第三章 第四节 细胞代谢知识清单（背诵版）

第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量一、细胞呼吸的方式探究1、呼吸作用(细胞呼吸)：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量2、酵母菌①酵母菌是一类单细胞真核生物，它与人类的生活息息相关，做馒头、面包，酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。②分布：广泛分布于自然界，尤其是葡萄等水果蔬菜③特性：是兼性厌氧菌(在有氧、无氧条件下都能生存)3、实验设计：探究酵母菌的呼吸方式①自变量：氧气有无②因变量：CO2产生速率及是否产生酒精实验原理实验装置及过程分析①10%NaOH溶液应放在A瓶中，作用是除去空气中的CO2/排除空气中CO2对实验结果的干扰。②酵母菌培养液应放在B、D瓶中。③澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液应放在C、E瓶中。④D瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测出的CO2,都是酵母菌无氧呼吸产生的。目的是消耗瓶中的O2，防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰。⑤CO2检测时，C瓶的石灰水浑浊度高，C瓶的溴麝香草酚蓝水溶液变色快。⑥酒精检测时检测液应取自B、D瓶，其中只有取自D瓶的检测液加入重铬酸钾后呈灰绿色。6.实验结论：在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。二、细胞呼吸的类型及过程1、需氧呼吸概念：细胞在O2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(CO2)和水(H2O)，释放能量，生成大量ATP的过程。①需氧呼吸场所：细胞溶胶和线粒体(主要)。线粒体结构：双层膜，内膜折叠形成嵴，扩大了膜面积。内膜和线粒体基质中含有与需氧呼吸有关的酶。线粒体基质中还含有少量DNA、RNA和核糖体。②需氧呼吸：指的是细胞在O2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(CO2)和水(H2O)，释放能量，生成大量ATP的过程。③需氧呼吸过程第一阶段第二阶段第三阶段物质变化葡萄糖→2丙酮酸＋4[H]2丙酮酸＋6H2O→CO2＋20[H]6O2＋24[H]→12H2O产能情况少量能量少量能量大量能量场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜③总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2─酶→6CO2＋12H2O＋能量④需氧呼吸过程中：葡萄糖(C6H12O6)参与第一阶段，H2O参与第二阶段，O2参与第三阶段(作用：与[H]结合生成H2O，释放大量能量)；CO2生成于第二阶段，H2O生成于第三阶段；第三阶段释放能量最多。需氧呼吸产生的[H]实质是NADP(还原型辅酶Ⅰ)。⑦需氧呼吸各元素去向：。a.研究元素去向的方法：同位素标记法。b.产物CO2中的：C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和水；产物H2O中的：H来自葡萄糖和水，O来自氧气。（2）厌氧呼吸①厌氧呼吸指在没需氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。②)过程：厌氧呼吸的全过程可概括地分为两个阶段，这两个阶段需要酶的催化，但都发生在细胞溶胶中。第一阶段与需氧呼吸第一阶段相同，第二阶段是丙酮酸在酶(与催化需氧呼吸的酶不同)的催化下，分解成酒精和CO2，或转化成乳酸。厌氧呼吸只在第一阶段阶段释放出少量能量，底物中的大部分能量储存在酒精或乳酸中。③反应式：高等植物水淹、酵母菌缺氧：C

6H

12

O

6─酶→2C

2

H

5OH＋2CO

2＋少量能量马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、骨骼肌缺氧：C

6H

12

O

6─酶→2C

3

H

6O

3＋少量能量3.细胞呼吸释放的能量a.细胞呼吸的实质是分解有机物，释放能量。需氧呼吸有机物被彻底氧化分解，故释放能量多；厌氧呼吸有机物分解不彻底，大部分部分能量储存在酒精或乳酸中，故释放能量少。b.细胞呼吸释放的能量，大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。c.需氧呼吸三阶段都释放能量，第三阶段产能最多，厌氧呼吸两个阶段，只有第一阶段产生能量。4.需氧吸中[H]和和ATP的作用a.[H](NADH)的作用：需氧呼吸：与O

2结合生成水，释放大量能量。厌氧呼吸：将丙酮酸还原成酒精和CO

2或乳酸。b.ATP的作用：用于除光合作用暗反应(暗反应所需ATP只能由光反应提供)外的各项生命活动。5.葡萄糖和丙酮酸代谢的具体场所①需氧呼吸：葡萄糖：细胞溶胶。丙酮酸：线粒体基质。②厌氧呼吸：葡萄糖：细胞溶胶。丙酮酸：细胞溶胶。6.细胞生物需氧呼吸的场所：①原核生物：细胞溶胶或细胞膜。②真核生物：细胞溶胶和线粒体7.细胞呼吸原理的应用：①用透气纱布或“创可贴”包扎伤口，以增加通气量，抑制厌氧病原菌的厌氧呼吸。②酿酒过程：早期通气，促进酵母菌需氧呼吸，利于菌种繁殖；后期密封发酵罐，促进酵母菌厌氧呼吸，利于产生酒精。③疏松土壤，促进植物根细胞的需氧呼吸。④种子、果蔬保鲜条件:a种子：低氧、零上低温、干燥。b果蔬：低氧、零上低温、一定湿度。⑤提倡慢跑，促进肌细胞需氧呼吸，防止厌氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。⑥破伤风杆菌只能进行厌氧呼吸，伤口较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，所以要打破上分抗毒血清。注：破伤风芽胞杆菌为原核生物，只能进行厌氧呼吸。8.细胞呼吸方式的判断:（1）消耗O

2、有H

2

O产生：存在需氧呼吸。（2）有酒精或乳酸生成：存在厌氧呼吸。（3）有CO

2生成：进行需氧呼吸或厌氧呼吸(酒精发酵)，或两种呼吸并存。（4）O2吸收量＝CO

2释放量：只进行需氧呼吸。O

2吸收量＜CO

2释放量：厌氧呼吸＞需氧呼吸。（5）酒精量＝CO2量：只进行厌氧呼吸。酒精量＜CO

2量：需氧呼吸＞厌氧呼吸。9.若消耗等量葡萄糖，需氧呼吸和厌氧呼吸CO

2总产生量与O

2吸收量之比为4:3；若产生等量的CO

2，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1:3。10.细胞呼吸比较分析(1)细胞呼吸过程中：葡萄糖只能在细胞溶胶中被利用；丙酮酸在有氧条件下进入线粒体中被利用，无氧条件下在细胞溶胶中被利用。(2)细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，合成ATP，其中大部分能量以热能形式散失，只有少部分能量储存在ATP中，用于生物体的各项生命活动。(3)①有氧呼吸有机物彻底(彻底/不彻底)氧化分解，因此释放的能量多(多/少)。②无氧呼吸有机物不彻底(彻底/不彻底)氧化分解，因此释放的能量少(多/少)，大部分能量存留在酒精或乳酸中。拓展：释放的能量中大部分以热能的形式丧失。10.酵母菌、植物组织细胞呼吸曲线分析（1）0点：细胞只进行厌氧呼吸。（2）0～b段：需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行，随O2浓度增加，厌氧呼吸受到抑制而逐渐减弱，需氧呼吸逐渐增强。a点时，需氧呼吸和厌氧呼吸CO2产生量相同，但两者呼吸强度不同，有机物消耗量之比为1:3。（3）b点后：细胞只进行需氧呼吸。（4）水果、蔬菜、粮食的储存应选择a点O2浓度，因为此浓度下细胞呼吸强度最低