ATP和呼吸作用
呼吸作用的文字表达式

呼吸作用的文字表达式
呼吸作用的公式为:有机物+氧气→二氧化碳+水+能量。
植物的呼吸作用指的是细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水,同时释放能量的过程。
所以呼吸作用原料是有机物和氧气,产物是二氧化碳和水,并且还能释放出能量。
呼吸作用的意义
第一,呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
呼吸作用释放出来的能量,一部分转变为热能而散失,另一部分储存在A TP中。
当ATP在酶的作用下分解时,就把储存的能量释放出来,用于生物体的各项生命活动,如细胞的分裂,植株的生长,矿质元素的吸收,肌肉的收缩,神经冲动的传导等。
第二,呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
在呼吸过程中所产生的一些中间产物,可以成为合成体内一些重要化合物的原料。
例如,葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。
同时,保持大气中二氧化碳和氧气的含量保持平衡。
呼吸作用

A.原核生物无线粒体,但有些原核生物(如硝化细菌、蓝 藻)可以进行有氧呼吸; B.只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫、哺乳动物成 熟的红细胞),其细胞内没有线粒体;
C.无氧呼吸的第二阶段需要第一阶段产生的[H]
将酵母菌研磨、离心后,得到上清液 含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。 把等量的上清液、沉淀物和未曾离心
A
对应练习
4.下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶 1、酶2和酶3依次分别存在于 ( ) A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B.线粒体、细胞质基质和线粒体 C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体
C
对应练习
5.下面关于细胞呼吸的叙述,正确的是 ( )
C
A.线粒体是有氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞只 能进行无氧呼吸 B.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低 程度 C.绿藻细胞中有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体 内膜、线粒体基质 D.细胞呼吸中有机物的分解必须有水和氧气参与才能释 放储存的能量
待冷却至 35℃左右
思考:
1、酒药是什么?为什么 要待米饭冷却以后再加 酒药?
2 、在中间挖一个洞的目 的是什么?酿制甜酒酿 时,总是先来“水”, 后来“酒”,为什么?
米饭中加一定量的酒 药,并拌匀
加盖后在适当温度下保温 12小时即成
对应练习
7.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 ( )
细胞呼吸的过程及影响因素
3.影响细胞呼吸的因素及其应用:
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 b.外界因素:
酶
呼吸作用

栏目
红对勾
第五单元 细胞的能量供应和利用
(4)(多选)若要定量测定小麦种子的无氧呼吸速率, 为排除无关变量的干扰,需设置对照组,对照组的设置 应为( ) A.对照组的装置和实验组相同 B.把100粒萌发的小麦种子换成100粒煮熟的小麦 种子 C.装置中不放置任何种子 D.把100粒萌发的小麦种子换成别的植物种子
第2 3节 细胞的能量“通货”——ATP ATP的主要来源——细胞呼吸
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红对勾
第五单元 细胞的能量供应和利用
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胞呼吸, 此种情况下, 判断哪种呼吸方式占优势, 可分析如下: ①若 等。 ②若 ,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相
,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。
③若
