细胞呼吸-优质课-生物必修一.ppt
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1、第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第3 3节节 ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸拉瓦锡等在研究人的呼吸作用拉瓦锡等在研究人的呼吸作用1818世纪,法世纪,法国化学家拉瓦国化学家拉瓦锡锡把呼吸作用比把呼吸作用比作碳和氢的作碳和氢的“缓慢燃烧过程缓慢燃烧过程”。问题探讨问题探讨:呼吸现象和呼吸作用呼吸现象和呼吸作用细胞内细胞内 +有机物有机物+水水 COCO2 2能能 量量呼吸作用(本质)呼吸作用(本质)O2O2呼吸(现象)呼吸(现象)呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官COCO2 2气体运输气体运输+类型类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼
2、吸无氧呼吸一、细胞呼吸一、细胞呼吸 细胞呼吸是指细胞呼吸是指有机物有机物在在细胞内细胞内经过经过一系列氧化分解,生成一系列氧化分解,生成二氧化碳二氧化碳或或其他其他产物产物,释放能量释放能量并且并且生成生成ATPATP的过程。的过程。无氧呼吸:无氧呼吸:指细胞在指细胞在无氧无氧条件下,通过酶的催化作用,条件下,通过酶的催化作用,把把葡萄糖葡萄糖等有机物分解成为等有机物分解成为不彻底氧化产物不彻底氧化产物,同时释放出同时释放出少量能量少量能量的过程。的过程。酶酶不彻底氧化产物不彻底氧化产物+有机物有机物无氧无氧无氧无氧少少量量能能量量 原始大气中不含游离的氧,于是原始的微生物原始大气中不含游离的
3、氧,于是原始的微生物适应了无氧环境,于是产生了无氧呼吸。适应了无氧环境,于是产生了无氧呼吸。有氧呼吸:有氧呼吸:细胞在有细胞在有氧氧的参与下,通过酶的催化的参与下,通过酶的催化作用,把作用,把葡萄糖葡萄糖等有机物等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解,产,产生生CO2和和H2O,同时释放出大量能量的过程。,同时释放出大量能量的过程。酶酶+O2CO2+H2O+有机物有机物大量能量大量能量酶酶不彻底氧化产物不彻底氧化产物+有机物有机物无氧无氧无氧无氧少少量量能能量量有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所线粒体线粒体外膜外膜内膜内膜嵴嵴、有氧呼吸发生的场所在哪里、有氧呼吸发生的场所在哪里?、有有氧氧呼呼吸吸
4、分分为为三三个个阶阶段段,每每一一阶阶段段分分别别生生成成了什么物质?最终的产物是什么了什么物质?最终的产物是什么?、哪哪些些阶阶段段生生成成HH?哪哪些些阶阶段段释释放放能能量量?释释放能量最多的是哪一阶段?放能量最多的是哪一阶段?、是不是每个阶段都需要、是不是每个阶段都需要的参与呢?的参与呢?二、有氧呼吸二、有氧呼吸线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6 酶酶少量能量少量能量(ATP)(ATP)4H2 2丙酮酸丙酮酸(C(C3 3H H4 4O O3 3)第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质酶酶6H6H2 2O O 6CO6CO2 2 少量能量少量能量20H
5、20H(ATP)(ATP)6O6O2 2 6O6O2 2 大量能量大量能量(ATP)(ATP)酶酶12H12H2 2O O 第二阶段第二阶段:线粒体基质线粒体基质第三阶段第三阶段:线粒体内膜线粒体内膜2.1有氧呼吸过程有氧呼吸过程葡萄糖葡萄糖酶酶少量能量少量能量酶酶丙酮酸丙酮酸H O2 CO2H2O 少量能量少量能量大量能大量能量量酶酶HH2O 线粒体基质线粒体基质细胞质基质细胞质基质线粒体内膜线粒体内膜有氧呼吸过程有氧呼吸过程2.1有氧呼吸过程有氧呼吸过程1.1.有氧呼吸过程有氧呼吸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2CH2CH3 3COCOOH+
6、4 H+COCOOH+4 H+能量能量 (丙酮酸)(丙酮酸)(少量)(少量)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+20 H+20 H+能量能量 (少量)(少量)场所:线粒体基质场所:线粒体基质2CH3COCOOH(丙酮酸)(丙酮酸)HH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O+O+能量能量 (大量)(大量)场所:线粒体内膜场所:线粒体内膜24H+6O24H+6O2 2+6H+6H2 2O O有氧呼吸有氧呼吸H H2 2O H O H H2O O2 HH2 2O OC6H12O6 丙酮酸丙酮酸CO2丙酮酸丙酮酸H HH H2 2O OH HH H2 2O
7、 OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+12H2*O+能量能量酶酶C:H:O:C C、HH、OO的来龙去脉:的来龙去脉:C6H12O6 丙酮酸丙酮酸H2OCO2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量酶酶是指细胞在是指细胞在氧氧的参与下,通过的参与下,通过多种酶多种酶的催化作用,把的催化作用,把葡萄糖葡萄糖等有机物等有机物彻底彻底氧氧化分解,产生出二氧化碳和水,释放大化分解,产生出二氧化碳和水,释放大量能量量能量,生成许多生成许多ATPATP的过程。的过程。概念:概念:2.2有氧呼吸的反应式及概念有氧呼吸的反应式及概念有氧呼吸三个阶段有氧呼吸三个阶
8、段都释放能量都释放能量,那么这那么这些能量释放出来以些能量释放出来以后后,有哪些去路有哪些去路?热能热能葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O O能量能量ADPADPPiPiATPATP用于各项用于各项生命活动生命活动2870kJ2870kJ约约4040(体温的来源)(体温的来源)1mol1mol葡萄糖葡萄糖2870kJ2870kJ有氧呼吸有氧呼吸热能散失热能散失38ATP(1161kJ)2.3有氧呼吸的能量去路有氧呼吸的能量去路细胞质细胞质基质基质线粒体线粒体线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖HH、O O2 2COCO2 2、HHH H2 2O O少量少量能量能量少量少量能量能量大量大量能量能量第一阶
