河北省保定市物探中心學(xué)校第一分校年高三生物復(fù)習(xí)教案專題呼吸作用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題2呼吸作用1。呼吸作用的過程、呼吸作用是指在生物體內(nèi)氧化分解有機(jī)物并且釋放能量的過程。呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。有氧呼吸的過程分為3個(gè)階段，熟記這3個(gè)階段是容易的,但要弄清其中所隱藏的知識(shí)點(diǎn)是有一定難度的.但必須弄楚以下幾點(diǎn)：①CO2是在第二階段產(chǎn)生的，是丙酮酸和水反應(yīng)生成的,CO2中的氧原子一個(gè)來自葡萄糖，另一個(gè)來自水。這個(gè)過程在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行；②O2參與反應(yīng)的階段是第三階段，是［H]和氧結(jié)合生成水，所以呼吸作用產(chǎn)物水中的氧來自O(shè)2，這個(gè)過程在內(nèi)膜上進(jìn)行；③有氧呼吸過程中的反應(yīng)物和生成物中都有水，反應(yīng)物中的水在第二階段參與和丙酮酸的反應(yīng)，生成物中的水是有氧呼吸第三階段［H］和O2，結(jié)合生成的；④有氧呼吸過程中3個(gè)階段進(jìn)行的場所分別是:第-階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行；第二階段是在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行;第三階段是在線粒體內(nèi)膜進(jìn)行。無氧呼吸是指不需要氧氣條件下的呼吸作用。由于沒有氧氣，所以氧化分解有機(jī)物是不徹底的.在無氧呼吸的產(chǎn)物中絕對(duì)沒有水生成，如在呼吸作用的產(chǎn)物有水生成，一定是進(jìn)行了有氧呼吸。無氧呼吸過程分為2個(gè)階段：第一階段和有氧呼吸是公共的途徑,即一分子葡萄糖被分解成2分子丙酮酸;第二階段是利用第一階段產(chǎn)生的[H](NADPH)還原丙酮酸，在不同的植物細(xì)胞中，由于酶的不同，丙酮酸被還原的產(chǎn)物也是不同的，有的是乳酸（如馬鈴薯、玉米的胚等）,有的是酒精(如蘋果、陸生植物的根細(xì)胞等)。無氧呼吸過程中的2個(gè)階段均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的.由于陸生植物的根細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精，所以陸生植物不能長期遭受水淹。但對(duì)一些水生植物或濕生植物(如水稻等)，在結(jié)構(gòu)和生理上都有一些適應(yīng)性的特征，如根、莖、葉中有氣腔，根的無氧呼吸產(chǎn)物不是酒精而是一些其他的、毒性較小的有機(jī)小分子物質(zhì).2。有氧呼吸和無氧呼吸的比較有氧呼吸和無氧呼吸的公共途徑是呼吸作用第一階段(糖酵解)，是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行.在沒有氧氣的條件下，糖酵解過程的產(chǎn)物丙酮酸被[H]還原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物體由于酶的不同，其還原的產(chǎn)物也不同。在有氧氣的條件下，丙酮酸進(jìn)入線粒體繼續(xù)被氧化分解。如下圖所示：由于無氧呼吸分解有機(jī)物是不徹底的，釋放的能量很少，轉(zhuǎn)移到ATP中的能量就更少；還有大量的能量貯藏在不徹底的氧化產(chǎn)物中，如酒精、乳酸等。有氧呼吸在有氧氣存在的條件下能把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解成CO2和H2O，把有機(jī)物中的能量全部釋放出來,約有44%的能量轉(zhuǎn)移到ATP中。所以有氧呼吸為生命活動(dòng)提供的能量比無氧呼吸多得多,在進(jìn)化過程中絕大部分生物選擇了有氧呼吸方式，但為了適應(yīng)不利的環(huán)境條件還保留了無氧呼吸方式。呼吸作用與光合作用的聯(lián)系:呼吸作用是新陳代謝過程一項(xiàng)最基本的生命活動(dòng)，它是為生命活動(dòng)的各項(xiàng)具體過程提供能量（ATP）。所以呼吸作用在一切生物的生命活動(dòng)過程是-刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味著生命的結(jié)束。光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝,一切生物的生命活動(dòng)都直接或間接地依賴于光合作用制造的有機(jī)物和固定的太陽能。呼吸作用和光合作用表面看起來是2個(gè)相反的過程,但這是2個(gè)不同的生理過程，在整個(gè)新陳代謝過程中的作用是不同的.在植物體內(nèi),這2個(gè)過程是互相聯(lián)系，互相制約的。光合作用的產(chǎn)物是呼吸作用的原料,呼吸作用的產(chǎn)物也是光合作用的原料;光合作用的光反應(yīng)過程產(chǎn)生的ATP主要用于暗反應(yīng)，很少用于植物體的其他生命活動(dòng)過程，呼吸作用過程釋放的能量主要是用于植物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)過程，包括光合作用產(chǎn)物的運(yùn)輸.如下圖所示：影響呼吸作用的因素：①溫度：溫度能影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言,在一定的溫度范圍內(nèi),呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng).如下圖所示曲線所示。根據(jù)溫度對(duì)呼吸強(qiáng)度的影響原理，在生產(chǎn)實(shí)踐上貯藏蔬菜和水果時(shí)應(yīng)該降低溫度，以減少呼吸消耗.溫度降低的幅度以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，否則細(xì)胞受損,對(duì)病原微生物的抵抗力大減，也易腐爛損壞。②氧氣:氧氣是植物正常呼吸的重要因子，氧氣不是直接影響呼吸速度，也影響到呼吸的性質(zhì)。綠色植物在完全缺氧條件下就進(jìn)行無氧呼吸，大多數(shù)陸生植物根尖細(xì)胞的無氧呼吸產(chǎn)物是酒精和CO2。酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用，所以大多數(shù)陸生植物不能長期忍受無氧呼吸。