细胞呼吸的相关曲线的分析及应用

课题22：有关细胞呼吸的相关曲线的分析及应用

【课标要求】细胞呼吸。

【考向瞭望】以实验设计和分析题形式考查光合速率和呼吸速率的测定及影响因素。

【知识梳理】

一、有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析

（一）有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

（二）过程分析：

1、无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为

C2H5OH和CO2或乳酸的过程。

2、有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部

来自于O2。

3、有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP，无氧呼吸只在第一阶

段产生ATP。

二、相关曲线的分析及应用

（一）酵母菌细胞呼吸类型的判断：

1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（图中A点）。

2、

若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在（图

中AC段）。

3、若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧

呼吸（图中C点以后）。

4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（用CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。

（二）影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用：

1、呼吸速率与温度的关系（如图）：

（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；低于最适温度时，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（如图）：

（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。

【思考感悟】

有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？

都产生[H]和释放少量能量，都不需要氧的参与。

【基础训练】

1、如图A装置用以测定大麦种子（主要成分是淀粉）

萌发时的呼吸速率，装置中的种子事先用水浸泡过，并在稀

释的消毒剂中清洗过（不影响种子的生命力）。每隔一段时

间通过Y管上的刻度尺量出气体体积的变化。气体体积的

变化与时间之间的关系如图B所示。请回答下列问题：

（1）实验开始前应对装置进行气密性检查，每次测量

气体容积前要调整X、Y管的液面至同一水平，目的是确保

测量数值的精确性。

（2）装置中KOH的作用是吸收大麦种子细胞呼吸产生的CO2。

（3）在6小时内气体容积变化的主要原因是种子萌发时进行有氧呼吸，消耗O2，产生的CO2被KOH吸收，故装置中的气体体积减少。

（4）在种子始终保持活力的情况下，曲线在10小时以后保持稳定，原因是此时种子进行无氧呼吸，产生的CO2被KOH吸收。

（5）用消毒剂对装置A中的大麦种子进行清洗的目的是灭菌，防止种子表面的微生物细胞呼吸产生或吸收气体影响实验结果。

（6）有人认为该实验不足以证明气体量的变化就是由萌发种子引起的，原因是该实验缺少对照实验，请你对该实验进行改进，改进的具体方法是增加对照，把装置中萌发的碱种子改为等量的已死亡的种子，其他处理方法不变，改进后的实验如果温度的上升引起气体膨胀，或者外界大气压降低，则可能造成Y管中的液面下降。

（7）如果用等量的蒸馏水替代KOH溶液，其他条件不变，重复装置A的实验，若发现Y管内液面高度没有变化，说明萌发的大麦种子以葡萄糖为原料进行有氧呼吸，吸收的O2和产生的CO2体积相等。

（8）如果将大麦种子换成等质量的油菜种子（主要成分是硬脂酸，C、H比例高于糖类），其他条件不变，重复图A实验，在图B中绘出其气体体积与时间之间关系的变化曲线。

（9）如果采用带叶的幼苗来代替萌发的种子做上述实验，要对试管进行的处理是遮光，其目的是使该幼苗只进行细胞呼吸，不进行光合作用。

2、比较植物的有氧呼吸与无氧呼吸，正确的是（D）

A、葡萄糖是有氧呼吸的主要原料，不是无氧呼吸的主要原料

B、CO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物

C、有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量

D、有氧呼吸产生还原性氢，无氧呼吸也能产生还原性氢

3、1861年巴斯德发现，利用酵母菌酿酒的时候，如果发酵容器中存在氧气，会导致酒精产生停止，这就是所谓的巴斯德效应。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是（C）

A、酒精＋O2→丙酮酸，细胞质基质

B、丙酮酸＋O2→CO2，线粒体基质

C、[H]＋O2→H2O，线粒体内膜

D、H2O→O2＋[H]，类囊体薄膜

【高考模拟】

4、（2007烟台模拟）有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是（D）