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1、第第5章章 细胞的能量供应细胞的能量供应(gngyng)和利用和利用第第3讲讲 影响细胞呼吸影响细胞呼吸(hx)的因的因素素第一页，共38页。温故知新温故知新(wn g zh xn)在有氧呼吸全过程中在有氧呼吸全过程中:水的分解和合成分别发生在水的分解和合成分别发生在_和和_阶段阶段(jidun)(jidun)；产生产生CO2CO2的阶段的阶段(jidun)(jidun)是是 _ _ ，场所是，场所是_；吸进的吸进的O2O2在在_ _ _（场所）被消耗，参加（场所）被消耗，参加 _阶段阶段(jidun)(jidun)的反应，其作用是的反应，其作用是 _；产生产生ATPATP的阶段的阶段(jid
2、un)(jidun)是是 _ _ _ _ ，产生，产生ATPATP最多的阶段最多的阶段(jidun)(jidun)是是 _ _；有氧；有氧呼吸的场所是呼吸的场所是 _ _ ，主要，主要场所是场所是 _ _。第二第二(d(d r)r)第三第三第二阶段第二阶段线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜第第 三三与与HH结合生成水结合生成水第一、二、三阶段第一、二、三阶段第三阶段第三阶段细胞质基质细胞质基质 、线粒体线粒体线粒体线粒体第二页，共38页。有氧呼吸有氧呼吸(hx)(hx)与无氧呼吸与无氧呼吸(hx)(hx)的比较的比较不不同同点点相相同同点点场所场所(chn su)(chn su)条件条件
3、(tiojin)(tiojin)产物产物能量能量过程过程实质实质有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸细胞质基质（第一阶段）细胞质基质（第一阶段）线粒体（第二、三阶段）线粒体（第二、三阶段）细胞质基质细胞质基质需氧、需酶需氧、需酶不需氧、需酶不需氧、需酶COCO2 2、H H2 2O O酒精和酒精和COCO2 2 或乳酸或乳酸大量大量少量少量第一阶段从葡萄糖分解为丙酮酸完全相同第一阶段从葡萄糖分解为丙酮酸完全相同分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP供生命活动所需供生命活动所需条件条件需酶和适宜温度需酶和适宜温度意义意义为生物体的各项生命活动提供能量为生物体的各项生命活动提
4、供能量第三页，共38页。酵母菌酵母菌C6H12O6+6H2O+6O2酶酶12H2O+6CO2+大量能量大量能量有氧：有氧：缺氧缺氧(qu yn)：C6H12O6酶酶2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2+少量能量少量能量第四页，共38页。酒酿酒酿(ji(ji nin)nin)制作：制作：1、将糯米煮熟2、用开水浇烫容器3、将煮熟的糯米凉至温热（30）拌上酒药或酒曲，放入容器内，中间(zhngjin)掏一个小窝 4、密闭容器，放置在温暖处2至3天酿酒酿酒(nin ji)过程中总是先出过程中总是先出“水水”后出后出“酒酒”为什么？为什么？C6H12O6酶酶2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2
5、+少量能量少量能量原理：酒精发酵原理：酒精发酵保证酵母菌大量繁殖所需氧气及发酵时中间温度过高，影响反应保证酵母菌大量繁殖所需氧气及发酵时中间温度过高，影响反应第五页，共38页。自制(zzh)酸奶将牛奶烧开，倒入洗净的容器内，将牛奶烧开，倒入洗净的容器内，待牛奶放至温热时，将一小盒原味酸奶倒入搅匀，待牛奶放至温热时，将一小盒原味酸奶倒入搅匀，盖上容器盖，夏天放置八小时左右就做成了。盖上容器盖，夏天放置八小时左右就做成了。酸奶做成后放入冰箱冷藏室内，吃起来效果酸奶做成后放入冰箱冷藏室内，吃起来效果(xiogu)(xiogu)更好，更好，同时酸奶不至于越变越酸。同时酸奶不至于越变越酸。原理原理(yu
6、nl)：乳酸发：乳酸发酵酵C6H12O6酶酶2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+少量能量少量能量第六页，共38页。一、细胞一、细胞(xbo)呼吸原理的实践应用呼吸原理的实践应用（1）用透气纱布或）用透气纱布或“创可贴创可贴”包扎伤口：增包扎伤口：增加加(zngji)通气量，抑制破伤风杆菌的无氧通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。呼吸。（2）酿酒时：早期通气促进酵母菌有氧）酿酒时：早期通气促进酵母菌有氧呼吸有利于菌种繁殖，后期密封发酵罐呼吸有利于菌种繁殖，后期密封发酵罐促进酵母菌无氧呼吸，利于产生促进酵母菌无氧呼吸，利于产生(chnshng)酒精酒精（3）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无）食醋、味精制