在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸都能發(fā)生,氧氣的存在對(duì)無氧呼吸起抑制作用.有氧呼吸強(qiáng)度隨氧濃度的增加而增強(qiáng)。關(guān)于無氧呼吸和有氧呼吸與氧濃度之間的關(guān)系用下圖所示的曲線來表示:微生物的無氧呼吸稱為發(fā)酵，氧氣對(duì)發(fā)酵有抑制作用。上圖所示的曲線也適用于對(duì)微生物的無氧呼吸和有氧呼吸的描述。根據(jù)氧對(duì)呼吸作用影響的原理，在貯存蔬菜、水果時(shí)就降低氧的濃度，一般降到無氧呼吸的消失點(diǎn)．如降得太低，植物組織就進(jìn)行無氧呼吸，無氧呼吸的產(chǎn)物（如酒精等)往往對(duì)細(xì)胞有一定的毒害作用,而影響蔬菜、水果的貯藏保鮮。③CO2:增加CO2的濃度對(duì)呼吸作用有明顯的抑制效應(yīng)。這可以從化學(xué)平衡的角度得到解釋。據(jù)此原理，在蔬菜和水果的保鮮中，增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。三、碳循環(huán)和能量流動(dòng)1.碳循環(huán)碳在無機(jī)環(huán)境中存在形式是碳酸鹽和CO2；在生物群落中的存在形式是含碳有機(jī)物；在生物群落與無機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)是以CO2的形式進(jìn)行的,在生物群落內(nèi)部的流動(dòng)是以有機(jī)物的形式進(jìn)行的。CO2進(jìn)人生物群落是通過自養(yǎng)型生物完成的，主要是綠色植物的光合作用。生物群落中的有機(jī)碳是通過生物的呼吸作用和微生物的分解作用將有機(jī)物徹底分解成CO2和H2O，歸還到無機(jī)環(huán)境中。在正常情況下，碳的循環(huán)是平衡的，但由于現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,人類大量燃燒煤、石油和天然氣等化石燃料,使地層中經(jīng)過干百萬年積存的已經(jīng)脫離碳循環(huán)的碳元素，在很短的時(shí)間釋放出來,就打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡，使大氣中的CO2含量迅速增加，進(jìn)而導(dǎo)致氣溫上升，形成“溫室效應(yīng)"。2.能量流動(dòng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)是生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能。流人生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能的總量。能量流動(dòng)的渠道是食物鏈和食物網(wǎng)。流人一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量是指被這個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所同化的能量.如羊吃草，不能說草中的能量都流人了羊體內(nèi)，流人羊體內(nèi)的能量應(yīng)是指草被羊消化吸收后轉(zhuǎn)變成羊自身的組成物質(zhì)中所含的能量，而未被消化吸收的食物殘?jiān)哪芰縿t未進(jìn)入羊體內(nèi)，不能算流入羊體內(nèi)的能量。一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所同化著的能量一般用于4個(gè)方面：一是呼吸消耗；二是用于生長、發(fā)育和繁殖，也就是貯存在構(gòu)成有機(jī)體的有機(jī)物中;三是死亡的遺體、殘落物、排泄物等被分解者分解掉；四是流入下—個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物體內(nèi)。在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，能量流動(dòng)與碳循環(huán)是緊密聯(lián)系在—起的.能量流動(dòng)的特點(diǎn)是：單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減、單向流動(dòng)。單向流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)只能從第—營養(yǎng)級(jí)流向第二營養(yǎng)級(jí)，再依次流向后面的各個(gè)營養(yǎng)級(jí)、一般不能逆向流動(dòng)。這是由于動(dòng)物之間的捕食關(guān)系確定的。如狼捕食羊,但羊不能捕食狼。逐級(jí)遞減是指輸入到一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量不可能百分之百地流人后—個(gè)營養(yǎng)級(jí)，能量在沿食物鏈流動(dòng)的過程中是逐級(jí)減少的.能量在沿食物鏈傳遞的平均效率為l0％～20％，即—個(gè)營養(yǎng)級(jí)中的能量只有10%～20%的能量被下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)所利用。能量金字塔是指將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級(jí)所得到的能量數(shù)值，按營養(yǎng)級(jí)由低到高繪制成的圖形成金字塔形，稱為能量金字塔.從能量金字塔可以看出：在生態(tài)系統(tǒng)中,營養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過程中損耗的能量也就越多；營養(yǎng)級(jí)越高，得到的能量也就越少。在食物鏈中營養(yǎng)級(jí)一般不超過5個(gè)，這是由能量流動(dòng)規(guī)律決定的.研究能量流動(dòng)規(guī)律有利于幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流動(dòng)向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，根據(jù)能量流動(dòng)規(guī)律建立的人工生態(tài)系統(tǒng)，就是在不破壞生態(tài)系統(tǒng)的前提下,使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。小結(jié)：本專題內(nèi)容在很多高三專題復(fù)習(xí)的參考書上都?xì)w結(jié)在植物陳城代謝的專題里面，但我之所以把它單獨(dú)拿出來作為一個(gè)獨(dú)立的專題主要是因?yàn)檫@部分內(nèi)容