1、Chapter Five,细胞的能量供应和利用,ATP的主要来源 -细胞呼吸,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。,1、呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？2、呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？3、在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？,都是有机物氧化分解放出能量的过程，产生CO2。,不能。呼吸作用是逐步的氧化分解放能的。,能。但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。,五、细胞呼吸原理的应用,1. 细胞呼吸的概念 细胞呼吸：主要是指有机物（糖类、脂质和蛋白质等）在活细胞内经过一系列的氧化分解，生成二
2、氧化碳和水或一些不彻底的氧化产物（酒精或乳酸），释放能量并生成的ATP的过程。,一、细胞呼吸的概念和特点,2. 细胞呼吸的特点：在酶的催化下在温和的条件下氧化分解能量逐步释放出来没有剧烈的发光发热现象,1、有氧呼吸细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放大量能量，生成ATP的过程。2、无氧呼吸细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用 ，把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物， 同时释放出少量能量的过程。,二、细胞呼吸的方式,1. 有氧呼吸,1. 有氧呼吸,有氧呼吸的过程,场所：线粒体内膜,场所：线粒体基质,场所：细胞质基质,C6H12O6(葡萄糖)
3、,2丙酮酸,6 CO2,酶,20 H,O2,12 H2O,酶,C6H12O6,+4H + 能量,（少量）,2CH3COCOOH,酶,20H+能量,2CH3COCOOH,+6H2O,（少量）,酶,12H2O + 能量,24H,（大量）,+ 6O2,6CO2+,有氧呼吸的三个阶段,细胞质 基质,线粒体 基质,线粒体 内膜,丙酮酸、H、 少量ATP、,CO2、 H、少量ATP,H2O、 大量ATP,不需O2,不需O2,需O2,葡萄糖,丙酮酸、 H2O,O2+ H,.产生的阶段是： .哪个阶段有水的生成： .哪个阶段释放出最多的能量：,答：. 一二阶段,. 第三阶段,. 第三阶段,H2O H H2O,
4、O2 H2O,C6H12O6 丙酮酸CO2,C、H、O的来龙去脉：,葡萄糖在细胞内被氧化分解，产生的能量都储存在ATP了吗？,已知：1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生2870 kJ能量，而经过细胞有氧呼吸则可以使1161 kJ能量储存在ATP中；ADP转化为ATP需要吸收30.54 kJ能量。试计算：1. 有氧呼吸的能量转换效率是多少？2. 1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子ATP ？ 3. 细胞呼吸过程中，转变为热能的能量是 一种浪费吗？,1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870 kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约60%)； 另一部分转移到ATP中(1161 kJ/m
5、ol，约40%)储存，约形成38个ATP。,热能,葡萄糖,CO2+H2O,能量,ADPPi,ATP,用于各项生命活动,2870 kJ,约40,（体温的来源）,苹果储藏久了为什么会有酒味呢？,无氧呼吸的场所在哪里呢? 反应是如何进行的呢？,2.无氧呼吸,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,+ 4H + 能量,场所：细胞质基质,（1）,与有氧呼吸第一阶段相同,（少量）,2CH3COCOOH,2.无氧呼吸,（2）丙酮酸不彻底分解,酶,C3H6O3,（细胞质基质）,a.乳酸发酵,（少量）,CH3COCOOH,（乳酸）,+ 能量,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）,酶,
6、+CO2+能量,C3H4O3,b.酒精发酵,（少量）,C2H5OH,（酒精）,例：大多数植物、酵母菌,（细胞质基质）,无氧呼吸反应式,1mol葡萄糖释放225.94KJ，有61.08KJ转移至ATP（合成2molATP）,1mol葡萄糖释放196.65KJ，有61.08KJ转移至ATP（合成2molATP）,多数植物组织，酵母菌,人、动物，马铃薯块茎和甜菜块根，乳酸菌,需O2和酶,需酶,彻底,不彻底,细胞溶胶、线粒体,细胞溶胶,CO2、H2O,CO2、酒精乳酸,大量,少量,第阶段完全相同,分解有机物，释放能量,为生命活动提供能量 为体内其他有机物的形成提供原料,意义,三、有氧呼吸与厌氧呼吸比较
7、,资料1：碳水化合物亦称糖类化合物，是自然界存在最多、分布最广的一类重要的有机化合物。主要由碳、氢、氧所组成。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。 资料2：酒变酸,经密封或密封条件不好，温度湿度条件不当，时间长了不仅酒精会跑掉，而且还会变酸变馊，则酸变成醋了。这是因为空气中存在着醋酸菌，酒与空气接触时，醋酸菌便乘机而进入酒中，在醋酸菌的作用下，酒精则发生了化学变化而变成醋酸。尤其是啤酒、果酒更容易酸败成醋。酸了就无法转变，只有当食醋用防止变酸的办法:加热到50度杀菌,然后密封冷冻保藏,避免与空气过多接触。,1、呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量需呼吸作用提供能量的生理过程有：
8、离子的主动吸收、细胞的分裂和分化、有机物的合成、种子萌发等。不需要呼吸直接提供能量的生理过程有：干种子的吸胀吸水、离子的被动吸收、蒸腾作用、光反应等。,四、呼吸作用的生理意义,2、呼吸过程为其它化合物合成提供原料如：葡萄糖分解的中间产物丙酮酸是合成丙氨酸的原料。,3、为代谢活动提供还原力呼吸过程中形成的NADH、NADPH、UQH2等可为蛋白质、脂肪生物合成、硝酸盐还原等过程提供还原力。,4、增强植物抗病免疫能力植物受到病菌侵染或受伤时，呼吸速率升高，分解有毒物质或促进伤口愈合。,细胞呼吸原理的应用,五、细胞呼吸原理的应用,1.发酵技术,生产啤酒、果酒和白酒等； 生产乳酸类、柠檬酸类饮料； 生
9、产味精、酱油和醋； 应用于垃圾、废水的处理； 利用发酵产生沼气。,2.农业生产细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。 例：水稻生产中的适时露田和晒田等 措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。,3.粮食储藏和果蔬保鲜,细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。,粮食储藏,粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥， 抑制细胞呼吸，延长保存期限。例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加
10、 ，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。,果蔬保鲜,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在01时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜68个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。,名称：葡萄糖,分子式：C6H12O6,平面化的D-葡萄糖結构式,名称：乙醇（酒精） 分子式：C2H6O 化学式：C2H5OH 或 CH3CH2OH,Thank You!,O2：贮藏水果时下降到a点最有利贮藏。,CO2释放,O2吸收,O2浓度,气体交换相对值,CO2：增加浓度有良好的保鲜效果。,a,
