1、 生物体内的有机物在细胞内经过一系列的生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化氧化分解分解，最终生成，最终生成二氧化碳二氧化碳或其他产物，释放出能或其他产物，释放出能量并生成的过程。量并生成的过程。一、细胞呼吸一、细胞呼吸二、细胞呼吸的类型二、细胞呼吸的类型 （一）有氧呼吸（一）有氧呼吸 1.1.概念：细胞在概念：细胞在氧氧的参与下，通过多的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，彻底氧化分解，产生产生二氧化碳和水二氧化碳和水，释放能量，生成大量，释放能量，生成大量ATPATP的过程。的过程。2.2.场所：场所：细胞质基质和线粒体（主要）细胞
2、质基质和线粒体（主要）总反应式：总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶3 3、过程、过程第一阶段：第一阶段：C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H 4H+少量能量少量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质第二阶段：第二阶段：酶酶6CO6CO2 2+20H 20H+少量能量少量能量场所：线粒体基质场所：线粒体基质2 2丙酮酸丙酮酸第三阶段：第三阶段：酶酶12H12H2 2O+O+大量大量能量能量场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H+6O24H+6O2 2+6+6H H2 2O O2 2丙酮酸丙酮酸4 4、能量转变：有机物中稳定的化学能转变为、能量
3、转变：有机物中稳定的化学能转变为ATPATP中中活跃的化学能和热能活跃的化学能和热能1mol1mol的葡萄糖在彻底的葡萄糖在彻底氧化分解后，共释放氧化分解后，共释放出出2870kJ2870kJ能量，其中能量，其中有有1161kJ1161kJ左右的能量左右的能量储存在储存在ATPATP中，其余的中，其余的能量都以热能的形式能量都以热能的形式散失散失以热能形式散失以热能形式散失（约（约60%）储存在储存在ATP中中（约（约40%）1.1.概念：细胞在概念：细胞在无氧无氧条件下，通过酶的催条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为化作用，把糖类等有机物分解为不彻底的不彻底的氧化产物氧化产物，同时
4、产生，同时产生少量能量少量能量的过程。的过程。（二）无氧呼吸（二）无氧呼吸2 2、场所：、场所：细胞质基质细胞质基质（2 2）动物、乳酸菌动物、乳酸菌 高等植物的某些器官高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）（马铃薯块茎、甜菜块根等）3.3.（1 1）大多数植物、酵母菌大多数植物、酵母菌C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+能量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO2CO2 2+能量能量4 4、过程、过程第一阶段：第一阶段：C C6 6H H1212O O6 6酶酶+少量
5、能量少量能量场所：细胞质基质场所：细胞质基质2 2丙酮酸丙酮酸+4+4HH 第二阶段：第二阶段：A.A.产生乳酸产生乳酸 酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)B.B.产生酒精和产生酒精和COCO2 2 酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 22 2丙酮酸丙酮酸2 2丙酮酸丙酮酸4H4H（不形成不形成ATPATP）（不形成不形成ATPATP）场所：细胞质基质场所：细胞质基质1mol1mol葡萄糖分解成乳酸时葡萄糖分解成乳酸时释放出释放出196.65kJ196.65kJ的能量的能量61.08kJ 61.08kJ 的能量储存在的能量储存在2molAT
6、P2molATP中中其余的能量以热能形式散失其余的能量以热能形式散失能量转变：有机物中稳定的化学能转变为能量转变：有机物中稳定的化学能转变为ATPATP中活中活跃的化学能和热能，跃的化学能和热能，同时大部分能量储存于不完全同时大部分能量储存于不完全的分解产物中。的分解产物中。v有氧呼吸和无氧呼吸的比较项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场所场所细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体细胞质基质细胞质基质条件条件需需O O2 2、酶、酶不需不需O O2 2、需酶、需酶物质物质变化变化葡萄糖分解彻底，产生葡萄糖分解彻底，产生COCO2 2、H H2 2O O葡萄糖分解不彻底，生葡萄糖分
7、解不彻底，生成酒精和成酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸能量能量变化变化释放大量能量，形成大释放大量能量，形成大量量ATPATP释放少量能量，形成少释放少量能量，形成少量量ATPATP相相同同点点联系联系第一阶段（葡萄糖分解为丙酮酸）完全相同第一阶段（葡萄糖分解为丙酮酸）完全相同实质实质分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP意义意义为生物体的各项生命活动提供能量为生物体的各项生命活动提供能量(ATP),(ATP),维持体温维持体温（三）细胞呼吸的意义（三）细胞呼吸的意义1.1.为生物体的生命活动提供为生物体的生命活动提供能量能量2.2.为体内其他化合物的合成提供为体内其
8、他化合物的合成提供原料原料实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于都能生存，属于兼性厌氧兼性厌氧。COCO2 2使澄清石灰水变混浊。使澄清石灰水变混浊。COCO2 2使使溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝水水溶液由蓝变绿再变黄。溶液由蓝变绿再变黄。橙色橙色重铬酸钾重铬酸钾溶液，在酸性条件下，与酒精发生化溶液，在酸性条件下，与酒精发生化学反应，变成灰绿色。学反应，变成灰绿色。装置（一）中装置（一）中C C瓶的进气管插入瓶的进气管插入NaOHNaOH溶液中为了溶液中为了除去空除去空气中的气中的COC
9、O2 2。装置（二）中装置（二）中B B瓶应密封放置一段时间后，再连通瓶应密封放置一段时间后，再连通E E瓶为瓶为了了让酵母菌耗尽让酵母菌耗尽O O2 2，造成瓶内的无氧环境，造成瓶内的无氧环境。D D瓶石灰水混浊程度高于瓶石灰水混浊程度高于E E瓶，瓶，B B瓶出现灰绿色瓶出现灰绿色1.1.温度温度：影响呼吸：影响呼吸酶酶的活性的活性三、影响细胞呼吸的因素三、影响细胞呼吸的因素2.2.氧气浓度氧气浓度只进行有氧呼吸时，氧气吸收量与二氧化碳产生量只进行有氧呼吸时，氧气吸收量与二氧化碳产生量相等相等氧气会抑制氧气会抑制无氧呼吸无氧呼吸两条曲线的交叉点表示此时无氧呼吸速率两条曲线的交叉点表示此时无
10、氧呼吸速率等于等于有氧呼吸速率有氧呼吸速率3.3.二氧化碳浓度：二氧化碳浓度：是呼吸作用是呼吸作用 的产物，的产物，CO2浓度的浓度的增加会抑制呼吸作用。增加会抑制呼吸作用。4.含水量含水量O O210只进行有氧呼吸。只进行有氧呼吸。O20时只进行无氧呼吸；时只进行无氧呼吸；O210，既进行无氧呼吸又进，既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸行有氧呼吸;四、细胞呼吸原理的应用四、细胞呼吸原理的应用1.1.细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞分裂、植株的生长和发育细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料。因此，农业生产上要增强细胞呼吸，以等提供能量和各种原料。因此，农业生产上
11、要增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。措施：早稻育秧初期促进作物的生长发育。措施：早稻育秧初期适时排水，水稻适时排水，水稻生产生产中中适时露田和晒田适时露田和晒田，作物栽培时疏松土壤作物栽培时疏松土壤2.2.粮油粮油种子贮藏种子贮藏时，要风干，降温，降低氧气含量，抑制呼时，要风干，降温，降低氧气含量，抑制呼吸作用，减少有机物消耗（吸作用，减少有机物消耗（零上低温、低氧、干燥条件零上低温、低氧、干燥条件）3.3.水果蔬菜保鲜水果蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用（浓度，抑制呼吸作用（零上低温、低氧、一定湿度条件零上低温、低氧、一
12、定湿度条件）4.4.包扎伤口，选用包扎伤口，选用透气的透气的“创可贴创可贴”，避免厌氧病原，避免厌氧病原菌（破伤风杆菌）的繁殖，从而有利于伤口的痊愈菌（破伤风杆菌）的繁殖，从而有利于伤口的痊愈 5.5.酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气进行有酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。酿酒酿酒先通气、后密封。先通气、后密封。6.6.提倡慢跑、太极等有氧运动提倡慢跑、太极等有氧运动叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素（约占（约占3/43/4）（约占（约占1/41/4）叶绿素叶绿素a a(蓝绿色）蓝
13、绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）（橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色）（黄色）(最多最多)(最少最少)叶绿体中的色素叶绿体中的色素 1.种类：种类：2.2.色素分布：色素分布：在类囊体膜上。在类囊体膜上。3.3.色素功能：吸收、传递和转化光能。色素功能：吸收、传递和转化光能。叶绿体叶绿体色素色素吸收可见吸收可见的太阳光的太阳光类胡萝卜素主类胡萝卜素主要吸收要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收蓝紫光和红光蓝紫光和红光 提取和分离叶绿体中的色素提取和分离叶绿体中的色素1.1.实验原理：实验原理：（1 1）提取原理：叶绿体中的色素能溶解在）提取原理：叶绿体中的
