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1、第5章 细胞的能量供应和利用,第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。26,2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？,不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。,问题探讨,在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。,3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？,呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。,细胞呼吸也称呼吸作用,是指有机物在细胞内经过一
2、系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。,对比,4.呼吸和呼吸作用的区别,有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程。,细胞呼吸的概念：,细胞内,氧化分解,生成CO2,释放出能量,其他产物,又叫生物氧化。,实质：氧化分解有机物释放能量,一、有氧细胞呼吸的过程示意图,有氧呼吸的三个阶段,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH（丙酮酸）+4 H+2 ATP,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2+20 H+2 ATP,场所：线粒体基质,2CH3COCOOH,（丙酮酸）,H的氧化,酶,12H2O+34
3、ATP,场所：线粒体内膜,24H+6O2,+6H2O,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,对比,主要场所：,线粒体,能量去向：,一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中,总反应式：,有氧呼吸概念：,细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把_等有机物_，产生_和_，释放_,生成_的过程。,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,许多ATP,38个ATP,无氧呼吸：一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解
4、为不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程。,葡萄糖,过程：,二、无氧呼吸,主要场所：细胞质基质,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C6H12O6,酶,丙酮酸,酶,2C3H6O3（乳酸）,+少量能量,A.乳酸发酵,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）,C6H12O6,酶,2C2H5OH（酒精）,+2CO2,B.酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌,酶,+少量能量,2C3H6O3（乳酸）,2C2H5OH（酒精）,+2CO2,无氧呼吸总反应式,C6H12O6,酶,2 C3H6O3(乳酸),+少量能量,C6H12O6,2 C2H5OH(酒精),+2CO2+少量能量,酶,
5、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、玉米胚细胞等）,例：大多数植物、酵母菌,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,发酵,微生物的无氧呼吸,（酒精发酵、乳酸发酵）,无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中,无氧呼吸是否有害？,？,酒精和乳酸在细胞中大量积累对细胞有毒害作用，且释放的能量太少，不足维持生命活动的需求。大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命！,生物体或部分组织器官在缺氧条件下，无氧呼吸作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现!,无氧呼吸的意义,高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以
6、适应缺氧环境条件。人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。,三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较,有氧呼吸,无氧呼吸,不同点,相同点,场所,条件,产物,能量变化,联系,实质,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,不需分子氧(故无氧呼吸产物中无水)、需酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量，合成38ATP,释放少量能量，合成2ATP,从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同,分解有机物，释放能量，合成ATP,需分子氧O2(O2用于第三阶段和氢反应生成水)、酶,2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较,注意（1）好氧性细菌等原核生物，虽无线粒
7、体，但在细胞质基质中含有有氧呼吸酶，可以进行有氧呼吸。（2）只进行无氧呼吸的真核生物，细胞内无线粒体。（3）有H20生成的一定为有氧呼吸，有co,生成的一定不是乳酸发酵。,有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而来的，由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的主要呼吸形式，但还保留着无氧呼吸的能力。,呼吸作用的概念,呼吸作用类型,有氧呼吸,无氧呼吸,呼吸作用,葡萄糖的初步分解,丙酮酸彻底分解,H的氧化,丙酮酸不彻底分解,乳酸发酵,酒精发酵,葡萄糖的初步分解,VS,1.场所,3.物质变化,4.能量变化,2.条件,注意1不同之处场所不同、条件不同（是否需要酶的参与、活化能高低）；相同之处
8、都是物质氧化，都能释放能量。2细胞呼吸是体内物质氧化分解并释放能量的过程，不一定要有氧气参与，也可通过无氧呼吸的形式释放能量。3“氧化”中的“氧”是氧化分解，而不是在“氧气”作用下分解。4注意呼吸是呼吸系统的生理作用过程，是机体进行气体交换的过程，包括肺部气体交换和组织气体交换。呼吸作用指的是细胞内进行物质氧化分解的过程。5理解与把握细胞呼吸的概念，应注意：场所细胞内的氧化分解；原料有机物，主要是葡萄糖；产物二氧化碳或其它产物；能量释放能量，而不是释放ATP；只为ATP形成提供所需能量，释放的能量只是部分生成了ATP。方式：依据是否需氧而分为有氧呼吸和无氧呼吸。条件：酶、氧的有无等。,1.呼吸
9、作用能为生物体的生命活动提供能量。,四、呼吸作用的意义：,2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。,五、细胞呼吸原理的应用,细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术 2.农业生产3.粮食储藏和果蔬保鲜,1.发酵技术,生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋生产单细胞蛋白应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气,2.农业生产,细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分、植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为
10、了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。,3.粮食储藏和果蔬保鲜,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，又要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。粮食储藏 果蔬保鲜,粮食储藏,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。例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。,果蔬保鲜,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在01时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜68个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水
11、果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。,单细胞动物的呼吸现象和呼吸作用,+糖 类,+水+,呼吸作用（本质）,气体交换（现象）,呼吸,+糖 类,+水,呼吸作用（本质）,高等动物的呼吸现象和呼吸作用,呼吸运动（现象）,气体运输,+,呼吸,三、影响细胞呼吸的因素及其在实验中的应用,（1）不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。（2）同一植株在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。,2.外界因素及其在实践中的应用,1.内部因素,方法规律,细胞呼
12、吸类型的判断技巧,据CO2释放量和O2：吸收量可以判断细胞呼吸状况：1.无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。2.不消耗O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精的无氧呼吸。3.当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸。4.当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析：,3.在有氧呼吸过程中,氧气的作用是,4.生物的细胞呼吸可分为 和 两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过 呼吸提供，其能源物质主要是。,有氧呼吸,无氧呼吸,有氧,葡萄糖,1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在,2.人在剧烈运动时
13、,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为,线粒体,乳酸,课堂练习,5.生物的生命活动所需要的能量主要来自：.糖类的氧化分解.脂类的氧化分解.蛋白质的氧化分解.核酸的氧化分解,6.人体进行有氧呼吸的主要场所是.肺细胞.内环境.线粒体.细胞质基质,A,C,7.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是.分解有机物.释放能量.需要酶催化.有机物分解不彻底,8.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是 A.呼吸作用减弱 B.呼吸作用加强 C.光合作用减弱 D.促进了物质的分解,D,A,5.种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是 A.根细胞吸收水分过多 B.营养缺乏 C.光合作用强度不够 D.细胞有氧呼吸受阻,10.同样消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的 A.20倍 B.19倍 C.倍多 D.12.7个百分点,D,B,
