细胞呼吸(精品).ppt

1、细胞呼吸，三磷酸腺苷的主要来源第三节，刘学敏安庆第十一中学，安徽省远程教育优秀作品，要求1分子与细胞第五章细胞能量供应与利用，教学目标，重点难点，问题讨论，教学过程，知识结构，教学反馈，教学参考，课后练习，教学目标，1。讲述线粒体的结构和功能。2.解释有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3.解释细胞呼吸的原理，并讨论其在生产和生活中的应用。4.探讨酵母细胞的呼吸方式。重点和难点1。教学重点是有氧呼吸的过程和原理。2.教学难点(1)细胞呼吸的原理和本质。(2)探索酵母细胞的呼吸方式。呼吸和物质燃烧有什么共同之处？2.体外呼吸能像燃烧一样强烈吗？3.在无氧条件下，细胞能通过呼吸释放能量吗？细胞呼吸是指有机物

2、在细胞中经历一系列氧化分解产生二氧化碳或其他产物，释放能量并产生三磷酸腺苷的过程。1.细胞呼吸的方式，科学家已经通过大量实验证实，细胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸。1.有氧呼吸，有氧呼吸的第一阶段：糖酵解，物质变化，能量变化，释放少量能量，释放大量能量，有氧细胞呼吸过程示意图，有氧呼吸的三个阶段比较，细胞质基质，主要是葡萄糖，丙酮酸H，少量，丙酮酸，CO2 H，少量，H，O2，H2O，大量，比较，主要场所：线粒体，能量目的地：一部分作为热能损失，另一部分转移到三磷酸腺苷， 总反应式： 需氧呼吸的概念有机物质，如_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

3、 _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(1709千焦/摩尔，约60%)，(1161千焦/摩尔，约40%)，氧气，各种酶，葡萄糖，CO2，H2O，能量，完全氧化分解，许多三磷酸腺苷，38三磷酸腺苷，跨学科，热力学第二定律指出，没有过程的能量转换效率是100%。 1摩尔葡萄糖完全氧化分解后，可释放约2870千焦的能量，其中1161千焦转化为三磷酸腺苷，其余以热量形式损失。请计算一下有氧呼吸的

4、能量转换效率，以及有多少腺苷二磷酸可以通过这种能量转换成三磷酸腺苷。2870千焦/摩尔=1161千焦/摩尔(38三磷酸腺苷)1709千焦/摩尔(热能)，2。厌氧呼吸，厌氧呼吸第一阶段：糖酵解，物质变化：能量变化：释放少量能量，厌氧呼吸第二阶段：物质变化：能量变化：释放少量能量，总反应225.94KJ/mol分解为酒精和二氧化碳时释放。然而，在这两个过程中，只有61.08千焦/摩尔的能量被转移到腺苷二磷酸以产生三磷酸腺苷。请计算一下无氧呼吸能产生多少三磷酸腺苷。196.65千焦/摩尔=60.08千焦/摩尔(两个三磷酸腺苷)136.57千焦/摩尔(热能)。厌氧呼吸是指有机物在细胞内经历一系列氧化分

5、解，分解成不完全氧化产物，如乳酸或酒精和二氧化碳，释放能量，产生少量三磷酸腺苷的过程。少量能量，C6H12O6，2 C2H5OH(酒精)，2CO2少量能量，酶，例如：高等动物的某些器官，乳酸菌，高等植物(马铃薯块茎，甜菜块茎，玉米胚细胞等)。)，例如：大多数植物和酵母也分解葡萄糖，为什么厌氧呼吸只能释放少量能量？在无氧呼吸中，葡萄糖分子中的大部分能量保留在酒精或乳酸中。细胞质基质，细胞质基质，厌氧呼吸的意义，高等植物在淹水情况下可以进行短期厌氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，并释放能量以适应缺氧环境条件。当人们剧烈运动时，他们需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，而肌肉细胞以无氧的方式提供

6、能量来满足人体的需要。，3。有氧呼吸和无氧呼吸的异同，有氧呼吸，无氧呼吸，反应场所，反应条件，产物，能量，本质，联系，首先在细胞质基质中，然后在线粒体中，在细胞质基质中，氧，酶，不需要氧，酶，彻底性，水和二氧化碳，不完全性，乳酸或酒精二氧化碳，大量(2870千焦/摩尔)本质是一样的。呼吸的概念，呼吸的类型，有氧呼吸，无氧呼吸，葡萄糖的初始分解，丙酮酸的完全分解，氢的氧化，丙酮酸的不完全分解，乳酸发酵，酒精发酵，葡萄糖的初始分解，VS，1，地点，3，物质变化，4，能量变化，2，氧的功能如下：4 .生物细胞呼吸可分为两种类型：正常情况下，肌肉活动所需的能量由呼吸提供，其能量物质主要有有氧呼吸、无氧

7、呼吸、氧气和葡萄糖；1.葡萄糖完全氧化分解的主要场所是：2.当人们剧烈运动时，骨骼肌处于暂时缺氧状态，能量可以通过无氧呼吸获得，当葡萄糖分解为线粒体、乳酸时，教学反馈、储存农产品时，CO2、N2、温度或含水量可以在密闭的仓库中降低，以减少呼吸和有机物的消耗。影响细胞呼吸的外部因素包括温度、O2浓度、CO2浓度和含水量。保存或保持食物新鲜的常见方法是什么？呼吸和水分含量之间有什么关系？呼吸和氧含量之间有什么关系？将蔬菜浸泡在清水中，隔绝空气，制作泡菜。在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加，随含水量的降低而降低。在一定范围内，有氧呼吸随着含氧量的增加而增强，而无氧呼吸受到抑制。生物生命活

8、动所需的能量主要来自糖、脂类、蛋白质和核酸的氧化分解；2.人体进行有氧呼吸的主要场所是肺细胞、内环境、线粒体和细胞质基质、维生素A和维生素C、课后锻炼；3.与有氧呼吸相比，无氧呼吸的主要特征是：有机物分解、能量释放、需要酶催化、有机物分解不完全；4.新鲜蔬菜置于冰箱冷藏室时，适当延长保鲜时间的生理原因如下：一、呼吸减弱；二、呼吸增强；三、光合作用减弱；四、促进物质分解；在低温下，酶的活性受到抑制，从而降低了呼吸强度。有机物的消耗减少了。5.种植在湖边的玉米长时间被淹，长势不好。原因是：一是根细胞过度吸水；b、缺乏营养；光合作用强度不足；细胞有氧呼吸受阻；6、相同摩尔葡萄糖消耗量。有氧呼吸的能量

9、转换效率是无氧呼吸的20倍、19倍、12.7个百分点。无氧呼吸释放的能量形成两个三磷酸腺苷，有氧呼吸释放的能量形成38个三磷酸腺苷。7.陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸，因为产生的酒精对细胞有毒，产生的乳酸对细胞有毒。如果没有特殊的无氧呼吸结构，产生的能量就太小。甲、乙、丙、丁、八。蛔虫不能在体外存活的原因是：失去运动能力，失去捕食能力，不能忍受较高的氧分压。蛔虫是一种严格厌氧的生物！在豌豆萌发的早期，释放的CO量比吸收的O量高出许多倍，这是因为此时的种子()无氧呼吸强于有氧呼吸，光合作用强于呼吸，有氧呼吸强于无氧呼吸，而呼吸强于光合作用。主要由于()抑制有氧呼吸、促进有氧呼吸、抑制无氧呼吸、促

10、进无氧呼吸，无氧呼吸产生的酒精不吸收氧气而释放二氧化碳，有氧呼吸吸收和释放的氧气比例为1，呼吸受空气中氧气浓度的影响。采取这些措施是为了降低氧气浓度，从而减弱有氧呼吸。细胞呼吸是指细胞中物质的氧化分解，它体现在氧的消耗上，其根本意义在于为机体提供可利用的能量。细胞呼吸可分为三个阶段。在第一阶段，各种能量物质通过不同的分解代谢途径转化为乙酰辅酶a。在第二阶段，乙酰辅酶a(乙酰辅酶a)的二羰基通过三羧酸循环转化为CO2和氢原子。在第三阶段，氢原子进入电子转移链(呼吸链)，最后转移到氧原子，与氧原子形成水；同时，三磷酸腺苷分子由伴随电子转移过程的氧化磷酸化产生。生物体主要通过脱羧作用产生CO2，也就

11、是说，代谢物首先转化为含有羧基(-COOH)的羧酸，然后在特定脱羧酶的催化下从羧基中除去CO2。电池中的氧化反应可以以多种方式进行，例如“脱氢”、“氧化”或“电子损失”，其中脱氢是最常见和最重要的。在细胞呼吸的第一阶段有一些脱羧和氧化反应，但它们更集中在三羧酸循环中。三羧酸循环是好氧生物中普遍存在的循环反应序列。该循环由连续的酶促反应组成，反应中间体是含三个羧基的三羧酸或含两个羧基的二羧酸，因此称为三羧酸循环。因为柠檬酸是一种环状物质，所以也被称为柠檬酸循环。它也可以以发现者的名字命名为克雷布斯循环。在循环开始时，乙酰辅酶a形式的乙酰基与一分子四碳化合物草酰乙酸缩合，形成六碳三羧酸化合物柠檬酸

12、。柠檬酸然后被转化成另一种六三羧酸的异柠檬酸。异柠檬酸d后者除去另一种CO2，产生四羧酸琥珀酸。最后，琥珀酸经过三步反应，除去两对氢，然后转化为草酰乙酸。再生的草酰乙酸可以与另一个分子的乙酰辅酶a反应，开始另一个循环。每个循环运行一周，消耗一个乙酰基分子(两个碳)，产生两个CO2分子和四对氢。草酰乙酸参与了循环反应，但没有净消耗。如果没有其他反应来消除草酰乙酸，理论上，草酰乙酸的一个分子可以导致无限的乙酰基氧化。环上的羧酸化合物有催化作用，只有少量能促进循环。任何能在乙酰辅酶a或三羧酸循环中转化成任何催化剂的物质都可以参与这个循环并被氧化。因此，这个循环是各种物质氧化的共同机制，也是各种物质代

