高中生物细胞呼吸.doc

细胞呼吸——ATP的主要来源
一、 概念：经过 生成 释放
有机物（反应的底物）在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物（产物），释放能量并生成ATP的过程。
二、 细胞呼吸的方式：有氧呼吸、无氧呼吸
（一） 有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，将葡萄糖等有机物彻底氧化分解生成二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(绝大多数的生物有氧呼吸是主要的呼吸方式)
1总的方程式：C6H12O6+602+6H2O→ 6CO2+12H2O+能量(38ATP) M
（1） 细胞质基质：C6H12O6 →2C3H4O3+4[H]+2ATP M
（2） 线粒体基质：2C3H4O3+6H2O→ 6CO2+20[H]+2ATP M
（3） 线粒体内膜：部分内膜向内折叠形成嵴。
20[H]+6O2→12H2O+34ATP（大量能量） M
2、[H]是NADH还原型辅酶I，由氧化型辅酶INAD+转化而成，能生成ATP，在第一二阶段产生，第三阶段全部利用。
3、有氧呼吸的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的。
4、能量利用率：共释放2870KJ的能量，1161KJ转化为ATP，共生成1161÷30.54=38个ATP，利用率1161/2870*100％=40.45％。
（二） 无氧呼吸:有些细菌为厌氧型，只进行无氧呼吸，如乳酸菌、破伤风芽孢杆菌等。有些植物、动物和真菌既能进行无氧呼吸，也能进行有氧呼吸。如酵母菌、动物骨骼肌的肌肉细胞、马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞。
1、 过程：（1）C6H12O6 →2C3H4O3+4[H]+2ATP（少量能量） M
（2） C3H4O3在不同酶的作用下，分解成C2H5OH和CO2或C3H6O3.
2C3H4O3+4[H]→2C3H6O3（不释放能量）M
2C3H4O3+4[H]→2C2H5OH+2CO2（不释放能量）M
无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量。第一阶段生成的4[H]在第二阶段利用，不积累。
（三）无氧呼吸与有氧呼吸的联系：有机物C6H12O6 在细胞质基质中酵解为丙酮酸后，丙酮酸即可继续进行无氧呼吸，也可进入线粒体进行有氧呼吸。
2、总反应：（1）乳酸发酵：C6H12O6 →2C3H6O3+少量能量（2ATP）
(高等动物，马铃薯块茎，甜菜的根，乳酸菌、玉米胚)
（2）酒精发酵：C6H12O6→ 2C2H5OH+2CO2+少量能量
（高等植物的根细胞，酵母菌）
乳酸发酵不产生CO2。
3、场所：细胞质基质。
4、无氧呼吸不需要线粒体，且有机物氧化分解不彻底，只在第一阶段生成少量的能量，大部分能量都储存在酒精和乳酸中。
5、发酵：微生物的无氧呼吸。
三、细胞呼吸的本质：细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量，生成ATP，为机体供能，反应条件温和，在酶的催化下完成。反应是逐步完成的，其中有氧呼吸的有机物彻底氧化成CO2和H2O，能量全部释放，40.45％的能量储存在ATP中，其他的以热能的形式散失。无氧呼吸中的有机物未被分解完全，能量没被释放完全，大部分仍储存在酒精或乳酸等有机物中，产生少量能量。（物质变化伴随能量变化。）
四、细胞呼吸的意义：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料。
五、实验探究：探究酵母菌细胞呼吸的方式。
1原理：酵母菌即能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸。但产生的CO2量及时间不一样，产生的酒精也不一样。验证CO2：澄清石灰水变浑浊，溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。验证酒精：橙色酸性重铬酸钾溶液变灰绿色。
2 装置：A:质量分数为10％的NaOH溶液→酵母菌溶液→澄清石灰水。间歇性通气。
B：酵母菌溶液→澄清石灰水
3 结果：A组产生的CO2比B组多，产生的时间短，但不产生酒精。
4 对比试验：设置两个或两个以上的实验组，通过对实验结果的比较分析，探究某种因素与实验对象的关系。
六、影响细胞呼吸的外界因素及应用：
1、温度：主要影响呼吸酶的活性来实现。在一定范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。（低温下储藏水果、蔬菜；大棚夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。）
2、氧气：O2浓度低时，无氧呼吸占优势。随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断增强。（氧气抑制无氧呼吸）O2浓度达到一定值后，随O2浓度的增大，有氧呼吸不再增强。（呼吸酶数量有限）应用：适当降低氧气浓度抑制细胞呼吸，延长蔬菜水果保鲜。中耕松土，保证根的正常呼吸。植物在水淹时根进行无氧呼吸产生酒精，出现烂根。
3、CO2量：增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。（水果保鲜增加CO2浓度，提高保鲜效果。）
4、H2O：在一定范围内，呼吸强度随水的增加而增强。（干燥的种子有利于贮藏。）
七、细胞呼吸方式的判定方法：
1、判定指标：根据CO2释放量、O2消耗量及酒精产生量之间的比例关系进行判断。
2、判定方法：CO2释放量=O2消耗量：只进行有氧呼吸。
不消耗氧气，释放CO2或酒精产生量=CO2释放量：只进行酒精发酵。
不消耗O2，无CO2释放：只进行乳酸发酵。
进行有氧呼吸和酒精发酵：CO2释放量>O2消耗量，多余的CO2来自于酒精发酵；CO2释放量>酒精产生量，多余的CO2来自于有氧呼吸。
3、细胞呼吸类型的实验探究方法：
六、高考方向：细胞呼吸的过程及原理，与光合作用的结合，探究酵母菌的呼吸方式。题型：选择题。
1、无氧呼吸与有氧呼吸的区别：

场所
产物
反应物
能量变化
有氧呼吸
细胞质基质、线粒体
H2O、CO2
有机物、水、氧
ATP、热能
无氧呼吸
细胞质基质
酒精和CO2、乳酸
有机物
ATP、酒精或乳酸中的化学能、热能
有氧呼吸与无氧呼吸的的2、探究实验：对比试验。（设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，探究某种因素对实验对象的影响。）