7、作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。进行有氧呼吸。第七页，共38页。（4）土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于）土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根。酒精而烂根。（5）贮存粮食水果的条件）贮存粮食水果的条件低氧低氧(不是无不是无氧氧)、低温；但二者差别在含水量方面，粮食、低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。要晒干入库，水果要保持一定
8、湿度。（6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止(fngzh)无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。第八页，共38页。呼吸原理(yunl)的应用呼呼吸吸(hx)原原理理应应用用促进促进呼吸呼吸抑制抑制呼吸呼吸创可贴创可贴 水果水果 蔬菜保鲜蔬菜保鲜粮食贮藏粮食贮藏板结土壤松土板结土壤松土稻田定期排水稻田定期排水有氧运动有氧运动、制作食醋、制作食醋、味精味精酿酒酿酒第九页，共38页。二、呼吸二、呼吸(hx)速率速率 又称呼吸又称呼吸强强度。指在一定度。指在一定(ydng)温度温度下，下，单单位重量的活位重量的活细细胞在胞在单单位位时间时间内吸内
9、吸收氧或收氧或释释放二氧化碳的量，呼吸速率的放二氧化碳的量，呼吸速率的大小可反映某生物体代大小可反映某生物体代谢谢活活动动的的强强弱。弱。呼吸呼吸(hx)速率速率=释放的释放的CO2量或吸收的量或吸收的O2量量测定测定绿色植物的呼吸速率绿色植物的呼吸速率必须在必须在黑暗条黑暗条件下进行件下进行，以排除光合作用的影响。，以排除光合作用的影响。第十页，共38页。三、影响三、影响(yngxing)(yngxing)呼吸作用的因素呼吸作用的因素内因内因(niy(niyn):n):植物植物(zhw)(zhw)种类：阳生种类：阳生 阴生阴生发育阶段：幼苗、开花期发育阶段：幼苗、开花期 成熟期成熟期不同部位
10、：生殖器官不同部位：生殖器官 营养器官营养器官第十一页，共38页。影响(yngxing)有氧呼吸的外界因素：6CO2+12H2O+能量能量(nngling)C6H12O6+6H2O+6O2氧氧气气(yngq)浓浓度度温温 度度反应物反应物条件条件产物产物酶酶自自由由水水量量水水的的散散失失COCO2 2浓浓度度第十二页，共38页。1 1温度温度呼吸作用在最适温度（呼吸作用在最适温度（25352535）时最强；超过）时最强；超过(chogu)(chogu)最适温度，最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶
11、活性下降，呼吸作用受抑制。性下降，呼吸作用受抑制。影响细胞呼吸的因素生生产产上上常常利利用用这这一一原原理理(yunl)在在低低温温下下储储存存蔬蔬菜菜、水水果果。在在大大棚棚蔬蔬菜菜的的栽栽培培过过程程中中夜夜间间适适当当降降温温，抑抑制制呼呼吸吸作作用用，减减少少有有机物的消耗，可达到提高产量的目的。机物的消耗，可达到提高产量的目的。第十三页，共38页。2、氧气、氧气(yngq)绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸进行无氧呼吸(hx)，在低氧条件下，在低氧条件下通常无氧呼吸通常无氧呼吸(hx)与有氧呼吸与有氧呼吸(hx)并存，并存，O2的存在对无氧呼
12、吸的存在对无氧呼吸(hx)起抑制作用。在一定范围内，起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸有氧呼吸(hx)强度随氧浓度的增加强度随氧浓度的增加而增强。而增强。第十四页，共38页。当氧气浓度为当氧气浓度为0时，细胞只进行无氧时，细胞只进行无氧呼吸，呼吸，Q点对应的纵坐标大小表示点对应的纵坐标大小表示(biosh)无氧呼吸的强度。无氧呼吸的强度。第十五页，共38页。氧气浓度在氧气浓度在010%之间，有氧呼吸之间，有氧呼吸(hx)与无氧呼吸与无氧呼吸(hx)并存，随着氧气并存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸浓度增加，无氧呼吸(hx)强度减弱，有强度减弱，有氧呼吸氧呼吸(hx)强度增强。强度增强。第十六页，共
