高中生物细胞呼吸

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细胞呼吸——ATP的主要来源

一、概念:经过生成释放

有机物(反应的底物)在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物(产物),释放能量并生成ATP的过程。

二、细胞呼吸的方式:有氧呼吸、无氧呼吸

(一)有氧呼吸:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,将葡萄糖等有机物彻底氧化分解生成二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。(绝大多数的生物有氧呼吸是主要的呼吸方式)

1总的方程式:C6H12O6+602+6H2O→ 6CO2+12H2O+能量(38ATP) M (1)细胞质基质:C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+2ATP M

(2)线粒体基质:2C3H4O3+6H2O→ 6CO2+20[H]+2ATP M

(3)线粒体内膜:部分内膜向内折叠形成嵴。

20[H]+6O2→12H2O+34ATP(大量能量) M

2、[H]是NADH还原型辅酶I,由氧化型辅酶INAD+转化而成,能生成ATP,在第一二阶段产生,第三阶段全部利用。

3、有氧呼吸的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的。

4、能量利用率:共释放2870KJ的能量,1161KJ转化为ATP,共生成1161÷30.54=38个ATP,利用率1161/2870*100%=40.45%。(二)无氧呼吸:有些细菌为厌氧型,只进行无氧呼吸,如乳酸菌、破伤风芽孢杆菌等。有些植物、动物和真菌既能进行无氧呼吸,也能进行有氧呼吸。如酵母菌、动物骨骼肌的肌肉细胞、马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞。

1、过程:(1)C6H12O6→2C3H4O3+4[H]+2ATP(少量能量) M (2)C3H4O3在不同酶的作用下,分解成C2H5OH和CO2或C3H6O3.

○12C3H4O3+4[H]→2C3H6O3(不释放能量)M

○22C3H4O3+4[H]→2C2H5OH+2CO2(不释放能量)M

无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量。第一阶段生成的4[H]在第二阶段利用,不积累。

(三)无氧呼吸与有氧呼吸的联系:有机物C6H12O6在细胞质基质中酵解为丙酮酸后,丙酮酸即可继续进行无氧呼吸,也可进入线粒体进行有氧呼吸。

2、总反应:(1)乳酸发酵:C6H12O6→2C3H6O3+少量能量(2ATP)

(高等动物,马铃薯块茎,甜菜的根,乳酸菌、玉米胚)(2)酒精发酵:C6H12O6→ 2C2H5OH+2CO2+少量能量

(高等植物的根细胞,酵母菌)

乳酸发酵不产生CO2。

3、场所:细胞质基质。

4、无氧呼吸不需要线粒体,且有机物氧化分解不彻底,只在第一阶段生成少量的能量,大部分能量都储存在酒精和乳酸中。

5、发酵:微生物的无氧呼吸。

三、细胞呼吸的本质:细胞内有机物的氧化分解,并且释放能量,生成ATP,为机体供能,反应条件温和,在酶的催化下完成。反应是逐步完成的,其中有氧呼吸的有机物彻底氧化成CO2和H2O,能量全部释放,40.45%的能量储存在ATP中,其他的以热能的形式散失。无氧

呼吸中的有机物未被分解完全,能量没被释放完全,大部分仍储存在酒精或乳酸等有机物中,产生少量能量。(物质变化伴随能量变化。)

四、细胞呼吸的意义:为生命活动提供能量,为物质转化提供原料。

五、实验探究:探究酵母菌细胞呼吸的方式。

1原理:酵母菌即能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸。但产生的CO2量及时间不一样,产生的酒精也不一样。验证CO2:澄清石灰水变浑浊,溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。验证酒精:橙色酸性重铬酸钾溶液变灰绿色。

2 装置:A:质量分数为10%的NaOH溶液→酵母菌溶液→澄清石灰水。间歇性通气。

B:酵母菌溶液→澄清石灰水

3 结果:A组产生的CO2比B组多,产生的时间短,但不产生酒精。

4 对比试验: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,探究某种因素与实验对象的关系。

六、影响细胞呼吸的外界因素及应用:

1、温度:主要影响呼吸酶的活性来实现。在一定范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。(低温下储藏水果、蔬菜;大棚夜间适当降温,抑制呼吸作用,减少有机物的消耗,提高产量。)

2、氧气:○1O2浓度低时,无氧呼吸占优势。○2随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断增强。(氧气抑制无氧呼吸)○3O2浓度达到一定值后,随O2浓度的增大,有氧呼吸不再增强。(呼吸酶数量有限)应用:

○1适当降低氧气浓度抑制细胞呼吸,延长蔬菜水果保鲜。○2中耕松土,保证根的正常呼吸。○3植物在水淹时根进行无氧呼吸产生酒精,出现烂根。

3、CO2量:增加CO2浓度对细胞呼吸有明显

..的抑制效应。(水果保鲜增加CO2浓度,提高保鲜效果。)

4、H2O:在一定范围内,呼吸强度随水的增加而增强。(干燥的种子有利于贮藏。)

七、细胞呼吸方式的判定方法:

1、判定指标:根据CO2释放量、O2消耗量及酒精产生量之间的比例关系进行判断。

2、判定方法:○1CO2释放量=O2消耗量:只进行有氧呼吸。

○2不消耗氧气,释放CO2或酒精产生量=CO2释放量:只进行酒精发酵。○3不消耗O2,无CO2释放:只进行乳酸发酵。

○4进行有氧呼吸和酒精发酵:CO2释放量>O2消耗量,多余的CO2来自于酒精发酵;CO2释放量>酒精产生量,多余的CO2来自于有氧呼吸。

3、细胞呼吸类型的实验探究方法:

六、高考方向:细胞呼吸的过程及原理,与光合作用的结合,探究酵母菌的呼吸方式。题型:选择题。

1、无氧呼吸与有氧呼吸的区别:

有氧呼吸与无氧呼吸的的2、探究实验:对比试验。(设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,探究某种因素对实验对象的影响。)

(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。可复制、编制,期待你的好评与关注)