内容正文:
第5章细胞的能量供应和利用
第3节细胞呼吸的原理和应用(2)
新叶伸向和煦的阳光,
蚱蜢觊觎绿叶的芬芳。
它们为生存而获取能量,
能量在细胞里流转激荡!
第2课时 无氧呼吸和细胞呼吸原理
一、无氧呼吸
请阅读课本94页,在课本上找到以下问题的答案
1.无氧呼吸可以分为几个阶段?每个阶段的场所、每个阶段是否都产生能量?发生了什么变化(请用方程式的方式表示)?
2.总结无氧呼吸的总反应式。
3.无氧呼吸过程能量发生了什么变化?
4.总结什么叫发酵?什么叫无氧呼吸。
5.总结什么叫细胞呼吸?细胞呼吸对生物有什么意义?
1.无氧呼吸的场所: 。
2.无氧呼吸的过程
(1)第一个阶段:与 的第一个阶段完全相同。
(2)第二个阶段: 在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下,分解成 ,或者转化成乳酸。
注意:无氧呼吸第二阶段不释放能量。
细胞质基质
有氧呼吸
丙酮酸
酒精和二氧化碳
(一)无氧呼吸过程及概念
细胞质基质
线粒体
C6H12O6(葡萄糖)
散失
ATP
酶
[H]
能量
丙酮酸
酶
C2H5OH(酒精)
CO2
C3H6O3
(乳酸)
酶
C6H12O6
2C3H4O3 +4[H]+少量能量
酶
如动物、高等植物的某些器官(如马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根等)、乳酸菌等
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
酵母菌、绝大多数植物
4.无氧呼吸的概念:指细胞在 参与的情况下,葡萄糖等有机物经过 分解,释放 能量的过程。
5.细胞呼吸的概念:指有机物在细胞内经过一系列的 ,生成___________或其他产物,释放能量并生成 的过程。
没有氧气
不完全
少量
氧化分解
二氧化碳
ATP
3.无氧呼吸的类型及反应式
1.为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP,但要进行第二阶段反应呢?(提示信息:已知细胞中的NAD+的含量不多;丙酮酸不能运出细胞。)
由于细胞中NAD+的含量不多,随着NADH的积累,NAD+逐渐被消耗。当NAD+的含量很低时,细胞呼吸的第一阶段的过程就会停止,ATP的合成也会停止。因此为了保障通过细胞呼吸第一阶段的持续以获得ATP, NADH就要转化成NAD+来实现循环利用,来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外,丙酮酸是不能运出细胞的,如果持续积累,也会抑制细胞呼吸第一阶段的进行。
2.不同细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是什么?
不同细胞所具有的酶的种类不同,导致反应途径不同,产物也不同。
3.1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量,而1 mol葡萄糖在分解生成乳酸以后,只释放196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析,在进行无氧呼吸过程中,葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么?
无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要储存到乳酸或酒精中没有释放出来;而氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失。
4.骨骼肌中的丙酮酸被还原成乳酸,大部分从活跃的肌细胞中扩散到血液,然后又通过血液带回肝,在肝中重新转化成葡萄糖。从物质和能量角度解释乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是什么?
减少机体内物质和能量的浪费,有机物和能量再次被利用。
5.请从竞争的角度思考,乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸的意义是什么?
乳酸菌产生的乳酸排到外界环境中,会导致环境中pH降低,使得一些不耐酸的微生物死亡,有利于乳酸菌在竞争中占据优势。
(二)比较有氧呼吸和无氧呼吸
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所 ____________________ _____________
条件 需氧、酶 不需氧、_____
产物 ____________ _________________
能量 大量 少量
相同点 过程 葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同
实质 _________________________________
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
需酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
分解有机物,释放能量,合成ATP
原核生物可以
与有氧呼吸相关的酶、通氧气
1.没有线粒体是否一定不能进行有氧呼吸?
2.进行有氧呼吸需要什么条件?
思考:
3.病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸?
病毒不能进行细胞呼吸。它是特殊的生物体,其所需要的ATP等全部从宿主细胞中获得。
小试牛刀
1.如图是真核生物的细胞呼吸过程图解,图中