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第3节　细胞呼吸的原理和应用
第2课时　细胞呼吸原理的应用
【自主预习】
一、细胞呼吸原理的应用
1.包扎伤口时,需要选用　透气　的消毒纱布。
2.酿酒时要先通气后密封,通气的目的是　让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖　,密封的目的是　让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵　。
3.对花盆里的土壤经常进行　松土透气　。
4.粮食储藏需要的条件是　(零上)低温、低氧和干燥　,蔬菜、水果储藏的条件是　(零上)低温、低氧　和适宜的　湿度　。
5.破伤风芽孢杆菌可通过　无氧呼吸　进行大量繁殖,皮肤破损较深时,需清理伤口并注射破伤风抗毒血清等。
6.提倡慢跑等有氧运动是因为有氧运动时,细胞进行　有氧呼吸　,能避免肌细胞因供氧不足而进行无氧呼吸,产生大量　乳酸　。
二、影响细胞呼吸的因素及应用
1.O2浓度对细胞呼吸速率的影响
(1)O2浓度对有氧呼吸速率的影响
在一定范围内,随着O2浓度的　增大　,有氧呼吸速率　增大　,但当达到　O2饱和点　时,有氧呼吸速率不再随O2浓度的增大而增大。
(2)O2浓度对无氧呼吸速率的影响
在一定范围内,随着O2浓度的增大,无氧呼吸速率　减小　,当O2浓度达到一定值时,无氧呼吸速率降为0。
2.温度对细胞呼吸速率的影响
在一定范围内,细胞呼吸速率随温度的升高而　增大　,当达到并超过　最适　温度后,细胞呼吸速率随温度升高而　减小　。
3.CO2浓度对细胞呼吸的影响
高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的抑制效应。
4.含水量对细胞呼吸的影响
在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。
【合作探究】
任务1　理解环境因素对有氧呼吸速率和无氧呼吸速率的影响
活动1　下图为O2浓度与细胞呼吸速率(用气体交换的相对值表示)的关系图(假如AB=BC),请回答下列问题
1.说出a、b两条曲线的含义。
　　【提示】　a代表随着O2浓度增大,细胞呼吸总强度先降低后升高,最后稳定;b代表随着O2浓度增大,有氧呼吸强度逐渐增加,最后稳定。
2.请写出图中各点所表示的生物学意义:
Q点:不消耗O2,产生CO2→只进行　 。
P点:消耗O2量=产生CO2量→只进行　 。
QP段(不包含Q、P点):产生CO2量>消耗O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
B点:　 。
　　点:产生CO2量最少→组织细胞呼吸作用最弱。
　　【提示】　无氧呼吸　有氧呼吸　有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等　R
3.氧气浓度对细胞呼吸速率的影响曲线在生产上有何应用
　　【提示】　储藏粮食和水果时保持低氧状态,以降低细胞呼吸强度。
例1　下图表示某植物的非绿色器官在不同O2浓度下CO2的生成量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是(　　)。
A.R点时该植物器官的无氧呼吸最弱,P点时只进行有氧呼吸
B.若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放CO2多
C.若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多
D.储藏该植物器官,应控制空气流通,使O2浓度保持在0~A范围
　　【答案】　C
【解析】　R点时该植物器官的CO2生成量最少,说明呼吸作用最弱,此时既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,P 点时CO2生成量等于O2吸收量,说明只进行有氧呼吸,A错误;若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸的CO2生成量和无氧呼吸的CO2生成量相等,由于无氧呼吸大部分能量储存在产物酒精或乳酸中,未被释放出来,因此A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多,B错误,C正确;储藏该植物器官,应控制空气流通,使O2浓度保持在A,此时呼吸作用最弱,有机物消耗最少,D错误。
对点练1　下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时的CO2释放量和O2吸收量。下列相关叙述正确的是(　　)。
A.氧浓度为a时,最适合储藏该植物器官,此时呼吸产物除CO2外还有酒精
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,只进行有氧呼吸
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
　　【答案】　B
【解析】　据图可知,CO2释放量在氧浓度为a时较多,此时只进行无氧呼吸,消耗有机物较多,不适合储藏该植物器官,A错误;氧浓度为b时,O2吸收量为3,CO2释放量为8,通过计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍,B正确;氧浓度为c时,CO2释放量大于O2吸收量,说明此时存在无氧呼吸和有氧呼吸,C错误;氧浓度为d时,O2吸收量与CO2释放量相等,说明只进行有氧呼吸,而无氧呼吸被完全抑制,D错误。
