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第3节 细胞呼吸的原理和应用
1.场所：
一、有氧呼吸
细胞质基质
线粒体
（主要）
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
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：
。
内膜向内折叠成嵴
增大有氧呼吸酶的附着位点
线粒体内膜和线粒体基质
2.过程：
二、有氧呼吸
①（第一阶段）：
②（第二阶段）：
③（第三阶段）：
阅读教材P92-93,思考：
有氧呼吸每个阶段分别在哪里、发生了什么变化？（请在图中标注，并书写出反应式）
有氧呼吸具体过程
2.过程：
二、有氧呼吸
C6H12O6
2丙酮酸 +少量[H]+少量能量
酶
2丙酮酸 + 6H2O
6CO2+大量[H]+少量能量
酶
6O2+ [H]
12H2O +大量能量
酶
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
判断：
1、葡萄糖在线粒体中氧化分解为CO2和水（ ）
2、产物CO2中的O来自葡萄糖（ ）
3、[H]就是指H+（ ）
①（第一阶段）：
②（第二阶段）：
③（第三阶段）：
总反应式：
通常将NADH简化为[H]
NADH是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原态，也叫还原型辅酶Ⅰ，NAD+是指氧化型辅酶Ⅰ。
二、有氧呼吸
2.过程：
3.能量的去向：
二、有氧呼吸
1.场所：
细胞质基质
线粒体
（主要）
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
想一想，反应式中的能量能否写成ATP？为什么？
能量的利用特点
阅读93页，《思考·讨论》，回答以下问题：
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转化成ATP？
有氧呼吸过程中能量发生了什么变化？
有氧呼吸是逐级释放能量的，对于生物体来说具有什么意义？
约为34% 32mol
有机物中
稳定化学能
热能
ATP中活跃化学能
保证有机物中的能量得到最充分的利用
使有机物中的能量逐步地转移到ATP中
能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定状态
二、有氧呼吸
2.过程：
3.能量的去向：
二、有氧呼吸
1.场所：
细胞质基质
线粒体
（主要）
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
有机物中稳定化学能
热能（大部分）
ATP中活跃化学能（少部分）
细胞在 的参与下，通过酶的催化作用，把 等有机物彻底氧化分解，产生 ，同时释放 ，生成
的过程。
氧气
葡萄糖
二氧化碳和水
能量
大量ATP
二、有氧呼吸
有氧呼吸
C6H12O6
2丙酮酸 +少量[H]+少量能量
酶
丙酮酸 + H2O
CO2+大量[H]+少量能量
酶
O2+ [H]
H2O +大量能量
酶
细胞质基质：
线粒体基质：
线粒体内膜：
思考：没有氧时，葡萄糖如何分解呢？
请阅读课本94页，在课本上找到答案并标注出来：
1.无氧呼吸的场所？
2.无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？
3.总结无氧呼吸的总反应式。
4.无氧呼吸过程能量发生了什么变化？
5.总结什么叫无氧呼吸。
二、无氧呼吸
2丙酮酸
（C3H4O3）
C6H12O6
酶
少量能量
少量[H]
酶
酶
2酒精（C2H5OH）+2CO2
2乳酸（C3H6O3）
细胞质基质
二、无氧呼吸
无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
总反应式:
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3
+少量能量
第一阶段产生
思考：
1mol的葡萄糖所含能量大约2870kJ的能量，氧化分解成乳酸以后，释放出196.65kJ的能量，其中61KJ能量用来合成2molATP。葡萄糖中的能量大部分去了哪里？
大部分能量存留在酒精或乳酸中。
二、无氧呼吸
总反应式:
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3
+少量能量
二、无氧呼吸
实例：大多数高等植物、酵母菌
实例：①人和动物细胞 ②某些植物的特殊器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚）③酵母菌、乳酸菌
像酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵，根据发酵产物不同，产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。
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。
细胞呼吸：
①为生物体提供能量；
意义：
②生物体代谢的枢纽。
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
细胞呼吸为蛋白质、糖类和脂质提供中间产物
三、细胞呼吸
类型 项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场 所
条 件
产 物
释 能 物质 分解 ATP
联 系 细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧、多种酶等
无氧、多种酶等
较 多
较 少
两者第一阶段完全相同
分解有机物、释放能量
CO2 、 H2O
酒精和CO2 ；或乳酸
彻底
不彻底
为生命活动提供能量和中间产物
实质
联系
意义
多
少
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
三、细胞呼吸
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2 +12H2O +能量
酶
有氧呼吸：
无氧呼吸：
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3
+少量能量
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。
细胞呼吸：
①为生物体提供能量；
意义：
②生物体代谢的枢纽。
