生物 第一册 第4章 生命的物质变化和能量转换 4.3 细胞呼吸（3）沪科版.ppt

细细 胞胞 呼呼 吸吸下列转变需经哪些生理过程才能实现？下列转变需经哪些生理过程才能实现？光能光能糖类等有机物中稳定的化学能糖类等有机物中稳定的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能直接用于各种生命活动直接用于各种生命活动光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用ATPATP水解水解思考思考一、呼吸作用的概念一、呼吸作用的概念 呼吸作用是生物体呼吸作用是生物体活细胞活细胞中有机物的氧化中有机物的氧化分解、释放能量并且生成分解、释放能量并且生成ATPATP的过程。又叫的过程。又叫生物氧化。生物氧化。二、呼吸作用的类型二、呼吸作用的类型（一）有氧呼吸一）有氧呼吸（二）无氧呼吸二）无氧呼吸（一）（一）有氧呼吸的过程有氧呼吸的过程葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20H20H+能量能量场所：线粒体场所：线粒体2CH2CH3 3COCOOHCOCOOHHH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O +O +能量能量场所：线粒体场所：线粒体24H+6O24H+6O2 2+6H6H2 2O O（大量）（大量）（少量）（少量）（少量）（少量）2CH2CH3 3COCOOHCOCOOH有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释释能能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸COCO2 2、HH少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体线粒体线粒体总反应式：总反应式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细胞在细胞在O2的参与下，通过酶的催化作用，把糖的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物类等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生出，产生出CO2和和H2O，同时释放出同时释放出大量能量大量能量的过程。的过程。C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶C C、H H、O O的来龙去脉：的来龙去脉：C C：H H：O O：H H2 2O O H H H2O O2 H H2 2O OC6H12O6 丙酮酸丙酮酸CO2C6H12O6 丙酮酸丙酮酸CO2H2O CO2丙酮酸丙酮酸H H H H2 2O OH H H H2 2O OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+12H2*O+能量能量酶酶（二）（二）无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程实例实例a.高等植物在高等植物在水淹水淹的情况下，可以进行短时间的的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸无氧呼吸b.高等动物和人体在剧烈运动时，高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞骨骼肌细胞内内就会出现无氧呼吸，出现肌肉酸胀现象。就会出现无氧呼吸，出现肌肉酸胀现象。e.酵母菌酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。酒精和二氧化碳。这些生物进行无氧这些生物进行无氧 呼吸的实例，说明了生物与环境之呼吸的实例，说明了生物与环境之间存在着什么关系？间存在着什么关系？d.乳酸菌是乳酸菌是厌氧型微生物厌氧型微生物，可以将有机物分解成，可以将有机物分解成乳酸。乳酸。c.蛔虫蛔虫没有线粒体，只能进行无氧呼吸。没有线粒体，只能进行无氧呼吸。与与有氧有氧呼吸第一阶段相同呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质（少量）（少量）2CH2CH3 3COCOOHCOCOOH丙酮酸丙酮酸丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解场所：细胞质基质场所：细胞质基质 CHCH3 3COCOOHCOCOOH酶酶C C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量A.A.乳酸发酵乳酸发酵(微生物微生物)例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃例：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）薯块茎、甜菜块根等）CHCH3 3COCOOHCOCOOHC C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 2+能量能量B.B.