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第8讲 细胞呼吸的原理和应用
《一轮复习》
【第8讲 目录P60】
一
探究酵母菌细胞呼吸的方式
二
细胞呼吸的方式及过程
三
细胞呼吸的影响
【习题导入】
（2021·全国·高考真题）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（ ）
A．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
一、探究酵母菌的细胞呼吸方式
酵母菌：一种单细胞真菌，真核生物，有细胞壁，以出芽生殖的方式产生后代，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
在有氧的条件下才能长期存活
需
氧型
在有氧、无氧的条件下都能才能长期存活
在无氧的条件下才能长期存活
异化类型
兼性
厌氧型
厌
氧性
酵母菌
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
（一）实验原理
注意：
1、根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生的多少。
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
（二）实验过程（探究流程）：
1、 提出问题：
2、 作出假设：
3、 设计实验：
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么
针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒可用于酿酒、发面）作出合理的假设。
水和CO2
有氧
产生
无氧
CO2和酒精
产生
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
（二）实验过程（探究流程）：
有氧呼吸装置
3、 设计实验：
确定变量
自变量 细胞呼吸的条件
因变量 细胞呼吸的产物
无关变量
（氧气的有无）
（即产生CO2的多少、是否生成酒精）
温度、pH、营养物质的浓度和总量、酵母菌活性等
如何控制自变量？
（1）有氧条件：
（2）无氧条件：
向装置内泵入空气，保证O2充足
去除氧气后用橡皮塞、石蜡、植物油密封
如何检测因变量？
CO2
酒精
澄清石灰石（浑浊程度）
溴麝香草酚蓝溶液
（蓝→绿→黄的时间）
酸性的重铬酸钾溶液
（橙色→灰绿色）
控制变量→进行实验→检测实验结果→得出结论
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
二、实验过程（探究流程）：
有氧呼吸装置
4.1配制酵母菌培养液（酵母菌+5%葡萄糖溶液）
取20g新鲜的食用菌均分为两份，分别放入锥形瓶A和锥形瓶B中，分别向两瓶中注入240ml质量分数为5%的葡萄糖溶液。
思考：葡萄糖溶液需要煮沸的目的？
目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用的干扰
有氧呼吸装置
4、 进行实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸装置
4.2、检测CO2的产生，实验装置如图所示。
思考：甲、乙两个装置，哪个是有氧装置，哪个是无氧装置？
有氧呼吸装置
有氧呼吸装置
4、 进行实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸装置
甲装置：
（1）将装置甲连通橡皮球的目的：
（2）通过含NaOH溶液的目的：
保证O2的充分供应
清除空气中的CO2，保证通入澄清石灰石的CO2均是酵母菌有氧呼吸产生的
有氧呼吸装置
4.2检测CO2的产生，实验装置如图所示。
有氧呼吸装置
有氧呼吸装置
4、 进行实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸装置
乙装置：
（1）B瓶应先密封放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？
消耗完B瓶中原有的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是酵母菌无氧呼吸产生的
有氧呼吸装置
4.2检测CO2的产生，实验装置如图所示。
有氧呼吸装置
有氧呼吸装置
4、 进行实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式
4.1配制酵母菌培养液
4.2检测CO2的产生，装置如图所示。
4.3检测酒精的产生。
4、 进行实验：
在A、B中各取2ml酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5ml酸性重铬酸钾溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
注意：
无氧呼吸时，葡萄糖也能与酸性的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已耗尽溶液中的葡萄糖，排除干扰。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
项目 澄清石灰水的变化 1、2两试管的变化
甲组（有氧呼吸）
乙组（无氧呼吸）
浑浊程度大且变化快
浑浊程度小且变化慢
无变化（呈现橙色）
5.实验结果
出现灰绿色
6.实验结论
(1)在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的_________；
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生____，还产生少量____
(2)酵母菌在_______________下都能进行细胞呼吸。
有氧和无氧条件
CO2
酒精
CO2
【考点速览 诊断】
(1)“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)( )
提示　先进行有氧呼吸，后进行无氧呼吸。
(2)酵母菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生。(2021·全国甲卷，2B)( )
