细胞呼吸的原理及应用

1. 无氧呼吸的能量转化效率大约是多少？这些能量大约能使多少ADP转化成
ATP？
约为31%
2mol
2. 无氧呼吸过程中能量发生了什么变化？ 有机物中 稳定化学能
热能 ATP中活跃化学能 存留在酒精或乳酸中
3. 细胞无氧呼吸产生的乳酸或者酒精对细胞有害吗？
酒精或乳酸积累过多对细胞有害， 人体无氧呼吸产生的乳酸会被中和，或转移到肝脏中被肝脏分解。
2丙酮酸 酶
2酒精＋2CO2
产生乳酸的无氧呼吸
葡萄糖
少量
4［H］
能量
酶
举例：
2丙酮酸 酶
2乳酸
人和动物细胞 马铃薯块茎 乳酸菌
无氧呼吸
3.总反应式：
酒精式： 举例：大多植物细胞；酵母菌
C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 少量能量
乳酸式： 举例：人和动物细胞；马铃薯块茎；乳酸菌
2.水中的氧来自那种物质？ 3.二氧化碳中的氧来自那种物质？
有氧呼吸 【练习】
1. 产生[H]的阶段？消耗[H]的阶段？ 一、二
2. 需要O2的阶段？不需要O2的阶段？ 三
3. 产生能量最多的阶段？
三
4. 产生H2O的阶段？消耗H2O的阶段？ 二
三 一、二
三
有氧呼吸
4.有氧呼吸的定义
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_H__2O__和_C_O__2_，释放__能__量__，生成_大__量__A__T_P_的 过程。
当a液滴 左移 、b液滴 右移 时，即有无氧呼吸也有有氧呼吸。
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产 生各种酒。 利用了酵母菌无氧呼吸产 生酒精的原理。
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。 有利于根系的有氧呼吸， 土壤中好氧微生物的生长 繁殖。都有利于根吸收无 机盐
细胞呼吸原理的应用
储藏水果、粮食的仓库， 往往需要通过降低温度、 降低氧气含量等措施，来 减弱水果、粮食的呼吸作 用，以延长保质期。
1.酵母菌的细胞呼吸方式是什么？ 有氧呼吸和无氧呼吸 2.酵母菌细胞呼吸能够产生什么物质？
会产生二氧化碳和酒精
探究酵母菌的呼吸方式
观察现象 提出问题
做出假设
设计实验
进行实验
哪种细胞呼吸方式会产生二氧化碳？哪种细胞呼吸方式会产生酒精？
阅读课本90-91页 《探究·实践》 1. 怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？ 2. 怎么控制有氧和无氧的条件？ 3. 怎么鉴定有无酒精产生？怎么鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产
无氧呼吸
5.无氧呼吸的定义
细胞在_无__氧__气__参与下，_葡__萄__糖__等有机物经过 _不__彻__底___氧__化__分__解______， 释放_少__量___能__量__ 的过程。
细胞呼吸
定义：
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
能量并生成ATP的过程 氧化分解
影响呼吸作用的外界因素 2、氧气浓度：
CO2
A
释 放 量
CO2的总量
EC
有氧 呼吸
B 无氧呼吸
D
05
10
无氧呼吸消失点
15
20 25 O2%
A点：
只无氧呼吸，释放较多CO2。
D点以后： 只进行有氧呼吸
A点到D点：无氧呼吸和有氧呼吸
应用：贮存粮食、水果等适宜的氧
气浓度为：E点对应的氧浓度
原因：较低的氧浓度有氧呼吸也 比较弱，而无氧呼吸逐渐被抑制。
线粒体内膜 附着有有氧呼吸有关的酶
嵴
使内膜的表面积大大增加
线粒体基质 有有氧呼吸有关的酶
线粒体外膜
有氧呼吸
2.过程
[H]指的是还原型 辅酶I（NADH)
4[H]
6O2
C6H12O6
酶
2丙酮酸
能量
线
6O2
粒热
体
大量
内 膜
ATP 能量
酶
12H2O
2丙酮酸
20[H]
酶
6CO2
6H2O 能量
细
胞
热
质
ATP 基 质
葡萄糖分解不彻底 形成酒精和CO2或乳酸
点 能量 有机物中 变化 稳定化学能
热能
有机物中
ATP中活跃化学能 稳定化学能
热能 ATP中活跃化学能 存留在酒精或乳酸中
相同点
①两者第一阶段相同 ②都分解有机物、释放能量
细胞呼吸原理的应用
包扎伤口时，需选用透气 的消毒纱布或”创口贴 “等辅料。 主要是抑制破伤风杆菌等 厌氧菌的生存，防止伤口 感染
温度 （原因：温度过高，呼吸酶的活性下降，甚至变性失活。）
应用：1.贮存水果时，适__当__降__低__温__度__（__零__上__低__温__）_，可降低与细胞呼吸_有__关__酶__的__活_，性
而延长保存时间. 2.在农业大棚种植上， 白天适当升温，夜晚适当降低温度，昼夜保持温差，
可以减少呼吸作用对有机物的消耗。
生的多少？
分析结果 得出结论
探究酵母菌的呼吸方式
观察现象 提出问题
对比实验
实验组
实验组
做出假设 设计实验
进行实验
分析结果 得出结论
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞呼吸的方式
有氧呼吸 细胞呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
请阅读课本92-93页，在课本上找到答案并标注出来：
1. 有氧呼吸的场所？主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特 点有哪些？
应用：
农村广泛采用密闭的土窖保存蔬菜和水果， 就是利用蔬菜和水果自身产生的二氧化碳抑制细 胞呼吸的原理。
典例精析 细胞呼吸类型的判断
a
b
根据CO2释放量和
O2消耗量判断细胞
呼吸状况
酵母菌 NaOH 培养液
当a液滴 左移 、b液滴
酵母菌 培养液
清水
不动 时，只进行有氧呼吸。
当a液滴 不动 、b液滴 右移 时，只进行无氧呼吸。
有机物
意义：
CO2 其他产物
+能量
ATP 热能
