第3单元 第9讲 ATP、细胞呼吸方式和过程（教师word）-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第9讲　ATP、细胞呼吸方式和过程 【课标解读】　1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。　2.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 考点一　ATP的结构与功能 1．ATP的结构 (1)ATP的组成结构 (2)ATP的供能原理 2．ATP和ADP的相互转化 3．ATP的利用 (1)ATP为主动运输供能 ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。 (2)ATP是细胞内流通的能量“货币” ①吸能反应：一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量。如蛋白质的合成。 ②放能反应：一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。如细胞内有机物的氧化分解反应。 (必修1 P87“图5-4”)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，释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因：ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化，并且处于动态平衡之中。　　教材拾遗 【链接高考】 1．(2021·北京卷)ATP必须在有氧条件下合成。(　×　) 2．(经典高考)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。(　×　) 学生用书↓第65页 3．(经典高考)唾液淀粉酶水解淀粉的过程需ATP水解提供能量。(　×　) 4．(经典高考)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶。(　√　) 5．(经典高考)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生；神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP。(　√　) 考向一　运用结构与功能观，考查ATP的结构和功能 1．(2023·德庆县校级月考)将标记的32P注入活细胞内，随后迅速分离细胞内的ATP，测定其放射性，如图代表ATP的结构。下列叙述错误的是(　　) A．①代表ATP中的“A”，ATP脱去④⑤成为腺嘌呤核糖核苷酸 B．④和⑤之间特殊的化学键的形成过程总是与放能反应相关联 C．ATP中磷酸基团⑤很快就会被32P标记，但是ATP的含量基本不变 D．细胞癌变后ATP末端磷酸基团被取代的速率加快 答案：A 解析：ATP中的“A”代表腺苷，是图中的结构①和②，A错误；④和⑤之间特殊的化学键的形成过程与放能反应相关联，B正确；ATP中远离腺苷的特殊的化学键容易断裂和生成，但是ATP的含量基本不变，故磷酸基团⑤很快就会被32P标记，C正确；细胞癌变后细胞代谢增强，ATP和ADP的转化加快，D正确。 2．(2023·普宁市月考)dATP是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dA—P～P～P(该结构式中的dA表示脱氧腺苷)。下列关于dATP和ATP的叙述正确的是(　　) A．dATP与ATP分子结构的主要区别是五碳糖不同 B．ATP中的特殊的化学键水解可为某些放能反应提供能量 C．dATP经过水解之后可以得到RNA的基本单位之一 D．一般来说动物细胞内生成ATP的场所主要在细胞质基质 答案：A 解析：ATP与dATP分子结构的主要区别是五碳糖不同，前者含的是核糖，后者含的是脱氧核糖，A正确；ATP中的特殊的化学键水解可为某些吸能反应提供能量，B错误；dATP经过水解之后可以得到腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，是构成DNA的基本单位之一，C错误；ATP合成发生在线粒体、叶绿体、细胞质基质，所以，动物细胞内生成ATP的场所主要在线粒体、细胞质基质，D错误。 归纳总结 归纳概括ATP与核苷酸的关系 　 考向二　围绕ATP的利用，考查科学思维能力 3．(2023·汕头二模)研究证实ATP既是能量“货币”，也可作为一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．图中神经细胞释放ATP的过程需要相关蛋白质参与并且耗能 B．ATP作为信号分子发挥作用的过程能体现细胞间的信息交流 C．靶细胞膜上存在ATP的受体能成为ATP作为信号分子的证据 D．细胞间隙中的ATP在有关酶作用下脱去磷酸基团生成腺嘌呤 答案：D 解析：神经细胞释放ATP的方式为胞吐，胞吐过程需要消耗能量，需要相关蛋白质参与，A正确；ATP作为信号分子与P2X受体特异性结合，调节细胞的生命活动，可见ATP发挥作用的过程能体现细胞间的信息交流，B正确；信息分子需要与相应的受体特异性结合才能完成信息交流过程，故靶细胞膜上存在ATP的受体能成为ATP作为信号分子的证据，C正确；细胞间隙中的ATP在有关酶作用下脱去三个磷酸基团生成的物质为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，D错误。 4．(2023·新化县期末)萤火虫尾部发光器能发光的机理如图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，下列说法正确的是(　　) 学生用书↓第66页 A．ATP是细胞中的能量“货币”，细胞中储存大量ATP为生命活动供能 B．ATP快速荧光检测仪只能检测是否有微生物残留，不能检测数量 C．ATP快速荧光检测仪既可以检测残留的需氧型微生物，也可以检测厌氧型微生物 D．荧光素酶可以催化荧光素转化为荧光素酰腺苷酸 答案：C 解析：ATP是细胞中的能量“货币”，但细胞中储存的ATP较少，需要ATP与ADP不断转化，A错误；根据分析可知，微生物残留量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强，B错误；ATP快速荧光检测仪能检测残留的所有能产生ATP的微生物，C正确；荧光素酶可以催化荧光素酰腺苷酸逐渐转化为荧光素，D错误。 