备考2024届高考生物一轮复习讲义第三章细胞代谢课时3细胞呼吸的原理和应用考点3影响细胞呼吸的因素及其应用

这是一份备考2024届高考生物一轮复习讲义第三章细胞代谢课时3细胞呼吸的原理和应用考点3影响细胞呼吸的因素及其应用，共6页。
1.影响细胞呼吸的因素
（1）内部因素
（2）外部因素
2.细胞呼吸原理应用的实例分析
基础自测
1.同一叶片在不同生长发育时期，其呼吸速率有差异。（ √ ）
2.严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。（× ）
3.温室大棚中可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。（ √ ）
4.破伤风芽孢杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处O2缺乏。（ √ ）
5.给含有酵母菌的发酵液连续通气，可以提高酒精的产量。（× ）
6.密闭罐头出现瓶盖鼓起的原因是存在其中的乳酸菌产生气体。（× ）
7.农田适时松土有利于农作物根细胞对无机盐的吸收。（ √ ）
8.与风干前相比，风干种子中细胞呼吸作用的强度高。（× ）
情境应用
1.《齐民要术》记载了“热进仓”贮麦法：将经暴晒的小麦种子趁热进仓贮存，温度控制在46 ℃，贮藏7～10天后通风降温。
（1）收获的小麦种子为什么要进行暴晒？
提示 因为暴晒后种子中自由水相对减少，细胞呼吸减弱，有利于贮存。
（2）为什么46 ℃贮藏7～10天后通风降温？
提示 46 ℃属于较高温度，能杀灭一些有害生物，但长时间处于此温度下，小麦种子也会受到伤害，导致发芽率降低。
2.夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是什么？
提示 晚上池塘中动植物及耗氧微生物均消耗O2，到黎明时分，水中溶解氧达到最低，水体表层的溶解氧相对较高。
3.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是什么？
提示 （1）密封地窖中CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。（2）空气湿度大，有利于保鲜。
4.无土栽培可以有效解决农耕土地资源不足的困境。最早的水培法是将植物根系直接浸入培养液中，但长期浸泡会导致植物根部腐烂甚至死亡，其原因是什么？
提示 植物根部在培养液中长期浸泡，因O2缺乏，根部细胞进行无氧呼吸产生的酒精等物质逐渐积累，对根部细胞产生一定的毒害作用，导致植物根部腐烂甚至死亡。
研透高考 明确方向
命题点1 细胞呼吸的影响因素分析
1.[2021湖北]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（C ）
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
解析 常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，有机物消耗快，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨通过呼吸作用消耗O2，导致O2减少，CO2增多，有利于保鲜，B正确；冷藏时，温度降低，呼吸酶的活性减弱，导致各种代谢活动减缓，且部分自由水转化为结合水，自由水含量减少，C错误；低温可抑制梨中酚氧化酶的活性，使其催化反应的速率减慢，果肉褐变减缓，D正确。
2.[安徽高考节选，8分]科研人员探究了不同温度（25 ℃和0.5 ℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
图1 图2
（1）由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 ；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的 CO2 浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测 O2 浓度变化来计算呼吸速率。
（2）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。
a. 选取的果实成熟度还应一致 ；b. 每个温度条件下至少有3组平行重复实验 。
解析 （1）依题图可知，0.5 ℃条件下蓝莓果实的CO2生成速率较25 ℃条件下低，其原因是低温条件下细胞呼吸相关酶的活性降低，细胞呼吸减弱，果实的CO2生成速率降低。随着果实储存时间的延长，密闭容器中CO2浓度升高；检测呼吸速率时，可通过检测CO2生成量或O2消耗量来实现。（2）为使实验结果更可靠，应从无关变量相同且适宜、设置平行重复实验等角度分析，即可选用成熟度相同的蓝莓果实进行实验，也可通过在每个温度条件下增设至少3组的平行重复实验来提高实验结果的可信度。
命题变式
[设问拓展型]（1）两种温度下，60h后CO2的生成速率都基本稳定，其原因是 60 h后两种温度下的蓝莓果实都只进行无氧呼吸 。
（2）蓝莓果实不宜长时间在密闭容器中保存，原因是 无氧呼吸 产生的 酒精 有毒害作用，可导致细胞死亡。
解析 （1）由于60h后，两种温度下的蓝莓果实都只进行无氧呼吸，所以两种温度下，60h后CO2的生成速率都基本稳定。（2）蓝莓果实长时间在密闭容器中保存会进行无氧呼吸产生酒精，酒精浓度过高会产生毒害作用，导致细胞死亡。
命题点2 细胞呼吸原理的应用
