细胞呼吸1

CO2
CO2是细胞呼吸的产 物，对细胞呼吸有抑 制作用
在蔬菜、水果 保鲜中，增加 CO2浓度(或充 入N2)可抑制细 胞呼吸，减少ห้องสมุดไป่ตู้有机物消耗
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细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸的中间产物是各种有机物 之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产 实践中有广泛的应用。 1.发酵技术 2.农业生产 3.粮食储藏和果蔬保鲜
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呼吸作用的意义
1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
问题探讨
1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？
两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程； 都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。
2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？
不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化 分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构 也就会遭到彻底的破坏。
二、三 三 线粒体中进行的是第________阶段;第____阶段需 氧化[H] 二 要O2,氧的作用是________;第____阶段产生[H]最
多；丙酮酸是第___阶段的产物。 一
6.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 释放CO2较多，这些CO2是_________的产物。 （2）由A到B， CO2的释放量急剧减小，其原 随O2的增加，无氧呼吸受到抑制 因是________________________。 （3）由B到C， CO2的释放量又不断增加，其 随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强 主要原因是_________________________； 到C点 以后CO2的释放量不再增加，其主要原因是_____ 受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强 _______________________。
2.2主要场所：
线粒体
2.3能量去向： 一部分以热能形式散失(约60%)；
另一部分转移到ATP中(约40%)。
2.4总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+ 12H2O + 能量
C6H12O6
无 氧 呼 吸 全 过 程 酶 4[ H ] 2ATP 2CH3COCOOH
动物：乳酸 植物：酒精 玉米胚 马铃薯块茎 ——乳酸 乳酸发酵： 酒精发酵：
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、甜菜块根等） B.酒精发酵 C6H12O6 酶 + 2C2H5OH（酒精） 2CO2 + 少量能量
例：大多数植物、酵母菌
3.2
实例
a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无 氧呼吸。产生酒精和二氧化碳. b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内 就会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生了乳酸. c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成 酒精和二氧化碳。
酶 6CO +20[H]+能量(2ATP) 2
（2）2CH3COCOOH+6H2O
（3）24[H] + 6O2 酶 12H O + 能量(34ATP) 2
有 氧 呼 吸 三 个 阶 段 的 比 较
1.能量：都有能量的释放，但以第三阶段释 放的能量最多 2.场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶 段发生在线粒体基质中，第三阶段 发生在线粒体内膜上。 3.氧气：只有第三阶段才需要氧气，作用是 氧化[H],生成水
酶
酶
2C3H6O3
2C2H5OH + 2CO2
3 无氧呼吸 细菌、真菌、马铃薯块茎、苹果果实、
动物骨骼肌细胞
3.1
过程
场所：细胞质基质 酶
① 葡萄糖的初步分解
C6H12O6
丙酮酸+ [H] + 能量 （少量）
☆与有氧呼吸第一阶段相同
②
丙酮酸不彻底分解
场所：细胞质基质
A.乳酸发酵 C6H12O6
酶
⑤只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细 胞内无线粒体。 ⑥水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸 的产物酒精对细胞有毒害作用；玉米种子烂胚的原因： 无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。 ⑦玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根、骨骼肌、乳 酸菌等的无氧呼吸产生乳酸；水淹植物、酵母菌等的 无氧呼吸产生酒精。
3.3
概念
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，同时释放出少量能量的过程。
呼吸和呼吸作用的区别
呼吸： 机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
细胞呼吸也称呼吸作用
是指有机物在细胞内经过一系列的氧 化分解，生成CO2或其他物质，释放出能 量并生成ATP的过程。
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢 杆菌适合在这种环境中生存并大量繁 殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后， 患者应及时请医生处理。
有氧运动是指人体细胞充分获得氧 的情况下所进行的体育锻炼。人体 细胞通过有氧呼吸可以获得较多的 能量。相反，百米冲刺等无氧运动， 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 靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸 能够刺激肌细胞周围的神经末梢， 所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上 了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、 避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的 痊愈。 酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜 的通气、温度和pH等条件下，进行有氧 呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行 酒精发酵。 醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足 和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大 量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
O2
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)
水
在一定范围内，细胞 呼吸速率随含水量的 增加而加快，随含水 量的减少而减慢
将种子晒干， 以减弱呼吸消 耗，有利于贮 藏
3.粮食储藏和果蔬保鲜
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，又要设法降 低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。
粮食储藏
果蔬保鲜
水果的低温保鲜
粮食储藏
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。 例：稻谷等种子含水量超过14.5％时， 呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和 水分，会导致粮食霉变。
————————————————
合生成水，释放能量。
有氧呼吸 无氧呼吸 4.生物的细胞呼吸可分为—————— 和 ———————两
种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过—— 有氧 ————
呼吸提供，其能源物质主要是 葡萄糖。 ————
5.有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是 第三阶段 都有能量的释放,但释放能量最多的是________;在
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
大庆实验-唐海
细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化 分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生 成ATP的过程。(又叫生物氧化)
