高中生物第三节 细胞呼吸 课件苏教版必修1

雅典奥运会刘翔获得雅典奥运会刘翔获得110米跨栏金牌米跨栏金牌 一、细胞呼吸产生能量一、细胞呼吸产生能量 细胞呼吸的概念细胞呼吸的概念细胞呼吸的特点细胞呼吸的特点细胞呼吸的本质细胞呼吸的本质细胞呼吸的类型细胞呼吸的类型1、细胞呼吸的概念、细胞呼吸的概念 主要是指主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机糖类、脂质和蛋白质等有机物物在活细胞内在活细胞内氧化分解氧化分解为为二二氧化碳和水氧化碳和水或或分解为一些分解为一些不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物，且伴随着，且伴随着能量释放能量释放的过程。的过程。（1 1）反应物：）反应物： 等有机物。等有机物。（2 2）场所：）场所： 。（3 3）生成物：）生成物： 和和 或一些或一些 的的氧化产物，且伴随氧化产物，且伴随 的释放。的释放。共同点：共同点： 都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；都能释放出能量。都能释放出能量。不同点：不同点：燃烧燃烧呼吸作用呼吸作用环境环境体外体外细胞内细胞内速度速度快速快速缓慢缓慢细胞呼吸与有机燃料燃烧有什么区别？细胞呼吸与有机燃料燃烧有什么区别？2、细胞呼吸的特点、细胞呼吸的特点 有机物在酶的催化下，在温和的条件有机物在酶的催化下，在温和的条件下氧化分解，能量逐步释放出来，没有剧下氧化分解，能量逐步释放出来，没有剧烈的发光发热现象。烈的发光发热现象。3、细胞呼吸的本质、细胞呼吸的本质 细胞呼吸在本质上都是氧化分解有机物释细胞呼吸在本质上都是氧化分解有机物释放能量的过程。放能量的过程。 有氧条件下的细胞呼吸的化学变化可以有氧条件下的细胞呼吸的化学变化可以概括地表述为：概括地表述为：4、细胞呼吸的类型、细胞呼吸的类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸二、细胞呼吸的过程二、细胞呼吸的过程有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸的区别有氧呼吸和无氧呼吸的区别阅读思考：阅读思考：（课本（课本P71）1、有氧呼吸分成几个阶段？反应物和生成物、有氧呼吸分成几个阶段？反应物和生成物分别是什么？在哪里进行？分别是什么？在哪里进行？2、各个阶段释放的能量多少？、各个阶段释放的能量多少？3、O2是在哪个阶段被利用的？是在哪个阶段被利用的？尝试用自己的语言描述有氧呼吸的各个阶段的尝试用自己的语言描述有氧呼吸的各个阶段的变化。变化。(一）有氧呼吸一）有氧呼吸1、概念：有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是、概念：有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型，是活细胞在活细胞在氧气氧气的参与下，把某些的参与下，把某些有机物彻底氧有机物彻底氧化分解化分解，产生，产生二氧化碳和水二氧化碳和水，同时，同时释放大量能释放大量能量量的过程。的过程。 2、场所：细胞质基质和、场所：细胞质基质和线粒体线粒体 当活细胞以葡萄糖为当活细胞以葡萄糖为“燃料燃料”时，有时，有氧呼吸过程主要包括三个阶段。氧呼吸过程主要包括三个阶段。3、条件：氧气、多种酶参与、条件：氧气、多种酶参与4、过程、过程 丙酮酸丙酮酸H (C3H4O3)和和ADP + PiATP H ADP + PiATP 氧化反应氧化反应O2ADP + PiATP H2OCO2H2O细胞细胞第一阶段：第一阶段：1mol1mol葡萄糖分解形成葡萄糖分解形成2mol2mol丙酮酸，同丙酮酸，同时产生少量的时产生少量的HH和少量和少量ATPATP。 场所：场所：细胞质基细胞质基质质第二阶段：第二阶段：丙酮丙酮酸进一步分解成酸进一步分解成CO2 和和 H，同时产生少量的同时产生少量的ATP，部分水也，部分水也参与了反应。参与了反应。 场所：场所：线粒体线粒体第三阶段：第三阶段：一一系列反应产生系列反应产生的的H与氧气与氧气结合，在产生结合，在产生水的同时形成水的同时形成大量的大量的ATP。场所：场所：线粒体线粒体 以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式为：以葡萄糖为底物，细胞有氧呼吸的总反应式为： 通过细胞呼吸，通过细胞呼吸，1mol1mol葡萄糖在彻底氧化分解后，共葡萄糖在彻底氧化分解后，共释放约释放约2870kJ2870kJ的能量，其中约的能量，其中约1161kJ1161kJ储存在储存在ATPATP中，中，其余主要以热能的形式散失掉。其余主要以热能的形式散失掉。1 1、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：产生产生COCO2 2的阶段（）的阶段（）产生产生H H2 2O O的阶段（）的阶段（）氧气参与的阶段（）氧气参与的阶段（）产生产生ATPATP最多的阶段（）最多的阶段（）2 2植物有氧呼吸中，吸入的氧的作用是（植物有氧呼吸中，吸入的氧的作用是（ ）A A直接氧化分解葡萄糖直接氧化分解葡萄糖 B B参与丙酮酸的形成参与丙酮酸的形成C C参与参与COCO2 2的放出的放出 D D与与HH结合生成水结合生成水3 3、如果你在思考上述问题的时候，消耗了、如果你在思考上述问题的时候，消耗了2 2摩尔葡萄摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了糖，那么有多少能量转移到了ATPATP中？