第3单元 3 第9讲 ATP、细胞呼吸方式和过程（课件PPT）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 多选）

该高中生物学课件聚焦“ATP、细胞呼吸方式和过程”高考核心考点，依据课标要求和高考评价体系，系统梳理ATP结构与功能、细胞呼吸过程两大模块，通过近五年高考真题分析明确高频考点分布，归纳正误判断、情境分析等常考题型，体现复习的针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题深度融合与核心素养培育，如结合2024安徽卷、2023广东卷等真题，运用科学思维中的分析与综合方法解析细胞呼吸关键酶调节机制，以生命观念中的物质与能量观整合ATP与细胞呼吸联系，设易错点警示（如ATP与ADP转化不可逆），助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准把握备考方向，提升复习效率。

第9讲 ATP、细胞呼吸方式和过程 第三单元 细胞的能量供应和利用 高三一轮复习讲义 人教版　(多选) 课标要求 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。 考情分析 1.ATP的结构和利用 (2024·全国甲卷T2；2024·安徽卷T4；2021·北京卷T1；2021·海南卷T4；2021·湖南卷T5) 2.细胞呼吸的过程 (2024·安徽卷T3；2024·湖北卷T9；2023·重庆卷T10；2023·广东卷T7；2023·天津卷T9；2023·全国乙卷T3；2022·山东卷T16) 考点一　ATP的结构与功能 考点二　细胞呼吸的过程 知识小结 真题体验 课时测评 情境命题 内容索引 ATP的结构与功能 考点一 返回 1.ATP的结构 (1)ATP的组成结构 必备知识 整合 腺苷 (2)ATP的供能原理 负 电荷 特殊的 化学键 2.ATP和ADP的相互转化 特殊的化学键 提醒　①ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。分析原因：从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。②人体内ATP的含量很少，在剧烈运动时，人体内ATP的总含量并没有太大变化，原因是ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。 3.ATP的利用 (1)ATP为主动运输供能 酶活性 末端磷酸基团 空间结构 (2)ATP是细胞内流通的能量“货币” ①吸能反应：一般与ATP的______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______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。 水解 合成 1.正误判断 (1)(必修1 P86正文)ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。 (　　) (2)(必修1 P87 正文)人在剧烈运动时，骨骼肌中ATP的合成远多于ATP的水解；饥饿时，ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。 (　　) (3)(2021·北京卷)ATP必须在有氧条件下合成。 (　　) (4)(2022·浙江1月选考)ATP在水解酶的作用下不断合成和水解。 (　　) 考教衔接 × × × × 2.情境分析   (1)写出图中标出的“A”的含义： ①______；②________； ③__________________；④__________________。 (2)科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP(鸟苷三磷酸)也能为细胞的生命活动提供能量。请从化学结构的角度解释GTP也可以供能的原因是什么？ 提示：GTP含有两个特殊的化学键，远离鸟苷的特殊的化学键容易水解断裂，释放能量。 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 (3)在某细胞培养液中加入用32P标记的磷酸分子，短时间后分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，分析该现象得到的结论是什么？ 提示：①ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离；②该过程中ATP既有合成又有水解；③部分带有32P标记的ATP是重新合成的。 ATP与核苷酸的关系 核心归纳 考向 ATP的结构及利用 1.(2025·湖南开福区模拟)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 关键能力 提升 √ 除了ATP以外，生物体内还存在其他可以供能的核苷三磷酸，如GTP等，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的化学键中，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。 2.(2021·湖南卷，改编)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是   A.这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B.这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C.作为能量“货币”的ATP能参与细胞信号传递 D.蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 √ 通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而实现细胞信号的传递，体现了蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；根据题干信息，进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 题后总结 高中生物中水的知识归纳 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 返回 细胞呼吸的过程 考点二 返回 1.呼吸作用的实质及类型 必备知识 整合 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________________，释放能量，生成大量ATP的过程。 二氧化碳和水 (2)有氧呼吸过程   ①总反应式：_______________________________________________。 ②能量转化：在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在________中，其余能量则以______形式散失。 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 ATP 热能 细胞质基质 少量能量 线粒体基质 线粒体内膜 大量能量 3.无氧呼吸 (1)场所：全过程是在____________中进行的。 (2)过程 细胞质基质 乳酸 酒精＋CO2 (3)反应式 ①产物为酒精：C6H12O6_______________________________。 ②产物为乳酸：C6H12O6______________________。 (4)能量 ①只在__________释放出少量能量，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。 2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 2C3H6O3＋少量能量 第一阶段 4.有氧呼吸和无氧呼吸各物质间的关系(以葡萄糖为呼吸底物) (1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝_________。 (2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝_________。　 (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______。 (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______。 1∶6∶6 1∶2∶2 1∶3 3∶4 1.正误判断 (1)(必修1 P92 正文拓展)原核细胞无线粒体，不能进行有氧呼吸。 (　　) (2)(必修1 P93 图5-9)葡萄糖在线粒体基质中氧化分解产生NADH，并与氧气结合生成水。 (　　) (3)(必修1 P94“相关信息”)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。 (　　) 考教衔接 × × √ (4)(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。 (　　) (5)(2023·浙江6月选考)酵母菌有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行。 (　　) (6)(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。 (　　) (7)(2020·山东卷)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。 (　　) √ × × × 2.情境分析 有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在膜上的特殊蛋白质捕获和传递。据图分析：   (1)NADH释放的电子最终与_______________结合，生成了__________。 O2、 H2O (2)电子传递过程中，将H＋由______________侧泵到___________________ ________侧，构建了跨膜的H＋浓度梯度。 (3)合成ATP时，能量的来源是什么？ 提示：H＋浓度梯度的分子势能。 线粒体基质　 内膜和外膜的间隙 (膜间隙) 考向1 细胞呼吸的过程 1.(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是 A.在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B.PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 关键能力 提升 √ 细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。 2.(2024·河北一模)动物细胞进行有氧呼吸时，葡萄糖初步氧化分解产生物质X，X进入线粒体中转化为乙酰CoA，乙酰CoA参与三羧酸循环(TCA)产生CO2，过程如图所示。以下推测不成立的是  A.物质X是丙酮酸 B.TCA过程无氧气参与 C.[H]都来自乙酰CoA D.[H]与O2结合会释放出大量能量 √ 动物细胞进行有氧呼吸时，葡萄糖初步氧化分解产生的物质是丙酮酸和[H]，A正确；TCA属于有氧呼吸的第二阶段，该过程不需要氧气的参与，B正确；有氧呼吸产生的[H]来自葡萄糖、乙酰CoA和水，C错误；在有氧呼吸的第三阶段，[H]与O2结合生成水，同时释放出大量的能量，D正确。 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 题后总结 高中生物中水的知识归纳 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。 考向2 细胞呼吸类型的判断 3.(2025·山东泰安高三期末)耐力运动是一种重要的体育锻炼方式。图甲表示在耐力运动过程中人体肌细胞出现的一些物质变化，图乙表示开始训练或停止训练时，人体肌纤维中线粒体数量出现的适应性变化。下列说法错误的是   A.图甲中X可表示丙酮酸和NADH B.催化b的酶位于线粒体的基质和内膜上 C.持续训练的时间越长，线粒体数量增加的越多 D.停训1周后再进行训练，线粒体数量可以恢复 √ 4.(多选)(2024·山东菏泽期末)马拉松运动员在从慢跑到极限冲刺的过程中，依次会经历有氧阶段、混氧阶段和无氧阶段。如图所示为人体运动强度和血液中乳酸含量与氧气消耗速率的关系，下列相关叙述正确的是   A.若a强度下的运动属于马拉松运动员的有氧阶段，此时体内也有无氧呼吸的发生 B.冲刺阶段的供能方式是以碳水化合物为底物，通过无氧呼吸和有氧呼吸供给的 C.只有大于c运动强度后，肌肉细胞O2的消耗量才会与CO2的产生量相等 D.若运动强度长时间超过c运动强度，大量乳酸可直接通过肾脏排出体外 √ √ 若a强度下的运动属于马拉松运动员的有氧阶段，血液中含有一定量的乳酸，说明此时体内也有无氧呼吸的发生，A正确；冲刺阶段的供能方式是以碳水化合物为底物，通过有氧呼吸和无氧呼吸供给的，B正确；有氧呼吸吸收O2的量与释放CO2的量相等，无氧呼吸既不吸收O2，也不释放CO2，因此不论运动强度如何，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量，C错误；若运动强度长时间超过c运动强度，大量乳酸和碳酸氢钠反应生成乳酸钠，乳酸钠通过肾脏排出体外，D错误。 