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第十五课时ATP的主要来源——细胞呼吸(2)(影响呼吸作用的因素)【基础知识整合】1．包扎伤口时，需要选用消毒纱布或“创可贴”等敷料。2．对于板结的土壤要；如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行，时间长了，就会对根细胞产生毒害作用，使根系。3．皮肤伤口较深或被锈钉扎伤后，会大量繁殖，患者应及时请医生处理。4．无氧运动中，肌细胞因氧不足，还要靠来获取能量。透气的松软的及时松土透气无氧呼吸产生酒精酒精变黑、腐烂破伤风芽孢杆菌无氧呼吸【知识拓展】一、呼吸速率1．呼吸速率的概念呼吸速率是指在一定温度下，单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量，通常呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱。因为测定有机物的分解速率是非常困难的，所以一般以测定释放CO2或吸收O2的量来表示呼吸速率。测定绿色植物呼吸速率时必须在黑暗条件下进行，以排除光合作用的影响。2．呼吸速率的计算公式：呼吸速率＝释放的CO2量或吸收的O2量二、影响细胞呼吸的内部因素不同种类植物的呼吸速率不同，一般旱生植物生长缓慢，呼吸速率比水生植物低；阴生植物所处的光强度较弱，呼吸也较弱，呼吸速率比阳生植物低。同一种植物在不同的生长发育时期，呼吸速率也不同，一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期，呼吸速率增高。同一种植物的不同器官，呼吸速率也不同，一般生殖器官比营养器官高，幼嫩组织器官比衰老的组织器官高。三、影响细胞呼吸的环境因素1．呼吸速率与温度的关系(如下图)(1)最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。(2)生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、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。2．呼吸速率与O2浓度的关系及应用(1)O2浓度低时，无氧呼吸占优势；随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当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)。(2)生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。3．呼吸速率与含水量的关系(如右图)(1)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。(2)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。特别提醒(1)种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。(2)不同种类的植物呼吸速率不同；同一植物的不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生长发育时期呼吸速率不同。【例1】如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子生命力)。实验开始时管Y与管X液面相平，每隔半小时利用标尺量出X管内的液面高度变化，实验结果记录于下表。回答下列问题：时间(h)00.51.01.52.02.53.03.54.0标尺读数(cm)2.33.13.94.85.66.47.07.37.3【典例精析】(1)管X中液面是怎样移动的？。(2)解释0～3.5小时内气体体积变化的原因。。估计3.5～4小时内种子的异化作用方式为。(3)此实验的目的是。向上移动种子进行有氧呼吸吸收氧气，放出二氧化碳并被氢氧化钾吸收，锥形瓶中气体体积减小无氧呼吸测定种子萌发时吸收氧气的速率(4)简述如何设置此实验的对照实验：。(5)如果对照实验中气体体积变化在第1.75小时时是＋0.2个单位，解释可能的原因：。同等条件下萌发的种子中的实际呼吸速率是单位/小时。(6)种子为什么要在稀释的消毒剂中清洗？。用等量消毒液杀菌过的死种子代替实验组中的活种子，其他装置同于实验组外界温度、压强的改变导致气体体积膨胀[(2.5＋3.3)/2＋0.2]/1.75＝1.77杀灭种子上的微生物，防止微生物的呼吸作用干扰实验结果【考查类型】本题考查细胞呼吸的有关知识。【解析】(1)因种子萌发过程中进行呼吸作用，会吸收O2，放出CO2，而放出的CO2又被KOH吸收，这样就会导致瓶中及管X中气压降低，管X液面会上升；(2)随着时间的推移，瓶内O2越来越少，甚至没有，这时，种子的呼吸作用就会变成无氧呼吸；(3)从表中数据看，该实验的自变量是时间，检测的指标是瓶内气体的变化，即O2的减少量，而O2减少是呼吸作用消耗引起的，因此该实验是探究萌发种子吸收O2随时间的变化情况，换言之，就是测定种子萌发时吸收氧气的速率；(4)若该实验是探究萌发种子吸收O2随时间的变化情况，那么萌发的种子也是实验变量，这是一个双因子实验，那么，对照组必须是未萌发的种子或死种子，但需注意，若设计对照实验，必须在描述完变量后强调其他实验装置、条件、操作等均同实验组；(5)根据表中数据，第1.75小时时，气体体积变化应在－2.5～－3.3之间，不可能为＋0.2，且萌发种子都是消毒过的，也不存在微生物的干扰，那么气压增大的原因就排除了生物因素的干扰，只能考虑物理因素了。至于实际呼吸速率的计算直接见答案。(6)种子在消毒剂中清洗的目的就是杀灭种子表面的微生物，排除实验干扰。课时练习十六一、选择题(每小题只有一个正确选项)1．下图表示某绿色植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列有关叙述正确的是()BA．氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B．