备课素材知识点：呼吸速率与氧气浓度的关系及应用 高中生物人教版必修1

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氧是进行有氧呼吸的必要条件，当氧浓度下降到20%以下时，植物呼吸速率便开始下降；氧浓度低于10%时，无氧呼吸出现并逐步增强，有氧呼吸迅速下降。
研究表明，在缺氧条件下玉米的丙酮酸脱羧酶活性可提高5～9倍，其mRNA含量可提高20倍。 在缺氧条件下提高O2浓度时，无氧呼吸会随之减弱，直至消失。一般把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10%左右)称为无氧呼吸的消失点。
在氧浓度较低的情况下，呼吸速率(有氧呼吸)随氧浓度的增大而增强，但氧浓度增至一定程度时，对呼吸作用就没有促进作用了，这一氧浓度称为氧饱和点(xygen sturatin pint)。氧饱和点与温度密切相关，例如洋葱根尖的呼吸作用,在15℃和20℃下，氧饱和点为20%，在30℃和35℃下，氧饱和点则为40%左右。这种现象显然是由呼吸酶和中间电子传递体的周转率所造成的，也和末端氧化酶与氧的亲和力有关。由于氧浓度对呼吸类型有重要影响，因而在不同氧浓度下呼吸商也不一样。以葡萄糖为呼吸底物， 当氧浓度低于无氧呼吸消失点时，呼吸商大于1；当氧浓度高于消失点时，无氧呼吸停止，呼吸商等于1。过高的氧浓度(70%～100%)对植物有毒，这可能与活性氧代谢形成自由基有关。相反，过低的氧浓度会由于无氧呼吸增强，过多消耗体内养料，甚至产生酒精中毒，原生质蛋白变性而导致植物受伤死亡。
如图：
（1）若只产生CO2，不消耗O2，则只进行厌氧呼吸（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，则只进行需氧呼吸（图中C点以后）。
（4）B点表示厌氧呼吸与需氧呼吸速率相等（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%）时，厌氧呼吸消失，细胞只进行需氧呼吸。
2.呼吸速率与O2浓度的关系的应用
（1）O2浓度低时，厌氧呼吸占优势，随着O2浓度增大，厌氧呼吸逐渐被抑制，需氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，需氧呼吸不再加强（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。

例、呼吸熵（RQ＝放出的CO2量／吸收的O2量）可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。图示酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系，下列叙述正确的是（ ）
A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱
B．b点有氧呼吸强度大于a
C．为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至高于c点
D．c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化
解析：根据题意和图示分析可知：呼吸熵越大，吸收的O2量越少，而放出的CO2量越多，说明厌氧呼吸越强，而需氧呼吸越弱，所以A错误；b点时氧分压明显高于a点，而a点时几乎不进行需氧呼吸，所以b点需氧呼吸强度大于a点，故B正确；为延长水果的保存时间，细胞呼吸强度应该最低，而氧分压调至高于c点，则需氧呼吸强度很高，分解的有机物多，所以C错误；c点以后表示细胞只进行需氧呼吸，但细胞呼吸强度仍随氧分压增大而增大，所以D错误。故答案为B。