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
细胞呼吸为蛋白质、糖类和脂质提供中间产物
三、细胞呼吸
三、细胞呼吸
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2 +12H2O +能量
酶
有氧呼吸：
无氧呼吸：
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3
+少量能量
四、探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌是单细胞真菌，是异养兼性厌氧型生物，能将糖发酵成酒精和二氧化碳，在有氧和无氧条件下都能够存活，常用来酿酒、面粉发酵。
酵母菌的电镜照片
（一）实验原理
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
酵母菌在有氧和无氧条件下是否都可以进行细胞呼吸？产物是否相同？
如何控制自变量？
如何检测因变量？
如何控制无关变量
变量 处理方法
自变量
因变量
有氧条件
无氧条件
通气
密封
是否产生CO2
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝溶液
是否产生酒精
酸性重铬酸钾溶液
无关变量
反应物的量、反应时间、pH、温度、酵母菌的活性
四、探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧和无氧条件下都可以进行细胞呼吸，产物不同
设计实验
进行实验
观察结果
分析结论
提出问题
作出假设
四、探究酵母菌细胞呼吸的方式
将培养液煮沸冷却的目的：
去除培养液中的O2，杀死培养液中的杂菌
通过含NaOH溶液的目的：
去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
B瓶应封口放置一段时间的目的：
消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
新鲜的食用酵母菌（10g）+5%葡萄糖溶液（240ml)
通气
密封
实验结果
检测二氧化碳产生情况
条件 澄清石灰水
有氧
无氧
溴麝香草酚蓝溶液
变混浊
变混浊
蓝色→绿色→黄色
蓝色→绿色→黄色
实验结论：
有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多
出现的时间
快
慢
条件 重铬酸钾－浓硫酸溶液
有氧
无氧
出现灰绿色
不出现灰绿色
有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。
提示：葡萄糖能和酸性重铬酸钾反应，故检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。
刚加入重铬酸钾 一段时间以后
实验结果
实验结论：
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾－浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊/快
变混浊/慢
无变化
出现灰绿色
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 和 ；
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生 。
大量CO2
酒精
少量CO2
水
观察结果
分析结论
本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
本实验的两组都是实验组。
科学方法
对比实验（相互对照实验）
　　设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的分析比较，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验。
四、探究酵母菌细胞呼吸的方式
四、影响细胞呼吸的环境因素
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2 +12H2O +能量
酶
有氧呼吸：
无氧呼吸：
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
酶
2C3H6O3
+少量能量
CO2
释放量
1.O2
释放CO2的总量
有氧呼吸
无氧呼吸
B
A
应用：低O2条件储存种子、果蔬
无氧呼吸消失的点
四、影响细胞呼吸的环境因素
最佳
储存点
CO2
释放量
1.O2
释放CO2的总量
有氧呼吸
无氧呼吸
B
A
应用：低O2条件储存种子、果蔬
无氧呼吸消失的点
四、影响细胞呼吸的环境因素
最佳
储存点
四、影响细胞呼吸的环境因素
温度影响酶的活性进而影响细胞呼吸。
4℃
2.温度
应用：
零上低温储存蔬果；零下低温储存种子。
细胞呼吸速率
温度（℃）
上层
3.含H2O量
哪种细胞呼吸需要水参与反应？
四、影响细胞呼吸的环境因素
应用：
干燥储存种子；
一定湿度储存蔬果。
有氧呼吸
应用：高浓度CO2能抑制粮食的呼吸作用。
4.CO2量
细胞呼吸速率
CO2浓度
四、影响细胞呼吸的环境因素
四、影响细胞呼吸的环境因素
4℃
防止厌氧菌繁殖
先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精
促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进无机盐的吸收
四、影响细胞呼吸的环境因素
4℃
种子保存：零下低温、低氧、干燥；
果蔬贮藏：零上低温、低氧、一定湿度
应用7：稻田需要定期排水，防止烂根。
防止无氧呼吸产生的酒精毒害细胞
五、探究细胞呼吸的实验装置
1.测定有氧呼吸速率
（1）指标：
单位时间O2吸收量。
（2）原理：
有氧呼吸吸收O2，释放CO2。CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，有色液滴左移。单位时间液滴左移量即表示有氧呼吸速率。
（3）物理误差的校正：
将生物材料灭活，其余条件不变。
（灭活）
2.判断细胞呼吸方式
反映O2吸收量
反映CO2释放量-O2吸收量
例题：
过程
本质
应用
影响因素
意义
工业生产：果酒、泡菜
农业生产：中耕松土
健康生活：包扎伤口
为各项生命活动提供能量和中间产物
外因：氧气浓度
二氧化碳浓度
温度、水
分解有机物释放能量
葡萄糖→丙酮酸
丙酮酸→酒精
或乳酸
释放能量
内因：酶

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