细胞内ATP产生与消耗的生理过程及场所 题后总结 高中生物中水的知识归纳 细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 返回 知 识 小 结 返回 返回 真 题 体 验 返回 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 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，同时释放出大量的能量，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特殊的化学键 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 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特殊的化学键，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的水解相联系，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 √ 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O2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；无氧呼吸都只在第一阶段产生ATP，因此转换为丙酮酸产酒精途径，不会增加ATP的释放，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 √ 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶Ⅰ(NADH)不同，A正确；葡萄糖经磷酸戊糖途径产生多种中间产物，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。 返回 由线粒体的分裂和自噬认清线粒体的结构、功能 情境 命题9 返回 情境素材 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。 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。 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______________________________________ _____________________________。 (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________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 命题角度 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 角度二　运用信息，解答问题 (3)结合材料图分析，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_____________________________。 (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？ ____________________________________________________________________________________。 消除ROS和Ca2＋对细胞的损伤 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地抑制相应细胞线粒体的分裂 返回 课 时 测 评 返回 1.(2024·广东中山调研)ATP是细胞内一种不稳定的高能磷酸化合物，也是生物体内的直接能源物质。下列有关ATP的叙述错误的是 A.一个ATP分子中含有三个磷酸，两个特殊的化学键 B.无氧条件下，酵母菌的细胞质基质也能合成ATP C.蓝细菌细胞中的ATP全部来自有氧呼吸 D.ATP和ADP的生成都需要相关酶的催化 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 一分子ATP由一分子腺嘌呤、一分子核糖、三分子磷酸组成，共形成两个特殊的化学键，A正确；酵母菌是兼性厌氧菌，在无氧条件下其细胞质基质中能进行无氧呼吸的第一阶段，该阶段有ATP生成，B正确；蓝细菌还可以进行光合作用产生ATP，C错误；ATP的合成需要ATP合成酶的催化，ADP的生成需要ATP水解酶的催化，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 2.(2024·湖南长沙联考)脱氧腺苷三磷酸dATP(d表示脱氧)其结构式可简写成dA－Pα～Pβ～Pγ，下列有关dATP分析正确的是 A.dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺苷组成 B.细胞内生成dATP常与吸能反应相关联 C.只有连接Pγ的化学键断裂才能为生物活动提供能量 D.通过标记α位的P可使新合成的DNA带有标记 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 根据题意可知，dATP与ATP结构类似，从其结构简式可知，一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A错误；细胞内生成dATP时，有能量的储存，需要消耗能量，常与放能反应相联系，B错误；连接Pβ、Pγ的化学键断裂都会释放大量能量，都能为生物活动提供能量，C错误；由于dA－Pα是腺嘌呤脱氧核苷酸，是组成DNA的基本单位之一，故通过标记α位的P可使新合成的DNA带有标记，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 3.(2024·长沙一中质检)KRAS基因是RAS致癌基因家族 成员之一，编码的KRAS蛋白酶与肿瘤的生成、增殖、 扩散等有关。KRAS蛋白酶结合鸟苷三磷酸(GTP)时为 活化态，结合鸟苷二磷酸(GDP)时为失活态。鸟苷酸转 换因子(GEFs)和GTP酶激活蛋白(GAPs)能调控上述两 种状态的转换(见上图)。下列相关叙述错误的是  A.GTP与磷脂、NADH、NADPH的化学元素组成相同 B.GTP中含有三个磷酸基团，是细胞内的一种高能磷酸化合物 C.GTP或GDP与KRAS蛋白酶结合后会改变其空间结构 D.致癌因子能诱导KRAS基因发生定向突变引起癌症 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 GTP与磷脂、NADH、NADPH的化学元素组成均为C、H、O、N、P，A正确；GTP与ATP结构相似，其中含有三个磷酸基团，是细胞内的一种高能磷酸化合物，B正确；GTP或GDP与KRAS蛋白酶结合后会改变其空间结构，从而影响其活性，C正确；基因突变是不定向的，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 4.