第四节 细 胞 呼 吸 观察与思考： 感受一下：我们的呼吸！！ 想一想：吸入的氧气的用途是什么？呼气中排出的二氧化碳和水到底是怎么产生的？

CO2 CO2 O2 O2 一、高等动物的呼吸和细胞呼吸的关系 细胞内 呼吸器官 血液循环 呼吸器官 血液循环 呼吸（现象） 气体交换的过程 气体运输 细胞呼吸 呼吸作用（本质）

细胞呼吸概念 细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物（CO2、H2O）或者小分子有机物（乳酸、酒精），并且释放出能量的过程。 需氧呼吸 “呼吸”通常是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，是一个气体交换的过程； 细胞呼吸概念 细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物（CO2、H2O）或者小分子有机物（乳酸、酒精），并且释放出能量的过程。 需氧呼吸 （细胞呼吸的主要方式） 分类 厌氧呼吸

二、需氧呼吸（有氧呼吸） 1. 定义：细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量，生成许多ATP的过程。 2. 需氧呼吸主要场所：线粒体

3.过程 第一阶段糖酵解 细胞溶胶 1分子葡萄糖（C6H12O6） 酶 2 ATP 2分子丙酮酸（2C3H4O3） 4[H] 6分子O2 + 第二阶段柠檬酸循环 线粒体基质和嵴 +6H2O 酶 20[H] 6分子CO2 2 ATP 第三阶段电子传递链 线粒体内膜 酶 12分子H2O 26 ATP 5

如何用反应式表示三个阶段的物质、能量变化 呢？ 场所：细胞溶胶（细胞质基质） ① 第一阶段（糖酵解） 酶 C6H12O6 2CH3COCOOH + 4 [H] + 2ATP （丙酮酸） 酶 C6H12O6 +2NAD++2ADP+2Pi 2CH3COCOOH + 2NADH+2H+ + 2ATP （丙酮酸） ② 第二阶段（柠檬酸循环） 场所：线粒体基质和嵴 酶 2CH3COCOOH 6CO2 + 20 [H] + 2 ATP +6H2O （丙酮酸）

有氧呼吸的总反应式: 酶 ③ C6H12O6 +6O2 +6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量(30ATP) 第三阶段（电子传递链） 场所：线粒体内膜 酶 24[H] + 6O2 12H2O + 26 ATP 有氧呼吸的总反应式: 酶 C6H12O6 +6O2 +6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量(30ATP)

各元素的来龙去脉： * * 丙酮酸 丙酮酸或[ H ] 热能 ATP （30%）

4. 需氧呼吸全过程的比较 第一阶段 糖酵解 第二阶段 柠檬酸循环 第三阶段 电子传递链 场所 反应物 生成物 产生能量 线粒体基质和嵴 线粒体内膜 细胞溶胶 葡萄糖 丙酮酸、H2O [H]、O2 H2O 丙酮酸、[H] CO2、[H] 少量 大量 少量

主要场所： 原料： 产物： 物质变化： 能量变化： 反应式 线粒体 有机物和氧气 二氧化碳和水，能量 有机物和氧气变成二氧化碳和水 有机物中的化学能变成热能和ATP中的化学能 需氧呼吸 酶 C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量

例1.下图是需氧呼吸的过程图解，请依图回答： (1)写出长方框内1、2、3依次代表的物质名称： 、 _____、 。 (2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 ____、 。 (3)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_______________ C6H12O 1 2 3 O2 酶 4 5 6 [H] [H] 6 丙酮酸 二氧化碳 水 少 少 大量 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳

巩固练习： 三 １.在整个需氧呼吸过程中，O2 是第＿＿＿阶段 参与反应的；CO2是第______阶段生成；O2中 的O最后进入＿＿＿＿ 二 H２O 三 2.需氧呼吸中需O2和产生能量最多的阶段是＿＿ 场所是＿＿＿＿＿＿ 第一、二阶段的共同产物是：＿＿＿＿＿＿＿ 三个阶段均有的产物是：＿＿＿＿＿＿ 线粒体 ATP ［Ｈ］， ATP

让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的化合物是 A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸 因为有氧呼吸吸入的氧直接用于第三阶段，在线粒体中与[Ｈ]结合生成水。

