1、一、呼吸作用的概念一、呼吸作用的概念 是指是指有机物有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二二氧化碳或其他产物氧化碳或其他产物，释放出能量并生成，释放出能量并生成ATP的过程。的过程。有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸二、有氧呼吸过程二、有氧呼吸过程 细胞在细胞在氧气的参与下氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等萄糖等有机物彻底氧化分解有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水产生二氧化碳和水，释放能，释放能量，量，生成许多生成许多ATPATP的过程的过程。第一阶段：葡萄糖的初步分解第一阶段：葡萄糖的初步分解【在在细胞质基质细胞质
2、基质中中】C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2C C3 3H H4 4O O3 3 +4H+2ATP+4H+2ATP第二阶段第二阶段：丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解2 2C C3 3H H4 4O O3 3 +6H+6H2 2O O酶酶6CO6CO2 2+20H+2ATP+20H+2ATP第三阶段第三阶段：H的氧化的氧化24H+6O24H+6O2 2酶酶12H12H2 2O+34ATPO+34ATP【在在线粒体基质线粒体基质中中】【在在线粒体内膜上线粒体内膜上】C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O O+6+6O O2 2酶酶6 6C CO O2 2+12H+12
3、H2 2O O+38ATP+38ATP一一二二三三二二三三有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所在在线粒体中。线粒体中。能量去向能量去向一部分一部分热能形式散失，热能形式散失，另一部分储存在另一部分储存在ATPATP中中。三、无氧呼吸过程三、无氧呼吸过程第一阶段：葡萄糖的初步分解第一阶段：葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H4 4O O3 3+4H+2ATP+4H+2ATP与有氧呼吸第一阶段相同与有氧呼吸第一阶段相同【在在细胞质基质细胞质基质中中】第二阶段：丙酮酸不彻底分解第二阶段：丙酮酸不彻底分解2C2C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H酶酶
4、2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2【在在细胞质细胞质基质基质中中】2C2C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3 例：例：高等动物、高等动物、乳酸菌、乳酸菌、高等植物的某些器官（高等植物的某些器官（马铃薯块茎、马铃薯块茎、甜菜块根甜菜块根等）。等）。例：大多数植物、酵母菌。例：大多数植物、酵母菌。细胞在细胞在无无O2的参与下，通过酶的催化作用，把的参与下，通过酶的催化作用，把葡葡萄糖等有机物分解为萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，不彻底的氧化产物，同时释放出同时释放出少量能量少量能量的过程。的过程。四、有氧呼吸与无氧呼吸的
5、异同四、有氧呼吸与无氧呼吸的异同有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼吸场所呼吸场所是否需氧是否需氧分解产物分解产物释放能量释放能量主要在线粒体内主要在线粒体内需氧分子参加需氧分子参加COCO2 2 H H2 2O O较多能量较多能量细胞质基质内细胞质基质内不需氧分子参加不需氧分子参加C C3 3H H6 60 03 3较少能量较少能量COCO2 2C C2 2H H5 5OHOH有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处：有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处：都在细胞质基质中都在细胞质基质中,将葡萄糖分解成丙酮酸；将葡萄糖分解成丙酮酸；都是在酶的催化下进行的；都是在酶的催化下进行的；都有能量释放。都有能量释放。项项
