第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸 (含完整图文动画,超实用公开课)

一、细胞呼吸的概念和方式
练一练
呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程( C )
A．一定是厌氧呼吸 B．一定是有氧呼吸 C．一定不是乳酸发酵 D．一定不是乙醇发酵
3. 呼吸作用过程中有H2O产生时，则可判断此过程:
一定是___有__氧__呼__吸___(有氧呼吸/厌氧呼吸/乙醇发酵
酶 2 C3H6O3(乳酸)
2.无氧呼吸和有氧呼吸要 产生等量的CO2，则二者消 + 少量能量 耗的葡萄糖之比是多少？
C6H12O6
酶 2 C2H5OH + 2CO2 + 少量能量
一、细胞呼吸的概念和方式
问题拓展：
1．原核生物没有线粒体，可以完成有氧呼吸的全过程吗？ 答：可以，在细胞膜和细胞质基质上进行。 2．下列生物中哪些不能够进行有氧呼吸？乳酸菌、念珠藻、变形虫、蛔虫、 人的成熟红细胞 答：乳酸菌、蛔虫、人的成熟红细胞。 3.用酵母菌发酵酿酒，当酒精含量达到12%-16%时，发酵就停止了，为什么？ 答：酒精达到一定浓度对酵母菌有害，会抑制酵母菌的生长和繁殖。
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸
使内膜的表面 积大大增加！
双层膜 有氧呼吸的主要场所：线粒体 含有许多与有氧呼吸有关的酶
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸
自主学习：教材93页—94页 1.有氧呼吸最常利用的物质是什么？概况为几个阶段？ 2.每个阶段进行的场所是什么？反应物、反应的条件、产物是 什么？各释放了多少能量？ 3.试写出每个阶段的反应方程式，提示葡萄糖分子式为C6H12O6， 丙酮酸的分子式为C3H4O3，还原态氢用[H]表示，能量用文字表 示。
量的过程。
只在什第么一微叫阶生发段物酵释的？放无能出氧量少呼在量吸第的也几能叫阶量发段！酵释大（放部酒？分精未能发释量酵放则和的存乳能留酸量在发储酒酵存精）在或。哪是里乳？酸中。
一、细胞呼吸的概念和方式
无氧呼吸
肌细胞进行无氧呼吸产生了乳酸
酒精中毒
苹果贮藏久了，为什么会有酒 味散发出来？
苹果进行无氧呼吸产生了酒精
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
一、细胞呼吸的概念
实质 细胞呼吸是 有机物 指在细胞内经过一系列的 氧化分解 ，
最终生成 二氧化碳 或其他产物，释放出 能量 并生
成 ATP 的过程。
产物及能量释放
“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？
一、细胞呼吸的概念和方式
场所：细胞质基质
C6H12O6 酶
2C3H4O3 +4 [H] + 少量能量（2ATP） （丙酮酸）
② 丙酮酸彻底分解
场所：线粒体基质
2C3H4O3 +6H2O 酶 （丙酮酸）
6CO2 +20 [H] +少量能量（2ATP）
③ 水的形成 酶
24[H] + 6O2
场所：线粒体内膜 12H2O + 大量能量（34ATP）
无 无
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
场所
细胞质基质、线粒体(主要） 细胞质基质
条件
氧气、酶
缺氧、酶
反应物 终产物 【H】的产生
葡萄糖、H2O、O2 CO2 、 H2O
第1、2阶段
葡萄糖 乳酸/酒精和CO2
第1阶段
【H】作用和利用 释放能量多少
还原O2 多
还原丙酮酸 少
合成ATP多少
多
少
共同点
提供充足的营养物质，如葡萄糖溶液或米饭等
一、细胞呼吸的概念和方式
A组：有氧
B组：无氧
目的？ 排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰。
B瓶应封口后放置一段时间，再连接 澄清石灰水的锥形瓶，其目的是？
消耗 B 瓶中的 O2以形成无氧的环 境。
一、细胞呼吸的概念和方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
检测 澄清石灰水浑浊程度/
三、无氧呼吸
第一阶段
4[H]
葡萄糖（C6H12O6） 酶
少量能量
2丙酮酸（2C3H4O3 ）
热 2ATP
细胞质基质
三、无氧呼吸
第二阶段
4[H] 酶
葡萄糖（C6H12O6） 酶
少量能量
2丙酮酸（2C3H4O3 ） 酶
热 2ATP
