第四节细胞呼吸复习提问1.生物体生命活动的主要能源物质、直接来源、根本来源各是什么?2.把光能转化为高等动物肌肉收缩的机械能需要经历那些过程?光能葡萄糖等有机物ATP肌肉收缩(1)(2)(3)光能葡萄糖ATP单细胞动物的呼吸现象和呼吸作用O2细胞内O2+糖类+水+CO2能量CO2呼吸作用(本质)呼吸(现象)细胞内+糖类+水CO2能量细胞呼吸(呼吸作用)呼吸和细胞呼吸O2O2呼吸(现象)呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输+“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别?“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程,而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。思考“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础,没有呼吸过程吸入的氧气,就不能进行呼吸作用;而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。“呼吸”和“呼吸作用”有什么联系?思考材料:早在18世纪法国化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier)就发现木头燃烧也需要氧,发生的也是类似的反应,并且把细胞呼吸比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。你认为拉瓦锡的这一说法有道理吗?细胞呼吸与木头燃烧有什么区别和联系呢?1、需氧呼吸体外燃烧:需氧呼吸:高温、剧烈、瞬间释放光能与热能常温、温和、酶参与、缓慢逐步释放能量?1、概念:细胞呼吸也称呼吸作用,是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物,并且释放出能量的过程。一、细胞呼吸的概念2、实质:分解有机物,释放能量二、细胞呼吸的类型细胞呼吸需氧呼吸厌氧呼吸线粒体的结构示意图外膜内膜基质嵴需氧呼吸1、场所:主要在线粒体2、需氧呼吸最常利用的物质----葡萄糖(C6H12O6)外膜内膜嵴基质①主要场所①②③④含有需氧呼吸有关的酶C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]酶C6H12O6酶2C3H4O3+4【H】+能量(少量)1)、糖酵解1、需氧呼吸C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]能量(少量)[H]6CO26H2O酶酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20【H】+能量(少量)酶2)、柠檬酸循环C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]能量(少量)[H]6O212H2O+能量(大量)6CO26H2O酶酶酶24【H】+6O212H2O+能量(大量)酶3)电子传递链总反应式:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O6能量(少)I+能量(多)酶酶能量(少)酶热能散失热能散失热能散失26ATP①②③AB[H]少2丙酮酸C2ATPDE6CO26H2OF[H]多G2ATPH6O212H2O细胞质基质线粒体下列字母分别表示什么?主要场所:线粒体能量去向:一部分以热能形式散失(约70%);另一部分转移到ATP中(约30%)。总反应式:概念:细胞在O2的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出CO2和H2O,同时释放出大量能量的过程。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶第一个阶段第二个阶段第三个阶段场所反应物生成物产生能量细胞溶胶主要是葡萄糖丙酮酸、[H]ATP少量2ATP线粒体(基质)嵴丙酮酸、H2OCO2、[H]ATP少量2ATP线粒体(内膜)大量26ATPH2OATP[H]、O2需氧呼吸全过程的比较糖酵解柠檬酸循环电子传递链请分析,在需氧呼吸的过程中:①生成物CO2和H2O分别产生于需氧呼吸的第几阶段?②生成物CO2中的C和O分别来自哪里?生成物H2O中的O从何而来?③哪几个阶段有[H]产生?其去向?④哪几个阶段有ATP产生?最多的是哪一个阶段?⑤哪些物质是由细胞质基质转运到线粒体的?糖酵解C-C-CC-C柠檬酸循环[H]电子传递链O2H2O二碳化合物CO2少量ATP大量ATP葡萄糖少量ATP丙酮酸巩固练习:1.在整个有氧呼吸过程中,O2是第___阶段参与反应的;CO2是第______阶段生成;O2中的O最后进入____2.有氧呼吸中需O2和产生能量最多的阶段是__场所是______第一、二阶段的共同产物是:_______三个阶段均有的产物是:______三二H2O三线粒体[H],ATPATP2.厌氧呼吸乳酸菌、酵母菌等微生物的厌氧呼吸也叫做发酵概念: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为尚未彻底氧化的产物,同时释放出少量能量的过程。2)过程:1)场所:细胞溶胶C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]2C2H5OH(酒精)+2CO2酶酶2C3H6O3(乳酸)酶第二个阶段:第一个阶段:3)总反应式:C6H12O6+2ADP+2Pi酶2C2H5OH+2CO2+2ATP+热能C6H12O6+2ADP+2Pi酶2CH3CH2COOH+2ATP+热能(2C3H6O3乳酸)高等动物和人体剧烈运动时,骨骼肌组织马铃薯块茎、甜菜块根、胡萝卜和玉米胚等乳酸菌例:大多数植物、酵母菌例:进行需氧呼吸的动植物保留厌氧呼吸的能力。如细胞内失去线粒体,则只能进行厌氧呼吸。厌氧型微生物厌氧生活环境的部分动物。兼性厌氧型生物哺乳动物成熟的红细胞蛔虫酵母菌乳酸菌、破伤风杆菌进行厌氧呼吸的生物与细胞呼吸作用的类型、需氧与厌氧呼吸的过程C6H12O6酶C3H4O3(丙酮酸)[H]2ATP6CO22ATP[H]酶O2酶12H2O26ATPⅠⅡⅢ细胞质基质线粒体C6H12O6酶C3H4O3(丙酮酸)2ATP4[H]2C3H6O3(乳酸)2C2H5OH+2CO21mol葡萄糖彻底氧化释放能量2870KJ,有916.2KJ转移至ATP中(合成30molATP)大部分以热能散失1mol葡萄糖厌氧呼吸释放能量196.65KJ或222kJ,有61.08KJ转移至ATP中(合成2molATP),其余大部分以热能散失三、需氧呼吸与厌氧呼吸的区别需氧呼吸厌氧呼吸呼吸场所是否需氧分解产物释放能量主要在线粒体内需氧分子参加CO2H2O较多能量细胞溶胶内不需氧分子参加C3H603较少能量CO2C2H5OH需氧呼吸和厌氧呼吸的相同之处:1·都在细胞质内,先由葡萄糖分解成丙酮酸2·都是在酶的催化下进行的3·都有能量释放呼吸作用的概念呼吸作用类型需氧呼吸厌氧呼吸呼吸作用糖酵解:(葡萄糖的初步分解)柠檬酸循环:(丙酮酸彻底分解)电子传递链:([H]的氧化)丙酮酸不彻底分解乳酸发酵酒精发酵小结:糖酵解:葡萄糖的初步分解1.