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学习提示

有氧呼吸、无氧呼吸的过程是本节学习的重点和难点。

在生物体内，糖类、脂肪、蛋白质都是能源物质，在这些有机物中含有大量的化学能，但这些化学能并不能被生命活动直接利用，它们必须通过呼吸作用氧化分解，先把释放出的能量转移给细胞的能量“通货”——ATP，储存到ATP的高能磷酸键中，然后，通过ATP为生物体的生命活动直接提供能量，由于呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫细胞呼吸。

一、细胞呼吸的概念

细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解，产生CO2和H2O并释放能量的过程。

二、细胞呼吸的方式

通过“探究酵母菌的呼吸方式”，我们了解到，酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和H2O，在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。

科学家经过大量的实验证实，细胞呼吸可分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

（一）有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O同时释放能量的过程。有氧呼吸的主要场所是线粒体。其全过程可分为三个阶段，每个阶段都有相应的酶催化。

第一阶段：一分子C6H12O6分解成两分子丙酮酸，同时产生少量的氢和少量的能量，这个过程在细胞质基质中进行，产生的能量一部分以热能的形式散失掉，另一部分则贮存在ATP中。

C6H12O6 2C3H4O3+4[H]+少量能量

第二阶段：丙酮酸和水经过一系列反应，分解成CO2和氢，同时释放出少量能量，这些能量也是一部分以热能的形式散失，一部分形成ATP，这个阶段是在线粒体基质中进行的。

2C3H4O3+6H2O 6CO2+20[H]+少量能量

第三阶段：前两个阶段产生的24个[H]，经过一系列反应，与氧结合成水，同时释放大量的能量，这些能量中一部分以热能形式散失，一部分形成34个ATP。

24[H]+6O2 12H2O+大量能量

在细胞内，通过细胞呼吸，1 mol C6H12O6在彻底氧化分解后，共释放2870 kJ的能量，其中有1161 kJ储存在ATP中，其余主要以热能的形式散失掉。据统计，细胞呼吸产生能量的效益高达40%，而内燃机的能量效益只有15%～25%。

若以C6H12O6为底物，则细胞有氧呼吸的总反应式可归纳为：

C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量

（二）无氧呼吸

无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把C6H12O6等有机物不彻底地氧化分解成为C2H5OH或乳酸等，同时释放出较少能量的过程。

无氧呼吸最常利用的物质也是C6H12O6，其全过程可以概括为两个阶段，这两个阶段需要不同的酶催化，但都是在细胞质中进行的。

无氧呼吸包括许多类型，但它们有一个共同的特点：那就是氧不是H+和e－的最终受体，并且呼吸底物只是部分地被氧化，所以最终形成的产物有酒精或乳酸等。

无氧呼吸过程中由于有机物氧化分解不彻底，所以能量转化效率较低，例如，1 mol C6H12O6在分解成乳酸时，只释放出196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存到ATP中，近69%的能量都以热能的形式散失掉了。

（三）有氧呼吸和无氧呼吸的异同点

比较项目有氧呼吸无氧呼吸反应场所先在细胞质基质，后在线粒体完全在细胞质基质反应条件必须有氧、酶不需要氧，需要酶物质变化有机物彻底氧化分解为CO2和水有机物分解不彻底，成为CO2和酒精或乳酸能量变化释放大量能量释放少量能量联 系1.实质上都是，氧化分解有机物，释放能量