呼吸作用

呼吸作用知识梳理，包括酵母菌细胞呼吸方式(兼性厌氧菌)、细胞呼吸、细胞呼吸影响因素、判断哪种呼吸方式占优势等内容。

呼吸作用

• 酵母菌细胞呼吸方式(兼性厌氧菌)
  • 二氧化碳检测
    • 澄清石灰水
      • 浑浊程度
    • 溴麝香草酚蓝溶液
      • 蓝绿黄、变黄时间长短检测CO2
  • 酒精的检测
    • 重铬酸钾溶液(H+)橙色→灰绿色
  • NaOH除去其中的CO2，排除对实验结果的干扰(有氧呼吸装置)
  • 煮沸封口一段时间，待氧气消耗再与澄清石灰水连通(无氧呼吸装置)
  • 自变量:氧气有无
  • 因变量:酵母菌的呼吸产物(相互对照)
• 细胞呼吸
  • 概念:{有机物、细胞内}、氧化分解、{二氧化碳，其他产物、释放能量atp}
  • 能量转化:有机物稳定的化学能→atp中活跃的化学能+热能
  • 生理意义:为生命呼吸供能、有机物之间转化的枢纽
  • 肌质体线粒体的定向移动
• 有氧呼吸
  • {细胞、氧气，有机物彻底氧化分解}酶的催化{二氧化碳，水，能量、atp}
• 细胞呼吸影响因素
  • 呼吸速率
    • 概念:单位数量的活体组织单位时间内分解有机物的速率，呼吸作用强弱的指标。
    • 测定:二氧化碳释放速率，吸收二氧化碳速率
  • 影响因素
    • 内部
      • 遗传因素(决定酶种类，数量)
        • 不同种类
        • 同一植物不同器官
        • 同一植物不同发育时期
    • 外部
      • 温度
        • 本质:影响酶的催化效率
          • 超过最适温度，活性降低，变性失活
          • 低于最适温度活性下降，受抑制
      • 氧气
        • 开始，无氧呼吸占优势
        • 氧气浓度的增加，无氧呼抑制，有氧呼增强。
        • 氧气浓度到达一定，有氧呼不再增强(受呼吸酶数量因素影响)
      • 水
        • 呼吸速率与含水量呈正相关
      • 二氧化碳
        • 二氧化碳对细胞呼吸有抑制作用
      • 应用:低温低氧(干燥)→种子(湿度)→蔬菜水果
• 判断哪种呼吸方式占优势
  • VCO2/VO2=4/3
    • 无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖
  • <4/3
    • 有氧呼吸占优势
  • >4/3
    • 无氧呼吸占优势
  • C5H5OH<CO2
    • 有氧呼吸占优势，多余的二氧化碳来自于有氧呼吸
• 细胞呼吸的判断
  • 依据一:反应物和产物
    • 消耗氧气
      • 一定存在有氧呼
    • 产生水
      • 一定存在有氧呼
    • 有酒精或乳酸
      • 一定存在无氧呼
    • 无二氧化碳释放
      • 一定为产生乳酸的无氧呼
    • 有二氧化碳生成
      • 一定不是乳酸发酵
  • 依据二:根据物质量关系
    • CO2=O2
      • 仅进行有氧呼
    • CO2>O2
      • 两类呼吸并存，差指为无氧呼吸量
    • CO2<O2
      • 可能存在脂类氧化分解
    • C5H5OH=CO2
      • 只进行无氧呼
  • 依据三:根据场所
    • 有线粒体结构，但只在细胞质基质中→无氧呼
    • 有线粒体参与→有氧呼(两类呼吸并存)
• 有氧呼吸三阶段
  • 第一阶段
    • 场所:细胞质基质
    • 反应式:C6H12O6→酶→2C3H4O3+4[H]
    • 少量能量
    • 少量atp
  • 第二阶段
    • 场所:线粒体基质
    • 反应式:2C3H4O3+6H20→酶→6CO2+20[H]
    • 少量能量
    • 少量atp
  • 第三阶段
    • 场所:线粒体内膜
    • 反应式:24[H]+6O2→酶→12H2O
    • 大量atp
  • 三阶段元素中的去向
    • C的去向
      • C6H12O6→C3H4O3→CO2
    • H的去向
      • C6H12O6→C3H4O3、4[H]、20[H]→H20
    • O的去向
      • C6H12O6→C3H4O3+外界吸收的H20→C02
      • 吸收O2氧化[H]→H20
  • 大多数能量以热能的形式散失，少部分能量转移到atp中
  • 无线粒体的生物也可以进行呼吸(蓝细菌，硝化细菌)其场所为细胞质基质，细胞膜内侧。
  • 应用:
    • 有氧运动
    • 作物栽培及时松土
      • 促进根部无机盐吸收
    • 稻田定期排水
      • 防止产生大量酒精导致根部腐烂
    • 生产醋酸味精
    • 发面
    • 创可贴，透气的消毒纱布包扎伤口。
      • 创造有氧环境，避免厌氧病菌繁殖
• 无氧呼吸
  • 没有氧，有机物不完全分解，释放少量能量
  • 场所:均在细胞质基质
  • 无氧呼吸二阶段
    • 第一阶段:C6H12O6→酶→2C3H4O3+4[H]+少量E
    • 第二阶段
      • 2C3H4O3+4[H]→酶→2C2H5OH+2C02+E(高等植物、酵母菌)
      • 2C3H403+4[H]→酶→2C3H4O3+E(高等动物、高等植物器官{玉米胚，马铃薯块茎，甜菜块根}人、乳酸菌)
  • 仅在第一阶段释放少量能量，生成atp，其余以热能的形式散失，还有一部分能量储存在乳酸和酒精中
  • 应用:伤口过深/被锈铁钉扎伤，避免破伤风牙孢杆菌进行无氧呼吸，大量繁殖，引发破伤风。

