必修一生物第五章 第三节 细胞呼吸

1、复习导入：1、生物体生命活动所需的直接能源物质是什么？2、ATP与ADP之间怎样相互转化？3、ATP高能磷酸键中的能量来自什么地方？细胞内 + 有机物+ + 水 COCO2 2能能 量量呼吸作用（本质）呼吸现象和呼吸作用O2O2呼吸（现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官COCO2 2气体运输+ +“呼吸”和“细胞呼吸”有什么区别和联系？ “呼吸”日常生活中是指高等动物或人吸入氧气和呼出二氧化碳(与外界气体交换)的过程，而“细胞呼吸”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。思考 “呼吸”是“细胞呼吸”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行细胞呼吸（有氧呼吸）；而“细胞呼吸”是“呼吸”的其

2、中一个过程。 细胞呼吸是指 在细胞内,经过由酶催化的一系列 ，生成 或其他产物，释放出 并生成 的过程。有机物氧化分解二氧化碳能量ATP一、细胞呼吸的概念呼吸作用的类型(根据是否需要氧): 有氧呼吸 无氧呼吸二、探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）实验原理1、酵母菌是单细胞真菌，属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2 。2、 CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊；（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。3、酒精的检测方法橙色重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。（二)实验假设 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼

3、吸，产生CO2和酒精。(三)实验用具（略）1、NaOH的作用是什么？2、酵母菌进行什么呼吸？3、澄清的石灰水有什么作用？ 4、如何说明CO2产生的多少？5、如何控制无氧的条件？6、怎样检测酒精的产生？有氧呼吸装置无氧呼吸装置(四)实验结果预测1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰水变浑浊。2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应。3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多。(五)实验步骤1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶。2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35

4、 环境下培养8-10小时。3、检测CO2的产生。4、检测酒精的产生。实验开始：A装置（35C)实验开始：B装置（35C)(六)观测、记录条件澄清石灰水/出现时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧变混浊快无变化变混浊慢出现灰绿色实验进行3小时：A装置（35C)实验进行3小时：B装置（35C)溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸+ A装置的酵母菌滤液+ B装置的酵母菌滤液灰绿色不变灰绿色练习：适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（ ）ABCD加入葡萄糖和水加入葡萄糖加入水加入葡萄糖和水并不断搅拌A A实验结论 酵母菌在有氧

5、和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2和水，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。对比实验自变量：有氧、无氧；因变量：细胞呼吸产生的结果。三、有氧呼吸1、线粒体是有氧呼吸的主要场所有氧呼吸概念： 细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把_等有机物_，产生_和_，释放_,生成_的过程。氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解大量ATP第一阶段：第一阶段：第三阶段：第三阶段：第二阶段：第二阶段：2、有氧呼吸的过程葡萄糖的初步分解（葡萄糖的初步分解（不需氧不需氧）场所：场所：细胞质基质细胞质基质C6H12O6酶酶2丙酮酸丙酮酸(C3H4O3) + 4H +

6、 能量（少量）能量（少量） 2ATP热能散失热能散失丙酮酸彻底分解（丙酮酸彻底分解（不需氧不需氧）场所：场所：线粒体基质线粒体基质酶酶6CO2 +20H + + 能量能量 （少量）（少量）2 2丙酮酸丙酮酸(C3H4O3) + 6H2O2ATP散失散失HH的氧化（的氧化（需氧需氧）场所：场所：线粒体内膜线粒体内膜酶酶12H2O + + 能量（大量）能量（大量）24H + 6O234ATP热能散失热能散失H2O H H2O O2 H2OC6H12O6 丙酮酸CO2丙酮酸H H2OH H2OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+ 12H2*O +能量酶C：H：O：C、H、O的