(2025·湖南模拟)ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一，而合成ATP需要ATP合成酶的参与，该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP。下列说法错误的是 A.该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的质膜上 B.ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定 C.H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，需要载体协助 D.ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 呼吸作用和光合作用都能产生ATP，ATP合成酶广泛分布于细胞质基质、线粒体基质和内膜、叶绿体类囊体膜上，线粒体的外膜、叶绿体的内外膜上并没有该酶附着，A错误；磷脂双分子层内部为疏水性质，ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定，B正确；H＋顺浓度梯度穿过ATP合成酶，释放出化学势能用于ATP的合成，H＋以协助扩散的方式进行跨膜运输，需要载体协助，C正确；ATP在细胞中含量很少，但通过与ADP的快速转化为细胞供能，ATP的合成与ATP的水解处于动态平衡，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 5.(2024·山东滨州一模)GTP(鸟苷三磷酸)的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是 A.GTP因含有三个特殊的化学键而具有较高能量 B.线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能 C.一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活 D.环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 分析题意，GTP(鸟苷三磷酸)的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G－P～P～P，含有两个特殊的化学键，A错误；结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序的排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确；结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误；分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白等组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 6.(2024·安徽淮北一模)物质2，4-二硝基苯酚(DNP)不影响有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合形成水，但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散。天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40％。下列相关叙述错误的是 A.DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法催化合成ATP B.存在DNP的情况下，葡萄糖的氧化分解不能继续进行 C.天南星科某些植物的花序成熟时其温度高于其他部位 D.天南星科某些植物的花序的有氧呼吸主要在第三阶段与一般情况不同 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 题意显示，DNP不影响有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合形成水，但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，显然该物质会使线粒体内膜上的酶无法催化ATP的合成，进而导致该过程中的能量主要以热能形式散失，A正确；题意显示，DNP不影响有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合形成水，显然葡萄糖的氧化分解能继续进行，并不受影响，B错误；天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40％，说明以热能散失的能量相对其他部位较多，因此天南星科某些植物的花序成熟时其温度高于其他部位，C正确；从题中可以看出，天南星科某些植物的花序细胞成熟时耗氧速率较高，耗氧发生在有氧呼吸第三阶段，与一般情况不同，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 7.(2024·河南三门峡市调研)下列属于有氧呼吸和无氧呼吸共同点的是 ①以葡萄糖等有机物为底物　②中间产物都有丙酮酸　③需O2参与　④产物都有CO2　⑤在线粒体中进行　⑥都可以为细胞代谢提供能量 A.①②⑥ B.②③④　 C.①④⑥ D.②③⑤ √ 有氧呼吸需O2参与，无氧呼吸不需要O2参与，③错误；有氧呼吸的产物有CO2和H2O，无氧呼吸产生酒精这一种类型的产物中有CO2，但是产生乳酸这一种类型的产物中没有CO2，④错误；无氧呼吸在细胞质基质中完成，在原核细胞中有氧呼吸在细胞质基质和细胞膜上完成，在真核细胞中有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中完成，⑤错误。综上，A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 8.(2024·广东东莞期末)下图为某多细胞动物在严重缺氧的环境中部分细胞代谢过程的示意图。下列有关叙述正确的是   A.在图示两细胞中，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B.该动物无氧呼吸的产物包括乳酸、酒精和二氧化碳 C.若细胞有氧呼吸消耗等量O2，底物分别为脂肪和糖类，则消耗脂肪的量大于糖类 D.过程①和②均能产生少量[H]，但过程②不释放能量 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 在图示两细胞中，葡萄糖是通过无氧呼吸被分解的，细胞在无氧呼吸过程中释放少量能量，葡萄糖中的大部分能量留在酒精或乳酸中，A错误；由图可推知，该动物神经细胞无氧呼吸的产物是乳酸，肌细胞无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 与等质量的糖类相比，等质量的脂肪含更多的氢，故等质量的脂肪通过有氧呼吸被彻底氧化分解时消耗的O2更多，所以若细胞有氧呼吸消耗等量O2，底物分别为脂肪和糖类，则消耗脂肪的量应小于糖类，C错误；过程①表示无氧呼吸第一阶段产生少量的[H]并释放少量能量，过程②所示的无氧呼吸第二阶段不产生[H]，不释放能量，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 9.