论述有氧呼吸过程中的能量变化关系.pdf

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1、论述有氧呼吸过程中的能量变化关系王超颖(湖南师大附中梅溪湖中学,湖南长沙410000)摘要:有氧呼吸是维持万物生长的生命活动,通过将有机物分解为能量来支撑生命的生长和发育,在生命中,细胞的分裂和生长,营养物质的运输、矿物质元素的吸收都需要能量进行支撑,而有氧呼吸则释放了大量的能量来维持这些生命活动。有氧呼吸释放的能量分为两个部分,一部分以热量的方式散发,而另一部分则是三磷酸腺苷的形式储存在细胞体内,文章针对有氧呼吸知识点做了一个经验总结,重点分析了呼吸过程中能量变化关系,旨在为同学们学习这一知识提供帮助。关键词:有氧呼吸;能量变化;关系1有氧呼吸定义有氧呼吸的作用是把化学能转化为内

2、能,为生命体活动提供能量支撑,细胞内的有机物在氧气的参与下发生分解反应,有机物彻底被氧化释放出二氧化碳和水,这一过程伴随着大量能量释放,释放的能量以ATP的形式存储。有氧呼吸是高等动物和植物共有的一种呼吸方式,其反应发生在细胞质基质和线粒体中,其中线粒体是主要的场所。我们在学习有氧呼吸时,不仅仅要了解反应场所、反应物质等,同时也需要重点研究整个呼吸过程中能量变化,以便于强化知识点学习,夯实基础知识点。2.有氧呼吸三个阶段的能量变化2.1第一阶段有氧呼吸第一阶段反应发生在细胞质的基质中,葡萄糖是参与有氧呼吸的有机物质,一摩尔的量的葡萄糖发生分解,生成了两摩尔的量的丙酮酸,并生成了四个

3、活化氢([H】),并且会释放出少量的能量,这些能量会用于参与生成ATP。有氧呼吸的第一阶段不需要借助氧气的参与,只需要在细胞质基质中就可以发生反应,其能量变化是从化学能转变为化学能,只有很少的内能释放。这一阶段的化学反应方程式为:1葡萄糖+2ADP+2Pi+2[NAD卜2丙酮酸+2NADH+2ATP+2[H]。2.2第二阶段有氧呼吸第二阶段反应发生在细胞的线粒体基质中,前一步生成的丙酮酸进入到线粒体中,在细胞内酶的作用下,丙酮酸和水结合发生反应,生成了20个活化氢fH】,同时丙酮酸被直接氧化为二氧化碳,第二阶段反应释放的能量较少,大部分用于合成ATP,少部分以热能的方式散发,这一阶

4、段的反应依然不需要借助氧气。第二阶段反应是化学能之间的转变,没有发生化学能转变为内能的过程,其化学反应方程式为:2C,H40,(丙酮酸)+6H20酶---,20[H]+6C0:+少量能量(2ATP),20[HI为8NADH和2FADH:。2.3第三阶段第三阶段的反应发生在线粒体细胞的内膜上,第一阶段和第二阶段发生所产生的24个活化氢具有很强的还原性,而从外界吸收或叶绿体产生的氧气具有很强的氧化性,两者结合直接发生氧化还原反应生成水,这一化学反应过程释放出了大量的热量,一部分用于合成ATP,一部分热量以热能的方式释放,第三阶段化学反应需要借助氧气的存在,这也是有氧呼吸和无氧呼吸之间显

5、著的区别,这一阶段的化学反应式为24[H]+60:酶一12H:O+大量能量(28ATP),24[H1为10NADH和2FADH:。3.有氧呼吸能量变化关系有氧呼吸作用可以释放大量的热量,为生命体运行提供必要的能力,呼吸过程伴随着能量变化,以上的三个阶段是整个有氧呼吸过程的分解,我们可以更加清晰看到有氧呼吸发生的过程,并能够分析每个过程中的能量变化关系,第一阶段和第二阶段是在生物酶的作用下,发生有机物的分解,两个过程反应的能量释放较少,一摩尔葡萄糖参与反应,只生成了4摩尔的ATP,其余少量的能量散发到空间中,这两个阶段是化学能相互转变的过程。第三个阶段发生氧化还原反应,生成了28摩尔

6、的ATP,并伴随着热能的损失,这一阶段是化学能到内能和化学能的转变过程。总之,对于整个有氧呼吸过程,葡萄糖作为反应物被完全分解,一摩尔的葡萄糖氧化分解会产生2870KJ的能量,其中只有1161KJ的热量被存储在ATP中,用于维持生命的各项运动,而另一部分的能量则以热能的形式流失,其能量的转化为40%。有氧呼吸作用产生的二氧化碳主要是通过脱羧反应形成,丙酮酸转变为含有羧基的羧酸,在生物体内部的脱酸酶的作用下,羧基发生脱二氧化然发生,从而形成了大量的活化氢,这些活化氢会直接进入到呼吸链中,与细胞内的游离氧结合生成水,释放出大量的能量,这些能量40%用于生物体内能量需求。呼吸链的主要构成

7、成分是排列有序的蛋白质,蛋白质链接受活化氢,并逐步传递,并释放自由能,以氧化磷酸化作用贮存在ATP分子中。有氧呼吸作用伴随着化学能的转变,为合成新物质提供能量,其化学能转变为活跃的ATP为细胞体内活动提供能量,产生的热能则用于维持生命体的温度平衡,保持生物酶活性,同时有氧呼吸作用生成的各种化合物质,为各种有机物的相互转化提供了枢纽,4.结语综上所述,有氧呼吸作用为维持生命体运行的重要反应,其把葡萄糖有机物分解为二氧化碳和水,将能量转变为化学能和热能,为生命体提供能量支

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