專(zhuān)題四呼吸作用

1、1專(zhuān)題四：呼吸作用[競(jìng)賽要求競(jìng)賽要求]呼吸系統(tǒng)：1.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.呼吸機(jī)制3.氣體交換呼吸作用：1.呼吸作用的類(lèi)型2.呼吸作用的生理意義3.呼吸作用的途徑4.呼吸作用的過(guò)程5.影響呼吸作用的因素6.呼吸作用與光合作用的關(guān)系7.呼吸作用的原理的應(yīng)用[知識(shí)梳理知識(shí)梳理]一、呼吸系統(tǒng)呼吸：機(jī)體與環(huán)境交換氧和二氧化碳的過(guò)程稱(chēng)為呼吸。其全過(guò)程包括外呼吸（又稱(chēng)肺呼吸）、氣體運(yùn)輸和內(nèi)呼吸（又稱(chēng)組織呼吸）三個(gè)相互緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)。1、呼吸系統(tǒng)的基本結(jié)

2、構(gòu)呼吸系統(tǒng)由鼻、咽、喉、氣管、支氣管和肺等器官組成。肺的實(shí)質(zhì)是由反復(fù)分支的支氣管樹(shù)（各級(jí)支氣管）及大量肺泡構(gòu)成。（圖41）肺泡是肺實(shí)現(xiàn)氣體交換的結(jié)構(gòu)和功能單位，壁薄，僅由單層扁平上皮組成，外面密布毛細(xì)血管網(wǎng)（對(duì)保證血液與外界氣體交換有重要作用）和彈性纖維（與呼吸后肺泡的彈性回縮有關(guān)）。肺泡的數(shù)量極多，為氣體交換提供了廣大的面積。2、呼吸運(yùn)動(dòng)與肺通氣（1）呼吸運(yùn)動(dòng)肺本身不能主動(dòng)的長(zhǎng)縮，呼吸時(shí)氣體進(jìn)出于肺，有賴(lài)于胸廓的周期性運(yùn)動(dòng)。胸廓擴(kuò)大，

3、肺隨之?dāng)U張，外界氣體吸入肺泡；胸廓縮小，肺泡氣被排出。所以胸廓的節(jié)律性擴(kuò)大與縮小，稱(chēng)為呼吸運(yùn)動(dòng)。呼吸運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，是由于呼吸肌活動(dòng)的結(jié)果。主要的呼吸肌是膈肌和肋間肌。吸氣時(shí)，肋間外肌收縮，肋間內(nèi)肌松弛，使肋骨上舉，增大了胸廓的前后徑，同時(shí)，當(dāng)肋骨上舉時(shí)，其下緣又略向外側(cè)偏轉(zhuǎn)，故胸廓的左右徑亦增大。呼氣時(shí)，肋間內(nèi)肌收縮，肋骨下降，于是胸廓前后、左右徑復(fù)位（圖42）。圖41人的呼吸系統(tǒng)人的呼吸系統(tǒng)31.呼吸作用的類(lèi)型呼吸作用是指生活細(xì)胞內(nèi)的有

4、機(jī)物，在一系列酶的參與下，逐步氧化分解成簡(jiǎn)單物質(zhì)，并釋放能量的過(guò)程。應(yīng)該注意的是，呼吸作用并不一定伴隨著O2的吸收和CO2的釋放。依據(jù)呼吸過(guò)程中是否有氧參與，可將呼吸作用分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩大類(lèi)型。（1）有氧呼吸是指生活細(xì)胞利用分子氧（O2），將某些有機(jī)物質(zhì)徹底氧化分解釋放CO2，同時(shí)將O2還原為H2O，并釋放能量的過(guò)程。這些有機(jī)物稱(chēng)為呼吸底物，碳水化合物、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、脂肪等均可以作為呼吸底物。其總反應(yīng)式如下：（2）無(wú)氧呼吸是指

5、生活細(xì)胞在無(wú)氧條件下，把某些有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物（酒精、乳酸等），同時(shí)釋放出部分能量的過(guò)程。有氧呼吸是由無(wú)氧呼吸進(jìn)化來(lái)的。植物中的無(wú)氧呼吸主要產(chǎn)生酒精，動(dòng)物組織無(wú)氧呼吸主要產(chǎn)生乳酸。如蘋(píng)果、香蕉貯藏久了產(chǎn)生的酒味，便是酒精發(fā)酵的結(jié)果胡蘿卜、甜菜塊根在儲(chǔ)藏時(shí)也會(huì)產(chǎn)生乳酸。一般將微生物的無(wú)氧呼吸統(tǒng)稱(chēng)為發(fā)酵。需要指出的是，發(fā)酵工業(yè)上所說(shuō)的發(fā)酵，并非完全是無(wú)氧的，如醋酸發(fā)酵就是需要氧的。反應(yīng)式可寫(xiě)為：酒精發(fā)酵（酵母菌）：乳酸發(fā)酵（乳酸

6、菌）：長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)氧呼吸對(duì)植物有較大影響：無(wú)氧呼吸釋放的能量少，要依靠無(wú)氧呼吸釋放的能量來(lái)維持生命活動(dòng)的需要就要消耗大量的有機(jī)物，以至呼吸基質(zhì)很快耗盡；無(wú)氧呼吸生成氧化不徹底的產(chǎn)物，如酒精、乳酸等。這些物質(zhì)的積累，對(duì)植物會(huì)產(chǎn)生毒害作用；無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的中間產(chǎn)物少，不能為合成多種細(xì)胞組成成分提供足夠的原料。2.呼吸作用的生理意義（圖43）（1）為植物生命活動(dòng)提供能量（2）中間產(chǎn)物是合成重要有機(jī)物質(zhì)的原料（3）在植物抗病免疫方面有重要作用3.呼

7、吸作用的途徑呼吸作用的糖的分解代謝途徑有三種，糖酵解、三羧酸循環(huán)和戊糖磷酸途徑。不管是有氧呼吸或無(wú)氧呼吸，糖的分解都必須先經(jīng)過(guò)糖酵解階段，形成丙酮酸，然后才分道揚(yáng)鑣。還有一種葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的直接氧化降解的酶促反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)為戊糖磷酸途徑。在正常情況下，植物細(xì)胞里葡萄糖降解主要是通過(guò)糖酵解和三羧酸循環(huán)，戊糖磷酸途徑所占的比重較?。ㄒ话阒徽及俜种畮椎饺g）。但這兩種途徑在葡萄糖降解中所占的比例，隨植物的種類(lèi)、器官、年齡和環(huán)境而異。4.