高考生物一轮复习第三单元第8课细胞呼吸的原理和应用课件

第8课细胞呼吸的原理和应用第三单元细胞的能量供应和利用·学业质量水平要求·1.运用物质与能量观、结构与功能观等观念，阐释细胞呼吸过程中物质和能量的变化。2.采用归纳与概括、模型与建模等方法阐释细胞呼吸等相关概念的内涵，构建细胞呼吸的过程模型。3.探究酵母菌细胞呼吸方式的方法。4.应用细胞呼吸的原理指导生产、生活实践。考点一(探究•实践)探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理变浑浊溴麝香草酚蓝灰绿色2．实验设计思路——对比实验3．实验步骤(1)酵母菌培养液的配制①酵母菌：新鲜的食用酵母菌。②葡萄糖溶液：使用前需煮沸灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。有氧与无氧酒精(2)检测CO2的产生①装置及目的实验装置目的NaOH溶液保证通入A瓶的空气中__________，以保证澄清石灰水变浑浊是由__________________________所致B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将__________________，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由_______________产生的不含CO2酵母菌有氧呼吸产生B瓶中的酵母菌无氧呼吸的CO2O2消耗完②实验现象(3)检测酒精的产生及实验现象条件澄清石灰水的变化变化速度甲组(有氧)变浑浊____乙组(无氧)变浑浊____试管试管1试管2步骤1A瓶中取滤液2mLB瓶中取滤液2mL2滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡实验现象________________________快慢不变色橙色变成灰绿色4．实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生___________。酒精和CO21．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。

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)2．检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。

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)3．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。

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)4．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。

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)5．在测定无氧呼吸时锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。

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)√×√××1．(必修1P90问题探讨)利用酵母菌生产葡萄酒时，酒精含量不会一直增加，当达到12%～16%时，发酵就停止了，其原因最可能是酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下，_______________________________________________________等，其代谢速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终会停止。2．(必修1P90～91探究·实践)(1)重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理在日常生活中可以用来检测汽车司机是否饮酒。具体做法是让司机呼出的气体__________________________________，如果呼出的气体中含有酒精，则________________________________________。(2)由于__________________________反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。随着发酵产物(如酒精)增多，营养物质减少及酸碱度发生变化直接接触到经硫酸处理过的重铬酸钾重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬(合理即可)葡萄糖也能与酸性重铬酸钾考向1|

实验原理与过程1．(2023·浙江1月选考)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(

)A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等√C

解析：酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；等量的葡萄糖经有氧呼吸彻底氧化分解，释放能量多，而无氧呼吸氧化分解不彻底，释放能量少，D错误。2．(2022·重庆卷)从下图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是(

)注：箭头表示气流方向。A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦酵母菌培养液①酵母菌培养液②澄清的石灰水③酵母菌培养液④酵母菌培养液⑤酵母菌培养液⑥澄清的石灰水⑦质量分数为10%的NaOH溶液⑧√B

解析：酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。探究其进行有氧呼吸时，先用NaOH溶液去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的生成，通气体的管子应该长进短出，装置组合是⑧→①→③；探究其无氧呼吸时，应直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②→③，B正确，A、C、D错误。实验操作的提醒及目的实验操作提醒操作目的配制培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶①煮沸：为了除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰；②冷却后再加入：防止高温将酵母菌杀死通入空气时，先通入NaOH溶液再通入酵母菌培养液中排除空气中CO2对实验结果的干扰检测无氧呼吸的酵母菌培养液封口放置一段时间让酵母菌将瓶中的O2消耗完，确保其在实验过程中只进行无氧呼吸考向2|

实验结果的检测3．(2022·河北卷)关于呼吸作用的叙述，正确的是(

)A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色√B

解析：能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的气体是CO2，酵母菌无氧呼吸可产生CO2，A错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。4．(2021·广东卷改编)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸过程(如下图)。下列叙述正确的是(

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A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C．选用酵母菌作为实验材料是因为其为厌氧型生物D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量√D

解析：检测乙醇生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入试管中，再向试管中滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；选用酵母菌作为实验材料是因为其为兼性厌氧型生物，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，由于甲瓶中葡萄糖的量是一定的，实验中增加甲瓶的酵母菌数量只能加快反应速率而不能提高乙醇最大产量，D正确。考点二细胞呼吸的方式与过程1．有氧呼吸(1)概念解读条件H2O、O2、多种酶原料________等有机物变化彻底氧化分解产物___________能量释放能量葡萄糖CO2和水(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)：___________________。6H2O6CO26O212H2O2．无氧呼吸(1)概念：在没有______参与的情况下，葡萄糖等有机物经过________分解，释放少量能量的过程。(2)场所：____________。(3)过程氧气不完全细胞质基质乳酸酒精＋CO2

2C3H6O3(乳酸)2C2H5OH(酒精)基因酒精＋CO23．细胞呼吸的实质和意义1．有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的嵴上。

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)2．细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。

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)3．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。

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)4．无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。

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)5．人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物。

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)6．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧环境下。

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)√××√××1．(必修1P92图5-8)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上与功能相适应的特点有____________________________________________，扩大了内膜的表面积。线粒体内膜和基质中含有__________________________。2．(必修1P93正文、思考·讨论)呼吸作用和有机物的燃烧都是分解有机物、释放能量的过程。不同的是有氧呼吸是在________条件下进行的；有机物中的能量是____________；有一部分能量________________，这种方式保证了________________________________，有利于________________________。线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴许多种与有氧呼吸有关的酶温和的逐步释放的储存在ATP中有机物中的能量得到最充分的利用维持细胞的相对稳定状态考向1|

