内容正文:
第11讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
考点1: 细胞呼吸的影响因素及其应用
2026届高三一轮复习
考点2:细胞呼吸与种子萌发相关考点
1
细胞呼吸的影响因素及其应用
1.
2
选用透气的“创可贴”、通气的消毒纱布包扎伤口。既为伤口敷上药物,又为伤口创造了有氧环境、避免厌氧细菌繁殖,有利于伤口的痊愈。
生产各种酒。利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等,在控制通气的情况下,使酵母菌进行无氧呼吸可以生产各种酒。
作物栽培及时松土透气。根细胞充分地进行有氧呼吸,产生大量能量,有利于根系生长,促进根系对无机盐(矿质离子)的吸收。
细胞呼吸原理的应用
较深的伤口里缺少氧气,破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以,伤口较深或被锈钉扎伤后,患者应及时请医生处理。
提倡有氧运动。避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸积累过多乳酸,从而使肌肉酸胀乏力。
物质的储存:
(1)储存粮食:适宜的低温,低氧,干燥(水分很少)。
(2)储存水果、蔬菜:适宜的低温,低氧,适宜的湿度。
、细胞呼吸原理的应用
知识点1 外部因素对细胞呼吸的影响
例1.判断以下生活常识问题的正误:
① 温水和面发得快( )
② 农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命延长( )
③ 选用透气的消毒纱布包扎伤口,以增强正常组织细胞的呼吸作用( )
④ 提倡慢跑,防止肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸( )
⑤ 稻田定期排水,防止酒精中毒,烂根死亡( )
⑥ 中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸,有利于根部细胞对矿质离子的吸收( )
⑦ 酿造葡萄酒时,应对酵母菌持续密封( )
⑧ 用谷氨酸棒状杆菌制作味精时,应密封,以利于其发酵( )
⑨ 粮食储存前要进行晒干处理( )
⑩ 密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等( )
√
低氧
抑制破伤风芽孢杆菌的增殖
√
√
√
先通气后密封,以获得大量的菌种
持续通气(谷氨酸棒状杆菌和醋酸菌均为好氧细菌)
乳酸菌呢?
√
√
温度
O2
水
CO2
患者应及时清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。
5
必修一教材P95
③可促进好氧微生物对土壤中有机物的分解产生CO2 ,利于植物进行光合作用。
【归纳总结】松土的作用
①可促进根细胞的有氧呼吸,促进根对无机盐的吸收;
②可促进好氧微生物对土壤中有机物分解产生无机盐,利于作物吸收无机盐;
酶的活性
零上低温
昼夜温差
夜间温度
外部因素1—温度
1.原因:温度通过影响与细胞呼吸有关
_________来影响呼吸速率。
2.应用:①_________贮存蔬菜水果。
②温室栽培中增大_________(降低_________),以减少夜间呼吸消耗有机物。
①与a点相比,限制b点有氧呼吸速
率的主要外界因素为________
②由图可知,细胞有氧呼吸的最适
温度介于_______________之间
20 ℃和35 ℃
温度
外部因素2—含水量
1.原因:水是_________的反应物;且生物体内
_________含量升高,细胞代谢越旺盛
2.应用:①粮食在收仓前进行_______处理,以
______含水量,从而 呼吸速率;
②干种子萌发前进行_______处理,以
_________含水量. 呼吸速率。
晾晒
有氧呼吸
自由水
浸泡
减少
降低
增加
提高
1.种子保藏从O2、CO2、H2O、
温度等的条件是?
低O2、高CO2、干燥、零上低温
低O2、高CO2、一定湿度、零上低温
2.水果、蔬菜保鲜从O2、CO2、
H2O、温度等的条件是?
