1、第3节ATP的主要来源细胞呼吸一、探究酵母菌细胞呼吸的方式一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1.1.选择酵母菌为实验材料的原因选择酵母菌为实验材料的原因酵母菌是一种单细胞真菌酵母菌是一种单细胞真菌,在在_条件下都能生存条件下都能生存,属于属于_生物。生物。有氧和无氧有氧和无氧兼性厌氧兼性厌氧2.2.产物的检测产物的检测试剂试剂现象现象(颜色变化颜色变化)COCO2 2澄清的石灰水澄清的石灰水_水溶液水溶液蓝色蓝色绿色绿色黄色黄色酒精酒精在酸性条件下在酸性条件下,使用橙色的使用橙色的_橙色橙色_变混浊变混浊溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝重铬酸钾溶液重铬酸钾溶液灰绿色灰绿色二、有氧呼吸二、有氧呼吸1.1.过程
2、与场所过程与场所(1)(1)写出序号代表的物质写出序号代表的物质:_ :_ :_ :_ :_ :_ :_:_(2)(2)写出三个阶段发生的场所写出三个阶段发生的场所:a:_ b:_ c:_a:_ b:_ c:_2.2.反应式反应式_ _ 丙酮酸丙酮酸HHO O2 2COCO2 2细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量 酶3.3.对有氧呼吸过程中有关问题的理解对有氧呼吸过程中有关问题的理解(连线连线)三、无氧呼吸三、无氧呼吸1.1.场所场所
3、:_:_2.2.条件条件:_:_3.3.生成物生成物:_:_4.4.反应式反应式(1)(1)产物为酒精产物为酒精:_:_。(2)(2)产物为乳酸产物为乳酸:_:_。细胞质基质细胞质基质无氧和多种酶无氧和多种酶酒精和二氧化碳或乳酸酒精和二氧化碳或乳酸C C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2+少量能量少量能量 酶C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3+少量能量少量能量 酶1.1.有氧呼吸的酶全部存在于线粒体中。有氧呼吸的酶全部存在于线粒体中。()()【分析分析】真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体
4、真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,原原 核生物无线粒体核生物无线粒体,其有氧呼吸场所是细胞质和细胞膜。其有氧呼吸场所是细胞质和细胞膜。2.2.无氧呼吸对生物体都有害。无氧呼吸对生物体都有害。()()【分析分析】有的生物有的生物,如乳酸菌只能进行无氧呼吸如乳酸菌只能进行无氧呼吸,通过无氧呼吸通过无氧呼吸 获得生命活动所需的能量获得生命活动所需的能量,这对自身是有益的。这对自身是有益的。3.3.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。()()【分析分析】无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸,只有有氧只有有氧呼吸的产物中有水。
5、呼吸的产物中有水。4.4.人的成熟红细胞无线粒体人的成熟红细胞无线粒体,不产生不产生ATPATP。()()【分析分析】人的成熟红细胞无线粒体人的成熟红细胞无线粒体,但可通过无氧呼吸产生但可通过无氧呼吸产生ATPATP。5.(20115.(2011海南海南T3C)T3C)破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。()()【分析分析】破伤风杆菌是厌氧生物破伤风杆菌是厌氧生物,在有氧条件下不能繁殖。在有氧条件下不能繁殖。6.(20106.(2010福建福建T1B)T1B)及时排涝及时排涝,能防止豌豆根细胞受酒精毒害。能防止豌豆根细胞受酒精毒害。()()【分析分析】积水过多积
