内容正文:
第三单元细胞的能量供应和利用
第12讲 细胞呼吸的呼吸方式和有氧呼吸
考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
考点三 影响细胞呼吸的外界因素及其应用
考点二 细胞呼吸的类型及过程
一、探究酵母菌的呼吸方式
探究问题:酵母菌在有氧和无氧的条件下氧化分解葡萄糖的产物分别是什么?
自变量? 因变量?
无关变量:
酵母菌的特点P90
有无氧气
呼吸作用的产物
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
酒精检测
酸性重铬酸钾溶液
灰绿色
黄色
温度、酵母菌活性,葡萄糖的浓度
CO2检测
蓝色
绿色
橙色
异养兼性厌氧型
1.甲组通气并用NaOH 除去 ,保证澄清石灰水变浑浊是
2.乙装置(B瓶)需要 ,消耗完B瓶中的氧气,再连接澄清石灰水,保证
3.A、B瓶中先加入等量的加热煮沸后冷却的葡萄糖溶液,再接种等量的酵母菌,其中煮沸冷却的目的是?
保证O2充分供应
煮沸的主要目的是灭菌,排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。除去溶液中的氧
空气中得CO2
酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致
密封放置一段时间
使澄清石灰水变浑浊的CO2是无氧呼吸产生的
浓度
实验结果
有氧组比无氧组浑浊
无氧组出现灰绿色
酵母菌有氧条件和无氧条件下都产生CO2。且有氧条件时产生的CO2比无氧条件产生的多。
无氧条件下产生酒精。
实验结论
描述自变量对因变量的影响
本次实验,设置了 和 两种条件,分成两个实验组,探究酵母菌在 条件下细胞呼吸的方式,这两个实验组的结果都是未知的,通过 可以看出 对细胞呼吸的影响,这种实验称之为 .
小结
有氧
无氧
不同氧气
对比
氧气
对比实验
无对照组
A:正常植株+保留顶芽
B:正常植株+去掉顶芽
侧芽生长受到抑制
侧芽—侧枝
对照组
实验组
对照实验——空白对照
对比实验——相互对照
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.若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则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.若C瓶和E瓶中溶液都变浑浊,不能据此判断酵母菌的呼吸方式
1.下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,有关叙述正确的是 ( )
C
A 对比实验,没有实验组,对照组之分
灰绿色
(2025·甘肃卷,T4)运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是( )
A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴,加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀
B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合,通过吸附作用显示紫色
C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合,通过化学反应形成橘黄色
D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应,变成灰绿色
D
与肽键发生络合反应
苏丹Ⅲ亲脂染料,能够进入脂肪滴
一、细胞呼吸的概念:
是指有机物在细胞内经过一系列的 ,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成 的过程
发生场所:
实质:
底物:
产物:
释放能量去向:
活细胞内
分解有机物,释放能量
有机物(包括 、 、 ;
其中最主要的是糖类中的 。)
无机物 : 和 。
小分子有机物: 或 。
ATP、热能
糖类 脂肪 蛋白质
葡萄糖
CO2 H2O
酒精 乳酸
氧化分解
ATP
考点二 细胞呼吸的类型及过程
二、有氧呼吸:
(1)概念:指细胞在氧的参与下,通过多酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,产生大量ATP的过程。
(2)主要场所——线粒体
内膜、基质有与有氧呼吸有关的酶
为何?
(3)总反应式
C6H12O6 + 6H2O+6O2
6CO2 + 12H2O+能量
酶
双层膜,内膜向内弯折成脊,基质中含有少量核酸、酶。能被健那绿染液(活性)染成蓝绿色,可定向运动到代谢旺盛的部位
反应式
场所
条件
C6H12O6
酶
2C3H4O3+ 4[H]+能量 细胞质基质
①
不需要氧的参与
不需要氧直接参与
需要氧的参与
24[H]+ 6O2
酶
12H2O+ 能量 线粒体内膜
③
(4)有氧呼吸全过程
[H] P93 p103
5.物质和能量的转变?
2C3H4O3+6H2O
酶
6CO2+ 20[H]+能量 线粒体基质
②
P65
有氧呼吸中的能量转换:
有机物中稳定的化学能
热能
ATP中的活跃的化学能
糖酵解
柠檬酸循环
电子传递链
第一、二阶段产生的[H]均用于第三阶段与O2形成H2O(无积累)
丙酮酸、[H] H2O O2
①有氧呼吸过程中各种元素的转移途径?
