甚麼是呼吸作用? 這是一個食物在細胞內經氧化分解釋出能量的過程
燃燒食物 這與食物在細胞內釋出能量過程相似 氧氣 食物(糖) 燃燒 二氧化碳 能量 (熱能及光能) 水
這個過程實在不可能在細胞發生,因為燃燒時的反應速度太快,細胞會因溫度過高而死亡。 食物(糖) + 氧氣 二氧化碳 + 水 + 能量 (熱能 + 光能) 這個過程實在不可能在細胞發生,因為燃燒時的反應速度太快,細胞會因溫度過高而死亡。
呼吸作用
呼吸作用 這個化學作用需要 作為催化劑 在細胞內用於氧化分解的主要食物本質為葡萄糖
C6H12O6 + 6O2 氧
因為呼吸作用在生物體內的細胞中進行,因此又稱為細胞呼吸,而呼吸作用所釋出的量可支持細胞各種活動 C6H12O6 + 6O2 氧 6CO2 二氧化碳 + 6H2O 水 + 能量 (熱能或高能量化合物) 因為呼吸作用在生物體內的細胞中進行,因此又稱為細胞呼吸,而呼吸作用所釋出的量可支持細胞各種活動
燃燒與呼吸作用的比較 相似之處 - 兩者均屬於氧化過程 - 兩者均需要食物和氧,並產生二氧 化碳和水 - 兩者在過程中都會釋出能量
相異之處 燃燒 呼吸作用 在空氣或氧中進行 在細胞內進行 為一簡單的步驟 為一連串化學應
相異之處 燃燒 呼吸作用 在空氣或氧中進行 在細胞內進行 為一簡單的步驟 為一連串化學應 不需要 的參與 由多種 來控制
相異之處 燃燒 呼吸作用 能量釋出較劇烈及不受控制 能量釋出較緩慢及易受控制 能量以光能和熱能的形式釋出(甚至會有火焰生成) 能量以化合物的形式釋出
實驗9.1 利用相異空氣溫度計顯示動物呼吸產生熱能
答案:這是為了要使U形微細管兩邊的壓力相等。 夾子 方格紙 B A 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) U形微細管內的有色液體 棉花 小白鼠 儀器的夾子有何用途? 答案:這是為了要使U形微細管兩邊的壓力相等。
為何要用棉花包裹容器? 答案:這是為了要防止熱能從容器中散失。 方格紙 夾子 A B 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) U形微細管內的有色液體 棉花 小白鼠 為何要用棉花包裹容器? 答案:這是為了要防止熱能從容器中散失。
答案:U形微細管的口徑愈小,壓力的變化愈顯著,因此實驗結果會較準確。 夾子 方格紙 B A 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) U形微細管內的有色液體 棉花 小白鼠 採用口徑大的還是小的微細管較好? 答案:U形微細管的口徑愈小,壓力的變化愈顯著,因此實驗結果會較準確。
答案:U形微細管內左端(管A)有色液體液柱升高,而右端(管B)的液柱下降。 夾子 方格紙 B A 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) U形微細管內的有色液體 棉花 小白鼠 U形微細管兩邊液柱的高度有何變化﹖ 答案:U形微細管內左端(管A)有色液體液柱升高,而右端(管B)的液柱下降。
答案:容器A內因為沒有生物,溫度以至壓力保持不變,當管B的液柱高度下降時,管A的液柱高度隨之升高。 夾子 方格紙 B A 試管 (內有空氣) 試管 (內有空氣) U形微細管內的有色液體 棉花 小白鼠 試解釋之。 答案:容器A內因為沒有生物,溫度以至壓力保持不變,當管B的液柱高度下降時,管A的液柱高度隨之升高。 答案:小白鼠進行呼吸作用時釋出熱能,引致容器B內試管的溫度增加,試管內的空氣受熱膨脹,壓力增加,因而將U形微細管內的有色液體壓向左方…