(2024·河北邯郸一模)氰化钾可破坏线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素氧化酶的结构(对其他酶没有影响)，使其不能将电子传递给氧气，导致ATP不能正常形成，更多的能量以热能的形式释放，造成氰化钾中毒。下列叙述正确的是 A.氰化钾只影响细胞色素氧化酶的活性，可体现酶具有专一性 B.氰化钾中毒的动物的体温明显偏高，生命活动可用的能量减少 C.线粒体内膜上产生的[H]与氧气结合生成水并释放大量的能量 D.氰化钾中毒的老鼠细胞无氧呼吸强度增大，产生的CO2量剧增 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 氰化钾不是酶，其只影响细胞色素氧化酶的活性不能体现酶具有专一性，A错误；氰化钾中毒的动物更多的能量以热能的形式释放，因此体温明显偏高，但是ATP合成减少，生命活动可用的能量减少，B正确；[H]不在线粒体内膜上产生，[H]的产生场所是细胞质基质和线粒体基质，C错误；老鼠细胞无氧呼吸的产物只有乳酸，没有CO2，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 10.(多选)(2024·江苏泰州一模)耐力性运动是指机体所进行的时长超过 30 min的步行、游泳等运动。研究人员探究了在耐力性运动训练中肌纤维出现的变化，实验结果如图所示。  下列相关叙述错误的是 A.无氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式 B.坚持训练使肌纤维中线粒体的数量持续不断增加 C.耐力性运动训练影响某些基因的表达水平和方向 D.耐力性运动对某些类型糖尿病有一定的预防作用 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 有氧呼吸能提供大量的能量，是耐力性运动中能量供应的主要方式，A错误；据图分析可知，5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正相关，超过5周继续耐力训练，线粒体的数量并不会增加，B错误；耐力性运动训练影响某些基因的表达水平和方向，如线粒体的产生，C正确；长期耐力性运动训练，可使肌纤维中线粒体数量增加，增加对糖类等能源物质的消耗，对某些类型糖尿病有一定的预防作用，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 11.(多选)(2024·河北承德调研)线粒体是细胞呼吸的主要场所，具有两层膜。线粒体外膜含有孔蛋白构成的亲水通道。相对分子质量小于1 000的物质可以自由通过；线粒体内膜透过性较小，丙酮酸(相对分子质量90)进入线粒体两层膜的过程如图所示，以下说法正确的是   A.图中糖酵解过程是指有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质 B.丙酮酸通过线粒体外膜孔蛋白的运输方式是协助扩散 C.丙酮酸通过线粒体内膜时，不需要消耗能量 D.丙酮酸进入线粒体后可以继续氧化分解，产生二氧化碳和水 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 图中糖酵解过程是葡萄糖氧化分解成丙酮酸等，是有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质，A正确；丙酮酸相对分子质量小于1 000，可自由通过线粒体外膜孔蛋白，不需要消耗能量，故丙酮酸通过线粒体外膜孔蛋白的运输方式是协助扩散，B正确；丙酮酸通过线粒体内膜时，需要H＋顺浓度梯度运输产生的势能，需要消耗能量，C错误；丙酮酸进入线粒体后可以继续进行有氧呼吸第二、三阶段，产生二氧化碳和水，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 12.(多选)(2025·山东青岛模拟)在酵母菌线粒体内，呼吸链由一系列按特定顺序排列的结合蛋白组成。链中每个成员，从前面的成员接受氢或电子，又传递给下一个成员，最后传递给氧。在电子传递的过程中，逐步释放自由能，同时将其中部分能量，通过氧化磷酸化作用储存在ATP分子中，具体过程如图。下列说法错误的是 A.H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的pH升高 B.F1是载体蛋白，在线粒体内膜上只起运输作用 C.在硝化细菌中，也有与酵母菌类似的电子传递系统 D.在分解脂肪时，通过该电子传递链消耗的氧将减少 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的H＋减少从而使pH升高，A正确；F1在线粒体内膜上既可充当载体蛋白起运输作用，还可以充当酶来催化ATP的合成，B错误；硝化细菌也进行有氧呼吸，故也有与酵母菌类似的电子传递系统，C正确；在分解脂肪时，由于脂肪的H含量比等质量的糖类高，故通过该电子传递链消耗的氧将增加，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 13.(13分)(2025·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。 线粒体、细胞质基质　 (一定的)流动性 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 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 (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________________________ ________________________________。 ATP与ADP之间存在相互转 化，且这种转化处于动态平衡之中 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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 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 (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__________________________________ ________________________________________________________________ ___________________。 