5.3.2細(xì)胞呼吸的原理與應(yīng)用第二課時(shí)第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。1、都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？2、為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3、在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)它自身有什么意義？通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂；密封則是避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無(wú)氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。能為自己的生命活動(dòng)提供少量能量。問(wèn)題探討科學(xué)家根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類型。三、有氧呼吸請(qǐng)帶著這些問(wèn)題閱讀教材P92—93有氧呼吸有關(guān)的內(nèi)容。1.有氧呼吸的主要場(chǎng)所在哪？它有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)決定它的功能？2.用化學(xué)反應(yīng)式的形式在草稿紙上寫(xiě)出每個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)式，并注明反應(yīng)的具體場(chǎng)所。4.請(qǐng)分組討論回答教材P93的思考討論題。3.請(qǐng)根據(jù)你的閱讀，書(shū)寫(xiě)有氧呼吸的總反應(yīng)式，并分析反應(yīng)物中的水能夠與生成物中的水相抵消嗎？并給有氧呼吸下定義。5.請(qǐng)根據(jù)有氧呼吸的過(guò)程分析，影響有氧呼吸的因素有哪些？1、主要場(chǎng)所：線粒體雙層膜結(jié)構(gòu)，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。嵴的周?chē)錆M了液態(tài)的基質(zhì)，稱為線粒體基質(zhì)。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。外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)三、有氧呼吸C6H12O62

丙酮酸酶少量能量

4[H]+6H2O酶20[H]ATP6CO2+少量能量有氧呼吸的全過(guò)程+6O2酶12H2O+大量能量ADP+PiATPADP+PiATPADP+Pi酶酶酶熱能熱能熱能24[H]2

丙酮酸①動(dòng)物都能進(jìn)行有氧呼吸嗎？②人體細(xì)胞都能進(jìn)行有氧呼吸嗎？③葡萄糖能直接進(jìn)入線粒體嗎？如果不能那是為什么？④進(jìn)行有氧呼吸的生物一定有線粒體嗎？三、有氧呼吸2、過(guò)程：蛔蟲(chóng)成熟紅細(xì)胞原核生物線粒體膜上無(wú)相應(yīng)載體蛋白場(chǎng)所：第一階段：C6H12O6+4[H]+能量酶2C3H4O3+6H2O酶6CO2+20[H]+能量24[H]+6O212H2O+能量酶第二階段：第三階段：場(chǎng)所：場(chǎng)所：2C3H4O3三、有氧呼吸（少量）（大量）（少量）2、過(guò)程：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量三、有氧呼吸3、有氧呼吸總反應(yīng)式：產(chǎn)物H2O和CO2中的O來(lái)自葡萄糖還是O2？用什么方法驗(yàn)證？反應(yīng)物H2O和產(chǎn)物H2O可以抵消嗎

？4、有氧呼吸的定義細(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。同位素標(biāo)記法不能

思考·討論1、1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請(qǐng)你計(jì)算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少，這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP？2、與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級(jí)釋放能量的，這對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)具有什么意義？轉(zhuǎn)化效率保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：可以使有機(jī)物中的能量逐步地轉(zhuǎn)移到ATP中；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。我們?cè)谶\(yùn)動(dòng)后常會(huì)肌肉發(fā)酸，為什么？加入酵母后，為什么能制作酒？果酒制作的原理是？加入乳酸菌后，牛奶為什么會(huì)變成酸奶？泡菜制作成功后為什么是酸的，制作原理是？均在無(wú)氧條件下，細(xì)胞進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生了酒精或者乳酸。三、無(wú)氧呼吸請(qǐng)帶著這些問(wèn)題閱讀教材P94無(wú)氧呼吸有關(guān)的內(nèi)容。1.無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所在哪？2.請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)式形式在草稿紙上寫(xiě)出每個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)式，并注明反應(yīng)的具體場(chǎng)所。3.請(qǐng)根據(jù)你寫(xiě)的各階段的反應(yīng)式，認(rèn)真總結(jié)無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式。5.請(qǐng)根據(jù)有氧呼吸的概念，給無(wú)氧呼吸和細(xì)胞呼吸下一個(gè)定義。4.無(wú)氧呼吸釋放的能量轉(zhuǎn)化情況如何？為什么釋放的能量比有氧呼吸釋放的能量少？那些沒(méi)有釋放的能量存在于何處？6.細(xì)胞呼吸的主要意義是什么？四、無(wú)氧呼吸四、無(wú)氧呼吸1、場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2、過(guò)程：第一階段第二階段C6H12O6酶能量+2C3H4O34[H]酶酶或2C2H5OH+2CO22C3H6O3無(wú)氧呼吸第一階段產(chǎn)生少量的能量（196.65KJ），61.08KJ儲(chǔ)存在ATP中，近69%以熱能的形式散失；第二階段不產(chǎn)生能量。能產(chǎn)生幾個(gè)ATP？2ATPADP+Pi酶熱能

