第3節

細胞呼吸的原理和應用（第二課時）酵母菌細胞富含蛋白質，可以用作飼料添加劑。在培養酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產葡萄酒時，卻需要密封發酵。發酵生產葡萄酒的車間1．都是培養酵母菌，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．在密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？通氣是提供酵母菌呼吸所需要的氧氣，有利于酵母菌的繁殖；而密封便于酵母菌在無氧條件下分解有機物產生酒精。酵母菌在有氧下分解營養物質釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質代謝和細胞分離提供動力。能為自己的生命活動提供少量的能量。1探究酵母菌細胞呼吸的方式2有氧呼吸3無氧呼吸4細胞呼吸原理的應用2有氧呼吸細胞外燃燒葡萄糖實驗ATPADP＋PI能量能量糖類等有機物CO2H2O光熱燃燒：劇烈氧化分解氧化分解細胞呼吸的概念細胞呼吸分為：指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它產物，釋放出能量并生成ATP的過程。有氧呼吸和無氧呼吸O22有氧呼吸2有氧呼吸體外燃燒和有氧呼吸的區別？細胞中不能進行燃燒放能，而是通過呼吸作用氧化分解有機物獲得能量，是一步一步釋放能量的。2有氧呼吸有氧呼吸場所分析【實驗一】將酵母菌細胞破碎后進行離心處理，獲得上清液和沉淀物兩部分，與未離心、處理過的酵母菌培養液分別加入等量的氧氣，葡萄糖、熒光素和熒光酶，一段時間后檢測各試管的變化情況。①②③①號試管：只含有線粒體②號試管：只含有細胞質基質③號試管：有線粒體和細胞質基質思考：1.這個實驗的自變量是什么？2.熒光素和熒光素酶的作用是什么？2有氧呼吸思考：1.這個實驗的自變量是什么？有氧呼吸的產所2.熒光素和熒光素酶的作用是什么？熒光素能量激活的熒光素熒光素酶+氧氣氧化熒光素發出熒光可反映出葡萄糖是否被氧化分解釋放能量將熒光素激活最后出現熒光現象，是因變量。2有氧呼吸一段時間后，各試管的變化情況如下：①號試管：葡萄糖的量不變，沒有熒光出現。②號試管：葡萄糖的量減少，有丙酮酸（C3H4O3）生成，微弱熒光出現。③號試管：葡萄糖的量減少，有CO2生成以及較強的熒光出現。分析實驗結果，物質發生了什么變化，這些變化發生在哪個位置？能量又有怎樣的變化？2有氧呼吸推論1：葡萄糖不能被線粒體分解。推論2：葡萄糖在細胞質基質中分解生成丙酮酸，生成了少量ATP。推論3:丙酮酸在線粒體中分解產生CO2，生成了較多的ATP。推論4：ATP中活躍的化學能來自葡萄糖中穩定的華訊，有ATP的生成說明反應釋放了能量。有氧呼吸的場所包括細胞質基質和線粒體。先由細胞質基質完成葡萄糖的初步分解，之后由線粒體完成剩下的部分。2有氧呼吸有氧呼吸第一階段C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）由實驗一：我們還可以得出有氧呼吸第一階段產所：細胞質基質2有氧呼吸通常將NADH簡化為[H]，讀作還原氫NAD+NADHNAD+還原型輔酶Ⅰ氧化型輔酶Ⅰ氧化型輔酶Ⅰ2有氧呼吸有氧呼吸第二階段線粒體電鏡照片線粒體假彩圖外膜內膜嵴基質內膜折疊成脊，使內膜的表面積大大增加。脊的周圍充滿了液態的基質。線粒體內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。2有氧呼吸有氧呼吸第二階段【實驗二】使用超聲波將線粒體破碎，分離線粒體膜狀結構和線粒體基質，加入等量的氧氣、丙酮酸、熒光素和熒光素酶，一段時間后，檢測各試管變化情況。⑥⑤④⑥號試管，含線粒體膜狀結構和基質⑤號試管，只含線粒體基質④號試管，只含線粒體膜狀結構2有氧呼吸一段時間后，各試管的變化情況如下：⑥號試管，丙酮酸減少，產生CO2，較強的熒光出現。⑤號試管，丙酮酸減少，產生CO2，微弱熒光出現。④號試管，丙酮酸的量不變，沒有熒光出現。⑥⑤④線粒體膜狀結構線粒體基質線粒體膜狀結構線粒體基質有氧呼吸第二階段酶6CO2+20[H]+能量（少量）

