5.3 细胞呼吸的原理和应用2 （课件）人教版（2019）高中生物必修一(共15张PPT)

(共15张PPT)
生物（人教版）
高中生物 必修一
第五章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第二课时
细胞呼吸的过程
【学习目标】
1.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，
说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。
2.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明
细胞呼吸的实质。
线粒体的结构与功能
1.
细胞呼吸的场所：
线粒体
外膜
内膜
嵴
基质
细胞质基质、线粒体（主要）
线粒体
外膜
内膜
基质
含有与有氧呼吸相关的酶
向内折叠形成嵴，增大内膜表面积
也含有与有氧呼吸相关的酶
一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。
有氧呼吸过程
2.1
能
+6H2O
酶
C6H12O6
2C3H4O3
能
酶
6CO2+
6O2+24[H]
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
12H2O+
酶
能
4[H] +
第一阶段糖变酸
葡萄糖的初步分解
第二阶段
丙酮酸的彻底分解
你搅拌我搅拌，冒出气泡CO2
第三阶段
氢氧见
化作纯水御春寒
注：这里的[H]是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是指氧化型辅酶I（NAD十)转化成还原型辅酶I (NADH)。
人为将有氧呼吸划分为三个阶段
有氧呼吸过程
2.2
C6H12O6
2C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
（丙酮酸）
酶
6CO2+20[H] +少量能量
酶
2C3H4O3+6H2O
12H2O + 大量能量
24[H] + 6O2
酶
（场所：细胞质基质）
1. 葡萄糖的初步分解
（场所：线粒体基质）
2. 丙酮酸的彻底分解
（场所：线粒体内膜）
3. [H]的氧化
有氧呼吸的总反应式
2.3
约34%ATP
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
（2870KJ）
约66%热能
有氧呼吸:是指细胞在O2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CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。
区别：
1.有氧呼吸过程温和。
2.有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放。
3.有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中。
有氧呼吸与有机物体外燃烧的有何异同？
相同： 有氧呼吸和有机物体外燃烧的本质是一致的，都是有机物氧化分解释放能量的过程。
P93思考·讨论
1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870kJ的能量，可使977.28kJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？
转化效率大约是：977.28/2870=34%
转化为ATP 的ADP 为：977.28/30.54=32mol
2.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？
燃烧是一种迅速释放能量的过程,而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量,这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用,主要表现在两个方面:可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中;能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
无氧呼吸过程
3.1
能
酶
C6H12O6
2C3H4O3+4[H]
酶
2C2H5OH + 2CO2
细胞质基质
2C3H6O3
酶
第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全一样
第二阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳或者转化为乳酸
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+少量能量
例：高等动物（如肌细胞）、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）。
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+ 少量能量
酒精发酵
例：大多数植物（如水稻根、苹果果实）、酵母菌。
无氧呼吸的总反应式
3.4
注：微生物的无氧呼吸叫做发酵。但工业上的发酵并非完全无氧，比如醋酸发酵。
乳酸发酵
无氧呼吸：是指细胞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，释放出少量能量的过程。
同样是分解葡萄糖，无氧呼吸中葡萄糖的大部分能量仍存留在酒精或乳酸中，如1mo葡萄糖分解成乳酸后，只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量都以热能形式散失了。正因为如此，大部分生物体在长期缺氧状态下，无法生存。此外酒精和乳酸的大量积累对生物体也是有害的。但无氧呼吸可作为特殊情况下有氧呼吸的补充，是生物适应性的表现。人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
无氧呼吸的定义
3.5
注：只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内一般无线粒体。
P94 有氧呼吸与无氧呼吸的比较
3.6
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 条件
场所
分解程度
产物
能量释放
相 同 点 反应条件
本质
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
3.6
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 条件 氧气、多种酶 无氧、需要多种酶
场所 细胞质基质(第一阶段)、 线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量释放 大量 少量，未释放能量储存在酒精或乳酸中
相 同 点 反应条件 需酶和适宜温度
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
小结：何为细胞呼吸
是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。也称呼吸作用。
细胞呼吸的意义
3.7
为什么说细胞呼吸在生命活动的能量供应中有重要作用？
为什么说呼吸作用过程是各种有机物相互转化的枢纽？
生物体内的糖类，脂质，蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生命活动利用，需要通过呼吸作用分解有机物，释放能量，转化到能量通货“ATP” 中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，如细胞分裂，矿质元素的吸收，有机物之间的转化等。
呼吸作用的过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质的原料。呼吸作用能把生物体内的糖代谢，脂质代谢，蛋白质代谢等连成一个整体，成为体内各种有机物相互转化的枢纽。蛋白质、糖类和脂质代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。