活动2　下面甲、乙、丙三图分别表示温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响,分析曲线,回答下列问题
1.分析甲图,思考温度影响细胞呼吸的原理是什么。
　　【提示】　温度通过影响与呼吸作用相关酶的活性影响呼吸速率。
2.结合甲图思考,在温室大棚中我们应如何通过控制温度来提高产量
　　【提示】　夜间适当降温以降低呼吸速率。
3.结合乙图,分析含水量与呼吸强度之间的关系。请结合生活实践,分析蔬菜与种子储存条件有何不同。
　　【提示】　在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。果实、蔬菜需在零上低温、低氧、适宜水分的条件下储存;种子需在零上低温、低氧、干燥的条件下储存。
4.结合丙图思考,在蔬菜、水果保鲜时我们可采取什么措施。
　　【提示】　适当提高CO2浓度可以抑制细胞呼吸,延长保鲜时间。
5.请从无机盐离子的吸收方面分析,为什么农作物要及时松土 稻田长期不排水,幼根为什么会变黑、腐烂
　　【提示】　松土可增大土壤含氧量,促进根细胞有氧呼吸,为吸收无机盐离子提供能量。水淹会使水稻根部细胞进行无氧呼吸,产生的酒精会毒害细胞。
认知生成
因素 温度 CO2浓度 H2O O2浓度
影响 机理 影响与呼吸有关的酶活性 高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的抑制效应 在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增加 决定细胞呼吸类型和强度
曲线 模型
实践 应用 零上低温储存种子、蔬菜、水果,大棚种植夜间可适当降低温度 适当增加CO2浓度,可延长蔬菜和水果的保鲜时间 粮食在收仓前要进行晾晒处理,干种子萌发前要进行浸泡处理 适当降低O2浓度,可降低细胞呼吸强度,减少有机物的消耗,延长蔬菜、水果的保鲜时间
O2浓度对细胞呼吸影响的图形解读:
　(1)O2是有氧呼吸所必需的,且对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)呼吸方式的判断:①O2浓度=0时,只进行无氧呼吸;②0例2　科研人员探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如下图。下列叙述正确的是(　　)。
A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加
C.50 h后,30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃的慢,因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
　　【答案】　B
【解析】　果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A错误;50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行无氧呼吸,密闭罐中CO2浓度会增加,B正确,C错误;酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低,D错误。
对点练2　番茄果实细胞能进行有氧呼吸和无氧呼吸。下图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述错误的是(　　)。
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B.8 ℃时光照对番茄果实细胞呼吸的抑制作用比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件更有利于储藏番茄果实
D.储藏温度下降时果实细胞呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
　　【答案】　C
　　【解析】　番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2,发生场所分别是线粒体和细胞质基质,A正确;低温、光照条件更有利于番茄果实的储藏,C错误;温度降低,呼吸酶的活性降低,细胞呼吸减弱,D正确。
任务2　理解细胞呼吸原理的应用
活动3　阅读课本P94~95,理解细胞呼吸原理的应用,并思考回答以下问题
1.为什么包扎伤口应选用透气的材料
　　【提示】　透气是为了抑制厌氧菌的繁殖。
2.健身为何提倡慢跑等中低强度的运动
　　【提示】　中低强度运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
3.为什么及时松土有利于根系生长
　　【提示】　及时松土可以让根系获得氧气,有利于根系细胞的有氧呼吸,促进其对矿质元素的吸收,从而促进生长。
4.为什么稻田要定期排水
　　【提示】　稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸,防止幼根因缺氧而进行无氧呼吸,产生酒精致使根系变黑、腐烂。
5.水果、蔬菜和种子的储存条件有哪些不同
　　【提示】　蔬菜和水果应在零上低温、湿度适中、低氧的条件下储存,种子应在零上低温、干燥、低氧条件下储存。两种储存手段均需减弱呼吸作用,减少有机物的消耗,但由于本身的特点,水果和蔬菜需要一定的湿度才能保持新鲜度,故二者在储存条件上存在差异。
例3　为了延长水果、蔬菜的保鲜期,可采取的措施是(　　)。
A.充入O2,温度为5 ℃
B.充入O2,温度为20 ℃
C.充入N2,温度为5 ℃
D.充入N2,温度为20 ℃
