第五章 細胞的能量供應和利用,第3節(jié) ATP的主要來源細胞呼吸,1.呼吸作用與物質的燃燒有什么共同點？,兩者的共同點是：都是物質的氧化分解過程； 都能產生CO2等產物，并且都釋放出能量。,2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？,不能。否則，組成細胞的化合物會迅速而徹 底地氧化分解，能量會迅速地全部釋放出來， 細胞的基本結構也就會遭到徹底的破壞。,問題探討,在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。 但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。,3.在無氧條件下，細胞還能夠通過呼吸作用釋放 能量嗎？,一、細胞呼吸的概念,生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產物，并且釋放能量的總過程。,“呼吸”和“呼吸作用”有什么區(qū)別？,“呼吸”是指生物體或細胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程，而“呼吸作用”是指細胞內有機物分解釋放能量的過程。,思考,“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基礎，沒有呼吸過程吸入的氧氣，就不能進行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的繼續(xù)。,+ 糖 類,+ 水,呼吸作用（本質）,高等動物的呼吸現象和呼吸作用,呼吸（現象）,氣體運輸,+,那么細胞呼吸需不需要氧氣呢？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？,酵母菌時一類單細胞真菌，常用于釀酒和發(fā)面。一位學生為了探究酵母菌的呼吸類型，曾經設計和進行過一個實驗。,一段時間后，澄清的石灰水變渾濁,酵母菌和葡萄糖液,酵母菌和葡萄糖液,油脂層,實驗后，他得出結論：酵母菌能進行有氧呼吸。也能進行無氧呼吸。,A,B,1 . CO2的放出情況： A、B兩組都有CO2的產生，但B組產生的 CO2更多,2 . 酒精產生的情況： B組沒有酒精的產生，A組產生了酒精。,實驗結果：,1 . A、B組都有CO2的產生說明了 酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生活,2 . 從CO2 產生的多少及有無酒精產生的情況， 說明了 酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是種兼性厭氧型微生物。,3 .從A、B組的產物來看，說明了 酵母菌進行有氧呼吸的產物有CO2 （還有水）；無氧呼吸的產物有CO2和酒精。,二、細胞呼吸的類型,一、有氧呼吸 1.概念 指細胞在氧的參與下，通過酶的 催化作用，把糖類等有機物徹底氧化 分解，產生出二氧化碳和水，同時釋 放出大量能量的過程。,2.反應式 酶 C6H12O66HO6O6CO2 12HO能量,3.過程(分三個階段進行) 第一階段:發(fā)生在細胞質的基質中。 一分子葡萄糖分解成兩分子丙酮酸, 并且產生少量的氫H,同時釋放出少量 的能量。,酶 C6H12O6 2C3H4O3 + 4H+能量,第二階段: 發(fā)生在線粒體中。 丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳 和氫H，同時釋放出少量的能量。,酶 2C3H4O36HO6CO220H+能量,第三階段: 發(fā)生在線粒體中。 前兩個階段產生的氫H，經過 一系列的反應，與氧結合而形成水， 同時釋放出大量的能量。,酶 24H + 6O12HO + 能量,C6H12O6,總結：有氧呼吸怎樣進行？,6CO2,12H2O,線粒體,細胞質基質,有氧呼吸三個階段的比較,細胞質基質,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,有氧呼吸的總反應式：,C6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H2O+,酶,能量,1mol葡萄糖釋放2870KJ，有1161KJ轉移至ATP（合成38molATP）,例1.下圖是有氧呼吸的過程圖解，請依圖回答：,(1)寫出長方框內1、2、3所依次代表的物質名稱： 、 _、 。 (2)依次填出橢圓框內4、5、6所代表的能量的多少 、 _、 。 (3)有氧呼吸的主要場所是 _，進入該場所的呼吸底物是_。 (4)用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉移的途徑是_,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,H2O,丙酮酸,CO2,少,少,大量,線粒體,丙酮酸,6,指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成為不徹底的氧化產物，同時釋放少量能量的過程。