影响呼吸作用的外部因素及应用

表示在不同温度条件下， 例1. 图1表示在不同温度条件下，测到的植物 光合作用同化二氧化碳量和呼吸作用释放二氧化 碳量的变化曲线。据图回答： 碳量的变化曲线。据图回答： 在该实验条件下， （1）在该实验条件下，使植物体中有机物增加最 25℃ 快的温度是_______________ _______________。 快的温度是_______________。 在该实验条件下， （2）在该实验条件下，植物体中有机物开始减少 40℃ 的温度是_________________ _________________。 的温度是_________________。 （3）要使该植物有机物 增加，除改变温度条件外， 增加，除改变温度条件外， 还可以改变实验中的 光照强度和二氧化碳浓度。 光照强度和二氧化碳浓度。 ______________________ 两个条件。
有氧呼吸时，每分解1mol葡萄糖，就需要6molO2 1mol葡萄糖 6molO2， （1）有氧呼吸时，每分解1mol葡萄糖，就需要6molO2， 同时释放6molCO2 也就是说，有氧呼吸吸收O2 6molCO2。 O2量与释放 同时释放6molCO2。也就是说，有氧呼吸吸收O2量与释放 CO2量相等 而无氧呼吸不需消耗O2 量相等。 O2， 的CO2量相等。而无氧呼吸不需消耗O2，产生酒精的无氧 呼吸则释放CO2 从表中数据看，CO2释放量大于O2吸收量 CO2。 释放量大于O2吸收量。 呼吸则释放CO2。从表中数据看，CO2释放量大于O2吸收量。 说明此时既有无氧呼吸，也有有氧呼吸。 说明此时既有无氧呼吸，也有有氧呼吸。无氧呼吸释放的 CO2量为0.5－0.3＝0.2(mol)。 量为0.5 CO2量为0.5－0.3＝0.2(mol)。设有氧呼吸和无氧呼吸每 小时分解葡萄糖量分别为x 小时分解葡萄糖量分别为x克、y克，则： 6 0.3 1 Y 1 x X=0.0ห้องสมุดไป่ตู้mol 2 0.2
温度： 1. 温度：
呼吸作用在分解有机物过程中， 呼吸作用在分解有机物过程中，需要一系列酶的 催化，温度通过影响酶的活性来影响呼吸作用。 催化，温度通过影响酶的活性来影响呼吸作用。如 下图所示： 下图所示：在最适温度 以下， B以下，呼吸强度随着温 度升高而增强。 度升高而增强。超过最 适温度， 适温度，呼吸强度随着 温度升高而减弱， 温度升高而减弱，当温 度过高时， 度过高时，由于酶遭到 不可逆破坏而完全失去 活性，呼吸作用就停止。 活性，呼吸作用就停止。
例3. 下图表示含水量不同的玉米种子的呼吸速 [CO2mg/100g种子 h]，请回答下列问题： 种子·h] 率[CO2mg/100g种子 h]，请回答下列问题：
（1）玉米种子的呼吸速率与含 水量的关系如何？____________。 水量的关系如何？____________。 为了使种子安全贮藏， （2）为了使种子安全贮藏，种 子的含水量应控制在______以下。 ______以下 子的含水量应控制在______以下。 （3）呼吸速率高的种子堆会出 现发潮发热现象，原因是______ ______。 现发潮发热现象，原因是______。 解析：从图中曲线可以看出， 解析：从图中曲线可以看出，种子的呼吸速率随着含水量 的升高而加快。为了使种子安全贮藏， 的升高而加快。为了使种子安全贮藏，使种子的有机物不 至于很快被耗尽，就要使其呼吸速率尽量低。 至于很快被耗尽，就要使其呼吸速率尽量低。所以种子的 含水量应控制在12%以下。种子在呼吸分解有机物时， 12%以下 含水量应控制在12%以下。种子在呼吸分解有机物时，释 放大量能量，同时有水生成，所以会出现发潮发热现象。 放大量能量，同时有水生成，所以会出现发潮发热现象。
3. 水
水也是影响呼吸强度的一个重要因素。 水也是影响呼吸强度的一个重要因素。水是生 物体内良好的溶剂， 物体内良好的溶剂，生物体中的有机物必须溶解 在水中，才能被分解。因此，对植物种子而言， 在水中，才能被分解。因此，对植物种子而言， 含水量高，种子的呼吸作用就强。 含水量高，种子的呼吸作用就强。这是贮藏种子 时为什么总要晒干的原因。但是对陆生植物而言， 时为什么总要晒干的原因。但是对陆生植物而言， 土壤中的含水量过高，就会影响土壤的氧气量， 土壤中的含水量过高，就会影响土壤的氧气量， 从而影响根的呼吸作用。 从而影响根的呼吸作用。
应用： 应用：
在贮存蔬果时，常常运用降低氧浓度（ 在贮存蔬果时，常常运用降低氧浓度（如 充氮气或充二氧化碳） 充氮气或充二氧化碳）的方法来达到保鲜目 一般把氧浓度降到无氧呼吸消失点。 的，一般把氧浓度降到无氧呼吸消失点。如 果氧浓度太低，植物组织进行无氧呼吸产生 果氧浓度太低， 酒精，酒精对细胞有毒害作用，影响保鲜。 酒精，酒精对细胞有毒害作用，影响保鲜。 给植物松土或无土栽培时充入氧气， 给植物松土或无土栽培时充入氧气，以增强 根细胞的呼吸作用， 根细胞的呼吸作用，促进吸收更多的矿质营 在酿酒时，先通入氧气，促进有氧呼吸， 养。在酿酒时，先通入氧气，促进有氧呼吸， 加快酵母繁殖，然后创造一个无氧环境，加 加快酵母繁殖，然后创造一个无氧环境， 速酒精发酵。 速酒精发酵。
