高中生物细胞呼吸复习纲要、有氧呼吸、无氧呼吸人教版.doc

题目：“细胞呼吸”复习纲要作者：杨秋红 陕西省宝鸡中学 宝鸡市 721013中文摘要：理解掌握高等动植物的细胞呼吸过程是高中生物学重点知识内容，有利于学生理解分析高等动植物的生理活动状况，为解决实际问题打下良好基础。关键词：细胞呼吸；有氧呼吸；无氧呼吸杨秋红：出生1968年、性别女、民族汉、籍贯四川省、职称中教一级、学历大学本科、通讯地址陕西省宝鸡市东开发区高新大道29号、邮编721013、联系电电子邮箱 细胞呼吸是为生物体的各项生命活动提供所需能量的一项生理活动，例如：在生物体分裂、生长、物质吸收（主动运输）、合成、分泌等各项生命活动的生物体的所有生命活动均建立在细胞呼吸供能的基础之上，因此，它是生物界中所有生物必须具备的基本生命活动过程，是生物界普遍存在的一种生理活动，是活细胞的一项重要生理功能。细胞呼吸还能为生物体内其它化合物的合成提供原料，因此，理解掌握高等动植物的细胞呼吸过程是高中生物学的重点知识内容，有利于学生理解分析高等动植物的生理活动状况，为解决实际问题打下良好的基础。细胞呼吸指的是生物体内的有机物经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并释放能量的过程。其实质是分解有机物，释放能量。属于生物体的一种异化作用。细胞呼吸释放的能量，大部分以热能形式散失，（在动物体中用于维持体温）；少部分转移到ATP中（细胞内的能量货币）。根据该生理过程中的需氧状况可分为：有氧呼吸和无氧呼吸两大类。对高等生物而言，其无氧呼吸的方式包括酒精发酵型和乳酸发酵型。、有氧呼吸一、概念：有氧呼吸是指生物体的活细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。二、总反应式：C6H12O6O2+6H2O 酶 6CO212H2O能量（38ATP、多） 三、过程：（可大体分为三个阶段）第一阶段：葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸和还原态氢，释放少量能量。即：C6H12O6 酶细胞质基质 2丙酮酸H能量（2ATP、少）第二阶段：在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体内，在水的参与下，继续彻底分解为二氧化碳和还原态氢，释放少量能量。即：2丙酮酸+6H2O 酶 6CO2H能量（2ATP、少）第三阶段：前两个阶段产生的还原态的氢在线粒体内与氧气结合生成水，并释放大量能量的过程。（本阶段产生的ATP最多）即：H6O2 酶 线粒体 12H2O能量 (34ATP、多) 四、反应场所：在细胞质基质内，在线粒体内。五、线粒体为生命活动供给约95的能量的原因：有氧呼吸过程中，在线粒体内进行的反应中释放的能量，其中一部分被ADP吸收用于合成ATP，可生成36mol/C6H12O6molATP，而有氧呼吸整个过程一共可生成38mol/C6H12O6molATP。可见，有氧呼吸过程中，在线粒体内合成的ATP占总量的比值约为95（3638）。六、常见生物类型：需氧型和兼性生物。即大多数生物细胞的主要呼吸方式。、无氧呼吸一、概念：在无氧条件下，通过酶的催化作用，活细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。二、总反应式：C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）2CO2能量（2ATP、少） C6H12O6 酶 C3H6O3(乳酸)能量（2ATP、少）三、过程：（大体分为两个阶段）第一阶段：葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸和还原态氢，释放少量能量。