考点二 影响细胞呼吸的因素及应用
1.温度
(1)影响原理:温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。 (2)曲线分析:
①a点为该酶的最适温度,细胞呼吸速率最快。
②温度低于a时,随温度降低,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。
③温度高于a时,随温度升高,酶活性下降,甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。 (3)实际应用
①保鲜:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可延长保鲜时间。
②促进生长:温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量。 2.氧气
(1)影响原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 (2)曲线模型
①O2浓度低时,无氧呼吸占优势。
②随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强。
③当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。 (3)应用
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。 ②作物栽培中的中耕松土,保证根的正常细胞呼吸。 ③提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
④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。 3.二氧化碳
(1)影响原理:CO2是细胞呼吸的终产物,积累过多会抑制细胞呼吸。 (2)曲线分析
(3)实际应用
保鲜:地窖中CO2浓度高,有利于蔬菜水果的储存。 4.水含量 (1)影响原理
①主要是间接影响:许多生化反应需在水中才能进行,自由水含量升高,细胞呼吸加快。②直接影响:水是有氧呼吸的反应物之一。 (2)实际应用
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,更有利于储存。 ②促进细胞呼吸:浸泡种子有利于种子的萌发。 [纠误诊断]
(1)同一叶片在不同生长发育时期,其细胞呼吸速率相同。( × ) 提示:不同发育时期的叶片细胞呼吸速率有差异。
(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。( ×提示:无氧环境中,细胞无氧呼吸消耗的有机物较多。
(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。( × ) 提示:粮食种子应储藏在干燥环境中。
) (4)温室大棚中,可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。( √ )
(5)破伤风杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖,原因是伤口深处氧气缺乏。( √ )
1.下图是以糖类为细胞呼吸底物的植物器官氧气浓度影响细胞呼吸的曲线。请回答:
(1)O2浓度在2.5%～10%时、在10%以上时,该器官的细胞呼吸方式有什么不同?
提示:O2浓度在2.5%～10%时,进行有氧呼吸和无氧呼吸;O2浓度在10%以上时,只进行有氧呼吸。 (2)O2浓度为C时,AB=BC,此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等,两者消耗的葡萄糖是不是也一样多?
提示:不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出:有氧呼吸时,1C6H12O6→6CO2;无氧呼吸时,1C6H12O6→2CO2,所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时,两者消耗的葡萄糖量之比是1∶3。
(3)在保存蔬菜、水果时,应选择哪一点对应的O2浓度?为什么?
提示:应选择R点对应的O2浓度,因为此时总CO2释放量最少,有机物的损耗最少。 [深度思考]
大豆种子萌发过程中,氧气消耗量等于CO2释放量时,大豆种子只进行有氧呼吸吗? 提示:大豆种子富含脂肪,而脂肪氧化分解时耗氧量大于CO2释放量,故当二者相等时,大豆种子应该还在进行一定量的无氧呼吸。
2.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等,其原因是什么? 提示: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。 3.夏季,池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象,原因是什么?
提示:黎明时分水中的溶解氧不足,水体表层的溶解氧相对较高,因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。 [深度思考]
为什么黎明时,水中的溶解氧不足?
提示:水体中的溶解氧主要来自水体中藻类植物的光合作用,夜间藻类植物的光合作用停止,而藻类和鱼的呼吸作用一直存在,溶解氧经一夜消耗,黎明时最低。
题型一 环境因素对细胞呼吸的影响
1.(2019·云南曲靖一中期末)研究发现,冬小麦在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高后降低。持续的冷害使根生长迟缓,吸收能力下降,但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是( D )
A.冷害初期呼吸作用增强,有利于抵御寒冷
B.持续低温使根细胞呼吸减弱,吸收矿质营养能力下降 C.低温时细胞内结合水的比例上升,有利于适应低温环境 D.持续低温使线粒体内氧化酶活性增强,促进淀粉分解为可溶性糖
解析:冷害初期呼吸作用增强,释放能量增加,利于抵御寒冷;持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,使细胞呼吸减弱,供能减少,吸收矿质营养能力下降; 低温时细胞内结合水含量增加,自由水含量降低,细胞液浓度升高,有利于适应低温环境; 持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱,使细胞呼吸减弱,氧化酶与淀粉分解无关。
2.(2013·福建卷)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有氧呼吸速率,结果如图。
请回答:
(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是 ,
分析图中A、B、C三点,可知 点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
(2)图中结果显示,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有 作用,其中 mmol·L的KNO3溶液作用效果最好。
(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍,地上部分叶色变黄,叶绿素含量减少,使光反应为暗反应提供的[H]和 减少;根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标?请分析说明: 。
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解析:(1)细胞有氧呼吸第二阶段生成CO2,场所在线粒体基质中。由图可知,有氧呼吸速率以O2的消耗速率为检测指标,A、B、C三点O2的消耗速率为A>B>C,因此,单位时间内A点与氧结合的[H]最多。(2)分析题图知,淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用,并且在一定浓度范围内,KNO3溶液浓度越大,有氧呼吸速率下降幅度越小,因此30 mmol·L KNO3溶液作用效果最好。(3)叶绿素含量减少时,吸收的光能减少,使光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少;根细胞进行无氧呼吸也可产生CO2,故不能改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标。 答案:(1)线粒体基质 A (2)减缓 30 (3)ATP 不能,因为无氧呼吸可能会产生CO2 题型二 细胞呼吸原理的应用
3.(2018·全国Ⅱ卷)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是( C )
A.风干种子中有机物的消耗减慢 B.风干种子上微生物不易生长繁殖 C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D.风干种子中结合水与自由水的比值大
解析:风干种子细胞中自由水含量减少,细胞呼吸作用强度降低,有机物的消耗慢;由于风干种子细胞中自由水含量减少,微生物不易在其上生长繁殖;风干种子细胞中自由水的含量相对少,结合水与自由水的比值增大。
4.(2019·山东潍坊期中)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( B ) A.稻田需要定期排水,防止幼根缺氧变黑腐烂
B.提倡慢跑有助于避免肌细胞通过无氧呼吸大量积累乳酸和CO2 C.利用乳酸菌制作酸奶的过程需隔绝空气
D.皮肤破损较深的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清
解析:稻田需要定期排水,防止幼根缺氧进行无氧呼吸产生酒精伤害细胞,使根变黑腐烂;提倡慢跑有助于避免肌细胞通过无氧呼吸产生乳酸,但肌肉细胞无氧呼吸不会产生CO2;乳酸菌是厌氧菌,因此利用乳酸菌制作酸奶的过程需隔绝空气;皮肤破损较深的患者,易感染厌氧型破伤风杆菌,应及时到医院注射破伤风抗毒血清。
细胞呼吸原理的应用 -1
2021高考生物一轮复习第三单元第9讲细胞呼吸教案新人教版
