【高中生物】细胞呼吸的原理和应用课件 2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1.pptx
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1、细胞内细胞内COCO2 2呼吸作用(细胞呼吸)呼吸作用(细胞呼吸)O O2 2O O2 2呼吸运动呼吸运动呼吸器官呼吸器官呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官呼吸器官呼吸器官COCO2 2气体运输气体运输呼吸运动和呼吸作用呼吸运动和呼吸作用 _ _在在_经过一系列的经过一系列的_,生成,生成_,释放,释放_并生成并生成_的过程;的过程;一、细胞一、细胞呼吸呼吸1.1.概念概念 P94P94有机物有机物细胞里细胞里氧化分解氧化分解二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物能量能量ATPATP2.2.发生场所:发生场所:_细胞里细胞里3.3.底
2、物:底物:_有机物(最常利用的是葡萄糖有机物(最常利用的是葡萄糖C C6 6H H1212O O6 6)4.4.实质:实质:_有机物的氧化分解,并释放能量有机物的氧化分解,并释放能量5.5.细胞细胞呼吸的方式:呼吸的方式:P92P92有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸对于对于绝大多数绝大多数生物来说,生物来说,有氧有氧呼吸呼吸是细胞呼吸的是细胞呼吸的主要主要形式形式;二、有氧呼吸二、有氧呼吸1.1.场所场所 P92P92 有有氧氧呼吸的场所为呼吸的场所为_和和_,其中,其中,_是有氧呼吸的主要场所;是有氧呼吸的主要场所;细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体线粒体线粒体_线粒体外膜线粒体外膜线粒体内膜
3、线粒体内膜线粒体基质线粒体基质内膜某些部位内膜某些部位向线粒体的内向线粒体的内腔折叠形成腔折叠形成嵴嵴;嵴使内膜嵴使内膜的表面积的表面积大大增大;大大增大;线粒体的内膜上线粒体的内膜上和基质中,含有和基质中,含有许多种与许多种与有氧呼有氧呼吸有关的酶吸有关的酶;葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸少量少量能量能量酶酶4H4HC C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H4 4O O3 3线粒体线粒体(1 1)第一阶段)第一阶段C C6 6H H1212O O6 6酶酶_C C3 3H H4 4O O3 3 +4+4 H H+_能量能量场所场所:_2 2少量少量细胞质基质细胞质基质HH是一种简化
4、的表示方式,是一种简化的表示方式,产生产生HH的过程,其实是指的过程,其实是指氧氧化型辅酶化型辅酶(NAD+NAD+)转化成转化成还还原型辅酶原型辅酶(NADHNADH)P93P932.2.过程过程 P93P93葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸少量少量能量能量酶酶4H4H少量少量能量能量20H20H 6H6H2 2O O6CO6CO2 2酶酶C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H4 4O O3 3线粒体线粒体(2 2)第二阶段)第二阶段2C2C3 3H H4 4O O3 3+6+6H H2 2O O酶酶 20 20H H+6+6 COCO2 2 +_能量能量场所场所:_少量少量线粒
5、体基质线粒体基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸少量少量能量能量酶酶4H4H少量少量能量能量20H20H 酶酶6H6H2 2O O6CO6CO2 26O6O2 2酶酶12H12H2 2O O大量大量能量能量C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H4 4O O3 3(3 3)第三阶段)第三阶段 24H 24H+6+6O O2 2酶酶 12 12 H H2 2O O +_能量能量场所场所:_大大量量线粒体内膜线粒体内膜C C6 6H H1212O O6 6 +6H6H2 2O O+6O6O2 2 6CO6CO2 2 +1+12H2H2 2O O+能量能量酶酶场所场所:_细胞质基质和线粒体