在上图的装置中,培养酵母菌，一段时间以后， 发现澄清石灰水变浑浊。 此装置是在研究酵母菌的何种呼吸方式 需氧呼吸

往Ｂ锥形瓶中放入葡萄糖与酵母菌，使其混匀，其混合液表面滴加一薄层液体石蜡，在Ｂ锥形瓶中培养一段时间以后，观察装有澄清石灰水的瓶子（如图），发现澄清石灰水变浑浊。拔掉B的塞子后闻到一股酒味。 问题 1.此装置探究的是酵母菌的何种呼吸形式? 2.在这种呼吸形式中，产物是什么? 厌氧呼吸 乙醇和二氧化碳

三、厌氧呼吸（无氧呼吸） 你能举例说出日常生活中是厌氧呼吸的例子吗？ 细胞在无O2的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(乳酸或者酒精和CO2)，同时释放出少量能量的过程。 你能举例说出日常生活中是厌氧呼吸的例子吗？ 运动后，四肢发酸；泡菜的腌制；酸奶的生产；苹果长时间久放，有酒味产生；米酒的酿制等。

厌氧呼吸的类型 1、乳酸发酵 酶 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量 （2ATP） 例如：高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等。（微生物的厌氧呼吸成为发酵，但动植物的厌氧呼吸一般不叫发酵） 2、酒精（乙醇）发酵 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 +能量（2ATP） 酶 例如：大多数高等植物、酵母菌等

厌氧呼吸总过程可分两个阶段： （酒精） （乳酸） C6H12O6 酶 4[H] 能量（2ATP） 第一阶段 （与有氧呼吸相同） 2丙酮酸 乳酸脱氢酶 乙醇脱氢酶 第二阶段 2C2H5OH +2CO2 （酒精） 2C3H6O3 （乳酸） 反应场所：细胞溶胶

厌氧呼吸所产生的能量这么少，为什么需氧型生物体还要保存这种呼吸方式？ 需氧型生物（动物、植物等）在无氧或缺氧的条件下，细胞利用这种呼吸作用可以快速地利用较多的葡萄糖产生少量的ATP，在短时间内维持生命。厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施，是为争取时间而消耗能量较多的办法。 例如：人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动，所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖。 特别注意： 厌氧型生物不需要氧气，当有氧气存在，会抑制其正常的生命活动。所以做泡菜、酸奶，密闭是关键。

3. 需氧呼吸与厌氧呼吸的区别与联系

需氧呼吸 厌氧呼吸 场所 条件 产物 能量 细胞溶胶（第一阶段）、线粒体（主要） 细胞溶胶 无氧、酶 需氧、酶 不彻底氧化分解产生酒精和CO2或乳酸 产物 彻底氧化分解产生CO2和H2O 少，2ATP 能量 多，30ATP （1）第一阶段完全相同 （2）实质相同：分解有机物，释放能量 （3）意义相同：为生命活动供能，为物质转化提供原料 （4）厌氧呼吸 需氧呼吸 进化 联系

4、呼吸作用的意义 （1）为生命活动间接供能（直接能源？） （2）细胞代谢的中心： 有机物的合成、分解均以细胞呼吸为中心。 体温调节 吸收分泌 肌肉收缩 生物合成 神经传导 有机物 分解 释放 能量 约70%以热能散失 约30% 转移 利用 ATP ADP+Pi 每个葡萄糖分子通过需要呼吸 可产生30个ATP 等 （2）细胞代谢的中心： 有机物的合成、分解均以细胞呼吸为中心。

细胞呼吸与燃烧 都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；都能释放出能量。 葡萄糖中的能量转化为光能和热能 葡萄糖体外燃烧 细胞呼吸 相同之处 是否可控 能量转化 产物种类 都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳；都能释放出能量。 不可控，能量瞬间释放 由酶调控，能量分步释放 葡萄糖中的能量转化为光能和热能 所产生的能量中相当一部分储存在ATP中，其余的则转化为热能 产物为二氧化碳的水 需氧呼吸的产物为二氧化碳和水，厌氧呼吸的产物是乳酸，或二氧化碳和酒精，或者其他有机小分子

四、影响细胞呼吸的因素 1.内部因素： 不同植物呼吸速率不同，如阳生大于阴生植物 同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同，如生长期高于成熟期 同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官

