内容正文:
题型5 从物质与能量视角探索细胞呼吸(核心知识)
1、 有氧呼吸
1、有氧呼吸的定义和实质
(1)定义: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 彻底 氧化分解,产生 二氧化碳 和 水 ,释放 能量 ,生成大量 ATP 的过程。
(2)实质:细胞在O2的参与下,氧化分解有机物,释放能量。
2、有氧呼吸的过程
阶段
场所
反应式
第1阶段
细胞质基质
基
第2阶段
线粒体基质
基
第3阶段
线粒体内膜
基
【微点拨】
1. 细胞呼吸产生的[H]全称是还原性辅酶Ⅰ(NADH),形成过程是NAD+(氧化型辅酶Ⅰ)+H++2e-→NADH。
2. 葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解。因为葡萄糖在细胞质基质被分解成丙酮酸,在有氧的条件下,丙酮酸才能进入线粒体被氧化分解成CO2和H2O。
3. 有氧呼吸三个阶段都释放能量,前两个阶段释放少量能量,第三阶段释放大量能量。
4. 好氧菌是原核生物,不含有线粒体,但细胞膜上有与呼吸作用有关的酶,其呼吸作用场所包括细胞膜。
5. 无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸,如哺乳动物成熟红细胞、成熟的蛔虫等。
3、有氧呼吸的总反应式及元素的来源和去路
(1)各反应物参与的阶段:葡萄糖在 第一阶段参与,H2O在 第阶段 参与,O2在 第三阶 参与。
(2)各生成物产生的阶段:[H]在 第一、二阶段都产生,CO2在 第二段产生,H2O在 第三阶段产生。
(3)有氧呼吸时,生成物H2O中的H来源于 葡萄糖和水 ,O来自 O2 ;CO2中的O来自 葡萄糖和水 。
【微点拨】
1. 有氧呼吸的前两个阶段不消耗氧气,只有第三个阶段消耗氧气。
2. 有氧呼吸第二阶段消耗水,第三阶段产生水。
3. 有氧呼吸第一、二阶段都产生[H],第二阶段产生的[H]远远多于第一阶段。
4、有氧呼吸过程中的产能情况
有氧呼吸过程中葡萄糖中的能量完全释放,释放的能量中大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP。
【微点拨】
1. 有氧呼吸能量利用特点:释放能量多,转化效率高,能量逐步释放。
2. 同有机物在生物体外的燃烧相比,有氧呼吸具有不同的特点:
(1) 有氧呼吸过程温和
(2) 有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放
(3) 释放的能量有相当一部分储存在ATP中
3. 有氧呼吸逐级释放能量,这对生物体来说有什么意义?
这种方式可保证有机物中的能量得到充分利用,主要表现在两个方面:可以使有机物中的能量逐步转移到ATP中;能量缓慢有序地释放,有利于维持细胞的相对稳定。
2、 无氧呼吸
1、无氧呼吸的定义和实质
(1)定义:在 没有 氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过 不完全 分解,释放 少量 能量的过程。
(2)实质:细胞内有机物不彻底氧化分解,释放能量。
2、无氧呼吸的过程
阶段
场所
反应式
第1阶段
细胞质基质
第2阶段
细胞质基质
或
总反应式
【微点拨】
1. 无氧呼吸第1阶段与有氧呼吸第1阶段完全相同。
2. 无氧呼吸第2阶段产物不同的原因
(1)(直接)原因:细胞所含的酶不同。
(2)根本原因:(不同个体)基因不同或(同一个体)基因的选择性表达。
3. 产生不同无氧呼吸产物的生物
(1)无氧呼吸产生酒精(酒精发酵)的生物:酵母菌、大多数植物
(2)无氧呼吸产生乳酸(乳酸发酵)的生物:乳酸菌、动物、少数植物器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚)
4. 同一个细胞中不可能同时发生两种无氧呼吸。但同一个个体的不同部位有可能出现不同的无氧呼吸方式,如马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸,而叶肉细胞无氧呼吸产生酒精和CO2。
3、无氧呼吸的能量转化
(1)无氧呼吸过程中,有机物分解不彻底,还有大量的能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。
(2)无氧呼吸只在第1阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP。
3、 影响细胞呼吸的因素
1、内部因素
项目
规律
举例
遗传特性
不同种类的植物呼吸速率不同
通常旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物
生长发育时期不同
同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同
通常幼苗期、开花期呼吸速率较高,成熟期呼吸速率较低
器官类型
同一植物的不同器官呼吸速率不同
通常生殖器官的呼吸速率大于营养器官
2、外部因素
(1)温度
(2)O2浓度
(3)C