7、来龙去脉：C6H12O6 丙酮酸H2OCO23、有氧呼吸的特点（与燃烧相比）（1）有氧呼吸在温和的条件下进行；（2）有机物中的能量是经过一系列化学反应逐步释放的；（3）释放的能量除了以热能的形式散失外，还有一部分储存在ATP中。 1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ的能量，其中只有1161kJ转移到ATP中，还有1709kJ以热能的形式散失掉了。据此你可得出哪些结论？有氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失了；有氧呼吸的能量转换效率只有：11612870=40.45。4、有氧呼吸的能量利用效率热能热能葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O O能量能量ADPADPPiPiATPATP用于各项

8、用于各项生命活动生命活动2870kJ2870kJ约约4040（体温的来源）（体温的来源）C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量少量能量ATPATP热量热量酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O大量大量能量能量ATPATP热热量量线粒体线粒体少量能量少量能量ATPATP热热量量4H4H6O6O2 2酶酶细胞质基质细胞质基质2 2丙酮酸丙酮酸酶酶有氧呼吸有氧呼吸 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小结一：有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少

9、量丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O OCOCO2 2、HH 少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体基质基质线粒体线粒体内膜内膜 产生CO2的阶段（） 消耗水的阶段（） ;产生H2O的阶段（） 氧气参与的阶段（ ） 产生能量的阶段（ ） 产生能量最多的阶段（ ） 产生的阶段（ ） 生成的CO2中O来自于（ ）生成的H2O中的O来自于（ ）二三三三一、二、三二一、二小结二：有氧呼吸过程中的细节葡萄糖和反应物中的水O2 2你能找出图中的错误吗？你能找出图中的错误吗？苹果储藏久了为什么会有酒味呢？无氧呼吸的场所在哪里呢?反应是如何进行的呢？四、无氧呼吸 概念：细胞在无O2的条件

10、下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（乳酸或酒精和CO2），同时释放出少量能量的过程。 场所：细胞质基质1、无氧呼吸的概念发酵：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸酶酶2C2H5OH+2CO22C3H6O3第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段2、无氧呼吸的过程2C3H4O3+4H+能量能量（少量）（少量）C6H12O6酶酶酶酶C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )+ + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量

11、能量少量能量酶酶例：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、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌无氧呼吸总反应式（不能同时存在） 1mol葡萄糖无氧呼吸释放能量196.65KJ（生成乳酸）或222KJ（生成酒精），其中均有61.08KJ转移至ATP中。同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？无氧呼吸中，葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中！3、无氧呼吸的能量转化4、有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系C C6 6H H1212O O6 6C C2 2HH5 50H0H（酒精）（酒精）+CO+CO2 2+ +少量能量少量能量丙酮酸丙酮酸C C3 3HH6 6OO3 3

12、（乳酸）（乳酸）+ +少量能量少量能量大量能量大量能量有有酶酶无无O O2 2酶酶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释放能量细胞质基质、线粒体内需氧CO2、H2O较多细胞质基质不需氧CO2、C2H5OH或C3H6O3较少五、穿膜问题穿过肺泡壁：两层膜（进细胞、出细胞）进毛细血管：两层膜进红细胞：一层膜出红细胞：一层膜出毛细血管：两层膜出组织细胞：一层膜进线粒体：一层膜（O2一共要穿11层膜）氧气浓度最高： 肺泡氧气浓度最低： 线粒体二氧化碳浓度最高：线粒体二氧化碳浓度最低： 肺泡六、影响细胞呼吸的因素（一）内部因素根本原因：遗传物质决定；1、陆生植物水生植物

13、，阳生植物阴生植物；2、同一植物不同生长发育时期；3、同一植物不同器官。1、温度原理：温度通过影响各种酶的活性进而影响呼吸速率。温度呼吸速率应用：贮存果蔬时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，减少有机物的损耗，从而延长保存时间。（二）环境因素2、氧气浓度（1）缺氧：植物进行无氧呼吸，但时间过长植物死亡。原理：酒精对细胞有毒害作用，使蛋白质变性；释放能量少，无法满足细胞生命活动需要。应用：稻田定期排水：保证根部有足够的氧气，否则产生的酒精导致根部腐烂变黑。松土：保证根细胞的有氧呼吸，保证根对离子的吸收。原理：1、一定范围内，O2浓度促进有氧呼吸；2、O2浓度抑制无氧呼吸；3、O2浓度为