2.外部因素： 呼吸速率 温度 (1)温度：通过影响酶活性来体现的。 应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间 在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗。 a 呼吸速率 温度 ①在一定温度范围内，随温度的升高，细胞呼吸增强； ②在最适温度（a点所对应的温度），细胞呼吸最强； ③温度高于最适温度，酶的活性下降（甚至变性失活），细胞呼吸受抑制。

CO2释放量 O2浓度 (2)O2：氧气的有无影响细胞呼吸的方式，一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼吸则受到抑制。 问：施肥前松土有何作用？ CO2释放量 O2浓度 课本P84，三维P43

下图表示大气中O2浓度对植物组织产生CO2的影响，其中A曲线代表CO2释放量，B曲线代表O2消耗量，请回答： （1）M点产生的CO2较多，是通过 释放； （2）M点到N点CO2释放量减少的原因是 （3）贮藏水果时O2浓度应调节到图中 点，原因是 : （4）M、R点的生物学意义分别是 （5）当NP=PQ时，表示有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖 之比为 ，当有氧呼吸与无氧呼吸消耗等量葡萄糖时 NP  PQ = 。 （6）A、B两条曲线之间包围 部分代表 。 无氧呼吸 随O2增加，无氧呼吸受抑制，而有氧呼吸还不强 Q （CO2的释放量最少）细胞呼吸强度最低，有机物消耗最少； 只进行厌氧呼吸 只进行需氧呼吸 1:3 1:3 M N P Q A B  R 氧气浓度 气体交换 （解决问题的关键：“代换” 有氧呼吸O2消耗量=CO2释放量） 不同氧浓度下,厌氧呼吸强度（CO2释放量） 有氧呼吸CO2释放量 （7）你能根据图中提供的数据 画出无氧呼吸CO2释放曲线吗？

O2浓度为零时只进行无氧呼吸； O2浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸； O2浓度为10%以上，只进行有氧呼吸； O2浓度为5%时，细胞呼吸总强度最弱，有机物消耗最少

右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响, 试据图回答: (1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是 的产物。 (2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是 。 (3)由B到C,CO2的释放量又不断 增加,其主要原因是 (4)为了有利于贮藏蔬菜或水果, 贮藏室内的氧气应调节到图中的 哪一点所对应的浓度? 采取这一措施的理由是_________ ______________。 无氧呼吸 氧气增加，无氧呼吸受抑制,有氧呼吸很微弱 氧气充足时，有氧呼吸加强，释放CO2量增多 A B点。因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到抑制，糖类等有机物分解得最慢。

3、水 水作为需氧呼吸的反应物直接参与反应，水作为生物化学反应的介质影响反应进行。细胞含水量高，代谢增强。 应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分；干种子萌发前进行浸泡处理。 4、二氧化碳 二氧化碳是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。 应用：适当增加二氧化碳的浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。

创可贴 植物松土 水稻露、晒田 细胞呼吸原理的应用 发酵生产 破伤风疫苗 提倡慢跑

小结 1、细胞呼吸的过程，需氧呼吸三过程的区别 2、细胞呼吸的反应式 （1个有氧呼吸＋2个无氧呼吸） 3、需氧呼吸和厌氧呼吸的区别和联系 4、影响细胞呼吸的因素及其应用 5、细胞呼吸的应用 6、细胞呼吸过程的物质变化和能量变化

细胞呼吸的判断： 消耗氧气： 不消耗氧气： 释放的CO2=消耗的O2： 释放的CO2 ＞消耗的O2 ： 肯定有需氧呼吸 不消耗氧气： 厌氧呼吸 释放的CO2=消耗的O2： 只有需氧呼吸 释放的CO2 ＞消耗的O2 ： 需氧呼吸与厌氧呼吸都有 释放的CO2 /消耗的O2 =4/3： 需氧呼吸与厌氧呼吸的强度相等； 释放的CO2 /消耗的O2 ＞4/3： 厌氧呼吸速率大于需氧呼吸速率； 释放的CO2 /消耗的O2 ＜4/3： 需氧呼吸速率大于厌氧呼吸速率。

? 1、好氧细菌（如醋酸菌）、厌氧细菌 （如大肠杆菌、乳酸菌）、蛔虫、酵母菌、 肌肉细胞、根毛细胞、哺乳动物成熟的 思考题 ? 1、好氧细菌（如醋酸菌）、厌氧细菌 （如大肠杆菌、乳酸菌）、蛔虫、酵母菌、 肌肉细胞、根毛细胞、哺乳动物成熟的 红细胞内有线粒体吗？ 判断依据？

