細(xì)胞呼吸（節(jié)選）

復(fù)習(xí)提問:1、生物體生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)是什么？2、生物體新陳代謝所需能量的直接來源是什么？葡萄糖ATP那么：葡萄糖中儲(chǔ)存的能量如何轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)所需要的直接能量物質(zhì)ATP中的能量呢？第五章第三節(jié)ATP的主要來源—細(xì)胞呼吸一、細(xì)胞呼吸的概念與實(shí)質(zhì)1、概念：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2或其他物質(zhì)，釋放出能量并生成ATP的過程。也稱呼吸作用。2、實(shí)質(zhì)：氧化分解有機(jī)物，釋放能量。思考：呼吸作用與呼吸有何區(qū)別與聯(lián)系？3、與呼吸的區(qū)別與聯(lián)系：區(qū)別：呼吸是指機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。聯(lián)系：呼吸作用所需氧氣的獲得以及所產(chǎn)生的CO2的排出需要呼吸過程來實(shí)現(xiàn)。4、與燃燒的異同點(diǎn)：相同：反應(yīng)的實(shí)質(zhì)相同區(qū)別：燃燒：是體外條件下進(jìn)行的劇烈的、發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)。細(xì)胞呼吸：是細(xì)胞內(nèi)在溫和條件下通過酶的催化發(fā)生的緩慢的氧化反應(yīng)思考：呼吸作用與燃燒有何異同點(diǎn)？5、呼吸作用的特征：①、溫和條件下逐步進(jìn)行②、需酶的作用③、能量分段釋放二、探究細(xì)胞呼吸的方式請(qǐng)根據(jù)以下事實(shí)，提出有關(guān)細(xì)胞呼吸的一些問題酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，既能在有氧、又能在無氧條件下生存；酵母菌能使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳。提出問題：酵母菌的細(xì)胞呼吸方式是什么？?jī)煞N條件下的細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是否相同？假設(shè)：酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無氧呼吸。1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路:分別在有氧和無氧兩種條件下培養(yǎng)酵母菌,檢測(cè)其細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物。②如何控制有、無氧條件？有氧：人工通入空氣無氧：密封培養(yǎng)。③如何檢測(cè)細(xì)胞呼吸產(chǎn)物？用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測(cè)二氧化碳，用重鉻酸鉀的濃硫酸溶液檢測(cè)酒精。2、檢測(cè)原理：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁并能使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃；酒精能使重鉻酸鉀的濃硫酸溶液由橙色變成灰綠色。(2)實(shí)驗(yàn)方案的重點(diǎn)分析：①如何保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的正?；钚?？培養(yǎng)液營養(yǎng)充足，其組成和理化性質(zhì)（PH、T、滲透壓）適于酵母菌的生存。3、實(shí)驗(yàn)步驟：配制酵母菌培養(yǎng)液按下圖所示組裝儀器和加藥品檢測(cè)二氧化碳的產(chǎn)生檢測(cè)酒精的產(chǎn)生4、注意事項(xiàng)：B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后再連通澄清石灰水，為什么？滴加濃硫酸要緩慢小心，為什么？甲6、結(jié)論：實(shí)驗(yàn)編號(hào)AB條件控制有氧無氧結(jié)果檢測(cè)CO2的產(chǎn)生酒精的產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁，且快而渾濁程度高能使澄清石灰水變渾濁，但慢而渾濁程度低不能使重鉻酸鉀溶液由橙變灰綠色能使重鉻酸鉀溶液由橙變灰綠色5、預(yù)期結(jié)果：酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無氧呼吸。有氧呼吸產(chǎn)生較多CO2

