专题29 植物的呼吸作用（讲义）-山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境考纲讲练测》，严格依据山东省普通高校对口考试大纲（专业课）现代农艺类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省现代农艺类 《植物生产与环境考纲讲练测》 专题29 植物的呼吸作用 讲义 [考点解读] 1.了解呼吸作用的场所。 2.了解呼吸作用的基本过程。 3.理解影响呼吸作用的因素。 4.理解呼吸作用的意义。 5.掌握呼吸作用在农业生产中的应用。 6.理解光合作用和呼吸作用的关系。 [思维导图] [知识梳理] 一、呼吸作用的概念 生物的一切活动都需要能量，能量来源于糖类、脂类和蛋白质在体内的氧化，即靠呼吸作用来提供能量。呼吸作用是指生活细胞内的有机物质在一系列酶的作用下，逐步氧化分解、同时放出能量的过程。 (一)呼吸作用的类型 植物的呼吸作用可分成有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。 1.有氧呼吸 有呼吸是指生活细胞利用分子氧(O2)，将某些有机物彻底氧化分解,形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。有氧呼吸是高等植物呼吸的主要形式，通常所说的呼吸作用，主要是指有氧呼吸。呼吸作用中被氧化分解的有机物质称为呼吸基质。一般来说、淀粉、 葡萄糖、果糖、蔗糖等糖类是最常见的呼吸基质。以葡萄糖作为呼吸基质为例,其有氧呼吸的总反应式可表示为： 2.无氧呼吸 无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下，将某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。这个过程在微生物中常称为发酵，如酒精发酵、乳酸发酵等。 酒精发酵是指酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖产生酒精的过程，如甘薯、苹果、香蕉贮藏久了，稻种催芽时堆积过厚，都会产生酒味，其反应式可表示为: 乳酸发酵是指乳酸菌在无氧条件下产生乳酸的过程。如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚和贮饲料在进行无氧呼吸时就产生乳酸，其反应式可表示为: (二)呼吸作用的意义 呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在以下3个方面。 1.为植物生命活动提供能量 除绿色细胞可直接利用光能进行光合作用外，其他生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。呼吸作用将有机物生物氧化（有机物质在生物体内的氧化作用），使其中的化学能以ATP形式贮存起来。当ATP在酶的作用下分解释放出能量，以满足植物体内各种生理过程对能量的需求时，未被利用的能量转变为热能散失。呼吸放热，可提高植物体温，有利于种子萌发、幼苗生长、开花传粉等。 2.中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 呼吸作用在分解有机物的过程中产生的中间产物，如丙酮酸、酮戊二酸、苹果酸都是进一步合成植物体内新的有机物的物质基础。当呼吸作用发生改变时，中间产物的数量、种类也随之改变，从而影响其他物质代谢。 3.在植物抗病免疫方面有重要作用 在植物和病原微生物的相互作用中，植物依靠呼吸作用氧化分解病原微生物所分泌的毒素，以消除毒害。植物受伤或受到病菌侵染，也通过旺盛的呼吸作用，促进伤口愈合，加速木质化或栓质化，以减少病菌的侵染。此外，呼吸作用的加强可促进具有杀菌作用的绿原酸、咖啡合成酸等物质的合成，以增强植物的免疫能力。 二、呼吸作用的主要过程 植物的呼吸作用有多种途径，当其中一条途径受阻，可以通过其他途径来维持正常的呼吸作用，这是植物在长期的进化中形成的适应现象。这里主要介绍糖酵解和三羧酸循环过程。 (一)糖酵解 糖酵解是指葡萄糖在细胞质内经过一系列酶的催化作用，脱氢氧化，逐步转化为丙酮酸的过程。在无氧条件下，丙酮酸进行酒精发酵、乳酸发酵；在有氧条件下，丙酮酸则进入三羧酸循环。 (二)三羧酸循环 在有氧条件下，丙酮酸在酶和辅酶的作用下，首先经过一次脱氢和脱羧，并和辅酶A结合形成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A和草酰乙酸作用形成柠檬酸(含有1个羟基、3个羧基)，这样反复循环。 糖酵解和三羧酸循环过程中共生成38个ATP，消耗2个ATP，净积累36个ATP，约占释放总能量的67.6%，其余的热量散失。它们形成的一系列重要中间产物是合成脂肪、蛋白质的重要原料。ATP是植物体内重要的高能化合物，化学名称是三磷酸腺苷。其中，A代表腺苷，T代表“三”，P代表磷酸。分子式可以简写成A-P～P～P，“～”代表高能磷酸键。ADP化学名称是二磷酸腺苷，其中的D代表“二”。ATP脱磷酸变成ADP，并放出能量供植物体内各种活动所需，如原生质的运动，水和矿质离子的吸收，有机物质的合成、运输和转化等。 (三)电子传递和氧化磷酸化 糖酵解和三羧酸循环中所产生的NADH和H+不能直接与游离的O2结合，需要经过呼吸链传递后，才能与O2结合。所谓呼吸链就是呼吸代谢中间物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。 氧化磷酸化是指发生在真核细胞的线粒体内膜或原核生物的细胞质中，将有机物在体内氧化时释放的能量通过呼吸链供给ADP与无机磷酸合成ATP的过程。 植物的呼吸过程中能量是逐步释放的，这对维持植物体一定的体温和进行各种生理活动都非常有利。糖酵解和三羧酸循环是一系列复杂的酶促反应。在反应过程中形成的一系列重要的中间产物，有的是合成脂肪的物质(如磷酸二羟丙酮)，有的是合成蛋白质的原料(如丙酮酸、a-酮戊二酸)。这样，植物体内的糖类、脂肪、蛋白质和核酸的代谢通过呼吸作用联系起来了。因此，呼吸作用被称为植物体内有机物代谢的枢纽。 三、影响呼吸作用的因素 呼吸作用的强弱常用呼吸强度来表示。呼吸强度是指单位时间内，单位植物材料干重或鲜重所放出的CO2质量（或体积）或所吸收的O2质量（或体积）。常用单位是mg/(g·h)。 (一)温度 温度主要是影响呼吸酶的活性。大多数植物的呼吸作用的最低温度在-10℃，最适温度为25～35℃，最高温度为35～45℃。 (二)水分 细胞含水量对呼吸作用影响很大。禾谷类种子在风干状态（含水量11％～12％），呼吸微弱；当含水量超过15％时，呼吸作用加强。但植物的其他器官如根、叶等，当其萎蔫时，呼吸反而加强。 (三)O2和CO2浓度 大气含氧量通常在21％作用，当减少至5％～8％时，植物的呼吸显著减弱。CO2是呼吸作用的产物，空气中CO2浓度增高时，呼吸作用减弱。 四、呼吸作用与植物生产 (一)呼吸作用与粮油种子贮藏 贮藏粮油种子的原则是保持“三低”，即降低种子的含水量、环境温度和含氧量。一般来说，当谷类种子含水量为12%～14%，油料种子含水量为7%～9%时，呼吸作用很微弱;粮油种子以较低温度贮藏，可减弱呼吸作用并抑制微生物的活动，使贮藏时间延长;若能适当增加空气中CO2含量、降低02含量，便可减弱呼吸消耗，延长贮藏时间。 (二)呼吸作用与多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜 多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜原则是在尽量避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气成分，降低呼吸消耗，使果实和蔬菜保持新鲜状态。生产上常通过降低温度来推迟呼吸高峰的出现，达到贮藏、保鲜的目的。贮藏期间相对湿度保持在80%～90%，有利于推迟呼吸高峰的出现。降低02浓度，增高CO2浓度，大量增加N2的浓度，可抑制呼吸作用及微生物活动，延长贮藏时间。 (三)呼吸作用与作物栽培 作物栽培中的许多措施都是为了保证作物呼吸作用正常进行，如水稻浸种催芽时用温水淋种和时常翻种、水稻育秧采用湿润育种、作物的中耕松土等。 五、光合作用和呼吸作用的关系 [背诵环节] 1.简述呼吸作用的意义。 【答案】为植物生命活动提供能量； 中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料； 在植物抗病免疫方面有重要作用。 2.简述糖酵解的过程。 【答案】葡萄糖在细胞质内经过一系列酶的催化作用，脱氢氧化，逐步转化为丙酮酸的过程。 3.简述呼吸作用的概念。 【答案】生活细胞内的有机物质在一系列酶的作用下，逐步氧化分解、同时放出能量的过程。 4.多汁果蔬贮藏保鲜的原则是什么？ 【答案】在尽量避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气成分，降低呼吸消耗，使果实和蔬菜保持新鲜状态。 [常考题] 1.最常见的呼吸基质是（ ） A.糖类 B.脂肪 C.氨基酸 D.蛋白质 【答案】A 2.呼吸作用的最适温度是（ ） A.20～30℃ B.25～35℃ C.30～40℃ D.35～45℃ 【答案】B 3.植物生活细胞的呼吸作用（ ） A.只在白天进行 B.白天夜晚都进行 C.只在夜晚进行 D.白天夜晚都不进行 【答案】B 4.对具有呼吸高峰的果实，贮藏期的关键措施是（ ） A.