第8讲 ATP与细胞呼吸
ATP能量的主要来源
ATP能量的主要来源— 细胞呼吸
18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时 需氧气，并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”。 后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解， 并释放能量。
讨论： 1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？ 2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗？ 3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放
有氧呼吸可分为三个阶段
第一阶段： C6H12O6 酶 2丙酮酸+少量的[H] +少量ATP
场所：细胞质基质 第二阶段： 丙酮酸+H2O 酶 CO2 +大量[H ] +少量ATP 场所：线粒体 第三阶段： [H]+O2 酶 H2O + 大量ATP 场所：线粒体
有氧呼定义:
以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总 反应式为：
例：水稻生产中的适时露田和晒 田等措施的实质就是为了改善土壤通 气条件以增强根系的细胞呼吸。
水生植物的通气 组织
3.粮食储藏和果蔬保鲜
细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积 累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜 来说，又要设法降低细胞的呼吸强度， 尽可能减少有机物的消耗等。
粮食储藏
果蔬保鲜
粮食储藏
粮食储藏时，要注意降低温度 和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长 保存期限。
农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜， 也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞 呼吸的原理。
水果的低温保鲜
随堂练习：
1.让一只白鼠吸入有放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O
的化合物是：( B )
A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸
D.乳酸
2.有甲乙两组等量的酵母菌，甲组进行有氧呼吸，乙组进发酵。
CO
C
ATP的主要来源—细胞呼吸
☆与有氧呼吸第一阶段相同
无氧呼吸 ②
丙酮酸不彻底分解 A.乳酸发酵 C6H12O6 酶 酶 2CH3COCOOH（丙酮酸） 2C3H6O3（乳酸） + 少量能量 场所：细胞质基质
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） B.酒精发酵 C6H12O6 酶 酶 2CH3COCOOH（丙酮酸） 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量
再探究：
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， 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：
为了控制无氧呼吸实验装置中的氧气，对酵 母菌培养瓶采取用Ｔ形夹夹住橡皮管的方 法进行密封处理，结果发生了锥形瓶爆裂 或橡皮塞被顶脱的现象，这是为什么呢？ 由此说明什么问题？
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系：
酶
葡萄糖 丙酮酸 酶
12H2O+6CO2+能量 （大量）
2C2H5OH +2CO2+能量 （少量）
2C3H6O3 +能量 （少量）
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
有氧呼吸 无氧呼吸
呼吸场所 是否需氧 分解产物
主要在线粒体内 需氧分子参加 CO2、H2O 较多
酵母菌：单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生 存，属于兼性厌氧菌
（一）提出问题：
如：酵母菌在有氧条件下的产物是什么？ 无氧条件下呢？ （二）做出假设： 如：酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸， 产生CO2 和H2O；在无氧情况下进行无 氧呼吸，产生CO2和酒精。 （三）实验设计
探究酵母菌细胞呼吸的方式
ATP的主要来源——细胞呼吸教案(4篇)
ATP的主要来源——细胞呼吸教案（4篇）ATP的主要来源——细胞呼吸教案1一、目标专题：必修课本1第五章细胞的能量供应和利用一，本专题新旧内容更改概况：本章旧人教版内容包括新陈代谢与酶、新陈代谢与ATP、光合作用、细胞呼吸、植物的水分和矿质营养、三大营养物质代谢、新陈代谢的类型等八个内容。
