资源简介

(共27张PPT)
第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量
（第二课时）
第三章 细胞的代谢
教学目标
从物质与能量视角，探索呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。（生命观念、科学思维）
通过探究酵母菌的呼吸方式厘清对比实验的设置。（科学思维、科学探究）
1
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新课导入
制作开花馒头时，需要在面团中加入酵母菌，蒸出来的馒头就会松软多孔。
酵母菌的呼吸方式是什么
需氧呼吸
需氧呼吸与木头燃烧
通过细胞的需氧呼吸将葡萄糖中的能量逐渐释放
ATP（少量）
热能（绝大部分）
类型 需氧呼吸 木头燃烧
本质
条件
过程
将有机物中的碳、氢分别氧化成二氧化碳和水
常温
高温
逐步
立即
需氧呼吸
场所
细胞溶胶和线粒体，主要在线粒体（“动力车间”）
线粒体的结构示意图
外膜
内膜
基质
嵴
需氧呼吸
糖酵解
（场所：细胞溶胶）
1分子葡萄糖
酶
2分子丙酮酸
少量的[H]
C3H4O3
释放少量能量
形成少量ATP
需氧呼吸
柠檬酸循环
（场所：线粒体基质）
CO2
+H2O
[H]
释放能量
形成少量ATP
酶
2分子丙酮酸
C3H4O3
需氧呼吸
电子传递链
（场所：线粒体内膜）
第二阶段产生的[H]
O2
酶
释放能量，产生大量ATP
H2O
+
第一阶段产生的[H]
需氧呼吸在最后一步才用到氧
需氧呼吸
第一阶段：
C6H12O6
2C3H4O3（丙酮酸）
+4[H]
+少量能量
酶
糖酵解
第三阶段：
第二阶段：
2C3H4O3
+6H2O
6CO2
+20[H]
+少量能量
酶
24[H]
+6O2
12H2O
+大量能量
酶
（线粒体基质）
（细胞溶胶）
（线粒体内膜）
电子传递链
需氧呼吸
阶段 糖酵解 柠檬酸循环 电子传递链
原料 葡萄糖 丙酮酸+水 氧气 +[H]
条件 酶 氧+酶 氧+酶
场所 细胞溶胶 线粒体基质 线粒体内膜
产物 丙酮酸+ [H] 二氧化碳+[H] H2O
能量去向 热能+少量ATP 热能+少量ATP 热能+大量ATP
需氧呼吸
总反应式：
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
糖分子失去氢原子
氧分子获得氢原子
需氧呼吸
小资料
人体的骨骼肌收缩时会产生肢体运动，肌肉的收缩需要消耗ATP。一般情况下，肌肉中的ATP含量很低，只能供肌肉很短时间的活动之需。但肌肉中还有一种高能物质——磷酸肌酸，它能迅速产生ATP。肌肉中磷酸肌酸的含量比ATP的含量高得多，足以维持肌肉较长时间的活动。所以，进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200~400m赛跑，ATP主要靠厌氧呼吸供应；较长时间的运动如马拉松，主要靠需氧呼吸供应ATP。
人体运动时骨骼肌的能量供应
需氧呼吸
小资料
人体的骨骼肌收缩时会产生肢体运动，肌肉的收缩需要消耗ATP。一般情况下，肌肉中的ATP含量很低，只能供肌肉很短时间的活动之需。但肌肉中还有一种高能物质——磷酸肌酸，它能迅速产生ATP。肌肉中磷酸肌酸的含量比ATP的含量高得多，足以维持肌肉较长时间的活动。所以，进行百米赛跑的前数秒，ATP主要来源于磷酸肌酸；200~400m赛跑，ATP主要靠厌氧呼吸供应；较长时间的运动如马拉松，主要靠需氧呼吸供应ATP。
人体运动时骨骼肌的能量供应
厌氧呼吸
实例：
人体运动时骨骼肌的能量供应
ATP
磷酸肌酸
ATP
进行百米赛跑的前几秒的时间内，ATP主要来源于磷酸肌酸
200~400m的赛跑，ATP则主要靠厌氧呼吸供应
