细胞呼吸,呼吸作用

第三节ATP的主要来源 细胞呼吸,思考：,生物体内主要的能源物质是什么？,糖类等有机物中的能量是怎样被细胞 利用的呢？,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,拉瓦锡把呼吸 作用比作碳和 氢的“缓慢燃 烧过程”。,呼吸作用（本质）,呼吸（现象）,气体运输,你知道： “呼吸”和“呼吸作用”有什么区别吗？,“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。,一、细胞呼吸的概念,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。,讨 论,、酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？,、我们吃的面包和馒头为什么比较 松软？这与酵母菌有什么关系？酵母 菌发挥这种作用需要什么条件呢？,探究酵母菌 细胞呼吸的方式,（一）提出问题,（二）做出假设,（三）设计实验,特别关注的问题,1. 怎样控制有氧和无氧条件？,2. 怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？,兼性厌氧菌,特点：,有氧呼吸,无氧呼吸,（四）实验现象,1 . A试管和B试管澄清的石灰水都会变浑浊，但是A试管的浑浊程度大。,2 . A试管中的酵母菌培养液加重铬酸钾溶液不变成灰绿色，B试管加后则变成灰绿色。,（五）实验结果所说明的问题,1 . A、B组都有CO2的产生说明了酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用,2 . 从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况，说明了酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同,3 .从A、B组的产物来看，说明了 酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2 （还有水）；无氧呼吸的产物有CO2和酒精。,细胞呼吸的方式,酶,酶,细胞呼吸的概念：,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。,实验推论：,问题回顾：,1.呼吸作用的场所是？,主要是线粒体，还有细胞质基质,2.线粒体的结构怎样？,双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。,三、有氧呼吸,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸的过程,第一阶段：C6H12O6,（丙酮酸）,第二阶段：2CH3COCOOH + 6H2O,第三阶段：24H + 6O2,总反应式：,2CH3COCOOH + 4H + 能量,6CO2 + 20H + 能量,12H2O + 能量,（大量）,有氧呼吸三个阶段的比较,1.能量：都有能量的释放，但以第三阶段释放的能量最多,2.场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，第三阶段发生在线粒体内膜上。,3.氧气：只有第三阶段才需要氧气，作用是氧化H,生成水,有氧呼吸的概念,细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。,计算：1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成_mol的ATP， 其能量转换效率是_。,38,40.5%,问题探讨,1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,2.呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗？,物质分解的过程、都有CO2等产物生成，并且都能释放能量,细胞呼吸是在温和的条件下进行的；能量的释放是在一系列的反应过程中逐步释放的；释放的能量部分的以热能的形式散失，部分的转移贮存到ATP中。,场所：,A细胞质基质 b线粒体基质 c线粒体内膜,能量去向：,一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中,总反应式：,有氧呼吸概念：,细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把_等有机物_，产生_和_，释放_,生成_的过程。,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,大量ATP,38个ATP,有氧呼吸小结,无氧呼吸的过程,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,酒精 + CO2,乳酸,酶,1、酒精发酵：C6H12O6,2、乳酸发酵：C6H12O6,五、无 氧 呼 吸,2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量,2C3H6O3（乳酸）+ 能量,酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型,乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型,无氧呼吸的概念,细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。,无氧呼吸的特点,氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行,六、有氧呼吸与无氧呼吸的比较,共同点,实质：,过程：,葡萄糖,丙酮酸,CO2 + H2O + 能量（大量）,C2H5OH+CO2 + 能量（少量）,C3H6O3 + 能量（少量）,氧化分解有机物，释放能量,都有丙酮酸（中间产物）的生成,有氧呼吸和无氧呼吸的区别,细胞质基质和线粒体,细胞质基质,氧气、多种酶,不需要氧、多种酶,CO2和H2O,酒精和CO2或乳酸,七、影响呼吸作用的外界因素,1 .温度：温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。2 .O2的浓度：在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。CO2浓度过大抑制呼吸作用的进行 O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。,1 . 在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。,2 . 在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收,3 . 在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖,4 . 在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。,八、细胞呼吸原理的应用,选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上 了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、 避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的 痊愈。,酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜 的通气、温度和pH等条件下，进行有氧 呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行 酒精发酵。,醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足 和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大 量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。,谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状 杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为 谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠味精。,对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。,水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻 的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气 腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比， 水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水 稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以 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。,有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情 况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过 有氧呼吸可以获得较多的能量。相反， 百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。 无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳 酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激 肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌 肉酸胀乏力的感觉。,课 堂 练 习,1.有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是_;在线粒体中进行的是第_阶段;第_阶段需要O2,氧的作用是_;第_阶段产生H最多；丙酮酸是第_阶段的产物。,第三阶段,二、三,一,三,氧化H,二,2. 现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2和吸收的O2之比是 ( )A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3,C,3. 下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生CO2的试管有 （ ）葡萄糖+已破裂的细胞 葡萄糖+线粒体丙酮酸+线粒体 葡萄糖+细胞质基质（隔绝空气） 丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气）A. B. C. D.,C,4.右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中O2的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试分析：,释放的相对值,CO2,（1）A点表示植物组织,释放CO2较多，这些CO2是_的产物。（2）由A到B， CO2的释放量急剧减小，其原因是_。（3）由B到C， CO2的释放量又不断增加，其主要原因是_； 到C点以后CO2的释放量不再增加，其主要原因是_ _。,随O2的增加，无氧呼吸受到抑制,随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强,无氧呼吸,受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强,5.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为 产生的酒精对细胞有毒害 产生的乳酸对细胞有毒害 没有专门的无氧呼吸结构 产生的能量太少 （ ） A. B. C. D.,D,6.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( )A.不产生CO2 B.一定产生CO2C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底,D,7.一运动员正在进行长跑训练，从他的大腿肌肉细胞中检测到3种化学物质 ，其浓度变化如右图所示，图中 P、Q、R三曲线依次代表 （ ）,B,锻炼时间（分）,A. O2、CO2、乳酸 B.乳酸、CO2、O2C. CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2,8.右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着O2的消耗，CO2浓度变化的情况。请据图回答：,（1）AB段O2的消耗量很大， CO2浓度上升也很快，白菜在进行_呼吸。（2）段O2浓度接近，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行_呼吸。（3）段O2浓度已很低， CO2浓度几乎不上升，原因是_ _,有氧,无氧,氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍处于抑制状态,（4）从哪点开始，O2浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素？_（5）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把地窖的氧气控制在_段范围内。,B点,B C,