3.2.1 ATP和细胞呼吸的原理（课件PPT）-【创新方案】2025年高考生物一轮总复习（新教材Ⅰ）

第二讲 ATP、细胞呼吸的原理和应用 课标要求 2.2.2　解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 2.2.4　说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量 ATP和细胞呼吸的原理 第1课时 内容索引 1.自主学习单 基础为主打 · 学生为主体 2.深化学习单 能力为主攻 · 教师为主导 3.发展报告单 创新为主线 · 优化为主调 4.素养提升训练 4 基础为主打· 学生为主体 自主学习单 01 (一)教材中的主旨语句要“悟透” 1．ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。 (1)(2021·北京卷)ATP含有C、H、O、N、P。 ( ) (2)(2023·天津卷)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞内摄取的物质是ATP。 ( ) (3)(2021·海南卷)ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内。 ( ) 基础点(一) ATP的结构、功能和利用 √ × √ (4)ATP是一种高能磷酸化合物，ATP中的“A”与腺嘌呤核糖核苷酸有什么结构联系？_______________________________________ _____________________。 2．生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。 (1)(2022·江苏卷)光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化。 ( ) (2)原核细胞没有叶绿体，只能通过细胞呼吸生成ATP。 ( ) × × ATP中的“A”是腺苷，腺嘌呤核糖核苷酸脱去磷酸基团后也是腺苷 (3)动物细胞没有叶绿体，只能通过细胞呼吸生成ATP。 ( ) (4)ATP合成的反应式为ADP＋Pi＋能量 ,ATP，人体细胞中的能量来源是_________________________________________。 3．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。 (1)(2021·北京卷)ATP可直接为细胞提供能量。 ( ) (2)ATP水解能使蛋白质等分子发生磷酸化，但不改变蛋白质的空间结构。 ( ) (3)细胞内许多吸能反应与ATP合成相联系，许多放能反应与ATP水解相联系。 ( ) 细胞进行细胞呼吸时有机物分解所释放的能量 √ √ × × 酶 (4)分析细胞内化学反应与ATP的联系，解释把ATP形象地比喻为细胞内流通的能量“货币”的原因：________________________ _______________________________________________________________________________________。 放能反应可把释放的能量储存在ATP中，吸能反应所需的能量可由ATP提供，能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通 (二)知识点间的关系要“融通” 1．二图解析ATP是一种高能磷酸化合物 (1)ATP的组成和结构 腺苷 特殊化学 键 (2)ATP的供能原理 电荷 特殊化学 末端磷酸基 团 键 负 2．一图析清ATP和ADP的相互转化 ATP 合成酶 细胞质基质、线粒体、 叶绿体 化学能 特殊化学键 3．一图归纳ATP的利用 吸能 放能 (三)一个重要的生物图示要“辨清” Ca2＋运出细胞的过程示意图 (1)图中Ca2＋运出细胞的方式是________，转运蛋白的类型是 ____蛋白。 (2)图1和图2中ATP为什么能水解为ADP? 主动运输 载体 提示：图中载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。 (3)图中ATP供能的直接结果是什么？为什么载体蛋白能把Ca2＋运出细胞？ 提示：使载体蛋白磷酸化。载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 (四)教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(必修1 P87“正文”拓展应用)人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，原因是_______________________ ________________________________。 2．(必修1 P89“正文”延伸思考)萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的催化作用下，荧光素会被氧化成能发出荧光的氧化荧光素。体外实验同时表明，在缺少ATP时不会发出荧光。推测荧光素激活的条件是___________________。生成能发出荧光的氧化荧光素的反应是_________ (填“吸能反应”或“放能反应”)。 ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡之中 接受ATP提供的能量 吸能反应 基础点(二) 细胞呼吸的方式和原理 (一)教材中的主旨语句要“悟透” 1．有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。 (1)(2023·北京卷)高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP。 ( ) (2)(2022·江苏卷)供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP。 ( ) × × (3)(2023·湖南卷)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。 ( ) (4)(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氧化型辅酶Ⅰ。 ( ) (5)在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2 870kJ的能量，这些能量的去向是__________________________________ ___________。 × × 一部分储存在ATP中，一部分以热能 形式散失掉 2．无氧呼吸是指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。 (1)(2022·江苏卷)供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇。 ( ) (2)(2023·湖北卷)癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸。 ( ) (3)(2022·江苏卷)蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP。 ( ) (4)“病毒只能进行无氧呼吸”，请对这样的论断进行简要评价。_________________________________________________________。 √ × × 病毒没有细胞结构，不能进行呼吸作用，其能量来源于宿主细胞 3．细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。它们共同的特点是在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。细胞呼吸为生物体提供能量，也是生物体代谢的枢纽。 (1)(2023·浙江卷)不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等。 ( ) (2)(2022·河北卷)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会变为灰绿色。 ( ) (3)为什么说细胞呼吸既能为生物体提供能量，也是生物体代谢的枢纽？ × × 提示：通过细胞呼吸分解有机物，释放能量，为生物体提供能量；细胞呼吸过程中产生的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质，非糖物质可通过一系列反应转化为葡萄糖，蛋白质、糖类和脂质代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 (二)知识点间的关系要“融通” 1．理清有氧呼吸的过程及场所 (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________，释放能量，生成________的过程。 CO2和水 大量ATP (2)过程与场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 大量 (3)总反应式 ______________________________________ 。 2．辨清无氧呼吸的阶段和途径 (1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过____ ______，释放少量能量的过程。 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 不完全分解 (2)过程与场所 细胞质基质 (3)总反应式 (4)能量转化 ①只在_________释放少量能量，生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在___________中。 酒精途径 C6H12O6 ———————————————————— 乳酸途径 C6H12O6 __________________ 2C3H6O3＋少量能量 2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 酶 第一阶段 酒精或乳酸 酶 (三)教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(必修1 P92“图5­8”思考)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？ 提示：①线粒体具有内、外两层膜，内膜向内腔折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积；②线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。 2．(必修1 P94“相关信息”延伸应用)在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解能释放2870kJ的能量，如果分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，为什么后者释放的能量这么少？ 提示：葡萄糖分解成乳酸时，大部分能量没有释放出来，而是存留在乳酸中。 3．(必修1 P96“概念检测T1”拓展思考)苹果储存久了能闻到淡淡的酒味，但是马铃薯块茎储存久了却闻不到酒味，这是什么原因？ 提示：苹果细胞进行无氧呼吸能产生酒精，马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的产物是乳酸，没有酒精。 能力为主攻 · 教师为主导 深化学习单 02 提能点(一)　ATP的合成、利用与能量代谢的综合分析 逐点清(一)　ATP的分子结构 |探|究|导|学| ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，但在不同物质中表示的含义不同。写出图1～图4中各个带圈的“A”的含义。 　　 (1)图1为ATP，其中的A代表____，P代表磷酸基团。 (2)图2为DNA，是由四种脱氧核苷酸连接的双链结构，其中的A代表_________________。 (3)图3为核苷酸，其中的A代表_______。 (4)图4为RNA，其中的A代表_________________。 腺苷 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤 腺嘌呤核糖核苷酸 |精|要|点|拨|　 图解ATP与核苷酸分子结构间的联系 逐点清(二)　ATP与能量代谢 |精|要|点|拨|　 1．建模分析ATP与O2之间的关系 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐 细胞质 基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段；消耗ATP：各种耗能代谢过程 叶绿体 产生ATP：光反应；消耗ATP：暗反应 线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段；消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等 核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等 2．归纳细胞内产生与消耗ATP的常考生理过程 |典|题|例|析|　 [例1]　图1是细胞中某种小分子化合物的结构模式图，其中①～③代表化学键，④和⑤代表化学基团；图2表示哺乳动物成熟红细胞内ATP产生量与O2供给量的关系。下列叙述正确的是 (　 ) A．图1中②处的化学键比①处的更稳定 B．图1中的⑤处为碱基，且该碱基是RNA所特有的 C．据图2可知，哺乳动物的成熟红细胞不能进行细胞呼吸 D．哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP √ [解析]　图1所示的物质可以是ATP，特殊化学键①容易形成也容易水解，特殊化学键②比特殊化学键①更稳定，A正确； 若图1所示的物质是ATP，则图1中的⑤处是碱基A(腺嘌呤)，腺嘌呤是DNA和RNA共有的碱基，B错误； 哺乳动物的成熟红细胞可以进行无氧呼吸，C错误； 哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗ATP，D错误。 [例2]　生物体内，吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。下列相关叙述正确的是 (　 ) A．ATP水解需要酶的催化，ATP合成不需要酶的催化 B．有氧呼吸过程中，ATP的合成一定伴随着氧气的消耗 C．光合作用中C3的还原属于吸能反应，消耗的ATP由光反应提供 D．糖类、脂肪等有机物中储存的ATP可为细胞的生命活动提供能量 √ [解析]　ATP水解、ATP合成都需要酶的催化，分别需要ATP水解酶、ATP合成酶，A错误； 有氧呼吸的三个阶段均能合成ATP，只有有氧呼吸第三阶段中ATP的合成伴随着氧气的消耗，B错误； 光合作用中C3的还原需要消耗能量，能量由ATP、NADPH提供，属于吸能反应，ATP、NADPH在光反应阶段生成，C正确； 糖类、脂肪等有机物储存着化学能，并没有ATP，糖类、脂肪等有机物氧化分解，能合成ATP，D错误。 1．(2024·海口一模)人工合成DNA常用的原料是dNTP，包括dATP、dGTP、dCTP、dTTP四种。科学研究常用32P标记DNA分子，现用α、β、γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。下列有关叙述正确的是 (　 ) A．组成DNA、ATP和dATP的化学元素相同，且五碳糖都是核糖 B．以dNTP作为人工合成DNA的原料，需要添加一定量的ATP为合成DNA新链提供能量 C．将ATP中γ位磷酸基团去掉，所得物质是RNA的单体之一 D．制备32P标记的DNA片段，所用dATP的α位磷酸基团必须是32P √ 解析：组成DNA、ATP和dATP的化学元素相同，都是C、H、O、N、P，ATP中的五碳糖是核糖，DNA和dATP中的五碳糖是脱氧核糖，A错误； dNTP能分解释放能量，以dNTP作为人工合成DNA的原料，不需要额外添加ATP，B错误； 将ATP中的β、γ位磷酸基团去掉，所得腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的单体之一，C错误； 制备DNA片段，需要dATP脱掉β、γ位磷酸基团，故制备32P标记的DNA片段，所用dATP的α位磷酸基团必须是32P，D正确。 2．(2024·温州一模)下图表示肌肉收缩过程的示意图。下列叙述正确的是 (　 ) A．ATP比腺嘌呤核糖核苷酸多3个磷酸基团 B．图中蛋白质的磷酸化过程需要ATP合成酶 C．图中肌肉做功过程属于放能反应 D．肌细胞中合成ATP所需的能量来自化学能和光能 √ 解析：ATP含有3个磷酸基团，腺嘌呤核糖核苷酸有1个磷酸基团，因此ATP比腺嘌呤核糖核苷酸多2个磷酸基团，A错误； 图中蛋白质的磷酸化过程中ATP水解生成ADP和磷酸，所以需要ATP水解酶，B错误； 在肌肉收缩过程中，ATP先使肌肉中的能量增加，这是吸能反应，然后肌肉做功，失去能量，这是放能反应，C正确； 肌细胞中合成ATP所需的能量主要靠呼吸作用，利用的是化学能，绿色植物可以靠光合作用利用光能合成ATP，D错误。 3．某些非活性蛋白质和活性蛋白质的构象转换是通过磷酸基团的共价修饰实现的。ATP的结构简式如图1所示，蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程如图2所示。下列分析错误的是 (　 ) A．α、β和γ三个位置上的磷酸基团中，γ位的具有较高的转移势能 B．细胞内并非所有的生命活动消耗的能量都是由ATP直接提供的 C．图2所示生成蛋白质-nPi和生成蛋白质的两个反应属于可逆反应 D．图2中蛋白激酶催化蛋白质生成蛋白质-nPi的过程属于吸能反应 √ 解析：两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥，使远离腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能，A正确； 细胞中ATP、GTP、CTP、UTP都能为细胞的生命活动直接提供能量，B正确； 图2所示生成蛋白质-nPi和生成蛋白质的两个反应，需要不同的酶催化，不属于可逆反应，C错误； 图2中蛋白激酶催化蛋白质生成蛋白质-nPi的过程属于吸能反应，D正确。 提能点(二)　细胞呼吸类型与过程的深化理解 逐点清(一)　有氧呼吸与无氧呼吸的区别和联系 |小|题|导|学|　 1．关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 (　 ) A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合 B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放 D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化 √ 解析：有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O2结合生成水，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合，A正确； 有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二和第三阶段分别在线粒体基质中和线粒体内膜上进行，无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，B错误； 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失，C错误； 有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化，只是酶的种类不同，D错误。 2．(2023·山东高考)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是 (　 ) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 √ 解析：玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，说明细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为逆浓度梯度的主动运输，即液泡中H＋浓度高，故正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误； 玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，但部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，因此检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确； 丙酮酸产乳酸途径和丙酮酸产酒精途径均无ATP的产生，C错误； 丙酮酸产酒精途径消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径消耗的[H]的量相同，D错误。 |精|要|点|拨|　 1．图解有氧呼吸和无氧呼吸过程上的区别与联系 2．不同生物无氧呼吸产物的比较 逐点清(二)　细胞呼吸过程中物质变化 |小|题|导|学|　 1．(2022·广东高考)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是 (　 ) A．该反应需要在光下进行 B．TTF可在细胞质基质中生成 C．TTF生成量与保温时间无关 D．不能用红色深浅判断种子活力高低 √ 解析：种子通过细胞呼吸产生[H]的过程不需要光，A错误； 细胞呼吸的第一阶段能产生[H]，且该过程发生在细胞质基质中，[H]可将TTC还原成TTF，B正确； 保温时间长短可影响[H]的生成量，进而影响TTF的生成量，C错误； 活力高的种子代谢旺盛，相同时间内产生的[H]多，还原成的TTF也多，实验过程中种胚出现的红色深，反之，实验过程中种胚出现的红色浅，故能用红色深浅判断种子活力高低，D错误。 2．(2022·山东高考)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是 (　 ) A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同 B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少 C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成 D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成 √ 解析：根据题意，磷酸戊糖途径产生的是NADPH，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，两者是不同的物质，A正确； 有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确； 用14C标记的葡萄糖只能追踪含有碳元素的物质，所以无法追踪到磷酸戊糖途径中各产物的生成，例如H＋、H2O，C错误； 磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，所以受伤组织修复过程所需要的原料可以由该途径的中间产物转化生成，D正确。 有氧呼吸 C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量 无氧呼吸 C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋少量能量； C6H12O6 2C3H6O3＋少量能量 |精|要|点|拨|　 1．归纳细胞呼吸中各物质间量的比例关系 (1)反应式 酶 酶 酶 (2)相关物质间量的比例关系 ①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 ②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。 ③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。 ④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。 物质 来源 去路 [H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O；无氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：与O2结合生成水；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(除光合作用暗反应) 2．透析细胞呼吸中[H]、ATP的来源和去路 题点1　细胞呼吸的原理 1．细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽，如细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。下列有关说法正确的是 (　 ) A．细胞中的葡萄糖等所有有机物都可作为细胞呼吸的底物 B．细胞呼吸过程中释放的能量都可直接用于各项生命活动 C．人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸时，O2的消耗量等于CO2的释放量 D．在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为赖氨酸等21种氨基酸 √ 解析：细胞中不是所有有机物都可作为细胞呼吸的底物，如核糖、脱氧核糖等，A错误； 细胞呼吸释放的能量大部分都以热能的形式散失，少部分能量储存在ATP中，直接用于各项生命活动，B错误； 人体细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸时，消耗的O2与释放的CO2量相同，进行无氧呼吸时，不消耗O2，也不产生CO2，故人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸时，O2的消耗量等于CO2的释放量，C正确； 氨基酸包括必需氨基酸和非必需氨基酸，其中赖氨酸等必需氨基酸，必须从外界环境中获取，不能由细胞呼吸的中间产物转化而来，D错误。 2． (2024·苏州模拟)正常情况下，线粒体内膜上H＋的氧化与ATP合成相偶联，如图所示。研究发现，FCCP作为解偶联剂作用于线粒体内膜，使内、外膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，而是通过解偶联蛋白通道直接回到基质中；抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述不正确的是 (　 ) A．有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气 B．加入抗霉素A，细胞由有氧呼吸转为无氧呼吸，产生酒精和CO2 C．FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但两者作用机理不同 D．加入FCCP后，可使线粒体内膜合成ATP减少，释放热能增加 解析：分析题图可知，有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子通过电子传递链最终传递给氧气，生成水，A正确； 加入抗霉素A，完全阻止线粒体耗氧，细胞只能进行无氧呼吸，若为动物细胞无氧呼吸，则产生乳酸，不能产生酒精和CO2，B错误； √ FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜，使内、外膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，再结合题图分析可知，FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但作用机理不相同，C正确； 细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少数储存在ATP中，由题意可知，FCCP作为解偶联剂使线粒体合成的ATP减少，则加入FCCP后，细胞呼吸产生的能量更多的以热能形式散失，D正确。 