生物的呼吸作用

1、第八節(jié) 生物的呼吸作用【知識概要】一、呼吸作用的概念、類型和生理意義生物的呼吸包括外呼吸和內(nèi)呼吸兩個步驟。外呼吸是指機體與外界環(huán)境之間的氣體交 換。動物通過呼吸器官、植物通過葉的氣孔與外界進行氣體交換。內(nèi)呼吸是指細胞的呼吸， 即呼吸作用。生物體內(nèi)的有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳和水或其他產(chǎn) 物，并且釋放出能量的過程叫做呼吸作用。生物的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型，有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來 的。有氧呼吸是高等動植物進行呼吸作用的主要形式。呼吸作用的生理意義主要表現(xiàn)在：呼吸作用為生物體的生命活動提供能量，還為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。二、呼吸作用的過程1.有

2、氧呼吸的過程有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖。有氧呼吸的反應(yīng)式:IC6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量有氧呼吸的全過程分為二個階段：（1）糖酵解，葡萄糖在無氧條件下分解為丙酮酸的過程。該階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行， 可概括如下：酶、一 一，一C6H12O6 + 2NAD +2ADP+2Pi2CH3COCOOH + 2NADH 2+2ATP （2）三較酸循環(huán)，在有氧條件丙酮酸徹底分解的過程。該階段在線粒體中進行。三竣酸循環(huán)是糖、脂肪、 蛋白質(zhì)和核酸及其他物質(zhì)的共同代謝過程。總式可概括為：2cHmc（XWH 卜 6H9 + 8NAU + 2FADi2ADP+2PiIJ 6CO. + 8NA1）

3、H? + 2FADH212 ATP（3）呼吸鏈和氧化磷酸化 （生物氧化），前兩階段脫下的氫經(jīng)呼吸鏈的一系列電子傳遞 體和氫傳遞體而逐步氧化，最后氫被氧接受，形成水。同時，呼吸鏈上氧化作用釋放的能量和ADP的磷酸化作用偶聯(lián)起來，形成大量ATP。該階段也在線粒體中進行，和概括為：+_J10NA1）4OH式）3OADP +- 30Pi Jbo ATP2FADH產(chǎn) Q 12FAD + 2H?O4ADP+4Pi J14 ATP2.無氧呼吸的過程細胞無氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)。無氧呼吸全過程分為兩個階段：（1）與有氧呼吸的第一階段相同。（2）在缺氧條件下，丙酮酸在不同酶的催化作用下，或脫竣形成乙醛，再被

4、還原成乙醇；或直接被還原生成乳酸。總反應(yīng)式為：C6H12O6+ 2ADP + 2Pi-2c2H50H + 2CO2+ 2ATPC6H1206 + 2ADP + 2Pi-2c3H603 + 2ATP 高等植物無氧呼吸的主要形式是產(chǎn)生酒精， 酵母菌和其他一些微生物能進行酒精發(fā)酵。馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、胡蘿卜和玉米胚的無氧呼吸也可以產(chǎn)生乳酸，乳酸細菌能進行乳酸發(fā)酵。高等動物和人體劇烈運動時，骨骼肌組織 出現(xiàn)無氧呼吸，產(chǎn)生乳酸。三、影響呼吸作用的因素一般來說，凡是生長迅速的植物種類、器官組織和細胞，其呼吸均較旺盛，如幼根動葉的呼吸強于老根老葉，生殖器官的呼吸強于營養(yǎng)器官。影響呼吸作用的外界條件主要有溫

5、度、氧氣和二氧化碳含量。四、呼吸作用的原理在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用由于呼吸是新陳代謝的中心，在栽培過程中，應(yīng)使呼吸過程正常進行， 還要注意調(diào)節(jié)與光合作用的關(guān)系。由于呼吸作用消耗有機物和放熱，所以，貯藏糧食和水果蔬菜時，又應(yīng)該 控制一定條件，降低呼吸作用，以利安全貯存?！窘忸}指導(dǎo)】例1 運動員進行 1500m長跑時，體內(nèi) ATP再生成的途徑是 ,主要途徑析 肌肉收縮時直接的能源物質(zhì)是ATP,但細胞中 ATP的儲量不多，僅能維持 23s左右。ATP的繼續(xù)供應(yīng)靠磷酸肌酸迅速分解，將磷酸基連同能量轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP。但磷酸肌酸的儲量也是有限的，一般只能維持10s左右。因此 ATP再生成途徑主要靠有氧呼吸

