高考生物一轮复习必修1第三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学案

第11讲细胞呼吸的影响因素及其应用【课标要求】1.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。2.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。1．O2浓度2．温度3．CO2浓度4．水分[答案自填]1.促进抑制O2浓度2.酶零上低温昼夜3.抑制4.自由水自由水考向1环境因素对细胞呼吸的影响1．（2024·广东六校六联）下图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况，下列叙述错误的是（）①ab段下降的原因可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性②bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度升高③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体A．①③B．②⑤C．③④D．④⑤解析：选D。马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，细胞中产生CO2的场所只有线粒体，且有氧呼吸O2的消耗量与CO2的产生量相等，③正确，⑤错误；根据上述分析，题图中ac段CO2释放速率只与有氧呼吸有关，因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性，①正确；bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度升高导致有氧呼吸增强，产生的CO2增多，②正确；马铃薯块茎中的各种酶发挥作用时所需条件不一定相同，④错误。2．如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响，下列叙述错误的是（）A．与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低B．与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度C．由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度在30℃和35℃之间D．O2浓度不变，A点时适当提高温度，细胞有氧呼吸速率可能增大解析：选C。当O2浓度为60%时，有氧呼吸的速率在30℃时比20℃时的大，说明与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低，A项正确；当O2浓度为20%时，升高温度，有氧呼吸速率会增大，所以温度影响有氧呼吸速率，当温度为15℃时，增大O2浓度，有氧呼吸速率也会增大，所以O2浓度也会影响有氧呼吸速率，B项正确；分析题图可知，在20℃、30℃、35℃三个温度条件下，30℃条件下、O2充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适温度在20～35℃之间，而不是在30～35℃之间，C项错误；从题图中可以看出，30℃时可能最接近酶的最适温度，如果酶的最适温度是31℃，则适当提高温度会增大有氧呼吸速率，D项正确。考向2细胞呼吸原理的应用3．（2021·湖南选择考）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（）A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用解析：选B。农作物种子入库贮藏时，为延长贮藏时间，应在零上低温、低氧条件下贮藏，B项错误。4．（2023·湖南选择考）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（）A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖C．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D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类解析：选C。水是微生物生长的必要条件，在缺水的情况下，微生物不易生长和繁殖，A项正确；高渗环境可使微生物渗透失水，影响代谢，从而抑制微生物的生长和繁殖，B项正确；温度过低会使蔬菜、水果等鲜活食品的细胞死亡，从而使其变质，C项错误；高温可使蛋白质变性失活，杀死食品中绝大部分微生物的同时，也可破坏食品中的酶类，D项正确。高考真题体验[学生用书P62]1．（2022·广东选择考）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（）A．该反应需要在光下进行B．TTF可在细胞质基质中生成C．TTF生成量与保温时间无关D．不能用红色深浅判断种子活力高低解析：选B。种子通过细胞呼吸产生[H]的过程不需要光，A项错误；细胞呼吸的第一阶段能产生[H]，且该过程发生在细胞质基质中，[H]可将TTC还原成TTF，B项正确；保温时间长短可影响[H]的生成量，进而影响TTF的生成量，C项错误；活力高的种子代谢旺盛，相同时间内产生的[H]多，还原成的TTF也多，实验过程中胚出现的红色深，反之，实验过程中胚出现的红色浅，故能用红色深浅判断种子活力高低，D项错误。2．（2021·浙江1月选考）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（）A.呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生解析：选C。苹果果实细胞在呼吸作用过程中不产生乳酸，其无氧呼吸的产物为酒精和CO2，A项错误；糖酵解过程中1分子葡萄糖转变为2分子丙酮酸，该过程中不产生CO2，B项错误；乙烯促进果实成熟，果实成熟到一定阶段会出现呼吸跃变，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现，C项正确；果实在低温条件下贮藏能抑制相关酶的活性，从而延缓呼吸跃变现象的出现，D项错误。3．（2021·北京选择考）在有或无机械助力的两种情形下，从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如下图所示。对图中结果叙述错误的是（）A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多B．葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源C．爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩D．借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应解析：选D。虽然有机械助力时比无机械助力时人体消耗的能量少，但机械助力会消耗更多的能量，不利于缓解温室效应，D项错误。4．（2021·河北选择考改编）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如下图所示）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间，增加了农民收益。下列叙述错误的是（）A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．