全国青年教师素养大赛一等奖课件5-3-ATP的主.ppt

1、什么是ATP？ATP的主要来源是什么？第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸 什么是细胞呼吸？细胞呼吸和我们平时说的“呼吸”有什么区别?呼吸运动 呼吸运动也称气体交换或呼吸，是指机体同外界环境进行气体交换的整个过程外呼吸内呼吸第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸一、细胞呼吸的概念 生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并且生成ATP的过程，叫做细胞呼吸。二、细胞呼吸的方式（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式问题情境：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。 加入酵母菌和面作成的馒头、面包松软多孔，是因

2、为发酵产生气体所致，那么，产生的气体是什么呢？在什么情况下产生的？葡萄美酒中酒精又是怎么产生的？酵母菌可用于发面酵母菌可用于酿酒3.设计实验2.做出假设1.提出问题4.进行试验5.分析结果 得出结论6.表达交流科学探究的方法 交流有关酵母菌的知识，想一想关于酵母菌的细胞呼吸方式，自己有哪些不清楚的地方，尝试提出要探究的问题： 问题：酵母菌采取何种细胞呼吸方式? 问题：酵母菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的产物分别是什么? 问题：酵母菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸产生的CO2是否一样多? （一）提出问题 学生根据已有知识和生活经验，针对所提出的问题作出假设，如： ：酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存

3、，所以我们认为酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。 ：酵母菌可用于发面、酿酒，所以我们认为酵母菌有氧呼吸的产物中有CO2；无氧呼吸的产物可能是酒精。 ：酵母菌在无氧条件下分解有机物的效率低，产生的CO2应该较少。（二）作出假设1.本实验的自变量、因变量、无关变量是什么 ？怎样控制有氧和无氧条件?2.如何对产物进行检测? 如何比较两种条件下产物量的多少?3.试验装置设计中需要注意什么问题?实验设计中需要解决的问题（三）设计实验通气1.本实验的自变量如何设置 ？怎样控制有氧和无氧条件?有氧条件无氧条件 （1）CO2的检测 根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间，可以检测酵母菌培养

4、液中CO2产生情况。溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 绿黄2、怎样知道呼吸作用是否进行了？如何检测呼吸作用的产物呢？通气通气AB 选择石灰水检测CO2，装置怎样连接？ 增设如图C的对照实验,此对照实验中B瓶中只加入了等量的葡萄糖培养液, 或用加热杀死后的酵母菌代替。 如何排除空气中CO2的干扰,得出无氧呼吸也能产生CO2的结论？橙色灰绿色2、酒精的检验 酒精在酸性条件下会与橙色的重铬酸钾反应生成灰绿色的硫酸铬。 查是否酒驾：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬 鉴定是否有酒精产生鉴定是否有酒精产生各滴加各滴加0.5ml重铬酸钾的浓硫酸溶

5、液重铬酸钾的浓硫酸溶液A组组B组组橙色橙色分别加入分别加入2ml有氧呼吸和无氧呼有氧呼吸和无氧呼吸的培养液吸的培养液（四）进行实验实验实验结果实验结果结论是什么？酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，且有氧呼吸产生的CO2多无氧呼吸会产生酒精，有氧呼吸不产生酒精结论是什么？实验结果实验结果实验结果记录实验结果记录条件澄清石灰水溴麝香草酚蓝（蓝色）重铬酸钾-浓硫酸溶液（橙色）有氧 无氧混浊（） 混浊（）黄（短）黄（长）无明显变化 灰绿2、有氧呼吸产生大量CO2，无氧呼吸产生少量CO2。实验结论：实验结论：1、酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有CO2，无氧呼吸产生C

