5.3细胞呼吸(上课)

无 氧
2C3H6O3 +能量
酶2
196.65kJ
61.08kJ
储存
2ATP
135.57 kJ 热能
散失
4.无氧呼吸的实例
（1）高等植物在水淹、种子萌发初期、苹果贮藏过久等情况 下，进行无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和CO2，并获得能 量；少数高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉 米胚等能进行无氧呼吸产生乳酸，并获得能量。 （2）高等动物和人体在剧烈运动、刚入高原等环境下，进行 无氧呼吸产生乳酸
有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸 不 同 点 无氧呼吸
细胞质基质 场所 线粒体和细胞质基质 条件 O2 、酶、适宜的温度 酶、适宜的温度 产物 CO2和H2O，分解彻底 酒精和CO2或乳酸，分 解不彻底
能量
葡 萄 糖 丙 酮 酸
大量
有氧
无氧
少量
CO2+H2O+大量能量
相 同 点
过程
C2H5OH（酒精）+CO2+少量能量 C3H6O3（乳酸）+少量能量
②能量去向： 一部分以热能形式散失 (1709kJ/mol,约60%) 另一部分转移到ATP中 (1161kJ/mol,约40%) ③总反应式： 酶 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+ 12H2O +能量 38个ATP
④有氧呼吸概念： 多种酶 的催化作用， 细胞在____ 氧 的参与下，通过_______ CO2 把_______ 彻底氧化分解 ，产生_____ 葡萄糖 等有机物_______________ H2O ，释放______, 和_____ 能量 生成_________ 许多ATP 的过程。
⑵检测有无酒精产生 试剂： 橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液
原理：
橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下 与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
思考二：怎样设计对比实验 有氧条件和无氧条件的对比
思考三：怎样控制变量 ⑴自变量： 氧气的有无 怎样控制？ 无氧组： 装置密闭，不通氧 有氧组： 装置密闭，定时通入足够的氧气
2.场所： 细胞质基质和线粒体（主要）
3.有氧呼吸的过程 细胞质基质 6O2 ③
能
酶
C6H12O6 ① 酶
4[H] 2丙酮酸
能
热 2ATP
②
20[H]
6H2O
酶
能
热 34ATP
热 2ATP
12H2O
6CO2
线粒体
有氧呼吸三个阶段的比较
阶段 项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所 反应物 生成物
细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 葡萄糖 丙酮酸和水 [H]和O2 H2O
丙酮酸、[H] CO2 、 [H]
能量释放
是否需氧
少量能量
不需氧
少量能量
不需氧
大量能量
需氧
4.有氧呼吸总反应式及各元素的去向
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
酶
2870kJ
1161kJ
1709kJ
热能
储存
38 ATP
散失
有氧呼吸小结
①场所： 细胞质基质 、线粒体（主要场所）
2、下图表示大气中O2浓度对植物组织产生CO2 的影响，其中A曲线 代表CO2释放量，B曲线代表O2的消耗量。贮藏水果时O2浓度应调节 到（ D） A．M 点 B．N 点 C．P 点 D．Q点
及时训练
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3、右图是某种绿色植物的绿色器官在不同氧气浓度下，O2吸收量和 CO2释放量的变化坐标图。氧气浓度为10%时，该器官进行的呼吸作 用为（D） A．有氧呼吸大于无氧呼吸 B．有氧呼吸小于无氧呼吸 C．有氧呼吸等于无氧呼吸 D．只进行有氧呼吸
0
生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜 的栽培过程中夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗， 可达到提高产量的目的。
2．氧气浓度
在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸， 又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。 CO2 释 放 量 相 对 值
及时训练
❀
将酵母菌研磨，离心分离后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀 （含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未经离心的酵母菌研磨后 的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管，进行四项实验，请分析并回答： （1）向甲试管滴加葡萄糖液，甲试管中最终产物是 。 （2）向乙试管滴加丙酮酸，乙试管中最终产物是 。 （3）在完全隔绝空气的条件下，向丙试管滴加葡萄糖液，它的最终产 物是 。 （4）向三个试管分别加入等量的荧光剂（遇ATP可以发光的物质）， 将丙酮酸分别滴入甲、乙、丙三个试管，发出荧光最强的试管是 。 原因是 。
