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第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)呼吸作用的原理和應(yīng)用二、有氧呼吸細(xì)胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸有氧呼吸的反應(yīng)物和產(chǎn)物:(主要)細(xì)胞呼吸的實質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機物氧化分解,并釋放能量的過程。C6H12O6O2能量CO2H2O→+++3迅速釋放能量,釋放的能量全部以熱能的形式散失。體外燃燒:①有氧呼吸過程溫和②有機物中的能量逐步釋放③有部分能量儲存在ATP中體外燃燒和有氧呼吸的區(qū)別葡萄糖的燃燒相較于體外燃燒,有氧呼吸具有什么特點?特點外膜內(nèi)膜DNA/RNA核糖體嵴基質(zhì)分布有氧呼吸的酶線粒體1.主要場所:2.線粒體適應(yīng)于有氧呼吸的主要特點:(1)線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積。(2)線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。二、有氧呼吸資料1①該實驗的自變量是什么?A組B組C組只含線粒體只含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞勻漿(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體)加入等量的葡萄糖溶液、氧氣、熒光素和熒光素酶葡萄糖的量不變,沒有熒光出現(xiàn)葡萄糖的量減少,有丙酮酸生成,微弱熒光出現(xiàn)葡萄糖的量減少,有CO2生成,較強熒光出現(xiàn)有氧呼吸的場所分析真核細(xì)胞中,有氧呼吸的全過程都發(fā)生在線粒體中嗎?②A、B組對比說明,葡萄糖的初步分解發(fā)生在?③B、C組對比說明,丙酮酸的水解發(fā)生在?所含細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體結(jié)論1:葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸,
線粒體無法直接利用葡萄糖,直接利用的是丙酮酸。資料2A組B組C組只含線粒體外膜只含線粒體基質(zhì)含線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)加入等量的丙酮酸、O2、熒光素和熒光素酶丙酮酸的量不變;沒有熒光丙酮酸的量減少;有CO2生成和微弱熒光出現(xiàn)丙酮酸的量減少;有CO2生成和較強熒光出現(xiàn)丙酮酸在線粒體的什么部位分解呢?①A、B組對比說明,丙酮酸的分解發(fā)生在?②B、C組對比說明,丙酮酸分解后,又繼續(xù)在什么部位發(fā)生反應(yīng),合成較多的ATP?線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜有氧呼吸的場所分析少量能量C6H12O62C3H4O3[H]2C3H4O36CO2H2O[H][H]O2H2O少量能量酶酶酶大量能量丙酮酸丙酮酸線粒體基質(zhì)線粒體外膜線粒體內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)3.有氧呼吸的物質(zhì)變化任務(wù)一:閱讀課本92-93頁,,在圖中標(biāo)注出有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化與能量變化。第1階段:C6H12O6酶
丙酮酸+[H]+少量能量
(C3H4O3)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第2階段:酶CO2+[H]+少量能量
線粒體基質(zhì)2C3H4O3第3階段:酶H2O+大量能量線粒體內(nèi)膜[H]+6O2+6H2O2462012243.有氧呼吸的物質(zhì)變化總反應(yīng)式:酶C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量P93:[H]在細(xì)胞呼吸中主要是指NADH(還原型輔酶Ⅰ)C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+少量能量酶2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量酶24[H]+6O2→12H2O+大量能量酶第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜H++NAD+(氧化型輔酶I)+2e-
→NADH2H++1/2O2+2e-→H2ONADH→H++
NAD++2e-
如何轉(zhuǎn)變成ATP?4.有氧呼吸的能量變化4.有氧呼吸的能量變化H++NAD++2e-→NADHNADH→
H++
NAD++2e-
2H++1/2O2+2e-→H2OO2的消耗和ATP的生成是否是同一個化學(xué)反應(yīng)?線粒體外膜線粒體內(nèi)膜葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能高能電子(e)NADH(儲存e)H+濃度勢能ATP中的化學(xué)能+熱能一二階段三階段4.有氧呼吸的能量變化線粒體基質(zhì)分解電子勢能1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放能量ATPADPPi977.28kJ其余的能量熱能散失2870kJ有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少?這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?大約34%32molADP轉(zhuǎn)化為ATP思考·討論1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ有氧呼吸反應(yīng)式中的能量能直接寫成ATP嗎?4.有氧呼吸的能量變化一、有氧呼吸能量變化:物質(zhì)變化:定義:細(xì)胞在
的參與下,通過多種酶的催化作用,把
等有機物
,產(chǎn)生
,釋放
,生成
的過程。氧葡萄糖二氧化碳和水能量大量ATP有機物有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能無機物(CO2+H2O)熱能+ATP中活躍的化學(xué)能徹底氧化分解二、有氧呼吸2、有氧呼吸中C、H、O元素的轉(zhuǎn)移情況?3、有氧呼吸中【H】、ATP的來源和去路?【H】來源:葡萄糖、水(1、2)ATP來源::三個階段都會產(chǎn)生去路:與氧氣結(jié)合生成水(3)去路:用于各項生命活動核心素養(yǎng)1、有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧氣分別在哪些階段利用?
產(chǎn)物中的二氧化碳和水分別在哪些階段形成?4、只有線粒體和葡萄糖能否生成CO2和H2O?5、所有的真核生物都有線粒體?都能進(jìn)行有氧呼吸嗎?6、有線粒體才能進(jìn)行有氧呼吸嗎?8、如果以脂肪為底物進(jìn)行有氧呼吸,消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量,為什么?如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等無線粒體,只能進(jìn)行無氧呼吸。與葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。核心素養(yǎng)只要含有有氧呼吸相關(guān)的酶也能進(jìn)行有氧呼吸,如原核生物好氧細(xì)菌等。注意:線粒體只能利用丙酮酸,不能直接利用葡萄糖。7、真核生物與有氧呼吸有關(guān)的酶的分布?原核生物呢?細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)(
)(2)真核細(xì)胞都進(jìn)行有氧呼吸(
)(3)沒有線粒體的細(xì)胞不一定不能進(jìn)行有氧呼吸(
)(4)有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解,并且釋放大量能量的過程(
)(5)有氧
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