必修一的主要來源細(xì)胞呼吸

必修一的主要來源細(xì)胞呼吸第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五概念：有機物在活細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成CO2或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。

一、細(xì)胞呼吸實質(zhì)：分解有機物，釋放能量分類依據(jù)：是否需要O2呼吸與細(xì)胞呼吸是一回事嗎？細(xì)胞內(nèi)+糖類+水CO2能量呼吸作用（本質(zhì)）O2O2呼吸現(xiàn)象:吸入氧氣排出二氧化碳的過程呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2氣體運輸+第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五酵母菌：單細(xì)胞真核生物,環(huán)境適宜時進(jìn)行出芽生殖，環(huán)境惡劣時進(jìn)行有性生殖，在有氧和無氧條件下都能生存。實驗：探究酵母菌的呼吸方式第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五酵母菌：單細(xì)胞真核生物,環(huán)境適宜時進(jìn)行出芽生殖，環(huán)境惡劣時進(jìn)行有性生殖，在有氧和無氧條件下都能生存。實驗：探究酵母菌的呼吸方式酵母菌的有性繁殖

酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式進(jìn)行有性繁殖的。兩個臨近的酵母細(xì)胞各自伸出一根管狀的原生質(zhì)突起，隨即相互接觸、融合，并形成一個通道，兩個細(xì)胞核在此通道內(nèi)結(jié)合，形成雙倍體細(xì)胞核，然后進(jìn)行減數(shù)分裂，形成4個或8個細(xì)胞核。每一子核與其周圍的原生質(zhì)形成孢子，即為子囊孢子，形成子囊孢子的細(xì)胞稱為子囊。第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五單細(xì)胞生物普遍有液泡：酵母菌、草履蟲、衣藻、眼蟲、變形蟲等

第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五提出問題：酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的氣體是二氧化碳嗎？酵母菌在無氧條件下除了產(chǎn)生酒精，還有其他產(chǎn)物嗎？酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生CO2。酵母菌在無氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2。做出假設(shè)：第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五一、有氧呼吸第一階段：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，同時產(chǎn)生少量的[H]和ATPC6H12O6C3H4O3+酶2[H]+少量能量4第二階段：丙酮酸和水徹底分解成CO2

和大量[H]，同時產(chǎn)生少量的ATP2C3H4O3+H2O酶CO2+[H]+少量能量6206第三階段：前兩階段產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合形成水，產(chǎn)生大量能量。[H]+酶H2O+大量能量O224612

酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化碳。第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞膜線粒體第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五ⅠⅡⅢ1分子葡萄糖酶少量能量酶2丙酮酸6O26CO212H2O

少量能量酶4[H]6H2O

C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量2丙酮酸+6H2O→20[H]+6CO2+少量能量24[H]+6O2→12H2O+大量能量酶酶酶（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）大量能量（線粒體基質(zhì)）20[H](線粒體內(nèi)膜)有氧呼吸的主要場所是線粒體第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞呼吸產(chǎn)物中各元素的來源？1反應(yīng)前后的水能消去嗎？2讓小白鼠呼吸含有放射性的氧，則放射性最先出現(xiàn)在哪里？接著呢？3有氧呼吸的能量利用效率大約是多少？酶C6H12+6H2+66C+12H2+能量O6OO2O2O第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五

有氧呼吸產(chǎn)生的大部分能量都以熱能的形式散失，用于維持人的體溫。只有少部分的能量儲存在ATP中。

有氧呼吸：是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底的氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，并釋放大量能量，生成許多ATP的過程。有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率很高，約40%?，F(xiàn)在地球上的多數(shù)生物主要進(jìn)行有氧呼吸，但一般都保留了進(jìn)行無氧呼吸的能力。

你能長時間進(jìn)行無氧呼吸嗎，為什么沒有氧氣，人很快會昏迷進(jìn)而死亡？1mol葡萄糖氧化分解能量2870kJ1161kJATP1709kJ熱能38mol第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五無氧呼吸第一階段：1分子葡萄糖分解形成2分子丙酮酸，同時產(chǎn)生少量的[H]和少量ATP。C6H12O6C3H4O3+酶2[H]+少量能量4第二階段：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。C3H4O3C3H6O3(乳酸)C2H5OH(酒精)+CO2