题点2　细胞呼吸的类型 3．(2024·通化模拟)糖酵解途径是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应。研究发现，在肿瘤细胞中，无论氧气供应是否充足，肿瘤细胞都优先通过无氧呼吸的糖酵解途径供能。下列说法错误的是 (　 ) A．有氧呼吸和无氧呼吸过程都会发生糖酵解途径 B．糖酵解途径在细胞质基质中发生，产物有丙酮酸、ATP和[H] C．肿瘤细胞进行无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能的形式散失 D．肿瘤细胞进行无氧呼吸时，糖酵解途径产生的[H]与丙酮酸反应生成乳酸 √ 解析：有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同，都会发生糖酵解途径，A正确； 糖酵解途径(细胞呼吸的第一阶段)发生在细胞质基质中，产物有丙酮酸、ATP和[H]，B正确； 肿瘤细胞进行无氧呼吸时，糖酵解途径产生的[H]与丙酮酸反应生成乳酸，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸中，C错误，D正确。 4．(2024·天津一模)如图表示真核生物的细胞呼吸过程，其中①～③代表有关生理过程，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是 (　 ) A．①和②过程分别发生在细胞质基质、线粒体内膜中 B．人的成熟红细胞的细胞呼吸中耗O2量与CO2的产生量之比为 1∶1 C．②和③过程都能产生大量 ATP D．甲和乙分别代表丙酮酸和还原型辅酶Ⅰ √ 解析：①过程表示细胞呼吸第一阶段，②过程表示有氧呼吸第二阶段，分别发生在细胞质基质、线粒体基质中，A 错误； 人的成熟红细胞没有线粒体，只能进行无氧呼吸，不消耗O2，也不产生CO2，B 错误； ②过程是有氧呼吸第二阶段，只能释放少量能量，产生少量 ATP，③过程表示有氧呼吸第三阶段，能产生大量能量，生成大量ATP，C 错误； 甲表示细胞呼吸第一阶段产生的丙酮酸，乙表示有氧呼吸第一、第二阶段产生的[H](还原型辅酶Ⅰ)，D正确。 创新为主线 · 优化为主调 发展报告单 03 新情境问题建模—— 由植物“开花生热”现象认清细胞呼吸中的能量转换 广普知识————增长知识见识 材料一 有些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能，使花器官温度显著高于环境温度，即“开花生热”现象。“开花生热”可以促使植物生殖发育顺利完成。与高等动物相同，高等植物细胞的有氧呼吸过程能释放热量。有氧呼吸的第三阶段，有机物中的电子经UQ(泛醌，脂溶性化合物)、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的作用，传递至氧气生成水，电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能，此过程称为细胞色素途径。最终，H＋经ATP合成酶运回线粒体基质时释放能量，此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如图1所示(“e－”表示电子，“→”表示物质运输及方向)。这种情况下生热缓慢，不是造成植物器官温度明显上升的主要原因。 图1中的AOX表示交替氧化酶(蛋白质)，是一种植物细胞中广泛存在的氧化酶，在此酶参与下，电子可不通过蛋白复合体Ⅲ和Ⅳ，而是直接通过AOX传递给氧气生成水，大量能量以热能的形式释放。此途径称为AOX途径。相较于细胞色素途径，有机物中电子经AOX途径传递后，最终只能产生极少量ATP。 材料二 荷花在自然生长的开花阶段，具有“开花生热”现象。花器官呼吸作用显著增强，氧气消耗量大幅提高，使得花器官与周围环境温差逐渐增大。研究人员测定了花器官“开花生热”过程中不同途径的耗氧量，如图2所示。当达到生热最高峰时，AOX途径的呼吸作用比生热前显著增强，可占总呼吸作用耗氧量的70%以上。 材料三 线粒体解偶联蛋白(UCP)是位于高等动、植物线粒体内膜上的一类离子转运蛋白。UCP可以将H＋通过膜渗漏到线粒体基质中，从而降低内膜两侧的H＋电化学梯度，使能量以热能形式释放。有些植物“开花生热”时，UCP表达量显著上升，表明UCP蛋白也会参与调控植物的“开花生热”。 科学思维——化“新”为“熟”，识破新情境 1．图1所示的膜结构是___________，其中可以运输H＋的是______ __________________________________。 2．有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量，但不会引起“开花生热”。原因是经过这两个阶段，有机物中的能量大部分储存在___中。 蛋白质复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及ATP合成酶、UCP 线粒体内膜 [H] 3．结合材料分析，在耗氧量不变的情况下，若图1所示的膜结构上AOX和UCP含量提高，则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量__ __(填“增加”“不变”或“减少”)，原因是_____________________ __________________________。 4．基于上述材料，下列叙述不能体现高等动、植物统一性的是_____ 。 A．二者均有线粒体 B．二者均可借助UCP产热 C．二者均可分解有机物产生ATP D．二者均通过AOX途径产生大量ATP 有机物中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能 减 少 √ 5．若荷花“开花生热”过程中经UCP产生的热量不少于AOX途径产热，则在“总呼吸”曲线仍维持图2状态时，请判断细胞色素途径和AOX途径耗氧量应有怎样的变化？并说明理由。 提示：细胞色素途径的耗氧量占比会增加，而AOX途径耗氧量占比会减少。因为经UCP产热，消耗的是经细胞色素途径中的复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运输H＋形成的H＋电化学势能，若荷花“开花生热”过程中经UCP产生的热量不少于AOX途径产热，则有更多的电子经复合体Ⅳ传递至氧气形成水，细胞色素途径耗氧量增加；由于总呼吸耗氧量不变，则AOX途径耗氧量会降低。 创新训练——内化模型，不惧创新考查 1．(2024·梅州模拟)ATP主要通过在线粒体内膜进行的氧化磷酸化反应产生。线粒体复合物Ⅰ是线粒体内膜的氧化磷酸化反应最大和最复杂的催化功能单位。动物和植物线粒体复合物Ⅰ的装配存在一些差异。下列有关说法正确的是 (　 ) A．线粒体内膜的氧化磷酸化反应过程需要O2参与，同时产生CO2 B．小鼠细胞和小麦细胞无氧呼吸产物不同与线粒体复合物Ⅰ的不同无关 C．线粒体内膜上的线粒体复合物Ⅰ能将氧化型辅酶Ⅰ转化成还原型辅酶Ⅰ D．