知识点总结
本节内容较多,主要包括有氧呼吸、无氧呼吸以及影响细胞呼吸的因素及其在生产实践中的应用。有氧呼吸和无氧呼吸都需要复杂的过程,通过一系列酶的催化下,在不同的条件和不同的酶系下逐渐完成的。关键区别就是在一个需要氧气的参与,一个没有氧的参与;有氧气参与的条件下,能够把有机物彻底氧化分解,释放的能量较多,没有氧气参与,生成不彻底的氧化产物。具体过程我们根据不同阶段的特点大致划分,有氧呼吸划分成三个阶段,无氧呼吸划分成两个阶段,大家只需要掌握每个阶段发生的总体变化,如下:
有氧呼吸反应式为:(三个阶段)
有氧呼吸的实质是分解有机物,释放能量,1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解所释放的能量是2870KJ,其中1161KJ的能量转移到ATP中,合成38molATP,能量的转移率是40%,也就是说有大约40%的能力转移到ATP中,其余的以热能的形式散失。
无氧呼吸反应式为:(两个阶段)
无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸完全一样,第二阶段是还原反应,即第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原,在不同的生物细胞中还原成不同的产物,但第二阶段没有ATP产生。
常见考法
细胞呼吸是基本的能量代谢,是生物体进行一切生命活动的能量基础。这部分内容多以曲线分析题的形式出现。多考查学生识图和数据处理的能力。解读曲线分析题,应抓住对变量的分析,理解曲线中的拐点、平衡点等影响因素和端点出现的含义。另外,本节内容与光合作用综合出题也是一种考查类型。
误区提醒
有氧呼吸和无氧呼吸的过程是分析问题的核心,根据有氧呼吸的过程可以看出,有氧呼吸的第三个阶段才消耗氧气,并生成水,从而使参与反应的氧气中的氧原子全部转移到产物水中,生成的CO2中的氧原子来自葡萄糖和参与反应的水,而能量的大量释放也发生在消耗氧气的过程中。无氧呼吸过程中释放的能力很少,并且只有第一阶段能产生少量的ATP,第二阶段没有ATP生成,但不能说第二阶段没有能量产生,而是有能量产生,但不能生成ATP。
[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程中实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化成还原性辅酶Ⅰ(NADH),这个和光合作用过程中的[H]是不一样的,光合作用的[H]是还原性辅酶Ⅱ(NADPH)。
环境因素对呼吸速率的影响要结合具体的情况加以分析,尤其是考查氧气浓度对呼吸速率影响时,牵涉到无氧呼吸和有氧呼吸两个问题,需要更加注意。
再就是我们介绍的是以糖类(葡萄糖)为底物的呼吸作用,当然在特定情况下细胞也可能消耗脂肪,这种情况下各种反应物和产物的量就变了,不能一概而论。
【典型例题】
例1. 下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化.下列相关叙述正确的是( )
A. 氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官;
B. 氧浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍;
C. 氧浓度为c时,无氧呼吸强度最弱;
D. 氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等;
解析:氧只在有氧呼吸中消耗,所以氧的消耗量=有氧呼吸释放的二氧化碳的量.白色块和黑色块的差,是无氧呼吸释放的二氧化碳。
例2.有氧呼吸过程中,彻底氧化分解1摩尔葡萄糖时,生成6摩尔的二氧化碳( )。
A:无氧呼吸释放10molCO2,消耗5mol的葡萄糖,不利于贮存该植物器官.
B:无氧呼吸和有氧呼吸各释放5mol和3mol的CO2,要消耗的葡萄糖的量分别是2.5mol和0.5mol,比例是5:1
C:无氧呼吸和有氧呼吸各释放2mol和4mol的CO2,要消耗的葡萄糖的量分别是1mol和2/3mol,比例是3:2
D:有氧呼吸释放7mol的CO2,要消耗葡萄糖7/6mol,无氧呼吸强度最弱时为0
答案:B
【总结升华】
解细胞呼吸类题的关键是准确掌握两种呼吸方式的反应式,并将其应用于计算类习题中。理解有氧呼吸的全过程,以及把握酵母菌这种真核生物的特点。