细胞呼吸总结
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细胞呼吸实验知识点总结一、实验原理细胞呼吸是一种氧化还原反应,其反应方程式为C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量。
在此过程中,有机物质(如葡萄糖)与氧气发生氧化还原反应,生成二氧化碳、水和能量。
而实验中常用的细胞呼吸实验对象是酵母细胞,其细胞呼吸的反应方程式为C6H12O6 +6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量 + 乙醇。
在细胞呼吸实验中,常用的方法是利用酵母细胞对葡萄糖进行发酵,观察产生的二氧化碳的量来评估细胞呼吸的速率。
实验中需要控制变量,如温度、酵母细胞浓度、葡萄糖浓度等,以保证实验结果的准确性。
此外,实验中需注意保持实验器材的清洁,并控制好实验环境的温度和湿度。
二、实验操作步骤1. 实验器材准备将所需的实验器材如量筒、试管、滴管等清洗并晾干,准备好所需的试剂如葡萄糖溶液、酵母悬浮液等。
2. 实验方案设计根据实验的目的和要求设计实验方案,确定需要控制的变量和实验操作步骤。
例如,可以设计不同浓度的葡萄糖溶液对酵母细胞进行发酵,观察产生的二氧化碳量的变化。
3. 实验操作a. 将准备好的葡萄糖溶液和酵母悬浮液倒入试管中,将试管密封,用蜡封住试管口。
b. 将试管放入温水槽中,保持温度稳定。
c. 使用滴管将试管中产生的气体收集在量筒中,记录产生的气体体积。
d. 根据设计的实验方案改变实验变量,重复实验操作。
4. 数据处理与分析将实验数据整理汇总,进行数据处理和统计分析,计算不同试验条件下产生的二氧化碳量的差异,并进行结果的合理解释。
三、实验结果分析通过实验操作和数据处理,我们可以了解到细胞呼吸的速率受多种因素的影响。
例如,温度是影响细胞呼吸速率的重要因素之一,一般情况下细胞呼吸速率随温度的升高而增加。
此外,葡萄糖浓度和酵母细胞浓度也会对细胞呼吸速率产生影响。
在实际的细胞呼吸实验中,我们可以根据实验结果得出一些实验规律。
比如,当葡萄糖浓度较低或者酵母细胞浓度较低时,细胞呼吸速率较慢;当温度较低时,细胞呼吸速率也较慢。
细胞呼吸的知识点总结:一、酵母菌:属于真菌,代谢类型兼性厌氧型,有氧时酵母菌大量繁殖,无氧时发酵产生酒精C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量(大量)C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量(少量)如:植物C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+能量(少量):如:动物和人以及马铃薯块茎,甜菜块根、玉米种子胚注:呼吸的产物有CO2 H2O C2H5OH其中检测CO2常用的试剂有:石灰水现象:变浑浊溴麝香草酚蓝溶液现象:蓝色→绿色→黄色检测酒精的试剂有:重铬酸钾现象:橙色→灰绿色→黄色(条件:酸性条件下)比较有氧呼吸和无氧呼吸能量释放的多少:有氧呼吸释放能量大于无氧呼吸释放的能量,理由:有氧呼吸的有机物分解的较彻底判断:有CO2产生的反应一定是有氧呼吸(X )理由:可以有氧呼吸也可无氧呼吸,根据物质的量来确定,当CO2的产生等于O2的消耗时,只进行有氧呼吸,当CO2的产生大于O2的消耗时,既有有氧呼吸也有无氧呼吸,当只有CO2的产生没有O2的消耗时,只进行无氧呼吸。
无CO2产生的反应一定是无氧呼吸(√)有酒精产生时,细胞只进行无氧呼吸(X )理由:。
有水产生时,细胞只进行有氧呼吸(X )理由:。
二、有氧呼吸的方式及过程:C6H12O6 场所(第一阶段) ↓丙酮酸+ [ H ] + 能量(少量)细胞质基质→↓(第二阶段)H2OCO2+ [ H ] +能量(少量)线粒体基质(第三阶段)2[ H ] + O2↓H2O + 能量(大量)线粒体内膜注:1、人和动物吸进的O2最先出现在哪个物质中?H2O中2、有氧呼吸时CO2是第几阶段产生的,H2O是第几阶段产生的?第二阶段第三阶段3、呼吸作用的实质是:有机物彻底氧化分解释放能量的过程。
