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第三节
细胞呼吸——能量的转化和利用
第三章《细胞中能量的转换和利用》
复 习 提 问
生物体生命活动的重要能源物质是什么？
生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么？
葡萄糖
ATP
那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能源物质ATP的呢？
生物体生命活动的能源物质是什么？
糖类、脂质、蛋白质
概念：
主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
实质：
生物氧化
特征：
1、温和条件下逐步进行
2、需酶的作用
3、能量分段释放
一、细胞呼吸
二、细胞呼吸的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞呼吸
（一）有氧呼吸
细胞在氧气的参与下，彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。细胞的有氧呼吸主要发生在线粒体内，需要多种酶催化。
1、概念：
自主构建
1.有氧呼吸的场所是什么
2.有氧呼吸分为哪几个阶段
4.哪个阶段会产生[H] [H]的去向如何
5.每个阶段都释放能量吗 各阶段释放能量的 量有何不同
6.有机物中储存的能量去向如何
3.各个阶段发生了什么化学反应
7.是不是每一阶段都需要O2的参与？如果把O2中的O用同位素做上标记，最终在哪个产物中能检测到
标记？
C6H12O6
2、有氧呼吸的过程
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
少量能量
少量能量
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
大量能量
线粒体
细胞质基质
②
①
③
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
有氧呼吸三个阶段的比较
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
丙酮酸H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体
基质
线粒体
内膜
3、有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+
酶
能量
1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP（合成38molATP）
能量的转移和利用
体温调节等
吸收、分泌
肌肉收缩
生物合成
神经传导
色素吸收光能
有机物分解
ATP
ADP
能量
Pi
Pi
能量
例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：
C6H12O
1
2
3
O2
酶
酶
4
5
6
酶
[H] [H]
(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _____、 。
(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 ____、 。
(3)有氧呼吸的主要场所是 ______，进入该场所的呼吸底物是_____。
(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_______________
葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
H2O
丙酮酸
CO2
少
少
大量
线粒体
丙酮酸
6
思考题
1.C6H12O6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是：
A、在线粒体中进行无氧呼吸 B、需在的氧条件下进行
C、不产生CO2 D、反应速度不受温度的影响
2. C6H12O6 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内， 18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是：
A、丙酮酸 B、乳酸 C、 CO2 D、 H2O
C
D
在无氧或缺氧条件下，生物活细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物氧化分解成为乙醇和CO2或者分解为乳酸等，同时释放少量能量的过程。
1.概念：
（二）无氧呼吸
自主构建
1.无氧呼吸的场所是什么？
2.无氧呼吸分为哪几个阶段？
3.各阶段发生了什么样的反应？
4.每个阶段都释放能量吗？ 各阶段释
放能量是大量还是少量？
5.无氧呼吸最终的产物有哪些？
2、无氧呼吸的过程
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+能量（少量）
场所：细胞质基质
①
2丙酮酸+4[H]
②
丙酮酸不彻底分解
场所：细胞质基质
A.乳酸发酵
酶
2C3H6O3(乳酸)
B.酒精发酵
酶
2C2H5OH(酒精)
+2CO2
2丙酮酸+4[H]
2丙酮酸+4[H]
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）
例：大多数植物、酵母菌
总反应式：
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 能量
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2+能量
能量去向
1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失,未释放的能量储存在何处？
问：为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？
无氧呼吸和有氧呼吸有何异同？
类型 项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场 所
条 件
产 物
释 能
联 系 细胞质基质、线粒体（主要）
细胞质基质
需氧、酶等
不需氧、需酶
较 多
较 少
①两者第一阶段相同
②都分解有机物、释放能量
二氧化碳和水
酒精和二氧化碳或乳酸
（三）有氧呼吸与无氧呼吸的比较
1.为生物体的生命活动提供能量。
2.为体内其他化合物的合成提供原料。
三、细胞呼吸的意义
ATP
细胞呼吸
的产物
合成氨基酸
合成脂类
转化为其他糖类
3.细胞呼吸原理的应用实例
（1）用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加
通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，
利于菌种繁殖
后期密封发酵罐——促进酵母菌无
氧呼吸，利于产生酒精
（3）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，
促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。
（2）酿酒时
（4）土壤松土：促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量。
（5）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。
（6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧
呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
1.内因
（1）不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物的小于水生植物的，阴生植物的小于阳生植物的。
（2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官的大于营养器官的。
四、影响细胞呼吸的因素
2.外因
（1）温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
如图所示：
（2）氧气浓度
①对于无氧呼吸来说：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。
如图所示：
②对有氧呼吸来说：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。
如图所示：
③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌受氧气浓度的影响，两种呼吸及总呼吸速率的变化曲线如图所示：
种子、蔬菜、水果等一般采用低氧保存，因为此时，有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。
（3）其他因素
①二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用；
②生物含水量的多少影响呼吸作用。在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增加。
练习1：种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（ ）
葡萄糖 B.丙酮酸 C.乳酸 D.酒精
B
提示：种子在浸水时进行无氧呼吸；
不浸水是进行有氧呼吸。
有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同
巩 固 练 习
思考题

2.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是
A、1：2
B、1：3
C、1：4
D、1：6
3、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表
A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2
C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2
4、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸。将酵母菌研磨、离心后，得到
上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。
把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别
防入甲、乙、丙3个试管中，进行四项独立实验（见右图）
（1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙
（2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙
（3）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物 是：甲 乙 丙
丙酮酸
无反应
CO2和H2O
无反应
CO2和H2O
CO2和H2O
酒精和CO2
无反应
酒精和CO2
下列转变需经哪些生理过程才能实现？
光能
糖类等有机物中稳定的化学能
ATP中活跃的化学能
直接用于各种生命活动
①
②
③
光合作用
细胞呼吸
ATP水解
思考
五、光合作用与呼吸作用的区别和联系
光合作用 呼吸作用
发生部位
反应场所
条件
物质变化
含叶绿体的细胞
一切活细胞
叶绿体
细胞质基质、线粒体
光、温度、酶、色素
适宜的温度、酶、氧气
无机物合成有机物
有机物分解为无机物
能量变化
实质
将光能转变成化学能储存在所合成的有机物中
将储存在有机物中的化学能释放出来，一部分转移给ATP,一部分以热能形式散失
把无机物合成有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
扩展：在一封闭的玻璃容器中，用18O标记的水培养植物，通过光合作用和呼吸作用，此水中的氧在容器中的循环途径是（ ）
B
水 O2 CO2；
水 O2 水；
水 葡萄糖 CO2；
水 葡萄糖 水。

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