　　【答案】　C
　　【解析】　生产中延长水果、蔬菜的保鲜期,实质上是要降低其细胞呼吸速率,减少有机物的消耗,因此可充入N2,抑制细胞呼吸,将温度控制在0 ℃以上低温,降低酶的活性,从而使细胞呼吸速率减慢,C符合题意。
对点练3　(不定项)长期浸水会导致树根变黑、腐烂。树根从开始浸水到变黑、腐烂的过程中,细胞呼吸速率的变化曲线如下图所示。下列叙述不正确的是(　　)。
A.Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率下降
B.Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率下降
C.Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同
D.细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点
　　【答案】　BD
【解析】　Ⅰ阶段开始浸水,土壤中氧气浓度逐渐减小,所以根细胞有氧呼吸速率下降,A正确;Ⅱ阶段随着氧浓度的降低,无氧呼吸速率上升,B不正确;Ⅲ阶段细胞长期进行无氧呼吸,供能不足,且产生的酒精对细胞有毒害作用,因此呼吸速率下降,C正确;a点既有较弱的有氧呼吸也有较弱的无氧呼吸,b点进行较强的无氧呼吸,几乎不进行有氧呼吸,D不正确。
素能提升　细胞呼吸类型的判断与实验探究(科学探究能力)
一、植物组织呼吸方式的实验探究
1.原理: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1中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸作用所产生的CO2,红色液滴移动的距离代表植物细胞呼吸作用吸收的O2量。装置2中红色液滴移动的距离代表植物细胞呼吸作用吸收的O2量与产生的CO2量的差值。
2.实验现象和结论:
实验现象 结论
装置1液滴 装置2液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
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 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
3.呼吸速率的测定:可利用装置1和装置2来测定细胞呼吸的速率,根据液滴单位时间内移动的距离即可计算呼吸速率。
为使实验结果更加准确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对照装置与装置2相比,不同点是用煮熟的种子代替发芽的种子,其余相同。
例4　下图为测量动物呼吸的实验装置,图中a为红墨水滴,b中装有KOH溶液。此装置可测量动物(　　)。
A.放出的CO2量
B.放出的O2量
C.吸收的CO2量
D.吸收的O2量
　　【答案】　D
【解析】　本题的实验目的是测定小鼠的呼吸强度,实验的原理是小鼠有氧呼吸消耗O2,产生CO2,CO2被b中的KOH溶液吸收,玻璃细管中红墨水滴移动的距离代表有氧呼吸O2的消耗量。故该装置测量的是瓶中O2的减少量即小鼠吸收的O2 量。
对点练4　呼吸商(RQ)是指生物在单位时间内进行呼吸作用释放CO2量与吸收O2量的比值。下图为测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置,根据所学知识分析以下问题:
(1)假设小麦种子只以葡萄糖为呼吸底物:
若甲装置中墨滴不移动,乙装置中墨滴向左移动,则小麦种子的呼吸方式为　　　　　　　　　　　。
若甲装置中墨滴向右移动,乙装置中墨滴不移动,则小麦种子的呼吸方式为　　　　　　　　　　　。
若甲装置中墨滴向右移动,乙装置中墨滴向左移动,则小麦种子的呼吸方式为　。
(2)若甲、乙装置中墨滴均向左移动,则可能的原因是小麦种子的呼吸底物中存在　　　　。
(3)若甲装置中墨滴左移 30 mm,乙装置中墨滴左移100 mm,则小麦种子的呼吸商为　　　　。
(4)本实验的对照实验中丙装置设置的方案为　　　　　　　　　　　　　　　　　,目的是　 　。
(5)若对照组中墨滴向左移动10 mm,则(3)的计算结果为　　　　。
　　【答案】　(1)有氧呼吸　无氧呼吸　有氧呼吸和无氧呼吸　(2)脂肪　(3)0.7　(4)丙装置内的小烧杯应分别放入煮熟的小麦种子、蒸馏水,其他条件不变　排除温度、气压等非生物因素对气体体积所产生的影响　(5)0.78
【解析】　(1)蒸馏水既不吸收气体,也不放出气体,甲装置中墨滴的移动是由于CO2释放量与O2吸收量的差值;NaOH溶液能够吸收装置中的CO2,乙装置中墨滴的移动是由于吸收了O2。若只进行有氧呼吸,则甲装置中墨滴不移动,乙装置中墨滴左移;若只进行无氧呼吸,则甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不移动;若既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,则甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴左移。(2)若呼吸底物中只有葡萄糖,甲装置中墨滴要么向右移动,要么不移动。但出现了向左移动的情况,说明种子萌发时吸收O2多,释放CO2少,脂肪含H多,消耗O2多,而产生的CO2少,故小麦种子的呼吸底物中存在脂肪。(3)乙装置中墨滴左移100 mm,为有氧呼吸消耗O2的量。甲装置中墨滴左移30 mm的原因是有氧呼吸消耗O2的量与产生CO2的量之差使墨滴左移了30 mm。据此可以求出呼吸商为70/100=0.7。(4)为使实验结果更加准确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对照装置与装置甲相比,不同点是用煮熟的种子代替萌发的种子,其余条件相同。(5)若对照组中墨滴向左移动了10 mm,则(3)中两装置移动的真实距离应当分别为20 mm和90 mm,根据以上分析可知,呼吸商为70/90=7/9≈0.78。