4、有氧呼吸第一、二阶段产生的[ H ] 的用途是:在第三阶段与O2结合生成H2O光合作用光反应阶段产生的[ H ] 的用途是:用于暗反应阶段CO2的还原5、有氧呼吸中H2O既是反应物,又是产物,且产物H2O中的氧O全部来自O2。
细胞呼吸的知识点总结细胞呼吸是一种重要的生物化学过程,发生在所有生物体的细胞中。
它是将有机物质(如葡萄糖)代谢为能量(ATP)的过程。
以下是细胞呼吸的几个关键知识点总结:1. 细胞呼吸的三个阶段:细胞呼吸包括糖酵解、Krebs循环和氧化磷酸化。
糖酵解将葡萄糖分解为较小的化合物,并产生少量ATP和NADH。
Krebs循环发生在细胞的线粒体中,将产生的化合物进一步分解,并生成更多的NADH、FADH2和少量的ATP。
氧化磷酸化是最终的阶段,在线粒体内发生,将NADH和FADH2氧化为更多的ATP。
2. ATP的生成:氧化磷酸化是细胞呼吸中最主要的ATP合成途径。
在线粒体内的内膜上,通过电子传递链将NADH和FADH2的高能电子转移,产生足够的能量推动ATP合成酶(ATP synthase)生成ATP。
每个NADH能产生大约3个ATP,而每个FADH2能产生大约2个ATP。
3. 氧的作用:细胞呼吸需要在氧的存在下进行。
没有氧气,细胞无法将NADH和FADH2中的高能电子转移到电子传递链上,也无法进行氧化磷酸化。
这种情况下,糖酵解会产生乳酸或乙醇,以便释放一些能量。
4. 细胞呼吸与发酵的区别:发酵也是一种能量产生的过程,但它是在缺氧条件下进行的。
与细胞呼吸不同,发酵过程不涉及氧化磷酸化阶段,因此产生的ATP相对较少。
此外,发酵产物也不同,例如乳酸、乙醇和二氧化碳等。
细胞呼吸是一种通过将有机物质代谢为能量的过程,其结果是生成大量ATP。
细胞呼吸的三个阶段分别是糖酵解、Krebs循环和氧化磷酸化,依赖氧气的存在。
理解细胞呼吸的原理有助于我们了解细胞的能量代谢和生命活动。
千里之行,始于足下。
细胞呼吸知识点总结细胞呼吸是生物体内一种重要的能量转化过程,通常指的是有机物在细胞内氧化分解产生能量的过程。
细胞呼吸主要分为三个阶段:糖原酶活化、糖类物质的分解和能量的产生。
一、糖原酶活化糖原酶是一种酶,主要作用是将细胞内的糖原分解成葡萄糖。
糖原是一种多糖,由多个葡萄糖分子组成。
在细胞内,当需要能量时,糖原酶被激活,开始分解糖原。
二、糖类物质的分解糖类物质的分解主要发生在胞浆和细胞器中。
首先,糖类物质被分解成较简单的分子,如葡萄糖。
这一过程主要发生在细胞内的胞浆中,被称为糖解作用。
之后,葡萄糖进入细胞器线粒体,经过进一步的分解,产生更多的能量。
这一过程被称为有氧呼吸。
三、能量的产生在线粒体中,葡萄糖分子被进一步分解为二氧化碳和水,并释放出大量的能量。
这些能量被用来合成细胞内的一种高能化合物,腺苷三磷酸(ATP)。
ATP是细胞内主要的能量储存和转移分子,可在需要时释放能量。
细胞呼吸的主要反应公式为:葡萄糖 + 氧气→二氧化碳 + 水 + 能量细胞呼吸的特点:1. 细胞呼吸是一种有氧反应,需要氧气作为底物。
氧气的供应不足会导致细胞呼吸受限,影响能量产生。
第1页/共2页锲而不舍,金石可镂。
2. 细胞呼吸产生的能量以ATP的形式存在,为细胞内的各种生物活动提供能量。
3. 细胞呼吸产生的二氧化碳是细胞代谢的副产物,通过呼吸道排出体外,维持体内酸碱平衡。
细胞呼吸的调节:1. 细胞呼吸的速率受到多种因素的调节,包括糖类物质的供应、氧气浓度和温度等。
当细胞需要更多能量时,细胞呼吸速率会增加。
2. 胰岛素和葡萄糖浓度的变化也会影响细胞呼吸的调节。
胰岛素能促进葡萄糖的进入细胞内,增加能量产生。
3. 氧气供应不足时,细胞呼吸速率会减慢,甚至停止。