14、零时，只进行无氧呼吸；O2浓度超过10%后只进行有氧呼吸。应用：各种菌：厌氧（创可贴要透气；破伤风芽孢杆菌） 好氧（醋酸杆菌；谷氨酸棒状杆菌） 兼性厌氧（酵母菌：有氧呼吸-大量繁殖；无 氧呼吸-产生酒精） O2离子吸收速率A0BC呼吸作用强度离子吸收速率0A点：无氧呼吸供能BC段：载体数量限制0O2CO2释放量AB10%分析：酵母细胞既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸，氧气浓度增大，无氧呼吸受抑制。A：无氧呼吸；B：有氧呼吸（达到稳定的原因：酶达到饱和）。测定酵母细胞：O2吸收量O2浓度CO2的释放量BDcA0有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O无氧：C6H12O62C2H5

15、OH2CO2思考： 若BD=DE，有氧无氧消耗葡萄糖量的关系？ 阴影代表什么含义？植物非绿器官在不同O2浓度下,CO2释放量和O2吸收量的变化曲线：A点，B点，C点，AB段、BC段、C点之后；E小结四：粮食和果蔬的储存条件粮食：低温、干燥、低O2 、高CO2果蔬：低温、适宜湿度、低O2 、高CO23、水分原理：自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。应用：种子贮藏前要晒干以减少水分进而减弱呼吸作用；干种子萌发前浸泡，使含水量增加从而增强呼吸作用。 4、CO2浓度原理：CO2作为呼吸作用的产物，它的浓度增加会明显的抑制呼吸作用，使呼吸速率减慢。应用：果蔬可放入CO2浓度较高的地窖中储存，从而减

16、缓呼吸作用，减少有机物的消耗。（使丙酮酸分解的速度降低）七、细胞呼吸方式的确认原理：种子萌发过程如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。结果预测(装置中液移动情况) 相应结论装置1装置21液滴左移液滴不移动 2液滴不动 液滴右移 3液滴左移 液滴右移 说明萌发的种子只进行有氧呼吸；说明萌发的种子只进行无氧呼吸；萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。 有氧呼吸过程有氧呼吸过程线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质C6H12O6 酶酶少量能量少量能量(ATP)(ATP

17、)4H2 2丙酮酸丙酮酸(C(C3 3H H4 4O O3 3) ) 第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质酶酶6H6H2 2O O 6CO6CO2 2 少量能量少量能量20H(ATP)(ATP)6O6O2 2 大量能量大量能量(ATP)(ATP)酶酶12H12H2 2O O 第二阶段第二阶段: :线粒体基质线粒体基质第三阶段第三阶段: :线粒体内膜线粒体内膜无氧呼吸过程无氧呼吸过程细胞质基质细胞质基质C6H12O6 酶酶少量能量少量能量(ATP)(ATP)4H2 2丙酮酸丙酮酸(2C(2C3 3H H4 4O O3 3) ) 第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质酶酶酶酶(C(C2 2H H5

18、5OH)OH)酒精酒精+ CO+ CO2 2 (C(C3 3H H6 6O O3 3) )乳酸乳酸第二阶段第二阶段细胞质基质细胞质基质、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是（ ） 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CO2D练习2、生物呼吸作用过程中，若有二氧化碳放出，则可判断此过程一定（ ） A、不是乳酸发酵 B、不是酒精发酵 C、是有氧呼吸 D、是无氧呼吸AA4、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,以后可在下列何种物质中发现它 A、丙酮酸 B、CO2 C、H2O D、H2O和CO25、苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物分别是 A、乳酸和酒精 B、酒精和乳酸、二氧化碳 C、酒精、二氧化碳和乳酸 D、都是酒精6、在生产实践中，贮存种子的最佳组合条件是（ ） A低温、干燥、低氧 、高CO2.B低温、湿度适中、低氧C高温、干燥、高氧、高CO2.D高温、湿度适中、高氧如果是贮存蔬菜、水果？A 7、将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和