6、O2和酒精。呼吸作用还有其他产物吗？将大米煮熟待冷却至35左右 米饭中加一定量的酒曲，并拌匀 加盖后在30保温24小时为什么要等米饭冷却了才加酒曲？为什么不能将米饭装满整个容器？ 能否设计一个实验，验证呼吸作用是否会产生水？通气通气通气通气加热杀死的酵母菌加热杀死的酵母菌B再探究： 有同学认为，在有氧呼吸实验装置中的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？再探究： 有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？ 葡萄糖 水溶液 葡萄糖 水溶液有氧呼吸：无氧呼吸

7、：葡萄糖O2 CO2+H2O+能量葡萄糖 CO2+酒精+能量细胞呼吸的方式酶酶细胞呼吸的概念： 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量的过程。实验推论：第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸一、细胞呼吸的概念二、细胞呼吸的方式（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式（二）有氧呼吸1、有氧呼吸的主要场所： 线粒体2、有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+4H+4H+能量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质（少量）（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20H

8、+20H+能量能量场所：线粒体基质场所：线粒体基质HH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O+O+能量能量场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H+6O24H+6O2 2+6H+6H2 2O O（大量）（大量）（少量）（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3（丙酮酸）（丙酮酸） C6H12O6( (葡萄糖葡萄糖) )酶酶H丙酮酸丙酮酸少量能量少量能量少量能量少量能量 CO2 H2O 酶酶 H O2 H2O酶酶大量能量大量能量有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸有氧呼吸场场 所所反应物反应物产产 物物释释能能第一阶

9、段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段细胞质基质细胞质基质 主要是葡萄糖主要是葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、HH、ATPATP少量少量H、O2线粒体基质线粒体基质丙酮酸、丙酮酸、H2OH、CO2 、ATPATP少量少量线粒体内膜线粒体内膜H2O 、ATPATP大量大量有氧呼吸总反应式：有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 酶酶6CO2+ 12H2O +能量能量C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量 以上反应式中的以上反应式中的能量能量能否写成能否写成ATPATP ？能量能量（2870kJ

10、2870kJ）1161kJ1161kJ其余以其余以热能热能形式散失形式散失ATPATP酶酶1moL1moL 已知：已知：1mol1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生葡萄糖在体外燃烧可以产生2870 2870 kJkJ能量，而经过细胞有氧呼吸则可以使能量，而经过细胞有氧呼吸则可以使1161 kJ1161 kJ能能量储存在量储存在ATPATP中；中；ADPADP转化为转化为ATPATP需要吸收需要吸收30.54 kJ30.54 kJ能量。试计算：能量。试计算： 1.1.有氧呼吸的能量转换效率是多少？有氧呼吸的能量转换效率是多少？ 2.12.1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子葡萄糖有氧呼吸产生

11、的能量能合成多少分子分子ATP ATP ？ 3.3.细胞呼吸过程中，转变为热能的能量是一种细胞呼吸过程中，转变为热能的能量是一种浪费吗？浪费吗？ 1mol 1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol2870kJ/mol的能量，其中一部分以的能量，其中一部分以热能热能形式散形式散失失( (约约60%)60%)； 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(1161kJ/mol(1161kJ/mol，约，约40%)40%)储存，约形成储存，约形成38molATP38molATP。有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细胞在氧气的参细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，

12、把糖与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物类等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生，产生二氧化碳和水，同时释放二氧化碳和水，同时释放大量能大量能量量的过程。的过程。第三节第三节 ATPATP的主要来源的主要来源- -细胞呼吸细胞呼吸一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念二、细胞呼吸的方式二、细胞呼吸的方式（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式（二）有氧呼吸1、有氧呼吸的场所： 细胞质基质和线粒体2、有氧呼吸的过程3、有氧呼吸的概念（三）无氧呼吸（三三）无氧呼吸无氧呼吸葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+ 4H + + 4H + 能量能量场所：细胞质基质场所：细胞质