? 思考题 2.下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点, 不正确的是 A.都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程 B.都有有机物的氧化分解 C.都有能量释放,并有ATP 的生成 D.分解产物中都有CO2

? 思考题 3.要检验绿色植物在呼吸过程中放出CO2， 必须的条件是 A.要用一株叶子多的植物. B.要在黑暗条件下实验 D.要用一株幼小植物

? 思考题 4.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是 A、1：2 B、1：3 C、1：4 D、1：6

（1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙 ____________ 简答题 1、将酵母菌研磨、离心后，得到上清液 含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。 把等量的上清液、沉淀物和未曾离心 的均浆分别放入甲、乙、丙3个试管中， 进行四项独立实验（见右图） （1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙 ____________ （2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物 是：甲__________ 乙__________ 丙 ____________ （3）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物 是：甲__________ 乙 丙_____________ 丙酮酸 CO2和H2O 无反应 无反应 CO2和H2O CO2和H2O 酒精和CO2 无反应 酒精和CO2

2:如图所示曲线,表示的是一个贮藏白菜的地窖,随氧气的消耗,二氧化碳浓度变化的情况.据图回答: (1)A-B段O2的消耗量很大,CO2浓度上升也很快,白菜在进行 呼吸. (2)C-D段O2浓度接近于0,而CO2浓度仍在上升,白菜在进行 (3)B-C段O2浓度已很低, CO2浓度几乎不上升,原因是 . (4)为了有益较长时间地贮藏大白菜,应把地窖的O2浓度控制在 范围内. 2:如图所示曲线,表示的是一个贮藏白菜的地窖,随氧气的消耗,二氧化碳浓度变化的情况.据图回答: (1)A-B段O2的消耗量很大,CO2浓度上升也很快,白菜在进行 呼吸. (2)C-D段O2浓度接近于0,而CO2浓度仍在上升,白菜在进行 (3)B-C段O2浓度已很低, CO2浓度几乎不上升,原因是 . (4)为了有益较长时间地贮藏大白菜,应把地窖的O2浓度控制在 范围内. CO2浓度 B D C A 25 20 15 10 5 O2浓度 需氧 厌氧 需氧呼吸进行的很慢而厌氧呼吸尚被氧气抑制 B-C

为了探究种子萌发时所进行的呼吸作用的类型，请据所给材料用具设计实验。 （一）实验原理：种子萌发过程中 如果只进行有氧呼吸，则吸收的O2和呼出的 CO2量相等； 如果只进行无氧呼吸，则只放出CO2 ; 如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则释放的CO2的量大于O2的吸收量。 （二）实验材料和用具：萌发的豌豆种子；带橡皮塞玻璃瓶两只；100mL烧杯 4个；两根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管；NaOH溶液；凡士林。 （三）实验方法：将实验材料和用具按图示配好实验装置，如想得到实验结论 必须同时设计另一个实验，请在方框中绘出另一个实验装置。 2 蒸馏水 5mL 注：忽略温度升高等对容器气体体积的影响

（四）实验结果和结论： 装置1中液滴左移，2中不移， 说明萌发的种子只进行需氧呼吸 装置1中液滴不移，2中右移， 蒸馏水 5mL 甲着色点移动（左移）表明细胞消耗氧气：说明发芽的种子进行需氧呼吸或者既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸；若甲不移动：说明没有消耗氧气，发芽的种子进行的是厌氧呼吸。 乙着色点移动表示细胞呼吸释放的CO2和消耗O2的体积之差。乙液滴不动， CO2的释放和O2的消耗相等，说明发芽的种子进行需氧呼吸；若乙液滴右移，气体体积增加即 CO2的释放大于O2的消耗，说明进行的是厌氧呼吸或者既进行厌氧呼吸又进行有氧呼吸。 实验结果： 结论： 装置1中液滴左移，2中不移， 说明萌发的种子只进行需氧呼吸 装置1中液滴不移，2中右移， 说明萌发的种子只进行厌氧呼吸 装置1中液滴左移，2中右移， 说明萌发的种子既进行需氧呼吸 又进行厌氧呼吸

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 生产味精、酱油和醋 生产单细胞蛋白（培养酵母菌） 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. 果蔬保鲜 细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对果蔬保鲜来说，又要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗。为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度，增加二氧化碳浓度和降低温度等方法。