，不產(chǎn)生酒精。無氧呼吸產(chǎn)生較少CO2且能產(chǎn)生酒精。三、細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無氧呼吸細(xì)胞在氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放大量能量的過程（絕大多數(shù)生物細(xì)胞主要的呼吸作用方式）。細(xì)胞在無氧氣參與的情況下，通過酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物不徹底分解，產(chǎn)生不徹底分解產(chǎn)物，同時(shí)釋放少量能量的過程（部分微生物細(xì)胞及極少數(shù)的動(dòng)物細(xì)胞的呼吸作用方式）。注：從能量的利用效率可知有氧呼吸是更高級(jí)的呼吸作用方式，生物呼吸類型的進(jìn)化方向是從無氧呼吸進(jìn)化到有氧呼吸。但進(jìn)行有氧呼吸的細(xì)胞仍保留有無氧呼吸的能力，所以在缺氧條件下，它們也能進(jìn)行無氧呼吸暫時(shí)維持生命活動(dòng)。只是不能靠無氧呼吸長(zhǎng)期維持生命活動(dòng)。1、三個(gè)階段的物質(zhì)、能量變化及反應(yīng)場(chǎng)所①葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+2ATP

（丙酮酸）

場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②丙酮酸徹底分解場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)（丙酮酸）③[H]的氧化場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜酶12H2O+

34ATP24[H]+6O22、總反應(yīng)式：四、細(xì)胞呼吸的過程（以真核細(xì)胞分解葡萄糖為例）(一)、有氧呼吸的過程酶6CO2

+20[H]+能量

2CH3COCOOH+6H2O3、過程示意圖：（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）（線粒體基質(zhì)）（線粒體內(nèi)膜）特別提醒：有氧呼吸過程中線粒體直接利用的是丙酮酸而不能直接利用葡萄糖,葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用。4、能量利用：

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。5、有氧呼吸各階段過程比較過程場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物釋放能量第一階段第二階段第三階段注：原核細(xì)胞的有氧呼吸在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸、少量[H]少量能量少量能量大量能量線粒體基質(zhì)丙酮酸和水CO2、大量[H]線粒體內(nèi)膜[H]、O2H2O(二)、無氧呼吸的過程1、物質(zhì)、能量變化及反應(yīng)場(chǎng)所酒精(C2H5OH)+CO2（大部分高等植物、酵母菌）乳酸（C3H6O3）酶酶（馬鈴薯塊莖、玉米胚、甜菜塊根、動(dòng)物、乳酸菌）無O2葡萄糖丙酮酸（C3H4O3）4[H]少量能量場(chǎng)所：全過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行酶2、總反應(yīng)式C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶3、能量利用