想一想：為什么無(wú)氧呼吸比有氧呼吸釋放能量少，那些能量哪去了？無(wú)氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精或乳酸中。人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸,能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖。

是指細(xì)胞在沒(méi)有氧參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量的過(guò)程。四、無(wú)氧呼吸3、無(wú)氧呼吸概念：①酒精發(fā)酵：C6H12O6酶②乳酸發(fā)酵：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量2C3H6O3（乳酸）+少量能量酶酵母菌和大多數(shù)的植物乳酸菌和動(dòng)物細(xì)胞及馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞在缺氧時(shí)酵母菌、乳酸菌等微生物的無(wú)氧呼吸也叫發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵。產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。4、分類及總反應(yīng)方程式：①為生物體提供能量；細(xì)胞呼吸意義：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油細(xì)胞呼吸是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過(guò)程。有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都屬于細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸：細(xì)胞呼吸能量熱能散失能量轉(zhuǎn)移ATPADPPi能量細(xì)胞分裂生長(zhǎng)發(fā)育主動(dòng)運(yùn)輸肌肉收縮神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)C6H12O6CO2＋H2O②生物體代謝的樞紐。五、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用分析教材P94-95“思考討論”原理：為傷口創(chuàng)造有氧環(huán)境，避免厭氧菌的繁殖，有利于傷口愈合。原理：避免破傷風(fēng)芽孢桿菌等進(jìn)行無(wú)氧呼吸而大量繁殖，引起破傷風(fēng)。原理：根對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收是主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，消耗能量；及時(shí)松土透氣，能增加土壤中O2的濃度，使根的有氧呼吸加強(qiáng)，產(chǎn)生大量的能量，從而促進(jìn)植物根對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。有氧呼吸無(wú)氧呼吸O2的吸收CO2的釋放B點(diǎn)：呼吸作用最低點(diǎn)最有利于儲(chǔ)存C點(diǎn)：無(wú)氧呼吸消失點(diǎn)A點(diǎn)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸AO2%BC510152084氣體交換值

計(jì)算：氧氣濃度為5%時(shí)無(wú)氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比？溫度主要影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)儲(chǔ)存谷粒時(shí)將谷物曬干，既能減少細(xì)胞內(nèi)自由水，又能降低有氧呼吸的速率；還可以通過(guò)低溫、低氧來(lái)降低有氧呼吸速率。新鮮蔬菜水果和谷粒相比，不能放在干燥的環(huán)境下，要有一定的濕度。在一定范圍內(nèi)，自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。生產(chǎn)醋酸、味精：利用醋酸菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸制作酸奶、泡菜：利用乳酸菌的無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸稻田定期排水：避免根因無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量酒精，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，造成爛根。鯰魚(yú)效應(yīng)：水中沙丁魚(yú)的大量運(yùn)動(dòng)，增加水體溶解氧，供沙丁魚(yú)呼吸作用1.內(nèi)因以植物為例項(xiàng)目規(guī)律舉例遺傳特性不同種類的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物陰生植物小于陽(yáng)生植物器官類型同植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)發(fā)育階段同一植物的同一器官在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段呼吸速率不同幼苗期、開(kāi)花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。六、影響呼吸速率的因素2.外部因素(環(huán)境因素)①溫度：②氧氣濃度③水含量④CO2濃度超過(guò)大氣含量的高濃度