柳軼杰 湖南省長沙市周南中學(xué)
有氧呼吸與無氧呼吸的比較
柳軼杰 湖南省長沙市周南中學(xué)
所有的動物植物都需要進行呼吸作用,動植物通過呼吸作用將體內(nèi)的有機物進行分解,釋放大量的能量滿足生長和其他生命活的能源需求。對動物有氧呼吸和無氧呼吸的研究具有一定的學(xué)術(shù)意義,對植物的研究被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)、運輸儲存等方面。本文主要研究探討了有氧呼吸和無氧呼吸的差異和聯(lián)系,對呼吸作用做簡單的比較和探討,并從農(nóng)業(yè)種植的角度對這些理論知識提出了一些應(yīng)用方法。
有氧呼吸 無氧呼吸 比較
在對有氧呼吸和無氧呼吸進行研究時,我們主要采取比較的方法進行,這一方法獲得的知識論點更具有生產(chǎn)方面的借鑒價值,知識體系的內(nèi)部聯(lián)系更加緊密,對于系統(tǒng)化的了解呼吸作用具有重要意義。
在對有氧呼吸和無氧呼吸進行比較前,我們先對兩者分開進行研究,較為全面的了解兩種呼吸作用:
1.1 有氧呼吸
有氧呼吸就是生物在利用氧氣將體內(nèi)有機物進行分解的過程,這一過程需要體內(nèi)酶的參與,會產(chǎn)生二氧化碳、水和生物日常生命活動所需的大量能量。有氧呼吸分為三個階段進行:首先,細胞質(zhì)基質(zhì)中有機物被酶分解為丙酮酸,同時產(chǎn)生氫和少量的能量,然后這些丙酮酸被輸送到線粒體中,在線粒體基質(zhì)中這些丙酮酸被再次分解,產(chǎn)生數(shù)量較多的氫和二氧化碳,最后這些氫被運輸線粒體內(nèi)膜上,與生物吸收的氧氣結(jié)合生成水,這一過程會釋放大量的能量。生物日常生活所需的能量主要來自有氧呼吸的第三個階段。
1.2 無氧呼吸
無氧呼吸是生物在呼吸過程中缺少氧氣的供給,對體內(nèi)的有機物氧化不徹底,生成乳酸或酒精和二氧化碳,這一過程產(chǎn)生的能量極少。無氧呼吸分為兩個階段:第一階段與有氧呼吸相同,即在細胞質(zhì)基質(zhì)中,有機物被分解為丙酮酸和氫,這一過程產(chǎn)生少量的能量,一樣需要酶的參與;下一階段是將第一階段的丙酮酸直接分解得到一些不完全氧化物,同時產(chǎn)生少量能量,這些能量一邊會以熱能的形式散發(fā),無法用于提供生物的日?;顒印?/p>
2.1 有氧呼吸和無氧呼吸的相同點
首先,兩種呼吸作用都是對生物體內(nèi)的有機物進行分解;其次,分解過程的場所都有細胞質(zhì)基質(zhì);另外兩種呼吸作用都離不開酶的催化作用;最后兩種呼吸作用都產(chǎn)生能量。
2.2 有氧呼吸和無氧呼吸的差異
通過比較,我們發(fā)現(xiàn)兩種呼吸作用具有以下差異:作用場所不同、分解產(chǎn)物不同、分解條件不同、產(chǎn)生的能量大小也不相同。首先,分解過程中是否有氧是最明顯的差異,然后,在分解場所上,有氧呼吸需要線粒體,無氧呼吸則不需要;其次,分解產(chǎn)物也不相同,有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和水,無氧呼吸的產(chǎn)物是不完全氧化物;最后,有氧呼吸釋放的能量多,無氧呼吸釋放的能量少。
植物的呼吸作用在農(nóng)業(yè)種植上具有重大的研究價值,在對有氧呼吸和無氧呼吸進行研究后,我們調(diào)查得到了以下幾點對植物呼吸作用的影響:
3.1 溫度
從上述研究發(fā)現(xiàn),呼吸作用需要酶進行催化作用,所以溫度對呼吸作用的強度影響較大,一般在自然條件下光照溫度比較適合植物進行生長時的呼吸作用。另外需要注意,溫度過低時,植物需要進行高強度的呼吸作用滿足生命活動所需能量供給,會導(dǎo)致植物的光合作用低于呼吸作用,使植物的生長停止或直接枯萎,所以在種植時,需要注意溫度的調(diào)節(jié)。
3.2 氧氣
氧氣的含量決定著呼吸作用的類型。上述比較發(fā)現(xiàn),有氧呼吸對生物體內(nèi)的有機物利用率更高,所以在種植時需要注意適當(dāng)?shù)膶χ参镞M行氧氣補給。當(dāng)氧氣濃度過低時,會產(chǎn)生酒精,使植物體內(nèi)蛋白質(zhì)變質(zhì),往往體現(xiàn)為爛根,對植物具有毀滅性打擊,另外,缺少了丙酮酸的氧化過程,就會缺少這一過程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,有的產(chǎn)物是植物生長發(fā)育的必需品,一旦缺失,會造成植物死亡的嚴重后果。當(dāng)光合作用的氧氣供給量不足時,需要提高其光合作用強度,當(dāng)外界環(huán)境影響植物吸收氧氣時,需要對外界環(huán)境做出改變,例如澆水不能過多、對土壤定期翻動。
3.3 水分
通過適當(dāng)?shù)脑鰪娝趾浚粑饔每梢缘玫郊訌姟?/p>
3.4 二氧化碳
植物生長環(huán)境中,二氧化碳的濃度過高,會阻礙其呼吸作用。
通過上述的比較,我們調(diào)查并總結(jié)了以下幾方面的使用領(lǐng)域:
4.1 植物栽培
在栽培時,要注意氧氣的供給,植物一旦進行了大量的無氧呼吸,會產(chǎn)生酒精,對植物的根傷害較大。例如,水稻在根部不透氣的情況下,容易發(fā)生爛根現(xiàn)象,這會就需要對土壤進行翻動,加強根部和大氣的空氣流通。
4.2 種子萌發(fā)
在對種子進行催芽時,也要注意水分含量、氧氣濃度、溫度高低的控制,這些都會影響到種子的呼吸作用,無氧呼吸會使種子壞死。
4.3 種子儲存
在對兩種呼吸作用研究時發(fā)現(xiàn),它們都需要酶作為催化劑,酶的活性受溫度影響很大,將植物種子保存在低溫環(huán)境下可以有效的抑制植物的呼吸作用,增加種子的儲存時間。
通過上述比較研究,我們將有氧呼吸和無氧呼吸進行對比和聯(lián)系,更全面的了解了呼吸作用的理論知識。并重點從農(nóng)業(yè)種植的角度對植物的呼吸作用進行了研究,最后提出了一些方便農(nóng)業(yè)種植的理論知識。
[1]鄧潔.芻議“比較法”在高中生物有氧呼吸和無氧呼吸學(xué)習(xí)中的應(yīng)用[J].化工管理,2016,29:172
[2]徐碧.淺談無氧呼吸與發(fā)酵[J].生物學(xué)通報,1990,11:21
[3]于惠英.植物的呼吸作用[J].河北農(nóng)業(yè)科技,1980,05:36-38