6、供能。在長跑較持久的肌肉收縮時，由于耗能增多，耗氧增多，使。2供應(yīng)相對不足，有氧呼吸不能再增強，于是肌糖元也通過無氧呼吸釋放能量合成少量ATP,以補充有氧呼吸供能的不足。所以在 1500m長跑時，ATP再生成的途徑為有氧呼吸、無氧呼吸和磷酸肌酸供 能，其中有氧呼吸是主要途徑。例2右圖表示大氣中氧的含量對植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響，請據(jù)圖回答問題。(1) A點表示植物組織釋放的 CO2較多，這些CO2 是 的產(chǎn)物。(3) BC段CO2釋放量又不斷增加，主要原因(2) AB段CO2的釋放量急劇減少，其原因(3) 為了有利于貯藏蔬萊或水果，貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中哪一點所對應(yīng)的氧濃度？ 。采取這一

7、措施的理由是 。析 高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了無氧呼吸的能力， 所以在A點時氧含量接近0,釋放較多CO2,這是無氧呼吸產(chǎn)生酒精和 CO2的緣故。AB段隨著氧含 量增加，無氧呼吸受到抑制，CO2釋放量減少。BC段氧含量不斷增加，有氧呼吸越來越旺盛，CO2的釋放量達到新高峰。貯存蔬菜水果時，要盡量降低呼吸作用，減少有機物的消耗， 應(yīng)選擇B點所對應(yīng)的氧的含量，這時的有氧呼吸已明顯降低，同時又抑制了無氧呼吸。【鞏固練習(xí)】126 .在需氧細胞中糖酵解的最主要功能是 A從葡萄糖獲得脂肪B從葡萄糖逐步降解獲得能量C許可糖類進入三竣酸循環(huán)D能把葡萄糖分子分成兩個片段127 .用含有同位素

8、18O的CO2作為飼料，供給一株綠色植物進行光合作用，其后，在 這株植物體呼吸作用時產(chǎn)生的 CO2和H2O中含有18O的應(yīng)是AH2OBCO2CH2O和CO2DH2O 和 CO2都不含128 .用黃豆做黃豆芽，1kg黃豆約可做出5kg黃豆芽。這個過程中有機物的含量將A變多 B 變少 C不變 D 先少后多129 .當(dāng)作物較長時間被水淹后，葉片枯黃甚至全株死亡。其主要原因是A葉綠素被破壞C呼吸作用受抑制130.光呼吸過程A不會在白天進行C不會產(chǎn)生磷酸乙醇酸光合作用被削弱細胞被酒精毒害B 不會消耗氧氣D 不會產(chǎn)生ATP131 .運動員進行馬拉松長跑比賽時，肌肉供氧不足；在競賽后的休息期間，以下哪些 過

9、程以相當(dāng)?shù)膹姸仍谶\動員的組織中發(fā)生？將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸將乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸積累NADH 糖酵解A B C D 132 .要檢驗綠色植物在呼吸過程中放出CO2,必要的一項實驗條件是 A要用一株葉子多的植物B要在黑暗條件下實驗C把植物淹沒在水中D 用一株幼小植物133 .讓一只鼠吸含有放射性的氧（18O2）,該鼠體內(nèi)最先出現(xiàn)標記氧原子的物質(zhì)是A丙酮酸 B 乙酰輔酶A C二氧化碳D水134 .在有氧呼吸過程中，進入細胞中的氧將 與氫結(jié)合生成水與碳結(jié)合生成二氧化碳在線粒體中被消耗在線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗A B C D 135 .人在劇烈運動時，呼吸加快，引起細胞的直接反應(yīng)是 A 線粒體ATP合成酶（

10、基粒）活化，合成更多 ATPB乳酸大量生成C蛋白質(zhì)分解增加D線粒體呼吸鏈電子傳遞加速136.糖酵解過程中發(fā)生的變化和最終產(chǎn)物是 A二氧化碳中的氧為氫所取代并形成葡萄糖B葡萄糖分子被分解形成 2分子的三碳酸，并合成 2分子的ATPC 此過程中脂肪分子分解，能釋放能量，此能量為細胞所需D三碳酸分解為二氧化碳和水，其結(jié)果是合成了36分子ATP137 .植物在有氧呼吸與無氧呼吸過程中，產(chǎn)生同樣數(shù)量ATP所消耗糖的物質(zhì)的量是 _A前者比后者約多 9倍 B后者比前者約多9倍C 前者比后者約多19倍 D 后者比前者約多19倍138 .哪一項是熱帶植物種子儲存的最適條件，即能最長時間的保持種子的生活力A在普通