14、色素能溶解在有机溶剂有机溶剂中。如无水乙醇中。如无水乙醇(或丙酮或丙酮)。(2)(2)分离分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，快，溶溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。慢。1 1、提取色素、提取色素（1 1）研磨）研磨使使研磨充分研磨充分防止研磨中防止研磨中色素被破坏色素被破坏5g5g新鲜浓绿的菠菜叶新鲜浓绿的菠菜叶少许二氧化硅：少许二氧化硅：少许碳酸钙：少许碳酸钙：10ml10ml无水乙醇：无水乙醇：溶解溶解叶绿体中的色素叶绿体中的色素（迅
15、速、充分）（迅速、充分）2 2、制备滤纸条、制备滤纸条为什么将滤纸条的一端剪去两角？为什么将滤纸条的一端剪去两角？因为边缘部分扩散快，剪去两角是为了因为边缘部分扩散快，剪去两角是为了让层析液同步到达滤液细线。让层析液同步到达滤液细线。（2 2）过滤）过滤(用单层尼龙布），滤液收集后，要及用单层尼龙布），滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。3 3、画滤液细线、画滤液细线要求：细而直，待滤液干燥后要重复画要求：细而直，待滤液干燥后要重复画两到三两到三次。次。4 4、层析法层析法分离色素分离色素层析液层析液2020份石油醚份石油醚2 2份丙酮份丙酮
16、1 1份苯份苯或或9393号汽油号汽油不能让滤液细线触不能让滤液细线触及层析液。及层析液。防止色素直接溶解到层析防止色素直接溶解到层析液中，滤纸条上无色素带。液中，滤纸条上无色素带。橙黄色橙黄色黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色5 5、观察与记录、观察与记录（取出滤纸条，待其干燥）（取出滤纸条，待其干燥）(最宽最宽蓝绿蓝绿)(最窄最窄橙黄橙黄)实验中的长条滤纸可以改为圆形滤纸，在滤纸的中央滴一滴滤液，实验中的长条滤纸可以改为圆形滤纸，在滤纸的中央滴一滴滤液，然后用一根浸有层析液的棉线的一端垂直接触滤液的位置，会得到然后用一根浸有层析液的棉线的一端垂直接触滤液的位置，会得到近似同心的四个色素环，由
17、内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。橙黄色。1.171.17世纪之前，人们认为植物体的原材料来自世纪之前，人们认为植物体的原材料来自土壤土壤。光合作用的认识过程光合作用的认识过程2.16482.1648年，范年，范.海尔蒙特海尔蒙特“柳树实验柳树实验”提出植物生长所需提出植物生长所需的养料主要来自的养料主要来自水，水，而不是而不是土壤，土壤，但没有考虑到但没有考虑到空气空气的作用。的作用。3.17713.1771年，英国普利斯特莱实验证明植物可以更新空气。年，英国普利斯特莱实验证明植物可以更新空气。4.17794.1779年，荷兰
18、英根豪斯证明植物绿叶只有在阳光照射下才年，荷兰英根豪斯证明植物绿叶只有在阳光照射下才能更新污浊的空气能更新污浊的空气 。5.17855.1785年，人们才明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是年，人们才明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。二氧化碳。6.18646.1864年，德国萨克斯的半遮光实验证实光合作用的产物除年，德国萨克斯的半遮光实验证实光合作用的产物除氧气外还有氧气外还有淀粉。淀粉。7.19397.1939年，美国鲁宾和卡门利用年，美国鲁宾和卡门利用同位素标记同位素标记法证明光合作用法证明光合作用释放的氧全部来自水。释放的氧全部来自水。8.208.20世纪世纪4040年代美国
19、年代美国卡尔文卡尔文利用同位素示踪技术最终探明了利用同位素示踪技术最终探明了COCO2 2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。1880年，年，(美美)恩吉尔曼的实验恩吉尔曼的实验二、光合作用的概念：绿色植物通过二、光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体叶绿体利用光能，利用光能，把把二氧化碳和水二氧化碳和水转化成有机物，并释放出转化成有机物，并释放出O O2 2的过程。的过程。光合作用的过程光合作用的过程过过 程程光反应光反应暗反应暗反应场场 所所叶绿体叶绿体类囊体薄膜类囊体薄膜叶绿体基质叶绿体基质物质物质转化转化水的光解水的光解 H H2 2O HO
20、 HO O2 2ATPATP的合成的合成：ADPADPPiPi能量能量ATPATP能量能量转化转化光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能 ATP ATP中中活跃的化学能活跃的化学能 有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供HH、ATPATP，暗反应为光反应提供，暗反应为光反应提供ADPADP和和PiPi。CO2+H2O （CH2O）+O2光能光能叶绿体叶绿体（2 2）突然停止光照，）突然停止光照，短时间内短时间内C C5 5和和C C3 3的含量将如何的含量将如何变化？变化？C C3 3的含量上升的含量上升,C,C5 5的含量下降。的含量下
21、降。（1 1）突然停止）突然停止COCO2 2供应，短时间内供应，短时间内 C C5 5和和C C3 3的含量将如的含量将如何变化？何变化？C C3 3的含量下降的含量下降,C,C5 5的含量上升。的含量上升。B B点（光补偿点）：同一叶子在同点（光补偿点）：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的一时间内，光合过程中吸收的COCO2 2和呼吸过程放出的和呼吸过程放出的COCO2 2等量时的光等量时的光照强度。照强度。C C点（光饱和点）：当达到某一点（光饱和点）：当达到某一光照强度时，光合速率就不再光照强度时，光合速率就不再增加，此时的光照强度称为光增加，此时的光照强度称为光饱和点。饱和点。C
22、OCO2 2吸收吸收COCO2 2放出放出光照强度光照强度A AB BC C1.1.光照强度光照强度（直接影响光反应）（直接影响光反应）三三.影响光合速率的环境因素影响光合速率的环境因素A A点点:不进行光合作用不进行光合作用(只进行呼吸只进行呼吸作用作用)。C C点之前限制因素是光照强度；点之前限制因素是光照强度；C C点之后限制的环境因素可能是温度或二氧化碳浓度。点之后限制的环境因素可能是温度或二氧化碳浓度。绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。行，测得的数据为净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。真正光合
23、速率净光合速率呼吸速率。2.2.温度：温度：影响酶的活性，主要影响暗反应的强度影响酶的活性，主要影响暗反应的强度3.CO3.CO2 2浓度：浓度：直接影响暗反应直接影响暗反应4.4.必需矿质元素必需矿质元素5.5.水分水分 夏季中午，温度很高，蒸腾作用很强，气夏季中午，温度很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，孔关闭，COCO2 2供应减少，从而影响光合作用。供应减少，从而影响光合作用。农业生产中提高农作物产量的方法农业生产中提高农作物产量的方法主要有主要有延长光照时间、增加光照面积延长光照时间、增加光照面积（如合（如合理密植、套种、间作）理密植、套种、间作）、提高光合作用效率。、提高光合作用效率。其
24、中关键是其中关键是提高光合作用效率。提高光合作用效率。可通过适当增加光照强度；适当增加可通过适当增加光照强度；适当增加COCO2 2的的浓度（如通风、浓度（如通风、施用农家肥施用农家肥）；温室）；温室大棚用大棚用无色透明玻璃无色透明玻璃，温室栽培白天适当提高温度、温室栽培白天适当提高温度、晚上适当降温度晚上适当降温度等途径实现。等途径实现。有氧呼吸有氧呼吸光合作用光合作用场所场所细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体叶绿体叶绿体条件条件有机物、有机物、氧氧气气、水、水、酶酶水、二氧化碳、水、二氧化碳、光、色素、光、色素、酶酶能量变化能量变化有机物中稳定的化学能有机物中稳定的化学能转转变为热能和变
25、为热能和ATPATP中活泼的化中活泼的化学能学能光反应：光反应：光能光能转变为转变为ATPATP中中活活跃跃的化学能的化学能暗反应：暗反应：ATPATP中活中活跃跃的化学的化学能能转变为转变为有机物中稳定的化有机物中稳定的化学能学能物质变化物质变化C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 酶酶 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量 光能光能COCO2 2+H+H2 2O O （CHCH2 2O O）O O2 2 叶绿体叶绿体产生产生ATPATP的过的过程程有氧呼吸三个阶段有氧呼吸三个阶段光反应阶段光反应阶段1 1、光合作用为有氧呼吸提供
26、有机物和氧气，细胞呼吸产生的二氧化碳为、光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，细胞呼吸产生的二氧化碳为光合作用所用。光合作用所用。2 2、光合作用强于细胞呼吸时，植物就会积累物质和能量，表现为生长。、光合作用强于细胞呼吸时，植物就会积累物质和能量，表现为生长。光合作用和有氧呼吸的区别光合作用和有氧呼吸的区别绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率数值为呼吸速率(A点点)。绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。同时进行，测得的数据为净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。
