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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
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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
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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。
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呼吸作用
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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
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C6H12O6 + 6O 氧
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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 + 6O 氧 6CO 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
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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
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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
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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
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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
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實驗9.1 利用相異空氣溫度計顯示動物呼吸產生熱能
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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。
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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。
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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。
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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。
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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…
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實驗9.2 利用保溫瓶顯示萌芽種子呼吸時釋出熱能
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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。
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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。
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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。
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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。
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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?
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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。
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實驗9.3 證明動物呼吸時產生二氧化碳
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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。
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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。
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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。
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實驗9.4 證明萌芽種子在呼吸過程中放出二氧化碳
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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
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ADP 二磷酸腺
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ADP 二磷酸腺 + 磷酸鹽 + 能量 (來自呼吸作用)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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C6H12O6 葡萄糖
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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
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實驗9.5 顯示萌芽種子在石蠟油內進行 缺氧呼吸
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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