11课时作业(十一) 影响细胞呼吸的主要外部因素及细胞呼吸原理的应用-（配套练习）【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习（多选版）

**基本信息** 以细胞呼吸影响因素与原理应用为核心，通过题组分层整合实验分析与实践案例，构建“过程机制-调控因素-生产应用”逻辑链，强化生命观念与科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |影响因素|6题（含4图）|图表分析、实验变量控制|从糖酵解过程切入，关联低氧/温度/Ca²⁺对呼吸途径的调控，体现结构与功能观| |原理应用|6题|生产实践判断、生理过程分析|结合果蔬保鲜/种子储存/人体运动等场景，落实物质与能量观的应用| |综合应用|2题|实验设计与结果推导|通过油菜低氧胁迫、心脏线粒体功能探究，培养探究实践能力与科学推理能力|

课时作业(十一)　影响细胞呼吸的主要外部因素及细胞呼吸原理的应用 1.B　[解析] 葡萄糖分解生成丙酮酸的过程为细胞呼吸的第一阶段,有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都能进行此过程,A错误;在水淹胁迫下该植物细胞产生乙醇的场所是细胞质基质,产生乳酸的场所也是细胞质基质,B正确;糖酵解过程产生的[H]在无氧条件下与丙酮酸反应生成乙醇或乳酸,不会在细胞中积累,C错误;无氧呼吸时葡萄糖分子中的能量大部分存 留在酒精或乳酸中,而不是以热能形式散失,D错误。 2.A　[解析] 由于实验目的是模拟低氧胁迫对两个黄瓜品种的细胞呼吸的影响,并从甲、乙两个品种的黄瓜中选出一种能在高海拔地区较好生长的品种,所以除了自变量(黄瓜品种、通气情况)以外,每组的无关变量应相同且与高海拔一致,A正确;该实验的结果是低氧均会导致黄瓜体内酒精含量升高,其中品种甲升高得更多,酒精不利于黄瓜的生长,即实验结果表明,品种甲黄瓜不适合在高海拔地区种植,B错误;正常通气组属于对照组,该对照组的黄瓜植株体内有酒精产生,说明部分细胞也能进行无氧呼吸,而无氧呼吸消耗NADH的场所是细胞质基质,C错误;低氧下二者为相互对照,品种甲和品种乙都是实验组,D错误。 3.B　[解析] 受损伤冬枣更容易滋生微生物,微生物的大量繁殖导致其腐烂变质,A正确;据题图可知,储藏的冬枣会产生乙醇,此时冬枣进行无氧呼吸,同时会产生CO2,B错误,C正确;低温通过降低酶的活性,抑制细胞呼吸,使产生乙醇的速率变慢,更有利于延长冬枣贮藏保鲜期,D正确。 4.D　[解析] 线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸,因此题图中加入的呼吸底物是丙酮酸,A错误。由题图曲线可知,加入线粒体后,过程①氧气浓度略有下降,说明在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段,消耗了氧气,B错误。过程②氧气浓度降低的速率较慢,但加入呼吸底物后,过程③氧气浓度的下降速度加快,说明过程②耗氧速率变化的原因是呼吸底物不足;过程④氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,过程⑤氧气浓度的下降速度加快,说明过程④耗氧速率变化的主要原因是ADP含量不足,C错误。过程④氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,过程⑤氧气浓度的下降速度加快,说明两者耗氧速率变化是由ADP含量变化引起的,D正确。 5.BD　[解析] 图中加入寡霉素前,细胞为正常的耗氧速率,寡霉素是ATP合酶抑制剂,加入寡霉素后,OCR降低的值表示细胞用于合成ATP的耗氧量,A正确;结合题图可知,FCCP的加入使细胞耗氧量增加,FCCP作用于线粒体,可使线粒体不能产生ATP,则线粒体中产生的能量均以热能的形式释放,而细胞质基质中产生的能量大部分以热能形式散失,少量可以用来合成ATP,B错误;图中显示,实验组的数据比对照组的数据大部分都高,细胞呼吸能够产生ATP,ROCK1(一种蛋白激酶基因)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,C正确;依据图注信息“抗霉素A为呼吸链抑制剂,可完全阻止线粒体耗氧”,推测抗霉素A加入后,细胞只能进行无氧呼吸,无氧呼吸也能产生NADH,D错误。 