,1.概念：,（二）、無氧呼吸,無氧呼吸的過程,葡萄糖的初步分解,場所：細胞質基質,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH 丙酮酸,量,+4H + 能量,與有氧呼吸第一階段相同,丙酮酸不徹底分解,場所：細胞質基質,A.乳酸發(fā)酵,CH3COCOOH丙酮酸,酶,C3H6O3(乳酸),例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）,無氧呼吸的過程,B.酒精發(fā)酵,CH3COCOOH丙酮酸,酶,C2H5OH(酒精),+ CO2,例：大多數植物、酵母菌,無氧呼吸的過程,1mol葡萄糖釋放196.65KJ，有61.08KJ轉移至ATP（合成2molATP）, 、酒精發(fā)酵,C6H12O6,2C2H5OH + 2CO2 + 能量,酶,、乳酸發(fā)酵,C6H12O6,酶,2C3H6O3（乳酸）+ 能量,細胞質基質、線粒體（主要）,細胞質基質,需氧、酶等,不需氧、需酶,較 多,較 少,兩者第一階段相同,都分解有機物、釋放能量,有氧呼吸與無氧呼吸的比較,二氧化碳和水,酒精和二氧化碳或乳酸,1.貯存濕度，即作物種子含水量,影響細胞呼吸的因素,生物體內自由水和結合水的比例升高時，其代謝速率會增強，呼吸作用變強。因此對于植物而言，入庫前曬晾是必需的，而且種子含水量必須低于一定標準才能入庫。,2、溫度：植物最適25-30,溫度,呼吸速率,應用：貯存水果時，適當降低溫度能延長保存時間 在農業(yè)上，夜晚適當降低溫度，可以減少呼吸作用對有機物的消耗（為什么？）,3、O2：,/CO2釋放量,O2濃度,一定范圍內，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增大，無氧呼吸則受到抑制。,問：中耕松土有何作用？ 水稻生產中適時露田和曬田的目的是什么？,呼吸作用的強度,4. CO2濃度,增大CO2濃度對呼吸作用有明顯的抑制作用，增加CO2也有良好的保鮮效果。,細胞呼吸原理的應用,1 . 在釀酒業(yè)上的應用：先通氣，讓酵母菌進行有 氧呼吸，使其數量增加；然后隔絕空氣，使其 發(fā)酵，產生酒精。,2 . 在農業(yè)生產上：中耕松土，促進根系的有氧呼 吸，有利于根系的生長及對礦質離子的吸收,3 . 在醫(yī)學上：利用氧氣驅蛔、抑制破傷風等厭氧 型細菌的繁殖,4 . 在物質的儲存時：控制氧氣的濃度，抑制其呼 吸作用，減少有機物的消耗。,有氧呼吸和無氧呼吸中CO2 產生量、葡萄糖的消耗量與ATP的合成量的比較 1.在消耗相同葡萄糖的情況下，有氧呼吸與無氧呼吸產生CO2的比值為3:1，ATP比值為19:1 2.在產生相同CO2的情況下，有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖比值為1:3 3.在合成ATP相同的情況下，有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖比為1:19 4.在一個有氧呼吸和無氧呼吸同時進行的過程中，O2的吸收量和CO2的產量比值為3:4，說明有氧呼吸和無氧呼吸強度相當，若此比例小于3:4，說明此過程無氧呼吸占優(yōu)勢，若比例大于3:4，說明有氧呼吸占優(yōu)勢。,有氧呼吸和無氧呼吸的有關計算,1.種子在浸水和不浸水的情況下進行細胞呼吸都能產生（ ）,葡萄糖 B.丙酮酸 C.乳酸 D.酒精,B,鞏 固 練 習,2.生物體吸收的氧氣用于（ ） A.在線粒體中合成CO2 B.在細胞質基質中和H結合生成水 C.部分形成CO2部分與H結合生成水 D.在線粒體中和H結合成水,D,3.向正在進行有氧呼吸的細胞懸浮液中分別加入a、b、c、d4種抑制劑，下列說法正確的是（） A.若a能抑制丙酮酸的分解，則使丙酮酸的消耗增加 B.若b能抑制葡萄糖的分解，則使丙酮酸增加 C.若c能抑制ATP形成，則使ADP消耗增加 D.若d能抑制H氧化成水，則使O2的消耗減少,D,4.為盡量延長新鮮水果貯藏時間，貯藏條件最好是（） A低氧氣，適當的濕度，零上低溫，無乙烯 B低氧氣，適當的濕度，零下低溫，無乙烯 C無氧氣，保持干燥，零上低溫，有乙烯 D無氧氣，保持干燥，零下低溫，有乙烯,A,5.區(qū)別無氧呼吸，有氧呼吸特有的分解產物是（ ） A.丙酮酸 B. ATP C. 二氧化碳 D.水,D,6.下列有關細胞呼吸，錯誤的是（） A.蛔蟲進行無氧呼吸 B哺乳動物成熟的紅細胞只能進行無氧呼吸 C長跑時，人體產生的CO2是有氧呼吸和無氧呼吸共同的產物 D馬鈴薯塊莖進行無氧呼吸產生乳酸,C,7.如果酵母菌在進行有氧呼吸和酒精發(fā)酵時，分解葡萄糖產生等量的CO2 那么這兩種呼吸作用所消耗葡萄糖的摩爾數之比是,A、1：2 B、1：3 C、1：4 D、1：6,8、一運動員正在進行長跑鍛練，從他的大腿肌細胞中檢測到3種化學物質，其濃度變化如下圖。