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1、细胞呼吸二、要点精析【要点一】有氧呼吸和无氧呼吸的比较一、知识结构,概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他 r产物，释放能量并生成ATP的过程 场所：细胞质基质和线粒体条件：需要氧气I反应式：细有氧呼吸彳 能量（少）第一阶段： C6H12O6酶12 丙酮酸6C2 +I过程：20H + 能量（第二阶段：2 丙酮酸 少）细胞质基质酶2 6H2O12町0 +能量（大）方式 4H+能量（少、）无氧呼吸 能量少）少）第三阶段：24H场所：细胞质基质条件：不需要氧气第一阶段：过程:类型：发酵：第二阶段： 6O2线粒体酶3线粒体C6H12O6酶12 丙酮酸细胞质基质酶22 丙酮酸细胞
2、质基质产物为：酒精和 CO反应式： C6H12O6 产物为：乳酸 反应式： C6H12O6泌-2C2H5OH2C3H6O32C2H5OH + 、2C3H6O3 +酒精发酵：微生物产生酒精的无氧呼吸乳酸发酵：微生物产生乳酸的无氧呼吸CO2能量项 目有氧呼吸无氧呼吸过酶与有氧呼吸同程c6h12o61 2C3H4O3 （丙酮酸）酶阶+22H+2ATP2C3H4O3+22H2 2C3H6O3 （乳段酶酸）+2ATPo酶22C3H4O3+6H2O 2 6CO2+20H+2ATP或或酶2酶32C3H4O3+22H1丁 324H+6O2-12H2O+34ATP2C2H5OH+2COc+2ATP场2 2在细胞
3、质基质中，、分别在线粒252、都在细胞质基质中所体基质和线粒体的内膜上物分解有机物需氧参与，分解彻底，终产分解有机物不需氧参与，不彻底，质物是无机小分子产物为小分子有机物变化能释放能量多，1mol葡萄糖彻底氧化释放释放能量少，1 mol葡萄糖进行乳量总能量为 2870kJ/mol,其中 1161kJ/mol酸发酵释放196.65kJ/mol,酒精发变转移到ATP，1709kJ/mol以热能散失酵 225.94kJ/mol,均有 61.05kJ/mol化合成ATP联02+有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化发展而来，第一阶段完全相同能系1少）画龙点睛】（1）有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段完全相同。（2
4、）有氧呼吸的第二阶段和第三阶段都在线粒体中进行，第二阶段有水参与， 第三阶段有水生成，第三阶段产生能量最多。无氧呼吸全过程均在细胞质基质中 进行。（3）无氧呼吸由丙酮酸转变成酒精或乳酸的过程必须在缺氧的条件下，有 H 作还原剂。（4）高等动物无氧呼吸的产物是乳酸；高等植物无氧呼吸的产物主要是酒精和 C02某些器官的无氧呼吸的产物是乳酸.如玉米胚和马铃薯的块茎。的增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强.当o2浓度达到一定值后，随 o2浓度增大.有氧呼啦不再加强(受呼吸酶数量的影响)。如右图所示：(5)由于无氧呼吸一方面释放出的能量少，另一方面产生的酒精或乳酸对原生 质有毒害作用.所以不论植物
5、还是动物都不能长时间地进行无氧呼吸。(6)有氧呼吸较无氧呼吸释放的能量多，能量的利用率，前者为 1 161/2870=40.5%，后者为 61.08/196.65 = 31%。【要点二】探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌是种单细胞真菌.在有氧和无氧的条件下都能生存.属于兼性厌氧菌， 因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条 件下细胞呼吸的产物来确定酵母菌细胞呼吸的方式。CO2可使使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母 菌培养液中CO2的产生情况。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件
6、下与乙醇(俗称酒 精)发生化学反应变成灰绿色，从而检测酒精的产生。【画龙点睛】微生物在进行无氧呼吸时，有的产生酒精，如：酵母菌；有的产 生乳酸如：乳酸菌。高等植物在水淹的情况下，可以进行无氧呼吸产生酒精和 二氧化碳酒精对植物有毒害作用，这是长期水淹容易造成植物死亡的原因之一。 有些植物组织进行无氧呼吸时也能产生乳酸，如：马铃薯块茎、甜菜块根等。应 特别注意的是高等动物和人在进行无氧呼吸时只能产生乳酸。要点三】影响细胞呼吸的因素1、内因遗传因素(决定呼吸酶的种类和数量) 不同的植物呼吸速率不同；同一植物不同发育时期呼吸速率不同；同植物不同器 官呼吸速率不同，阴生植物大于阳生植物，幼苗期大于成熟期
7、，生殖器官大于营 养器官。2 外因环境因素(1温度 温度之所以能影响呼吸速率主要是影响呼吸酶的活性。在最低点与最适点之 间，呼吸速率总是随温度的升高而加快。超过最适点，呼吸速率则会随着温度的 升高而下降。如图所示：【画龙点睛】一般说来，接近0c时，植物的细胞呼吸进行得很慢，但有些植 物的最低温度可以低于一10C。细胞呼吸的最适温度一般在25c35C之间。细 胞呼吸的最高温度一般在35C45C之间，最高温度在短时间内.可使呼吸速率 较最适温度的要高但时间较长后，细胞呼吸就急剧下降，这主要是由于在高温 下.蛋白质和酶容易变性失活。(2) O2浓度：O2浓度为零时无氧呼吸最强有氧呼吸速率为零。随O2