②有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生?其去向?
③有氧呼吸过程中哪些物质是由细胞质基质转运到线粒体的?为什么葡萄糖不能进入线粒体?
给某植物标记18O2,CO2中的O2有18O标记吗
线粒体膜上没有转运葡萄糖的载体
④有机物在体外燃烧与有氧呼吸的异同
C6H12O6 + 6H2O+6O2
6CO2 + 12H2O+能量
酶
同:都是物质氧化分解、都产生CO2等产物,都释放能量
异:有氧呼吸在温和条件下进行,能量经过一系列的化学反应逐步释放,有一部分能量储存在ATP中
意义:保证有机物中的能量得到充分利用
关键能力·重难探究
P65
有氧呼吸中电子传递链(也称呼吸链)是指在线粒体内膜上由一系列复合物(I、II、III、IV)组成的将电子(e-)传递到分子氧的”轨道“
糖酵解(有氧呼吸第一阶段)和丙酮酸氧化过程(有氧呼吸第二阶段) 中生成的[H]是在线粒体内膜上继续氧化的。[H]在酶的催化下释放电子和H+,电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊点捕获和传递,最终与02、H+结合,生成了 H20,
而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的 H+泵入内膜和外膜的间隙,构建了跨膜的H+浓度梯度。最终,H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质,推动ATP的合成。
电子供体:
电子受体:
NADH
琥珀酸
O2
合成ATP 的动力:
H+浓度差
呼吸链:线粒体内膜用H+浓度差来合成ATP ,
H+的浓度差建立的能量来自有机物分解
线粒体外模
琥珀酸
延胡酸
关键能力·重难探究
P65
三
Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
有氧呼吸中电子传递链(也称呼吸链)是指在线粒体内膜上由一系列复合物(I、II、III、IV)组成的将电子(e-)传递到分子氧的”轨道“
1.下图是真核细胞中的电子传递及相关过程,图中A、B、C、D是四种蛋白质复合体,在电子传递过程中功能各不相同。下列说法正确的是( )
C
A.该电子传递及相关过程能产生大量ATP,只能发生在线粒体里,原核细胞内不可以发生
B.四种复合体功能虽然不同,但结构相同
C.在不同温度条件下,图中膜的流动性会有差异,这主要与磷脂分子的疏水端相关
D.NADH代表还原型辅酶Ⅱ,既是能量的载体又是还原性物质
1. (2024·江苏卷·6,2分)图中①~③表示一种细胞器的部
分结构。下列相关叙述错误的是( )
C
p66
2. (2023·广东卷·7,2分)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反
应物的是( )
A
A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳
23.(2025·河北14)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析错误的是( )
A.线粒体中的[H]可来自细胞质基质
B.突变体中有氧呼吸的第二阶段增强
C.突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻
D.突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强
B
24人错
24.(2025·甘肃3)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A.状态3呼吸不需要氧气参与
B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D.相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
C
NADH为可氧化底物时需要O2
NADH为可氧化底物时在线粒体内膜
葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解
26人错
1.(2025·云南·高考真题)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。下列说法错误的是( )
A.缓冲液可以用蒸馏水代替 B.匀浆的目的是释放线粒体
C.差速离心可以将不同大小的颗粒分开
D.该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
A
4.(2025·河南卷·高考真题)甜菜是我国重要的经济作
物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影
响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发
挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述
正确的是( )
A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气
B.低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生
成速率
C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP
最多的阶段
D.呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会
增加甜菜产量
B
5.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)黑暗条件下,叶
绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和Pi
的过程示意图如下。其他条件
均适宜,下列叙述正确的是( )
A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无需与NTT结合
B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输
C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生
D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止
D
6.(2024·安徽卷·3,3分)细胞呼吸第一阶段包含
一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个
关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP 会增多。当
ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1 发生竞争性结
合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细
胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( )
A.在细胞质基质中,PFK1 催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1与ATP 结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1 活性的调节属于正反馈调节
D.运动时肌细胞中AMP与PFK1 结合增多,细胞呼吸速率加快
D
思考:1.无氧呼吸第一阶段产生的[H] 有什么作用?
2.无氧呼吸释放的能量为什么少?