细胞呼吸与糖尿病的关系:糖尿病是一种代谢性疾病,主要特点是血糖水平异常升高,造成细胞内的糖类物质无法充分分解。
这会导致细胞呼吸受限,能量产生减少。
另外,由于胰岛素的分泌异常,细胞无法充分利用糖类物质,导致能量供应不足。
细胞呼吸的能量转换例题和知识点总结细胞呼吸是生物体内非常重要的生理过程,它涉及到能量的转换和利用。
下面我们通过一些例题来加深对细胞呼吸能量转换的理解,并对相关知识点进行总结。
一、细胞呼吸的基本概念细胞呼吸是指细胞在有氧或无氧条件下,通过一系列化学反应,分解有机物并释放能量的过程。
细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
有氧呼吸是指细胞在有氧条件下,将葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,并释放大量能量的过程。
其反应式可以概括为:C₆H₁₂O₆+ 6O₂ → 6CO₂+ 6H₂O +能量(大量)无氧呼吸则是在无氧或缺氧条件下,细胞将有机物分解为不彻底的氧化产物,如乳酸或酒精和二氧化碳,并释放少量能量的过程。
对于植物细胞,无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,反应式为:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂+能量(少量)而动物细胞无氧呼吸产生乳酸,反应式为:C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃+能量(少量)二、细胞呼吸的能量转换例题例题 1:在有氧呼吸过程中,1 摩尔葡萄糖彻底氧化分解可以产生多少摩尔的 ATP?解析:有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段在细胞质基质中进行,1 摩尔葡萄糖分解为 2 摩尔丙酮酸,产生少量 ATP;第二阶段在线粒体基质中进行,2 摩尔丙酮酸和 6 摩尔水反应生成 6 摩尔二氧化碳和 20 摩尔还原氢,产生少量 ATP;第三阶段在线粒体内膜上进行,24 摩尔还原氢和 6 摩尔氧气反应生成 12 摩尔水,产生大量 ATP。
经过计算,1 摩尔葡萄糖彻底氧化分解大约可以产生 38 摩尔 ATP。
例题 2:如果一个细胞只能进行无氧呼吸,那么 1 摩尔葡萄糖可以产生多少能量?解析:无氧呼吸无论是产生酒精还是乳酸,都只是将葡萄糖进行了不彻底的分解,释放的能量较少。
1 摩尔葡萄糖通过无氧呼吸产生的能量大约只有有氧呼吸的 1/19 左右。
例题 3:在剧烈运动时,肌肉细胞会进行无氧呼吸,产生乳酸。
细胞呼吸的知识点总结:.doc
细胞呼吸是指细胞将有机物质转化为能量的过程,通过细胞呼吸,细胞能够将有机物质中的化学能转化为细胞需要的能量。
1. 细胞呼吸的方程式:
C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 能量(ATP)
2. 细胞呼吸的三个阶段:
(1) 糖解:糖分子在胞质中被分解为两个分子的丙酮酸,并产生少量的ATP。
(2) 三羧酸循环(Krebs循环):丙酮酸在线粒体中进一步分解,产生更多的ATP和电子载体NADH、FADH2。
(3) 氧化磷酸化:NADH和FADH2中的电子通过线粒体内部的电子传递链,最终与氧结合生成水,并释放出足够的能量以合成大量的ATP。
3. 呼吸作用所需的氧气与产生的二氧化碳在细胞的气体交换过程中通过细胞膜和线粒体内膜进行。
4. 细胞呼吸的调节:
(1) 细胞内ATP浓度的调节:高ATP浓度会抑制细胞呼吸,低ATP 浓度会促进细胞呼吸。
(2) 氧浓度的调节:氧浓度较低时,细胞呼吸速率减慢;氧浓度较高时,细胞呼吸速率加快。
(3) 温度的调节:适宜温度有利于细胞呼吸进行,但过高或过低的温度会抑制细胞呼吸。
5. 细胞呼吸与发酵的区别:
(1) 细胞呼吸需要氧气参与,而发酵不需要。
