影响细胞呼吸速率的因素
【学习目标】
1．概述氧气对细胞呼吸速率的影响。
2．概述温度对细胞呼吸速率的影响。
3．了解细胞呼吸原理的应用。
【学习重难点】
理解细胞内、外因素对细胞呼吸速率的影响。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读课本P112页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．人体由安静状态进入运动状态时，相应骨骼肌细胞的细胞呼吸速率会明显升高，导致这一变化的主要原因是什么？
2．资料2中的果实最适宜储存于何种O2含量下？你做出这一判断的理由是什么？除了O2含量外，还有哪些环境因素会影响果实的细胞呼吸速率？
二、知识巩固
1．如图表示某高等植物的非绿色器官的细胞呼吸与O2浓度的关系，下列叙述不正确的是（
）
A．氧浓度为A时，是植物种子储存的最佳O2浓度
B．氧浓度为B时，该器官只进行有氧呼吸
C．如果是人体，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在
D．曲线Ⅲ细胞呼吸发生的场所是线粒体和细胞质基质
2．下列关于细胞呼吸原理的应用，不正确的是（）
A．用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的繁殖
B．稻田定期排水，可避免水稻幼根因缺氧产生乳酸，导致变黑、腐烂
C．花盆中土壤板结，需要及时松土透气，以促进根对无机盐的吸收
D．种子在低温、低氧、干燥环境中，可降低细胞呼吸，减少有机物消耗
3．如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为A、B、C、D时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是（）
A．氧浓度为A时，最适于储藏该植物器官
B．氧浓度为B时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为C时，不进行无氧呼吸
D．氧浓度为D时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
4．如图表示北方的一个储藏白菜的地窖中，随着O2的消耗，CO2浓度的变化情况。据此分析回答问题：
（1）AB段，O2消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行＿＿＿＿＿＿＿＿呼吸。
（2）CD段，O2的浓度接近零，而CO2浓度仍在上升，白菜主要在进行＿＿＿＿＿＿＿＿呼吸。
（3）BC段，O2浓度已很低，CO2浓度几乎不上升，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）较长时间储藏白菜，应把地窖里的O2浓度控制在＿＿＿＿＿＿＿＿段范围内，若将地窖完全封闭，隔绝空气，则白菜将会＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
5．在日常生活中，我们用冰箱保存水果、蔬菜的原理是什么？
6．农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好？
7．我们天天吃馒头，松软可口，可是利用酵母发面时，面块开始硬，后来软，而且表面有水珠出现，你知道是什么原因吗？
8．储藏的粮食若含水量较高，会出现粮食发热，最终导致霉变现象。思考：
（1）发热的根本原因？
（2）水是在细胞呼吸的哪个阶段产生的？
（3）影响细胞呼吸的水是自由水还是结合水？
答案
1．答案A
解析：分析题图可知，Ⅰ表示无氧呼吸释放的CO2量，Ⅱ表示细胞呼吸总量，Ⅲ表示有氧呼吸释放的CO2量。CO2释放量最低时，细胞呼吸最弱，消耗的有机物最少，最适于储存植物种子，而氧气浓度为A时，CO2释放量不是最低，A项错误；当氧气浓度为B时，无氧呼吸完全被抑制，该器官只进行有氧呼吸，B项正确；如果是人体，只有有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸只产生乳酸，则该图中的曲线Ⅰ、Ⅱ不存在，C项正确；曲线Ⅲ是有氧呼吸，发生的场所是细胞质基质和线粒体，D项正确。
2．答案B
解析：用透气纱布包扎伤口，可增加通气量，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的无氧呼吸，从而抑制其繁殖，A正确；稻田定期排水，可避免水稻幼根因缺氧进行无氧呼吸而产生酒精，导致变黑、腐烂，B错误；花盆中土壤板结，需要及时松土透气，增加土壤的通气量，有利于植物的根系进行有氧呼吸，并能促进其吸收土壤中的无机盐，C正确；种子在入库储藏以前，都要晒干，并且要把种子储藏在低温、低氧、干燥的环境中，这样做的目的是降低种子的细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长种子的储藏时间，D正确。
3．答案B
解析：植物的非绿色器官不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸。当氧浓度为A时，O2吸收量为0，无氧呼吸较强，放出的CO2较多，不适于储藏该植物器官，A错误；氧浓度为B时，O2吸收量与CO2释放量之比为3∶8，由于有氧呼吸O2吸收量与CO2释放量相等，故无氧呼吸CO2释放量为5，消耗葡萄糖的量为2.5，而有氧呼吸消耗葡萄糖的量为0.5，B正确；当氧浓度为C时，同时进行无氧呼吸与有氧呼吸，C错误；当氧浓度为D时，只进行有氧呼吸，D错误。
