專題三細胞呼吸專家講座

運動與細胞呼吸第四節(jié)細胞呼吸區(qū)分呼吸、呼吸運動、細胞呼吸專題三細胞呼吸專家講座第1頁呼吸全過程圖解外界空氣細胞內(nèi)

+糖類+水CO2能量O2+肺泡肺通氣呼吸道肺部毛細血管肺泡內(nèi)氣體交換O2CO2組織里氣體交換組織細胞血液循環(huán)組織處毛細血管氣體在血液中運輸O2CO2專題三細胞呼吸專家講座第2頁呼吸：人體必須不停地吸收外界氧和呼出體內(nèi)二氧化碳。這種人體與外界進行氣體交換過程叫呼吸。呼吸運動：胸廓有節(jié)律擴大和縮小叫呼吸運動。糖類等有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，最終生成無機物或小分子有機物，釋放出能量并生成ATP過程。細胞呼吸(呼吸作用/生物氧化)概念：專題三細胞呼吸專家講座第3頁專題三細胞呼吸專家講座第4頁光常溫ATP.NADH高溫專題三細胞呼吸專家講座第5頁

細胞呼吸是在常溫下進行，所產(chǎn)生能量有一部分儲存在ATP中，其余則轉(zhuǎn)化為熱能。葡萄糖中含有很多能量。每個ATP分子中能量大約是1個葡萄糖分子中能量1%。但葡萄糖在身體中利用率并不是100%，1個葡萄糖分子能夠合成大約30個ATP，這也就是說，細胞中葡萄糖能量利用率大約是30%，高利用率（而汽車引擎對汽油利用率也只是25%）細胞呼吸就是糖氧化共性：碳氧化為CO2，氫氧化成H2O專題三細胞呼吸專家講座第6頁細胞呼吸就是糖氧化6CO2+6H2O+能量C6H12O6+6O2糖分子失去氫原子氧分子取得氫原子這種氫原子得失(電子得失)就是氧化還原作用，葡萄糖分子被氧化，氧分子被還原。細胞呼吸是一系列有控制氧化還原反應(yīng)。專題三細胞呼吸專家講座第7頁一、需氧呼吸：必須有氧參加厭氧呼吸：無氧條件下發(fā)生細胞呼吸方式專題三細胞呼吸專家講座第8頁需氧呼吸細胞在氧參加下，經(jīng)過各種酶催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和H2O，釋放能量，生成許多ATP過程。1、概念：專題三細胞呼吸專家講座第9頁2、發(fā)生場所：內(nèi)膜——酶基質(zhì)——酶細胞溶膠、線粒體（主要）專題三細胞呼吸專家講座第10頁葡萄糖3、階段：第一階段第二階段第三階段基質(zhì)嵴內(nèi)膜細胞溶膠６CO2專題三細胞呼吸專家講座第11頁有氧呼吸總反應(yīng)式：C6H12O6＋6O2

＋6H2O

6CO2＋

12H2O＋能量三個步驟1、C6H12O6→

2C3H4O3+4[H]2、2C3H4O3

＋6H2O→

6CO2＋20[H]3、6O2+24[H]→12H2O酶專題三細胞呼吸專家講座第12頁

(又稱“氧化磷酸化”)：6O2＋①②階段產(chǎn)生24[H]12H2O＋26ATP三、需氧呼吸全過程分三個階段：

(又稱“糖酵解”)：ＯC6H12O6

２

‖＋4[Ｈ]＋2ATPCH3—C—COOH酶①在細胞質(zhì)溶膠中②在線粒體基質(zhì)中2CH3COCOOH＋6H2O6CO2＋20[Ｈ]＋2ATP酶酶③在線粒體內(nèi)膜上(又稱檸檬酸循環(huán))：專題三細胞呼吸專家講座第13頁2NADH+2H+第一階段:糖酵解過程：1葡萄糖→2丙酮酸場所：細胞溶膠2丙酮酸1葡萄糖六碳鏈被分為

2個三碳鏈形成2ATP葡萄糖中一部分氫原子變成2NADHNADH:還原型輔酶I,是一個特殊核苷酸NAD+:氧化型輔酶I專題三細胞呼吸專家講座第14頁能量：葡萄糖中絕大部分化學(xué)能仍存在于丙酮酸中，部分進入2個ATP中。反應(yīng)式：酶C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP(丙酮酸)酶ＯC6H12O6