(2) 细胞呼吸能够释放出较多的能量(ATP),而发酵产生的能量较少。
(3) 细胞呼吸产生的最终产物是二氧化碳和水,而发酵产生的最终产物因种类不同而异,例如酒精发酵产生乙醇,乳酸发酵产生乳酸等。
高三细胞呼吸知识点总结高三生物学学科中,细胞呼吸是非常重要的知识点之一。
细胞呼吸是指细胞中通过氧气对有机物进行氧化分解,产生能量的过程。
下面将对高三细胞呼吸的相关知识进行总结。
一、细胞呼吸的基本概念细胞呼吸是一种细胞内的氧化过程,通过这一过程,细胞能够将有机物分解为二氧化碳和水,并释放出大量的能量。
这种能量主要以三磷酸腺苷(ATP)的形式储存,为细胞所利用。
二、细胞呼吸的三个阶段细胞呼吸可以分为三个阶段:糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
1. 糖解阶段:糖类有机物在胞质内被氧化分解,产生一分子葡萄糖、两分子丙酮酸和少量能量。
这一阶段主要发生在胞质中,不需要氧气参与。
2. Krebs循环:丙酮酸进一步氧化分解,生成二氧化碳、水和大量能量。
这一阶段发生在线粒体的基质中,需要氧气的参与。
3. 氧化磷酸化:通过氧化磷酸化反应,将三磷酸腺苷(ATP)合成为二磷酸腺苷(ADP),释放出大量能量。
这一阶段发生在线粒体内膜上的呼吸链上。
三、细胞呼吸和光合作用的关系细胞呼吸和光合作用是互为补充的两个过程。
光合作用中植物通过光能将二氧化碳和水合成为有机物,释放出氧气。
而细胞呼吸中,动植物则利用氧气来氧化分解有机物,产生能量。
这两个过程共同维持着生态系统中能量的平衡。
四、细胞呼吸与供能细胞呼吸是维持细胞正常功能的重要方式。
通过细胞呼吸产生的能量,细胞可以进行各种生命活动,例如合成有机物、维持细胞膜的稳定和运动等。
五、细胞呼吸与糖尿病的关系糖尿病是由于胰岛素分泌不足或对胰岛素反应减弱而引起的疾病。
胰岛素是调节血糖水平的关键激素,它可以促进细胞对葡萄糖的吸收和利用。
在糖尿病患者中,由于胰岛素的作用受阻,导致细胞无法正常利用葡萄糖进行细胞呼吸和能量产生。
六、细胞呼吸与运动运动是细胞呼吸的重要消耗过程之一。
在运动时,身体需要大量的能量来维持肌肉的运动,细胞呼吸可以为运动提供能量,从而满足身体的需求。
七、细胞呼吸与呼吸系统的关系细胞呼吸是细胞内的氧化过程,而呼吸系统则是负责输送氧气到细胞的器官系统。
细胞呼吸知识点总结手写细胞呼吸是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程。
细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
1、从物质变化的角度看,有氧呼吸是有机物脱下的氢与氧结合生成水,同时又脱羧分解产生CO2等无机物的过程。
从能量变化的角度看,有氧呼吸是有机物逐步分解的过程中,储存在有机物中的能量逐步释放的过程,且所释放的能量一部分转移到ATP中,其余大部分以热能的形式散失了。
而有机物在体外燃烧,能量全部释放出来以热能的形式散失。
2、CO2是在第二阶段产生的,是丙酮酸和水反应生成的,CO2中的氧原子一个来自葡萄糖,另一个来自水。
这个过程在线粒体基质中进行。
3、O2参与反应的阶段是第三阶段,【H】和O2结合生成水,所以呼吸作用产物水中的氧来自O2。
这个过程在线粒体内膜上进行。
4、有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水。
反应物中的水在第二阶段参与和丙酮酸的反应,生成物中的水是第三阶段【H】和O2结合生成的。
5、有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段,在细胞质基质中进行。
在没有氧气的条件下,第一阶段的产物丙酮酸被【H】还原成酒精和CO2或乳酸等,在不同的生物体内由于酶的不同,其还原生成的产物也不同。
在有氧条件下,丙酮酸进入线粒体继续被氧化分解。
