第三章 细胞呼吸

1、 思考：思考： 生物体生命活动的生物体生命活动的主主 要能源要能源物质是什么？物质是什么？ 生物体新陈代谢所需能生物体新陈代谢所需能 量的量的直接直接来源是什么？来源是什么？ 葡萄糖葡萄糖 ATPATP 那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所 需要的直接能量需要的直接能量ATP的呢？的呢？ 概念：概念： 有机物在有机物在活细胞活细胞内内氧化分解氧化分解为二氧化碳和水为二氧化碳和水 或分解为一些不彻底的氧化产物，并且伴随或分解为一些不彻底的氧化产物，并且伴随 着着能量释放能量释放的过程。的过程。 实质：实质：生物氧化 生物氧化 特征：特征： 1、

2、温和条件下逐步进行、温和条件下逐步进行 2、需酶的作用、需酶的作用 3、能量分段释放、能量分段释放 一、细胞呼吸一、细胞呼吸 “呼吸呼吸”和和“呼吸作用呼吸作用”有什么区别有什么区别？ “呼吸呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二 氧化碳的过程，而氧化碳的过程，而“呼吸作用呼吸作用”是指细胞内有机物是指细胞内有机物 分解释放能量的过程。分解释放能量的过程。 思考思考 “呼吸呼吸”是是“呼吸作用呼吸作用”的前提和基础，没有的前提和基础，没有 呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而 “呼吸作用呼吸作用”是是“呼吸呼吸”的

3、继续。的继续。 “呼吸呼吸”和和“呼吸作用呼吸作用”有什么联系有什么联系？ 思考思考 细胞内细胞内 + + 糖糖 类类 + + 水水 COCO2 2 能能 量量 呼吸作用（本质）呼吸作用（本质） 高等动物的呼吸现象和呼吸作用高等动物的呼吸现象和呼吸作用 O2 O2 呼吸（现象）呼吸（现象） 呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环 血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官 COCO2 2 气体运输气体运输 + + 二、细胞呼吸的类型二、细胞呼吸的类型 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 细胞呼吸细胞呼吸 （一）（一）有氧呼吸有氧呼吸 1 1、概念：、概念：细胞在氧气的参与下，细胞在氧气的参与下， 通过酶的催化

4、作用，把糖类等有机通过酶的催化作用，把糖类等有机 物物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生二氧化碳和，产生二氧化碳和 水，同时释放水，同时释放大量能量大量能量的过程。的过程。 自主构建自主构建 有氧呼吸的场所是什么有氧呼吸的场所是什么 有氧呼吸有氧呼吸分为哪几个阶段分为哪几个阶段 哪个阶段会产生哪个阶段会产生H H的去向如何的去向如何 每个阶段都释放能量吗每个阶段都释放能量吗 各阶段释放各阶段释放 能量的量有何不同能量的量有何不同 有机物中储存的能量去向如何有机物中储存的能量去向如何 各个阶段发生了什么化学反应各个阶段发生了什么化学反应 C C6 6H H12 12O O6 6 2 2、有氧呼吸的过

5、程有氧呼吸的过程 2 2丙酮酸丙酮酸 酶酶 6CO6CO2 2 4H4H 少量能量少量能量 少量能量少量能量 酶酶 6H6H2 2O O 20H20H 12H12H2 2O O 6O6O2 2 酶酶 大量能量大量能量 线粒体线粒体 细胞质基质细胞质基质 有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较 细胞质细胞质 基质基质 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 HH 少量少量 丙酮酸丙酮酸 H H2 2O O COCO2 2、HH 少量少量 HH、O O2 2H H2 2O O大量大量 线

6、粒体线粒体 基质基质 线粒体线粒体 内膜内膜 3 3、有氧呼吸的总反应式：有氧呼吸的总反应式： C C6 6H H12 12O O6 6+6H +6H2 2O+6O+6O O2 26CO6CO2 2+ +1212H H2 2O O+ + 酶酶 能量能量 1mol葡萄糖释放葡萄糖释放2870KJ，有，有1161KJ转移至转移至ATP（合成（合成 38molATP） 叶绿素吸叶绿素吸 收光能收光能 葡萄糖葡萄糖 分解分解 例例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答： C6H12O 1 23 O2 酶酶 酶酶 4 5 6 酶酶 H H (1)写出长方框内写出长

