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(共42张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用
(第二课时)
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 合作探究一：请自主阅读课本P92-93页，小组合作完成以下问题。
一
有氧呼吸
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。
3.有机物中能量的去路有哪些？绝大部分能量去路呢？
4.总结有氧呼吸的概念。
5.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
基质
一
有氧呼吸
线粒体
1.主要场所：
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。
_______和________含有许多种与有氧呼吸有关的______。
基质中
内膜上
酶
一
有氧呼吸
3.过程：
C6H12O6
2C3H4O3
少量能量
酶
2C3H4O3
4[H]
+
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
6CO2
6H2O
6H2O
酶
20[H]
少量能量
6O2
24[H]
12H2O
大量能量
一
有氧呼吸
3.过程：
有氧呼吸
4.各阶段特征比较：
第一阶段反应式：
第二阶段反应式：
第三阶段反应式：
C6H12O6
酶
+ 4[H] +少量能量
2C3H4O3
+ 6H2O
酶
2C3H4O3
6CO2 +20[H] + 少量能量
酶
12H2O +大量能量
24[H] + 6O2
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
学生活动---分组提问，速记速答
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
有氧呼吸
5.有氧呼吸总反应式：
一
有氧呼吸
6.有氧呼吸的定义：
一
指细胞在 的参与下，通过多种酶的催化作用，把 等有机物 ，产生 ，释放 ，同时生成 的过程。
合作探究二：为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？
①线粒体膜上没有葡萄糖载体，葡萄糖不能进入线粒体；；
②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，也可利用脂肪等其他能源物质。
氧
葡萄糖
彻底氧化分解
能量
二氧化碳和水
大量ATP
1.所有真核生物都能进行有氧呼吸。( )
2.能进行有氧呼吸的细胞都有线粒体。( )
3.有氧呼吸的场所是线粒体。( )
判断正误
×
×
蛔虫等体内寄生虫
无线粒体
蓝细菌、醋酸菌、谷氨酸杆菌、硝化细菌
有氧呼吸第一、二阶段发生于细胞质基质，第三阶段发生于细胞膜内侧。
合作探究三：线粒体与细胞呼吸的关系？
×
有氧呼吸
一
合作探究四：1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出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。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？
有机物在有氧呼吸
过程中释放有能量都用于合成ATP吗？
a.转化效率=977.28/2870≈34%
32molATP
第1阶段: 2mol
第2阶段: 2mol
第3阶段: 28mol
b.产生ATPmol数=977.28/30.54=32mol
有977.28kJ转移至ATP能量效率高达34％，使32molADP转化为ATP,
其余1892.72kJ主要以热能的形式散失掉。
有氧呼吸
一
合作探究五：与燃烧迅速释放能量相比，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？
燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。
②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。
③反应式中间不能用等号，要用箭头。
④反应条件“酶”不能省去。
⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。
有氧呼吸
8.易错提示：
一
情景材料一
合作探究六：在持续的下雨天中，好多农民的庄稼被淹，颗粒无收，
为什么水太多会让植株死亡？
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 合作探究六：请自主阅读课本P94-95页，小组合作完成以下问题。
二
无氧呼吸
1.无氧呼吸的场所、反应物、产物和总反应式分别是什么？
2.有机物中能量的去路有哪些？绝大部分能量去路呢？
3.总结无氧呼吸的概念。
4.细胞呼吸对生物有什么意义？
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
1.主要场所：
二
无氧呼吸
细胞质基质
2.过程：
二
无氧呼吸
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
第一阶段反应式：
第二阶段反应式：
C6H12O6
酶
+ 4[H] +少量能量
2C3H4O3
2C3H6O3(乳酸)
+ 4 [H]
2C3H4O3
2CO2 + 2C2H5OH(酒精)
酶
酶
合作探究七：通过以上的学习，请总结出无氧呼吸的两类总反应式。
不放能
2C3H4O3
+ 4 [H]
乳酸发酵：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、玉米胚细胞，形象记忆：马吃甜玉米）
酒精发酵：酵母菌、大多数植物（水稻、苹果等）
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
3.总反应式：
二
无氧呼吸
不同生物无氧呼吸的产物不同
二
无氧呼吸
特别注意：无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量 ，生成少量ATP
大部分能量存留在 或 中
无氧呼吸时：1mol葡萄糖
196.65（kJ）
61.08kJ
2个ATP
热能
少量释放
有氧呼吸时：1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量
其中有977.28kJ转移至ATP能量转化为32个ATP
酒精
乳酸
4.无氧呼吸的定义：
二
无氧呼吸
无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中
合作探究八：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
细胞在______条件下，通过多种____的催化作用，把_______等有机物________氧化分解，产生__________和______或______，释放______，生成少量_____的过程。
定义：
无氧
酶
葡萄糖
不彻底
二氧化碳
酒精
能量
ATP
乳酸
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
呼吸场所
条件
分解产物
能量
ATP 产生阶段
相同点 细胞质基质、线粒体内
细胞质基质
氧气、多种酶
无氧气参与，需要多种酶
葡萄糖等有机物彻底分解形成CO2和H2O
葡萄糖等有机物分解不彻底,形成酒精和CO2、乳酸
释放大量能量
释放少量能量，大部分能量储存在乳酸或酒精中
有氧呼吸三个阶段
均产生ATP
仅在第一个阶段产生ATP
三
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
①第一个阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质内进行；
②两种呼吸作用方式实质相同：分解有机物，释放能量。
细胞呼吸有关计算
总结：
（1）有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6
