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1、第 8 讲 ATP 及其主要来源细胞呼吸 基础达标 1(2020河北衡水中学调研)下列涉及 ATP 的相关叙述，错误的是()A苯和乙醇的跨膜运输都不需要消耗 ATP BATP 中的 A 代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成 CATP 中有两个高能磷酸键，远离 A 的高能磷酸键易断裂而释放能量 D葡萄糖和果糖合成蔗糖为放能反应，此反应正常进行需要 ATP 提供能量 解析：选 D。苯和乙醇通过自由扩散的方式出入细胞，其跨膜运输都不需要消耗 ATP，A正确；ATP 中的 A 代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，B 正确；ATP 中有两个高能磷酸键，远离 A 的高能磷酸键易断裂而释放能量，C 正确；葡萄糖和
2、果糖合成蔗糖为消耗 ATP 的吸能反应，D 错误。2(2020河北唐山一模)线粒体在合成 ATP 时，下列条件不需要的是()A基质中含有 O2 B基质中含有 ADP C基质中含有 NADPH D基质中含有丙酮酸 解析：选 C。当线粒体基质中存在 O2时，细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段，合成少量的 ATP，且可发生有氧呼吸第三阶段，合成大量 ATP，A、D 不符合题意；合成 ATP 的原料是 ADP 和 Pi，B 不符合题意；NADPH 是光合作用光反应阶段产生的，用于暗反应过程中三碳化合物的还原，细胞呼吸中产生的H是指 NADH，C 符合题意。3(2020广东肇庆模拟)
3、在人体细胞的呼吸过程中，下列变化一定不发生在细胞质基质中的是()A丙酮酸的生成 B丙酮酸的转化 C乳酸的生成 DCO2的生成 解析：选 D。丙酮酸为细胞呼吸第一阶段的产物，细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，A 不符合题意；人体细胞呼吸过程中，丙酮酸的转化是指无氧呼吸第二阶段产生乳酸的过程，发生在细胞质基质，B、C 不符合题意；人体细胞只有在进行有氧呼吸第二阶段时才能产生 CO2，发生在线粒体基质，D 符合题意。4下列有关人体细胞呼吸的叙述，正确的是()A有氧呼吸和无氧呼吸的每个阶段都有 ATP 的合成 B细胞呼吸产物 H2O 中的氢不仅仅来自葡萄糖 C若消耗的 O2等于生成的 CO2，只进行
4、有氧呼吸 D有氧呼吸和无氧呼吸过程中都要产生 NADPH 解析：选 B。无氧呼吸在第二阶段不产生 ATP，A 错误；有氧呼吸产生的 H2O 中的氢来自葡萄糖和反应物 H2O，B 正确；人体无氧呼吸时既不吸收 O2也不放出 CO2，若细胞呼吸过程中消耗的 O2等于生成的 CO2，则不能确定只进行有氧呼吸，C 错误；有氧呼吸和无氧呼吸过程都要产生 NADH，光合作用产生的H是 NADPH，D 错误。5(2020上海静安模拟)下图是细胞呼吸过程，、代表生理过程发生的场所，至代表生理过程，甲、乙代表物质。下列有关叙述正确的是()A和都具有双层生物膜 B甲、乙分别代表丙酮酸和H C放能最多，放能最少 D
5、位于线粒体基质中 解析：选 B。据图分析，表示细胞质基质，表示线粒体基质，表示线粒体内膜，A、D 错误；甲表示丙酮酸，乙表示H，B 正确；图示三个过程中，释放的能量最多，C错误。6(2020黑龙江哈尔滨模拟)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和 CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是()氧浓度(%)a b c d 产生 CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol 产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol Aa浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率 Bb浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率 C
6、c浓度时有 50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 Dd浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸 解析：选 D。酵母菌无氧呼吸时产生的酒精和 CO2的量相等，故a浓度时，酵母菌只进行无氧呼吸，没有进行有氧呼吸，A 错误；b浓度时，有 6.523.25(mol)葡萄糖用于无氧呼吸，有(12.56.5)61(mol)葡萄糖用于有氧呼吸，酵母菌有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，B 错误；c浓度时，有 623(mol)葡萄糖用于无氧呼吸，有(156)61.5(mol)葡萄糖用于有氧呼吸，故用于酒精发酵的葡萄糖约占 66.7%，C 错误；d浓度时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，D 正确。7(2020河