13、38页。当氧气浓度大于或等于当氧气浓度大于或等于(dngy)10%时，时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。不再随氧气浓度的增大而增强。第十七页，共38页。当氧气浓度为当氧气浓度为C时，有机物消耗量时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜蔬菜(shci)效果较好。效果较好。第十八页，共38页。氧气吸收量也可以表示有氧呼吸氧气吸收量也可以表示有氧呼吸(hx)产产生生CO2的量，所以，两条的量，所以，两条实线间实线间的
14、距离可的距离可表示无氧呼吸表示无氧呼吸(hx)的的强强度，当两曲度，当两曲线线重合重合时时(距离距离为为0)，无氧呼吸，无氧呼吸(hx)强强度度为为0。第十九页，共38页。下图表示下图表示(biosh)某植物的非绿色器官在某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下不同的氧浓度下O2吸收量和吸收量和CO2生成量的生成量的变化变化（1）图中曲线）图中曲线QR区段区段(q dun)CO2生生成量急剧减少的主要原因是成量急剧减少的主要原因是_。氧气浓度增加氧气浓度增加(zngji)，无氧呼吸受抑制，无氧呼吸受抑制第二十页，共38页。（2）_点的生物学含义点的生物学含义(hny)是无是无氧呼吸消失点氧呼吸消失点
15、,此时此时O2吸收量吸收量_（、（、=）CO2的释放量。的释放量。P=第二十一页，共38页。（3）氧浓度调节到）氧浓度调节到_点的对应浓度时，点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食更有利于蔬菜粮食(ling shi)的贮存。理的贮存。理由是由是_R此时有氧呼吸此时有氧呼吸(hx)较弱，无氧呼吸较弱，无氧呼吸(hx)受抑制，有机物的消耗最少受抑制，有机物的消耗最少第二十二页，共38页。4）若图中的）若图中的AB段与段与BC段的距离等长段的距离等长,说说明此时明此时(c sh)有氧呼吸释放的有氧呼吸释放的CO2量量_无氧呼吸释放的无氧呼吸释放的CO2，有氧呼吸，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的消耗的葡
16、萄糖量是无氧呼吸的_倍。倍。1/3等于等于(dngy)第二十三页，共38页。CO2释释放放量量相相对对值值O2（%）厌氧呼吸(hx)需氧呼吸(hx)细胞(xbo)呼吸影响细胞呼吸的因素在在氧氧气气浓浓度度为为零零时时，只只进进行行无无氧氧呼呼吸吸；氧氧气气浓浓度度为为10%以以下下时时，既既进进行行有有氧氧呼呼吸吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。以上时，只进行有氧呼吸。生生活活中中常常利利用用降降低低氧氧气气浓浓度度能能抑抑制制呼呼吸吸作作用用，减减少少有有机机物物消消耗耗这这一一原原理理来来延延长长蔬蔬菜菜水水果果的的保保鲜鲜时时间间。但但
17、是是，在在完完全全无无氧氧的的情情况况下下，无无氧氧呼呼吸吸强强，分分解解的的有有机机物物也也较较多多，一一样样不不利利于于蔬蔬菜菜水水果果的的保保质质、保保鲜鲜，所所以以一一般般采采用用低低氧（氧（5%）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。无无土土栽栽培培通通入入空空气气，农农耕耕松松土土等等都都是是为为了了增增加加氧氧气气的的含含量量，加加强强根根部部的的有有氧氧呼呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。2 4 6 8 102氧气浓度氧气浓度第二十四页，共38页。影响细胞呼吸的因素3 3二氧化碳
18、浓度二氧化碳浓度 CO2CO2是是呼呼吸吸作作用用产产生生的的，从从化化学学平平衡衡(huxupnghng)(huxupnghng)角角度分析，度分析，CO2CO2浓度增加，呼吸速率下降。浓度增加，呼吸速率下降。在在密密闭闭的的地地窖窖中中，氧氧气气浓浓度度低低，CO2CO2浓浓度度较较高高，抑抑制制细细胞胞(xbo)(xbo)的的呼呼吸吸作作用用，使使整整个个器器官官的的代代谢谢水水平平降降低低，有有利利于于保保存蔬菜水果。存蔬菜水果。第二十五页，共38页。4 4含水量含水量 呼呼吸吸作作用用的的各各种种化化学学反反应应都都是是在在水水中中进进行行的的，自自由由水水含含量量(hnling)(