促进呼吸高峰的出现 B.等待高峰的出现 C.推迟高峰的出现 D.以上都不对 【答案】C 5.粮堆发热原因是（ ） A.种子呼吸作用引起 B.微生物活动引起 C.环境温度高引起 D.人为活动引起 【答案】A 6.酒精发酵和乳酸发酵属于（ ） A.无氧呼吸 B.有氧呼吸 C.光合作用 D.光合磷酸化 【答案】A [高考真题] 1.植物有氧呼吸和无氧呼吸都要经过的反应阶段是（ ） A.糖酵解 B.三羧酸循环 C.酒精发酵 D.乳酸发酵 【答案】A 2.植物呼吸作用过程中，三羧酸循环的场所是（ ） A.细胞质 B.叶绿体 C.线粒体 D.过氧化体 【答案】C 3.ATP是植物体内重要的高能化合物，其分子式可以简写为（ ） A.A-P～P～P B.A-P～P～P C.A-P～P～P D.A-P～P～P 【答案】A 4.有氧呼吸、无氧呼吸和光合作用等生理活动共同具有的现象是（ ） A.分解匍萄糖 B.产生ATP C.释放氧气 D.吸收二氧化碳 【答案】B 5.植物体内可以把糖类、脂肪及蛋白质代谢联系起来的枢纽是（ ） A.光合作用 B.呼吸作用 C.蒸腾作用 D.原初反应 【答案】B 6.下列选项中，属于有氧呼吸和无氧呼吸共同点的是（ ） A.都产生氧气 B.都产生酒精 C.都是酶促反应 D.都在线粒体发生 【答案】C 7.植物开始发生萎蔫时，其叶片的呼吸强度（ ） A.减弱 B.加强 C.停止 D.无变化 【答案】B 8.贮藏期间，导致苹果产生酒精气味的原因是（ ） A.后熟作用 B.蒸腾作用 C.有氧呼吸 D.无氧呼吸 【答案】D 9.葡萄糖转化为丙酮酸的过程是（ ） A.糖酵解 B.三羧酸循环 C.呼吸作用 D.光合作用 【答案】A 10.作物有氧呼吸和无氧呼吸的共同点是（ ） A.都需要氧气 B.产物都是C02和H20 C.反应场所都是线粒体 D.都有能量释放 【答案】D [课堂练习] 1.植物呼吸作用的主要生理意义是（ ） A.提供能量 B.贮存能量 C.合成有机物 D.提高抗病能力 【答案】A 2.为推迟呼吸高峰的出现，果蔬贮藏期间相对湿度应保持在（ ） A.60%以下 B.60%～70% C.70～80% D.80%～90% 【答案】D 3.高等植物呼吸主要形式的是（ ） A.无氧呼吸 B.酒精发酵 C.有氧呼吸 D.乳酸发酵 【答案】C 4.甘薯贮藏久了产生酒味，是发生了（ ） A.乳酸发酵 B.酒精发酵 C.光合作用 D.氧化磷酸化 【答案】B 5.呼吸作用释放的能量主要储存于（ ） A.蛋白质 B.葡萄糖 C.脂肪 D.ATP 【答案】D 6.关于能量，下列说法正确的是（ ） A.有氧呼吸释放能量少 B.无氧呼吸释放能量较少 C.两者释放能量一样多 D.无氧呼吸释放大量能量 【答案】B 7.对于多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜措施错误的是（ ） A.降低湿度 B.降低温度 C.减低氧气浓度 D.提高二氧化碳浓度 【答案】A 8.大多数植物呼吸作用的最适温度（ ） A.-10℃ B.25～35℃ C.40～50℃ D.50℃以上 【答案】B 9.简述影响呼吸作用的因素。 【答案】(一)温度 温度主要是影响呼吸酶的活性。 (二)水分 细胞含水量对呼吸作用影响很大。 (三)O2和CO2浓度 CO2是呼吸作用的产物，空气中CO2浓度增高时，呼吸作用减弱。 10.简述呼吸作用在农业生产中的应用。 【答案】(1)呼吸作用与粮油种子贮藏 贮藏粮油种子的原则是保持“三低”，即降低种子的含水量、环境温度和含氧量。 (2)呼吸作用与多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜 多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜原则是在尽量避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气成分，降低呼吸消耗，使果实和蔬菜保持新鲜状态。 (3)呼吸作用与作物栽培 作物栽培中的许多措施都是为了保证作物呼吸作用正常进行。 [课堂小结] 一、呼吸作用的概念 (一)呼吸作用的类型 (二)呼吸作用的意义 二、呼吸作用的主要过程 (一)糖酵解 (二)三羧酸循环 (三)电子传递和氧化磷酸化 三、影响呼吸作用的因素 (一)温度 (二)水分 (三)O2和CO2浓度 四、呼吸作用与植物生产 (一)呼吸作用与粮油种子贮藏 (二)呼吸作用与多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜 (三)呼吸作用与作物栽培 五、光合作用和呼吸作用的关系 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $