1、细胞的能量供应和利用1第第3 3节节 ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指细胞内的有机物细胞呼吸是指细胞内的有机物氧化分解氧化分解，释放，释放能量能量的过程。的过程。二、细胞呼吸的类型二、细胞呼吸的类型（一）有氧呼吸（一）有氧呼吸（二）无氧呼吸（二）无氧呼吸场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜+6H+6H2 2O O（一）（一）有氧呼吸有氧呼吸的过程的过程葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解:C C6 6H H1212O O6 6酶酶+少少H+H+少量能量少量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解:酶酶6CO6CO
2、2 2+多多H+H+少量能量少量能量场所：线粒体基质场所：线粒体基质HH的氧化的氧化:酶酶12H12H2 2O +O +大量能量大量能量H+6OH+6O2 22C2C3 3H H4 4O O3 32C2C3 3H H4 4O O3 3 C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2 +6H+6H2 2O+O+能量能量酶酶主要场所：主要场所：线粒体线粒体能量：能量：1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解共放出化学能葡萄糖彻底氧化分解共放出化学能2870kJ2870kJ。一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)
3、60%)；另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)。总反应式：总反应式：C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2 +12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：第1阶段第2阶段第3阶段场所条件反应物产物释放能量多少合成ATP多少第1阶段第2阶段第3阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜条件酶酶O2、酶反应物C6H12O6丙酮酸、H2OH、O2产物丙酮酸、HCO2、HH2O释放能量的多少少少多合成ATP的多少少少多（二）（二）无氧呼吸的过程无
4、氧呼吸的过程与有氧呼吸第一阶段相同与有氧呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解：葡萄糖的初步分解：C C6 6H H1212O O6 6酶酶+少量能量少量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质2C2C3 3H H4 4O O3 3 +少少H H 丙酮酸不彻底分解：丙酮酸不彻底分解：场所：细胞质基质场所：细胞质基质 酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)A.A.乳酸发酵乳酸发酵 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根等在无氧条件下。如马铃薯块茎、甜菜块根等在无氧条件下。2C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO
5、+2CO2 2B.B.酒精发酵酒精发酵 例：大多数植物、酵母菌在无氧条件下。例：大多数植物、酵母菌在无氧条件下。酶酶2C2C3 3H H4 4O O3 3+少少HH2C2C3 3H H4 4O O3 3+少少HH概念：概念：细胞在无细胞在无O O2 2条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖条件下，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，同时释放出少量能等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。量的过程。总反应式：总反应式：C C6 6H H1212O O6 6酶酶C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+少量能量
6、少量能量2C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO+2CO2 2+少量能量少量能量能量去向：能量去向：1mol 1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ196.65kJ的能的能量，其中有量，其中有61.08KJ61.08KJ的能量储存在的能量储存在ATPATP中，近中，近69%69%的能量的能量以热能的形式散失以热能的形式散失,未释放的能量储存在何处？未释放的能量储存在何处？第1阶段第2阶段场所条件反应物产物释放能量多少合成ATP多少第1阶段第2阶段场所细胞质基质细胞质基质条件无氧、酶无氧、酶反应物葡萄糖丙酮酸、H产物丙酮酸、H乳酸或酒精和CO
7、2释放能量多少葡萄糖丙酮酸、H合成ATP多少丙酮酸、H乳酸或酒精和CO2三、有氧呼吸与无氧呼吸的区别三、有氧呼吸与无氧呼吸的区别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气参加需氧气参加COCO2 2和和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气参加不需氧气参加或或 C C3 3H H6 60 03 3较少能量较少能量COCO2 2+C C2 2H H5 5OHOH 1 1过程：第一阶段相同。过程：第一阶段相同。2 2本质相同：都是在酶的催化下将有机物氧化分解，本质相同：都是在酶的催化
8、下将有机物氧化分解，并释放能量。并释放能量。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：有氧呼吸无氧呼吸场所条件反应物终产物H的产生H作用与利用释放能量多少合成ATP多少共同点有氧呼吸无氧呼吸场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件O2、酶无O2反应物C6H12O6 O2 H2OC6H12O6 终产物CO2 H2O 酒精和二氧化碳或乳酸H的产生有氧呼吸第一和第二阶段无氧呼吸第一阶段H作用与利用与O2结合成水与丙酮酸反应释放能量多少多少合成ATP多少多少共同点(过程)第一阶段完全相同;(条件)都需要多种酶的催化;(本质)都是氧化分解有机物,释放能量,生成ATP四、细胞呼吸原理的应用四
9、、细胞呼吸原理的应用 选用选用“创可贴创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和的通气、温度和pHpH等条件下，进行有氧等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大
10、和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠味精。味精。实验课题实验课题:探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式2 2、COCO2 2的检测方法的检测方法 COCO2 2使澄清石灰水变浑浊使澄清石灰水变浑浊 COCO2 2使
11、溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。实验原理实验原理1 1、酵母菌是单细胞真菌、酵母菌是单细胞真菌,属于兼性厌氧菌。进行有氧属于兼性厌氧菌。进行有氧 呼吸产生成水和呼吸产生成水和COCO2 2,无氧呼吸产生酒精和无氧呼吸产生酒精和COCO2 2。3 3、酒精的检测、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，橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。变成灰绿色。O2浓度浓度=0时进行时进行;0O2浓度浓度10%进行进行;O2浓度浓度10%时进行时进行。细胞呼吸产生细胞呼吸产生CO2最慢的是最慢的是点。点。葡萄糖的氧化分解过程中葡萄糖的氧化
12、分解过程中,线段线段AB=BC,此表明有氧此表明有氧呼吸和无氧呼吸释放的呼吸和无氧呼吸释放的CO2量量。无氧呼吸无氧呼吸和有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸和有氧呼吸有氧呼吸A相等相等O2浓度对细胞呼吸的影响：提出问题，提出问题，做出假设，做出假设，设计实验，设计实验，进行实验，进行实验，结论、交流和应用。结论、交流和应用。探究活动具体的过程探究活动具体的过程:概念概念类类型型有氧有氧呼吸呼吸无氧无氧呼吸呼吸细细胞胞呼呼吸吸葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的氧化丙酮酸不丙酮酸不彻底分解彻底分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解过程过程总反应式总反应式概念概念过程过程总反应式总反应式概念概念区区别别和和联联系系意义意义
