内容正文:
必修1 第5章 细胞的能量供应和利用(3)
——呼吸作用
1
细胞呼吸
概念:
类型:
意义:
有机物在细胞内经过一系列的_________,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成_______的过程。
氧化分解
ATP
有氧呼吸和无氧呼吸
为生物体生命活动提供能量,还是生物体代谢的枢纽
[教材P94]
细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质,非糖物质代谢产生的某些物质可以形成葡萄糖,糖类、脂质和蛋白质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能量,因此也叫做细胞呼吸
2
考点一:探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理
1.酵母菌
2.细胞呼吸产物的检测
生物类型:单细胞真菌(真核生物)
代谢类型:异养兼性厌氧型
呼吸类型:有氧呼吸和无氧呼吸
变混浊
溴麝香草酚蓝
灰绿色
3
考点一:探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理
学习本节内容前,我们对两组实验结果均是未知的,都属于实验组。
接气泵或
橡皮球
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
将B瓶先反应一段时间,然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
有氧条件
无氧条件
对比实验
通过设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,也叫相互对照实验。P92
4
考点一:探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验步骤
称取等量的两份食用酵母菌(20g);
配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液;
搭建如图的有氧呼吸(上)和无氧呼吸(下)装置;
检测CO2的产生;
检测酒精的产生;
接气泵或
橡皮球
A
10% NaOH
酵母菌
培养液
澄清石灰水
将B瓶先反应一段时间,然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶
B
酵母菌
培养液
澄清石灰水
有氧条件
无氧条件
5
③检测CO2的产生:
根据澄清石灰水变浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短(蓝→绿→黄)
考点一:探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验要点
接气泵或
橡皮球
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
将B瓶先反应一段时间,然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
有氧条件
无氧条件
①?
②?
①NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2,以保证D瓶中使澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。
②刚封口的时候,锥形瓶中有氧气,本实验探究的是无氧呼吸,所以应先把氧气消耗完,确保通入澄清石灰水中的CO2是无氧呼吸产生的。
④检测酒精的产生:
注意:由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖
D
酸性重铬酸钾进行检验(橙色→灰绿色)
6
考点一:探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验现象
条件 澄清的石灰水的变化/出现变化的时间 重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
乙组(无氧)
变混浊/快
变混浊/慢
无变化
出现灰绿色
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生大量二氧化碳,不产生酒精;
酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,产生少量二氧化碳,同时也产生酒精。
实验结论
7
(2021·广东,改1)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便
检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母
菌已产生了CO2
C.探究酵母菌细胞呼吸方式属于自身前后对照实验
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
D
小试牛刀
换图
8
(2018·福建漳州八校联考)图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,有关叙述正确的是( )
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中乙组作为对照组
B.验证酒精的产生可向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,发现D瓶内的溶液会变黄
C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短,来检测CO2的产生速率
D.观察澄清石灰水是否变混浊可判断酵母菌细胞的呼吸方式
C
小试牛刀
换图
9
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
概念
场所
指细胞在 的参与下,通过多种 的催化作用,把葡萄糖等有机物 ,产生 ,释放 ,生成
的过程。
氧
酶
彻底氧化分解
二氧化碳和水
能量
大量ATP
细胞质基质、线粒体(主要场所)
真核细胞
原核细胞
细胞质基质、质膜
[教材延伸] 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,它在结构上与功能相适应的
特点有_________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
①线粒体具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,扩大了内膜的表面积;
②线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶
10
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
少量能量
C6H12O6
2C3H4O3
[H]
2C3H4O3
6CO2
H2O
[H]
[H]
O2
H2O
少量能量
酶
酶
酶
大量能量
丙酮酸
丙酮酸
提示2:[H]在细胞呼吸中主要是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
提示1:葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解
11
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
12
