一、細(xì)胞呼吸與糖的氧化
1.細(xì)胞呼吸
(1)概念
(2)方式
(3)實(shí)質(zhì):分解有機(jī)物,釋放能量。
2.需氧呼吸
(1)條件:有氧參與。
(2)場所:細(xì)胞溶膠和線粒體,主要是線粒體。
(3)反應(yīng)式:C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量。
(4)反應(yīng)過程(三個(gè)階段)
①第一階段(糖酵解)
a.場所:細(xì)胞溶膠。
b.過程:1個(gè)葡萄糖分子被分解成2個(gè)含3個(gè)碳原子的化合物分子(即丙酮酸),釋放少量能量,形成少量ATP。
②第二階段(檸檬酸循環(huán))
a.場所:線粒體基質(zhì)或嵴。
b.過程:2個(gè)丙酮酸被分解,形成6個(gè)CO2,釋放出少量能量,形成少量ATP。
③第三階段(電子傳遞鏈)
a.場所:線粒體內(nèi)膜。
b.過程:特殊的分子所攜帶的氫和電子傳遞給氧,形成水,產(chǎn)生大量的ATP。
(5)特點(diǎn):在常溫下發(fā)生,所產(chǎn)生的能量中有相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在ATP中,能量利用率很高。
(6)實(shí)質(zhì):葡萄糖中的碳氧化為二氧化碳,其中的氫被氧化成水。
3.需氧呼吸中各元素的來源及去路
(1)CO2是在第二階段由丙酮酸和水反應(yīng)生成的,CO2中的O來自葡萄糖和水。這個(gè)過程在線粒體基質(zhì)和嵴上進(jìn)行。
(2)O2在第三階段(電子傳遞鏈反應(yīng))與[H]結(jié)合生成水,所以需氧呼吸產(chǎn)生的H2O中的O全部來自O2。
(3)水在檸檬酸循環(huán)階段參與反應(yīng),電子傳遞鏈反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水。
歸納總結(jié) 需氧呼吸三個(gè)階段的比較
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項(xiàng)目
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第一階段
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第二階段
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第三階段
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名稱
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糖酵解
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檸檬酸循環(huán)
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電子傳遞鏈
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場所
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細(xì)胞溶膠
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線粒體基質(zhì)、嵴
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線粒體內(nèi)膜
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反應(yīng)物
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葡萄糖(C6H12O6)
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丙酮酸(CH3COCOOH)+H2O
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[H]+O2
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生成物
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丙酮酸+[H]
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CO2+[H]
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H2O
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產(chǎn)生ATP的數(shù)量
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少量
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少量
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大量
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例1 (2016·浙江10月學(xué)考)真核細(xì)胞需氧呼吸的基本過程示意圖如下。下列敘述正確的是( )
A.階段A為糖酵解,該階段的產(chǎn)物是丙酮酸和物質(zhì)①
B.階段B為檸檬酸循環(huán),該過程產(chǎn)生大量ATP
C.階段A和階段B為階段C提供[H]和ATP
D.階段C為電子傳遞鏈,有關(guān)酶存在于線粒體內(nèi)膜上
答案 D
解析 階段A是需氧呼吸的第一階段,其產(chǎn)物除了有丙酮酸和ATP外,還有[H],A錯(cuò)誤;階段B為需氧呼吸的第二階段,該階段不能大量產(chǎn)生ATP,B錯(cuò)誤;階段A和B可以為階段C提供[H],但不能提供ATP,C錯(cuò)誤;階段C是需氧呼吸的第三階段,該過程發(fā)生于線粒體內(nèi)膜,所以相關(guān)酶存在于線粒體內(nèi)膜上,D正確。
易錯(cuò)警示 有關(guān)需氧呼吸的4個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
(1)需氧呼吸三個(gè)階段都能產(chǎn)生能量(大量能量在第三階段產(chǎn)生),但大部分以熱能形式散失掉,僅有一小部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中。
(2)需氧呼吸第二階段的場所是線粒體基質(zhì)和嵴,主要發(fā)生在線粒體基質(zhì)中。
(3)真核生物細(xì)胞并非都能進(jìn)行需氧呼吸,如蛔蟲細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行厭氧呼吸。
(4)原核生物無線粒體,但有些原核生物仍可進(jìn)行需氧呼吸,如藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌等,因?yàn)槠浼?xì)胞中含有與需氧呼吸有關(guān)的酶。
例2 (2017·金華、溫州、臺(tái)州聯(lián)考)下列關(guān)于人體需氧呼吸的敘述中,正確的是( )
A.各階段產(chǎn)生的[H]都和氧反應(yīng)生成水
B.釋放的能量都以ATP的形式儲(chǔ)存起來
C.檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生的[H]最多,釋放的能量最多
D.產(chǎn)生的水中的氧原子不全部來自參加反應(yīng)的氧中的氧原子
答案 A
解析 需氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]都在第三階段和氧反應(yīng)生成水;釋放的能量只有少部分以ATP的形式儲(chǔ)存起來;檸檬酸循環(huán)發(fā)生在第二階段,產(chǎn)生的[H]最多,但只釋放少量能量,第三階段釋放大量能量;產(chǎn)生的水中的氧原子全部來自參加反應(yīng)的氧中的氧原子,即第三階段[H]和氧反應(yīng)生成水。