必修1 第3单元 第2讲 第一课时 ATP的结构与功能和细胞呼吸的原理（课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

ATP和细胞呼吸 第2讲 学习目标 1.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质；　 2.通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，说出细胞呼吸的类型；　 3.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；　 4.分析影响细胞呼吸的因素及应用。 建构知识体系 ATP的结构与功能和细胞呼吸的原理 第一课时 目录 主题研习（一） 主题研习（二） ATP的结构与功能 细胞呼吸的方式和过程 课时跟踪检测 主题研习(一)　ATP的结构与功能 (一)ATP的结构 1.ATP的组成结构 2.ATP的供能原理 (二)ATP和ADP的相互转化 1.ATP和ADP的转化图 2.ATP的合成和水解的区别 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 反应场所 __________________________ 生物体的需能部位 细胞质基质、线粒体、叶绿体 续表 能量来源 ____(光合作用)、________ (细胞呼吸) 储存在特殊化学键中的化学能 能量去路 储存在ATP中形成末端的特殊化学键 可直接转化成其他形式的能量用于生命活动 光能 化学能 (三)ATP的利用 1.ATP为主动运输供能 (1)相关图示 (2)图示分析 ATP水解释放的__________使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，__________发生变化，______也被改变，因而可以参与相应化学反应。 磷酸基团 空间结构 活性 2.细胞内的吸能反应和放能反应 [微点判断] (1)(2022·浙江1月选考)ATP由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成。 ( ) (2)(2021·北京卷)ATP必须在有氧条件下合成。 ( ) (3)(2019·全国卷Ⅲ)线粒体、叶绿体和高尔基体都是合成ATP的场所。 ( ) (4)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化。 ( ) (5)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。 ( ) × × × √ √ 题点(一)　ATP的结构与功能 1.(2024·苏州昆山中学月考)如图是ATP分子的结构式，相关叙述正确的是(　 ) A.ATP水解的过程常伴随放能反应的发生 B.③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化 C.所有生物体都存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制 D.①②③脱离后，ATP剩下的部分成为RNA分子的基本单位之一 √ 解析： ATP水解的过程中，远离A的特殊化学键会断裂，并释放大量能量，供生命活动需要，故常伴随吸能反应的发生，A错误； 在主动运输过程中，需要ATP水解提供能量，磷酸基团③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化，并引起载体蛋白空间结构的改变，B正确； ATP和ADP的相互转化，是植物、动物、细菌和真菌细胞共有的能量供应机制，病毒不存在ATP与ADP相互转化的能量供应机制，C错误； 磷酸基团②③脱离后，ATP剩下的部分为腺嘌呤核糖核苷酸，成为RNA分子的基本单位之一，D错误。 2.除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸。例如UTP用于多糖合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于蛋白质合成等。UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的。物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸：ATP＋UDP→ADP＋UTP。下列叙述正确的是(　 ) A.生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能 B.有氧呼吸也能产生其他核苷三磷酸 C.作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在磷酸基团中 D.各种物质的吸收均依靠ATP供能 √ 解析：除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此生物体内并非所有生命活动都由ATP直接供能，A正确； UTP、CTP或GTP分子中的特殊的化学键不是直接由物质氧化获能产生的，物质氧化时释放的能量都必须先合成ATP，然后ATP将磷酸基团转移给相应的核苷二磷酸，生成核苷三磷酸，因此有氧呼吸不能产生其他核苷三磷酸，B错误； 作为高能磷酸化合物，ATP中的能量主要储存在特殊化学键中，不是在磷酸基团中，C错误； 除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，因此各种物质的吸收并非都依靠ATP供能，且有些物质的吸收是被动运输，不消耗能量，D错误。 题点(二)　ATP与ADP的转化和ATP的利用 3.[多选](2024·泰州中学期末)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如下图所示。形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”的过程；形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。下列有关分子开关的说法正确的是(　 ) A.蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同 B.蛋白质的磷酸化和去磷酸化是可逆反应 C.蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应 D.ATP脱去两个磷酸基团后可作为某些病毒遗传物质的单体 √ √ √ 解析：分析题图可知，蛋白激酶催化的底物是无活性蛋白质，蛋白磷酸酶催化的底物是有活性蛋白质，即蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的底物不同，A正确； 蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程需要的酶不同，不是可逆反应，B错误； 由题图可知，蛋白质磷酸化需要消耗ATP，所以蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，C正确； ATP脱去两个磷酸基团后的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的单体之一，可作为某些病毒遗传物质的单体，如流感病毒，D正确。 1.关于ATP的3个易错点 (1)ATP≠ 能量，ATP是直接能源物质，但不是唯一的，生物体内还存在CTP、GTP、UTP等直接能源物质。 (2)ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。 (3)细胞中的ATP与ADP的转化总是处于动态平衡中，由于ADP、Pi 可重复利用，只要提供能量，生物体就可不断合成ATP，满足生命活动的需要。 2.磷酸化和去磷酸化 (1)在相应的位置上，加上磷酸基团称为磷酸化，将磷酸基团去除称为去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在叶绿体内，称光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基团发生在线粒体内，称氧化磷酸化。这两种磷酸化过程中，都伴随着能量向ATP的转移。若蛋白质分子加上磷酸基团，称蛋白质分子的磷酸化，已磷酸化的蛋白质分子去除磷酸基团，称蛋白质分子的去磷酸化。 (2)磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白质分子的磷酸化和蛋白质分子的去磷酸化。蛋白质分子的磷酸化过程，往往伴随着ATP水解，提供磷酸基团，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白质分子的去磷酸化，在蛋白磷酸酶的作用下完成。 主题研习(二)　细胞呼吸的方式和过程 (一)完善有氧呼吸和无氧呼吸的原理和过程 1.有氧呼吸 (1)概念：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_____________，释放能量，生成_________的过程。 二氧化碳和水 大量ATP (2)有氧呼吸过程 ①第一阶段——糖酵解 任何细胞中，糖酵解过程都是葡萄糖氧化分解的必经途径。 ②第二阶段——涉及三羧酸循环 丙酮酸先脱去一个CO2生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A会进入一个多种有机酸参与的循环途径，在这个途径中逐步脱氢和脱羧(生成CO2)。这一阶段不需要 O2直接参与。三羧酸循环是糖类、脂肪和蛋白质三大营养物质分解代谢的最终共同途径，也是糖类、脂肪和蛋白质三者转化的联络中心。 ③第三阶段——电子传递和氧化磷酸化 糖酵解和丙酮酸氧化过程中生成的NADH是在线粒体内膜上继续氧化的。NADH在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成H2O，而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的_____浓度梯度。最终，H＋沿着线粒体内膜上_________酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成(见下图)。这一阶段涉及电子传递和氧化磷酸化，需要O2的参与，是有氧呼吸过程中产生ATP的主要阶段。 H＋ ATP合成 ④总化学反应式 ________________________________________________。 ⑤能量转化：少量能量转移至______中，大部分能量则以_____形式散失。 ATP 热能 2.无氧呼吸 (1)场所：全过程是在____________中进行的。 (2)过程 细胞质基质 (3)化学反应式 ①产物为酒精和CO2 ②产物为乳酸 (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。 第一阶段 酒精或乳酸 3.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析 物质 来源 去路 [H] 有氧呼吸：_______________； 无氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：_________________； 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________产生 用于绝大多数生命活动 C6H12O6和H2O 与O2结合生成H2O 第一阶段 (二)细胞呼吸中各物质间量的关系、细胞呼吸方式的判断及细胞呼吸的作用 [典例]　(2024·天一中学测评)细胞呼吸的呼吸熵为细胞呼吸产生的CO2量与细胞呼吸消耗的O2量的比值。现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，培养条件适宜。据此做出的相关分析错误的是(　 ) A.若测得酵母菌的呼吸熵为1，则混合液中的酵母菌只进行有氧呼吸 B.若测得酵母菌的呼吸熵大于1，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 C.根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，无法确定酵母菌的呼吸方式 D.