考点二　细胞呼吸的方式和过程 1．呼吸作用的实质及类型 2．有氧呼吸 (1)概念：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。 (2)有氧呼吸过程 ①总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 ②能量转化：1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2 870 kJ的能量，其中977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余能量则以热能形式散失。 3．无氧呼吸的类型和过程 (1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。 (2)过程 (3)反应式 ①产物为酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 ②产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。 (4)能量 ①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 教材拾遗 1．(必修1 P94小字部分)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。 2．(必修1 P96“思维训练”)科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。　　 【链接高考】 1．(2022·全国甲卷)线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与。(　×　) 2．(2021·湖北卷)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(　×　) 3．(2021·全国乙卷)细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。 (　×　) 4．(2020·浙江选考)细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多。(　×　) 5．(2020·浙江选考)细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸。(　√　) 6．(经典高考)无氧呼吸是成熟红细胞获得能量的途径，无氧呼吸产生能量的过程发生的场所是______________。 提示： 细胞质基质 学生用书↓第67页 1．有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路 (1)有氧呼吸过程中 (2)无氧呼吸过程中 无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一阶段产生的，场所是细胞质基质。其中[H]在第二阶段被全部消耗。 2．有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物) (1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 (2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。 (4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。 3．细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 考向一　从物质与能量角度，考查细胞呼吸的类型和过程 1．(2023·深圳一模)鲫鱼能够在寒冷、缺氧的水环境中生存数天。其细胞呼吸过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．鲫鱼细胞无氧呼吸的终产物可以是乳酸或者酒精和CO2 B．鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能散失 C．骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与 D．图示两种细胞线粒体中与呼吸作用有关的酶不完全相同 答案：B 解析：由图可知，其他组织细胞进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸通过循环系统进入骨骼肌细胞，可转化为丙酮酸，通过无氧呼吸产生酒精和CO2，A正确；鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分留存在乳酸或酒精中，B错误；由图可知，骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与，C正确；因为酶具有专一性，图示两种细胞线粒体中呼吸作用的产物不同，可能与呼吸作用有关的酶不完全相同，D正确。 2．(2024·辽宁模拟)癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP的现象，称为“瓦堡效应”。肝癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程如下图所示。下列叙述正确的是(　　) 注：NADH是一种氢的载体，也可用[H]表示。 A．过程①和③都能产生少量的ATP B．“瓦堡效应”导致癌细胞消耗的葡萄糖越多，释放的能量越少 C．过程③产生的NAD＋对①过程具有抑制作用 D．过程②会消耗①过程产生的NADH 答案：D 解析：据图可知，①表示细胞呼吸的第一阶段，能产生少量的ATP，③表示无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，A错误；癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸(无氧呼吸)产生ATP的现象，称为“瓦堡效应”，癌细胞消耗的葡萄糖越多，释放的能量也越多，B错误；过程③产生的NAD＋是过程①形成NADH的原料，对①过程具有促进作用，C错误；②表示丙酮酸彻底氧化分解形成CO2和水，表示有氧呼吸第二、三阶段，有氧呼吸第三阶段要消耗前两个阶段产生的NADH，因此过程②会消耗①过程产生的NADH，D正确。 