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1、第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量一、二、细胞内CO2细胞呼吸呼吸与细胞呼吸O2O2气体交换呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量p89需氧呼吸（主要方式）厌氧呼吸细胞呼吸p91回顾已学知识，已学的与需氧呼吸有关的知识有哪些？初中：高中：1.C6H12O6+O2 CO2+H2O+能量2.分解有机物，释放能量 1.线粒体是需氧呼吸的主要场所p412.真核生物的需氧呼吸就在细胞溶胶和线粒体内进行的p453.原核细胞可以进行需氧呼吸，与需氧呼吸有关的酶分布 在细胞膜和细胞溶胶p594.放能反应合成ATPp65（细胞呼吸）需氧呼吸的意义之一：为大多数生命活动提
2、供ATP回顾已学知识，已学的与需氧呼吸有关的知识有哪些？初中：高中：1.C6H12O6+O2 CO2+H2O+能量2.分解有机物，释放能量 1.线粒体是需氧呼吸的主要场所p412.真核生物的需氧呼吸就在细胞溶胶和线粒体内进行的p453.原核细胞可以进行需氧呼吸，与需氧呼吸有关的酶分布 在细胞膜和细胞溶胶p594.放能反应合成ATPp65（细胞呼吸）需氧呼吸的意义之一：为大多数生命活动提供ATP问题1：氧气进入机体细胞内在何处被消耗？细胞溶胶？线粒体？细胞溶胶和线粒体？任务一：探究O2被消耗的场所1.实验材料：大肠杆菌、酵母菌、破碎器、离心机、葡萄糖溶液、ATP溶液、若干试管、测定溶解氧仪器等（
3、具体检测过程不作要求）2.实验思路：试管编号 添加的细胞结构 添加的物质实验结果123酵母菌匀浆酵母菌细胞溶胶酵母菌线粒体 葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液溶解氧减少溶解氧不减少溶解氧不减少试管编号 添加的细胞结构 添加的物质实验结果123酵母菌匀浆细胞溶胶线粒体 葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液溶解氧减少溶解氧不减少溶解氧不减少45细胞溶胶线粒体 丙酮酸溶液丙酮酸溶液溶解氧不减少溶解氧减少实验结论：氧气在细胞中的消耗场所是线粒体大胆推测：葡萄糖在细胞溶胶中分解产生丙酮酸,丙酮酸进入线粒体进一步被分解。问题2：葡萄糖能否直接进入线粒体内反应？CO2和H2O无反应问题3：葡萄糖在细胞溶胶中反应除了产
4、生丙酮酸（C3H4O3），还有其他物质产生吗？资料1：有研究者在上一实验的 2号试管（细胞溶胶组）中加入蓝色染剂 DCPIP（二氯酚靛酚，一种氧化剂），DCPIP被还原而褪色。结论：细胞溶胶中有还原性物质生成。第一阶段：场所：细胞溶胶氧化态DCPIP（深蓝色）还原态DCPIP（无色）被还原还原氢细胞溶胶+葡萄糖需氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能第一阶段名称：第二阶段名称：第三阶段名称：细胞溶胶主要是葡萄糖丙酮酸H少量糖酵解第一阶段：场所：细胞溶胶C6H12O62丙酮酸酶4H能2ATP热能散失C6H12O6酶2丙酮酸4【H】能量(少量)糖酵解资料3：丙酮酸穿过线粒体外膜孔蛋白的通道进入内外膜
5、的间隙，又由内膜上专一的丙酮酸移位酶将其转移到线粒体基质内。丙酮酸（C3H4O3）在线粒体基质中存在脱氢的过程。资料4：1936年前后，英籍德裔科学家克雷布斯利用鸽子飞行肌（呼吸速率异常高、代谢旺盛）研究物质代谢，通过实验证明丙酮酸在按照特定的物质顺序依次发生化学变化，这里只有“脱氢”而没有 O2 参与。结论：第二阶段：场所：线粒体基质丙酮酸（C3H403）CO2NADH+H+丙酮酸在线粒体基质中逐步分解为CO2需氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能第一阶段名称：第二阶段第三阶段名称：细胞溶胶主要是葡萄糖丙酮酸H少量糖酵解丙酮酸,H2OCO2、H少量线粒体基质C6H12O62丙酮酸酶4H能2A
6、TP热能散失第二阶段：场所：线粒体基质6CO2能2ATP热能散失酶20H6H2O2丙酮酸+6H2O 6CO220【H】能量（少量）酶资料5：研究发现，氰化物能够破坏线粒体内膜上部分蛋白结构功能，引起组织细胞不能利用氧气。氧气在线粒体内膜上利用消耗。资料6：用18O标记O2，短时间内测得H2O中出现放射性。氧气消耗形成水。第三阶段：场所：线粒体内膜需氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能第一阶段名称：第二阶段名称：第三阶段名称：细胞溶胶主要是葡萄糖丙酮酸H少量糖酵解丙酮酸,H2OCO2、H少量线粒体基质H、O2H2O大量线粒体内膜电子传递链柠檬酸循环C6H12O62丙酮酸酶4H能2ATP热能散失电