,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸。
第2 3节 细胞的能量“通货”——ATP ATP的主要来源——细胞呼吸
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3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸 场所 条件 无氧呼吸
主要在线粒体中进行 氧气,多种酶 葡萄糖彻底氧化分解,生成CO2 和H2O 释放大量能量,产生大量ATP 受O2和温度等因素的影响
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3.细胞呼吸原理的实践应用
⑴用透气纱布或“创可贴”包扎伤口:增加通气量,抑 制破伤风杆菌的无氧呼吸。
早期通气——促进酵母菌有氧呼吸, (2)酿酒时 利于菌种繁殖 后期密封发酵罐——促进酵母菌无氧 呼吸,利于产生酒精
呼吸作用

•二、三羧酸循环的调节 二
•细胞内呼吸代谢的调节主要是反馈调节。 细胞内呼吸代谢的调节主要是反馈调节。 细胞内呼吸代谢的调节主要是反馈调节 反馈调节(feedback regulation)就是指反应体系中的某 反馈调节(feedback regulation)就是指反应体系中的某 些中间产物或终产物对其前面某一步反应速度的影响。 些中间产物或终产物对其前面某一步反应速度的影响。凡 是能加速反应的称为正效应物 正反馈物) 正效应物( 是能加速反应的称为正效应物(正反馈物);凡是能使反应 速度减慢的称负效应物 负反馈物) 负效应物( 速度减慢的称负效应物(负反馈物)。
图1
光合作用和呼吸作用之间的能量转变
三、光合作用和呼吸作用的关系
表2
光 合
光合作用和呼吸作用的比较
作 用 呼 吸 作 用
1、以CO2和H20为原料 产生有机物糖类和 有机物糖类和O 2、产生有机物糖类和O2 叶绿素等捕获光能 3、叶绿素等捕获光能 4、通过光合磷酸化把光能转变为ATP 通过光合磷酸化把光能转变为 光合磷酸化把光能转变为ATP 的氢主要转移至NADP 5、H2O的氢主要转移至NADP+,形成 NADPH+H+ 糖合成过程主要利用ATP和 主要利用ATP 6、糖合成过程主要利用ATP和NADPH+H+
三羧酸循环的调节是多方面的。NADH是主要负效应物, 三羧酸循环的调节是多方面的。NADH是主要负效应物,NADH 多方面的 是主要负效应物 水平过高,会抑制丙酮酸脱氢酶(多酶复合体)、 )、异柠檬酸 水平过高,会抑制丙酮酸脱氢酶(多酶复合体)、异柠檬酸 脱氢酶、苹果酸脱氢酶和苹果酸酶等的活性。ATP对柠檬酸合 脱氢酶、苹果酸脱氢酶和苹果酸酶等的活性。ATP对柠檬酸合 成酶和苹果酸脱氢酶起抑制作用。根据质量作用原理, 成酶和苹果酸脱氢酶起抑制作用。根据质量作用原理,产物 如乙酰CoA 琥珀酰CoA和草酰乙酸) CoA、 CoA和草酰乙酸 (如乙酰CoA、琥珀酰CoA和草酰乙酸)的浓度过高时也会抑 制各自有关酶的活性。 制各自有关酶的活性。
呼吸作用

细胞呼吸类型的判断(以酵母为例)
A
CO2的总量 有氧呼吸
1、若只产生CO2,不消耗 O2,则只进行无氧呼吸 (如A点)。 2、若产生的CO2的摩尔数 比吸收O2的摩尔数多,则 两种呼吸同时并存(图中 AC段)。
CO2 释 放 量
C
B
5
无氧呼吸
D
10 15 20 25
3、若产生CO2的摩尔数 与吸收O2的摩尔数相等, 则只进行有氧呼吸(图中 O2% C点以后)。
(3)、微生物的无氧呼吸
家庭酿酒和酸奶的原理:
酿酒是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精 酸奶是利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 我们把微生物的无氧呼吸也叫做发酵。
有氧呼吸与无氧呼吸比较
比较项目 场所 不 同 点 条件 产物 有氧呼吸 无氧呼吸
主要在线粒体
需O2、酶 CO2 和H2O 彻底 多
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
训练迁移
适宜的温度条件下,在下列装置中都加入活酵母, 其中适于产生酒精的装置是( A )
A 加入葡萄糖和水
B 加入葡萄糖
C
D 加入葡萄糖和水 并不断搅拌
D、ATP
3、与有氧呼吸相比,无氧呼吸最主要 的特点是( D ) A、分解有机物 B、释放能量 C、需要酶催化
D、有机物分解不彻底
4、在生产实践中,贮存种子的最佳组合条件是 ( ) A A.低温、干燥、低氧
B.低温、湿度适中、低氧
C.高温、干燥、高氧
D.高温、湿度适中、高氧
如果是贮 存蔬菜、 水果?
