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1、第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 ATP的主要来源细胞呼吸 一、细胞呼吸的概念和类型 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。 有氧呼吸：主要形式 无氧呼吸 细胞呼吸 二、有氧呼吸 1.场所：线粒体（主要）、细胞质基质 线粒体 外膜 嵴 内膜 线 粒 体 外膜 内膜 基质 含有氧呼吸酶嵴 2.过程（以葡萄糖为例） 葡萄糖 少量能量2ATP 2 丙酮酸 4H 少量能量 2ATP 20H O2 12H2O 6CO2 6H2O 酶 酶 酶 细胞质基质 线粒体 大量 能量 34ATP （1）葡萄糖的初步分解 C C6 6 HH12
2、 12O O 6 6 2 2C3H4O3 + +4 H 4 H + + 少量少量能量能量 （丙酮酸）（丙酮酸） 酶酶 （2）丙酮酸的彻底分解 6CO6CO 2 2 + +20 H 20 H + + 少量能量少量能量 酶酶 2C3H4O3 + 6H2O （3）HH的氧化 12H12H 2 2 O O + + 大量能量大量能量24H 24H + + 6O 6O 2 2 酶酶 （场所：细胞质基质场所：细胞质基质 ） （场所：线粒体基质场所：线粒体基质） （场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜 ） 有氧呼吸的三个阶段有氧呼吸的三个阶段 酶 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O +能量 4.
3、有氧呼吸的总反应式 3.概念（书P94黑体字） 场 所： 条 件： 物质变化： 能量去向： 细胞质、线粒体（主要） 需氧气，需酶 有机物彻底分解成无机物 ATP 1161KJ 热能 一部分以热能形式散失（约60%） （2870KJ ） 另一部分转移到ATP中（约40%） 38 ATP 2C3H6O3 C6H12O6 酶 2分子 丙酮酸 酶 酶 2C2H5OH +2CO2 无 氧 （酒精） （乳酸） 没有能量释放 释放少量能量 第一阶段第二阶段 2 ATP 热能 2.过程 1.场所： 细胞质基质 三、无氧呼吸 C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+少量能量 A.乳酸发酵 例：高等动物、乳酸
4、菌、高等植物的某些器官 （马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等） C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 少量能量 B.酒精发酵 例：大多数植物、酵母菌 2、总反应式 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶 的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底 的氧化产物，释放出少量能量，生成少量ATP 的过程。 3、概念： 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只 能释放少量能量？ 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部 分能量存留在酒精或乳酸中 类类型 项项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别别 场场 所 条 件 产产 物 释释 能 联联 系 细胞质基质、 线粒体（主要） 细胞质基质 需氧、酶等 不需氧、需酶 大量
5、 38ATP 少量 2ATP 两者第一阶段完全相同 都分解有机物，释放能量，合成ATP 四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 二氧化碳和水 酒精、二氧 化碳或乳酸 五、细胞呼吸的作用 、为生物体的生命活动提供能量。 、为体内其它化合物的合成提供原料。 六、影响细胞呼吸的因素 1.温度 温度 呼吸 速率 应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间 。 在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用 对有机物的消耗。 通过影响酶的活性来影响呼吸速率。 2.O2浓度 一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增强， 无氧呼吸则受到抑制。 问：中耕松土有何作用？ 水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？ 3 3.CO
6、.CO2浓度浓度 COCO2浓度过浓度过高高抑制呼吸作用的进行抑制呼吸作用的进行 4 4. .水水 在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增 加而增强加而增强。 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。 细胞呼吸要消耗有机物，使 有机物积累减少。因此，对粮食 储藏和果蔬保鲜来说，又要设法 减少细胞呼吸，尽可能减少有机 物的消耗。 七、细胞呼吸原理的应用 粮食储藏: 粮食储藏时，要注意降低温度和保持 干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。 果蔬保鲜: 为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用 降低氧浓度、补充N2（CO2）或降低温度 等方法。
7、缺氧的情况下， 厌氧病菌大量繁殖， 不利于伤口痊愈。 有氧运动是指人体细胞 充分获得氧的情况下所进行的 体育锻炼。人体细胞通过有氧 呼吸可以获得较多的能量。 无氧运动中， 肌细胞因氧不足， 要靠乳酸发酵来获 取能量，会引起人 有肌肉酸胀乏力的 感觉。 右图图表示大气中氧的浓浓度对对植物组织组织 内CO2产产 生的影响,试试据图图回答: (1)A点表示植物组织释组织释 放CO2较较多,这这些CO2是 的产产物。 (2)由A到B,CO2的释释放量急剧剧减少,其原因是 。 (3)由B到C,CO2的释释放量又不断 增加,其主要原因是 。 (4)为为了有利于贮贮藏蔬菜或水果, 贮贮藏室内的氧气应调节应调
8、节 到图图中的 哪一点所对应对应 的浓浓度? 采取这这一措施的理由是 A 无氧呼吸 氧气增加，无氧呼吸受抑制,有氧呼吸很微弱 氧气充足时，有氧呼吸加强，释放CO2量增多 B点。因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到 抑制，糖类等有机物分解得最慢。 细胞呼吸类型的判断（以酵母为例） 若只产生CO2，不消 耗O2，则只进行无氧 呼吸。 若产生的CO2的摩尔数比 吸收O2的摩尔数多，则两 种呼吸同时并存 若产生CO2的摩尔数与吸 收O2的摩尔数相等，则只 进行有氧呼吸 O2% CO2释放量 有氧呼吸 无氧呼吸 A B C D CO2的总量 5 10 15 20 25 A点 AC段 C点以后 B点表示
9、无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示) D点 O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失。说 明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。 右图表示某种植物的非绿色器官 在不同氧浓度下CO2的释放量与 O2的吸收量的变化，请根据图解 回答下列问题： （1）0点时，该器官的呼吸作用类型 是 。 无氧呼吸 （3）在O2浓度为b%以下时（不包括0点），该器官的呼吸类型 是 ，因为 。 有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放量大于O2吸收量 （2）该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在P点重合，其呼吸类 型为 ，因为 。 （4）由该曲线提示的原理，我们在进行果实和种子贮藏时 ，应取O2含量为 值时，理由是 _
10、 有氧呼吸CO2释放量等于O2吸收量 a 此时释放的CO2最少， 果实和种子通过呼吸消耗的物质最少 1.0 0.5 ab co2 释 放 P O2吸收 气体 交换 相对 值 O2含量（% ） 0 CO2释 放量 O2浓度 练习练习1 1：种子在浸水和不浸水的情况下进行种子在浸水和不浸水的情况下进行 细胞呼吸都能产生（细胞呼吸都能产生（ ） A.A. 葡萄糖葡萄糖 B.B.丙酮酸丙酮酸 C.C.乳酸乳酸 D.D.酒精酒精 B B 提示：提示：种子在浸水时进行无氧呼吸；种子在浸水时进行无氧呼吸； 不浸水是进行有氧呼吸。不浸水是进行有氧呼吸。 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同有氧呼吸和无氧呼吸的第一
11、阶段相同 巩 固 练 习 2.2.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时 ，分解葡萄糖产生等量的，分解葡萄糖产生等量的COCO 2 2 那么这两种呼那么这两种呼 吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是 A A、1 1：2 2 B B、1 1：3 3 C C、1 1：4 4 D D、1 1：6 6 B 3、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中 检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R 三曲线依次代表 A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2 C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2 八、细胞呼吸原理
12、的应用八、细胞呼吸原理的应用 1 . 1 . 在酿酒业上的应用：在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有先通气，让酵母菌进行有 氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其 发酵，产生酒精。发酵，产生酒精。 2 . 2 . 在农业生产上：在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼中耕松土，促进根系的有氧呼 吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收 3 . 3 . 在医学上：在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧 型细菌的繁殖型细菌的繁殖 4 . 4 . 在物质的储存时：在物质的储存时：控制氧气
13、的浓度，抑制其呼控制氧气的浓度，抑制其呼 吸作用，减少有机物的消耗。吸作用，减少有机物的消耗。 2. 现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发 酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2 和吸收的O2之比是 ( ) A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3 C 3. 下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性 酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产 生CO2的试管有 （ ） 葡萄糖+已破裂的细胞 葡萄糖+线粒体 丙酮酸+线粒体 葡萄糖+细胞质基质（隔 绝空气） 丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气） A. B. C. D. C 7.一运动员正在进行长跑训练， 从他的大腿肌肉细胞中检测到 3种化
14、学物质 ，其浓度变化如 右图所示，图中 P、Q、R三曲 线依次代表 （ ）B 锻炼时间（分）锻炼时间（分） A. OA. O 2 2 、COCO 2 2 、乳酸、乳酸 B.B.乳酸、乳酸、COCO 2 2 、O O 2 2 C. CO C. CO 2 2 、O O 2 2 、乳酸、乳酸 D.COD.CO 2 2 、乳酸、乳酸、O O 2 2 8.8.右图表示北方的一个右图表示北方的一个 贮存白菜的地窖，随着贮存白菜的地窖，随着O O 2 2 的的 消耗，消耗，COCO 2 2 浓度变化的情况浓度变化的情况 。请据图回答：。请据图回答： （1 1）A AB B段段O O 2 2 的消耗量很大，的
15、消耗量很大， COCO 2 2 浓度上升也浓度上升也 很快，白菜在进行很快，白菜在进行_呼吸。呼吸。 （2 2）段段O O 2 2 浓度接近，而浓度接近，而COCO 2 2 浓度仍在上浓度仍在上 升，白菜在进行升，白菜在进行_呼吸。呼吸。 （3 3）段段O O 2 2 浓度已很低，浓度已很低， COCO 2 2 浓度几乎不浓度几乎不 上升，原因是上升，原因是_ _ 有氧有氧 无氧无氧 氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱 ，而无氧呼吸仍处于抑制状态，而无氧呼吸仍处于抑制状态 （4 4）从哪点开始，）从哪点开始，O O 2 2 浓度的高低成为限制有氧浓度的高低成为限制有氧 呼吸的因素？呼吸的因素？_ （5 5）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把 地窖的氧气控制在地窖的氧气控制在_段范围内。段范围内。 B B点点 B CB C