7、北武邑中学一调)下图表示某绿色植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和 O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是()A氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官 B氧浓度为c时，无氧呼吸最弱 C氧浓度为d时，无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等 D氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 5 倍 解析：选 D。氧浓度为a时，只有 CO2的释放，没有 O2的吸收，此时植物只进行无氧呼吸，不利于储藏该植物器官，A 错误；氧浓度为d时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸最弱，B、C 错误；氧气浓度为b时，O2的吸收量为 3，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为 360.5，此时无氧呼吸释放的 CO2量为
8、835，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是 522.5，因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的 5 倍，D 正确。8(2020福建龙岩期末)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述，正确的是()A被锈钉扎伤后，破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖 B稻田定期排水，可防止幼根因缺氧导致乳酸中毒变黑、腐烂 C中耕松土可促进根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收 D用透气的消毒纱布包扎伤口，可为伤口细胞提供足够的氧气促进伤口愈合 解析：选 C。破伤风杆菌是厌氧型细菌，伤口表面存在氧气，破伤风杆菌不会在伤口表面大量繁殖，伤口深处为无氧环境，破伤风杆菌容易在伤口深处大量繁殖，A 错误；水稻无氧呼吸的产物有酒精，没有乳
9、酸，B 错误；中耕及时松土，避免土壤板结，可促进根细胞的有氧呼吸，C 正确；用透气的消毒纱布包扎伤口，可避免破伤风杆菌等厌氧微生物的大量繁殖，D 错误。9(2020北师大广东石竹附校月考)研究证实 ATP 既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下列问题：(1)ATP 的结构简式是_，神经细胞中的 ATP 主要来自_(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下 24 小时有 40 kg ATP 发生转化，而细胞内 ADP、ATP的浓度仅为 210 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是_。(2)由图可知，AT
10、P 在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是_。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放 ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究 ATP 是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的_属于无关变量，应予以排除。解析：(1)ATP 的结构简式是 APPP。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的 ATP 主要来自线粒体。ATP 是直接能源物质，在体内含量很少，可通过 ATP与 ADP 迅速相互转化而形成。(2)ATP 脱去 1 个磷酸基团为 ADP，脱去两个磷酸基团为 AMP，AMP 是组成 RNA 的基
11、本单位之一，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(3)若要研究 ATP 是否能在神经元之间起传递信号的作用，典型神经递质是实验的无关变量，可以设法把 ATP 与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即用化学物质阻断典型神经递质。答案：(1)APPP 线粒体 ATP 与 ADP 相互迅速转化(2)腺苷(3)典型神经递质 10最近一篇发表于自然杂志的论文提出了颠覆性的观点：乳酸不仅是无氧条件下的代谢产物，更可能是人体最重要的代谢中间物和能量载体。同时，它还可能是癌细胞最重要的直接营养来源。请回答下列问题：(1)人体肌细胞无氧呼吸时，乳酸的产生场所是_。无氧呼吸_(填“主要在第一
12、阶段”“只在第一阶段”或“在第一阶段和第二阶段”)释放出少量的能量，生成少量的 ATP。乳酸的增加对血浆 pH 影响不大的原因是_。(2)若要研究乳酸在能量供应中所占的比例，可采用_法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸等物质在血液循环中的流量。(3)研究人员发现小鼠在禁食状态下，除大脑以葡萄糖作为主要能源物质以外，其他组织细胞中参与细胞呼吸的葡萄糖几乎为零，而乳酸等物质约占一半，由此说明_。(4)研究人员试图通过实验探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源。实验室可提供肺癌细胞和必备的实验材料，请你写出简要的实验设计过程：_ _ _。解析：(1)人体无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是乳酸；无氧
