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(共43张PPT)
5.3 细胞呼吸的原理和应用（第2课时）
以葡萄糖为例，有氧呼吸过程总共分为几个阶段？
每个阶段的反应过程是怎样的？发生场所在哪里？能量的产生情况如何？
CO2在哪个阶段产生？
O2在哪个阶段被消耗？
分析产物CO2中“O”的来源，以及反应物O2中“O”的去向。
问题探讨
一、有氧呼吸
C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
增大膜面积
分布有氧呼吸的酶
1、主要场所：线粒体
基质
2、总反应式
分布有氧呼吸的酶
（1）第一阶段：
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
ATP
热
线粒体
细胞质基质
①
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+4[H] +能量
场所：细胞质基质
2C3H4O3
（少量）
一、有氧呼吸
（2）第二阶段：
线粒体
6CO2
能
ATP
热
20[H]
②
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20[H]+ 能量
场所：线粒体基质
2C3H4O3
+6H2O
（少量）
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
ATP
热
细胞质基质
①
酶
6H2O
一、有氧呼吸
（3）第三阶段：
12H2O
6O2
酶
能
ATP
热
细胞质基质
③
[H]的氧化
酶
12H2O + 能量
场所：线粒体内膜
24[H] + 6O2
（大量）
线粒体
6CO2
能
ATP
热
20[H]
②
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
ATP
热
①
酶
6H2O
一、有氧呼吸
第一阶段（细胞质基质）
第二阶段（线粒体基质）
第三阶段（线粒体内膜）
2C3H4O3+6H2O
20[H] +6CO2 +少量能量
2C3H4O3+ 4[H]+少量能量
C6H12O6
酶
酶
24[H]+6O2
12H2O+大量能量
酶
(丙酮酸)
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
一、有氧呼吸
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
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
有氧呼吸三个阶段的比较
一、有氧呼吸
元素去向
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
2870kJ
977.28kJ
1892.72kJ
一、有氧呼吸
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
概括地说，有氧呼吸是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，生成大量ATP的过程。（教材P93）
同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呀吸具有不同的特点：有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
一、有氧呼吸
除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最利用的物质也是葡萄糖。（教材P94）
一、有氧呼吸
问题探讨
酸奶发酵是乳酸菌发酵，只进行无氧呼吸，不需要氧气，所以牛奶加满，而且发酵不产生气体，排气孔封闭;米酒发酵时挖一个窝保留部分空气是为了让酵母菌进行有氧呼吸，繁殖更快，接着进行无氧呼吸，产生酒精和CO2,因此要开排气孔。
家用酸奶机可以进行酸奶和米酒发酵。酸奶发酵时，牛奶要加满，盖子的排气孔要封闭。甜酒发酵时，米中间要挖一个窝，盖子留一个排气孔。试分析这是为什么呢
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸
酶
2C2H5OH+2CO2
2C3H6O3
酶
场所
细胞质基质
二、无氧呼吸
C6H12O6
酶
+少量能量
（场所：细胞质基质）
第一阶段：
2C3H4O3+ 4[H]
第二阶段：
酶
2C3H4O3+4[H]
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）
+ 2CO2+少量能量
总反应式：
实 例：高等植物、酵母菌、苹果果实
1、产物为酒精的无氧呼吸
（场所：细胞质基质）
（场所：细胞质基质）
二、无氧呼吸
C6H12O6
酶
+少量能量
（场所：细胞质基质）
第一阶段：
2C3H4O3+ 4[H]
第二阶段：
酶
2C3H6O3（乳酸）
2C3H4O3+ 4[H]
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）
+ 少量能量
总反应式：
2、产物为乳酸的无氧呼吸
实 例：乳酸菌、高等动物、人、高等植物的某些器官（玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等）
（场所：细胞质基质）
（场所：细胞质基质）
二、无氧呼吸
葡萄糖C6H12O6
丙酮酸+[H]
酶
C2H5OH
（酒精）＋CO2
C3H6O3（乳酸）
酶
酶
第一阶段
第二阶段
少量能量
不同点：
第二阶段不同
相同点：
1．第一阶段完全相同
2．都在细胞质基质中进行
3．都只在第一阶段产生少量能量
二、无氧呼吸
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 有无氧参加 有氧 无氧
最终生成物 CO2+H2O CO2+C2H5OH或C3H6O3
产生能量多少 多 少
进行部位 细胞质基质、线粒体 细胞质基质
相 同 点 过程 第一阶段都是C6H12O6分解成丙 酮酸，都在细胞质基质中进行 实质 分解有机物、释放能量、产生ATP 意义 为生物各项生命活动提供能量 三、细胞呼吸原理的应用
包扎伤口时，需要选用透气的消毒
纱布或“创可贴”等敷料。
利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以
及发酵罐等，在控制通气的情况下，
可以生产各种酒。
花盆里的土壤板结后，空气不足，会
影响根系生长，需要及时松土透气。
储藏水果、粮食的仓库，往往要通过
降低温度、降低氧气含量等措施，来
减弱水果、粮食的呼吸作用，以延长
保质期。
三、细胞呼吸原理的应用
提倡慢跑等有氧运动的原因之一是:有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。
三、细胞呼吸原理的应用
① 不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
② 同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。
③ 同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
（1）内部因素
遗传因素(决定酶的种类和数量)
四、影响细胞呼吸的因素
温度
呼吸速率
（2）外部因素——温度
① 低温下贮存蔬菜、水果
② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。
应
用
温度主要通过影响酶活性来影响呼吸速率。
四、影响细胞呼吸的因素
O2浓度
CO2释放量
无氧呼吸：以酒精发酵为例，无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强， O2浓度达到一定值时，被完全抑制。
