新教材高一生物浙科必修第一册课件第三章第四节第2课时细胞呼吸的影响因素及在实践中的应用

第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量第三章细胞的代谢

第2课时细胞呼吸的影响因素及在实践中的应用1．酵母菌属于__________，酵母菌的呼吸方式不同，产物也不同，产生的能量也不同。2．酵母菌需氧呼吸的产物为____________，厌氧呼吸的产物为_____________。3．酵母菌培养液：____________________。4．0.1%的溴麝香草酚蓝溶液：碱性溶液中呈______色，酸性溶液中呈_______色，可用于检测____________，当溶液中溶有真菌水和CO2乙醇和CO25%的葡萄糖溶液蓝黄二氧化碳二氧化碳时，其颜色变化为_________________________。5．澄清石灰水：用于检测______________，当溶液中溶有二氧化碳时，澄清石灰水变浑浊。6．5%的重铬酸钾溶液：用于检测________；酸性条件下呈______色，遇到酒精变成_________色。7．植物油：覆盖溶液，形成油脂层，创造________环境。小思考：(1)人和动物细胞呼吸过程中CO2的产生场所与酵母菌有何不同？(2)与平静状态相比较，人体剧烈运动时CO2/O2的值有何不同？由蓝色变绿色再变黄色二氧化碳酒精橙灰绿无氧(3)厌氧呼吸第一阶段产生的[H]与需氧呼吸第一、二阶段产生[H]的用途相同吗？【答案】(1)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶。(2)人体厌氧呼吸产生乳酸，无CO2产生，即CO2只能通过需氧呼吸在线粒体中产生，故人体剧烈运动时，CO2/O2＝1，故与平静状态相比无变化。(3)不同。需氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水；厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或将乙醛还原为乳酸。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)苹果果实在一段时间内，CO2的释放量比O2的吸收量大，可见果实厌氧呼吸占优势。()(2)等质量的油脂和糖类彻底氧化分解，前者比后者消耗氧气多，生成水多，释放能量多。()(3)测得某油料作物的种子萌发时产生的CO2与消耗的O2的体积相等，则该萌发种子在测定条件下的呼吸作用方式是需氧呼吸。()××√(4)储藏蔬菜、水果和种子均需要低温、低氧和湿度适中条件。()(5)剧烈运动状态下的骨骼肌细胞，释放CO2和消耗O2的比值大于1。()(6)人体剧烈运动时产生的CO2是需氧呼吸和厌氧呼吸共同的产物。()(7)人体细胞内形成CO2的场所是细胞溶胶和线粒体。()2．案例分析：为研究酵母菌发酵的产物，某研究小组设计了如图所示的装置图。①号、②号试管中均加入3mL蒸馏水和少××××许0.1%溴麝香草酚蓝(简称BTB)溶液，直至溶液呈蓝绿色时为止(当环境偏酸性时，BTB溶液呈黄色)。请回答下列问题：(1)该实验是否可以去掉②号试管？____________。请说明理由：_________________________。(2)①号试管的现象是___________________，其作用是___________________。不可以因为②号试管起对照作用由蓝变绿再变黄

检验CO2的生成(3)该实验中需要等到煮沸的葡萄糖液冷却后才能加酵母菌，原因是______________________。(4)图乙中哪条曲线能正确表示气泡释放速率的变化？_________。(5)若要证明释放的气泡是酵母菌所产生的，就需要设置一个对照实验，该对照实验应在原实验的基础上做哪些改动？_____________________________________。防止高温杀死酵母菌曲线B不加酵母菌，其余操作与实验组相同【解析】(1)②号试管没有与含酵母菌的装置相连，可以作为对照组(正常情况下该试管中的溶液不会呈现黄色)。(2)由于酵母菌在呼吸过程中产生了CO2，使①号试管中的溶液呈酸性，所以该试管中的BTB溶液就会由蓝变绿再变黄。(3)煮沸葡萄糖溶液的目的是排除其中微生物的呼吸作用，但煮沸以后不能立即加入酵母菌，否则会因高温导致酵母菌失活。(4)分析气泡释放的速率时不仅要考虑酵母菌的呼吸过程，还要考虑呼吸底物的量的变化，当底物被大量消耗后，气泡释放的速率逐渐减慢，甚至停止。(5)因为锥形瓶中是含酵母菌的葡萄糖溶液，不能排除葡萄糖溶液本身会产生气泡的可能，所以要设置对照组，对照组中除了不加酵母菌外，其他操作和图甲中的一致。1．判断酵母菌的呼吸方式在通入氧气的情况下，澄清石灰水变浑浊或0.1%的溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变绿色再变黄色，说明有二氧化碳的产生，酵母菌进行需氧呼吸。在无氧气的情况下，澄清石灰水变浑浊或0.1%的溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变绿色再变黄色，说明有二氧化碳的产生，酵母菌进行厌氧呼吸。可用5%的重铬酸钾溶液检测酒精，可以使酒精变成灰绿色。2．判断细胞的呼吸类型(1)根据氧气消耗与二氧化碳产生的量来判断(2)需氧呼吸和厌氧呼吸(产生乙醇)的有关计算①消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数厌氧呼吸∶需氧呼吸＝1∶3。