必修一生物第五章 第三節(jié) 細(xì)胞呼吸

1、復(fù)習(xí)導(dǎo)入：1、生物體生命活動所需的直接能源物質(zhì)是什么？2、ATP與ADP之間怎樣相互轉(zhuǎn)化？3、ATP高能磷酸鍵中的能量來自什么地方？細(xì)胞內(nèi) + 有機物+ + 水 COCO2 2能能 量量呼吸作用（本質(zhì)）呼吸現(xiàn)象和呼吸作用O2O2呼吸（現(xiàn)象）呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官COCO2 2氣體運輸+ +“呼吸”和“細(xì)胞呼吸”有什么區(qū)別和聯(lián)系？ “呼吸”日常生活中是指高等動物或人吸入氧氣和呼出二氧化碳(與外界氣體交換)的過程，而“細(xì)胞呼吸”是指細(xì)胞內(nèi)有機物分解釋放能量的過程。思考 “呼吸”是“細(xì)胞呼吸”的前提和基礎(chǔ)，沒有呼吸過程吸入的氧氣，就不能進行細(xì)胞呼吸（有氧呼吸）；而“細(xì)胞呼吸”是“呼吸”的其

2、中一個過程。 細(xì)胞呼吸是指 在細(xì)胞內(nèi),經(jīng)過由酶催化的一系列 ，生成 或其他產(chǎn)物，釋放出 并生成 的過程。有機物氧化分解二氧化碳能量ATP一、細(xì)胞呼吸的概念呼吸作用的類型(根據(jù)是否需要氧): 有氧呼吸 無氧呼吸二、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（一）實驗原理1、酵母菌是單細(xì)胞真菌，屬于兼性厭氧菌。進行有氧呼吸產(chǎn)生水和CO2，無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2 。2、 CO2的檢測方法（1）CO2使澄清石灰水變渾濁；（2）CO2使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。3、酒精的檢測方法橙色重酪酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。（二)實驗假設(shè) 酵母菌在有氧情況下進行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2，在無氧情況下進行無氧呼

3、吸，產(chǎn)生CO2和酒精。(三)實驗用具（略）1、NaOH的作用是什么？2、酵母菌進行什么呼吸？3、澄清的石灰水有什么作用？ 4、如何說明CO2產(chǎn)生的多少？5、如何控制無氧的條件？6、怎樣檢測酒精的產(chǎn)生？有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置(四)實驗結(jié)果預(yù)測1、酵母菌在有氧和無氧情況下均產(chǎn)生了CO2，能使澄清石灰水變渾濁。2、酵母菌在有氧情況下，沒有酒精生成，不能使重鉻酸鉀溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；在無氧情況下，生成了酒精，使重鉻酸鉀溶液發(fā)生灰綠色顯色反應(yīng)。3、酵母菌的有氧呼吸比無氧呼吸釋放的CO2要多。(五)實驗步驟1、配制酵母菌培養(yǎng)液（等量原則）置于A、B錐形瓶。2、組裝有氧呼吸和無氧呼吸裝置圖，放置在25-35

4、 環(huán)境下培養(yǎng)8-10小時。3、檢測CO2的產(chǎn)生。4、檢測酒精的產(chǎn)生。實驗開始：A裝置（35C)實驗開始：B裝置（35C)(六)觀測、記錄條件澄清石灰水/出現(xiàn)時間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧變混濁快無變化變混濁慢出現(xiàn)灰綠色實驗進行3小時：A裝置（35C)實驗進行3小時：B裝置（35C)溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇CO2的變色過程用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸+ A裝置的酵母菌濾液+ B裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色練習(xí)：適宜的溫度條件下，在下列裝置中都加入活酵母，其中適于產(chǎn)生酒精的裝置是（ ）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斷攪拌A A實驗結(jié)論 酵母菌在有氧

5、和無氧條件下均能進行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水，在無氧條件下通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的CO2。對比實驗自變量：有氧、無氧；因變量：細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的結(jié)果。三、有氧呼吸1、線粒體是有氧呼吸的主要場所有氧呼吸概念： 細(xì)胞在_的參與下，通過_的催化作用，把_等有機物_，產(chǎn)生_和_，釋放_,生成_的過程。氧多種酶葡萄糖CO2H2O能量徹底氧化分解大量ATP第一階段：第一階段：第三階段：第三階段：第二階段：第二階段：2、有氧呼吸的過程葡萄糖的初步分解（葡萄糖的初步分解（不需氧不需氧）場所：場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6酶酶2丙酮酸丙酮酸(C3H4O3) + 4H +

