第三章第四节“影响光合作用和细胞呼吸的环境因素”（第2课时）学历案-2025-2026学年高一上学期生物苏教版必修1

该高中生物学学历案聚焦影响细胞呼吸的环境因素及光合作用和细胞呼吸原理的应用，设置自主先学（填空、判断）、小组讨论（曲线分析、实际问题）、师生交流（表格归纳）、检测反馈（例题训练）等学习支架，引导学生从基础认知到原理应用逐步深入。 资料亮点在于以科学思维培养为核心，通过O₂浓度对呼吸速率影响的曲线分析及葡萄糖消耗比计算等任务，提升学生建模与逻辑分析能力，结合温室调控、果蔬储藏等生产实例，落实态度责任中的社会责任，教师通过表格归纳与质疑拓展引导，突出学生主体探究与教师精准指导的结合。

第三章 细胞中能量的转换和利用 第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 第二课时 影响细胞呼吸的环境因素；光合作用和细胞呼吸原理的应用 学习目标 1. 能够解释温度、氧气浓度等不同环境因素对呼吸作用速率的影响。 2. 举例说明光合作用和细胞呼吸在生产、实践中的应用。 3. 尝试运用光合作用和细胞呼吸原理,提升科学思维方法,提升社会责任。 自主先学 一、填空 1、在自然条件下，环境的温度，空气中的 浓度、 浓度都会影响细胞呼吸。温度主要影响与细胞呼吸有关的酶的活性。 2、 影响细胞呼吸的内部因素 （1）不同种类的植物呼吸速率不同。比如,旱生植物细胞呼吸速率比水生植物 ;阴生植物细胞呼吸速率比阳生植物 。 （2）同一种植物在不同的生长发育时期,细胞呼吸速率有所不同。比如，在幼苗期、开花期等生长旺盛期,细胞呼吸速率一般 。 （3）同一种植物的不同器官,细胞呼吸速率也有所不同。一般生殖器官比营养器官的细胞呼吸速率 ,幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率 。 3、 光合作用原理的应用 （1）充分利用光能：增加光照面积、延长　　　　等可以充分利用光能,如套种、轮作、间作、合理密植等。  （2）提高光合作用效率：控制适宜的光照强度、提高 ，控制适宜的温度、精准施肥、合理灌溉以提高光合作用速率。如现代化智能大棚对上述各因素的精准调控。 4、 细胞呼吸原理的应用 (1)农业生产上的原理:适当增强　　　可以促进作物的生长发育。合理密植有利于作物的细胞呼吸和光合作用。  (2)果蔬储藏上的原理:降低　　　　　　,抑制细胞呼吸,以减少　　　　的消耗。  (3)粮食储藏上的原理:降低粮仓的湿度使储存的种子保持　　　　,以抑制　　　　,延长保存期限。  二、判断 1、 同一植物细胞呼吸的最适温度和光合作用的最适温度相同。 (　　) 2、 氧是细胞呼吸的必要条件。 (　　) 3、 合理密植通过提高作物的光合作用、降低细胞呼吸来提高产量。 (　　) 4、 马铃薯套种玉米或棉花套种花生,可以充分利用光能,从而提高农作物产量。 (　　) 5、尽可能提高光合作用、降低细胞呼吸以促进作物的生长发育。 （ ） 答案：一、1、O2 CO2 2、（1）低 低 （2）增高 （3）高 高 3、光照时间　 CO2浓度 4、 (1)细胞呼吸　　(2)温度或氧浓度　 　有机物　(3)干燥　 细胞呼吸 二、　1、 × 　2、 × 3、 ×　 　4、 √ 　5、 × 小组讨论 1、下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下，氧气的吸收量和二氧化碳的释放量的变化，讨论下列问题： （1）从曲线可以看出，氧气对有氧呼吸有 作用，对无氧呼吸有 作用。 答案：促进 抑制 （2）O2浓度为零时，只进行 呼吸；O2浓度在10%以下时，进行 呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行 呼吸。 答案：无氧 有氧呼吸和无氧 有氧 （3）M点时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？ 答案：不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。 （4）O2浓度为多少时最适宜水果贮藏？要保存该器官呢？ 答案：氧浓度为5%时最适宜贮藏水果；要保存该器官氧浓度应该在10%以上，因为无氧呼吸会产生酒精，使细胞受到毒害而死亡，导致器官腐烂。 2、认真思考，讨论完成下列问题： （1）温室中,白天适当提高温度,晚上适当降温；增施农家肥；合理施用化肥；合理浇灌。这些做法分别考虑到 、 、 、 因素对光合作用强度的影响。 答案：温度 二氧化碳 矿质元素 水 （2）增加光照面积、延长光照时间等可以充分利用光能。 例如，生产上常用马铃薯套种玉米或棉花套种花生等方法，使作物高矮成层，相间成行，目的是 ；一年四季进行轮作的目的是 ；温室增补蓝紫光等措施目的是 。 答案： 增加光照面积 延长光照时间 提高光照强度 （3）有句农谚：“锄头下面有肥”，你知道其中的道理吗？ 