6、目目1、有氧呼吸、有氧呼吸C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O O+6+6O O2 2酶酶6 6C CO O2 2+12H+12H2 2O O+能量能量（多多）2、无氧呼吸、无氧呼吸C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2+能量（能量（少少）C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3+能量（能量（少少）根据根据COCO2 2释放量和释放量和O O2 2消耗量判断细胞呼吸状况消耗量判断细胞呼吸状况 1 1、当、当COCO2 2释放量等于释放量等于O O2 2消耗量时，细胞只进行有
7、氧呼消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，容器内气体体积不变化。吸，容器内气体体积不变化。2、不消耗、不消耗O2，但产生，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，容器内气体体积可增大。无氧呼吸，容器内气体体积可增大。3、无、无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，容器内气体体积不发生变化。吸，容器内气体体积不发生变化。4、当、当CO2释放量大于释放量大于O2消耗时，细胞同时进行产生消耗时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式。酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式。若若VCO2/VO2=4/3，有氧呼吸速率等于无氧呼吸；，有氧呼吸
8、速率等于无氧呼吸；若若VCO2/VO24/3，有氧呼吸速率小于无氧呼吸；，有氧呼吸速率小于无氧呼吸；若若VCO2/VO24/3，有氧呼吸速率大于无氧呼吸。，有氧呼吸速率大于无氧呼吸。影影响响因因素素内因内因遗传因素遗传因素外因外因环境因素环境因素不同植物呼吸速率不同不同植物呼吸速率不同阳生阳生植物植物阴生阴生植物植物同一植物不同时期呼吸速率不同同一植物不同时期呼吸速率不同幼苗期幼苗期成熟期成熟期同一植物不同器官呼吸速率不同同一植物不同器官呼吸速率不同生殖生殖器官器官营养营养器官器官氧气氧气温度温度CO2H2O五、影响呼吸作用的因素及应用五、影响呼吸作用的因素及应用实验原理实验原理酵母菌通过细胞
9、呼吸可产生酵母菌通过细胞呼吸可产生酒精酒精。酵母菌通过细胞呼吸可产生酵母菌通过细胞呼吸可产生二氧化碳二氧化碳。CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水的浑根据石灰水的浑浊程度或浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间变成黄色的时间长短，可以检测长短，可以检测CO2的产生情况的产生情况。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称俗称酒精酒精)发生化学反应，变成灰绿色；发生化学反应，变成灰绿色；可用于检测酒精可用于检测酒精。探究酵母菌呼吸的方
10、式探究酵母菌呼吸的方式实验假设：实验假设：提出问题：提出问题：实验方案设计：实验方案设计：酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精?酵母菌在不同条件下产生的酵母菌在不同条件下产生的CO2是否一样多是否一样多?酵母菌在酵母菌在无氧无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精条件下使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌在酵母菌在有氧有氧条件下产生的条件下产生的CO2比无氧条件多比无氧条件多探究实验步骤：探究实验步骤：实验方案设计：实验方案设计：控制有氧和无氧的条件控制有氧和无氧的条件通气或密封瓶口放置一段时间通气或密封瓶口放置一段时间是否有酒精产生的是否有酒精产生的?酸性条件下酒精与重铬
11、酸钾溶液进行反应酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应是否有是否有CO2产生？产生？通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液CO2的多少的多少石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间颜色变化时间保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法葡萄糖溶液浓度、适宜的温度、葡萄糖溶液浓度、适宜的温度、pH自变量自变量因因变变量量无关变量无关变量第一步：第一步：配制酵母菌培养液。配制酵母菌培养液。第二步：第二步：用用A A、B B两个锥形瓶装入配制好的等量酵母两个锥形瓶装入配制好的等量酵母菌培养液。菌培养液。第