6、细胞质基质和线粒体 总反应式中的总反应式中的H H2 2O O可以前后化简消掉吗?可以前后化简消掉吗?不可以;不可以;反应反应物中的水参与第二阶段,是第二阶段的反应物中的水参与第二阶段,是第二阶段的反应物物;生成物;生成物中的水是第三阶段的生成物,因此两者不中的水是第三阶段的生成物,因此两者不能能抵消;抵消;总反应式总反应式熟记3.3.有氧呼吸的概念有氧呼吸的概念 有氧呼吸是指细胞在有氧呼吸是指细胞在_的参与下,通过的参与下,通过_的的_作用,把作用,把_等有机物等有机物_,产生,产生_和和_,_能量,生成能量,生成_的过程;的过程;氧氧多种酶多种酶催化催化葡萄糖葡萄糖彻底氧化分解彻底氧化分解
7、二氧化碳二氧化碳水水释放释放大量大量ATPATP4.4.有氧呼吸与燃烧的区别有氧呼吸与燃烧的区别(1 1)有氧呼吸过程)有氧呼吸过程_;(2 2)有机物的能量经过一系列的化学反应)有机物的能量经过一系列的化学反应_释放;释放;(3 3)这些能量由相当一部分储存在)这些能量由相当一部分储存在_中;中;温和温和逐步逐步ATPATP思考、讨论思考、讨论 在细胞内,在细胞内,1mol1mol葡萄糖葡萄糖彻底氧化分解彻底氧化分解可以释放可以释放2870kJ2870kJ的能量,可以使的能量,可以使977.28kJ977.28kJ左右左右的能量储存在的能量储存在ATPATP中,其余中,其余的能量则以的能量则
8、以热能热能的形式散失掉了。的形式散失掉了。请计算一下,有氧呼吸的能量请计算一下,有氧呼吸的能量转化效率转化效率大约是多少?大约是多少?这些能量大概能使这些能量大概能使多少多少ADPADP转化为转化为ATPATP(每(每molATPmolATP水解能水解能释放能量释放能量30.54KJ30.54KJ)977.282870977.28287034.05%34.05%其余能量以热能形式散失其余能量以热能形式散失977.2830.54=32977.2830.54=32(molmol)因此:有氧呼吸中释放的能量因此:有氧呼吸中释放的能量大部分以热能大部分以热能的形的形式散失掉了,小部分(式散失掉了,小部
9、分(34.05%34.05%)储存在)储存在ATPATP中;中;C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶思考一下有思考一下有氧呼吸过程中氧原子的转移途径:氧呼吸过程中氧原子的转移途径:葡萄糖和水中的氧都进入葡萄糖和水中的氧都进入COCO2 2,O O2 2中的氧进入生成物中的氧进入生成物 H H2 2O O思考、讨论思考、讨论1.1.让一只白鼠吸入有放射性的让一只白鼠吸入有放射性的1818O O2 2,该白鼠体内最该白鼠体内最 先先出现的含有出现的含有1818O O的化合物是(的化合物是()A
10、.A.二氧化碳二氧化碳 B.B.水水 C.C.丙酮酸丙酮酸 D.D.乳酸乳酸B B2.2.用用含含O O1818的的葡葡萄萄糖糖跟跟踪踪有有氧氧呼呼吸吸过过程程中中的的氧氧原原子子的的转转移移途径是(途径是()A A葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸水水 B B葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸氧氧 C C葡萄糖葡萄糖氧氧水水 D D葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸二氧化碳二氧化碳D DC C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶知识巩固:知识巩固:说出有氧呼吸中的各底物和产物都分别属于哪个阶段说出有氧呼吸中的各底物和产物都
11、分别属于哪个阶段?2 2、哪个阶段有氧气参与反应?、哪个阶段有氧气参与反应?3 3、哪个阶段产生、哪个阶段产生ATPATP最多?最多?1 1、哪个阶段产生、哪个阶段产生COCO2 2?4 4、有氧呼吸中、有氧呼吸中ATPATP产生的场所?产生的场所?5 5、分解、分解1mol1mol的葡萄糖需多少的葡萄糖需多少molOmolO2 2和产生多少摩尔和产生多少摩尔COCO2 2?细胞质基质、线粒体(主要)细胞质基质、线粒体(主要)都是都是6mol6mol第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段思考:细胞必需有线粒体,才能进行有氧呼吸吗?思考:细胞必需有线粒体,才能进行有氧呼吸吗?不是不是例
