第11課 ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸

ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸本節(jié)聚焦：1、細(xì)胞呼吸的概念2、有氧呼吸與無氧呼吸的過程及區(qū)別、聯(lián)系3、光合作用與呼吸作用的比較4、影響呼吸作用的因素下列轉(zhuǎn)變需經(jīng)哪些生理過程才能實現(xiàn)？光能糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能直接用于各種生命活動①②③光合作用細(xì)胞呼吸ATP水解思考一、細(xì)胞呼吸的概念：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。二、細(xì)胞呼吸的方式：有氧呼吸、無氧呼吸通氣怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？這一原理可以用來檢測汽車司機(jī)是否喝了酒．橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色．具體做法：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻．有氧呼吸場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要場所）有氧呼吸1.有氧呼吸過程葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量（2ATP）（丙酮酸）（少量）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+能量（2ATP）（少量）場所：線粒體基質(zhì)②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+能量（34ATP）（大量）場所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O26H2O+有氧呼吸2.主要場所：線粒體3.能量去向：一部分以熱能形式散失(約60%)；另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中(約40%)。4.總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶5.概念：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(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。有氧呼吸有氧呼吸細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)內(nèi)C6H12O6酶2丙酮酸+NADH+2ATP第一階段糖酵解Glucose

Pyruvate

Sugar-GlycoLysis–Breakapart1.糖酵解2ATP2ADP4ADP+4P4ATP2NAD+2NADH+2H+葡萄糖2PGAL磷酸甘油醛2丙酮酸NAD&FAD“H”NAD+accepts2e-&H+NADH（EnergyRich）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（氧化態(tài)）NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（還原態(tài)）NADH煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（還原態(tài)）NADPH煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（氧化態(tài)）NADP+NAD++H++2e-=NADHNADP++H++2e-=NADPH

FADH，黃素腺嘌呤二核苷酸，還原態(tài)。F指黃素，A指腺嘌呤，D是double。FAD+則是氧化態(tài)都是輔酶，用來實現(xiàn)電子傳遞

已糖激酶磷酸果糖激酶醛縮酶磷酸二羥丙酮磷酸甘油醛

1，3二磷酸甘油酸丙酮酸磷酸丙糖脫氫酶烯醇酶磷酸烯醇丙酮酸Net:2ATP1.糖酵解輔酶A乙酰輔酶A丙酮酸+輔酶A

乙酰輔酶A+NADH+H+丙酮酸2.檸檬酸循環(huán)丙酮酸進(jìn)入線粒體乙酰輔酶A

檸檬酸循環(huán)/三羧酸循環(huán)線粒體基質(zhì)2.檸檬酸循環(huán)KrebsCycle草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸蘋果酸Mitochondria I.M.Space MatrixI.M./departments/Biology/Bio231/krebs.html產(chǎn)物4CO2、2ATP、6NADH、2FADH、6H+

3.電子傳遞鏈

一、概念需氧細(xì)胞內(nèi)糖、脂肪、氨基酸等通過各自的分解途徑所形成的還原性輔酶，包括NADH和FADH2通過電子傳遞途徑被重新氧化。即還原型輔酶上的氫原子以質(zhì)子的形式脫下，其電子沿一系列按一定順序排列的電子傳遞體轉(zhuǎn)移，最后轉(zhuǎn)移給分子氧并生成水，這個電子傳遞體系稱為電子傳遞鏈。由于消耗氧，故也叫呼吸鏈。電子傳遞鏈在原核生物存在于質(zhì)膜上，在真核細(xì)胞存在于線粒體內(nèi)膜上。3.電子傳遞鏈二、呼吸鏈的組成呼吸鏈由一系列的氫傳遞體和電子傳遞體組成。包括：

