细胞呼吸的原理和应用

生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做细胞呼吸。那么，细胞呼吸的具体原理你了解吗？又有什么应用呢？

细胞呼吸的原理和应用

细胞呼吸的原理

1. 糖解

糖解是细胞呼吸的第一步，它将葡萄糖分子分解为两个分子的丙酮酸。这个过程中，需要消耗两个ATP分子，同时生成四个ATP分子，净产生两个ATP分子。糖解的反应式如下：

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi → 2C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + 2H+2. 三羧酸循环

三羧酸循环是细胞呼吸的第二步，它将丙酮酸转化为二氧化碳和水，并释放出氢原子。这个过程中，每个丙酮酸分子可以产生三个NADH和一个FADH2，同时生成一个ATP分子。三羧酸循环的反应式如下：

C3H4O3 + 4NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 3CO2 + 4NADH + FADH2 + GTP + 3H+

3. 氧化磷酸化

氧化磷酸化是细胞呼吸的最后一步，它将NADH和FADH2的氢原子通过呼吸链传递给氧气，同时生成大量的ATP分子。这个过程中，NADH和FADH2的氢原子被传递到细胞膜上的复合物中，产生一个质子梯度。质子梯度会驱动ATP合成酶，将ADP和Pi合成ATP。

细胞呼吸的应用

有氧呼吸原理的应用

（1）作物栽培要及时松土透气，利用根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量酒精而对细胞有毒害作用，使根腐烂。

（2）提倡有氧运动的原因之一是不因为会因为剧烈运动北京张博士医考整理，使细胞无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力。

（3）馒头、面包的过程中利用酵母发面使面包馒头变得松软可口。

无氧呼吸原理的应用

（1）选用“创可贴”、透气的纱布包扎伤口，为伤口创造透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，利于伤口愈合。

（2）酵母菌、醋酸杆菌等既可以进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。有氧时，进行有氧呼吸，大量繁殖；无氧时，进行无氧呼吸，产生酒精或食醋。所以生产中，在控制通气的情况下，可生产各种酒食醋等。

（3）豆腐乳的制作是利用了真菌的无氧呼吸发酵生成多种营养物质的原理。

细胞呼吸的分类

有氧呼吸

概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2—酶→6CO2+12H2O+能量

无氧呼吸

概念：细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解，产生C2H5OH（乙醇）和CO2 或C3H6O3（乳酸），释放出少量能量，生成少量ATP的过程。

反应式

（1）无氧呼吸产生酒精的反应式：C6H12O6—酶→2C2H5OH+2CO2 +少量能量

（2）无氧呼吸产生乳酸的反应式：C6H12O6—酶→2C3H6O3+少量能量

影响细胞呼吸的因素

1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。

2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。

3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。

4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。

拓展：光呼吸和细胞呼吸的根本区别

1、对象不同

光呼吸是植物特有的生命活动，呼吸作用是动植物共有的生命活动。

2、场所不同

光呼吸的场所在叶绿体中，而呼吸作用的场所在线粒体中。

3、物质代谢不同

光呼吸是同化作用，合成有机物，呼吸作用是异化作用，分解有机物。光呼吸消耗二氧化碳，产生氧气，而呼吸作用是消耗氧气，产生二氧化碳。