9、段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O丙酮酸、丙酮酸、HH2.4有氧呼吸各个阶段的比较:有氧呼吸各个阶段的比较:思考:思考:有氧呼吸各个阶段的反应物和生成物、场所等分别是有氧呼吸各个阶段的反应物和生成物、场所等分别是什么?什么?有氧呼吸的生成物有氧呼吸的生成物COCO2 2和和H H2 2O O分别产生于有氧呼吸的第分别产生于有氧呼吸的第几阶段?几阶段?有氧呼吸的生成物有氧呼吸的生成物COCO2 2中的中的C C和和O O分别来自哪里?有氧呼分别来自哪里?有氧呼吸的生成物吸的生成物H H2 2O O中的中的O O从何而来?从何而来?有氧呼吸过程中哪几个阶段
10、有有氧呼吸过程中哪几个阶段有HH产生?最多的是哪产生?最多的是哪一个阶段?其去向?一个阶段?其去向?有氧呼吸过程中哪几个阶段有有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATPATP产生?最多的是哪产生?最多的是哪一个阶段?一个阶段?有氧呼吸过程中物质变化和能量变化的特点是什么?有氧呼吸过程中物质变化和能量变化的特点是什么?C C6 6H H1212O O6 6能否进入线粒体参与有氧呼吸?能否进入线粒体参与有氧呼吸?细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体完整活细胞完整活细胞葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖苹果储藏久了为什么会有酒味呢?苹果储藏久了为什么会有酒味呢?无氧呼吸的场所在哪里呢无氧呼吸的场所在哪里呢?反应
11、是如何进行的呢?反应是如何进行的呢?3.1 3.1 过程过程与有氧呼吸第一阶段相同与有氧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2CH2CH3 3COCOOH+4 H+COCOOH+4 H+能量能量 (丙酮酸)(丙酮酸)(少量)(少量)场所:细胞质基质场所:细胞质基质三、无氧呼吸三、无氧呼吸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 C C6 6H H1212O O6 6酶酶2CH2CH3 3COCOOHCOCOOH(丙酮酸)(丙酮酸)酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸)(乳酸)+能量能量能量能量A.A.乳酸
12、发酵乳酸发酵 例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马例: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、铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等玉米胚细胞等)C C6 6H H1212O O6 62CH2CH3 3COCOOHCOCOOH(丙酮酸)(丙酮酸)酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精)(酒精)+2CO2CO2 2 +能量能量B.B.酒精发酵酒精发酵 例:大多数植物、酵母菌例:大多数植物、酵母菌酶酶无氧呼吸过程无氧呼吸过程细胞质基质细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6 酶酶少量能量少量能量(ATP)(ATP)4H4H2 2丙酮酸丙酮酸(2C(2C3 3H
13、H4 4O O3 3)第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质酶酶酶酶(C(C2 2H H5 5OH)OH)酒精酒精+CO+CO2 2+少量能量少量能量(C(C3 3H H6 6O O3 3)乳酸乳酸第二阶段第二阶段细胞质基质细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 2+少量能量少量能量酶酶3.2无氧呼吸的反应式及概念无氧呼吸的反应式及概念无氧呼吸是指细胞在无氧呼吸是指细胞在无氧无氧条件下,通过条件下,通过多种
14、酶多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解为的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解为不彻底不彻底的氧化产物的氧化产物,同时释放出,同时释放出少量能量少量能量,生成少量生成少量ATPATP的过程。的过程。你能参照有氧呼吸的概念给无氧呼吸一个定义吗?你能参照有氧呼吸的概念给无氧呼吸一个定义吗?3.3有氧呼吸的能量去路有氧呼吸的能量去路 1mol1mol葡萄糖分解成乳酸,共释放葡萄糖分解成乳酸,共释放196.65kJ/mol196.65kJ/mol,其中一部分以热能形式散失其中一部分以热能形式散失(约约69%)69%);另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(61.08kJ/mol,(61.08k
15、J/mol,约约31%)31%)储存,储存,形成形成2 2个个ATPATP。同样是分解葡萄糖,为何无氧呼吸只能释放少量能量?同样是分解葡萄糖,为何无氧呼吸只能释放少量能量?无氧呼吸中葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸中葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸中葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸中葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中a.a.高等植物在高等植物在水淹水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸b.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就会出现内就会出现无氧呼吸。肌肉无氧呼吸。肌肉
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