(3)过程:
C6H12O6 2C3H4O3+ 4[H]+能量
酶
第一阶段:
第二阶段:
2C3H4O3 + 4[H] 2C2H5OH + 2CO2
酶1
2C3H4O3 + 4[H] 2C3H6O3
酶2
酒精
乳酸
三、无氧呼吸:
(2)进行场所:
细胞质基质
(1)概念:
在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程
无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量
还原丙酮酸,生成酒精和CO2或生成乳酸
葡萄糖氧化分解不彻底,大部分能量存留在酒精或乳酸中
(4)无氧呼吸总反应式:
酶
2C2H5OH + 2CO2 +
少量能量
C6H12O6
产生酒精:绝大多数植物细胞、酵母菌无氧呼吸
产生乳酸:动物、马铃薯块茎、甜菜的块根、 玉米的胚细胞、乳酸菌
酶
2C3H6O3 +
少量能量
C6H12O6
思考:无氧呼吸产物不同的直接原因?根本原因?
不同生物:
同一生物不同细胞:
直接原因:
根本原因:
不同生物细胞内催化无氧呼吸的酶不同
编码无氧呼吸第二阶段所需的酶的基因不同
基因选择性表达
微生物的无氧呼吸叫做发酵
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
产物
能量
特点
相同点 过程
实质
意义
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需O2、多种酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
大量
少量
有机物彻底分解,能量完全释放
有机物没有彻底分解,能量没完全释放
第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同
氧化分解有机物,释放能量,产生ATP
为生物体生命活动提供能量,生物体代谢的枢纽P94
不需O2、多种酶
归纳1.有氧呼吸与无氧呼吸的异同
归纳2.
比较有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源与去路
来 源 去 路
有氧呼吸 无氧呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸
[H] ____________ _______ ___________
ATP ______________ ________________ __________________
葡萄糖、水
葡萄糖
还原丙酮酸
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
用于各项生命活动(除了暗反应C3的还原)
与O2结合生成H2O
1.(21)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如题图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题:
(1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常,代谢物X是______________。
(2)过程⑤中酶B的名称为____________,使用它的原因是____________________。
(3)过程④将代谢物X消耗,对内环境稳态的作用和意义是____________________。
p66
有氧
乳酸(C3H6O3)
过氧化氢酶
催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害
避免代谢产物的积累,维持细胞内的pH,是机体进行正常生命活动的条件
1.无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中( )
2.无氧呼吸释放的能量主要以热能的形式散失了( )
3.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下,细胞呼吸产生的CO2体积多于吸收的O2的体积( )
4.乳酸菌、破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞、蛔虫等只能进行无氧呼吸( )
5.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了( )
6.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与( )
7.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气( )
8.过保质期的酸奶常出现胀袋现象是由于乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的( )
√
√
×
√
×
×
√
×
9.细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽( )
√
1.酵母菌在有氧和无氧条条件下均能够繁殖( )
2.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能够在肝脏中再次转化为葡萄糖( )
3.在癌细胞呼吸作用过程中有少量葡萄糖在线粒体中被利用( )
4.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累( )
×
√
×
×
5.叶绿体中可发生CO2→C3→C6H12O6,在线粒体中则会发生C6H12O6→C3→CO2 ( )
6.叶绿体能通过光合作用合成葡萄糖,线粒体可以通过有氧呼吸分解葡萄糖( )
×
×
7.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体( )
8.线粒体是人体细胞产生CO2的唯一场所 ( )
×
×
9.ATP和[H]在叶绿体中随水的分解而产生,在线粒体中随水的生成而产生( )
