《细胞呼吸原理的应用》.ppt

,1.观察温度对呼吸速率影响的曲线，回答下列问题。,（1）试阐述呼吸速率在不同温度下发生的变化。（2）温度影响呼吸速率的实质是什么？提示：温度通过影响酶的催化活性影响呼吸速率。,2.结合自主预习中氧浓度与呼吸速率的关系曲线，思考氧浓度值变化时，细胞呼吸的类型如何变化？提示：O2浓度为零时只进行无氧呼吸；O2浓度在10%以下时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。3.储藏的粮食若含水量较高，会出现粮食发热，最终导致霉变的现象。（1）发热的根本原因是什么？提示：细胞呼吸放热。,（2）水影响细胞呼吸的哪个阶段？提示：水既是细胞呼吸的原料，又为细胞呼吸提供液体环境，因为细胞呼吸是酶促反应，必须在水环境中进行。因此就反应物来说，水影响有氧呼吸的第二阶段；但就反应条件来说，水影响整个反应过程。（3）影响细胞呼吸的水是自由水还是结合水？提示：自由水。,1呼吸速率呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时间内，消耗的氧气量或释放的CO2量。2.O2浓度对无氧呼吸和有氧呼吸的影响（1）对无氧呼吸的影响：在一定范围内，随着氧气浓度的增加无氧呼吸的强度不断降低，当氧气的浓度达到一定值时，无氧呼吸被完全抑制。（2）对有氧呼吸的影响：在一定范围内，随着氧气浓度的增加有氧呼吸的强度不断增大，当氧气的浓度达到一定值时，有氧呼吸的强度达到最大值。,典例 如图表示某植物幼根的细胞呼吸过程中，O2的吸收量和CO2的释放量随环境中O2浓度的变化而变化的曲线，其中线段XYYZ，则在氧浓度为a时说法正确的是A有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多B有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等C有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多D有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多,解答本题需注意题眼“XY=YZ”，表示有氧呼吸释放的CO2量与无氧呼吸释放的CO2量相等，并且有氧呼吸是有机物彻底氧化分解的方式，释放的能量比无氧呼吸多。,【规范解答】选C。YZ为有氧呼吸的O2吸收量，也就是有氧呼吸释放的CO2量。因为XYYZ，有氧呼吸放出的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量。根据C6H12O66O26CO26H2O2 870 kJ能量和C6H12O62C2H5OH2CO2196.65 kJ能量，可计算出有氧呼吸消耗的有机物量是无氧呼吸的1/3，释放的能量却约是无氧呼吸的5倍。,【变式备选】如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2的吸收量的变化。下列相关叙述正确的是（）A氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官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，无氧呼吸最弱D氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,【解析】选B。O2浓度为a时：O2吸收量为零，此时只进行无氧呼吸，产生大量酒精，不利于贮藏该植物器官；O2浓度为b时：有氧呼吸释放CO2量吸收O2量3，无氧呼吸释放CO2量为(83)5，据反应式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖为0.5，无氧呼吸消耗葡萄糖为2.5；O2浓度为c时：有氧呼吸释放CO2量为4，无氧呼吸释放CO2量为(64)2，故无氧呼吸不是最弱，最弱应为零；O2浓度为d时：CO2释放量O2吸收量，说明只进行有氧呼吸，无氧呼吸不再进行。,1.农业生产中为什么要进行中耕松土、黏土掺沙、改良土壤结构等措施？提示：是为了改善土壤通气条件，提高土壤中氧含量，促进根的有氧呼吸。2.在粮食储藏过程中，为什么要降低呼吸速率?提示：若呼吸速率太快，会引起有机物的大量消耗，呼吸释放的水分和能量(使种子温度增高)，都会使呼吸作用进一步加强，最后导致发热霉变，使粮食变质。