（2）贮藏苹果的环境要保证呼吸强度最低而
又没有无氧呼吸。这样可以延缓有机物的消 又没有无氧呼吸。 耗，又不至于使无氧呼吸产生的酒精破坏苹 果细胞。所以在O2相对浓度5%时是最合适的。 果细胞。所以在O2相对浓度5%时是最合适的。 O2相对浓度5%时是最合适的 因为此时无氧呼吸消失，没有酒精产生； 因为此时无氧呼吸消失，没有酒精产生；同 时有氧呼吸也相对较弱， 时有氧呼吸也相对较弱，分解有机物比较缓 慢。
将质量均为x克的苹果肉分别放在O2 O2浓度不同的密 例2. 将质量均为x克的苹果肉分别放在O2浓度不同的密 闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量 后测定O2的吸收量和CO2的释放量（ 闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量（如下 ）。请回答 请回答： 表）。请回答：
变化量 O2吸收量 (mol) CO2释放量 (mol) O2相对浓度
0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25% 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1
O2相对浓度为3%时 相对浓度为3% （1）在O2相对浓度为3%时，苹果肉细胞的呼吸方 既有无氧呼吸，也有有氧呼吸 既有无氧呼吸， 式为_________________________ _________________________； 式为_________________________；x克苹果肉每 0.15mol 小时分解葡萄糖_________mol _________mol。 小时分解葡萄糖_________mol。
2. 氧气和二氧化碳
氧气不足会直接影响到呼吸速率和呼吸性质。 氧气不足会直接影响到呼吸速率和呼吸性质。绿色植物在 缺氧时进行无氧呼吸， 缺氧时进行无氧呼吸，大多数植物无氧呼吸产生酒精毒害 细胞，而且无氧呼吸释放的能量少， 细胞，而且无氧呼吸释放的能量少，不能满足正常生命活 动的需要。所以陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸。 动的需要。所以陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸。氧气 对无氧呼吸有抑制作用，当氧气浓度逐渐升高时， 对无氧呼吸有抑制作用，当氧气浓度逐渐升高时，无氧呼 吸逐渐减弱，最后消失，而有氧呼吸则逐渐增强。 吸逐渐减弱，最后消失，而有氧呼吸则逐渐增强。两者关 系可以用图2曲线说明。图中曲线OAF是有氧呼吸释放CO2 OAF是有氧呼吸释放 系可以用图2曲线说明。图中曲线OAF是有氧呼吸释放CO2 的变化量，曲线CAB是无氧呼吸释放二氧化碳变化量， CAB是无氧呼吸释放二氧化碳变化量 的变化量，曲线CAB是无氧呼吸释放二氧化碳变化量，曲 CDF是CO2释放的总量变化曲线 释放的总量变化曲线。 线CDF是CO2释放的总量变化曲线。 其中的E点和B 其中的E点和B点都是无氧呼吸消 失点， 点和D 失点，A点和D点是呼吸作用最弱 点是氧气饱和点， 点，F点是氧气饱和点，氧浓度 超过此点，再提高氧浓度， 超过此点，再提高氧浓度，呼吸 作用也不再增强了。 作用也不再增强了。
应用： 应用：
生产上， 生产上，常利用降温的方法来延长蔬果的贮存 时间。大棚栽培时，则可适当降低夜间温度， 时间。大棚栽培时，则可适当降低夜间温度，以 减少有机物的消耗。农民冬种红薯和马铃薯时， 减少有机物的消耗。农民冬种红薯和马铃薯时， 常常运用培土起畦的方法， 常常运用培土起畦的方法，以便白天土壤能吸收 更多太阳能，提高土温， 更多太阳能，提高土温，促进吸收更多的矿质元 夜晚又能快速降温，以减弱呼吸作用， 素，夜晚又能快速降温，以减弱呼吸作用，减少 有机物的消耗，从而达到增产的目的。 有机物的消耗，从而达到增产的目的。
X=0.1mol
因此， 克苹果每小时分解葡萄糖量为 因此，x克苹果每小时分解葡萄糖量为 0.1＋0.05＝0.15(mol)。 ＋ ＝ 。
（2）贮藏苹果的环境中，适宜的 相对浓 ）贮藏苹果的环境中，适宜的O2相对浓 度为________________________。原因是 度为 。 __________________________________。 。
影响呼吸作用的 外部因素及应用
陕西省丹凤中学 刘轶
呼吸作用是指在生物体内氧化分解有 机物且释放能量的过程， 机物且释放能量的过程，根据是否有氧 气参与，分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。 气参与，分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。 温度、氧气、 温度、氧气、二氧化碳和水对呼吸作用 都有明显的影响。 都有明显的影响。