NADH-Q還原酶、琥珀酸-Q還原酶、細(xì)胞色素還原酶、細(xì)胞色素氧化酶。NADHNADH-Q還原酶Q細(xì)胞色素還原酶細(xì)胞色素C細(xì)胞色素氧化酶O2琥珀酸-Q還原酶FADH23.電子傳遞鏈NADH-Q還原酶（復(fù)合體Ⅰ）琥珀酸-Q還原酶（復(fù)合體II）細(xì)胞色素還原酶（復(fù)合體III）細(xì)胞色素氧化酶（復(fù)合體IV）NADH&FADHETCe-3.電子傳遞鏈4H++4e-+O22H2O10NADH+2FADH32ATP

細(xì)胞呼吸葡萄糖丙酮酸乙酰輔酶A糖酵解2ATP+2NADH丙酮酸裂解2CO2+2NADH三羧酸循環(huán)4CO2+6NADH+2FADH+2ATP電子傳遞鏈32ATP+CO2+H2OTotal36ATP無氧呼吸1.過程☆與有氧呼吸第一階段相同葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量（丙酮酸）（少量）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸不徹底分解場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

②C6H12O6酶2CH3COCOOH（丙酮酸）+能量酶2C3H6O3（乳酸）A.乳酸發(fā)酵例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）C6H12O62CH3COCOOH（丙酮酸）+能量酶2C2H5OH（酒精）+2CO2

B.酒精發(fā)酵例：大多數(shù)植物、酵母菌酶無氧呼吸2.實例a.高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短時間的無氧呼吸b.高等動物和人體在劇烈運動時，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)就會出現(xiàn)無氧呼吸。肌肉酸脹。c.酵母菌在缺氧的條件下，可以將有機(jī)物分解成酒精和二氧化碳。3.概念無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量的過程。Anaerobicrespirationisusedinwine-making有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所是否需氧分解產(chǎn)物釋放能量主要在線粒體內(nèi)需氧分子參加CO2、H2O、ATP較多細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不需氧CO2、C2H5OH或C3H6O3、ATP較少細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用：

——分析細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用水果的低溫保鮮影響呼吸作用速率的外界因素：

溫度、CO2、O2、水分、PH、呼吸底物呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn):

作物栽培、糧食貯藏、果蔬保鮮呼吸作用與人類生活：

傷口處理、運動健身、釀酒制醋制味精珠江啤酒廠細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應(yīng)用。

1.發(fā)酵技術(shù)2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3.糧食儲藏和果蔬保鮮1.發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)啤酒、果酒和白酒等生產(chǎn)乳酸類、檸檬酸類飲料生產(chǎn)味精、醬油和醋生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白應(yīng)用于垃圾、廢水的處理利用發(fā)酵產(chǎn)生沼氣

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)細(xì)胞呼吸為植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞的分裂、植株的生長和發(fā)育等提供能量和各種原料，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，要設(shè)法適當(dāng)增強(qiáng)細(xì)胞呼吸，以促進(jìn)作物的生長發(fā)育。例：水稻生產(chǎn)中的適時露田和曬田等措施的實質(zhì)就是為了改善土壤通氣條件以增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸。3.糧食儲藏和果蔬保鮮

細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少。因此，對糧食儲藏和果蔬保鮮來說，又要設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗等。

糧食儲藏

糧食儲藏時，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長保存期限。例：稻谷等種子含水量超過14.5％時，呼吸速率就會驟然增加，釋放出的熱量和水分，會導(dǎo)致糧食霉變。果蔬保鮮