,3.水果和蔬菜储藏时常采用低温的方法，是温度越低越好吗？提示：储藏果蔬的普通措施就是维持低温，但也不是越低越好，否则会冻伤果蔬而影响口感。因此，在储藏中要选择最适宜的储藏温度，同时还要保证温度恒定，因为温度的起伏变化会促进细胞呼吸的进行，增加物质的消耗。,4.为什么选用“创可贴”等敷料包扎伤口？提示：既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。,细胞呼吸原理的应用分析（1）种子的贮藏，必须降低含水量，使种子呈风干状态，使细胞呼吸降至最低，以减少有机物消耗。若种子含水量过高，呼吸加强，会使种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的细胞呼吸，使种子品质变坏。（2）某些水果和蔬菜可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度，减弱细胞呼吸，使整个器官代谢水平降低，延缓衰老。,典例 在可以调节温度的温室里栽培番茄，以研究昼夜温差对番茄生长的影响，实验结果如图所示。曲线A是根据番茄植株在日温为26、夜温如横坐标所示的温度范围内测定的数据绘制的。曲线B是根据番茄植株在昼夜恒温的情况下，如横坐标所示的温度范围内测定的数据绘制的。,(1)夜间温度为5时，曲线A反映出的茎的生长速率比曲线B反映出的要快，你认为其中的原因是什么？(2)从曲线A中可以看出，茎在夜间温度为20时的生长速率比在10时要快，你认为其中的原因是什么？(3)是否昼夜温差越大，对番茄的生长就越有利？能够证明你的观点的是哪一条曲线？,解答本题要突破以下两点：（1）茎的生长速率与有机物的积累量成正比，即与净光合作用强度成正比。净光合作用=实际光合作用细胞呼吸（2）黑暗条件下，植物体只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所测CO2释放量表示细胞呼吸强度。,【规范解答】(1)在夜温相同的情况下，适当提高白天的温度利于有机物积累。(2)植物生长需要物质和能量，代谢旺盛的条件下，可为植物生长提供较多的物质和能量。(3)从曲线A可以看出，并非昼夜温差越大，茎的生长速率就越快。,答案：(1)夜温相同，夜间消耗有机物量相同；在该夜温时，A曲线比B曲线的日温高，利于有机物积累，利于茎的生长。(2)日温相同，有机物积累量相同；植物代谢强度在夜温20时比夜温10时旺盛，生成的植株生长所需的代谢产物和能量等都比较多，从而利于茎的生长。(3)否；曲线A。,【拓展延伸】(1)由曲线A可以看出，在日温为26的情况下，夜温为多少度时对番茄茎的生长最有利？提示：25左右。(2)若光合作用的最适温度为25，植物细胞呼吸的最适温度为40，请预测曲线B随温度继续升高的走势。提示：超过25，随日夜温度继续升高，茎的生长速率将减慢。,1.细胞呼吸和光合作用是可逆反应吗？试分析原因。提示：不是，两者反应场所、条件不同，能量的来源、去路以及所需的酶也不同。,2.观察光合速率与呼吸速率的关系图示，试着回答下列问题：（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值表示的是上图哪一生理作用的速率？提示：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。,（2）绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为哪一生理作用速率？提示：绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。（3）如何用真正光合速率、净光合速率、呼吸速率表示三者的关系？提示：真正光合速率净光合速率呼吸速率。,1.光合作用所需的CO2的两个来源（1）呼吸作用产生的。（2）从周围空气中吸收的（若是水生植物，则是从周围的水中吸收的）。2.光合作用释放的O2的两个去向（1）用于细胞呼吸。（2）细胞呼吸用不完的，才释放到周围的空气中。3.光合作用制造（生产、合成）的葡萄糖的两个去向（1）用于细胞呼吸消耗。（2）细胞呼吸消耗不完的，才用于积累。,【特别提醒】光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的主要场所是线粒体。即叶绿体可独立完成光合作用，而线粒体则不能独立完成有氧呼吸，因为有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质。