（2）无氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2
或葡萄糖∶乳酸＝1∶2
如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,则所消耗的葡萄糖之比为________。
1:3
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 有氧
C6H12O6 → 2CO2 无氧
（1）为生物体提供能量
（2）生物体代谢的枢纽。
糖类
葡萄糖
丙酮酸
有氧呼吸
第二、三阶段
脂肪
甘油 + 脂肪酸
蛋白质
氨基酸
有机酸
脱氨基作用
NH3
细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽。
β氧化
5.细胞呼吸的意义：
四
细胞呼吸的意义
条件
6CO2 + 12H2O+能量
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
反应物
产物
酶
五
影响细胞呼吸的因素
合作探究九：若你是一位农民，根据学习过的有关细胞呼吸的知识，谈一谈如何更好的储藏新鲜瓜果和干种子？影响细胞呼吸速率的因素有哪些？
影响细胞呼吸的因素:
温度（酶）、O2浓度、CO2浓度等
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
（1）最适温度:细胞呼吸最强。
（2）超过最适温度:呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
（3）低于最适温度:呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
温度
呼吸速率
五
影响细胞呼吸的因素
1.温度：
合作探究十：温度影响细胞呼吸的在生产生活中有哪些应用？
（1）零上低温储存蔬菜和水果
温度影响细胞呼吸的应用
（2）大棚夜间或阴雨天适当降低温度。为了降低呼吸作用消耗有机物的量，而增加农作物产量。
（3）温水和面发酵快。
五
影响细胞呼吸的因素
1.温度：
O2是有氧呼吸必须的,对无氧呼吸有抑制作用。
五
影响细胞呼吸的因素
2.O2浓度：
作用机理：
无氧呼吸速率
O2
有氧呼吸速率
O2
CO2的生成速率
CO2的生成速率
O2=0，
O2>0，
O2浓度↑，有氧呼吸速率逐渐增高；
在一定O2浓度下达到最大值
进行无氧呼吸；
无氧呼吸逐渐受到抑制。
5
O2（%）
1.0
0.5
B
10
15
20
A
C
O
CO2释放量
CO2释放量
无氧呼吸
有氧呼吸
①氧气浓度为0时
只进行无氧呼吸速率最大
②氧气浓度0~10%时
有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，
有氧呼吸速率增大，无氧呼吸速率减小。
③氧气浓度大于10%
细胞只进行有氧呼吸
五
影响细胞呼吸的因素
2.O2浓度：
O2是有氧呼吸必须的,对无氧呼吸有抑制作用。
5
O2（%）
1.0
0.5
B
10
15
20
A
C
O
CO2释放量
CO2释放量
无氧呼吸
有氧呼吸
④ 氧气浓度为5%时
无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱，
细胞呼吸最弱，储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓为5%
⑤ 氧气浓度为10%时
无氧呼吸被完全抑制，细胞只进行有氧呼吸，细胞呼吸即为有氧呼吸。
⑥氧气浓度大于20%时
有氧呼吸速率达到最大，
限制因素可能是呼吸底物的量
或酶的量与酶的活性等。
五
影响细胞呼吸的因素
2.O2浓度：
①中耕松土
可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。
O2浓度影响细胞呼吸的应用
②低氧储存蔬菜、水果、粮食
为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境
五
影响细胞呼吸的因素
2.O2浓度：
课中必练
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
课中必练
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
课中必练
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
5
CO2（%）
1.0
0.5
C
10
15
20
O
呼吸速率
地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
应
用
增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用
五
影响细胞呼吸的因素
3.CO2浓度：
在一定范围内，细胞呼吸速率，随含水量的增加而加快；超过一定范围，细胞呼吸速率随含水量的增加而减慢。
粮食储存：
零上低温、低氧、高CO2、干燥
水果蔬菜储存：
零上低温、低氧、高CO2、一定湿度
长期水淹出现烂根现象，需要及时排水。
应
用
呼吸速率
含水量
五
影响细胞呼吸的因素
4.含水量：
4
六
细胞呼吸类型的判断
注意：若细胞CO2释放量小于O2消耗量，说明细胞呼吸的底物不只是糖类，可能还有脂肪。
4
六
细胞呼吸类型的判断
有氧呼吸中 和ATP的来源去向
[H]
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已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
不动
不动
不动
不动
右移
左移
左移
右移
装置一
装置二
六
细胞呼吸类型的判断
1.为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？
2.为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？
3.为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？
4.为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施延长保质期？
5.为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？
6.为什么提倡慢跑？
合作探究十一：请自主阅读P95的6个资料，说说细胞呼吸原理在生活生产中有哪些应用？
七
细胞呼吸原理的运用
七
细胞呼吸原理的运用
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。
对于板结的土壤及时松土透气，可以促进根细胞有氧呼吸，有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。
七
细胞呼吸原理的运用
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。
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。
物质的储存：
（1）储存粮食：零上低温、低氧、高CO2、干燥。
（2）储存水果、蔬菜：零上低温、低氧、高CO2、一定湿度。
注射破伤风抗毒血清（抗体）
课中必练
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
课中必练
【盲点判断】
1.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中( )　
2.细胞中不能合成ATP的部位是线粒体的内膜。　( )
3.无氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程。　( )
4.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。　( )
5.无氧呼吸时，有机物中的大部分能量以热能的形式散失出来。( )
6. 无论在哪种运动强度下，假设细胞呼吸底物均为葡萄糖，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量（ ）
√
×
×
√
×
√

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