第3单元 第9讲 ATP与细胞呼吸的方式和过程(课时跟踪检测)-【优学精研】2027年高考生物一轮总复习学用Word（不定项版）

**基本信息** 聚焦ATP与细胞呼吸核心知识，通过概念辨析、过程分析及实际应用题型，构建物质与能量观的逻辑体系 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |ATP结构与功能|1-3题|概念辨析（如ATP中“A”的含义、磷酸化作用）|ATP结构→功能（水解与合成）→与载体蛋白/酶的关联| |细胞呼吸过程|4-7题|过程分析（场所、物质变化）|有氧呼吸三阶段（场所/物质）→无氧呼吸比较→酶的影响（LDH）| |调节与应用|8-11题|实际应用（运动、肥胖、肿瘤代谢）|代谢调节（PFK1活性）→能量平衡→健康与疾病关联|

第9讲　ATP与细胞呼吸的方式和过程 　　 1.（2025·辽宁大连模拟）细胞中的许多代谢活动与ATP密切相关。下列叙述正确的是（　　） A.ATP水解可产生构成RNA的基本单位，ATP中的“A”代表碱基A B.某些载体蛋白具有ATP酶活性，ATP水解产生的磷酸基团可与其结合 C.ATP的合成通常伴随着细胞中的吸能反应，ATP的水解则伴随着细胞中的放能反应 D.ATP在细胞中的含量和转化速率均与细胞代谢速率呈正相关 2.GTP（鸟苷三磷酸）的结构和作用与ATP类似。线粒体分裂时，具有GTP酶活性的发动蛋白组装成环线粒体的纤维状结构，该结构依靠GTP水解驱动线粒体缢缩，使其一分为二。下列叙述正确的是（　　） A.GTP因含三个特殊的化学键而具有较多能量 B.GTP酶为GTP的水解提供了活化能 C.推测发动蛋白具有催化、运动等功能 D.GTP去掉两个磷酸基团后可参与DNA的合成 3.（2025·河北衡水三模）磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸（P）基团，磷酸基团的添加或除去（去磷酸化）对许多反应起着生物“开/关”作用，能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是（　　） A.丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化 B.ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能 C.细胞内合成ATP需要酶，但合成酶不需要ATP D.主动运输时，载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移 4.（2025·山西阳泉模拟）如图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述错误的是（　　） A.①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 B.③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C.无氧条件下，②③不能进行，①能正常进行 D.无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 5.（2025·浙江绍兴模拟）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）是其中某一阶段的一种关键酶。当细胞中ATP/AMP的值发生变化时，ATP和AMP竞争性结合PFK1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.组成PFK1的组成元素除了C、H、O外，还有P元素 B.PKF1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 C.ATP/AMP值变化与PFK1活性之间存在负反馈调节 D.运动时，肌细胞中ATP与PFK1结合增多以保证能量的供应 6.（2025·山西大同期末）有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，坚持耐力性运动训练，肌细胞中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是（　　） A.肌细胞进行有氧呼吸时，葡萄糖进入线粒体内氧化分解形成二氧化碳和水 B.若肌细胞进行呼吸作用消耗1 mol氧气，产生的二氧化碳可能大于1 mol C.耐力性运动时肝、脑成为主要的产热器官，通过呼吸作用释放大量的热量 D.每周坚持耐力性运动会使线粒体数量适当增多，对预防肥胖有一定效果 7.（2025·湖南岳阳三模）乳酸脱氢酶（LDH）是人体内细胞呼吸过程中一种至关重要的酶，丙酮酸与乳酸之间的转化受LDH的催化，在弱碱性条件下LDH催化乳酸生成丙酮酸，在中性条件下LDH则催化丙酮酸生成乳酸。下列说法正确的是（　　） A.丙酮酸转化为乳酸需要消耗[H]和ATP B.LDH在体外不能降低化学反应所需的活化能 C.人体细胞内LDH催化的反应均发生在细胞质基质中 D.pH由中性变为弱碱性时，LDH空间结构会发生改变，导致LDH变性失活 8.（2025·江西高考1题）体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是（　　） A.有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B.高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C.低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D.有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 9.