人教版高中生物必修一-第五章-第三节--ATP的主要来源——细胞呼吸

L/O/G/O第三节ATP的主要来源——细胞呼吸C6H12O6(葡萄糖)丙酮酸CO2O2H2O有氧呼吸的过程细胞质基质C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量酶细胞质基质线粒体基质2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+少量能量酶线粒体内膜24[H]+6O212H2O+大量能量酶有氧呼吸的三个阶段 反应阶段 场所 反应式 第一阶段 第二阶段 第三阶段（2870KJ）用于合成ATP约1161KJ热能总反应式：Q:1mol的葡萄糖通过有氧呼吸彻底氧化分解所生成的能量转化成ATP，其转换效率大约为多少？这些能量可以使多少mol的ADP转化成ATP？40%38molC6H12O6[H]2C2H5OH+2CO2酶酶2C3H6O3（乳酸）丙酮酸酶少量能量（形成2个ATP）动物：乳酸植物：酒精甜菜的块根马铃薯块茎——乳酸乳酸发酵：酒精发酵：无氧呼吸全过程第Ⅰ阶段（细胞质基质）第Ⅱ阶段（细胞质基质）第Ⅱ阶段也有少量能量放出，但不足以形成ATP。细胞质基质C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量酶细胞质基质动物：2C3H4O3+4[H]2C3H6O3酶植物：2C3H4O3+4[H]2C2H5OH+2CO2酶 反应阶段 场所 反应式 第一阶段 第二阶段C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量(动物)或C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量（大多数植物）总反应式：(细胞质基质)酶酶◆特点：①动物细胞无氧呼吸生成乳酸，植物是生成酒精②只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP③葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中④反应场所始终都是在细胞质基质中选用“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。酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH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。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。三、细胞呼吸原理的应用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，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有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，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无氧呼吸产生酒精，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。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。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，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。酵母菌　：是一种单细胞真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代，属于兼性厌氧菌。四、探究酵母菌的呼吸方式 探究目的：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究原理：溴麝香草酚兰试剂(BTB试剂）通入大量CO2会从蓝色变成绿色再变成黄色，重铬酸钾溶液具有强氧化性，能够与酒精发生氧化还原反应，颜色从橙色变成灰绿色。 材料用具：20g新鲜的食用酵母菌、600ml的质量分数为5%的葡萄糖溶液、澄清石灰水、溴麝香草酚兰试剂、质量分数为10%的NaOH溶液、体积分数为95%---97%的含一定浓度重铬酸钾的浓硫酸溶液、锥形瓶5个、洁净的试管、小气泵思考P92三个问题想一想：为会么B瓶应封口放置一段一时间后，再连通盛有石灰水的锥形瓶？消耗完锥形瓶中的氧气，从而确保是无氧呼吸产生的C02通过澄清的石灰水中怎样鉴定有无酒精产生？这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒．橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．具体做法：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．实验结果： 甲、乙装置结果分析： 1、2号试管结果分析：BTB显著变色时间，甲装置快，原因是有氧呼吸产生的CO2多乙装置慢，原因是乙装置在相同时间内无氧呼吸产生的CO2少1号试管中无颜色变化2号试管中有颜色变化。橙色——灰绿色实验结论： 甲装置中A瓶酵母菌进行有氧呼吸 乙装置中B瓶酵母菌进行无氧呼吸 ②同一植物在不同生长发育期呼吸速率。种子萌发、幼苗生长、开花期呼吸速率，成熟期。五．影响植物呼吸作用的因素及在生产实践中的应用（1）内因：①不同种植物的呼吸速率。一般规律：水生陆生；阳生阴生③同一植物的不同器官呼吸速率。一般来讲，生殖器官营养器官。不同大于大于不同较高较低不同大于（2）外因：①温度：因为温度影响的活性，从而影响呼吸速率。生产实践中的应用：酶用于低温储存蔬菜水果；大棚栽培中夜间适当降低温度，降低呼吸作用增加产量。②水分自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。生产实践中的应用：种子入库前要，以呼吸速率；晒干降低种子播种前要，以呼吸速率；浸泡提高有氧：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O无氧：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2CO2释放0③氧气：下图表示植物非绿器官在不同O2浓度下,CO2释放量和O2吸收量的变化曲线CO2释放0A：，B：，C：，D：。O2%510O2：注意各点的含义：只进行无氧呼吸细胞呼吸最弱，O2约为5%只进行有氧呼吸，O2为10%以上有氧呼吸达到平衡，不再随O2%升高而升高植物某器官细胞呼吸图：生产实践中的应用：种子、果实储存时应使氧含量维持在点。BCO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2释放的总量④CO2浓度增加CO2浓度，对细胞呼吸有作用。抑制作为呼吸产物，据化学反应平衡原理，CO2浓度高会抑制反应向正反应方向进行；CO2浓度增高，会降低细胞内PH，使呼吸酶的活性降低同理，低浓度的CO2会在一定浓度上促进细胞呼吸。2.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产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖物质的量之比为3：1细胞呼吸类型的判断 在葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据： （1）无CO2释放时，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。 (2)不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积增大。 （3）当CO2释放量等于O2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CO2吸收，可引起气体体积减小。 （4）当CO2释放量大于O2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2.下面关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）A甲乙两组等量的酵母菌分别进行有氧呼吸和酒精发酵，如果两组产生的CO2相等，则两组消耗的葡萄糖比为3:1B甲乙两组等量的酵母菌分别进行有氧呼吸和酒精发酵，如果两组消耗等量葡萄糖，则两组释放的CO2总量与吸收的O2总量的体积比是3:4C丙酮酸可通过线粒体双层膜D人和乳酸菌都主要进行有氧呼吸C3.右图表示某绿色植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是A．氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D．氧浓度为d时，无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等B下图为某人用来研究温度对酵母菌酒精发酵的影响所制作的装置。三角瓶内充满2%蔗糖液，其内悬浮有2.5g酵母。实验记录小液滴移动的距离，数据如下表示（单位：cm）。试回答：（1）实验中小液滴移动的方向是理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）从上述实验记载表中可知，酵母菌中参与酒精发酵的作用的最适温度大约为＿＿℃左右向左酵母菌无氧呼吸产生CO2，增大了三角瓶中气体压力35 时间/分 5℃ 10℃ 20℃ 35℃ 55℃ 1 0 0.2 0.4 0.7 0 2 0 1.0 1.3 1.6 0.1 3 0.1 1.9 2.2 2.8 1.2 4 0.2 3.1 3.3 4.4 0.3 5 0.3 4.0 4.4 4.4 0.4（3）根据实验结果可以得出的结论是＿＿＿＿（4）根据表中数据可以判断，35℃三角瓶内的蔗糖完全被酵母菌利用至少大约需要＿＿分钟。下图为某人用来研究温度对酵母菌酒精发酵的影响所制作的装置。三角瓶内充满2%蔗糖液，其内悬浮有2.5g酵母。实验记录小液滴移动的距离，数据如下表示（单位：cm）。试回答：在一定温度范围内，随着温度的升高，发酵作用增强，超过这一范围，发酵减弱4 时间/分 5℃ 10℃ 20℃ 35℃ 55℃ 1 0 0.2 0.4 0.7 0 2 0 1.0 1.3 1.6 0.1 3 0.1 1.9 2.2 2.8 1.2 4 0.2 3.1 3.3 4.4 0.3 5 0.3 4.0 4.4 4.4 0.4