4．答案（1）有氧（2）无氧（3）有氧呼吸微弱，而无氧呼吸又受到抑制（4）BC腐烂无氧条件下白菜进行无氧呼吸产生酒精，导致细胞酒精中毒，白菜腐烂
解析：（1）AB段，白菜在进行有氧呼吸，消耗O2，放出CO2，所以AB段O2消耗量很大，CO2浓度上升也很快。（2）CD段，O2的浓度接近零，而CO2浓度仍在上升，这说明白菜主要在进行无氧呼吸（酒精发酵）。（3）BC段，白菜的有氧呼吸微弱，而无氧呼吸又受到抑制，所以CO2浓度几乎不上升。（4）较长时间储藏白菜，要尽量降低细胞呼吸强度，即要把地窖里的O2浓度控制BC段范围内。如果完全隔绝空气，则白菜进行旺盛的酒精发酵，导致细胞酒精中毒，白菜将会腐烂。
5．答案：冰箱可以提供低温环境，降低了细胞呼吸酶的活性，降低了细胞呼吸的速率。
6．答案：不是，农作物种子应该保存在低氧环境中，抑制了无氧呼吸，有氧呼吸的速率仍然较弱，有机物消耗最少。
7．答案：发面用的是酵母菌，在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。表面由于氧气充足，酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出现。
8．答案：
（1）细胞呼吸放热。
（2）水是有氧呼吸第三阶段产生的。
（3）自由水。(共17张PPT)
影响细胞呼吸速率的因素
秋去冬来，我国北方地区的蛙和小鼠同时遭遇了环境温度的急剧下降，蛙的细胞呼吸速率下降，而小鼠的细胞呼吸速率却有所升高。这两种截然相反的生理变化背后的机制是怎样的呢？
寻找证据
阅
读
阅读下面资料，重点关注细胞内、外因素对细胞呼吸速率的影响。
资料1.科学家发现糖酵解过程中催化第三步反应的酶的活性是可调控的：该酶既可以与AMP、ADP和Pi结合，活性升高；也可以与ATP结合，活性下降。
资料2.科研工作者检测某种植物的果实在不同环境O2含量下CO2释放量与O2吸收量的变化，得到右图所示的结果（图4-25）。
图4-25
某种植物果实在不同O2含量下CO2释放量与O2吸收量的变化
根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.人体由安静状态进入运动状态时，相应骨骼肌细胞的细胞呼吸速率会明显升高，导致这一变化的主要原因是什么？
2.资料2中的果实最适宜储存于何种02含量下？你做出这一判断的理由是什么？除了O2含量外，还有哪些环境因素会影响果实的细胞呼吸速率？
1.人体由安静状态进入运动状态时，相应骨骼肌细胞的细胞呼吸速率会明显升高，导致这一变化的主要原因是什么？
当人体由安静状态进入运动状态时，骨骼肌细胞会由静息状态进入工作状态，ATP的消耗加快，ATP/ADP迅速下降，导致细胞呼吸速率升高。
2.资料2中的果实最适宜储存于何种02含量下？你做出这一判断的理由是什么？除了O2含量外，还有哪些环境因素会影响果实的细胞呼吸速率？
02含量处于2.5%左右最适宜储存；当02处于该浓度时，细胞呼吸强度较弱，有机物消耗最少；温度、C02和水等也会影响果实的细胞呼吸速率。
细胞所处环境的氧浓度既会影响有氧呼吸的速率，也会影响无氧呼吸的速率。对于既能进行无氧呼吸又能进行有氧呼吸的细胞而言，当环境氧浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，随着氧浓度的升高，细胞无氧呼吸速率逐渐下降，而有氧呼吸速率逐渐升高，最终细胞只靠有氧呼吸供能。
影响细胞呼吸速率的因素
1．氧气
O2浓度
CO2释放量
无氧呼吸：以酒精发酵为例，无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达到一定值时，被完全抑制。
O2浓度
CO2释放量
有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。
O2浓度
CO2释放总量
A
B
C
A～B：随O2浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，而有氧呼吸还很弱，使得CO2释放总量减少。
B～C：主要与有氧呼吸加强有关。
C：无氧呼吸停止，只进行有氧呼吸。
A：在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；
分析某植物种子受O2浓度的影响
O2浓度
CO2释放总量
A
B
C
生产中常利用降低氧气浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。
但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利于蔬菜、水果的保质、保鲜。
D
因此要长期储存种子，O2浓度应调至
点。
D
影响细胞呼吸速率的因素
2．温度
应用：（1）贮存水果时，适当降低温度能
延长保存时间；（2）在农业上，夜晚适当降低
温度，可减少呼吸作用对有机物的消耗。
温度主要通过影响酶活性来影响呼吸速率。
图4-26
温度对细胞呼吸速率的影响
影响细胞呼吸速率的因素
3．CO2
作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度
高会抑制细胞呼吸的进行。
应用：果实保鲜或储藏，可向密封环境中
充入CO2或N2降低呼吸消耗。
影响细胞呼吸速率的因素
4．水
水既是原料，又是产物，细胞呼吸必需在水
环境中才能进行。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。
应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风
干，减少水分，降低呼吸消耗。