6、 能量（少量）能量（少量） 2ATP熱能散失熱能散失丙酮酸徹底分解（丙酮酸徹底分解（不需氧不需氧）場所：場所：線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)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）場所：場所：線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜酶酶12H2O + + 能量（大量）能量（大量）24H + 6O234ATP熱能散失熱能散失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、來龍去脈：C6H12O6 丙酮酸H2OCO23、有氧呼吸的特點（與燃燒相比）（1）有氧呼吸在溫和的條件下進行；（2）有機物中的能量是經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放的；（3）釋放的能量除了以熱能的形式散失外，還有一部分儲存在ATP中。 1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870kJ的能量，其中只有1161kJ轉(zhuǎn)移到ATP中，還有1709kJ以熱能的形式散失掉了。據(jù)此你可得出哪些結(jié)論？有氧呼吸產(chǎn)生的能量大部分以熱能形式散失了；有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率只有：11612870=40.45。4、有氧呼吸的能量利用效率熱能熱能葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O O能量能量ADPADPPiPiATPATP用于各項

8、用于各項生命活動生命活動2870kJ2870kJ約約4040（體溫的來源）（體溫的來源）C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量少量能量ATPATP熱量熱量酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O大量大量能量能量ATPATP熱熱量量線粒體線粒體少量能量少量能量ATPATP熱熱量量4H4H6O6O2 2酶酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2 2丙酮酸丙酮酸酶酶有氧呼吸有氧呼吸 場場 所所 反應(yīng)物反應(yīng)物 產(chǎn)產(chǎn) 物物 釋能釋能第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段小結(jié)一：有氧呼吸三個階段的比較細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)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大量大量線粒體線粒體基質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體內(nèi)膜內(nèi)膜 產(chǎn)生CO2的階段（） 消耗水的階段（） ;產(chǎn)生H2O的階段（） 氧氣參與的階段（ ） 產(chǎn)生能量的階段（ ） 產(chǎn)生能量最多的階段（ ） 產(chǎn)生的階段（ ） 生成的CO2中O來自于（ ）生成的H2O中的O來自于（ ）二三三三一、二、三二一、二小結(jié)二：有氧呼吸過程中的細(xì)節(jié)葡萄糖和反應(yīng)物中的水O2 2你能找出圖中的錯誤嗎？你能找出圖中的錯誤嗎？蘋果儲藏久了為什么會有酒味呢？無氧呼吸的場所在哪里呢?反應(yīng)是如何進行的呢？四、無氧呼吸 概念：細(xì)胞在無O2的條件

10、下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物（乳酸或酒精和CO2），同時釋放出少量能量的過程。 場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1、無氧呼吸的概念發(fā)酵：酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸酶酶2C2H5OH+2CO22C3H6O3第一階段第一階段第二階段第二階段2、無氧呼吸的過程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：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞等）例：大多數(shù)植物、酵母菌無氧呼吸總反應(yīng)式（不能同時存在） 1mol葡萄糖無氧呼吸釋放能量196.65KJ（生成乳酸）或222KJ（生成酒精），其中均有61.08KJ轉(zhuǎn)移至ATP中。同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？無氧呼吸中，葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中！3、無氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化4、有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)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無無O O2 2酶酶有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所是否需氧分解產(chǎn)物釋放能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)需氧CO2、H2O較多細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不需氧CO2、C2H5OH或C3H6O3較少五、穿膜問題穿過肺泡壁：兩層膜（進細(xì)胞、出細(xì)胞）進毛細(xì)血管：兩層膜進紅細(xì)胞：一層膜出紅細(xì)胞：一層膜出毛細(xì)血管：兩層膜出組織細(xì)胞：一層膜進線粒體：一層膜（O2一共要穿11層膜）氧氣濃度最高： 肺泡氧氣濃度最低： 線粒體二氧化碳濃度最高：線粒體二氧化碳濃度最低： 肺泡六、影響細(xì)胞呼吸的因素（一）內(nèi)部因素根本原因：遺傳物質(zhì)決定；1、陸生植物水生植物

