專題三細(xì)胞呼吸第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六呼吸全過程圖解外界空氣細(xì)胞內(nèi)

+糖類+水CO2能量O2+肺泡肺的通氣呼吸道肺部毛細(xì)血管肺泡內(nèi)的氣體交換O2CO2組織里的氣體交換組織細(xì)胞血液循環(huán)組織處的毛細(xì)血管氣體在血液中的運(yùn)輸O2CO2第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六呼吸：人體必須不斷地吸取外界的氧和呼出體內(nèi)的二氧化碳。這種人體與外界進(jìn)行氣體交換的過程叫呼吸。呼吸運(yùn)動(dòng)：胸廓有節(jié)律的擴(kuò)大和縮小叫呼吸運(yùn)動(dòng)。糖類等有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成無機(jī)物或小分子有機(jī)物，釋放出能量并生成ATP的過程。細(xì)胞呼吸(呼吸作用/生物氧化)的概念：第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六光常溫ATP.NADH高溫第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六

細(xì)胞的呼吸是在常溫下進(jìn)行的，所產(chǎn)生的能量有一部分儲(chǔ)存在ATP中，其余的則轉(zhuǎn)化為熱能。葡萄糖中含有很多能量。每個(gè)ATP分子中的能量大約是1個(gè)葡萄糖分子中能量的1%。但葡萄糖在身體中利用率并不是100%，1個(gè)葡萄糖分子可以合成大約30個(gè)的ATP，這也就是說，細(xì)胞中葡萄糖的能量利用率大約是30%，高利用率（而汽車引擎對(duì)汽油的利用率也只是25%）細(xì)胞呼吸就是糖的氧化共性：碳氧化為CO2，氫氧化成H2O第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六細(xì)胞呼吸就是糖的氧化6CO2+6H2O+能量C6H12O6+6O2糖分子失去氫原子氧分子獲得氫原子這種氫原子的得失(電子的得失)就是氧化還原作用，葡萄糖分子被氧化，氧分子被還原。細(xì)胞呼吸是一系列有控制的氧化還原反應(yīng)。第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六一、需氧呼吸：必須有氧參加厭氧呼吸：無氧條件下發(fā)生細(xì)胞呼吸的方式第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六需氧呼吸細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和H2O，釋放能量，生成許多ATP的過程。1、概念：第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六2、發(fā)生場(chǎng)所：內(nèi)膜——酶基質(zhì)——酶細(xì)胞溶膠、線粒體（主要）第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六葡萄糖3、階段：第一階段第二階段第三階段基質(zhì)嵴內(nèi)膜細(xì)胞溶膠６CO2第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六有氧呼吸總反應(yīng)式：C6H12O6＋6O2

＋6H2O

6CO2＋

12H2O＋能量三個(gè)步驟1、C6H12O6→

2C3H4O3+4[H]2、2C3H4O3

＋6H2O→

6CO2＋20[H]3、6O2+24[H]→12H2O酶第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六

(又稱“氧化磷酸化”)：6O2＋①②階段產(chǎn)生的24[H]12H2O＋26ATP三、需氧呼吸全過程分三個(gè)階段：

(又稱“糖酵解”)：ＯC6H12O6

２

‖＋4[Ｈ]＋2ATPCH3—C—COOH酶①在細(xì)胞質(zhì)溶膠中②在線粒體基質(zhì)中2CH3COCOOH＋6H2O6CO2＋20[Ｈ]＋2ATP酶酶③在線粒體內(nèi)膜上(又稱檸檬酸循環(huán))：第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六2NADH+2H+第一階段:糖酵解過程：1葡萄糖→2丙酮酸場(chǎng)所：細(xì)胞溶膠2丙酮酸1葡萄糖六碳的鏈被分為

2個(gè)三碳的鏈形成2ATP葡萄糖中的一部分氫原子變成2NADHNADH:還原型輔酶I,是一種特殊的核苷酸NAD+:氧化型輔酶I第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六能量：葡萄糖中絕大部分的化學(xué)能仍存在于丙酮酸中，部分進(jìn)入2個(gè)ATP中。反應(yīng)式：酶C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP(丙酮酸)酶ＯC6H12O6