答案： （1）CO2和酒精（2）CO2和H2O（3）CO2和酒精 （4）乙；含线粒体，能将丙酮酸彻底氧化，产生的ATP最多
课堂小结1:
呼 吸 作 用 类型
概念
葡萄糖的初步分解
有氧呼吸
丙酮酸彻底分解 [H]的氧化 葡萄糖的初步分解
无氧呼吸
丙酮酸不 彻底分解
酒精+CO2 乳酸
影响细胞呼吸的因素
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1．温度 呼吸作用在最适温度（25℃~35℃）时最强；超过最适温度，呼吸酶活 性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活性下降， 呼吸作用受抑制。
CO2 释 放 的 相 对 值
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果、得出结论 表达交流 进一步探究
酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件 下都能生存。生活中可利用酵母菌酿酒。
一 提出问题： 酵母菌在有氧还是无氧条件下产生酒精? 酵母菌在有氧、无氧条件下是否都能产生的 CO2？产生的CO2是否一样多? 二 作出假设：
7、分析下图并回答：经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现哪种 情况（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽 略水蒸汽和和温度变化对实验结果的影响） （C）
A．A处上升、B处下降 B．A、B两处都下降 C．A处下降、B处上升 D．A、B两处都不变
❀ 及时训练 8、下图是探究酵母菌呼吸作用方式的实验装置。以下说法 正确的是（C）
厌氧呼吸 需氧呼吸 细胞呼吸
O2（%） 生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延 长蔬菜水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物 也较多，一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%）保存，此 时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。 无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧 呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。
粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使 呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作 用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸 作用，使种子的品质变坏。
及时训练
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1、在实验条件下，测试某种恒温动物离体细胞的呼吸强度(E)受温度 变化的影响，正确结果是（C ）
Baidu Nhomakorabea
C6H12O6
酶
2C2H5OH + 2CO2 + 能量
情况二：
C6H12O6
酶
细胞质基质
2ATP（少量）
4[H]
2分子丙酮酸 （ C3H4O3 ）
酶 无氧
2分子乳酸（C3H6O3） 总反应式：
C6H12O6
酶
2C3H6O3+能量
无氧呼吸小结
酶1
酶 C6H12O6
2分子丙酮酸
2C2H5OH +2CO2 +能量
实验思路：
步骤一：配制酵母菌培养液
10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液
A组
B组
步骤二：A实验组 (有氧情况下)
注意：安装时要保证其气密性
检测酵母菌在有 氧条件下是否产 生了二氧化碳 A B C
有氧
10%NaOH 酵母菌培养液
澄清石灰水或 溴麝香草酚蓝水溶液
吸收通入空气中的CO2，排除空 气中CO2对实验结果的干扰
细胞呼吸的方式 ⑵因变量：
怎么判断？
有无酒精产生、有无CO2产生、CO2产生 的多少
⑶无关变量： 如：10%NaOH ①注意等量原则： 溶液 ②怎样排除通入空气中的二氧化碳的干扰？ 将通入的空气先导入能吸收二氧化碳 的溶液中，再导入酵母菌培养液中。 ③注意装置的 气密性 25℃～35℃ ④酵母菌的其他培养条件 （如温度、pH） 相同且适宜
有同学认为，在A装置中１０％的氢氧 化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致 可能对实验结果有干扰，你同意吗？你 如何避免这种可能性的发生，以保证实 验更严谨？ 在A、B锥形瓶之间增设一个装有 澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液） 的锥形瓶F，以检测经A瓶处理过的气 体中有无二氧化碳。
A．O2、CO2、乳酸 B．乳酸、CO2、O2 C．CO2、O2、乳酸 D．CO2、乳酸、O2
及时训练
