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(共34张PPT)
第四章第3节
细胞呼吸的类型和过程
（第1课时）
　　生物界所有生物的一切生命活动都需要能量。无论是人类还是细菌，如果能量供应一旦停止，生命也将结束。
新课导入
生命活动需要的能量主要由细胞呼吸释放的能量提供，细胞呼吸是生物体获得能量的主要代谢途径。
细胞呼吸也是一种氧化反应，它与汽油的燃烧在本质上是相同的。
汽车发动机的动力是由汽油等燃料的燃烧提供的，这一剧烈的氧化反应消耗氧气，产生二氧化碳，从而释放大量能量，驱动汽车运行。同样，细胞分裂、肌肉收缩、神经传导等生命活动也需要能量，这些能量来自于细胞内特殊的“燃料燃烧”过程——细胞呼吸（cell respiration)(图4-30)。细胞呼吸有几种方式？细胞呼吸过程中发生了哪些物质和能量的变化？其原理在农业生产和生活实践中有哪些方面的应用？
一、细胞呼吸的类型
（1）概念：
生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量、生成ATP的总过程，叫做细胞呼吸。（又叫生物氧化）
（2）细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
（3）类型：有氧呼吸和无氧呼吸
“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？
“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。
探究
酵母菌细胞的呼吸方式
实验原理
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
事例1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面时加入酵母菌，酵母菌细胞呼吸产生了CO2 ， CO2受热膨胀。
事例2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。
设计实验
酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
进行实验
验证假设、形成结论
CO2
有氧
产生
无氧
CO2和酒精
产生
作出假设
实验思路？
分析变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
影响实验结果的可变因素如温度、酵母菌活性
酒精、CO2
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水：
2.使溴麝香草酚蓝水溶液：
酒精的检测：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
橙色→灰绿色
2.实验原理
1.实验材料：
酵母菌
酵母菌培养液的配置（p91）
+酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
灰绿色
3.实验步骤
1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶;
2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 ℃、环境下培养8-9小时;
3、检测CO2的产生;
4、检测酒精的产生;
取2支试管编号,各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管,分别滴加0.5毫升重酪酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀，Ａ试管密封，Ｂ试管不密封。
（1）以上锥形瓶中的溶液在实验中的作用分别是什么？
10%NaOH的作用是：吸收空气中的CO2
澄清的石灰水作用是：检测CO2的产生
有氧呼吸
无氧呼吸
（2）如何说明CO2产生的多少？
（3） B瓶应封口放置一段时间后，在连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？
根据石灰水的浑浊程度
瓶口密封放置一段时间,可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气,造成无氧环境.
有氧呼吸
无氧呼吸
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
不变灰绿色
变混浊／慢
出现灰绿色
初 始
相同时间后
有氧装置
无氧装置
酵母菌
有氧条件下产生大量CO2和水
无氧条件下产生酒精和少量CO2
4.实验现象
5.实验结论
二.细胞呼吸的过程
　　细胞呼吸是指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，释放出能量并生成ATP的过程。
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。
C6H12O6
2C3H4O3
酶
6CO2
4[H]
能量
少量ATP
热能
能量
少量ATP
热能
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能量
大量ATP
热能
线粒体
细胞质基质
②
①
③
场所：线粒体内膜
第一阶段：
葡萄糖
2丙酮酸
+ [H]
（少量）
+ 能量
（少量）
酶
丙酮酸
+ H2O
酶
CO2
+ [H]
（大量）
+ 能量
（少量）
[H]
+ O2
H2O
+ 能量
（大量）
酶
第二阶段：
第三阶段：
有氧呼吸的三个阶段反应式
场所：细胞质基质
场所：线粒体基质
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
总反应式：
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
有氧呼吸三个阶段的比较
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
丙酮酸、水
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
在细胞内，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解以后，释放的能量约为2870kJ，其中可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，余下能量则以热能的形式散失掉了。
　　C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
第四章第3节
影响细胞呼吸的因素
（第2课时）
新课导入
秋去冬来，我国北方地区的蛙和小鼠同时遭遇了环境温度的急剧下降，蛙的细胞呼吸速率下降，而小鼠的细胞呼吸速率却有所升高。这两种截然相反的生理变化背后的机制是怎样的呢？
寻找证据
阅
读
阅读下面资料，重点关注细胞内、外因素对细胞呼吸速率的影响。
资料1.科学家发现糖酵解过程中催化第三步反应的酶的活性是可调控的：该酶既可以与AMP、ADP和Pi结合，活性升高；也可以与ATP结合，活性下降。
资料2.科研工作者检测某种植物的果实在不同环境O2含量下CO2释放量与O2吸收量的变化，得到右图所示的结果（图4-25）。
图4-25 某种植物果实在不同O2含量下CO2释放量与O2吸收量的变化
根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.人体由安静状态进入运动状态时，相应骨骼肌细胞的细胞呼吸速率会明显升高，导致这一变化的主要原因是什么？
2.资料2中的果实最适宜储存于何种02含量下？你做出这一判断的理由是什么？除了O2含量外，还有哪些环境因素会影响果实的细胞呼吸速率？
1.人体由安静状态进入运动状态时，相应骨骼肌细胞的细胞呼吸速率会明显升高，导致这一变化的主要原因是什么？
当人体由安静状态进入运动状态时，骨骼肌细胞会由静息状态进入工作状态，ATP的消耗加快，ATP/ADP迅速下降，导致细胞呼吸速率升高。
2.资料2中的果实最适宜储存于何种02含量下？你做出这一判断的理由是什么？除了O2含量外，还有哪些环境因素会影响果实的细胞呼吸速率？
02含量处于2.5%左右最适宜储存；当02处于该浓度时，细胞呼吸强度较弱，有机物消耗最少；温度、C02和水等也会影响果实的细胞呼吸速率。
细胞所处环境的氧浓度既会影响有氧呼吸的速率，也会影响无氧呼吸的速率。对于既能进行无氧呼吸又能进行有氧呼吸的细胞而言，当环境氧浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，随着氧浓度的升高，细胞无氧呼吸速率逐渐下降，而有氧呼吸速率逐渐升高，最终细胞只靠有氧呼吸供能。
影响细胞呼吸速率的因素
1．氧气
O2浓度
CO2释放量
无氧呼吸：以酒精发酵为例，无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达到一定值时，被完全抑制。
O2浓度
CO2释放量
有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。
O2浓度
CO2释放总量
A
B
C
A～B：随O2浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，而有氧呼吸还很弱，使得CO2释放总量减少。
B～C：主要与有氧呼吸加强有关。
C：无氧呼吸停止，只进行有氧呼吸。
A：在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；
分析某植物种子受O2浓度的影响
O2浓度
CO2释放总量
A
B
C
生产中常利用降低氧气浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。
但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利于蔬菜、水果的保质、保鲜。
D
因此要长期储存种子，O2浓度应调至 点。
D
影响细胞呼吸速率的因素
2．温度
应用：（1）贮存水果时，适当降低温度能
延长保存时间；（2）在农业上，夜晚适当降低
温度，可减少呼吸作用对有机物的消耗。
温度主要通过影响酶活性来影响呼吸速率。
图4-26 温度对细胞呼吸速率的影响
影响细胞呼吸速率的因素
3．CO2
作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度
高会抑制细胞呼吸的进行。
应用：果实保鲜或储藏，可向密封环境中
充入CO2或N2降低呼吸消耗。
影响细胞呼吸速率的因素
4．水
水既是原料，又是产物，细胞呼吸必需在水
环境中才能进行。在一定范围内，呼吸作用强度
随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。
应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风
干，减少水分，降低呼吸消耗。

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