2022年醫(yī)學專題-.3ATP的主要來源-細胞呼吸

漢水(hànshuǐ)丑生侯偉作品第五章細胞的能量供給(gōngyìng)和利用第三節(jié)ATP的主要來源—細胞呼吸

第一頁，共四十頁。

細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物(chǎnwù)，釋放能量并且生成ATP的過程。本質(zhì)：分解有機物，釋放(shìfàng)能量細胞(xìbāo)呼吸的概念第二頁，共四十頁。細胞(xìbāo)呼吸有氧呼吸(hūxī)無氧呼吸(hūxī)包括一.細胞呼吸的方式第三頁，共四十頁。C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能量2ATP熱能能量2ATP熱能酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能量34ATP熱能線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)(jīzhì)②①③有氧呼吸(hūxī)怎樣進行？〔以葡萄糖為例〕第四頁，共四十頁。第一階段第二階段第三階段1C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量（2molATP+熱能）酶2C3H4O3

+6H2O

→6CO2+20[H]+少量能量（2molATP+熱能）酶24[H]+6O2→12H2O+大量能量（34molATP+熱能）酶場所(chǎnɡsuǒ)：細胞質(zhì)基質(zhì)場所(chǎnɡsuǒ)：線粒體基質(zhì)場所(chǎnɡsuǒ)：線粒體內(nèi)膜1.1有氧呼吸過程：線粒體是有氧呼吸的主要場所第五頁，共四十頁。1.2有氧呼吸(hūxī)總反響式：C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶一

2870kJ其中1161kJ〔40％〕左右能量(néngliàng)儲存在ATP中(38mol〕其余以熱能(rènéng)〔60％〕形式散失1mol

二

三

二

三

一二三

徹底氧化分解第六頁，共四十頁。1.3反響(fǎnyìng)場所：細胞質(zhì)基質(zhì)(jīzhì)、線粒體1.4能量(néngliàng)去向：一局部以熱能形式散失(約60%)；另一局部轉(zhuǎn)移到ATP中(約40%)。1.5有氧呼吸概念：有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。1.6有氧呼吸的意義：是大多數(shù)生物特別是人和高等動植物獲取能量的主要途徑。第七頁，共四十頁。有氧呼吸

場所

反應(yīng)物

產(chǎn)物

釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸(hūxī)三個階段的比較細胞質(zhì)基質(zhì)(jīzhì)葡萄糖丙酮酸[H]少量(shǎoliàng)丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜比照第八頁，共四十頁。水稻田需要(xūyào)定期排水，否那么水稻幼根會變黑、腐爛。為什么？劇烈運動后，為什么感到(gǎndào)肌肉酸脹？思考(sīkǎo)：第九頁，共四十頁。第一階段：第二階段：大多數(shù)高等植物、酵母菌缺氧時進行這種無氧呼吸(hūxī)，產(chǎn)生酒精。高等動物和人、一些高等植物的某些器官〔如：馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚等〕、乳酸菌缺氧時進行(jìnxíng)這種無氧呼吸，可以產(chǎn)生乳酸。2.1無氧呼吸(hūxī)過程：1C6H12O6→2C3H4O3

+4[H]+少量能量（2molATP+熱能）酶2C3H4O3+4[H]→2C2H5OH（酒精）+2CO2

2C3H4O3+4[H]

→2C3H6O3（乳酸）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)場所：細胞質(zhì)基質(zhì)A.酒精發(fā)酵B.乳酸發(fā)酵酶酶〔無能量釋放〕微生物的無氧呼吸叫發(fā)酵第十頁，共四十頁。

無氧呼吸是指細胞在無氧的參與(cānyù)下，通過酶的催化作用，把糖類等有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量生成少量ATP的過程。2.3無氧呼吸(hūxī)概念：2.2無氧呼吸(hūxī)總反響式：①C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量2C3H6O3＋少量能量②C6H12O6細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)酶種類的不同決定無氧呼吸第二階段的途徑和產(chǎn)物！第十一頁，共四十頁。1.同樣是分解(fēnjiě)葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？無氧呼吸中，葡萄糖分解成為不徹底(chèdǐ)的氧化產(chǎn)物，分子中的大局部能量存留在酒精或乳酸中。思考(sīkǎo)：第十二頁，共四十頁。2.沒有(méiyǒu)線粒體的原核生物也能進行有氧呼吸，含有與