二、细胞呼吸类型的判断
1.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)反应式
有氧呼吸 C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸 C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量;C6H12O62C3H6O3+少量能量
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
②无氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
③消耗等量的葡萄糖时,需要的O2和产生的CO2的物质的量:有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=3∶4。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
2.根据细胞呼吸物质的量的关系推断细胞呼吸的类型
例5　科学研究中常用RQ(细胞呼吸产生的CO2量/消耗的O2量)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列说法错误的是(　　)。
A.欲测定绿色植物RQ值时,应在黑暗条件下进行
B.若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1,则该植物种子可能富含油脂
C.人体在剧烈运动的时候,若测得RQ=1,则此时只进行有氧呼吸
D.若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ>1,则说明同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
　　【答案】　C
【解析】　RQ是指细胞呼吸产生的CO2量与消耗的O2量的比值,欲测定绿色植物RQ值时,为了排除光合作用的影响,应在黑暗条件下进行,A正确;由于相同质量的脂肪氧化分解时,消耗的O2量大于产生的CO2的量,若呼吸底物为葡萄糖,则有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2一样多,所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1,则说明该植物种子可能富含油脂,B正确;人体在剧烈运动时,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸,但无氧呼吸的产物是乳酸,若呼吸底物只有葡萄糖,则有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2一样多,故RQ=1,C错误;酵母菌既可以进行有氧呼吸,又可以进行产生酒精和CO2的无氧呼吸,在葡萄糖培养液中酵母菌RQ>1,说明消耗的O2少于产生的CO2,则酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,D正确。
对点练5　设置若干组含有一定浓度葡萄糖溶液的密封瓶,分别向其中加入等量的酵母菌并进行培养,向各组通入不同浓度的O2,再测定各组产生的酒精和CO2的量,结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)。
O2浓度/% a b c d
产生CO2的量/mol 9 12 15 30
产生酒精的量/mol 9 6 3 0
A.O2浓度为a时,酵母菌产生能量的场所为细胞质基质
B.O2浓度为b时,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等
C.O2浓度为c时,葡萄糖中能量的去路有3个
D.O2浓度为d时,酵母菌只进行有氧呼吸
　　【答案】　B
【解析】　O2浓度为a时,产生CO2的量和产生酒精的量相等,此时酵母菌只进行无氧呼吸,产生能量的场所为细胞质基质,A正确;O2浓度为b时,无氧呼吸产生酒精的量为6 mol,消耗葡萄糖的量为6/2=3 mol,有氧呼吸消耗葡萄糖的量为(12-6)/6=1 mol,即无氧呼吸消耗的葡萄糖多,B错误;O2浓度为c时,CO2的产生量大于酒精的产生量,因此此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,有氧呼吸时葡萄糖中的能量去路有2个(以热能的形式散失和形成ATP),无氧呼吸时葡萄糖中的能量去路有3个(储存在酒精中,以热能的形式散失和形成ATP),C正确;O2浓度为d时,没有酒精生成,此时酵母菌只进行有氧呼吸,D正确。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