1mol葡萄糖無氧分解只釋放196.65kj的能量（大部分能量仍然儲(chǔ)存在乳酸、酒精等未徹底分解產(chǎn)物中），其中只有61.08kJ轉(zhuǎn)移到ATP中，其余以熱能的形式散失掉了。注:酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫發(fā)酵,根據(jù)其產(chǎn)物可分為酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等。4、無氧呼吸的意義高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸，釋放出能量以暫時(shí)適應(yīng)缺氧環(huán)境條件；人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細(xì)胞則以無氧呼吸的方式供給能量，滿足人體的需要。(三)、有氧呼吸與無氧呼吸的比較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需分子氧O2(O2用于第三階段和氫反應(yīng)生成水)、酶不需分子氧(故無氧呼吸產(chǎn)物中無水)、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸釋放能量多而慢，合成38ATP釋放能量少而快，合成2ATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)相同點(diǎn)場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量變化聯(lián)系實(shí)質(zhì)五、細(xì)胞呼吸的意義1、呼吸作用能為生物體的生命活動(dòng)提供能量。2、呼吸過程能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。六、影響細(xì)胞呼吸的因素1、內(nèi)因：遺傳因素（酶的數(shù)量）。表現(xiàn)為不同生物、同一生物的不同部位或不同發(fā)育時(shí)期呼吸作用強(qiáng)度不同。2、外因：(1)溫度：影響酶的活性從而影響呼吸作用速率。(2)氧氣濃度：(3)二氧化碳濃度：(4)水分：隨氧氣濃度的增加，促有氧呼吸而抑無氧呼吸。如右圖所示：過高抑制呼吸作用。如植物的二氧化碳中毒現(xiàn)象。任何代謝反應(yīng)都需要水。七、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用(一)、利用和促進(jìn)細(xì)胞呼吸實(shí)例：1、發(fā)酵技術(shù)：生產(chǎn)啤酒、果酒和白酒；生產(chǎn)乳酸類、檸檬酸類飲料；生產(chǎn)味精、醬油和醋；應(yīng)用于垃圾、廢水的處理；利用發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：適時(shí)露田、曬田和中耕松土等措施的實(shí)質(zhì)就是為了改善土壤通氣條件以增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸，從而促進(jìn)對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收。(二)、抑制細(xì)胞呼吸實(shí)例：生活中采取低溫、低氧、風(fēng)干等措施進(jìn)行糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮，其實(shí)質(zhì)就是設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗注：種子、蔬菜和水果在儲(chǔ)藏時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧條件下，不同的是種子還應(yīng)保持干燥，而蔬菜和水果應(yīng)保持一定濕度。低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，一般為零上低溫。八、既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行酒精型無氧呼吸的生物的細(xì)胞呼吸類型的判斷（植物要排除光合作用的影響）1、若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，則只進(jìn)行無氧呼吸(圖中A點(diǎn))；2、若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量比吸收O2的物質(zhì)的量多，則兩種呼吸同時(shí)存在(圖中AC段)；3、若產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量與吸收O2的物質(zhì)的量相等，則只進(jìn)行有氧呼吸(圖中C點(diǎn)以后)。4、B點(diǎn)表示無氧呼吸與有氧呼吸速率相等(用CO2釋放量表示)，此時(shí)CO2的總釋放量最低。

（左移表示消耗量，不移表示無消耗，不會(huì)右移）

（右移表示O2消耗量少于CO2釋放量，不移表示O2消耗量等于CO2釋放量，不會(huì)左移）九、既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行酒精型無氧呼吸的生物的細(xì)胞呼吸類型的測(cè)定吸收CO2裝置1用于測(cè)定：裝置2用于測(cè)定：O2的消耗量消耗量與CO2釋放量的差值結(jié)果判定：只進(jìn)行有氧呼吸：只進(jìn)行無氧呼吸：既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸：1左移，2不移1不移，2右移1左移，2右移十、生物體異化作用的類型1、異化作用的概念：對(duì)生物體分解自身物質(zhì)，排出代謝產(chǎn)物的代謝反應(yīng)的統(tǒng)稱。注：最典型的異化作用是細(xì)胞呼吸。故異化作用的類型就是根據(jù)生物體細(xì)胞呼吸的方式來劃分。2、異化作用的類型：需氧型：厭氧型：

兼性厭需氧型：細(xì)胞呼吸以有氧呼吸為主，保留無氧呼吸的能力，但不能長(zhǎng)期靠無氧呼吸維持生存的生物體的異化作用類型（絕大多數(shù)生物屬此類）只能進(jìn)行無氧呼吸的生物（部分體內(nèi)寄生生物、破傷風(fēng)桿菌等極少數(shù)微生物）既能以有氧呼吸，又能以無氧呼吸長(zhǎng)期維持生存的生物（酵母菌、大腸桿菌等）注：不熟悉的生物體一般根據(jù)其正常生活環(huán)境中是否有氧來判斷。1、下圖表示大氣中氧的濃度對(duì)植物組織內(nèi)產(chǎn)生的影響，試據(jù)圖回答：（1）A點(diǎn)表示植物組織釋放的？較多，這些是___的產(chǎn)物；（2）由A到B，？的釋放量急劇減少，其原因是______；練習(xí)：（3）由B到C，？的釋放量又不斷增加，其主要原因是？（4）為了有利于儲(chǔ)藏蔬菜或水果，儲(chǔ)藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的哪一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度？_____________采取這一措施的理由是

