5.3 ATP的主要来源——细胞呼吸

2.外因
（1）温度：主要影响酶的活性。
生产实践中的应用：
用于低温储存蔬菜、水果； 大棚栽培中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。
（2）氧气浓度：直接影响呼吸速率和呼吸性质。
生产实践中的应用：
u生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机
物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间； u中耕松土增加根的有氧呼吸； u在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可 抑制厌氧病原菌的繁殖。
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
第2课时 细胞呼吸影响因素及相关曲线
影响细胞呼吸的因素
1.内因
（1）不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物的小于水 生植物的，阴生植物的小于阳生植物的。 （2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼
苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官的大 于营养器官的。
（3）二氧化碳浓度
CO2是呼吸作用的产物，对细 胞呼吸有抑制作用。
（4）水分
在一定的范围内，含水量越 多，代谢越旺盛，细胞呼吸 越强。
呼 吸 速 率 含水量
生产实践中的应用： 北方地窖，蔬菜保鲜。
生产实践中的应用： 种子入库前要晒干，以降低呼 吸速率； 种子播种前要浸泡，以提高呼 吸速率；
细胞呼吸原理的应用
①场所： 线粒体（主要）、细胞质基质（次要）
②能量去向：
一部分以热能形式散失 (1709kJ/mol,约60%) 另一部分转移到ATP中 (1161kJ/mol,约40%)
③总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+ 12H2O +能量 38ATP
④有氧呼吸概念：
细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把 氧 多种酶 _______等有机物_______________，产生_____和 CO2 彻底氧化分解 葡萄糖 _____，释放______,生成_________的过程。 能量 H 2O 大量ATP
C6H12O6 细胞质基质 6O2
第三阶段 热
34ATP 第一阶段 4[H ]
酶
能
热
2ATP
2丙酮酸
酶 第二阶段
6H2O
酶
能
能
20[H ]
热
2ATP
12H2O
6CO2
线粒体
有氧呼吸的三个阶段
① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 酶 C6H12O6 2CH3COCOOH +4 [H] + 少量能量 （丙酮酸） ② 丙酮酸彻底分解 酶 2CH3COCOOH （丙酮酸） +6H2O ③ [H]的氧化 24[H] + 6O2 酶 场所：线粒体基质 6CO2 +20 [H] +少量能量 场所：线粒体内膜 12H2O + 大量能量
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
动物和人
绿色植物
ADP + Pi
+
能量
酶
ATP
高等动物的呼吸现象和呼吸作用
细胞内
呼吸器官 血液循环
O2
O2
+
糖 类
CO2
呼吸器官 血液循环
CO2 + 水+
呼吸作用（本质）
能量
呼吸（现象）
气体运输
一、细胞呼吸
概念： 有机物在细胞内经过一系列的氧
③无氧呼吸概念：
酶 无氧或缺氧 细胞在___________条件下，通过_______的催化作用 酒精 ，把_______等有机物_______________，产生______ 葡萄糖 不彻底氧化分解 能量 和_____或_____，同时释放______,生成_________的 乳酸 CO2 少量ATP 过程。
有氧呼吸的能量去向：
1mol葡萄糖
有氧呼吸
2870kJ
ATP(1161kJ 热能散失 计算： ) 有氧呼吸的能量转换效率是多少？
1161 ÷ 2870 ×100% ≈ 40%
1mol葡萄糖分解会形成多少摩尔ATP？多少个ATP？
1161KJ ÷ 30.54 kJ/mol ≈ 38mol × 6.02 ×1023 个/mol ≈ 2.3 ×1025 38mol
几个小问题：
①有氧呼吸的生成物CO2和H2O分别产生于有氧呼 吸的第几阶段？ ②有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里？ 有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来？ ③有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？其去 向？ ④有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATP产生？最多 的是哪一个阶段？ ⑤C6H12O6能否进入线粒体参与有氧呼吸？
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。