1.判断下列对细胞呼吸的原理和应用的叙述的正误。 (1)用透气的消毒纱布包扎伤口,目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸。 (×) (2)无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜。 (×) (3)稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸,防止幼根黑腐。 (√) 2.种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸,都能产生(　　)。 A.葡萄糖　　　　　　　　B.丙酮酸 C.酒精 D.乳酸 　　【答案】　B 【解析】　种子在有氧呼吸时,可产生丙酮酸、二氧化碳和水;无氧呼吸时,可产生丙酮酸、酒精和二氧化碳。
2(共44张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第2课时 细胞呼吸原理的应用
一、细胞呼吸原理的应用
1.包扎伤口时，需要选用______的消毒纱布。
2.酿酒时要先通气后密封，通气的目的是________________________________，密封
的目的是__________________________________。
3.对花盆里的土壤经常进行__________。
透气
让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖
让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵
松土透气
4.粮食储藏需要的条件是__________________________，蔬菜、水果储藏的条件是
____________________和适宜的______。
5.破伤风芽孢杆菌可通过__________进行大量繁殖，皮肤破损较深时，需清理伤口并
注射破伤风抗毒血清等。
6.提倡慢跑等有氧运动是因为有氧运动时，细胞进行__________，能避免肌细胞因供
氧不足而进行无氧呼吸，产生大量______。
（零上）低温、低氧和干燥
（零上）低温、低氧
湿度
无氧呼吸
有氧呼吸
乳酸
二、影响细胞呼吸的因素及应用
1. 浓度对细胞呼吸速率的影响
（1） 浓度对有氧呼吸速率的影响
在一定范围内，随着 浓度的______，有氧呼吸速率______，但当达到__________时，
有氧呼吸速率不再随 浓度的增大而增大。
（2） 浓度对无氧呼吸速率的影响
在一定范围内，随着 浓度的增大，无氧呼吸速率______，当 浓度达到一定值时，
无氧呼吸速率降为0。
增大
增大
饱和点
减小
2.温度对细胞呼吸速率的影响
在一定范围内，细胞呼吸速率随温度的升高而______，当达到并超过______温度后，
细胞呼吸速率随温度升高而______。
3. 浓度对细胞呼吸的影响
高浓度的 对细胞呼吸有明显的抑制效应。
4.含水量对细胞呼吸的影响
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。
增大
最适
减小
任务1 理解环境因素对有氧呼吸速率和无氧呼吸速率的影响
活动1 下图为 浓度与细胞呼吸速率（用气体交换的相对值表示）的关
系图（假如AB=BC），请回答下列问题
1.说出 、 两条曲线的含义。
提示 代表随着 浓度增大，细胞呼吸总强度先降
低后升高，最后稳定； 代表随着 浓度增大，有
氧呼吸强度逐渐增加，最后稳定。
2.请写出图中各点所表示的生物学意义：
点：不消耗 ，产生 只进行_______________。
点：消耗 量 产生 量 只进行__________。
段（不包含 、 点） 产生 量 消耗 量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
B点：____________________________________。___点：产生 量最少 组织细
胞呼吸作用最弱。
无氧呼吸
有氧呼吸
有氧呼吸和无氧呼吸释放的 量相等

3.氧气浓度对细胞呼吸速率的影响曲线在生产上有何应用？
提示 储藏粮食和水果时保持低氧状态，以降低细胞呼吸强度。
例1 下图表示某植物的非绿色器官在不同 浓度
下 的生成量和 吸收量的变化。下列说法正
确的是( )。
C
A. 点时该植物器官的无氧呼吸最弱， 点时只进行有氧呼吸
B.若 ，则 浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放 多
C.若 ，则 浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多
D.储藏该植物器官，应控制空气流通，使 浓度保持在 范围
[解析] 点时该植物器官的 生成量最少，说明呼吸作用最弱，此时既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸， 点时 生成量等于 吸收量，说明只进行有氧呼吸，A错误；若 ，则A浓度下有氧呼吸的 生成量和无氧呼吸的 生成量相等，由于无氧呼吸大部分能量储存在产物酒精或乳酸中，未被释放出来，因此A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，B错误，C正确；储藏该植物器官，应控制空气流通，使 浓度保持在A，此时呼吸作用最弱，有机物消耗最少，D错误。
对点练1 下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为
、 、 、 时的 释放量和 吸收量。下列相
关叙述正确的是( )。
B
A.氧浓度为 时，最适合储藏该植物器官，此时呼吸产物除 外还有酒精
B.氧浓度为 时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为 时，只进行有氧呼吸
D.氧浓度为 时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