7、子传递链第三阶段：场所：线粒体内膜6CO2能2ATP热能散失酶20H6H2O12H218O618O2酶能28ATP热能 24【H】+618O2 12H218O+能量（大量）酶1.糖酵解 2.柠檬酸循环3.电子传递链C6H12O6酶2C3H4O34【H】能量(少量)2C3H4O3+6H2O 6CO220【H】能量（少量）酶 24【H】+6O2 12H2O+能量（大量）酶需氧呼吸的总反应方程式:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶 葡萄糖中稳定的化学能 热能+ATP中活跃的化学能能量转化：糖分子失去氢原子，氧分子获得氢原子细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解p91无论是木
8、头燃烧还是需氧呼吸，反应的实质都是将有机物（如葡萄糖）中的碳氧化为二氧化碳，将氢氧化成水。需氧呼吸的概念:指细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把葡萄糖 等 有 机 物 _，产 生 _ ，释 放_的过程。O2彻底氧化分解酶CO2 和H2O大量能量1.糖酵解 2.柠檬酸循环3.电子传递链C6H12O6酶2C3H4O34【H】能量(少量)2C3H4O3+6H2O 6CO220【H】能量（少量）酶 24【H】+6O2 12H2O+能量（大量）酶 葡萄糖中稳定的化学能 热能+ATP中活跃的化学能能量转化：p92p91动力车间p93第二阶段：在有氧情况下丙酮酸才能进入线粒体细胞在无氧或缺氧的条件下，丙酮
9、酸是否还会进入细胞在无氧或缺氧的条件下，丙酮酸是否还会进入线粒体进行反应？线粒体进行反应？需氧型生物：厌氧型生物：兼性厌氧型生物：主要进行需氧呼吸，但部分细胞可以进行厌氧呼吸,如人、动物和植物。只能进行厌氧呼吸的生物,如破伤风杆菌、蛔虫、乳酸菌、(哺乳动物的成熟红细胞)。在有氧或无氧环境中都能生长，如酵母菌。p941、场所：细胞溶胶2、过程：C6H12O6 2C3H4O3+4H+能量(少量)酶 2C3H4O3+4H 酶 2C2H5OH(乙醇)+2CO2 2C3H6O3(乳酸)乳酸脱氢酶 第一阶段:第二阶段:与需氧呼吸第一阶段完全相同转移到2ATP热能散失厌氧呼吸C6H12O6酶2C3H6O3(
10、乳酸)+能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量酶高等植物：如水稻、苹果等酵母菌高等动物高等植物的某些器官：马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根乳酸菌厌氧呼吸总方程式p94 细胞在无O2或供氧不足的条件下，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，如乳酸或者酒精和CO2，同时释放出少量能量的过程。厌氧呼吸概念：同样是分解葡萄糖，为何厌氧呼吸只能释放少量能量？厌氧呼吸时，葡萄糖氧化不彻底。能量存留在酒精或乳酸中。释放的少量的能量的去路：ATP中活跃的化学能;以热能的形式散失 1.厌氧呼吸的意义p94-P95小分子合成大分子，吸能反应2.需氧呼吸的意义呼吸速率呼吸速率影响细胞呼吸的
11、因素和生产实践的应用1.温度2.O2浓度3.CO2浓度4.细胞的含水量外部因素:6 CO2 +12H2O+能量 C6H12O6+6H2O +6O2 酶1.温度影响 的活性酶应用1：贮存水果、稻种时可适当_温度 2：温室栽培夜晚可 来提高产量降低适当降温降低呼吸作用可减少有机物消耗1.图表示两类动物的耗氧量与环境温度的关系，请分析甲、乙两种动物()A甲是变温动物、乙是恒温动物 B甲是恒温动物、乙是变温动物 C甲乙都是恒温动物 D甲乙都是变温动物B温度的影响2.氧气 将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，并根据所测得的数据，绘制如图。AOB
