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1、第3 3 讲 ATPATP的主要来源细胞呼吸 引言：细胞的能量通货是 ATP。ATP 分子高能磷酸键中能量的主要来源是糖类等能源 物 质（最常利用的是葡萄糖）在细胞内的氧化分解，即细胞呼吸，也称呼吸作用。 1 1酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸 思考1:怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？ 思考 2：怎样控制有氧和无氧的条件（自变量）？ 思考3：怎样检测有无酒精和CO2（因变量）产生？ 2 2酵母菌的有氧呼吸可以概括分为三个阶段，每个阶段都需酶催化 思考 4：三个阶段所需的酶分别位于哪里？(细菌没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？) 思考 5：葡萄糖、丙酮酸和氧气是否进入线粒体？ 思
2、考 6：第二阶段脱下的【H】都来自于丙酮酸吗？ 思考7：如果没有O2O2，第几阶段反应将无法进行？ 思考8：这三个阶段的发生和ATP 的生成有什么关系？ 思考 9：写出葡萄糖在细胞内有氧分解的总反应式。 思考 10：葡萄糖在生物体外的燃烧与它在细胞内的有氧分解有什么异同？ 3 3酵母菌的无氧呼吸可以概括为两个阶段:第一阶段与有氧呼吸完全相同，产生丙酮酸和 H，并释放少量的能量用于合成 ATP;但在第二阶段中，丙酮酸分解很不彻底，只能产生少 量CO2，大量能量被储存在产物 中。而其他生物如乳酸菌和人体的骨骼肌细胞， 在无氧的条件下，丙酮酸和H则结合成储存大量能量的 ，连一点儿CO2 也不生成。
3、由于丙酮酸在 中分解不彻底，这第二阶段便没有足够能量用来合成 。 思考 11：写出葡萄糖在细胞内无氧分解的总反应式。 1 比较：有氧呼吸和无氧呼吸 思考 12：骨骼肌细胞保留了产能效率较低的无氧呼吸方式，有何意义？ 思考 13：总结影响细胞呼吸的环境因素主要有哪些？ 思考 14：用酵母菌酿酒过程中为什么要先通气、后密封？ 思考 15：保藏果蔬和种子的环境条件有何异同？为什么？ 思考16：图中哪些过程属于有 （无）氧呼吸？哪些过程能够在人 体 （酵母菌）细胞内发生？ 例1 .下图表示细胞内葡萄糖分解的反应式。下列关于该过程的说法正确 的是( ) A只发生在细胞有氧时 B只发生在细胞缺氧时 C只发
4、生在线粒体内 D只发生在细胞质基质内 例2.下图表示细胞呼吸作用的过程，其中1-3 代表有关生理过程发生 的场所，甲、乙代表有关物质， 下列相关叙述正确是 2 （多选）（ ） A1 和 3 都具有双层生物膜 B1 和 2 所含酶的种类不同 C2 和 3 分别都能产 生大量ATP D甲、乙分别代表丙酮酸、H 3 例3.某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图）。 下列分析的是（ ） A滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果 B试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降 D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至 ATP， 其余的存留在酒精中 例4.下列关
5、于呼吸作用的叙述，正确的是（ ） A无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水 C无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累 D质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多 例5在a、b、c、d 条件下，测得某植物种子萌发时CO2 和O2体积变化 的相对值如右表。若底物是 葡萄糖，则下列叙述中正确的是（ ） CO2 释放量 O2吸收量 A. a条件下，呼吸产物除CO2 外还有酒精和乳酸 B. b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C. c条 a 10 0 件下，无氧呼吸最弱 b 8 3 D. d条件下，产生的CO2 全部来自线粒体 c 6 4 d 7 7
6、例6.（14海南第26题）某豆科植物种子萌发过程中CO2 释放 和 O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图回答问题： （1）在 1224h 期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼 吸作用的主要方式是 呼吸，该呼吸方式在细胞中发 生的部位是 ，其产物是 。 （2）从第 12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量 会 ，主要原因是 。 （3）胚根长出后，萌发种子的 呼吸速率明显升高。 例7为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理， 得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A-F 试管中，加入不同的物质，进行了如下实 验（见下表）。 4 试管编号 细胞质基质 线粒体 酵母菌 A B C D
7、E F 来 加入的物质 葡萄糖 - + - + + + 丙酮酸+ - +- - 来 - 氧气 + - + - + - “注： +”“表示加入了适量的相关物质， -”表示未加入相关物质 （1）会产生CO2和H2O 的试管有 ，会产生酒精的试管有 ，根据试管 的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。（均填试管编号） （2）有氧呼吸产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2，4-二硝基苯 酚 （DNP）对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明 DNP 使分布在 的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E 中，葡萄糖的氧化分解 “”“（ 能 或 不能”）继续进行。
