逍遥学能 2014-09-21 13:24
细胞呼吸依据是否需要氧气分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。它既是ATP主要来源也是前后知识的纽带，对于细胞的正常生命活动来说不可或缺。现对细胞呼吸相关知识作以表解梳理，以便同学们能够综合掌握本部分内容。
1 细胞呼吸——基础篇
1.1 有氧呼吸过程三阶段的比较
比较阶段
场所
反应物
生成物
释放能量
需氧与否
第一阶段
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸+少量的[H]
少量2ATP
不需要
第二阶段
线粒体基质
丙酮酸+水
CO2+ [H]
少量2ATP
需氧推动但不参与反应
第三阶段
线粒体内膜
[H]+O2
H2O
大量34ATP
需要且参与反应
拓展延伸：
注意：有氧呼吸“三阶段”中：“两气（氧气和二氧化碳）一液（水）的变化”、元素的转移和物质、能量的变化。
⑴“两气一液”的变化
①两气的变化：第二阶段CO2生成；第三阶段 O2参与反应；
②一液的变化：反应物和生成物中都有水，第二阶段反应物中的水参与丙酮酸的反应；第三阶段生成物中的水，是[H]和O2结合生成的。
⑵元素的转移
①“氧元素”的转移：氧气→产物水和葡萄糖和反应物中水→产物二氧化碳；②“氢元素”的转移：葡萄糖和反应物中水→产物水。③“氢元素”的转移：葡萄糖→产物二氧化碳。
⑶物质和能量变化
①在线粒体中氧化分解的是丙酮酸，而葡萄糖不能；
②能量是逐步释放的，第一、二阶段释放的少，第三阶段释放得最多。
1.2 无氧呼吸中乳酸发酵和酒精发酵的比较
无氧呼吸
场所
反应物
生成物
释放能量（ATP数）
乳酸发酵
细胞质基质
主要是葡萄糖
酒精、CO2
少量ATP（2个）
酒精发酵
细胞质基质
主要是葡萄糖
乳酸
少量ATP（2个）
特别提醒：①微生物的无氧呼吸称为发酵。产生酒精的为酒精发酵，产生乳酸的称乳酸发酵。高等动、植物在缺氧条件下短时间内或部分组织内也能进行无氧呼吸，以保证生物体在缺氧条件下的能量供应。②无氧呼吸释放能量少的原因是大部分能量存留在简单有机物如酒精或乳酸中。③人体内具有输氧的红细胞，自身还可以无氧呼吸方式得到能量，为生物体的生理活动及其功能适应提供了极好的例证。
2 细胞呼吸——核心篇
2.1 有氧呼吸和无氧呼吸的比较一：
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
定义
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。
细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，释放能量，生成少量ATP的过程。
场所
先在细胞质基质，后在线粒体中进行
全过程都在细胞质基质中进行
条件
需分子氧、多种酶
缺氧或无氧环境、多种酶
物质
葡萄糖彻底氧化分解，形成CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底，形成乳酸或酒精、CO2等
能量
释放大量能量，形成大量ATP
释放少量能量，形成少量ATP
特点
受O2和温度等因素的影响
有氧存在时，无氧呼吸受抑制
相同点
联系
第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行，之后在不同条件、不同场所、沿不同途径，在不同的酶作用下形成不同的产物
实质
分解有机物，释放能量，合成ATP
意义
为生命活动提供能量，为物质转化提供原料
2.2 有氧呼吸和无氧呼吸的比较二
呼吸类型
化学方程式
代表生物
有氧呼吸
人、动物和大多数的植物
无氧呼吸
乳酸发酵
人、动物，马铃薯块茎和甜菜块根，乳酸菌
酒精发酵
多数植物组织，酵母菌
特别提醒：无论是无氧呼吸还是有氧呼吸,都是氧化还原反应。氧化，不在于有无分子氧参加，其本质实际上是物质得失电子的问题，对于一个有机化学反应，可以有一个较为简单的方法判断是氧化反应还是还原反应，若一个有机化合物去氢或加氧，这个物质就是被氧化了，如果一个有机化合物加氢或去氧，这个物质就是被还原了。失电子为氧化,得电子则为还原。
3 细胞呼吸——拓展篇
3.1 光合作用和呼吸作用的区别和联系
比较项目
光合作用
呼吸作用
区
别
发生部位
含叶绿体的细胞
绝大多数活细胞
反应场所
叶绿体
（绿色植物特有的作用）
细胞质基质、线粒体
（所有生物都有的作用）
反应条件
在光下才能进行
与光无关，每时每刻都在进行
物质变化
将无机物(CO2和H2O)合成有机物(如C6H12O6)
将有机物(如C6H12O6)分解为无机物(H2O和CO2)
能量变化
将光能转变成化学能储存在所合成的有机物中
将储存在有机物中的化学能释放出来，一部分转移给ATP，一部分以热能形式散失
代谢类型
合成代谢
（植物体内的主要同化作用过程）
分解代谢
（动植物体内的主要异化作用过程）
实质
合成有机物、储存能量
分解有机物、释放能量
两者联系
图示
说明
光合作用的产物作为细胞呼吸的原料(有机物和O2均为细胞呼吸的原料)；呼吸作用也可为光合作用提供原料（二氧化碳），为光合作用产物的运输提供能量。两者过程相反但不是简单的逆转；共同维持自然界的碳循环
特别提醒：①光合作用和细胞呼吸都是氧化还原反应。②光合作用的光反应过程产生的ATP主要用于暗反应，很少用于植物体的其他生命活动过程，呼吸作用过程释放的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程，包括光合作用产物的运输。③只要温度相同，有光照和无光照情况下，植物的呼吸作用强度相等。
3.2 补充说明：
葡萄糖在体内“燃烧”（呼吸作用）与在体外燃烧的异同
比较项目
葡萄糖在体外燃烧
葡萄糖在体内氧化
不
同
点
作用条件
点燃
温和
是否可控
（能量释放）
不可控（能量瞬间释放）
由酶调控（能量逐步释放）
能量去向
转化为光能和热能
大部分转化为热能，小部分储存在ATP中
产物种类
二氧化碳和水
有氧呼吸：二氧化碳和水；无氧呼吸：乳酸或酒精和二氧化碳等
相同点
化学本质完全相同，均为氧化放能反应