61.08 ÷ 196.65 ×100% ≈ 31%
1mol葡萄糖分解会形成多少摩尔ATP？
61.08KJ ÷ 30.54 kJ/mol = 2mol
无氧呼吸小结
①场所： 细胞质基质
②总反应式：
C6H12O6 C6H12O6
酶 酶
2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量
三、无氧呼吸的过程
① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质
C6H12O6
酶
2丙酮酸+4[H]
+能量（2ATP）
② 丙酮酸不彻底分解 酶
场所：细胞质基质
2C3H6O3(乳酸)
2C2H5OH(酒精) +2CO2
2丙酮酸+4[H]
酶
无氧呼吸总反应式：
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸) + 少量能量
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、玉米的胚、胡萝卜的叶等）
有氧 自变量: 细胞呼吸的条件 无氧
分析变量
因变量: 细胞呼吸的产物 酒精、CO2 无关变量: 影响实验结果的可变因素
►CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄
►酒精的检测：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下 与酒精发生反应： 橙色→灰绿色
思考: 有氧和无
氧条件下CO2产生 的量的多少如何 判断？
①消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧 呼吸产生的CO2的比例为： ②产生相同量的CO2，用于无氧呼吸和 有氧呼吸的葡萄糖比例为： ①消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧 呼吸产生的ATP的比例为： ②产生相同量的ATP，用于无氧呼吸和有 氧呼吸的葡萄糖比例为：
1：3 3：1 1：19
19：1
例：现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发 酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2 和吸收的O2之比是 (C ) A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量
例：大多数植物、酵母菌
注：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。 产生酒精的叫做酒精发酵，产生乳酸的叫做乳酸发酵
无氧呼吸的能量去向：
1mol葡萄糖
无氧呼吸
196.65kJ
ATP(61.08kJ 热能散失 计算： ) 无氧呼吸的能量转换效率是多少？
有氧呼吸三个阶段的比较
有氧呼吸 场 所 细胞质 基质 反应物 主要是葡 萄糖 产 物 释能
第一阶段
丙酮酸、 少量 [H]、ATP
第二阶段
线粒体 丙酮酸、 CO2、[H]、 少量 基质 H 2O ATP 线粒体 内膜
第三阶段
[H]、O2
H2O、ATP
大量
第一阶段
第三阶段 Leabharlann 二阶段H2OCO2
有氧呼吸小结
有氧呼吸的总反应式： 以葡萄糖为底物，细胞有氧呼 吸的总反应式为： 酶 6CO +12H O+能量 C6H12O6+6H2O+6O2 2 2
有氧呼吸的总反应式： 以葡萄糖为底物，细胞有氧呼 吸的总反应式为： 酶 6CO +12H O+能量 C6H12O6+6H2O+6O2 2 2
阶 段
1
2
3
2
3 123
有氧呼吸与无氧呼吸的比较：
呼吸方式 场所 有氧呼吸 主要在线粒体内 氧气、多种酶 葡萄糖彻底分 解、产生CO2和 H 2O 释放出大量能量 无氧呼吸 在细胞质基质中 无氧参加、需多种酶 葡萄糖分解不彻底 形成乳酸或酒精和 CO2 释放出少量能量
不 同 点
条件
分解 产物 能量
相 同 点
联系 实质
第一阶段的反应完全相同，并且都在 细胞质基质内进行。
分解有机物，释放能量
细胞呼吸的意义
1.为生物体的生命活动提供能量。 2.为体内其他化合物的合成提供原料。
细胞呼吸 的产物 合成氨基酸
ATP
转化为其他糖类
合成脂类
关于呼吸作用的计算
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 O+ 酶 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 酶
右图表示在储存蔬菜、水 果时，大气中O2的浓度对 植物组织内CO2产生的影 响，试分析： （1）A点表示植物组织 无氧呼吸 释放CO2较多，这些CO2是_________的产物。 （2）由A到B， CO2的释放量急剧减小，其原因 随O2的增加，无氧呼吸受到抑制 是________________________。 （3）由B到C， CO2的释放量又不断增加，其主 随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强 要原因是_________________________； 到C点以 后CO2的释放量不再增加，其主要原因是_____ 受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强 _______________________。