6、有氧呼吸在有氧气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O,使有机物中的能量全部释放出来,约有44%的能量转移到ATP中,所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多。
在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式,但为了适应不利的环境条件还保留了无氧呼吸方式。
总结细胞呼吸的知识点1. 细胞呼吸的基本概念细胞呼吸是一种生物化学过程,指的是细胞内部的氧化代谢,通过将有机物氧化成水和二氧化碳来释放能量。
在这一过程中,细胞内的有机物经过一系列氧化还原反应,最终生成ATP(三磷酸腺苷)和二氧化碳。
细胞呼吸是生物体内的一种氧化代谢,是生命维持的必需过程。
它与动植物的生长、繁殖和其它生命活动密切相关。
2. 细胞呼吸的过程细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种形式。
有氧呼吸是指在有氧条件下进行的呼吸过程,是能量释放的最终过程;而无氧呼吸是在没有氧气的情况下进行的呼吸过程,能量释放更少。
(1)有氧呼吸:有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,它在线粒体内进行。
有氧呼吸可以分为三个阶段:糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
- 糖解:葡萄糖分子在细胞浆内被氧化分解成两个分子的丙酮酸。
糖分子被转化为丙酮酸,并释放少量 ATP。
- Krebs循环:丙酮酸进入线粒体,并在此处与其他物质反应,生成脱氧核糖糖基酸(NADH)、脱氧腺苷酸(FADH2)、ATP等。
- 氧化磷酸化:最后,NADH和FADH2在线粒体内氧化,产生ATP。
这个过程是一个逐步的过程,每一步都会生成能量分子 ATP,供给细胞运作所需的能量。
(2)无氧呼吸:无氧呼吸是指在缺氧或氧供应不足时细胞进行的呼吸过程。
细胞在缺氧的情况下,不同类型的细胞可以利用不同的有机物来产生 ATP。
例如,酵母菌可以利用葡萄糖进行酵解,产生乳酸;而肌肉细胞可以利用糖原进行乳酸发酵,产生乳酸。
无氧呼吸产生ATP的能力与有氧呼吸相比要少得多,但在某些情况下,例如在高强度运动时,身体需要迅速产生大量能量,此时无氧呼吸就非常重要。
3. 细胞呼吸与健康细胞呼吸对我们的身体健康有着重要的影响。
充足的细胞呼吸能够提供充足的能量,维持细胞的正常代谢活动,同时也有助于维持我们的健康状态。
(1)对健康的影响:足够的细胞呼吸可以使细胞正常运作,保持身体各个器官的功能正常,有利于身体免疫力的提高,有助于预防和治疗疾病。
总结细胞呼吸的知识点细胞呼吸是生物体获取能量的主要途径之一,它涉及到一系列复杂的生化反应,通过这些反应,生物体可以将食物中的有机物质转化为能量,同时释放出二氧化碳和水。
细胞呼吸主要分为三个阶段:糖酵解、柠檬酸循环(也称为克雷布斯循环)和电子传递链。
糖酵解是细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质中。
在这个过程中,一个葡萄糖分子被分解成两个丙酮酸分子,同时产生少量的ATP(三磷酸腺苷,生物体的能量货币)和还原型NADH(一种电子载体)。
糖酵解是无氧过程,即使在没有氧气的情况下也能进行。
柠檬酸循环是细胞呼吸的第二阶段,发生在线粒体的基质中。
丙酮酸进入线粒体后,首先转化为乙酰辅酶A,然后进入柠檬酸循环。
在柠檬酸循环中,乙酰辅酶A被进一步氧化分解,产生二氧化碳、NADH和FADH2(另一种电子载体)。
这个循环是细胞呼吸中产生能量最多的阶段。
电子传递链是细胞呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上。
NADH和FADH2将电子传递给电子传递链上的一系列蛋白质和电子载体。