12、三步：第三步：按图装置连接。按图装置连接。进行实验：进行实验：实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：有氧装置有氧装置中，第三个锥形瓶：中，第三个锥形瓶：石灰水混浊程度石灰水混浊程度高高溴麝香草酚蓝变色时间溴麝香草酚蓝变色时间短短无氧装置无氧装置中，第二个锥形瓶：中，第二个锥形瓶：酵母菌滤液：酵母菌滤液：加入重铬酸钾，颜色仍为加入重铬酸钾，颜色仍为橙色。橙色。石灰水混浊程度石灰水混浊程度低低溴麝香草酚蓝变色时间溴麝香草酚蓝变色时间长长酵母菌滤液：酵母菌滤液：加入重铬酸钾，颜色变为加入重铬酸钾，颜色变为灰绿色灰绿色在在无氧无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量酒精
13、和少量CO2。酵母菌在酵母菌在有氧和无氧有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。条件下都能进行细胞呼吸。在在有氧有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量大量CO2。1、温度、温度呼吸速率呼吸速率温度温度/a.a.温室栽培中温室栽培中增大昼夜温差增大昼夜温差(降底夜间温降底夜间温度度)以减少夜间呼吸消耗有机物。以减少夜间呼吸消耗有机物。b.食物的储存食物的储存保鲜保鲜通常采用通常采用低温法低温法通过影响酶的活性来影响呼吸速率。通过影响酶的活性来影响呼吸速率。应用应用2、氧气、氧气有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸CO2放出量放出量应用应用中耕松土中耕松土向培养液或水体中通气向培养
14、液或水体中通气贮藏时抽出空气，通入贮藏时抽出空气，通入N N2 2或或COCO2 2酵母菌发酵酿酒、乳酸菌发酵制酸奶酵母菌发酵酿酒、乳酸菌发酵制酸奶CO2的释放量的释放量5 10 15 20 25 30 O2%O O在在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；浓度为零时，只进行无氧呼吸；在在O2浓度小于浓度小于10%时，两者呼吸方式同时进行；时，两者呼吸方式同时进行；在在O2浓度大于浓度大于10%时，只进行有氧呼吸。时，只进行有氧呼吸。无氧呼吸消失点无氧呼吸过程无氧呼吸过程CO2的释放量的释放量 在在一定范围一定范围内，细内，细胞呼吸速率随含水量的胞呼吸速率随含水量的增加而加快，自由水含增加而加快，自
15、由水含量高呼吸速率强，自由量高呼吸速率强，自由水含量低呼吸速率弱。水含量低呼吸速率弱。当含水量过多时，当含水量过多时，呼吸速率减慢甚至死亡。呼吸速率减慢甚至死亡。呼吸速率呼吸速率含水量含水量3、H2O种子的储存要种子的储存要风干；风干；合理灌溉。合理灌溉。应用：应用：从化学平衡角度从化学平衡角度分析，当环境中分析，当环境中COCO2 2浓浓度增加时，呼吸速率度增加时，呼吸速率便会减慢。便会减慢。贮藏新鲜水果和蔬菜时抽出空气，通入贮藏新鲜水果和蔬菜时抽出空气，通入N N2 2或或COCO2 2。4、CO2应用：应用：呼吸强度呼吸强度COCO2 2浓度浓度有氧呼吸装置：有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：
16、无氧呼吸装置：10NaOH溶液溶液吸收通入空气中的吸收通入空气中的CO2（避免影（避免影响产生的响产生的CO2含量的结果）含量的结果）葡萄糖溶液酵母菌葡萄糖溶液酵母菌 （培养酵母菌）（培养酵母菌）第一个第一个 锥形瓶：锥形瓶：第二个第二个 锥形瓶：锥形瓶：第三个第三个 锥形瓶：锥形瓶：澄清的石灰水澄清的石灰水根据混浊程度进行比较根据混浊程度进行比较CO2的产生量的产生量橡皮球、气泵橡皮球、气泵（保持通入空气）（保持通入空气）葡萄糖溶液酵母菌葡萄糖溶液酵母菌封口放置一段时间后，再与第二个封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接锥形瓶连接。（使酵母菌消耗瓶内的（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）氧气，造成无氧环境）第一个第一个 锥形瓶：锥形瓶：第二个第二个 锥形瓶：锥形瓶：或者或者 溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液根据溶液颜色的变化时间长短比较根据溶液颜色的变化时间长短比较澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液根据混浊程度、根据混浊程度、颜色的变化时间颜色的变化时间进行比较进行比较CO2的产生量的产生量酵母菌培养液的滤液酵母菌培养液的滤液 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶有重铬酸钾的浓硫酸（橙色）（橙色）（灰绿色）（灰绿色）（橙色）（橙色）