有氧呼吸有關(guān)的酶即可。如：硝化細菌，根瘤菌等注意1.不同細胞其體內(nèi)的酶不同，催化的化學反響也不同，所以同一種生物不能同時(tóngshí)存在兩種無氧呼吸方式。3.無線粒體的真核生物(shēngwù)只能進行無氧呼吸，如哺乳動物成熟的紅細胞和蛔蟲等。4.葡萄糖只能在細胞質(zhì)基質(zhì)中被氧化〔酶的專一性〕。第十三頁，共四十頁。練習1、呼吸作用過程中有CO2放出時，那么可判斷此過程()A．一定是無氧呼吸B．一定是有氧呼吸C．一定不是乳酸(rǔsuān)發(fā)酵D．一定不是酒精發(fā)酵練習(liànxí)2、呼吸作用過程中有H2O產(chǎn)生時，那么可判斷此過程:一定是____________(有氧呼吸/無氧呼吸/酒精發(fā)酵/乳酸發(fā)酵)。C有氧呼吸(hūxī)第十四頁，共四十頁。2.4有氧呼吸(hūxī)與無氧呼吸(hūxī)區(qū)別與聯(lián)系項目有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別呼吸場所條件分解產(chǎn)物釋放能量聯(lián)系細胞質(zhì)基質(zhì)(jīzhì)、線粒體需氧氣(yǎngqì)、多種酶二氧化碳和水二氧化碳、酒精或乳酸較多(2870kJ)較少(196.65kJ)第一階段完全相同細胞質(zhì)基質(zhì)不需氧氣、多種酶都能將有機物分解，釋放能量。第十五頁，共四十頁。2、供原料：為其他化合物的合成(héchéng)提供原料〔丙酮酸〕。呼吸作用是三大類營養(yǎng)物質(zhì)〔蛋白質(zhì)、糖類、脂肪(zhīfáng)〕轉(zhuǎn)化的樞紐。二.細胞(xìbāo)呼吸的意義-----用于各種耗能的生命活動

注意：

不消耗ATP的過程有：-----可用于維持體溫自由擴散、協(xié)助擴散、滲透作用、吸脹作用、蒸騰作用

1、供能

熱能形成ATP第十六頁，共四十頁。

三.細胞呼吸的影響(yǐngxiǎng)因素及應(yīng)用1.內(nèi)因(nèiyīn)〔1〕遺傳特性：不同種類植物(zhíwù)呼吸速率不同。如：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物〔2〕生長發(fā)育時期：同一植物在不同的生長發(fā)育時期不同。如：幼苗期呼吸速率大于成熟期呼吸速率?！?〕器官類型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。如：生殖器官大于營養(yǎng)器官。第十七頁，共四十頁。2.外因(wàiyīn)

6CO2+12H2O*+能量(néngliàng)

C6H12O6+6H2O+6O2*怎樣才能促進(cùjìn)有氧呼吸？提高氧氣濃度適當升高溫度反應(yīng)物條件產(chǎn)物酶增加自由水第十八頁，共四十頁。呼吸的速率溫度2.1溫度(wēndù)(1)原理:____________影響(yǐngxiǎng)呼吸酶的活性①零上低溫(dīwēn)下貯存蔬菜、水果。(2)應(yīng)用：②大棚蔬菜夜間適當降溫以降低呼吸消耗，提高產(chǎn)量。例題：右圖表示恒溫動物和變溫動物的呼吸速率與環(huán)境溫度的關(guān)系，請分析A、B分別是什么類型的動物。102030ABT（℃）呼吸速率答：A是變溫動物〔如蛙〕B是恒溫動物〔如小鼠〕第十九頁，共四十頁。將種子曬干，以減弱呼吸消耗(xiāohào)，有利于貯藏！2.2含水量(1)規(guī)律：在一定的范圍(fànwéi)內(nèi)，細胞的呼吸強度隨含水量的增加而加強，超過這個范圍(fànwéi)后，細胞的呼吸強度不再增加。(2)應(yīng)用(yìngyòng)：第二十頁，共四十頁。練習：取適量干重相等的4份種子進行不同處理：甲--風干，乙--消毒后浸水萌發(fā)，丙--浸水后萌發(fā)，丁--浸水萌發(fā)后煮熟冷卻(lěngquè)、消毒。然后分別放入4個保溫瓶中。一段時間后，種子堆內(nèi)溫度最高的是：()A甲B乙C丙D丁C第二十一頁，共四十頁。2.3O2濃度(nóngdù)如：破傷風桿菌等厭氧生物會隨著O2濃度(nóngdù)增大而死亡。(1)無氧呼吸：隨氧氣濃度增加而受抑制，氧氣濃度越高，抑制作用越強，氧氣濃度到達(dádào)一定值時，被完全抑制。如下圖：第二十二頁，共四十頁。(2)有氧呼吸(hūxī)：有氧呼吸速率O2％在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸速率隨氧氣濃度的增加(zēngjiā)而增強，但當氧氣濃度增加(zēngjiā)到一定值時，由于受線粒體數(shù)量的限制，呼吸作用強度不再增大。如下圖：第二十三頁，共四十頁。(3)絕大多數(shù)植物的非綠色器官或酵母菌受氧氣濃度的影響，兩種呼吸及總呼吸速率(sùlǜ)的變化：(以葡萄糖為底物〕曲線如下圖：氣體交換的相對值O2濃度有氧呼吸CO2的釋放量無氧呼吸CO2的釋放量●BA●C●P

