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5.3.2 细胞呼吸的原理与应用 第二课时
第5章 细胞的能量供应和利用
1、细胞呼吸的场所有哪些？线粒体具有怎样的结构特点？这与它的功能有什么关系？2、有氧呼吸最常利用的物质是什么？可分为几个阶段？
3、各个阶段发生了什么化学反应？每个阶段具体在什么部位进行？
4、[H]是什么 哪些阶段会产生[H]？[H]的去向如何？
5、各阶段释放能量有什么特点？有机物分解释放的能量有何去向和用途？
6、有氧呼吸的总反应如何表示？总反应式氧原子的去向是怎么样的？
7、有氧呼吸的过程中，物质如何变化？能量如何变化？
8、同有机物在体外的燃烧相比，有氧呼吸具有什么样的特点？
9、无氧呼吸的场所在哪里 可分为几个阶段
10、无氧呼吸各阶段发生了什么样的反应 无氧呼吸的产物有哪些
11、无氧呼吸每个阶段都释放能量吗 释放的能量是大量还是少量 有机物分解释放的能量有何去向？无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？
12、细胞呼吸的意义是什么？
问题探讨（阅读教材P92-94）
外膜
内膜
嵴
核糖体
DNA
线粒体基质
（1）线粒体增大膜面积的方式： 。
（2）线粒体增大膜面积的意义： 。
（3）有氧呼吸的酶分布在： 。
（4）线粒体的功能： 。
内膜向内折叠成嵴
增大有氧呼吸酶的附着位点
进行有氧呼吸的主要场所
线粒体内膜和线粒体基质
1、场所：细胞质基质 和 线粒体（主要场所）
任务一：细胞呼吸的场所
资料1：
分离酵母菌的不同结构，分别加入相同浓度葡萄糖溶液，在其他条件均适宜的条件下，发现细胞质基质组（b组）和细胞匀浆组（c组）中，葡萄糖(C6H12O6)减少的同时，丙酮酸（C3H4O3）含量增加，而线粒体组（a组）中葡萄糖不变。
分析实验结果：
1.葡萄糖能不能被线粒体分解？为什么？
2.葡萄糖在什么位置首先被分解？生成了什么？
3.参照课本P92书写有氧呼吸第一阶段的反应式（尝试配平）
任务二：有氧呼吸的过程探索
分析实验结果：
1.葡萄糖能不能直接被线粒体分解？为什么？
2.葡萄糖在什么位置首先被分解？生成了什么？
3.书写有氧呼吸第一阶段的反应式？
不能
资料1：
任务二：有氧呼吸的过程探索
葡萄糖在细胞质基质中分解，生成丙酮酸和少量ATP。
+ 少量的[H] + 少量能量
C6H12O6
酶
C3H4O3
葡萄糖初步分解
场所：细胞质基质
①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
产生[H]的过程是指氧化型辅酶 I（NAD+）转化成还原型辅酶 I（NADH)
第一阶段：
C6H12O6
能
ATP
热能
2丙酮酸
酶
4[H]
①
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
场所：细胞质基质
2C3H4O3
（少量）
+4[H] +能量
细胞呼吸的方式—有氧呼吸
线粒体
细胞质基质
资料2：
使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况。
线粒体膜状结构
①
线粒体 基质
②
③
线粒体膜状结构和线粒体基质
丙酮酸的量不变;没有荧光
丙酮酸的量减少;有CO2生成，微弱荧光出现
丙酮酸的量减少;有CO2生成，较强荧光出现
实验结果分析：
1.丙酮酸分解发生在什么部位，生成了什么？
2.③号试管为什么有较强荧光出现？
3.参照课本P93写出有氧呼吸第二阶段的反应式？（尝试配平）
等量的丙酮酸、荧光素和荧光素酶
任务二：有氧呼吸的过程探索
实验结果分析：
1.丙酮酸分解发生在什么部位，生成了什么？
2.③号试管为什么有较强荧光出现？
3.写出有氧呼吸第二阶段的反应式？
资料2：
丙酮酸在线粒体基质中分解，产生CO2，释放少量能量。
线粒体基质分解丙酮酸后，在线粒体膜状结构继续发生反应释放较多的能量。
+ H2O
酶
2C3H4O3
CO2 + [H] + 少量能量
丙酮酸水解
场所：线粒体基质
任务二：有氧呼吸的过程探索
细胞呼吸的方式—有氧呼吸
线粒体
能
ATP
热
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
6CO2
20[H]
②
酶
6H2O
第二阶段：
资料3：
超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡，这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能；当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
分析实验结果：
1.通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应？谁在氧化[H]？
2.参照课本P93写出有氧呼吸第三阶段的反应式？
任务二：有氧呼吸的过程探索
资料3：
分析实验结果：
1.通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应？谁在氧化[H]？
2.写出有氧呼吸第三阶段的反应式？
氧化[H]的反应，氧气与[H]发生了反应。
[H]的氧化
酶
H2O +大量能量
[H] + O2
场所：线粒体内膜
任务二：有氧呼吸的过程探索
第三阶段：
场所：线粒体内膜
酶
12H2O + 能量
24[H] + 6O2
（大量）
能
ATP
热能
12H2O
6O2
酶
③
线粒体
6CO2
能