6.ACD　[解析] 本实验旨在探究Ca2+对水淹处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,自变量为Ca2+的有无以及植物是否水淹,因此实验组(丙组)的处理方式应为选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2+进行水淹处理,A正确;丙酮酸生成乳酸或酒精的过程属于无氧呼吸的第二阶段,此阶段不产生ATP,B错误;由题意可知,乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,观察题图可知乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性均大于0 ,这表明辣椒幼苗在加入Ca2+水淹处理后,根细胞无氧呼吸产物既有乳酸,也有酒精,但乙醇脱氢酶(ADH)活性(纵坐标值)远高于乳酸脱氢酶(LDH)活性(纵坐标值),故水淹胁迫时,该植物根细胞以产乙醇的无氧呼吸途径为主,C正确;与乙组相比,丙组ADH活性较高,会消耗更多乙醛,LDH活性稍低,会产生较少乳酸,所以水淹条件下,适当施用Ca2+可减少乳酸和乙醛的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,D正确。 7.C　[解析] O2供应不足时,人体细胞通过有氧呼吸和无氧呼吸供能,由于人体无氧呼吸不产生CO2,故以葡萄糖为底物时,人体细胞呼吸产生的CO2量等于消耗的O2量,A错误;包扎伤口时,选用透气的纱布是为了抑制厌氧细菌的繁殖,而不是为了促进人体细胞的有氧呼吸,B错误;与淀粉类作物种子相比,油料类作物种子富含脂肪,由于脂肪分子氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高,故氧化分解时耗氧更多,故油料类作物种子应该播种得浅一点,以保证充足的O2供应,C正确;CO2虽然是人体细胞呼吸产生的废物,但溶解于体液中会形生H2CO3,进而产生HC,H2CO3/HC是重要的缓冲对,参与维持内环境pH的稳定,D错误。 8.B　[解析] 在潮湿环境中,细菌容易在甘薯细胞表面繁殖,进而侵染甘薯,造成伤 害,而病毒必须在细胞内才能增殖,A错误;结合水含量越高,植物的抗逆性越强,甘薯细胞的结合水含量高的情况下,低温条件下细胞液不容易结冰,C错误;窖藏过程中,窖室内并不是严格的无氧环境,而是低氧环境,此时有氧呼吸和无氧呼吸都受抑制,使消耗的有机物的量最少,D错误。 9.D　[解析] 肌肉细胞中CO2仅来自有氧呼吸,无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸中CO2的产生量等于O2的消耗量,A错误;血浆中的乳酸通过缓冲物质(如与碳酸氢钠反应)中和,血浆pH不会迅速上升,B错误;线粒体中[H]与O2的结合速率取决于氧气供应和电子传递链效率,渐增负荷运动时,若氧气供应充足,有氧呼吸速率可能加快,以产生更多的ATP满足能量需求,C错误;细胞呼吸第一阶段产生的NADH,在有氧呼吸中进入线粒体参与第三阶段,在无氧呼吸中用于还原丙酮酸(如生成乳酸),D正确。 10.C　[解析] 果蔬窖藏可通过控制环境条件(如低温、低氧浓度)减缓果蔬的呼吸速率,从而抑制呼吸跃变,减少有机物消耗,延长果蔬的保鲜期,A正确;呼吸跃变峰值时,呼吸作用较强,消耗的营养物质较多,可能会促进一些物质的转化,使果实的口感更佳,B正确;呼吸跃变期间,呼吸速率改变,ATP生成速率改变,但细胞内ATP和ADP总量保持相对稳定状态,不会出现显著变化,C错误;果实颜色的变化与色素合成相关基因的表达有关,在呼吸跃变期间,这些基因的表达可能会受到影响,从而导致果实颜色的变化,D正确。 11.AC　[解析] 通过对比CR组和MF组曲线变化可以看出,适宜强度的磁场冷藏处理,各时段的菠菜呼吸速率均低于CR组,即有机物的消耗较少,更有利于保鲜贮存,A错误;酶的活性直接影响酶促反应速率,与常规冷藏相比,磁场冷藏时菠菜的呼吸速率较低,即其呼吸作用相关的酶活性较低,B正确;果蔬冷藏保鲜时,要进行低温、低氧和保湿处理,贮存种子要进行低温、低氧和干燥处理,C错误;冷藏处理时的温度是零上低温,如4 ℃,D正确。 12.ABD　[解析] 植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳的释放,图示在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,由题干“植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境”推知,在时间a之前,植物根细胞只进行无氧呼吸产生乳酸,A正确;a时间之前无二氧化碳产生,a~b时间内CO2释放速率逐渐增大,a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程,是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现,B正确;无论是产酒精还是产乳酸的无氧呼吸,都只在第一阶段产生少量ATP,第二阶段无ATP产生,故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同,C错误;酒精跨膜运输的过程属于自由扩散,不需要消耗ATP,D正确。 