内容正文:
第3节 细胞呼吸的原理和应用
必修一 分子与细胞
第5章 细胞的能量供应和利用
第二课时
一、影响细胞呼吸的环境因素及应用
C6H12O6+6H2O+ 6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
有氧呼吸:
C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量(少量)
酶
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+ 能量(少量)
酶
无氧呼吸:
2
(一)O2浓度对细胞呼吸的影响
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。
E
A点:
B点:
C点:
D点:
E点:
A
B
C
D
A点:
B点:
C点:
D点:
E点:
只进行无氧呼吸,无氧呼吸速率最大
无氧呼吸消失点
该点之后,随O2浓度再增加,只进行有氧呼吸
无氧呼吸和有氧呼吸产生的CO2量相同,但是消耗葡萄糖的速率不一样
细胞呼吸产生的CO2量最小
该点的O2浓度一般作为贮藏蔬菜、水果的最佳O2浓度
消耗葡萄糖:有氧呼吸∶无氧呼吸=1∶3
E
B
A
C
D
(一)O2浓度对细胞呼吸的影响
呼吸熵(RQ)
VCO2
VO2
=
只进行有氧呼吸
既有有氧呼吸,又有无氧呼吸
只进行无氧呼吸
呼吸底物有可能含有油脂等非糖物质
以葡萄糖为底物
RQ=1,
RQ=+∞,
若1<RQ<+∞,
若1>RQ,
C6H12O6+6H2O+ 6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量(少量)
酶
(一)O2浓度对细胞呼吸的影响
2.应用
选用透气的消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
作物栽培中及时松土,保证根的正常细胞呼吸。
提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡。
酵母菌--生产各种酒
(酵母菌有氧条件下大量繁殖;无氧条件下进行酒精发酵)
谷氨酸棒状杆菌--生产味精
(谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下,能将葡萄糖和含氮物质合成谷氨酸,经人们进一步加工,成为谷氨酸钠──味精)
醋酸杆菌--生产食醋
(醋酸杆菌在氧气充足和具有酒精底物的条件下,大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸 )
(二)温度对细胞呼吸的影响
1.机理:温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。
2.应用
零上低温储存食品
大棚栽培在夜间和阴天适当
降温,降低有机物的消耗
温水和面发得快
(三)CO2浓度对细胞呼吸的影响
1.机理: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。
2.应用:在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
(四)水对细胞呼吸的影响
1.机理:一定范围内,细胞中自由水含量越多,代谢越旺盛,细胞呼吸越强。
2.应用:
粮食储存前晒干处理,降低粮食中的自由水含量,降低细胞呼吸强度,减少有机物的消耗。
干种子萌发前进行浸泡处理,增加含水量提高呼吸速率。
水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
水果与粮食的保存
果蔬储藏时采用零上低温、低氧(或充氮气)、一定湿度;
粮食储藏时,要低温、低氧、干燥。
(五)影响细胞呼吸的内部因素
酶的种类和数量
植物种类的不同。如:旱生植物呼吸速率小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。
生长发育不同时期。如:幼苗期呼吸速率高于成熟期。
同一植物的不同器官呼吸速率不同。如:生殖器官呼吸速率大于营养器官。
二、判断细胞呼吸方式
根据反应物和产物
消耗O2
产生H2O
有酒精或乳酸
无CO2释放
一定存在有氧呼吸
一定存在有氧呼吸
一定存在无氧呼吸
一定为产乳酸的无氧呼吸
CO2=O2
根据物质的量的关系
CO2>O2
CO2<O2
根据场所
只在细胞质基质中
有线粒体参与
只进行有氧呼吸(或有产乳酸的无氧呼吸)
两类呼吸并存,差值为无氧呼吸量
可能存在脂质类氧化分解
无氧呼吸
有氧呼吸(或两类呼吸并存)
13
1.(2020·全国Ⅰ,2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是( )
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
D
练习
2.(2018·全国Ⅱ,4)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是( )
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度