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第5章 细胞中能量的转换和利用
第3节 细胞呼吸-能量的转换和利用
1、被称为“生命的燃料”的是？
2、细胞生命活动的直接能源物质是？
3、合成ATP的能源来自于哪里？
回忆旧知
对于绝大多数生物来说 ，有氧呼吸是呼吸作用的主要形式，这一过程必须要有氧气的参与。
有氧呼吸
一、有氧呼吸
探究：请自主阅读课本P94-95页，完成以下问题。
PART ONE
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式 1.有氧呼吸的主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？
2.有氧呼吸各阶段特征。
一、有氧呼吸
1.场所：
细胞质基质线粒体
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
基质
分布有氧呼吸的酶
2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：
（1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积
（2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
指细胞在氧的参与下，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，同时生成大量ATP的过程。
线粒体
细胞质基质
葡萄糖
2丙酮酸
酶
少量
能量
CO2
酶
酶
O2
大量能量
少量
能量
H2O
H2O
2丙酮酸
少量[H]
大量[H]
[H]指的是由氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成的还原型辅酶Ⅰ（NADH）
一、有氧呼吸
3.过程：
一、有氧呼吸
4.各阶段特征比较：
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
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
一、有氧呼吸
5.有氧呼吸总反应式：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
物质
变化
有机物
（葡萄糖）
无机物
（CO2+H2O）
能量
变化
有机物中
稳定的化学能
ATP中
活跃的化学能
+
散失的
热能
1mol葡萄糖彻底氧化分解可释放2870 kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。
一、有氧呼吸
1、反应式中的能量能否写成ATP
2、反应式前后的水能否消去？
3、反应条件“酶”能否改成线粒体？
4、细胞呼吸的底物只有葡萄糖吗？（p95页知识链接）
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
一、有氧呼吸
(1)有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？
(2)葡萄糖的直接分解场所是什么 为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖
(3)没有线粒体可以进行有氧呼吸吗
(4)真核细胞都可以进行有氧呼吸吗
(5)真核细胞可以进行无氧呼吸吗？
保证能量得到最充分的利用；有利于维持细胞的相对稳定
情境材料
肌肉会发酸；苹果储藏久了会有酒味、酸奶的制作
请分析出现上述现象的原因？
二、无氧呼吸
PART ONE
无氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 反应式
第一阶段
第二阶段
总反应式 合作探究二：请自主阅读课本P95、97页，完成以下问题。
1.无氧呼吸的场所、反应物、产物和总反应式分别是什么？
细胞质基质
线粒体
C6H12O6(葡萄糖)
散失
ATP
酶
[H]
能量
丙酮酸
酶
C2H5OH(酒精)
CO2
C3H6O3
（乳酸）
酶
细胞质基质
二、无氧呼吸
1.过程：
2.各阶段特征比较：
无氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
细胞质基质
细胞质基质
C6H12O6
2C3H4O3
[H]
2C3H4O3
[H]
少量能量
无能量
2C3H6O3
2C2H5OH和CO2
二、无氧呼吸
3.总反应式：
C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 少量能量
酶
⑴ 酒精发酵
实例：酵母菌、大多数高等植物
实例：①人和动物细胞②乳酸菌、③某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚
⑵ 乳酸发酵
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量
酶
口诀：马吃甜玉米
1、无氧呼吸的能量在第几阶段产生？
2、无氧呼吸和有氧呼吸相比，为什么释放的能量少？
3、CO2能否作为判断有氧呼吸是否发生的标志？
只有第一阶段有能量产生
小结
注意：蓝藻、硝化细菌等生物的有氧呼吸场所完全在细胞质基质中。
小练习：从场所、分解程度、产物、能量、ATP生成等方面对比有氧呼吸和无氧呼吸
　实战训练　
概念结论速判:酵母菌在生活和生产中应用广泛,下列是关于酵母菌细胞
呼吸的说法,请判断正误。
(1)可以根据酵母菌有无产生CO2判断其呼吸类型。( )
提示:酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2。
(2)酵母菌有氧呼吸的全过程都发生在线粒体。( )
提示:有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质。
(3)氧气可以作为反应物参与酵母菌有氧呼吸的第二、三阶段。( )
提示:有氧呼吸第三阶段,氧气与[H]结合生成水,同时释放大量能量。
(4)酵母菌有氧呼吸第三阶段既消耗水又产生水。( )
提示:有氧呼吸第二阶段消耗水,第三阶段产生水。
×
×
×
×
A.②处发生葡萄糖的分解
B.①中的O2穿过内膜耗能
C.②处丙酮酸分解为CO2和H2O
D.③处[H]与O2结合生成水
　实战训练　
如图为线粒体的结构示意图。在相应区域中会发生的生物过程是( )
A. ①、②和③分别是细胞质基质、
线粒体内膜和线粒体基质
B. ①和②中所含酶的种类相同
C. ②和③都能产生大量ATP
D. 甲、乙分别代表丙酮酸和[H]
　实战训练　
如图表示细胞呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是（　　　）
A.一个细胞内②③不能同时进行
B.酵母细胞中③④进行的场所不同
C.图中过程①②③④中均能产生ATP和[H]
D.①②、①③的产物不同，原因是酶的种类不同
　实战训练　
如图①～④表示细胞呼吸中的物质变化过程，下列叙述错误的是( )
三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
氧气参与
分解程度
产物
能量
ATP 生成阶段
相同点 线粒体（主）和细胞质基质
细胞质基质
需要
不需要
CO2＋H2O
乳酸或酒精＋CO2
热能（主）＋储存在ATP中的化学能
乳酸/酒精中的化学能（主）
＋热能＋储存在ATP中的化学能
彻底氧化分解
不彻底氧化分解
第一、第二、第三阶段
第一阶段
第一阶段完全相同，
反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量
四、细胞呼吸的意义
（1）为生物体提供能量
细胞呼吸
能
量
热能
散失
能量
转移
ATP
ADP
Pi
能
量
细胞分裂
生长发育
主动运输
肌肉收缩
神经冲动的传导
C6H12O6
CO2＋H2O
（2）生物体代谢的枢纽
　实战训练　
1.概念结论速判,请判断正误。
(1)细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来(　　)
(2)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累(　　)
(3)水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳(　　)
(4)人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸(　　)
(5)和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少(　　)
(1)用透气的消毒纱布包扎伤口，目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸(　　)
(2)无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜(　　)
(3)及时排涝，能防止水稻根细胞受酒精毒害(　　)
A.所有叶肉细胞都能进行2→3过程
B.3→6过程发生在图乙的②处
C.大量能量的生成发生在图乙的③处
D.4和8表示的物质都为水,其来源相同
　实战训练　
2.如图甲是某绿色植物叶肉细胞在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应图解
(1~8表示物质或能量),图乙是线粒体简图,下列叙述不正确的是 ( )
　实战训练　
下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和NADH的反应，只发生在有氧时
B.有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP
C.在线粒体内膜利用的[H]只来自于丙酮酸水解
D.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体.
E.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
F.蓝细菌的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
G.无氧呼吸能产生ATP，但没有NADH的生成过程
H.无氧呼吸产生的能量大多用于合成ATP
I.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供
J.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用的产物不同
　实战训练　
如图表示某同学测得不同O2浓度下，酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量。下列叙述错误的是（ ）
A.O2浓度为a时，葡萄糖的氧化分解不彻底
B.O2浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍
C.O2浓度为c时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
D.O2浓度为d时，产生的CO2全部来自线粒体

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