[解析] 据图可知， 释放量在氧浓度为 时较多，此时只进行无氧呼吸，消耗有机物较多，不适合储藏该植物器官，A错误；氧浓度为 时， 吸收量为3， 释放量为8，通过计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B正确；氧浓度为 时， 释放量大于 吸收量，说明此时存在无氧呼吸和有氧呼吸，C错误；氧浓度为 时， 吸收量与 释放量相等，说明只进行有氧呼吸，而无氧呼吸被完全抑制，D错误。
活动2 下面甲、乙、丙三图分别表示温度、水分、 浓度对细胞呼吸的
影响，分析曲线，回答下列问题
1.分析甲图，思考温度影响细胞呼吸的原理是什么。
提示 温度通过影响与呼吸作用相关酶的活性影响呼吸速率。
2.结合甲图思考，在温室大棚中我们应如何通过控制温度来提高产量？
提示 夜间适当降温以降低呼吸速率。
3.结合乙图，分析含水量与呼吸强度之间的关系。请结合生活实践，分析蔬菜与种子储存条件有何不同。
提示 在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。果实、蔬菜需在零上低温、低氧、适宜水分的条件下储存；种子需在零上低温、低氧、干燥的条件下储存。
4.结合丙图思考，在蔬菜、水果保鲜时我们可采取什么措施。
提示 适当提高 浓度可以抑制细胞呼吸，延长保鲜时间。
5.请从无机盐离子的吸收方面分析，为什么农作物要及时松土？稻田长期不排水，幼根为什么会变黑、腐烂？
提示 松土可增大土壤含氧量，促进根细胞有氧呼吸，为吸收无机盐离子提供能量。水淹会使水稻根部细胞进行无氧呼吸，产生的酒精会毒害细胞。
认知生成
因素 温度 浓度 浓度
影响 机理 影响与呼吸有 关的酶活性 高浓度的 对细胞呼吸有 明显的抑制效 应 在一定范围内，细 胞呼吸强度随含水 量的增加而增加 决定细胞呼吸类型和强度
曲线 模型
因素 温度 浓度 浓度
实践 应用 零上低温储存 种子、蔬菜、 水果，大棚种 植夜间可适当 降低温度 适当增加 浓度，可延长 蔬菜和水果的 保鲜时间 粮食在收仓前要进 行晾晒处理，干种 子萌发前要进行浸 泡处理 适当降低 浓度，可降
低细胞呼吸强度，减少有
机物的消耗，延长蔬菜、
水果的保鲜时间
续表
浓度对细胞呼吸影响的图形解读：
（1） 是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸过程有抑制作用。
（2）呼吸方式的判断： 浓度 时，只进行无氧呼吸； 浓度 时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸； 浓度 时，只进行有氧呼吸； 浓度为 时， 释放总量最少，有氧呼吸较弱，无氧呼吸受到抑制，细胞呼吸作用最弱，有机物消耗最少，适合储藏水果、蔬菜。
例2 科研人员探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如下图。
下列叙述正确的是( )。
B
A. 内，果肉细胞产生 的场所有细胞质基质、
线粒体、叶绿体
B. 后， 条件下果肉细胞没有消耗 ，密
闭罐中 浓度会增加
C. 后， 的有氧呼吸速率比 和 的
慢，因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
[解析] 果肉细胞不能进行光合作用，其产生 的场所有细胞质基质、线粒体，A错误； 后， 条件下果肉细胞没有消耗 ，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将 消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，密闭罐中 浓度会增加，B正确，C错误；酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。
对点练2 番茄果实细胞能进行有氧呼吸和无氧呼吸。下图表示光照、储藏温度对番茄
果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述错误的是( )。
C
A.番茄果实细胞产生 的场所是线粒体和细胞质
基质
B. 时光照对番茄果实细胞呼吸的抑制作用比
时更强
C.低温、黑暗条件更有利于储藏番茄果实
D.储藏温度下降时果实细胞呼吸减弱，可能与细胞
内酶活性降低有关
[解析] 番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生 ，发生场所分别是线粒体和细胞质基质，A正确；低温、光照条件更有利于番茄果实的储藏，C错误；温度降低，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D正确。
任务2 理解细胞呼吸原理的应用
活动3 阅读课本P94～95，理解细胞呼吸原理的应用，并思考回答以下问题
1.为什么包扎伤口应选用透气的材料？
提示 透气是为了抑制厌氧菌的繁殖。
2.健身为何提倡慢跑等中低强度的运动？
提示 中低强度运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸，乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
3.为什么及时松土有利于根系生长？
提示 及时松土可以让根系获得氧气，有利于根系细胞的有氧呼吸，促进其对矿质元素的吸收，从而促进生长。
4.为什么稻田要定期排水？
提示 稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精致使根系变黑、腐烂。
5.水果、蔬菜和种子的储存条件有哪些不同？