新教材内容变更为：第1节降低化学反应活化能的酶;第2节细胞的能量“通货”——ATP;第3节ATP的主要来源——细胞呼吸;第4节能量之源——光和光合作用。
二、《ATP的主要来源——细胞呼吸》(一)教学目标知识目标：1、了解呼吸作用的概念、类型、场所、生理意义、以及在生产、生活实践上的运用。
2、理解有氧呼吸与无氧呼吸的概念、总反应式、过程和图解,区别和联系。
3、掌握有氧呼吸物质和能量变化的特点。
能力目标：1﹑通过引导学生分析有氧呼吸的过程，培养学生分析问题的能力。
2﹑通过学生读书及与教师的讨论活动，培养学生自学和主动理解新知识的技能技巧。
3﹑通过学生讨论对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同，培养学生自我构建知识体系的能力和对相关知识进行分析比较的思考能力。
4﹑适当扩展认知面，培养学生联系生活、生产实践的能力。
情感态度价值观：1﹑在教学中，通过分析有氧呼吸和无氧呼吸的关系，渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性，使学生逐步学会自觉地用发展变化的观点，认识生命。
2﹑通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育(二)教学重点、难点：1、教学重点：有氧呼吸的过程2、教学难点：有氧呼吸中物质变化和能量变化(三)教学课时：1课时(四)教具准备课件(五)教学过程:1，导入新课回顾旧知“糖类是生物体主要的能源物质，直接的能源物质是ATP”，设疑“储存在糖类中稳定的化学能如何转变为机体生命活动所需的能量?”，开篇引题，激发学生学习新知的热情，引出细胞呼吸。
2，呼吸作用的概念和类型呼吸作用(也叫细胞呼吸)：指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，__出能量并生成ATP的过程。
人教版高中生物必修一 ATP的主要来源——细胞呼吸 课件
五、植物细胞呼吸方式的探究
1．实验装置及原理 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所 示(以发芽种子为例)
装置一中NaOH溶液的作用是吸收掉呼吸所产生的 CO2 ，红 色液滴移动的距离代表植物细胞呼吸吸收的 O2量。装置
二中红色液滴移动的距离代表植物细胞呼吸吸收 的 O2量 与产生的 CO2量 的差值。
(2)怎样保证乙图中通入石灰水的CO2全部来自 酵母菌的无氧呼吸？
实验开始时，应将B瓶密封后放置一段时间，以消耗完瓶 中氧气，然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入 石灰水的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
(3)在实验过程中发现甲组石灰水变浑浊，很快又变 澄清，为什么？
后续通入的CO2会和刚产生的碳酸钙沉淀反应，形成了 碳酸氢钙，因而石灰水变混浊后，很快又变澄清。如用 溴麝香草酚蓝水溶液检测，就可避免这种现象。
三、探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验
1.本实验的鉴定试剂及现象(p50)
变混浊（据变混 浊程度可确定 CO2多少） 蓝→绿→黄（据 变色的时间快慢 确定CO2的多少） 橙色→灰绿色 （酸性条件）
2.实验过程 （1）配制酵母菌培养液。 （2）检测CO2的产生，装置如图所示：
（3）检测酒精的产生： 自A、B中各取2 mL滤液分别注入编号为1、2的 两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1g重铬酸 钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
1、真核生物细胞都进行有氧呼吸。
错。部分真核生物细胞无线粒体，只能进 行无氧呼吸，如蛔虫。
2、不同生物无氧呼吸的产物不同的原因是什么？ 直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于 控制酶合成的基因不同。
3、为什么无氧呼吸只释放少量能量？ 无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解 不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。 4、有H2O生成或有CO2生成一定是有氧呼吸。
2023届高三生物一轮复习课件：第8讲课时1 细胞呼吸
2．(2020·全国卷Ⅰ，T2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作 物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙
述，错误的是( D ) A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸 B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等 C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
4．现有一瓶葡萄糖液，内置有适量的酵母菌，经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2 的体积比为7∶6，这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)( C )
A．有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸 B．有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸 C．有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸 D．有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸
填空默写 结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析： (1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼 吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖 不是 (填“是” 或“不是”)一样多，理由是_根__据__有__氧__呼__ _吸__和__无__氧__呼__吸__的__方__程__式__可__以__看__出__，__当__有__氧__呼__吸_和__无__氧__呼__吸__释__放__的__C__O_2_量___ _相__等__时__，__二__者__消__耗__的__葡__萄__糖__之__比__是__1_∶__3__。 (2)在保存蔬菜、水果时，应选择 R 点对应的O2浓度，理由是_此__时__总__C_O__2 __释__放__量__最__少__，__有__机__物_的__损__耗__最__少__。
2．无氧呼吸的类型和过程
(1)概念：无氧呼吸是指细胞在 没有氧气 参与的情况下，葡萄糖等有机 物经过 不完全 分解，释放 少量 能量的过程。 (2)场所：全过程都是在 细胞质基质 中进行的。
高中生物教学课例《ATP的主要来源——细胞呼吸》课程思政核心素养教学设计及总结反思
①创设教学情境吸引学生注意力及化静为动、化抽
象为具体，应用多媒体课件进行直观教学，以突破难点。
②采用适时提出针对性问题定向质疑点拨启发的教学
教学策略选 方法。
择与设计
2 学法指导①指导学生学会带着问题去阅读教材、
归纳总结相关知识。②借助多媒体课件等教学手段，培
养他们分析问题的能力。③运用所学知识原理联系生
高一学生正处于个体发育的成熟阶段，生理变化引 起的心理变化处于从少年期向青年初期过渡的转折时 期，其显著特点之一就是情感的不稳定性和情绪的冲动 性。教师教法不当，容易造成学生“大落”的局面。又 因为高中教师已不象小学、初中教师那样，过多过细逐 人进行指导，所以高一学生具有“失落感”。教师要掌 学生学习能 握这个特点，多鼓励、帮助学生适应高中学习。 力分析
表 2 有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式的异同 通过学生的回答，教师可以及时掌握学生对知识的 掌握情况，以便当堂补救。同时以下面的题目巩固该部 分知识。 田间豌豆种子萌发初期，CO2 的释放量比氧气的吸 收量大 3-4 倍，原因是（C） A．光合作用比呼吸作用强 B．有氧呼吸比无氧呼 吸强 C．无氧呼吸比有氧呼吸强 D．呼吸作用比光合作 用强
高中生物学习中，生物观察往往比较复杂，而且与 日常生活现象的联系也不象初中那么紧密。同时分析问 题时，要从多方面、多层次来探索和研究，造成学生理 解的困难，高中生物学习中，抽象思维多于形象思维， 动态思维多于静态思维，由此产生思维上的困难。
针对上述困难，教师应注意新、旧知识的同化，使
学生反复地达到知识的迁移。在教学中要深入浅出，形
现素质教育改革的潮流要求。
教师在教学中依据《标准》，结合学生的实际情况，
灵活运用好教材的内容，比如，调整教学的内容，改良
atp、细胞呼吸方式和过程的核心知识内容
atp、细胞呼吸方式和过程的核心知识内容ATP，即腺苷三磷酸（Adenosine Triphosphate），是细胞内的一种重要能量分子。
细胞通过ATP来储存和释放能量，维持正常的生命活动。
细胞呼吸是一种通过氧化有机物质来产生ATP的过程，包括糖类、脂肪和蛋白质的代谢。
细胞呼吸过程主要分为三个阶段：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
糖酵解在细胞质中进行，将葡萄糖分解为丙酮酸和丙酮醛。
这个过程并不需要氧气，因此被称为无氧糖酵解。
接下来，丙酮酸和丙酮醛进入线粒体，参与三羧酸循环。
三羧酸循环是一个氧化过程，将丙酮酸和丙酮醛完全氧化，产生二氧化碳和能量。