乳酸（C3H6O3）
酒精（C2H5OH）+CO2
细胞质基质
一、细胞呼吸的概念和方式
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸顺口溜：
1.糖变酸 2.水来掺，冒出气泡CO2 3.氢氧见，化作纯水御春寒
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸 第1阶段
第2阶段
第3阶段
场所 条件
细胞质基质 酶
线粒体基质 酶
线粒体内膜 酶
反应物
产物
能量释放多 少 合成ATP多少
C6H12O6 丙酮酸、H2O
丙酮酸、[H] CO2、[H]
无
C6H12O6
酶 2 C3H6O3(乳酸) + 少量能量
氧 呼 吸
例：乳酸菌、高等动物、高等植物的某些器官（马铃薯
块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）
C6H12O6
酶 2 C2H5OH + 2CO2 + 少量能量
例：大多数植物、酵母菌
概念：无氧呼吸是指细胞在 无氧 的条件下，通过 多种酶 的催化作用，
把 葡萄糖等有机物 分解成 不彻底 的氧化产物，同时释放出 少量 能
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸的过程图解：
C6H12O6
热
细胞质基质
①酶
少量能量
线粒体内膜 6O2
4[H] 2丙酮酸（C3H4O3）
2ATP
热
③酶
② 酶 6H2O
20[H]
少量能量
大量能量
热 2ATP
34ATP
12H2O
6CO2 线粒体基质
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸
① 葡萄糖的初步分解
有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化 钠溶液不能完全吸收二氧化碳，有可能对实验结果产生干 扰，你同意吗？怎样保证实验更严谨？
思考二
一、细胞呼吸的概念和方式
B组：无氧
铺上一层石蜡油， 目的是？
制造无氧的环境。
配置酵母菌培养液时， 加入的是煮沸后冷却的 葡萄糖溶液，目的是？
葡萄糖溶液煮沸的目的是减少溶 解氧的含量，也能防止杂菌的干 扰。冷却后再加酵母菌是为了防 止溶液温度过高将酵母菌杀死。
二、细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么稻田要定期排水？ 防止幼根缺氧而产生大量酒精，从而使根系变黑、腐烂。
二、细胞呼吸原理的应用
先通气是为了让酵母菌进行有氧 呼吸而大量繁殖。达到一定数量 后就可以密封，让酵母菌进行无 氧呼吸，产生酒精，达到酿酒的 效果。
二、细胞呼吸原理的应用
资料分析：
利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在有氧条件 下可以生产食醋或味精。
二、细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么要给作物及时松土？ 及时为板结的土壤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。
重铬酸钾--浓硫酸溶液是
指标 溴麝香草酚蓝变黄时间长短 否变成灰绿色
条件 （检测二氧化碳）
(检测酒精)
有氧 无氧
更混浊／快 变混浊／慢
有大量二 氧化碳
有少量的 二氧化碳
无ຫໍສະໝຸດ Baidu化
无酒精
出现灰绿色 有酒精
结论
在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。 在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化 碳。
/乳酸发酵 )。
二、细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么包扎伤口要选用透气的消毒纱布或松软的创可贴等敷料？ 为伤口创造了疏松透气的环境，避免厌氧型病原菌（如 破伤风芽孢杆菌）的繁殖，从而利于伤口的痊愈。
二、细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么利用酵母菌酿酒时要先 通入一定量的无菌空气，而后 隔绝空气进行密封？
下图测定植物细胞呼吸的装置。
（1）为什么要用不透光的玻璃罩来罩住植物? 防止植物进行光合作用干扰实验结果。
（2）如果将D瓶中的石灰水换成饱和的Na2CO3溶液也可起到相同的 作用，为什么?