少量
大量
C6H12O6 能量 酶
呼吸作用

第一阶段 4[H]
酶
能
6O2
第三阶段 热
能
热 2ATP
2丙酮酸
酶
第二阶段 20[H]
6H2O
酶
能
热 2ATP
34ATP
12H2O
6CO2
线粒体
1.过程 ① 葡萄糖的初步分解 场所:细胞质基质 酶 2CH COCOOH +4 [H] + 能量(2ATP)
C6H12O6 (丙酮酸)
3
(少量)
② 丙酮酸彻底分解
场所:线粒体
酶 6CO +20 [H] + 能量(2ATP) 2CH3COCOOH 2 +6H2O (少量) (丙酮酸) ③ [H]的氧化 场所:线粒体 酶
24[H] + 6O2
12H2O + 能量(34ATP) (大量)
分析:
①有氧呼吸的生成物CO2和H2O分别产生于有氧呼吸的第
按异化作用分
需氧型 概念:从外界摄取氧来氧化分解体内有机物,释放 能量供给生命活动 生物类型:绝大多数动、植物及人,需氧菌 概念:在无氧条件下,不彻底分解有机物,获取生 命活动能量 生物类型:寄生虫、厌氧菌(乳酸菌、大肠杆菌等)
厌氧型
概念:有氧时进行有氧呼吸,无氧时进行无氧 兼性厌氧型 呼吸 生物类型:酵母菌
有、无光都能进行
联系
(1)光合作用为细胞呼吸提供物质基础和能量基础,细胞呼 吸为光合作用提供原料CO2 光能 热能 ATP CO2 光合作用 化学能 (2)共同维持自然界的碳循环 细胞呼吸 CO2
6、呼吸作用的意义:
1、呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
2、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
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
反应式
酶 2C3H4O3+4[H] 酶
第一阶段 细胞质 基质
第二阶段 细胞质 动物:2C3H4O3+4[H] 基质 酶 植物:2C3H4O3+4[H] +2CO2
2C3H6O3
2C2H5OH
总反应式:(细胞质基质)
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量 (动物) 或 酶 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量(大多 数植物)
。
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 不同 。 一般规律:水生 大于 陆生;阳生 大于 阴生
第三节 ATP的主要来源 ——细胞呼吸
L/O/G/O
思考 下列转变需经哪些生理过程才能实现?
光能 ① 光合作用 糖类等有机物中稳定的化学能 ② 细胞呼吸 ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解 直接用于各种生命活动
什么是细胞呼吸?
是指有机物在细胞内经过一系列的氧 细胞呼吸:化分解,生成二氧化碳或其他产物, 释放出能量并生成ATP的过程 实质:细胞内有机物的氧化分解,并且释放能量 有氧呼吸 细胞呼吸的方式 无氧呼吸
第三阶段 线粒体 酶 24[H]+6O2 内膜
总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+12H2O+ 能量
(2870KJ)
用于合成ATP约1161KJ 热能
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?
(3)将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容 器内,18O2进入细胞后,最先出现的放射性化合物是 水 。 [C ] (4)有氧呼吸的主要场所是 线粒体 ,进入该场所的 丙酮酸 呼吸底物是__________
呼吸作用
基础知识梳理
一、有氧呼吸 1.概念:细胞在 氧 的参与下,通过多种 的参与下, .概念: 酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分 酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分 产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量 解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量 ATP的过程。 的过程。 的过程 2.场所 . (1)第一阶段:细胞质基质。 第一阶段: 第一阶段 细胞质基质。 (2)第二阶段: 线粒体基质 。 第二阶段: 第二阶段 (3)第三阶段: 线粒体内膜 。 第三阶段: 第三阶段
【题后反思】(1)光反应产生的 题后反思】 光反应产生的 ATP只用于暗反应,并非进行一 只用于暗反应, 只用于暗反应 切生命活动,如蛋白质的合成。 切生命活动,如蛋白质的合成。 (2)叶绿体合成 叶绿体合成ATP必需有光。 必需有光。 叶绿体合成 必需有光