19、hnling)增加，代谢加强。增加，代谢加强。影响细胞呼吸的因素 粮粮油油种种子子的的贮贮藏藏，必必须须降降低低含含水水量量，使使种种子子处处于于风风干干状状态态，从从而而使使呼呼吸吸作作用用降降至至最最低低，以以减减少少有有机机物物消消耗耗。如如果果种种子子含含水水量量过过高高，呼呼吸吸作作用用加加强强，使使贮贮藏藏的的种种子子堆堆中中温温度度上上升升(shngshng)，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。第二十六页，共38页。拓展拓展(tu zhn)思考思考据据CO2CO2释放量和释放量和O2O2消耗量判断消耗量判断(p
20、ndun)(pndun)细胞呼吸状况细胞呼吸状况在以在以C6H12O6C6H12O6为呼吸底物的情况下，为呼吸底物的情况下，CO2CO2释放量和释放量和O2O2消耗量是判断细胞呼吸类型消耗量是判断细胞呼吸类型(lixng)(lixng)的重要依据，总结如下：的重要依据，总结如下：第二十七页，共38页。(1)(1)无无CO2CO2释放：释放：只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积况下，容器内气体体积(tj)(tj)不发生变不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。拓展拓展(tu zhn)思考思考(2)(2)不消耗不消耗O2O2，
21、但产生，但产生CO2CO2：细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器种情况下容器(rngq)(rngq)内气体体积增大，内气体体积增大，如酵母菌的无氧呼吸。如酵母菌的无氧呼吸。第二十八页，共38页。(3)CO2(3)CO2释放量释放量=O2=O2消耗量消耗量 细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器(rngq)(rngq)内气体体积不变化，但若将内气体体积不变化，但若将CO2CO2吸收，吸收，可引起气体体积减小。可引起气体体积减小。拓展拓展(tu zhn)思考思考(4)CO2(4)CO2释放量释放量O2O2消耗量时消耗量时 细
22、胞同时进行产生酒精的无氧呼吸细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸(hx)(hx)和有氧呼吸和有氧呼吸(hx)(hx)两种方式，如两种方式，如酵母菌在不同酵母菌在不同O2O2浓度下的细胞呼吸浓度下的细胞呼吸(hx)(hx)。第二十九页，共38页。例例2 2、有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，、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，其产生的酒精当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和和CO2CO2的量如下表所示。通过对表中数据的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出分析可得出(d ch)(d ch)的结论是的结论是氧浓度氧浓度a a b b c c d d COCO2 2的量的量 9mol
23、 9mol 12.5mol 12.5mol 15mol 15mol 30 mol 30 mol 酒精的量酒精的量 9mol 9mol 6.5 mol 6.5 mol 6mol 6mol 0 mol 0 mol 第三十页，共38页。氧浓度氧浓度a a b b c c d d COCO2 2的量的量 9mol 9mol 12.5mol 12.5mol 15mol 15mol 30mol 30mol 酒精的量酒精的量 9mol 9mol 6.5 mol 6.5 mol 6mol 6mol 0mol 0mol A.氧浓度为氧浓度为b时，经有氧呼吸产生时，经有氧呼吸产生(chnshng)的的CO2为为6