呼吸作用产生的CO2被饱和Na2CO3溶液吸收形成NaHCO3， NaHCO3因溶解度较小而析出，故同样会出现混浊现象。
① （过程）第一阶段完全相同； ② （条件）都需要多种酶的催化；
③ （本质）分解有机物，释放能量。
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸总反应式：
问题拓展：
酶
C6H12O6＋6H２O＋6O２→ 6CO2＋ 12H２O＋能量
1.如何根据CO2和O２的量判
断酵母菌细胞的呼吸方式？
无氧呼吸总反应式：
C6H12O6
一、细胞呼吸的概念和方式
有氧呼吸总反应式：
酶
C6H12O6＋6H２O＋6O２→ 6CO2＋ 12H２O＋能量
概念：有氧呼吸是指细胞在 氧 的参与下，通过 多种酶 的催化作用， 把 葡萄糖等有机物 彻底 氧化分解，产生 二氧化碳和水 ，释放能 量，生成 大量ATP 的过程。
一、细胞呼吸的概念和方式
用澄清的石灰水观察是否变混浊，也可用溴麝香草酚蓝水溶液来 鉴定（由蓝变绿再变黄）。
橙色的重铬酸钾溶液， 在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．
+酒精
溶有重铬酸钾 的浓硫酸
灰绿色
一、细胞呼吸的概念和方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧条件：用橡皮球（或气泵）充气 无氧条件：装有酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间 观察澄清的石灰水混浊程度，也可观察溴麝香草酚蓝水溶液变成 黄色的时间长短。（由蓝变绿再变黄）。 橙色的重铬酸钾溶液， 在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．
少
少
少
少
[H]、氧气 H2O 多 多
一、细胞呼吸的概念和方式
问题思考：
1．水在第几阶段参与反应，又在哪一阶段生成？在第几阶段产生二氧化碳？ 答案：第二阶段 第三阶段 第二阶段 2．哪些阶段需要酶的催化？与有氧呼吸有关的酶存在于哪些场所？ 答案：第一、二、三阶段 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 3．哪个场所（哪个阶段）产生的还原氢最多？最后还原氢参与反应的场所 在哪儿？哪个场所（哪个阶段）产生的能量最多？ 答案：线粒体基质（第二阶段） 线粒体内膜 线粒体内膜（第三阶段） 4．生成的水中的氧、二氧化碳中的氧分别来自什么物质？ 答案：氧气 葡萄糖和水 5.氧气参与了哪个阶段的反应？哪些阶段需要在有氧条件下？ 氧气参与了第三阶段的反应，第二阶段和第三阶段需要在有氧条件下进行。
一、细胞呼吸的概念和方式
练一练
下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以
下说法中正确的是 ( C )
A．两个装置均需要在黑暗条件下进行 B．装置乙是对照组，装置甲是实验组 C．装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接 D．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
一、细胞呼吸的概念和方式
练一练
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
酵母菌有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？ 在两种条件下产物分别是什么呢？
作出假设 设计实验
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸， 有氧条件下产生二氧化碳，无氧条件下产生酒精。
进行实验
分析结果、得出结论
一、细胞呼吸的概念和方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧条件：用橡皮球（或气泵）充气 无氧条件：装有酵母菌培养液的锥形瓶密封放置一段时间
一、细胞呼吸的概念和方式
问题思考：
1号 丙酮酸 线粒体
2号 葡萄糖 线粒体
3号 葡萄糖 细胞质基质
4号 葡萄糖
细胞质基质 （无氧）
4只试管中含有活性酵母菌细胞的制备物和不同的化 学物质，哪只试管会产生CO2？
一、细胞呼吸的概念和方式
练一练
下列表述正确的是（ C ）
A．长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物 B．无氧呼吸的两个阶段均释放出少量的能量 C．有氧呼吸和无氧呼吸都能产生还原性氢 D．有氧呼吸和无氧呼吸的终产物都有水
实验分析： 对实比验分实组验 A组（有氧实）验组
B组（无实氧验）组
自变量 因变量 观察指标
无关变量
有氧和无氧
产CO2的多少及酒精的有无 1澄清石灰水变浑浊的程度 2溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 所用时间长短 3.重铬酸钾溶液的颜色变化
温度、营养物质的浓度和量等
一、细胞呼吸的概念和方式
思考一
为什么把手插进堆放一段时间的新 鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？
呼吸作用过程中：产生H2O，释放热量
一、细胞呼吸的概念和方式
无氧呼吸两个阶段的比较：
无氧呼吸 场所 条件
反应物 产物
释放能量的多少 合成ATP的多少
第1阶段 细胞质基质
无氧、酶 葡萄糖
丙酮酸、[H] 少 少
第2阶段
细胞质基质 无氧、酶 丙酮酸、[H] 乳酸或酒精和CO2
练一练
D 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（
）
A．葡萄糖→丙酮酸→水
B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．葡萄糖→氧→水
D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
一、细胞呼吸的概念和方式
无氧呼吸
自主学习：教材94页—95页 1.无氧呼吸最常利用的物质是什么？概况为几个阶段？ 2.无氧呼吸和有氧呼吸相比哪个阶段相同？不同的阶段反应的 过程是什么？ 3.试写出每个阶段的反应方程式。