12、DEC氧气含量气体变化量促进需氧呼吸，抑制厌氧呼吸1：制造酸奶、泡菜时容器要密封 2：松土，水稻定期排水,促进根的需氧呼吸 3：果蔬适宜密封储藏应用:(1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是 的产物。(2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,原因是 。(3)由B到C,CO2的释放量又不断增加,其主要原因是 。(4)点代表生物学意义厌氧呼吸消失点。(5)若|BD|=|DE|，那么，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖之比为多少？(6)为了有利于贮藏蔬菜或水果,贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?采取这一措施的理由是 。厌氧呼吸氧气增加，厌氧呼吸受抑制这时需氧呼吸较弱，同时又抑制厌氧
13、呼吸，糖类等有机物消耗较少。B点氧气充足时，需氧呼吸加强，释放CO2量增多C1：31.二氧化碳释放量与氧气浓度的关系符合上图的生物有哪些 植物、酵母菌2.如果换成动物细胞、乳酸菌呢？思考酵母菌O2吸收量=CO2释放量:只进行需氧呼吸O2吸收量CO2释放量:两种呼吸方式同时进行酒精量=CO2释放量:只进行厌氧呼吸酒精量CO2释放量:两种呼吸方式同时进行O2吸收量=0，CO2有释放量:只进行厌氧呼吸3.人体剧烈运动时呼出的二氧化碳是来源于什么呼吸方式？3.水分应用1:玉米、稻种等粮食储藏前要先_ 2:种子萌发前要先_晒干用水浸泡一定范围内水分越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。4.CO2 CO2是细胞
14、呼吸的产物，过高的CO2浓度可以抑制细胞的呼吸速率.应用：地窖中二氧化碳浓度较高，抑制细胞的呼吸速率乳酸菌？思考：从细胞呼吸原理分析种子储存，蔬菜、水果保鲜可采取什么措施？措施种子储存蔬菜水果保鲜零上低温、低氧、高CO2(或N2)、干燥零上低温、低氧、高CO2(或N2)、湿度适中影响细胞呼吸的因素和生产实践的应用1.温度2.O2浓度3.CO2浓度4.细胞的含水量外部因素:内部因素：主要指不同的生物种类、同一植物的不同器官、不同发育时期的呼吸酶的种类、数量不同。6 CO2 +12H2O+能量 C6H12O6+6H2O +6O2 酶细胞呼吸是细胞代谢的核心活化蓝绿黄橙色到灰绿酵母菌培养液的配制酵母
15、菌培养液的配制取取20g20g新鲜的食用酵母菌，分新鲜的食用酵母菌，分成两等份分别放入锥形瓶成两等份分别放入锥形瓶A(500mL)A(500mL)和锥形瓶和锥形瓶B(500mL)B(500mL)中，中，各加各加10ml10ml蒸馏水溶解制成酵母液。蒸馏水溶解制成酵母液。先将有关溶液分别加入锥形瓶中，然后按照如图所示连先将有关溶液分别加入锥形瓶中，然后按照如图所示连接方式将实验装置连接在一起。接方式将实验装置连接在一起。吸收空气中的CO2澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2的产生澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2的产生10%NaOH注意注意：COCO2 2可使可使澄清的石灰水澄清的
16、石灰水变混浊，变混浊，也可使也可使溴溴麝香草酚蓝溶液麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或根据石灰水混浊程度或溴溴麝香草酚蓝溶液变成麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中，可以检测酵母菌培养液中COCO2 2的产生情况的产生情况。检测检测CO2CO2的产生的产生水浴加热（水浴加热（25-3525-35），约），约10Min10Min后，可以检测后，可以检测COCO2 2.检测酒精的产生检测酒精的产生检测酒精的产生检测酒精的产生2 mL2 mL2 mL2 mL酵母菌培养液的滤液，加酵母菌培养液的滤液，加酵母菌培养液的滤液，加酵母菌培养液的
17、滤液，加0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mL溶有溶有溶有溶有0.1 g0.1 g0.1 g0.1 g重铬酸钾重铬酸钾重铬酸钾重铬酸钾的浓硫酸溶液的浓硫酸溶液的浓硫酸溶液的浓硫酸溶液(质量分数为质量分数为质量分数为质量分数为95%97%)95%97%)95%97%)95%97%)并轻轻振荡，使它们并轻轻振荡，使它们并轻轻振荡，使它们并轻轻振荡，使它们混合均匀。（混合均匀。（混合均匀。（混合均匀。（橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾溶液在溶液在溶液在溶液在酸性酸性酸性酸性条件下与条件下与条件下与条件下与乙醇乙醇乙醇乙醇发生化学反应，变成发生化学反应，变成发生化学反