24、mol B.氧浓度为氧浓度为d时，只进行有氧呼吸时，只进行有氧呼吸 C.氧浓度为氧浓度为c时，有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率时，有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率 D.a时氧气浓度为时氧气浓度为0第三十一页，共38页。(4)CO2(4)CO2释放释放(shfng)(shfng)量量O2O2消消耗量时耗量时若若 ，有氧呼吸和无氧呼，有氧呼吸和无氧呼吸消耗吸消耗(xioho)(xioho)葡萄糖的速率相等。葡萄糖的速率相等。若若 ，无氧呼吸消耗，无氧呼吸消耗(xioho)(xioho)葡萄糖速率大于有氧呼吸。葡萄糖速率大于有氧呼吸。若若 ，有氧呼吸消耗，有氧呼吸消耗(xioho)(xioho)葡萄糖速率大
25、于无氧呼吸。葡萄糖速率大于无氧呼吸。归纳归纳(gun)第三十二页，共38页。1、（、（2009天津）按下表设计进行实验。天津）按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养分组后，在相同的适宜条件下培养810小小时，并对实验结果时，并对实验结果(ji gu)进行分析。进行分析。实验实验材料材料取取样样处理处理分组分组培养液培养液供氧供氧情况情况适宜适宜浓度浓度酵母酵母菌液菌液50 mL破碎细破碎细胞胞(细胞细胞器完整器完整)甲甲25mL75mL无氧无氧乙乙25mL75mL通氧通氧50 mL未处理未处理丙丙25mL75mL无氧无氧丁丁25mL75mL通氧通氧第三十三页，共38页。下列叙述正确
26、的是下列叙述正确的是 （）A.甲组不产生甲组不产生CO2而乙组产生而乙组产生B.甲组的酒精产量甲组的酒精产量(chnling)与丙组相与丙组相同同C.丁组能量转换率与丙组相同丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组丁组的氧气消耗量大于乙组实验实验材料材料取取样样处理处理分组分组培养液培养液供氧供氧情况情况适宜适宜浓度浓度酵母酵母菌液菌液50 mL破碎细破碎细胞胞(细胞细胞器完整器完整)甲甲25mL75mL无氧无氧乙乙25mL75mL通氧通氧50 mL未处理未处理丙丙25mL75mL无氧无氧丁丁25mL75mL通氧通氧D第三十四页，共38页。稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑稻田长期浸
27、水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线(qxin)如下图。下列叙述正确的是如下图。下列叙述正确的是 ()第三十五页，共38页。C、阶段幼根因无氧呼吸的特有产物阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂丙酮酸积累过多而变黑腐烂(fln)D、从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂、从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂(fln)，稻田宜在，稻田宜在阶段前适时排水阶段前适时排水 A、阶段幼根细胞阶段幼根细胞的有氧呼吸的有氧呼吸(hx)速速率和无氧呼吸率和无氧呼吸(hx)速率皆降低速率皆降低 B、阶段
28、幼根细胞阶段幼根细胞的有氧呼吸的有氧呼吸(hx)速速率和无氧呼吸率和无氧呼吸(hx)速率皆升高速率皆升高D第三十六页，共38页。（2009安徽卷）现有等量的安徽卷）现有等量的A、B两个品种两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、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）的密闭的棕色广口瓶内，各加入适量（等量）的水。在水。在25的条件的条件(tiojin)下，瓶内下，瓶内O2含含量变化如图所示。请回答：量变化如图所示。请回答：第三十七页，共38页。（1）在）在t1t2期间，瓶内期间，瓶内O2含量的降低主要含量的降低主要是由种子的是由种子的_引起的，引起的，A种子比种子比B种子的呼吸速率种子的呼吸速率(sl)_，A、B种子种子释放释放CO2的量的变化趋势是的量的变化趋势是_。（2）在）在0t1期间，广口瓶内的期间，广口瓶内的CO2有少量增有少量增加，主要原因可能是加，主要原因可能是_。有氧呼吸有氧呼吸(hx)(hx)快快先递增先递增(dzng)(dzng)后递减后递减种子的无氧呼种子的无氧呼吸产生了吸产生了CO2第三十八页，共38页。