有氧呼吸
有氧呼吸利用氧气把葡萄糖完全分解,产生二氧化碳、水和大量以ATP形式存在的能量,主要发生在线粒体中。
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有氧呼吸的方程式
内容标准7.2要求你写出有氧呼吸的文字方程式与配平的化学方程式:葡萄糖 + 氧气 → 二氧化碳 + 水 + 能量(ATP),或C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量。有氧呼吸需要持续供应氧气,才能把葡萄糖完全分解。
有氧呼吸发生的位置
在SPM程度,有氧呼吸被描述为在细胞内两个大致位置发生:糖酵解,分解葡萄糖的第一阶段,发生在细胞质中,而利用氧气并释放大部分能量的后续阶段则发生在线粒体中,线粒体常被称为「细胞的动力工厂」,因为其结构(具有折叠的内膜)特别适合高效地完成这种能量释放。
为什么有氧呼吸释放如此多能量
由于有氧气存在,有氧呼吸能把葡萄糖完全分解成二氧化碳和水,释放出储存在葡萄糖分子中几乎所有的化学能。这正是有氧呼吸产生的ATP数量远多于只能部分分解葡萄糖的无氧呼吸的原因。
如何考查
考题常要求你写出或完成有氧呼吸的文字方程式或化学方程式,说出有氧呼吸大部分发生的细胞器名称,或解释为什么有氧呼吸比无氧呼吸释放更多能量。你也可能被要求把线粒体的结构(如其折叠的内膜)与其高效释放能量的功能联系起来。
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
| 特征 | 有氧呼吸 | 无氧呼吸 |
|---|---|---|
| 氧气 | 需要 | 不需要 |
| 细胞内主要场所 | 线粒体(糖酵解在细胞质中) | 细胞质 |
| 葡萄糖的分解 | 完全分解为二氧化碳与水 | 不完全(部分) |
| 释放的能量(ATP) | 大量 | 少量 |
| 动物细胞中的最终产物 | 二氧化碳与水 | 乳酸 |
| 酵母菌与植物细胞中的最终产物 | 二氧化碳与水 | 乙醇与二氧化碳 |
考试风格例题
题目。一张表格给出在肌肉细胞中一个葡萄糖分子分别经有氧呼吸与无氧呼吸分解时释放的大致能量(以 ATP 计)。
有氧呼吸释放的 ATP 远多于无氧呼吸。(a) 写出有氧呼吸配平的化学方程式。
(b) 说出释放大部分能量的细胞器名称,并描述使其适合此作用的一项结构特征。(c) 从葡萄糖分解得多彻底的角度,解释为何有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸。
(d) 说出健康人体内肌肉细胞依赖无氧呼吸的一种情况,并说出所形成的产物。
参考答案。(a) C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量。
(b) 大部分能量在线粒体中释放;其折叠的内膜提供了大表面积以进行释放能量的反应,因此能高效产生 ATP。(c) 在有氧呼吸中,利用氧气把葡萄糖完全分解为二氧化碳与水,释放出葡萄糖中几乎全部的化学能。
无氧呼吸只部分分解葡萄糖,因此大部分能量仍锁在最终产物中,释放的 ATP 少得多。(d) 在剧烈运动时,肌肉无法足够快地获得氧气;所形成的产物是乳酸。
练习题
试一试。当氧气不足时,酵母菌细胞与人体肌肉细胞都进行无氧呼吸。
说出各自形成的不同最终产物,并解释为何有氧呼吸被称为从葡萄糖释放能量的更高效方式。
考试提示
重点术语
把这些呼吸相关术语区分清楚:
- 细胞呼吸,每个活细胞从葡萄糖释放能量的过程。
- 有氧呼吸,利用氧气完全分解葡萄糖。
- 无氧呼吸,在没有氧气的情况下部分分解葡萄糖。
- 三磷酸腺苷(ATP),储存并携带所释放能量的分子。
- 细胞器,如线粒体这类进行呼吸作用的细胞结构。
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
有氧呼吸配平后的化学方程式是什么?
为什么有氧呼吸释放的能量比无氧呼吸多?
为什么线粒体被称为细胞的动力工厂?
有氧呼吸只发生在动物体内吗?
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