18、应，变成发生化学反应，变成灰绿色灰绿色灰绿色灰绿色。）。）。）。）注意：注意：注意：注意：由于由于由于由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，因此，因此，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。警示警示警示警示:浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓
19、慢、小心。浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。检测酒精的产生检测酒精的产生检测酒精的产生检测酒精的产生各取各取各取各取2 mL2 mL2 mL2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入酵母菌培养液的滤液，分别注入酵母菌培养液的滤液，分别注入酵母菌培养液的滤液，分别注入2 2 2 2支干净的试管支干净的试管支干净的试管支干净的试管中。向试管中分别滴加中。向试管中分别滴加中。向试管中分别滴加中。向试管中分别滴加0.5 mL0.5 mL0.5 mL0.5 mL溶有溶有溶有溶有0.1 g0.1 g0.1 g0.1 g重铬酸钾的浓硫重铬酸钾的浓硫
20、重铬酸钾的浓硫重铬酸钾的浓硫酸溶液酸溶液酸溶液酸溶液(质量分数为质量分数为质量分数为质量分数为95%97%)95%97%)95%97%)95%97%)并轻轻振荡，使它们混合均并轻轻振荡，使它们混合均并轻轻振荡，使它们混合均并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。（匀。观察试管中溶液的颜色变化。（匀。观察试管中溶液的颜色变化。（匀。观察试管中溶液的颜色变化。（橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾溶溶溶溶液在液在液在液在酸性酸性酸性酸性条件下与条件下与条件下与条件下与乙醇乙醇乙醇乙醇发生化学反应，变成发生化学反应，变成发生化学反应，变成发生化学反应，变成灰绿色灰绿
21、色灰绿色灰绿色。）。）。）。）注意：注意：注意：注意：由于由于由于由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，因此，因此，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。警示警示警示警示:浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴
22、加浓硫酸时要缓慢、小心。浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。拓展1、呼吸速率的测定装置 呼吸类型的确认及测定只要种子进行需氧呼吸，红色液滴_移动装置1种子进行厌氧呼吸，红色液滴_移动单位时间O2的消耗量可以表示呼吸速率向左不装置2：反映气体总体积的变化种子只进行需氧呼吸，红色液滴_移动种子只进行厌氧呼吸，红色液滴_移动种子进行需氧呼吸和厌氧呼吸，红色液滴_移动向右不向右拓展2、呼吸底物的确定问题:若该萌发种子的呼吸底物不只是葡萄糖？油脂含H比例高，消耗O2多，产生CO2少。装置装置3？拓展3、怎样设置对照实验，以排除实验误差对实验结果的干扰,使实验结果更精确？煮熟种子设置对照实验NaOH溶液拓展4、若用长有叶片的幼苗进行呼吸作用的相关实验,该装置还应怎样处理？装置放在黑暗条件下进行实验课堂练习1.图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置图,请据图分析回答:(1)A瓶加入的试剂是 ,其目的是_(2)C瓶和E瓶加入的试剂是 ,其作用是 。(3)图中装置(填“有”或“无”)错误之处如果有请在相应的图中加以改正。(4)D瓶应封口放置一段时间后,再连通E瓶,其原因是 。NaOH溶液排除空气中CO2对实验结果的干扰澄清的石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)检测CO2的产生有