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高一生物教案 从化学能到生物能

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2012-08-13

C6H12O6 2C3H4O3+4[H]+2ATP 要点提炼

第一阶段与有氧呼吸的相同,可以看出这一阶段并不需要氧气存在。

第二阶段:生物种类不同,终产物有两种。

①产生酒精的无氧呼吸 酵母菌和其他一些微生物,甚至一些高等植物,在缺氧条件下,都以酒精无氧呼吸的形式进行呼吸。 全析提示

无氧呼吸全过程中,这是唯一的释放能量的过程。

无氧气存在时,丙酮酸就在丙酮酸羧化酶的作用下,脱羧成为乙醛。乙醛在乙醇脱氢酶的作用下,被第一阶段产生的[H]还原为酒精(乙醇)。这些反应可以用下列的反应式来表示:

2CH3COCOOH 2CH3CHO+2CO2

2CH3CHO+2[H] 2C2H5OH 思维拓展

这一过程可以看出,[H]中贮存的能量随之进入了酒精。

酒精无氧呼吸的总反应式是:

C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量

②产生乳酸的无氧呼吸 高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸。乳酸无氧呼吸也不需要氧的参与,而只依靠酶的作用就能把1分子葡萄糖分解成2分子乳酸,并且产生2分子ATP。ks5u.com 全析提示

从反应式中可以看出,物质在反应前后依然是平衡的。

2CH3COCOOH+2[H] 2CH3CHOHCOOH

乳酸发酵的总反应式是:

C6H12O6 2C3H6O3+能量

此外,还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸,如马铃薯块茎、甜菜块根等。 左栏中的反应式中也有丙酮酸被还原的过程:羰基被还原成了羟基。

总之,无氧呼吸的效率虽然远比有氧呼吸低,但作为一种应急措施是必要的。从生物的进化历史来看,无氧呼吸也是很有意义的。因为在绿色植物出现之前没有光合作用,因而大气中没有氧气。这时的原始生物必然是靠无氧呼吸获得它们所需的能量。

在无氧呼吸中,分解葡萄糖时释放的能量是196.65 kJ/mol,本章第一节中ATP水解时,释放能量的值是30.54 kJ/mol,所以无氧呼吸中产生的2 mol ATP中的能量是61.08 kJ。

细胞呼吸释放出来的能用于细胞的各种生命活动过程。细胞生长、分裂时需要合成许多物质,因而都要耗能。恒温动物体温的维持也需要能。在低温下,生物生长非常缓慢,甚至停滞,原因之一就是呼吸作用十分低微,生物合成十分缓慢。细胞的主动运输也是一种耗能过程。植物根系在氧分压很低的情况下对K+的吸收大大减少,就是因为在氧分压低时呼吸作用微弱,不能产生足够的自由能之故。某些特殊的生物,如萤火虫、电鳗等的光能、电能等都是由ATP中的化学能转换而来的。动物的机械活动所消耗的能,也都来自呼吸作用中产生的ATP。 要点提炼

①只需相应的酶,不需O2,在有O2存在时,无氧呼吸会受抑制。②物质变化:由于缺氧,C6H12O6不能彻底氧化分解,而产生不彻底氧化产物,如C2H5OH或C3H6O3。③能量变化:因为分解不彻底,氧化产物中还贮存着能量,所以释能少。

呼吸作用中的能量形式的转变:稳定的化学能(有机物) 活跃的化学能(ATP) 生物能(萤火虫、电鳗的光能等)。

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