第三節(jié)細(xì)胞呼吸

細(xì)胞呼吸的概念

細(xì)胞呼吸主要是指糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在活細(xì)胞內(nèi)氧化分解為二氧化碳和水或分解為一些不徹底的氧化產(chǎn)物，且伴隨著能量釋放的過程。

物質(zhì)燃燒也是物質(zhì)的氧化分解，燃燒和細(xì)胞呼吸有何異同呢？

共同點(diǎn)：

都是物質(zhì)的氧化分解；都能產(chǎn)生二氧化碳；都能釋放出能量。不同點(diǎn)：想一想燃燒呼吸作用環(huán)境體外細(xì)胞內(nèi)速度快速緩慢細(xì)胞呼吸的特點(diǎn)

有機(jī)物在酶的催化下，在溫和的條件下氧化分解，能量逐步釋放出來，沒有劇烈的發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象。細(xì)胞呼吸的速率細(xì)胞呼吸的本質(zhì)

細(xì)胞呼吸在本質(zhì)上都是氧化分解有機(jī)物釋放能量的過程。有氧條件下的細(xì)胞呼吸的化學(xué)變化可以概括地表述為：有氧呼吸

有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要類型，是活細(xì)胞在氧氣的參與下，把某些有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時釋放大量能量的過程。場所：線粒體當(dāng)活細(xì)胞以葡萄糖為“燃料”時，有氧呼吸過程主要包括三個階段。有氧細(xì)胞呼吸的過程示意圖有氧呼吸可分為三個階段

第一階段：1mol葡萄糖分解形成2mol丙酮酸，同時產(chǎn)生少量的[H]和少量ATP。

場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

第二階段：丙酮酸進(jìn)一步分解成CO2

和[H]，同時產(chǎn)生少量的ATP，部分水也參與了反應(yīng)。

場所：線粒體

第三階段：一系列反應(yīng)產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合，在產(chǎn)生水的同時形成大量的ATP。

場所：線粒體有氧呼吸

以葡萄糖為底物，細(xì)胞有氧呼吸的總反應(yīng)式為：通過細(xì)胞呼吸，1mol葡萄糖在徹底氧化分解后，共釋放約2870kJ的能量，其中約1161kJ儲存在ATP中，其余主要以熱能的形式散失掉。無氧呼吸的定義

無氧呼吸是指活細(xì)胞無需氧氣參與，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物不徹底氧化分解成為乙醇和二氧化碳或乳酸等物質(zhì)，同時釋放較少能量的過程。場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸的反應(yīng)式

若以葡萄糖為底物，則細(xì)胞無氧呼吸的總反應(yīng)式可歸納為：高等植物：人和動物無氧呼吸的意義

高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸，將葡萄糖分解為乙醇和二氧化碳，釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。人在劇烈運(yùn)動時，需要在相對較短的時間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細(xì)胞則以無氧呼吸的方式供給能量，滿足人體的需要。

有氧呼吸和無氧呼吸有那些主要區(qū)別？

1.研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在細(xì)胞中的有氧呼吸和無氧呼吸在反應(yīng)場所、是否需要氧氣、最終的產(chǎn)物和釋放能量的多少等方面存在明顯的區(qū)別（如圖）。無氧呼吸有氧呼吸和無氧呼吸有那些主要區(qū)別？

2.在無氧呼吸中，1mol葡萄糖氧化分解或乳酸時，只產(chǎn)生2ATP；而在有氧呼吸中，1mol葡萄糖完全氧化時，能夠產(chǎn)生36ATP。分析

列表分析有氧呼吸和無氧呼吸有哪些主要區(qū)別？積極思維有氧呼吸和無氧呼吸途徑的比較

劇烈運(yùn)動后上肢和下肢骨骼肌往往會產(chǎn)生什么感覺？

酸脹

這是因為高等動物和人體在劇烈運(yùn)動時，盡管呼吸運(yùn)動和血液循環(huán)都大大加強(qiáng)了，但是仍不能滿足骨骼肌對氧氣的需要，這時骨骼肌內(nèi)就會出現(xiàn)無氧呼吸。酸脹感覺就是其產(chǎn)物乳酸過多刺激所致。另外，有些高等植物的某些器官在進(jìn)行無氧呼吸時也可以產(chǎn)生乳酸。如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等。在無氧呼吸中，葡萄糖氧化分解時所釋放的能量，比有氧呼吸時少很多。細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用。

