细胞呼吸相关知识总结

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细胞呼吸（整理）

1.概念：生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程。

注意：1）反应物是有机物，不仅仅是糖类物质，脂肪（如花生种子萌发所利用的主要是脂肪）、蛋白质等也可以氧化分解，也称为细胞呼吸。

2）生成物为二氧化碳或其他产物，如酒精、乳酸等。生成物不仅仅是无机物。

3）此反应为产能反应，一部分能量被固定为ATP，大部分能量为热能散失。

2.过程：（以葡萄糖的氧化分解为例）

注意：(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于其次阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。(2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。

(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于参与催化反应的酶不同。(4)有氧呼吸中氧元素的来源和去路

3.反应式：有氧呼吸无氧呼吸4.有氧呼吸三个阶段的比较

比较项目反应场所反应条件反应底物生出物质与氧的关系产生的能量产生ATP的量第一阶段细胞质基质酶葡萄糖丙酮酸+[H]无关少量2mol其次阶段线粒体基质酶丙酮酸和H2OCO2+[H]无关少量2mol第三阶段线粒体内膜酶和氧气[H]+O2H2O必需氧大量34mol5.有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目场所条件不同点产物能量特点相联系同实质点意义有氧呼吸细胞质基质和线粒体需O2、需酶CO2、H2O大量无氧呼吸细胞质基质不需O2、需酶酒精和CO2或乳酸少量有机物完全分解，能量完全释有机物没有完全分解，能量没有完放全释放葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全一致分解有机物，释放能量，合成ATP为生物体的各项生命活动提供能量注意：(1)有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)无氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不完全的氧化产物——酒精或乳酸中。

(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。(4)原核生物无线粒体，仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。

6.不同生物无氧呼吸的产物不同

生物植物动物微生物大多数植物细胞，如根细胞马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等骨骼肌细胞、哺乳动物成熟红细胞等乳酸菌等酵母菌等7.影响细胞呼吸的因素及在农业上的应用①．内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)(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较高，成熟期细胞呼吸速率较低。(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。②．外部因素因素影响机理影响呼吸酶的活性：最适温度时，细胞呼吸最强；超过温度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，呼吸受抑制氧气作为有氧呼吸的原料而影响细胞呼吸的速率和性质(在O2浓度为零时只进行无氧气氧呼吸；浓度为大于零小于10%时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。)适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，以延长蔬菜、水果的保鲜时间曲线模型实践应用①低温下贮存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，以降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量无氧呼吸产物酒精和CO2乳酸乳酸乳酸酒精和CO2

CO2浓度增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释在一定范围内，细胞呼吸强在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度，可提高保鲜效果将种子风干，以减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，延长作物种H2O度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱子保存时间注意：(1)O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，由于细胞可进行无氧呼吸。(2)随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧气浓度较低而较弱，细胞呼吸的总强度较低；但后来随着氧气浓度的升高，有氧呼吸逐渐加强，细胞呼吸总强度又增大。(3)从化学平衡角度分析，高浓度的CO2在一定程度上可以抑制细胞呼吸。8.探究酵母菌细胞的呼吸方式①．试验原理

(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和少量CO2。(2)CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生状况。

(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。②．试验流程

?酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；

??酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么

?针对上述问题，根据已有的知识和生活经验如??酵母菌可用于酿酒、发面等作出合理的假设

?甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，且甲中浑浊程度高且快??2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色

―→

③．本卷须知

(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。

(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。9.植物组织细胞呼吸速率的测定与探究

（1）测定原理：细胞呼吸速率常用CO2释放量或O2吸收量来表示，一般利用U形管液面变化来判定或通过玻璃管液滴的移动进行测定，装置如下所示。由于细胞呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸状况，应只测其中一种气体变化状况。为此，测定过程中，往往用NaOH或KOH吸收掉细胞呼吸所产生的CO2，所以单位时间内着色液向左移动的距离即O2的吸收速率，可用来表示呼吸速率。对照组将NaOH或KOH替换为蒸馏水即可。

注意：种子发芽所消耗的有机物种类不同，着色液的移动状况不同：

糖类：CO2释放量=O2吸收量脂肪：CO2释放量＜O2吸收量蛋白质：CO2释放量＜O2吸收量

（2）物理误差的校正

①假使试验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

②假使试验材料是种子，为防止微生物呼吸对试验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。

③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照试验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。10.根据CO2释放量与O2消耗量判断细胞呼吸类型(以细胞呼吸底物为葡萄糖为例)

①不消耗O2，无CO2释放，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，本类呼吸在密闭空间内不引起气压的变化。

②CO2释放量＝O2消耗量,细胞只进行有氧呼吸或同时进行产生乳酸的无氧呼吸和有氧酶酶

呼吸，由C6H12O6＋6O2＋6H2O――→12H2O＋6CO2＋能量及C6H12O6――→2C3H6O3＋能量，可以看出，反应过程中O2消耗量与CO2释放量相等，此时如在密闭的空间内，细胞呼吸也不引起气压变化。

③CO2释放量>O2消耗量

细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸及有氧呼吸两种呼吸