5.3細胞呼吸的原理和應用(第2課時) （人教版生物必修1知識）

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第五章細胞的能量供應和利用

5.3細胞呼吸的原理和應用

（第2課時）

本節(jié)目標

01

有氧呼吸、無氧呼吸

細胞呼吸原理的應用

02

有氧呼吸

對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式。

呼吸作用的類型

有氧呼吸

無氧呼吸

主要

這一過程必須有氧氣的參與

線粒體結構：

（1）雙層膜：

外膜：使線粒體與周圍的細胞質基質分開

內膜：有許多種與有氧呼吸有關的酶

（2）嵴：由內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成，嵴使內膜的面積大大增加，有利于有氧呼吸的進行

（3）基質：嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質，線粒體基

質中含有少量DNA和RNA，含有許多種與

有氧呼吸有關的酶

基質

嵴

外膜

內膜

膜內空間

線粒體結構

主要場所：

有氧呼吸

概念：

指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，同時生成大量ATP的過程。

總反應式：

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶

主要是在線粒體

還有其他場所嗎？

“認真”“仔細”閱讀P92-93頁內容，完成下面的表格吧?。?！

有氧呼吸場所反應物產(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

細胞質基質

主要是葡萄糖

丙酮酸[H]

少量

丙酮酸H2O

CO2、[H]

少量

[H]、O2

H2O

大量

線粒體（內膜）

線粒體（基質）

線粒體

細胞質基質

葡萄糖

2丙酮酸

酶

少量

能量

CO2

酶

酶

O2

大量能量

少量

能量

H2O

H2O

2丙酮酸

有氧呼吸的過程

少量[H]

大量[H]

[H]指的是氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉化成還原型輔酶Ⅰ（NADH）

有氧呼吸的三個階段

葡萄糖的初步分解

C6H12O6

酶

2丙酮酸+少量[H]+少量能量

場所：細胞質基質

①

丙酮酸徹底分解

酶

6CO2+少量[H]+少量能量

場所：線粒體基質

②

2丙酮酸

[H]的氧化

酶

12H2O+大量能量

場所：線粒體內膜

③

24[H]+6O2

+6H2O

（4個）

（2ATP）

（20個）

（2ATP）

（32ATP）

（C3H4O3）

葡萄糖的初步分解

1mol葡萄糖釋放2870kJ的能量

977.28kJ儲存在ATP中

其余以熱能形式散失

穩(wěn)定化學能

活躍化學能

有機物中穩(wěn)定的化學能轉變?yōu)闊崮?、ATP中活躍的化學能

有氧呼吸中能量的變化

（1）有氧呼吸的場所：

細胞質基質和線粒體

（2）線粒體能分解葡萄糖嗎？

不能

線粒體

葡萄糖

+

無反應

丙酮酸

+

線粒體

CO2＋H２O＋能量

（3）無線粒體一定不能進行有氧呼吸嗎？

不一定

真核細胞：

不能，如哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲

原核細胞：

能，如好氧細菌利用細胞質和細胞膜完成有氧呼吸

（4）元素轉移

C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量

酶

無氧呼吸

概念：

在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。

酶

不徹底氧化產(chǎn)物+少量能量

有機物

無氧

總反應式：

不徹底氧化產(chǎn)物

指什么呢？

“認真”“仔細”閱讀P94-95頁內容，完成下面的表格吧?。?！

無氧呼吸場所反應物產(chǎn)物釋能

第一階段

第二階段

細胞質基質

主要是葡萄糖

丙酮酸[H]

少量

酒精+2CO2

不產(chǎn)生

細胞質基質

或乳酸

丙酮酸[H]

細胞質基質

C6H12O6

酶

少量能量

4[H]

2丙酮酸

第一階段

細胞質基質

線粒體

（CH3COCOOH）

第一階段：

葡萄糖

２丙酮酸

+4[H]

酶

細胞質基質

葡萄糖的初步分解

+能量（少量）

無氧呼吸的過程

無氧呼吸的過程

細胞質基質

C6H12O6

酶

少量能量

4[H]

2丙酮酸

第一階段

細胞質基質

酶

酶

(C2H5OH)

2酒精

+2CO2

(C3H6O3)

2乳酸

第二階段

細胞質基質

線粒體

（CH3COCOOH）

第二階段：

丙酮酸的不徹底分解

酒精的發(fā)酵

酶

2丙酮酸+4[H]

2C2H5OH(酒精)+2CO2

乳酸的發(fā)酵

酶

2C3H6O3(乳酸)

2丙酮酸+4[H]

C6H12O6

酶

2C3H6O3(乳酸)

+少量能量

C6H12O6

2C2H5OH(酒精)

+2CO2+少量能量

酶

例：高等動物、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細胞等

例：大多數(shù)植物、酵母菌

無氧呼吸總反應式

1mol葡萄糖釋放196.65kJ的能量

穩(wěn)定化學能

活躍化學能

無氧呼吸中能量的變化

61.08kJ儲存在ATP中

其余以熱能（約69%）形式散失

（2）無氧呼吸第二階段有能量釋放嗎？

沒有

（3）產(chǎn)生乳酸的同時有CO2產(chǎn)生嗎？

沒有

全部

人體產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體嗎？

（4）為什么無氧呼吸分解葡萄糖釋放的能量少？

（1）細胞質基質能分解丙酮酸嗎？

不能，缺少[H]

因為無氧呼吸的產(chǎn)物酒精或乳酸中仍含有大量能量未釋放出來

類型項目有氧呼吸無氧呼吸

區(qū)別場所

條件

產(chǎn)物

釋能

聯(lián)系細胞質基質、線粒體（主要）

需氧、酶等

不需氧、需酶

較多

較少

①兩者第一階段相同

②都分解有機物、釋放能量

二氧化碳和水

酒精和二氧化碳或乳酸

細胞質基質

有氧呼吸和無氧呼吸對比

（1）為生物體提供能量

（2）生物體代謝的樞紐。

丙酮酸

葡萄糖

氨基酸

甘油

細胞呼吸是蛋白質、糖類和脂質代謝的樞紐

細胞呼吸的意義

細胞呼吸原理的應用

低溫貯存

利用N2或CO2降低O2的濃度降低細胞呼吸，延長保存期限。

降低濕度貯存

透氣性好，細胞呼吸正常，并能抑制破傷風桿菌等厭氧病菌的繁殖

稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細胞就會進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。

花盆里的土壤板結后，空氣不足，會影響根系生長，需要及時松土透氣，以保證根系細胞呼吸對氧氣的需要

利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐，在控制通氣的情況下，可以生產(chǎn)各種酒。

缺氧的情況下，厭氧病菌大量繁殖，不利于傷口痊愈。

皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌就容易大量繁殖。遇到這種情況，需及時清理傷口、敷藥并注射破傷風抗毒血清。

無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠無氧呼吸來獲取能量，會引起人有肌肉酸脹乏力的感覺。

提倡慢跑：促進肌細胞有氧呼吸,防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹。

課堂小結

課堂精練

是非題

（1）無氧呼吸的全過程都在細胞質基質中進行（）

（2）無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段完全相同（）

（3）無氧呼吸的兩個階段都能產(chǎn)生ATP（）

√