1、欢迎来到生物课堂欢迎来到生物课堂祝你学习愉快第三节第三节 ATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸上杭一中 傅 海 香2010.9.17高三（7）班一、一、“探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验实验1.1.本实验的鉴定试剂及现象本实验的鉴定试剂及现象试剂试剂鉴定对象鉴定对象实验现象实验现象澄清石灰水澄清石灰水COCO2 2变混浊（据变混变混浊（据变混浊程度可确定浊程度可确定COCO2 2多少）多少）溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝水溶液水溶液COCO2 2蓝蓝绿绿黄（据黄（据变色的时间快慢变色的时间快慢确定确定COCO2 2的多少）的多少）重铬酸钾溶液重铬酸钾溶液酒精酒精橙色橙色灰
2、绿色灰绿色（酸性条件）（酸性条件）2.2.实验过程实验过程 （1 1）配制酵母菌培养液。）配制酵母菌培养液。（2 2）检测）检测COCO2 2的产生，装置如图所示：的产生，装置如图所示：（3 3）检测酒精的产生：）检测酒精的产生：自自A A、B B中各取中各取2 2 mLmL滤液分别注入编号为滤液分别注入编号为1 1、2 2的的 两支试管中两支试管中分别滴加分别滴加0.5 0.5 mLmL溶有溶有0.10.1g g重铬酸重铬酸 钾的浓硫酸溶液钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。振荡并观察溶液的颜色变化。3.3.实验现象实验现象 （1 1）甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中）甲、乙两装置中
3、石灰水都变混浊，且甲中 混浊程度高且快。混浊程度高且快。（2 2）2 2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1 1号试号试 管不变色。管不变色。4.4.实验结论实验结论 即酵母菌的呼吸类型既可以进行有氧呼吸又可即酵母菌的呼吸类型既可以进行有氧呼吸又可 以进行无氧呼吸以进行无氧呼吸兼性厌氧型。兼性厌氧型。1.1.细胞有氧呼吸的主要场所细胞有氧呼吸的主要场所线粒体线粒体双层膜双层膜二、有氧呼吸二、有氧呼吸2.2.有氧呼吸的总反应式有氧呼吸的总反应式C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6O+6O O2 26CO6CO2 2+1212H H2 2O O+
4、酶酶能量能量 1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP（合成38molATP）3.3.有氧呼吸的过程C C6 6H H1212O O6 62 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24H4H能能2ATP2ATP热热能能2ATP2ATP热热酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶能能34ATP34ATP热热线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质阶段阶段反应物反应物生成物生成物能量能量场所场所123葡萄糖葡萄糖丙酮酸和丙酮酸和H少量少量少量少量大量大量水水H和氧和氧二氧化碳和二氧化碳和H丙酮酸和水丙酮酸和水细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体
5、内膜线粒体内膜分析：分析：有氧呼吸的生成物有氧呼吸的生成物COCO2 2和和HH2 2OO分别产生于有氧呼分别产生于有氧呼吸的第几阶段？吸的第几阶段？有氧呼吸过程中哪几个阶段有有氧呼吸过程中哪几个阶段有HH产生？其去向？产生？其去向？有氧呼吸过程中哪几个阶段有有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATPATP产生？最多的产生？最多的是哪一个阶段？是哪一个阶段？第第2，3阶段阶段第第1，2阶段阶段 在第在第3阶段与氧合成水阶段与氧合成水3个阶段都有，第个阶段都有，第3阶段最多阶段最多三、无氧呼吸的过程三、无氧呼吸的过程葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+能量能量（少量
6、少量）场所：细胞质基场所：细胞质基质质2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 A.A.乳酸发酵乳酸发酵酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)B.B.酒精发酵酒精发酵酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 22 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）薯块茎、甜菜块根等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌总反应式总反应式C C6 6H H1212O O6 6
7、酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO2CO2 2+能量能量四四.有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较类型类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点反应条件反应条件需要需要O O2 2、酶和适宜的温、酶和适宜的温度度不需要不需要O O2 2，需要酶和，需要酶和适宜的温度适宜的温度呼吸场所呼吸场所第一阶段在细胞质基质第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线中，第二、三阶段在线粒体内粒体内全过程都在细胞质基全过程都在细胞质基质中质中分解产物分解产物COCO2