7、方框内1、2、3所依所依 次代表的物质名称：次代表的物质名称： 、 _、 。 (2)依次填出椭圆框内依次填出椭圆框内4、5、6 所代表的能量的多少所代表的能量的多少 、 _、 。 (3)有氧呼吸的主要场所是有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸，进入该场所的呼吸 底物是底物是_。 (4)用含用含18O的葡萄糖跟踪有氧的葡萄糖跟踪有氧 呼吸过程中的氧原子，呼吸过程中的氧原子，18O转转 移的途径是移的途径是_ 葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸二氧化碳二氧化碳 H2O 丙酮酸丙酮酸 CO2 少少 少少 大量大量 线粒体线粒体 丙酮酸丙酮酸 6 思考题思考题 1.C1.C6 6H H12 12O O6

8、6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是： 在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是： A A、在线粒体中进行无氧呼吸、在线粒体中进行无氧呼吸 B B、需在的氧条件下进行、需在的氧条件下进行 C C、不产生、不产生COCO2 2 D D、反应速度不受温度的影响、反应速度不受温度的影响 2. C2. C6 6H H12 12O O6 6 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验 小鼠放入含有放射性小鼠放入含有放射性18 18O O2 2气体的容器内， 气体的容器内， 18 18O O2 2进入细胞后，最先 进入细胞后，最先 出现的放

9、射性化合物是：出现的放射性化合物是： A A、丙酮酸、丙酮酸 B B、乳酸、乳酸 C C、 COCO2 2 D D、 H H2 2O O C C D D 刘翔在训刘翔在训 练时常会练时常会 在第二天在第二天 早上肌肉早上肌肉 发酸发酸,为为 什么什么? 指细胞在指细胞在无氧无氧条件下，通过条件下，通过酶酶 的催化作用，把葡萄糖等的催化作用，把葡萄糖等有机物有机物分分 解成为解成为不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物，同时释，同时释 放放少量能量少量能量的过程。的过程。 1.概念：概念： 自主构建自主构建 无氧呼吸的场所是什么无氧呼吸的场所是什么 无氧呼吸无氧呼吸分为哪几个阶段分为哪几个阶段 各阶段

10、发生了什么样的反应各阶段发生了什么样的反应 每个阶段都释放能量吗每个阶段都释放能量吗 各阶段释放各阶段释放 能量是大量还是少量能量是大量还是少量 无氧呼吸产生的产物有哪些无氧呼吸产生的产物有哪些 2无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程 葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解 C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 + +能量能量（少量少量） 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 2 2丙酮酸丙酮酸+ +4H4H 单击画面继续 丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 A.A.乳酸发酵乳酸发酵 酶酶 2C2C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) ) B.B.酒精发酵酒精

11、发酵 酶酶 2C2C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精) )+2CO+2CO2 2 2 2丙酮酸丙酮酸+ +4H4H 2 2丙酮酸丙酮酸+ +4H4H 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃例：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）薯块茎、甜菜块根等） 例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌 单击画面继续 总反应式：总反应式： C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 2C2C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )+ + 能量能量 C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 2C2C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精)

12、)+ + 2CO2CO2 2+ +能量能量 能量去向能量去向 1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量， 其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热 能的形式散失。 问：问：为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？ 无氧呼吸和有氧呼吸有何异同？无氧呼吸和有氧呼吸有何异同？ 类型 项目 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 区区 别别 场场 所所 条条 件件 产产 物物 释释 能能 联联 系系 细胞质基质、线粒细胞质基质、线粒 体（主要）体（主要） 细胞质基质细胞质基质 需氧、酶等需氧、酶等不需氧、需酶不需氧、需酶 较较 多多较较 少少 两