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
酶
6CO2 + 12H2O + 能量
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
有氧呼吸总反应方程式
66%作为热能散失
34%用于合成ATP
(标出氧元素的来源和去向)
有氧呼吸过程中,水的利用发生在 阶段,水的产生发生在 阶段,氧的利用发生在 阶段,CO2的产生发生在 阶段。因此,CO2中的氧来自 ,生成物水中的氧来自____。
第二
第三
第二
葡萄糖和水
O2
第三
13
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
差速离心
+葡萄糖
通入空气
+葡萄糖
通入空气
葡萄糖分解,消耗O2
+葡萄糖
通入空气
葡萄糖分解,不消耗O2
葡萄糖不分解
将生化过程与细胞结构联系起来
检测到中间产物丙酮酸含量的升高过程
线粒体
14
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
改变渗透压,使线粒体外膜涨破,后密度梯度离心
线粒体外膜
线粒体基质
不含外膜的线粒体
+丙酮酸
+丙酮酸
+丙酮酸
不反应
不反应
反应
超声波+离心
内外膜间隙
内膜小泡
(含部分基质)
继续探究
+丙酮酸
丙酮酸消耗, O2消耗
线粒体
15
02
能量转换
1mol的葡萄糖
2870KJ
储存于ATP中
以热能形式散失
释放能量
977.28KJ
1892.72KJ
合成了___molATP
32
特点
①有氧呼吸过程温和。
②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。
③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。
有机物中的化学能→ATP中活跃的化学能和热能
P93 思考与讨论
保证有机物中的能量得到最充分的利用,主要表现在两个方面:可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中;能量缓慢有序地释放,有利于维持细胞的相对稳定状态。
Q1
Q2
考点二:细胞呼吸的方式和过程
有氧呼吸
1.概念:
细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不完全分解,释放少量能量,生成少量ATP的过程。
2.过程:
2丙酮酸
(C3H4O3)
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
酶
酶
2酒精(C2H5OH)+2CO2
2乳酸(C3H6O3)
细胞质基质
考点二:细胞呼吸的方式和过程
无氧呼吸
无氧呼吸第二阶段
大部分植物细胞、酵母菌等
无氧呼吸产生酒精和CO2——细胞质基质
2C3H4O3 + 4[H] 2C2H5OH + 2CO2
总反应式:
C6H12O6 2C2H5OH +2CO2 + 少量能量
考点二:细胞呼吸的方式和过程
无氧呼吸
注意:
1. 无氧呼吸全过程发生于细胞质基质中
2. 第二阶段发生在细胞质基质,丙酮酸和[H]在不同酶催化下形成酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸,该阶段不生成ATP
C6H12O6 酶 2C3H4O3 + 4[H] + 少量能量
无氧呼吸第一阶段(糖酵解)——细胞质基质
无氧呼吸第二阶段
大部分动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等
无氧呼吸产乳酸——细胞质基质
2C3H4O3+ 4[H] 2C3H6O3
总反应式:
C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量
酶
酶
酶
酶
乳酸
酒精和CO2
考点二:细胞呼吸的方式和过程
无氧呼吸(小结)
不同生物无氧呼吸产物类型及原因:
乳酸
基因
酒精和CO2
考点二:细胞呼吸的方式和过程
无氧呼吸(小结)
多数
例:马铃薯块茎无氧呼吸产乳酸,但其它部位无氧呼吸产酒精
思考:为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP,但要进行第二阶段反应呢?
消耗无氧呼吸第一阶段(糖酵解)产生的NADH,丙酮酸被NADH还原成酒精或乳酸,生成NAD+,持续为糖酵解提供电子受体,使得糖酵解可以进行下去。
考点二:细胞呼吸的方式和过程
无氧呼吸
酒精发酵
乳酸发酵
02
(1)有氧呼吸过程中各元素的来源和去路
考点二:细胞呼吸的方式和过程(归纳总结)
物质 类型 阶段 场所
丙酮酸 生成物
反应物
水 反应物
生成物
CO2 生成物
氧气 反应物
02
(2)有氧呼吸中的物质变化的阶段和场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体基质
线粒体内膜
线粒体基质
线粒体内膜
第一阶段
第二阶段
第二阶段
第三阶段
第二阶段
第三阶段
考点二:细胞呼吸的方式和过程(归纳总结)
项目 来 源 去 路
[H]
ATP
02
(3)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
(4)能量代谢
有氧呼吸:C6H12O6和H2O
有氧呼吸:与O2结合生成水
无氧呼吸:还原丙酮酸
无氧呼吸:C6H12O6
有氧呼吸:三个阶段都产生
无氧呼吸:只在第一阶段产生
用于各项生命活动
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,小部分转移到ATP中。
①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP,而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
考点二:细胞呼吸的方式和过程(归纳总结)
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 反应条件
呼吸场所
分解产物
物质变化
释放能量
02
(5)有氧呼吸与无氧呼吸的比较
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2,需要酶和适宜的温度
第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质中
CO2和H2O
CO2和酒精或乳酸
释放大量能量
释放少量能量
(1)C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 大量能量;(2)ADP+Pi+能量 ATP
酶
酶
(1)C6H12O6 C2H5OH+CO2(或C3H6O3)+ 少量能量;
(2)ADP+Pi+能量 ATP
考点二:细胞呼吸的方式和过程(归纳总结)
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
特点
相互
联系
02
(5)有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有机物彻底分解,能量完全释放
有机物没有彻底分解,能量没有完全释放
有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进行。二者的实质都是氧化分解有机物、释放能量,形成ATP
考点二:细胞呼吸的方式和过程(归纳总结)
1.“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么?