有氧呼吸和无氧呼吸过程分析1．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(

)A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳A

解析：游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。√2．(2024·山东日照期中)有氧呼吸生成H2O的过程中，伴有H＋经蛋白复合体Ⅳ从线粒体基质跨膜泵至内外膜之间的膜间腔，以维持H＋浓度梯度。膜间腔的H＋一般经线粒体内膜上的ATP合酶进入线粒体基质，同时伴随ATP合成；有时H＋会直接通过线粒体内膜磷脂双分子层回漏到基质，该过程中生成的能量全部以热能的形式释放。下列说法错误的是(

)A．线粒体基质中的H＋来自丙酮酸的分解B．H＋回漏使有氧呼吸生成的ATP减少C．H＋回漏和H＋经ATP合酶进入基质的方式均为被动运输D．人在寒冷环境时，H＋回漏到线粒体基质的速率可能增加√A

解析：线粒体基质中的H＋来自丙酮酸和水的分解，A错误；H＋回漏发生过程中能量全部以热能的形式释放，不形成ATP，因此有氧呼吸释放的能量由于H＋回漏的发生，生成的ATP相对减少，B正确；H＋由线粒体内膜磷脂双分子层进入基质，顺浓度梯度，不消耗能量，运输方式为被动运输，C正确；H＋回漏发生过程中能量全部以热能的形式释放，人在打寒战的过程中，细胞呼吸加强，产生更多的热能，线粒体内H＋回漏的速率可能会增加，细胞耗氧量增加，D正确。细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去路项目来源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O；无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成H2O；无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生；无氧呼吸：只在第一阶段产生用于各项生命活动考向2|

有氧呼吸和无氧呼吸的判断3．(2024·广东惠州模拟)不同生物在不同O2条件下细胞呼吸的产物可能有差异。在一个密闭的环境内，若只考虑以葡萄糖为呼吸底物，则在细胞呼吸前后气体量会发生变化的是(

)A．乳酸菌在完全无O2条件下B．人体肌细胞在O2充足条件下C．马铃薯块茎在O2不足条件下D．苹果组织在O2不足条件下√D

解析：乳酸菌在完全无O2条件下进行无氧呼吸，将葡萄糖分解为乳酸，没有CO2生成，所以细胞呼吸前后不会发生气体体积变化，A错误。马铃薯块茎与人体肌细胞在O2不足条件下，有氧呼吸与无氧呼吸同时进行，在有氧呼吸的过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸的过程中不消耗O2，产物为乳酸，没有CO2生成，所以细胞呼吸前后不会发生气体体积变化，B、C错误。苹果组织在O2不足条件下，有氧呼吸与无氧呼吸同时进行，在有氧呼吸的过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸的过程中不消耗的O2，有CO2生成，因此细胞呼吸前后会发生气体体积变化，D正确。判断真核生物细胞呼吸方式的三大依据4．(2022·北京卷)一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内(

)A．消耗的ATP不变B．无氧呼吸增强C．所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多D．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多√B

解析：滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，分析题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，B正确，C错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。考点三影响细胞呼吸的因素及应用1．温度对细胞呼吸的影响(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响________进而影响细胞呼吸速率。酶活性(2)模型及解读

①a为呼吸酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。②温度低于a时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。③温度高于a时，随温度升高，酶活性下降甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。(3)应用①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可______保鲜时间。②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当______温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。延长降低2．氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：O2是__________所必需的，且O2对无氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用。有氧呼吸抑制促进(2)模型及解读

①A点时，O2浓度为0，细胞进行______呼吸。②O2浓度为0～10%时，随O2浓度的升高，__________速率减慢；O2浓度为10%(即B点)时，无氧呼吸停止。③O2浓度为0～20%时，随O2浓度升高，__________速率逐渐增强。无氧无氧呼吸有氧呼吸(3)应用①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的______呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生______。④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生______，防止中毒，烂根死亡。无氧乳酸酒精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______(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。(2)模型

(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，适当______CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。抑制增加4．水对细胞呼吸的影响(1)原理①直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。②间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与，________含量升高，细胞呼吸加快。(2)应用①抑制细胞呼吸：晒干的种子________含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏。②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。自由水自由水1．中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。

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)2．破伤风芽孢杆菌易在被锈铁钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。

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)3．酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。

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)4．慢跑时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。

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)5．严格的无氧环境有利于水果保鲜。

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)6．温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。

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)√×√××√1．(必修1P95思考·讨论)水果、蔬菜和种子都需要在_______________________条件下储藏。但水果、蔬菜需要在____________________条件下储藏且需要__________；种子需要在______条件下储藏。2．(必修1P95思考·讨论)密封地窖能长时间储存水果、红薯、马铃薯等的原因是__________________________________________________________。低温、低氧、高CO2浓度适宜水分(一定湿度)零上低温干燥密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗考向1|

影响细胞呼吸的因素1．(2023·湖南卷)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√C

解析：干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品中有机物的分解，有利于食品保存，D正确。2．(2024·天津模拟)某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率(Ⅰ)、O2消耗速率(Ⅱ)，以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述不正确的是(

)A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失B．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则O～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等C．如果改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等D．若S2∶S3＝2∶1，则S4∶S1＝8∶1时，O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1√B

解析：t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即酵母菌只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸，酵母菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸产生酒精和乳酸的速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，则0～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，B错误；如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，O～t1产生的CO2的量为S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同，即无氧呼吸产生的CO2的量为S2＋S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量，即有氧呼吸产生的CO2的量为S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，C正确；由C选项分析可知S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2的量为S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2的量为S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6molCO2，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2molCO2，因此O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，D正确。考向2|

细胞呼吸原理的应用3．(2021·湖北卷)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是(

)A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏B．密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓√C

解析：常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物较多，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；细胞中自由水的含量越多，细胞代谢越旺盛，C错误；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变，密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。4．(2021·湖南卷)下列有关细胞呼吸原