２

‖＋4[Ｈ]＋2ATPCH3—C—COOH專題三細胞呼吸專家講座第15頁C-C-CC-CNAD+NADH+H+CO23NAD+3NADH+H+2CO2ATPADP+PiFADH2FAD第二階段:檸檬酸循環(huán)(丙酮酸)（C２酸）C４酸C６酸丙酮酸中氫原子變成4NADH+H+和１個FADH2NADH:還原型輔酶I,一個特殊核苷酸NAD+:氧化型輔酶IFADH2:還原型黃酶,一個特殊核苷酸，F(xiàn)AD氧化型黃酶

6H2O專題三細胞呼吸專家講座第16頁第二階段:檸檬酸循環(huán)（三羧酸循環(huán)）場所：線粒體基質(zhì)、嵴過程：

2丙酮酸+6H2O→6CO2

2丙酮酸中氫原子變成8NADH+８H+

和2FADH2專題三細胞呼吸專家講座第17頁2CH3COCOOH＋6H2O6CO2＋20[Ｈ]＋2ATP酶能量：2丙酮酸中穩(wěn)定化學(xué)能釋放出來，部分進入2ATP中。反應(yīng)式：2CH3COCOOH＋6H2O＋

8NAD＋

＋

2FAD+2ADP+2Pi

6CO2＋8NADH+８H+

+

2FADH2＋2ATP酶專題三細胞呼吸專家講座第18頁場所：線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜功效定位第三階段：電子傳遞鏈中水形成專題三細胞呼吸專家講座第19頁第三階段：電子傳遞鏈中水形成電子傳遞鏈在內(nèi)膜中,由3個蛋白質(zhì)復(fù)合體組成(每個有一個以上電子傳遞體),10NADH+10H++2FADH2H和電子被電子傳遞體接收并傳遞,產(chǎn)生26ATP,H與O

2結(jié)合成12H2O專題三細胞呼吸專家講座第20頁專題三細胞呼吸專家講座第21頁第三階段：電子傳遞鏈中水形成過程：能量：NADH、FADH2中活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)移到26個ATP中，成為可直接利用能量。2H++2e-+12―O2H2O每個NADH經(jīng)過電子傳遞鏈后，可形成2-3個ATP每個FADH2經(jīng)過電子傳遞鏈后，可形成1-2個ATP專題三細胞呼吸專家講座第22頁需氧呼吸從糖酵解到電子傳遞鏈中水形成，這一系列反應(yīng)都只能在有氧氣存在條件下發(fā)生，所以稱為需氧呼吸（aerobicrespiration）。能量釋放能量轉(zhuǎn)移能量利用C6H12O6

＋6O2

＋6H2O6CO2

＋12H2O專題三細胞呼吸專家講座第23頁需氧呼吸怎樣進行？C6H12O62丙酮酸酶6CO22NADH能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O8NADH、2FADH212H2O6O2酶能26ATP熱線粒體細胞溶膠第二階段第一階段第三階段專題三細胞呼吸專家講座第24頁有氧呼吸

場所

反應(yīng)物

產(chǎn)物

釋能第一階段第二階段第三階段細胞溶膠主要是葡萄糖丙酮酸２NADH、２H+

2ATP丙酮酸、H2O6CO2、8NADH、8H+２

FADH22ATP８NADH、８H+

２FADH2、O2H2O26ATP線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜注意：進入線粒體分解是丙酮酸，而不是葡萄糖需氧呼吸三個階段比較專題三細胞呼吸專家講座第25頁暫時缺氧狀態(tài)下活細胞，還能進行細胞呼吸嗎？

活細胞能夠在無氧或缺氧條件下，經(jīng)過酶催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底地氧化分解成為乙醇或乳酸等，同時釋放較少能量,這個過程叫----厭氧呼吸或無氧呼吸。例人和動物及植物缺氧時.專題三細胞呼吸專家講座第26頁當(dāng)我們長時間舉著東西，或運動量過大時，我們身體往往會有酸軟乏力感覺，其實，這就是因為我們肌肉得不到足夠氧氣進行需氧呼吸，這時肌肉細胞就不得不經(jīng)過厭氧呼吸來取得更多能量結(jié)果……專題三細胞呼吸專家講座第27頁最常見厭氧呼吸類型是：

乳酸發(fā)酵和乙醇發(fā)酵(微生物)在一杯溫開水中加入一大勺糖和一小包酵母，進行攪拌。將這個杯子中液體倒入透明玻璃瓶或礦泉水瓶內(nèi)，再往瓶內(nèi)加一些溫開水。將一個小氣球擠癟后套在瓶口。將瓶子放在教室內(nèi)窗臺上，天天觀察瓶中情況，看看瓶中液體會不會冒出氣泡，氣球會不會脹大。專題三細胞呼吸專家講座第28頁乙醇發(fā)酵有時，當(dāng)水果堆放久了會有酒味產(chǎn)生，這是因為果肉中進行了乙醇發(fā)酵。當(dāng)水果堆太久或放得太密集，果肉就會發(fā)酵產(chǎn)生酒精。C6H12O6+2ADP+2Pi=2C2H5OH+2CO2+2ATP葡萄糖乙醇專題三細胞呼吸專家講座第29頁進行乙醇發(fā)酵微生物主要是酵母菌制作面包、釀酒都離不開酵母菌。酵母菌在面團中進行乙醇發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳能夠?qū)⒚鎴F發(fā)起。細胞核細胞壁乙醇發(fā)酵專題三細胞呼吸專家講座第30頁在無氧或缺氧條件下，葡萄糖不能充分水解，葡萄糖經(jīng)過糖酵解形成丙酮酸后，便形成乙醛和CO2，乙醛再被NADH還原成乙醇葡萄糖2丙酮酸不徹底水解CO2CH3CHO+乙醛CH3CH2OH乙醇2NADH2H+還原2ATP乙醇發(fā)酵2NAD

+專題三細胞呼吸專家講座第31頁乳酸發(fā)酵在無氧或缺氧條件下，葡萄糖不能充分水解，葡萄糖經(jīng)過糖酵解形成丙酮酸后，假如在乳酸脫氫酶催化下，就會被NADH還原成乳酸。葡萄糖2丙酮酸2NADH2H+不徹底水解CH3CHOHCOOH乳酸還原2ATP專題三細胞呼吸專家講座第32頁尤其注意：對于人或高得動植物體，我們又稱厭氧呼吸為無氧呼吸，但對于微生物我們稱為發(fā)酵。但對于工業(yè)上發(fā)酵也不一定全都是無氧，比如醋酸發(fā)酵就是需要氧。醋酸桿菌是一個好氧細菌。在氧氣充分和含有酒精底物條件下,醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。專題三細胞呼吸專家講座第33頁需氧呼吸與厭氧呼吸區(qū)分與聯(lián)絡(luò)細胞溶膠專題三細胞呼吸專家講座第34頁葡萄糖丙酮酸無O2酒精+CO2+少許能量酶乳酸+少許能量酶酶CO2+H2O+大量能量有O2專題三細胞呼吸專家講座第35頁

類型項目

需氧呼吸

厭氧呼吸區(qū)別

場所

條件

產(chǎn)物釋能

聯(lián)系細胞溶膠、線粒體（主要）細胞溶膠需氧、酶等不需氧、需酶較多較少①二者第一階段相同即都將葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解）②都分解有機物、釋放能量二氧化碳和水氧化徹底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不徹底專題三細胞呼吸專家講座第36頁不一樣生物在缺氧條件下呼吸作用厭氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸酒精發(fā)酵C3H6O3、少許能量C3H6O3

、少許能量C3H6O3、少許能量C3H6O3、少許能量C2H5OH、CO2、少許能量乳酸發(fā)酵C2H5OH、CO2、少許能量C3H6O3、少許能量專題三細胞呼吸專家講座第37頁厭氧呼吸生理意義：在無氧或缺氧條件下，細胞利用這種呼吸作用能夠快速地利用葡萄糖產(chǎn)生ATP，在短時間內(nèi)維持生命，增強生物適應(yīng)短時無氧條件能力人體肌肉細胞中：葡萄糖→→→→乳酸厭氧呼吸肝臟→→→葡萄糖專題三細胞呼吸專家講座第38頁細胞呼吸是細胞代謝中心2023/8/2939細胞在正常情況下利用糖類作為呼吸過程中能量起源，但在特殊情況下也能夠利用脂肪或蛋白質(zhì)這兩類物質(zhì)分解產(chǎn)物，其中單糖和甘油進入糖酵解；脂肪酸和氨基酸主要進入檸檬酸循環(huán)。專題三細胞呼吸專家講座第39頁

發(fā)生在活細胞中，有各種酶參加和調(diào)控；

在溫和條件下進行（體溫、生理pH）；

是一個復(fù)雜氧化還原過程，包含電子轉(zhuǎn)移和質(zhì)子轉(zhuǎn)移；

能量釋放是逐步，并以ATP形式儲存和傳送。

生物氧化特點：專題三細胞呼吸專家講座第40頁細胞呼吸意義為生物體各項生命活動提供能量（ATP）CO2+H2O+