高考生物总复习第3单元第8课细胞呼吸的原理和应用学案

这是一份高考生物总复习第3单元第8课细胞呼吸的原理和应用学案，共18页。
第8课　细胞呼吸的原理和应用 ►学业质量水平要求◄1．通过归纳和概括，阐明有氧呼吸和无氧呼吸的概念。尝试构建有氧呼吸过程的模型，说出细胞呼吸过程中物质和能量的变化，形成物质和能量观。(生命观念、科学思维)2．学会探究酵母菌细胞呼吸方式的方法。(科学探究)3．根据细胞呼吸原理，指导生产和生活。(社会责任)考点一　(探究·实践)探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理2．实验设计思路——对比实验3．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。(2)检测CO2的产生，装置如图所示：(3)检测酒精的产生：自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL 溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。4．实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组(有氧)变混浊/快无变化乙组(无氧)变混浊/慢出现灰绿色5．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CO2。1．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。 (　×　)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。              (　√　)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混浊程度判断细胞呼吸的方式。              (　√　)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。              (　×　)5．对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。 (　×　)1．探究细胞呼吸方式材料的选择和处理实验所用的葡萄糖溶液在使用前需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。2．无关变量控制(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，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是由酵母菌无氧呼吸产生的。1．(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(如图)。下列叙述正确的是(　　)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2 mL注入试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，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，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。2．(2021·福建适应性考试)下列关于我国传统黄酒发酵的叙述，错误的是(　　)A．黄酒中酒精是糖类经酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物B．在黄酒的酿造过程中酵母菌的有氧和无氧呼吸都会发生C．酵母菌发酵生成的酒精会抑制发酵容器中微生物的生长D．酒精生成过程合成ATP的能量来自丙酮酸中的化学能D　解析：酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，A正确；在黄酒的酿造初期，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，氧气消耗尽之后，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B正确；酵母菌发酵过程产生的酒精，会抑制其他微生物的生长，C正确；无氧呼吸第一阶段释放能量，合成ATP，丙酮酸转变为酒精是无氧呼吸第二阶段，不合成ATP，D错误。3．(2021·全国卷Ⅱ)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(　　)A．该菌在有氧条件下能够繁殖B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2B　解析：酵母菌在有氧条件下产生的能量多、增殖速度快，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、[H]，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被[H]还原成乙醇，并生成CO2，B符合题意，C不符合题意；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO2，D不符合题意。考点二　细胞呼吸的方式与过程1．有氧呼吸(1)概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(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)：。2．无氧呼吸(1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。(2)反应式：①C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量(如乳酸菌)。②C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量(如酵母菌)。(3)场所：细胞质基质。(4)实例：动物骨骼肌的肌细胞及植物中马铃薯块茎、水稻根、苹果果实等的细胞进行乳酸发酵；大部分植物细胞进行酒精发酵。3．细胞呼吸的概念和意义(1)概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。(2)意义：①能为生物体提供能量。②生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。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。 (　×　)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。 (　√　)3．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。 (　×　)4．无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。 (　√　)5．人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。 (　√　)【教材细节命题】1．(必修1 P92图5­8)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线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。2．(必修1 P93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温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；有一部分能量储存在ATP中，这种方式保证了有机物中的能量得到最充分的利用，有利于维持细胞的相对稳定状态。1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解2．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3．细胞呼吸中能量的释放与去向4．细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，产生的场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，反应的场所为线粒体基质。而无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。(2)CO2：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。动植物细胞内均可产生CO2。(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，产生的场所为细胞质基质。(5)丙酮酸：作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，产生的场所为细胞质基质；以反应物的形式参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者反应的场所为线粒体基质，后者反应的场所为细胞质基质。(6)O2：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，反应的场所为线粒体内膜。5．细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系(以葡萄糖为呼吸底物)(1)反应式。①有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量。②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量；C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。(2)相关物质间量的比例关系。①有氧呼吸中，C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②无氧呼吸中，C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。③产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。考向1| 有氧呼吸和无氧呼吸过程分析1．(2019·全国卷Ⅱ)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　)A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生B　解析：马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，无葡萄糖，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二阶段转化成乳酸，B正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程是无氧呼吸的第一阶段，会生成少量ATP，C错误；马铃薯块茎储存时，氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸，酸味会减少，D错误。2．(2021·辽宁5月模拟)生活在极其寒冷条件下的北欧鲫鱼可以通过向体外排出酒精来延缓周围水体结冰，但其大多数细胞在缺氧条件下可进行无氧呼吸产生乳酸。下列有关图中北欧鲫鱼细胞呼吸过程的叙述，错误的是(　　)A．在无氧呼吸过程中，葡萄糖分解释放的能量大多以热能形式散失B．在北欧鲫鱼体内，无氧呼吸的产物有乳酸、酒精和CO2C．①过程产生少量的[H]，②过程产生少量的ATPD．在细胞中，①和②过程都在细胞质基质中发生C　解析：根据题意和图示分析可知，①为呼吸作用第一阶段；②为无氧呼吸的第二阶段，产物为酒精。在无氧呼吸过程中，葡萄糖分解释放的能量大多以热能形式散失，少部分储存在ATP中，A正确；据题干信息“北欧鲫鱼可以通过向体外排出酒精来延缓周围水体结冰，但其大多数细胞在缺氧条件下可进行无氧呼吸产生乳酸”可知，在北欧鲫鱼体内，无氧呼吸的产物有乳酸、酒精和CO2，B正确；①为呼吸作用第一阶段，该过程可以产生少量[H]，②为无氧呼吸的第二阶段，该过程无ATP产生，C错误；①为呼吸作用第一阶段，②为无氧呼吸的第二阶段，在细胞中，两者都发生在细胞质基质中，D正确。考向2| 有氧呼吸和无氧呼吸的判断3．(2022·山东枣庄模拟)葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是(　　)A．水淹时植物根细胞的RQ>1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，该植物种子可能富含脂肪D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1D　解析：水淹时，根细胞可进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，释放的CO2体积/消耗的O2体积会大于1，即RQ>1，A正确；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，若在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明消耗的O2量与产生的CO2量一样多，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；由于相同质量的脂肪氧化分解时，消耗的O2量大于产生的CO2量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的O2量和产生的CO2量一样多，所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，说明该植物种子可能富含脂肪，C正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的O2量和产生的CO2量一样多，故RQ＝1，D错误。【技法总结】判断真核生物细胞呼吸方式的三大依据考点三　影响细胞呼吸的因素及应用1．温度对细胞呼吸的影响原理细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶活性进而影响细胞呼吸速率应用①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间；②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量2．O2浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有促进(填“促进”或“抑制”)作用。(2)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无氧呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑等有氧运动，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。④稻田定期排水，抑制水稻无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，导致烂根，甚至死亡。3．CO2浓度对细胞呼吸的影响原理CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行应用在蔬菜和水果保鲜中，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗4．水对细胞呼吸的影响(1)原理。①间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与，自由水含量升高，细胞呼吸加快。②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。(2)应用。①抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，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。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。              (　√　)2．破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。              (　√　)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。              (　×　)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。 (　×　)【教材细节命题】(必修1 P95“思考·讨论”)水果、蔬菜和种子的储藏条件有何异同点？水果、蔬菜和种子都需要在低温、低氧、高CO2浓度条件下储藏。但水果、蔬菜需要在适宜水分条件(一定湿度)下储藏且需要零上低温；种子需要在干燥条件下储藏。1．影响细胞呼吸的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旱生植物的吸呼速率小于水生植物的，阴生植物的吸呼速率小于阳生植物的生长发育时期不同同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同同一植株幼苗期、开花期的呼吸速率较高，成熟期的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生殖器官的呼吸速率大于营养器官的2．温度和O2浓度对细胞呼吸影响的曲线分析(1)温度对细胞呼吸的影响曲线。①a点为呼吸酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。②温度低于a点时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。③温度高于a点时，随温度升高，酶活性下降甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。(2)O2浓度对细胞呼吸的影响曲线①A点时，O2浓度为零，细胞进行无氧呼吸。②O2浓度为0～10%时，随O2浓度的升高，无氧呼吸速率减慢；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，有氧呼吸速率逐渐增强。④随O2浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。⑤O2浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。考向1| 影响细胞呼吸的因素1．(2021·山东淄博一模)将若干豌豆幼苗置于25 ℃条件下培养4 d，测得的相对呼吸速率为10，再分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化，如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定 B．与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定C．从图中可以得出豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃D．温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率C　解析：豌豆幼苗有氧呼吸消耗O2释放CO2，所以呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定，A正确；根据曲线变化可知，与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定，B正确；由题图曲线变化无法得出豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃，C错误；细胞呼吸属于酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率，D正确。2．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，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(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，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是(　　)A．在t1时刻，由于氧气浓度较高，无氧呼吸消失B．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C．若S2∶S3＝2∶1，则S4∶S1＝8∶1时，0～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∶1D．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则0～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等D　解析：t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；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，0～t1产生的二氧化碳量＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产生的二氧化碳量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生的二氧化碳量＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确；若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的二氧化碳量＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的二氧化碳量＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的二氧化碳量∶无氧呼吸产生的二氧化碳量＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此0～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，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ完全重合，说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸速率相等，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，D错误。考向2| 细胞呼吸原理的应用3．(2021·广东适应性考试)下列所述生产与生活中的做法，合理的是(　　)A．做面包时加入酵母菌并维持密闭状态B．水稻田适时排水晒田以保证根系通气C．