3—6　细胞呼吸 自助式复习板块 知识搜索 生物体内的______在细胞内经过一系列的______，最终生成______或其他产物，并且释放出______的总过程，叫做______。 答案：有机物　氧化分解　二氧化碳　能量细胞呼吸 一、有氧呼吸 1.有氧呼吸是指______在氧的参与下，通过______的催化作用，把______等有机物______氧化分解，产生出______和______，同时释放出______能量的过程。是高等动物和植物细胞呼吸的主要形式。细胞进行有氧呼吸的主要场所是______。 答案：细胞　酶　糖类　彻底　二氧化碳　水　大量　线粒体 2.______是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。 答案：葡萄糖 3.有氧呼吸可以分为三个阶段，我们可以用化学方程式来表示： 第一阶段：一分子葡萄糖分解为两分子的丙酮酸__________________________________。 场所：_____________________。 第二阶段：丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和氢________________________。 场所：_____________________。 第三阶段：前两阶段形成的氢，经过一系列反应，与氧结合而形成水_____________________。 场所：_____________________。 答案：C6H12O6酶2C3H4O3+4［H］+ATP　细胞质基质 2C3H4O3+6H2O酶6CO2+20［H］+ATP　线粒体 24［H］+6O2酶12H2O+ATP线粒体 二、无氧呼吸 1.无氧呼吸一般是指细胞在______条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为______的氧化产物，同时释放出______能量的过程。细胞进行无氧呼吸的场所是______。 答案：无氧　不彻底　少量　细胞质基质 2.高等植物在水淹的情况下，无氧呼吸将葡萄糖分解为______，释放出少量能量，以适应缺氧的环境条件。高等动物和人体的无氧呼吸产生______。一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生______，如马铃薯块茎、甜菜块根等。 答案：酒精和二氧化碳　乳酸　乳酸 三、细胞呼吸的意义 1.细胞呼吸能为生物体的生命活动提供______。细胞呼吸释放出来的能量，一部分转变为______而散失，另一部分储存在______中。 答案：能量　热能　ATP 2.细胞呼吸能为体内其他化合物的合成提供______，如葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。 答案：原料 探究归纳 要点1　有氧呼吸和无氧呼吸的比较 【例1】 2004湖南模拟 （多选）有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（　　） A.都在线粒体中进行 B.都需要氧 C.都产生ATP D.都产生丙酮酸 解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的，都是葡萄糖分解为丙酮酸。无氧呼吸的区别在于丙酮酸或者转化为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。两种呼吸类型都需要酶参加催化，也都释放了能量形成ATP，且都发生在细胞质基质中。 答案：CD 归纳与迁移 类型 有氧呼吸 无氧呼吸  必需条件 氧气和酶 不需氧，必须有酶参与  物质转化    能量释放 产生大量能量（共产生2 870 kJ/mol，其中1 161 kJ储存于ATP中） 产生少量能量（共产生196.65 kJ/mol，其中61.08 kJ储存于ATP中）  特点 有机物彻底氧化分解 有机物没有彻底氧化分解  场所 第一阶段在细胞质基质中 第二、三阶段在线粒体中 细胞质基质中  联系 ①第一阶段完全相同 ②实质相同：分解有机物，释放能量 ③无氧呼吸在进化过程中比有氧呼吸原始  要点2　光合作用与呼吸作用的比较 【例2】 （经典回放）下列关于光合作用和呼吸作用的叙述正确的是（　　） A.光合作用在白天进行，呼吸作用在夜间进行 B.光合作用为植物提供所需全部物质 C.光反应在白天进行，暗反应在夜间进行 D.光合作用受Mg、N、P等矿质元素的影响 解析：光合作用的一个重要条件是光，所以自然条件下光合作用只在白天进行，而呼吸作用则发生在所有的生物体内的所有时刻，和光没有必然的联系，故A项是错误的。光合作用主要为植物提供有机物，如糖类、蛋白质、脂肪等，而植物生长所需要的水分和矿质元素主要是由根从土壤中吸收的；二氧化碳主要是通过叶表面的气孔直接从大气中获得的，所以B项是错误的。光合作用的光反应必须在有光的条件下进行，而暗反应有光无光都能反应，而且暗反应的发生必须要光反应为其提供能量和还原性氢，否则暗反应在夜间也难进行，故C项也是错误的。 