２

‖＋4[Ｈ]＋2ATPCH3—C—COOH第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六C-C-CC-CNAD+NADH+H+CO23NAD+3NADH+H+2CO2ATPADP+PiFADH2FAD第二階段:檸檬酸循環(huán)(丙酮酸)（C２酸）C４酸C６酸丙酮酸中氫原子變成4NADH+H+和１個(gè)FADH2NADH:還原型輔酶I,一種特殊核苷酸NAD+:氧化型輔酶IFADH2:還原型黃酶,一種特殊核苷酸，F(xiàn)AD氧化型黃酶

6H2O第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六第二階段:檸檬酸循環(huán)（三羧酸循環(huán)）場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)、嵴過程：

2丙酮酸+6H2O→6CO2

2丙酮酸中氫原子變成8NADH+８H+

和2FADH2第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六2CH3COCOOH＋6H2O6CO2＋20[Ｈ]＋2ATP酶能量：2丙酮酸中的穩(wěn)定的化學(xué)能釋放出來，部分進(jìn)入2ATP中。反應(yīng)式：2CH3COCOOH＋6H2O＋

8NAD＋

＋

2FAD+2ADP+2Pi

6CO2＋8NADH+８H+

+

2FADH2＋2ATP酶第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜的功能定位第三階段：電子傳遞鏈中水的形成第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六第三階段：電子傳遞鏈中水的形成電子傳遞鏈在內(nèi)膜中,由3個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合體組成(每個(gè)有一種以上電子傳遞體),10NADH+10H++2FADH2的H和電子被電子傳遞體接受并傳遞,產(chǎn)生26ATP,H與O

2結(jié)合成12H2O第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六第三階段：電子傳遞鏈中水的形成過程：能量：NADH、FADH2中的活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)移到26個(gè)ATP中，成為可直接利用的能量。2H++2e-+12―O2H2O每個(gè)NADH經(jīng)過電子傳遞鏈后，可形成2-3個(gè)ATP每個(gè)FADH2經(jīng)過電子傳遞鏈后，可形成1-2個(gè)ATP第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六需氧呼吸從糖酵解到電子傳遞鏈中水的形成，這一系列反應(yīng)都只能在有氧氣存在的條件下發(fā)生，所以稱為需氧呼吸（aerobicrespiration）。能量釋放能量轉(zhuǎn)移能量利用C6H12O6

＋6O2

＋6H2O6CO2

＋12H2O第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六需氧呼吸怎樣進(jìn)行？C6H12O62丙酮酸酶6CO22NADH能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O8NADH、2FADH212H2O6O2酶能26ATP熱線粒體細(xì)胞溶膠第二階段第一階段第三階段第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六細(xì)胞溶膠主要是葡萄糖丙酮酸２NADH、２H+

2ATP丙酮酸、H2O6CO2、8NADH、8H+２

FADH22ATP８NADH、８H+

２FADH2、O2H2O26ATP線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜注意：進(jìn)入線粒體分解的是丙酮酸，而不是葡萄糖需氧呼吸三個(gè)階段的比較第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六暫時(shí)缺氧狀態(tài)下的活細(xì)胞，還能進(jìn)行細(xì)胞呼吸嗎？

活細(xì)胞可以在無氧或缺氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物不徹底地氧化分解成為乙醇或乳酸等，同時(shí)釋放較少能量,這個(gè)過程叫----厭氧呼吸或無氧呼吸。例人和動(dòng)物及植物缺氧時(shí).第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六當(dāng)我們長(zhǎng)時(shí)間舉著東西，或運(yùn)動(dòng)量過大時(shí)，我們的身體往往會(huì)有酸軟乏力的感覺，其實(shí)，這就是因?yàn)槲覀兊募∪獾貌坏阶銐虻难鯕膺M(jìn)行需氧呼吸，這時(shí)的肌肉細(xì)胞就不得不通過厭氧呼吸來取得更多能量的結(jié)果……第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六最常見的厭氧呼吸類型是：