13.(1)细胞质基质　正常通气 (2)存在　对照组的两品种油菜根系细胞都产生了酒精 (3)不能　甲　低氧条件下品种乙根系产生的酒精量更少,从而受到的毒害更小,因而可在低氧条件下存活更久 (4)及时排除积水;及时松土;多施农家(有机)肥,改善土壤板结;改变灌溉方式等 [解析] (1)两品种油菜根系细胞在呼吸作用第一阶段产生丙酮酸,场所是细胞质基质;本实验探究低氧胁迫对两个油菜品种(甲、乙)根部细胞呼吸的影响,故对照组的处理是正常通气。(2)分析题图可知,对照组的两品种油菜根系细胞都产生了酒精,酒精是无氧呼吸的产物,故对照组两品种油菜根系细胞存在无氧呼吸。(3)低氧胁迫下,无氧呼吸第二阶段丙酮酸转变为酒精,该过程不能产生ATP。实验结果表明,低氧胁迫条件下,品种甲产生的酒精含量更高,说明品种甲体内催化丙酮酸形成酒精的酶的活性更高。低氧条件下品种乙根系产生的酒精量更少,则受到的毒害更小,因而可在低氧条件下存活更久。(4)改善或防止低氧胁迫的措施:及时排除积水;及时松土;多施农家(有机)肥,改善土壤板结;改变灌溉方式等。 14.(1)有氧呼吸　CO2和水 (2)E蛋白能缓解心脏肥大 (3)红色荧光和绿色荧光在心肌细胞线粒体中重叠 (4)Ⅰ:A　Ⅱ:AD　Ⅲ:+++(或++)　Ⅳ:++(或+++) (5)诊断:检测E/S蛋白的表达水平;治疗:开发增强E/S蛋白活性或促进E/S蛋白表达的药物 [解析] (1)线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所,其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段。第二阶段,在线粒体基质中将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH,释放出少量的能量;而在第三阶段,前两个阶段产生的NADH与氧结合生成水,释放出大量的能量。(2)分析题图,1组是正常形态,2组只进行心脏肥大诱导,心脏明显变大,3组只进行过表达E蛋白处理,心脏体积小于1组,4组既进行心脏肥大诱导,又进行过表达E蛋白处理,心脏体积小于2组,得出结论:E蛋白能缓解心脏肥大。(3)科研人员对线粒体中的蛋白进行分析,发现E蛋白可能与S蛋白相互作用,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白,显微镜下观察该小鼠心肌细胞,如果发现红色荧光和绿色荧光在心肌细胞线粒体中出现重叠现象,说明E蛋白与S蛋白相互作用,互相影响。(4)实验要遵循等量原则和对照原则,处理组①和②都是对照组,结合题意E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能,所以处理组③为心肌肥大诱导,且过表达E蛋白,处理组④为心肌肥大诱导,且过表达E蛋白和添加S蛋白抑制剂,二者形成相互对照,处理组③中过表达E蛋白发挥作用,ATP含量比处理组②高但比①低,同时抑制线粒体活性氧的增加,所以线粒体活性氧水平应该低于处理组②并高于①。 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时作业(十一)　影响细胞呼吸的主要外部因素及细胞呼吸原理的应用 (限时:30分钟) 题组一　细胞呼吸的影响因素 1.[2026·湖北黄冈月考] 水淹胁迫下,某植物经糖酵解过程(细胞呼吸第一阶段)分解葡萄糖产生丙酮酸,丙酮酸可以进一步转化成乙醇或乳酸以响应水淹胁迫。下列叙述正确的是 (　) A.葡萄糖分解生成丙酮酸的过程只能在无氧条件下进行 B.在水淹胁迫下该植物细胞产生乙醇或乳酸的场所相同 C.长时间水淹会导致糖酵解过程产生的[H]在细胞中积累 D.无氧呼吸过程中,有机物中的能量大部分以热能形式散失 2.[2025·辽宁盘锦三模] 为从甲、乙两个黄瓜品种中选出一种能在高海拔地区较好生长的品种,科研人员开展了低氧胁迫对细胞呼吸的影响实验,结果如图。下列叙述正确的是 (　) A.除自变量外,每组的无关变量应相同且与高海拔一致 B.实验结果表明,品种甲黄瓜较适合在高海拔地区种植 C.对照组黄瓜细胞内消耗NADH的场所只有线粒体内膜 D.低氧下,品种甲对应组为实验组,品种乙对应组为对照组 3.[2025·北京西城区二模] 研究人员选取大小、成熟度一致且无损伤的冬枣若干,放在不同温度条件下储藏,检测乙醇含量,结果如图。下列推断错误的是 (　) A.受损伤冬枣易滋生微生物而腐烂 B.储藏的冬枣细胞呼吸不产生CO2 C.乙醇是冬枣细胞无氧呼吸的产物 D.低温利于延长冬枣贮藏保鲜期 4.[2025·江西抚州月考] 研究影响豌豆幼苗细胞中线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(注:图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析正确的是 (　) A.加入的呼吸底物是葡萄糖 B.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段 C.过程②耗氧速率变化和过程④耗氧速率变化都是由呼吸底物不足引起的 D.过程④耗氧速率降低和过程⑤耗氧速率加快都是由ADP含量变化引起的 5.[多选][2025·江苏淮安二模] 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设置了两组实验:对照组为正常成肌细胞;实验组为 ROCK1 基因过度表达的成肌细胞。向体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR ,可反映细胞呼吸情况),结果如图所示。下列叙述错误的是 (　) 注:寡霉素为 ATP 合酶抑制剂;FCCP可作用于线粒体,是线粒体解偶联剂,可使线粒体不能产生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 降低的值代表细胞用于 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的形式释放 C.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 D.抗霉素 A 加入后,成肌细胞只能进行无氧呼吸,无法产生 NADH 和 CO2 6.[多选][2026·河北石家庄月考] 乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图(一)所示。为探究Ca2+对水淹处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,研究人员设计丙组为实验组,甲、乙均为对照组,其中甲组是正常生长的幼苗,部分实验结果如图(二)所示。下列叙述正确的是 (　) A.丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2+进行水淹处理 B.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP C.加入Ca2+进行水淹处理后,该植物根细胞以产乙醇的无氧呼吸途径为主 D.Ca2+影响ADH、LDH 的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害 题组二　细胞呼吸原理的应用 7.下列关于细胞呼吸及其原理应用的叙述,正确的是 (　) A.O2供应不足时,人体细胞呼吸产生的CO2量大于消耗的O2量 B.包扎伤口时,选用透气的纱布是为了促进人体细胞的有氧呼吸 C.与淀粉类作物种子相比,油料类作物种子应该播种得浅一点 D.CO2是人体细胞呼吸产生的废物,不参与维持内环境的稳态 8.甘薯(又称“红薯”“苕”等)在明代嘉靖年间传入我国,至万历年间,劳动人民在生产实践中就总结出了贮藏甘薯的要领。《农政全书》指出“藏种之难,一惧湿,一惧冻”“欲避冰冻,莫如窖藏”。下列叙述正确的是 (　) A.在潮湿环境中,病毒和细菌容易在甘薯细胞表面繁殖,进而侵染甘薯,造成伤害 B.窖藏过程中,甘薯呼吸作用释放的能量大部分转化为热能,可影响窖室内的温度 C.甘薯细胞的结合水含量高,低温条件下细胞液容易结冰而使细胞产生机械性伤害 D.窖藏过程中,窖室内保持严格的无氧环境,这样甘薯呼吸作用消耗的有机物的量最少 9.[2025·江苏徐州一模] 人体从事渐增负荷运动时,随着运动强度的增加,有氧代谢产生的能量满足不了机体的需要,无氧呼吸供能的比例增大,导致血液中乳酸浓度明显增加。下列相关叙述正确的是 (　) A.在渐增负荷运动时,肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量 B.