(共24张PPT)
第二单元 细胞的能量供应和利用
第11讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
复习目标 1.通过构建模型分析影响细胞呼吸的因素，培养模型构建的科学思维能 力； 2.通过分析细胞呼吸的原理在生产生活中的应用，养成关注社会的责任意识。
考点 细胞呼吸的影响
因素及其应用
A基础知识重点疑难
1. 内部因素
项目 规律 举例
遗传特性 不同 种类 的植物呼吸速 率不同 通常旱生植物的呼吸速率小于水生植物，阴 生植物的呼吸速率小于阳生植物
生长发
育时期 同一植物在 不同的生长发 育 时期呼吸速率不同 通常幼苗期、开花期呼吸速率 较高 ，成 熟期呼吸速率 ◆◆◆ 较低
器官类型 同一植物的 不同器官 呼 吸速率不同 通常生殖器官的呼吸速率 大于 营养器官
种类
不同的生长发
育
较高
较低
不同器官
大于
2. 外部因素——温度、O2浓度、CO2浓度、含水量等
因素 曲线 解读 应用
温度 温度主要通过影响与呼 吸作用有关 酶的活 性 来影响呼吸速率。 一般而言，在一定范围 内，呼吸作用强度随着 温度的升高而增强。超 过最适温度后，与呼吸 作用有关的酶的活性下 降，呼吸作用强度下降 ①在零上低温条件下储 存蔬菜、水果；②蔬菜 大棚夜间适当降温以降 低 有机物 消耗，提 高产量；③温水和面发 得快
酶的活
性
有机物
因素 曲线 解读 应用
O2浓 度 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；当O2浓度达到 一定值后，随O2浓度增 大， 有氧呼吸 不再 加强 ①常通过降低O2浓度来 延长蔬菜、水果的保鲜 时间；②作物栽培时中 耕松土，以保证根的正 常呼吸；③稻田定期排 水，以抑制无氧呼吸， 防止水稻因酒精中毒造 成烂根死亡
无氧呼
吸
有氧呼吸
有氧呼吸
因素 曲线 解读 应用
CO2浓 度 从化学平衡的角度分 析，CO2浓度增加对细 胞呼吸有明显的 抑 制 作用 在蔬菜、水果保鲜过程 中，增加CO2浓度(或充 入N2)可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗
含水 量 在一定范围内，呼吸作 用强度随含水量的增加 而加强，随含水量的减 少而减弱。当超过一定 范围，细胞呼吸会受到 抑制，甚至下降为0 粮食收仓前要晾晒处理
抑
制
笔记：2024山东卷T16：以图示为载体呈现子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的 NADH的关系，考查细胞呼吸过程中的物质变化、影响因素等
2023湖北卷T6：依托环境污染物对鱼生理的影响情境，跨章节、跨模块考查
提醒 储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同
(1)蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。
(2)种子应在“零上低温、干燥、低氧”的条件下储存。
3. 细胞呼吸原理的应用
类型 应用 原理
有氧 呼吸 提倡慢跑等有氧运 动 不会因剧烈运动时无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸 胀乏力
农作物栽培时及时 松土透气 根对无机盐的吸收主要是主动运输的过程，消耗能量； 农作物栽培时及时松土透气，增加土壤中O2的浓度，使 根的有氧呼吸加强，产生大量能量，从而促进植物根对 无机盐的吸收
稻田定期排水 避免根因无氧呼吸产生大量酒精，对细胞产生毒害作 用，造成烂根
生产醋酸、味精等 利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
发面 在馒头、面包的制作过程中，利用酵母菌的有氧呼吸， 使馒头、面包变得松软可口
类型 应用 原理
无氧 呼吸 选用透气的“创可贴”、 透气消毒纱布包扎伤口 为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有 利于伤口的愈合
伤口过深或被锈钉扎伤 后，需及时到医院治疗 避免破伤风芽孢杆菌等进行无氧呼吸而大量繁 殖，引发破伤风
制作酸奶、泡菜等 利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
酿酒 酿酒的早期要通气，有利于酵母菌进行有氧呼 吸，从而快速繁殖；后期密闭，有利于酵母菌进 行无氧呼吸产生酒精
×
√
√
[情境推理]
1. (2024·贵州卷节选)农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作 用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化 如图所示。
(1)在水淹0～3 d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3 d时，经检 测，作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μmol·g－1·min－1，若 不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。
提示：(1)O2的含量 3
(2)若水淹3 d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因 是 (答出2点即可)。
提示：(2)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作 用，3 d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作 用；3 d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产能
2. (2020·全国卷Ⅰ节选)中耕是指作物生长期中，在植株之间进行松土的一项栽培措 施，该栽培措施对作物的作用有 (答出2点即可)。
提示：增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用
3. 密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是 。
提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
C升华思维实战演练
影响细胞呼吸的因素
A. p点为种皮被突破的时间点
B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
ABD
解析：由图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧 呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度 降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶 活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧 呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸 氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼 吸分解的葡萄糖多，D正确。