〔不定项〕（2025·天津武清二模）细胞中L酶上的两个位点（位点1和位点2）可以与ATP和亮氨酸结合，进而催化tRNA与亮氨酸结合，促进蛋白质的合成。科研人员针对位点1和位点2分别制备出相应突变体细胞L1和L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A.ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化，进而抑制L酶的活性 B.突变体细胞L1中L酶不能与ATP结合 C.ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点1和位点2结合 D.ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合 10.〔不定项〕（2025·江苏徐州二模）人体中的乳酸脱氢酶（LDH）能够使丙酮酸和乳酸相互转化，正常人体血浆中LDH的含量为140～271 U/L，红细胞中LDH的含量为血浆中的100倍。下列相关叙述错误的是（　　） A.LDH催化丙酮酸生成乳酸的过程必须有NADH的参与 B.红细胞中LDH进入血浆的跨膜运输方式为协助扩散 C.剧烈运动时肌细胞产生的大量乳酸的消除需要LDH参与 D.LDH发挥作用时往往伴随有少量ATP的合成与水解 11.（2025·江苏南通期末）科学家发现肿瘤中通常存在两种类型的癌细胞，其细胞呼吸的部分过程如图1所示，其中①～⑥表示过程，请回答下列问题。 （1）物质A、C分别是　　　　、　　　　。 （2）过程④、⑥的场所分别是　　　　、　　　　。 （3）癌细胞1吸收葡萄糖，并将其转化为乳酸，然后通过　　　　（运输方式）排出乳酸，随后被邻近的癌细胞2重新摄取。这种乳酸转移的机制存在的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 （4）①～⑤中都能产生ATP和[H]的有　　　　。 （5）科学家在研究低温对有氧呼吸的影响时，将长势相同的黄瓜幼苗进行相关处理，结果如图2。已知DNP可影响有氧呼吸过程中能量的转化。 ①根据结果推测，DNP处理使得葡萄糖的消耗量　　　　，对有氧呼吸过程中能量的转化的影响是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 ②与25 ℃相比，黄瓜幼苗在4 ℃条件下出现图2结果的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 答案 第9讲　ATP与细胞呼吸的方式和过程 1.B　ATP水解可产生构成RNA的基本单位（腺嘌呤核糖核苷酸），ATP中的“A”代表腺苷（碱基A＋核糖），A错误；某些载体蛋白具有ATP酶活性，ATP水解产生的磷酸基团可与其结合，B正确；ATP的合成通常伴随着细胞中的放能反应，ATP的水解则伴随着细胞中的吸能反应，C错误；ATP在细胞中的含量比较稳定，其转化速率与细胞代谢速率呈正相关，D错误。 2.C　GTP含有2个特殊的化学键，A错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供活化能，B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组装成环线粒体的纤维状结构，该结构依靠GTP水解驱动线粒体缢缩，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，C正确；依题意，GTP的结构与ATP类似，GTP去掉两个磷酸基团后的结构是组成RNA的基本单位，D错误。 3.D　丙酮酸反应生成乳酸的过程并没有释放能量，因此没有发生ADP的磷酸化，也没有生成ATP，A错误；ATP中最末端的磷酸基团才具有较高的转移势能，B错误；细胞内合成ATP是通过光合作用或呼吸作用等过程，这些过程都需要酶的催化。酶的本质是蛋白质或RNA，合成蛋白质和RNA的过程都需要消耗能量，即需要ATP提供能量，C错误；主动运输时，在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化，D正确。 4.D　①为有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质；②为有氧呼吸第二阶段（丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH），发生在线粒体基质；③为有氧呼吸第三阶段（NADH与氧气结合生成水），发生在线粒体内膜。②和③发生在线粒体，A正确；在③过程中前两个阶段产生的NADH与O2发生反应生成H2O，B正确；①（有氧与无氧呼吸第一阶段相同）可正常进行，但②（有氧呼吸第二阶段）需要线粒体参与，无氧时植物细胞转向无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳，不进行②③过程，C正确；无氧呼吸仅第一阶段（①）产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸（如生成酒精），未转移到ATP中，D错误。 5.C　PFK1是酶，化学本质为蛋白质，其组成元素主要为C、H、O、N，不含P元素，A错误；结合题干信息可知，不能直接分解葡萄糖为丙酮酸，B错误；当ATP含量较高时，ATP与PFK1结合，使PFK1活性降低，细胞呼吸速率下降，ATP产生减少；当AMP含量较高时，AMP与PFK1结合，使PFK1活性升高，细胞呼吸速率加快，ATP产生增多，这种调节方式属于负反馈调节，C正确；运动时，细胞需要更多能量，此时ATP消耗加快，细胞中ATP含量减少，AMP含量相对增加，应该是AMP与PFK1结合增多，使PFK1活性升高，促进细胞呼吸，以保证能量的供应，而不是ATP与PFK1结合增多，D错误。 