酒精发酵酒精发酵(微生物微生物)例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌酶酶无氧呼吸概念：无氧呼吸概念：细胞在细胞在无无O2的参与下，通过酶的催化作用，把葡的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物，同时释放，同时释放出出少量能量少量能量的过程。的过程。葡萄糖葡萄糖酶酶丙酮酸丙酮酸CO2+H2O+能量（大量）能量（大量）乳酸（乳酸（C3H6O3）+能量能量(少量少量)酒精（酒精（C2H5OH）+CO2+能量能量 (少量少量)细胞呼吸可表示为：细胞呼吸可表示为：有氧有氧 酶酶无氧无氧 酶酶细胞呼吸过程中能量的变化细胞呼吸过程中能量的变化1mol的葡萄糖的葡萄糖2870kJ的能量的能量有有1161kJ的能量储存在的能量储存在38molATP中中彻彻底底氧氧化化分分解解约约60%的能量都以热能的形式散失的能量都以热能的形式散失用于各项生命活动用于各项生命活动维持体温维持体温有氧呼吸有氧呼吸 能量变化能量变化无氧呼吸无氧呼吸 能量变化能量变化释放：释放：196.65KJ 转移：转移：61.08KJ细胞呼吸的意义细胞呼吸的意义1 1、为生命活动提供能量、为生命活动提供能量2 2、为体内其他化合物合成提供原料、为体内其他化合物合成提供原料 ONH2 CH3CCOOHCH3CHCOOH丙酮酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸细细胞胞呼呼吸吸能能量量热能热能散失散失能量能量转移转移ATPADPPi能能量量细胞分裂细胞分裂生长发育生长发育矿质元素吸收矿质元素吸收肌肉收缩肌肉收缩神经冲动的传导神经冲动的传导C6H12O6CO2H2O有氧呼吸与无氧呼吸的异同有氧呼吸与无氧呼吸的异同先是细胞质基质，先是细胞质基质，后是线粒体后是线粒体细胞质基质细胞质基质需要需要O2不需要不需要O2无机物：无机物：CO 2和和H2O简单有机物：简单有机物：酒精或乳酸；酒精或乳酸；CO2释放大量能量，释放大量能量，形成大量形成大量ATP释放少量能量，释放少量能量，形成少量形成少量ATP均有丙酮酸这一中间产物均有丙酮酸这一中间产物简答题简答题将酵母菌研磨、离心后，得到上清液将酵母菌研磨、离心后，得到上清液含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未曾离心把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别放入甲、乙、丙的均浆分别放入甲、乙、丙3个试管中，个试管中，进行四项独立实验（见右图）进行四项独立实验（见右图）（1）向）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲是：甲 乙乙 丙丙 _ （2）向）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物 是：甲是：甲_ 乙乙_ 丙丙 _（3）在隔绝空气的情况下，重复实验（）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物），各试管的最终产物 是：甲是：甲_ 乙乙 丙丙_ 丙酮酸丙酮酸无反应无反应CO2和和H2O无反应无反应CO2和和H2OCO2和和H2O酒精和酒精和CO2无反应无反应酒精和酒精和CO2“呼吸呼吸”和和“细胞呼吸细胞呼吸”有什么区别有什么区别？“呼吸呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而化碳的过程，而“细胞呼吸细胞呼吸”是指细胞内有机物分是指细胞内有机物分解释放能量的过程。解释放能量的过程。思考思考 “呼吸呼吸”是是“细胞呼吸细胞呼吸”的前提和基础，没有呼的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行细胞呼吸（有氧呼吸）吸过程吸入的氧气，就不能进行细胞呼吸（有氧呼吸）；而；而“细胞呼吸细胞呼吸”是是“呼吸呼吸”的继续。的继续。“呼吸呼吸”和和“细胞呼吸细胞呼吸”有什么联系有什么联系？思考思考低温贮存低温贮存利用利用N2或或CO2调节调节O2的浓度的浓度干燥后贮存干燥后贮存影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素1 1、温度：植物最适、温度：植物最适25-3025-30温度温度呼吸呼吸速率速率应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间有关酶的活性，而延长保存时间2 2、自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。、自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。3 3、O O2 2：贮藏水果时下降到：贮藏水果时下降到_最有利贮藏。最有利贮藏。CO2：增加：增加CO2浓度，降低浓度，降低O2浓度有良好的保鲜效果。浓度有良好的保鲜效果。COCO2 2释放释放O O2 2吸收吸收O O2 2浓度浓度气体气体交换交换相对相对值值a ab bc cd d0a点点有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66 6O O2 26H6H2 2O O 6 6COCO2 212H12H2 2O O无氧：无氧：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2 2COCO2 2稳定的化学能稳定的化学能 活活跃的化学能。