若测得CO2产生量为15 mol，酒精的产生量为6 mol，可推测有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸 [解析]　若测得酵母菌的呼吸熵为1，说明酵母菌呼吸产生的CO2和消耗的O2的量相等，可说明酵母菌只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，A正确； √ 若测得酵母菌的呼吸熵大于1，说明酵母菌呼吸产生的CO2的量大于消耗的O2的量，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，B正确； CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2，所以不能根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄来确定酵母菌的呼吸方式，C正确； 根据无氧呼吸的反应式可知，当无氧呼吸产生酒精的量是6 mol时，无氧呼吸产生CO2的量为6 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是3 mol，细胞呼吸中CO2总产生量为15 mol，说明有氧呼吸产生CO2量为9 mol，根据有氧呼吸反应式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖为1.5 mol，可推测有1.5÷(1.5＋3)＝1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，D错误。 |认|知|生|成| 1.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的比例关系 (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)同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，且两种呼吸方式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。 2.细胞呼吸方式的判断(以真核生物分解葡萄糖为例) 题点(一)　细胞呼吸的原理和过程 1.(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时，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。 2.(2024·南京金陵中学模拟)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP。ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法不正确的是(　 ) √ A.膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解 B.NADH中的能量可通过H＋的电化学势能转移到ATP中 C.蛋白质复合体运输H＋和ATP合成酶复合体运输H＋的方式分别为主动运输和协助扩散 D.寒冷条件下棕色脂肪细胞被激活时，线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增加 解析：膜间隙高浓度的H＋来自细胞呼吸第一阶段和有氧呼吸第二阶段，即来自有机物和水，A 错误； 图中NADH 中电子被电子载体所接受，使得线粒体膜间隙的H＋浓度升高，在线粒体内膜两侧形成一个质子跨膜梯度，NADH 中的能量变为H＋电化学势能，再通过H＋向膜内运输变为ATP中的能量，B正确； H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙的过程为逆浓度梯度，且需要能量，运输方式为主动运输；ATP合成酶复合体运输H＋是顺浓度的，运输方式为协助运输，C正确； 结合题图可知，棕色脂肪细胞被激活时，通过UCP转运减低了线粒体内膜两侧的H＋浓度差，使得有氧呼吸合成ATP减少，以热能形式散失的能量所占比例明显增加，D正确。 题点(二)细胞呼吸中物质量的变化和细胞呼吸方式的判断 3.[多选]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 √ √ √ 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。 题点(三)　细胞呼吸与细胞代谢的关系 4.[多选](2022·江苏高考)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有(　 ) A.三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B.生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C.乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D.物质氧化时释放的能量都储存于ATP √ √ 解析：据题图分析可知，三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗O2，A错误； 据题图分析可知，代谢中间物(如丙酮酸、乙酰CoA等)将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确； 分析题图可知，乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、多糖、脂肪、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确； 物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。 |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1.(人教版必修1 P86“相关信息”拓展分析)如图是ATP的结构式，图中A、B、C表示构成ATP分子的物质，①～④表示连接各小分子的化学键。下列叙述正确的是(　 ) A.图中A代表腺苷，ATP的元素组成与RNA的元素组成相同 B.少数酶中也可能含有A、B、C C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 D.代谢越旺盛的细胞，②的水解和形成速率越快 √ 解析：图中A代表腺嘌呤，ATP的元素组成与RNA的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，A错误； 少数酶也可能是RNA，RNA中含有A(腺嘌呤)、B(核糖)、C(磷酸基团)，B正确； 无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中没有能量的释放，故不会伴随有ATP的合成，C错误； 代谢越旺盛的细胞，④的水解和形成速率越快，D错误。 (二)科学思维“融会通” 2.(人教版必修1 P86“正文内容”关键点拨)ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊的化学键容易水解的原因：________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ _____________________________。 由于两个相邻的磷 酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定， 末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺 苷的那个特殊的化学键容易水解 3.(人教版必修1 P94“相关信息”拓展分析)1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是_______________________________________________ ___________________________________________________________。 无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或 酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了 |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1.(2024·汕头二模)研究证实ATP既是“能量通货”，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 √ 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。 2.[多选]研究发现脂肪的合成与线粒体直接相关，丙酮酸在线粒体中可生成柠檬酸，进而转化合成脂肪，其中Ca2＋在柠檬酸循环中起重要作用，具体过程如图所示。有氧呼吸过程中产生的H＋可逆浓度从线粒体基质运到内外膜的间隙，线粒体内膜上的UCP­1蛋白介导H＋内流却不与ATP合成过程偶联。下列叙述错误的是(　 ) √ A.人体内丙酮酸转化为柠檬酸和CO2的生成均发生在线粒体基质中 B.蛋白N的缺失可能会导致线粒体基质中的Ca2＋浓度过大 C.包裹脂肪小滴的膜结构与包裹分泌蛋白的膜结构相同 D.UCP­1蛋白表达时，线粒体内膜上ATP的合成速率将增大 √ 解析：结合题图可知，丙酮酸转化为柠檬酸发生在线粒体基质，人体内CO2的生成对应有氧呼吸第二阶段，也发生在线粒体基质，A正确； 从图中可以看出，在蛋白N的帮助下，线粒体基质中的Ca2＋可以向线粒体外运输，故蛋白N的缺失可能会导致线粒体基质中的Ca2＋浓度过大，B正确； 包裹分泌蛋白的膜结构是由双层磷脂分子构成的，而脂肪是疏水的，包裹脂肪小滴的膜结构是由单层磷脂分子构成的，二者结构不同，C错误； 由题干“有氧呼吸过程中产生的H＋可逆浓度从线粒体基质运到内外膜的间隙”可知，内外膜的间隙H＋浓度高于线粒体基质，线粒体内膜上的UCP­1蛋白介导H＋内流却不与ATP合成过程偶联，说明UCP­1蛋白介导H＋内流为协助扩散，且H＋内流产生的电化学势能并不能推动ATP的合成，但会降低内外膜间隙与线粒体基质的H＋浓度差，从而影响有氧呼吸第三阶段中ATP的合成，故UCP­1蛋白表达时，线粒体内膜上ATP的合成速率将减小，D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 一、选择题 1.(2024·淮阴中学月考)ATP能直接为细胞的生命活动提供能量。有关ATP的叙述错误的是(　 ) A.ATP中含有两个特殊化学键 B.正常细胞中，ATP含量是很低的 C.在细胞增殖过程中，会发生ATP的合成与水解 D.ATP的水解反应与ATP合成反应为可逆反应 解析： ATP的水解反应与ATP合成反应中，物质可逆，能量不可逆，酶不同，因此不是可逆反应，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2.腺苷三磷酸二钠片或注射液主要用于心功能不全、进行性肌萎缩、脑出血等后遗症的辅助治疗。其药理是腺苷三磷酸作为一种辅酶，不仅能改善机体代谢，而且还参与体内脂肪、蛋白质、糖、核酸以及核苷酸的代谢。下列说法错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ A.腺苷三磷酸中的腺苷即结构简式中的A B.ATP去掉所有磷酸基团后，为某些病毒遗传物质的单体 C.进行性肌萎缩患者口服腺苷三磷酸二钠片可改善运动能力 D.生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化体现了生物界的统一性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：腺苷三磷酸的结构简式是A—P～P～P，其中A代表腺苷，A正确； ATP去掉所有磷酸基团后得到的是腺苷，加上一个磷酸基团，可成为RNA的基本组成单位，即腺嘌呤核糖核苷酸，B错误； 由题意可知，腺苷三磷酸二钠片主要用于进行性肌萎缩等后遗症的辅助治疗，腺苷三磷酸可改善机体代谢，所以进行性肌萎缩患者口服腺苷三磷酸二钠片可改善运动能力，C正确； 生物体内腺苷三磷酸与腺苷二磷酸的相互转化几乎存在于所有生物体内，体现了生物界的统一性，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3.(2024·南通期末)ATP快速荧光检测仪是利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生荧光，可用来估测食物上微生物的残留量，其工作原理如下图。相关叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.ATP是微生物细胞生命活动的直接能源物质 B.ATP与ADP的相互转化主要发生在线粒体中 C.检测过程中，ATP中的特殊化学键会发生断裂 D.