實驗9.2 利用保溫瓶顯示萌芽種子呼吸時釋出熱能
保溫瓶 萌芽種子 棉花 溫度計 煮熟種子 (瓶A) (瓶B) 實驗完結時,哪一保溫瓶的溫度較高? 答案:實驗完結時,瓶A的溫度較瓶B高。
答案:因為活種子(瓶A)在呼吸過程中放出熱能,而已死的種子(瓶B)則不能進行呼吸,所以沒 有熱能產生。所以瓶A的溫度高於瓶B。 保溫瓶 萌芽種子 棉花 溫度計 煮熟種子 (瓶A) (瓶B) 試解釋之。 答案:因為活種子(瓶A)在呼吸過程中放出熱能,而已死的種子(瓶B)則不能進行呼吸,所以沒 有熱能產生。所以瓶A的溫度高於瓶B。
答案:這是為了要把種子外面的細菌及真菌殺死,否則這些微生物在進行呼吸作用時產生熱能,影響實驗結果的準確性。 保溫瓶 萌芽種子 棉花 溫度計 煮熟種子 (瓶A) (瓶B) 為何在實驗開始時要用消毒劑洗滌種子? 答案:這是為了要把種子外面的細菌及真菌殺死,否則這些微生物在進行呼吸作用時產生熱能,影響實驗結果的準確性。
答案:因為這會使瓶內沒有空氣,呼吸作用就不能進行。 保溫瓶 萌芽種子 棉花 溫度計 煮熟種子 (瓶A) (瓶B) 為何保溫瓶內所盛的種子不可過多? 答案:因為這會使瓶內沒有空氣,呼吸作用就不能進行。
保溫瓶 萌芽種子 棉花 溫度計 煮熟種子 (瓶A) (瓶B) 為何保溫瓶要倒置?
答案:保溫瓶要倒置的原因如下﹕ 種子在呼吸過程中所產生的二氧化碳密度 較高,而且比空氣重,可由棉花的小孔從 瓶口擴散出瓶外。 瓶內的熱空氣上升,將瓶倒置則熱空氣不 會從瓶口溢走。 溫度計可以伸出瓶外,較易記錄溫度。
實驗9.3 證明動物呼吸時產生二氧化碳
進入鐘形罩內的空氣要流經瓶A的氫氧化鉀溶液,這對實驗有何作用? 石灰水 通往空吸泵 C B A 氫氧化鉀溶液 玻璃板 小白鼠 鐘形罩 空氣 進入鐘形罩內的空氣要流經瓶A的氫氧化鉀溶液,這對實驗有何作用? 答案:這樣可以除去空氣中的二氧化碳。
答案:在實驗完結時,瓶A的氫氧化鉀溶液及瓶B的石灰水仍然保持清澈,而瓶C的石灰水則呈乳濁。 通往空吸泵 C B A 氫氧化鉀溶液 玻璃板 小白鼠 鐘形罩 空氣 在實驗結束時,各瓶內液體顏色有何變化? 答案:在實驗完結時,瓶A的氫氧化鉀溶液及瓶B的石灰水仍然保持清澈,而瓶C的石灰水則呈乳濁。
答案:瓶A和瓶B可證明進入鐘形罩內的空氣不含二氧化碳,而C的石灰水則證明小白鼠釋出二氧化碳。 通往空吸泵 C B A 氫氧化鉀溶液 玻璃板 小白鼠 鐘形罩 空氣 從實驗結果可作出何種結論? 答案:瓶A和瓶B可證明進入鐘形罩內的空氣不含二氧化碳,而C的石灰水則證明小白鼠釋出二氧化碳。
實驗9.4 證明萌芽種子在呼吸過程中放出二氧化碳
答案:這樣可將附在種子表面的細菌及其他微生物殺死,避免它們因呼吸放出二氧化碳而影響實驗結果。 碳酸氫鹽指示劑 煮熟種子 萌芽種子 紗布袋 線 濕棉花 A B 為何種子在放入大試管前要消毒劑洗滌? 答案:這樣可將附在種子表面的細菌及其他微生物殺死,避免它們因呼吸放出二氧化碳而影響實驗結果。
碳酸氫鹽指示劑 煮熟種子 萌芽種子 紗布袋 線 濕棉花 A B 紗布袋內的濕棉花有何作用? 答案:濕棉花是用來維持種子生命的。