×
重点突破1
有氧呼吸与无氧呼吸各物质的关系比(以葡萄糖为底物)
6CO2 +12H2O+能量
酶
C6H12O6+6O2+6H2O
2C2H5OH + 2CO2 +
能量
酶
C6H12O6
当有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时
①吸收O2:产生的CO2之和=
3:4
②有氧呼吸产生的CO2:酒精发酵产生的CO2=
1:3
当有氧呼吸和酒精发酵产生的CO2相同时
有氧呼吸消耗的葡萄糖:酒精发酵消耗的葡萄糖=
3:1
重点突破2
判断细胞呼吸方式的三大依据
真核细胞
或有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
2C2H5OH + 2CO2 +
能量
酶
C6H12O6
2C3H6O3 +能量
酶
C6H12O6
6CO2 +12H2O+能量
酶
C6H12O6+6O2+6H2O
脂肪分子中氧的含量远远少于糖,而氢的含量多于糖
A.氧浓度为a时只进行有氧呼吸
B.b值对应的氧浓度为零
C.氧浓度为c时,经有氧呼吸产生的CO2为6 mol
D.氧浓度为d时,有1/3的葡萄糖用于酒精发酵
1.有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO2的量如下表所示:下列叙述错误的是 ( )
D
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 30 mol 9 mol 12.5 mol 15 mol
产生酒精的量 0 mol 9 mol 6.5 mol 6 mol
酒精生成量为6 mol,故无氧呼吸消耗的葡萄糖为3 mol,产生的CO2为6 mol。那么有氧呼吸产生的CO2为15-6=9(mol),消耗的葡萄糖为9/6=1.5(mol)。因此,应有3/(3+1.5)=2/3的葡萄糖用于酒精发酵
甲,只进行无氧呼吸,产生ATP最少
丁,只进行有氧呼吸
乙、丙,差值为无氧呼吸产生的CO2
重点突破3 不明确呼吸熵内涵,误认为所有细胞呼吸熵均≥1
①若RQ>1,表明CO2释放量>O2吸收量,应为无氧呼吸、有氧呼吸并存,且无氧呼吸也产生CO2。
②若RQ=1,则细胞只进行有氧呼吸且呼吸底物为葡萄糖。
③若RQ<1,则细胞中O2吸收量大于CO2释放量,表明此时呼吸底物可能有“脂质”(因脂质氧化分解时耗氧量较大)。
呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强
呼吸熵(RQ),RQ=放出的CO2量/吸收的O2量,
由于细胞呼吸底物不同,呼吸状况不同,其RQ值也不同;
2.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过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中,正确的是 ( )
细胞呼吸方式的判断
B
呼吸熵越大,细胞有氧呼吸越弱,无氧呼吸越强,B点氧分压大于A点,B点呼吸熵小于A点,故B点有氧呼吸强度大于A点;C点时只进行有氧呼吸,有机物消耗较快,不利于产品的保存;C点以后呼吸熵为1,细胞只进行有氧呼吸,在一定范围内,随着氧分压的增大,细胞呼吸强度仍会加强。
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,细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
2.装置2中着色液滴移动的距离代表
实验原理
1.装置1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
液滴移动法探究细胞的呼吸方式
重点突破4
无O2消耗
O2消耗=CO2释放
一不移
一左移
消耗O2
二不移
二右移
O2消耗 < CO2释放
O2消耗 > CO2释放
二左移
呼吸作用释放的二氧化碳和消耗的氧气的体积的差值。
植物组织呼吸方式的探究
(1)实验设计欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例):
装置一液滴不动,装置二液滴不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
装置一液滴不动,装置二液滴右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
装置一液滴左移,装置二液滴右移
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
装置一液滴左移,装置二液滴不动
装置一液滴左移,装置二液滴左移
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
存在脂质(如:脂肪)的氧化分解
技法提升3
吸收CO2
无O2消耗
O2消耗=CO2释放
一不移
一左移
消耗O2
二不移
二右移
O2消耗 < CO2释放
O2消耗 > CO2释放
二左移
油菜种子在萌发过程中,种子干重有所增加,导致干重增加的主要元素是________。
校正装置
微生物和环境因素
(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置进行 ,所测种子进行 处理。
(2)若选用绿色植物作实验材料,需将整个装置进行
为使实验结果精确,还应设置物理误差的校正装置。校正由于温度气压等造成的液滴移动
校正装置与 相比,不同点是用“ ”代替“ ”,其余均相同。
煮熟的种子(灭菌)
发芽的种子
装置二
灭菌
消毒
遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
实验误差的校正
装置三
(1)一左移5,二不移动,三左移1,发芽种子进行 呼吸,强度是 。
(2)一左移5,二不移动,三右移1,发芽种子进行 呼吸,强度是 。
(3)若欲用装置一测定光合速率,则需要对装置一进行怎样的改造?