乳酸發(fā)酵和乙醇發(fā)酵(微生物)在一杯溫開水中加入一大勺糖和一小包酵母，進(jìn)行攪拌。將這個(gè)杯子中的液體倒入透明的玻璃瓶或礦泉水瓶?jī)?nèi)，再往瓶?jī)?nèi)加一些溫開水。將一個(gè)小氣球擠癟后套在瓶口。將瓶子放在教室內(nèi)窗臺(tái)上，每天觀察瓶中的情況，看看瓶中的液體會(huì)不會(huì)冒出氣泡，氣球會(huì)不會(huì)脹大。第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六乙醇發(fā)酵有時(shí)，當(dāng)水果堆放久了會(huì)有酒味產(chǎn)生，這是因?yàn)楣庵羞M(jìn)行了乙醇發(fā)酵。當(dāng)水果堆太久或放得太密集，果肉就會(huì)發(fā)酵產(chǎn)生酒精。C6H12O6+2ADP+2Pi=2C2H5OH+2CO2+2ATP葡萄糖乙醇第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六進(jìn)行乙醇發(fā)酵的微生物主要是酵母菌制作面包、釀酒都離不開酵母菌。酵母菌在面團(tuán)中進(jìn)行乙醇發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳可以將面團(tuán)發(fā)起。細(xì)胞核細(xì)胞壁乙醇發(fā)酵第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六在無氧或缺氧條件下，葡萄糖不能充分水解，葡萄糖經(jīng)過糖酵解形成丙酮酸后，便形成乙醛和CO2，乙醛再被NADH還原成乙醇葡萄糖2丙酮酸不徹底水解CO2CH3CHO+乙醛CH3CH2OH乙醇2NADH2H+還原2ATP乙醇發(fā)酵2NAD

+第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六乳酸發(fā)酵在無氧或缺氧條件下，葡萄糖不能充分水解，葡萄糖經(jīng)過糖酵解形成丙酮酸后，如果在乳酸脫氫酶的催化下，就會(huì)被NADH還原成乳酸。葡萄糖2丙酮酸2NADH2H+不徹底水解CH3CHOHCOOH乳酸還原2ATP第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六特別注意：對(duì)于人或高得動(dòng)植物體，我們又稱厭氧呼吸為無氧呼吸，但對(duì)于微生物我們稱為發(fā)酵。但對(duì)于工業(yè)上的發(fā)酵也不一定全都是無氧的，比如醋酸發(fā)酵就是需要氧的。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下,醋酸桿菌大量繁殖并將酒精氧化分解成醋酸。第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六需氧呼吸與厭氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系細(xì)胞溶膠第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六葡萄糖丙酮酸無O2酒精+CO2+少量能量酶乳酸+少量能量酶酶CO2+H2O+大量能量有O2第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六

類型項(xiàng)目

需氧呼吸

厭氧呼吸區(qū)別

場(chǎng)所

條件

產(chǎn)物釋能

聯(lián)系細(xì)胞溶膠、線粒體（主要）細(xì)胞溶膠需氧、酶等不需氧、需酶較多較少①兩者第一階段相同即都將葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解）②都分解有機(jī)物、釋放能量二氧化碳和水氧化徹底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不徹底第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六不同生物在缺氧條件下的呼吸作用厭氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸厭氧呼吸酒精發(fā)酵C3H6O3、少量能量C3H6O3

、少量能量C3H6O3、少量能量C3H6O3、少量能量C2H5OH、CO2、少量能量乳酸發(fā)酵C2H5OH、CO2、少量能量C3H6O3、少量能量第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六厭氧呼吸的生理意義：在無氧或缺氧條件下，細(xì)胞利用這種呼吸作用可以快速地利用葡萄糖產(chǎn)生ATP，在短時(shí)間內(nèi)維持生命，增強(qiáng)生物適應(yīng)短時(shí)無氧條件的能力人體肌肉細(xì)胞中：葡萄糖→→→→乳酸厭氧呼吸肝臟→→→葡萄糖第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六細(xì)胞呼吸是細(xì)胞代謝的中心2023/6/1439細(xì)胞在正常情況下利用糖類作為呼吸過程中能量的來源，但在特殊的情況下也可以利用脂肪或蛋白質(zhì)這兩類物質(zhì)的分解產(chǎn)物，其中單糖和甘油進(jìn)入糖酵解；脂肪酸和氨基酸主要進(jìn)入檸檬酸循環(huán)。第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六發(fā)生在活細(xì)胞中，有多種酶的參與和調(diào)控；

在溫和條件下進(jìn)行（體溫、生理pH）；

是一個(gè)復(fù)雜的氧化還原過程，包括電子轉(zhuǎn)移和質(zhì)子的轉(zhuǎn)移；

能量的釋放是逐步的，并以ATP的形式儲(chǔ)存和傳送。

生物氧化的特點(diǎn)：第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期六細(xì)胞呼吸的意義為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量（ATP）CO2+H2O+能量細(xì)胞呼吸氧化分解ADP+PiATP釋放能量用于各項(xiàng)