检测时荧光强度与食物上微生物残留量呈正相关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析： ATP是微生物细胞生命活动的直接能源物质，A正确； 线粒体中进行有氧呼吸会产生ATP，但ATP可用于各项生命活动，B错误； 检测过程中，ATP会转化为AMP，所以ATP中的特殊化学键会发生断裂，C正确； 微生物越多，提供的ATP就越多，荧光强度越强，所以检测时荧光强度与食物上微生物残留量呈正相关，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2，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时产生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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.(2024·苏锡常镇一模)线粒体在代谢中会产生H2O2、含氧自由基等活性氧，大量活性氧会导致线粒体膜结构损伤，并产生更多活性氧。下列叙述错误的是(　 ) A.H2O2能被细胞内的过氧化氢酶催化分解 B.含氧自由基不会损害细胞中的DNA C.大量活性氧的产生会导致有氧呼吸的第三阶段受阻 D.大量活性氧的产生可能是导致细胞衰老的原因之一 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析： H2O2能被细胞内的过氧化氢酶催化分解，在动物的肝脏细胞中过氧化氢酶的含量较多，A正确； 含氧自由基会攻击细胞中的DNA，可能引起细胞衰老，B错误，D正确； 大量活性氧会导致线粒体膜结构损伤，而有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，所以大量活性氧的产生会导致有氧呼吸的第三阶段受阻，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.(2024·泰州中学期末)下图为大肠杆菌细胞呼吸过程图解，相关叙述正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.大肠杆菌是兼性厌氧型生物 B.物质A特定条件下进入线粒体进行过程② C.过程①③都能够产生ATP D.T酶与F酶的化学本质、空间结构都相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：大肠杆菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸，属于兼性厌氧型生物，A正确； 大肠杆菌为原核生物，细胞中无线粒体，B错误； 过程③为无氧呼吸第二阶段，不产生ATP，C错误； 物质A为丙酮酸，T酶与F酶催化同一底物，但产物不同，表明T酶和F酶的空间结构不同，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7.(2024年1月·贵州高考适应性演练)用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸，将酵母菌(甲)、细胞质基质(乙)及线粒体(丙)分别放入3支试管，向试管中加入等量、相同浓度的葡萄糖溶液，均供氧充足，一段时间后，得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.甲中产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水 B.乙反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精 C.甲和乙消耗等量的葡萄糖释放的能量相等 D.实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体或不能在线粒体中分解 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：由于供氧充足，甲进行有氧呼吸，有氧呼吸产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水，A正确； 由题意可知，乙只能进行无氧呼吸，乙反应结束后产生的酒精可用酸性重铬酸钾检测，检测后乙所在试管溶液呈灰绿色，B正确； 甲(进行有氧呼吸)和乙(只进行无氧呼吸)消耗等量的葡萄糖，前者释放的能量多于后者，C错误； 丙中葡萄糖无消耗，说明葡萄糖不能进入线粒体或不能在线粒体中分解，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.(2024·扬州中学模拟)缺氧时，金鱼的非乙醇代谢组织如大脑、肝脏等细胞中进行正常的产乳酸的无氧呼吸，丙酮酸转变成乳酸，乳酸通过血液循环被运输到乙醇代谢组织(如骨骼肌细胞)中，在酶催化下重新氧化成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体形成乙醇，乙醇可通过鱼鳃自由扩散到周围的水体中，过程如图所示。下列叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.金鱼骨骼肌细胞和肝脏细胞都能表达乙醇脱氢酶 B.乙醇通过鱼鳃进入周围水体中不需要载体和能量 C.图中乳酸脱氢酶催化作用的本质为降低②③化学反应所需的活化能 D.金鱼将乳酸转变成乙醇的机制可以避免由于乳酸在体内积累而导致的中毒 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：肝脏细胞不能将乳酸转变成乙醇，是因为缺少(或不能表达)乳酸脱氢酶2、丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶等酶系，A错误； 乙醇通过鱼鳃自由扩散到周围水体中，不需要载体和能量，B正确； 酶起催化作用的本质为能降低化学反应所需的活化能，C正确； 金鱼将乳酸转变成乙醇排放到周围水体中，金鱼将乳酸转变成乙醇的机制可以避免由于乳酸在体内积累而导致的中毒，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.[多选](2024·苏北四市一调)有氧呼吸第三阶段是由一系列的氢和电子的载体按一定的顺序排列组成的连续反应体系。有关叙述正确的有(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.图中的ATP合成酶也可分布在叶绿体内膜上 B.NADH作为唯一电子供体，释放的电子最终被氧气接受生成水 C.电子在传递过程中，释放的能量将H＋从线粒体基质泵到膜间隙，形成浓度梯度 D.