有氧
4
有氧
6
发芽种子
幼苗
NaOH
NaHCO3(CO2缓冲剂)
①黑暗中,液滴 移,表示 。测量 的强度
②光照下,液滴 移,表示 。测量 的强度
①与②相加,表示 ,即 。
左
O2消耗量
呼吸作用
右
O2释放量
净光合作用
O2产生量
实际(总)光合速率
维持CO2浓度相对稳定
4. (2025·江苏盐城调研)某研究小组为了探究酵母菌
的细胞呼吸方式,设计了如图的实验装置(实验中微
生物均有活性,瓶内充满空气)。下列叙述错误的是
( )
A
细胞呼吸的影响因素及应用
(1)两品种油菜根系细胞产生丙酮酸的场所是
,对照组的处理是 。
(2)据图分析,对照组两品种油菜根系细胞 (填“存在”或“不存在”)无氧呼吸,依据是
17.(11分)洪水、灌溉不均匀等情况极易使植株根系供氧不足,造成低氧胁迫。某实验小组利用水培技术探究低氧胁迫对两个油菜品种(甲、乙)根部细胞呼吸的影响,实验结果如图所示。回答下列问题:
(3)低氧胁迫下,丙酮酸转变为酒精的过程中 (填“能”或“不能”)生成ATP。实验结果表明,低氧胁迫条件下,品种 体内催化丙酮酸形成酒精的酶的活性更高;品种乙比品种甲更耐低氧胁迫,其原因可能是
(4)低氧胁迫会降低农作物的产量,改善或防止低氧胁迫的措施有
(答出两点即可)。
及时排除积水;及时松土;多施农家(有机)肥,改善土壤板结;改变灌溉方式等(合理即给分)
细胞质基质
正常通气
存在
对照组的两品种油菜根系细胞都产生了酒精
不能
甲
低氧条件下品种乙根系产生的酒精量更少而受到更小的毒害,因而可在低氧条件下存活更久
p95
贵港二模
三、细胞呼吸原理的应用
(1)包扎伤口,需要选用 的消毒纱布或“创可贴”等敷料,抑制破伤风杆菌等厌氧病原菌的 呼吸(繁殖)
(2)利用麦芽、葡萄、粮食和 以及发酵罐等,在控制通气的情况下,可以产生各种酒,利用淀粉、 或谷酸杆菌以及发酵罐,在控制通气的情况下,可以生产食醋或味精
(3)作物栽培过程中需要及时松土的原因?
(4)水稻需定期排水,否则水稻幼根因缺 而变黑、腐烂
透气
无氧
酵母菌
醋酸杆菌
①有利于作物根细胞进行有氧呼吸,利于根细胞通过主动运输吸收无机盐
水稻根细胞无氧呼吸产生酒精,酒精对根细胞幼毒害作用,导致根细胞死亡导致,排水可抑制无氧呼吸,利于根系有氧呼吸
氧
②促进好氧微生物的生长繁殖,增大其对有机物的分解供植物体利用;
③去除杂草是为了:减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争
三、细胞呼吸原理的应用
(5)破伤风是由 引起的。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌容易繁殖。需及时就医,清理伤口,敷药并注射
(6)提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生______。
破伤风杆菌
破伤风抗毒血清
乳酸
异养厌氧型
例3.(全国1卷)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的,回答下列问题:
(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该措施对作物的作用有 。
减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争,
增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用、利于某些微生物的呼吸
种类
不同生
长发育
较低
不同器官
大于
细胞呼吸的影响因素
影响细胞呼吸的外界因素有: 等。
1.温度
1)曲线分析:最适温度时,细胞呼吸最强;
超过最适温度呼吸酶活性降低,甚至变性失活,呼吸受抑制;
低于最适温度酶活性下降,呼吸受抑制。
酶活性→反应速率
2)应用:①栽培中适当增大昼夜温差,减少呼吸作用 有机物的消耗
②低温(零度以上)储存粮食(种子干燥)、水果、蔬菜(适中湿度)
光合作用、呼吸作用都受温度的影响,其中 与 作用 有关的酶对高温更敏感
光合
温度、O2浓度、CO2浓度、含水量
光合作用的最适温度,一般都低于呼吸作用的最适温度
2)O2浓度为 0时,只进行 ,O2浓度低时无氧呼吸占优势,随着O2浓度增大,无氧呼吸减弱,有氧呼吸不断加强,在10%以下进行 ;在10%以上进行 。
1)O2对有氧呼吸有 作用,对无氧呼吸有 作用
促进
抑制
无氧呼吸
无氧和有氧呼吸
有氧呼吸
2.氧气浓度
曲线分析:
3)当O2达一定值后,随着O2浓度的增加,有氧呼吸不再加强,此时受其他因素的限制(如:呼吸酶的数量、温度等)
A
P
B
D
C
应用:粮食、水果蔬菜的储存应该将O2浓度控制在
2)阴影面积代表:
无氧呼吸产生的CO2总量
5%
2.氧气浓度
1)图中各点表示的生物学意义
C点:只有 ,无氧呼吸释放的CO2量;场所?
