第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用(第2課時)賽跑過程中需要消耗什么？能量生物體的生命活動需要

能量！主要能源物質(zhì)？主要儲能物質(zhì)？糖類脂肪糖類、脂肪等有機(jī)物能為生命活動直接供能嗎?思考直接來源？ATP細(xì)胞呼吸是指糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在活細(xì)胞內(nèi)氧化分解為二氧化碳和水或分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，且伴隨著釋放能量的過程。

對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。線粒體①

②

③

④外膜內(nèi)膜嵴線粒體基質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)；內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴；嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)；內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多與有氧呼吸有關(guān)的酶。有氧呼吸的主要場所——線粒體回憶：思考：內(nèi)膜為什么要向內(nèi)腔折疊形成嵴？

有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖，全過程十分復(fù)雜，可以概括的分為三個階段，每一階段的反應(yīng)都由相應(yīng)的酶催化。一、有氧呼吸C6H12O62丙酮酸酶4[H]能2ATP熱線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①第一階段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H４O３（少量）C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+能量場所：線粒體基質(zhì)第二階段：2C3H４O３+6H2O（少量）C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能28ATP熱線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①③[H]的氧化酶12H2O+能量場所：線粒體內(nèi)膜第三階段：24[H]+6O2（大量）有氧呼吸

場所反應(yīng)物產(chǎn)物

釋能第一階段第二階段第三階段比較有氧呼吸三個階段物質(zhì)和能量的變化細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜思考：1.呼吸作用的中間產(chǎn)物丙酮酸在哪個階段生成，在哪個階段利用？產(chǎn)生的場所在哪兒？2.[H]在哪個階段生成，在哪個階段利用？3.水既是有氧呼吸的反應(yīng)物又是生成物，水在哪個階段生成，在哪個階段利用？4.有氧呼吸要吸收O2，釋放CO2，O2在那個階段被消耗利用？CO2在哪個階段生成釋放的？5.ATP在那個階段生成，哪個階段產(chǎn)生ATP最多？有氧呼吸的過程圖解【思考】為什么葡萄糖不能在線粒體中氧化分解？①線粒體膜上沒有運(yùn)輸葡萄糖的載體，葡萄糖不能進(jìn)入線粒體；②線粒體中沒有氧化分解葡萄糖的酶。酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量第一階段第二階段第三階段C6H12O6酶2丙酮酸+

4[H]+能量（少）葡萄糖的初步分解場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶丙酮酸徹底分解場所線粒體基質(zhì)酶12H2O+大量能量24[H]+6O2[H]的氧化場所線粒體內(nèi)膜總反應(yīng)式：ATP（少）熱能(多）能量變化：思考：有氧呼吸釋放的能量的去路有哪些?有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能有機(jī)物（葡萄糖）無機(jī)物（CO2+H2O）物質(zhì)變化：思考討論：有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)，1mol的葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870KJ的能量，可以使977.28KJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。思考回答下列問題：（1molATP）水解釋放30.54KJ的能量。有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少?這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?977.28KJ/2870KJ=34.05%977.28KJ/30.54KJ=32molATP

總結(jié)：有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說，具有什么意義？可以保障有機(jī)物中的能量得到充分利用。表現(xiàn)在：使有機(jī)物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中；能量的緩慢釋放，有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定性。思考：同有機(jī)物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸具有什么特點(diǎn)？a.有氧呼吸過程溫和(常溫、常壓、一定的pH等)b.有機(jī)物中的能量經(jīng)過一些列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放c.釋放的能量有一部分儲存在ATP中。H2O→[H]→H2OO2→H2OC6H12O6→C3H4O3

→CO2C3H4O3

→[H]→H2O[H]→H2OC6H12O6C：H：O：C、H、O的來龍去脈：C6H12O6→C3H4O3

H2OCO2酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O6+6H2O+6O2酶

12H2O+6CO2

+能量

（合成32ATP)常見易錯點(diǎn)（1）有氧呼吸的場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體（2）線粒體能分解葡萄糖嗎？不能線粒體葡萄糖+無反應(yīng)丙酮酸+線粒體CO2＋H２O＋能量（3）無線粒體一定不能進(jìn)行有氧呼吸嗎？不一定哺乳動物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲無線粒體，不能有氧呼吸原核無線粒體，大多能有氧呼吸，含有氧呼吸有關(guān)的酶1.最初提供電子的物質(zhì)是什么（產(chǎn)生高能電子的物質(zhì)）？最終接受電子的物質(zhì)是什么（高能電子受體物質(zhì)）？2.ATP合成能量直接來源？如何構(gòu)建內(nèi)膜兩側(cè)H+濃度梯度？3.有機(jī)物釋放能量的去路？