1.發(fā)酵技術(shù)

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

3.糧食儲藏和果蔬保鮮1.發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)啤酒、果酒和白酒等生產(chǎn)乳酸類、檸檬酸類飲料生產(chǎn)味精、醬油和醋生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白應(yīng)用于垃圾、廢水的處理利用發(fā)酵產(chǎn)生沼氣2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

細(xì)胞呼吸為植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞的分裂、植株的生長和發(fā)育等提供能量和各種原料，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，要設(shè)法適當(dāng)增強(qiáng)細(xì)胞呼吸，以促進(jìn)作物的生長發(fā)育。例：水稻生產(chǎn)中的適時露田和曬田等措施的實(shí)質(zhì)就是為了改善土壤通氣條件以增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸。3.糧食儲藏和果蔬保鮮

細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少。因此，對糧食儲藏和果蔬保鮮來說，又要設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗等。

糧食儲藏

果蔬保鮮糧食儲藏

糧食儲藏時，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長保存期限。例：稻谷等種子含水量超過14.5％時，呼吸速率就會驟然增加，釋放出的熱量和水分，會導(dǎo)致糧食霉變。果蔬保鮮

為了抑制細(xì)胞呼吸，果蔬儲藏時采用降低氧濃度、沖氮?dú)饣蚪档蜏囟鹊确椒?。例：蘋果、梨、柑、橘等果實(shí)在0－1℃時可儲藏幾個月不壞；荔枝一般只能短期保鮮，但采用低溫速凍等方法可保鮮6－8個月。農(nóng)村廣泛采用密閉的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身產(chǎn)生的二氧化碳抑制細(xì)胞呼吸的原理。例題：如圖表示野外松樹（陽生植物）光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。其中的縱坐標(biāo)表示松樹整體表現(xiàn)出的吸收CO2和釋放CO2量的狀況。請分析回答：（1）當(dāng)光照強(qiáng)度為b時，光合作用強(qiáng)度：（2）如果白天光照強(qiáng)度較長時間為a，植物能不能正常生長？為什么？最高，光照強(qiáng)度再增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)不能，光照強(qiáng)度為a時，光合作用形成的有機(jī)物和呼吸作用消耗的有機(jī)物相等，但晚上只進(jìn)行呼吸作用。因此，從全天看，消耗大于積累，植物不能正常生長。例題：

水稻種子播種前浸水時間過長會引起爛種、爛芽，這主要是由于（）

A.CO2中毒B.酒精中毒

C.乳酸中毒D.供能不足B例題：

在貯存水果或蔬菜時，常要抽出保鮮袋中的空氣，再沖入氮?dú)饣蚨趸?，主要目的是（?/p>

A.促進(jìn)無氧呼吸B.抑制無氧呼吸

C.促進(jìn)有氧呼吸D.抑制有氧呼吸D例題：

把小白鼠和青蛙從約250C溫室中移至50C的環(huán)境中飼養(yǎng)，小白鼠和青蛙耗氧量的變化將是（）

A、小白鼠減少青蛙增加

B、小白鼠增加青蛙減少

C、小白鼠和青蛙都減少

D、小白鼠和青蛙都增加B例題：如圖表示大氣中氧的濃度對植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響，試根據(jù)圖回答：（1）A點(diǎn)表示植物組織放入釋放的CO2較多,這些是

的產(chǎn)物。無氧呼吸

（2）由A到B，CO2的釋放量急劇減少，其主要原因是

。（3）由B到C，CO2的釋放量不斷增加其主要原因是

。（4）為了有利于貯藏蔬菜或水果，貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的

點(diǎn)所對應(yīng)的濃度。采取這一措施的理由是：

。

氧氣增加，無氧呼吸受抑制有氧呼吸加強(qiáng)，CO2釋放增多B此時植物呼吸作用最弱，有機(jī)物分解量最少例題：（2001年理綜）運(yùn)動員在進(jìn)行不同項目運(yùn)動時，機(jī)體供能方式不同。對三種運(yùn)動項目的機(jī)體總需氧量、實(shí)際攝入氧量和血液中乳酸增加量進(jìn)行測定，結(jié)果如下：根據(jù)以上資料分析馬拉松跑、400米跑、100米跑運(yùn)動過程中機(jī)體的主要供能方式分別是（）A.有氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸分解B.無氧呼吸、無氧呼吸、磷酸肌酸分解C.有氧呼吸、無氧呼吸、無氧呼吸D.有氧呼吸、磷酸肌酸分解、無氧呼吸A對點(diǎn)講練例1

用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉(zhuǎn)移的途徑是（）

A.葡萄糖→丙酮酸→水

B.葡萄糖→丙酮酸→氧

C.葡萄糖→氧→水

D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳正確解答該題應(yīng)圍繞有氧呼吸的過程展開以下思考：①有氧呼吸分為哪三個階段？②每個階段的場所有什么不同？③每個階段的反應(yīng)式怎么寫？④每個階段物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)變?nèi)绾危竣菝總€階段的元素去向如何？題目思考解題流程答案

D對點(diǎn)講練例2

現(xiàn)有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，通入不同濃度的氧氣時，其產(chǎn)生的酒精和CO2

的相對量如下圖所示。問：在氧濃度為a時

()A.酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸

B.被分解的葡萄糖中約67％用于無氧呼吸

C.被分解的葡萄糖中約33％用于無氧呼吸

D.酵母菌停止無氧呼吸解析在氧濃度為a時，酒精的量為6mol，CO2的量為15mol，則此時既有有氧呼吸，也有無氧呼吸。多少葡萄糖用于無氧呼吸？根據(jù)無氧呼吸的反應(yīng)式可推知無氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳也應(yīng)是6mol，所以有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量應(yīng)為9mol，據(jù)反應(yīng)式可計算出它們分解的葡萄糖分別為3mol（無氧呼吸）和1.5mol（有氧呼吸）。因而用于有氧呼吸的葡萄糖所占的比例為1.5/（1.5+3）=1/3。答案

B對點(diǎn)講練例3

如圖所示為某植物幼根的細(xì)胞呼吸過程中O2

的吸收量和CO2的釋放量隨環(huán)境中O2濃度的變化而變化的曲線，其中線段XY=YZ，則在氧濃度為a時（）

A.有氧呼吸比無氧呼吸消耗的有機(jī)物多

B.有氧呼吸與無氧呼吸釋放的能量相等

C.有氧呼吸比無氧呼吸釋放的能量多

D.有氧呼吸比無氧呼吸釋放的二氧化碳多題目思考正確解答該題應(yīng)圍繞有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別展開以下思考：①有氧呼吸比無氧呼吸消耗有機(jī)物多時，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量和吸收O2量有什么關(guān)系？②有氧呼吸與無氧呼吸釋放的能量相等時，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量和吸收O2量有什么關(guān)系？③有氧呼吸比無氧呼吸釋放的能量多時，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量和吸收O2量有什么關(guān)系？④有氧呼吸比無氧呼吸釋放的CO2量多時，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量和吸收O2量有什么關(guān)系？解題流程答案

C對點(diǎn)講練例1

如圖表示大氣中氧的濃度對植物非綠色器官、組織內(nèi)二氧化碳產(chǎn)生量的影響。試據(jù)圖回答：（1）A點(diǎn)表示植物組織釋放的二氧化碳較多，這些二氧化碳主要是

的產(chǎn)物。（2）由A到B，二氧化碳的釋放量急劇減少，其原因是

。（3）由B到C，二氧化碳的釋放量又不斷增加，其主要原因是

。（4）為了有利于貯藏蔬菜或水果，貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的哪一點(diǎn)所對應(yīng)的濃度？

，采取這一措施的理由是

。解題技巧

（1）坐標(biāo)軸模型解讀的方法：識軸

明點(diǎn)、析線。（2）構(gòu)建坐標(biāo)軸模型時，首先要依據(jù)題干信息，找到自變量和因變量，橫軸為自變量，縱軸為因變量；其次要找到關(guān)鍵點(diǎn)；最后是把關(guān)鍵點(diǎn)連成曲線。即：建軸取點(diǎn)連線。答案

（1）無氧呼吸（2）隨氧濃度增加，無氧呼吸受抑制而有氧呼吸較微弱（3）隨氧濃度增加，有氧呼吸不斷加強(qiáng)（4）B此時呼吸作用最弱，有機(jī)物分解量最少對點(diǎn)講練例2

如圖為光照強(qiáng)度對植物光合作用的影響關(guān)系。下列有關(guān)曲線的敘述中錯誤的是（）

A.b代表光下植物干物質(zhì)積累量

B.m的