提示　酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸产生。
(3)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖。(2021·山东卷，12A)( )
(4)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(2021·全国甲卷，2D)( )
×
×
√
√
(1)本实验的自变量是什么？石蜡(油)的作用是什么？空气泵进入乙的空气有什么要求？
(2)实验的因变量是什么？检测的结果是什么？
(3)实验的无关变量有哪些？
自变量是氧气的有无。石蜡(油)的作用是将液体与空气隔绝。空气泵进入乙的空气应除去CO2。
实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多少。
检测的结果是甲中石灰水变浑浊快，丁中石灰水变浑浊慢。
实验的无关变量有酵母菌活性和葡萄糖溶液浓度、温度等因素。
【情境推理·探究】
1.下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。
D
1.(2021·广东卷，9改编)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(下图)。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.甲瓶中葡萄糖浓度越大，产生的乙醇越多
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
【典例·精心深研】
C
2.(2023·武汉质检)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，正确的是 (　　)
A.选择酵母菌为实验材料是因为酵母菌是自养、兼性厌氧型微生物，易于培养
B.通过设置有氧(对照组)和无氧(实验组)的对照，易于判断酵母菌的呼吸方式
C.将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气
D.实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化
【典例·精心深研】
对照实验和对比实验
思考：探究酵母菌细胞呼吸方式，这个实验是不是对照实验？
实验类型 比较项目 对照组 实验组 实验结论 举例
对照实验
对比实验
有
无
有
无
一般是一个
出现多个结论
探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解
探究酵母菌细胞呼吸方式
是。对照实验不仅包括对照组和实验组的对照，还包括多个实验组之间的对比(即通常说的相互对照实验)。所以，对比实验一定是对照实验，因为它符合单一变量原则；但是，对照实验不一定是对比实验，因为它还可能是对照组与单个实验组之间的对照。
二、细胞呼吸的方式及过程
细胞呼吸（也称呼吸作用）：指细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
有氧呼吸：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底的氧化分解，产生二氧化碳和水，并释放大量能量，生成许多ATP的过程。
无氧呼吸：是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化分解，产生二氧化碳或其他产物，释放少量能量，生成少量ATP的过程。
二、细胞呼吸的方式及过程
（一）有氧呼吸
（1）第一阶段（葡萄糖的初步分解）
C6H12O6
C3H4O3+
酶
2
[H]+少量能量
4
（2）第二阶段（丙酮酸的彻底分解）
2C3H4O3+ H2O
酶
CO2+
[H]+少量能量
6
20
6
（3）第三阶段（[H]的氧化）
[H]+
酶
H2O+大量能量
O2
24
6
12
有氧呼吸的主要场所是线粒体
场所：细胞质基质
场所：线粒体基质
场所：线粒体内膜
1、有氧呼吸的过程
C6H12O6+
O2
6
H2O
12
+
酶
CO2+
6
H2O
6
大量能量
+
一
三
三
二
二
有氧呼吸总反应式：
1、进行有氧呼吸的生物？
2、C、H、O的来源和去路？
绝大多数动物细胞、绝大多数植物细胞、酵母菌、好氧细菌（如醋、硝等）
二、细胞呼吸的方式及过程
（一）有氧呼吸
2、有氧呼吸中各种元素的来源和去路：
二、细胞呼吸的方式及过程
（二）无氧呼吸
1、产物为酒精的无氧呼吸
例：高等植物、酵母菌、苹果果实
2、产物为乳酸的无氧呼吸
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量
酶
例：乳酸菌、玉米胚、甜菜块根、高等动物、蛔虫、哺乳动物成熟红细胞、癌细胞
①C6H12O6
酶
2C3H4O3 （丙酮酸）+4 [H] + 能量（少量）
酶
②2C3H4O3 （丙酮酸）+4 [H]
2C2H5OH（酒精）+2CO2
①C6H12O6
酶
2C3H4O3 （丙酮酸）+4 [H] + 能量（少量）
酶
2C3H6O3（乳酸）
②2C3H4O3 （丙酮酸）+4 [H]
注意：无氧呼吸第二阶段均不产生能量
二、细胞呼吸的方式及过程
（二）无氧呼吸
1、产物为酒精的无氧呼吸
例：高等植物、酵母菌、苹果果实
2、产物为乳酸的无氧呼吸
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
C6H12O6
2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量
酶
例：乳酸菌、玉米胚、甜菜块根
直接原因：
根本原因：
根本原因：基因的选择性表达
1、不同生物无氧呼吸产物可以不同的原因？
2、同一生物不同部位无氧呼吸产物可以不同的原因？
细胞中的酶不同
控制酶合成的基因不同
【小结1：有氧呼吸和无氧呼吸】
细
胞
呼
吸
有氧呼吸
无氧呼吸
反应彻底
反应不彻底
释放大量能量
释放少量能量
①多数以热能形式散失
②少数储存在ATP中
①热能形式散失
②储存于ATP中
③大部分储存于酒精或乳酸中
能量完全释放
能量没有完全释放
能量转换：
葡萄糖中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。
