ATP的主要来源—细胞呼吸上课.ppt

项目 内容 要求 考点 1.有氧呼吸和无氧呼吸概念和过程 重难点 1.细胞呼吸的基本类型、过程 2.细胞呼吸的意义和应用 10月月7日，日，2013年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典揭晓，美国科年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典揭晓，美国科学家詹姆斯学家詹姆斯 E 罗斯曼和兰迪罗斯曼和兰迪 谢克曼、德国科学家托马斯谢克曼、德国科学家托马斯 聚德霍聚德霍夫共享奖项。他们的研究揭示了细胞如何组织其转运系统夫共享奖项。他们的研究揭示了细胞如何组织其转运系统“囊泡转运囊泡转运”的奥秘”的奥秘。有机物在有机物在细胞内细胞内经过一系列的经过一系列的氧化分解氧化分解，最终，最终生生成成COCO2 2或或其他产物其他产物，并且，并且释放出能量释放出能量的总过程。的总过程。细胞呼吸的概念：细胞呼吸的概念：又叫又叫生物生物氧化。氧化。实质：氧化分解有机物释放能量实质：氧化分解有机物释放能量 根据是否需要根据是否需要氧氧分为分为：有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸（主要形式主要形式）现在地球上绝大多数生物的呼吸方式以哪种为主？为什么？现在地球上绝大多数生物的呼吸方式以哪种为主？为什么？思考：思考：有氧呼吸有氧呼吸 因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能量，因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能量，有有氧呼吸比无氧呼吸放能效率高得多氧呼吸比无氧呼吸放能效率高得多，所以有氧呼吸得到较，所以有氧呼吸得到较大发展，成为主要方式。大发展，成为主要方式。呼吸：呼吸：机体与环境之间机体与环境之间O O2 2和和COCO2 2交换的过程。交换的过程。细胞呼吸细胞呼吸也称也称呼吸作用呼吸作用 是指是指有机物有机物在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解，生成生成CO2CO2或其他物质，释放出能量并或其他物质，释放出能量并生成生成ATPATP 的过程。的过程。对比对比 呼吸和呼吸作用的区别呼吸和呼吸作用的区别 C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H4 4O O3 3 酶酶 6CO6CO2 2 4H4H 能量能量 2ATP2ATP 热热 能量能量 2ATP2ATP 热热 酶酶 6H6H2 2O O 20H20H 12H12H2 2O O 6O6O2 2 酶酶 能量能量 34ATP34ATP 热热 线粒体线粒体 细胞质基质细胞质基质 一、有氧呼吸一、有氧呼吸 有氧呼吸的三个阶段有氧呼吸的三个阶段 葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质场所：线粒体基质 H的氧化的氧化 场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜 C6H12O6 酶酶 2C3H4O3+4 H+能量能量（少）（少）6CO2+20 H+能量能量（少）（少）2C3H4O3+6H2O 酶酶 酶酶 12H2O+能量能量（大量）（大量）24H+6O2 有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较 细胞质细胞质基质基质 主要是主要是葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸HH 少量少量 丙酮酸丙酮酸 COCO2 2、HH 少量少量 HH、O O2 2 H H2 2O O 大量大量 线粒体线粒体 线粒体线粒体 对比对比 主要场所：主要场所：线粒体线粒体 能量去向：能量去向：一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中 总反应式：总反应式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细胞在细胞在_的参与下，通过的参与下，通过_的催化作用，把的催化作用，把_等有机物等有机物_，产生，产生_和和_，释放，释放_,_,生成生成_的过程。的过程。有氧呼吸小结有氧呼吸小结(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)氧氧 多种酶多种酶 葡萄糖葡萄糖 COCO2 2 H H2 2O O 能量能量 彻底氧化分解彻底氧化分解 许多许多ATPATP C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 +6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量 酶酶 3838个个ATPATP 无氧呼吸：无氧呼吸：一般是指细胞在一般是指细胞在缺氧缺氧的条件下，通过的条件下，通过酶酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底不彻底氧化的产物氧化的产物，同时释放出，同时释放出少量能量少量能量的过程。的过程。葡萄糖葡萄糖 丙酮酸丙酮酸 无无O O2 2 过程：过程：酒精酒精+CO+CO2 2+少量能量少量能量 酶酶 （大部分高等植物、大部分高等植物、酵母菌酵母菌）乳酸乳酸+少量能量少量能量 酶酶 （马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物（马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物肌细胞、肌细胞、乳酸菌乳酸菌）二、无氧呼吸二、无氧呼吸 场所：场所：细胞质基质细胞质基质 无氧呼吸总反应式无氧呼吸总反应式 C C6 6H H1212O O6 6 酶酶 2 C2 C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+少量能量少量能量 C C6 6H H1212O O6 6 2 C2 C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO+2CO2 2 +少量能量少量能量 酶酶 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官 （马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵发酵 微生物的无氧呼吸微生物的无氧呼吸 （酒精发酵、乳酸发酵）（酒精发酵、乳酸发酵）无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中精或乳酸中 无氧呼吸的意义无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。