1.線粒體的結(jié)構(gòu)和功能
(1)形狀:粒狀、棒狀。
(2)功能:有氧呼吸的主要場所。
(3)結(jié)構(gòu):
具有內(nèi)、外兩層膜,內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了內(nèi)膜表面積,嵴周圍充滿液態(tài)的基質(zhì),內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。
2.有氧呼吸的概念有氧呼吸是指細胞在O2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成C02和 H2O,并釋放能量,生成大量ATP的過程。
3.有氧呼吸分為三個階段:
①葡萄糖的初步分解:
場所:細胞質(zhì)基質(zhì)
C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP
②丙酮酸徹底分解:
場所:線粒體基質(zhì)
2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP
③[H]的氧化:
場所:線粒體內(nèi)膜
24[H]+6O212H2O+34ATP
能量去向:以活躍的化學(xué)能形式儲存在ATP中,以熱能形式散失。
有氧呼吸過程三個階段的比較:
階段 | 第一階段 | 第二階段 | 第三階段 |
場所 | 細胞質(zhì)基質(zhì) | 線粒體基質(zhì) | 線粒體內(nèi)膜 |
物質(zhì)變化 | C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸:C3H4O3)+4[H]+2ATP | 2CH3COCOOH(丙酮酸)6CO2+20[H]+2ATP | 24[H]+6O212H2O+34ATP |
能量釋放 | 少量能量 | 少量能量 | 大量能量 |
O2參與情況 | 不參與 | 不參與 | 參與 |
知識點撥:
1、反應(yīng)中各原子的去向和來源
2、有氯呼吸中的能量利用率 1mol葡萄糖在體內(nèi)徹底氧化分解和體外燃燒都能釋放出2870kJ能量,但是體內(nèi)氧化分解的能量是逐步釋放的,其中有1161kJ左右的能量儲存在ATP中(約38molATP),其余的能量以熱能的形式散式,以維持體溫的恒定。葡萄糖有氧分解時,能量利用率為 40.45%左右,還有59.55%左右的能量以熱能形式散失。
3、細胞內(nèi)有機物在氧氣參與下,進行氧化分解,產(chǎn)生的能量合成ATP,這個過程即為有氧呼吸。 4、細胞內(nèi)O2濃度為零時,細胞內(nèi)的ATP含量不為零,因為無氧呼吸分解有機物,產(chǎn)生少量ATP。
思維拓展:
1、同種生物的不同細胞往往含有線粒體的數(shù)量不同,生命活動旺盛,消耗能量多的細胞中線粒體數(shù)量越多。
2、各反應(yīng)參與的階段:葡萄糖在第一階段參與, H2O在第二階段參與,O2在第三階段參與。 3、各生成物產(chǎn)生的階段:[H]存第一、二階段都產(chǎn)生,CO2在第二階段產(chǎn)生,H2O在第三階段產(chǎn)生。
4、1mol葡萄糖徹底氧化釋放的總能量為 2870kJ,可記為“二爸70歲”;其中有1161kJ合成 ATP,1161可記為“爺爺61歲”。
相關(guān)高中生物知識點:無氧呼吸
無氧呼吸:
1.概念:無氧呼吸是指生物在無氧條件下,把有機物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。
2.場所:細胞質(zhì)基質(zhì)。
3.過程
(1)第一階段:C6H12O6丙酮酸+[H]。
(2)第二階段:
①生成酒精:對于高等植物和酵母菌等生物,進行無氧呼吸一般產(chǎn)生酒精。
丙酮酸+[H] 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
②生成乳酸:對于高等動物、高等植物的某些器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)細胞、乳酸菌進行無氧呼吸一般產(chǎn)生乳酸。
丙酮酸+[H] 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
③總反應(yīng)式:
C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量;
C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量。
4.能量的產(chǎn)生:每摩爾葡萄糖生成酒精釋放的能量為225.94kJ,生成乳酸釋放的能量為196.65kJ,其中都有61.08kJ的能量轉(zhuǎn)移到ATP中(生成2mol ATP),其余部分以熱能的形式散失。 5.發(fā)酵:對于微生物(如酵母菌、乳酸菌)的無氧呼吸,習(xí)慣上稱為發(fā)酵。
易錯點撥:
1、無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同。
2、無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量ATP。
3、由于酶的不同決定了丙酮酸被還原的產(chǎn)物也不同:大多數(shù)植物、酵母菌、水果果實進行無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和CO2;有些高等植物的某些器官在進行無氧呼吸時產(chǎn)生乳酸,如玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等;而高等動物、人及乳酸菌的無氧呼吸只產(chǎn)生乳酸。
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