较长时间的运动如马拉松，主要靠需氧呼吸供应ATP
厌氧呼吸
糖酵解
（场所：细胞溶胶）
大部分能量还储存在丙酮酸中未释放
与需氧呼吸第一阶段相同
1分子葡萄糖
酶
2分子丙酮酸
少量的[H]
C3H4O3
释放少量能量
形成少量ATP
厌氧呼吸
第二阶段
丙酮酸在不同酶的催化作用下形成不同的产物
丙酮酸
乳酸
酶
＋【H】
酶
乙醛+CO2
＋【H】
乙醇+CO2
第二阶段乳酸发酵
第二阶段乙醇发酵
C3H6O3
C2H5OH
C3H4O3
厌氧呼吸
C6H12O6（葡萄糖）
酶
2C3H6O3（乳酸）＋能量
乳酸发酵
乙醇发酵
2C2H5OH（乙醇）＋2CO2＋能量
酶
C6H12O6（葡萄糖）
例：大多数植物细胞、酵母菌
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等）
总方程式：
厌氧呼吸
类别 例子 产物
植物 大多数植物细胞如根细胞 乙醇和二氧化碳
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚 乳酸
动物 人和动物骨骼肌细胞 乳酸
微生物 乳酸菌 乳酸
酵母菌 乙醇和二氧化碳
不同生物进行厌氧呼吸的产物不同
厌氧呼吸
酿酒业：酵母菌
厌氧呼吸产生酒精
酸奶、泡菜：乳酸菌
厌氧呼吸产生乳酸
200~400m赛跑：ATP来源
厌氧呼吸提供
益处：
危害：
肌肉酸痛：
厌氧呼吸产生乳酸
烂根：
厌氧呼吸产生酒精
需氧呼吸与厌氧呼吸
项目 需氧呼吸 厌氧呼吸
不 同 点 呼吸场所
反应条件
分解产物
能量释放
ATP的产生阶段
相 同 点 实质
意义
联系
细胞溶胶、线粒体
细胞溶胶
需要O2，需要酶
不需要O2，需要酶
CO2和H2O
酒精和CO2或乳酸
释放大量能量
释放少量能量，大部分能量储存在酒精或乳酸中
三个阶段均产生ATP
仅在第一阶段产生ATP
分解有机物，释放能量，生成ATP
为各项生命活动提供能量；为体内其他化合物的合成提供原料
第一阶段相同
需氧呼吸与厌氧呼吸
判断下列生物的细胞呼吸类型
①生物进行细胞呼吸时消耗氧气或产物中有水；
②生物进行细胞呼吸时产物中有酒精或乳酸；
③生物进行细胞呼吸时不消耗氧气但释放了二氧化碳；
④生物进行细胞呼吸时无二氧化碳释放
⑤生物进行细胞呼吸时酒精产生量等于二氧化碳的量；
⑥生物进行细胞呼吸时二氧化碳释放量等于氧气的吸收量；
⑦生物进行细胞呼吸时二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量；
⑧生物进行细胞呼吸时酒精产生量小于二氧化碳量；
⑩原核细胞在细胞溶胶中进行；
⑨真核细胞只在细胞溶胶中进行的以及还能在线粒体中进行的细胞呼吸；
需氧呼吸
厌氧呼吸
只进行厌氧呼吸且产物定有酒精
只进行厌氧呼吸且产物定有乳酸
只进行厌氧呼吸且产生酒精
只进行需氧呼吸
既有需氧呼吸也有乙醇发酵
多余的二氧化碳来自乙醇发酵
既有需氧呼吸也有乙醇发酵
多余的二氧化碳来自需氧呼吸
只在细胞溶胶中 — 厌氧呼吸
有线粒体参与 — 需氧呼吸
某些原核细胞内具有需氧呼吸有关的酶
反应物和产物
反应
场所
课堂小结
1分子葡萄糖
酶
2分子丙酮酸
2ATP(少量）
4[H]
C3H4O3
6分子CO2
+6H2O
20[H]
第一阶段：糖酵解
第二阶段：柠檬酸循环
6分子O2
酶
28 ATP（大量）
12分子H2O
2ATP（少量）
第三阶段：电子传递链
+
酶
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
习题检测
1.下列关于人体骨骼肌细胞厌氧呼吸的叙述，正确的是（ ）
A. 厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖并释放能量
B. 厌氧呼吸产生的CO2通过呼吸道排出体外