②消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数需氧呼吸需要的氧气∶需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。③产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数厌氧呼吸∶需氧呼吸＝3∶1。(3)通过实验来判断①欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：②实验结果和结论如图表示探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列相关叙述中，正确的是()A.Ⅱ瓶和Ⅳ瓶中的酵母菌培养液均由新鲜酵母菌与生理盐水配制而成B．澄清的石灰水变浑浊，可说明酵母菌进行了需氧呼吸C．实验的观测指标是溶液的浑浊程度，Ⅴ瓶的浑浊程度比Ⅲ瓶的弱D．Ⅳ瓶酵母菌培养液配好后立即连接Ⅴ瓶，可减少实验误差C【解析】Ⅱ瓶和Ⅳ瓶中的酵母菌培养液均由新鲜酵母菌与葡萄糖溶液配制而成，A错误；酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都会产生CO2，都能使澄清的石灰水变浑浊，B错误；实验的观测指标是溶液的浑浊程度，由于需氧呼吸释放的CO2比厌氧呼吸多，所以Ⅴ瓶的浑浊程度比Ⅲ瓶的弱，C正确；Ⅳ瓶酵母菌培养液配好后，应封口放置一段时间，再连接Ⅴ瓶，这是为了消耗掉瓶中的氧气，创造无氧环境，D错误。1．在一定条件下，某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是()A．只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生CO2B．酒精与5%重铬酸钾溶液混合后，溶液出现灰绿色C．CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄D．用葡萄糖溶液培养酵母菌时，培养液的温度会发生变化A【解析】酵母菌属于兼性厌氧型生物，在有氧和无氧条件下，酵母菌都能生存，A错误；酵母菌厌氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的5%重铬酸钾溶液反应使其变成灰绿色，B正确；酵母菌细胞呼吸产生的CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，C正确；用葡萄糖溶液培养酵母菌时，酵母菌能进行需氧呼吸和厌氧呼吸，都能释放出能量，使培养液的温度发生变化，D正确。2．如图为某生物小组探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是()A.实验自变量为温度B．乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2C．气泵泵入的气体应先除去O2D．实验自变量为O2的有无D【解析】该实验的自变量是氧气的有无，A错误；乙是验证酵母菌需氧呼吸方式的，需要O2，所以不需要除去O2，B错误；气泵泵入的气体含有O2，但应先除去CO2，C错误；本实验探究酵母菌的呼吸方式，自变量为氧气的有无，D正确。3．呼吸熵(RQ＝释放的CO2体积/消耗的O2体积)表示生物用于需氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如下图所示。关闭活塞，在25℃下经20min读出刻度管中着色液滴移动距离。设装置一和装置二的着色液滴分别向左移动的距离为x和y。下列说法中，错误的是()A．若测得x＝180mm，y＝50mm，则该发芽种子的呼吸熵是0.72(保留两位小数)B．若发芽种子仅进行需氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物可能为油脂C．为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置D．若呼吸底物为葡萄糖，且测得x＝300mm，y＝－100mm(向右移动了100mm)，则可推断需氧呼吸消耗的葡萄糖与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是1∶2D确。为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，排除物理因素对实验结果的影响，C选项正确。若呼吸底物为葡萄糖，且测得x＝300mm，y＝－100mm，说明消耗的O2总量为300mm，产生的CO2总量为400mm，其中需氧呼吸消耗O2的量为300mm，产生CO2的量为300mm，消耗葡萄糖的量为mm；厌氧呼吸产生CO2的量为400－300＝100mm，消耗葡萄糖的量为mm，因此需氧呼吸消耗的葡萄糖与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是1∶1，D选项错误。1．温度对细胞呼吸的影响(1)原理：通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。(2)曲线分析①在最适温度时，呼吸速率最大。②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。(3)应用①低温下储存蔬菜和水果。②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量。2．氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：O2是需氧呼吸所必需的，且O2对厌氧呼吸过程有抑制作用。