光合作用光反应阶段产生的ATP只用于暗反应阶段；而细胞呼吸产生的ATP则可用于生物体各项生命活动。,典例(2010上海高考)在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。,（1）与B植物相比，A植物是在_光照条件下生长的植物，判断的依据是_。（2）当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率_，造成这种现象的实质是跟不上_反应。（3）当光照强度为9千勒克司时，B植物的总光合速率是_（mg CO2/100 cm2叶小时）。当光照强度为3千勒克司时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为_（mg CO2/100 cm2叶小时）。,（1）阴生植物呼吸作用较弱，需要的最大光照强度也较弱；（2）光合速率受到光照强度等外界环境因素和植物自身的生理因素的影响；（3）植物的总（真正）光合速率等于呼吸速率与表观光合速率之和。,【规范解答】（1）从表中数据可以看出，与B植物相比，A植物光合速率与呼吸速率相等时光照强度较弱，光饱和时的光照强度也较弱，因此A属于阴生植物。（2）B植物光饱和时的光照强度为9千勒克司，即当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率不再继续增加，原因是暗反应中酶的数量有限，跟不上光反应的反应速度。,（3）植物的总光合速率等于呼吸速率与表观光合速率之和。当光照强度为9千勒克司时，B植物CO2的吸收量为30 mg CO2/100 cm2叶小时，此时B植物细胞呼吸产生的CO2量为15 mg CO2/100 cm2叶小时，故B植物总光合速率是30+15=45（mg CO2/100 cm2叶小时）。当光照强度为3千勒克司时，A植物固定的CO2量=光饱和时CO2的吸收量+黑暗条件下CO2释放量=11+5.5=16.5（mg CO2/100 cm2叶小时）；当光照强度为3千勒克司时，B植物的光合速率等于呼吸速率，所以B植物固定的CO2量为15 mg CO2/100 cm2叶小时。故二者的差值为1.5 mg CO2/100 cm2叶小时。,答案：（1）弱光 A植物在光饱和时的光照强度低于B植物（A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物）（2）不再增加 暗反应 光（3）45 1.5,光照条件下，植物的CO2吸收量表示的是净光合作用，而非实际光合作用。注意：光照条件下，植物体同时进行光合作用和细胞呼吸，实验测得的数据应为净光合作用。,【变式备选】将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下分别暗处理1 h，再光照1 h（光照强度相同），测其重量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是（）,A轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29B第三组轮藻释放的氧气量最多C四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度D第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2 mg,【解析】选D。从题意可知暗处理后的重量变化数据即呼吸速率，根据表格数据可算出各温度下的净光合速率分别为：4、5、6、2；总光合速率分别为：5、7、9、3；呼吸速率最快为3 mg/h即29时，净光合作用最大时释放氧气最多，即第三组释放氧气最多；从以上处理所得数据可知各组光合强度都大于呼吸强度；第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为3 mg。,1.（2011滨海高一检测）贮藏水果时抽取空气或加入N2、CO2可延长贮藏时间，其原因主要是（）A.抑制有氧呼吸 B.促进有氧呼吸C.抑制无氧呼吸 D.促进无氧呼吸【解析】选A。氮气、二氧化碳抑制有氧呼吸，减少了有机物的氧化分解，有利于水果保鲜。,2.酒厂利用酵母菌酿酒的过程中，检测发现活菌数量较多却不产生酒精，应采取的措施是（）A.降低温度 B.加缓冲液C.添加液体培养基 D.隔绝空气【解析】选D。