第3节+细胞呼吸的原理和应用 高中生物人教版必修1

ATP的主要来源——细胞呼吸1、阐明有氧呼吸和无氧呼吸的过程。2、说出有氧呼吸和无氧呼吸的异同点。3、说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。学习目标细胞呼吸的概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳和水或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。酵母菌：单细胞真菌，异养型在有氧和无氧的条件下都能生存（兼性厌氧）。一、探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌在日常生活中的用途：

酿酒、面粉发酵

酵母菌在什么条件产生的CO2

（有氧？无氧？）哪种条件下产生的多？什么情况下能产生酒精？作出假设提出问题设计实验CO2有氧产生无氧CO2+酒精产生探究：酵母菌细胞呼吸的方式2、鉴定酒精橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．1、鉴定二氧化碳二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄酵母菌细胞呼吸产物鉴定原理实验装置及原理条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色分析实验结果:1、酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳2、在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。3、在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。得出结论嵴线粒体基质内膜外膜二、有氧呼吸有氧呼吸的主要场所C6H12O62丙酮酸能少量ATP热少量[H]6CO2能少量ATP热大量[H]12H2O能大量ATP热线粒体细胞质基质酶6H2O②酶①6O2酶③有氧呼吸的过程场所：线粒体内膜酶12H2O+大量能量

③24[H]+6O2酶6CO2+大量[H]+少量能量

②2C3H4O3（丙酮酸）场所：线粒体基质+6H2O有氧呼吸的三个阶段C6H12O6酶2C3H4O3+少量[H]+少量能量场所：细胞质基质①（丙酮酸）阶段一：糖酵解C6H12O6

+

2

NAD+

+

2

ADP

+

2

H3PO4

→

2

NADH

+

2

C3H4O3

+

2

ATP

+

2

H2O

+

2

H+阶段二：三羧酸循环阶段三：电子传递链氧化磷酸化1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ的能量，其中1161kJ转移到ATP中，其余以热能形式散失。总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶能量去向：有氧呼吸场

所反应物产

物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质葡萄糖丙酮酸、少量[H]少量丙酮酸、H2OCO2、大量[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质有氧呼吸三个阶段的比较线粒体内膜C6H12O62丙酮酸12H2O6CO2少量[H]6O2大量[H]6H2O少量能量少量能量大量能量酶酶酶第一阶段（细胞质基质）第二阶段（线粒体）第三阶段（线粒体）

细胞在O2的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出CO2和H2O，同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸的概念：1．有氧呼吸分为几个阶段？场所分别是哪儿？答案：三个阶段细胞质基质线粒体基质线粒体内膜2．水在第几阶段参与反应，又在哪一阶段生成？答案：第二阶段第三阶段3．在第几阶段产生二氧化碳？氧气在第几阶段参与反应？答案：第二阶段第三阶段4．哪个阶段产生的还原氢最多？最后还原氢参与反应的场所在哪儿？答案：第二阶段线粒体内膜5．生成的水中的氧、二氧化碳中的氧分别来自什么物质？答案：氧气葡萄糖和水1、概念：一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程。三、无氧呼吸2、场所：细胞质基质葡萄糖（C6H12O6）丙酮酸[H]酶少量能量酶C2H5OH

+

CO2（酒精）C3H6O3

（乳酸）酶第二阶段第一阶段3.

过程C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量4.反应式例：大多数植物、酵母菌例：高等动物、乳酸菌、（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）C6H12O6（葡萄糖）+2NAD+

→2CH3COCOOH（丙酮酸）+2NADH+2ATP+2H+2CH3COCOOH（丙酮酸）→2CO2

+2CH3CHO（乙醛）2CH3CHO（乙醛）+2NADH+2H+

→2C2H5OH（乙醇）+2NAD+C6H12O6（葡萄糖）+2NAD+

→2CH3COCOOH（丙酮酸）+2NADH+2ATP+2H+2CH3COCOOH（丙酮酸）+2NADH+2H+

→2CH3CHOHCOOH（乳酸）+2NAD+葡萄糖C6H12O6丙酮酸+[H]酶C2H5OH（酒精）＋CO2C3H6O3（乳酸）酶酶第一阶段第二阶段

两种无氧呼吸的异同少量能量相同点：1.第一阶段完全相同2.都在细胞质基质中进行不同点：第二阶段不同

类别项目

有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点相同点场所条件产物释放能量联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧、酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量少量第一阶段反应完全相同分解有机物，释放能量，合成ATP1．无氧呼吸分为几个阶段？场所分别是哪儿？

两个阶段

细胞质基质2．无氧呼吸在第几阶段有能量释放？未释放的能量储存在哪里？第一阶段

酒精或乳酸3．生成酒精的生物？生成乳酸的生物？

高等植物和酵母菌等生物

高等动物、高等植物的某些器官（马铃薯的块茎、甜菜块根、玉米胚等）细胞、乳酸细胞呼吸原理的应用破伤风疫苗创可贴植物松土提倡慢跑稻田定期排水发酵工业四、细胞呼吸原理的应用透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制厌氧病菌的繁殖手上有伤口，要选择什么材料包扎？利用各种菌的呼吸类型和发酵各生产阶段对氧气的需要，控制通气的情况，以大量生产各种产品。你知道酒是利用什么原理生产出来的吗？花盆里需要及时松土？土壤板结后，透气不足，会影响根系细胞呼吸对氧气的需要，影响根系生长。稻田需要定期排水？如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。

人在剧烈运动时，以无氧呼吸为主，这时会产生大量的乳酸，积累在骨骼肌处，使人感到酸胀乏力；若进行慢跑，则以有氧呼吸供能，这时产生的是CO2和水不会产生酸胀乏力感。五、影响细胞呼吸的环境因素影响细胞呼吸的因素：温度、水分、氧气、二氧化碳浓度（1）温度：通过影响_________而影响细胞呼吸。在一定范围内细胞呼吸的速率随温度的升高而明显加快，但超过一定的温度后，细胞呼吸反而会减弱，甚至停止。酶活性应用：蔬菜和水果储存：降温；保持昼夜温差(2)水分自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。

应用：种子贮藏前风干、晾晒：减少水分，

呼吸作用

降低细胞（3）氧气（4）CO2浓度：CO2的浓度升高，呼吸的速率降低。思考：果蔬在储存时，氧气浓度应该调节至哪一点？为什么？1、在有氧呼吸过程中，葡萄糖被分解为丙酮酸是发生在细胞的（

）

A．细胞核

B．细胞质基质

C．线粒体

D．高尔基体2、有氧呼吸从葡萄糖开始，到最终生成水和二氧化碳，氧气用于（

）A．葡萄糖分解为丙酮酸B．丙酮酸分解为二氧化碳C．与［H］结合生

成水D．氧化有机物巩固检测BC巩固检测3.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为

①产生的酒精对细胞有毒害

②产生的乳酸对

细胞有毒害

③没有专门的无氧呼吸结构

④

产生的能量太少

（

）

A.①②

B.②③

C.

③④

D.④①D4.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是

(

)

A.不产生CO2

B.一定产生CO2

C.不形成ATP

D.物质氧化分解不彻底D5.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）。把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙3个试管中，进行以下实验（1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物是：甲

乙

；

丙

。（2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物是：甲

乙