专题三细胞呼吸专家讲座

运动与细胞呼吸第四节细胞呼吸区分呼吸、呼吸运动、细胞呼吸专题三细胞呼吸专家讲座第1页呼吸全过程图解外界空气细胞内

+糖类+水CO2能量O2+肺泡肺通气呼吸道肺部毛细血管肺泡内气体交换O2CO2组织里气体交换组织细胞血液循环组织处毛细血管气体在血液中运输O2CO2专题三细胞呼吸专家讲座第2页呼吸：人体必须不停地吸收外界氧和呼出体内二氧化碳。这种人体与外界进行气体交换过程叫呼吸。呼吸运动：胸廓有节律扩大和缩小叫呼吸运动。糖类等有机物在细胞内经过一系列氧化分解，最终生成无机物或小分子有机物，释放出能量并生成ATP过程。细胞呼吸(呼吸作用/生物氧化)概念：专题三细胞呼吸专家讲座第3页专题三细胞呼吸专家讲座第4页光常温ATP.NADH高温专题三细胞呼吸专家讲座第5页

细胞呼吸是在常温下进行，所产生能量有一部分储存在ATP中，其余则转化为热能。葡萄糖中含有很多能量。每个ATP分子中能量大约是1个葡萄糖分子中能量1%。但葡萄糖在身体中利用率并不是100%，1个葡萄糖分子能够合成大约30个ATP，这也就是说，细胞中葡萄糖能量利用率大约是30%，高利用率（而汽车引擎对汽油利用率也只是25%）细胞呼吸就是糖氧化共性：碳氧化为CO2，氢氧化成H2O专题三细胞呼吸专家讲座第6页细胞呼吸就是糖氧化6CO2+6H2O+能量C6H12O6+6O2糖分子失去氢原子氧分子取得氢原子这种氢原子得失(电子得失)就是氧化还原作用，葡萄糖分子被氧化，氧分子被还原。细胞呼吸是一系列有控制氧化还原反应。专题三细胞呼吸专家讲座第7页一、需氧呼吸：必须有氧参加厌氧呼吸：无氧条件下发生细胞呼吸方式专题三细胞呼吸专家讲座第8页需氧呼吸细胞在氧参加下，经过各种酶催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，生成许多ATP过程。1、概念：专题三细胞呼吸专家讲座第9页2、发生场所：内膜——酶基质——酶细胞溶胶、线粒体（主要）专题三细胞呼吸专家讲座第10页葡萄糖3、阶段：第一阶段第二阶段第三阶段基质嵴内膜细胞溶胶６CO2专题三细胞呼吸专家讲座第11页有氧呼吸总反应式：C6H12O6＋6O2

＋6H2O

6CO2＋

12H2O＋能量三个步骤1、C6H12O6→

2C3H4O3+4[H]2、2C3H4O3

＋6H2O→

6CO2＋20[H]3、6O2+24[H]→12H2O酶专题三细胞呼吸专家讲座第12页

(又称“氧化磷酸化”)：6O2＋①②阶段产生24[H]12H2O＋26ATP三、需氧呼吸全过程分三个阶段：

(又称“糖酵解”)：ＯC6H12O6

２

‖＋4[Ｈ]＋2ATPCH3—C—COOH酶①在细胞质溶胶中②在线粒体基质中2CH3COCOOH＋6H2O6CO2＋20[Ｈ]＋2ATP酶酶③在线粒体内膜上(又称柠檬酸循环)：专题三细胞呼吸专家讲座第13页2NADH+2H+第一阶段:糖酵解过程：1葡萄糖→2丙酮酸场所：细胞溶胶2丙酮酸1葡萄糖六碳链被分为

2个三碳链形成2ATP葡萄糖中一部分氢原子变成2NADHNADH:还原型辅酶I,是一个特殊核苷酸NAD+:氧化型辅酶I专题三细胞呼吸专家讲座第14页能量：葡萄糖中绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中，部分进入2个ATP中。反应式：酶C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP(丙酮酸)酶ＯC6H12O6

