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高中生物必修一 3.4 细胞呼吸
C6H12O6
乳酸
CO2
A
BCБайду номын сангаас
C3H4O3
D H2O
E
C2H5OH + CO2
细胞 呼吸
概念 类型
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 场所 过程 概念 场所 过程
细胞呼吸原理的应用
区别与 联系
当你飞黄腾达的时候,你的朋友知道你是谁;当你穷困潦倒的时候,你才知道你的朋友是谁。 稗子享受着禾苗一样的待遇,结出的却不是谷穗。 共同的事业,共同的斗争,可以使人们产生忍受一切的力量。 ——奥斯特洛夫斯基 知道自己目的地的人,才是旅行得最远的人。 温故而知新,可以为师矣。——《论语·为政》(温故知新) 希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 山涧的泉水经过一路曲折,才唱出一支美妙的歌。 要生活得漂亮,需要付出极大忍耐。一不抱怨,二不解释。 不抱有一丝幻想,不放弃一点机会,不停止一日努力。 如果惧怕前面跌宕的山岩,生命就永远只能是死水一潭。 如果缺少破土面出并与风雪拚搏的气,种子的前途并不比落叶美妙一分。 人类的精神与动物的本能区别在于,我们在繁衍后代的同时,在下一代身上留下自己的美理想和对于崇高而美好的事物的信念。——苏霍姆林斯 基
联系
第一 阶段完全相同
(阅读课本资料分析)小组讨论: 细胞呼吸原理的应用实例
①包扎伤口用透气消毒纱 布或松软创可贴
②用酵母菌酿酒 ③用醋酸杆菌生产食醋
④用谷氨酸棒状杆菌生产味精
⑤松土 ⑥稻田排水
⑦慢跑
a.促进无氧呼吸 b.抑制无氧呼吸 c.促进有氧呼吸
细胞呼吸原理的应用
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。
① 表示有氧呼吸途径的是___A_C_D _______; ② 氧气参与____D____阶段的化学反应; ③ 产生[H]的阶段是__A_C_____,产生能量最多的阶段是 _____D___; ④ 在细胞质基质中进行的是____A_B_E______,在线粒体 中进行的是____C_D_______; ⑤ 可在人体细胞中进行的是_____AB_C_D_____,可在酵母 菌中进行的是___A_C_DE_______。
? O2
H2O
+ C6H12O6
酶 丙酮酸
+ 丙酮酸
酶 CO2
线粒体
探究活动三:O2在哪里参加反应及氧原子去向?
H218O
葡萄糖
丙酮酸
+18O2 1
+18O2 2
含细胞质基质
含线粒体
实验结论:
O2在线粒体中参与反应, 氧元素转移到产物水中。
探究活动四:能量在哪里产生
(提示:萤火虫发光器中有一种荧光素,这种物质在体外遇到ATP也 会发光,而且发光亮度与能量多少有关。)
结论:细胞质基质、线粒体中都能产生[H]
请写出:有氧呼吸三个阶段反应式并进行比较
第一阶段:葡萄糖初步分解
C6H12O6
酶
细胞质基质
2C3H4O3 + 4[H]+ 能量
第二阶段:丙酮酸彻底水解
2C3H4O3 + 6H2O
酶
线粒体基质
6CO2
+
20[H]+
能量
第三阶段:氧化还原反应
24[H]
+6O2
酶
38x6.02x1023=2.3x1025
有氧呼吸的总反应式:
丙酮酸
丙酮酸 或[ H ]
ATP 热能 (40%)
有氧呼吸概念:
细胞在氧__气__的参与下,通过 酶 的催化作用,彻底氧 化分解有机物,产生_C_O__2_和__H_2_O_,同时释放 能量 , 生成许多ATP的过程。
苹果储存久了,会有什 么气味散发出来?
浙科版高中生物必修一第三章第4节
细胞呼吸
(第2课时)
南靖县第一中学 赖和英
有氧呼吸的场所 主要在线粒体
请画出线粒体的结构示意图并指出与有氧呼吸相关的酶主要 位于图中什么部位?
探究活动一:有氧呼吸的原料和产物
资料1: 为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡? 消耗糖类等有机物
资料2: 为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆,会有潮湿 和发热的感觉?
醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足的条件下,醋酸杆菌大量繁 殖并将酒精氧化分解成醋酸。
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。
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。
第二阶段:丙酮酸不彻底水解 场所:细胞质基质
A:2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]
酶
2C3H6O3(乳酸)
(人和高等动物,乳酸菌,玉米胚、马铃薯块茎,甜菜块根等)
B:2C3H4O3(丙酮酸)+4[H] 酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2
(大多数植物、酵母菌)
无氧呼吸的总反应式:
C6 H12O6 酶 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 +少量能量
1
含线粒体
2
思考:比较1号和2号试管,说明:葡萄糖只有在
含细胞质基质+线粒体
3
细胞质基质 中才能被分解
比较1号和3号试管,进而说明:丙酮酸在线粒体 中可以继续被分解
细胞质基质
C6H12O6 酶
丙丙酮酮酸酸
酶
H2O
CO2
线粒体
提出问题:
1、O2在哪里参与反应? 2、能量在哪里产生?
? O2
细胞质基质
C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
小资料: 1mol葡萄糖不彻底氧化分解产生乳酸释放196.65KJ的能量,有61.08KJ转移至ATP中 (31%),其余以热能形式散失。
无氧呼吸的概念:
细胞没有氧__气__的参与,通过 酶 的催化作用,不彻底氧化分 解有机物,产生__酒_精__和 CO2 或 乳酸 ,同时释放少量 _能__量 的过程。
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。
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。
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌(破伤风杆 菌)就容易大量繁殖。遇到这种情况,需及时清 理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。
线粒体内膜 12H2O
+
能量
有氧呼吸的全过程
C6H12O6
酶
4[H] 第三阶段 (线粒体内膜) 酶
6O2
2C3H4O3
酶 20[H]
第一阶段
细胞质基质 能能量量(2ATP)
6H2O
第二阶段
(线粒体基质)
12H2O 能能量量(34ATP) 6CO2
能能量量(2ATP)
细 胞
探究活动五、葡萄糖有氧氧化分解后的能量去向
提倡慢跑:促进肌细胞有氧 呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸 使肌肉酸胀。
剧烈运动中,肌细胞因 氧气不足,进行无氧呼吸 产生大量乳酸,会引起人 有肌肉酸胀乏力的感觉。
根据下列不完整的呼吸作用示意图,回答下列问题: (1)填出图中方格内的物质名称:___丙__酮_酸__________。 (2)从图中选择有关字母,填在每题的横线上:
剧烈运动后上肢和下肢骨骼 肌往往会产生什么感觉?
无氧呼吸
C6H12O6
第一阶段 酶
能量(2ATP)
细胞质基质 2C3H4O3 + 4[H]
第二阶段 酶1
酶2
2C3H6O3
2C2H5OH+2CO2
无氧呼吸两个阶段反应式:
第一阶段:葡萄糖初步分解 场所:细胞质基质
C6H12O6 酶 2C3H4O3+4[H] + 能量 (少量)
产生H2O,释放热量
探究活动二:葡萄糖在细胞内的反应场所
将酵母菌研磨离心后得到的上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含线粒 体),以及酵母菌匀浆,分装在以下3只试管中,加入等量的葡萄糖,并 向试管中通入氧气,一段时间后,根据下面所给的实验现象,回答
丙酮酸
无反应
CO2、H2O
葡萄糖
葡萄糖
葡萄糖
含细胞质基质
在细胞内,1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后,可使1161kJ左右 的能量储存在ATP中,其余的能量则以热能的形式散失掉了。 请你计算一下:1.有氧呼吸的能量转换效率大约是多少? 2.这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP?
1、有氧呼吸能量转换效率是多大? 1161/2870=40.45%
2、这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP?
有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
有氧呼吸
无氧呼吸
条件
不
同 点
场所
产物
释能
相 实质 同 点 意义
O2、酶、适宜温度和pH
无氧、酶、适宜温度和pH
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
CO2和H2O 大量能量 都将有机物 氧化分解
酒精和CO2或乳酸 少量能量
,释放 能量
1、为各项生命活动提供能量 2、为其他化合物的合成提供原料(如丙酮酸)
发光
发光
葡萄糖
丙酮酸
+荧光素
1
+荧光素
2
含细胞质基质
含线粒体
结论:细胞质基质、线粒体中都能产生ATP
有氧呼吸过程还有其他物质产生吗?
褪色
褪色
葡萄糖
2,6二氯酚靛酚
丙酮酸
2,6二氯酚靛酚
1 含细胞质基质