学生用书↓第68页 考向二　细胞呼吸中物质量的变化和细胞呼吸类型的判断 3．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。下列叙述不正确的是(　　) 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1 答案：D 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，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，在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明释放的CO2体积与消耗的O2体积相等，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2一样多，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的量，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和产生的CO2一样多，故RQ＝1，D错误。 4．(2023·福田区月考)如图表示某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，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍 C．氧浓度为c时，只进行有氧呼吸 D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 答案：B 解析：氧浓度为a时，植物只进行无氧呼吸，会产生CO2和酒精，因此在a浓度下不适于储藏该植物器官，A错误；氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8－3)÷2＝2.5，而有氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷6＝0.5，可见该浓度下，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B正确；氧浓度为c时，细胞呼吸产生的二氧化碳多于吸收的氧气，细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸，C错误；氧浓度为d时，二氧化碳的释放量等于氧气的吸收量，植物只进行有氧呼吸，D错误。 考向三　考查细胞呼吸与细胞代谢的关系 5．(2024·江苏盐城模拟)细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为脂肪、氨基酸等非糖物质。如下图表示人体内相关物质的转化过程。下列有关叙述正确的是(　　) A．过程②产生的二碳化合物可能是酒精 B．X物质可能代表的是构成脂肪的小分子物质 C．过程①生成的氨基酸是必需氨基酸 D．长期高糖膳食不可能会导致人体内脂肪积累 答案：B 解析：人体内细胞无氧呼吸不会产生酒精，A错误；脂肪是由甘油和脂肪酸组成的，故X表示甘油，是小分子物质，B正确；能在体内合成的氨基酸是非必需氨基酸，必需氨基酸是必须从食物中获得的，过程①生成的氨基酸是非必需氨基酸，C错误；糖类可以大量转化为脂肪，故长期高糖膳食的人可导致体内脂肪积累，但脂肪不能大量转化成糖类，D错误。 6．(2024·丹东模拟)糖类、脂肪和蛋白质是细胞的主要营养物质，如图是人体有机物代谢过程模式图。图中字母表示物质，数字表示代谢过程。下列叙述错误的是(　　) A．①过程发生在细胞质基质中，A为丙酮酸 B．D为脂肪酸，大多数是饱和的，熔点较高 C．图中三大类营养物质氧化分解过程中形成ATP最多的过程是④ D．⑥和①过程能产生人体所需的8种必需氨基酸 答案：D 解析：①过程是糖酵解过程，即葡萄糖经一系列氧化分解转变为丙酮酸的过程，故A是丙酮酸，该过程发生的场所是细胞质基质，A正确；D是脂肪酸，脂肪酸可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，大多数动物脂肪含饱和脂肪酸，熔点较高，室温下呈固态，B正确；图中④过程，即[H]和氧气生成水的过程会产生大量的ATP，较其他过程氧化分解释放的ATP多，C正确；必需氨基酸是人体不能自己合成的，必须从外界环境获取的，故⑥和①过程均不能产生人体的必需氨基酸，D错误。 链接新情境命题9 由线粒体的分裂和自噬认清线粒体的结构、功能 材料一　线粒体被称为细胞中的“发电厂”或“能量中心”，对细胞生存有重要作用。科学证据显示，多种心血管疾病、神经退行性疾病与线粒体功能障碍有关。线粒体拥有自己的DNA，在细胞内有自己的生命周期，通过DNA复制实现自我增殖。一直以来，人们认为在细胞生长和细胞分裂的活跃期，线粒体通过中间分裂产生两个子线粒体(如下图a)。分裂前后的线粒体生理状态并没有太大的差异，例如心肌细胞内线粒体较多进行中间分裂。 学生用书↓第69页 材料二　研究人员发现，在不同的环境中线粒体对其自身的生存方式有不同的考量。当线粒体出现损伤时会发生应激性生理生化反应，如膜电位和pH降低，Ca2＋和活性氧自由基(ROS)增加，此时线粒体会出现外周分裂(如图b)。线粒体通过外周分裂产生大小不一的子线粒体，其中较小的子线粒体不包含复制性DNA(mtDNA)，最终被自噬体吞噬，即线粒体自噬，而较大的子线粒体得以保全。 角度一　运用结构与功能观分析线粒体 1．细胞呼吸中释放能量最多的反应阶段发生在____________(填结构)，该结构适于完成此功能的特点是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：线粒体内膜　线粒体内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴，增加了此阶段所需酶的附着面积 2．