13、，陽生植物陰生植物；2、同一植物不同生長發(fā)育時期；3、同一植物不同器官。1、溫度原理：溫度通過影響各種酶的活性進而影響呼吸速率。溫度呼吸速率應(yīng)用：貯存果蔬時，適當(dāng)降低溫度，可降低與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性，減少有機物的損耗，從而延長保存時間。（二）環(huán)境因素2、氧氣濃度（1）缺氧：植物進行無氧呼吸，但時間過長植物死亡。原理：酒精對細(xì)胞有毒害作用，使蛋白質(zhì)變性；釋放能量少，無法滿足細(xì)胞生命活動需要。應(yīng)用：稻田定期排水：保證根部有足夠的氧氣，否則產(chǎn)生的酒精導(dǎo)致根部腐爛變黑。松土：保證根細(xì)胞的有氧呼吸，保證根對離子的吸收。原理：1、一定范圍內(nèi)，O2濃度促進有氧呼吸；2、O2濃度抑制無氧呼吸；3、O2濃度為

14、零時，只進行無氧呼吸；O2濃度超過10%后只進行有氧呼吸。應(yīng)用：各種菌：厭氧（創(chuàng)可貼要透氣；破傷風(fēng)芽孢桿菌） 好氧（醋酸桿菌；谷氨酸棒狀桿菌） 兼性厭氧（酵母菌：有氧呼吸-大量繁殖；無 氧呼吸-產(chǎn)生酒精） O2離子吸收速率A0BC呼吸作用強度離子吸收速率0A點：無氧呼吸供能BC段：載體數(shù)量限制0O2CO2釋放量AB10%分析：酵母細(xì)胞既可進行有氧呼吸，又可進行無氧呼吸，氧氣濃度增大，無氧呼吸受抑制。A：無氧呼吸；B：有氧呼吸（達到穩(wěn)定的原因：酶達到飽和）。測定酵母細(xì)胞：O2吸收量O2濃度CO2的釋放量BDcA0有氧：C6H12O66O26H2O 6CO212H2O無氧：C6H12O62C2H5

15、OH2CO2思考： 若BD=DE，有氧無氧消耗葡萄糖量的關(guān)系？ 陰影代表什么含義？植物非綠器官在不同O2濃度下,CO2釋放量和O2吸收量的變化曲線：A點，B點，C點，AB段、BC段、C點之后；E小結(jié)四：糧食和果蔬的儲存條件糧食：低溫、干燥、低O2 、高CO2果蔬：低溫、適宜濕度、低O2 、高CO23、水分原理：自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強。應(yīng)用：種子貯藏前要曬干以減少水分進而減弱呼吸作用；干種子萌發(fā)前浸泡，使含水量增加從而增強呼吸作用。 4、CO2濃度原理：CO2作為呼吸作用的產(chǎn)物，它的濃度增加會明顯的抑制呼吸作用，使呼吸速率減慢。應(yīng)用：果蔬可放入CO2濃度較高的地窖中儲存，從而減

16、緩呼吸作用，減少有機物的消耗。（使丙酮酸分解的速度降低）七、細(xì)胞呼吸方式的確認(rèn)原理：種子萌發(fā)過程如果只進行有氧呼吸，則吸收的氧氣量和放出的二氧化碳量相等；如果只進行無氧呼吸，則不吸收氧氣，能放出二氧化碳；如果既有有氧呼吸又進行無氧呼吸，則吸收的氧氣量小于放出的二氧化碳量。結(jié)果預(yù)測(裝置中液移動情況) 相應(yīng)結(jié)論裝置1裝置21液滴左移液滴不移動 2液滴不動 液滴右移 3液滴左移 液滴右移 說明萌發(fā)的種子只進行有氧呼吸；說明萌發(fā)的種子只進行無氧呼吸；萌發(fā)的種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。 有氧呼吸過程有氧呼吸過程線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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) ) 第一階段第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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 第二階段第二階段: :線粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)第三階段第三階段: :線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜無氧呼吸過程無氧呼吸過程細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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) ) 第一階段第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)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) )乳酸乳酸第二階段第二階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O的轉(zhuǎn)移途徑是（ ） 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練習(xí)2、生物呼吸作用過程中，若有二氧化碳放出，則可判斷此過程一定（ ） A、不是乳酸發(fā)酵 B、不是酒精發(fā)酵 C、是有氧呼吸 D、是無氧呼吸AA4、用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子,以后可在下列何種物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)它 A、丙酮酸 B、CO2 C、H2O D、H2O和CO25、蘋果和馬鈴薯塊莖進行無氧呼吸時的產(chǎn)物分別是 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、在生產(chǎn)實踐中，貯存種子的最佳組合條件是（ ） A低溫、干燥、低氧 、高CO2.B低溫、濕度適中、低氧C高溫、干燥、高氧、高CO2.D高溫、濕度適中、高氧如果是貯存蔬菜、水果？A 7、將酵母菌研磨成勻漿，離心后得上清液(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))和