ATP
热能
20[H]
②
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
ATP
热能
①
酶
6H2O
细胞质基质
细胞呼吸的方式—有氧呼吸
第一阶段：
C6H12O6
酶
丙酮酸
（少量）
+4[H] +能量
酶
6CO2 +20[H]+ 能量
2C3H4O3
+6H2O
（少量）
第二阶段：
第三阶段：
酶
12H2O + 能量
24[H] + 6O2
（大量）
C6H12O6 + 6H2O+6O2 6CO2 +12H2O+能量
酶
2C3H4O3
任务三：构建总反应式
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 → 热能散失+ATP中活跃的化学能
场所：细胞质基质
场所：线粒体基质
场所：线粒体内膜
任务四：尝试在下图画中出有氧呼吸简要过程
任务四：尝试在下图画中出有氧呼吸简要过程
1．水在第几阶段参与反应，又在哪一阶段生成？在第几阶段产生二氧化碳？
第二阶段 第三阶段 第二阶段
2．哪些阶段需要酶的催化？与有氧呼吸有关的酶存在于哪些场所？
第一、二、三阶段 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜
3．哪个场所（哪个阶段）产生的还原氢最多？最后还原氢参与反应的场所
在哪儿？哪个场所（哪个阶段）产生的能量最多？
线粒体基质（第二阶段） 线粒体内膜 线粒体内膜（第三阶段）
4．生成的水中的氧、二氧化碳中的氧分别来自什么物质？
氧气 葡萄糖和水
5.氧气参与了哪个阶段的反应？哪些阶段需要在有氧条件下？
氧气参与了第三阶段的反应，第二阶段和第三阶段需要在有氧条件下进行。
问题思考
细胞呼吸的方式—无氧呼吸
【自主学习】阅读教材P93-94无氧呼吸的相关内容，结合过程图，回答下列问题：
(1)无氧呼吸的场所在哪里
(2)无氧呼吸可分为几个阶段
(3)各阶段发生了什么样的反应
(4)无氧呼吸的产物有哪些
(5)每个阶段都释放能量吗 释放的能量是大量还是少量
葡萄糖（C6H12O6）
2丙酮酸（2C3H4O3 ）
4[H]
酶
第一阶段
细胞质基质
少量能量
2ATP
热
（二）细胞呼吸的方式—无氧呼吸
2丙酮酸（2C3H4O3 ）
4[H]
酶
第二阶段
细胞质基质
酶
乳酸（C3H6O3）
酒精（C2H5OH）+CO2
酶
葡萄糖（C6H12O6）
少量能量
2ATP
热
（二）细胞呼吸的方式—无氧呼吸
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+少量能量
例：高等动物（如肌细胞）、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）。
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 少量能量
酒精发酵
例：大多数植物（如水稻根、苹果果实）、酵母菌。
注：微生物的无氧呼吸叫做发酵。但工业上的发酵并非完全无氧，比如醋酸发酵。
乳酸发酵
细胞呼吸的方式—无氧呼吸
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
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，包括反应过程和反应场所
反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量
①为生物体提供能量；
细胞呼吸意义：
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽
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，释放能量并生成ATP的过程。
有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。
细胞呼吸：
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。
(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(　　)
(6)在有氧和无氧的条件下，葡萄糖中能量的去向都是大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中(　　)
√
判断正误
×
×
√
×
×
1.(2022·云南保山第一中学高一模拟)如图是真核生物的细胞呼吸过程图解，图中①～⑤表示代谢过程，X、Y代表物质。下列相关叙述错误的是
A.过程②和⑤分别发生在线粒体基质和
细胞质基质
B.物质Y可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿
再变黄
C.图中能生成ATP的代谢过程有①③④⑤
D.人体细胞内⑤不能进行是因为缺少催化该过程的酶
√
2、下图表示生物体内部分物质之间的变化，下列说法正确的是（ ）
A.过程a只能在植物的叶肉细胞内进行
B.过程c的每个阶段都有[H]生成
C.过程b能在酵母菌缺氧时进行
D.过程d只有乳酸菌能进行
C
3、下图是细胞代谢过程中某些物质的变化过程示意图，下列叙述正确的是(　　)
A.在乳酸菌细胞中，能进行过程①②④
B.过程①④都需要O2的参与才能正常进行
C.植物细胞中均不会发生②
D.真核细胞中催化过程①②③酶均位于细胞质基质中
D

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