（与有氧呼吸的第一阶段完全相同）即：C6H12O6 酶细胞质基质 丙酮酸H能量（2ATP、少）第二阶段：在无氧条件下，不同生物的细胞由于遗传本质的差异，利用各自细胞中生成的不同的酶的催化作用，在细胞质基质中，将丙酮酸继续氧化分解为不彻底的产物乳酸不同酶的参与催化（遗传决定）或酒精和二氧化碳，释放少量能量。 即：2丙酮酸 H酶 2C2H5OH2CO2能量（无ATP、少） 或 2丙酮酸 H 酶 2C3H6O3能量（无ATP、少）四、反应场所：始终在细胞质基质内进行五、常见生物类型：1、 乳酸发酵型：动物细胞，马铃薯、玉米胚等少数植物细胞、乳酸菌2、 酒精发酵型：大多数植物细胞、酵母菌、需要明确理解的相关问题：一、有机物在生物体内的氧化分解与在环境中燃烧的比较：1、相同点：释放的总能量相同2、不同点：体内的氧化分解是分步进行，能量逐步缓慢释放的。环境中的燃烧是一次性彻底氧化分解，能量一次全部释放。二、关于细胞呼吸的计算问题：根据每摩尔葡萄糖通过有氧呼吸方式完全氧化分解时可释放2870千焦的能量，其中1161千焦的能量转移进入ATP供给生命活动利用。每摩尔葡萄糖通过无氧呼吸方式氧化分解生成酒精时释放225.94千焦的能量，生成乳酸时释放196.65千焦的能量，二者均只有61.08千焦能量转移进入ATP供给生命活动利用。每摩尔ATP形成时可获得30.54千焦能量。可得出以下结论：1、细胞呼吸效率：进入ATP的能量葡萄糖含的能量：有氧呼吸中：11612870，无氧呼吸中：61.082870。（有氧呼吸的能量利用率大约是无氧呼吸的能量利用率的19倍。）进入ATP的能量反应中释放的能量：有氧呼吸中：11612870=40.5无氧呼吸中：61.08196.65=31.1或61.08225.94=27.0（有氧呼吸释放的能量中可供生命活动利用的部分所占比例更高，但低于50）2、消耗等量葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳物质的量之比为31；消耗的氧气与产生的二氧化碳的物质的量之比为：34，其中有氧呼吸消耗的氧气与产生的二氧化碳的物质的量之比为11，无氧呼吸产生的二氧化碳的物质的量为：产生的二氧化碳的总量消耗的氧气的总量。3、消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸释放的可利用的能量即ATP之比为19（18）1。4、产生同样数量的ATP时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为119。因此要维持同样生命活动的强度时，利用无氧呼吸供能会使生物体的有机物含量迅速下降而导致有机物缺乏问题。三、无氧呼吸与发酵： 微生物的无氧呼吸通常称为发酵，其发酵产物多种多样，类型复杂、产物种类极多。发酵并非全部属于无氧类型，也有需氧发酵，例如：氨基酸发酵和抗生素发酵即为需氧发酵。四、氧化分解的实质：氧化分解的实质是有机物脱氢被氧化的过程。在细胞呼吸反应中生成的H，具有还原性同时含有能量，与光合作用过程中生成的NADPH类似，是其他的辅酶类化合物。因此，有氧呼吸第三阶段释放能量来自前两阶段有机物脱氢时生成的H转移而来的，而无氧呼吸中第二阶段过程中H转移的能量将进入产物酒精或乳酸中，可见，无氧呼吸的产物酒精或乳酸中储存有大量未释放的能量，可再被利用，不属于生物的代谢终产物。植物的大部分细胞无氧呼吸的方式为酒精发酵型与其具有光合作用能力，并且光合作用需要二氧化碳为原料相适应；而动物细胞的无氧呼吸均为乳酸发酵型与该种方式能量损耗较少有关，也是动物在进化中形成的一种适应现象。五、相关曲线的基本类型1、高等动物及人体生理：、关于葡萄糖和氧气的运输问题 人体中葡萄糖通过消化道吸收后在血浆中运输即血糖，红细胞吸收葡萄糖的方式为扩散，且只能通过无氧呼吸分解放能同时生成乳酸，其他细胞吸收葡萄糖的方式通常为主动运输，且只能在细胞质基质中被氧化分解，虽然可能进行有氧呼吸但是葡萄糖不能在线粒体中被分解。人体中氧气通过呼吸系统吸收后在红细胞中形成氧合血红蛋白运输，无论进入何种细胞均为扩散方式，且进入线粒体中利用生成水。、氧气浓度与细胞呼吸强度曲线图O2浓度CO2生成量CBA说明：A点