13、基质1 1、与有氧呼吸第一阶段相同与有氧呼吸第一阶段相同（少量）（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3场所：细胞质基质场所：细胞质基质（1 1）乳酸发酵）乳酸发酵2 2、（少量）（少量） 2C2C3 3H H4 4O O3 3（乳酸）（乳酸） + + 能量能量例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些例：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）器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）什么是发酵？什么是发酵？酶酶+ 2CO+ 2CO2 2+ +能量能量2C2C3 3H H4 4O O3 3（2 2）酒精发酵酒

14、精发酵（少量）（少量）C C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精） 例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解2 2、场所：细胞质基质场所：细胞质基质3 3、无氧呼吸总反应式：、无氧呼吸总反应式：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3少量能量少量能量2C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶4 4、无氧呼吸的主要场所：、无氧呼吸的主要场所：细胞质基质细胞质基质5 5、能量去向：、能量去向： 1mol 1mol葡萄糖分解成乳酸，共释放葡萄糖分解成乳酸

15、，共释放196.65kJ/mol196.65kJ/mol，其中一部分以热能形式散，其中一部分以热能形式散失失( (约约69%)69%)； 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(61.08kJ/mol,(61.08kJ/mol,约约31%)31%)储存，形成储存，形成2 2个个ATPATP。 在无氧呼吸中，无论是乳酸发酵、还是在无氧呼吸中，无论是乳酸发酵、还是酒精发酵，都酒精发酵，都只在第一阶段释放少量能量，只在第一阶段释放少量能量，生成少量生成少量ATPATP，其余大部分能量则存留在乳，其余大部分能量则存留在乳酸或酒精中。酸或酒精中。 无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下，通无氧呼吸一般是

16、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过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底不彻底的氧化产物，的氧化产物，产生乳酸或者酒精和二氧产生乳酸或者酒精和二氧化碳化碳，释放能量，生成少量，释放能量，生成少量ATPATP的过程。的过程。6 6、无氧呼吸的概念、无氧呼吸的概念7 7、进行无氧呼吸的生物或器官组织、进行无氧呼吸的生物或器官组织 a.高等植物在水淹、缺氧的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根缺氧时，可产生乳酸；b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸，在肌肉内产生乳酸，引起肌肉酸胀。c.酵母菌有氧

17、呼吸有氧呼吸二氧化碳和水；二氧化碳和水；无氧呼吸无氧呼吸酒精和二氧化碳。酒精和二氧化碳。 类型项目 有有氧呼吸氧呼吸 无无氧呼吸氧呼吸 区区 别别 场场 所所 条条 件件 产产 物物 释释 能能 联联 系系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质细胞质基质需氧、酶等需氧、酶等不需氧、需酶不需氧、需酶二氧化碳和水二氧化碳和水酒精和二氧化碳或乳酸酒精和二氧化碳或乳酸较较 多多较较 少少两者第一阶段相同两者第一阶段相同都分解有机物、释放能量都分解有机物、释放能量五、细胞呼吸原理的应用五、细胞呼吸原理的应用选用选用“创可贴创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷等敷料包扎伤口，既为伤口

18、敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、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避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。愈。 酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和通气、温度和pHpH等条件下，进行有氧呼吸并等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。大量繁殖；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。殖并将酒精氧化分解成醋酸。

19、谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）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，就成为谷氨酸钠钠味精。味精。珠江啤酒厂珠江啤酒厂对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好

20、氧微生物的生长繁殖，这能够促利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。利于植物对无机盐的吸收。水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中

21、的氧气不稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。，使根系变黑、腐烂。较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。扎伤后，患者应及时请医生处理。有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过况下所进行的体育锻炼。人体细胞

22、通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。肉酸胀乏力的感觉。六、影响细胞呼吸的外部因素六、影响细胞呼吸的外部因素（1）温度：）温度： 细胞呼吸的过程受酶催化，细胞呼吸的过程受酶催化，酶的活性受温度影响，故温度酶的活性受温度影响，故温

