必修一第五章第三节细胞呼吸2

3.6
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
名称 条件 场所 产物 能量 联系
有氧呼吸
细胞质基质和线粒体
无氧呼吸
细胞质基质
需氧、酶等
不需氧、需酶
二氧化碳和水
酒精、二氧化碳或乳酸
大量
少量
第一阶段完全相同，实质均为都分解有机物， 释放能量，合成ATP。
3.7
细胞呼吸的意义
➢ 为什么说细胞呼吸在生命活动的能量供应中有重要作用？
同样是分解葡萄糖，无氧呼吸中葡萄糖的大部分能量仍存留在酒精或乳 酸中，只能释放少量能量(约69%的能量以热能形式散失)。正因为如此， 大部分生物体在长期缺氧状态下，无法生存。此外酒精和乳酸的大量积 累对生物体也是有害的。但无氧呼吸可作为特殊情况下有氧呼吸的补充， 是生物适应性的表现。
注：只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体。
细胞呼吸的 过程及原理应用
课时：二课时 授课教师：张真
线粒体的结构与功能
2.1
线粒体的结构与功能
线粒体
➢ 细胞呼吸的场所：
嵴 基质
外膜 内膜
线粒体（主要）、细胞质基质
线 粒
外膜 内膜
向内折叠形成嵴，增大内膜表面积
体
含有与有氧呼吸相关的酶
基质 也含有与有氧呼吸相关的酶
一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活 细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛 的部位。肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体 组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。
影响细胞呼吸的因素 细胞呼吸原理的应用
4.1
影响细胞呼吸的因素
➢ 温度 : 通过影响酶的活性来影响呼吸速率。
呼吸 速率
温度
应用：贮存水果时，适当 降低温度能延长保存时间。 在农业上，夜晚适当降低 温度，可以减少呼吸作用 对有机物的消耗。
4.1
影响细胞呼吸的因素
➢ O2浓度 : 一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而 增强，无氧呼吸则随氧气浓度的升高而受到抑制。
有氧呼吸与无氧呼吸
3.1
有氧呼吸过程
C6H12O6
Hale Waihona Puke Baidu
细胞质 基质
酶 4[H] + 能
2C3H4O3 +6H2O
线粒体 酶
基质
6CO2+ 能
6O2+24[H]
能 线粒体 内膜
酶 12H2O+
第一阶段 糖变酸
第二阶段 水来掺，你搅拌 我搅拌，冒出气泡CO2
第三阶段 氢氧见
化作纯水御春寒
注 ： 这 里 的 [H] 是 一 种 简 化 的 表 示 方式，这一过程实际上是氧化型辅 酶 I （ NAD 十 ) 转 化 成 还 原 型 辅 酶 I (NADH)。
生物体内的糖类，脂质，蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供 各种生命活动利用，需要通过呼吸作用分解有机物，释放能量，转化到能量通 货“ATP” 中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，如细胞分裂，矿质元素 的吸收，有机物之间的转化等。
➢ 为什么说呼吸作用过程是各种有机物相互转化的枢纽？
呼吸作用的过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些 新物质的原料。呼吸作用能把生物体内的糖代谢，脂质代谢，蛋白质代谢等连 成一个整体，成为体内各种有机物相互转化的枢纽。
稻田也需要定期排水，否则水稻幼根 因缺氧而变黑、腐烂。
4.2
细胞呼吸原理的应用
利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况 下，可以生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及 发酵罐在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精。
【发酵】
4.2
细胞呼吸原理的应用
缺氧的情况下，像破伤风芽孢杆菌这样的厌氧病菌就会大量繁殖，所以伤口较 深或被旧钉扎伤后，应及时请医生处理。而且包扎伤口时，需要选用透气的消 毒纱布或“创可贴”等敷料，既可为伤口敷上药物，又可为伤口创造疏松透气 的环境，避免厌氧病菌的繁殖，有利于伤口愈合。
【有氧运动】
【无氧运动】
细胞呼吸的过程及原理应用
课时：一课时 授课教师：张真
酶
酶
2C2H5OH + 2CO2
2C3H6O3
第一阶段与有氧呼吸 第一阶段完全一样
第二阶段丙酮酸在不 同酶的催化下，分解 为酒精和二氧化碳或 者为乳酸
3.4
无氧呼吸的总反应式
➢ 酒精发酵
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+少量能量
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块 根、玉米胚等）。
3.2
有氧呼吸的总反应式
酶
约40%ATP
C6H12O6 +6H2O +6O2
6CO2+12H2O +能量
（2870KJ） 约60%热能
细胞在O2的参与下，通过酶的作用，把糖类等有机 物彻底氧化分解为CO2和H2O，并释放出大量能量 的过程。
3.3
无氧呼吸过程
细胞质 基质
C6H12O6 酶
能
2C3H4O3+4[H]
➢ 乳酸发酵
酶
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 少量能量
例：大多数植物、酵母菌。
注：微生物的无氧呼吸叫做发酵。但工业上的发酵并非完全无氧，比如醋酸发酵。
3.5
无氧呼吸的定义
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等 有机物分解为不彻底的氧化产物，释放出少量能量，生成少量ATP 的过程。
2.1
有氧呼吸过程
1. 葡萄糖的初步分解 （场所：细胞质基质）
C6H12O6 酶 2C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
（丙酮酸）
2. 丙酮酸的彻底分解 （场所：线粒体基质）
2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+20[H] +少量能量
3. [H]的氧化
（场所：线粒体内膜）
24[H] + 6O2 酶 12H2O + 大量能量
CO2
蓝色代表有氧呼吸时二氧化碳的生成量
的
释
红色代表无氧呼吸产生的二氧化碳量
放
量
黄色代表二氧化碳的总生成量
5 10 15 20 25 30 O2%
酵母菌细胞或植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系
4.1
影响细胞呼吸的因素
➢ CO2浓度 : CO2浓度过高抑制呼吸作用的进行。
CO2是细胞呼吸的产物，从化学平衡角度分析，代谢增强，CO2 浓度增加，会抑制细胞的呼吸。
【创可贴】
【破伤风抗毒血清】
4.2
细胞呼吸原理的应用
有氧运动是人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼，细胞通过有氧呼 吸可以获得较多的能量，相反无氧运动是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运 动，无氧运动中肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量。而无氧呼吸产生 的乳酸会刺激肌细胞周围的神经末梢，使人产生肌肉酸胀乏力的感觉。
➢ 水 : 水既是原料又是产物，自由水含量越多，代谢 越旺盛，细胞呼吸越强。
应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低 呼吸消耗。同样干种子萌发前需要浸泡，含水量增高，细胞呼吸 强度增大。
4.2
细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和 果蔬保鲜来说，又要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。
粮食储藏时，要注意降低温度和保持 干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用
降低氧浓度、补充N2或CO2或降低温 度等方法。
4.2
细胞呼吸原理的应用
一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增强，无氧呼吸则随氧气 浓度的升高而受到抑制。
花盆里的土壤板结后，空气不足，会 影响根系生长，需要及时松土透气。