1、 细胞呼吸的细胞呼吸的过程及原理应用过程及原理应用授课教师：张真授课教师：张真必修一第五章第三节必修一第五章第三节课时：二课时课时：二课时线粒体的结构与功能线粒体的结构与功能线粒体的结构与功能线粒体的结构与功能2.12.1 细胞呼吸的场所：细胞呼吸的场所：线粒体线粒体外膜内膜嵴基质线粒体（主要）、细胞质基质线线粒粒体体外膜外膜内膜内膜基质基质含有与有氧呼吸相关的酶向内折叠形成嵴，增大内膜表面积也含有与有氧呼吸相关的酶一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应
2、。有氧呼吸与无氧呼吸有氧呼吸与无氧呼吸有氧呼吸过程有氧呼吸过程3.13.1能能+6H+6H2 2O O酶C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H4 4O O3 3能能酶 6CO6CO2 2+6O6O2 2+24H24H细胞质细胞质基质基质线粒体线粒体基质基质线粒体线粒体内膜内膜12H12H2 2O+O+酶能能4H+4H+第一阶段第一阶段糖变酸糖变酸第二阶段第二阶段水来掺，你搅拌水来掺，你搅拌我搅拌，冒出气泡我搅拌，冒出气泡CO2第三阶段第三阶段氢氧见氢氧见化作纯水御春寒化作纯水御春寒注：这里的H是一种简化的表示方式，这一过程实际上是氧化型辅酶I（NAD十)转化成还原型辅酶I
3、(NADH)。有氧呼吸过程有氧呼吸过程2.12.1C C6 6H H1212O O6 6 2C 2C3 3H H4 4O O3 3 +4 H+4 H+少量能量少量能量 （丙酮酸）（丙酮酸）酶酶6CO6CO2 2+20H+20H+少量能量少量能量 酶酶 2C 2C3 3H H4 4O O3 3+6H+6H2 2O O 12H12H2 2O +O +大量能量大量能量24H+6O24H+6O2 2酶酶（场所：细胞质基质）（场所：细胞质基质）1.1.葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解（场所：线粒体基质）（场所：线粒体基质）2.2.丙酮酸的彻底分解丙酮酸的彻底分解（场所：线粒体内膜）（场所：线粒体内膜）3
4、.H3.H的氧化的氧化有氧呼吸的总反应式有氧呼吸的总反应式3.23.2约约40%ATP酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量（2870KJ）约约60%热能热能细胞在O2的参与下，通过酶的作用，把糖类等有机物彻底氧化分解为CO2和H2O，并释放出大量能量的过程。无氧呼吸过程无氧呼吸过程3.33.3能能酶C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H4 4O O3 3+4H+4H酶 2C2C2 2H H5 5OH+2OH+2COCO2 2细胞质细胞质基质基质 2C2C3 3H H6 6O O3 3酶第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全一样第二阶段丙酮酸在不同酶的
5、催化下，分解为酒精和二氧化碳或者为乳酸C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+少量能量少量能量例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）。C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+少量能量少量能量 酒精发酵酒精发酵例：大多数植物、酵母菌。无氧呼吸的总反应式无氧呼吸的总反应式3.43.4注：微生物的无氧呼吸叫做发酵。但工业上的发酵并非完全无氧，比如醋酸发酵。乳酸发酵乳酸发酵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
6、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。同样是分解葡萄糖，无氧呼吸中葡萄糖的大部分能量仍存留在酒精或乳酸中，只能释放少量能量(约69%的能量以热能形式散失)。正因为如此，大部分生物体在长期缺氧状态下，无法生存。此外酒精和乳酸的大量积累对生物体也是有害的。但无氧呼吸可作为特殊情况下有氧呼吸的补充，是生物适应性的表现。无氧呼吸的定义无氧呼吸的定义3.53.5注：只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体。有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较3.63.6名称有氧呼吸条件能量产物场所无氧呼吸细胞质基质和线粒体细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶大量少量第一阶
7、段完全相同，实质均为都分解有机物，释放能量，合成ATP。二氧化碳和水酒精、二氧化碳或乳酸联系细胞呼吸的意义细胞呼吸的意义3.73.7 为什么说细胞呼吸在生命活动的能量供应中有重要作用？为什么说呼吸作用过程是各种有机物相互转化的枢纽？生物体内的糖类，脂质，蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生命活动利用，需要通过呼吸作用分解有机物，释放能量，转化到能量通货“ATP”中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，如细胞分裂，矿质元素的吸收，有机物之间的转化等。呼吸作用的过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质的原料。呼吸作用能把生物体内的糖代谢，脂质代谢，蛋白质代谢
8、等连成一个整体，成为体内各种有机物相互转化的枢纽。影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素4.14.1 温度:通过影响酶的活性来影响呼吸速率。温度温度呼吸呼吸速率速率应用：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。影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素4.14.1 O2浓度:一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增强，无氧呼吸则随氧气浓度的升高而受到抑制。酵母菌细胞或植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系COCO2 2的释放量的释放量5 10 15 20 25 30 O O2
9、2%蓝色代表有氧呼吸时二氧化碳的生成量红色代表无氧呼吸产生的二氧化碳量黄色代表二氧化碳的总生成量 水:水既是原料又是产物，自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。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。同样干种子萌发前需要浸泡，含水量增高，细胞呼吸强度增大。影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素4.14.1 CO2浓度:CO2浓度过高抑制呼吸作用的进行。CO2是细胞呼吸的产物，从化学平衡角度分析，代谢增强，CO2浓度增加，会抑制细胞的呼吸。细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用4.24.2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
10、少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。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。为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、补充N2或CO2或降低温度等方法。一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增强，无氧呼吸则随氧气浓度的升高而受到抑制。花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用4.24.2细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用4.24.2利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐在控制
11、通气的情况下，可以生产食醋或味精。【发酵】缺氧的情况下，像破伤风芽孢杆菌这样的厌氧病菌就会大量繁殖，所以伤口较深或被旧钉扎伤后，应及时请医生处理。而且包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，既可为伤口敷上药物，又可为伤口创造疏松透气的环境，避免厌氧病菌的繁殖，有利于伤口愈合。细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用4.24.2【创可贴】【破伤风抗毒血清】有氧运动是人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼，细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量，相反无氧运动是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动，无氧运动中肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量。而无氧呼吸产生的乳酸会刺激肌细胞周围的神经末梢，使人产生肌肉酸胀乏力的感觉。细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用4.24.2【有氧运动】【无氧运动】必修一第五章第二节必修一第五章第二节 细胞呼吸的过程及原理应用细胞呼吸的过程及原理应用授课教师：张真授课教师：张真课时：一课时课时：一课时