２

‖＋4[Ｈ]＋2ATPCH3—C—COOH专题三细胞呼吸专家讲座第15页C-C-CC-CNAD+NADH+H+CO23NAD+3NADH+H+2CO2ATPADP+PiFADH2FAD第二阶段:柠檬酸循环(丙酮酸)（C２酸）C４酸C６酸丙酮酸中氢原子变成4NADH+H+和１个FADH2NADH:还原型辅酶I,一个特殊核苷酸NAD+:氧化型辅酶IFADH2:还原型黄酶,一个特殊核苷酸，FAD氧化型黄酶

6H2O专题三细胞呼吸专家讲座第16页第二阶段:柠檬酸循环（三羧酸循环）场所：线粒体基质、嵴过程：

2丙酮酸+6H2O→6CO2

2丙酮酸中氢原子变成8NADH+８H+

和2FADH2专题三细胞呼吸专家讲座第17页2CH3COCOOH＋6H2O6CO2＋20[Ｈ]＋2ATP酶能量：2丙酮酸中稳定化学能释放出来，部分进入2ATP中。反应式：2CH3COCOOH＋6H2O＋

8NAD＋

＋

2FAD+2ADP+2Pi

6CO2＋8NADH+８H+

+

2FADH2＋2ATP酶专题三细胞呼吸专家讲座第18页场所：线粒体内膜线粒体内膜功效定位第三阶段：电子传递链中水形成专题三细胞呼吸专家讲座第19页第三阶段：电子传递链中水形成电子传递链在内膜中,由3个蛋白质复合体组成(每个有一个以上电子传递体),10NADH+10H++2FADH2H和电子被电子传递体接收并传递,产生26ATP,H与O

2结合成12H2O专题三细胞呼吸专家讲座第20页专题三细胞呼吸专家讲座第21页第三阶段：电子传递链中水形成过程：能量：NADH、FADH2中活跃化学能转移到26个ATP中，成为可直接利用能量。2H++2e-+12―O2H2O每个NADH经过电子传递链后，可形成2-3个ATP每个FADH2经过电子传递链后，可形成1-2个ATP专题三细胞呼吸专家讲座第22页需氧呼吸从糖酵解到电子传递链中水形成，这一系列反应都只能在有氧气存在条件下发生，所以称为需氧呼吸（aerobicrespiration）。能量释放能量转移能量利用C6H12O6

＋6O2

＋6H2O6CO2

＋12H2O专题三细胞呼吸专家讲座第23页需氧呼吸怎样进行？C6H12O62丙酮酸酶6CO22NADH能2ATP热能2ATP热酶6H2O8NADH、2FADH212H2O6O2酶能26ATP热线粒体细胞溶胶第二阶段第一阶段第三阶段专题三细胞呼吸专家讲座第24页有氧呼吸

场所

反应物

产物

释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞溶胶主要是葡萄糖丙酮酸２NADH、２H+

2ATP丙酮酸、H2O6CO2、8NADH、8H+２

FADH22ATP８NADH、８H+

２FADH2、O2H2O26ATP线粒体基质线粒体内膜注意：进入线粒体分解是丙酮酸，而不是葡萄糖需氧呼吸三个阶段比较专题三细胞呼吸专家讲座第25页暂时缺氧状态下活细胞，还能进行细胞呼吸吗？

活细胞能够在无氧或缺氧条件下，经过酶催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解成为乙醇或乳酸等，同时释放较少能量,这个过程叫----厌氧呼吸或无氧呼吸。例人和动物及植物缺氧时.专题三细胞呼吸专家讲座第26页当我们长时间举着东西，或运动量过大时，我们身体往往会有酸软乏力感觉，其实，这就是因为我们肌肉得不到足够氧气进行需氧呼吸，这时肌肉细胞就不得不经过厌氧呼吸来取得更多能量结果……专题三细胞呼吸专家讲座第27页最常见厌氧呼吸类型是：

