高三生物一轮复习精品教案——细胞呼吸

第一讲 ATP的主要来源——细胞呼吸

一、细胞呼吸的方式

1、细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

2、有氧呼吸

⑴反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量。(注意元素去向)

第一阶段第二阶段第三阶段

场所细胞质基质线粒体线粒体

反应物葡萄糖丙酮酸和水[H]和氧气

生成物丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP

能量少量少量大量

⑵过程

第一阶段：C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP

第二阶段：2丙酮酸+6H2O →6CO2 + [H]+ 2ATP

第三阶段：24[H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP

3、无氧呼吸

⑴反应式：

①转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3＋能量。

②分解成酒精的反应式:C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量。;

⑵过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。

思考：参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？

细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。都产生[H]和释放少量能量，都不需要氧的参与。

4.有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系：

有氧呼吸无氧呼吸

不同反

应

需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度

点条

件

呼

吸场所第一阶段在细胞质基质中，第

二、三阶段在线粒体内

全过程都在细胞质基质内

分

解

产

物

CO2和H2O CO2、酒精或乳酸

释放能量较多，1 mol葡萄释放能量2870

kJ，其中1161 kJ转移至ATP中

（38 molATP）

1 mol葡萄糖释放能量196．65 kJ(生成乳

酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有61．08

kJ转移至ATP中（2 molATP）

相同

点

其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要

相互联系

第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：

二、探究酵母菌的呼吸方式

1．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于_兼性厌

氧菌。

2．检测CO2的产生：可使用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液，CO2可使后者发生的颜色变化是由蓝变绿再变黄。

3．检测酒精的产生：可使用橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下其与酒精发生化学反应，变成灰绿色。

思考(1)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？

直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是控制酶合成的DNA不同。

(2)呼吸作用分阶段进行有什么意义？

可使能量逐步释放，对保持生物体的体温稳定有重要意义。

三、呼吸作用原理在生产、生活实践中的应用及曲线分析：

1．ATP产生速率与O2供给量之间的关系

(1)A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。

(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。

(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。

2.酵母菌细胞呼吸类型的判断：

不消耗O2，释放CO2 只进行无氧呼吸

酒精量等于CO2量只进行无氧呼吸

CO2释放量等于O2的吸收量只进行有氧呼吸

CO2释放量大于O2的吸收量既有氧呼吸，又无氧呼吸；多余CO2来自无氧呼吸计算

酒精量小于CO2量既有氧呼吸，又无氧呼吸；多余的CO2来自有有氧呼吸

（1）若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（图中A点）。

（2）若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在（图中AC段）。

（3）若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。

（4）B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。

3.影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用：

（1）呼吸速率与温度的关系（如图）：

最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。

生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。

（2）呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：

O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。

生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。

陆生生物不能长时间忍受无氧呼吸的原因：无氧呼吸产生酒精对细胞有毒害作用；无氧呼吸过程释放能量少，不能满足植物生命活动的需要。。