解题方法
与种子萌发有关的物质变化曲线
Ⅰ阶段种子萌发需要充足的水分，吸水量增加
Ⅱ阶段吸水物质达到饱和，吸水量基本不变
Ⅲ阶段胚根形成，渗透吸水，吸水量继续增加
注:种子萌发时,有机物的总量减少,有机物的种类增加。
A. 在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B. PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活
C. ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D. 运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快
D
解析：细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种 酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直 接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1 发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平 衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；由题 意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负 反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增 多，从而使AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而 维持能量供应，D正确。
不会
错误
A. 锄田可以去除杂草，减少杂草对水分的吸收
B. 锄田可以疏松土壤，减少土壤中水分的流失
C. 雨后用井水浇灌会导致根部的细胞无氧呼吸增强
D. “旱锄田，涝浇园”均有利于植物对无机盐的吸收
ABD
解析：锄田可以将农田中的杂草去除，减少杂草对水分的吸收，A正确；锄田可以疏 松土壤，切断土壤中的毛细管，减少土壤中水分的流失，从而为作物提供充足的水 分，B正确；使用温度较低和含氧量较高的井水进行灌溉，可以降低地温，防止无氧 呼吸，有利于保护作物，C错误；锄田提高土壤的通气性，井水富含氧气，均能促进 植物根部细胞的有氧呼吸，为根部细胞主动运输吸收无机盐提供能量，D正确。
A. 覆土后的“荫坑”为低氧、低温、干燥的环境，便于葡萄储存
B. 气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
C. “荫坑”独特的环境抑制了果蔬的有氧呼吸，促进了无氧呼吸
D. 果蔬的最佳储藏条件与种子的最佳储藏条件相同
B
解析：覆土后的“荫坑”在地下，为低氧、低温、一定湿度的环境，便于葡萄储存， A错误；绝大多数酶是蛋白质，活性受温度影响，气调冷藏库中的低温可以降低细胞 质基质和线粒体中酶的活性，B正确；“荫坑”独特的环境抑制了果蔬的有氧呼吸， 也抑制了无氧呼吸，C错误；果蔬的最佳储藏条件是低氧、低温、一定湿度的环境， 而种子最佳储藏条件是低氧、低温、干燥的环境，D错误。
下降
线粒体
正确 第11讲 细胞呼吸的影响因素及其应用
复习目标 1.通过构建模型分析影响细胞呼吸的因素，培养模型构建的科学思维能力； 2.通过分析细胞呼吸的原理在生产生活中的应用，养成关注社会的责任意识。
@考点 细胞呼吸的影响因素及其应用
A基础知识重点疑难
1.内部因素
项目 规律 举例
遗传特性 不同 种类 的植物呼吸速率不同 通常旱生植物的呼吸速率小于水生植物，阴生植物的呼吸速率小于阳生植物
生长发 育时期 同一植物在 不同的生长发育 时期呼吸速率不同 通常幼苗期、开花期呼吸速率 较高 ，成熟期呼吸速率◆◆◆ 较低
器官类型 同一植物的 不同器官 呼吸速率不同 通常生殖器官的呼吸速率 大于 营养器官
2.外部因素——温度、O2浓度、CO2浓度、含水量等
因素 曲线 解读 应用
温度 温度主要通过影响与呼吸作用有关 酶的活性 来影响呼吸速率。一般而言，在一定范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而增强。超过最适温度后，与呼吸作用有关的酶的活性下降，呼吸作用强度下降 ①在零上低温条件下储存蔬菜、水果；②蔬菜大棚夜间适当降温以降低 有机物 消耗，提高产量；③温水和面发得快
因素 曲线 解读 应用
O2浓度 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；当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大， 有氧呼吸 不再加强 ①常通过降低O2浓度来延长蔬菜、水果的保鲜时间；②作物栽培时中耕松土，以保证根的正常呼吸；③稻田定期排水，以抑制无氧呼吸，防止水稻因酒精中毒造成烂根死亡
因素 曲线 解读 应用
CO2浓度 从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加对细胞呼吸有明显的 抑制 作用 在蔬菜、水果保鲜过程中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗
含水量 在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。当超过一定范围，细胞呼吸会受到抑制，甚至下降为0 粮食收仓前要晾晒处理
笔记：2024山东卷T16：以图示为载体呈现子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系，考查细胞呼吸过程中的物质变化、影响因素等
2023湖北卷T6：依托环境污染物对鱼生理的影响情境，跨章节、跨模块考查
提醒 储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同
(1)蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。
(2)种子应在“零上低温、干燥、低氧”的条件下储存。
3.细胞呼吸原理的应用
类型 应用 原理
有氧呼吸 提倡慢跑等有氧运动 不会因剧烈运动时无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀乏力
农作物栽培时及时松土透气 根对无机盐的吸收主要是主动运输的过程，消耗能量；农作物栽培时及时松土透气，增加土壤中O2的浓度，使根的有氧呼吸加强，产生大量能量，从而促进植物根对无机盐的吸收
稻田定期排水 避免根因无氧呼吸产生大量酒精，对细胞产生毒害作用，造成烂根
生产醋酸、味精等 利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