酿酒应用的原理是酵母菌无氧呼吸过程中产生酒精，要想产生酒精，应隔绝空气，创造无氧环境，使酵母菌进行无氧呼吸。,3.与细胞呼吸原理的应用无关的是（）A.晒干小麦种子以延长保存期限B.适当延长光照时间提高蔬菜产量C.夜晚适当降低温室内的温度以提高产量D.稻田要定期排水，否则水稻幼根会变黑、腐烂【解析】选B。晒干小麦种子时，会降低自由水的含量进而降低代谢速率；降低温度会降低细胞呼吸中酶的活性，进而减弱有氧呼吸，减少有机物的消耗，提高产量；稻田定期排水会使根部进行充分的有氧呼吸以免进行无氧呼吸产生的酒精导致幼根腐烂；光照与细胞呼吸无直接关系。,4.如图为水果存放时，空气中的氧气浓度(y)与水果释放出的CO2气体量(x)的关系曲线。根据图示，你认为保存水果应该选择哪个状态下的氧气浓度（）A.B.C.D.【解析】选B。保存水果时，要求水果的呼吸速率最小，此处即CO2的释放量最少，分析曲线可知，点所对应x轴的CO2气体量最少。,5.为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间，贮藏条件最好是（）A.低O2、适当的湿度、零上低温B.低O2、适当的湿度、零下低温C.无O2、保持干燥、零上低温D.无CO2、保持干燥、零下低温,【解析】选A。本题考查影响细胞呼吸的因素。要长时间贮藏水果，就要降低其细胞呼吸，减少有机物的消耗。在低温条件下，呼吸酶活性降低，但若温度低于零度，则会冻伤水果；低氧状态下，细胞有氧呼吸弱，无氧呼吸受到抑制，整个细胞呼吸强度处于最低状态时，可以有效减少营养物质的消耗；湿度适中，减少水果中水分丢失，有利于保鲜。,6.下列生产实践依据的原理与其余各项不同的是（）A.水稻育苗过程中，应适时排水，暴露稻田进行晒床B.农作物种植和生长过程中应适时中耕松土C.果农将广柑储藏于密闭的地窖中，保存时间可达45个月D.温室栽培时，白天适当升高温度而夜间适当降低温度,【解析】选D。水稻育苗时适时排水和农作物种植时适时中耕松土都能增加土壤中氧气的含量，利于细胞呼吸，保证能量供应，有利于根的生长及矿质元素的吸收等；在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞呼吸，使广柑的代谢水平降低，可使保存时间延长；故A、B、C都利用了细胞呼吸的原理；温室栽培时，白天适当提高温度主要是为了提高光合作用强度，而夜间适当降低温度，可以降低呼吸作用的强度，有利于提高有机物的净积累量，故D项既利用了细胞呼吸原理，又利用了光合作用原理。,一、选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分）1.奥运会有些项目被称为有氧运动，如马拉松长跑；有些运动被称为无氧运动，如百米赛跑，两者最大的区别在于（）A.运动前是否需要吸氧B.运动过程中是否需要氧气C.运动后是否需要吸氧D.产生能量的主要方式不同,【解析】选D。有氧运动是指运动过程中所需要的能量主要依赖于细胞的有氧呼吸，而无氧运动是指由于运动时间短，运动过程中所需能量主要来自于细胞的无氧呼吸。,2.某生物研究小组对栽培在密闭玻璃温室中的植物进行研究，用红外线测量仪对室内空气中的CO2浓度进行24小时测定，并绘制了温室内的CO2浓度与时间关系的曲线(如图所示)。根据曲线可得到的结论是（）A.光合速率等于呼吸速率的是b点和c点B.光合速率最大的是b点，最小的是c点C.b点的光合速率为零，c点光合速率最大D.光合速率最小的是c点，呼吸速率最大的是b点,【解析】选A。由曲线的变化分析可知，ab CO2浓度逐渐增加，表明细胞呼吸速率光合速率；bc CO2浓度逐渐减小，表明光合速率呼吸速率；cd CO2浓度逐渐增加，表明光合速率呼吸速率，直至不进行光合作用；b、c为曲线的拐点，表明此时光合速率呼吸速率。光合速率最大的点是CO2浓度下降速率最快的点，在12时左右；光合速率最小的点为无光照时。根据图无法判断呼吸速率的高低变化。,3.四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窑中，贮藏时间可以达到45个月之久；哈尔滨等地利用大窑套小窑的办法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的说法不正确的是（）A.自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但其易受外界环境的影响B.自体保藏法的原理是依靠果蔬细胞呼吸释放的二氧化碳抑制自身的细胞呼吸,C.