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1mol葡萄糖氧化分解196.65kJ61.08kJ135.57kJATP無氧呼吸分解葡萄糖釋放的總能量少，而且能量轉(zhuǎn)換效率也只有31%。第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五

無氧呼吸：是指細(xì)胞在無氧條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。

有氧呼吸：是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底的氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，并釋放大量能量，生成許多ATP的過程。兩種無氧呼吸方式的具體實例說明：微生物的無氧呼吸又稱為發(fā)酵1.產(chǎn)生酒精的無氧呼吸常見的例子有：①酵母菌在缺氧時②某些水果及某些植物的根在缺氧時例：高粱酒，葡萄酒2.產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸常見的例子有：①乳酸菌②馬鈴薯塊莖和玉米胚在無氧時③動物的肌肉細(xì)胞在缺氧時例：運動員長跑時，肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五有氧呼吸與無氧呼吸過程的聯(lián)系葡萄糖丙酮酸有氧條件(線粒體)無氧條件(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中)CO2+H2O+能量(大量)C2H5OH(酒精)+CO2+能量(少量)C3H6O3(乳酸)+能量(少量)(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))（1）從葡萄糖到丙酮酸，這個階段完全相同。（2）從丙酮酸開始沿著不同渠道形成不同產(chǎn)物。第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系不同點相同點場所條件產(chǎn)物能量聯(lián)系實質(zhì)有氧呼吸無氧呼吸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧、需酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量，合成38ATP少量，合成2ATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同分解有機物，釋放能量，合成ATP第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五2、為什么沒有氧氣，人很快會昏迷進(jìn)而死亡？3、從能量的角度分析，為什么地球上多數(shù)生物主要進(jìn)行有氧呼吸？1、用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒時，當(dāng)酒精含量達(dá)到12%—16%，發(fā)酵酒停止了；人劇烈運動時，部分骨骼肌相對缺氧，會進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，并使人感覺到肌肉酸痛。這些事實說明什么？4、從進(jìn)化的角度分析下面三種類型的生物在進(jìn)化史上出現(xiàn)的先后順序。理論上，當(dāng)酒精度超過16度時，酵母菌會徹底死亡酵母菌對酒精的耐受度是有限制的,高于或達(dá)到這個范圍的話酵母菌就會因為酒精毒害或者細(xì)胞脫水而死亡,因此發(fā)酵過程就不能繼續(xù)下去,所以在發(fā)酵之前要控制好酒精的量,不能過高也不能過低.，如果不吸氧，身體里的有些細(xì)胞在缺氧30秒左右就會造成細(xì)胞不可逆的永久性損傷,一個正常男子,呼吸停止8-10分鐘便會死亡,這個時候在搶救就沒有什么意義了,因為已出現(xiàn)腦死亡,即使是救過來也基本會變成植物人,婦女兒童相對而言,時間會更短厭氧型兼型厭氧性需氧型第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五CO2釋放O2吸收胚根長出

在種子吸水的第Ⅰ階段，由于(吸脹)吸水，呼吸速率上升。在種子吸水的第Ⅱ階段，呼吸作用產(chǎn)生的CO2要比O2的消耗量大得多，說明此期間主要進(jìn)行無氧呼吸。

在胚根長出后，由于胚根突破種皮，增加了O2的進(jìn)入量，種子以有氧呼吸為主，同時胚根大量吸水(滲透吸水)。ⅠⅡ種子萌發(fā)時吸水和呼吸變化曲線解讀O2、CO2變化水分變化信息解讀：第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五糖異生的路徑第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五1．溫度呼吸作用在最適溫度（25℃~35℃）時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降溫，抑制呼吸作用，減少有機物的消耗，可達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。二、影響細(xì)胞呼吸的因素第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五RCO2生成量BCEPTQO2吸收量圖中線的含義：兩種呼吸方式同時存在的區(qū)段是QRP；QR區(qū)段CO2生成量急劇減少的原因是隨著O2濃度增加，無氧呼吸受到抑制；

T點之前引起曲線發(fā)生變化的因素是O2濃度，T點之后限制因素為溫度等外在因素和酶等內(nèi)在因素。區(qū)域OQP的面積表示無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，所以可畫出無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量隨O2濃度變化的曲線QBE

