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(共19張PPT)
3.3 細(xì)胞呼吸——能量的轉(zhuǎn)化和利用（第1課時(shí)）
積極思維
【思考】在上圖實(shí)驗(yàn)裝置中，設(shè)計(jì)A瓶、B瓶、C瓶的目的分別是什么？
A.___________________、B._________________________________
C瓶石灰水變渾濁，說(shuō)明__________________________
鐘罩內(nèi)溫度上升，說(shuō)明______________________________
石灰水
石灰水
氫氧化鉀溶液
小白鼠
A
B
C
空氣泵
小鼠細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2
細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生了熱能
除去空氣中的CO2
檢測(cè)空氣中的CO2是否完全去除
一、細(xì)胞有氧呼吸是大多數(shù)生物獲取能量的主要途徑
1.有氧呼吸概念：
2.主要場(chǎng)所：
線粒體
細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。
外膜
內(nèi)膜
核糖體
嵴
基質(zhì)
內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。
線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。
細(xì) 胞
C6H12O6
2丙酮酸（C3H4O3）
酶
6 CO2
4[H]
少量能量
少量能量
酶
6 H2O
20[H]
12 H2O
6 O2
酶
大量能量
線粒體基質(zhì)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
線粒體內(nèi)膜
有氧呼吸過(guò)程示意圖
通常將NADH簡(jiǎn)化為[H]，讀作還原態(tài)氫
還原型輔酶Ⅰ
氧化型輔酶Ⅰ
氧化型輔酶Ⅰ
3.關(guān)于[H]
（1）C6H12O6
酶
2丙酮酸(C3H4O3)+ 4[H] + 能量（少量）
酶
6CO2 +20[H] + 能量（少量）
（2）2C3H4O3
+ 6H2O
酶
12H2O + 能量（大量）
（3）24[H] +6 O2
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 大量能量
酶
4.有氧呼吸的過(guò)程：
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體基質(zhì)
線粒體內(nèi)膜
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
物質(zhì)變化：
有機(jī)物（葡萄糖）→ 無(wú)機(jī)物（CO2+H2O）
能量變化：
ATP
大多數(shù)以
熱能散失
有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 → 熱能散失+ATP中活躍的化學(xué)能
階段 項(xiàng)目 第一階段 （糖酵解） 第二階段 （檸檬酸循環(huán)） 第三階段
場(chǎng) 所
反應(yīng)物
生成物
ATP產(chǎn)生量
葡萄糖
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體基質(zhì)
線粒體內(nèi)膜
丙酮酸+H2O
［H］+O2
丙酮酸+［H］
CO2+［H］
H2O
少量
少量
大量
5.有氧呼吸的三個(gè)階段
【易錯(cuò)提醒】
葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，但不是唯一的物質(zhì)，還有脂肪、蛋白質(zhì)等。
葡萄糖不能進(jìn)入線粒體，需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能進(jìn)入線粒體中進(jìn)一步分解。
真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)線粒體，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。線粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌(原核生物)無(wú)線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸。
人在劇烈運(yùn)動(dòng)后，肌肉會(huì)發(fā)酸；蘋(píng)果儲(chǔ)藏久了會(huì)有酒味。
請(qǐng)分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因？
二、細(xì)胞無(wú)氧呼吸也為生命活動(dòng)提供能量
(1)概念：
在沒(méi)有氧氣參與情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)分解成不完全分解，釋放少量能量，生成少量ATP的過(guò)程。
1.無(wú)氧呼吸
(2)場(chǎng)所：
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
C6H12O6
酶
2C2H5OH（乙醇）+2CO2+能量(少量)
無(wú)氧呼吸的總反應(yīng)式：
葡萄糖
丙酮酸+[H]
無(wú)O2
乙醇+CO2
酶
（高等植物、酵母菌）
乳酸
酶
（人、動(dòng)物、乳酸菌、
馬鈴薯塊莖、玉米胚）
酶
少量能量
第一階段
第二階段
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+能量(少量)
2.細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來(lái)源與去向
(2)無(wú)氧呼吸中的[H]和ATP都是第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生的。其中[H]在第二階段被用于還原丙酮酸，全部消耗，沒(méi)有積累。
(1)有氧呼吸過(guò)程中[H]、ATP的來(lái)源和去路
呼吸方式 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸
不同點(diǎn) 場(chǎng)所
氧氣參與
分解程度
產(chǎn)物
能量
ATP 生成階段
相同點(diǎn) 線粒體（主）和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
需要
不需要
CO2＋H2O
乳酸（酒精＋CO2）
熱能（主）
＋儲(chǔ)存在ATP中的化學(xué)能
乳酸/酒精中的化學(xué)能（主）
＋熱能＋儲(chǔ)存在ATP中的化學(xué)能
徹底氧化分解
不徹底氧化分解
第一、第二、第三階段
第一階段
第一階段完全相同，
反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同，都能氧化分解有機(jī)物，釋放能量
拓展：有氧呼吸中的電子傳遞鏈
葡萄糖分解(有氧呼吸第一階段)和丙酮酸氧化過(guò)程(有氧呼吸第二階段)(也稱(chēng)三羧酸循環(huán)階段)中生成的[H]是在線粒體內(nèi)膜上繼續(xù)氧化的。
1
在酶的催化下釋放電子和H＋，電子被鑲嵌在線粒體內(nèi)膜上的一系列特殊蛋白質(zhì)捕獲和傳遞，最終與O2、H＋結(jié)合，生成了H2O，而線粒體內(nèi)膜上的這些特殊蛋白質(zhì)則利用電子給予的能量將線粒體基質(zhì)中的H＋泵入內(nèi)膜和外膜的間隙，構(gòu)建了跨膜的H＋濃度梯度。
2
最終，H＋沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合成酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)，推動(dòng)ATP的合成。
3
拓展：有氧呼吸中的電子傳遞鏈
（1）為生物體的生命活動(dòng)提供能量。絕大多數(shù)生命活動(dòng)的所需要的能量（ATP）都是來(lái)源于細(xì)胞呼吸。因此，細(xì)胞呼吸是ATP的主要來(lái)源。
（2）生物體代謝的樞紐，為生物體其他化合物的合成提供原料。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的丙酮酸可以作為合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖。
三、細(xì)胞呼吸的意義
拓展：細(xì)胞呼吸方式的判斷(以真核生物為例)
(1)有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)無(wú)氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
(3)產(chǎn)生等量的CO2時(shí)消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量：無(wú)氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
(4)消耗等量的葡萄糖時(shí)，有氧呼吸消耗氧氣的物質(zhì)的量與有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量之和的比為3∶4。
四、細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中各物質(zhì)間物質(zhì)的量的比例關(guān)系

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