中？D1161KJ*2=2322KJ二二三三三三三三例例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：C6H12O123O2酶酶酶酶456酶酶H H (1)写出长方框内写出长方框内1、2、3所依所依次代表的物质名称：次代表的物质名称： 、 _、 。(2)依次填出椭圆框内依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少所代表的能量的多少 、 _、 。(3)有氧呼吸的主要场所是有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸，进入该场所的呼吸底物是底物是_。(4)用含用含18O的葡萄糖跟踪有氧的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，呼吸过程中的氧原子，18O转转移的途径是移的途径是_葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸二氧化碳二氧化碳H2O丙酮酸丙酮酸CO2少少少少大量大量线粒体线粒体丙酮酸丙酮酸6无氧呼吸的定义无氧呼吸的定义 无氧呼吸是指活细胞无氧呼吸是指活细胞无需氧气无需氧气参与，参与，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物物不彻底氧化分解不彻底氧化分解成为乙醇和二氧化成为乙醇和二氧化碳或乳酸等物质，同时碳或乳酸等物质，同时释放较少能量释放较少能量的过程。的过程。 场所：场所：细胞质基质细胞质基质无氧呼吸的反应式无氧呼吸的反应式 若以葡萄糖为底物，则细胞无氧呼若以葡萄糖为底物，则细胞无氧呼吸的总反应式可归纳为：吸的总反应式可归纳为：高等植物：高等植物：人和动物人和动物无氧呼吸的意义无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下，可以进高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。缺氧环境条件。 人在剧烈运动时，需要在相对较人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。足人体的需要。 有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸 有那些主要区别？有那些主要区别？ 1. 1.研究发现，发生在细胞中的有氧呼吸和无氧呼吸在研究发现，发生在细胞中的有氧呼吸和无氧呼吸在反应场所、是否需要氧气、最终的产物和释放能量的多反应场所、是否需要氧气、最终的产物和释放能量的多少等方面存在明显的区别（如图）。少等方面存在明显的区别（如图）。无氧呼吸无氧呼吸 有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸 有那些主要区别？有那些主要区别？ 2. 2.在无氧呼吸中，在无氧呼吸中，1mol1mol葡萄糖氧化分解或乳酸时，葡萄糖氧化分解或乳酸时，只产生只产生2molATP2molATP；而在有氧呼吸中，；而在有氧呼吸中，1mol1mol葡萄糖完全葡萄糖完全氧化时，能够产生氧化时，能够产生363638molATP38molATP。分析分析 列表分析有氧呼列表分析有氧呼吸和无氧呼吸有吸和无氧呼吸有哪些主要区别？哪些主要区别？ 有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸 途径的比较途径的比较第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段场所场所反应物反应物生成物生成物产生产生ATP数量数量与氧的关系与氧的关系第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体线粒体线粒体反应物葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸水水还原氢还原氢氧气氧气生成物丙酮酸丙酮酸还原氢还原氢二氧化碳二氧化碳还原氢还原氢水水产生ATP数量少量少量少量少量大量大量与氧的关系无关无关无关无关有关有关如果有人向学生请教怎么能长期储存农作物种粒、如果有人向学生请教怎么能长期储存农作物种粒、蔬菜或水果，学生能利用学过的呼吸作用原理，提蔬菜或水果，学生能利用学过的呼吸作用原理，提供一些有价值的建议或措施吗？供一些有价值的建议或措施吗？ 无氧呼吸的产物有酒精或乳酸，其产物的差异无氧呼吸的产物有酒精或乳酸，其产物的差异 由什么决定的？由什么决定的？为什么无氧呼吸释放出的能量比有氧呼吸要少为什么无氧呼吸释放出的能量比有氧呼吸要少 得多？得多？