8、2和和H H2 2O OCOCO2 2、酒精或乳酸、酒精或乳酸释放能量释放能量释放大量能量释放大量能量释放少量能量释放少量能量特点特点有机物彻底分解，有机物彻底分解，能量完全释放能量完全释放有机物没有彻底分有机物没有彻底分解，能量没完全释放解，能量没完全释放相互联系相互联系其实质都是分解有机物，释放能量，生成其实质都是分解有机物，释放能量，生成ATPATP供生命活动需要；第一阶段（从葡萄供生命活动需要；第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）完全相同糖到丙酮酸）完全相同 五、五、据据COCO2 2释放量和释放量和O O2 2消耗量判断细胞呼吸状况。消耗量判断细胞呼吸状况。在以在以C C6 6H H1212
9、O O6 6为呼吸底物的情况下为呼吸底物的情况下,COCO2 2释放量和释放量和O O2 2的消的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：(1)(1)无无COCO2 2释放时释放时,细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。茎的无氧呼吸。(2)(2)不消耗不消耗O O2 2，但产生，但产生COCO2 2,细胞只进行产生酒精细胞只进行产生酒精的无氧的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积可增大呼吸。此种情况下容器内气体体积可
10、增大,如酵母菌的如酵母菌的无氧呼吸。无氧呼吸。(3)(3)COCO2 2释放量等于释放量等于O O2 2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将COCO2 2吸收，吸收，可引起气体体积减小。可引起气体体积减小。(4)(4)当当COCO2 2释放量大于释放量大于O O2 2消耗量时，细胞同时进行消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同母菌在不同O O2 2浓度下的细胞呼吸。此种情况下，浓度下的细胞呼吸。此种情况下，判断哪种
11、呼吸方式占优势，可如下分析：判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析：若若 ，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。速率相等。若若 ，无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧，无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。呼吸。若若 ，有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧，有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸。呼吸。34oco22VV34oco22VV34oco22VV六六.细胞呼吸的影响因素及其应用细胞呼吸的影响因素及其应用1.1.内部因素内部因素遗传因素（决定酶的种类和数量）遗传因素（决定酶的种类和数量）（1 1）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱
12、生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。（2 2）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸 速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较 高，成熟期细胞呼吸速率较低。高，成熟期细胞呼吸速率较低。（3 3）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。如生殖器官大于营养器官。2.2.环境因素环境因素 （1 1）温度）温度 呼吸作用在最适温度（呼吸作用在最适温度（2525 3535）时最强；超过最适温度，）时最强；超过最适温度，呼吸酶
13、的活性降低甚至变性失呼吸酶的活性降低甚至变性失 活，呼吸作用受抑制；低于最活，呼吸作用受抑制；低于最 适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。生产适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。生产 上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，抑在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，抑 制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高 产量的目的。产量的目的。（2 2）O O2 2的浓度的浓度 在在O O2 2浓度为零时只进行无氧浓度为零时只进行无氧 呼吸；浓度为呼吸；浓度为10%10%以下，既以下，既