提示 在无氧运动中,肌细胞因氧气不足,要靠乳酸发酵来获取能量,因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢,所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
2.无氧呼吸过程中能量的去路有哪些?
提示 (1)大部分储存在酒精或乳酸中。
(2)释放的能量中大部分以热能形式散失。
(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。
考点二:细胞呼吸的方式和过程
3.若分解底物均为葡萄糖,则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量,是否正确?为什么?
提示 不正确,由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2,只有有氧呼吸才能产生CO2,因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
考点二:细胞呼吸的方式和过程
(1)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(2)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(3)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体;酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
细胞呼吸的三点注意
【2021年全国卷】某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验,不可能得到的结果是( )
该菌在有氧条件下能够繁殖
B. 该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C. 该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D. 该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
B
小试牛刀
【2021年深圳一模】有关人体细胞呼吸的叙述错误的是( )
A.有氧呼吸第一阶段产生丙酮酸和[H]
B.丙酮酸分解为二氧化碳时会产生[H]
C.NADH在线粒体内膜被氧化释放能量
D.有氧呼吸释放的能量大部分储存于ATP中
小试牛刀
D
【2020·课标Ⅰ】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( )
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
小试牛刀
【2020·山东卷】癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
B
小试牛刀
【2020·浙江卷】下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述,正确的是( )
细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B. 细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C. 细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D. 若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
C
小试牛刀
03
1.对材料进行判断
有氧/无氧
(2)若可以无氧呼吸,则需判断无氧呼吸的类型
产酒精的无氧呼吸/产乳酸的无氧呼吸
(1)可能进行的呼吸方式
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
例:哺乳动物成熟红细胞只进行无氧呼吸
例:肌细胞可以有氧呼吸也可以无氧呼吸,无氧呼吸产物为乳酸
(3)底物是否常规
葡萄糖/脂肪
脂肪进行有氧呼吸时,消耗O2:产生CO2>1
脂肪中H含量高于葡萄糖,而氧的含量远低于葡萄糖
(一)判断呼吸类型
真核细胞
只在细胞质基质中进行
只存在无氧呼吸
存在有氧呼吸
有无无氧呼吸不能判断
有线粒体的参与
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
2.根据反应场所进行判断
(一)判断呼吸类型
产CO2
不耗O2
产酒精的无氧呼吸
既有有氧呼吸,又有产酒精的无氧呼吸
耗O2,CO2大于O2
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
3.根据反应物和产物进行判断
(一)判断呼吸类型
耗O2
不耗O2
存在有氧呼吸
产CO2
产酒精的无氧呼吸
产乳酸的无氧呼吸
不产CO2
有氧呼吸,或存在产乳酸的无氧呼吸
耗O2,CO2等于O2
产生酒精,CO2等于酒精
只有产酒精的无氧呼吸
产生酒精,CO2大于酒精
既有有氧呼吸,又有产酒精的无氧呼吸
不产CO2
只存在产乳酸的无氧呼吸
03
C6H12O6 ⟶ 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量
酶
C6H12O6 ⟶ 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量
酶
无氧呼吸
有氧呼吸 C6H12O6+6O2+6H2O ⟶ 6CO2+12H2O+大量能量
酶
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸:
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
若消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2摩尔数之比为( )
若有氧呼吸与无氧呼吸产生等量的CO2,则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量之比为( )
若消耗等量的葡萄糖,细胞呼吸产生的CO2与消耗的O2摩尔数之比为( )
3:1
1:3
4:3
(二)细胞呼吸的计算
03
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸:
若VCO2/VO2 =4/3,
则有氧呼吸消耗葡萄糖的速率 无氧呼吸。
若VCO2/VO2 >4/3,
则无氧呼吸消耗葡萄糖速率 有氧呼吸。
若VCO2/VO2 <4/3,
则无氧呼吸消耗葡萄糖速率 有氧呼吸。
=
>
<
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
C6H12O6 ⟶ 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量
酶
C6H12O6 ⟶ 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量
酶
无氧呼吸
有氧呼吸 C6H12O6+6O2+6H2O ⟶ 6CO2+12H2O+大量能量
酶
(二)细胞呼吸的计算
模拟题提示:
上述反应方程式是以葡萄糖等作为呼吸底物进行考虑的。模拟题有时不加说明,此时默认呼吸底物是葡萄糖(如教材课后练习题)。
若问题情境指明或暗示呼吸底物是脂肪等物质时(如某油料作物种子),不能使用该反应式进行分析和计算。
在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下页左上表。若底物是葡萄糖,则下列叙述正确的是( )
A.a条件下,呼吸产物除CO2外,还有酒精和乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C.c条件下,无氧呼吸最弱
D.d条件下,产生的CO2全部来自线粒体
D
小试牛刀
(2018天津卷,5)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是( )
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C.若降低10℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
C
小试牛刀
03
3.通过液滴移动法探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如下图所示(以发芽种子为例):
装置一中加入NaOH溶液的目的是 ,根据着色液滴移动的距离可测出_____________________的体积。
吸收二氧化碳
呼吸作用消耗的氧气
装置二中着色液滴移动的距离代表____________________________________________________________。
呼吸作用消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
替换为绿色植物的注意事项
设置对照组,将发芽种子替换为煮熟种子的目的是什么
实验前对种子进行了消毒处理,目的是什么
液滴移动法探究细胞的呼吸方式
实验误差的校正
③如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
①如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。(不能灭菌)
②为防止气压、温度等环境因素引起误差,
应设置对照实验,将所测的生物材料灭活
(如将种子煮熟),其他条件均不变。
3.通过液滴移动法探究细胞呼吸的方式
考点三:细胞呼吸类型的判断及相关计算
实验结果 装置一液滴 装置二液滴 结论
结果一 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
结果二 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
结果三 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
结果四 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
小试牛刀
(2019年甘肃兰州月考)在科学研究中常用呼吸熵(RQ=释放CO2的体积÷消耗O2的体积)表示生物用于有氧呼吸能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图所示。关闭活塞,在25 ℃下经20 min后读出刻度管中着色液移动的距离。刻度管的横截面积为1mm2。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y(mm)。x和y值反映了容器内气体体积的减少。下列相关说法中错误的是( )
A.装置1中放入NaOH溶液的目的是吸收种子细胞呼吸释放的CO2
B.x代表消耗O2的体积,y代表释放CO2的体积
C.发芽种子中可能含有脂质类物质参与细胞呼吸
D.如果要测定已经长出真叶的幼苗的呼吸熵,需要将装置放在黑暗处
B
小试牛刀
较难可删
44
04
1、内部因素——
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
2、外部因素——
温度、O2、CO2、H2O等
遗传因素(决定酶的种类和数量)
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
04
(1)影响(如图):温度通过影响 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。
酶的活性
(2)应用:
①零上低温储存食品。
②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。
(减少有机物的消耗)
③温水和面发得快。
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
温度
04
氧气浓度
呼吸速率
O
氧气浓度对有氧呼吸速率的影响
氧气浓度
呼吸速率
O