答案:試管A的指示劑由原來的紅色轉成黃色,而試管B內的指示劑的顏色保持不變。 碳酸氫鹽指示劑 煮熟種子 萌芽種子 紗布袋 線 濕棉花 A B 兩支試管的碳酸氫鹽指示劑顏色有何變化? 答案:試管A的指示劑由原來的紅色轉成黃色,而試管B內的指示劑的顏色保持不變。
答案:實驗結果證明萌芽種子(活種子)進行呼吸作用並放出二氧化碳。 碳酸氫鹽指示劑 煮熟種子 萌芽種子 紗布袋 線 濕棉花 A B 根據實驗結果,可以作出何種結論? 答案:實驗結果證明萌芽種子(活種子)進行呼吸作用並放出二氧化碳。
呼吸作用所釋出能量的用途 人類 其他動物 植物 肌肉收縮,產生運動 用作發光,如在螢火蟲中 藉著主動運輸以吸收泥土中的礦物質 保持體溫 用作發聲,如在小鳥和昆蟲 在韌皮部中運送食物 藉主動運輸來吸收食物 用來產生氣味,如有些哺乳動物用來吸引異性
ATP 在細胞所進行的呼吸作用而產生的能量通常以熱能和ATP的形式出現 但在呼吸作用中,會先消耗一部分ATP才會產生ATP 所消耗的ATP是用來將ADP和磷酸鹽合成ATP
ADP 二磷酸腺
ADP 二磷酸腺 + 磷酸鹽 + 能量 (來自呼吸作用)
ADP 二磷酸腺 + 磷酸鹽 + 能量 (來自呼吸作用) ATP 三磷酸腺 ATP是一種高能量的化合物,而ADP是一種較低能量的化合物 ATP分子所儲藏的能量只是暫時性 ATP是在粒線體內合成的,而粒線體則散佈在細胞質內
缺氧呼吸 人體內所進行的呼吸過程大多是需氧呼吸 缺氧呼吸是不需要氧的參與的呼吸作用 酵母菌、一些細菌及人體內的骨骼肌肉細胞都能作短時間的缺氧呼吸
酒精發酵 在缺氧的情況下,經活化的酵母菌仍可以進行缺氧呼吸 C6H12O6葡萄糖
酒精發酵 在缺氧的情況下,經活化的酵母菌仍可以進行缺氧呼吸 C6H12O6葡萄糖 2CO2 二氧化碳 + 2C2H5OH (乙醇) + 能量 缺氧呼吸所釋出的能量較需氧呼吸所釋出的能量為少,因為葡萄糖分子並未完全氧化分解,能量仍儲藏在乙醇中
缺氧呼吸 需氧呼吸 所釋出的能量 多 少 發生地點 粒線體內 細胞質內 葡萄糖分解狀況 完全氧化分解 部分氧化分解 發生地點 粒線體內 細胞質內
酵母菌發酵的工業用途 產生的酒精 釀製啤酒 釀製葡萄酒 產生的二氧化碳 用來製造麵包
乳酸發酵 在進行劇烈運動時,肌肉需要的氧氣比靜止時高出五十倍 縱使人們急促呼吸及深呼吸亦不能供給肌肉足夠的氧氣 肌肉需要作缺氧呼吸來產生能量,在這個過程中並沒有二氧化碳產生,只是將葡萄糖分解為乳酸
C6H12O6 葡萄糖
C6H12O6 葡萄糖 2C3H6O3 乳酸 + 能量 如果任由乳酸積聚在肌肉細胞內,會導致肌肉疲勞及痙攣,因此運動後需要吸入大量的氧氣用以將乳酸分解為二氧化碳和水,又或在肝臟內將乳酸轉變成糖原 用來分解乳酸的氧氣量稱為氧債
實驗9.5 顯示萌芽種子在石蠟油內進行 缺氧呼吸
開始時 兩天後 石蠟油 萌芽種子 氣體 針筒 碳酸氫鹽指示劑溶液 鐵絲網 試管於兩天後有沒有氣體產生? 答案:有。
開始時 兩天後 石蠟油 萌芽種子 氣體 針筒 碳酸氫鹽指示劑溶液 鐵絲網 所產生的氣體為何種氣體? 答案:那是二氧化碳。
當這氣體注入碳酸氫鹽指示劑溶液時有何變化? 開始時 兩天後 石蠟油 萌芽種子 氣體 針筒 碳酸氫鹽指示劑溶液 鐵絲網 當這氣體注入碳酸氫鹽指示劑溶液時有何變化? 答案:指示劑的顏色由紅色變成黃色。
答案:實驗結果顯示萌芽種子能進行缺氧呼吸並放出二氧化碳。 開始時 兩天後 石蠟油 萌芽種子 氣體 針筒 碳酸氫鹽指示劑溶液 鐵絲網 根據實驗結果可作出甚麼結論? 答案:實驗結果顯示萌芽種子能進行缺氧呼吸並放出二氧化碳。