6、水过多,根细胞的无氧呼吸可产生酒精根细胞的无氧呼吸可产生酒精,对细胞有害对细胞有害,及时排涝及时排涝,可以减少酒精毒害。可以减少酒精毒害。7.7.萌发初期萌发初期,种子的有机物总重量增加。种子的有机物总重量增加。()()【分析分析】种子萌发初期主要进行有氧呼吸种子萌发初期主要进行有氧呼吸,分解有机物分解有机物,有机物有机物总重量减少。总重量减少。8.8.保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环境中。境中。()()【分析分析】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸,无氧无氧时时,细胞呼吸消耗
7、大量有机物细胞呼吸消耗大量有机物,而且产生的酒精对蔬菜水果也有而且产生的酒精对蔬菜水果也有一定的毒害作用一定的毒害作用,故应在低氧环境下保存蔬菜水果。故应在低氧环境下保存蔬菜水果。考点考点 一一 有氧呼吸和无氧呼吸的过程有氧呼吸和无氧呼吸的过程 1.1.过程图解过程图解2.2.分析分析(1)(1)细胞呼吸过程中细胞呼吸过程中HH的来源和去路的来源和去路:有氧呼吸第一、二阶段产生的有氧呼吸第一、二阶段产生的HH用于第三阶段与用于第三阶段与O O2 2结合生结合生成水。成水。无氧呼吸第一阶段产生的无氧呼吸第一阶段产生的HH用于第二阶段将丙酮酸还原为用于第二阶段将丙酮酸还原为C C2 2H H5 5
8、OHOH和和COCO2 2或乳酸。或乳酸。(2)(2)有氧呼吸中氧元素的来源和去路有氧呼吸中氧元素的来源和去路:(3)(3)有氧呼吸中有氧呼吸中H H2 2O O既是反应物既是反应物,又是生成物又是生成物,且生成的且生成的H H2 2O O中的氧中的氧全部来自全部来自O O2 2。3.3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸区区别别场所场所细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体细胞质基质细胞质基质条件条件氧气氧气,多种酶多种酶无氧气无氧气,多种酶多种酶物质物质变化变化葡萄糖彻底氧化分解葡萄糖彻底氧化分解,生生成成COCO2 2和和H H2 2O O葡
9、萄糖分解不彻底葡萄糖分解不彻底,生成乳生成乳酸或酒精和酸或酒精和COCO2 2能量能量变化变化释放大量能量释放大量能量,产生大量产生大量ATPATP释放少量能量释放少量能量,产生少量产生少量ATPATP特点特点受受O O2 2和温度等因素的影响和温度等因素的影响有氧气存在时有氧气存在时,无氧呼吸受无氧呼吸受抑制抑制联系联系二者第一阶段反应完全相同二者第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进并且都在细胞质基质中进行行;本质都是氧化分解有机物、释放能量本质都是氧化分解有机物、释放能量,产生产生ATPATP【思维拓展思维拓展】由细胞呼吸可联想到的知识由细胞呼吸可联想到的知识(1)(1)呼吸是指机
10、体与外界环境之间进行气体交换的过程呼吸是指机体与外界环境之间进行气体交换的过程,而细胞而细胞呼吸是指物质在细胞内的氧化分解过程。呼吸是指物质在细胞内的氧化分解过程。(2)(2)细胞呼吸涉及能量的变化细胞呼吸涉及能量的变化,生命活动的主要能源物质是糖类生命活动的主要能源物质是糖类,直接能源物质是直接能源物质是ATPATP。(3)(3)不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同,根本原因根本原因是遗传物质不同。是遗传物质不同。【典例典例1 1】(2013(2013宁德模拟宁德模拟)提取鼠肝细胞的线粒体为实验材提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料料,向盛有线粒体的
