5.3 细胞呼吸的原理和应用（第二课时）-【精华备课】2023-2024学年高一生物上学期同步教学课件（2019人教版必修1）

新人教版 高一 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（第二课时） 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 概括地说，有氧呼吸是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，生成大量ATP的过程。 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，就是无氧呼吸。 1、概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2和其他产物，并且释放出能量并生成ATP的过程，叫做细胞呼吸。 2、实质：有机物氧化分解，释放能量 一、细胞呼吸的方式 二、有氧呼吸 1、概念 细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，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。 2、场所 对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸主要场所是线粒体。 线粒体具有内外两层膜，内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜和基质含有许多做与有氧呼吸有关的酶。 二、有氧呼吸 3、过程 第一阶段：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。 第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H] ，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧直接参与，是在线粒体基质中进行的。 第三阶段：上述两个阶段产生的[H] ，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 丙酮酸(C3H4O3)+ [H] + 能量（少量） 场所：细胞质基质 ① 丙酮酸彻底分解 酶 CO2 +[H] + 能量（少量） 场所：线粒体基质 ② 丙酮酸 【H】的氧化 酶 H2O + 能量（大量） 场所：线粒体内膜 ③ [H] + O2 + H2O 4、反应式 有氧呼吸的总反应式： ①有氧呼吸中氧元素的来源和去路： ②有氧呼吸过程中[H]的来源和去路: [H]=NADH(还原型辅酶I) A. [H]的来源:有氧呼吸的第 阶段 B. [H]的去路：在第 阶段中与 结合形成水 一、第二 三 氧气 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 4、反应式 这种呈现形式所反映的一些细节是存在问题的，比如有氧呼吸的第一阶段有水生成，但是这种呈现形式表明所有的水都是在第三阶段生成的。另外这种呈现形式可能会让学生误以为产生了24个NADH，而实际上一共只产生了10个NADH。学生还可能根据这种呈现形式将第三阶段理解成NADH直接和氧气结合，而实际上NADH要经过一系列的化学变化（电子传递），最终才能和氧气结合。 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 4、反应式 ③特别注意 5.有氧呼吸的能量转化 1mol 葡萄糖 2870kj 有氧呼吸 1161kj → 38ATP 其余能量→热能 （维持体温） 能量去向： 热能散失（约60%） ATP活跃的化学能（约40%） 所以有氧呼吸各物质的比例关系是 葡萄糖：氧：二氧化碳＝1:6:6 这个非常重要，是解决呼吸运算的金条法律。必须要记。 另外，有氧呼吸转化效率是40% 1mol的葡萄糖彻底氧化分解的能量为2870KJ，其中977.28KJ左右的能量储存在 中，另一部分以 形式散失。 ATP 热能 思考：此处1mol葡萄糖氧化分解后储存在ATP中的能量数值发生了变化？ 1个葡萄糖分子进行有氧呼吸，第一和第二阶段共生成了10个的NADH和2个的FADH2，同时经由底物水平磷酸化生成4个ATP（其中2个有时是GTP，此处均计算成ATP）。以前认为1个NADH经电子传递链和氧化磷酸化偶联后可以生成3个ATP，而1个FADH2可以生成2个ATP。因此1个葡萄糖氧化分解生成ATP分子的数量就是10×3＋2×2＋4＝38（若考虑糖酵解产生的2个NADH从细胞质基质运输到线粒体中，要经过穿梭系统，穿梭后2个NADH可能转变为2个FADH2，则生成ATP的数量为8×3＋4×2＋4＝36）。 研究表明，每4个H+可以生成1个ATP分子。由于1个NADH经由电子传递链可以将10个H+转运到线粒体膜间隙，而1个FADH2经由电子传递链只能转运6个H+。因此，1个NADH可以生