线粒体复合物Ⅰ的合成需要消耗ATP，ATP的生成离不开线粒体复合物Ⅰ √ 解析：CO2是在线粒体基质中产生的，并不在线粒体内膜上产生，A错误； 线粒体复合物Ⅰ存在于线粒体内膜上，小鼠细胞和小麦细胞无氧呼吸的场所是在细胞质基质，因此小鼠细胞和小麦细胞无氧呼吸产物不同与线粒体复合物Ⅰ的不同无关，B正确； 在有氧呼吸的第一、二阶段，产生还原型辅酶Ⅰ，氧化型辅酶Ⅰ转化成还原型辅酶Ⅰ是在细胞质基质和线粒体基质进行的，C错误； 在有氧呼吸的第一、二阶段也能产生ATP，因此ATP的生成并非离不开线粒体复合物Ⅰ，D错误。 2．植物细胞的葡萄糖的代谢途径：糖酵解(EMP，葡萄糖逐步分解为丙酮酸)- 三羧酸循环(TCA，丙酮酸进入线粒体中被彻底氧化分解)途径和戊糖磷酸途径(PPP)，当EMP-TCA途径受阻时，PPP途径的运行可维持有氧呼吸的正常进行，保证植物的生长、发育及对环境的适应。研究发现，双氯芬酸通过抑制细胞线粒体内膜电子传递链上酶的活性影响细胞呼吸。下列叙述正确的是 (　 ) A．双氯芬酸会抑制葡萄糖分解为丙酮酸、NADH B．三羧酸循环中丙酮酸氧化分解释放的能量绝大部分储存在ATP中 C．有氧呼吸第一、二阶段为第三阶段顺利进行直接供能 D．双氯芬酸可促使植物优先选择PPP途径以增强适应环境能力 √ 解析：葡萄糖分解为丙酮酸、NADH发生在细胞质基质中，而双氯芬酸抑制线粒体内膜上的反应，A错误； 三羧酸循环即有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸氧化分解释放的能量大部分以热能的形式散失，只有少部分储存在ATP中，B错误； 有氧呼吸第三阶段是放能过程，不需要为其供能，C错误； 根据题干信息，当EMP-TCA途径受阻时，PPP途径的运行可维持有氧呼吸的正常进行，保证植物的生长、发育及对环境的适应，而双氯芬酸通过抑制细胞线粒体内膜电子传递链上酶的活性影响细胞呼吸，推测双氯芬酸可促使植物优先选择PPP途径以增强适应环境能力，D正确。 3．(2024·九江一模)线粒体是真核细胞的“动力车间”，如图为线粒体部分结构及ATP合成的过程，①②表示线粒体内膜上的某些蛋白质，回答下列问题。 (1)图中所示的过程是有氧呼吸的第_____阶段，图中具有ATP合成酶作用的是_______ (填“①”“②”或“①②”)。在叶绿体中发生类似合成ATP的场所是_______________，在光照下进行光合作用的叶肉细胞，若快速转移至黑暗环境中，短期内细胞中ATP的含量_________。 (2)有学者提出假说：有氧呼吸过程中，膜间隙与线粒体基质之间的H＋浓度差是反应生成ATP的必要条件。现提供毒素A(可特异性破坏膜上①结构)、丙酮酸、线粒体及线粒体培养液、不含ATP的荧光素发光溶液系(荧光素发光溶液系在ATP提供能量下可以发出荧光)及试管等材料，请以荧光强度作为观测指标设计实验验证假说(要求写出实验设计思路和预期实验结果)。 解析：(1)图示过程在线粒体内膜上进行，表示有氧呼吸第三阶段。由图可知，H＋经②进入线粒体基质时，ADP＋Pi形成了ATP，说明②具有ATP合成酶作用。叶绿体中ATP的合成发生在类囊体薄膜上；在光照下进行光合作用的叶肉细胞，若快速转移至黑暗环境中，短期内光反应产生ATP减少，甚至停止，而细胞呼吸产生的ATP不变，故短期内细胞中ATP含量下降。 (2)由图可知，若破坏①，将导致膜间隙与线粒体基质之间的H＋浓度差不能形成。该实验的自变量是是否加入毒素A，因变量是ATP生成量，观测指标为荧光强度。据此可知，实验设计思路：取两个试管编号甲、乙，均加入线粒体培养液、线粒体、丙酮酸、不含ATP的荧光素发光溶液系；乙试管加入毒素A，甲试管不作处理；将两试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察并比较荧光的强弱。预期实验结果：甲试管荧光强度高于乙试管。 答案：(1)三 ② 类囊体薄膜 下降 (2)实验设计思路：取两个试管编号甲、乙，均加入线粒体培养液、线粒体、丙酮酸、不含ATP的荧光素发光溶液系；乙试管加入毒素A，甲试管不作处理；将两试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察并比较荧光的强弱。预期实验结果：甲试管荧光强度高于乙试管。 素养提升训练 04 1．下列关于ATP的相关描述正确的是(　 ) A．ATP水解释放的磷酸可使载体蛋白空间构象改变 B．ATP失去两个磷酸后获得的产物是DNA的组成成分 C．细胞呼吸时，有机物分解释放的能量主要转移至ATP中 D．细胞中许多放能反应与ATP水解的反应相联系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 解析：ATP水解产生的磷酸基团可与多种功能蛋白结合，使其磷酸化而导致空间构象改变，A正确； ATP水解掉两个磷酸之后获得的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的组成单位之一，B错误； 细胞呼吸时，有机物分解释放的能量主要以热能的形式散失，C错误； 细胞中许多吸能反应与ATP的水解相联系，许多放能反应与ATP的合成相联系，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2．NTT是叶绿体内膜上运输ATP/ADP的载体蛋白，负责将细胞质基质中的ATP转运至叶绿体基质，同时将叶绿体基质中等量的 ADP转出到细胞质基质，从而满足叶绿体中脂肪酸和氨基酸合成等依赖ATP的代谢活动。下列有关叙述错误的是(　 ) A．ATP与ADP比值变化会影响NTT对ATP/ADP的转运 B．ATP中的A代表腺嘌呤，其元素组成是C、H、O、N、P C．NTT缺失突变体可能导致类囊体的薄膜结构缺陷 D．NTT每次转运ATP和ADP时，自身构象均会发生改变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：NTT是叶绿体内膜上运输ATP/ADP的载体蛋白，负责将细胞质基质中的ATP转运至叶绿体基质，同时将叶绿体基质中等量的ADP转出到细胞质基质，因此，ATP与ADP比值变化会影响NTT对ATP/ADP的转运，A正确； ATP中的A代表腺苷，其元素组成是C、H、O、N，不含P，B错误； NTT缺失突变体不能满足叶绿体中脂肪酸和氨基酸合成等所需的ATP，可能导致类囊体的薄膜结构缺陷，C正确； NTT是叶绿体内膜上运输ATP/ADP的载体蛋白，载体蛋白每次转运相应物质时自身构象均会发生改变，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3．(2024·沈阳模拟)如图，研究人员在海洋细菌中发现了视紫红质，它利用光将H＋泵出细胞，从而在H＋回流时能驱动ATP的合成，细菌可以利用这些能量生长。下列叙述正确的是 (　 ) A．结构①既能作为载体也能作为ATP水解酶发挥作用 B．含有视紫红质的细菌更适宜生活在偏碱性环境中 C．含有视紫红质的细菌其同化作用类型可能是自养型 D．