B点:只有 ,有氧呼吸释放的CO2量=CO2释放总量
P点:
曲线分析:
低氧储存
无氧呼吸
有氧呼吸
CB段
A点?
O2的吸收量=CO2的释放量
产生CO2最少⇒细胞呼吸作用最弱,此时有机物消耗量最少
O2对细胞呼吸的的影响应用
2.耕种时经常松土促进植物根部有氧呼吸,以促进根部对K+、Mg2+等矿物质元素的吸收(主动运输)
6.粮食、水果和蔬菜的保存要求低温、低氧保存,抑制呼吸作用,以减少有机物的消耗
5.无氧发酵时应该严格控制无氧环境
1.选用透气消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸
4.提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸
3.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。
低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温
C
总CO2产生速率
有氧呼吸O2消耗或CO2产生速率
有氧呼吸和无氧呼吸都有
无氧呼吸CO2产生速率或酒精产生速率
只进行有氧呼吸
10月摸底考
B
题.以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述,不正确的是( )
A.甲图中氧含量为a时的情况对应的是乙图中的A点
B.甲图中氧含量为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C.甲图中a、b、c、d四个浓度中,c是最适合贮藏的
D.甲图中氧含量为d时没有酒精产生
(2)应用:在蔬菜、水果保鲜中,增加 浓度(或充入 )可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
CO2
N2
3.CO2浓度
(1)原理: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。
题:密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是?
密封地窖CO2浓度较高,能够抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
(3)应用
①粮食在收仓前要 进行 处理
②干种子萌发前要 进行 处理
晾晒
浸泡
4.含水量
(1)原理:水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点: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缓
②蔬菜水果储存要保持一定湿度
储存粮食(干种子):低温、低氧、干燥
蔬菜水果:低温、低氧、保持一定湿度
题.如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述错误的是( )
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于
30 ℃和35 ℃之间
D.与b点相比,限制c点有氧呼吸速率的因素有 O2浓度和温度
A. O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B. O2浓度低于20%时,30 ℃、35 ℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C
20℃-35℃
1.用透气的纱布包扎伤口可以避免组织细胞缺氧死亡,便于伤口处的组织细胞进行有氧呼吸( )
2.中耕松土、适时排水,就是通过改善氧气的供应来促进作物根系的呼吸作用,以利于作物的生长( )
3.在储存果实、蔬菜时,往往需要采用降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用,减少有机物的消耗( )
4.利用玻璃瓶自制葡萄酒时,需始终保持瓶口密封状态以利于酵母菌发酵( )
5.储存种子时,采用的是低氧、零下低温、保持一定湿度等条件( )
×
√
√
×
×
17.(2025年柳州三模)(9分)在生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,在这些反应中很容易产生活性氧自由基(ROS),如线粒体是细胞内产生ROS的主要场所,ROS过多或过少都会影响细胞的生存。研究发现肺癌细胞中过量的SIRT3会影响线粒体的代谢抑制肿瘤生长,研究人员欲通过实验进一步探讨过表达的SIRT3 通过 ROS对肺癌细胞生存影响的机制,实验结果如图7-2(细胞数量反映细胞增殖能力)。回答下列问题:
(1)图7-1表示动物细胞有氧呼吸过程,其中物质 A、C分别表示 、 。氧气参与过程 (填序号),反应场所是 。
(2)根据图7-2的a、b两组实验可推知ROS 含量增多,肺癌细胞增殖能力 ;该实验的结果表明过表达的 SIRT3 通过 ROS 对肺癌细胞生存的机制可能是
(3)肺癌细胞中过量的 ROS 会引起细胞凋亡,原因之一是 ROS 会 ,
使线粒体膜通透性增强。
丙酮酸
CO2
③
线粒体内膜
增强
过表达的 SIRT3 抑制 ROS 的产生,从而抑制癌细胞增殖
攻击线粒体膜的组成成分磷脂分子
该实验的结果表明过表达的 SIRT3 通过 ROS 对肺癌细胞生存的机制可能是
过表达的 SIRT3 抑制 ROS 的产生,从而抑制癌细胞增殖
结果分析:
抑制ROS产生可以抑制癌细胞的增殖
过表达的SIRT3可以抑制ROS产生,抑制癌细胞的增殖
研究人员欲通过实验进一步探讨过表达的SIRT3 通过 ROS对肺癌细胞生存影响的机制,实验结果如图7-2(细胞数量反映细胞增殖能力)。回答下列问题:
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