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第3节 细胞呼吸—能量的转化和利用
第三章 细胞中能量的转换和利用
第1课时 细胞呼吸的过程
01
02
通过分析图解，说出有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
理解细胞呼吸的概念，概述有氧呼吸的过程和物质、能量的变化。
O2
CO2
人体从周围环境吸入空气，利用其中的O2，呼出CO2。此为人体的呼吸（运动）
O2
CO2
血液中的CO2是从何处而来呢？
思考“积极思维”中的内容，回答下列问题。
1.在上图实验装置中，设计A瓶、B瓶、C瓶的目的分别是什么？
A._________________、B._________________________C________________
除去空气中的CO2
检测空气中CO2是否完全去除
检测是否产生CO2
2.C瓶石灰水变浑浊，说明__________________________
钟罩内温度上升，说明______________________________
小鼠细胞呼吸产生了CO2
细胞呼吸过程中产生了热能
主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。
细胞呼吸
物质燃烧也是物质的氧化分解，燃烧和细胞呼吸有何异同呢？
实质：
分解有机物，释放能量
共同点：
都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；
都能释放出能量。
不同点：
燃烧 呼吸作用
环境 体外 细胞内
速度 快速 缓慢
呼吸类型：
根据有无O2参与
有氧呼吸
无氧呼吸
（有O2参与）
（无O2参与）
（细胞呼吸的主要形式）
细胞质基质、线粒体
1、有氧呼吸：
细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
指细胞在O2 的参与下，细胞内的有机物彻底氧化分解产生CO2和H2O ，同时释放能量，生成大量ATP的过程。
（1）场所：
（主要场所）
为什么是有氧呼吸主要发生在线粒体呢？
细 胞
C6H12O6
2丙酮酸（C3H4O3）
酶
6CO2
4[H]
少量能量
少量能量
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
大量能量
线粒体基质
细胞质基质
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
线粒体内膜
（2）过程：
阶段 项目 第一阶段 （糖酵解） 第二阶段 （柠檬酸循环） 第三阶段
场 所
反应物
生成物
ATP产生量
葡萄糖
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
丙酮酸+H2O
［H］+O2
丙酮酸+［H］
CO2+［H］
H2O
少量
少量
大量
【有氧呼吸的三个阶段】
总结：
（1）C6H12O6
酶
2丙酮酸(C3H4O3)+ 4[H] + 能量（少量）
酶
6CO2 +20[H] + 能量（少量）
（2）2C3H4O3
+ 6H2O
酶
12H2O + 能量（大量）
（3）24[H] +6 O2
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 大量能量
酶
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
总结：
总反应式：
【易错提醒】
葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质，还有脂肪、蛋白质等。
葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。
真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。
拓展延伸：电子传递链
葡萄糖分解(有氧呼吸第一阶段)和丙酮酸氧化过程(有氧呼吸第二阶段)(也称三羧酸循环阶段)中生成的[H]是在线粒体内膜上继续氧化的。
1
在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2、H＋结合，生成了H2O，而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。
2
最终，H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。
3
思考：有氧呼吸所释放的能量有几个去向？
1mol葡萄糖释放2870KJ的能量，其中约有997KJ的能量储存在ATP中（约为32mol），其余主要以热能的形式散失
（1）储存在ATP中
（2）以热能的形式散失（保持体温）
有机物中稳定的化学能转变为ATP中活跃的化学能和热能
有氧呼吸中能量的变化：
能产生[H]的阶段是______________________
有CO2生成的阶段是_____________________
有水参与的阶段是_______________________
有水生成的阶段是_______________________
能释放能量的阶段是_____________________
释放能量最多的阶段是___________________
第一、二阶段
第二阶段
第二阶段
第三阶段
第一、二、三阶段
第三阶段
1.根据有氧呼吸过程图完成以下问题
以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式为：
2.写出有氧呼吸的总反应式，并思考H2O中的氧和氢分别来自哪里？CO2中的氧来自哪里？
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+
酶
能量
总结：产物水中的氧来源于：氧气
产物水中的氢来源于：葡萄糖和水
CO2中的氧来源于：葡萄糖和水
人在剧烈运动后，肌肉会发酸；苹果储藏久了会有酒味。你知道这是什么原因吗？
(1)概念：
在没有氧气参与情况下，葡萄糖等有机物经过分解成不完全分解，释放少量能量，生成少量ATP的过程。
（一）无氧呼吸
(2)场所：
细胞质基质
细胞无氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
C6H12O6
酶
2C2H5OH（乙醇）+2CO2+能量(少量)
葡萄糖
丙酮酸+[H]
无O2
乙醇+CO2
酶
（高等植物、酵母菌）
乳酸
酶
（人、动物、乳酸菌、
马铃薯块茎、玉米胚）
酶
少量能量
第一阶段
第二阶段
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+能量(少量)
(3)过程：
(4)反应式：
【有氧呼吸和无氧呼吸比较】
比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所 ________（主要）____________ ______________
条件
产物
能量
相同点 联系 第一阶段的反应完全相同，并且都在_____________内进行 实质 分解_________，释放能量，合成________。 线粒体
细胞质基质
细胞质基质
酶，有氧
CO2、H2O
乙醇和CO2或乳酸
大量，合成32ATP
少量，合成2ATP
细胞质基质
有机物
ATP
不需氧气、需酶
3︰1
酶
C6H12O6 +6H2O+6O2
12H2O+6CO2+能量(大量)
物质比较
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精) ＋2CO2＋能量(少量)
2molCO2
2870KJ
196.65KJ
直接用于各种需能反应
6molCO2
1moL
6mol O2
能量比较
C6H12O6
1moL
有O2
无O2
其余能量都以热能的形式散失
977KJ
≈32molATP
61.08KJ
≈2molATP
总结归纳
1．向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1 h后测得该容器中O2减少24 ml，CO2增加36 ml，则在这1 h内无氧呼吸所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的(　　)
A．1/3倍 B．1/2倍　　　C．2倍　　　D．3/2倍
【合作探究】
D
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+
酶
能量
场所
场所：
细胞质基质
细胞质基质、线粒体
C6H12O6
酶
2C2H5OH（乙醇）+2CO2+能量(少量)
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+能量(少量)
1. 图中表示的是某绿色植物细胞内部分物质的转变过程,下列有关叙述不正确的有几项( )
①图中①②两物质分别为H2O和O2
②图中(二)、(三)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
③图中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖
④该过程只能在有光的条件下进行,无光时不能进行
A. —项 B. 两项 C. 三项 D. 四项
C
2. 下列与有氧呼吸过程有关的叙述,错误的是( )
A. 产生水和利用水的场所是不同的
B. 三个阶段均有ATP产生,但形成的场所不同
C. 三个阶段均有[H ]产生,但形成的场所不同
D. O2的利用与CO2的形成不在同一场所
C
3. 下列有关需氧呼吸和厌氧呼吸的说法正确的是 （ ）
A．需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段均是在细胞质基质中完成的
B．高等植物只能进行需氧呼吸，不能进行厌氧呼吸
C．是否产生二氧化碳是需氧呼吸和厌氧呼吸的主要区别
D．需氧呼吸产生ATP最多的是第二阶段
A

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