一、细胞呼吸

1．概念

有机物在细胞内经过一系列的                   ，生成                        ，释放出能量并生成             的过程。

2．分类：           和           。对绝大多数生物来说，           是细胞呼吸的          。

 

二、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验

1．实验原理

(1)酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于            菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。

(2)CO₂可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由     变      再变     。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。

(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应，变成         色。

【例题1】下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中不正确的是(    )

A．通过比较甲、乙两装置的实验结果可看出氧气条件对细胞呼吸的影响

B．可用溴麝香草酚蓝水溶液代替澄清的石灰水

C．装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接

D．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2

三、有氧呼吸

1．概念

细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物             ，产生二氧化碳和          ，释放能量，生成许多ATP的过程。

2．过程

(1)第一阶段

1分子葡萄糖→              、         、少量能量(场所：                )

(2)第二阶段

         和      →CO2＋       ＋      能量(场所：                )

(3)第三阶段

      ＋      →水＋能量(场所：                )

3.反应式：                                                    。   

4．1moL萄糖彻底氧化分解共释放能量       kJ，有       kJ左右的能量 储存在ATP中，其余能量以        的形式散失掉了。

 

四、无氧呼吸

1．概念：在无氧的环境中，细胞通过酶的作用，把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解，产生             、          或         ，并释放能量的过程。

2．过程

(1)第一阶段

与有氧呼吸的第一阶段完全相同。

(2)第二阶段

丙酮酸→        和          ，或者转化为         。

3．类型

(1)酒精发酵反应式：                                                。

 

(2)乳酸发酵反应式：                                                  。

 

五．考点剖析

有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系

1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较

		有氧呼吸	无氧呼吸
不 同点	反应 条件	需要O2、酶和适宜的温度	不需要O2，需要酶和适宜的温度
	呼吸 场所	第一阶段在细胞质基质中， 第二、三阶段在线粒体中	全过程都在细胞质基质中
	分解 产物	CO2和H2O	CO2、酒精或乳酸
	释放 能量	1 mol葡萄糖释放能量2870 kJ,其中1161 kJ转移至ATP中	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
	特点	有机物彻底分解，能量完全释放	有机物没有彻底分解，能量没完全释放
相同点	其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要
相互联 系	①第一阶段完全相同 ②实质相同：分解有机物，释放能量 ③意义相同：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料 ④无氧呼吸进化有氧呼吸

 

注意：

(1)无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C₂H₅OH和CO₂或乳酸的过程。

(2)有氧呼吸中H₂O既是反应物，又是生成物，且生成的H₂O中的氧全部来自于O₂。

(3)有氧呼吸的三个阶段的共同产物是ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。

(4)有氧呼吸、无氧呼吸全过程均需要不同的酶催化；不同生物的无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。

(5)原核生物无线粒体，有些原核生物(如硝化细菌、蓝藻)仍可进行有氧呼吸。

(6)只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体。

【例题2】细胞呼吸对生命活动意义重大，下面关于细胞呼吸的叙述正确的是(     )

A．线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸

B．有叶绿体的细胞可以自行合成ATP，因此不需要细胞呼吸提供能量

C．酵母菌无氧呼吸产生AmolCO₂，人在正常情况下消耗等量葡萄糖可形成3AmolCO₂

D．细胞呼吸中有机物的分解必须有水和氧气的参与才能释放储存的能量

 

六、影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用

    影响呼吸速率的主要因素是酶，由于呼吸作用是由一系列酶催化的化学反应，所以温度对呼吸作用有很大影响。一般植物在0℃及以下时呼吸作用很弱或停止，温度升高则呼吸作用加快，温度过高则呼吸作用减弱甚至停止。

外界因素	分析	应用	图解
温度	最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制	①在低温下贮存蔬菜、水果②在大棚种植时，夜间适当降温(降低细胞呼吸，减少有机物的消耗)，提高产量
O2浓度	O2浓度低时，无氧呼吸占优势；随O2浓度增大，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，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量、磷酸、ADP等因素的影响)	①利用适当降低O2浓度 等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间 ②中耕松土增加根的有氧呼吸③在医疗上选用透气的消毒纱布等包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖
含水量	在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢	在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗
CO2浓度	从化学平衡的角度分析：CO2浓度增加，呼吸速率下降	蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2浓度具有良好的保鲜效果
矿质元素	有些矿质元素是酶的激活剂，影响与细胞呼吸有关的酶的活性	合理施肥

【例题3】下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析回答：

(1)从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在     点。AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸         。温度的变化主要是影响      的活性。

(2)乙图中曲线Ⅰ表示        吸类型。如果曲线Ⅱ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是        。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是           。