(2)曲线分析(如下图)①O2浓度＝0时，只进行厌氧呼吸。②0<O2浓度<10%时，同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。③O2浓度≥10%时，只进行需氧呼吸。④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。(3)应用①中耕松土促进植物根部需氧呼吸。②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境。③低氧仓贮粮食、水果和蔬菜。3．CO2浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。(2)曲线(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。4．含水量对细胞呼吸的影响(1)原理：水作为需氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。(2)特点：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。(3)应用①粮食在收仓前要进行晾晒处理。②干种子萌发前进行浸泡处理。5．呼吸原理在实践应用中常见实例归纳(1)厌氧呼吸应用实例①制作酸奶、泡菜(乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸)。②酿酒(酵母菌厌氧呼吸产生乙醇)。③透气纱布包扎(抑制破伤风杆菌的厌氧呼吸)。(2)需氧呼吸应用实例①提倡慢跑等有氧运动使细胞进行需氧呼吸以避免肌细胞产生大量乳酸。②酿醋(醋化醋杆菌需氧呼吸将乙醇氧化为醋酸)。③稻田定期排水有利于根系需氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。④低温、低氧储藏果蔬、种子，抑制呼吸强度，减少有机物消耗。⑤松土：使土壤疏松、促进植物根细胞需氧呼吸进而促进矿质离子吸收。【提醒】以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。甲、乙图对应解读①甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的A点。②甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的AC段之间。③甲图中氧浓度为d时没有乙醇产生。④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中c点细胞呼吸最弱，最适合蔬菜、水果的储藏，同时宜保持零上低温、低氧条件。c点对应图乙中的B点。⑤种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。下图表示氧气浓度对植物组织产生二氧化碳的影响，下列相关叙述正确的是()A.A点时释放的二氧化碳主要来自线粒体B．B点时既有需氧呼吸，又有厌氧呼吸C．C点时对应的氧气浓度最适合该植株组织的储存D．该植物组织可能为马铃薯的块茎B【解析】图中A点氧浓度较低，需氧呼吸强度较弱，CO2主要是通过厌氧呼吸产生，主要来自细胞溶胶，A错误；图中B点既进行需氧呼吸，也进行厌氧呼吸，但厌氧呼吸弱，仍能释放少量的CO2，B正确；O2浓度为5%时二氧化碳释放的相对值最低，呼吸作用最弱，有机物消耗速度最低，故O2浓度为5%，即B点时就是储藏该植株组织的最适环境条件，C错误；马铃薯的块茎厌氧呼吸时产生乳酸，所以该植物组织不可能为马铃薯的块茎，D错误。1．温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如下。下列叙述正确的是()A.a～b段，温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程B．b～c段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快C．b点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多D．c点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量储存在ATP中B【解析】糖酵解过程在细胞溶胶中进行，A错误；b～c段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快，酶活性降低，因而细胞呼吸的相对速率下降，B正确；氧在电子传递链的末端与[H]结合生成水，C错误；细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能的形式散失掉，D错误。2．结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是()A．包扎伤口选用透气的创可贴B．花盆中的土壤需要经常松土C．真空包装食品以延长保质期D．采用快速短跑进行有氧运动D【解析】用透气的创可贴包扎伤口构成有氧环境，从而抑制厌氧型细菌的繁殖，A正确；花盆中的土壤需要经常松土，有利于根部细胞进行需氧呼吸，B正确；真空包装可隔绝空气，使袋内缺乏氧气，降低细胞呼吸强度，减少对有机物的消耗，以延长食品保质期，C正确；快速短跑时肌肉细胞进行无氧运动，所以提倡慢跑等健康运动有利于抑制肌细胞厌氧呼吸产生过多的乳酸，D错误。3．如图表示氧浓度和温度对洋葱根尖细胞需氧呼吸速率的影响。下列有关叙述错误的是()A.氧气浓度为0时，细胞中能够产生[H]的场所是细胞溶胶B．氧气浓度低于20%时，30℃、35℃两温度对需氧呼吸速率影响不大C．