氧浓度为c时，无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸产生的ATP少C．氧浓度为d时，无氧呼吸与有氧呼吸的强度相等D．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍【解析】氧浓度为a时，大量进行无氧呼吸，不适于贮藏该植物器官，A错误；氧浓度为d时，只进行有氧呼吸，C错误；氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍，D错误。2．把青蛙和小白鼠从25℃的温室中移至5℃的环境中，这两种生物的需氧量的变化是()A．两种动物的需氧量都减少B．两种动物的需氧量都增加C．青蛙的耗氧量增加，小白鼠的耗氧量减少D．青蛙的耗氧量减少，小白鼠的耗氧量增加【解析】青蛙是变温动物，当环境温度下降时，其生命活动减弱，耗氧量减少。小白鼠是恒温动物，当环境温度下降时，其为了维持正常体温，常消耗更多的氧气来产热，故答案选D。D3．一学生在15分钟内相继进行四次俯卧撑。右图表示每次俯卧撑数，对这一结果最合理的解释是()A．肝脏贮藏的糖原不足B．糖类转化为酒精C．肌肉组织中CO2过剩D．供氧不足，乳酸积累D4．水稻种子催芽时，谷堆太大，水又加多了，结果出现烂芽现象，原因是()A．腐生菌繁殖，破坏种子与幼芽B．体积太大，中心温度过高C．无氧呼吸产生乳酸的毒害D．无氧呼吸产生酒精的毒害【解析】谷堆太大且水加入过多使得水稻种子无法获得充足氧气而进行无氧呼吸，产生酒精导致烂芽。D5．为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析，错误的是()0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%3℃6.23.61.24.45.45.310℃31.253.75.921.533.332.920℃46.435.26.438.965.556.230℃59.841.48.856.6100.0101.6A.根据变化规律，表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的B．温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合C．O2含量从20.0%升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高D．在20℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱C6．(2011安徽)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示，t1、t2表示10～30°C之间的两个不同温度。下列分析正确的是()CA．与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏B．与t2相比，t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏C．t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏D．t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏【解析】蔬菜的贮藏应该是选择呼吸速率低的环境，以及自身成熟慢的特点。A选项有利于叶片贮藏，呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，消耗的有机物少，且贮藏时间长。B选项t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，叶片提前衰老的速度快，不利于贮藏。从图上的曲线可以读出t1t2,所以D错。二、非选择题7．下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是。氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制(2)点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是。(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。要点：P氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO2总量所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在X轴上的投影点。如下图(虚线)所示：(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的倍。(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是。你认为氧浓度应调节到点对应的浓度时，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：。一样多1/3降低呼吸强度，减少有机物的消耗R此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少8．请回答下列与生物呼吸作用相关的问题：将水稻幼苗培养在不同氧气浓度的黑暗环境中，分别测得其无氧呼吸释放的二氧化碳量与有氧呼吸消耗的氧气量，结果如图所示。(1)请在图中添加水稻释放的二氧化碳总量曲线。(2)请写出水稻无氧呼吸的反应式：。C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量答案如下图：(3)水稻在秧苗期通气组织还未建立，对氧的反应敏感，若长时间被水淹没，易发生烂秧现象，导致烂秧的主要原因是产物大量积累造成的。(4)高等动物和人在某些情况下，由于组织缺氧，它们所需要的能量可以通过无氧呼吸来补充，其无氧呼吸的产物是。无氧呼吸乳酸