释放跃的化学能。释放能量能量光合作用与细胞呼吸的比较：光合作用与细胞呼吸的比较：叶绿体叶绿体细胞质基质、细胞质基质、线粒体线粒体需光需光不需光不需光合成有机物合成有机物分解有机物分解有机物光能光能稳定的化学稳定的化学能。储存能量。能。储存能量。合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢光合作用为细胞呼吸提供有机物和光合作用为细胞呼吸提供有机物和O2；细胞呼吸为光合作用提供细胞呼吸为光合作用提供CO2。光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用和呼吸作用中的化学计算光合作用反应式：光合作用反应式：6CO6CO2 212H12H2 2OCOC6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O O呼吸作用反应式：呼吸作用反应式：有氧：有氧：C C6 6H H1212O O6 66O6O2 26H6H2 2O 6COO 6CO2 212H12H2 2O O无氧：无氧：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2(植物植物)实测实测COCO2 2吸收吸收量量光合作用光合作用COCO2 2吸收吸收量量-呼吸作用呼吸作用COCO2 2释放量释放量实测实测O O2 2释放量释放量光合作用光合作用O O2 2释放释放量量-呼吸作用呼吸作用O O2 2消耗消耗量量新陈代谢的类型新陈代谢的类型一、概念：一、概念：实质上：生物体内全部有序化学变化的总称实质上：生物体内全部有序化学变化的总称方向上：分成同化作用和异化作用方向上：分成同化作用和异化作用性质上：分成物质代谢和能量代谢性质上：分成物质代谢和能量代谢意义上：自我更新的过程意义上：自我更新的过程同化作用和异化作用的总结：对话同化作用和异化作用的总结：对话P96注意：光合作用和化能合成作用的区别注意：光合作用和化能合成作用的区别二、代谢类型总结：二、代谢类型总结：自养需氧型：绿色植物、硝化细菌、硫细菌等自养需氧型：绿色植物、硝化细菌、硫细菌等自养自养厌厌氧型：绿硫细菌、紫硫细菌等氧型：绿硫细菌、紫硫细菌等异养需氧型：绝大多数动物及营腐生生活的某些菌类异养需氧型：绝大多数动物及营腐生生活的某些菌类 （蘑菇、大肠杆菌）（蘑菇、大肠杆菌）异养异养厌厌氧型：乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫等氧型：乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫等异养兼性异养兼性厌厌氧型：酵母菌氧型：酵母菌三、生产实践中的应用三、生产实践中的应用1、酵母菌的应用酵母菌的应用有氧条件：进行有氧呼吸，产生有氧条件：进行有氧呼吸，产生CO2、H2O、大量能量。、大量能量。酵母菌大量繁殖，不产生酒精。酵母菌大量繁殖，不产生酒精。如：面包制作、酿酒初期如：面包制作、酿酒初期无氧条件：进行无氧呼吸，产生无氧条件：进行无氧呼吸，产生酒精、酒精、CO2、少量能量。、少量能量。酵母菌繁殖慢，产生酒精。酵母菌繁殖慢，产生酒精。如：酿酒过程如：酿酒过程例：下面是家庭酿酒的具体操作：先将米煮熟，待冷却到例：下面是家庭酿酒的具体操作：先将米煮熟，待冷却到300C时，时，加少许水和一定量的药酒（实际是酵母菌菌种）与米饭混匀后置于加少许水和一定量的药酒（实际是酵母菌菌种）与米饭混匀后置于一瓷坛内，在中间挖一洞，加盖后置于适当的地方保温（一瓷坛内，在中间挖一洞，加盖后置于适当的地方保温（280C），），12小时即成，现请你从以下几方面对其发酵过程作一简单的分析：小时即成，现请你从以下几方面对其发酵过程作一简单的分析：（1）在中间挖一个洞的目的是什么？）在中间挖一个洞的目的是什么？（2）发酵没有密封，但坛内无氧呼吸（发酵）的环境是什么造成的）发酵没有密封，但坛内无氧呼吸（发酵）的环境是什么造成的？（3）请用文字或坐标曲线的形式来说明在有氧呼吸和无氧呼吸此消）请用文字或坐标曲线的形式来说明在有氧呼吸和无氧呼吸此消彼长的过程。彼长的过程。（4）在具体操作过程中，要根据米饭的多少加适量的药酒，如把握）在具体操作过程中，要根据米饭的多少加适量的药酒，如把握不住，宁多勿少，如加少了将引起什么后果？为什么？不住，宁多勿少，如加少了将引起什么后果？为什么？例：下图是氮循环的一条途径，六类生物参与其中，从新陈代谢例：下图是氮循环的一条途径，六类生物参与其中，从新陈代谢类型角度来看，它们应属于：类型角度来看，它们应属于：标号标号分别是分别是 型生物。型生物。2、生态系统中三者的代谢类型、生态系统中三者的代谢类型代谢类型代谢类型基本碳源基本碳源能源能源绿色植物绿色植物硝化细菌硝化细菌圆褐固氮菌圆褐固氮菌乳酸菌乳酸菌酵母菌酵母菌蛔虫蛔虫 光能光能自养自养需氧型需氧型化能化能自养自养需氧型需氧型化能化能异养异养需氧型需氧型化能化能异养异养厌氧型厌氧型化能化能异养异养兼性兼性厌氧型厌氧型CO2CO2糖类是最重糖类是最重要的碳源，要的碳源，尤其是葡萄尤其是葡萄糖糖光光NH4+有机物有机物化能化能异养异养厌氧型厌氧型葡萄糖葡萄糖有机物有机物3、发酵工程中据微生物代谢类型来控制发酵条件、发酵工程中据微生物代谢类型来控制发酵条件 如如:碳源、氮源、是否需氧等碳源、氮源、是否需氧等