圖中P、Q、R三曲線依次代表 A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2 C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2,9、酵母菌在有氧的條件下進行有氧呼吸，在無氧條件下進行無氧呼吸。將酵母菌研磨、離心后，得到 上清液（含細胞質基質）和沉淀物（含細胞器）。 把等量的上清液、沉淀物和未曾離心的均漿分別 防入甲、乙、丙3個試管中，進行四項獨立實驗（見右圖） （1）向3個試管中分別加入等量的葡萄糖，各試管的最終產物 是：甲 乙 丙 （2）向3個試管中分別加入等量的丙酮酸，各試管的最終產物 是：甲 乙 丙 （3）在隔絕空氣的情況下，重復實驗（1），各試管的最終產物 是：甲 乙 丙,丙酮酸,無反應,CO2和H2O,無反應,CO2和H2O,CO2和H2O,酒精和CO2,無反應,酒精和CO2,10.C6H12O6在細胞內分解到丙酮酸的過程中，下列敘述正確的是： A、在線粒體中進行無氧呼吸 B、需在的氧條件下進行 C、不產生CO2 D、反應速度不受溫度的影響,C,13,191,11. C6H12O6 是細胞進行有氧呼吸最常利用的物質。將一只實驗小鼠放入含有放射性18O2氣體的容器內， 18O2進入細胞后，最先出現的放射性化合物是： A、丙酮酸 B、乳酸 C、 CO2 D、 H2O,D,12、生物的生命活動所需要的能量主要來自： 、糖類的氧化分解 、脂類的氧化分解 、蛋白質的氧化分解 、核酸的氧化分解,13、人體進行有氧呼吸的主要場所是 、肺細胞 、內環(huán)境 、線粒體 、細胞質基質,A,C,14、與有氧呼吸相比，無氧呼吸最主要的特點是 、分解有機物 、釋放能量 、需要酶催化 、有機物分解不徹底,15、新鮮蔬菜放在冰箱的冷藏室中，適當延長保鮮時間的生理原因是 A、呼吸作用減弱 B、呼吸作用加強 C、光合作用減弱 D、促進了物質的分解,D,A,16、種在湖邊的玉米，長期被水淹，生長不好，其原因是 A、根細胞吸收水分過多 B、營養(yǎng)缺乏 C、光合作用強度不夠 D、細胞有氧呼吸受阻,17、同樣消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能量轉化效率是無氧呼吸能量轉化效率的 、20倍 、19倍 、倍多 、12.7個百分點,D,B,18.陸生植物不能長期忍受無氧呼吸，這是因為 產生的酒精對細胞有毒害 產生的乳酸對 細胞有毒害 沒有專門的無氧呼吸結構 產生的能量太少 （ ） A. B. C. D.,D,19.關于無氧呼吸的敘述中，正確的是 ( ) A.不產生CO2 B.一定產生CO2 C.不形成ATP D.物質氧化分解不徹底,D,20. 現有甲酵母菌進行有氧呼吸,乙酵母菌進行發(fā) 酵,若它們消耗等量的葡萄糖,則它們放出CO2 和吸收的O2之比是 ( ) A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3,C,21.右圖表示北方的一個貯存白菜的地窖，隨著O2的消耗，CO2濃度變化的情況。請據圖回答：,（1）AB段O2的消耗量很大， CO2濃度上升也很快，白菜在進行_呼吸。 （2）段O2濃度接近，而CO2濃度仍在上升，白菜在進行_呼吸。 （3）段O2濃度已很低， CO2濃度幾乎不上升，原因是_ _,有氧,無氧,氧氣濃度很低，有氧呼吸十分微弱，而無氧呼吸仍處于抑制狀態(tài),22.右圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內CO2產生的影響, 試據圖回答: (1)A點表示植物組織釋放CO2較多,這些CO2是 的產物。 (2)由A到B,CO2的釋放量急劇減少,其原因是 。 (3)由B到C,CO2的釋放量又不斷 增加,其主要原因是 。 (4)為了有利于貯藏蔬菜或水果, 貯藏室內的氧氣應調節(jié)到圖中的 哪一點所對應的濃度? 采取這一措施的理由是_ _。,A,無氧呼吸,氧氣增加，無氧呼吸受抑制,有氧呼吸很微弱,氧氣充足時，有氧呼吸加強，釋放CO2量增多,B點。因為這時有氧呼吸很微弱，無氧呼吸又受到抑制，糖類等有機物分解得最慢。,備戰(zhàn)高考,（07北京）關于真核細胞呼吸正確的是（） A無氧呼吸是不需要氧氣的，因而其底物分解不屬于氧化反應 B水果貯存在完全無氧的環(huán)境中，可以將損失減少到最低 C無氧呼吸的酶存在于細胞質基質和線粒體 D有氧呼吸的酶存在于細胞質基質，線粒體內膜，線粒體基質,（09廣東）在密閉的容器里面，酵母菌利用葡萄糖產生酒精，這過程不產生（） A ATP B乳酸 C三碳化合物 D二氧化碳,（07上海）有關有氧呼吸的敘述錯誤的是（） A主要在線粒體進行 B與無氧呼吸全過程不完全相同 C釋放的能量較多 D產物為二氧化碳，酒精或乳酸 （07.江蘇）機體在一定時間內，呼吸作用產生二氧化碳摩爾數與消耗氧氣摩爾數比值常用來判斷呼吸分解有機物的種類，根據葡萄糖徹底氧化分解反應式計算，此值是（） A0.5 B1.0 C1.5 D2.0,(08廣東)下列過程存在無氧