2C3H4O3+6H2O產所：線粒體基質2有氧呼吸【實驗三】關于[H]的研究有一個非常有趣的實驗。超聲波震碎了線粒體后內膜自然卷成了顆粒朝外的小囊泡。這些小囊泡具有氧化[H]的功能。當用胰蛋白酶處理后，這些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。當把這些小顆粒裝上去后，小囊泡重新具有了[H]氧化的功能。這些小顆粒后被證實是一系列線粒體內膜上的酶，通過以上事實，可以確定在線粒體內膜上發生什么樣的反應，誰在氧化[H]？有氧呼吸第三階段產所：線粒體內膜綜合實驗二和實驗三可得出：酶12H2O+能量（大量）24[H]+6O22有氧呼吸有氧呼吸

是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。2有氧呼吸（1）C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）酶6CO2+20[H]+能量（少量）（2）2C3H4O3+6H2O酶12H2O+能量（大量）（3）24[H]+6O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量

酶有氧呼吸的過程：細胞質基質線粒體基質線粒體內膜**1.1mol葡萄糖徹底氧化可放出2870

kJ的能量，但其中只有977.28

kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的則以熱能形式散失了。請你計算一下，有氧呼吸的能量轉化效率大約是多少，這些能量大約能使多少ADP轉化為ATP？2．與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說具有什么意義？34%1molATP分子的高能鍵含有30.54kJ的能量，因此，1mol葡萄糖能夠使32molADP分子轉化為ATP分子。可以使有機物中的能量逐步地轉移到ATP中；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細胞的相對穩定狀態。1．如圖為某運動員劇烈運動時，肌肉收縮過程中部分能量代謝的示意圖。圖中B和C代表不同類型的細胞呼吸。下列相關敘述正確的是（

）A．B類型細胞呼吸的氧化分解產物是酒精和CO2B．B類型細胞呼吸的各個階段都能釋放能量，并生成ATPC．運動員在進行C類型細胞呼吸時會在線粒體基質中消耗大量O2D．劇烈運動時，運動員細胞呼吸產生的CO2全部來自線粒體D2．種子質量是農業生產的前提和保障。生產實踐中常用TTC法檢測種子活力，TTC(無色)進入活細胞后可被[H]還原成TTF(紅色)。大豆充分吸脹后，取種胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保溫一段時間后部分種胚出現紅色。下列敘述不正確的是（

）A．TTF可在細胞質基質中生成

B．TTF生成量與保溫時間有關C．該反應進行時需要給予一定的光照

D．可以用紅色深淺判斷種子活力高低C3．下面是人體細胞內常見的兩種生理過程，以下有關說法正確的是（）6CO2＋12H2O＋能量A．過程1只發生在細胞的線粒體中B．過程1的CO2中的氧來自C6H12O6和O2C．人體在劇烈運動過程中，能量主要由過程2提供D．人體內的葡萄糖最終來源于植物的光合作用過程2：C6H12O6酶酶過程1：C6H12O6＋6O2＋6H2O2C3H6O3（乳酸）＋少量能量D4．圖中的1、II、II、IV、AOX、UQ表示在真核細胞中有氧呼吸的第三階段參與電子傳遞的蛋白質復合體或脂溶性物質復合體。其中H通過I、II、IV逆濃度梯度運輸，建立膜質子(H+)勢差，驅動ATP合成酶和UCP發揮作用使膜兩側的質子(H+)勢差轉變成其他形式的能量。假設只要電子最終能傳到H2O中，釋放的總能量不變。下列相關敘述錯誤的是