呼吸呼吸作用需氧呼吸和厌氧呼吸辨析.doc

呼吸、呼吸作用、需氧呼吸和厌氧呼吸辨析
1、概念辨析
(1)呼吸:指机体与外界环境之间气体交换的过程。植物的呼吸比较简单,主要指从外界吸入O2排出CO2的过程。动物(高等动物)的呼吸过程包括3个互相联系的环节(图1):外呼吸(指机体的内环境与外界环境之间进行气体交换的过程,包括肺通气和肺换气)、气体在血液中的运输、内呼吸(指组织细胞与内环境的气体交换和O2在细胞内的利用)。
图1
内呼吸涉及组织细胞与内环境的物质交换过程。内环境是指人体内(高等的多细胞动物体内)的细胞外液,是人体细胞赖依生存的液体环境,主要包括淋巴、血浆和组织液。图2中的右图为组织中的内呼吸示意图。
图2 内环境及内呼吸
毛细血管
毛细淋巴管
(2)呼吸作用:又称细胞呼吸。是指某些有机物如葡萄糖等在活细胞内氧化分解并产生能量的化学过程。无论自养还是异养生物,生物体细胞内完成生命活动所需的能量都来自呼吸作用。广义的呼吸作用包括需氧呼吸和厌氧呼吸。狭义的呼吸作用专指需氧呼吸,平时所说的呼吸作用往往指需氧呼吸。
(3)需要呼吸:是活细胞吸收O2,将葡萄糖等有机物质彻底氧化分解,放出CO2和形成水,并释放能量的过程。如以葡萄糖为底物时,大致分3个过程:糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链。需氧呼吸的总反应式如下。
酶
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2 + 12H2O + 大量能量
(4)厌氧呼吸:指活细胞在无氧条件下,把某些有机物如葡萄糖、果糖等分解成不彻底的氧化产物,同时释放出能量的过程。该过程在微生物中又叫发酵作用,最常见的为酒精发酵和乳酸发酵,其总反应式如下。
乳酸发酵:C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸) + 少量能量
酶
酒精发酵:C6H12O6 2C2H5OH(乙醇) + 2CO2 + 少量能量
酶
2、列表比较分析
表1 O2不足时不同生物或器官厌氧呼吸情况
生物或器官
条件
供应能量方式
厌氧呼吸产物
人等哺乳动物
骨骼肌细胞
O2
不
足
需氧呼吸、厌氧呼吸、磷酸肌酸水解
乳酸、ATP
红细胞
无论是否缺氧均进行厌氧呼吸
乳酸、ATP
其他高等动物
需氧呼吸、厌氧呼吸
乳酸、ATP
植物
玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根
需氧呼吸、厌氧呼吸
乳酸、ATP
上述植物其他器官
需氧呼吸、厌氧呼吸
酒精+CO2、ATP
大多数植物
需氧呼吸、厌氧呼吸
酒精+CO2、ATP
微生物
酵母菌
厌氧呼吸
酒精+CO2、ATP
乳酸菌
只能进行厌氧呼吸
乳酸、ATP
表2 需氧呼吸的3个过程比较
阶段
项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞溶胶
线粒体基质、嵴
线粒体内膜
反应物
葡萄糖
丙酮酸+H2O
NADH([H])、FADH2([H])+O2
生成物
丙酮酸、NADH([H])、ATP
CO2、NADH([H])、FADH2([H])、ATP
H2O
产生ATP
2
2
26
与氧的关系
无关
有关(但不需氧)
需氧(参与反应)
表3 需氧呼吸与厌氧呼吸比较
呼吸类型
项目
需氧呼吸
厌氧呼吸
不同点
场所
细胞溶胶、线粒体
细胞溶胶
条件
O2、酶
酶
产物
CO2 + H2O