影响细胞呼吸的因素及应用

C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋能量(少)2C3H4O3＋6H2O→6CO2＋20[H]＋能量(少)24[H]＋6O2→12H2O＋能量(多)有氧呼吸热能2ATP热能2ATP热能34ATP总反应：C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2O能量(多)热能38ATP第一阶段：（细胞质基质中）第二阶段：（线粒体基质中）第三阶段：（线粒体内膜上）温故而知新酶酶酶酶主要场所：线粒体P93—94页丙酮酸丙酮酸无氧呼吸C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋能量(少)热能2ATP第一阶段：（细胞质基质中）第二阶段：（细胞质基质中）2C3H4O3＋4[H]→2C3H6O3总反应：C6H12O6→2C3H6O3能量(少)热能2ATPC6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋能量(少)热能2ATP第一阶段：（细胞质基质中）第二阶段：（细胞质基质中）2C3H4O3＋4[H]→2C2H5OH＋2CO2总反应：热能2ATPC6H12O6→2C2H5OH＋2CO2能量(少)乳酸发酵酒精发酵温故而知新→酶酶酶酶酶酶（乳酸）两种无氧呼吸方式的具体实例说明：微生物的无氧呼吸又称为发酵1.产生酒精的无氧呼吸常见的例子有：①酵母菌在缺氧时②某些水果（如苹果）及某些植物的根在缺氧时例：高粱酒，葡萄酒2.产生乳酸的无氧呼吸常见的例子有：①乳酸菌②马铃薯块茎和玉米胚在无氧时③动物的肌肉细胞在缺氧时例：运动员长跑时，肌细胞无氧呼吸产生乳酸问题3：若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子进行的呼吸作用类型是什么？既存在有氧呼吸，又存在无氧呼吸若两个都向左移动呢？【2014年四川卷2】生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是A.在最基本的生命系统中，H2O有自由水和结合水两种存在形式B.由氨基酸形成多肽时，生成物H2O中的氢来自氨基和羧基C.有氧呼吸时，生成物中H2O中的氢全部来自线粒体中丙酮酸的分解D.H2O在光下分解，产生的［H］将固定的CO2还原成（CH2O）（2013新课标II卷,3）下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是（）A.肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同（12年山东卷）4.某小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图）下列分析错误的是•A．滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果•B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境•C．若试管中的水换成冷水，气泡速率下降•D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的都存留在酒精中考点二影响细胞呼吸的外界因素及其应用1.氧气(1)机理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。（请尝试画出随氧气浓度升高时CO2释放量变化）CO2释放量相对值O2（%）无氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸2468102．氧气浓度CO2释放量相对值O2（%）无氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸2468102．氧气浓度CO2释放量相对值O2（%）无氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸2468102．氧气浓度尝试画出CO2总生成量（释放量）变化曲线？CO2释放量相对值O2（%）无氧呼吸有氧呼吸细胞呼吸2468102．氧气浓度2.氧气(1)影响(如下图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。（填写好P47）①O2浓度=0时，只进行无氧呼吸。②0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。④O2浓度=5%时，细胞呼吸最弱。5.CO2释放总量=+。(2)应用①中耕松土促进植物根部有氧呼吸②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境③低氧仓储粮食、水果和蔬菜（是否保存在无氧环境？）2.温度(1)影响(如下图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25℃～35℃之间。应用1.低温储存蔬菜水果2.温室栽培增大昼夜温差3.水分P47图表(1)影响①水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应②水作为生物化学反应的介质影响反应的进行③在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢(2)应用①粮食在收仓前要进行晾晒处理②干种子萌发前进行浸泡处理4.CO2(1)影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。如图：(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。【高考警示】(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度可采取供水、升温、高氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果、种子在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。（3）某些受呼吸作用影响的生命活动（如主动运输方式），除了要留意呼吸作用强度外，还要注意其他影响因素（如载体等）4．细胞呼吸的3个易错点(1)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的________对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的________对细胞有毒害作用。(2)无氧呼吸产物不同的直接原因是催化反应的___________不同，根本原因是控制酶合成的______不同或________________所致。(3)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行__________，如成熟红细胞、蛔虫等，__________是进行有氧呼吸的主要场所。一些原核生物虽无线粒体，但可进行有氧呼吸。酒精乳酸酶的种类基因基因选择性表达无氧呼吸线粒体方案P47易错点1．