比较项目比较项目光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸区区别别反应部位反应部位所需条件所需条件物质变化物质变化进行的时间进行的时间能量变化能量变化联系联系比较项目比较项目光合作用光合作用有氧呼吸有氧呼吸区区别别反应部位反应部位光反应在叶绿体类囊体光反应在叶绿体类囊体的薄膜上，暗反应在叶的薄膜上，暗反应在叶绿体的基质中绿体的基质中第一阶段在细胞质基质，第一阶段在细胞质基质，第二、三阶段在线粒体中第二、三阶段在线粒体中所需条件所需条件光反应需要光、色素、光反应需要光、色素、酶，暗反应不需要光，酶，暗反应不需要光，需酶需酶只需酶只需酶物质变化物质变化无机物转化为有机物无机物转化为有机物有机物彻底氧化为无机物有机物彻底氧化为无机物进行的时间进行的时间绿色植物光下进行绿色植物光下进行一切生物及其生活的部分一切生物及其生活的部分随时随刻都在进行随时随刻都在进行能量变化能量变化光能储存在有机物中光能储存在有机物中有机物物中的能量被释放有机物物中的能量被释放出来，其中约有出来，其中约有40%左右左右转移到转移到ATP中，其它以热中，其它以热能散失能散失联系联系光合作用为所有生物的有氧呼吸作用提供有机营养光合作用为所有生物的有氧呼吸作用提供有机营养和氧气，有氧呼吸为光合作用提供二氧化碳和水。和氧气，有氧呼吸为光合作用提供二氧化碳和水。具体措施具体措施原理原理适当增加光强适当增加光强加强光合积累改变光质改变光质加强光合积累延长光合时间延长光合时间一年两熟、三熟加强光合积累延长生育期补充人工光照增加光合面积增加光合面积合理密植加强光合积累改变植物体株形适当增加适当增加CO2浓度浓度控制栽培密度、使后期通风良好加强光合积累增施有机肥料深施碳酸氢铵肥料适当减少适当减少O2浓度浓度降低呼吸消耗适当增加昼夜温差适当增加昼夜温差加强光合积累的同时，降低呼吸消耗细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸的中间产物是各种有机物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。产实践中有广泛的应用。 1. 1.发酵技术发酵技术 2. 2.农业生产农业生产 3.3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜1. 1.发酵技术发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋生产味精、酱油和醋生产单细胞蛋白生产单细胞蛋白应用于垃圾、废水的处理应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气利用发酵产生沼气 2. 2.农业生产农业生产 细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植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。生长发育。 例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质例：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。就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。3.3.粮食储藏和果蔬保鲜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。的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。 粮食储藏粮食储藏 果蔬保鲜果蔬保鲜粮食储藏粮食储藏 粮食储藏时，要注意降低温度和粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。期限。 例：稻谷等种子含水量超过例：稻谷等种子含水量超过14.514.5时，呼吸速率就会骤然增加时，呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和水分，会导致粮食霉释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。变。果蔬保鲜果蔬保鲜 为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、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。冲氮气或降低温度等方法。 例：苹果、梨、柑、橘等果实在例：苹果、梨、柑、橘等果实在0 011时可储藏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等方法可保鲜6 68 8个月。个月。 农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利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。用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。细胞呼吸的速率细胞呼吸的速率内膜酶基质酶