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细胞呼吸的原理和应用
第15讲
一轮复习
第3课时（共3课时）
知识点30：影响呼吸速率的因素及其应用
细胞呼吸速率(呼吸强度）
观测指标
CO2
释放速率
O2
消耗速率
有机物
消耗速率
一、影响呼吸速率的环境因素
1.温度
温度
呼吸速率
温度
酶的活性
呼吸速率
影响
影响
①植物、微生物、变温动物等(如右图)
(零上)低温储存蔬菜和水果,降低呼吸速率，减少蔬菜和水果中有机物的分解
大棚夜间或阴雨天适当降低温度,降低呼吸作用消耗有机物的量，而增加农作物产量
②恒温动物
温度下降
酶活性不变
散热增加
呼吸速率增加
产热增加
产热量=散热量
体温相对恒定
温度上升
酶活性不变
散热减少
呼吸速率下降
产热减少
产热量=散热量
体温相对恒定
2.pH
微生物发酵时依据微生物种类调整pH
温度
呼吸速率
pH
酶的活性
呼吸速率
影响
影响
培养霉菌
培养细菌
培养基pH调至酸性
培养基pH调至中性或弱碱性
3.氧气浓度
氧气浓度对酵母菌(或植物非绿色器官)的呼吸速率的影响，如右图所示。
氧气浓度0~b时
有氧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。
氧气浓度为0时
有氧呼吸速率为零，
无氧呼吸速率最大，
有机物消耗量较多。
3.氧气浓度
氧气浓度为a时
无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱，
细胞呼吸较弱，消耗有机物较少。
储存蔬菜、水果、粮食等，
应控制氧气浓为a(或a附近)。
3.氧气浓度
氧气浓度为b时
无氧呼吸被完全抑制，
细胞呼吸即为有氧呼吸。
氧气浓度为c时
有氧呼吸速率达到最大时的最小氧气浓度。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量与酶的活性等。
3.氧气浓度
a.中耕松土
c.水稻育秧后，适时排水
b.水稻的露田、晒田
①增强农作物根的呼吸速率，有利于矿质元素的吸收。
②降低蔬菜水果和粮食的呼吸速率，有利于其储存。
控制低氧环境，减少有机物消耗
如图表示苹果储藏过程中，随着氧气浓度的变化，CO2释放量的曲线。请回答下列问题：
①AB段表示____________________________
_________________________________________
原因是________________________________
______________________________________
在一定范围内，随着氧气
氧气浓度增大，无氧呼吸
受到抑制，而有氧呼吸又很弱
浓度增大CO2的释放量减少
②BC段表示____________________________________________
随着氧气浓度增大，CO2的释放量增大。
原因是_____________________________________________________________
氧气浓度增大，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸加强。
如图表示苹果储藏过程中，随着氧气浓度的变化，CO2释放量的曲线。请回答下列问题：
③苹果在储藏过程中，最好选择图中______点左右所对应的氧气浓度，原因是___________________________________
______________________________________。
在B点左右细胞呼吸释放的CO2
B
较少，有机物消耗较少。
④无氧呼吸时间过长，植物也会死亡 ，原因是__________________________________________________________。
无氧呼吸产生酒精会毒害细胞，使植物根部腐烂
涝害淹死植株，是因为无氧呼吸进行过久，累积酒精而引起中毒。
4.水含量
在一定范围内水含量增多，新陈代谢加快，呼吸作用强度上升。
粮食储存：
零上低温，低氧，干燥
水果蔬菜储存：
零上低温，低氧，一定湿度
5.CO2浓度
超过大气含量的高浓度CO2
会使呼吸速率显著降低。
增加CO2的浓度可以使蔬菜水果保鲜。
在北方的地窖里经常存放着蔬菜，蔬菜可以保存较长时间。但人们要进去取蔬菜前，必须先打开地窖门通风一段时间才能进去。其原因是( )
A.温度较低，蔬菜抵抗病虫害的能力强