1. 为生物体提供能量：所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。
2. 生物体代谢的枢纽：可以为其他代谢过程提供原材料。
细胞呼吸
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
场所
线粒体(主要)、细胞质基质
在细胞质基质中
不 条件
氧气、多种酶
无氧参加、需多种酶
物质 同 变化
葡萄糖彻底分解产生CO2和H2O
影响呼吸作用的外界因素
3、水分： 自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
1、亚麻 2、玉米 3、小麦
应用：
种子贮藏前风干、晾晒：
减少水分，提高细胞 呼吸
作用
干种子萌发前浸泡：含水
量增高，降低细胞 呼吸作
用。
影响呼吸作用的外界因素 4、CO2 浓度：
CO2 是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作 用，实验证明，在CO2升高到1%-10%时，呼吸作用明 显受到抑制。
C6H12O6+ 6H2O + 6O2* 酶
6CO2 + 12H2O*
反应物
条件
产物
增 加 自 由 水
提 高 氧 气 浓 度
适
产
当
物
升
影
高
响
温
反
度
应
影响呼吸作用的外界因素
1、温度：植物最适40-50℃，动物35-40℃
主要是影响呼吸作用有关酶的活性。
呼 吸
强A
度
B C
在一定温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强 （AB段）， 超过一定温度，呼吸强度随着温度的升高而下降甚至停 止（BC段）。
C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸 ）+ 少量能量
源自文库
第一个阶段
无氧呼吸
4.能量的利用特点：
【资料】1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中61.08kJ 的能量储存在ATP中，近69%的能量以热能的形式散失。而1mol葡萄糖彻底 氧化分解可以释放2870kJ的能量。其余的能量哪去了？
5.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？ 1.过程温和 2.逐步释放 3.能量部分储存在ATP中
有氧呼吸
能量的利用特点
阅读93页，《思考·讨论》，回答以下问题：
1. 有氧呼吸的能量转化效率大约是多少？这些能量大约能使多少ADP转化
成ATP？ 约为34%
32mol
2. 有氧呼吸过程中能量发生了什么变化？
1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？你认为酵母菌 可在什么条件下进行呼吸作用？
2.通过以上资料，分析酵母菌呼吸作用会产生什么物质？
探究酵母菌的呼吸方式
【酵母菌】 单细胞真菌。 是一种典型的异养兼性厌氧微生物，能够在有氧和无氧 两种条件下进行呼吸作用。 生活中常用酵母菌进行发面，工业中用酵母菌发酵酿酒。 已知酵母菌进行呼吸作用会产生二氧化碳和酒精。
破伤风由破伤风芽孢杆菌 引起，这种病菌是能进行 无氧呼吸。皮肤破损较深 或被锈铁钉扎伤后，病菌 就容易大量繁殖（遇到这 种情况，需要及时到医院 治疗）
提倡慢跑等有氧运动的原 因之一是：有氧运动能避 免肌肉细胞因供氧不足进 行无氧呼吸产生大量的乳 酸。乳酸的大量积累会使 肌肉酸胀无力。
影响呼吸作用的外界因素
第五章 第三节
细胞呼吸的原理和应用
探究酵母菌细胞呼吸的方式
【资料】酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用 作饲料添加剂是，要给培养装置通气或进行震荡，以利于酵母菌大量繁殖。 在利用酵母菌产生葡萄酒时，却需要密封发酵。生活中，在和面时加入鲜 酵母，并在适宜的温度条件下放置一段时间，会使面团更蓬松。发酵过的 面可以用来制作馒头或面包。
2. 有氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什 么变化（请用方程式的方式表示）？
3. 总结有氧呼吸的总反应式 4. 总结什么叫有氧呼吸。 5. 同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？
有氧呼吸
1.场所——细胞质基质、线粒体（主要场所） 主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？
么变化（请用方程式的方式表示）？ 3. 总结无氧呼吸的总反应式。 4. 无氧呼吸过程能量发生了什么变化？ 5. 总结什么叫无氧呼吸。 6. 总结什么叫细胞呼吸？细胞呼吸对生物有什么意义？
无氧呼吸
1.场所：细胞质基质 2.过程： 产生酒精的无氧呼吸
葡萄糖
少量
4［H］
能量
酶
举例： 大多植物细胞 酵母菌
有机物中 热能 稳定化学能 ATP中活跃化学能 3. 有氧呼吸是逐级释放能量的，对于生物体来说具有什么意义？
保证有机物中的能量得到最充分的利用 ① 使有机物中的能量逐步地转移到ATP中 ② 能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定状态
无氧呼吸 请阅读课本94页，在课本上找到答案并标注出来： 1. 无氧呼吸的场所？ 2. 无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什
线
粒
热
体 基
ATP
质
有氧呼吸
3.总反应式
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 酶 6 CO2+ 12 H2O + 能量
【思考】 1.化学式前后的水分子能否抵消？如若不能，请说明理由？
不能， 反应物的水是在线粒体基质中参与反应的，而产物中的水在线粒体内膜中产生； 反应物中水在有氧呼吸第二阶段被消耗，而产物水在有氧呼吸第三阶段产生。