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呼吸作用

IGCSE 生物 · 第 12 主题

训练
讲义 词汇表
12.1

呼吸作用

大纲
Core Supplement
1 State the uses of energy in living organisms, including: muscle contraction, protein synthesis, cell division, active transport, growth, the passage of nerve impulses and the maintenance of a constant body temperature
2 Investigate and describe the effect of temperature on respiration in yeast

来源:剑桥国际大纲

有氧呼吸

呼吸作用(respiration)是从食物释放能量(energy),它在每个活细胞中一直发生。(它与呼吸相同。)细胞把这个能量用于许多工作:

  • 肌肉(muscle)收缩(运动)。
  • 蛋白质合成(protein synthesis,构建蛋白质)。
  • 细胞分裂(division,制造新细胞)。
  • 主动运输(active transport)。
  • 生长。
  • 神经冲动(nerve impulses)的传递。
  • 保持一个恒定的体温度(temperature)。
一个枢纽图,"呼吸作用释放能量"在中心,箭头指向它的用途:肌肉收缩、蛋白质合成、细胞分裂、主动运输、生长、神经冲动和保暖
细胞把来自呼吸作用的能量用于许多不同的工作

你可以在酵母(yeast)中研究呼吸作用:更暖的酵母呼吸更快(到它的最佳温度为止),放出二氧化碳(carbon dioxide)的气泡。

探索

Respiration releases energy

Every living cell respires to release energy from glucose for its life processes.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng
energy 能量 néng liàng
muscle 肌肉 jī ròu
protein synthesis 蛋白质合成 dàn bái zhì hé chéng
division 分裂 fēn liè
active transport 主动运输 zhǔ dòng yùn shū
nerve impulses 神经冲动 shén jīng chōng dòng
temperature 温度 wēn dù
yeast 酵母 jiào mǔ
carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn
12.2

有氧呼吸

大纲
Core Supplement
1 Describe aerobic respiration as the chemical reactions in cells that use oxygen to break down nutrient molecules to release energy
2 State the word equation for aerobic respiration as: glucose + oxygen → carbon dioxide + water 3 State the balanced chemical equation for aerobic respiration as: $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$

来源:剑桥国际大纲

比赛期间的马拉松跑者
有氧呼吸为持续的运动稳定地释放能量。

有氧呼吸(aerobic respiration)用氧气(oxygen)分解营养物质(nutrient molecules,主要是葡萄糖(glucose))并释放能量。

文字方程:

$$\text{glucose} + \text{oxygen} \rightarrow \text{carbon dioxide} + \text{water}$$

(补充) 配平的化学方程:

$$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$$

有氧呼吸从每个葡萄糖分子释放很多能量。

探索

Aerobic respiration

Aerobic respiration releases a LOT of energy from glucose using oxygen.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
aerobic respiration 有氧呼吸 yǒu yǎng hū xī
oxygen 氧气 yǎng qì
nutrient molecules 营养物质 yíng yǎng wù zhì
glucose 葡萄糖 pú táo táng
12.3

无氧呼吸

大纲
Core Supplement
1 Describe anaerobic respiration as the chemical reactions in cells that break down nutrient molecules to release energy without using oxygen
2 State that anaerobic respiration releases much less energy per glucose molecule than aerobic respiration
3 State the word equation for anaerobic respiration in yeast as: glucose → alcohol + carbon dioxide 5 State the balanced chemical equation for anaerobic respiration in yeast as: $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \rightarrow 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{CO}_2$
4 State the word equation for anaerobic respiration in muscles during vigorous exercise as: glucose → lactic acid
6 State that lactic acid builds up in muscles and blood during vigorous exercise causing an oxygen debt
7 Outline how the oxygen debt is removed after exercise, limited to: (a) continuation of fast heart rate to transport lactic acid in the blood from the muscles to the liver (b) continuation of deeper and faster breathing to supply oxygen for aerobic respiration of lactic acid (c) aerobic respiration of lactic acid in the liver

来源:剑桥国际大纲

一个全力冲刺的短跑者
一次艰苦的冲刺依赖无氧呼吸,积累乳酸。

无氧呼吸(anaerobic respiration)不用氧气分解葡萄糖以释放能量。它从每个葡萄糖分子释放的能量比有氧呼吸少得多,因为葡萄糖没有被完全分解。

葡萄糖分成两路:有氧气(有氧)它变成二氧化碳和水并释放很多能量;没有氧气(无氧)它在酵母中变成酒精和二氧化碳,或在肌肉中变成乳酸,释放少得多的能量
有氧呼吸需要氧气并给很多能量;无氧给少得多

In yeast

$$\text{glucose} \rightarrow \text{alcohol} + \text{carbon dioxide}$$

酵母制造的酒精(alcohol)被用来使面包发起并酿造饮料。

In muscles (Supplement)

在艰苦运动期间你的肌肉不能得到足够的氧气,所以它们无氧地呼吸:

$$\text{glucose} \rightarrow \text{lactic acid}$$

乳酸(lactic acid)在肌肉和血液中积累。这创造一个氧债(oxygen debt)——身体以后需要用来分解那个乳酸的额外氧气。

在你停止运动之后,氧债被偿还:

  • 你的心率(heart rate)保持高,把血液中的乳酸从肌肉运到肝脏(liver)。
  • 你继续深而快地呼吸,吸入额外的氧气。
  • 肝脏用这个氧气通过有氧呼吸分解乳酸。
一张流程图:艰苦运动使肌肉缺氧,所以它们无氧地呼吸,而乳酸积累(氧债);运动后一个快心率和深呼吸带来额外的氧气,所以肝脏能分解乳酸
来自无氧呼吸的乳酸以后被分解,用额外的氧气

例题。 一名跑步者全力冲刺 20 秒,停下来后仍然深呼吸好几分钟。请解释原因。冲刺时肌肉得不到足够快的氧气供应,所以进行无氧呼吸,乳酸积累起来,形成氧债。之后的深呼吸吸入额外的氧气,供肝脏通过有氧呼吸把乳酸分解掉,同时较高的心率把乳酸从肌肉带到肝脏。这种呼吸是在偿还冲刺期间欠下的债 - 而不是简单地"因为肌肉还在工作"。

探索

Anaerobic respiration

Without oxygen, glucose is only partly broken down — far less energy, and a different waste product.

词汇表 训练
英文 中文 拼音
anaerobic respiration 无氧呼吸 wú yǎng hū xī
alcohol 酒精 jiǔ jīng
lactic acid 乳酸 rǔ suān
oxygen debt 氧债 yǎng zhài
heart rate 心率 xīn lǜ
liver 肝脏 gān zàng
12.3

考试技巧

  • 呼吸作用在所有活细胞中一直释放能量——它不是呼吸。
  • 有氧:葡萄糖 + 氧气 → 二氧化碳 + 水,而且它给很多能量。也学习配平的方程。
  • 无氧(没有氧气)给少得多的能量。在酵母中:葡萄糖 → 酒精 + 二氧化碳。在肌肉中:葡萄糖 → 乳酸。
  • 乳酸引起一个氧债,由一个快心率和深呼吸偿还,肝脏分解乳酸。

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逐步学习,并即时检测练习。

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