12、如,原核生物例如,原核生物蓝细菌、硝化细菌蓝细菌、硝化细菌等,等,没有线粒没有线粒体,但是能进行有氧呼吸体,但是能进行有氧呼吸;原因是原因是细胞质基质中有与有氧呼吸有关的酶,细胞质基质中有与有氧呼吸有关的酶,其其场所都是在场所都是在细胞质细胞质中;但中;但乳酸菌乳酸菌则不能进行有氧则不能进行有氧呼吸。呼吸。但真核生物若无线粒体,如蛔虫,则不能进行有但真核生物若无线粒体,如蛔虫,则不能进行有氧呼吸(无线粒体则无相关的酶)。氧呼吸(无线粒体则无相关的酶)。易错提醒易错提醒1 1:思考:线粒体能分解葡萄糖吗思考:线粒体能分解葡萄糖吗不能,线粒体内无分解葡萄糖的酶,不能进行第一阶不能,线粒体内无分解葡
13、萄糖的酶,不能进行第一阶段反应;只能分解丙酮酸。段反应;只能分解丙酮酸。练习练习4 4:下列:下列3 3支试管中分别含有不同化学物质和活支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度且氧气充足的条性酵母菌细胞制备物。在适宜温度且氧气充足的条件下,会产生件下,会产生COCO2 2的试管有的试管有 ()葡萄糖葡萄糖+已破裂的细胞已破裂的细胞 葡萄糖葡萄糖+线粒体线粒体 丙酮酸丙酮酸+线粒体线粒体 A.A.B.B.C.D.C.D.C易错提醒易错提醒2 2:二、无氧呼吸二、无氧呼吸1.1.场所:场所:_细胞质基质细胞质基质2.2.过程:过程:葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸2C2C2 2H H
14、5 5OHOH(酒精)(酒精)+2CO+2CO2 22C2C3 3H H6 6O O3 3 (乳酸)(乳酸)酶酶少量能量少量能量4H4H酶酶另一种酶另一种酶C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H4 4O O3 3热能热能散失散失少量少量ATPATP*葡萄糖分子中的葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸大部分能量存留在酒精或乳酸中;中;*无氧呼吸无氧呼吸只在第一阶段只在第一阶段释放少量能量,生成少量释放少量能量,生成少量ATPATP;*无氧呼吸过程中无氧呼吸过程中产生了产生了HH,并随之用于第二阶段,并随之用于第二阶段,没有积累没有积累;第二阶段:场所仍在细第二阶段:场所仍
15、在细胞质基质胞质基质没有生物能同时进行两种无氧呼吸没有生物能同时进行两种无氧呼吸与有氧呼吸完全相同与有氧呼吸完全相同无能量释放无能量释放生物类型:生物类型:植物绝大多数器官、植物绝大多数器官、酵母菌等微生物酵母菌等微生物C C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精)(酒精)+2+2COCO2 2+少量少量能量能量酶酶酶酶应应用:酿酒工业用:酿酒工业(乙醇发酵(乙醇发酵酵母菌进行无氧呼吸酵母菌进行无氧呼吸)酒精酒精发酵发酵微生物微生物进行产生的酒精的无氧呼吸进行产生的酒精的无氧呼吸3 3、产生酒精的无氧呼吸、产生酒精的无氧呼吸特点:不耗氧,但会产生气体特点:不
16、耗氧,但会产生气体COCO2 2类型:人、类型:人、动物、动物、玉米胚、玉米胚、甜菜根、马铃薯块茎、乳酸甜菜根、马铃薯块茎、乳酸菌等菌等C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3 (乳酸)(乳酸)+少量少量能量能量酶酶应应用:用:酸奶制作、泡菜制作酸奶制作、泡菜制作(乳酸发酵(乳酸发酵乳酸菌进行无氧呼乳酸菌进行无氧呼吸吸)乳酸乳酸发酵发酵微生物微生物进行产生的乳酸的无氧呼吸进行产生的乳酸的无氧呼吸4 4、产生乳酸的无氧呼吸、产生乳酸的无氧呼吸特点:不耗氧,也不产生气体特点:不耗氧,也不产生气体 在在_的情况下,的情况下,_等有机物经等有机物经过过_分解,释放
17、分解,释放_的过程;的过程;5.5.无氧呼吸概念:无氧呼吸概念:P94P94没有氧气参与没有氧气参与葡萄糖葡萄糖不完全不完全少量能量少量能量与氧气关系:随着氧浓度的升高,无氧呼吸受到的抑制越强与氧气关系:随着氧浓度的升高,无氧呼吸受到的抑制越强但哺乳动物成熟的红细胞除外(无氧呼吸且不受氧气限制)但哺乳动物成熟的红细胞除外(无氧呼吸且不受氧气限制)思考一(计算):思考一(计算):酵母菌是一种单细胞真菌,可以酵母菌是一种单细胞真菌,可以进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,如同时进行两进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,如同时进行两种呼吸,种呼吸,各消耗各消耗1 1摩尔葡萄糖摩尔葡萄糖,请问,请问:此时消耗
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