新高考生物一轮复习考点课件第12讲 细胞呼吸的影响因素及其应用（含解析）

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第12讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
1.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。2.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。
考点一　细胞呼吸的影响因素
考点二　细胞呼吸的影响因素的应用
主要考点 必备知识
1．内部因素——遗传因素（决定酶的种类和数量）
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。(3)器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。实例：生殖器官大于营养器官。
温度影响呼吸作用，主要是通过影响酶的活性实现的，最适温度时，细胞呼吸速率最大。
生产上常利用这一原理用零上低温贮存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。
生产上适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗，从而延长蔬菜、水果的保鲜时间。
该O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。
有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等
从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。
大气中CO2浓度0.038%
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。因为自由水既是有氧呼吸的反应物，又是细胞内良好的溶剂。 在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中的温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。
考向　细胞呼吸的影响因素分析1.(2022·济南外国语学校高三模拟)下表是某植物X在适宜条件下，从开始播种到长出两片真叶期间CO2释放速率和O2吸收速率相对值的变化。其中胚根长出的时间是在30 h，两片真叶在50 h开始长出。
下列分析正确的是( )A.植物种子含水量的快速增加发生在6～18 hB.18～24 h呼吸作用的产物有CO2、H2O和乳酸C.40 h时，形成ATP的能量全部来自有氧呼吸D.46～52 h，细胞呼吸消耗的有机物不全是糖类
解析;0～2 h细胞呼吸强度很弱，从6 h开始细胞呼吸强度迅速增加，说明自6 h开始含水量已经显著提高，含水量的快速增加应发生在6 h之前，A错误；在没有O2消耗的0～2 h仍有CO2释放，说明该种子细胞进行的是产物为酒精和CO2的无氧呼吸，而18～24 h同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产物中没有乳酸，B错误；从46～52 h细胞呼吸的O2消耗大于CO2释放分析，该种子萌发过程中呼吸作用消耗的有机物中存在氧含量低于糖类的有机物，则不能确定40 h时形成ATP的能量全部来自有氧呼吸，C错误、D正确。
考向　细胞呼吸影响因素的相关曲线分析
1.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.为延长水果保存的时间，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
解析　由于有氧呼吸吸收的O2量与释放的CO2量相等，无氧呼吸不吸收O2，释放CO2，所以放出的CO2量/吸收的O2量＝1时，只进行有氧呼吸，放出的CO2量/吸收的O2量大于1时，既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越弱，无氧呼吸越强，A错误；B点氧气浓度大于A点，所以B点有氧呼吸强度大于A点，B正确；C点是只进行有氧呼吸的最低氧分压，不是细胞呼吸最弱时的氧分压，若要延长水果的保存时间，不能将氧分压调至C点，C错误；C点不是有氧呼吸氧气的饱和点，C点以后细胞呼吸强度在一定范围内会随氧分压变化而变化，D错误。
1.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。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、线粒体和叶绿体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 ℃慢，是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
考向　细胞呼吸影响因素的探究实验分析
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，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确、C错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。
1.同一叶片在不同生长发育时期，其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(　　)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(　　)
4.内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等(　　)
5.破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清(　 　)6.剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸(　 　)
1.结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：(1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖 (填“是”或“不是”)一样多，理由是___________________________________________________________________________________________________________。(2)在保存蔬菜、水果时，应选择 点对应的O2浓度，理由是____________________________________。
释放量最少，有机物的损耗最少
吸和无氧呼吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3
(3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是_____________________________________________________________________________________________________________。
在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱
细胞呼吸的影响因素的应用
1.选用透气的消毒纱布包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
剧烈运动会导致氧不足，使肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸，导致肌肉酸胀乏力。
2.提倡有氧运动。人体细胞通过有氧呼吸可获得较多的能量。
3.土壤板结导致其中O2不足，及时松土能促进根部细胞的有氧呼吸，促进根系生长。
水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水，如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行无氧呼吸产生酒精，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
在控制通气情况下，先使酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，然后再密封发酵生产各种酒。因为酵母菌进行无氧呼吸能产生酒精。
在氧气充足时，醋酸杆菌进行有氧呼吸将酒精氧化分解生成醋酸，谷氨酸棒状杆菌通过有氧呼吸合成谷氨酸，用于生产食醋或味精。
4.利用微生物呼吸进行发酵。
适当降低温度或氧气浓度，抑制果蔬细胞的呼吸作用，减少有机物的消耗。
例如把番茄装箱密封，把O2浓度调节到3%~6%，可贮藏1~3个月。
5.细胞呼吸与果蔬贮藏
考向 细胞呼吸原理在农业生产中的应用1.普洱茶渥堆为普洱茶的发酵过程，由于黑曲霉、青霉、根霉、酵母菌等微生物的活动，使茶叶发生了一系列的物理、化学变化，促成了普洱茶风味及良好品质的形成。下列相关叙述错误的是（ ）A.黑曲霉、青霉、根霉、酵母菌的DNA都存在于细胞核内B.渥堆过程容易闻到酒香，这是酵母菌进行无氧呼吸的结果C.普洱味回甘，可能是因为微生物产生的纤维素酶能降解茶叶中的纤维　素，增加了茶叶中单糖、二糖的含量D.湿度、温度、通气情况可能会影响渥堆过程，进而影响普洱茶的品质
2.中耕松土是农作物栽培的传统耕作措施，下列相关说法错误的是( )A.松土可以促进根对矿质元素的吸收，促进光合作用B.松土可以促进硝化细菌的代谢活动，合成更多的有机物C.松土使土壤中无机物含量减少，有机物含量增加D.松土能加速土壤中残枝败叶、动植物遗体的分解，生成更多的二氧　化碳
解析:松土可以增加土壤中的空气，促进根细胞的有氧呼吸，释放更多能量，有利于矿质元素的吸收，促进光合作用，A正确；松土能增加土壤中的空气，从而促进硝化细菌将氨态氮转化为硝态氮，有利于硝化细菌的化能合成作用，增加土壤的肥力，B正确；松土促进微生物的分解作用，使土壤中有机物含量减少，无机物含量增加，C错误。
考向　种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析1.将黄豆干种子浸水30小时，期间黄豆胚细胞发生了一系列生理变化，下列对此描述正确的是（ ）A.自由水与结合水的含量均大量增加，代谢加快B.CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强C.酶的种类没有变化，但酶的活性均显著增高D.若在显微镜下观察胚细胞，会发现大部分细胞中存在染色体
解析;黄豆干种子浸水萌发的过程中，自由水的含量大量增加，结合水的含量增加的幅度较小，代谢加快，A错误；黄豆种子在有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸过程中不消耗O2、有CO2产生，据此可推知：若CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强，B正确；黄豆干种子浸水萌发的过程中，细胞中发生的化学反应类型增多，酶的种类会有所变化，但并非是酶的活性均显著增高，C错误；在一个细胞周期中，因分裂间期持续的时间明显大于分裂期，而染色体出现在细胞分裂期，所以若在显微镜下观察胚细胞，会发现少部分细胞中存在染色体，D错误。
(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是_______________________________________________________________________(至少答出两点)。
2.干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：
自由水是细胞内良好的溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水参与物质运输
(2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是________和CO2。若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是_______________________________________________________________________________________________。(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括___________________________。
缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，且种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用
适宜的光照、CO2和无机盐等
(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。
种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线
1.破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清(　　)
2.剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸(　　)
3.同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异(　　)4.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(　　)5.粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏(　　)6.温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量(　　)