浙科版（2019）必修13.4 细胞呼吸为细胞生活提供能量(课件共60张PPT)

(共60张PPT)
第四节细胞呼吸
内膜 基质
线粒体
膜间腔
外膜
嵴
但不能被直接利用
ATP ≈
能
量 储存的能量能被直接利用
用于各项生命活动
糖类、脂肪等
有机物 ≈
能
量 储存有大量的能量，
ATP 是细胞中的能量通货
细胞呼吸
细胞内将糖类等有机物经过一系列的 氧化分解最终生成无机物或小分子有机物， 并且释放出能量的总过程，生物氧化。
思考2:呼吸就是细胞呼吸吗
思考1:细胞呼吸与燃烧的关系
高温、剧烈、瞬间释放光能与热能
呼吸作用：
产生H O
释放热量
常温、温和、酶参与、缓慢、逐步释放能量
手插进堆放一段时间的 新鲜谷堆，会有什么感 觉
高等动物的呼吸现象和呼吸作用
细胞内
呼吸器官 血 液 循 环
十 有机物
C0 呼吸器官 血液循环 C02 十 水 + 能 量
呼吸(现象) 气体运输 细胞呼吸(本质)
细胞呼吸的类型：
需氧呼吸
厌氧呼吸
类型
1、细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用， 把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出CO 和H O , 同时释放出大量能量的过程(每
mol葡萄糖含有约2870KJ, 约合成30个ATP , 转化效率大约为30%)。
是高等动、植物细胞呼吸的主要形式
2、最常利用的物质：
葡萄糖 (C H O )
( 一 )需氧呼吸
需氧呼吸
1、场所 ：主要在线粒体
外膜
内膜
基质
嵴
2、需氧呼吸最常利用的物质----葡萄糖(C H 0 )
少 量ATP
大 量ATP
线粒体内膜
H O
二碳化合物
CO
线粒体基质
三个阶段：
糖酵解
场所：
细胞溶胶
电子传递链
O
C-C
柠檬酸 循环
[H]
电子 传递链
柠檬酸循环
少 量ATP
丙酮酸
糖酵解
C-C-C
葡萄糖
① 糖酵解 细胞溶胶
C H O 酶 2 C H O +4[H]+2ATP(少)
② 柠檬酸循环 线粒体基质
2C H O +6H O酶 6CO +20 [H]+2ATP(少)
③ 电子传递链 线粒体内膜
24[H]+60 酶 。12 H O+26ATP ( 大量)
1.过程
细胞在 O 的参与下，通过酶的作用，把糖类等
有机物彻底 氧化分解为 CO 和H O ,并释放出
大量能量的过程。
有氧呼吸总反应式：
酶
C H 2O +6O +6H O→6CO +12H O+ 能量
需 氧 呼 吸 ：
C H 2O +6H O+60 酶-6CO +12H O+ 能量
I I III I II I IIIII
发生场所：细胞溶胶、线粒体(主 要)
外界条件：有氧气
物质变化：有机物彻底分解成无机物
能量去向：ATP 和热能
需氧呼吸怎样进行
C H1206
第一阶段
12H O 6CO 线粒体
第三阶段
能
26ATP
6H O
2ATP
酶 第二阶段
20[H]
细胞溶胶
热
2ATP
2丙酮酸
60
4[H]
热
有氧呼吸 场所 反应物 产物
释能
第一阶段 细胞 溶胶 主要是 葡萄糖 丙酮酸 [H]
少量
2个ATP
第二阶段 线粒体 基质 丙酮酸、 H O CO 、[H]
少量
2个ATP
第三阶段 线粒体 内膜 [H]、0 H O
大量
26个ATP
有氧呼吸三个阶段的比较
意义：
1、 为生物体的生命活动提供能量。
2、 为体内其它化合物的合成提供原料。
有机物减少
夜间降温
④需氧呼吸的应用
创口贴
→ 剪去发黄叶片
有氧慢跑
中耕松土
心
巩固练习：
1.在整个有氧呼吸过程中，O 是第 三 阶段 参与反应的；CO, 是第 二 阶段生成； O 中 的0最后进入H O
二
2.有氧呼吸中需O 和产生能量最多的阶段是 一 场所是 线粒体内膜
第一、二阶段的共同产物是：[H],ATP
三个阶段均有的产物是：ATP
1 、呼吸作用的实质是... .. (C )。
A. 分解有机物，储藏能量
B. 合成有机物，储藏能量
C. 分解有机物，释放能量
D. 合成有机物，释放能量
2 、1g 葡萄糖在细胞内氧化和在体外燃烧，其共同
点是........................... ..... (A) 。
A.C H 2O6+6O →6CO +6H O+ 能量
B.60% 能量以热的形式散发
C. 需H O参与间接供氧
D. 碳原子直接与O 结合生成CO
3、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将( A )
①与氢结合生成水
②与碳结合生成二氧化碳
③在线粒体中被消耗
④在线粒体和细胞质基质中被消耗
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4、有氧呼吸中产生能量最多的是( C )
A. 形成二氧化碳时 B. 形成[H] 时
C. 形成水时 D. 形成丙酮酸时
人红细胞怎么获得能量
蛔虫在小肠中缺氧状态 下能进行细胞呼吸吗
厌氧呼吸
苹果、香蕉、甘蔗储存久 了，会有什么气味散发出 来
为什么植物不能长期处于 淹水条件下 即使是水稻
当我们长时间举着
东西，或运动量过
大时，我们的身体
为什么会有酸软乏
力的感觉
一、厌氧呼吸(无氧呼吸)
活细胞在无氧或缺氧条件下， 通过酶的催化作用，把葡萄糖等 有机物不彻底地氧化分解成为乙 醇或乳酸等，同时释放较 少能量 的过程。
二、无氧呼吸的过程
① 葡萄糖的初步分解 场所：
2CH COC00H +4[H]+2ATP(少量)
丙酮酸
☆与有氧呼吸第一阶段相同
酶
C H120
2CH COC00H +4[H]酶 >2C H O (乳酸轧酸菌奶
例 ：高等动物、哺乳动物红细胞、蛔虫、乳酸菌、高 等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根等 乳酸菌奶
B. 乙醇发酵( 微生物)
酶
2CH COC00H+4[H}→ 2C H OH(酒精)+2C0
例：大多数植物、酵母菌
丙酮酸不彻底分解场所：
A.乳酸发酵(微生物)
酸牛奶乳酸菌奶
②
无氧呼吸概念：
细胞在无O 的参与下，通过酶的催化作用，把葡 萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放 出少量能量的过程。
6CO +12H O+ 能量(大量)
2乳酸 (C H O )+ 能量(少量)
2酒精(C H OH)+2CO + 能量
(少量)
细胞呼吸可表示为：
2丙酮酸
1葡萄糖
酶
无氧
有氧
条件 供应能量方式
产物
人 骨骼肌细胞 缺氧 无氧呼吸
C H O 、少量能量
红细胞 无氧呼吸
C H O 、 少量能量
高等动物 无氧呼吸
C H O 、少量能量
植 物 玉米胚、马 铃薯块茎等 无氧呼吸
C H O 、少量能量
大多数植物 无氧呼吸
C H OH、CO 、 少量能量
微 生 物 酵母菌 酒精发酵
C H OH、CO 、 少量能量
乳酸菌 乳酸发酵
C H O 、少量能量
不同生物在缺氧条件下的呼吸作用
进行无氧呼吸的生物或器官组织：
大多数植物
——缺氧时，植物被淹时，可产生酒精和二氧化碳；
酵母菌(兼性厌氧型):
有氧呼吸——二氧化碳和水；
无氧呼吸——酒精和二氧化碳。
少数植物如：玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根
——缺氧时，可产生乳酸；
——高等动物剧烈运动时，在肌肉内产生乳酸。 成熟红细胞，蛔虫
乳酸菌
无氧呼吸——乳酸
预测结果及结论：
(1) 1左移，2不动，只进行需氧呼吸；
(2) 1不动，2右移，只进行厌氧呼吸；
(3) 1左移，2右移，需氧呼吸、厌氧呼吸都有。
酵母菌的细胞呼吸方式
小试牛刀
酵母菌 培养液
NaOH 溶液
装置2
装置1
在上述这个装置中，
1、若把酵母菌改为乳酸菌，液滴移动有何变化
2、若采用以上装置研究绿色植物的细胞呼吸，在
外界条件上应特别注意什么
再试牛刀
酵母菌 培养液
NaOH 溶液
装置1
装置2
国
有 1161kJ的能量储存在30molATP 中 2870kJ的能量
约60%的能量都以热能的形式散失
细胞呼吸过程中能量的变化
有氧呼吸——能量变化
释放： 196.65KJ 转移： 61.08KJ(2molATP)
无氧呼吸——能量变化
用于各项生命活动
1mol的葡萄糖
维持体温
底氧化 解
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。
克服暂时缺氧的应急措施
需氧呼吸
厌氧呼吸
区别 条件 需0 和酶
需酶
分解程度 彻底
不彻底
场所 细胞溶胶、线粒体
细胞溶胶
产物 CO 、H O
①C02、酒精②乳酸
能量释放 大量
少量
生成ATP 30ATP
2ATP
联系 过程 第I阶段完全相同
实质 分解有机物，释放能量
意义 ①为生命活动提供能量 ②为体内其他有机物的形成提供原料
三、需氧呼吸与厌氧呼吸比较
下列转变需经哪些生理过程才能实现
光能
J① 光合作用
糖类等有机物中稳定的化学能
细胞呼吸
ATP中活跃的化学能
ATP 水解
直接用于各种生命活动
思考
酵母菌：单细胞真菌
营养方式：异养
探究：酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
酒精和CO 是酵母菌在什么条件产生的(有氧 无氧 )
作出假设
有氧产生酒精 无氧产牛CO
设计实验
进行实验
验证假设、形成结论
酵母菌 培养液
酵母菌 培养液
通气
A
酵母菌 培养液
质量分数为10% 的NaOH溶液
B
酵母菌 培养液
接橡皮球 (或气泵)
澄清的 石灰水
澄清的 石灰水
日
具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸
处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精， 重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬。
橙色的重铬酸钾(K2Cr O )溶液，
在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色.
怎样鉴定有无酒精产生
这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。
再探究：
有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10%的氢氧化钠溶 液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰， 你同意吗 你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更 严谨
质量分数为10% 的NaOH溶液
接橡皮球 (或气泵)
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
渣清的 石灰水
A
3
再探究：
有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖 水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种
错误观点
A
葡萄糖 水溶液
质量分数为10% 的NaOH溶液
质量分数为10% 的NaOH溶液
A
醇母菌 培养液
B
酵母菌 培养液
接橡皮球 (或气泵)
接橡皮球 (或气泵)
澄清的 石灰水
澄清的 石灰水
水溶液
没清的 石灰水
再探究：
在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出 现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能 说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2 。你如何看待这个问
质量分数为10% 的NaOH溶液
先浑浊 后澄清
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
题
训练迁移
适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，
D
加入葡萄糖和7 并不断搅拌
其中适于产生酒精的装置是 ( A )
加入葡萄糖和水加入葡萄糖
C
加入水
A
B
如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，
分解葡萄糖产生等量的CO 那么这两种 呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是
A 、1:B B 、1:3 C、1:4 D、1:
6
在啤酒厂的发酵罐内通入大量O2后，发酵罐内 的酵母菌与酒精产量分别会( A )
A、增多、减少 B 、减少、增多
C、都增多 D 、都减少
下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点，不 正确的是
A.都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程 B.都有有机物的氧化分解
C.都有能量释放，并有ATP 的生成
D.分解产物中都有CO
呼吸作用过程中若有CO2放出，则可判断此过 程一定是( D )
A、 是有氧呼吸 B、是无氧呼吸
C、不是酒精发酵 D、不是乳酸发酵
需氧呼吸
厌氧呼吸
区别 条件 需0 和酶
需酶
分解程度 彻底
不彻底
场所 细胞溶胶、线粒体
细胞溶胶
产物 CO 、H O
①C02、酒精②乳酸
能量释放 大量
少量
生成ATP 30ATP
2ATP
联系 过程 第I阶段完全相同
实质 分解有机物，释放能量
意义 ①为生命活动提供能量 ②为体内其他有机物的形成提供原料
三、需氧呼吸与厌氧呼吸比较
温度
真空包装食品如何延长保质期 (2)O 的浓度 应用：低氧
CO
新疆的哈密瓜为什么那么甜
( 1 ) 温 度 应用：低温；增大昼夜温差
四、影响细胞呼吸的因素
氧分压
释放量
密闭的地窖中的生物 利用吸收O2 ,产 生 CO2抑制细胞呼吸的 原理来保存水果蔬菜 等。 (3)CO
应用：增加CO 的浓度
CO2 浓度
当稻谷等种子含水量超过14.5%时，呼吸速率 就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导 致粮食霉变。
酶数量的限制
细胞含水量
长时间无氧呼 吸供能不足
应用：种子晒干保存
(4)水
环境中水含量
咬速率
咏速率
气体 交换 相对 值 CO 释放 a C 0 吸收
思考：虚线代表 什么含义
厌氧呼吸CO2
产生量
0 :贮藏水果时下降到 a点最有利贮藏。
CO :增加CO 浓度，降低O 浓度有良好的保鲜效果。
有氧：C H 20 +60 +6H O→6CO +12H O
无氧：C H 20 →2C H OH+2CO
右图表示植物非绿
器官在不同O2 浓度 下，CO2 释放量和O2 吸收量的变化曲线
0 0 浓度
生物体与环境之间不间断的进行着物质交换和 能量转换，生物体内部也不断地进行物质和能 量的转变，从而完成生物体的自我更新。
新陈代谢： 活细胞中全部有序的化学变化的总称
把外界物质合成自身物质
储存能量
把自身物质分解、废物排出
释放能量
合成代谢
(同化作用)
分解代谢
(异化作用)
物质 代谢
能量 代谢
其实，细胞呼吸是一个开头很浪漫，过程很艰辛，结 局很凄美的爱情故事。故事要从生物必修一第72页讲起， 一个叫葡萄糖的胖小伙，邂逅了窈窕的美女——氧气。他 俩一见钟情，于是氧气约葡萄糖到线粒体中约会。约会这 天，葡萄糖来到细胞膜外面，在蛋白质的帮助下，穿过细 胞膜，到了细胞溶胶，看到了在线粒体里的氧气。然而葡 萄糖实在太胖了，无法进入线粒体，于是他对细胞溶胶里 的酶1说，“请你帮我减减肥吧”。于是酶1把葡萄糖分成 了两半，变成了丙酮酸，减肥实在太痛苦，掉了四颗眼泪， 也就是4个还原氢。于是瘦了一半的葡萄糖带着4个眼泪终 于进入了线粒体，但是氧气对他说，“亲爱的，你还是太 胖了，无法抱住我.”。不得已 ，瘦了一半的葡萄糖对线 粒体基质里的酶2说，“请你帮我变得再瘦一点吧”。结 果，瘦了一半的葡萄糖又被分成三份，变成了6个C O2。
这次减肥更是折磨，于是掉了20个眼泪。结果CO2 太轻
了，还没来得及碰到氧气美丽的裙摆，就飘出了线粒体， 飘出了细胞，被排出了体外。氧气只能和葡萄糖留下的24
颗眼泪在线粒体的内膜上举行了婚礼，婚礼现场，氧气 哭了，生成12份水。这就是需氧呼吸。后来，葡萄糖又一 次来到细胞溶胶，变成丙酮酸，但是却没再遇到氧气，于 是两眼一酸生成了乳酸。人生若只如初见，想到氧气可能 有了新欢，只能借酒消愁...
一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测 到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲 线依次代表
A 、02 、CO 、乳酸 乳酸、CO 、0
C 、CO 、0 、乳 酸 D、CO 、 乳酸、0
如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，分
解葡萄糖产生等量的CO 那么这两种呼吸作 用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是 B
A、1:2 B、1:3 C、1:4 D、1:6
在啤酒厂的发酵罐内通入大量O2后，发酵罐内 的酵母菌与酒精产量分别会( A )
A、 增多、减少 B、 减少、增多
C 、都增多 D、 都减少
7 、C H 0 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一
只实验小鼠放入含有放射性180 气体的容器内，180 进入 细胞后，最先出现的放射性化合物是： D
A、丙酮酸 B、乳 酸 C 、CO D 、H O
8、把小白鼠和青蛙从25℃的室温中移至 5℃的 环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化
C、 青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加
D、 青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少
A、两种动物的耗氧量都减少
B、两种动物的耗氧量都增加
C
下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点，不 正确的是 D
A.都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程
B.都有有机物的氧化分解
C.都有能量释放，并有ATP 的生成
D.分解产物中都有CO
呼吸作用过程中若有 C02放出，则可判断此过程 一定是( D )
A、是有氧呼吸 B、是无氧呼吸
C、不是酒精发酵 D、不是乳酸发酵
A、 肺细胞B、 内环境
C 、线粒体D 、细胞质基质
有氧呼吸最常用的物质是( C )
A 、淀粉 B 、 糖原 C 、葡萄糖 D、ATP
下列反应在细胞质溶胶和线粒体内均能完成的是
A.葡萄糖 → 丙酮酸 B.丙酮酸 → 酒精+C02
C.ADP+Pi+能量→ATP D.[H]+02 → H20
人体进行有氧呼吸的主要场所是(
把小白鼠和青蛙从25℃的室温中移至5℃的环 境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化 ( C )
A、两种动物的耗氧量都减少
B、两种动物的耗氧量都增加
C、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加
D、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少
(2)BC 段表示_ 随着氧分压增大，CO,的释放量增大
原因是氧分压增大，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸加强
(3)苹果在储藏过程中，最好选择图中 B 点所对应的
氧分压，原因是 在B点总呼吸强度最弱，有机物的消耗最少。
(4)无氧呼吸时间过长，植物也会死亡，原因是
无氧呼吸产生酒精会使细胞的蛋白质变性； 无氧呼吸产生能量少
(1)AB 段表示在一定范围内，随着 氧分压增大CO 的释放量减少
原因是氧分压增大，无氧呼吸受到抑制， 而 有 氧 呼 吸 又 很 弱 o
如图：表示苹果储藏过程中，随 着氧分压的变化，CO 释放量的 曲线。请回答：
氧分压
CO 释
放量
训练迁移
适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，
其中适于产生酒精的装置是( A )
D
加入葡萄糖和水 并不断搅拌
A
加入葡萄糖和水
B
加入葡萄糖
C
加入水