题图中合成的ATP在该细菌叶绿体中可用于C的还原 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：结构①能作为H＋载体，也能作为ATP合成酶发挥作用，A错误； 含有视紫红质的细菌利用H＋从细胞外回流至细胞内产生的ATP生长，说明该细菌更适合生活在酸性环境中，B错误； 含有视紫红质的细菌可利用光能产生ATP并生长，其同化作用类型可能是自养型，C正确； 含有视紫红质的细菌为原核生物，无叶绿体，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4．(2024·济南模拟)人体骨骼肌细胞有氧呼吸的过程如图所示，其中①～③表示相关过程，甲、乙表示相应物质。下列叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A．过程①发生在细胞质基质中 B．过程②会生成少量的ATP C．过程③发生在线粒体内膜上 D．缺氧时，过程②会生成酒精 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：过程①代表有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质中，A正确； 过程②代表有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，会生成少量的ATP，B正确； 过程③代表有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，C正确； 缺氧时，人体骨骼肌细胞进行无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段会产生乳酸，不生成酒精，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A．ab段只进行有氧呼吸，cd段只进行无氧呼吸 B．运动强度长时间超过c时，细胞呼吸所消耗的葡萄糖中的能量去向有三处 C．bd段无氧呼吸时，有机物中的能量大部分以热能形式散失 D．运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量 5．有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。分析下列说法正确的是(　 ) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：据图可知，ab段乳酸的含量不为0，说明也有无氧呼吸，而cd段氧气的消耗不为0，说明也有有氧呼吸，A错误； 运动强度长时间超过c时，细胞中同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，细胞呼吸所消耗的葡萄糖中的能量去向有三处：存留在乳酸中、以热能形式散失、转化为ATP中的能量，B正确； bd段无氧呼吸时，有机物中的能量大部分存留在乳酸中，C错误； 人体有氧呼吸O2消耗量和CO2生成量相同，而无氧呼吸不消耗O2也不释放CO2，故运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6．游泳时人体在水中耗能增多，呼吸运动加强，肺泡呼吸表面积扩大，肺泡壁上开放的毛细血管数量增加，从而加快了肺泡内气体的扩散速度，有利于提高血氧含量，从而提高组织对氧的利用率。下列关于人体细胞呼吸的叙述正确的是 (　 ) A．游泳时人体所需能量来自线粒体中葡萄糖的氧化分解 B．缺氧时骨骼肌细胞无氧呼吸第二阶段也释放能量产生ATP C．有氧呼吸过程中生成CO2的阶段释放的能量最多 D．剧烈运动时骨骼肌细胞呼吸分解葡萄糖产生的CO2量与消耗的O2量之比等于1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：葡萄糖不能直接进入线粒体被分解，需要先在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体被进一步分解，A错误； 缺氧时骨骼肌细胞无氧呼吸的第二阶段是将丙酮酸转化为乳酸，不释放能量，B错误； 有氧呼吸第二阶段产生CO2和NADH，释放少量能量，第三阶段NADH与O2结合生成水，此时会释放大量能量，C错误； 人体细胞无氧呼吸不消耗O2、不产生CO2，因此虽然剧烈运动时，骨骼肌细胞既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸，但分解葡萄糖产生的CO2量与消耗的O2量之比仍为1，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7．细胞色素C氧化酶(CytC)是细胞呼吸中电子传递链末端的蛋白复合物，缺氧时，随着膜的通透性增加，外源性CytC进入线粒体内，参与[H]和氧气的结合，从而增加ATP的合成，提高氧气利用率，外源性CytC因此可用于各种组织缺氧的急救或辅助治疗。下列叙述错误的是 (　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A．真核细胞中，线粒体内膜折叠形成嵴增加了CytC的附着位点 B．正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸 C．相对缺氧时，外源性CytC进入线粒体发挥作用抑制了肌细胞中乳酸的产生 D．相对缺氧时，外源性CytC的使用提高了有氧呼吸释放能量转化到ATP中的效率 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：CytC是细胞呼吸中电子传递链末端的蛋白复合物，参与有氧呼吸第三阶段，位于线粒体内膜上，故线粒体内膜折叠形成嵴增加了CytC的附着位点，A正确； 正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸，B正确； 相对缺氧时，外源性CytC进入线粒体发挥作巨型用，提高了氧气利用率，促进了有氧呼吸，抑制肌细胞无氧呼吸产生乳酸，C正确； 外源性CytC的使用提高了相对缺氧条件下ATP的合成，但无法得出提高了有氧呼吸释放能量转化到ATP中的效率的结论，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8． (2024·唐山模拟)NADH是细胞呼吸过程中重要的辅酶。下列有关人体细胞呼吸过程中NADH的叙述，正确的是 (　 ) A．有氧呼吸过程中，NADH只来源于葡萄糖，参与水的形成 B．无氧呼吸过程中，NADH只在细胞质基质产生，参与酒精的形成 C．无氧呼吸过程中，NADH只来源于葡萄糖，参与乳酸的形成 D．有氧呼吸过程中，NADH只在细胞质基质产生，参与水的形成 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：在有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，可来源于葡萄糖和水，并在有氧呼吸第三阶段与氧结合形成水，A、D错误； 人体细胞进行无氧呼吸的产物是乳酸，不产生酒精，NADH只在无氧呼吸的第一阶段由葡萄糖生成丙酮酸的过程中形成，场所为细胞质基质，B错误，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9．如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是 (　 ) A．