11、的5 c冰箱中B在有10%氧氣的5c冰箱中C在降低氣壓的5c房間中問 flD在濕度彳持在20%的30c的房間中139 . 土豆在純空氣中貯藏 1周，然后在純氮氣中 貯藏1周，最后又置于純空氣中貯藏。 在實驗中測定了 釋放的CO2,實驗結(jié)果如右圖。 在第三周中多產(chǎn)生和釋 放白CO2可能來源于A 乙醇 B 乙醇 C 乳酸 D NADH 2140 .右圖是糖酵解和三竣酸循環(huán)代謝途徑的簡要圖，需脫關(guān)與脫氫酶的是A P和Q B Q和SC Q和R D R和S第九節(jié) 微生物的新陳代謝【知識概要】一、微生物的營養(yǎng)類型根據(jù)微生物所需要的能源、碳源的不同，可分為四大類。見下表。微生物的營養(yǎng)類型比較營養(yǎng)類型能源碳源

12、供氫體實例光能自養(yǎng) 微生物光能CO2無機物藻類、紅硫細菌、綠硫細菌光能異養(yǎng) 做生物光能CO2有機化 合物紅螺細菌化能自養(yǎng) 微生物無機物氧化產(chǎn) 生的化學(xué)能CO2或碳酸鹽硫細菌、硝化細菌、氫細菌、 鐵細菌化能異養(yǎng) 微生物有機物氧化產(chǎn) 生的化學(xué)能主要是有機物，來 自有機質(zhì)（腐生） 或有機體（寄生）絕大多數(shù)細菌、放線菌，幾 乎全部的真菌二、微生物的呼吸類型微生物有不同的產(chǎn)能代謝途徑。以分子氧作為最終電子受體的生物氧化過程，稱為有氧呼吸；以有機物（基質(zhì)未徹底氧化的產(chǎn)物如丙酮酸）作為最終電子受體的，稱為發(fā)酵；以無 機氧化物（如NO3 > SO42 > CO2）作為最終電子受體的，稱為無氧呼吸。

13、據(jù)此，微生物分 為不同呼吸類型，見下表。微生物的呼吸類型比較呼吸類型生活環(huán)境生物氧化方式實例好氧性微生 物有氧有氧呼吸很多常見的細菌、放線菌、 真菌厭氧性微生 物缺氧無氧呼吸或發(fā)酵梭狀芽抱桿菌、產(chǎn)甲烷桿菌， 乳酸菌等兼性厭氧微 生物有氧缺氧均 可有氧時，進行有氧呼吸；缺氧 時，進行發(fā)酵或無氧呼吸酵母菌，硝酸鹽還原細菌等三、微生物的發(fā)酵類型141 醇發(fā)酵如酵母菌，在缺氧條件下將葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑分解成丙酮酸，丙酮酸脫竣生成乙醛， 乙醛被還原成乙醇。工業(yè)上用于釀酒和生產(chǎn)酒精。142 酸發(fā)酵進行乳酸發(fā)酵的主要是細菌。 它們利用糖經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸，丙酮酸還原產(chǎn)生乳酸。用于制泡菜、青貯飼料及乳酪、酸牛奶等乳酸發(fā)酵制品。143 酸發(fā)酵葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑生成的丙酮酸可羧化形成草酸乙酸， 后者還原成琥珀酸， 再脫羧產(chǎn)生丙酸。丙酸細菌多見于動物腸道及乳制品中。4混合酸發(fā)酵是大多數(shù)腸桿菌的特征，如大腸桿菌的發(fā)酵產(chǎn)物中有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸、二氧化碳和氫氣等。5丁酸發(fā)酵如專營厭氧的梭狀芽抱桿菌， 丁酸是其特征性的發(fā)酵產(chǎn)物。 用于工業(yè)上產(chǎn)生丙酮、 丁醇。四、生物新陳代謝的基本類型新陳代謝是生物體最基本的生命活動過程， 是活細胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱。 它包括同化作用和異化作用兩方面。 按照自然界中生物體同化作用和異化作用方式的不同， 新陳代謝