氧气浓度对无氧呼吸速率的影响
一定范围内,有氧呼吸随氧气浓度升高而增大,但氧浓度达到一定值时,不再增加(底物的量或酶的量限制)。
无氧呼吸随氧浓度增加而受抑制,氧浓度达到一定值时,被完全抑制。
由曲线可知,O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸有抑制作用。
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
氧气
04
氧气
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
①氧气浓度为0时
只进行无氧呼吸,无氧呼吸速率最大
②氧气浓度0~10%时
有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,
有氧呼吸速率增大,无氧呼吸速率减小。
③氧气浓度大于10%
细胞只进行有氧呼吸
04
氧气
④ R点:O2浓度=5%时,有机物消耗 。
最少
R
此时总呼吸作用强度最弱
→应用:低氧储存粮食、水果和蔬菜。
B
⑤ B点:有氧呼吸产生的CO2=无氧呼吸产生的CO2
此时:无氧呼吸消耗的葡萄糖:有氧呼吸消耗的葡萄糖=3:1
原因:低氧条件下,无氧呼吸受到抑制,且因O2不足,有氧呼吸强度也较低
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
04
应用:
①板结的土壤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低氧储存粮食、水果和蔬菜。
④选用透气的消毒纱布包扎伤口。
⑤提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生 。
⑥稻田定期排水,防止 中毒,烂根死亡。
乳酸
酒精
防止破伤风芽孢杆菌(厌氧菌)增殖
利于吸收矿质离子
氧气
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
04
CO2浓度
(1)CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会____
(填“促进”或“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。
抑制细胞呼吸,减少有机物消耗
抑制
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
04
含水量
(1)一定范围内,细胞中自由水含量越多,代谢越
____,细胞呼吸越强。
(2)应用:
①粮食储存前要进行晒干处理。(降低自由水含量)
②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
旺盛
小结:
蔬果储存:
零上低温、低氧、湿度适中
种子储存:
零上低温、低氧、干燥
考点四:细胞呼吸的影响因素及其应用
04
【2021年湛江二模】细胞呼吸的原理在生产和生活中得到了广泛的应用。下列有关叙述错误的是( )
A.包扎伤口时选用透气的创可贴,可抑制厌氧微生物的繁殖,利于伤口愈合
B.及时给花盆里板结的土壤松土,利于植物根系生长和对无机盐离子的吸收
C.现代发酵工业中生产青霉素、味精等产品时利用的是微生物的细胞呼吸
D.利用麦芽、粮食、酵母菌及发酵罐等,在氧气充足情况下可生产各种酒
D
牛刀小试
(2018·安徽合肥质检)研究小组通过实验探究适宜温度条件下,氧气浓度变化对某植物细胞呼吸的影响,结果如图所示。据图分析错误的是( )
A.氧气浓度为C时该植物呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸
B.欲让该植物贮存更长时间最好选择R点对应的氧气浓度
C.R点时细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体的基质
D.欲测定呼吸作用强度,一定需要遮光处理
C
牛刀小试
下图表示某植物幼根的细胞呼吸过程中,O2的吸收量和CO2的释放量随环境中O2浓度的变化而变化的曲线,其中线段XY=YZ,则在氧浓度为a时说明正确的是( )
C
A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多
B.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等
C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
D.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多
牛刀小试
呼吸熵又称气体交换率(简称RQ),指生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比或摩尔数之比(即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。甲图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系,乙图是酵母菌在不同氧气浓度下的两种细胞呼吸类型和二氧化碳生产量,据图分析判断,以下叙述正确的是( )
A.乙图中的R点可对应甲图中的c点,此时酵母菌消耗的葡萄糖最少
B.甲图中呼吸熵越大,酵母菌细胞进行对应乙图的Ⅰ呼吸越弱,Ⅱ呼吸越强
C.乙图中的B点时,酵母菌进行Ⅰ呼吸和Ⅱ呼吸消耗的葡萄糖量相等(已知RB=BC)
D.甲图中的c点可对应乙图的D点,此时及之后细胞呼吸强度将不随氧气浓度变化而变化
B
牛刀小试
(1) 有氧呼吸:
总反应方程式:
①第一阶段:
②第二阶段:
③第三阶段:
(2) 无氧呼吸:
①酒精发酵总方程式:
②乳酸发酵总方程式:
a.酒精发酵第一阶段:
b.酒精发酵第二阶段:
C6H12O62丙酮酸+4[H]+能量
2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量
24[H]+6O212H2O+能量
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