4、(2009年高考上海卷 在a、b、c、d条件下, 、 年高考上海卷)在 、 、 、 条件下 条件下, 年高考上海卷 测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值 测得某植物种子萌发时 如右表。若底物是葡萄糖, 如右表。若底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是 ( D ) A.a条件下,呼吸产物除 条件下, CO2外还有酒精和乳酸 CO2外还有酒精和乳酸 条件下, B.b条件下,有氧呼吸消耗 的葡萄糖比无氧呼吸多 条件下, C.c条件下,无氧呼吸最弱 条件下,产生的CO2 CO2全 D.d条件下,产生的CO2全 部来自线粒体
三、影响细胞呼吸的环境因素及 其在实践中的应用
• 1、呼吸速率 、 • 单位数量的活体组织,在单位时间内 单位数量的活体组织, 分解有机物的速率。 分解有机物的速率。
2、影响细胞呼吸的因素
(1)呼吸速率与温度的关 呼吸速率与温度的关 如右图) 系(如右图 如右图
呼吸作用知识点总结
呼吸作用名词:1、呼吸作用(不是呼吸):指生物体的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其它产物,并且释放出能量的过程。
2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。
3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把等有机物分解为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:微生物的无氧呼吸。
语句:1、有氧呼吸:①场所:先在细胞质的基质,后在线粒体。
②过程:第一阶段(葡萄糖)C6H l2O6-2c3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量(细胞质的基质);第二阶段、2c3H4O3(丙酮酸)-6CO2+20[H]+少量能量(线粒体);第三阶段、24[H]+O2-12H2O+大量能量(线粒体)。
2、无氧呼吸(有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来):①场所:始终在细胞质基质②过程:第一阶段和有氧呼吸的相同;第二阶段不释放能量,2c3H4O3(丙酮酸)一C2H50H (酒精)+CO2(或C3H6O3乳酸)②高等植物被淹产生酒精(如水稻),(苹果、梨可以通过无氧呼吸产生酒楠;高等植物某些器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)产生乳酸,高等动物和人无氧呼吸的产物是乳酸。
3、有氧呼吸与无氧呼吸的区别和联系①场所:有氧呼吸第一阶段在细胞质的基质中,第二、三阶段在线粒体②O2和酶:有氧呼吸第一、二阶段不需O2,;第三阶段:需O2,第一、二、三阶段需不同酶;无氧呼吸--不需O2,需不同酶。
③氧化分解:有氧呼吸--彻底,无氧呼吸--不彻底。
④能量释放:有氧呼吸(释放大量能量38ATP )---1mol葡萄糖彻底氧化分解,共释放出2870kJ的能量,其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中;无氧呼吸(释放少量能量2ATP)-- 1mol葡萄糖分解成乳酸共放出196.65kJ能量,其中61.08kJ储存在ATP中。
⑤有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同。
呼吸作用
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
+ A装置的酵母菌滤液
不变灰绿色
+ B装置的酵母菌滤液
溶有重铬酸 钾的浓硫酸
灰绿色
对比实验
设置两个或两个以上的实验组,通过对结果 的比较分析,来探究某种因素与实验对象的 关系,这样的实验叫做对比实验
5.分析结果得出结论
酵母菌
有氧条件下产生大量CO2 无氧条件下产生酒精和少量CO2 有氧呼吸
步骤二:B实验组(无氧情况下)
放置在25-35 ℃环境下培养8-10小时
步骤三:鉴定是否有CO2产生; 鉴定是否有酒精产生
4、进行实验
⒌实验现象及分析
对酵母菌进行25°C培养若干小时后:
实验装置A
实验装置B
A瓶气体处理后的溴麝香草酚蓝水溶液变化较快, B瓶气体处理后的溴麝香草酚蓝水溶液变化较慢。
三、无氧呼吸
1.概念:
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 解成为不彻底的氧化产物,同时释 放少量能量的过程。
四、无氧呼吸
1、 葡萄糖的初步分解 酶 2C3H4O3 (丙酮酸)
C6H12O6
+ 4[H] + 能量 (少量) 场所:细胞质基质
与有氧呼吸第一阶段相同
2、 丙酮酸不彻底分解 ( 1) 酒精发酵 酶 细胞质基质 (少量) C2H5OH + 2CO2+能量 (酒精) 例:大多数植物、酵母菌 (1)乳酸发酵 酶 细胞质基质 (少量) C3H6O3 + 能量
ATP的主要来源 --细 胞 呼 吸
拉瓦锡等在研究人的呼吸作用
燃料的燃烧
拉瓦锡把呼吸作用 比作碳和氢的“缓 慢燃烧过程”。
物质燃烧也是物质 的氧化分解,燃烧 和细胞呼吸有何异 同呢?