呼吸作用—電子傳遞鏈氧化磷酸化NADH和FADH2O2H+電化學(xué)勢能H+通過主動運(yùn)輸從線粒體基質(zhì)運(yùn)輸?shù)骄€粒體膜間隙大部分以熱能形式散失，少部分形成ATP中活躍的化學(xué)能嘗試概括線粒體中NADH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)移到ATP的過程。有氧呼吸第一二階段產(chǎn)生的NADH釋放的高能電子在傳遞過程中逐級釋放能量，推動H+跨過內(nèi)膜到達(dá)線粒體膜間隙，電子最終傳遞給O2生成H2O，H+濃度差推動下大量生成ATP。1.下列那一項不是有氧呼吸第一階段的產(chǎn)物是A.丙酮酸B.CO2C.[H]D.ATP2.用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子,18O的轉(zhuǎn)移

途徑是

A．葡萄糖→丙酮酸→水

B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水

D．葡萄糖→丙酮酸→CO2針對訓(xùn)練：3.下圖是有氧呼吸的過程圖解，請依圖回答：

(1)寫出長方框內(nèi)1、2、3所依次代表的物質(zhì)名稱：

、

、

。(2)依次填出橢圓框內(nèi)4、5、6所代表的能量的多少

、

、

。(3)有氧呼吸的主要場所是

，進(jìn)入該場所的呼吸底物是

。(4)用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉(zhuǎn)移的途徑是_______________C6H12O6→C3H4O3

→CO2H2O丙酮酸CO2少量少量大量線粒體丙酮酸C6H12O123O2酶酶456酶[H][H]6

地窖取大姜夫妻吃大虧近日，膠州膠萊鎮(zhèn)王壇村的一對夫婦，下地窖取大姜時因缺氧發(fā)生昏迷，經(jīng)治療這對夫婦已經(jīng)脫險。醫(yī)生告訴記者，張先生夫婦是因為地窖中氧氣不足，吸入過多的二氧化碳大腦缺氧造成的。探究思考：1.事故原因？

2.你的建議？

方法建議：

提醒農(nóng)民朋友進(jìn)入儲存白菜、蘿卜、生姜等食物的地窖之前，將點(diǎn)燃的蠟燭送入窯內(nèi)，如果蠟燭熄滅了，應(yīng)待充分通風(fēng)以后再下去。事故原因：地窖中的生物在細(xì)胞呼吸過程中，吸收O2，產(chǎn)生CO2。

為什么把手插進(jìn)堆放一段時間的新鮮谷堆，會有潮濕和發(fā)燙的感覺？呼吸作用過程中：產(chǎn)生H2O，釋放熱量探究為什么甜玉米放時間長了甜味會變淡，蘿卜放久了會空心？呼吸作用過程中：消耗糖類等有機(jī)物。探究愛拼才會贏！當(dāng)堂檢測沖刺起點(diǎn)第一關(guān)第二關(guān)第三關(guān)第四關(guān)過關(guān)知識大檢驗1.在有氧呼吸過程中，氧的作用是

：

與葡萄糖中的碳結(jié)合生成

與[H]結(jié)合生成

參與酶的催化反應(yīng)

氧化葡萄糖形成丙酮酸

A不要灰心，再來一次！BCD不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對了！再接再厲！2.有關(guān)葡萄糖分解至丙酮酸的過程，下列敘述正確的是在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行需在有氧條件下進(jìn)行不產(chǎn)生CO2反應(yīng)速度不受溫度影響

A不要灰心，再來一次！BCD不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對了！再接再厲！3.在水稻葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中，產(chǎn)生的主要代謝產(chǎn)物是葡萄糖、丙酮酸、二氧化碳丙酮酸、葡萄糖、二氧化碳二氧化碳、丙酮酸、葡萄糖丙酮酸、二氧化碳、葡萄糖

A不要灰心，再來一次！BCD不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對了！再接再厲！4．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，播種深度影響了種子細(xì)胞的呼吸，因而對不同類型種子播種深度要求不同，如花生種子播種時應(yīng)注意適當(dāng)淺播，其可能的依據(jù)是（）花生種子萌發(fā)時進(jìn)行的是有氧呼吸花生屬于雙子葉植物，離地面近，幼苗易出土花生種子中的脂肪較一般種子多，分解時需氧量大花生種子的營養(yǎng)貯藏在子葉中