由图可知，细胞需氧呼吸的最适温度位于30℃和35℃之间D．与b点相比，限制c点需氧呼吸速率的因素有氧浓度和温度C【解析】氧气浓度为0时，细胞不进行需氧呼吸，但是进行厌氧呼吸，厌氧呼吸产生[H]，发生在细胞溶胶中，A正确；由题图可知，氧气浓度低于20%时，30℃、35℃两温度条件下需氧呼吸曲线重合，说明氧气浓度低于20%时，30℃、35℃两温度对需氧呼吸速率影响不大，B正确；由题图可知，20℃、30℃、35℃条件下，30℃条件下氧气充足时需氧呼吸最强，说明需氧呼吸的最适宜温度在20～35℃，C错误；b、c两点的自变量是温度和氧气浓度，由题图可知，与c点相比，b点温度高、氧气浓度大，需氧呼吸强度大，说明限制c点需氧呼吸速率的因素有氧浓度和温度，D正确。1．下列有关细胞呼吸的叙述中，正确的是()A．无氧、干燥的环境细胞呼吸最弱，有利于果蔬储藏B．水稻根部主要进行厌氧呼吸，以适应缺氧环境C．人体中的二氧化碳来自细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸D．用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，主要利用了酵母菌的厌氧呼吸D【解析】果蔬储藏的环境应为零上低温、低氧，有一定的湿度，A错误；水稻根部主要进行需氧呼吸，但在缺氧时也能进行厌氧呼吸，以适应缺氧环境，B错误；人在厌氧呼吸过程中的产物是乳酸，没有二氧化碳，C错误；用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，主要利用了酵母菌的厌氧呼吸，产生了酒精和二氧化碳，D正确。2．如图为苹果果实在一段时间内，随着环境中O2浓度的提高，其O2吸收量和CO2释放量的曲线。结合此图，正确的表述是()A.O2浓度为b时，厌氧呼吸与需氧呼吸释放的CO2量相等B．O2浓度为a时，果实的厌氧呼吸水平最低C.O2浓度为a时，若cd＝ca，则厌氧呼吸消耗的葡萄糖量与需氧呼吸消耗的葡萄糖量相等D．O2浓度达到b以后，果实基本上靠需氧呼吸提供能量D【解析】O2浓度为b时，O2吸收量和CO2释放量相等，这时果实只进行需氧呼吸，A错误；O2浓度为b时，果实的厌氧呼吸水平最低，为0，不是a时最低，B错误；O2浓度为a时，若cd＝ca，则厌氧呼吸与需氧呼吸释放的CO2量相等，假设都是6，则需氧呼吸消耗葡萄糖为1，厌氧呼吸消耗葡萄糖为3，C错误；O2浓度达到b以后，果实只进行需氧呼吸，所以基本上靠需氧呼吸提供能量，D正确。3．如图为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系，假设以葡萄糖为细胞呼吸底物，下列叙述正确的是()A.a运动强度下只进行需氧呼吸，c运动强度下只进行厌氧呼吸B．产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖并释放能量C．厌氧呼吸释放的能量一部分以热能散失，其余储存在ATP中D．运动强度大于或等于b时，肌细胞CO2的产生量大于O2的消耗量C【解析】a运动强度下有乳酸的产生，说明此时在进行厌氧呼吸，而b、c运动强度下有氧气的消耗，所以也有需氧呼吸，A错误；厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏转变为葡萄糖需要消耗能量，B错误；厌氧呼吸使有机物中的能量大部分储存在不彻底的氧化产物乳酸中，释放的能量中大部分以热能散失，其余储存在ATP中，C正确；需氧呼吸吸收二氧化碳的量与释放氧气的量相等，厌氧呼吸既不吸收氧气，也不释放二氧化碳，因此运动强度大于或等于b时，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量，D错误。4．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，他们依据“酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色”的原理进行实验，装置如图所示。下列相关叙述错误的是()A.锥形瓶A中无氧或缺氧，锥形瓶D中有充足的氧气B．一段时间后，需要从试管B中取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检测C．锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量D．若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊B【解析】A装置中滴加石蜡油的目的是隔绝空气，营造无氧环境，使酵母菌进行厌氧呼吸，A正确；A、D装置中“注射器”的作用是便于取等量样液用于检测，A中厌氧呼吸产生的酒精在锥形瓶A中，应该用A装置的注射器取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检测，B错误；本实验中的自变量是有无氧气，因变量是酵母菌的呼吸方式，A、D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量，C正确；在氧气充足的情况下，酵母菌进行需氧呼吸产生二氧化碳和水，在无氧条件下，酵母菌进行厌氧呼吸，产生酒精和二氧化碳，有无氧气酵母菌都可以呼吸产生CO2，若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊，D正确。5．请回答下列有关蔬菜、水果储藏的问题。(1)将广柑储藏于密闭的土窑中，储藏时间可以达到4～5个月；利用大窑套小窑的办法，可使广柑储存期达到3个月