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D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间解析：选B。荫坑和气调冷藏库降低了储藏温度和氧气浓度，减弱了呼吸作用，减少了有机物消耗，减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A项正确；荫坑和气调冷藏库中的温度较低，酶的活性较低，有氧呼吸的第一、二、三阶段均受到抑制，B项错误；温度会影响酶的活性，荫坑和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，减弱呼吸作用，C项正确；乙烯具有催熟作用，气调冷藏库配备的气体过滤装置清除了乙烯，可以延长果蔬的保鲜时间，D项正确。课时跟踪练[学生用书P13（单独成册）]一、选择题1．人体肌肉组织细胞在运动过程中需消耗大量能量。下列相关叙述错误的是（）A.剧烈运动使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸B．无氧呼吸可在细胞质基质中产生丙酮酸和ATPC．消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸的多D．人体肌细胞无氧呼吸产生的CO2比有氧呼吸多解析：选D。剧烈运动导致肌细胞缺氧，细胞因缺氧而进行无氧呼吸产生大量乳酸，A项正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，其第一阶段的产物是丙酮酸、[H]和ATP，B项正确；有氧呼吸过程中消耗1mol的葡萄糖可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，而无氧呼吸过程中消耗1mol的葡萄糖只有61.08kJ的能量储存在ATP中，显然消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸的多，C项正确；人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2产生，CO2是人体细胞有氧呼吸的产物，D项错误。2．（2024·佛山一模）粮食储备在古代中国是基本国策，有关仓窖的法令渊源久远。唐《仓库令》记载，租粮受纳入仓的程序和规定中，“皆令干净”为首要要求；出仓时“每出一屋一窖尽”，意思是必须出尽一窖才能打开动用下一个仓窖的粮食。下列叙述错误的是（）A．入仓时晒“干”粮食，降低了种子中自由水的含量B．入仓时粮仓和粮食“净”可减少虫害滋生C．仓库密闭是为了防止种子进行呼吸作用D．出仓时避免多次开启仓窖可减少粮食变质腐烂解析：选C。入仓时晒“干”粮食，降低了种子中自由水的含量，此时细胞代谢减弱，种子抗逆能力会增强，以便于粮食的储藏，A项正确；入仓时粮仓和粮食“净”不利于害虫的生存，可减少虫害滋生，B项正确；仓库密闭是为了降低种子的有氧呼吸，C项错误；出仓时避免多次开启仓窖可降低种子的呼吸作用，减少粮食变质腐烂，D项正确。3．呼吸作用的强度受多种因素的影响，可以通过控制这些因素来改变呼吸作用强度，有利于生物生命活动的正常进行。呼吸商（RQ＝CO2释放量/O2吸收量）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸商。下列说法正确的是（）A．由图甲可知，冬季适当升高室内温度可以升高人体温度，从而促进人体的呼吸作用B．若图乙D点开始只进行有氧呼吸，则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量不一定相等C．据图丙分析，随氧分压的增大，呼吸商不断增大D．综合以上分析，蔬菜和水果应储藏于零下低温和低氧的环境中解析：选B。由图甲可知，在一定温度范围内，温度越高，呼吸速率越快，但人是恒温动物，外界温度变化不影响人体温度，A项错误；细胞呼吸一般以葡萄糖为底物，但也可能以脂肪为底物，消耗脂肪时，CO2释放量小于O2吸收量，B项正确；若呼吸底物为糖类，当氧分压达到c点以后，随氧分压的增大，呼吸商不再变化，C项错误；蔬菜、水果应储藏在零上低温和低氧的环境中，D项错误。4．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（）A．可采用适宜温度的温水淋种并时常翻种的方法促进种子的萌发B．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是防止无氧呼吸产生乳酸C.利用酵母菌和醋酸菌的无氧呼吸酿制酒精和乙酸D．用保鲜膜保存苹果，可以降低呼吸速率，起保鲜作用解析：选C。适宜温度的温水淋种并时常翻种可给予种子适宜的温度、湿度和氧气条件，促进种子的萌发，A项正确；人体细胞进行无氧呼吸会产生乳酸，B项正确；醋酸菌进行有氧呼吸产生乙酸，C项错误；用保鲜膜保存苹果，通过降低O2浓度，使呼吸速率降低，同时减少水分散失，有利于水果的保鲜，D项正确。5．（2024·惠州一模）某实验小组为探究细胞中ROCK1（一种蛋白激酶基因）过度表达对细胞呼吸的影响，通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率（OCR，可一定程度地反映细胞呼吸情况），设置对照组Ad-GFP组、实验组Ad-ROCK1（ROCK1过度表达）两组进行实验，实验结果如下图所示。下列叙述正确的是（）注：寡霉素：ATP合酶抑制剂；FCCP：作用于线粒体内膜，线粒体解偶联剂，不能产生ATP；抗霉素A：呼吸链抑制剂，完全阻止线粒体耗氧。A．加入寡霉素后，OCR降低值代表机体用于ATP合成的耗氧量B．FCCP的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放C．ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加ATP的产生量D．抗霉素A加入成肌细胞后只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和CO2解析：选A。寡霉素是ATP合酶抑制剂，OCR为细胞耗氧率，加入寡霉素后，OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量，A项正确；FCCP作用于线粒体内膜，大量耗氧，不能产生ATP，故FCCP的加入使细胞耗氧量增加，线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，不产生ATP，而细胞质基质和线粒体基质中产生的能量还可储存在ATP中，B项错误；根据题意，ROCK1过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞ATP的产生量，C项错误；抗霉素A是呼吸链抑制剂，完全阻止线粒体耗氧，加入成肌细胞后细胞质基质中进行的反应不受影响，能产生[H]，线粒体基质中也可能产生CO2，D项错误。二、非选择题6．当果实成熟到一定程度时，呼吸速率突然升高，然后又下降，果实便完全成熟。这个呼吸高峰称为呼吸跃变。香蕉成熟过程中的相关变化如下图所示，请回答下列问题：（1）果实成熟过程中，果实变甜的原因是________________________________________________________。（2）在果实储藏期间，应（填“推迟”“提前”或“不变动”）呼吸跃变的时间，原因是__________________________________________，从储藏环境条件的角度考虑，通常采取的措施是________________________。（3）乙烯大量释放刺激果实呼吸高峰的出现，原因可能是