条件Y下，产生的a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色 B．酵母菌产生b的场所有线粒体基质、细胞质基质 C．条件X下，酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失 D．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：条件Y时，人和酵母菌细胞呼吸的产物相同，故条件Y为有氧条件，则条件X为无氧条件；酵母菌有氧和无氧呼吸的产物都有二氧化碳，故物质b是二氧化碳，物质a是水，有氧条件下，物质b使溴麝香草酚蓝溶液变黄色，A错误。 物质b为二氧化碳，酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质，B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 条件X(无氧条件)下，酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，C错误。 若用18O标记葡萄糖，在条件Y(有氧条件)下，18O 转移的途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳(物质b)，可见不会在物质a(水)中检测到18O，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10．细胞呼吸的第一阶段又称糖酵解，糖酵解时产生了还原型高能化合物NADH。在有氧条件下，NADH中的电子由位于线粒体内膜上的电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2获得。下图为线粒体内膜上电子传递和ATP的形成过程。下列说法错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A．NADH中的电子全部来自糖酵解过程，最终被O2获得 B．线粒体内膜两侧H＋梯度的形成与电子传递过程有关 C．有氧呼吸过程中ATP中的能量最终来源于葡萄糖 D．H＋通过线粒体内膜进、出膜间隙的方式不同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：NADH中的电子一部分来自糖酵解过程，一部分来自有氧呼吸第二阶段，最终被O2获得，A错误； 分析题图可知，线粒体内膜两侧H＋梯度的形成与电子传递过程有关，B正确； 有氧呼吸过程中ATP中的能量最终来源是葡萄糖，C正确； 由图中信息可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时，是从低浓度到高浓度运输，属于主动运输，由膜间隙进入线粒体基质是由高浓度到低浓度运输，属于被动运输，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11．睡眠是一种在哺乳动物和鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态， 研究发现腺苷是一种重要的促眠物质。图甲为腺苷合成及转运示意图，乙为腺苷传感器工作原理示意图。请回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)腺苷是一种遍布于人体细胞的核苷，由___________________结合而成。哺乳动物和鸟类等生物主要通过两条途径产生腺苷：第一条途径先通过__________(生理作用)产生ATP，然后在细胞内通过一系列酶的作用产生腺苷；第二条途径是ATP产生后由囊泡包裹转运至胞外，再脱去______个磷酸基团生成腺苷。 (2)为记录正常睡眠周期中基底前脑(BF) 胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器(如图乙所示)。据图乙分析，传感器的工作原理是_________________________________________________，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3)研究表明，ATP 不仅存在于细胞内部，而且广泛存在于动植物细胞外的基质之中，称为eATP，eATP可通过胞吐等途径分泌到细胞外。eATP作为一种信使分子，通过特定的信号转导机制参与细胞代谢、生长和发育过程的调控。为探究eATP浓度对细胞胞吞的调节作用，某生物小组用特殊荧光染料对正常生长状态下的胡杨细胞的细胞膜进行染色(已知生长状态下的胡杨细胞能进行胞吞)；再用不同浓度的eATP进行分组实验；一段时间后，检测各组细胞内囊泡的相对荧光强度，实验结果如下表所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP结合的__________；分析表中结果，可以得出的结论是_______________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 eATP浓度/(mol·L－1) 0 50 200 400 相对荧光强度 1.00 1.00 0.74 0.62 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：(1)腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成。哺乳动物和鸟类等生物产生腺苷的第一条途径是通过细胞呼吸产生 ATP，再经转化产生腺苷；据图甲可知，第二条途径是储存在囊泡中的ATP通过胞吐方式转运至胞外后，再脱去3个磷酸基团生成腺苷。 (2)分析图乙可知，传感器的工作原理是腺苷与腺苷受体结合改变了受体的空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3)eATP作为一种信使分子，能够对细胞胞吞起调节作用，故生长状态下的胡杨细胞的细胞膜上存在能与eATP结合的受体。表中eATP浓度为50 mol·L－1时，细胞内的相对荧光强度与对照组相同，但随eATP浓度继续升高，细胞内的相对荧光强度逐渐减小，故可推测低浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞无影响，高浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞起抑制作用，且浓度越高，抑制作用越明显。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案：(1)腺嘌呤和核糖　细胞呼吸　3　 (2)腺苷与腺苷受体结合并改变其空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并发出荧光　 (3)受体　低浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞无影响，高浓度的eATP对胡杨细胞的胞吞起抑制作用，且浓度越高，抑制作用越明显 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $$