内容正文:
3.3 细胞呼吸
一、有氧呼吸
1、概念:
有氧呼吸是指细胞在有氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,释放大量能量的过程。
2、过程:(场所:细胞质基质和线粒体;主要场所:线粒体)
3、总反应式(以葡萄糖为底物):
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
二、无氧呼吸
1、概念:
无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳 或 乳酸,同时释放少量能量的过程。
2、过程:(场所:细胞质基质)
产生酒精和CO2的无氧呼吸:大多数植物细胞、酵母菌等多数微生物;
产生乳酸的无氧呼吸:高等动物和人、哺乳动物成熟的红细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、
甜菜块根、玉米胚、蛔虫等。
注意:①有氧呼吸三个阶段都能产生ATP;无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
②有氧呼吸由第一、二阶段中C6H12O6和H2O产生[H],用于第三阶段与O2结合生成水;
无氧呼吸由第一阶段中C6H12O6产生[H],用于第二阶段还原丙酮酸。
③有氧呼吸中CO2是在第二阶段产生的。
④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O2。
⑤人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸 ,无CO2生成,故人在剧烈运动仍以有氧呼吸为主,辅以无氧呼吸。人成熟的红细胞无线粒体,只能进行无氧呼吸。好氧菌无线粒体,但能有氧呼吸。
⑥高等植物被水淹的情况下,进行无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳,酒精对根细胞有毒害作用,会产生烂根现象。
⑦判断细胞呼吸方式的三大依据:
3、 影响细胞呼吸的环境因素
1. 温度: 主要是通过影响酶的活性来实现的。
2. O2浓度: O2促进有氧呼吸,抑制无氧呼吸。
3. CO2: CO2是细胞呼吸的终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行(降低了O2浓度)。
4. H2O: 在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加强。
4、 细胞呼吸原理的应用:
1、 工业酿酒,先通气后密封:酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖,再进行无氧呼吸产生酒精;
2、 用“创可贴”等敷料包扎伤口:避免厌氧菌的繁殖;
3、 中耕松土:促进根细胞有氧呼吸,利于根系的生长和对矿质元素的吸收;
4、 稻田定期排水、晒田露田:防止长期淹水导致根部无氧呼吸产生酒精,毒害细胞;
5、 提倡慢跑等有氧运动:避免积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力;
6、 大棚白天适当升高温度,夜间适当降低温度,以提高产量;
7、 粮食储藏:低温(零上)、低氧、干燥;
8、 果蔬储藏:低温(零上)、低氧、一定水分。
注意:在较低浓度的氧气环境中,有氧呼吸较弱,无氧呼吸被抑制,有机物消耗最少。在完全无氧的情况下,无氧呼吸较强,且会产生酒精或乳酸等物质,不利于储藏。
五、细胞呼吸的意义
为生物体的生命活动提供能量,其中间产物(丙酮酸)还是各种有机物之间转化的枢纽。
六、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1. 实验原理
酵母菌是单细胞真菌,其代谢类型是兼性厌氧型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。
CO2的检测
酒精的检测:在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应,变成灰绿色。
2. 实验步骤
(1) 配制酵母菌培养液:20g新鲜食用酵母菌+240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液
(2) 设计实验
①NaOH溶液:除去空气中的CO2
②B瓶应密封放置一段时间:目的是耗尽氧气,确保通入澄清石灰水的CO2来自酵母菌无氧呼吸。
3. 产物检测与实验现象
条件
澄清的石灰水的变化
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变浑浊/快
无变化
乙组(无氧)
变浑浊/慢
出现灰绿色
4. 实验结论:
补充:
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