提示 蔬菜和水果应在零上低温、湿度适中、低氧的条件下储存，种子应在零上低温、干燥、低氧条件下储存。两种储存手段均需减弱呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于本身的特点，水果和蔬菜需要一定的湿度才能保持新鲜度，故二者在储存条件上存在差异。
例3 为了延长水果、蔬菜的保鲜期，可采取的措施是( )。
C
A.充入 ，温度为 B.充入 ，温度为
C.充入 ，温度为 D.充入 ，温度为
[解析] 生产中延长水果、蔬菜的保鲜期，实质上是要降低其细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，因此可充入 ，抑制细胞呼吸，将温度控制在 以上低温，降低酶的活性，从而使细胞呼吸速率减慢，C符合题意。
对点练3 （不定项）长期浸水会导致树根变黑、腐烂。树根从开始浸水到变黑、腐烂
的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如下图所示。下列叙述不正确的是( )。
BD
A.Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率下降
B.Ⅱ阶段根细胞的无氧呼吸速率下降
C.Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同
D.细胞在 点的有氧呼吸强度小于 点
[解析] Ⅰ阶段开始浸水，土壤中氧气浓度逐渐减小，所以根细胞有氧呼吸速率下降，A正确；Ⅱ阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升，B不正确；Ⅲ阶段细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且产生的酒精对细胞有毒害作用，因此呼吸速率下降，C正确； 点既有较弱的有氧呼吸也有较弱的无氧呼吸， 点进行较强的无氧呼吸，几乎不进行有氧呼吸，D不正确。
素能提升 细胞呼吸类型的判断与实验探究（科学探究能力）
一、植物组织呼吸方式的实验探究
1.原理：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1中 溶液的作用是吸收细胞呼吸作用所产生的 ，红色液滴移动的
距离代表植物细胞呼吸作用吸收的 量。装置2中红色液滴移动的距离代表植物细胞
呼吸作用吸收的 量与产生的 量的差值。
2.实验现象和结论：
实验现象 结论
装置1液滴 装置2液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
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 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳
酸的无氧呼吸
3.呼吸速率的测定：可利用装置1和装置2来测定细胞呼吸的速率，根据液滴单位时间内移动的距离即可计算呼吸速率。
为使实验结果更加准确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置2相比，不同点是用煮熟的种子代替发芽的种子，其余相同。
例4 下图为测量动物呼吸的实验装置，图中 为红墨水滴， 中装有
溶液。此装置可测量动物( )。
D
A.放出的 量 B.放出的 量
C.吸收的 量 D.吸收的 量
[解析] 本题的实验目的是测定小鼠的呼吸强度，实验的原理是小鼠有氧呼吸消耗 ，产生 ， 被 中的 溶液吸收，玻璃细管中红墨水滴移动的距离代表有氧呼吸 的消耗量。故该装置测量的是瓶中 的减少量即小鼠吸收的 量。
对点练4 呼吸商（RQ）是指生物在单位时
间内进行呼吸作用释放 量与吸收 量
的比值。下图为测定消毒过的萌发的小麦种
子呼吸商的实验装置，根据所学知识分析以
下问题：
（1）假设小麦种子只以葡萄糖为呼吸底物:
若甲装置中墨滴不移动，乙装置中墨滴向左移动，则小麦种子的呼吸方式为__________。
若甲装置中墨滴向右移动，乙装置中墨滴不移动，则小麦种子的呼吸方式为__________。
若甲装置中墨滴向右移动，乙装置中墨滴向左移动，则小麦种子的呼吸方式为_______
_____________。
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸和无氧呼吸
[解析] 蒸馏水既不吸收气体，也不放出气体，甲装置中墨滴的移动是由于 释放量与 吸收量的差值； 溶液能够吸收装置中的 ，乙装置中墨滴的移动是由于吸收了 。若只进行有氧呼吸，则甲装置中墨滴不移动，乙装置中墨滴左移；若只进行无氧呼吸，则甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不移动；若既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，则甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴左移。
（2）若甲、乙装置中墨滴均向左移动，则可能的原因是小麦种子的呼吸底物中存在
______。
脂肪
[解析] 若呼吸底物中只有葡萄糖，甲装置中墨滴要么向右移动，要么不移动。但出现
了向左移动的情况，说明种子萌发时吸收 多，释放 少，脂肪含 多，消耗
多，而产生的 少，故小麦种子的呼吸底物中存在脂肪。
（3）若甲装置中墨滴左移 ，乙装置中墨滴左移 ，则小麦种子的呼吸
商为____。
0.7
[解析] 乙装置中墨滴左移 ，为有氧呼吸消耗 的量。甲装置中墨滴左移
的原因是有氧呼吸消耗 的量与产生 的量之差使墨滴左移了 。据
此可以求出呼吸商为 。