11、试管中注入丙酮酸时向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时,测得氧的消耗量较大测得氧的消耗量较大;当注入葡萄糖时当注入葡萄糖时,测得氧的消耗量较小测得氧的消耗量较小;同时注入细胞质基质和同时注入细胞质基质和葡萄糖时葡萄糖时,氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的氧消耗量又较大。下列叙述中与实验结果不符合的是是()A.A.有氧呼吸中有氧呼吸中,线粒体内进行的是第二、三阶段线粒体内进行的是第二、三阶段B.B.水是在细胞质基质中生成的水是在细胞质基质中生成的C.C.葡萄糖是在细胞质基质中分解成丙酮酸的葡萄糖是在细胞质基质中分解成丙酮酸的D.D.线粒体内能分解丙酮酸线粒体内能分解丙酮酸,不能分解葡萄糖不
12、能分解葡萄糖【解析解析】选选B B。有氧呼吸分为三个阶段。有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段是在细胞质基第一阶段是在细胞质基质中将葡萄糖分解成丙酮酸和质中将葡萄糖分解成丙酮酸和H;H;丙酮酸再进入线粒体内完成丙酮酸再进入线粒体内完成第二、三阶段第二、三阶段;在线粒体基质内丙酮酸和水彻底分解成在线粒体基质内丙酮酸和水彻底分解成COCO2 2和和H,H,前两阶段产生的前两阶段产生的HH在线粒体内膜上与在线粒体内膜上与O O2 2结合生成水。结合生成水。【变式训练变式训练】细胞内糖分解代谢过程如下图细胞内糖分解代谢过程如下图,下列叙述错误的下列叙述错误的是是()A.A.植物细胞能进行过程和或者过程和植物
13、细胞能进行过程和或者过程和B.B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程和真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C.C.动物细胞内动物细胞内,过程比过程释放的能量多过程比过程释放的能量多D.D.乳酸菌细胞内乳酸菌细胞内,过程产生过程产生H,H,过程消耗过程消耗HH【解析解析】选选B B。植物细胞可以进行无氧呼吸产生酒精和。植物细胞可以进行无氧呼吸产生酒精和COCO2 2,某某些植物器官些植物器官(如马铃薯块茎、甜菜块根如马铃薯块茎、甜菜块根)可以产生乳酸可以产生乳酸;真核细真核细胞的细胞质基质中能进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸胞的细胞质基质中能进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸,因因此能进行过程此能进行
14、过程,不能进行过程不能进行过程;有氧呼吸第三阶段释有氧呼吸第三阶段释放的能量最多放的能量最多,过程为第二、三阶段过程为第二、三阶段,释放的能量多于过程释放的能量多于过程;乳酸菌无氧呼吸产生乳酸乳酸菌无氧呼吸产生乳酸,第一阶段产生第一阶段产生H,H,第二阶段消第二阶段消耗耗HH。考点考点 二二 影响细胞呼吸的外界因素及其应用影响细胞呼吸的外界因素及其应用1.1.温度温度(1)(1)影响影响(如下图如下图):):细胞呼吸是一系列酶促反应细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25253
15、535之间。之间。(2)(2)应用应用低温储存食品低温储存食品大棚栽培在夜间和阴天适当降温大棚栽培在夜间和阴天适当降温温水和面发得快温水和面发得快2.2.氧气氧气(1)(1)影响影响(如下图如下图):O):O2 2是有氧呼吸所必需的是有氧呼吸所必需的,且且O O2 2对无氧呼吸过程对无氧呼吸过程有抑制作用。有抑制作用。O O2 2浓度浓度=0=0时时,只进行无氧呼吸。只进行无氧呼吸。0O0O2 2浓度浓度10%tt2 2,t,t1 1时不利于叶时不利于叶片贮藏片贮藏D.tD.t1 1、t t2 2条件下乙烯产生量的变化趋势相似条件下乙烯产生量的变化趋势相似,t,t1 1ttt2 2。9.(20