3.[2023湖南]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（C ）
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 干制食品的含水量低，含水量低的环境不利于微生物的生长和繁殖，有利于延长食品保存时间，A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正确；低温可以降低酶的活性，从而抑制微生物的生命活动，但并不一定越低越好，如新鲜蔬菜不宜置于零下温度储存，C错误；高温处理能杀死食品中绝大部分微生物，高温也会破坏蛋白质的空间结构，使酶变性失活，D正确。
4.[2021河北，多选]《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。下列叙述正确的是（ACD ）
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 荫坑和气调冷藏库都能降低环境中的温度和氧气含量，在低温、低氧环境中细胞的有氧呼吸和无氧呼吸强度均较弱，因此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，A正确；有氧呼吸三个阶段都需要酶的参与，荫坑和气调冷藏库的低温环境对有氧呼吸的三个阶段都会产生抑制作用，B错误；低温可以降低酶活性，C正确；乙烯具有催熟作用，清除乙烯，可以延长果蔬保鲜时间，D正确。
命题变式
[设问拓展型]题干条件不变，下列说法正确的是（C ）
A.葡萄在“荫坑”中不能进行细胞呼吸，所以可大大减少有机物的损耗
B.“荫坑”可保持低温、干燥的环境，便于葡萄的储存
C.大型封闭式气调冷藏库中的氧气浓度较低，便于储存水果
D.大型封闭式气调冷藏库中充入部分氮气可降低果蔬的有氧呼吸和无氧呼吸的强度
解析 “荫坑”中的葡萄细胞呼吸强度大大降低，而不是不能进行细胞呼吸，A错误；葡萄的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下进行，干燥环境会导致葡萄细胞失水，故不能在干燥环境中储存葡萄，B错误；大型封闭式气调冷藏库中用氮气替换部分空气，可以降低氧气浓度，从而降低葡萄的有氧呼吸强度，便于储存水果，但不能降低无氧呼吸强度，C正确、D错误。
命题点3 种子萌发过程中细胞呼吸强度及物质变化分析
5.[全国Ⅲ高考]若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（A ）
A.有机物总量减少，呼吸强度增强
B.有机物总量增加，呼吸强度增强
C.有机物总量减少，呼吸强度减弱
D.有机物总量增加，呼吸强度减弱
解析 种子在黑暗中萌发得到黄化苗，该过程中细胞代谢增强，呼吸强度增加，由于整个过程中不能进行光合作用，而细胞呼吸需要消耗有机物，所以有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
命题变式
[条件改变型]若该玉米种子置于自然状况下萌发，测得干重、鲜重的变化曲线如图所示。
（1）表示种子萌发及长成幼苗期间干重变化曲线的是 ② （填“①”或“②”）。
（2）导致图中曲线A→C段下降的主要生理过程是 细胞呼吸 ；曲线C→D段变化的主要原因是种子萌发形成幼苗后，光合作用速率 大于 （填“大于”“小于”或“等于”）呼吸作用速率。
解析 （1）种子萌发过程中吸水，鲜重增加，鲜重大于干重，分析题图可知，曲线①表示种子萌发过程中鲜重的变化，曲线②表示干重的变化。（2）图中曲线A→C段，由于种子进行细胞呼吸消耗有机物，使干重减少；曲线C→D段，种子萌发形成幼苗后，幼苗进行光合作用，光合作用合成的有机物多于细胞呼吸消耗的有机物，干重增加。差异
遗传现象
生长发育时期
器官类型
不同种类或生存环境中的植物的呼吸速率存在差异，如阴生植物[1] ＜ 阳生植物、旱生植物＜水生植物
同一植物在不同[2] 生长发育 时期呼吸速率不同，如幼苗期和开花期＞成熟期
同一植物的[3] 不同器官 的呼吸速率存在差异，如生殖器官＞营养器官
根本原因
[4] 遗传信息 不同
基因在不同时间、空间的选择性表达
直接原因
酶的种类、数量存在差异
因素
曲线
原理
应用
温度
温度主要影响与呼吸作用有关[5] 酶 的活性
a.保鲜：零上低温储藏蔬菜、水果，减少有机物的消耗；b.提高产量：温室栽培中，增大昼夜温差，减少有机物的消耗
CO2
浓度
从化学平衡的角度分析，增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的[6] 抑制 作用
在蔬菜、水果保鲜时，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗
含水量
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
a.抑制细胞呼吸：种子晒干既不易发霉，也能减少有机物的消耗；b.促进细胞呼吸：浸泡后的种子易萌发
O2
浓度
O2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸有抑制作用
选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的大量繁殖；作物栽培的过程中及时松土，保证根细胞的正常呼吸；提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生过多乳酸；稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