实质：氧化分解有机物释放能量
酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件下 都能生存。
实验课题
探究酵母菌细胞呼吸的方式
条件 有氧 无氧
澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
变混浊／快 变混浊／慢 无变化 出现灰绿色
七、实验结果
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼 吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2， 在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。
（1）C6H12O6 酶 2CH3COCOOH + 4[H] + 能量(2ATP)
CO2 释 放 的 相 对 值
7. 现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发 酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2 和吸收的O2之比是 (C ) A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3 8. 下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性 酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产 生CO2的试管有 （C） ①葡萄糖+已破裂的细胞 ②葡萄糖+线粒体 ③丙酮酸+线粒体 ④葡萄糖+细胞质基质（隔 绝空气） ⑤丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气） A.①③④⑤ B.①②④⑤ C.①③④ D.②③④
三、实验用具（略）
1、NaOH的作用是什么？ 2、澄清的石灰水有什么作用？ 3、如何说明CO2产生的多少？ 4、如何控制无氧的条件？
五、实验步骤
1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶 2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 ℃、 环境下培养8-9小时。 3、检测CO2的产生 4、检测酒精的产生 （1）取2支试管编号 （2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管 （3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、 混匀.Ａ试管密封，Ｂ试管不密封． 六、观测、记录
一、实验原理 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸 产生水和CO2 ，无氧呼吸产生酒精和CO2 。 2、 CO2的检测方法 （1）CO2使澄清石灰水变浑浊 （2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 3、酒精的检测 橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿 色。 二、实验假设 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无 氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。
谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌 能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。 谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。
对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使 根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根 系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透 气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖， 这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分 解，从而有利于植物对无机盐的吸收。 水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻 的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气 腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比， 水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水 稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以 稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不 足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时 间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用 ，使根系变黑、腐烂。
二、细胞呼吸的影响因素及其应用 1．内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量) (1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植 物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率 不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期 细胞呼吸速率较低。 (3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生 殖器官大于营养器官。
有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

特别提醒： ①有氧呼吸中H2O既是反应物(第二阶段利用)，又 是生成物(第三阶段生成)，且生成的H2O中的氧全部来 自于O2。 ②有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP，无氧 呼吸只在第一阶段产生ATP。 ③无氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在 分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。 ④原核生物无线粒体，但只要体内有与有氧呼吸 有关的酶，就可以进行有氧呼吸，如硝化细菌、蓝藻等。
3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？
在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。 但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。
课堂练习
线粒体 1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在—————— 2.人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可 以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为—— 乳酸 ———— 与氢结 3.在有氧呼吸过程中,氧气的作用是——————
2．外部因素
因素 原因 曲线 应用 ①低温下贮存蔬 菜、水果。②大 棚蔬菜夜间适当 降温以降低呼吸 消耗，提高产量 适当降低氧气浓 度，抑制呼吸消 耗，延长蔬菜、 水果的保鲜时间 最适温度时，细胞呼吸最强， 超过最适温度呼吸酶活性降低， 温 甚至变性失活，细胞呼吸受抑 度 制；低于最适温度酶活性下降， 细胞呼吸受抑制
果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓 度、冲氮气或降低温度等方法。 例：苹果、梨、柑、橘等果实在0～1℃时可储 藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低 温速冻等方法可保鲜6～8个月。 农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是 利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理
四、细胞呼吸原理的应用
1.发酵技术
生产啤酒、果酒和白酒等 生产乳酸类、柠檬酸类饮料 生产味精、酱油和醋 生产单细胞蛋白 应用于垃圾、废水的处理 利用发酵产生沼气
珠江啤酒厂
2.农业生产
细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、 植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此， 在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促 进作物的生长发育。 例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的 实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细 胞呼吸。