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(共19张PPT)
第五单元 细胞的能量供应
和利用
5.3细胞呼吸的原理和应用（第二课时）
学习目标
通过对有氧呼吸的实验情境及材料分析，阐明有氧呼吸的场所及物质变化，理解线粒体的结构与有氧呼吸功能相适应。（生命观念）
通过对有氧呼吸过程的分析，归纳出有氧呼吸的反应式及概念，理解有氧呼吸的实质。（科学思维）
通过对葡萄糖燃烧与体内氧化分解的比较，作出假设，设计实验探究有氧呼吸能量变化。（科学探究）
3
2
1
500米、400米、300米、200米、100米、50米……1月24日11时13分左右，首位被困矿工从地下500多米升井。从13时32分左右开始，几乎每半小时就有一批被困矿工升井。仅用了约四个小时，栖霞金矿事故中已有五批共11位矿工成功升井，救援现场一次次响起激动的掌声。此时，距离烟台栖霞笏山金矿爆炸已经过去了14天。
1月17日22点15分，绑着给养物资的钢丝绳，用了三十多分钟缓缓降到井底，为被困一周的11位矿工送去了营养液、手电筒、纸和笔。
救援人员向被困矿工投递给养（糖盐水）的作用是什么？
资料1：将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得①上清液和②沉淀物两部分，与③未离心且处理过的酵母菌培养液分别加入等量的葡萄糖、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管的变化情况
①
②
③
细胞质基质
线粒体
细胞质基质和线粒体
葡萄糖量减少
有丙酮酸产生
葡萄糖量不变
葡萄糖量减少
有丙酮酸产生
有氧呼吸
1、葡萄糖能不能被线粒体分解？2、葡萄糖在什么位置首先被分解？产物是什么？
提问：
不能
葡萄糖在细胞质基质分解，产生了丙酮酸，并释放能量
有氧呼吸
资料2：细胞质基质中的一种小分子物质——NAD＋(氧化型辅酶 Ⅰ )，实际上是电子和氢离子的载体，能够与葡萄糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成NADH(还原型辅酶 Ⅰ )。NADH在后续的反应中还会解离出电子和氢离子，使得电子和氢离子能够继续用于后续的反应。而NAD＋则可以重新结合新的电子和氢离子。由于NADH携带了电子和氢离子，因此具有较强的还原性，通常可以把它简化为[H]
请完善下面有氧呼吸第一阶段图解。
NADH
ATP
丙酮酸
有氧呼吸第一阶段：
场所：细胞质基质
C6H12O6 →2丙酮酸+4[H]+少量能量
酶
[H]指的是还原型辅酶I（NADH)
有氧呼吸
资料3：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，检测各试管变化情况。
①
②
③
丙酮酸量不变
丙酮酸减少，有CO2生成
丙酮酸减少，有CO2生成
线粒体膜状结构
线粒体基质
线粒体膜状结构和基质
有氧呼吸
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？
提问：
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大量能量
资料4　克雷布斯以鸽子飞行肌为材料，实验证明在多种酶作用下，丙酮酸在线粒体中被激活、氧化生成CO2和H2O，且丙酮酸在相关脱羧酶的作用下脱[H]，该过程没有O2参与。
利维和施利曼等利用低速离心等方法分离出线粒体的外膜和内膜，科学家在线粒体基质发现有脱羧酶存在，
通过分析以上资料，推测丙酮酸在线粒体基质中分解生成CO2的同时还伴随什么物质的生成？
有氧呼吸
有氧呼吸
有氧呼吸第二阶段：
场所：线粒体基质
丙酮酸+H2O → CO2+20[H]+少量能量
酶
资料5：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。
通过分析以上资料，推测线粒体内膜上发生了怎样的反应？[H]被谁氧化？
有氧呼吸
有氧呼吸第三阶段：
场所：线粒体内膜
24[H]+6O2→ H2O+大量能量
酶
有氧呼吸
思考·讨论
有氧呼吸
1、被困矿工食用糖盐水后，葡萄糖中能量转化为什么形式的能量为生命活动供能呢？
2、能量的释放是在有氧呼吸第几阶段释放呢？
资料6：细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的热量则以热能的形式散失。
葡萄糖中的能量全部转移到ATP中吗？
有氧呼吸
1moL葡萄糖 2870kJ
977.28kJ
储存在ATP中
1892.72kJ
以热能形式散失（大部分）
线粒体内膜
附着有有氧呼吸有关的酶
嵴
使内膜的表面积大大增加
线粒体基质
有有氧呼吸有关的酶
有氧呼吸
任务：请同学们尝试构建有氧呼吸模式图。并分析线粒体结构与功能的统一性
场所：
细胞质基质
物质变化：
产能情况：
少量能量
场所：
线粒体基质
物质变化：
产能情况：
少量能量
酶
2C3H4O3
+6H2O
6CO2
+20[H]
+4[H]
C6H12O6
2丙酮酸
（C3H4O3）
酶
场所：
线粒体内膜
物质变化：
产能情况：
大量能量
24[H]
+6O2
12H2O
酶
有氧呼吸
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量
酶
总反应式
1.化学式前后的水分子能否抵消？如若不能，请说明理由？
2.水中的氧来自那种物质？
3.二氧化碳中的氧来自那种物质？
不能 反应物的水是第二阶段在线粒体基质中参与反应的，而产物中的水是第三阶段在线粒体内膜中产生；
有氧呼吸
思考·讨论
概念
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。
考点剖析
1、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的说法，正确的是
A.葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量
B.线粒体内膜上的酶可以参与丙酮酸的分解
C.肌细胞有氧呼吸形成水的[H]来源于细胞质基质和线粒体基质
D.进行有氧运动时，细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量大部分储存在ATP中
C
考点剖析
2、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是（　 ）
A、葡萄糖→丙酮酸→H2O
B、葡萄糖→丙酮酸→CO2
C. 葡萄糖→O2→H2O
D. 葡萄糖→丙酮酸→O2
B
考点剖析
3、图表示细胞有氧呼吸的过程，其中数字代表物质，下列有关叙述错误的是（ ）
A．2代表丙酮酸
B．3在第二阶段产生
C．5在线粒体中产生
D．8含有高能磷酸键
C

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