顯示酵母菌將葡萄糖發酵會產生酒精及二氧化碳 實驗9.6 顯示酵母菌將葡萄糖發酵會產生酒精及二氧化碳
答案:將葡萄糖溶液煮沸可以驅走溶於其中的氧。 溫度計 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液 碳酸氫鹽指示劑 石蠟油 保溫瓶 為何實驗前要將葡萄糖溶液煮沸? 答案:將葡萄糖溶液煮沸可以驅走溶於其中的氧。
為何必須將葡萄糖液冷卻後才加入酵母菌? 答案:因為高溫會殺死酵母菌的。 溫度計 保溫瓶 石蠟油 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液 碳酸氫鹽指示劑 石蠟油 保溫瓶 為何必須將葡萄糖液冷卻後才加入酵母菌? 答案:因為高溫會殺死酵母菌的。
答案:石蠟油可分隔溶液與空氣,這樣可確保酵母菌在完全缺氧的情況下進行呼吸作用。 溫度計 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液 碳酸氫鹽指示劑 石蠟油 保溫瓶 石蠟油在此實驗中有何作用? 答案:石蠟油可分隔溶液與空氣,這樣可確保酵母菌在完全缺氧的情況下進行呼吸作用。
碳酸氫鹽指示劑的顏色有何變化? 答案:指示劑溶液由紅色變為黃色。 溫度計 保溫瓶 石蠟油 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液
答案:實驗結果顯示酵母菌在缺氧情況下會進行缺氧呼吸,並釋出能量。 溫度計 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液 碳酸氫鹽指示劑 石蠟油 保溫瓶 從此變化可作出何種推論? 答案:實驗結果顯示酵母菌在缺氧情況下會進行缺氧呼吸,並釋出能量。
答案:實驗進行兩小時後,含有活酵母菌的葡萄糖溶液的溫度上升。 溫度計 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液 碳酸氫鹽指示劑 石蠟油 保溫瓶 實驗完結後,瓶內溫度有何變化? 答案:實驗進行兩小時後,含有活酵母菌的葡萄糖溶液的溫度上升。
答案:實驗完結後,葡萄糖液內有酒精的產生。 溫度計 經煮沸並冷卻的葡萄糖液及酵母菌的混合液 碳酸氫鹽指示劑 石蠟油 保溫瓶 實驗完結後,葡萄糖液內有何新物質生成? 答案:實驗完結後,葡萄糖液內有酒精的產生。
需氧呼吸及缺氧呼吸的比較 相同點 兩者均將葡萄糖分解釋出能量 兩者均會產生ATP
需氧呼吸及缺氧呼吸的比較 相同點 兩者均將葡萄糖分解釋出能量 兩者均會產生ATP 同樣受到 的控制
相異之處 需氧呼吸 缺氧呼吸 必須 對氧的需求 不需要 完全氧化 分解 不完全氧化分解 糖是否完全氧化分解 釋出的能量 大量 小量
在低等生物(如細菌、酵母菌、絛蟲)及脊椎動物的 骨骼肌 需氧呼吸 缺氧呼吸 無機物: 二氧化碳及水 最後產物 有機物: 乙醇及乳酸 所有活細胞 在低等生物(如細菌、酵母菌、絛蟲)及脊椎動物的 骨骼肌 進行地點
呼吸作用與光合作用的分別 需氧呼吸 光合作用 產生二氧化碳 及水分 需要二氧化碳及水分作為原料 釋出能量 吸收能量 (光能) 屬於氧化作用 產生二氧化碳 及水分 需要二氧化碳及水分作為原料 釋出能量 吸收能量 (光能) 屬於氧化作用 屬於還原作用
需氧呼吸 光合作用 屬於分解作用 屬於合成作用 經常在所有活細胞內進行 有光照時在綠色 植物體內進行 在粒線體內進行 在葉綠體內進行
~完~