细胞呼吸的类型与过程
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细胞呼吸的类型与过程
1.有氧呼吸过程
2.无氧呼吸过程
(1)第一阶段与有氧呼吸完全相同。
(2)第二阶段是第一阶
段产生的[H]将丙酮酸还原为C
2
H
5
OH和CO
2
或乳
酸的过程。不同生物无
氧呼吸的产物不同,是由于催化反应的酶不同。
3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
反
应
需要O
2
、酶和适宜的温度
条
件
呼
不
吸 第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段
同
场在线粒体中
点
所
分
解
CO
2
和H
2
O
产
物
释
1 mol葡萄糖释放能量2 870 kJ,
放
其中1 161 kJ转移至ATP中,生
不
能
成38 molATP
同
量
点
特
有机物彻底分解,能量完全释放
点
相同点
相互
联系
无氧呼吸
不需要O
2
,需要酶和适宜的温度
全过程都在细胞质基质中
CO
2
和酒精或乳酸
1 mol葡萄糖释放能量196.65
kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒
精),其中均有61.08
kJ转移至ATP
中,生成2 mol
ATP
有机物没有彻底分解,能量没完全
释放
其实质都是:分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要
①第一阶段完全相同
②实质相同:分解有机物,释放能量
1
③意义相同:为生命活动提供能量,为物质转化提供原料
④无氧呼吸进化为有氧呼吸
1.不同生物无氧呼吸的产物不同,其原因在于催化反应的酶不同。动物和人体无氧呼吸的
产物
是乳酸。微生物的无氧呼吸称为发酵,但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。
2.原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。
3.有氧呼吸的三个阶段均有A
TP产生;无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。其余的能量储存
在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸
中。
4.有氧呼吸过程中H
2
O既是反应物(第二阶段利用),又是生成物(第三阶
段生成),且生成
的H
2
O中的氧全部来源于O
2
。
5.
有H
2
O生成一定是有氧呼吸,有CO
2
生成一定不是乳酸发酵。
6.呼吸作用产生的能量大部分以热能形式散失,对动物可用于维持体温。
7.水稻等植物长期水淹后烂根的原因:无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。
考点2根据
CO
2
释放量和O
2
消耗量判断细胞呼吸状况(底物为葡萄糖)
O
2
吸收量、CO
2
释放量
不消耗O
2
,释放CO
2
O
2
吸收量=CO
2
释放量
O
2
吸收量<CO
2
释放量
酒精量=CO
2
量
酒精量<CO
2
量
CO
2
释放量︰O
2
吸收量=4︰3
CO2释放量︰O2吸收量>4︰3
CO2释放量︰O2吸收量<4︰3
细胞呼吸的方式
只进行无氧呼吸
只进行有氧呼吸
两种呼吸方式同时进行,多余CO
2
来自无氧呼吸
只进行无氧呼吸
两种呼吸方式同时进行,多余CO
2
来自有氧呼吸
有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
无氧呼吸占优势
有氧呼吸占优势
有H
2
O生成一定是有氧呼吸,有CO
2
生成一定不是
乳酸发酵,有酒精生成是产酒精的无
氧呼吸,有含氮废物生成其呼吸底物一定为含氮物质(如蛋白质)
【特别提醒】
1.CO
2
释放量、O
2
吸收量、酒精量都是指物质的量,单位是摩尔。
2.以上的根据是葡萄糖有氧呼吸和无氧呼吸的方程式,不包括其他有机物质。
考点3 影响细胞呼吸的因素及其应用
1.内因:遗传因素(决定酶的种类和数量)
(1)不同种类的植物呼吸速率不同,如旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。
(
2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同,如幼苗、开花期呼吸速率升高,成熟期
呼吸速率下降
。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。
2.外因——环境因素
(1)温度
①温度影响呼吸作用,主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。呼吸速率与温
度的关系如下图。
②生产上常用这一原理在低温下贮藏水果、蔬菜。大大棚蔬菜的栽培过程中夜
间适当降低温度,
降低呼吸作用,减少有机物的消耗,提高产量。
(2)O
2
的浓度
①在
O
2
