5.3细胞呼吸的原理和应用(第2课时) （2019人教版生物必修1课件）(共29张PPT)

(共29张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
5.3 细胞呼吸的原理和应用
（第2课时）
本节目标
01
有氧呼吸、无氧呼吸
细胞呼吸原理的应用
02
有氧呼吸
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。
呼吸作用的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
主要
这一过程必须有氧气的参与
线粒体结构：
（1）双层膜：
外膜：使线粒体与周围的细胞质基质分开
内膜：有许多种与有氧呼吸有关的酶
（2）嵴：由内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成，嵴使内膜的面积大大增加，有利于有氧呼吸的进行
（3）基质：嵴的周围充满了液态的基质，线粒体基
质中含有少量DNA和RNA，含有许多种与
有氧呼吸有关的酶
基质
嵴
外膜
内膜
膜内空间
线粒体结构
主要场所：
有氧呼吸
概念：
指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，同时生成大量ATP的过程。
总反应式：
　　C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
主要是在线粒体
还有其他场所吗？
“认真”“仔细”阅读P92-93页内容，完成下面的表格吧！！！
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
有氧呼吸三个阶段的比较
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
丙酮酸H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体（内膜）
线粒体（基质）
线粒体
细胞质基质
葡萄糖
2丙酮酸
酶
少量
能量
CO2
酶
酶
O2
大量能量
少量
能量
H2O
H2O
2丙酮酸
有氧呼吸的过程
少量[H]
大量[H]
[H]指的是氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH）
有氧呼吸的三个阶段
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2丙酮酸 + 少量[H] +少量能量
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +少量 [H] + 少量能量
场所：线粒体基质
②
2丙酮酸
[H]的氧化
酶
12H2O +大量能量
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
（4个）
（2 ATP）
（20个）
（2 ATP）
（32 ATP）
（ C3H4O3 ）
葡萄糖的初步分解
1mol葡萄糖释放2870kJ的能量
977.28kJ储存在ATP中
其余以热能形式散失
稳定化学能
活跃化学能
有机物中稳定的化学能转变为热能、ATP中活跃的化学能
有氧呼吸中能量的变化
（1）有氧呼吸的场所：
细胞质基质和线粒体
（2）线粒体能分解葡萄糖吗？
不能
线粒体
葡萄糖
+
无反应
丙酮酸
+
线粒体
CO2＋ H２O＋能量
（3）无线粒体一定不能进行有氧呼吸吗？
不一定
真核细胞：
不能，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫
原核细胞：
能，如好氧细菌利用细胞质和细胞膜完成有氧呼吸
（4）元素转移
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
无氧呼吸
概念：
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
酶
不彻底氧化产物 + 少量能量
有机物
无氧
总反应式：
不彻底氧化产物
指什么呢？
“认真”“仔细”阅读P94-95页内容，完成下面的表格吧！！！
无氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
酒精+ 2CO2
不产生
细胞质基质
或乳酸
丙酮酸[H]
细胞质基质
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
2丙酮酸
第一阶段
细胞质基质
线粒体
（CH3COCOOH）
第一阶段：
葡萄糖
２丙酮酸
+ 4[H]
酶
细胞质基质
葡萄糖的初步分解
+ 能量（少量）
无氧呼吸的过程
无氧呼吸的过程
细胞质基质
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
2丙酮酸
第一阶段
细胞质基质
酶
酶
(C2H5OH)
2酒精
+ 2CO2
(C3H6O3)
2乳酸
第二阶段
细胞质基质
线粒体
（CH3COCOOH）
第二阶段：
丙酮酸的不彻底分解
酒精的发酵
酶
2丙酮酸+4[H]
2C2H5OH(酒精)+ 2CO2
乳酸的发酵
酶
2C3H6O3(乳酸)
2丙酮酸+ 4[H]
C6H12O6
酶
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2 C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等
例：大多数植物、酵母菌
无氧呼吸总反应式
1mol葡萄糖释放196.65kJ的能量
稳定化学能
活跃化学能
无氧呼吸中能量的变化
61.08kJ储存在ATP中
其余以热能（约69%）形式散失
（2）无氧呼吸第二阶段有能量释放吗？
没有
（3）产生乳酸的同时有CO2产生吗？
没有
全部
人体产生的CO2全部来自线粒体吗？
（4）为什么无氧呼吸分解葡萄糖释放的能量少？
（1）细胞质基质能分解丙酮酸吗？
不能，缺少[H]
因为无氧呼吸的产物酒精或乳酸中仍含有大量能量未释放出来
类型 项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场所
条件
产物
释能
联系 细胞质基质、线粒体（主要）
需氧、酶等
不需氧、需酶
较 多
较 少
①两者第一阶段相同
②都分解有机物、释放能量
二氧化碳和水
酒精和二氧化碳或乳酸
细胞质基质
有氧呼吸和无氧呼吸对比
（1）为生物体提供能量
（2）生物体代谢的枢纽。
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽
细胞呼吸的意义
细胞呼吸原理的应用
低温贮存
利用N2或CO2降低O2的浓度降低细胞呼吸，延长保存期限。
降低湿度贮存
透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖
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无氧呼吸产生酒精发酵，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。
花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气，以保证根系细胞呼吸对氧气的需要
利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产各种酒。
缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁殖，不利于伤口痊愈。
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。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。
无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。
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。
课堂小结
课堂精练
判断题
（1）无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行（ ）
（2）无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段完全相同（ ）
（3）无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP（ ）
√
√
×
课堂精练
选择题
下列关于无氧呼吸的叙述，正确的是（ ）
A.原核生物只进行无氧呼吸
B.醋酸杆菌在无氧条件下生成食醋
C.无氧呼吸发生在细胞质基质中
D.无氧呼吸第二阶段生成少量ATP
C