最后，氧化磷酸化是细胞呼吸过程的最后一个阶段，也是产生最多ATP的阶段。
氧化磷酸化发生在线粒体内的内质网上，通过电子传递链将氧气还原为水，同时产生大量的ATP。
细胞呼吸的方式有两种，一种是有氧呼吸，另一种是无氧呼吸。
在有氧条件下，细胞进行有氧呼吸，通过氧化有机物质来产生ATP。
有氧呼吸效率高，可以产生大量ATP。
而无氧呼吸则是在缺氧的条件下进行，只产生少量ATP。
细胞在无氧条件下进行无氧呼吸，是因为缺氧时线粒体的电子传递链无法正常工作，无法产生足够的ATP。
无氧呼吸可以暂时提供细胞所需的能量，但会产生乳酸堆积，导致酸中毒。
细胞呼吸的核心过程是氧化磷酸化。
在这个过程中，通过电子传递链将氧气还原为水，同时产生ATP。
电子传递链是由一系列的蛋白质复合物组成，它们位于线粒体内膜上。
在电子传递链中，电子从较低能级的物质（如NADH和FADH2）传递到较高能级的物质（如氧气），在这个过程中释放出能量。
这些能量被用来推动质子（氢离子）从线粒体内膜内侧转移到外侧，形成质子梯度。
然后，质子通过ATP合酶酶，从而将ADP和磷酸转化为ATP。
这个过程被称为化学梯度耦联。
最后，氧气与电子传递链上的最后一个物质结合，将电子和质子与氧气结合，生成水。
细胞呼吸是维持细胞正常生命活动所必需的过程，通过氧化有机物质产生ATP，为细胞提供能量。
新人教版高中生物必修一课件：ATP的主要来源—细胞呼吸
又进行无氧呼吸,则因氧气的消耗导致装置1内的气体压强降低,红色
液滴左移;而装置2内,酵母菌呼吸作用释放的CO2量大于消耗的O2量,导 致装置2内的气体压强增大,红色液滴右移。
(4)特点:①能量是逐步释放;②有机物 彻底氧化分解 。 3.能量转化
1 mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出2 870 kJ的能量,其中
kJ左
右的能量储存在
中,其余的以
形式散失掉。 1 161
ATP
热能
要点探究
要点 有氧呼吸的过程 如图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是( D ) A.①②④中数值最大的是① B.③代表的物质名称是氧气 C.线粒体能完成图示全过程 D.硝化细菌能完成图示全过程
2.对无氧呼吸原理的应用 (1)利用粮食等通过酵母菌发酵可以生产各种酒。 (2)破伤风芽孢杆菌只能进行 无氧 呼吸,皮肤破损较深或被锈钉扎伤 后就容易进行大量繁殖,因此,较深的伤口需及时清理、敷药并注射破伤 风抗毒血清等。
要点探究
要点 影响细胞呼吸的外界因素及应用 甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。相 关叙述不正确的是( B )
为生物体的各项生命活动提供能量
要点2 根据气体代谢特点判断细胞呼吸类型
如图所示为探究酵母菌细胞呼吸类型的装置,下列现象中能说明酵母菌 既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸的是( B ) A.装置1中红色液滴左移,装置2中红色液滴不移 B.装置1中红色液滴左移,装置2中红色液滴右移 C.装置1中红色液滴不移,装置2中红色液滴右移 D.装置1中红色液滴右移,装置2中红色液滴左移
细胞呼吸与ATP合成的关系
细胞呼吸与ATP合成的关系细胞呼吸是生物体内的一种重要代谢过程，它能够将有机物质分解并释放出能量，而ATP合成就是细胞呼吸过程中产生的重要产物。
细胞呼吸与ATP合成之间存在着密切的关系，下面将详细介绍这种关系。
第一部分：细胞呼吸的基本过程细胞呼吸是指通过一系列生物化学反应将有机物质（如葡萄糖）氧化分解，最终产生CO2、H2O和能量的过程。
它分为三个阶段：糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
糖酵解发生在胞质中，将葡萄糖分解为两个分子的丙酮酸，并释放出少量的ATP和NADH；三羧酸循环发生在线粒体的基质中，将丙酮酸完全氧化并生成较多的NADH和FADH2；氧化磷酸化发生在线粒体的内膜上，利用NADH和FADH2的电子，通过呼吸链产生大量的ATP。
第二部分：ATP合成的机制ATP（腺苷三磷酸）是一种高能化合物，能够转化为ADP（腺苷二磷酸）和无机磷酸，释放出大量能量。
ATP合成主要是通过细胞膜上的ATP合酶来完成的，该酶能够将ADP和无机磷酸催化合成ATP。
在氧化磷酸化过程中，通过氧化还原反应产生的质子梯度推动了ATP合酶的工作，使其能够将ADP和无机磷酸合成ATP。
这个过程被称为化学耦联，因为它将化学能转化为ATP的能量。
第三部分：细胞呼吸与ATP合成的关系细胞呼吸和ATP合成密切相关，两者相互依赖。
细胞呼吸过程中产生的NADH和FADH2通过氧化磷酸化产生的质子梯度，在ATP合成过程中起到了重要的作用。
这些电子通过呼吸链中的电子传递，释放出能量，并将质子推向线粒体内膜的外侧。
这种质子梯度产生的能量将用于推动ATP合酶催化ADP和无机磷酸的反应，最终合成ATP。
换句话说，细胞呼吸提供了ATP合成所需的电子和质子供应。
同时，ATP的分解也能够调控细胞呼吸过程。
当细胞内ATP浓度下降时，细胞会通过调节细胞呼吸酶的活性，增加ATP的合成速率。