（4）本实验的对照实验中丙装置设置的方案为__________________________________
_______________________________，目的是____________________________________
_______________。
丙装置内的小烧杯应分别放入煮熟的小麦种子、蒸馏水，其他条件不变
排除温度、气压等非生物因素对气体体积所产生的影响
[解析] 为使实验结果更加准确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置甲相比，不同点是用煮熟的种子代替萌发的种子，其余条件相同。
（5）若对照组中墨滴向左移动 ，则（3）的计算结果为_____。
0.78
[解析] 若对照组中墨滴向左移动了 ，则（3）中两装置移动的真实距离应当分
别为 和 ，根据以上分析可知，呼吸商为 。
二、细胞呼吸类型的判断
1.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
（1）反应式
有氧呼吸
无氧呼吸 ；
（2）相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸： 。
②无氧呼吸： 或 。
③消耗等量的葡萄糖时，需要的 和产生的 的物质的量：有氧呼吸需要的 有氧呼吸和无氧呼吸产生的 之和 。
④产生等量的 时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸 。
2.根据细胞呼吸物质的量的关系推断细胞呼吸的类型
例5 科学研究中常用 （细胞呼吸产生的 量/消耗的 量）来推测生物的呼吸方
式和用于呼吸的能源物质。下列说法错误的是( )。
C
A.欲测定绿色植物 值时，应在黑暗条件下进行
B.若测得某植物种子在萌发初期的 ，则该植物种子可能富含油脂
C.人体在剧烈运动的时候，若测得 ，则此时只进行有氧呼吸
D.若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的 ，则说明同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
[解析] 是指细胞呼吸产生的 量与消耗的 量的比值，欲测定绿色植物 值
时，为了排除光合作用的影响，应在黑暗条件下进行，A正确；由于相同质量的脂肪
氧化分解时，消耗的 量大于产生的 的量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消
耗的 和产生的 一样多，所以若测得某植物种子在萌发初期的 ，则说明
该植物种子可能富含油脂，B正确；人体在剧烈运动时，既能进行有氧呼吸，又能进
行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的
和产生的 一样多，故 ，C错误；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进
行产生酒精和 的无氧呼吸，在葡萄糖培养液中酵母菌 ，说明消耗的 少
于产生的 ，则酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D正确。
对点练5 设置若干组含有一定浓度葡萄糖溶液的密封瓶，分别向其中加入等量的酵母
菌并进行培养，向各组通入不同浓度的 ，再测定各组产生的酒精和 的量，结果
如表所示。下列叙述错误的是( )。
浓度/%
产生 的量/ 9 12 15 30
产生酒精的量/ 9 6 3 0
B
A. 浓度为 时，酵母菌产生能量的场所为细胞质基质
B. 浓度为 时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相等
C. 浓度为 时，葡萄糖中能量的去路有3个
D. 浓度为 时，酵母菌只进行有氧呼吸
[解析] 浓度为 时，产生 的量和产生酒精的量相等，此时酵母菌只进行无氧呼
吸，产生能量的场所为细胞质基质，A正确； 浓度为 时，无氧呼吸产生酒精的量
为 ，消耗葡萄糖的量为 ，有氧呼吸消耗葡萄糖的量为
，即无氧呼吸消耗的葡萄糖多，B错误； 浓度为 时， 的产
生量大于酒精的产生量，因此此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，有氧呼吸时葡萄糖
中的能量去路有2个（以热能的形式散失和形成 ），无氧呼吸时葡萄糖中的能量去
路有3个（储存在酒精中，以热能的形式散失和形成 ），C正确； 浓度为 时，
没有酒精生成，此时酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。
课堂小结
课堂小测
1.判断下列对细胞呼吸的原理和应用的叙述的正误。
（1）用透气的消毒纱布包扎伤口，目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸。( )
×
（2）无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜。( )
×
（3）稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根黑腐。( )
√
2.种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸，都能产生( )。
B
A.葡萄糖 B.丙酮酸 C.酒精 D.乳酸
[解析] 种子在有氧呼吸时，可产生丙酮酸、二氧化碳和水；无氧呼吸时，可产生丙酮酸、酒精和二氧化碳。

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