____________。2．有氧呼吸全過程的3個(gè)階段中，相同的產(chǎn)物是（）。A．ATPB．H2O和CO2

C．H2O和丙酮酸D．乳酸和ATP3.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→CO24.關(guān)于有氧呼吸過程的敘述正確的是（）A.進(jìn)行有氧呼吸的生物都必須有線粒體B.第一階段葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生大量的[H]和ATPC.第二階段丙酮酸分解成CO2和H2O，產(chǎn)生少量的［H］和ATPD第三階段[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生水，同時(shí)生成大量的ATP5下列哪種生物的呼吸作用只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行（）A、變形蟲

B、破傷風(fēng)桿菌

C、團(tuán)藻

D、水螅ABDD6、如右表所示，6支試管含有不同的物質(zhì)成分和動(dòng)物組織制備物，在保溫一定時(shí)間后，哪三支試管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生CO2()A.①②③B.①④⑤C.③④⑥D(zhuǎn).③⑤⑥試管號(hào)內(nèi)容①葡萄糖+勻漿后的細(xì)胞②葡萄糖+線粒體③葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)④丙酮酸+勻漿后的細(xì)胞⑤丙酮酸+線粒體⑥丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B7、新摘的嫩玉米果粒有甜味,過段時(shí)間后甜味降低,如采摘后馬上放入沸水中浸泡一段時(shí)間，其甜味就可以保留較長(zhǎng)時(shí)間,不正確的解釋是（）A．嫩玉米的甜味可能是果粒中含有糖引起的B．玉米中的酶可以將糖分解C．高溫使酶失活,從而使玉米中的糖不被分解D．高溫使酶的活性增強(qiáng),從而將玉米中的其他物質(zhì)轉(zhuǎn)變成糖D8．較長(zhǎng)時(shí)間的無氧呼吸，陸生植物就會(huì)受傷死亡的原因不包括（）A、產(chǎn)物酒精使蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞死亡B、釋放能量少，進(jìn)而加速有機(jī)物的消耗C、無氧呼吸放出的大量熱量導(dǎo)致酶變性失活D、缺少某些中間產(chǎn)物，阻礙某些物質(zhì)的合成9．（多選）被18O標(biāo)記的丙酮酸參與動(dòng)物細(xì)胞代謝，18O可能出現(xiàn)在()A．酒精中 B．糖元中 C．蛋白質(zhì)中 D．H2O中CBCD10．（多選）甲、乙兩組數(shù)量相同的酵母菌培養(yǎng)在葡萄糖溶液中，甲組進(jìn)行有氧呼吸，乙組進(jìn)行發(fā)酵，若兩組消耗等量的葡萄糖則()A、甲組放出的CO2與乙組放出的CO2的體積之比為3：1B、甲組釋放的能量與乙組釋放的能量之比約為15：1C、它們放出的CO2和吸入的O2的體積之比為4：3D、若兩組產(chǎn)生的CO2量相等，那么甲、乙消耗的葡萄糖之比為3：1ABC11、由肝糖元變成肌肉收縮所需的能量的過程是()①ADP＋Pi＋能量→ATP ②C6H12O6＋6H2O+6O2→6CO2＋12H2O能量③ATP→ADP＋Pi＋能量 ④肝糖元→C6H12O6A、①→②→③→④ B、④→②→③→①C、④→③→②→① D、④→②→①→③D12．將等量的小麥種子分別放在02濃度不同的密閉容器中，1小時(shí)后，容器中O2和CO2的變化情況如下表：下列有關(guān)敘述中正確的是（）A．在O2濃度為0～3％時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸B．貯藏時(shí)應(yīng)選擇O2濃度為5％的適宜條件C．有氧呼吸的強(qiáng)度隨O2濃度升高而增強(qiáng)D．無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和二氧化碳變化量（O2濃度）01％2％3％5％7％10％15％20％25％02吸收量（mol）00.10.20.30.40.50.60.70.70.7CO2釋放量（moL）10.80.60.50.40.50.60.70.70.7B