ATP的主要來源——細胞呼吸
概念:
有機物在細胞内經過一系列的氧化分解,生成CO2或其他産物,釋放出能量并生成ATP的過程。
場所:細胞内
原料:有機物(最常用葡萄糖)
産物:CO2或其他産物
物質變化:有機物氧化分解
能量變化:釋放能量,合成ATP
細胞呼吸的實質
分解有機物,釋放能量
細胞呼吸的方式
有氧呼吸(主要方式)
無氧呼吸
(一)有氧呼吸
細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,産生CO2和H2O, 釋放大量能量,生成大量ATP的過程。
2.場所:
細胞質基質和線粒體(主要是線粒體)
3.過程:分3個階段進行
階段1:細胞質基質中
階段2:線粒體基質中
階段3:線粒體内膜上
有氧呼吸三個階段的比較
有氧呼吸過程中的能量變化
轉化情況
特征(與體外燃燒相比)
1、溫和條件下逐步進行
2、需酶的作用
3、能量逐步釋放
高等動物的呼吸現象和細胞呼吸
無氧呼吸
一般指細胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成不徹底氧化産物(如酒精、乳酸等), 釋放少量能量,生成少量ATP的過程。微生物的無氧呼吸也叫發酵。
注意:
①無氧呼吸并不僅發生在無氧條件下。
②無氧呼吸的産物對細胞有毒,故陸生生物不能長期耐受無氧呼吸。
③動物和人的無氧呼吸不産生酒精。
場所:細胞質基質
過程:分2個階段進行
反應式:
常見類型
(1)産酒精的無氧呼吸
例:多數高等植物、酵母菌
(2)産乳酸的無氧呼吸
例:高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)
有氧呼吸過程中的能量變化
轉化情況
特點:
①能量釋放少
②有氧條件下被抑制
酵母菌有氧條件下進行有氧呼吸;無氧條件下進行無氧呼吸
有氧呼吸與無氧呼吸的比較
生物的異化作用類型
需氧型(有氧呼吸型):生物在異化作用過程中,通過有氧呼吸過程 獲得生命活動所需的能量。包括各種綠色植物、絕大多數動物和人以及部分微生物。
厭氧型(無氧呼吸型)
專性厭氧型:隻能通過無氧呼吸獲得生命活動所需的能量。如乳酸菌、破傷風杆菌、蛔蟲等。
兼性厭氧型:在無氧條件下通過無氧呼吸獲得能量;在有氧條件下通過有氧呼吸獲得能量。 如酵母菌。
影響細胞呼吸的因素
(一)内因:——遺傳因素(決定酶的種類和數量)
①不同種植物的呼吸速率不同。
一般規律:水生大于陸生;陽生大于陰生;熱帶雨林 大于沙漠。
②同一植物在不同生長發育期呼吸速率不同。種子萌發、幼苗生長、開花期呼吸速率 較低 ,成熟期較高。
③同一植物的不同器官呼吸速率 不同。一般來講,生殖器官不同 營養器官。
外因
1、溫度:
溫度影響酶的活性,從而影響呼吸速率。
2、O2 濃度
3、水分
一定的範圍内,呼吸作用的強度随着含水量的增加而增加,随含水量的減少而減弱
4、CO2濃度
增加CO2濃度,對細胞呼吸有抑制作用。
細胞呼吸原理的應用
1、農業生産上
(1)作物栽培:
及時松土——保證根細胞有氧呼吸,促進根對礦質元素的吸收
定期排水——避免長時間無氧呼吸積累酒精對細胞的毒害作用
去除作物變黃的葉片——減少有機物的消耗,以提高作物産量。
(2)大棚蔬菜栽培 :夜間适當降低溫度——降低細胞呼吸,減少有機物的消耗。
(3)無土栽培:
(4) 種子貯藏:低溫、低氧、低濕度 ,消毒
(5)果蔬貯藏:
2、生活實際中
(1)包紮傷口:選用“創可貼”、透氣的消毒紗布——避免厭氧菌的繁殖。
(2)傷口過深或被鏽釘紮傷 :及時治療
(3)提倡有氧運動——避免劇烈運動發生無氧呼吸積累過多乳酸引起肌肉酸脹無力
3、工業生産上:控制通氣情況生産各種發酵産品
光合作用與細胞呼吸是植物體的兩個重要生理活動,圖甲表示綠色植物的光合作用與細胞呼吸兩者之間的關系。圖乙表示在光照充足、CO2濃度适宜的條件下,溫度對某植物光合作用速率和呼吸速率的影響,圖中實線表示實際光合作用速率,虛線表示呼吸速率。據圖分析回答下列問題:
(1)圖甲中,①~⑤過程(僅考慮有氧條件)中能使ADP含量減少的過程是 (寫序号),②過程中發生的能量變化是 。過程④可發生在植物細胞的 中。
(2)分析圖乙可知,光合作用、細胞呼吸都受溫度的影響,其中與 作用有關的酶對高溫更為敏感;在光合作用和細胞呼吸過程中,有關酶的作用機理是 。
(3)若晝夜不停地光照,圖乙植物生長的最适溫度約是 ;若溫度保持在25℃的條件下,長時間每天交替進行12h光照、12h黑暗,該植物 (填“能”或“不能”)正常生長;若該植物在密閉環境中,溫度為40℃時,體内最可能積累 。
(1)①③④ (ATP中)活躍的化學能轉化為(葡萄糖或有機物中)穩定的化學能 線粒體
(2)光合 酶能降低化學反應的活化能
(3)30℃ 能 酒精
【解析】
(1)分析圖甲可知①為光反應、③④為有氧呼吸的前兩個階段,它們均會消耗ADP生成ATP。⑤和②分别為CO2的固定、C3的還原,後者會消耗ATP産生ADP。④為有氧呼吸第二階段,場所為線粒體。
(2)分析圖乙橫坐标可知,實際光合作用速率在50℃時為0,說明與光合作用有關的酶在50℃時失活;而呼吸速率在60℃時為0,說明呼吸酶在60℃時才失活,比較可知與光合作用有關的酶對高溫更敏感。
(3)在30℃時兩曲線的相對量的差值最大,說明此時淨光合速率(=實際光合速率-呼吸速率)最大,最有利于植物生長。從圖乙可見,25℃時實際光合作用速率相對值為6,呼吸速率相對值為2。每天交替進行12h光照、12h黑暗,有機物積累量=12×6-24×2>0,即物質合成>分解,故在25℃時該植物能正常生長。在密閉環境中缺氧,該植物無氧呼吸會産生酒精。
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