16、129.(2012安徽高考安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸为探究酵母菌的细胞呼吸,将酵母菌破碎将酵母菌破碎并进行差速离心处理并进行差速离心处理,得到细胞质基质和线粒体得到细胞质基质和线粒体,与酵母菌分别与酵母菌分别装入装入A AF F试管中试管中,加入不同的物质加入不同的物质,进行了如下实验进行了如下实验(见下表见下表)。试管编号试管编号加入的物质加入的物质细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体酵母菌酵母菌A AB BC CD DE EF F葡萄糖葡萄糖-+-+丙酮酸丙酮酸+-+-氧气氧气+-+-+-注注:“+”表示加入了适量的相关物质表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关表示未加入相关物质
17、。物质。(1)(1)会产生会产生COCO2 2和和H H2 2O O的试管有的试管有_,_,会产生酒精的试管会产生酒精的试管有有_,_,根据试管根据试管_的实验结果可判断出的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号均填试管编号)(2)(2)有氧呼吸产生的有氧呼吸产生的H,H,经过一系列的化学反应经过一系列的化学反应,与氧结合形成与氧结合形成水。水。2,4-2,4-二硝基苯酚二硝基苯酚(DNP)(DNP)对该氧化过程没有影响对该氧化过程没有影响,但使该过程但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散所释放的能量都以热的形式耗散,表明表明DNPDNP使分布在使分
18、布在_的酶无法合成的酶无法合成ATPATP。若将。若将DNPDNP加入试管加入试管E E中中,葡萄糖的葡萄糖的氧化分解氧化分解_(_(填填“能能”或或“不能不能”)继续进行。继续进行。【解题指南解题指南】解答本题的关键是解答本题的关键是:(1)(1)联系有氧呼吸和无氧呼吸过程联系有氧呼吸和无氧呼吸过程,明确题干中给出的有效信息明确题干中给出的有效信息;(2)(2)明确酵母菌不同条件下的呼吸类型明确酵母菌不同条件下的呼吸类型;(3)(3)理清细胞呼吸不同阶段的反应物、产物、场所及所需的条理清细胞呼吸不同阶段的反应物、产物、场所及所需的条件。件。【解析解析】酵母菌是兼性厌氧型生物酵母菌是兼性厌氧型
19、生物,有氧条件下进行有氧呼吸有氧条件下进行有氧呼吸,无氧条件下进行无氧呼吸。无氧条件下进行无氧呼吸。(1)A(1)A试管中有氧气但无线粒体试管中有氧气但无线粒体,不能进行有氧呼吸不能进行有氧呼吸,氧气的存在氧气的存在也抑制了细胞质基质中无氧呼吸酶发挥作用也抑制了细胞质基质中无氧呼吸酶发挥作用,导致无氧呼吸也导致无氧呼吸也不能进行不能进行;B;B试管中无氧气试管中无氧气,可进行无氧呼吸可进行无氧呼吸,能够产生酒精和能够产生酒精和COCO2 2;C;C试管中丙酮酸进入线粒体被彻底分解生成试管中丙酮酸进入线粒体被彻底分解生成COCO2 2,同时产生的同时产生的HH在线粒体内膜上与氧结合生成水在线粒体
20、内膜上与氧结合生成水;D;D试管中加入葡萄糖试管中加入葡萄糖,而葡而葡萄糖不能进入线粒体萄糖不能进入线粒体,呼吸作用不能进行呼吸作用不能进行;E;E试管中加入葡萄糖试管中加入葡萄糖和氧气和氧气,能进行完整的有氧呼吸过程能进行完整的有氧呼吸过程;F;F试管中只加入葡萄糖试管中只加入葡萄糖,能能进行无氧呼吸过程。进行无氧呼吸过程。(2)(2)有氧呼吸产生的有氧呼吸产生的HH在线粒体内膜上经过一系列的化学反应在线粒体内膜上经过一系列的化学反应,与氧结合形成水与氧结合形成水,同时形成大量的同时形成大量的ATPATP。2,4-2,4-二硝基苯酚二硝基苯酚(DNP)(DNP)对该氧化过程没有影响对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热的形但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散式耗散,表明表明DNPDNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATPATP。若将。若将DNPDNP加入试管加入试管E E中中,葡萄糖的氧化分解能继续进行葡萄糖的氧化分解能继续进行,不能生成不能生成ATPATP。答案答案:(1)C(1)C、E BE B、F BF B、D D、F F(2)(2)线粒体内膜线粒体内膜 能能