C. 糖酵解产生的丙酮酸，可在乳酸脱氢酶的催化下被NADH还原
D. 厌氧呼吸第二阶段释放大量能量，合成大量ATP
答案：C
解析：A、厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏中转化为葡萄糖需要消耗能量，A错误；B、人体骨骼肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸，不产生CO2，B错误；C、糖酵解产生的丙酮酸，可在乳酸脱氢酶的催化下被NADH还原为乳酸，C正确；D、厌氧呼吸只在第一段释放少量能量，第二阶段不释放能量，D错误。
习题检测
2.人类需要氧气来完成以糖类为底物的细胞需氧呼吸这一过程。下列有关说法正确的是（ ）
A.葡萄糖进入线粒体双层膜的方式是易化扩散
B.氧气参与的细胞呼吸过程发生在线粒体内膜上
C.与细胞呼吸有关的酶存在于线粒体内、外膜以及细胞溶胶中
D.细胞呼吸中CO2产生的同时会伴随着能量和[H]的大量产生
答案：B
解析：线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖不能进入线粒体，A错误。氧气参与的细胞呼吸过程发生在线粒体内膜上，B正确。人体细胞中与细胞呼吸有关的酶存在于线粒体内膜、线粒体基质以及细胞溶胶中，C错误。细胞呼吸产生CO2的过程出现在需氧呼吸第二阶段，该阶段会产生[H]和少量能量，D错误。
习题检测
3.将酵母菌破碎后得到酵母菌匀浆，取一部分离心，得到上清液（含有细胞溶胶，不含线粒体）和沉淀物（含有线粒体）；取甲、乙、丙三支试管，在甲试管中加入酵母菌匀浆，乙试管中加入等量上清液，丙试管中加入沉淀物，三个试管中都加入等量等浓度的葡萄糖溶液，并提供充足的氧气。甲试管中得到二氧化碳和水，乙试管中得到丙酮酸，丙试管中没有任何产物。通过该实验不能得到的推论是（ ）
A.需氧呼吸开始阶段是在细胞溶胶中进行的
B.需氧呼吸开始阶段产生了丙酮酸
C.细胞呼吸包括需氧呼吸和厌氧呼吸
D.需氧呼吸过程中，线粒体不能利用葡萄糖，可以利用丙酮酸
答案：C
解析：丙试管说明需氧呼吸开始阶段不在线粒体，结合甲和乙试管，说明需氧呼吸开始阶段是在细胞溶胶中进行的，且需氧呼吸开始阶段产生了丙酮酸，A、B正确；题干信息显示提供充足的氧气，故不能得出有关厌氧呼吸的内容，C错误；根据试管丙可知，线粒体不能利用葡萄糖，结合甲试管和乙试管可知线粒体可以利用丙酮酸，D正确。
习题检测
4.如图所示为细胞内葡萄糖分解代谢过程，下列叙述正确的是（ ）
A.酵母菌的细胞溶胶中可以进行①②③过程
B.大肠杆菌进行①过程时释放大量能量
C.人在剧烈运动时能量来源主要是过程③
D.一定氧浓度下，某些植物器官可同时进行
习题检测
答案：D
解析：根据题意和题图分析可知：①是细胞呼吸的第一阶段，发生的场所是细胞溶胶；②是需氧呼吸的第二、三阶段，发生的场所是线粒体；③是产物为乳酸的厌氧呼吸的第二阶段，发生的场所是细胞溶胶；④是产物为乙醇和CO2的厌氧呼吸的第二阶段，发生的场所是细胞溶胶。酵母菌是兼性厌氧型的真核生物，其厌氧呼吸的全过程均在细胞溶胶中进行，产物是乙醇和CO2，即可发生题图中的①④过程，而不能发生③过程，②反应的场所是线粒体，A错误；①过程为细胞呼吸的第一阶段，该过程只有少量能量释放，B错误；人在剧烈运动时可同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，其中的能量来源主要是需氧呼吸过程，对应题图中的过程①②，C错误；一定氧浓度下，某些植物器官可同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，即对应题图中的①②④，D正确。

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