14、进行有氧呼吸又进行无氧呼进行有氧呼吸又进行无氧呼 吸；浓度为吸；浓度为10%10%以上，只进行有氧呼吸（如图）。以上，只进行有氧呼吸（如图）。生产中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减生产中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减 少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时 间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利 于蔬菜、水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧于蔬菜、水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%5%）保存，此时有氧呼吸较
15、弱，而无氧呼吸又）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又 受到抑制。受到抑制。无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸气的含量，加强根部的有氧呼吸,保证能量供应，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。促进矿质元素的吸收。（3 3）COCO2 2浓度浓度从化学平衡的角度分析，从化学平衡的角度分析，COCO2 2浓度浓度增加，呼吸速率下降（如图）。增加，呼吸速率下降（如图）。在密闭的地窖中，氧气浓度低在密闭的地窖中，氧气浓度低,COCO2 2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平
16、降低，有利于保存蔬菜、水果。代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。（4 4）含水量）含水量在一定范围内，呼吸作用强度在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱（如图）。水量的减少而减弱（如图）。粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于粮油种子的贮藏，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，以减少有风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中的温度上升，反过来又进强，使贮藏的种子堆中的温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作
17、用，使种子的品质变坏。一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。3.3.细胞呼吸原理的应用实例细胞呼吸原理的应用实例 （1 1）用透气纱布或）用透气纱布或“创可贴创可贴”包扎伤口：增加包扎伤口：增加 通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。早期通气早期通气促进酵母菌有氧呼吸，促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖利于菌种繁殖 后期密封发酵罐后期密封发酵罐促进酵母菌无促进酵母菌无 氧呼吸，利于产生酒精氧呼吸，利于产生酒精 （3 3）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空 气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状
18、杆菌进行有氧 呼吸。呼吸。（2 2）酿酒酿酒时时 促进根细胞呼吸作用，有利于主动运促进根细胞呼吸作用，有利于主动运 输，为矿质元素吸收供应能量输，为矿质元素吸收供应能量 促进土壤中硝化细菌活动，有利于促进土壤中硝化细菌活动，有利于NHNH3 3 NO NO 从而提高土壤肥力从而提高土壤肥力 抑制反硝化细菌活动抑制反硝化细菌活动,防止防止NONO N N2 2,导致土壤氮元素流失导致土壤氮元素流失（5 5）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。（6 6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。呼吸
19、产生乳酸使肌肉酸胀。土土（4 4）壤壤 松松 土土转化转化转化转化33七、课堂练习七、课堂练习1.1.下图为下图为“探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式”的实验装的实验装 置图，请据图分析：置图，请据图分析：（1 1）A A瓶加入的试剂是瓶加入的试剂是 ，其目的是，其目的是 。（2 2）C C瓶和瓶和E E瓶加入的试剂是瓶加入的试剂是 ，其作，其作用是用是 。（3 3）图中装置有无错误之处，如果有请在图中加）图中装置有无错误之处，如果有请在图中加以改正。以改正。（4 4）D D瓶应封口放置一段时间后，再连通瓶应封口放置一段时间后，再连通E E瓶瓶,其其原因是原因是 。（5 5）请写出连通后
20、）请写出连通后D D瓶中的反应式。瓶中的反应式。答案答案 （1 1）NaOHNaOH溶液溶液 使进入使进入B B瓶的空气先经过瓶的空气先经过NaOHNaOH处处理，排除空气中理，排除空气中COCO2 2对实验结果的干扰对实验结果的干扰（2 2）澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）检测检测COCO2 2的产生的产生 （3 3）如图所示）如图所示（4 4）D D瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完，再连通的氧气消耗完，再连通E E瓶，就可以确保通入澄清瓶，就可以确保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）的石灰水（或溴麝