呼吸作用

• 酵母菌细胞呼吸方式(兼性厌氧菌)
  • 二氧化碳检测
    • 澄清石灰水
      • 浑浊程度
    • 溴麝香草酚蓝溶液
      • 蓝绿黄、变黄时间长短检测CO2
  • 酒精的检测
    • 重铬酸钾溶液(H+)橙色→灰绿色
  • NaOH除去其中的CO2，排除对实验结果的干扰(有氧呼吸装置)
  • 煮沸封口一段时间，待氧气消耗再与澄清石灰水连通(无氧呼吸装置)
  • 自变量:氧气有无
  • 因变量:酵母菌的呼吸产物(相互对照)
• 细胞呼吸
  • 概念:{有机物、细胞内}、氧化分解、{二氧化碳，其他产物、释放能量atp}
  • 能量转化:有机物稳定的化学能→atp中活跃的化学能+热能
  • 生理意义:为生命呼吸供能、有机物之间转化的枢纽
  • 肌质体线粒体的定向移动
• 有氧呼吸
  • {细胞、氧气，有机物彻底氧化分解}酶的催化{二氧化碳，水，能量、atp}
• 细胞呼吸影响因素
  • 呼吸速率
    • 概念:单位数量的活体组织单位时间内分解有机物的速率，呼吸作用强弱的指标。
    • 测定:二氧化碳释放速率，吸收二氧化碳速率
  • 影响因素
    • 内部
      • 遗传因素(决定酶种类，数量)
        • 不同种类
        • 同一植物不同器官
        • 同一植物不同发育时期
    • 外部
      • 温度
        • 本质:影响酶的催化效率
          • 超过最适温度，活性降低，变性失活
          • 低于最适温度活性下降，受抑制
      • 氧气
        • 开始，无氧呼吸占优势
        • 氧气浓度的增加，无氧呼抑制，有氧呼增强。
        • 氧气浓度到达一定，有氧呼不再增强(受呼吸酶数量因素影响)
      • 水
        • 呼吸速率与含水量呈正相关
      • 二氧化碳
        • 二氧化碳对细胞呼吸有抑制作用
      • 应用:低温低氧(干燥)→种子(湿度)→蔬菜水果
• 判断哪种呼吸方式占优势
  • VCO2/VO2=4/3
    • 无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖
  • <4/3
    • 有氧呼吸占优势
  • >4/3
    • 无氧呼吸占优势
  • C5H5OH<CO2
    • 有氧呼吸占优势，多余的二氧化碳来自于有氧呼吸
• 细胞呼吸的判断
  • 依据一:反应物和产物
    • 消耗氧气
      • 一定存在有氧呼
    • 产生水
      • 一定存在有氧呼
    • 有酒精或乳酸
      • 一定存在无氧呼
    • 无二氧化碳释放
      • 一定为产生乳酸的无氧呼
    • 有二氧化碳生成
      • 一定不是乳酸发酵
  • 依据二:根据物质量关系
    • CO2=O2
      • 仅进行有氧呼
    • CO2>O2
      • 两类呼吸并存，差指为无氧呼吸量
    • CO2<O2
      • 可能存在脂类氧化分解
    • C5H5OH=CO2
      • 只进行无氧呼
  • 依据三:根据场所
    • 有线粒体结构，但只在细胞质基质中→无氧呼
    • 有线粒体参与→有氧呼(两类呼吸并存)
• 有氧呼吸三阶段
  • 第一阶段
    • 场所:细胞质基质
    • 反应式:C6H12O6→酶→2C3H4O3+4[H]
    • 少量能量
    • 少量atp
  • 第二阶段
    • 场所:线粒体基质
    • 反应式:2C3H4O3+6H20→酶→6CO2+20[H]
    • 少量能量
    • 少量atp
  • 第三阶段
    • 场所:线粒体内膜
    • 反应式:24[H]+6O2→酶→12H2O
    • 大量atp
  • 三阶段元素中的去向
    • C的去向
      • C6H12O6→C3H4O3→CO2
    • H的去向
      • C6H12O6→C3H4O3、4[H]、20[H]→H20
    • O的去向
      • C6H12O6→C3H4O3+外界吸收的H20→C02
      • 吸收O2氧化[H]→H20
  • 大多数能量以热能的形式散失，少部分能量转移到atp中
  • 无线粒体的生物也可以进行呼吸(蓝细菌，硝化细菌)其场所为细胞质基质，细胞膜内侧。
  • 应用:
    • 有氧运动
    • 作物栽培及时松土
      • 促进根部无机盐吸收
    • 稻田定期排水
      • 防止产生大量酒精导致根部腐烂
    • 生产醋酸味精
    • 发面
    • 创可贴，透气的消毒纱布包扎伤口。
      • 创造有氧环境，避免厌氧病菌繁殖
• 无氧呼吸
  • 没有氧，有机物不完全分解，释放少量能量
  • 场所:均在细胞质基质
  • 无氧呼吸二阶段
    • 第一阶段:C6H12O6→酶→2C3H4O3+4[H]+少量E
    • 第二阶段
      • 2C3H4O3+4[H]→酶→2C2H5OH+2C02+E(高等植物、酵母菌)
      • 2C3H403+4[H]→酶→2C3H4O3+E(高等动物、高等植物器官{玉米胚，马铃薯块茎，甜菜块根}人、乳酸菌)
  • 仅在第一阶段释放少量能量，生成atp，其余以热能的形式散失，还有一部分能量储存在乳酸和酒精中
  • 应用:伤口过深/被锈铁钉扎伤，避免破伤风牙孢杆菌进行无氧呼吸，大量繁殖，引发破伤风。