在密闭环境中，二氧化碳浓度越高，贮藏效果越好D.在自体保藏法中如能控温15，贮藏时间会更长【解析】选C。密闭环境中，二氧化碳浓度越高，有氧呼吸被抑制得越彻底，但无氧呼吸的强度会增大，无氧呼吸消耗的有机物会增多，其产物酒精还会伤害植物细胞。,4.如图是H随化合物在生物体内的转移过程，下列对其分析错误的是（）A.H经过程转移到葡萄糖，首先H与C3结合，该转变过程属于暗反应B.H经过程转移到水中，此过程需要氧气参与C.过程一般在无氧条件下才能进行D.过程产生的H和过程产生的H全部来自水,【解析】选D。图中表示光合作用过程，表示有氧呼吸过程，表示无氧呼吸过程。在光合作用的光反应阶段，水被光解为H和O2，在暗反应阶段H用于C3的还原，故A正确；葡萄糖氧化分解形成水，需要氧气的参与，故B正确；在无氧条件下，丙酮酸和H反应生成乳酸或酒精和CO2，故C正确；在有氧呼吸的第一、二阶段都产生H,H和O2结合产生水,这里的H并不都来自水，故D错误。,【规律方法】光合作用、细胞呼吸中H、ATP的来源和去路,5.（2011无锡高一检测）下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，不正确的是（多选）（）A.无氧和零下低温环境均有利于水果的保鲜B.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6的分解过程发生在线粒体中C.光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP中的化学能D.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当升高温度，可提高作物产量,【解析】选A、B、D。零下低温不利于水果保鲜，无氧条件下水果细胞无氧呼吸较强，消耗有机物较多，也不利于水果保鲜；二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，葡萄糖分解成丙酮酸发生在细胞质基质中；夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照可提高光合作用强度，夜晚适当降低温度会减少细胞呼吸消耗有机物。,二、非选择题（共2小题，共25分）6.（12分）现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的水。在25条件下，瓶内O2含量变化如图所示。请回答：,（1）在t1t2期间，瓶内O2含量的降低主要是由种子的_引起的，A种子比B种子的呼吸速率_，A、B种子释放CO2量的变化趋势是_。（2）在0t1期间，广口瓶内的CO2有少量增加，主要原因可能是_。,【解析】在密闭广口瓶中，小麦种子进行有氧呼吸将消耗O2，由图中曲线可知，A瓶中O2下降较快，呼吸速率也较快；释放CO2量的变化趋势将随着O2的消耗而递减；小麦的无氧呼吸也可产生CO2。答案：（1）有氧呼吸 快 先递增后递减（2）种子的无氧呼吸产生了CO2,【实验探究】7.（13分）甲图是研究种子萌发的实验装置，两个瓶内的种子在实验前都经过适当的福尔马林溶液冲洗消毒，乙图表示两个保温瓶内的温度在6天中的变化。,（1）该实验的目的是_。（2）X瓶内的温度从第4天起基本不再上升，这是因为_。（3）该实验设计对照组Y瓶的目的是_。（4）假若Y瓶内的种子没有经过福尔马林溶液的冲洗，下列曲线图中，能正确显示瓶内温度变化的是_，理由是_。,【解析】(1)从两个实验装置图和坐标图来看，甲图中，Y是X的对照实验，通过实验可以得到种子萌发过程中温度的变化。(2)在一定范围内，随温度的升高，呼吸速率加快，超过最适温度，呼吸速率减慢，呼吸强度逐渐趋于稳定。X瓶内温度从第4天起基本不再上升，说明此时起种子的细胞呼吸强度基本保持稳定，维持在一定的水平，产热量不再增加。(4)若Y瓶内的种子没有经过福尔马林溶液的冲洗，瓶中的微生物进行细胞呼吸可以产生热量，开始时微生物的量很少，随后微生物大量繁殖，产热量增加，最后趋于稳定，所以对应的曲线图应该为A。,答案：(1)探究(证明)种子萌发过程中细胞呼吸产生的热量的变化(2)种子的细胞呼吸强度维持在一定水平，产热量不再增加(3)排除其他自然因素的干扰，证明X瓶的热能只能来自萌发的种子(要说清自变量、因变量、无关变量三者的关系)(4)A 在开始两天，Y瓶内的温度变化轻微，但随后微生物(细菌和真菌等)大量繁殖，细胞呼吸逐渐增强，释放大量热能,Thank you!,