白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应D．用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染B　解析：做面包时加入酵母菌是因为酵母菌细胞呼吸产生二氧化碳使面包暄软多孔，由于酵母菌无氧呼吸产生酒精，故不能维持密闭状态，A错误；水稻田适时排水晒田的目的是保证根系通气，防止根系无氧呼吸产生酒精，造成毒害，B正确；白天定时给栽培大棚通风的目的是保证二氧化碳的供应，C错误；用透气的消毒材料包扎伤口以抑制厌氧菌大量繁殖，避免感染，D错误。4．(2021·湖南卷)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B　解析：根据题意，40 ℃左右温水淋种，是为了提供水分和适宜的温度；时常翻种是为了提供氧气；适量的水分、适宜的温度和氧气都可以促进种子的呼吸作用，A正确。贮藏种子的条件是零上低温、低氧、干燥，无氧条件下种子无氧呼吸旺盛，产物酒精的积累容易使种子腐烂，贮藏寿命缩短，B错误。油料作物种子中脂肪较多，相对于糖类而言，脂肪分子中H的比例高，而O的比例低，单位质量的脂肪氧化分解时消耗的氧气更多，因此播种时适宜浅播，C正确。水果保鲜时，利用塑料袋密封保存，可隔绝氧气，降低呼吸速率，同时减少水分散失，起到保鲜作用，D正确。考向3| 细胞呼吸影响因素的探究实验5．(2021·湖北武汉模拟)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：Ad­GFP组，实验组：Ad­ROCK1(ROCK1过度表达)两组进行实验，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)注：寡霉素为ATP合酶抑制剂；FCCP作用于线粒体内膜，为线粒体解偶联剂，不能产生ATP；抗霉素A为呼吸链抑制剂，可完全阻止线粒体耗氧。A．加入寡霉素后，OCR降低值代表成肌细胞用于ATP合成的耗氧量B．FCCP的加入使成肌细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放C．本实验可得出ROCK1过度表达会抑制细胞呼吸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CO2A　解析：寡霉素是ATP合酶抑制剂，加入寡霉素后，ATP的合成过程被抑制，则OCR 降低值代表肌细胞用于ATP合成的耗氧量，A正确；FCCP作用于线粒体内膜，线粒体解偶联剂，不能产生 ATP，故线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞质基质和线粒体基质中的能量仍能用于合成ATP，B错误；本实验结果显示，实验组细胞呼吸强度增强，据此可得出ROCK1过度表达会促进细胞呼吸的结论，C错误；抗霉素A是呼吸链抑制剂，完全阻止线粒体耗氧，但细胞质基质中的反应不受影响，细胞的无氧呼吸仍能产生[H]和CO2，D错误。【命题动态】利用论文或学科研究文献中的情境考查细胞呼吸的原理过程、利用传统文献和生产生活实践中的活动经验考查影响细胞呼吸的因素等是细胞呼吸部分高考命题的热区。该部分一般以客观题形式呈现，难度中等。(2021·河北卷改编)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。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[思维培养]B　解析：荫坑和气调冷藏库中氧气含量低，抑制细胞有氧呼吸，减少有机物分解，即减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库中温度低，酶活性低，抑制有氧呼吸的第一、二、三阶段，B错误；低温可以降低酶的活性，影响细胞呼吸，C正确；乙烯可以促进果蔬进一步成熟，进而导致果蔬储存时间缩短，所以置换掉一部分空气带走一部分乙烯，可以减少乙烯催熟的影响，即可延长果蔬保鲜时间，D正确。1．(生活、学习和实践情境)龋齿的出现是牙釉质及牙深层硬组织被化学溶解造成的，与变异链球菌厌氧呼吸产生乳酸的过程有关。含蔗糖的甜食吃得越多、越频繁，人出现龋齿的概率就越大，而氟化物能抑制变异链球菌的代谢，从而降低患龋齿的风险。下列有关分析错误的是(　　)A．不刷牙和睡前吃富含蔗糖的食物都会加剧牙釉质的损伤B．变异链球菌还原丙酮酸产生乳酸时不会伴随着ATP的生成C．长期使用含氟牙膏可能会导致口腔中耐氟变异链球菌增多D．一分子蔗糖水解产生的两分子葡萄糖是变异链球菌细胞呼吸的底物D　解析：不刷牙和睡前吃富含蔗糖的食物都会加剧牙釉质的损伤，出现龋齿的概率增大，A正确；变异链球菌还原丙酮酸产生乳酸的过程属于无氧呼吸第二阶段，不会伴随着ATP的生成，B正确；长期使用含氟牙膏可能会对变异链球菌进行选择，导致口腔中耐氟变异链球菌增多，C正确；一分子蔗糖水解产生一分子葡萄糖和一分子果糖，D错误。2．(科学实验和探究情境)耐力性运动一般指机体每次进行30 min以上的低、中等强度的有氧运动，如游泳、慢跑、骑行等。研究表明，耐力性运动能使线粒体数量发生适应性改变，是预防冠心病和肥胖的关键因素；缺氧会导致肌纤维线粒体碎片化，ATP合成量减少约50%，而Drp1是保证线粒体正常分裂的重要蛋白。下图表示相关测量数据。下列相关叙述错误的是(　　)A．葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水是在线粒体内膜上完成的B．5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正相关C．Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤，使ATP合成大量减少D．坚持每周3～5天进行至少30 min的耐力运动，有助于提高肌纤维的功能A　解析：葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体进行彻底的氧化分解，且二氧化碳是在线粒体基质中产生的，水是在线粒体内膜上产生的，A错误；据图分析可知，5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正相关，超过5周继续耐力性训练，线粒体的数量并不会增加，B正确；线粒体内膜可以合成大量的ATP，Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤，使ATP合成大量减少，C正确；坚持每周3～5天进行至少30 min的耐力运动，有助于提高肌纤维中线粒体功能，提高肌纤维的功能，D正确。3．(生命科学史情境)2019 年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。研究发现在体内氧含量降低时，低氧诱导因子(HIF)会大量生成，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量从而促使机体适应低氧环境，而在正常的含氧条件下，细胞内的 HIF 会被蛋白酶体降解。下列叙述不正确的是(　　)A．低氧环境下，HIF 在红细胞中发挥功能，有利于氧气的运输B．人体缺氧时，可进行无氧呼吸产生乳酸提供能量C．正常含氧条件下，HIF 的生成与降解处于动态平衡，HIF 含量较低D．通过提高 HIF 的活性可治疗贫血等缺氧性疾病A　解析：根据题意可知，HIF可以增加红细胞的数量，不是在红细胞中发挥功能，可能主要作用于造血干细胞，A错误。当人体缺氧时，可进行无氧呼吸产生乳酸提供能量，B正确。根据题意可知，在低氧时低氧诱导因子(HIF)会大量生成；正常含氧条件下，HIF的生成与降解处于动态平衡，使HIF含量较低，C正确。由于低氧诱导因子(HIF)会调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量从而促使机体适应低氧环境，所以可以通过提高HIF的活性来治疗贫血等缺氧性疾病，D正确。