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6、把小白鼠和青蛙从室温25℃的实验室移至5℃的环境中，这两种动 物的需氧量会发生什么变化（C） A．两种动物的耗氧量都减少 B．两种动物的耗氧量都增加 C．青蛙耗氧量减少，小白鼠增加 D．青蛙耗氧量增加，小白鼠减少
2 4 6 8 10
3．二氧化碳浓度 CO2 是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析， CO2 浓度增加，呼 吸速率下降。
在密闭的地窖中，氧气浓度低， CO2 浓度较高，抑制细胞的呼吸 作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。
4．含水量 呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代 谢加强。
一、细胞呼吸
概念
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系 列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物， 释放出能量并生成ATP的过程。
实质 分解有机物，释放能量，生成ATP
方式
有氧呼吸 无氧呼吸
二
1.定义：
有 氧 呼 吸
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化 作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产 生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP 的过程。
C
A.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收O2 B.装置乙在C处可检测到有酒精生成 C.装置乙应让B先反应一会儿再连接C D.两个装置均需要在黑暗条件下进行
9.右图表示在储存蔬菜、 水果时，大气中O2的浓度 对植物组织内CO2产生的 影响，试分析：
（1）A点表示植物组织 无氧呼吸 的产物。 释放CO2较多，这些CO2是_________ （2）由A到B， CO2的释放量急剧减小，其原因 随O2的增加，无氧呼吸受到抑制 是________________________ 。 （3）由B到C， CO2的释放量又不断增加，其主 要原因是随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强 _________________________； 到C点以 受线粒体数 后CO2的释放量不再增加，其主要原因是_____ 量限制，有氧呼吸不再加强 _______________________。
实质 分解有机物，释放能量，合成ATP 意义
①为生物体的各项生命活动提供能量 ②为体内其他化合物的合成提供原料
细胞呼吸原理的应用
应用 原理分析
用创可贴等敷料包扎 为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有利于 伤口 伤口的愈合 用酵母菌酿酒时先通 酵母菌是兼性厌氧菌。通气时，酵母菌进行有氧呼吸 气，后密封 并大量繁殖；密封后在无氧条件下进行酒精发酵 食醋或味精的生产 利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
及时训练
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4、将酵母菌放含有培养液的的密闭的锥形瓶中，测得CO2的释放量 比O2的吸收量大一倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为： （B） A、1/6 B、1/3 C、1/2 D、 1
5、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化 学物质，其浓度变化如右图。图中P、Q、R三曲线依次代表（B）
三 无 氧 呼 吸
1.定义： 细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用， 把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物， 同时释放少量能量的过程。 2.场所： 细胞质基质
3.无氧呼吸的过程 情况一：
C6H12O6
酶
细胞质基质
2ATP（少量）
4[H]
2分子丙酮酸 （ C3H4O3 ）
无氧 酶
2分子CO2
2分子酒精（C2H5OH） 总反应式：
酵母菌在无氧条件下产生酒精。 酵母菌在有氧、无氧条件下都能产生的CO2， 且有氧条件下产生的CO2比无氧条件下多。
三 设计实验：
思考一：怎样检测有无CO2、酒精产生？ ⑴检测有无二氧化碳产生： 试剂：澄清的石灰水 或溴麝香草酚蓝水溶液 原理：
二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊； 可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
板结的土壤及时松土 使根细胞进行有氧呼吸，有利于根系的生长和对无机 透气 盐的吸收。 稻田需要定期排水 避免根无氧呼吸产生的酒精对细胞的毒害作用，使其 变黑、腐烂
伤口较深时需到医院 避免破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发 治疗 破伤风 提倡慢跑等有氧运动 不会因剧烈运动时无氧呼吸积累的乳酸过多而使肌肉 酸胀无力