电子在传递过程中释放出能量,这些能量被用来将质子泵出线粒体的内膜,形成质子梯度。
质子通过ATP合成酶回到线粒体基质,驱动ATP的合成。
最后,电子被氧气接受,形成水,完成整个呼吸链。
细胞呼吸的效率受到多种因素的影响,包括氧气的供应、酶的活性、代谢途径的调控等。
在缺氧条件下,细胞会通过无氧酵解(乳酸发酵)来产生能量,但这种方式效率较低,且会产生乳酸,可能导致肌肉疲劳和酸中毒。
细胞呼吸不仅为细胞提供能量,还参与调节许多生物过程,如细胞生长、分化和凋亡。
此外,细胞呼吸的异常也是许多疾病的根源,如线粒体疾病、癌症和糖尿病等。
因此,了解细胞呼吸的机制对于医学和生物学研究具有重要意义。
摘要:高中阶段呼吸商主要用在计算、实验装置设计、探究呼吸底物、确定呼吸作用类型等几方面,各种用法各有技巧、各有默认条件。
认真分析题型、区别联系、熟练掌握,才能举一反三,提高分析驾驭问题的能力。
关键词:呼吸商实验设计呼吸底物呼吸作用类型所谓呼吸商(respiratory quotient简称RQ),是指呼吸作用所释放的CO2的mol数和吸收的O2的mol数的比例,又称呼吸系数。
分析和研究它,有利于解决呼吸作用的很多问题。
生物都需要呼吸作用,分解有机物释放能量,满足生命活动对能量的需求。
呼吸作用也是高中生物学科重点章节《新陈代谢》的重要组成部分,高考命题的重点所在,所以,呼吸商就成为高考命题的切入点之一。
下面总结一下高中阶段呼吸商的一些应用,希望对高三学生的生物复习有所帮助。
1.计算。
这是主要的出题方向,题型灵活,着重考查实验能力。
1.1.据化学式直接计算呼吸商计算简式:RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积。
如根据不同有机物有氧呼吸反应式,可以计算出各自的呼吸商。
糖类:C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O,呼吸商RQ=6/6=1;蓖麻油:2C57H104O9+ 157O2→ 114CO2+ 104H2O,呼吸商为RQ=114/157=0.73同理蛋白质、脂肪的呼吸商经验计算值分别为0.80、0.71。
扩展:柠檬酸分子式C6H8O7(COOH-CH2-COHCOOH-CH2-COOH):2C6H8O7+ 9O2→ 12CO2+8H20,故其呼吸商为RQ=12/9=1.33苹果酸C4H7O5(COOH-CH2OH-CH2-COOH): 4C4H7O5+ 5O2→ 8CO2+ 14H2O,呼吸商为RQ=8/5=1.6这样的计算有助于选择题、填空题等题型的简单数据比较,较简单。
如(2001年天津理科综合能力测试一、第3题) 种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关,在相同条件下,消耗同质量的有机物,油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量 ( B )A.少 B.多 C.相等 D.无规律1.2.实验测定数据,然后算出呼吸商,考查实验设计和计算能力。
1.2.1.设计实验装置:根据呼吸商定义要求,只要知道呼吸作用消耗的氧气和呼出的二氧化碳量,就可以计算出呼吸商来。
实验测定呼吸商也必须有专门测定这两项物理量的装置。
学生必须具备结合物理、化学知识,设置相应实验装置的能力,这也成为此类题型考查的重点内容。
1.2.2.平衡无关变量:为了使所测数据准确性提高,有时也专门添加监控外界物理条件变化的对照装置,以平衡实验组数据;或者将实验组装置置于水浴设施中等等。
若材料带有真叶,还需要在黑暗环境以避免光合作用干扰。
【例1】为了测定种子萌发时的呼吸商,现准备了3只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的蚕豆种子、10%的NaOH溶液、NaHCO、清水等。