答案：锄地改善了根细胞的氧气供应，有利于根细胞需氧呼吸，为主动转运提供能量，有利于矿质元素的吸收。 （4）食物真空包装，有利于保鲜，为什么？ 答案：真空包装中，抽去空气以抑制呼吸作用，减少食物中营养成分的分解破坏。 （5）北方农村广泛采用密闭的土窖保存果蔬，你知道其中的道理吗？ 答案：土窖里面温度低、湿润，并且果蔬自身消耗氧产生二氧化碳，使土窖中氧浓度下降，从而抑制细胞呼吸，延缓有机物的消耗。 师生交流 1、影响细胞呼吸的环境因素 环境因素 曲线 解读 温度 温度主要影响与细胞呼吸有关的酶的活性。一般而言,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度  O2浓度 O2浓度为零时只进行无氧呼吸;O2浓度为10%以下时,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;O2浓度为10%以上时,只进行有氧呼吸;O2对无氧呼吸有抑制作用;在一定范围内,随O2浓度的升高,有氧呼吸强度增强  CO2浓度 增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用  含水量 在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而加强 2、提高作物产量的四大途径 途径 措施或方法 延长光照时间 补充光照 增大光合作用面积 间作、合理密植 提高光合 作用效率 提供适宜光照强度、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿质元素) 提高净光 合作用速率 维持适当昼夜温差(白天适当升温,晚上适当降温) 质疑拓展 1、储藏水果、蔬菜时温度和氧气含量是越低越好吗？ 答案：储藏水果、蔬菜时需要零上低温和低氧的条件，但不是氧气含量越低越好，氧气含量过低时无氧呼吸加快，有机物消耗增多，不利于储存。 2、“正其行，通其风”主要为植物提供更多的O2以提高细胞呼吸效率吗？ 答案：“正其行，通其风”说的是农作物行间距适当，空气流通较好，能为植物提供更多的CO2以提高光合作用效率。 3、 水稻喜欢水，为什么稻田还需要定期排水呢？ 答案：稻田需要定期排水，否则水稻幼苗因缺氧生成酒精而变黑、腐烂。 4、 过期的酸奶出现涨袋现象，是由于乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的吗？ 答案：乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸，不产生二氧化碳。涨袋是由于其他杂菌发酵产生气体造成的。 检测反馈 例题1 （2025·江苏阶段练习）当马铃薯块茎受到机械损伤，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以该马铃薯为实验材料，测定了其受到损伤时呼吸速率释放速率，变化趋势如图下列有关说法错误的是（    ） A．马铃薯受到机械损伤时，细胞呼吸耗氧的场所是细胞质基质和线粒体内膜 B．受到损伤时，呼吸增强的原因是细胞中的酶与底物接触的机会增加 C．损伤会激活马铃薯与防御相关的代谢途径，使呼吸速率增加 D．马铃薯受到损伤时，在缺氧条件下产生乳酸的量增加 解析：马铃薯受到机械损伤时，细胞呼吸的耗氧是在有氧呼吸的第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误；受到损伤时，膜结构被破坏，酶被释放，细胞中的酶与底物接触的机会增加，呼吸增强，B正确；损伤可能会激活马铃薯与防御相关的代谢途径，使呼吸速率增加，C正确；马铃薯在缺氧条件下无氧呼吸产生乳酸的量增加，D正确。 答案：A 训练1 （2025·南京期末）如图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是（    ） A．氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用 B．氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸 C．氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸 D．保存该器官时，氧气浓度越低越好 解析：氧气浓度为0时，该器官进行无氧呼吸，A错误；氧气浓度在10%以下时，该器官可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，B错误；氧气浓度在10%以上时，氧气吸收量=二氧化碳的释放量，该器官只进行有氧呼吸，C正确；应该在总二氧化碳释放量最小的氧气浓度下保存该器官，氧气浓度太小如0时，无氧呼吸较强不适宜保存该器官，D错误。 