图中电子传递过程与ATP合成过程偶联，利用H＋浓度梯度驱动合成ATP √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：叶绿体内膜上无电子传递链，不存在ATP合成酶，A错误； 由图可见，除了NADH外，FADH2也可作为电子供体，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10.[多选](2024·苏州期末)有氧呼吸全过程可分为下图所示的糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段，一些中间产物还可合成脂肪等。有关叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.细胞呼吸是糖类、脂肪等相互转化的枢纽 B.与柠檬酸循环有关的酶分布于细胞质基质 C.糖酵解时葡萄糖中化学能大部分转化成热能 D.有氧和无氧时，糖酵解产生的ATP量相等 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：柠檬酸循环的反应物是丙酮酸，属于有氧呼吸第二阶段，催化反应的酶位于线粒体基质，B错误； 糖酵解过程1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的NADH和少量ATP，释放的热能也较少，即葡萄糖中的化学能大部分储存在丙酮酸中，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 二、非选择题 11.(2024·扬州中学模拟)如图1表示酵母菌细胞呼吸过程中相关物质的代谢过程，请回答以下问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)有些人认为，细胞呼吸过程中有氧气存在会抑制第一阶段中相关酶的活性。为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取____________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中滴加等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。按照上述实验过程，观察到 _____________，说明假说不成立。后来研究发现O2的存在并不能直接抑制第一阶段的相关酶的活性，而是在有氧条件下线粒体中产生较多的ATP和柠檬酸抑制了第一阶段中相关酶的活性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2)图1中酶2催化产生的CO2中的氧来自 ____________________，酶3催化产生的H2O中的氧来自 ________。 (3)酵母菌细胞内ATP在_______________________(填场所)合成。为了研究酵母菌细胞中ATP的合成机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建ATP体外合成体系，如图2所示。相关实验结果如下表： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 注：“＋”“－”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。 组别 大豆磷脂构 成的囊泡 人工体系 H＋通过Ⅰ 的转运 H＋通过Ⅱ 的转运 ATP Ⅰ Ⅱ 1 ＋ ＋ ＋ 有 有 产生 2 ＋ － ＋ 无 无 不产生 3 ＋ ＋ － 有 无 不产生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度 ________囊泡外，膜蛋白(Ⅰ)转运H＋________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。H＋通过ATP合成酶(Ⅱ)向外转运过程中，ATP合成酶(Ⅱ)除了有催化作用之外，还有 __________________________________功能。上述实验表明，人工体系模拟产生ATP，能量的直接来源是 __________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：(1)细胞呼吸第一阶段是葡萄糖转变形成丙酮酸，场所是细胞质基质，说明第一阶段中相关酶位于细胞质基质，所以酵母菌破碎后高速离心，取上清液(主要成分是细胞质基质，含有第一阶段中相关酶)分为甲、乙两组，向两支试管加入等量葡萄糖，向甲试管通入O2，所以甲是实验组，乙是对照组。一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。按照上述实验过程，观察到甲、乙试管都显灰绿色且颜色深浅相同，说明两支试管产生了等量的酒精，即假说不成立。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2)酶2参与有氧呼吸第二阶段，酶3参与有氧呼吸第三阶段，所以酶2催化产生的CO2中的氧来自丙酮酸和H2O，酶3催化产生的H2O中的氧来自O2。 (3)酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生ATP，因此酵母菌细胞内ATP在细胞质基质、线粒体合成。第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度高。据图可知，膜蛋白(Ⅰ)转运H＋是从低浓度到高浓度，属于主动运输，需要消耗能量。H＋通过ATP合成酶(Ⅱ)向外转运过程中，属于协助扩散，需要转运蛋白参与，据此可知，ATP合成酶(Ⅱ)除了有催化作用之外，还有H＋运输通道(或物质运输)功能。人工体系模拟产生ATP，能量的直接来源是H＋电化学势能(或浓度差)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案：(1)上清液　甲、乙试管都显灰绿色且颜色深浅相同　 (2)丙酮酸和H2O　O2　(3)细胞质基质、线粒体　高于(或大于)　需要　H＋运输通道(或物质运输)　H＋电化学势能(或浓度差) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 2C3H6O3＋少量能量 C6H12O6___________________________。 2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 C6H12O6___________________。 $$