浓度为零时只进行无氧呼吸;浓度为10%以下,既
进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
;浓度为10%以上,只进行
2
有氧呼吸。(如图)
②生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用,减少有机物消耗这一原理来
延长蔬菜、水果保
鲜时间。
(3)CO
2
CO
2
是呼吸作用的产物,对细胞呼吸有抑制作用,实验证明,
在CO
2
浓度升高到1%~1
0%时,呼吸作用明显被抑制。
(4)水
在一定范围内,呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而
减慢。
应用指南
细胞呼吸原理的应用实例
1.用透气纱布或“创可贴”包扎伤口:增加通气量,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
2.酿酒时
早期通气—促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖后期密封发酵罐——促进酵
母菌无氧呼吸,利于产生酒精
3.食醋、味精制作:向发酵罐中通入无菌空气,促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧
呼吸
。
4.土壤松土
①促进根细胞呼吸作用,有利于主动运输,为矿质元素吸收供应能量。
-
②促进土壤中硝化细菌活动,有利于NH
3
NO
3
,从而
提高土壤肥力。
-
③抑制反硝化细菌活动,防止NO
3
N
2,导致土壤氮元素流失。
5.低温、低氧、适宜湿度——蔬果保鲜;
6.去除作物变黄的叶片——减少有机物的消耗以提高作物产量。
7.稻田定期排水:促进水稻根细胞有氧呼吸。
8.提倡慢跑:促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
考点4
实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能
生存,属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生
大量的CO
2
,在进行无氧呼吸时
能产生酒精和CO
2
。
(2)CO
2
可使澄清的石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
(3)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下可与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
2.实验流程
3
【方法例析】对比实验和对照实验
1.对比实验:不设置对照组,而是设置两个或两个以上的
实验组,通过对实验结果的比较
分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫对比实验,这样
的对照方法也叫相
互对照。如探究酵母菌细胞呼吸方式的实验,有氧和无氧条件下的实验结果都是未知的
,通
过两个实验结果的对比可以得出氧气对细胞呼吸的影响。
2.对照实验:设置对照组和实
验组,对照组的实验结果一般是已知的,对照组主要起消除
或减少实验误差,鉴别实验中的处理因素和非
处理因素的差异等作用。
1、下图为生物体内部分的细胞代谢过程。据图回答:
(1)A过程发生在绿色植物叶肉细胞的
中,影响A过程的主要因素有
(答出两点即可)。A过程包括 阶段和
阶段,
其能量来源依次为 。
(2)稻田若不定期排水,水稻幼根会变黑腐烂,这是因为进行了上述( )
过程所致.人体在剧烈运动时进行的生理过程为 (用字母表示)。
(3)上述代谢过程中,能生成ATP的是 过程(用字母表示)。
(4)硝化细菌和蓝藻都能进行A过程,但两者利用的 不同,它们都属于自养生物。
(1)叶绿体 光照、CO
2
、温度等(光照必答) 光反应 暗反应
答案:ATP、〔H〕 (2) C 酒精发酵(或无氧呼吸) BC (3)ABCD
(4)能量(来源)
2、 酵母菌研磨、离心分离后,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、沉淀物和未离心处理的匀浆分别放入甲、乙、丙3个试管中,如图所示,
分别
进行以下实验:
(1)实验一:向三支试管中分别滴加等量(1mol)的葡
萄糖溶液,甲、乙、丙中的终产物
分别是:甲___,乙___,丙_____。
(2)实验
二:向三支试管中分别滴加等量(2mol)的丙酮酸,甲、乙、丙中的终产物分别
是:甲___,乙_
__,丙_____
(3)实验三:在隔绝空气的条件下,重复实验一,甲、乙、丙中的终产物分别是
:甲___,
乙___,丙_____
(4)实验四:向三支试管中分别滴加等量的萤光素(
萤火虫尾部提取的可以发光的物质)。
重复实验一和实验二,从理论上讲,发光最强的是实验_____
____中的________试管。
A. H
2
O+CO
2
B. 乙醇+ CO
2
C. 丙酮酸 D. 无反应
答案:(1)C、D、A (2)D、A、A (3)B、D、B (4)一、丙
4