右图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线,请回答下列问题:(1)曲线AB段酵母菌细胞呼吸发生的场所是;曲线BC段酵母菌呼吸的方式为。(2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外,还有、。(3)在T1—T2时段,单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有、。1.(1)细胞溶胶和线粒体需氧呼吸和厌氧呼吸(2)乙醇含量过高培养液的pH下降(3)酵母菌进行厌氧呼吸,产生的能量少酵母菌种群数量增多(2011·山东卷)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是()。A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境C.若试管中的水换成冷水,气泡释放速率下降D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中d(2012安徽理综29)为探究酵母菌的细胞呼吸,将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞质基质和线粒体,与酵母菌分别装入A-F试管中,加入不同的物质,进行了如下实验(见下表)注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质(1)会产生CO2和H2O的试管有,会产生酒精的试管有,根据试管的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)(2)有氧呼吸产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,表明DNP使分布在的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中,葡萄糖的氧化分解(填“能”或“不能”)继续进行。试管编号加入的物质细胞质基质AB线粒体[来源:中。教。网z。z。s。tep]CD酵母菌EF葡萄糖-+-+++丙酮酸+-+-[来--氧气+-+-+-【答案】(1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能1.有H2O生成一定是需氧呼吸,有CO2生成一定不是乳酸发酵。2.厌氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。3.原核生物无线粒体,有些仍可进行需氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等。4.厌氧呼吸只释放少量能量,其余的能量储存在不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。5.一个葡萄糖分子,通过需氧呼吸生成30个ATP分子,其中糖酵解中直接产生2分子,柠檬酸循环中直接产生2分子,其余26个在电子传递链中产生。误区警示四、影响呼吸作用的因素•内部因素:线粒体数目多,呼吸强度大。代谢旺盛,呼吸强度大。生长旺盛的、幼嫩的器官的呼吸较生长缓慢的、年老器官的呼吸为强•外部因素:温度氧气水二氧化碳含量温度对豌豆呼吸作用的影响510151015202530呼吸作用相对速率分析:虚线表示的是?消失点表示的是?耗氧量消失点O2(%)CO2释放量种子含水量对呼吸速率的影响1213141516174812162024含水量(%)CO2mg•100g干重-1•24h-1亚麻玉米小麦呼吸速率五、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呼吸作用知识在生产实践及生活中的应用小结①贮存干种子需三低:低温、低氧、低水。②水果、蔬菜、花的保鲜:低温、低氧、高CO2或N2、中湿。③酿酒应先通气后密封;腌制泡菜应密封;酿醋应通气。④作物栽培措施的许多措施,要考虑保证根的正常细胞呼吸,有利于有机物的保存和积累。•秋季硕果累累,农民将收获的玉米晒干后放入粮仓贮存。但是通风不良时可能会发生“自热”现象,为什么?•水淹时高等植物能否进行厌氧呼吸?如果能,那么为什么水退后有些不能存活?还有高等动物呢?•本地有家庭制作甜酒酿的传统,请你应用所学知识探究酒酿的制作过程和所用原理!下面是家庭酿酒的具体操作过程:将大米煮熟待冷却至35℃左右米饭中加一定量的酒药,并拌匀加盖后在适当温度下保温12小时即成思考:1、酒药是什么?为什么要待米饭冷却以后再加酒药?2、在中间挖一个洞的目的是什么?既然是酒为什么会甜?酿制甜酒酿时,总是先来“水”,后来“酒”,为什么?3、可用大豆制甜酒酿吗?细胞呼吸原理的应用选用“创可贴”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。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下,进行有氧呼吸并大量繁殖;在无氧条件下则进行酒精发酵。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──味精。对于板结的土壤及时进行松土透气,可以使根细胞进行充分的有氧呼吸,从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外,松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解,从而有利于植物对无机盐的吸收。水稻的根系适于在水中生长,这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞,而且与旱生植物相比,水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是,水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸,所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足,水稻根的细胞就会进行酒精发酵,时间长了,酒精就会对根细胞产生毒害作用,使根系变黑、腐烂。较深的伤口里缺少氧气,破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以,伤口较深或被锈钉扎伤后,患者应及时请医生处理。有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