二、细胞呼吸的方式及过程
思考：
无氧呼吸释放的能量少的原因：
无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，还有大量的能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。
分解等量葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
【小结2：有氧呼吸和无氧呼吸】
呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 进行条件
进行场所
分解产物
能量转化
ATP生成阶段
实质 相同点 O2、酶和适宜的温度
细胞质基质
细胞质基质、线粒体
缺氧或无氧、酶和适宜的温度
H2O、CO2
C2H5OH（酒精）、CO2；C3H6O3（乳酸）
有机物中的化学能→热能、ATP中的化学能
有机物中的化学能→热能、ATP中的化学能、不彻底产物中的化学能
①第一阶段完全相同;②分解有机物，释放能量
分解有机物，释放能量，生成ATP
第一、第二、第三阶段
第一阶段
【考点速览 诊断】
(1)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。
(2022·全国甲卷，1C)( )
提示　有氧呼吸第二阶段需要水的参与，不需O2的直接参与。
(2)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。
(2021·湖北卷，1A)( )
提示　线粒体内膜。
(3)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。(2021·湖南卷，12C)( )
×
×
√
【拓展：种子萌发】
(1)糖类种子（非油料种子）
①类别：小麦、水稻、玉米等单子叶植物的种子中的储能物质主要是淀粉
②萌发：在萌发过程中，有机物质量(千重)降低，种类增加
(2)脂类种子（油料种子）
①类别：大豆、花生的双子叶植物(油料作物)的种子主要储能物质为脂肪
②萌发：在萌发过程中，从整个种子来看，其有机物重量一般先增加、后减少
(3)种子鲜重：种子鲜重整体重量不断增加，因细胞通过吸胀作用或渗透作用吸水，导致其鲜重不断增加。
(4)自养发育：以上过程，直到幼苗由异养也就是胚乳或子叶提供养料转为自养
，即子叶进行光合作用制造有机物后，干重才能增加。
脂肪+O2→糖类 +O2→氧化分解
【典例 精心深研】
【情境推理·探究】
2.如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是________________________________________________________________。
与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量
【考点速览 诊断】
(4)若细胞以葡萄糖为底物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。(2020·全国卷Ⅰ，2D)( )
提示　少或相等。
(5)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。(2020·山东卷，2B)( )
提示　无氧呼吸第二个阶段不产生ATP。
×
×
【典例 精心深研】
C
1.(2022·全国甲卷，4)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　)
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.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
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
考向
围绕细胞呼吸的过程，考查生命观念
【典例 精心深研】
C
2.(2023·重庆市期末)研究发现，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”。葡萄糖在癌细胞中的代谢途径如图所示，下列说法错误的是 (　　)
A.过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与
B.过程③不能生成ATP
C.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
D.“瓦堡效应”导致癌细胞既不产生CO2也不吸收O2
【拓展1：有氧呼吸和无氧呼吸】
相关物质间量的比例关系(以葡萄糖为呼吸底物)①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝
或C6H12O6∶C3H6O3＝
1∶6∶6
1∶2∶2
1∶2
【拓展2：细胞呼吸方式的判断】
【典例 精心深研】
D
3.(2023·湖南长沙联考)细胞呼吸的呼吸熵为细胞呼吸产生的CO2量与细胞呼吸消耗的O2量的比值。现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，培养条件适宜。据此做出的相关分析错误的是 (　)
A.若测得酵母菌的呼吸熵为1，则混合液中的酵母菌只进行有氧呼吸
B.若测得酵母菌的呼吸熵大于1，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
C.根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，无法确定酵母菌的呼吸方式
D.若测得CO2产生量为15 mol，酒精的产生量为6 mol，可推测有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸
考向
结合细胞类型的判断，考查科学思维
【典例 精心深研】
C
4.(2023·西工大附中调研)将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O2时，其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列叙述错误的是(　　)
氧浓度/% a b c d e