O

●D●CO2的釋放(shìfàng)總量第二十四頁，共四十頁。C點：只進行無氧呼吸(hūxī)，釋放較多CO2。D點：無氧呼吸停止CB線的含義？C、D、B、P、A點的含義？水果(shuǐguǒ)、蔬菜的最正確保存點？為什么？B點：細胞只進行有氧呼吸，有氧呼吸曲線(qūxiàn)與總呼吸曲

線重合P點：有氧呼吸與無氧呼吸釋放CO2相等，A點:總呼吸釋放CO2最少,即消耗有機物最少CB線：總呼吸曲線=有氧呼吸釋放CO2量+無氧呼吸釋放CO2量最正確保存點：A點，此氧氣濃度下，無氧呼吸受O2抑制較弱，有氧呼吸因O2濃度低也很微弱，總呼吸釋放CO2最少，即消耗有機物最少。第二十五頁，共四十頁。〔1〕規(guī)律(guīlǜ)：二氧化碳對細胞呼吸有抑制作用。2.4CO2濃度(nóngdù)〔2〕應(yīng)用：增加CO2濃度有良好的保鮮(bǎoxiān)效果。第二十六頁，共四十頁。選用“創(chuàng)可貼〞等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境(huánjìng)、防止厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。三.細胞呼吸(hūxī)的其他應(yīng)用第二十七頁，共四十頁。較深的傷口(shāngkǒu)里缺少氧氣，破傷風芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時請醫(yī)生處理。第二十八頁，共四十頁。

對于(duìyú)板結(jié)的土壤及時進行松土透氣，可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收。第二十九頁，共四十頁。慢跑等有氧運動是人體細胞充分獲得氧的情況下所進行的體育鍛煉。人體(réntǐ)劇烈運動中，肌細胞因氧缺乏，要靠產(chǎn)生乳酸來獲取能量。因為乳酸能夠刺激肌細胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。第三十頁，共四十頁。細胞呼吸要消耗有機物，使有機物積累(jīlěi)減少。因此，對糧食儲藏和果蔬保鮮來說，要設(shè)法降低細胞的呼吸強度，盡可能減少有機物的消耗。

糧食儲藏：零上低溫、枯燥、低氧果蔬保鮮：零上低溫〔4℃〕、濕度適中、低氧小結(jié)(xiǎojié)：第三十一頁，共四十頁。比照實驗探究酵母菌細胞(xìbāo)呼吸的方式一.提出問題(wèntí)

酵母菌是單細胞真菌，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進行有氧呼吸產(chǎn)生CO2和無氧呼吸產(chǎn)生CO2一樣多嗎？產(chǎn)物一樣嗎？

二.實驗(shíyàn)假設(shè)

酵母菌在有氧情況下進行有氧呼吸，產(chǎn)生大量CO2，在無氧情況下進行無氧呼吸，產(chǎn)生少量CO2和酒精。第三十二頁，共四十頁。1.實驗(shíyàn)原理(1)酵母菌：酵母菌是一種單細胞真菌，其代謝類型是兼性厭氧型，可用于研究細胞呼吸的不同方式。(2)細胞呼吸產(chǎn)物的檢測①CO2的檢測②酒精的檢測：在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液會與酒精發(fā)生化學反響，變成灰綠色。三.設(shè)計(shèjì)實驗第三十三頁，共四十頁。2.實驗步驟(1)配制酵母菌培養(yǎng)液〔詳見書本P92〕。(2)設(shè)計(shèjì)比照實驗①圖甲中空氣(kōngqì)先通過NaOH溶液的目的是消除CO2，以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁的CO2是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的。②圖乙中B瓶先密封放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是耗盡氧氣，以確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水中。第三十四頁，共四十頁。如何(rúhé)說明CO2產(chǎn)生的多少？石灰水變渾濁(húnzhuó)的程度或者溴麝香草酚藍由藍變綠再變黃的快慢。第三十五頁，共四十頁。3.產(chǎn)物檢測(jiǎncè)與實驗現(xiàn)象條件澄清的石灰水的變化/出現(xiàn)變化的時間重鉻酸鉀—濃硫酸溶