為了抑制細(xì)胞呼吸，果蔬儲藏時采用降低氧濃度、沖氮氣或降低溫度等方法。例：蘋果、梨、柑、橘等果實在0～1℃時可儲藏幾個月不壞；荔枝一般只能短期保鮮，但采用低溫速凍等方法可保鮮6～8個月。農(nóng)村廣泛采用密閉的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身產(chǎn)生的二氧化碳抑制細(xì)胞呼吸的原理。1．貯藏水果和糧食時，充加或抽取空氣，能延長貯藏時間，主要作用是（）。A．促進(jìn)有氧呼吸B．抑制有氧呼吸C．促進(jìn)光合作用D．抑制無氧呼吸【評析】貯藏糧食時，要盡可能減弱其呼吸作用，因為呼吸作用會消耗有機(jī)物，會使糧食質(zhì)量下降，產(chǎn)生的水分和熱量也容易引起糧食發(fā)霉變質(zhì)。根據(jù)呼吸作用的原理，可以用干燥的方法減少細(xì)胞內(nèi)的自由水，減弱各種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行；充氮氣、抽真空的方法可以減少有氧呼吸的所需的氧氣，充或抽取空氣，都可以降低的濃度，這些方法都能夠抑制有氧呼吸?！敬鸢浮緽。課堂練習(xí)2．在有氧呼吸過程中，進(jìn)入細(xì)胞中的氧將（）。

①與氫結(jié)合生成水②與碳結(jié)合生成二氧化碳③在線粒體中被消耗④在線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗A．①③B．①④C．②③D．②④

A3．下列有關(guān)有氧呼吸的敘述中，正確的是（）。A．此過程的第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生少量［H］和ATPB．此過程的第二階段是丙酮酸分解成水和二氧化碳，產(chǎn)生少量的ATPC．此過程的第三階段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，產(chǎn)生大量的ATPD．此過程必須有氧分子參與，始終在線粒體中進(jìn)行

A4．下列有關(guān)呼吸作用的敘述中，正確的是（）。A．在細(xì)胞呼吸中，中間產(chǎn)物丙酮酸的水解是在線粒體中進(jìn)行的B．是否產(chǎn)生二氧化碳是有氧呼吸和無氧呼吸的主要區(qū)別C．高等植物進(jìn)行有氧呼吸，不能進(jìn)行無氧呼吸D．種子庫中貯存的風(fēng)干種子不進(jìn)行呼吸作用A5．經(jīng)測定，蠶豆種子在發(fā)芽的早期，二氧化碳的釋放量比氧氣的吸收量大3～4倍，這說明此時的蠶豆是（）。A．只進(jìn)行有氧呼吸B．無氧呼吸比有氧呼吸占優(yōu)勢C．只進(jìn)行無氧呼吸D．有氧呼吸比無氧呼吸占優(yōu)勢6．有氧呼吸與無氧呼吸的相同點是（）。①都在線粒體中進(jìn)行②都需要酶③都需要氧④都產(chǎn)生ATP⑤都經(jīng)過生成丙酮酸的反應(yīng)A．①②⑤B．②③④C．②③⑤D．②④⑤BD7．研磨酵母菌后離心處理，得到上清液（含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀（含細(xì)胞器）。將等量的上清液，沉淀和未經(jīng)處理的勻漿，依次置入甲、乙、丙3支試管中，分別進(jìn)行3項獨立的實驗，請分析實驗的結(jié)果。（1）向3支試管分別滴加等量的葡萄糖后，丙管內(nèi)的最終產(chǎn)物是__________，甲管是__________，乙管是__________。（2）向3支試管分別滴加等量的丙酮酸后，乙管內(nèi)的最終產(chǎn)物是__________，甲管是__________，丙管是__________。（3）向3支試管分別加入熒光素（能發(fā)光的物質(zhì)，發(fā)光需要能量），重復(fù)實驗（1），則丙管__________，甲管__________，乙管__________。二氧化碳和水二氧化碳和酒精葡萄糖二氧化碳和水二氧化碳和水二氧化碳和酒精發(fā)光最強(qiáng)次之基本無熒光Theend有氧呼吸場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體線粒體①主要場所：線粒體②能量去向：

一部分以熱能形式散失另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中③總反應(yīng)式：④有氧呼吸概念：細(xì)胞在____的參與下，通過_______的催化作用，把_______等有機(jī)物_______________，產(chǎn)生_____和_____，釋放______,生成_________的過程。

C6H12O6+6O2