CO2产生速率/(mol·min－1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2消耗速率/(mol·min－1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
A.氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B.氧浓度为c时，苹果产生酒精的速率为0.6(mol·min－1)
C.氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵
D.表中5个氧浓度条件下，氧浓度为b时，较适宜苹果的储藏
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
5、氧气浓度
A
P
C
B
0 5 10 15 20 25
无氧呼吸CO2释放量
CO2生成总量
有氧呼吸CO2释放量
释放量
CO2
O2浓度%
D
重点分析：O2浓度对细胞呼吸速率的曲线分析
P点：
细胞呼吸最弱，有机物消耗最少
对应的O2浓度（D点），利于储藏和保存
CO2释放量最低
（1）ATP驱动泵（ATP直接供能）：如质子泵（H+）
1、如有氧呼吸第三阶段ATP的合成，这时的质子泵即ATP合成酶；
2、H+顺浓度梯度所产生的的电化学梯度势能还可以用来参与协同运输
这时的质子泵即ATP水解酶
【拓展2：呼吸电子传递链P43】
主动运输的三种类型：
（2）协同运输：物质跨膜运输所需要的能量来自膜两侧离子的电化学梯度势能。
①动物细胞：膜两侧Na+浓度梯度
②植物细胞：膜两侧H+浓度梯度
【拓展2：呼吸电子传递链】
【典例 精心深研】P54
B
4.(2023·湘豫名校联考)如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。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。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　)
A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体
薄膜
B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能
C.图中产生的ATP可用于一切生命活动
D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康
【拓展2：呼吸电子传递链】
呼吸电子传递链（位于线粒体内膜）：
有氧呼吸第三阶段见图3，[H](NADH)在酶的催化下释放高能电子和H+，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与02和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+，泵入内膜和外膜的膜间隙，构建了跨膜的H+电化学梯度。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，推动了ATP的合成。(选自北师大版必修一教材108页)
尝试概括线粒体中NADH中的化学能转移到ATP中的过程：
有氧呼吸第一、 二阶段产生的 NADH （[H]）释放出的高能e-在传递过程中逐级释放能量，推动H+跨过内膜到达线粒体膜间隙，电子最终传递给了O2生成H2O，在H+的电化学势能推动下大量生成ATP。
【拓展2：呼吸电子传递链】
电子传递链位于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，在细胞呼吸和光合作用时发挥着重要的作用。如图为线粒体内膜上的电子传递链工作原理图。在电子传递链中，载体分子NADH([H])和FADH2是电子的供体，它们在电子传递链的上游释放出活化的电子，随后电子从膜上的一个蛋白质传递至下一个蛋白质，并逐步释放能量，有些能量直接用来生成ATP，有些则被酶利用，把H＋泵入线粒体的内膜与外膜的间隙。跨线粒体内膜的氢离子梯度为ATP合成提供了能量。根据文字描述和图片，回答下列问题：
(1)线粒体有两层膜，线粒体内膜与外膜相比，其功能更丰富，可推测其_______的含量更高，体现了结构与功能的相适应。
(2)H＋通过________的方式由线粒体内膜和外膜间隙进入线粒体中心
(3)由图可知，电子传递链下游电子的最终受体为________。
蛋白质
协助扩散
O2
电子传递链位于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，在细胞呼吸和光合作用时发挥着重要的作用。如图为线粒体内膜上的电子传递链工作原理图。在电子传递链中，载体分子NADH([H])和FADH2是电子的供体，它们在电子传递链的上游释放出活化的电子，随后电子从膜上的一个蛋白质传递至下一个蛋白质，并逐步释放能量，有些能量直接用来生成ATP，有些则被酶利用，把H＋泵入线粒体的内膜与外膜的间隙。跨线粒体内膜的氢离子梯度为ATP合成提供了能量。根据文字描述和图片，回答下列问题：
电子传递链位于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上，在细胞呼吸和光合作用时发挥着重要的作用。如图为线粒体内膜上的电子传递链工作原理图。在电子传递链中，载体分子NADH([H])和FADH2是电子的供体，它们在电子传递链的上游释放出活化的电子，随后电子从膜上的一个蛋白质传递至下一个蛋白质，并逐步释放能量，有些能量直接用来生成ATP，有些则被酶利用，把H＋泵入线粒体的内膜与外膜的间隙。跨线粒体内膜的氢离子梯度为ATP合成提供了能量。根据文字描述和图片，回答下列问题：
(4)线粒体内膜上进行的上述过程为________________________(填“有氧呼吸的第二阶段”或“有氧呼吸的第三阶段”)，内膜上的蛋白质体现了蛋白质的哪些功能？_______________________(答出两点)。
有氧呼吸的第三阶段
运输、催化
(5)如果某种药物可以很大程度上抑制ATP合成酶的活性，使ATP合成减少，则葡萄糖氧化分解过程中产生的能量就会更多的以________的形式释放。
热能
三、细胞呼吸的影响因素及应用
影响细胞呼吸的因素:
遗传因素（酶的种类和数量）
（1）影响细胞呼吸的内部因素：
（2）影响细胞呼吸的外部因素主要有：
温度、氧气、CO2和水分等
C6H12O6
O2
6
H2O
12
+
+
酶
CO2+
6
H2O
6
大量能量
+
呼吸速率（呼吸强度）：指在一定温度下，单位时间内细胞吸收氧气的量或释放二氧化碳的量，呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱。
（1）有氧呼吸速率： 单位时间内O2的吸收量、CO2的释放量
（2）无氧呼吸速率：单位时间内酒精的生成量、乳酸的生成量、CO2的释放量
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（一）内部因素:
探究环境因素对呼吸速率的影响时，要选取等量的同种生物在相同发育阶段的同一器官为材料。
项目 规律 举例
遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同 旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物
器官类型 同植物的不同器官呼吸速率不同 生殖器官大于营养器官
生长发育阶段 同一植物的同一器官在不同的生长发育阶段呼吸速率不同 幼苗期、开花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
酶的种类和数量
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
1、温度：
（1）原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响_____________来影响呼吸速率，如植物。
注意：恒温动物具有体温调节能力，体温一般不会随着外界温度变化而变化。在外界温度较低时，恒温动物会通过增加呼吸速率来增加产热量进而维持体温恒定。
（2）应用
①保鲜：冰箱零上_____储存蔬菜和水果，可延长保鲜时间。
②提高产量：大棚夜间或阴雨天适当_____温度，可降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，从而提高蔬菜的产量。
呼吸酶的活性
低温
降低
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
（2）应用：微生物发酵时依据微生物种类调整pH。如在培养霉菌时，需要讲培养基调至酸性；在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性
2、pH：
（1）原理：通过影响__________来影响呼吸速率。
酶的活性
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
3、CO2溶度
(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，适当_____CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗（如北方的地窖）。
(1)原理：从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加，呼吸速率下降。CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会____细胞呼吸，减少有机物消耗。
抑制
增加
3.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是______________________
_____________________________________。
密封的地窖CO2浓度高，
能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
【情境推理-探究P65 】
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
4、含水量
(2)应用 ①抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏(因此粮食储仓要求干燥，减少____________)。 ②促进细胞呼吸：浸泡种子可促进细胞呼吸，有利于种子的萌发。
(1)原理
①间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与,_______含量升高，细胞呼吸加快。
②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。
自由水
有机物消耗
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
5、氧气浓度
（1）原理：O2是__________所必需的，因此O2对有氧过程有_____作用，但对无氧呼吸过程有_____作用。
有氧呼吸
促进
抑制
红线：无氧呼吸CO2释放量
蓝线：有氧呼吸CO2释放量
黑线：呼吸作用CO2释放量
植物非绿色器官(或酵母菌)的呼吸速率
三、细胞呼吸的影响因素及应用
5、氧气浓度
不消耗O2，只进行无氧呼吸。
D点：
C点之后（包含C点）：
只进行有氧呼吸
无氧呼吸消失
A
B
C
D
0 5 10 15 20 25
无氧呼吸CO2释放量
CO2生成总量
有氧呼吸CO2释放量
释放量
CO2
O2浓度%
E
A点：
B点：
细胞呼吸最弱，有机物消耗最少
同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
CO2释放量最低
AC段（不包含C点）：
思考：储存蔬菜、水果、粮食等,应控制氧气浓度在____(或____附近)。
原因是：_____________
E
E
B点对应O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。
三、细胞呼吸的影响因素及应用
（二）外部因素:
5、氧气浓度
（1）原理：O2是__________所必需的，因此O2对有氧过程有_____作用，但对无氧呼吸过程有_____作用。
有氧呼吸
促进
抑制
(2)应用
①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的____呼吸。 ②作物栽培中的中耕松土，促进_________________。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生____。