13、者第一阶段相同两者第一阶段相同 都分解有机物、释放能量都分解有机物、释放能量 3 3、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较 二氧化碳和水二氧化碳和水 酒精和二氧酒精和二氧 化碳或乳酸化碳或乳酸 1.为生命活动提供能量为生命活动提供能量 2.为体内其他化合物的合成提供原料为体内其他化合物的合成提供原料 1 1、包扎伤口，选用透气消毒纱布，其目的是、包扎伤口，选用透气消毒纱布，其目的是 _ 创造透气环境，避免厌氧菌的繁殖创造透气环境，避免厌氧菌的繁殖 2 2、酵母菌酿酒，先通气，后密封，其原理是先、酵母菌酿酒，先通气，后密封，其原理是先 让酵母让酵母_，再，再_ 3 3、花盆经常松土，

14、能促进根部的、花盆经常松土，能促进根部的_， 有利于吸收有利于吸收_等。等。 有氧呼吸，大量繁殖有氧呼吸，大量繁殖 无氧呼吸，产生酒精无氧呼吸，产生酒精 有氧呼吸有氧呼吸 矿物质离子矿物质离子 4 4、稻田定期排水，能抑制、稻田定期排水，能抑制_产生酒产生酒 精，防止酒精中毒，烂根死亡。精，防止酒精中毒，烂根死亡。 无氧呼吸无氧呼吸 5 5、破伤风杆菌（厌氧菌）感染伤口，须及时、破伤风杆菌（厌氧菌）感染伤口，须及时 清洗伤口，以防清洗伤口，以防_呼吸呼吸 6 6、提倡慢跑等有氧运动，防止剧烈运动，使肌、提倡慢跑等有氧运动，防止剧烈运动，使肌 肉细胞无氧呼吸产生大量肉细胞无氧呼吸产生大量_，从而

15、使肌，从而使肌 肉酸胀乏力。肉酸胀乏力。 无氧无氧 乳酸乳酸 7 7、延长种子、蔬菜、水果等储存时间的方法：、延长种子、蔬菜、水果等储存时间的方法： （1 1）低温（冰箱保存）：抑制）低温（冰箱保存）：抑制_的活性，从而的活性，从而 降低呼吸速率，减少有机物的消耗。降低呼吸速率，减少有机物的消耗。 （2 2）低氧（真空包装，充）低氧（真空包装，充COCO2 2、地窖保存等）：抑制、地窖保存等）：抑制 _呼吸。呼吸。 （3 3）低水分（晒干）：水分含量低，细胞代谢速率减）低水分（晒干）：水分含量低，细胞代谢速率减 慢。慢。 酶酶 有氧有氧 但蔬菜、水果的含水量必须适中，否则不能保鲜。但蔬菜、水果

16、的含水量必须适中，否则不能保鲜。 四、四、影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素 1 1、温度：植物最适、温度：植物最适25-3025-30 温度温度 呼吸呼吸 速率速率 应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间 在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作 用对有机物的消耗用对有机物的消耗 2 2、O O2 2： /CO/CO2 2释释 放量放量 O O2 2浓度浓度 一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼 吸则受到抑制。吸则受到抑制。 问：问：中耕

17、松土有何作用？中耕松土有何作用？ 水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？ 呼吸作用的 强度 右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响, 试据图回答: (1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是 的产物。 (2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是 。 (3)由B到C,CO2的释放量又不断 增加,其主要原因是 。 (4)为了有利于贮藏蔬菜或水果, 贮藏室内的氧气应调节到图中的 哪一点所对应的浓度? 采取这一措施的理由是_ _。 A A 无氧呼吸无氧呼吸 氧气增加，无氧呼吸氧气增加，无氧呼吸受抑制受抑制, ,有氧呼吸很有氧呼吸很微弱微弱

18、 O O2 2充足充足时，时，有氧呼吸加强有氧呼吸加强，释放，释放COCO2 2量增多量增多 B B点点。因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到 抑制，糖类等有机物分解得最慢。抑制，糖类等有机物分解得最慢。 3、水、水 细胞含水量高，代谢增强。所以，稻谷等种子细胞含水量高，代谢增强。所以，稻谷等种子 在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低 呼吸消耗呼吸消耗 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌：兼性厌氧型、单细胞真菌酵母菌：兼性厌氧型、单细胞真菌 相关知识链接相关知识链接 1. 酵母菌是单细胞真