答案：C 例题2 （25-26·江苏 开学考试）关于光合作用和呼吸作用在生产生活中的应用，下列叙述正确的是（    ） A．水果置于低温、低氧、干燥条件下保存，有利于保持水果的养分 B．人体剧烈运动时，细胞中 CO的产生量和 O的消耗量保持相等 C．合理密植的主要目的是增加植株周围的 O浓度，促进产量增加 D．农田中耕松土，有利于促进农作物根细胞通过主动运输吸收有机肥 解析：低温、低氧条件可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，但干燥环境易导致水果失水，反而不利于保鲜，即水果保存通常需要一定湿度，A错误；人体剧烈运动时，骨骼肌细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但无氧呼吸仅产生乳酸，CO2仅来自有氧呼吸。此时CO2产生量等于有氧呼吸中O2的消耗量（因有氧呼吸中1mol葡萄糖对应6mol CO2和6mol O2），B正确；合理密植旨在减少植株间遮光，提高光能利用率，光合作用的主要原料是CO2，即合理密植影响的是CO2浓度，C错误；松土可促进根细胞有氧呼吸，为主动运输吸收无机盐提供能量，有机肥植物不能直接利用，需经分解者分解为无机物后才能被吸收，D错误。 答案：B 训练2 （2025·镇江期末）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。下列关于生产和生活中常采取的一些措施的叙述，错误的是（　　） A．柑橘在塑料袋中密封保存，主要目的是减少水分散失、降低呼吸速率 B．小麦、玉米等种子收获后风干储藏，主要目的是降低自由水的含量 C．塑料大棚在冬季晴朗中午常需开口通风，主要目的是提高氧气浓度 D．间行种植两种高矮不同的作物，主要目的是提高作物的光能利用率 解析：柑橘密封保存时，塑料袋内湿度较高，可减少水分散失；同时，密闭环境导致氧气浓度降低，呼吸速率减弱，从而延长保鲜时间，A正确；种子风干后，自由水含量减少，细胞呼吸速率显著降低，减少有机物消耗，利于长期储存，B正确；冬季晴朗中午光照强，植物光合作用旺盛，大棚内CO₂浓度可能不足。此时通风的主要目的是补充CO₂以增强光合作用，而非提高氧气浓度（氧气浓度本身已较高），C错误；间作通过搭配高矮不同的作物，充分利用不同层次的光照，提高光能利用率，D正确。 答案：C 例题3 （2025·镇江阶段练习）蔬菜或水果收获后一段时间内细胞仍进行细胞呼吸。某研究小组探究了温度、O2浓度对储存苹果的影响，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（   ） A．O2浓度大于20%后，苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质 B．该实验的自变量是温度，因变量是CO2相对生成量 C．据图分析，在3℃、5% O2浓度条件下贮存苹果效果最佳 D．低温储存时有机物消耗减少是因为低温破坏呼吸酶的空间结构 解析：O2浓度达到20%以上后，CO2相对生成量不再随氧气浓度增加而增加，说明苹果细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，故O2浓度大于20%后，苹果细胞产生CO2的场所为线粒体基质，A错误；由图可知，该实验的自变量是温度和O2浓度，因变量是CO2相对生成量，B错误；据图分析，在3℃、5%O2浓度条件下，细胞呼吸最弱，CO2相对生成量最少，该条件下贮存苹果效果最佳，C正确；低温会抑制酶的活性，但不会破坏酶的空间结构，D错误。 答案：C 训练3 （24-25高二上·江苏盐城·阶段练习）A、B两种植物在不同温度下(其他条件适宜)光合速率和呼吸速率如图。下列正确的是（    ） A．温度由40℃升至45℃，植物B叶绿体中ATP的合成速率增大 B．环境温度由58℃降至30℃，植物B光合速率将升高 C．A植物光合作用比呼吸作用对高温更敏感，可能是光合作用酶的最适温度更低 D．若A植物长期处于45℃环境中，有机物积累量比30℃条件下低 解析：据图可知，温度由40°C升至45°C时，植物B光合速率下降，故植物B叶绿体中ATP的合成速率下降，A错误；据图可知，在47 °C左右，植物B叶片细胞光合速率降至0，在52°C左右植物B叶片细胞呼吸速率降至0，推测，此时58°C对植物而言属于温度过高，导致相关酶失活，故环境温度由58°C降至30°C，植物B光合速率不会变化，B错误；据图可知，植物A的光合速率在较低温度下就开始下降，因此与呼吸作用相比，植物A的光合作用对高温较为敏感，可能是光合作用酶的最适温度更低，故在较低温度下与光合作用有关的酶活性开始下降，光合速率开始下降，C正确；45°C时，植物A的光合速率为30°C时的100%，而细胞呼吸速率为30°C时的100%，故若A植物长期处于45°C环境中，有机物积累量与30°C条件下相当，D错误。 答案：C 小结反思 学科网（北京）股份有限公司 $