乳酸发酵和乙醇发酵(微生物)在一杯温开水中加入一大勺糖和一小包酵母，进行搅拌。将这个杯子中液体倒入透明玻璃瓶或矿泉水瓶内，再往瓶内加一些温开水。将一个小气球挤瘪后套在瓶口。将瓶子放在教室内窗台上，天天观察瓶中情况，看看瓶中液体会不会冒出气泡，气球会不会胀大。专题三细胞呼吸专家讲座第28页乙醇发酵有时，当水果堆放久了会有酒味产生，这是因为果肉中进行了乙醇发酵。当水果堆太久或放得太密集，果肉就会发酵产生酒精。C6H12O6+2ADP+2Pi=2C2H5OH+2CO2+2ATP葡萄糖乙醇专题三细胞呼吸专家讲座第29页进行乙醇发酵微生物主要是酵母菌制作面包、酿酒都离不开酵母菌。酵母菌在面团中进行乙醇发酵产生二氧化碳能够将面团发起。细胞核细胞壁乙醇发酵专题三细胞呼吸专家讲座第30页在无氧或缺氧条件下，葡萄糖不能充分水解，葡萄糖经过糖酵解形成丙酮酸后，便形成乙醛和CO2，乙醛再被NADH还原成乙醇葡萄糖2丙酮酸不彻底水解CO2CH3CHO+乙醛CH3CH2OH乙醇2NADH2H+还原2ATP乙醇发酵2NAD

+专题三细胞呼吸专家讲座第31页乳酸发酵在无氧或缺氧条件下，葡萄糖不能充分水解，葡萄糖经过糖酵解形成丙酮酸后，假如在乳酸脱氢酶催化下，就会被NADH还原成乳酸。葡萄糖2丙酮酸2NADH2H+不彻底水解CH3CHOHCOOH乳酸还原2ATP专题三细胞呼吸专家讲座第32页尤其注意：对于人或高得动植物体，我们又称厌氧呼吸为无氧呼吸，但对于微生物我们称为发酵。但对于工业上发酵也不一定全都是无氧，比如醋酸发酵就是需要氧。醋酸杆菌是一个好氧细菌。在氧气充分和含有酒精底物条件下,醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。专题三细胞呼吸专家讲座第33页需氧呼吸与厌氧呼吸区分与联络细胞溶胶专题三细胞呼吸专家讲座第34页葡萄糖丙酮酸无O2酒精+CO2+少许能量酶乳酸+少许能量酶酶CO2+H2O+大量能量有O2专题三细胞呼吸专家讲座第35页

类型项目

需氧呼吸

厌氧呼吸区别

场所

条件

产物释能

联系细胞溶胶、线粒体（主要）细胞溶胶需氧、酶等不需氧、需酶较多较少①二者第一阶段相同即都将葡萄糖分解成丙酮酸（糖酵解）②都分解有机物、释放能量二氧化碳和水氧化彻底酒精、二氧化碳或乳酸氧化不彻底专题三细胞呼吸专家讲座第36页不一样生物在缺氧条件下呼吸作用厌氧呼吸厌氧呼吸厌氧呼吸厌氧呼吸厌氧呼吸酒精发酵C3H6O3、少许能量C3H6O3

、少许能量C3H6O3、少许能量C3H6O3、少许能量C2H5OH、CO2、少许能量乳酸发酵C2H5OH、CO2、少许能量C3H6O3、少许能量专题三细胞呼吸专家讲座第37页厌氧呼吸生理意义：在无氧或缺氧条件下，细胞利用这种呼吸作用能够快速地利用葡萄糖产生ATP，在短时间内维持生命，增强生物适应短时无氧条件能力人体肌肉细胞中：葡萄糖→→→→乳酸厌氧呼吸肝脏→→→葡萄糖专题三细胞呼吸专家讲座第38页细胞呼吸是细胞代谢中心2023/8/2939细胞在正常情况下利用糖类作为呼吸过程中能量起源，但在特殊情况下也能够利用脂肪或蛋白质这两类物质分解产物，其中单糖和甘油进入糖酵解；脂肪酸和氨基酸主要进入柠檬酸循环。专题三细胞呼吸专家讲座第39页

发生在活细胞中，有各种酶参加和调控；

在温和条件下进行（体温、生理pH）；

是一个复杂氧化还原过程，包含电子转移和质子转移；

能量释放是逐步，并以ATP形式储存和传送。

生物氧化特点：专题三细胞呼吸专家讲座第40页细胞呼吸意义为生物体各项生命活动提供能量（ATP）CO2+H2O+