19、菌（真核生物）酵母菌是单细胞真菌（真核生物） 2. 利用酵母菌可以酿酒（产生酒精）利用酵母菌可以酿酒（产生酒精） 3. 利用酵母菌可以发面（产生利用酵母菌可以发面（产生CO2） 一一. 提出问题提出问题 l1.酵母菌在有氧还是无氧条件下进行细胞呼吸？酵母菌在有氧还是无氧条件下进行细胞呼吸？ l2.酵母菌在上述条件下细胞呼吸的产物是什么？酵母菌在上述条件下细胞呼吸的产物是什么？ 二二. . 假假 设设 1. 酵母菌在有氧和无氧条件下均可进行细胞呼酵母菌在有氧和无氧条件下均可进行细胞呼 吸，产生吸，产生CO2。 2. 酵母菌在有氧条件下产生酒精。酵母菌在有氧条件下产生酒精。 三三. 酵母菌细胞呼吸

20、产物鉴定原理酵母菌细胞呼吸产物鉴定原理 1. CO2 Ca(OH)2 CaCO3 2. CO2 溴麝香草酚蓝溶液 黄 酸性条件 3. 酒精 重铬酸钾 灰绿色 四四. 对实验结果的预测对实验结果的预测 条件澄清石灰水溴麝香草酚蓝（蓝 色） 重铬酸钾-浓硫酸 溶液（橙色） 有氧 无氧 混浊 混浊 黄 黄 灰绿 无变化 五五. 设计实验设计实验 a.实验装置组装及原理实验装置组装及原理 b.实验过程实验过程 c.观察并记录实验结果观察并记录实验结果 a. 实验装置组装及原理实验装置组装及原理 增设的对照实验增设的对照实验 a. 实验装置组装及相关分析实验装置组装及相关分析 b. 实验过程实验过程 l

21、取20g新鲜食用酵母菌，分成两等份，分别放入 锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中。 l分别向瓶中注入240mL质量分数为5的葡萄糖 溶液。 六六. 实验过程中无关变量的控制实验过程中无关变量的控制 l1. 怎样保证A瓶中始终有氧？ l2. 如何保证酵母菌正常生活？ 酵母培养的条件酵母培养的条件 温度pH值葡萄糖溶液浓度时间 25356左右左右5 （质量分数）（质量分数）810小时小时 七七.实验结果实验结果 实验结果记录实验结果记录 条件澄清石灰水溴麝香草酚蓝 （蓝色） 重铬酸钾-浓硫酸 溶液（橙色） 有氧 混浊（）黄（短）无明显变化 无氧 混浊（）黄（长） 灰绿 八八. 实验结

22、论实验结论 l假设1正确，但有氧呼吸条件产生CO2多。 l假设2错误，在无氧条件下酵母菌产生酒精。 假设1. 酵母菌在有氧和无氧条件下均可进行 细胞呼吸，产生CO2。 假设2. 酵母菌在有氧条件下产生酒精。 巩巩 固固 练练 习习 3 3、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中 检测到检测到3 3种化学物质，其浓度变化如下图。图中种化学物质，其浓度变化如下图。图中P P、Q Q、R R 三曲线依次代表三曲线依次代表 A A、 O O2 2、COCO2 2、乳酸、乳酸 B B、乳酸、乳酸、COCO2 2、O O2 2 C C、 COCO2 2、

23、O O2 2、乳酸、乳酸 D D、 COCO2 2、乳酸、乳酸、O O2 2 4、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下 进行无氧呼吸。进行无氧呼吸。将酵母菌研磨、离心后，得到将酵母菌研磨、离心后，得到 上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。 把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别 防入甲、乙、丙防入甲、乙、丙3个试管中，进行四项独立实验（见右图）个试管中，进行四项独立实验（见右图） （1）向）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最