血浆pH不会迅速上升,因为乳酸在血浆中被氧化分解 C.运动强度增大时,线粒体中[H]与O2的结合速率会减慢 D.细胞呼吸第一阶段产生的NADH会被后续的反应消耗 10.[2025·湖南常德二模] 呼吸跃变是指果蔬在采摘后,呼吸速率突然升高,随后迅速下降的现象。下列叙述错误的是 (　) A.果蔬窖藏可以抑制呼吸跃变,延长保鲜期 B.跃变峰值时消耗的营养物质增多,但口感可能会更佳 C.跃变期间,果蔬细胞内ATP的含量会出现显著变化 D.跃变期间果实颜色变化与色素合成相关基因的表达有关 11.[多选]研究者对常规冷藏处理(CR组)和适宜强度磁场冷藏处理(MF组)在菠菜保鲜中的作用展开研究。研究结果如图所示,下列叙述错误的是 (　) A.适宜强度磁场冷藏不利于菠菜保鲜 B.与常规冷藏相比,磁场冷藏时呼吸作用相关的酶活性较低 C.菠菜保鲜时除了低温处理,还要保持干燥 D.冷藏处理需要将温度设置在零度以上的低温区 12.[多选][2026·江西宜春期末] 植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述正确的是 (　) A.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸 B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C.a点后转变为产酒精途径后产生的ATP增多以缓解能量供应不足 D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 综合应用练 13.[2025·湖南长沙一模] 洪水、灌溉不均匀等情况极易使植株根系供氧不足,造成低氧胁迫。某实验小组利用水培技术探究低氧胁迫对两个油菜品种(甲、乙)根部细胞呼吸的影响,实验结果如图所示。回答下列问题: (1)两品种油菜根系细胞产生丙酮酸的场所是　　　　　　　　,对照组的处理是 　　　　 　 　。  (2)据图分析,对照组两品种油菜根系细胞　　　　(填“存在”或“不存在”)无氧呼吸,依据是　　　　　　　　　　　　　 　　　。  (3)低氧胁迫下,丙酮酸转变为酒精的过程中　　　(填“能”或“不能”)生成ATP。实验结果表明,低氧胁迫条件下,品种　　　体内催化丙酮酸形成酒精的酶的活性更高;品种乙比品种甲更耐低氧胁迫,其原因可能是　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)低氧胁迫会降低农作物的产量,改善或防止低氧胁迫的措施有　　 　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　(答出两点即可)。  14.[2025·北京门头沟区一模] 心脏肥大会增加心力衰竭风险,线粒体功能障碍是诱变心脏肥大的关键因素之一,E蛋白在线粒体中发挥关键作用,为探究E蛋白对心脏肥大的作用及机制,科研人员开展了相关研究。 (1)线粒体是真核细胞进行　　　　　　的主要场所,丙酮酸在此彻底氧化分解,产生　　　　　　,释放能量,生成大量ATP,为细胞生命活动供能。  (2)E蛋白主要位于成年小鼠心脏线粒体中,在心脏肥大诱导的小鼠心脏中表达量降低。为研究E蛋白对心脏肥大的作用,科研人员对小鼠进行不同处理并测量各组小鼠心脏体积,结果如下图。结果表明　　　　　　　　　　 　　。  (3)科研人员对线粒体中的蛋白进行分析,发现E蛋白可能与S蛋白相互作用,科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白,显微镜下观察该小鼠心肌细胞,若发现　　　　　　　　　　　　　,则支持上述推测。  (4)进一步实验发现E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能,请在下表中完善实验处理(填字母),并写出相应的结果(“+”越多代表含量越多)。 A.过表达E蛋白 B.E蛋白抑制剂 C.过表达S蛋白 D.S蛋白抑制剂 组别 材料 处理 ATP含量 线粒体活 性氧水平 ① 心肌 细胞 缓冲液处理 ++++ + ② 心肌肥大诱导 + ++++ ③ 心肌肥大诱导, Ⅰ .　   Ⅲ .　  Ⅳ .　  ④ 心肌肥大诱导, Ⅱ .　   + ++++ (5)结合上述研究成果,提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景:　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 学科网（北京）股份有限公司 $