8、浓度【画龙点睛】短时间的无氧呼吸和局部的无氧 呼吸(如透气不良的果实内部)对生物的伤害并 不大.但无氧呼吸时间过长，生物体就会受到伤 害。其原因主要有三个方面： 植物的无氧呼吸产生的酒精使细胞质的蛋 白质变性.从而引起酒精中毒。动物体无氧呼吸 产生的乳酸过多，则会引起血液中pH的变化。 因为无氧呼呼对能量的利用率很低.生物要 维持正常的生理需要.就要消耗过多的有机物这样生物体内的养料就耗损过多； 没有丙酮酸氧化过程.许多由这个过程中间产物形成的物质就无法继续完成。如作物因水涝灾害死亡.主要原因就在此。(3)二氧化碳二氧化碳是细胞呼吸的最终产物.当外界环境中的二氧化碳浓度增加时，呼吸速率便会减慢
9、。这个原理可用于贮藏水果和蔬菜。(4)含水量在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。细胞内自由水的含量越高呼吸速率越大。3、在实际中的应用(1) 中耕松士、合理灌溉、带土移栽等都是为了保证根细胞正常的呼吸。(2) 粮油种子的贮藏必须干燥、低温，目的是为了降低呼吸作用，减少有机物 的消耗。(3) 果实、蔬菜的保鲜措施中，低温、增加空气中CO2的浓度等.目的是通过 减弱细胞呼吸，延缓老化。(4) 在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉.使光合作用的产物更多地转运到有经济价值的器官中去。要点四】光合作用与细胞
10、呼吸的比较从反应式看，光合作用与呼吸作用看似是两个简单的逆转，其实它们是两个 截然不同的生理过程项目光合作用有氧呼吸区别生物绿色植物大部分生物细胞叶肉细胞所有活细胞场所叶绿体线粒体、细胞质基质条件光、色素、酶氧气、酶物质变 化无机物一有机物H2O+COlC6H12O6有机物一无机物 C6H12O6 TQ+9能量变 化光能一ATP-有机物中化学能有机物中化学能-ATP+热能联系 光合作用为呼吸作用提供物质基础有机物和氧气。 呼吸作用为光合作用提供能量和CO2【画龙点睛】绿色植物在有光、无光时都要进行细胞呼吸。细胞呼吸强度与 温度有关，与光无关。绿色植物在光下同时进行光合作用和细胞呼吸。比较光合
11、作用和细胞呼吸强度大小可分为三种情况：（1）当光合作用强度大于细胞呼吸强度时，表现为植物从外界吸收 CO2 放出 o2即环境中CO2减少.o2增加，植物光合作用利用的CO2量是植物从外界吸收 的co2量与细胞呼吸放出的co2的量的和.光合作用产生的o2量是植物释放到 外界的o2量与细胞呼吸消耗的02量之和。如图1。（2）当光合作用强度等于细胞呼吸强度时，环境中02和CO2的量没有变化， 植物光合作用吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的co2量,光合作用放出的o2量, 等于细胞呼吸吸收的02量.如图2。（3）当光合作用强度小于细胞呼吸强度时，表现为植物从外界吸收02.放出 co2.即环境中o2减少.
12、co2增加.植物细胞呼吸消耗的o2量是植物从外界吸 收的02与光合作用产生02的和，如图3。类胡萝卜素（含量约占1/4）：胡萝卜素（最上带呈橙黄色）、叶黄 素（上数第二带呈黄色）叶绿素（含量约占3/4）：叶绿素a（上数第三带呈蓝绿色）、叶绿素b（最下带呈黄绿色）叶绿素a和叶绿素b主要吸收红橙光和蓝紫光，胡萝卜素和叶 黄素主要吸收蓝紫光。因为对绿光吸收最少，绿光做反射出来，所以叶片呈现绿色 叶绿体一般呈椭球形或球形;在电子显微镜下可以看到其外表有 j 双层膜，内部有许多类囊体叶绿体的结构：（由圆饼状囊状结构构成）组成的基粒，基粒之间充满基质；吸 收光能的各种色素分布在类囊体的薄膜上叶绿体具有大量
13、基粒和类囊体的意义在于:极大的扩展了受光面 积。概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储光 合 作 用存着能量的有机物，并且释放氧气的过程。1、1771年，英国科学家普利斯特利，证实植物可以更新因蜡烛燃烧或小白 吸而污染的空气2、1779年，荷兰科学家英格豪斯，做实验发现普利斯特利的实验只有在光 照射下才能成功，植物只有绿叶才能更新污染的空气，植物在光下放出 氧气，吸收二氧化碳3、1845年，德国科学家梅耶根据能量转换和守恒定律指出植物进行光合作 用时，把光能转化为化学能储存起来4、1 864年，德国科学家萨克斯做实验成功地证明光合作用的产物除了氧气 有淀粉。 其
14、实验中将绿叶放暗处放置儿小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质5、1939年.美国科学家鲁宾和卡门利用同位素示踪法.有力地证明了光合 作用释放氧气来自水鼠呼光作 的 究历 程:还知识结构绿叶中色素：光合作用6、20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻进行实验，最终探明CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循 环。反应式：CO2 + h2o叶绿体(CH2O) + o2概念：光合作用第一阶段中的化学反应，必须有光才能进行反应反应L场所：类囊体的薄膜光合色素吸收光能的用途一是：将水分解成氧气和H, 二是：在有关酶的作用下，促成ADP和Pi发生化学反应，形成ATi作用的过程光反应为暗反应提供H和ATP联系，概念：光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行 反应场所：叶绿体基质