外部因素3—CO2浓度
1.原因:
2.应用:
适当 CO2浓度(或充入 ),有利于水果和蔬菜的保鲜,_________细胞呼吸,减少有机物的消耗。
细胞呼吸的终产物,积累过多会抑制细胞呼吸
增加
N2
抑制
(2020天津卷·4)在下列方法中(每天换一次水),根尖生长状况最好的是( )
A B C D
C
外部因素4— O2浓度
O2浓度
有氧呼吸
CO2释放量
O2浓度
无氧呼吸
CO2释放量
1.原因:
当O2浓度达到一定值后,随O2浓度
增大,____________不再加,原因可能
是__________________________________
有氧呼吸
细胞内有氧呼吸酶的数目有限
随O2浓度增大,_____________逐渐被抑制
无氧呼吸
学生活动:尝试绘制出总呼吸强度的曲线图
A点:
B点:
C点:
D点:
F点:
只进行无氧呼吸,且无氧呼吸速率最大
无氧呼吸消失点
O2浓度再增加,只进行有氧呼吸
该点之后(CE),随O2浓度增加,CO2全部由有氧呼吸产生。
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
2.各点分析:
①Q点:
②P点:
③R点:
④A点:
⑤B点:
不消耗O2,只产生CO2
⇒只进行 呼吸。
消耗O2量=产生CO2量
⇒只进行 呼吸
无氧
有氧
产生CO2_____
⇒组织细胞呼吸______
最少
此时有机物消耗最少,R点对应的O2浓度是储藏蔬菜、水果的最佳O2浓度。
最弱点
有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2量,但二者消耗葡萄糖的速率_______。
等于
不相等
无氧呼吸终止点。
O 5 10 15 20 25
释放量
CO2
O2浓度%
有氧呼吸速率
无氧呼吸速率
CO2的总量
Q
A
P
B
R
O2浓度
呼吸速率
O2浓度
呼吸速率
无氧呼吸
CO2浓度
呼吸速率
4 O2浓度
2 co2浓度
3 H2O
1 温度
温度
呼吸速率
影响酶的活性
有氧呼吸
四、细胞呼吸
知识点2 内部因素对细胞呼吸的影响
类 型 规 律 实 例
不同种类的生物
呼吸速率不同 阳生植物呼吸速率__________阴生植物;
寒冷时,恒温动物呼吸速率_________变温动物。
生长发育时期 植物幼苗期、开花期呼吸速率较_________;
幼年动物的呼吸速率比老年动物_________。
生物器官 生殖器官的呼吸速率________营养器官。
遗传特性
同一生物不同 发育阶段 呼吸速率不同
同一生物不同器官
呼吸速率 不同
高于
高于
高
高
大于
不同植物的呼吸速率不同:阳生植物>阴生植物
同一植物不同器官呼吸速率不同:生殖器官>营养器官
同一植物的不同发育期呼吸速率不同:幼苗期>成熟期
14
A.L点时,该器官产生CO2的场所是细胞质基质
B.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解,可能来自油料作物
C.N点时,该器官O2的吸收量等于CO2的释放量,说明其只进行有氧呼吸
D.若该非绿色器官是种子,则M点对应的O2浓度最适合储存
考向1 影响呼吸作用的因素
1.(2024·湖南三模)如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,下列判断错误的是( )。
C
考点训练
考点 细胞呼吸的影响因素及其应用
1.有氧呼吸原理的运用
考点 细胞呼吸的影响因素及其应用
2.无氧呼吸原理的运用
C
考点训练
.(2023·湖南衡阳三模)“饭后百步走,活到九十九”。饭后慢走就是我们常说的有氧运动,有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。请结合所学知识分析,下列说法正确的是( )
A.ab段只进行有氧呼吸,cd段只进行无氧呼吸
B.运动强度长时间超过c时,细胞呼吸所消耗
的葡萄糖中的能量去向有三处
C.bd段无氧呼吸时,有机物中的能量大部分
以热能形式散失
D.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
B
(2025·广西部分市模拟)有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等,
达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧
气消耗速率的关系。结合所学知识分析下列说法正确的是( )
A. a运动强度下只有有氧呼吸,c运动强度下只有无氧呼吸
B. 运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
C. 无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中
D. 若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
√
细胞呼吸与种子萌发相关考点
2.