23、度影响细胞呼吸的强度。温度过影响细胞呼吸的强度。温度过高或过低，细胞呼吸强度都会高或过低，细胞呼吸强度都会下降（或减弱）。下降（或减弱）。（2）氧气：）氧气： 有氧呼吸需氧，无氧呼吸有氧呼吸需氧，无氧呼吸不需氧；有氧存在时，无氧呼不需氧；有氧存在时，无氧呼吸会受到抑制。吸会受到抑制。（3）二氧化碳：）二氧化碳： 当外界二氧化碳浓度增大当外界二氧化碳浓度增大时，呼吸速率减慢，有氧呼吸时，呼吸速率减慢，有氧呼吸受到抑制。受到抑制。 如何利用呼吸作用的原如何利用呼吸作用的原理进行水果和蔬菜的贮藏和理进行水果和蔬菜的贮藏和保鲜？保鲜？ 低温、低氧、高二氧化碳低温、低氧、高二氧化碳（或充氮气）（或充氮气

24、）1 1、生物的生命活动所需要、生物的生命活动所需要的能量主要来自：的能量主要来自：、糖类的氧化分解、糖类的氧化分解、脂类的氧化分解、脂类的氧化分解、蛋白质的氧化分解、蛋白质的氧化分解、核酸的氧化分解、核酸的氧化分解、人体进行有氧呼吸的主要、人体进行有氧呼吸的主要场所是场所是、肺细胞、血细胞、肺细胞、血细胞、线粒体、细胞质基质、线粒体、细胞质基质、有氧呼吸最常用的物质是、有氧呼吸最常用的物质是、淀粉、糖原、淀粉、糖原、葡萄糖、葡萄糖、ATPATP、在线粒体内进行的有氧、在线粒体内进行的有氧呼吸的过程是呼吸的过程是、第一、二阶段、第一、二阶段、第一、三阶段、第一、三阶段、第二、三阶段、第二、三阶

25、段、第一、二、三阶段、第一、二、三阶段、与有氧呼吸相比，无氧呼、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是吸最主要的特点是、分解有机物、分解有机物、释放能量、释放能量、需要酶催化、需要酶催化、有机物分解不彻底、有机物分解不彻底、同样消耗、同样消耗molmol的葡萄糖的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率比，有氧呼吸的能量转化效率比无氧呼吸能量转化效率多无氧呼吸能量转化效率多、2020倍倍、1919倍倍、倍多、倍多、12.712.7个百分点个百分点9 9、把小白鼠和青蛙从、把小白鼠和青蛙从2525的室的室温中移至温中移至55的环境中，这两种的环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化动物的需氧量会发生什么变

26、化A A、两种动物的耗氧量都减少、两种动物的耗氧量都减少B B、两种动物的耗氧量都增加、两种动物的耗氧量都增加C C、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加氧量增加D D、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少氧量减少1010、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到腿肌细胞中检测到3 3种化学物质，其浓度变化种化学物质，其浓度变化如下图。图中如下图。图中P P、Q Q、R R三曲线依次代表三曲线依次代表 A A、O O2 2、COCO2 2、乳酸、乳酸 B B、乳酸、乳酸、COCO2 2、O O2 2 C

27、C、COCO2 2、O O2 2、乳酸、乳酸 D D、COCO2 2、乳酸、乳酸、O O2 21111、将两个枝条分别置于营养液中。其中一、将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片枝仅保留一张叶片( (甲甲) )，另一枝保留两张叶，另一枝保留两张叶片片( (乙、丙乙、丙) )，叶片置玻璃盒中密封，在甲叶，叶片置玻璃盒中密封，在甲叶和乙叶的盒中注入和乙叶的盒中注入1414COCO2 2，装置如图。一段时，装置如图。一段时间后，可以检测到放射性的叶片是间后，可以检测到放射性的叶片是 A A、仅在甲中、仅在甲中 B B、仅在甲和乙中、仅在甲和乙中 C C、仅在甲和丙中、仅在甲和丙中 D D、在甲、乙和丙中、在甲、乙和丙中