根据材料一，解释心肌细胞内线粒体较多进行中间分裂的主要意义是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：中间分裂前后的线粒体生理状态并没有太大的差异，这样对保证心肌细胞的能量供应具有重要意义。这表明中间分裂是为较高能量需求或细胞增殖服务的 角度二　运用信息，解答问题 3．结合上图分析，线粒体在逆境胁迫下，通过外周分裂达成“丢车保帅”的生物学意义是________________________________________________________________________ ________________________。 提示：消除ROS和Ca2＋对细胞的损伤 4．以往的研究认为，线粒体分裂频率过高是多种疾病的信号标志，通过药物抑制分裂是一种潜在的治疗方法。根据材料一和材料二，以往治疗方法合理吗？在治疗上给人们什么启示？ 提示：不合理。需要区分线粒体分裂的种类；利用靶向药物有针对性的抑制相应细胞线粒体的分裂。 重温高考　典题演练 1．(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(　　) A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 答案：A 解析：有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，此过程中1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]；有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，该过程中丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜，该过程中[H](还原型辅酶Ⅰ)与氧气反应生成水，同时释放大量的能量，A符合题意。 2．(2022·浙江1月选考)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述，正确的是(　　) A．由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成 B．分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键 C．在水解酶的作用下不断地合成和水解 D．是细胞中吸能反应和放能反应的纽带 答案：D 解析：1分子的ATP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成，A错误；ATP分子的结构式可以简写成A—P～P～P，磷酸基团与磷酸基团相连接的化学键是高能磷酸键，B错误；ATP在水解酶的作用下水解，在合成酶的作用下ADP和磷酸吸收能量合成ATP，C错误；吸能反应一般与ATP的分解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，故吸能反应和放能反应之间的纽带就是ATP，D正确。 3．(2023·山东卷)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 答案：B 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，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，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，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，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；转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。 4．(2022·山东卷)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 答案：C 解析：磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶(NADH)不同，A正确；葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的中间产物含有NADPH及多种中间产物，其分解不彻底，与有氧呼吸(葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程)相比，产生的能量少，B正确；利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中含有碳元素的产物，不含碳元素的产物无法追踪，C错误；磷酸戊糖途径产生的NADPH、CO2和多种中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等，可供组织修复使用，D正确。 课时测评9　ATP、细胞呼吸方式和过程 (时间：40分钟，满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(每小题2分，共24分) 1．(2023·源城区月考)ATP在生物体的生命活动中发挥着重要作用。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　) A．人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP B．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”是同一物质 C．ATP是生物体生命活动的直接供能物质，但在细胞内含量很少 D．ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能 答案：B 解析：ATP是生命活动的直接能源物质，人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能合成ATP，A正确。ATP中的“A”是指腺苷；DNA、RNA中的碱基“A”是指腺嘌呤，不是同一物质，B错误。ATP是生物体生命活动的直接能源物质，但在细胞内含量很少，C正确。