13、呼吸第一阶段可以释放少量能量，产生少量 ATP，而第二阶段不能释放能量；由于血浆中有缓冲物质的存在，所以无氧呼吸产生的乳酸不会导致血浆 pH 的明显变化。(2)可采用同位素标记法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸等物质在血液循环中的流量，研究乳酸在能量供应中所占的比例。(3)根据题意分析可知，小鼠在禁食状态下，葡萄糖消耗量很少，而乳酸等物质则约占一半，说明禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸。(4)实验的目的是探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源，因此实验的自变量是营养物质的种类，根据实验的一般原则设计实验过程：在适宜的条件下，用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞
14、培养液培养等量的肺癌细胞，一段时间后，统计两组中肺癌细胞的数量。答案：(1)细胞质基质 只在第一阶段 血浆中含有缓冲物质(2)同位素标记(3)禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸(4)在适宜的条件下，用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细胞，一段时间后，统计两组中肺癌细胞的数量 11(2020湖北武汉调研)马拉松是典型的耐力型运动项目，有氧供能是马拉松运动供能的主要方式。改善运动肌利用氧是马拉松项目首要解决的问题之一。下图是两个运动员在不同运动强度下进行测试，测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系。回答下列问题：(1)在测试中，运动员的运动肌细胞
15、产生 ATP 的场所有_。(2)测试结果表明，血液中乳酸含量与摄氧量呈正相关。摄氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是_。据图分析，运动员_更适合从事马拉松运动。(3)等质量的脂肪含有的能量比糖类多。在运动过程中，运动员可通过饮用运动饮料补充水、无机盐和能量。为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，一般宜选用_(填“单糖”或“脂肪”)作为补充能量的物质，理由是_。解析：(1)无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(2)题图中曲线表明，随着运动强度增加，所需能量增加，有氧呼吸增强，但有氧呼吸增强也不能满足运动增强所需要的能量，因此无氧呼吸也随之增强，产生的乳酸增多。由图中曲
16、线可以看出，运动强度、摄氧量相同时，运动员乙的乳酸比甲相对要少，因此运动员乙比甲更适合从事马拉松运动。(3)与糖相比，等质量的脂肪含氢量多，在氧化分解时需要消耗的氧气多，因此为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，宜选用单糖作为补充能量的物质。答案：(1)线粒体、细胞质基质(2)运动强度增加，耗氧量增加，但此时有氧呼吸供能相对不足，无氧呼吸增强 乙(3)单糖 脂肪的含氢量高，氧化分解等质量的脂肪消耗的氧气比糖类多 素养提升 12(不定项)下图甲、乙都表示苹果组织细胞中 CO2释放量和 O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是()A图甲中氧浓度为 a 时的情况对应图乙中的 A 点 B图甲中氧浓度
17、为 b 时的情况对应图乙中的 CD 段 C图甲的 a、b、c、d 四个浓度中 c 是最适合贮藏的氧浓度 D图甲中氧浓度为 d 时有酒精产生 解析：选 BD。图甲中氧浓度为 a 时，细胞只释放 CO2，不吸收 O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应图乙中的 A 点，A 正确；图甲中氧浓度为 b 时 CO2的释放量远远大于 O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应图乙中 AC 段之间，B 错误；贮藏植物器官应选择 CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(图甲中的 c 点)的氧浓度，C 正确；氧浓度为 d 时，CO2的释放量与 O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精
18、产生，D 错误。13(不定项)小麦种子吸水萌发时的呼吸作用过程可分为如图所示的 4 个阶段。下列相关说法正确的是()A第 1、2 阶段，种子呼吸作用消耗的 O2量高于 CO2的产生量 B第 3 阶段种子吸收水分的主要方式是渗透作用 C第 3 阶段，胚根长出，种子的干重将减少 D从第 1 阶段到第 3 阶段，小麦种子胚细胞中的有机物种类将减少 解析：选 BC。第 1、2 阶段，小麦种子以无氧呼吸为主，呼吸作用消耗的 O2量低于 CO2的产生量，A 错误；第 3 阶段胚根突破种皮，进入迅速吸水阶段，这主要是由胚根的生长引起的渗透性吸水，B 正确；第 3 阶段，胚根长出，种子迅速吸水，种子的鲜重增加
19、，由于此阶段种子不能进行光合作用，呼吸作用在此阶段大大增强，种子的干重将减少，C 正确；从第 1 阶段到第 3 阶段，在萌发过程，呼吸作用将种子中的贮藏物质分解成了种类繁多的有机小分子物质，满足生长发育所需，有机物的种类有所增加，D 错误。14(不定项)下图所示的三个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：消过毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(不考虑温度变化对气体体积的影响)，下列有关叙述错误的是()A当装置 a 和装置 b 玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率Va和Vb，则VaVb B如果装置 b 和
20、装置 c 中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Tb和Tc，则TcTb C如果装置 b 和装置 c 中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则LbLc D如果装置 a 和装置 c 中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则TaTc 解析：选 AD。从实验装置判断，装置 a 和装置 b 是一组实验，变量为种子是否消毒，即是否存在微生物；装置 b 和装置 c 是一组实验，变量为种子的种类。装置 b 中的小麦种子未消毒，其细胞呼吸强度大于装置 a 中的小麦种子细胞呼吸强度，即消耗的氧气较多，同时两个装置中细胞呼吸产生的二氧化碳都被 NaOH 溶液吸收，所以装置 b 的
21、内外压强差大，玻璃管中的水珠开始移动时的速率VbVa，A 项错误；小麦种子含淀粉较多，花生种子含脂肪较多，脂肪中氢元素的含量比等质量的糖类多，相同条件下，脂肪氧化分解消耗的氧气比糖类(淀粉)的多，产生的热量也比糖类(淀粉)的多，如果装置 b 和装置 c 中消耗了等质量的有机物，则装置 c 中消耗的氧气较多，内外的压强差较大，产生的热量较多，B、C 项正确；装置 a 与装置 c 比较，消耗等量的有机物时，应该是TaTc，D 项错误。15(2020 云南昆明三中高三月考)为探究 Ca2对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸的影响，研究人员进行了如下实验。(一)材料用具：略。(二)方法步骤：组别 步骤 1
22、步骤 2 步骤 3 步骤 4 甲 清水浸辣椒种子 催芽、育苗及选择幼苗 正常条件下(不淹水)培养幼苗 测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)的酶活性 乙？淹水条件下培养幼苗 丙 CaCl2溶液浸辣椒种子？(三)实验结果：(1)乙组步骤 1 的处理是_；丙组步骤 3 的处理是_。(2)已知，LDH 催化丙酮酸转化为乳酸，ADH 催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)。据实验结果分析：淹水导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸_(填“增强”或“减弱”)，从而_(填“促进”或“抑制”)根的生长。若分别制取三组辣椒幼苗根系提取液，并滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，则三组中，丙
23、组提取液颜色变为_色，且程度最_(填“深”或“浅”)。淹水条件下，适当施用 Ca2可减少根细胞无氧呼吸产物_的积累，从而减轻其对根细胞的伤害。解析：(1)根据实验的对照原则和单一变量原则可判断，乙组步骤 1 的处理是清水浸辣椒种子；丙组步骤 3 的处理是淹水条件下培养幼苗。(2)淹水情况下氧气少，导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸增强，有害物质积累，从而抑制了辣椒幼苗根的生长。酒精遇溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液会发生颜色反应。因 LDH 催化丙酮酸转化为乳酸，ADH 催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)，分析三个图示中的三条曲线可知，丙组中 ADH 活性最高，生成的酒精也是最多的，故丙组提取液颜色变为灰绿色，且程度最深。分析题中三个坐标曲线图可得，当用 CaCl2溶液浸辣椒种子、淹水条件下培养幼苗时，根系总长度较长，LDH 活性较低，ADH 活性较高，说明淹水条件下，适当施用 Ca2可减少根细胞无氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累(乙醛的危害比乙醇更大)，从而减轻其对根细胞的伤害。答案：(1)清水浸辣椒种子 淹水条件下培养幼苗(2)增强 抑制 灰绿 深 乳酸和乙醛(只写乳酸也可)