B.蔬菜进行呼吸作用，存在较多的二氧化碳
C.黑暗无光，人进去会看不见
D.温度适宜，蔬菜中的水分容易保持
B
温度
pH
氧气浓度
水含量
CO2浓度
一、影响呼吸速率的环境因素
粮食 储存
零上低温、低氧、干燥、高CO2浓度
水果蔬菜储存
零上低温、低氧、一定湿度、高CO2浓度
1.图是影响呼吸速率因素的系列示意图，根据图示判断下列说法错误的是（ ）
A.超过最适温度，呼吸酶活性降低，细胞呼吸受抑制
B.O2浓度为10%时，不产生酒精，利于贮藏水果和蔬菜
C.适当提高CO2浓度抑制呼吸作用，利于贮藏水果和蔬菜
D.种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素
B
2. 6-BA是一种植物生长调节剂。科研人员以贮藏的青棒豆种子为材料，研究一定浓度的6-BA处理对其呼吸速率的影响，结果如下图。下列相关叙述错误的是（　）
A.青棒豆细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体
B.对照组与6-BA组的呼吸速率变化趋势不一致
C.6-BA可以应用于青棒豆采摘后的贮藏保鲜
D.贮藏时间越久，6-BA抑制呼吸速率效果越强
D
3.为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根的有氧呼吸速率（mol·g-1·h-1），结果如图。下列说法错误的是（　　）
A.A、B、C三点中，A点时单位时间内与氧结合的NADH最多
B. B点产生 CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质
C.实验过程中可用CO2释放量作为检测有氧呼吸速率的指标
D.淹水时KNO3对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用
C
4.如图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：
①曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是_______________________；曲线BC段酵母菌呼吸的方式是______________
______________。
细胞质基质和线粒体
和无氧呼吸
②酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有________________、__________________。
培养液pH下降
乙醇含量过高
有氧呼吸
5.金冠苹果和富士苹果是我国主要的苹果品种。研究人员以此为材料，测定常温贮藏期间苹果的呼吸速率，结果如下图。请回答问题：
(1)在贮藏过程中，苹果细胞通过有氧呼吸分解糖类等有机物，产生______和水，同时释放能量。这些能量一部分储存在__________中，其余以热能形式散失。
CO2
ATP
5.金冠苹果和富士苹果是我国主要的苹果品种。研究人员以此为材料，测定常温贮藏期间苹果的呼吸速率，结果如下图。请回答问题：
(2)结果显示，金冠苹果在第_____天呼吸速率达到最大值，表明此时有机物分解速率_______。据图分析，富士苹果比金冠苹果更耐贮藏，依据是________。
28
最大
富士苹果呼吸速率持续较低，且呼吸速率达到最大的时间比金冠苹果显著延后
5.金冠苹果和富士苹果是我国主要的苹果品种。研究人员以此为材料，测定常温贮藏期间苹果的呼吸速率，结果如下图。请回答问题：
(3)低温可延长苹果的贮藏时间，主要是通过降低____
_____抑制细胞呼吸。要探究不同温度对苹果细胞呼吸速率的影响，思路是_____
__________________。
酶的
活性
设置一系列温度，其他条件相同且适宜，分别测定苹果的呼吸速率
6.如图甲表示几种类型的细胞呼吸的部分物质变化示意图，图乙是O2浓度对某植物种子呼吸速率的影响曲线。回答下列问题:
(1)图甲中①②③第一阶段的产物都是_________________。剧烈运动时，人体的骨骼肌细胞能通过图甲中________(填序号)过程产生CO2。
丙酮酸和NADH
①
6.如图甲表示几种类型的细胞呼吸的部分物质变化示意图，图乙是O2浓度对某植物种子呼吸速率的影响曲线。回答下列问题:
(2)农田被水淹后，农作物烂根主要与图甲中的___________(填序号)过程有关。酵母菌无氧呼吸过程中，图甲④过程发生的场所是_______________。