下列关于生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸知识的叙述，不正确的是()A．提倡慢跑，可防止因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力B．用酵母菌发酵生产酒精的过程中，pH发生变化是其死亡率上升的原因之一C．利用谷氨酸棒状杆菌及发酵罐生产味精的过程中需要严格控制通气(无氧)D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞呼吸2．(2016·衡水调研)如图是番茄根细胞对K＋吸收速率和氧分压的关系曲线，下列说法错误的是()A．图中A、B两处用于根代谢活动的酶不同B．A→B段，ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要原因C．在B点以后，通过中耕松土可进一步促进对K＋的吸收D．氧分压为8时，AB曲线将演变为M2形态3.(2016·惠州模拟)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖的过程中氧分压与呼吸熵的关系。下列叙述中正确的是()A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B．b点有氧呼吸的强度大于a点有氧呼吸的强度C．为延长水果保存的时间，最好将氧分压调至c点D．c点以后，细胞的呼吸强度不随氧分压的变化而变化4．下列是影响呼吸速率的因素，据图判断下列说法错误的是()A．超过最适温度，呼吸酶活性降低，细胞呼吸受抑制B．O2浓度为10%时适宜贮藏水果蔬菜C．适当提高CO2浓度利于贮藏水果和蔬菜D．种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素5．下图表示大气温度及氧气浓度对非绿色植物组织内产生CO2的影响。下列相关叙述不正确的是()A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛时所处的温度为B点所对应的温度B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关酶的活性C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧气浓度更有利于储藏水果和蔬菜6．下表是某研究小组在某地农田中测得的马铃薯叶片周围空气中二氧化碳的浓度值(实际测算)。请回答下列问题：CO2的平均浓度(百万分之一)日期晚上8点至第二天下午4点上午8点至下午4点7月10日3283097月20日3282997月30日3262848月10日322282(1)请简要解释表中第2列的数值均高于第3列的原因：____________。(2)上午8点至下午4点测定马铃薯根部土壤中二氧化碳浓度，预计________(填“大于”“小于”或“等于”)上表第3列的数值，其主要原因是_________________________________。(3)收获的马铃薯块茎易发芽或腐烂，因此储存的条件非常重要。如图是马铃薯块茎有氧呼吸强度与氧气浓度的关系，在A点块茎同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，此时细胞呼吸产生的二氧化碳的量________(填“大于”“小于”或“等于”)消耗的氧气量；图中四个点中________点对应的氧气浓度储存马铃薯块茎最佳，其原因是__________________________________________。典例导悟典例2制作啤酒的工艺流程实际上是应用酵母菌的细胞呼吸，将小麦和酵母菌放入发酵罐，之后进行怎样处理方能制造出大量的啤酒()A．马上密闭，保持30～40℃的温度B．一直通风，不密闭，保持30～40℃C．先通风后密闭，保持60℃以上D．选通风后密闭，保持30～40℃D•预习考点三考点三探究酵母菌细胞呼吸的方式1.选择酵母菌为实验材料的原因酵母菌是一种单细胞真菌，在___________条件下都能生存，属于_________生物。有氧和无氧兼性厌氧2.产物的检测试剂现象(颜色变化)CO2澄清的石灰水____________________水溶液蓝色→绿色→黄色酒精在酸性条件下，使用橙色的_____________橙色→_______变混浊溴麝香草酚蓝重铬酸钾溶液灰绿色3.探究过程4.实验关键步骤(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。【典例2】溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，较高浓度的CO2使其由蓝变绿再变黄。一实验小组用图示的实验装置，在25℃条件下，多次进行如下操作：①打开阀门A和B；推注射器1的活塞，然后关闭A和B；②一段时间后，拉注射器2的活塞，促进两个瓶中的气体流动。观察溴麝香草酚蓝水溶液的变色情况。(阀门A和B关闭时，整个装置是密封的)请完成下列问题：(1)此实验的目的是探究25℃条件下________________。(2)如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，这种情况下苹果的代谢特点是________________。(3)当向有苹果的瓶内注入的氮气很少或很多时，溴麝香草酚蓝水溶液都将会变黄，其原因是：①向有苹果的瓶内注入的氮气很少时，________________；②向有苹果的瓶内注入的氮气很多时，________________。(4)此实验结果可在实际生活中用于___________________。【解析】打开阀门A和B，推注射器1的活塞，然后关闭A和B，可以更新装置中的空气，由此可知此实验的目的是探究25℃条件下氧气浓度对苹果呼吸作用的影响。溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，则说明细胞呼吸较弱。当向瓶内注入的氮气很少时，氧气浓度较高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多；当向瓶内注入的氮气很多时，氧气浓度低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多，所以溴麝香草酚蓝水溶液也将会变黄。以上实验说明苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，应适当控制环境中氧气的浓度，并不是氧气浓度越低越好。答案：(1)氧气浓度对苹果呼吸作用的影响(2)细胞呼吸弱(3)①有苹果的瓶内氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多②有苹果的瓶内氧气浓度很低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多(4)苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，适当控制环境中氧气的浓度【互动探究】(1)若放苹果的瓶中充满氮气，注射器1中装的是氧气，按实验步骤(3)进行，注入较少和较多氧气时，