课时测评9 ATP、细胞呼吸方式和过程（Word练习）-【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 广东专版）

(时间：45分钟，满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1－12题每小题3分。 1．(2024·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 答案：C 解析：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．(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 答案：D 解析：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。 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(见如图)。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 答案：D 解析：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。 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 答案：A 解析：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。 5．(2024·茂名模拟)动物体内部分酶的活性受磷酸化的影响，进而影响细胞代谢。如图，相关叙述错误的是(　　) A．ATP水解释放的磷酸基团使酶1磷酸化 B．肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3分布 C．胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强 D．磷酸化会改变酶的空间结构并改变其活性，利于细胞代谢 答案：B 解析：细胞呼吸可以产生ATP，ATP水解产生ADP的同时也会产生磷酸，为酶1的磷酸化提供磷酸基团，A正确；肌肉细胞不能水解糖原，没有酶1，B错误；胰高血糖素作用于靶细胞，使磷酸化酶激酶的活性增强，从而促进糖原水解，升高血糖，C正确；磷酸化会改变酶的空间结构并改变酶的活性，有利于细胞代谢，D正确。 6．(2024·深圳模拟)柠檬酸循环是指在多种酶的作用下，丙酮酸被激活最终产生二氧化碳的过程。下列有关柠檬酸循环的叙述正确的是(　　) A．在线粒体的内膜上进行 B．没有还原型辅酶Ⅰ产生 C．反应过程需要消耗氧气 D．释放的能量主要是热能 答案：D 解析：根据题意，“丙酮酸被激活最终产生二氧化碳”属于有氧呼吸第二阶段的反应，不需要氧气参与，发生在线粒体基质，有还原型辅酶Ⅰ产生，释放的能量主要是热能，少部分用于合成ATP，A、B、C错误，D正确。 7．(2024·广州模拟)在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A进入三羧酸循环。三羧酸循环的大致过程为乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经过脱氢等过程，最终生成CO2、ATP等，并且重新生成草酰乙酸。高浓度柠檬酸可促进脂肪酸的合成代谢，Seipin是一种引起脂肪营养不良的基因，其表达产物会导致线粒体中Ca2+不足，进而导致线粒体中三羧酸循环活性下降。下列说法错误的是(　　) A．三羧酸循环在线粒体基质中进行，不消耗O2，产生的CO2以自由扩散的方式释放 B．正常生理条件下，利用14C标记的丙酮酸可追踪三羧酸循环中各产物的生成 C．线粒体中Ca2+可能通过影响细胞质基质中产生的丙酮酸含量来影响三羧酸循环活性 D．恢复线粒体的Ca2+水平和在食物中添加柠檬酸均能有效治疗脂肪营养不良 答案：B 解析：据题意可知，三羧酸循环属于有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，不消耗O2，产生的CO2以自由扩散的方式释放，A正确；利用14C标记的丙酮酸可追踪三羧酸循环中含C产物的生成，不能追踪不含C产物的生成，B错误；据题意可知，线粒体中Ca2+可能通过影响丙酮酸含量来影响三羧酸循环活性，丙酮酸在细胞质基质中产生，C正确；据题意可知，高浓度柠檬酸可促进脂肪酸的合成代谢，脂肪营养不良会导致三羧酸循环活性下降，所以柠檬酸水平与脂肪生成呈正相关，恢复线粒体的Ca2+水平可以恢复三羧酸循环活性，提高柠檬酸水平，而在食物中添加柠檬酸能直接提高柠檬酸水平，二者均能有效治疗脂肪营养不良，D正确。 8．(2024·东莞期末)如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 答案：B 解析：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；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。 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 答案：B 解析：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。 10．(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．有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 答案：B 解析：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正确；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。 11．(2024·肇庆模拟)鲫鱼的骨骼肌细胞在无氧条件下可以将丙酮酸转化为酒精，其他组织细胞通过无氧呼吸产生的乳酸能够通过循环系统被运输到骨骼肌细胞中转化为丙酮酸。下列叙述正确的是(　　) A．无氧呼吸过程中有机物中的能量大部分以热能的形式散失 B．乳酸在骨骼肌细胞转化为酒精过程中有ATP合成 C．酒精通过主动运输的方式运出骨骼肌细胞 D．骨骼肌细胞的生理机能可避免乳酸在体内积累导致酸中毒 答案：D 解析：无氧呼吸过程中有机物中的能量大部分储存在酒精或乳酸中，A错误；乳酸在骨骼肌细胞转化为丙酮酸进而转变成酒精的过程中没有ATP合成，B错误；酒精为脂溶性小分子，其通过自由扩散的方式运出骨骼肌细胞，C错误；在骨骼肌细胞中乳酸可进一步转变成酒精，可避免体内积累导致酸中毒，D正确。 12．(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增加 答案：B 解析：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正确。 13．(10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。 (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．(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________。 (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。 (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________。 (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________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (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 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 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__________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 答案：(1)丙酮酸、NADH、ATP　乳酸　(2)线粒体基质　乙酰CoA　(3)NADH　O2　(4)细胞质的游离核糖体中　有利于其穿过线粒体的双层膜　(5)渗透作用　ATP合酶　分离内膜小泡　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 解析：(1)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)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。(3)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。(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。(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，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。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。 学生用书第67页 学科网（北京）股份有限公司 $