高中生物—細(xì)胞呼吸

1、 細(xì)胞的能量“通貨”ATP ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸一、一、ATP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖磷酸磷酸磷酸務(wù)實(shí)基礎(chǔ)：考點(diǎn)一：ATP的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)化AMP腺嘌呤核糖核苷酸ADPATPRNA的基本單位之一一二三四2.主要能源物質(zhì)：生物體內(nèi)主要儲(chǔ)能物質(zhì)：能量的最終來源：太陽(yáng)能糖類脂肪生物體內(nèi)的能源物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)直接供能物質(zhì)：ATP能量物質(zhì)一、細(xì)胞呼吸的概念和類型一、細(xì)胞呼吸的概念和類型 細(xì)胞呼吸是指細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物有機(jī)物在在細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)經(jīng)經(jīng)過一系列的過一系列的氧化分解氧化分解，生成，生成二氧化碳二氧化碳或其他產(chǎn)物或其他產(chǎn)物，釋放出能量并，釋放出能量并生成生成ATPATP的的過程。過程。有氧呼吸：

2、主要形式有氧呼吸：主要形式無氧呼吸無氧呼吸細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸二、有氧呼吸二、有氧呼吸1.1.場(chǎng)所場(chǎng)所：線粒體（主要）、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：線粒體（主要）、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體外膜外膜嵴嵴內(nèi)膜內(nèi)膜線線粒粒體體外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基質(zhì)基質(zhì)含含有氧呼吸有氧呼吸酶酶嵴嵴思考：好氧細(xì)菌有氧呼吸的場(chǎng)所呢？思考：好氧細(xì)菌有氧呼吸的場(chǎng)所呢？有氧呼吸圖解有氧呼吸圖解C C6 6H H1212O O6 62 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24H4H能能2ATP2ATP熱熱能能2ATP2ATP熱熱酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶能能34ATP34ATP熱熱線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

3、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（1 1）葡萄糖的初步分解）葡萄糖的初步分解C3H4O3 （2 2）丙酮酸的徹底分解）丙酮酸的徹底分解 2C3H4O3 + 6H2O （3 3）的氧化的氧化酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O +能量能量4.有氧呼吸的總反應(yīng)式有氧呼吸的總反應(yīng)式3.3.概念概念 場(chǎng)場(chǎng) 所：所： 條條 件：件： 物質(zhì)變化：物質(zhì)變化： 能量去向：能量去向：細(xì)胞質(zhì)、線粒體（主要）細(xì)胞質(zhì)、線粒體（主要）需氧氣，需酶需氧氣，需酶有機(jī)物有機(jī)物徹底徹底分解成無機(jī)物分解成無機(jī)物ATP1161KJ熱能熱能一部分以一部分以熱能熱能形式散失（約形式散失（約60%60%）（2870KJ）另一部分轉(zhuǎn)移到另一

4、部分轉(zhuǎn)移到ATPATP中（約中（約40%40%）鞏固：鞏固：下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：氧氣參與的階段（）氧氣參與的階段（）產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2O O的階段（），的階段（），H H2 2O O參與的階段（參與的階段（ ）產(chǎn)生產(chǎn)生COCO2 2的階段（）的階段（）產(chǎn)生產(chǎn)生ATPATP的階段（的階段（ ）產(chǎn)生產(chǎn)生ATPATP最多的階段（）最多的階段（）大量生成大量生成HH的的階段（階段（ ）產(chǎn)生產(chǎn)生HH的的階段（階段（ ）二二三三三三一、二、三一、二、三三三二二二二一二一二2C3H6O3C6H12O6 酶酶2分子分子 丙酮酸丙酮酸酶酶酶酶2C2H5OH +2CO

5、2無無 氧氧 （酒精）（酒精）（乳酸）（乳酸）沒有能量釋放沒有能量釋放釋放少量能量釋放少量能量第一階段第一階段第二階段第二階段2molATP 熱能熱能2.2.過程過程1.1.場(chǎng)所：場(chǎng)所： 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)三、無氧呼吸三、無氧呼吸C6H12O6酶酶2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+少量能量少量能量A.A.乳酸發(fā)酵乳酸發(fā)酵 例：高等動(dòng)物、例：高等動(dòng)物、乳酸菌乳酸菌、高等植物的某些器官、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）C6H12O6酶酶2C2H5OH（酒精）（酒精）+ 2CO2+ 少量少量能量能量B.B.酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵 例：大多數(shù)植物、例：大

6、多數(shù)植物、酵母菌酵母菌2 2、總反應(yīng)式、總反應(yīng)式 無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧無氧條件下，通過條件下，通過酶酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不不徹底徹底的氧化產(chǎn)物，釋放出的氧化產(chǎn)物，釋放出少量能量少量能量，生成，生成少少量量ATPATP的過程。的過程。3、概念：、概念：同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？能釋放少量能量？ 無氧呼吸中葡萄糖分子中的大部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分能量存留在酒精或乳酸中 類型類型項(xiàng)目項(xiàng)目 有氧呼吸有氧呼吸 無氧呼吸無氧呼吸 區(qū)區(qū) 別別 場(chǎng)場(chǎng) 所所

7、 條條 件件 產(chǎn)產(chǎn) 物物 釋釋 能能 聯(lián)聯(lián) 系系細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要）粒體（主要）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需需氧氧、酶等、酶等不需氧、需酶不需氧、需酶大量大量少量少量?jī)烧叩谝浑A段完全相同兩者第一階段完全相同都分解有機(jī)物，釋放能量，合成都分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATPATP四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較二氧化碳和二氧化碳和水水酒精、二氧酒精、二氧化碳或乳酸化碳或乳酸氣體變化特點(diǎn)氣體變化特點(diǎn)判斷方法判斷方法實(shí)例實(shí)例CO2釋釋放量大放量大于于O2的的消耗量消耗量 / 4/3有氧呼吸和無氧呼吸消有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等耗葡萄糖的速率相等酵母菌酵母

8、菌在不同在不同O2濃度濃度下的細(xì)下的細(xì)胞呼吸胞呼吸 / 4/3無氧呼吸消耗葡萄糖的無氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸速率大于有氧呼吸 / 4/3有氧呼吸消耗葡萄糖的有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸速率大于無氧呼吸2COV2OV2COV2OV2COV2OV細(xì)胞呼吸類型的判斷細(xì)胞呼吸類型的判斷酵母菌酵母菌培養(yǎng)液培養(yǎng)液NaOH酵母菌酵母菌培養(yǎng)液培養(yǎng)液清水清水a(chǎn)b當(dāng)當(dāng)a液滴液滴 、b液滴液滴 時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。當(dāng)當(dāng)a液滴液滴 、b液滴液滴 時(shí)，只進(jìn)行無氧呼吸。時(shí)，只進(jìn)行無氧呼吸。當(dāng)當(dāng)a液滴液滴 、b液滴液滴 時(shí)，即有無氧呼吸也有有氧時(shí)，即有無氧呼吸也有有氧呼吸。呼吸。右移右

9、移左移左移不動(dòng)不動(dòng)不動(dòng)不動(dòng)左移左移右移右移根據(jù)根據(jù)CO2釋放量和釋放量和O2消耗量判斷細(xì)消耗量判斷細(xì)胞呼吸狀況胞呼吸狀況(1)植物細(xì)胞呼吸的指標(biāo)：植物細(xì)胞呼吸吸收植物細(xì)胞呼吸的指標(biāo)：植物細(xì)胞呼吸吸收O2，釋放，釋放CO2，CO2被被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，毛細(xì)管內(nèi)溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，毛細(xì)管內(nèi)的水滴左移的水滴左移(實(shí)驗(yàn)裝置如下圖實(shí)驗(yàn)裝置如下圖)。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)液滴左移。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)液滴左移的體積即可計(jì)算呼吸速率。的體積即可計(jì)算呼吸速率。(2)條件：整個(gè)裝置必須遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)條件：整個(gè)裝置必須遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。干擾呼吸速

10、率的測(cè)定。(3)為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置及所測(cè)為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置及所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。種子進(jìn)行消毒處理。(4)對(duì)照組的設(shè)置：為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引對(duì)照組的設(shè)置：為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)定的生物滅活起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)定的生物滅活(將將種子煮熟種子煮熟)，其他條件均不變。，其他條件均不變。特別提醒特別提醒 （呼吸商=CO2釋放量O2吸收量）由于脂肪含H量高于糖類，因此耗氧量多。若以脂肪為呼吸底物，進(jìn)行有氧呼吸，會(huì)出現(xiàn)耗O2量CO2釋放量的情況。六、細(xì)胞呼吸的作用六、細(xì)胞呼吸的作用、為生物

11、體的生命活動(dòng)提供能量。、為生物體的生命活動(dòng)提供能量。、為體內(nèi)其它化合物的合成提供原料。、為體內(nèi)其它化合物的合成提供原料。七、七、影響細(xì)胞呼吸的因素影響細(xì)胞呼吸的因素1.1.溫度溫度溫度溫度呼吸呼吸速率速率應(yīng)用：應(yīng)用：貯存水果時(shí)，適當(dāng)降低溫度能延長(zhǎng)保存時(shí)間。貯存水果時(shí)，適當(dāng)降低溫度能延長(zhǎng)保存時(shí)間。在農(nóng)業(yè)上，夜晚適當(dāng)降低溫度，可以減少呼吸作用對(duì)有在農(nóng)業(yè)上，夜晚適當(dāng)降低溫度，可以減少呼吸作用對(duì)有機(jī)物的消耗。機(jī)物的消耗。通過影響酶的活性來影響呼吸速率。通過影響酶的活性來影響呼吸速率。2.O2.O2 2濃度濃度一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增強(qiáng)，一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增強(qiáng)，無氧呼吸則

12、受到抑制。無氧呼吸則受到抑制。CO2的釋放量的釋放量5 10 15 20 25 30 O2%1、黑色代表有氧呼吸、黑色代表有氧呼吸時(shí)時(shí)二氧化碳的生成量。二氧化碳的生成量。2、藍(lán)色、藍(lán)色代表無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量。代表無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳量。3、紅色、紅色代表二氧化碳的總生成量。代表二氧化碳的總生成量。細(xì)胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）細(xì)胞呼吸類型的判斷（以酵母為例）若只產(chǎn)生若只產(chǎn)生CO2，不消，不消耗耗O2，則只進(jìn)行無氧，則只進(jìn)行無氧呼吸。呼吸。若產(chǎn)生的若產(chǎn)生的CO2的摩爾數(shù)比的摩爾數(shù)比吸收吸收O2的摩爾數(shù)多，則兩的摩爾數(shù)多，則兩種呼吸同時(shí)并存種呼吸同時(shí)并存若產(chǎn)生若產(chǎn)生COCO2 2的摩爾數(shù)

13、與吸的摩爾數(shù)與吸收收OO2 2的摩爾數(shù)相等，則只的摩爾數(shù)相等，則只進(jìn)行有氧呼吸進(jìn)行有氧呼吸OO2 2%COCO2 2釋放量釋放量有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸ABCDCOCO2 2的總量的總量 5 10 15 20 25A點(diǎn)點(diǎn)AC段段C點(diǎn)以后點(diǎn)以后B點(diǎn)點(diǎn)表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等（表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等（CO2釋放量表示釋放量表示)D點(diǎn)點(diǎn)O2濃度超過一定值（濃度超過一定值（10%）以上時(shí)，無氧呼吸消失。說）以上時(shí)，無氧呼吸消失。說明有明有O2存在時(shí)，無氧呼吸受到抑制。存在時(shí)，無氧呼吸受到抑制。COCO2 2釋釋放量放量O O2 2濃度濃度酵母菌呼吸作用（有氧呼吸和無氧呼吸）放出C

14、O2隨O2濃度變化的曲線濃度變化的曲線22應(yīng)用：應(yīng)用：稻谷等種子在貯藏前要晾曬，甚至稻谷等種子在貯藏前要晾曬，甚至風(fēng)干，減少水分，降低呼吸消耗。風(fēng)干，減少水分，降低呼吸消耗。 細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少。因此，對(duì)累減少。因此，對(duì)糧食儲(chǔ)藏糧食儲(chǔ)藏和和果蔬保鮮果蔬保鮮來來說，又要設(shè)法減少細(xì)胞呼吸，盡可能減少說，又要設(shè)法減少細(xì)胞呼吸，盡可能減少有機(jī)物的消耗。有機(jī)物的消耗。 七、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用七、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用糧食儲(chǔ)藏 糧食儲(chǔ)藏時(shí)，要注意糧食儲(chǔ)藏時(shí)，要注意降低溫度降低溫度和和保持保持干燥干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長(zhǎng)保存期限。，抑制細(xì)胞呼吸，延長(zhǎng)保存期限。

15、 果蔬保鮮 為了抑制細(xì)胞呼吸，果蔬儲(chǔ)藏時(shí)采用為了抑制細(xì)胞呼吸，果蔬儲(chǔ)藏時(shí)采用降低氧濃度、補(bǔ)充降低氧濃度、補(bǔ)充N N2 2（COCO2 2）或或降低溫度降低溫度等方法。等方法。 缺氧的情況下，缺氧的情況下，厭氧病菌大量繁殖，厭氧病菌大量繁殖，不利于傷口痊愈。不利于傷口痊愈。 酵母菌酵母菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌, ,在有氧和無氧條件下在有氧和無氧條件下都能生存。都能生存。、 鑒定有無鑒定有無二氧化碳二氧化碳產(chǎn)生：產(chǎn)生： 二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁；二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁；也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。 、鑒定有無酒精產(chǎn)生：、鑒定有無酒

16、精產(chǎn)生：、 鑒定有無鑒定有無二氧化碳二氧化碳產(chǎn)生：產(chǎn)生： 二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁；二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁； 也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。 橙色的重鉻酸鉀橙色的重鉻酸鉀(K(K2 2CrCr2 2OO7 7) )溶液，在酸性條件下與溶液，在酸性條件下與 酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色步驟一：配制酵母菌培養(yǎng)液步驟一：配制酵母菌培養(yǎng)液10g10g酵母菌酵母菌+240mL5%+240mL5%葡萄糖溶液葡萄糖溶液A A組組B B組組實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 步驟二：步驟二：A A實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組( (有氧情況下有氧情況下) )10%NaOH10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水澄清石灰水實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟步驟二：步驟二：B B實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組( (無氧情況下無氧情況下) )酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰澄清石灰水水實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟步驟三：鑒定是否有步驟三：鑒定是否有CO2CO2產(chǎn)生產(chǎn)生; ;鑒定是否有鑒定是否有酒精產(chǎn)生酒精產(chǎn)生0.5mL0.5mL重鉻酸鉀的濃硫酸溶液重鉻酸鉀的濃硫酸溶液A A組組B B組組橙色橙色實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟橙色橙色條件條件 澄清石灰水澄清石灰水/ /出現(xiàn)的時(shí)間出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀重鉻酸鉀-濃硫酸溶液濃硫酸溶液有氧有氧無氧無氧變混濁