13、谢相互联系的机制。三羧酸循环必须在氧气存在下进行。环中释放的氢进入呼吸链，最后与氧结合形成水并产生三磷酸腺苷。这个过程是生物体能量的主要来源。呼吸链由一系列以特定顺序排列的结合蛋白组成。链条中的每一个成员都接收来自前一个成员的氢或电子，将它们传递给下一个成员，最后将它们传递给氧。在电子转移过程中，自由能逐渐释放，其大部分能量通过氧化磷酸化储存在三磷酸腺苷分子中。不同的生物体，甚至同一生物体的不同组织可能有不同的呼吸链。一些呼吸链只含有一种酶，而另一些含有多种酶。然而，大多数呼吸链由烟酰胺脱氢酶、黄素蛋白、铁蛋白、辅酶Q和细胞色素组成。这些结合蛋白的辅基(或辅酶)在呼吸链中不断被氧化和还原，并起

14、到转移氢(供氢体)或电子(供电子体)的作用。蛋白质部分决定了酶的特异性。为简单起见，呼吸链的蛋白质部分在写作中经常被省略。上图显示NADH呼吸链和另一个FADH2呼吸链存在最广泛。在图中，MH2代表任何减少的代谢物，如苹果酸。在烟酰胺脱氢酶(苹果酸脱氢酶)的催化下，一对氢可以被除去，形成氧化产物M(草酰乙酸)。这种脱氢酶以NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)或NADP(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)为辅酶。这两种辅酶都含有烟酰胺(维生素PP)。在脱氢反应中，辅酶能接受一个氢和一个电子而成为还原型辅酶，剩余的一个氢则留在液体介质中。nad2h(2h2o)NAdh NADP 2h(2h2o)NADPH黄素蛋

15、白是以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)或黄素单核苷酸(FMN)为辅基的脱氢酶，它们的辅基含有核黄素(维生素B2)。NADH脱氢酶是一种黄素蛋白，它能将NADH的氢原子加到辅助基团FMN上，并在NADH的呼吸链中起氢供体的作用。琥珀酸脱氢酶也是一种黄素蛋白，它能直接将底物琥珀酸的一对氢原子加到辅基FAD上，使其氧化生成富马酸。FADH2继续向FADH2呼吸链的下一个成员传递h，因此FADH2呼吸链比NADH呼吸链短，呼吸链产生的三磷酸腺苷略少。铁硫蛋白的活性位点含有硫和非卟啉铁，因此它们被称为铁硫中心。它的功能是通过铁的变价来转移电子：Fe3+e Fe2。这些蛋白质通常与黄素脱氢酶或细胞色素结合，在

16、线粒体内膜上形成复合物。在从NADH到氧的呼吸链中，有许多不同的铁和硫中心，其中一些在NADH脱氢酶中，一些与细胞色素B和c1有关。辅酶Q是一种脂溶性醌类化合物，因其广泛存在于生物学中，故又称泛醌。其分子中的苯醌结构可以被可逆氢化并还原成氢醌衍生物，氢醌衍生物在呼吸链中充当中间介质。细胞色素是一种以铁卟啉(结构类似于血红素)为辅基的红色或棕色蛋白质，它通过铁的价态Fe3:e Fe2在呼吸链中转移电子。目前，许多种类的c在典型的呼吸链中，序列是bc1caa3O2。目前，A和a3不能分离，只有aa3能被分子氧直接氧化，所以A和a3合在一起称为细胞色素氧化酶。生物界各种呼吸链的差异主要在于成分不同，

17、缺少一些中间转运体，或者中间转运体的成分不同。例如，在分枝杆菌中使用维生素K代替辅酶Q；另一个例子是许多细菌没有完整的细胞色素系统。虽然呼吸链的组成有许多不同，但电子转移的顺序基本相同。生物进化越先进，呼吸链就越完善。三磷酸腺苷的产生与呼吸链结合称为氧化磷酸化。NADH的呼吸链为每一对转移到氧上的氢原子产生三个三磷酸腺苷分子。FADH2呼吸链只产生两种三磷酸腺苷分子。概要：1 .细胞呼吸的概念细胞呼吸是指在有氧条件下，食物分子(主要是葡萄糖)释放能量的过程。碳水化合物、脂类和蛋白质有机物质在活细胞中被氧化并分解成CO2和水或不完全氧化产物，伴随着能量的释放。2.细胞呼吸的特点：在酶的催化下，有机物在温和条件下被氧化分解，能量逐渐释放，没有强烈的发光和发热。3.细胞呼吸的本质：有机物的氧化分解释放能量。细胞呼吸的重要性为生物体的生命活动提供能量；它为体内合成其他