A不要灰心，再來一次！BCD不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對了！再接再厲！4．新鮮蔬菜放在冰箱的冷藏室中，適當(dāng)延長保鮮時間的生理原因是呼吸作用減弱呼吸作用加強(qiáng)

光合作用減弱

促進(jìn)了物質(zhì)的分解

A不要灰心，再來一次！BCD不要灰心，再來一次！不要灰心，再來一次！恭喜你，答對了！再接再厲！【檢測】如圖表示綠色植物細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程,以下有關(guān)敘述正確的是()AA.物質(zhì)①、②依次是H2O和O2B.圖中產(chǎn)生[H]的場所都是線粒體C.用18O標(biāo)記C6H12O6,則產(chǎn)物水中會檢測到放射性D.圖示過程只能在有光的條件下進(jìn)行你在體育課劇烈運(yùn)動后第二天早上肌肉發(fā)酸,為什么?蘋果儲藏久了為什么會有酒味呢？二、無氧呼吸概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。

無氧呼吸的全過程可以概括地分為兩個階段，每兩階段需要不同酶的催化，但都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。第一階段:與有氧呼吸第一階段相同C6H12O6酶+能量(少量)

2C3H4O3+4[H]

第二階段:丙酮酸不徹底分解A.乳酸發(fā)酵酶2C3H6O3(乳酸)B.酒精發(fā)酵酶2C2H5OH(酒精)+2CO22C3H4O3+4[H]

2C3H4O3+4[H]

微生物的無氧呼吸也叫發(fā)酵無氧呼吸的第二階段不再釋放能量。無氧呼吸的總反應(yīng)式：C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶如:動物、乳酸菌、高等植物的某些器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞等)如:大多數(shù)植物、酵母菌因為酒精和乳酸中還有大量能量沒有釋放出來為什么只釋放少量能量？產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸產(chǎn)生酒精的無氧呼吸能量的釋放與去向①只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能仍儲存在乳酸和酒精中能量變化：常見易錯點(diǎn)：（1）無氧呼吸第二階段有能量釋放嗎？沒有（2）產(chǎn)生乳酸的同時有CO2產(chǎn)生嗎？沒有全部人體產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體嗎？（3）為什么無氧呼吸分解葡萄糖釋放的能量少？因為無氧呼吸的產(chǎn)物酒精或乳酸中仍含有大量能量未釋放出來有氧呼吸與無氧呼吸比較呼吸類型有氧呼吸無氧呼吸場所條件產(chǎn)物能量多少反應(yīng)程度實質(zhì)聯(lián)系細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)大量需酶、有氧需酶、無氧CO2和H2OCO2和酒精或乳酸少量第一階段的反應(yīng)完全相同徹底氧化分解不完全氧化分解分解有機(jī)物，釋放能量有氧呼吸與無氧呼吸比較如:藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等好氧細(xì)菌第一和第二階段均在細(xì)胞基質(zhì)基質(zhì)中第三階段在細(xì)胞膜上細(xì)胞膜行使線粒體的功能1.真核生物細(xì)胞并非都能進(jìn)行有氧呼吸，如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等只能進(jìn)行無氧呼吸。2.原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸，與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在細(xì)胞膜上以及附近的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。H2OCO2【易錯提醒】3.有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的［H］用于第三階段與O2結(jié)合生成水；無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的［H］用于第二階段將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸，沒有［H］積累。4.有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部來自O(shè)2。5.從產(chǎn)物角度看:有水產(chǎn)生時是有氧呼吸，從反應(yīng)條件上看有O2參與的為有氧呼吸，若產(chǎn)物無CO2產(chǎn)生，則為乳酸發(fā)酵。6.呼吸作用中釋放出來的能量絕大多數(shù)以熱能的形式散失了，產(chǎn)生的熱能可用于維持體溫或提高外界環(huán)境溫度7.無氧呼吸產(chǎn)物不同是由于催化反應(yīng)的酶的種類不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。（1）為生物體提供能量。（2）生物體代謝的樞紐。三、細(xì)胞呼吸意義丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油細(xì)胞呼吸是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐【盲點(diǎn)判斷】1.有氧呼吸的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、線粒體基質(zhì)中()

2.細(xì)胞中不能合成ATP的部位是