而当ATP浓度持续增加时，细胞会抑制细胞呼吸酶的活性，降低ATP的合成速率。
ATP能量的主要来源—细胞呼吸
无氧呼吸
细菌、真菌、马铃薯块茎、苹果果实、动物骨 骼肌细胞等
过程 ①
葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质
C6H12O6
酶
C3H4O3+ [H] + 能量
（少量）
☆与有氧呼吸第一阶段相同
• C：
• H：
C6H12O6 →丙酮酸→CO2 丙酮酸→[H] →H2O C6H12O6 [H] →H2O H2O →[H] →H2O O2 →H2O C6H12O6 →丙酮酸→CO2
• O：
H2O → CO2
1．下列有关有氧呼吸的叙述中，正确的是（ A ）。
A．此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮 酸，产生少量［H］和ATP B．此过程的第二阶段是丙酮酸分解成水
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 有氧呼吸 呼吸场所 是否需氧 无氧呼吸
主要在线粒体内 需氧分子参加 CO2、H2O 较多
细胞质基质 不需氧 CO2、C2H5OH 或C3H6O3 较少
分解产物
释放能量
影响细胞呼吸的因素
温度：温度主要影响酶的活性，从而影响呼吸 速率
另一部分转移到ATP中(约40%)。
3.总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
（38ATP+热能) 6CO2+ 12H2O + 能量
4.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，生成许 多ATP的过程。
5.反应过程中C、H、O的来源去途
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第8讲ATP与细胞呼吸
随堂·真题&预测
1.(2018·全国卷Ⅲ，5)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是()
A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
解析植物在黑暗中既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，A正确；食物链上某一营养级同化的能量大部分用于呼吸消耗，B正确；对于以糖类为底物的呼吸作用来说，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物为乳酸或者酒精和CO2，C错误；植物光合作用的光反应阶段、有氧呼吸过程的第一、第二、第三阶段以及无氧呼吸第一阶段都可以合成ATP，D正确。
答案C
2.(2020·选考预测)下列有关细胞呼吸的说法中，正确的是()
A.检测O2吸收量和CO2释放量可判断乳酸菌的呼吸方式
B.细胞呼吸过程中产生的CO2的场所是线粒体基质
C.随着O2浓度的降低肌肉细胞中CO2的产生量将大于O2的消耗量
D.细胞中ATP/ADP的比值下降可促进细胞呼吸
解析乳酸菌进行无氧呼吸的产物是乳酸，不消耗O2，也不产生CO2，所以不能通过检测O2吸收量和CO2释放量来判断乳酸菌的呼吸方式，A错误；细胞呼吸过程中产生CO2的场所是线粒体基质或者细胞质基质，B错误；肌肉细胞无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO2，所以肌肉细胞中CO2的产生量始终等于O2的消耗量，C错误；细胞中ATP/ADP的比值下降，说明ATP的浓度降低，细胞内对能量的需求增加，可促进细胞呼吸，D正确。
答案D
3.(2018·4月浙江选考)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”，装置图如下。
下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是()
A.将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀
B.在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境
C.乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2
D.拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味
解析本题考查的是乙醇发酵。
将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀，目的是使酵母菌与底物充分接触，利于发生反应，A正确；在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境，利于乙醇发酵，B错误；CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2，C正确；酵母菌厌氧呼吸的产物是乙醇和CO2，乙。