O2浓度
CO2释放量
有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。
（3）外部因素——O2浓度
四、影响细胞呼吸的因素
（3）外部因素——O2浓度
5
O2（%）
1.0
0.5
P
R
10
15
20
D
Q
T
O
CO2释放量
R点的含义？
R点对应O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。
思
考
QD：无氧呼吸速率
OPT：有氧呼吸速率
QPT：呼吸速率
四、影响细胞呼吸的因素
（3）外部因素——O2浓度
A
5
O2（%）
1.0
0.5
B
P
R
C
10
15
20
D
Q
T
O
CO2释放量
B点的含义？
有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等
思
考
Q D：无氧呼吸速率
OPT：有氧呼吸速率
QPT：呼吸速率
四、影响细胞呼吸的因素
不消耗O2，只进行无氧呼吸。
B点：
C点之后：
只进行有氧呼吸。
无氧呼吸消失。
A
P
C
B
0 5 10 15 20 25
无氧呼吸CO2释放量
CO2生成总量
有氧呼吸CO2释放量
释放量
CO2
O2浓度%
D
A点：
重点分析：O2浓度对细胞呼吸速率的曲线分析
P点：CO2释放量最低
细胞呼吸最弱，有机物消耗最少。
对应的O2浓度（D点），利于储藏和保存
O2浓度为0-10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
（4）外部因素——CO2浓度
5
CO2（%）
1.0
0.5
C
10
15
20
O
呼吸速率
① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
应
用
作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度高会抑制细胞呼吸的进行。
四、影响细胞呼吸的因素
（5）外部因素——水
细胞含水量
呼吸速率
水既是原料，又是产物，细胞呼吸必需在水环境中才能进行。在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。
稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。
应
用
四、影响细胞呼吸的因素
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
6CO2+20 [H] +能量(少量)
2丙酮酸
+6H2O
酶
酶
12H2O+能量(大量)
24[H]+6O2
C6H12O6
酶
2丙酮酸 +4 [H] + 能量(少量)
小结
小结
有氧呼吸过程图解
葡 萄 糖
丙 酮 酸
[H]
少量能量
乙醇发酵
酶
乳酸发酵
酶
酒精 + CO2
乳酸
酶
无氧呼吸过程图解
第一阶段
第二阶段
第一阶段
第二阶段
第三阶段
甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
① 曲线a、b、c分别表示 、 和呼吸作用CO2释放量。
② 在O2浓度为0时，CO2的释放量为___，此时只进行 ；
当O2浓度 时， 只进行有氧呼吸，此时CO2释放量_____O2吸收量；
当0＜O2浓度＜D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
≥ D
A
等于
四、影响细胞呼吸的因素
甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
③ 在保存蔬菜、水果时，应选择乙图中 点对应的O2浓度，因为此时 ；保存条件一般为 。
④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中___是最适合蔬菜、水果的贮藏；
⑤甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的_____点；
B
细胞呼吸最弱
零上低温、低氧
A
c
四、影响细胞呼吸的因素
甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
⑥甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的_____段之间；
⑦ 甲图中氧浓度为____时没有酒精产生。
d
AC
四、影响细胞呼吸的因素
一、根据实验结果判断呼吸类型
(1)实验装置
强化课：细胞呼吸相关应用
一、根据实验结果判断呼吸类型
(2)实验结果预测和结论
实验现象 结　论
装置一液滴 装置二液滴 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
不动
不动
不动
不动
右移
左移
强化课：细胞呼吸相关应用
装置三
煮沸的种子
一、根据实验结果判断呼吸类型
强化课：细胞呼吸相关应用
二、测定组织细胞的呼吸速率
细胞呼吸速率
通常用___________速率或_______速率来表示
CO2的产生
O2消耗
常用测定装置
强化课：细胞呼吸相关应用
二、测定组织细胞的呼吸速率
测定原理
细胞有氧呼吸既产生CO2，又消耗O2，为测定其真实的呼吸情况，应只对其中一种气体的变化进行测定。为此，通常向装置内添加______溶液或_______溶液吸收释放的CO2
NaOH
KOH
测定指标
CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗____的速率
O2
强化课：细胞呼吸相关应用
二、测定组织细胞的呼吸速率
装置变式
强化课：细胞呼吸相关应用
1、图为探究酵母菌无氧呼吸产物的装置，操作方法或实验现象错误的是（ ）
A．E瓶密封培养一段时间后，再连通F瓶
B．F瓶中的溶液可用溴麝香草酚蓝水溶液代替
C．实验进行一段时间后，F瓶中的溶液会变浑浊
D．实验结束后，用酸性重铬酸钾溶液检验F瓶中的酒精
D
即时练习
即时练习
2、下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，解释不正确的是( 　 )
C
A．提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀
B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解
C．马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用
D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞有氧呼吸
即时练习
3、细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述正确的是（ ）
A．动物细胞内能进行过程①②或过程①③
B．酵母菌的过程②只在线粒体中进行
C．过程①③释放的能量转移至ATP和酒精中
D．乳酸菌细胞内过程④不需要[H]参与
B
4、如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述正确的是(　 　)（多选）
A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度
B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性
C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强
D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜
ABD
即时练习

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