21
【旧知识回顾】种子成熟和萌发过程中的物质变化
干重 有机物变化 细胞呼吸变化 水分
种子形成
种子萌发
自由水增多
吸胀吸水
吸水停滞
渗透吸水
呼吸速率逐渐增强
无氧呼吸为主
↓
有氧呼吸为主
淀粉→还原糖(淀粉种子)
脂肪→糖类(油料种子)
先增加后减少,
最后增加
(油料)
增加
自由水减少
呼吸速率逐渐下降
还原糖→淀粉(淀粉种子)
糖类→脂肪(油料种子)
一般减少
种子的萌发
呼吸方式
(1)在胚根长出前,种子呼吸时CO2产生速率_____O2的消耗速率,这说明种子萌发的初期主要进行____________,该呼吸方式在细胞中发生的部位是______________,其产物是______________。
(2)当胚根长出后,CO2的释放速率_____O2的消耗速率,主要为_________,且作为呼吸底物的除糖类外,还有________。
(2)相比于淀粉种子,种植油料作物种子时要播种浅一些还是深一些?为什么?
大于
小于
无氧呼吸
细胞质基质
CO2和乙醇
有氧呼吸
脂肪
要播种浅一些。因为脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2多,产生的H2O多。
水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动,使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题:
(1)阶段Ⅰ:(吸胀期),干种子迅速吸水,方式是____________,靠的是种子内的亲水性物质,亲水性的大小关系为:蛋白质______淀粉______脂肪。
(2)在阶段Ⅱ,(吸水停滞期),原因是________________
_______________________________________________________
(3)在阶段Ⅲ,种子吸水速率迅速增加,此时胚根突破种皮,吸水主要以________________为主。
吸胀吸水
>
>
渗透吸水
种子的萌发
吸水方式
亲水性物质吸水达到饱和,而大液泡未形成,所以吸水缓慢或趋于停止。
构成小麦植株的细胞中含量最多的化合物是 ,种子成熟后期,含水量 ,结合水/自由水的比例_______________
上升
水
下降
种子的成熟
1.如图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是( )
A.种子干物质快速积累时期,呼吸作用旺盛B.种子成熟后期自由水减少,呼吸速率下降C.种子成熟后期脱落酸含量较高,呼吸速率下降D.种子呼吸速率下降有利于干物质合成
2.将黄豆干种子浸水30小时,期间黄豆胚细胞发生了一系列生理变化,正确的是( )
A.自由水与结合水的含量均大量增加,代谢加快
B.CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大,说明此阶段无氧呼吸较强
C.酶的种类没有变化,但酶的活性均显著增高
D.若在显微镜下观察胚细胞,会发现大部分细胞中存在染色体
D
B
ABD
真题演练
(2024·贵州高考17题)农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物
根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相
关,水淹过程中其活性变化如图所示。
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能
量的角度分析,其代谢特点有
;参与有氧呼吸的酶是 (填
“甲”或“乙”)。
解析:正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将葡萄糖彻底氧化分解,释放出能量。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。
)需要氧气参与;有机物被彻底氧化分
解;释放大量能量,生成大量ATP
乙
回答下列问题。
(2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是
;水淹第3 d时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-
1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是
有氧呼吸强度的 倍。
O2的含
量
3
解析:在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强。水淹第3 d时,CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,可推出有氧呼吸与无氧呼吸产生的CO2量相等。有氧呼吸葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量的比为1∶6∶6,无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量的比为1∶2,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。
(3)若水淹3 d后排水、植物长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度
分析,原因是
(答出2点即可)。
无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;0~3 d无氧
呼吸产生的能量维持了基本的生命活动;催化有氧呼吸的酶活性并未完全
丧失
解析:若水淹3 d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,一方面是排水后氧气含量上升,有氧呼吸增强,产生的能量增多;另一方面,由图可知,第4 d无氧呼吸有关的酶活性显著降低,可能是第4 d无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度,之后就很难恢复,所以要在水淹3 d后排水。
课堂小结
考向2 细胞呼吸原理的应用
2.(2024·湖南三模)关于细胞呼吸的实际应用,下列叙述错误的是( )。
A.乳酸菌进行无氧呼吸过程中,既有[H]的产生,也有[H]的消耗
B.选用透气的纱布包扎伤口,可以抑制厌氧病原菌的繁殖,有利于伤口愈合
C.利用酵母菌菌种在控制通气的情况下,可生产各种酒和食醋等
D.适度低温可降低蔬菜、水果的细胞呼吸速率,减少有机物消耗
A.p点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限
制了有氧呼吸
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇
的速率逐渐增加
D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
2.(不定项)(2024·山东卷)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图313所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( )。
图313
$$