④_____仓储粮食、水果和蔬菜。
无氧
乳酸
低氧
植物根部有氧呼吸
2.[2020·全国卷Ⅰ，30(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，该栽培措施对作物的作用有
_________________________________________________
①减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；
②增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用
检
【情境推理-探究P65】
(一)内部因素
①不同生物种类，呼吸速率不同。
②同一生物的不同器官或组织，呼吸速率不同。
③同一器官不同生长发育阶段，呼吸速率不同
（二）外部因素
1、温度
2、pH
3、氧气浓度
4、CO2溶度
5、含水量
小结：
酶的种类和数量
三、细胞呼吸的影响因素及应用
二、小结：细胞呼吸在生产实践中的应用
评
①中耕松土(通气)的目的：
②储存水果、蔬菜的条件：
零上低温、低氧、高CO2、一定湿度
③储存种子的条件：
零上低温、低氧、高CO2、干燥
④大棚作物，夜间降温的作用：
降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，从而提高蔬菜的产量
增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用
⑤稻田定期排水的目的：
防止植物根部因进行无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象。
B
1.(2023·湖北重点中学联考)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(　　)
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.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点
D.C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化
【典例-精心深研 】
C
2.(2023·山东泰安模拟)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述错误的是(　　)
A.从图甲可知细胞呼吸最适的温度
为B点所对应的温度
B.图甲曲线变化的主要原因是温度
影响与呼吸作用有关酶的活性
C.图乙中D～E段有氧呼吸逐渐减
弱，E～F段有氧呼吸逐渐增强
D.和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜
【典例-精心深研 】
D
3.(2023·福建厦门期末)下列关于细胞呼吸原理的应用，叙述正确的是(　　)
A.新鲜蔬菜应在零下低温、低氧、湿度适宜的环境中保存
B.用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡
C.稻田定期排水可防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害
D.温室中夜晚适当降低温度可提高蔬菜的产量
【典例-精心深研 】
C
4.(2023·河南名校联盟)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，下表中有关措施与目的，叙述正确的是(　　)
选项 应用 措施 目的
A 储藏种子 晒干 降低有机物含量，降低细胞呼吸
B 酵母菌酿酒 密封 加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵
C 水果保鲜 低温 降低酶的活性，降低细胞呼吸
D 水稻生长 定期排水 提高酶的活性，促进有氧呼吸
【典例-精心深研 】
拓展2：“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
有氧呼吸装置
①指标：
细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。
组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移，单位时间内着色液左移的距离即表示呼吸速率。
O2
CO2
1
指标及原理
注意：装置分析
②原理：
装置一：实质是测定氧气的消耗量，即测定有氧呼吸速率
装置二：实质是测定释放CO2量与 O2 消耗量的差值
O2
CO2
实验结果 结论
装置一 装置二 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子死亡
不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
左移 左移
（无氧呼吸）
（无氧呼吸）
（有氧呼吸）
（有氧呼吸）
（产生乳酸的无氧呼吸）
（产生酒精的无氧呼吸）
（也进行酒精的无氧呼吸）
（有氧呼吸）
种子进行有氧呼吸时，底物中除了糖类外还含有脂肪
脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生CO2量小于消耗O2量，着色液移动更明显。
3
实验拓展：呼吸底物与着色液移动的关系
拓展2：“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
【限时强化P365】
5.(2023·山东日照调研)某生物兴趣小组用实验装置在一定条件下测定了萌发的小麦种子(已消毒)的呼吸速率(仅考虑氧化糖类)，如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A.如果X为无菌水，液滴不移动说明种子只进行了有氧呼吸B.如果X为NaOH溶液，液滴不移动说明种子只进行了无氧呼吸C.如果X为无菌水，液滴向右移动说明种子只进行了无氧呼吸D.如果X为NaOH溶液，液滴向左移动说明种子进行了有氧呼吸
进行产生乳酸的无氧呼吸的生物：
乳酸菌、玉米胚、甜菜块根、高等动物、蛔虫、哺乳动物成熟红细胞、癌细胞
C

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