细胞呼吸专题知识点
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细胞呼吸专题
一、细胞呼吸
1.概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分
解,生成CO2或其他产物,释放
出能量并生成ATP的过程。
2.分类
二、有氧呼吸
1.含义: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,释放能量,生成大量ATP的过程。
2. 过程:
葡萄糖 丙酮酸 + [H]
丙酮酸 + 水 CO
2
+ [H]
[H] + O
2
H
2
O
3. 反应式:
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4.实质:(1)物质转化:有机物变化无机物
(2)能量转化:有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热
能
三、无氧呼吸
1、概念:一般是指细胞在缺氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有
机物
分解为尚未彻底氧化的产物,同时释放出少量能量的过程。
2、过程
场所:细胞质基质 条件:缺氧条件、酶
阶段
第一阶
段
第二阶
段
具体过程
葡萄糖→ 丙酮酸+
[H]+ 能量
丙酮酸+ [H] → 酒精+CO
2
或者 丙酮酸+
[H] → 乳酸
发生场所
细胞质基
质
注:无氧呼吸仅在第一阶段产生少量ATP,第二阶段无ATP的产生。
3、总反应式:
酒精发酵:葡萄糖→2酒精+2CO2+少量能量
大多数植物、酵母菌等生物,进行无氧呼吸一般产生酒精。
乳酸发酵:葡萄糖→ 2乳酸+少量能量
对于高等动物、高等植物某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)、乳
酸菌等生物
,进行无氧呼吸一般产生乳酸。
4、实质:
(1)物质转化:有机物转化为无机物CO
2
(部分生物)和不彻底的氧化产物。
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项目 有氧呼吸 无氧呼吸
场所
不同点
条件
产物
细胞质基质、线粒体
需氧气、酶
彻底的氧化分解产物:二
氧化碳和水
细胞质基质
不需氧气,酶
不彻底的氧化分解产物:酒精和二氧化碳或者
乳酸
有机物中的化学能
→酒精或乳酸、ATP、
热能
能量变化
有机物中的化学能
→ATP、热能
特点
受O
2
和温度等因素的影响 O
2
可以抑制无氧呼吸
过程
相同点
实质
意义
第一阶段相同。之后在不同的条件下,在不同的场所、不同酶的作用下沿不
同途径形成不同产物
氧化分解有机物,释放能量,产生ATP
为生物体的各项生命活动提供能量,为体内其他化合物的合成提供原料
(2)能量转化:有机物中化学能转化为不彻底的氧化产物中化学能、ATP和热
能
四、有氧呼吸与无氧呼吸的区别
注:有关细胞呼吸的5个易错点
1. 进行有氧呼吸不一定需要线粒体,如原核生物;真核细胞进行有氧呼吸则需
要线粒体,无
线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞、
蛔虫等。
2. 线粒体不能
分解葡萄糖(无相关酶),葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸后
才能进入线粒体进行进一步分解。
3. 酵母菌产生二氧化碳的场所是线粒体基质(有氧呼吸)和细胞质基质(无氧
呼吸);人和
动物只能在线粒体基质中产生二氧化碳,因为无氧呼吸的产物是乳
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酸,不能产生是乳酸,不能产生二氧化碳。
五、依据物质的量的关系来判断:
①不消耗O2,释放CO2→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放→只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。
③酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量→只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量→既
进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;多余的CO2
来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量→既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵;多余的CO2来自
有氧呼吸。
六、影响呼吸作用的因素
(一).内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)
(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同,旱生植物<水生植物,阴生植物<阳生植物。
(
2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同,如幼苗期、开花期细胞呼
吸速率较高,成熟期细
胞呼吸速率较低。
(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。
(二)外因
1.氧气浓度
(1)有氧呼吸:在一定范围内,随着O
2浓度的增加,有氧呼吸强度也增强,但由
于呼吸酶数量和呼吸底物浓度的限制,
O
2
浓度增加到一定程度,有氧呼吸强度
不再增加。
无氧呼吸:随着O
2
浓度的增加,无氧呼吸受到的抑制作用加强。
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(2)根据曲线模型分析:
P
ɤɤ
①O
2
浓度=0时,只进行无氧呼吸。
②0
浓度<
10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。随O
2
浓度增大,无氧呼
吸逐渐被抑制,有
氧呼吸不断加强。
③O
2
浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。
④O
2
浓度=5%,CO2释放量最少,有机物消耗量最少,最适合贮存蔬果。
⑤P点时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相同,此时消耗的葡萄糖之比为
1:3。 ʹ⑥该曲线适用于无氧呼吸产生酒精和CO2的生成物;而人和动物无氧呼吸不
产生CO2,其CO
2释放总量曲线即为有氧呼吸CO2释放量曲线。
2.温度
(1)温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。
低于最适温度呼吸酶活性下降,细胞呼吸受到抑制。
(2)应用:①低温下贮存蔬菜水果。
②温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度),以减少夜间呼吸消耗有机物。
3.水分
(1)水为细胞呼吸提供反应环境,一定范围内随着水含量的增加细胞呼吸加强
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(2)应用:种子储存前进行晾晒处理,萌发前进行浸泡处理
4. CO
2
浓度
(1)CO
2
是有氧呼吸和
酒精发酵的产物,当CO
2
浓度过高时会抑制细胞呼吸。
(2)应用:在蔬菜、水果
保鲜中,增加CO
2
浓度(或充入N
2
)可抑制细胞呼吸,减少
有机
物的消耗
七. 细胞呼吸原理的应用
1. 有氧呼吸原理的应用
①包扎伤口应选用透气的辅料,其目的是为了抑制微生物的无氧呼吸
②及时松土有利于根系对无机盐的吸收
③稻田定期排水有利于根系的有氧呼吸,防止无氧呼吸产生酒精而发生烂根死亡
④提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳酸
⑤制作食醋、味精
2. 无氧呼吸原理的应用
①乳酸菌发酵制作酸奶,酵母菌发酵酿酒
②
破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖,较深的伤口需及时清理并注射
破伤风抗毒血清等。
③适当低氧条件下保存粮食、蔬果,以减少有机物的消耗。
④制葡萄酒时,初期进行有氧呼吸
,使酵母菌大量繁殖,发酵时严格控制无氧环
境,促进酵母菌的无氧呼吸。
八、实验
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通过实验装置中红色液滴移动方向判
断生物细胞的类型
装置一
红色液滴左移
红色液滴不动
红色液滴左移
装置二
红色液滴不动
红色液滴右移
红色液滴右移
结论
只进行有氧呼吸
只进行无氧呼吸
既进行有氧呼吸
又进行无氧呼吸
1. 装置
一中酵母菌进行细胞呼吸吸收
O
2
,释放
CO
2
,
CO
2
被NaOH溶液吸收,使容器内
气体压强减小,液滴左移,故该装置中液滴的移
动距离可表示种子有氧呼吸消耗的
O
2
量。
2. 装置二中的蒸馏水不影响
气体变化,故液滴的移动距离可表示种子呼吸释放的
CO
2
量与
消耗
O
2
量的差值。如呼吸底物为葡萄糖,则有氧呼吸释放CO
2
量与消耗
O
2
量相
等,故该装置中液滴的移动距离可表示酵母菌无氧呼吸释放的CO
2
量。
3. 若呼吸底物中含有脂肪,由于脂肪与糖类相比氧化分解时耗氧量较大,则装置一
液滴左
移更明显,而装置二液滴有可能左移。
九.计算
1.
CO
2
释放总量 = 有氧呼吸释放的
CO
2
量
+有氧呼吸释放的
CO
2
量
2.
O
2
吸收量
= 有氧呼吸释放的量
3. 酒精产生量 = 无氧呼吸释放的
CO
2
量
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