发面 在馒头、面包的制作过程中，利用酵母菌的有氧呼吸，使馒头、面包变得松软可口
无氧呼吸 选用透气的“创可贴”、透气消毒纱布包扎伤口 为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有利于伤口的愈合
伤口过深或被锈钉扎伤后，需及时到医院治疗 避免破伤风芽孢杆菌等进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风
制作酸奶、泡菜等 利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸
酿酒 酿酒的早期要通气，有利于酵母菌进行有氧呼吸，从而快速繁殖；后期密闭，有利于酵母菌进行无氧呼吸产生酒精
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2023·湖南卷)低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利。(×)
2.(2023·湖南卷)干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间长。(√)
3.(2019·海南卷)植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸。(√)
[情境推理]
1.(2024·贵州卷节选)农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。
(1)在水淹0～3 d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3 d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μmol·g－1·min－1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。
(2)若水淹3 d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 (答出2点即可)。
提示：(1)O2的含量 3
(2)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用，3 d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用；3 d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产能
2.(2020·全国卷Ⅰ节选)中耕是指作物生长期中，在植株之间进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有 (答出2点即可)。
提示：增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用
3.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是 。
提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
C升华思维实战演练
影响细胞呼吸的因素
1.(多选)(2024·山东卷)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( ABD )
A.p点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
解析：由图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。
解题方法
与种子萌发有关的物质变化曲线
Ⅰ阶段种子萌发需要充足的水分，吸水量增加
Ⅱ阶段吸水物质达到饱和，吸水量基本不变
Ⅲ阶段胚根形成，渗透吸水，吸水量继续增加
注:种子萌发时,有机物的总量减少,有机物的种类增加。
2.(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( D )
A.在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活
C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快
解析：细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而使AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。
分步推理 找答案：PFK1与ATP结合是细胞内正常的代谢反应， 不会 导致酶变性失活，由以上可以推断B 错误 。
细胞呼吸原理在农业生产中的应用
3.(多选)(2025·河北邯郸三模)“旱锄田，涝浇园”这句俗语描述了农民们在农作物生长过程中，根据自然环境的变化采取相应的农作措施。很多有经验的农民知道天气越干旱越要加紧锄田(已知土壤表面干燥内部湿润时，水分会沿着土壤毛细管上升，使得土壤表面保持湿润)；在夏季高温季节，特别是在中午或下午高温时段突然降雨后，很多农民及时用温度较低、含氧量较高的井水进行灌溉。下列有关说法正确的是( ABD )
A.锄田可以去除杂草，减少杂草对水分的吸收
B.锄田可以疏松土壤，减少土壤中水分的流失
C.雨后用井水浇灌会导致根部的细胞无氧呼吸增强
D.“旱锄田，涝浇园”均有利于植物对无机盐的吸收
解析：锄田可以将农田中的杂草去除，减少杂草对水分的吸收，A正确；锄田可以疏松土壤，切断土壤中的毛细管，减少土壤中水分的流失，从而为作物提供充足的水分，B正确；使用温度较低和含氧量较高的井水进行灌溉，可以降低地温，防止无氧呼吸，有利于保护作物，C错误；锄田提高土壤的通气性，井水富含氧气，均能促进植物根部细胞的有氧呼吸，为根部细胞主动运输吸收无机盐提供能量，D正确。
4.(2025·重庆模拟)《齐民要术》记载的葡萄贮藏方法是：“极熟时，全房(整枝)折取，于屋下作荫坑。”目前，我国普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)贮藏果蔬。下列相关叙述正确的是( B )
A.覆土后的“荫坑”为低氧、低温、干燥的环境，便于葡萄储存
B.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
C.“荫坑”独特的环境抑制了果蔬的有氧呼吸，促进了无氧呼吸
D.果蔬的最佳储藏条件与种子的最佳储藏条件相同
解析：覆土后的“荫坑”在地下，为低氧、低温、一定湿度的环境，便于葡萄储存，A错误；绝大多数酶是蛋白质，活性受温度影响，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，B正确；“荫坑”独特的环境抑制了果蔬的有氧呼吸，也抑制了无氧呼吸，C错误；果蔬的最佳储藏条件是低氧、低温、一定湿度的环境，而种子最佳储藏条件是低氧、低温、干燥的环境，D错误。
分步推理 找答案：①低温下，酶的活性 下降 ；②有氧呼吸发生在细胞质基质和 线粒体 中，由以上可以推断B 正确 。
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