植物进行光合作用，将光能转化为ATP中的化学能，呼吸作用将有机物中的化学能转化为ATP中的化学能；萤火虫发光是ATP中的化学能转化为光能，ATP中的化学能可以用于氨基酸脱水缩合形成蛋白质，这是ATP中的能量转化为化学能；故ATP中的能量可以来源于光能、化学能，也可以转化为光能和化学能，D正确。 2. cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成，是细胞内的一种信号分子，其结构组成如图所示。下列说法正确的是(　　) A．cAMP的元素组成与磷脂分子不相同 B．cAMP存在于突触间隙中 C．a所示物质名称为腺苷 D．b所指化学键是脱水形成的 答案：D 解析：cAMP的元素组成与磷脂分子相同，都是C、H、O、N、P，A错误；cAMP是细胞内的一种信号分子，突触间隙在细胞外，所以它不会存在于突触间隙，B错误；a所示物质名称为腺嘌呤，C错误；b所指化学键是磷酸和核糖之间脱水形成的，D正确。 3．(2023·福田区月考)褐色脂肪组织(BAT)细胞中有一种特殊的载体蛋白(UCP)，其作用机制如图所示。温度、ATP与ADP的比值会影响UCP的活性。激活的UCP可使电子传递链过程不产生ATP。下列叙述正确的是(　　) A．膜间隙的pH大于线粒体基质 B．激活的UCP对H＋的通透性小于ATP合成酶 C．UCP激活时，BAT细胞的线粒体不能产生ATP D．寒冷激活UCP，ADP浓度上升抑制UCP活性 答案：D 解析：由于H＋由膜间隙进入线粒体基质不消耗能量，因此膜间隙的pH小于线粒体基质，A错误；激活的UCP对H＋的通透性远大于ATP合成酶，B错误；UCP激活时，BAT细胞的线粒体能产生ATP，C错误；寒冷激活UCP，可使电子传递链过程不产生ATP，使ADP浓度上升，从而抑制UCP活性，D正确。 4．(2024·成都模拟)下列关于几种细胞进行呼吸作用时，几种产物的产生场所对应正确的是(　　) A．酵母菌产生酒精的场所是线粒体基质 B．乳酸菌产生CO2的场所是细胞质基质 C．肌肉细胞产生H2O的场所是线粒体内膜 D．叶肉细胞产生CO2的场所是细胞质基质 答案：C 解析：酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，产生酒精的场所是细胞质基质，A错误；乳酸菌只能进行无氧呼吸产生乳酸，不能产生CO2，B错误；肌肉细胞进行有氧呼吸第三阶段能产生水，场所在线粒体内膜，C正确；叶肉细胞进行有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，若进行无氧呼吸，产生 CO2 的场所在细胞质基质，D错误。 5．(2023·香洲区月考)呼吸链是指从[H]等向氧传递电子的系统。呼吸链中断的突变型酵母菌即使在氧气充足时，也只依赖无氧呼吸产生ATP，且发酵效率高于野生型。下列说法错误的是(　　) A．呼吸链位于线粒体内膜，能完成有氧呼吸的第三阶段 B．呼吸链中断可能导致丙酮酸不能进入线粒体氧化分解 C．氧气充足时，野生型酵母菌的繁殖速率大于突变型 D．消耗等量的葡萄糖，突变型呼吸产生的[H]多于野生型 答案：D 解析：呼吸链是指从[H]等向氧传递电子的系统，则能完成有氧呼吸的第三阶段，A正确；呼吸链中断细胞不能进行有氧呼吸，则代谢产物在线粒体积累，导致丙酮酸不能进入线粒体，B正确；氧气充足时，野生型酵母菌可通过有氧呼吸获得大量的能量，突变型酵母菌不能进行有氧呼吸，获得的能量少，所以野生型酵母菌繁殖速率大于突变型，C正确；消耗等量的葡萄糖，突变型酵母菌只通过乙醇代谢途径在第一阶段产生[H]，所以突变型呼吸产生的[H]少于野生型，D错误。 6．(2024·博罗县模拟)“白肺”是指在X光检查下肺部呈现大片白色显影。出现“白肺”一般意味着肺部有严重感染，症状一旦出现，患者可能因呼吸衰竭而死亡。下列相关叙述正确的是(　　) A．“白肺”患者肺部细胞只进行无氧呼吸，从而导致呼吸衰竭 B．与正常人相比，“白肺”患者O2消耗量/CO2产生量的值降低 C．“白肺”患者细胞中的葡萄糖进入线粒体并被分解的能力减弱 D．“白肺”患者细胞中产生的[H]可与O2结合生成H2O并释放能量 答案：D 解析：“白肺”患者肺部细胞主要进行有氧呼吸，A错误；人体细胞无氧呼吸不产生CO2，故“白肺”患者与正常人相比，O2消耗量与CO2产生量的比值不变，B错误；葡萄糖被分解发生在细胞质基质中，葡萄糖不能进入线粒体内分解，C错误；有氧呼吸第三阶段过程中产生的[H]会与O2结合生成H2O，并释放能量，D正确。 7．(2024·惠城区模拟)如图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　) A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成 B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸 C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体 D．在寒冷时，人体内过程a会加快 答案：D 解析：完成a过程不一定伴随H2O和CO2生成，如无氧呼吸，A错误；人体剧烈运动时，部分肌肉细胞因缺氧而进行无氧呼吸，所以产生的甲中含有乳酸，B错误；c是ATP的水解过程，细胞内绝大多数的吸能反应都伴随着ATP的水解，如合成物质、主动运输、大脑思考等，发生场所较多，而线粒体主要进行的是b(ATP的合成)，C错误；在寒冷时，机体分泌的肾上腺素和甲状腺激素增多，促进代谢，促进物质的氧化分解，故人体内的a过程会加快，D正确。 8．(2023·汕头二模)将酵母菌处理获得细胞质基质和线粒体。用超声波将线粒体破碎，线粒体内膜可自然反卷成小的膜泡，原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面。下列四支试管在适宜温度下不会产生CO2的有(　　) A．葡萄糖＋细胞质基质 B．丙酮酸＋细胞质基质 C．葡萄糖＋小膜泡 D．丙酮酸＋线粒体基质 答案：C 解析：酵母菌在细胞质基质中可以利用葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳，A不符合题意；酵母菌在细胞质基质中可以利用丙酮酸进行无氧呼吸的第二阶段，产生二氧化碳，B不符合题意；虽然小膜泡是由线粒体内膜反卷而成，可以进行有氧呼吸的第三阶段，但是不能利用葡萄糖进行有氧呼吸产生二氧化碳，C符合题意；酵母菌可以利用丙酮酸在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段，产生二氧化碳，D不符合题意。 9．(2024·青岛模拟)甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理，研究人员将甜瓜幼苗进行水淹处理，一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活性，结果如图1；图2为甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是(　　) A．酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的线粒体基质中 B．Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生且产生少量ATP C．水淹前后，甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精和CO2 D．水淹时间越长，酶a和酶b的活性越高，叶的无氧呼吸强度更高 答案：C 解析：图2表示无氧呼吸的两个途径，无氧呼吸发生在细胞质基质中，即酶a和酶b存在部位是细胞质基质，A错误；Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，B错误；水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，但酶a活性远远大于酶b活性，说明根部和叶片的无氧呼吸速率增强，甜瓜幼苗无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO2，C正确；水淹时间越长，植物体内积累的酒精会对甜瓜幼苗的叶片细胞和根部都产生严重的伤害，甚至会导致植物死亡，叶的无氧呼吸强度可能会降低，D错误。 10．如图表示酵母菌细胞内部分呼吸作用过程，下列相关叙述错误的是(　　) A．葡萄糖分解成物质X的过程发生在细胞质基质 B．物质X转化为乙醇的过程中会产生少量的ATP C．物质X彻底分解成CO2的过程不需要O2直接参与 D．图中物质转化过程说明细胞呼吸的中间产物能转化为脂肪 答案：B 解析：物质X为丙酮酸，葡萄糖生成丙酮酸的过程发生在细胞质基质，A正确；无氧呼吸只在第一阶段生成少量ATP，转化为乙醇的过程属于无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，B错误；丙酮酸和水反应生成二氧化碳属于有氧呼吸第二阶段，不需要氧气参与，氧气在第三阶段参与反应，C正确；由图可知，丙酮酸生成甘油三酯即脂肪，D正确。 11．(2024·河北模拟)尿苷酸激酶(AK)是生物体内普遍存在的一种单体酶，广泛存在于微生物、植物和动物体内，在维持细胞能量平衡中起重要作用。AK存在于线粒体内外膜间隙，可耐100 ℃高温而不失活，其催化的反应如下：MgATP2－＋AMP2－→MgADP－＋ADP3－。下列叙述错误的是(　　) A．AK能专一性地将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上形成ADP B．AK经胰蛋白酶处理会失活，它不能直接为ADP的合成提供能量 C．AK的热稳定性与其分子的特定空间结构有密不可分的关系 D．AMP转化为ADP破坏了ATP与ADP相互转化的能量供应机制 答案：D 解析：由题中反应可知，AK能催化ATP和AMP反应生成ADP，A正确；酶不能直接为细胞内化学反应提供能量，只能降低化学反应所需的活化能，B正确；蛋白质的性质是否稳定与蛋白质的空间结构有密切关系，C正确；AMP转化为ADP只是使ADP数量有所增加，但并未破坏ATP与ADP之间相互转化的能量供应机制，D错误。 12．(2024·睢宁县模拟)人体骨骼肌细胞因疾跑缺氧而进行厌氧呼吸，产生的乳酸能通过血液运输至肝细胞，再生葡萄糖后，可运回骨骼肌细胞，称为Cori循环，部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．葡萄糖分解过程中不需要ATP 提供物质和能量 B．疾跑时肝细胞通过厌氧呼吸为骨骼肌供能 C．该循环耗能，但可保障机体克服暂时缺氧 D．骨骼肌细胞中的葡萄糖可以由肌糖原转化而来，并运输出细胞补充血糖 答案：C 解析：由图可得葡萄糖分解有两个阶段，第一阶段消耗ATP，第二阶段产生ATP，所以是需要ATP，A错误；进行厌氧呼吸的是骨骼肌细胞而不是肝细胞，B错误；厌氧呼吸可保障机体克服暂时缺氧，且由图可知，该过程在骨骼肌细胞产生4个ATP，而在肝细胞中消耗6个ATP，因此该循环耗能，C正确；准确来说，糖原在细胞内分解，直接产生的是磷酸葡萄糖，肝脏可以把磷酸葡萄糖转化为葡萄糖，肌肉不行，所以肝糖原可以分解补充血糖，肌糖原只能自己用，D错误。 二、非选择题(共26分) 13．(13分)(2024·福州模拟)近年来的研究表明，ATP不仅存在于细胞内部，而且广泛存在于动物和植物细胞外基质之中，称为eATP，eATP是细胞内的ATP通过胞吐等途径分泌到细胞外的。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。回答下列问题。 (1)植物根尖组织细胞中能产生ATP的细胞结构有____________________；动物细胞通过胞吐方式分泌eATP体现了细胞膜具有____________的结构特点。 (2)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP水解直接提供能量的，但细胞内ATP的含量能基本保持稳定，原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)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： eATP浓度/ (mol·L－1) 0 50 200 400 相对荧光强度 1.00 1.00 0.74 0.62 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________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)线粒体、细胞质基质　(一定的)流动性　(2)ATP与ADP之间存在相互转化，且这种转化处于动态平衡之中　(3)受体/受体蛋白　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 解析：(1)能产生ATP的生理过程有呼吸作用和光合作用，场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，根尖细胞中不含有叶绿体，故其细胞结构中能产生ATP的是细胞质基质、线粒体；动物细胞通过胞吐方式分泌eATP体现了细胞膜具有一定的流动性。(2)由于ATP与ADP之间存在相互转化，且这种转化处于动态平衡之中，故细胞内ATP的含量能基本保持稳定。(3)由题干信息知，eATP作为一种信使分子，再由表格信息可知，eATP能够对细胞胞吞具有调节作用，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(或受体蛋白)；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。 14．(13分)(2023·广州二模)研究人员发现，在鱼饲料中添加一定浓度的肉碱，肉碱进入鱼体后可提高鱼类对脂肪的利用率，有效减少养殖鱼类的脂肪过度沉积，使鱼类健康生长。回答下列问题。 (1)脂肪的水解产物如甘油、长链脂肪酸等都能作为细胞呼吸的底物。如图为相关的代谢过程。 ①有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CoA转化为乙酰CoA，再进入柠檬酸循环。柠檬酸循环发生的场所是____________。过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是____________________________的枢纽。 ②图示过程中，长链脂酰CoA需通过肉碱实现转运，该过程主要受酶1活性的制约。胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性。据此分析，当鱼体内的血糖浓度下降时，会因为____________________________________________________，使体内的长链脂肪酸的利用率有所________(填“提高”或“下降”)。 (2)为探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，研究人员利用幼鱼进行实验。完成下表并回答问题。 简要操作过程 操作目的 分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天 提高幼鱼体内的脂肪含量 ①_______________________________ ________________________________________________________________________ 设置多个实验组 注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内 设置对照组 将各组置于相同且适宜条件下饲养 ②___________________________________ _____________________________________ 检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性 ③若实验结果显示__________________________________，则说明外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关。 答案：(1)①线粒体基质　有机物相互转化(“物质转化”、“物质合成”、“物质代谢”)　②胰高血糖素升高激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性　提高　(2)①注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内　②控制无关变量　③肉碱浓度越高，酶1活性越高 解析：(1)①分析题意可知，有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CoA转化为乙酰CoA，再进入柠檬酸循环，丙酮酸的进一步分解发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质；过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是有机物相互转化的枢纽。②胰高血糖素是能够升高血糖的激素，而酶1的活性能够制约长链脂酰CoA需通过肉碱的转运，胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性，则当鱼体内的血糖浓度下降时，会因胰高血糖素含量升高，激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性，从而使体内的长链脂肪酸的利用率有所提高。(2)分析题意，本实验目的是探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，则实验的自变量是外源性肉碱有无及浓度，因变量是酶1活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故设计实验如下：分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天，以提高幼鱼体内的脂肪含量→注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内，设置多个实验组(单一变量及重复实验)→注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内设置对照组(空白对照)→将各组置于相同且适宜条件下饲养，控制无关变量(无关变量应等量且适宜)→检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性。若外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关，则肉碱浓度越高，酶1活性越高。 学生用书↓第70页 学科网（北京）股份有限公司 $$