内容正文:
生物学(新人教版)
分子与细胞
第五章第3节
细胞呼吸的原理和应用
(第2课时)
生物界所有生物的一切生命活动都需要能量。无论是人类还是细菌,如果能量供应一旦停止,生命也将结束。
新课导入
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生命活动需要的能量主要由细胞呼吸释放的能量提供,细胞呼吸是生物体获得能量的主要代谢途径。
细胞呼吸也是一种氧化反应,它与汽油的燃烧在本质上是相同的。
汽车发动机的动力是由汽油等燃料的燃烧提供的,这一剧烈的氧化反应消耗氧气,产生二氧化碳,从而释放大量能量,驱动汽车运行。同样,细胞分裂、肌肉收缩、神经传导等生命活动也需要能量,这些能量来自于细胞内特殊的“燃料燃烧”过程——细胞呼吸
(cell respiration)(图4-30)。细胞呼吸有几种方式?细胞呼吸过程中发生了哪些物质和能量的变化?其原理在农业生产和生活实践中有哪些方面的应用?
细胞呼吸
(1)概念:
生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放能量、生成ATP的总过程,叫做细胞呼吸。
(2)细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能 量的过程。
(3)类型:有氧呼吸和无氧呼吸
一.有氧呼吸
1.主要场所:线粒体
外膜
内膜
嵴
基质
线粒体的电镜照片(放大4500倍)
一.有氧呼吸
2.有氧呼吸的过程
C6H12O6
第一阶段:葡萄糖的初步分解
场所:细胞质基质
2C3H4O3 +4[H] + 能量(少量)
(丙酮酸)
酶
一.有氧呼吸
2.有氧呼吸的过程
第二阶段:丙酮酸彻底分解
场所:线粒体基质
2C3H4O3+6H2O
(丙酮酸)
酶
6CO2+20[H] + 能量(少量)
一.有氧呼吸
2.有氧呼吸的过程
第三阶段: [H]的氧化
场所:线粒体内膜
24[H] + 6O2
酶
12H2O + 能量(大量)
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
有氧呼吸三个阶段的比较
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
丙酮酸、水
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
一.有氧呼吸
一.有氧呼吸
3.有氧呼吸总反应式
4.有氧呼吸概念
细胞在____的参与下,通过_______的催化作用,把_______等有机物_______________,产生_____和_____,释放______,生成_________的过程。
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
大量ATP
在细胞内,1 mol的葡萄糖彻底氧化分解以后,释放的能量约为2870kJ,其中可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中,余下能量则以热能的形式散失掉了。
一.有氧呼吸
1.让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的
化合物是( )
A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸
B
练一练
2.如图为线粒体结构模式图,下列有关有氧呼吸的叙述正确的是 ( )
A.葡萄糖分解为丙酮酸和[H]是在②中进行的
B.有氧呼吸中释放能量最多的过程发生在③上
C.有氧呼吸的三个阶段均需要氧气的直接参与
D.有氧呼吸释放的能量大多都储存在ATP中
B
二.无氧呼吸
1. 场所:细胞质基质(唯一场所)
2. 过程:
第一阶段:葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+4[H]+能量
(少量)
2C3H4O3(丙酮酸)
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二.无氧呼吸
第二阶段:丙酮酸不彻底分解
+4[H]
酶
2C3H6O3(乳酸)
(1)产乳酸:
2丙酮酸(C3H4O3)
2C2H5OH(酒精)
(2)产酒精:
酶
+4[H]
2丙酮酸(C3H4O3)
+2CO2
2. 过程:
a.高等动物(骨骼肌细胞、人成熟的红细胞)b.乳酸菌
c.高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等)
大多数植物(苹果果实、根)、酵母菌
二.无氧呼吸
3. 定义
在没有 参与的情况下, 等有机物经过 分解,释放 能量的过程。
氧气
葡萄糖
不完全
少量
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二.无氧呼吸
4.特点:
(1)有氧气时,无氧呼吸受到抑制
(2)无氧呼吸仅发生在细胞质基质、
仅第一阶段产生能量(ATP)
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类型
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区
别 场 所
条 件
产 物
释 能
物质
分解
ATP
联 系
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧、多种