(共22张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
3.2 无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用
问题探讨
在持续的下雨天中,好多农民的庄稼被淹,颗粒无收,为什么水太多会让植株死亡?
问题探讨
雨水过多会使得庄稼被淹。大规模、长时间的降雨会使得局部流域产生洪涝灾害,各大内河无法及时排涝,堤坝就会产生溃堤的风险。与此同时农田的蓄水量有限,一旦雨水太多就会使得田里面的水无法及时排出,并面临着倒灌的威胁。一旦没有防住,洪水淹没庄稼,超过1天就会使得农作物被淹死,因为没有氧气作物只能进行无氧呼吸,产生大量酸性物质导致根部腐烂,最后在水里面死亡。所以说,雨水多会导致庄稼绝收。
01
无氧呼吸
无氧呼吸的过程
葡 萄 糖
丙 酮 酸
[H]
少量能量
酒精 + CO2
乳酸
酶
过程
细胞质基质
反应场所:
(2)第二阶段
(1)第一阶段
2C2H5OH(酒精)+2CO2
酶
2C3H6O3(乳酸)
过程:
4
2
+ [H] +少量能量
C6H12O6
酶
C3H4O3(丙酮酸)
细胞质基质
细胞质基质
2C3H4O3+4[H]
酶
只在第一阶段释放少量的能量。绝大部分能量存留在酒精或乳酸中。
与有氧呼吸第一阶段完全相同
总反应式
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、玉米胚细胞,形象记忆:马吃甜玉米)
高等植物被水淹、水果、酵母菌
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
乳酸发酵
酒精发酵
无氧呼吸的意义
高等植物在水淹的情况下,可以进行短暂的无氧呼吸,将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳,释放出能量以适应缺氧环境条件。
人在剧烈运动时,需要在相对较短的时间内消耗大量的能量,肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量,满足人体的需要。
有氧呼吸和无氧呼吸比较
呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 进行场所
进行条件
分解产物
放能情况
反应式
相同点
①第一阶段完全相同;②分解有机物,释放能量
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
O2、酶
缺氧或无氧、酶
H2O、CO2
C2H5OH、CO2或C3H6O3
释放大量能量,形成大量ATP
释放少量能量,形成少量ATP
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
12H2O+6CO2+ 大量能量
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
C6H12O6
2C3H6O3+少量能量
酶
细胞呼吸
定义:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。
细胞呼吸除了能为生物体提供能量 ,还是生物体代谢的枢纽。如,在细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨基酸等非糖物质,非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
02
细胞呼吸原理的应用
影响细胞呼吸的因素
温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
①最适温度:细胞呼吸最强。
②超过最适温度:呼吸酶活性降低, 甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度:呼吸酶活性下降,
细胞呼吸受抑制。
影响细胞呼吸的因素
O2浓度:直接影响呼吸速率和呼吸性质,对无氧呼吸有抑制作用。
① O2浓度低时,无氧呼吸占优势;
②随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强;
③O2浓度达到一定值后,随O2浓度的增大,有氧呼吸不再加强。
影响细胞呼吸的因素
CO2浓度:从化学平衡的角度分析,CO2浓度增大,细胞呼吸速率下降。
影响细胞呼吸的因素
含水量:一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量减少而减慢
细胞呼吸原理的应用
包扎伤口时,需要选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”等敷料。
破伤风由破伤风芽胞杆菌引起,这种病菌只能进行无氧吁吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤管,病菌就容易大量繁殖。(遇到这种情况,需要及时到医院治疗)
形成疏松透气的环境,抑制厌氧型病原体(如破伤风杆菌)的繁殖。
细胞呼吸原理的应用
储藏水果粮食的仓库,往往要降低温度,降低氧气含量等措施,来减弱水果、粮食的呼吸作用,以延长保质期。
利用麦芽,葡萄,粮食和酵母菌以及发酵罐等,在控制通气的情况下,可以生产各种酒。
早期通气:促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖。后期密封:促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精。
低温抑制参与呼吸的酶的活性,从而抑制呼吸作用。
氧气不足抑制水果的有氧呼吸。
细胞呼吸原理的应用
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
促进根细胞的有氧呼吸,为主动运输提供更多能量,有利于根细胞吸收无机盐。
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。
练习
1.下列关于无氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.无氧呼吸的第二阶段可释放少量能量、合成少量ATP
B.细胞质基质是破伤风芽孢杆菌产生ATP的唯一场所
C.人剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
D.该过程中反应物的大部分能量储存在彻底的氧化产物中
答案:B
解析:无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量、合成少量ATP,A错误;破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸,因此细胞质基质是破伤风芽孢杆菌产生ATP的唯一场所,B正确;人体细胞有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是乳酸,因此人剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量,C错误;无氧呼吸过程中反应物的大部分能量储存在不彻底的氧化产物中,D错误。
练习
2.如图所示为苹果果实在一段时间内,随着环境中O2浓度的提高,其吸收O2量和释放CO2量的曲线。结合此图,正确的表述是( )
A.O2浓度为b时,无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等
B.O2浓度为a时,果实的无氧呼吸水平最低
C.O2浓度为a时,若cd=ca,则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸相等
D.O2浓度达到b以后,果实基本上靠有氧呼吸提供能量
答案:D
解析:O2浓度为b时,吸收O2量和释放CO2量相等,这时只进行有氧呼吸,A错误,D正确;O2浓度为b时,果实的无氧呼吸水平最低,为0,B错误;O2浓度为a时,若cd=ca,则无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等,假设都是6,则有氧呼吸消耗葡萄糖为1,无氧呼吸消耗葡萄糖为3,C错误。
练习
3.下列关于细胞呼吸原理应用的说法,错误的是( )
A.提倡慢跑等有氧运动,是为防止肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸而造成肌肉酸胀乏力
B.中耕是指在作物生长期,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,其作用之一是有利于根系对矿质离子的主动吸收
C.酿造食醋时,需要密封容器并在适宜温度下保存,以加快醋酸杆菌繁殖从而有利于食醋生产
D.花生播种时埋种不要太深,以保证种子的有氧呼吸而利于萌发
答案:C
解析:提倡慢跑等有氧运动,原因之一是肌细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸,积累大量的乳酸,会使肌肉产生酸胀乏力的感觉,A正确;中耕松土能够增加土壤的通气量,有利于植物的根系进行有氧呼吸,并能促进其吸收土壤中的矿质离子,B正确;酿造食醋的菌种醋酸杆菌是好氧菌,酿造时要保证通气,C错误;花生等油料作物种子的脂肪含量较高,脂肪的C、H比例较高,萌发时耗氧多,播种时要稍浅些,保证有足够的O2,D正确。
谢谢观看
点击此处添加标题