0.510510152025O2濃度只進(jìn)行無氧呼吸釋放的CO2量最少，此條件最有利于蔬菜的儲存；P點及以后：只進(jìn)行有氧呼吸有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于無氧呼吸消耗的葡萄糖量的1/3有氧呼吸吸收的O2量(或釋放的CO2量)等于無氧呼吸釋放的CO2量影響細(xì)胞呼吸的因素2.氧氣濃度第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五CO2釋放量相對值O2（%）無氧呼吸有氧呼吸細(xì)胞呼吸在氧氣濃度為零時，只進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時，既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進(jìn)行有氧呼吸。

生活中常利用降低氧氣濃度能抑制呼吸作用，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜水果的保鮮時間。但是，在完全無氧的情況下，無氧呼吸強，分解的有機物也較多，一樣不利于蔬菜水果的保質(zhì)、保鮮，所以一般采用低氧（5%）保存，此時有氧呼吸較弱，而無氧呼吸又受到抑制。無土栽培通入空氣，農(nóng)耕松土等都是為了增加氧氣的含量，加強根部的有氧呼吸，保證能量供應(yīng)，促進(jìn)礦質(zhì)元素的吸收。246810氧氣濃度影響細(xì)胞呼吸的因素第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五3．二氧化碳濃度

CO2是呼吸作用產(chǎn)生的，從化學(xué)平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度較高，抑制細(xì)胞的呼吸作用，使整個器官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜水果。影響細(xì)胞呼吸的因素第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五4．含水量呼吸作用的各種化學(xué)反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的，自由水含量增加，代謝加強。糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風(fēng)干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用加強，使貯藏的種子堆中溫度上升，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)種子的呼吸作用，使種子的品質(zhì)變壞。影響細(xì)胞呼吸的因素第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五三、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒狀桿菌是一種好氧細(xì)菌。在有氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過人們的進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉──味精。第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五對于板結(jié)的土壤及時進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，這能夠促使這些微生物對土壤中有機物的分解，從而有利于植物對無機鹽的吸收。水稻的根系適于在水中生長，這是因為水稻的莖和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無氧呼吸。但是，水稻根的細(xì)胞仍然需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會進(jìn)行酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時請醫(yī)生處理。有氧運動是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體細(xì)胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺等無氧運動，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運動。無氧運動中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因為乳酸能夠刺激肌細(xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會有肌肉酸脹乏力的感覺。第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五O2濃度(應(yīng)用）一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增強，無氧呼吸則受到抑制。問：中耕松土有何作用？水稻生產(chǎn)中適時露田和曬田的目的是什么？第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五1、在實驗條件下，測試某種恒溫動物離體細(xì)胞的呼吸強度(E)受溫度變化的影響，正確結(jié)果是（）2、下圖表示大氣中O2濃度對植物組織產(chǎn)生CO2

的影響，其中A曲線代表CO2釋放量，B曲線代表O2的消耗量。貯藏水果時O2濃度應(yīng)調(diào)節(jié)到（

）A．M點B．N點C．P點D．Q點CD第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五3、右圖是某種綠色植物的綠色器官在不同氧氣濃度下，O2吸收量和CO2釋放量的變化坐標(biāo)圖。氧氣濃度為10%時，該器官進(jìn)行的呼吸作用為（）A．有氧呼吸大于無氧呼吸B．有氧呼吸小于無氧呼吸C．有氧呼吸等于無氧呼吸D．只進(jìn)行有氧呼吸D第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五4、分析下圖并回答：經(jīng)數(shù)小時后，U形管A、B兩處的液面會出現(xiàn)哪種情況（實驗裝置足以維持實驗期間小白鼠的生命活動，瓶口密封，忽略水蒸汽和和溫度變化對實驗結(jié)果的影響）（）A．A處上升、B處下降B．A、B兩處都下降C．A處下降、B處上升D．A、B兩處都不變C第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五5.有氧呼吸：

1）概念：指細(xì)胞在有氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等的有機物徹底的分解產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，產(chǎn)生許多的ATP的過程。

2）過程：第一階段：1個分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同時脫下4個(H)，放出少量的能量，合成2個ATP，其余以熱能散失，場所在細(xì)胞的基質(zhì)中。第二階段：2個分子的丙酮酸和6個分子的水中的氫全部脫下20個（H），生成6分子的二氧化碳，釋放少量的能量，合成2個ATP，其余散熱消失，場所線粒體機基質(zhì)。第三階段：在前兩個階段脫下的24個(H)與6個氧氣分子結(jié)合成水，并釋放大量的能量合成34個ATP，場所在線粒體的基質(zhì).(在線粒體內(nèi)膜上!)

第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用:1.在釀酒業(yè)上的應(yīng)用：先通氣，讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，使其數(shù)量增加；然后隔絕空氣，使其發(fā)酵，產(chǎn)生酒精。2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上：中耕松土，促進(jìn)根系的有氧呼吸，有利于根系的生長及對礦質(zhì)離子的吸收3.在醫(yī)學(xué)上：利用氧氣驅(qū)蛔、抑制破傷風(fēng)等厭氧型細(xì)菌的繁殖4.在物質(zhì)的儲存時：控制氧氣的濃度，抑制其呼吸作用，減少有機物的消耗。第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五右圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下CO2的釋放量與O2的吸收量的變化，請根據(jù)圖解回答下列問題：（1）0點時，該器官的呼吸作用類型是

。無氧呼吸（3）在O2濃度為b%以下時（不包括0點），該器官的呼吸類型是

，因為

。有氧呼吸和無氧呼吸CO2釋放量大于O2吸收量（2）該器官CO2釋放與O2吸收兩條曲線在P點重合，其呼吸類型為

，因為

。（4）由該曲線提示的原理，我們在進(jìn)行果實和種子貯藏時，應(yīng)取O2含量為

值時，理由是_____________________有氧呼吸CO2釋放量等于O2吸收量a

此時釋放的CO2最少，果實和種子通過呼吸消耗的物質(zhì)最少（此時有氧呼吸較弱，無氧呼吸也受限制）1.00.5abco2釋放PO2吸收氣體交換相對值O2含量（%）0第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五例題1:如圖所示曲線,表示的是一個貯藏白菜的地窖,隨氧氣的消耗,二氧化碳濃度變化的情況.據(jù)圖回答:

(1)A-B段O2的消耗量很大,CO2濃度上升也很快,白菜在進(jìn)行

呼吸.

(2)C-D段O2濃度接近于0,而CO2濃度仍在上升,白菜在進(jìn)行

呼吸.(3)B-C段O2濃度已很低,CO2濃度幾乎不上升,原因是

.(4)為了有益較長時間地貯藏大白菜,應(yīng)把地窖的O2濃度控制在

范圍內(nèi).CO2濃度O2濃度2520151050ABCD有氧無氧有氧呼吸進(jìn)行的很慢而無氧呼吸也被氧氣抑制B-C學(xué)案21題第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋能量(少)2C3H4O3

＋6H2O→6CO2＋20[H]＋能量(少)24[H]＋6O2→12H2O＋能量(多)有氧呼吸熱能2ATP熱能2ATP熱能34ATP總反應(yīng)：C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2O能量(多)熱能38ATP第一階段：（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）第二階段：（線粒體基質(zhì)中）第三階段：（線粒體內(nèi)膜上）溫故而知新酶酶酶酶主要場所：線粒體P93—94頁丙酮酸丙酮酸第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五無氧呼吸C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋能量(少)熱能2ATP第一階段：（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）第二階段：（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）2C3H4O3＋4[H]

→2C3H6O3總反應(yīng)：C6H12O6→2C3H6O3能量(少)熱能2ATPC6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋能量(少)熱能2ATP第一階段：（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）第二階段：（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）2C3H4O3＋4[H]

→2C2H5OH＋2CO2總反應(yīng)：熱能2ATPC6H12O6→2C2H5OH＋2CO2能量(少)乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵溫故而知新→酶酶酶酶酶酶（乳酸）第39頁，共42頁，2023年，2月20日，星期五14、把小白鼠和青蛙從室溫25℃的實驗室移至5℃的環(huán)境中，這兩種動物的需氧量會發(fā)生什么變化（）A