1号玻璃瓶3的实验装置如图所示。
(1)由于发芽蚕豆种子(已消毒)的呼吸作用,1号玻璃瓶内的气体发生了变化,使得墨滴向左移动,显然瓶内气体减少了,减少的气体是。
(2)1号玻璃瓶内的气体变化还不足以求出发芽蚕豆的呼吸商,由此还要利用2号玻璃瓶来测定发芽蚕豆呼吸作用过程中的某一种气体的变化。
请根据1号图及题干中的器材与试剂,说出2号图装置与1号图的不同之处,以此可以测出量。
(3)若1号装置测出的实验数据(墨滴移动量)为X,2号装置所测得的实验数据(墨滴移动量)为Y,则呼吸商计算式为:如果呼吸商小于1时,说明。
(4)为了纠正环境因素引起的实验测量误差,须设3号装置。
应对3号装置作何处理:。
如3号装置的墨滴在实验后向右移动量为Z,则氧气实际消耗量应为。
【解析】1号装置中NaOH吸收CO,气体体积再变化只能是氧气引起的,所2以它测的是氧气量;2号装置考查学生的设计能力。
据呼吸商概念,1号装置测出了氧气量,剩下的就是二氧化碳的量未知了,依据化学知识,试管中应该是清水,瓶中放发芽的蚕豆种子,气体体积变化就是二氧化碳和氧气变化的差值,从而间接测出二氧化碳生成量;3号监控外界物理量变化,根据实验的重复性原则,试管、瓶内也必须分别有“形式”性的水(NaOH也行)、死种子。
答案.(1)氧气(2)试管中的液体应用同体积的清水种子吸收的氧气量与释放的二氧化碳气体量的差值(3)(X-Y)/X 呼吸底物中含脂肪(4)用死种子,试管中放等量的清水 X+Z1.3.借用呼吸商计算给定呼吸商值,然后用其解决实际问题。
在知识考查中更进一步。
【例2】2004年上海生物高考试卷:第40题.…下面是有关光合作用的问题。
(3)图3表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。
图4表示该植物在不同温度(15℃和25℃)下,某一光强度时氧气释放量和时间的关系。
请据图回答:①当图4纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时,则它们分别是在光强度为和千勒克司下的测定值。
②若该植物的呼吸商(呼吸商=呼吸放出的CO2量/呼吸消耗的O2量)为0.8,在25℃条件下,1小时内呼吸作用放出的CO2量为毫升。
③若该植物的呼吸商为0.8,在25℃、4千勒克司光强度下,该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的CO2外,每小时还应从外界吸收CO2毫升。
【解析】①图3、图4共有4条曲线,如果只看一组对应温度下的曲线,可使问题简单化。
如都看15度实线曲线,图4氧气释放量读数为40ml/h,当它表示净释放量时,参照图3纵轴0 ml/h以上40 ml/h时,对应实线曲线交点的横坐标是4klx;当它表示总释放量时,参照图3纵轴-10 ml/h以上30 ml/h时,对应实线曲线交点的横坐标是2.5klx。
②呼吸作用吸收氧气量的数据来自图3纵轴下端数据。
25度时,读虚线曲线与纵轴交点是20ml/h,又呼吸商=0.8,所以释放二氧化碳量=0.8×20ml/h=16ml/h.③前面已经得出25度呼吸释放16ml/h 的二氧化碳了,将图3中25度条件下4klx时读出的植物光合作用总释放氧气70ml/h(=二氧化碳同化量),减去16ml/h的呼吸二氧化碳供给量,余下的就是植物从空气中吸收的二氧化碳量了。
深入思考:这里有两点没有明说的“潜规则”,一是默认呼吸方式为有氧呼吸;二是呼吸商=0.8,表明植物呼吸作用分解的的一定不是纯葡萄糖或没有葡萄糖,但光合作用生成的却又默认是葡萄糖!这几个弯弯绕克服不了,也会被光合产物与呼吸底物的差异搅懵了。
答案:① 4 2.5 ② 16 ③ 542.探究呼吸底物由前面的计算已经知道,如葡萄糖呼吸商是1,脂肪的是0.71,蛋白质的是0.8(一些比糖类含氧较多的物质,如已局部氧化的有机酸,则呼吸商大于1)。
据此,可以根据实测得到的呼吸商推断当前呼吸作用的底物概况。
如人是混合膳食,所以,呼吸商常变动于0.71-1.00之间。
人体在特定时间内的呼吸产物要看哪种营养物质是当时的主要能量来源而定。
若能源主要是糖类,则呼吸商接近于1.00;若主要是脂肪,则呼吸商接近于0.71。
在长期病理性饥饿情况下,能源主要来自机体本身的蛋白质和脂肪,则呼吸商接近于0.80。
一般情况下,摄取混合食物时,呼吸商常在0.85左右。
糖-脂肪-蛋白供能顺序容易造成底物单一的思维定势。
在确定呼吸底物时,常默认生物材料只进行有氧呼吸。
【例3】(原创)某发芽种子的呼吸商是0.85。
根据下表信息分析,有关种子有氧呼吸分解的有机物提法最全面的一项是( E )A葡萄糖 B蛋白质 C脂肪和蛋白 D葡萄糖、脂肪、蛋白 E一定有葡萄糖【解析】种子已发芽,不能考虑无氧呼吸;RQ=0.85,又没指明何种植物,呼吸底物组合就可能有:葡萄糖+脂肪、葡萄糖+脂肪+蛋白质,葡萄糖+蛋白质,其他的组合对高中阶段就比较偏了,这三种组合共性是都含葡萄糖。
3.确定呼吸类型3.1.这类题型,不加说明的话,默认底物是葡萄糖,原理就是书本中有氧呼吸、无氧呼吸(酒精+CO2类)反应式。
C 6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O, C6H12O6→2CO2+2C2H5OH,前者的特点是气体体积恒定的反应,后者的特点是气体体积增大的反应。
【例4】(原创)下图是用等量葡萄糖配置的适宜浓度的培养液,培养相同的酵母菌,适宜且相同温度培养,其他条件见图中信息。
如果想知道酵母菌的呼吸类型,则:⑴当着色液滴A 当着色液滴B 时,说明酵母菌只进行有氧呼吸,此时,呼吸商 1;⑵当着色液滴A 当着色液滴B 时,说明酵母菌只进行无氧呼吸,此时,呼吸商 1;⑶当着色液滴A 当着色液滴B 时,说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,此时,呼吸商。
【解析】装置1测有氧呼吸耗氧量,装置2间接测呼吸作用CO2释放量,同时也显示呼吸商情况:B不动则RQ=1,B左移则RQ﹤1, B右移则RQ﹥1。
底物是葡萄糖时,RQ﹤1不会发生。
答案:⑴左移不动等于⑵不动右移大于⑶左移右移介于以上二者之间。
3.2.曲线的拓展【例4】不同的呼吸底物、呼吸方式具有不同的呼吸商。
现利用一装置来测定一定量的酵母菌在不同O2浓度下的O2吸收量和CO2释放量。
实验结果如表1所示。
请问:当O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸商是多少?O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸方式是什么?表中显示,从O2浓度是多少起,酵母菌只进行有氧呼吸。
【分析】本题的拓展打破了一般题所默认的一个前提条件,即呼吸底物均为葡萄糖,在植物只进行有氧呼吸时,两条曲线有重合部分,重合部分的呼吸商均为1。
而在本题中,把上述实验结果转换成曲线图(见图6),则可以发现CO2释放曲线与O2吸收曲线并没有重合部分,说明酵母菌的呼吸底物并不是单纯的葡萄糖。
由表中数据可计算出表2呼吸商:在O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸商是1.67,根据图6可知,此时的酵母菌既进行无氧呼吸,也进行有氧呼吸。
因为每种底物的有氧呼吸的呼吸商都是定值,所以随氧浓度的增加,当呼吸商不变时,生物只进行有氧呼吸。
据表1中数据,当氧浓度为7%时,酵母菌的呼吸商是1.2,且以后随氧浓度的变化,呼吸商均为1.2,这说明氧浓度从7%起,酵母菌只进行有氧呼吸。
答案:当O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸商是1.67; O2浓度为3%时,酵母菌的呼吸方式是既进行无氧呼吸,也进行有氧呼吸;氧浓度从7%起,酵母菌只进行有氧呼吸。
归纳:。