答案：D 归纳与迁移 光合作用与呼吸作用的比较 （1）光合作用和呼吸作用的区别 比较项目 光合作用 呼吸作用  场所 叶绿体 线粒体和细胞质基质  与光的关系 在光下才能进行 与光照无关，时刻进行  物质变化 无机物合成有机物 分解有机物  能量变化 将光能转变成稳定的化学能储存在所合成的有机物中 将储存在有机物中的化学能释放出来，一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失  实质 把无机物合成有机物，同时将光能转变成化学能储存在所合成的有机物中 分解有机物，释放能量  影响因素 光照、温度、CO2浓度 氧气浓度、温度  与CO2的关系 吸收CO2 释放CO2  （2）光合作用和呼吸作用的联系  要点3　影响呼吸速率的因素及其在实践中的应用 新课标渗透 【例3】 图3-6-1表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响。请据图回答：  图3-6-1 (1)A点表示植物组织释放CO2较多，这些CO2是______的产物。 (2)由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是____________________________________。 (3)由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是___________________________。 (4)为了有利于储藏蔬菜或水果，储藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?______。采取这一措施的理由是__________________________________________。 解析：植物组织内CO2的产生是通过细胞的呼吸作用完成的，在氧气浓度不同的环境中，植物细胞呼吸作用的主要方式会发生变化。在氧气浓度较低的环境中(如A点)，植物细胞主要进行无氧呼吸，在酶的作用下，将葡萄糖分解为不彻底的氧化产物酒精，同时产生少量CO2。随着氧气浓度的增加(如B点)，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸尚未开始，此时通过无氧呼吸产生的CO2会急剧减少。在一定浓度范围内，随着氧气浓度的继续升高(如B～C)，植物细胞的无氧呼吸不再进行，有氧呼吸开始后其速度逐渐加快，在此过程中不断地将葡萄糖等有机物进行彻底氧化分解，产生大量CO2。生产实践中，人们应用以上原理，在储运蔬菜、水果等农产品的仓库或车厢内，通过调节和控制其中氧的浓度，使植物细胞的呼吸作用控制在非常微弱的状态，减少储存过程中有机物的消耗。当然，人们还可以应用降低温度、填充CO2气体等措施达到以上目的。 答案：（1）无氧呼吸　（2）氧气增加，无氧呼吸受到抑制　（3）氧气含量增加，有氧呼吸加强，释放的CO2量增多　（4）B点　有氧呼吸非常微弱，同时又抑制无氧呼吸，蔬菜、水果内有机物消耗最慢 归纳与迁移 影响呼吸速率的因素及其在实践中的应用 （一）内部因素 (1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率升高，成熟期细胞呼吸速率下降。 (3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。 （二）外部因素 (1)环境因素 ①温度 呼吸作用在最适温度(25～35 ℃)时最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制。生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。(图3-6-2)  图3-6-2 ②O2的浓度 在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10％以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10％以上，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧的浓度能够抑制呼吸作用减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。(图3-6-3)  图3-6-3 ③CO2浓度 从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。 (2)实践应用 ①无土栽培通空气、农业松土是为了加强根部的有氧呼吸，保证供给能量，促进矿质元素吸收 ②粮油种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸加强，使储藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。 ③在果实和蔬菜的保鲜中，常通过控制呼吸作用以降低它的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些果实和蔬菜可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度，减弱呼吸作用，使整个器官代谢水平降低，延缓老化。 ④大棚蔬菜温度控制，阴天和晚上适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗。 要点4　人体供能系统 【例4】 运动员在进行不同项目运动时，机体供能方式不同。对三种运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下： 运动项目 总需氧量（升） 实际摄入氧量（升） 血液乳酸增加量  马拉松跑 600 589 略有增加  400米跑 16 2 显著增加  100米跑 8 0 未见增加  根据以上资料分析马拉松跑、400米跑、100米跑运动过程中机体的主要供能方式分别是（　　） A.有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸分解  B.无氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解 C.有氧呼吸、无氧呼吸、无氧呼吸 D.有氧呼吸、磷酸肌酸分解、无氧呼吸 解析：此题的切入点是以血液中乳酸增加量来判断的。马拉松运动的需氧量和实际摄入量之间相差不大，而且血液中乳酸增加量不明显，所以为有氧呼吸。400米跑步实际摄入量和需要量相差很大，而且血液中乳酸含量显著增加，所以为无氧呼吸。100米跑步实际摄入量和需要量相差很大，但是血液中乳酸未见增加，所以为磷酸肌酸分解。 答案：A 归纳与迁移 人体供能系统 在人体内有三大供能系统，它们是：ATP—Pi～肌酸供能系统、无氧呼吸供能系统和有氧呼吸供能系统。人在剧烈运动时，首先是ATP—Pi～肌酸供能系统，通过这个系统为剧烈运动提供能量大约维持20～25秒钟的时间，如在进行100米比赛时，氧气的消耗量没有增加，甚至凭一口气也能跑完100米，此时运动所消耗的能量就由ATP—Pi～肌酸提供。这种方式提供的能量是不够的，但有氧呼吸还没有完全调动发挥出来，此时主要依靠无氧呼吸提供能量。无氧呼吸提供的能量很少，而产生的乳酸，会降低内环境的pH，所以不可能长时间依赖于无氧呼吸提供能量。但在这两个供能系统中，提供能量的过程产生了大量的ADP和消耗掉后形成的NADP＋，对有氧呼吸具有强烈的促进作用，使得有氧呼吸迅速提高，产生大量的ATP为剧烈的运动提供能量。 人在剧烈的运动时，呼吸底物主要是糖，但在长时间剧烈运动时，如马拉松式的长跑运动，人体内储存的糖是不够用的，在消耗完储存的糖类物质后，就动用体内储存的脂肪或者蛋白质。 汗老师讲方法 首先要分清哪些生物是需氧型，哪些是厌氧型，哪些是兼性厌氧型。注意有氧呼吸和无氧呼吸的异同点，注意和光合作用相关的一些概念之间的联系和区别。 1.光饱和点和补偿点，CO2饱和点和CO2补偿点 (1)光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合作用过程中吸收的CO2和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度。 (2)光饱和点：在光照强度较低时，植物光合速率随光强增加而相应增加，但光强进一步提高时，光合速率增加幅度逐渐减小，当光强超过一定值时，光合速率不再增加时的光照强度。 (3) CO2饱和点：在一定CO2浓度范围内，植物的光合速率随CO2浓度的增加而增加，但到达一定程度时，再增加CO2浓度光合速率不再增加。 (4)CO2补偿点：当光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用放出的CO2量时，这时外界的CO2浓度不变。 (5)CO2浓度增高对植物的影响 ①CO2饱和点以下：增加叶片内外CO2浓度，促进CO2向叶内扩散，提高光合速率。 ②CO2饱和点以上：CO2浓度过高引起气孔开度减小而使气孔阻力增大，阻止CO2扩散到叶肉细胞，光合速率不提高甚至下降。 (6)光饱和现象的产生 ①光合色素和光化学反应来不及利用过多的光能。 ②光反应产生较多的ATP、NADPH，暗反应不能及时利用，光反应与暗反应速率不相协调。　　 2.阳生植物和阴生植物的区别(见下表) 特征 阳生植物 阴生植物  叶绿体结构 基粒较小，基粒片层数目少 基粒较大，基粒片层数目多  叶绿素 叶绿素含量较少，叶绿素a/叶绿素b比值较大 叶绿素含量相对较多，且叶绿素a/叶绿素b的比值相对较小，叶绿素b的含量相对较多  光饱和点 全光照的100％(高) 全光照的10％～50％  光补偿点 全光照的3％～5％(高) 全光照的1％以下(低)  光合作用中C、H、O元素的变化是：6CO2+12H2O，反应生成物C6H12O6中C、O来自6CO2，H来自H2O；6H2O中H来自12H2O，O来自6CO2；O2来自12H2O。 呼吸作用中C、H、O元素的变化是：C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H2O+能量，反应生成物6CO2中C来自C6H12O6，O分别来自C6H12O6和6H2O；12H2O中H分别来自C6H12O6和6H2O，O来自O2。 一定要知道氧元素、氢元素在光合作用和呼吸作用中变化的情况，特别是CO2中的氧。 另外，呼吸作用产生CO2使细胞或内环境酸化，涉及酸碱平衡、缓冲溶液、内环境稳定等内容。
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