③
细胞质基质
6.如图甲表示几种类型的细胞呼吸的部分物质变化示意图，图乙是O2浓度对某植物种子呼吸速率的影响曲线。回答下列问题:
(3)据图乙可知，最适合储存该植物种子的O2浓度一般为B点所对应的浓度，依据是___________
B点所对应的浓度，二氧化碳释放量相对较少，即有机物消耗量少，因此最合适储存该植物种子的O2浓度一般为B点。
7.为研究复合气调包装对大蒜鳞茎细胞呼吸及相关生理活动的影响，某研究团队在4℃，O2体积分数3.5%的贮藏条件下，研究了CO2体积分数分别为5%、8%、11%、14%对大蒜（含乙醇脱氢酶）呼吸作用强度、乙烯释放速率的影响，结果如图所示。回答下列问题：
(1)该实验是否符合对照原则，并请说明理由。__________。
符合，不同体积分数CO2的处理为相互对照
(2) 乙烯含量升高是否是细胞呼吸速率激增导致，请据图判断并说明判断的理由。__________。
不是，体积分数在5%CO2浓度下，乙烯释放速率的峰值出现在90d时，而细胞呼吸速率的峰值出现在120d时，乙烯含量升高发生于呼吸峰之前，表明可能是乙烯增加导致细胞呼吸速率加快
(3)由实验结果推测，长时间贮藏大蒜鳞茎的最佳条件应为___________。
4℃低温、3.5%O2，8%CO2/4℃低温
O2体积分数为3.5%、CO2体积分数为8%
二、细胞呼吸在生产实践中的应用
1.发酵：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其他代谢产物的过程，称为发酵。即利用微生物的细胞呼吸。
葡萄酒
腐乳
泡菜
酸奶
酵母菌发酵
(无氧呼吸)
毛霉发酵
(有氧呼吸)
乳酸菌发酵
(无氧呼吸)
利用酵母菌酿酒时往往先向发酵液通气，促进酵母菌的___________，
使酵母菌迅速_______，之后再控制发酵液位无氧条件，促进酵母菌的__________，从而积累酒精。
有氧呼吸
增殖
无氧呼吸
乳酸菌发酵
(无氧呼吸)
1.发酵：利用微生物或其他生物的细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其他代谢产物的过程，称为发酵。即利用微生物的细胞呼吸。
鸡精
酱油
果醋
谷氨酸棒状杆菌发酵
米曲霉、酵母菌乳酸菌发酵
醋酸菌发酵
2.农业生产
①中耕松土(通气)
②零上低温、低氧、高CO2、一定湿度
储存水果、蔬菜
③零上低温、低氧、高CO2、干燥
储存种子(粮食)
④大棚作物，夜间降温
降低呼吸速率，减少有机物的氧化分解
促进根的呼吸，有利于无机盐的吸收
⑤稻田定期排水
长期水淹，无氧呼吸产生酒精使根部腐烂
3.健康生活
①包扎伤口时，需用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口。防止厌氧微生物滋生。
②皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌容易大量繁殖需及时清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。
破伤风杆菌和乳酸菌是厌氧菌，只能进行无氧呼吸，
O2对其细胞呼吸有抑制作用。
③无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。
提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
1.下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是（ ）
A.水果蔬菜的保存要求零下低温、低氧、湿度适宜
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.温室种植蔬菜，要提高产量，夜晚可适当降低温度
D
2. 关于生物学原理在农业生产上的应用，下列叙述错误的是（ ）
A.“种田无它巧，粪是庄稼宝”，农家肥可为农作物生长提供有机物，从而提高产量
B.“低温、干燥、低氧储存种子”，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗
C.“苗稀结大穗，密植多打粮”，强调合理密植，确保通风透光，从而提高光能利用率
D.“庄稼要好，三年一倒（轮作）”，利用了不同作物根系对矿质元素的吸收具有差异性的原理
A

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