能量以适应缺氧环境条件。人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。能量，满足人体的需要。三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 不同点不同点 相同点相同点 场所场所 条件条件 产物产物 能量能量 变化变化 联系联系 实质实质 细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体 细胞质基质细胞质基质 需分子氧、需酶需分子氧、需酶 不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶 COCO2 2、H H2 2O O 酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸 释放大量能量，合成释放大量能量，合成38ATP(38ATP(三个阶段都有三个阶段都有）释放少量能量，合成释放少量能量，合成 2ATP2ATP（第一阶段有）（第一阶段有）从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同 分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP 知识总结知识总结 呼吸作用的概念呼吸作用的概念 呼吸作呼吸作用类型用类型 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 呼呼 吸吸 作作 用用 葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解 丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解 HH的氧化的氧化 丙酮酸不丙酮酸不彻底分解彻底分解 乳酸发酵乳酸发酵 酒精发酵酒精发酵 葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解 VSVS 1.1.场所场所 3.3.物质变化物质变化 4.4.能量变化能量变化 2.2.条件条件 1.1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。四、呼吸作用的意义：四、呼吸作用的意义：2.2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。思考：有氧呼吸中氧元素的来源和去路思考：有氧呼吸中氧元素的来源和去路 特别提醒特别提醒 有氧呼吸与线粒体有氧呼吸与线粒体 (1)(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体：有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。原核细胞无线粒体，在细胞膜上和细胞质中进行有原核细胞无线粒体，在细胞膜上和细胞质中进行有氧呼吸（硝化细菌、蓝藻）。氧呼吸（硝化细菌、蓝藻）。(2)(2)无线粒体的真核细胞无线粒体的真核细胞(生物生物)只能进行无氧呼吸，如只能进行无氧呼吸，如 哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。典例导悟典例导悟 下列有关呼吸作用的叙述中下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是错误的是 ()A A蛔虫进行无氧呼吸蛔虫进行无氧呼吸 B B哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸 C C长跑时长跑时，人体产生的人体产生的COCO2 2是有氧呼吸和无氧呼吸的是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物共同产物 D D发酵和无氧呼吸并不是同一概念发酵和无氧呼吸并不是同一概念 答案 C 自主梳理自主梳理 1ATP产生速率与产生速率与O2供给量之间的关系供给量之间的关系(1 1)A)A点表示在无氧条件下点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分细胞可进行无氧呼吸分解有机物解有机物，产生少量产生少量ATPATP。(2 2)AB)AB段表示随段表示随O O2 2供应量增多供应量增多，有氧呼吸明显加强有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATPATP的产生速的产生速率随之增加率随之增加。(3 3)BC)BC段表示段表示O O2 2供应量超过一定范围后供应量超过一定范围后，ATPATP的产生速的产生速率不再加快率不再加快，此时的限制因素可能是此时的限制因素可能是酶酶、ADPADP、磷酸磷酸等等。2.2.呼吸作用类型的判断呼吸作用类型的判断(3)若有若有H2O产生，则一定有有氧呼吸。产生，则一定有有氧呼吸。(1)不消不消耗耗O2 无无CO2产生：细胞只进行产乳酸的无氧呼吸产生：细胞只进行产乳酸的无氧呼吸有有CO2产生：细胞只进行产酒精的无氧呼吸产生：细胞只进行产酒精的无氧呼吸(2)消耗消耗O2，产生产生CO2，O2消耗量消耗量CO2产生量：细胞只进行产生量：细胞只进行 有氧呼吸有氧呼吸O2消耗量消耗量CO2产生量：细胞进行有产生量：细胞进行有 氧呼吸分解的底物不是糖类，氧呼吸分解的底物不是糖类，可能是脂肪可能是脂肪O2消耗量消耗量CO2产生量：细胞同时进产生量：细胞同时进 行有氧呼吸和无行有氧呼吸和无氧呼吸氧呼吸 且有氧呼吸分解的底物为葡萄糖且有氧呼吸分解的底物为葡萄糖 3影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用(1 1)呼吸速率与温度的关系呼吸速率与温度的关系 温度对呼吸速率的影响是通过影响酶的活性实现的温度对呼吸速率的影响是通过影响酶的活性实现的。最适温度时最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低低，甚至变性失活甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降性下降，细胞呼吸受抑制细胞呼吸受抑制。生产上常利用这一原理在生产上常利用这一原理在低温低温下储存蔬菜下储存蔬菜、水果水果，在大棚蔬菜的栽培过程中在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降低温度夜间适当降低温度，降低细胞降低细胞呼吸呼吸，减少有机物的消耗减少有机物的消耗，提高产量提高产量。(2 2)呼吸速率与呼吸速率与O O2 2浓度的关系浓度的关系 O O2 2浓度低时，无氧呼吸占优势；随浓度低时，无氧呼吸占优势；随O O2 2浓度增大，无氧浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当