高中生物必修一知识点(ATP的主要来源——细胞呼吸)
知识点一.细胞呼吸的概念,本质和类型
1.概念:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程
2.本质:细胞内有机物的氧化分解,并释放能量的过程
3.类型:有氧呼吸,无氧呼吸
4.对细胞呼吸概念的理解
(1).发生的场所:活细胞内
(2).分解的底物:生物体内的有机物(糖类,脂质和蛋白质等)
(3).呼吸产物:二氧化碳和水或不彻底的氧化产物(因呼吸类型而异)
(4).能量变化:有机物中稳定的化学能——热能+ATP中活跃的化学能+有机物中的化学能
5.细胞呼吸与燃烧
细胞呼吸与燃烧的实质是一样的,都是有机物氧化分解释放能量的过程。细胞呼吸是多步骤,多场所,逐步进行的,释放出的能量除以热能形式散失外,还可转变为生物能利用的化学能,燃烧是剧烈的发光放热反应
知识点二.探究酵母菌细胞的呼吸方式
1.实验原理
(1).酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧和无氧的条件下都能生存。以葡萄糖为底物时,通过测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物,来确定酵母菌细胞的呼吸方式
①.有氧条件(+酶)→二氧化碳+水+能量
②.无氧条件(+酶)→酒精+二氧化碳+能量
2.实验设计思路——对比实验
控制变量(有氧,无氧条件)→结果分析比较(产生二氧化碳的多少以及是否生成酒精)→得出结论(两种呼吸方式)
3.实验注意事项
(1).配置酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温才可以加入酵母菌。否则高温会杀死酵母菌
(2)本实验属于对比实验,即设置有氧和无氧两种条件(两个实验组),两个实验组的结果都是未知的,通过对比可以看出氧气对细胞呼吸的影响
(3)由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生二氧化碳,故不能依据是否有二氧化碳产生判断酵母菌细胞呼吸的类型
知识点三.有氧呼吸
1.有氧呼吸的概念和实质
(1).概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程
(2).实质:细胞在氧气的参与下,将有机物彻底氧化分解,释放大量能量
注:细胞呼吸的底物不止有葡萄糖
2.有氧呼吸的主要场所——线粒体
①.外膜:表面光滑
②.内膜:含有多种与有氧呼吸有关的酶
③.嵴:内膜的某些部位向内腔折叠形成的
④.基质:含有多种与有氧呼吸有关的酶
3.真核细胞有氧呼吸的过程(以葡萄糖为呼吸底物)
见教材
知识点四.无氧呼吸
1.无氧呼吸的概念与实质
(1).概念:细胞在无氧条件下,通过酶的作用,把糖类等有机物不彻底的氧化分解,产生酒精和二氧化碳或乳酸等,同时释放少量能量的过程
(2).实质:有机物不彻底的氧化分解,释放少量能量的过程
2.场所:细胞质基质
3.无氧呼吸的过程
见教材
说明:无氧呼吸时,葡萄糖分子中大部分能量未释放出,存留在酒精或乳酸中
注:
(1).无氧呼吸只存在第一个阶段释放出少量能量,生成少量ATP。无氧呼吸释放的能量少,是因为无氧呼吸中,有机物分解得不彻底,还有大量的能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中
(2).酶的不同决定了丙酮酸还原产物的不同:大多数植物细胞无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳(但是玉米的胚,马铃薯块茎和甜菜块根等细胞的无氧呼吸却产生乳酸),动物及乳酸菌的无氧呼吸的产物是乳酸
(3).酵母菌,乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的发酵叫酒精发酵,产生乳酸的发酵叫乳酸发酵。但是需要注意的是,发酵不一定是无氧呼吸,如好氧微生物醋酸杆菌是在有氧条件下发酵产生醋酸的
知识点五.细胞呼吸原理的运用
有氧呼吸:
(1).提倡慢跑等有氧运动:不会因剧烈运动时无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀乏力
(2).农作物栽培时及时松土透气:利于根的有氧呼吸(产生大量能量),促进无机盐(矿质离子)的吸收
(3).稻田定期排水:避免根因无氧呼吸产生大量酒精,对细胞产生毒害作用,造成烂根
(4).生产醋酸,味精等:利用醋酸杆菌,谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
(5).发面:在馒头,面包的制作过程中,利用酵母菌的有氧呼吸产生氧气,使馒头,面包变得松软可口
无氧呼吸:
(1).选用透气的纱布包扎伤口:为伤口创造有氧的环境,避免厌氧菌的繁殖,有利于伤口愈合
(2).伤口过深或被锈钉扎伤,需及时治疗:避免破伤风芽孢杆菌等进行无氧呼吸而大量繁殖,引发破伤风
(3).制作酸奶,泡菜等:利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
(4).酿酒:酿酒的早期要通气,有利于酵母菌进行有氧呼吸,从而快速繁殖;后期密闭,有利于酵母菌进行无氧呼吸产生酒精
知识点六.细胞呼吸的影响因素即原理的应用
1.内部因素
(1).不同种类的植物的细胞呼吸速率不同,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的呼吸速率不同,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呼吸速率不同,如生殖器大于营养器官
2.外部因素
(1).温度:影响与细胞呼吸有关的酶的活性
(2).氧气浓度:决定细胞呼吸类型和强度
(3).二氧化碳浓度:从化学平衡的角度分析,增加二氧化碳浓度对细胞呼吸有抑制作用
(4).水分:自由水含量较高时,细胞呼吸较旺盛
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