21、香草酚蓝水溶液）的COCO2 2是酵母菌是酵母菌的无氧呼吸所产生的的无氧呼吸所产生的（5 5）C C6 6H H1212O O6 6 2 2C C2 2H H5 5OHOH+2+2COCO2 2+少量能量少量能量酶酶2.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：C6H12O123O2酶酶酶酶456酶酶H H (1)写出长方框内写出长方框内1、2、3所依所依次代表的物质名称：次代表的物质名称：、_、。(2)依次填出椭圆框内依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少所代表的能量的多少 、_、。(3)有氧呼吸的主要场所是有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸，
22、进入该场所的呼吸底物是底物是_。(4)用含用含18O的葡萄糖跟踪有氧的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，呼吸过程中的氧原子，18O转转移的途径是移的途径是_葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸二氧化碳二氧化碳H2O丙酮酸丙酮酸CO2少少少少大量大量线粒体线粒体丙酮酸丙酮酸66H2O3.3.下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧 浓度下浓度下O O2 2吸收量和吸收量和COCO2 2生成量的变化，请据生成量的变化，请据 图回答：图回答：（1 1）图中曲线）图中曲线QRQR区段区段COCO2 2生成量急剧减少的主生成量急剧减少的主 要原因是要原因是 。（2 2）点的生物学
23、含义是无氧呼吸消失点点的生物学含义是无氧呼吸消失点,此时此时O O2 2吸收量吸收量 （、（、=）COCO2 2的释放量。的释放量。（3 3）氧浓度调节到）氧浓度调节到 点的对应浓度时，更有点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食的贮存。理由是利于蔬菜粮食的贮存。理由是 。（4 4）若图中的）若图中的ABAB段与段与BCBC段的距离等长段的距离等长,说明此时说明此时有氧呼吸释放的有氧呼吸释放的COCO2 2与无氧呼吸释放的与无氧呼吸释放的COCO2 2相比相比（填（填“一样多一样多”或或“更多更多”或或“更少更少”），有氧），有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 倍。倍。（
24、5 5）在原图中绘出无氧呼吸产生的）在原图中绘出无氧呼吸产生的COCO2 2随氧气浓随氧气浓度变化而变化的曲线。度变化而变化的曲线。答案答案 （1 1）氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制）氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制（2 2）P P =（3 3）R R 此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，有机物的消耗最少制，有机物的消耗最少（4 4）一样多）一样多 1/31/3（5 5）所绘曲线应能表现下降趋势，并经过）所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q Q、B B以及以及P P点在点在x x轴上的投影点。如图（虚线）所示：轴上的投影点。如图（虚线）所示：4.4.一运动员正在进行长跑锻练
25、，从他的大腿肌细胞中检一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到测到3 3种化学物质，其浓度变化如下图。图中种化学物质，其浓度变化如下图。图中P P、Q Q、R R三三曲线依次代表曲线依次代表（）A A、O O2 2、COCO2 2、乳酸、乳酸 B B、乳酸、乳酸、COCO2 2、O O2 2 C C、COCO2 2、O O2 2、乳酸、乳酸 D D、COCO2 2、乳酸、乳酸、O O2 2B 5.5.下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a a、b b、c c、d d时时,测得测得COCO2 2释放量和释放量和O O2 2吸收量的变化。下吸收量的变化
26、。下 列相关叙述正确的是列相关叙述正确的是 ()()A.氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有 氧呼吸的5倍C.氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等答案 B6.6.（20092009安徽卷，安徽卷，2929）现有等量的现有等量的A A、B B两个品两个品 种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的密闭的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的 水。在水。在2525的条件下，瓶内的条件下，瓶内O O2 2含量变化如图所含量变化如图所 示。请回答：示。请回答：（1 1）在）在t t1 1t t2 2期间，瓶内期间，瓶内O O2 2含量的降低主要是由含量的降低主要是由种子的种子的 引起的，引起的，A A种子比种子比B B种子的呼吸种子的呼吸速率速率 ，A A、B B种子释放种子释放COCO2 2的量的变化趋的量的变化趋势是势是 。（2 2）在）在0 0t t1 1期间，广口瓶内的期间，广口瓶内的COCO2 2有少量增加，有少量增加，主要原因可能是主要原因可能是 。答案答案 (1)有氧呼吸有氧呼吸 快快 先递增后递减先递增后递减（2）种子的无氧呼吸产生了）种子的无氧呼吸产生了CO2请同学们注意课间安全请同学们注意课间安全谢谢