8、5 第3 3 讲 ATPATP的主要来源细胞呼吸 思考1:怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？ 提示：从营养、温度等培养条 件方面保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活。 思考 2：怎样控制有氧和无氧的条件（自变量）？ 答：控制有氧和无氧的条件的方法多种多样，课本设计方案只是其中之一。 思考3：怎样检测有无酒精和CO2（因变量）产生？ 提示：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下 与酒精发生反应，变成灰绿色。CO2 可使澄 清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 思考 4：三个阶段所需的酶分别位于哪里？(细菌没有线粒体，能进行有氧呼吸吗？) 答：三 个阶段所需的酶分别位于细胞
9、质基质、线粒体基质和线粒体内膜。细菌没有线粒 体，但好氧性细菌能进行有氧呼吸。 思考 5：葡萄糖、丙酮酸和氧气是否进入线粒体？ 答： 丙酮酸和氧气进入线粒体，葡萄糖不进入。 思考 6： 第二阶段脱下的H都来自于丙酮酸吗？ 答：第二阶段脱下的H一部分来自于丙酮酸，另一部分来自于水。 6 思考7：如果没有O2O2，第几阶段反应将无法进行？ 答：如果没有 O2，第三阶段反应首先将无法进行，进而导致第二阶段也无法进行。 思考 8：这三个阶段的发生和ATP的生成有什么关系？ 答：这三个阶段的发生都能为ATP 的生成提供所需的能量。 思考 9：写出葡萄糖在细胞内有氧分解的总反应式。 答：1C6H12O6+
10、6 H2O + 6 O26 CO2+12H2O。 由酶催化。 思考 10：葡萄糖在生物体外的燃烧与它在细胞内的有氧分解有什么异同？ 答：葡萄糖在生物体外的燃烧与它在细胞内的有氧分解的共同点是：都彻底氧化分解为 二氧化碳和水，并释放出能量。不同点是：葡萄糖在细胞内的有氧分解（有氧呼吸）是在温 和的 条件下进行的；有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；这些能量有相当 一部分储 存在ATP中。 思考 11：写出葡萄糖在细胞内无氧分解的总反应式。 答：1C6H12O6 2CO2+2 C2H5OH（酒精）；1C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）。均由酶催化。 思考 12：骨骼肌细胞保留了产能
11、效率较低的无氧呼吸方式，有何意义？ 答：在缺氧条件下补充骨骼肌能量的供应。 思考 13：总结影响细胞呼吸的环境因素主要有哪些？ 答：影响细胞呼吸的环境因素主要有温度、氧气浓度、水分等。 思考 14：用酵母菌酿酒过程中为什么要先通气、后密封？ 答：酵母菌酿酒过程中先通气有助于细胞有氧呼吸为大量繁殖提供充足的能量，后密封 是 为无氧发酵产生酒精。 思考 15：保藏果蔬和种子的环境条件有何异同？为什么？ 答：保藏果蔬和种子都需要环境温度 低（一般为零上低温，防止冻害）、氧气浓度低以 抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。区别是保藏果蔬需要一定的相对湿度，而储存种子需要 环境 干燥。 思考 16：图中哪些过
12、程属于有（无）氧呼吸？哪些过程能够在人体（酵母菌）细胞内 发生？ 答：图中、属于无氧呼吸，属于有氧呼吸。能够在人体细胞内发生， 能够在酵母菌细胞内发生。 例1. D。 例2. BD。 1、2、3 分别代表细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。 1 和 3 都不具有双层生物膜。 1 和 2 中发生的反应不同，根据酶的专一性，所含酶的 种类应该不同。2产生少量ATP，3产生 大量ATP。甲、乙分别代表丙酮酸、H。 例3. D。被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的除了存留 在酒精中以外，还有 很多以热的形式散失。 例4. D。丙酮酸是无氧呼吸的中间产物。有氧呼吸产生的H在线粒 体内膜中与氧
13、结合生成水。 无氧呼吸不需要 O2 的参与，该过程最终没有H的积累。 例5D。a 条件下，无氧呼吸产物产生CO2的同时不会产生乳酸。b 条 件下： 7 1C6H12O6+6 H2O +6 O26 CO2+12H2O；1C6H12O6 2 CO2+2 C2H5OH 0.5 3 3 2.5 8-3=5 有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5，比无氧呼吸消耗的葡萄糖2.5 少。 c 条件下，CO2 释放 量大于 O2 吸收量，除有氧呼吸外，还发生了无氧呼吸。d条件下，CO2释放量和O2 吸收 量相等，完全 进行有氧呼吸，因而产生的 CO2 全部来自线粒体（基质）。 例6.（1）无氧 细胞质基质 二氧化碳和酒精
14、 （2）减少 在 8 此期间只有呼吸作用消耗有机物，没有光合作用合成有机物 （3）有氧 【解析】在1224h期间，CO2 释放速率远高于O2 吸收速率，故在此期间呼吸作用的主 要方式是无氧呼吸。无氧呼吸发生在细胞质基质，其产物除 CO2，还有酒精。 例7(1)C、E B、F B、D、F （2）线粒体内膜 能 【解析】（1）完整酵母菌在加入葡萄糖和氧气的情况（E 试管）下，会产生CO2和H2O。 CO2和H2O 是丙酮酸进入线粒体后有氧分解产生的，因此线粒体获得丙酮酸和氧气（C 试管） 后也会产生CO2和H2O。完整酵母菌在加入葡萄糖和无氧情况（F 试管）下，会产生酒精，该 过程是在细胞质基质中发生的，因此细胞质基质被给以葡萄糖和无氧条件（B 试管）也能产 生酒精。以 F 试管作为对照（确认酵母菌能进行无氧呼吸，才有判断无氧呼吸场所的问题）， 其他条件不变，将完整酵母菌分别替换成细胞质基质（B 试管）和线粒体（D 试管），可以 根据它们的实验结果判断酵母菌进行无氧呼吸的场所。（2）有氧呼吸产生的H，经过一系 列的化学反应，与氧结合形成水，发生在线粒体内膜。题目说 DNP 对该氧化过程没有影响， 故葡萄糖的氧化分解能继续进行，只是不能合成ATP罢了。