1．水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是( )
A．温度恒定，水果抗病虫害能力强
B．温度适宜，水果容易保存
C．黑暗无光，不易引起早熟
D．CO2浓度增加，抑制水果的呼吸作用
当堂检测
D
2．我国加入WTO，提高产品的竞争力是当务之急，其中，延长保鲜期是让产品在竞争中取胜的条件之一。为了延长水果、蔬菜的保鲜期，可采取如下措施( )
A．充入O2，温度为5
℃
B．充入O2，温度为20
℃
C．充入N2，温度为5
℃
D．充入N2，温度为20
℃
C
3．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中不正确的是( )
A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8
℃时比15
℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
C
谢
谢影响细胞呼吸速率的因素
【教学目标】
1．概述氧气对细胞呼吸速率的影响。
2．概述温度对细胞呼吸速率的影响。
3．了解细胞呼吸原理的应用。
【教学重难点】
理解细胞内、外因素对细胞呼吸速率的影响。
【教学过程】
一、导入新课
秋去冬来，我国北方地区的蛙和小鼠同时遭遇了环境温度的急剧下降，蛙的细胞呼吸速率下降，而小鼠的细胞呼吸速率却有所升高。这两种截然相反的生理变化背后的机制是怎样的呢？接下来让我们一同走入“影响细胞呼吸速率的因素”这节内容。
二、讲授新课
寻找证据——阅读
阅读课本P112页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．人体由安静状态进入运动状态时，相应骨骼肌细胞的细胞呼吸速率会明显升高，导致这一变化的主要原因是什么？
2．资料2中的果实最适宜储存于何种O2含量下？你做出这一判断的理由是什么？除了O2含量外，还有哪些环境因素会影响果实的细胞呼吸速率？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评：
1．当人体由安静状态进入运动状态时，骨骼肌细胞会由静息状态进入工作状态，ATP的消耗加快，ATP/ADP迅速下降，导致细胞呼吸速率升高。
2．O2含量处于2.5%左右最适宜储存；当O2处于该浓度时，细胞呼吸强度较弱，有机物消耗最少；温度、CO2和水等也会影响果实的细胞呼吸速率。
影响细胞呼吸速率的因素主要有哪些？
1．氧气
细胞所处环境的氧浓度既会影响有氧呼吸的速率，也会影响无氧呼吸的速率。对于既能进行无氧呼吸又能进行有氧呼吸的细胞而言，当环境氧浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，随着氧浓度的升高，细胞无氧呼吸速率逐渐下降，而有氧呼吸速率逐渐升高，最终细胞只靠有氧呼吸供能。
无氧呼吸：以酒精发酵为例，无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达到一定值时，被完全抑制。
有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。
分析某植物种子受O2浓度的影响：
A：在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；
A~B：随O2浓度的升高，无氧呼吸逐渐受到抑制，而有氧呼吸还很弱，使得CO2释放总量减少。
B~C：主要与有氧呼吸加强有关。
C：无氧呼吸停止，只进行有氧呼吸。
生产中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利于蔬菜、水果的保质、保鲜。
因此要长期储存种子，O2浓度应调至D点。
2．温度
温度主要通过影响酶活性来影响呼吸速率。
应用：（1）贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间；（2）在农业上，夜晚适当降低温度，可减少呼吸作用对有机物的消耗。
3．CO2
作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度高会抑制细胞呼吸的进行。
应用：果实保鲜或储藏，可向密封环境中充入CO2或N2降低呼吸消耗。
4．水
水既是原料，又是产物，细胞呼吸必需在水环境中才能进行。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。
应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。
当堂检测
1．水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是(
D
)
A．温度恒定，水果抗病虫害能力强
B．温度适宜，水果容易保存
C．黑暗无光，不易引起早熟
D．CO2浓度增加，抑制水果的呼吸作用
2．我国加入WTO，提高产品的竞争力是当务之急，其中，延长保鲜期是让产品在竞争中取胜的条件之一。为了延长水果、蔬菜的保鲜期，可采取如下措施(
C
)
A．充入O2，温度为5
℃
B．充入O2，温度为20
℃
C．充入N2，温度为5
℃
D．充入N2，温度为20
℃
3．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中不正确的是(
C
)
A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8
℃时比15
℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
