶段:2C3HO+6H2O
3、(少量)C6H12O62丙酮酸酶6CO24H能2ATP热能2ATP热酶6H2O20H12H2O6O2酶能34ATP热线粒体细胞质基质H的氧化酶12H2O +能量场所:线粒体内膜第三阶段:24H+6O2(大量)场所:场所:细胞质基质、线粒体能量去向:能量去向:一部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中 总反应式:总反应式:有氧呼吸概念:细胞在细胞在_的参与下,通过的参与下,通过_的催化作用,把的催化作用,把_等有机物等有机物_,产生,产生_和和_,释放,释放_,_,生成生成_的过程。的过程。(1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)氧氧气气多种酶多种酶葡萄糖葡萄糖COC
4、O22HH22OO能量能量彻底氧化分解彻底氧化分解许多许多ATPATP葡萄糖彻底氧化分解释放能量2870kJ/mol有 氧 呼 吸 小 结C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶过程场所反应物产物释放能量第一阶段第二阶段第三阶段、有氧呼吸各阶段过程比较、有氧呼吸各阶段过程比较细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、少量H少量能量线粒体丙酮酸和水CO2大量H少量能量线粒体H、O2H2O大量能量二、无氧呼吸阅读课本94-95页无氧呼吸过程,完成导学案合作探究C6H12O6能量(少量)2 丙酮酸4H酶第一阶段细胞质基质线粒体2CO2+2C2H5OH(酒精)2C3H6O3(乳酸)酶酶第二阶
5、段例:高等动物、乳酸菌例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等)甜菜块根、玉米胚细胞等)例:大多数植物、酵母菌例: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?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C6H12O6酶 2 C3H6O3(乳酸)+少量能量细胞质基质C6H12O62 C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶细胞质基质发酵微生物的无氧呼吸(酒精发酵、乳酸发酵)场所:场所:细胞质基质能量去向:能量去向:以热能形式散失转移到ATP中储存
6、在不完全分解产物中 无氧呼吸概念:(135.57kJ/mol,约69%)(61.08kJ/mol,约31%)葡萄糖不彻底氧化分解释放能量196.65kJ/mol一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化物,同时释放出少量能量的过程。条件:条件:酶、缺氧或无氧无 氧 呼 吸 小 结共同点实质:过程:葡萄糖丙酮酸有氧无氧CO2+H2O+能量(大量)C2H5OH+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)生成无氧呼吸没有H2O产生,乳酸发酵没有CO2产生呼 吸 作 用 小 结有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目有氧呼吸
7、无氧呼吸呼吸场所是否需氧物质代谢能量代谢细胞质基质,线粒体细胞质基质必需有氧的参与不需要氧的参与将有机物彻底分解成CO2和H2O有机物分解不彻底,形成酒精CO2或乳酸1mol 2870(kJ)1161 ATP热能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65(kJ)61.08ATP(2mol)热能呼吸:呼吸:机体与环境之间机体与环境之间OO22和和COCO22交换的过程。交换的过程。细胞呼吸细胞呼吸也称也称呼吸作用呼吸作用:什么是细胞呼吸?与呼吸有什么区别?有机物在经过一系列的经过一系列的,最终,最终或或,并且,并且的总过程。细胞内氧化分解生成CO2释放出能量其他产物三 细胞呼吸原理的应用细胞
8、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合作探究1.发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气2.农业生产细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料,因此,在农业生产上,要设法适当增强细胞呼吸,以促进作物的生长发育。例:水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。3.粮食储藏和果蔬保鲜细胞呼吸要消耗有机物,使有机物积累减少。因此,对粮食储藏和果蔬保鲜来说,要设法降低细胞
9、的呼吸强度,尽可能减少有机物的消耗等。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01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68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。33、在有氧呼吸过程中、在有氧呼吸过程中,氧气的作用是氧气的作用是44、生物的细胞呼吸可分为、生物的细胞呼吸可分为 和
10、和两种类型,一般情况下供给肌肉活动的能量是通两种类型,一般情况下供给肌肉活动的能量是通过过 呼吸提供,其能源物质主要是呼吸提供,其能源物质主要是与与 HH结结合生成水,释放能量。合生成水,释放能量。有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧有氧葡萄糖葡萄糖11、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在22、人在剧烈运动时、人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态,可骨骼肌处于暂时缺氧状态,可以通过无氧呼吸获取能量以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为此时葡萄糖被分解为线粒体线粒体乳酸乳酸课堂练习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
11、氧化分解、核酸的氧化分解6、高等植物的细胞呼吸只发生在:活细胞 含有叶绿体的细胞 不含叶绿体的细胞 气孔周围的细胞AA7、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DA5、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DB6、如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时,分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是A、1:2B、1:3C、1:4D、1:6