受体/受体蛋白 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 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。 eATP浓度/(mol·L－1) 0 50 200 400 相对荧光强度 1.00 1.00 0.74 0.62 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 14.(14分)(2024·莆田高三质检)葡萄糖是真核细胞能量的主要来源，如图为动物细胞中糖类代谢过程示意图，请回答下列问题。   (1)在细胞质基质中，葡萄糖分解产生________________________(物质)，如果缺氧，丙酮酸将被转化为__________。 丙酮酸、NADH、ATP　 乳酸 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 结合图示可知，在细胞质基质中，糖酵解产生丙酮酸、NADH，并产生少量的ATP，如果缺氧，丙酮酸将进行无氧呼吸的第二阶段，在动物细胞中被转化为乳酸。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 (2)线粒体对多数亲水性物质通透性极低，因此在有O2存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入_______________，脱羧后与辅酶A(CoA)连接，产生_____________进入TCA循环。 线粒体基质　 乙酰CoA 线粒体对多数亲水性物质通透性极低，因此在有O2存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入线粒体基质，脱羧后与辅酶A(CoA)连接，产生乙酰CoA进入TCA循环，完成后续的代谢过程。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 (3)葡萄糖分解和TCA循环产生的__________中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链，最终传递给______。 NADH　 O2 糖酵解和TCA循环产生的NADH中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链，最终传递给氧气，生成水，并同时产生大量的ATP。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 (4)线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在____ _________________合成后运输到线粒体，研究发现它们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基酸，且具有特定构象，其意义是_____________________________。 细胞 质的游离核糖体中　 有利于其穿过线粒体的双层膜 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在细胞质的游离核糖体中合成后运输到线粒体，研究发现它们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基酸，且具有特定构象，因而有利于其穿过线粒体的双层膜，并进入线粒体中起作用。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 (5)ATP合酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验，过程如下，请完成下表。 实验目的 简易操作步骤 分离内膜包裹的基质 利用__________的原理，使线粒体的外膜先吸水涨破，经离心后取沉淀物 获取内膜小泡 用超声波处理使线粒体破裂，破裂的线粒体内膜能够自封闭成内膜小泡，其上结合有________________ ______________ 用脲处理使内膜上附着的酶颗粒脱落，将处理后的样品离心后，分别收集沉淀和上清液 渗透作用　 ATP合酶　 分离内膜小泡 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 上述实验结果表明，ATP合酶的正常功能是附着在线粒体内膜上进行ATP的合成，若是脱离了内膜则无法合成，推测原因是____________________ ______________________________________________________。 实验目的 简易操作步骤 鉴定ATP合酶的功能 加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合酶颗粒均不能合成ATP；将分离的酶颗粒与内膜小泡重新结合，小泡具有ATP合成的能力 分离内膜小泡与ATP合酶颗粒后，无法在膜两侧形成ATP合成所需的H＋浓度梯度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 ATP合酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验，根据实验目的可知，本实验中需要经过ATP合酶的去除和重建过程，实验步骤如下：利用渗透作用的原理，将线粒体放入低渗溶液中使线粒体的外膜先吸水涨破，经离心后取沉淀物，同时获得内膜包裹的基质。用超声波处理使线粒体破裂，破裂的线粒体内膜能够自封闭成内膜小泡，其上结合有ATP合酶，这是因为线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上有ATP合酶。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 用脲处理使内膜上附着的酶颗粒脱落，将处理后的样品离心后分别收集沉淀和上清液，从而分离获得内膜小泡，此时的内膜小泡中没有ATP合酶，上清液中存在ATP合酶。加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合酶颗粒均不能合成ATP；将分离的酶颗粒与内膜小泡重新结合，小泡具有ATP合成的能力。上述实验结果表明，ATP合酶的正常功能是附着在线粒体内膜上进行ATP的合成，若是脱离了内膜则无法合成，即ATP合酶只有附着在线粒体内膜上才能发挥作用，其原因可能是分离内膜小泡与ATP合酶颗粒后，无法在膜两侧形成ATP合成所需的H＋浓度梯度，即ATP的合成需要H＋浓度梯度的驱动。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 谢 谢 观 看 ATP、细胞呼吸方式和过程 $