6.D　葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸后，丙酮酸进入线粒体进一步氧化分解为二氧化碳和水，而葡萄糖不能直接进入线粒体，A错误；若肌细胞进行有氧呼吸，消耗1 mol氧气的同时会产生1 mol二氧化碳；若同时进行无氧呼吸（如产生乳酸的无氧呼吸），则不会产生二氧化碳。因此，二氧化碳总量不可能超过1 mol，B错误；耐力性运动时，骨骼肌是主要的产热器官，而非肝和脑，C错误；耐力性运动需要大量有氧呼吸供能，线粒体数量适当增多可提高能量供应效率，促进脂肪分解，从而预防肥胖，D正确。 7.C　丙酮酸还原成乳酸为无氧呼吸第二阶段，只有物质变化，没有ATP的合成，也不消耗ATP，A错误；只要条件适宜，LDH作为一种酶，其在体外条件下，也能降低化学反应所需的活化能，B错误；人体细胞内LDH乳酸脱氢酶催化的反应过程是将丙酮酸转变为乳酸，该过程发生在细胞质基质中，C正确；结合题意可知，pH由中性变为弱碱性时，LDH会催化乳酸变成丙酮酸，可见弱碱性条件下不会导致LDH变性失活，D错误。 8.A　脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪形式进入线粒体，A错误；高脂饮食提供过量能量，若摄入＞消耗，多余能量以脂肪形式储存，导致肥胖，B正确；低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动增加能量消耗，符合能量平衡原理，C正确；有氧运动中氧气充足，肌细胞主要进行有氧呼吸，避免无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。 9.D　从图中可以看出，在添加亮氨酸和[3H]ATP以及添加ATP和[3H]亮氨酸的情况下，野生型L酶有放射性，而突变体细胞L1和L2在相应条件下放射性有变化，说明ATP水解释放的磷酸基团可使L酶磷酸化，进而激活L酶的活性，A错误；根据左图，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明突变体细胞L1中L酶能与ATP结合，B错误；据左图可知，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明该突变不影响与ATP结合，而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低，说明L2突变不能结合ATP，故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合，C错误；亮氨酸与L酶的位点1结合，根据右图，突变L2细胞检测到的放射性极低，说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合，D正确。 10.BD　人体内产生乳酸发生于无氧呼吸第二阶段，必须有NADH的参与，A正确；LDH属于大分子物质，故其不能以协助扩散的方式运出红细胞，B错误；LDH能够催化丙酮酸和乳酸之间的相互转化，因此，大量乳酸的消除需要LDH参与，C正确；无氧呼吸第二阶段不会合成ATP，D错误。 11.（1）丙酮酸　水　（2）线粒体内膜　细胞质基质　（3）协助扩散　避免癌细胞1内乳酸积累导致的酸中毒；乳酸被癌细胞2重新摄取并利用，提高能量利用率；促进肿瘤微环境中的代谢协作，支持肿瘤生长　（4）②③　（5）①增加　能量转化效率降低，更多能量以热能形式散失，ATP合成减少　②低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性，呼吸速率下降，细胞代谢减缓，对ATP需求减少，低耗氧量有助于减少能量消耗，维持细胞存活，是一种适应低温环境的机制 解析：（1）在细胞呼吸过程中，葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体继续参与有氧呼吸，物质A是葡萄糖分解的中间产物丙酮酸，有氧呼吸第三阶段氧气与[H]结合生成水，物质C是有氧呼吸第三阶段的产物水。（2）过程④是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜中，过程⑥是癌细胞2利用乳酸转化为物质A（丙酮酸）后进入线粒体进行的过程，乳酸转化过程发生在细胞质基质。（3）癌细胞1吸收葡萄糖，并将其转化为乳酸，然后通过协助扩散排出乳酸。这种乳酸转移机制存在的意义是：避免癌细胞1内乳酸积累导致的酸中毒；乳酸被癌细胞2重新摄取并利用，提高能量利用率；促进肿瘤微环境中的代谢协作，支持肿瘤生长。（4）①是葡萄糖通过载体1进入癌细胞中的过程，不产生ATP和[H]，②是葡萄糖分解为丙酮酸的过程，能产生少量ATP和[H]，③是丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸第二阶段的过程，产生ATP和[H]，④是有氧呼吸第三阶段，消耗[H]，产生大量ATP，⑤是无氧呼吸第二阶段，消耗[H]，不产生ATP，所以①～⑤中都能产生ATP和[H]的有②③。（5）①根据结果推测，与25 ℃组相比，加入DNP处理后，耗氧量增加，说明此时有氧呼吸速率更高，消耗的葡萄糖量增加，释放总能量值更多，但ATP的生成量减少，对有氧呼吸过程中能量的转化的影响是能量转化效率降低，更多能量以热能形式散失。②与25 ℃相比，黄瓜幼苗在4 ℃条件下，耗氧量增加，ATP的生成量减少，出现图2结果的意义是：低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性，呼吸速率下降，细胞代谢减缓，对ATP需求减少，低耗氧量有助于减少能量消耗，维持细胞存活，是一种适应低温环境的机制。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $