影响细胞呼吸的因素

第5章细胞的能量供应和利用第3讲影响细胞呼吸的因素温故知新在有氧呼吸全过程中:⑴水的分解和合成分别发生在____和____阶段；⑵产生CO2的阶段是______，场所是_________；⑶吸进的O2在_______（场所）被消耗，参加_______阶段的反应，其作用是____________；⑷产生ATP的阶段是__________，产生ATP最多的阶段是_______；有氧呼吸的场所是____________，主要场所是________。第二第三第二阶段线粒体基质线粒体内膜第三与[H]结合生成水第一、二、三阶段第三阶段细胞质基质、线粒体线粒体有氧呼吸与无氧呼吸的比较不同点相同点场所条件产物能量过程实质有氧呼吸无氧呼吸细胞质基质（第一阶段）线粒体（第二、三阶段）细胞质基质需氧、需酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量少量第一阶段从葡萄糖分解为丙酮酸完全相同分解有机物，释放能量，合成ATP供生命活动所需条件需酶和适宜温度意义为生物体的各项生命活动提供能量酵母菌C6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+大量能量有氧：缺氧：C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酒酿制作：1、将糯米煮熟2、用开水浇烫容器3、将煮熟的糯米凉至温热（30℃）拌上酒药或酒曲，放入容器内，中间掏一个小窝4、密闭容器，放置在温暖处2至3天酿酒过程中总是先出“水”后出“酒”为什么？C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量原理：酒精发酵保证酵母菌大量繁殖所需氧气及发酵时中间温度过高，影响反应自制酸奶将牛奶烧开，倒入洗净的容器内，待牛奶放至温热时，将一小盒原味酸奶倒入搅匀，盖上容器盖，夏天放置八小时左右就做成了。酸奶做成后放入冰箱冷藏室内，吃起来效果更好，同时酸奶不至于越变越酸。原理：乳酸发酵C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量一、细胞呼吸原理的实践应用（1）用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。（2）酿酒时：早期通气促进酵母菌有氧呼吸有利于菌种繁殖，后期密封发酵罐促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精（3）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。（4）土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根。（5）贮存粮食水果的条件——低氧(不是无氧)、低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。（6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。呼吸原理的应用呼吸原理应用促进呼吸抑制呼吸创可贴水果蔬菜保鲜粮食贮藏板结土壤松土稻田定期排水有氧运动、制作食醋、味精酿酒二、呼吸速率又称呼吸强度。指在一定温度下，单位重量的活细胞在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量，呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱。呼吸速率=释放的CO2量或吸收的O2量测定绿色植物的呼吸速率必须在黑暗条件下进行，以排除光合作用的影响。三、影响呼吸作用的因素内因:植物种类：阳生阴生发育阶段：幼苗、开花期成熟期不同部位：生殖器官营养器官影响有氧呼吸的外界因素：6CO2+12H2O+能量C6H12O6+6H2O+6O2氧气浓度温度反应物条件产物酶自由水量水的散失CO2浓度1．温度呼吸作用在最适温度（25℃~35℃）时最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。影响细胞呼吸的因素❀生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。2、氧气绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。①当氧气浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。②氧气浓度在0～10%之间，有氧呼吸与无氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。③当氧气浓度大于或等于10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。④当氧气浓度为C时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。⑤氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生CO2的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为0)，无氧呼吸强度为0。下图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化（1）图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是___________。氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制（2）_____点的生物学含义是无氧呼吸消失点,此时O2吸收量____（＞、＜、=）CO2的释放量。P=（3）氧浓度调节到_____点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食的贮存。理由是_____________________R此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，有机物的消耗最少4）若图中的AB段与BC段的距离等长,说明此时有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的____倍。1/3等于CO2释放量相对值O2（%）厌氧呼吸需氧呼吸细胞呼吸影响细胞呼吸的因素❀在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，一样不利于蔬菜水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。2468102．氧气浓度影响细胞呼吸的因素❀3．二氧化碳浓度CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。4．含水量呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。影响细胞呼吸的因素❀粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。拓展思考据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：(1)无CO2释放：只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。拓展思考(2)不消耗O2，但产生CO2：细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。(3)CO2释放量=O2消耗量细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。拓展思考(4)CO2释放量O2消耗量时细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。例2、有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是氧浓度abcdCO2的量9mol12.5mol15mol30mol酒精的量9mol6.5mol6mol0mol氧浓度abcdCO2的量9mol12.5mol15mol30mol酒精的量9mol6.5mol6mol0molA.氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为6molB.氧浓度为d时，只进行有氧呼吸C.氧浓度为c时，有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率D.a时氧气浓度为0(4)CO2释放量O2消耗量时①若，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。②若，无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。③若，有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸。34oco22VV34oco22VV34oco22VV归纳1、（2009·天津）按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8~10小时，并对实验结果进行分析。实验材料取样处理分组培养液供氧情况适宜浓度酵母菌液50mL破碎细胞(细胞器完整)甲25mL75mL无氧乙25mL75mL通氧50mL未处理丙25mL75mL无氧丁25mL75mL通氧下列叙述正确的是（）A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组实验材料取样处理分组培养液供氧情况适宜浓度酵母菌液50mL破碎细胞(细胞器完整)甲25mL75mL无氧乙25mL75mL通氧50mL未处理丙25mL75mL无氧丁25mL75mL通氧D稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如下图。下列叙述正确的是()C、Ⅲ阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂D、从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在Ⅱ阶段前适时排水A、Ⅰ阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低B、Ⅱ阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高D（2009·安徽卷）现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的水。在25℃的条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：（1）在t1~t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的___________引起的，A种子比B种子的呼吸速率_______，A、B种子释放CO2的量的变化趋势是______________。（2）在0~t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是____________。有氧呼吸快先递增后递减种子的无氧呼吸产生了CO2