10课时作业(十) ATP与细胞呼吸的过程-（配套练习）【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习（多选版）

课时作业(十)　ATP与细胞呼吸的过程 (限时:30分钟) 题组一　ATP的结构与功能 1.[2025·安徽马鞍山模拟] 细胞作为最基本的生命系统,需要不断从外界获取物质和能量,形成新的组织结构,维持生命的有序和稳定,ATP 是驱动生命活动的直接能源物质。下列叙述正确的是 (　) A.ATP脱去两个磷酸基团生成的产物可作为合成DNA的原料 B.蛋白质在消化道内水解不需要酶的催化 C.醋酸杆菌的ATP 主要来自有氧呼吸,在线粒体内膜上产生的ATP 最多 D.运动过程中体内ATP的分解速率与合成速率依然保持动态平衡 2.[2025·河北卷] ATP是一种能为生命活动供能的化合物,下列过程不消耗ATP的是 (　) A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应 C.Ca2+载体蛋白的磷酸化 D.水的光解 3.[2025·福建漳州一模] ATP荧光检测仪常用于餐饮行业用具微生物含量的检测,其原理是荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶的催化下发生氧化反应发出荧光。下列相关叙述错误的是 (　) A.细胞内ATP含量相对稳定是测定的重要前提 B.荧光强度可反映检测样品中微生物数量的多少 C.荧光素被激活氧化发光的过程,属于吸能反应 D.ATP荧光检测仪可用于检测样品中病毒的含量 4.[多选]人体肌肉细胞内储存的ATP 仅能维持1~3秒,当细胞内的ATP因能量消耗而减少时,磷酸肌酸(C~P)在肌酸激酶的作用下使ADP重新合成ATP。该供能模式速度非常快,可以在极短的时间内提供大量的能量,但仅能持续6~8 秒。下列叙述正确的是 (　) A.运动员的举重过程主要依靠该模式供能 B.该模式供能持续时间短可能与C~P含量较低有关 C.C~P可作为驱动细胞生命活动的直接能源物质 D.肌肉细胞还能通过细胞呼吸维持ATP动态平衡 题组二　细胞呼吸方式实验的探究 5.[2025·浙江6月选考] 某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式,设置有氧组和无氧组,装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是 (　) A.装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B.有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组均可检测到酒精 D.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3∶1 6.[多选][2026·河北沧州期中] 在“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验中,某生物兴趣小组设计了如图装置:将酵母菌培养液分别置于甲、乙两个罐头瓶中,甲罐头瓶的通气口连接空气泵,持续通入无菌空气;乙罐头瓶的通气口密封。在相同且适宜的条件下培养一段时间后,对实验结果进行分析。下列相关叙述正确的是 (　) A.一段时间后,乙罐头瓶中酵母菌只进行无氧呼吸,其第二阶段不产生 ATP,只产生酒精和二氧化碳 B.若向甲罐头瓶中通入的是含18O的氧气,一段时间后,在产生的二氧化碳中可能检测到18O C.该实验中,甲罐头瓶为实验组,乙罐头瓶为对照组 D.可通过甲、乙罐头瓶中酵母菌的数量变化来间接反映细胞呼吸对酵母菌生长的影响 题组三　细胞呼吸的方式与过程 7.[2025·山东卷] 关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程,下列说法正确的是 (　) A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D.经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 8.[2026·安徽合肥月考] 如图为北极鲫鱼在缺氧条件下的细胞呼吸机制,其中过程Ⅱ在肌肉细胞中进行,过程Ⅰ在其他细胞中进行,①②表示反应阶段。下列叙述错误的是 (　) A.①②都发生在细胞质基质中,物质X为丙酮酸 B.①产生的NADH不参与②的反应,会逐渐积累 C.肌肉细胞中在产生酒精的同时也会产生CO2 D.图示两过程连续进行可有效避免乳酸在体内积累,有利于维持内环境稳态 9.[2025·重庆沙坪坝区三模] 在有氧呼吸中,葡萄糖分解产生的丙酮酸先转化成乙酰CoA,再氧化分解生成CO2和H2O。人体缺乏营养时,脂滴自噬分解脂肪产生的脂肪酸,进一步在线粒体中氧化分解供能。脂肪酸产生和代谢过程如图所示,下列叙述错误的是 (　) A.乙酰CoA来源于丙酮酸、脂肪酸等,将糖类和脂质代谢联系起来 B.脂滴自噬过程中,细胞中溶酶体功能较为活跃 C.糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③,其场所为线粒体 D.细胞中葡萄糖分解成丙酮酸过程中有[H]生成,但不释放能量 10.[多选][2026·河北邢台月考] 下图表示体外培养的哺乳动物细胞呼吸作用中的物质运输与转化过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是不同的膜蛋白,下列描述错误的有 (　) A.丙酮酸转化为甲的过程释放的能量一部分用于合成ATP B.丙酮酸通过膜a、膜b借助的转运蛋白不同,但均为协助扩散 C.膜b上的蛋白质Ⅴ既具有物质运输作用,又具有催化功能 D.用酸性重铬酸钾溶液可以检测该细胞是否进行了无氧呼吸 题组四　细胞呼吸方式的判断及相关计算 11.[2025·湖北襄阳一模] 在特定的无氧环境下,某些植物根部细胞中无氧呼吸相关酶的基因均可表达,能同时产生乳酸和乙醇。下图为某植物根部在无氧条件下CO2释放速率随时间的变化曲线。下列叙述正确的是 (　) A.a点前,根部细胞的呼吸作用过程中不发生能量的转移 B.b点时,根部细胞进行呼吸作用的场所包括细胞质基质和线粒体 C.a点后,细胞呼吸产物可使酸性重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄 D.a点与b点,细胞呼吸分解等量葡萄糖生成ATP的量相等 12.[2025·湖南邵阳模拟] 下表是不同通气条件下用完全营养液培养一段时间后,甲、乙两个油菜品种根部细胞呼吸产物的检测结果。下列叙述正确的是 (　) 油菜品种及 处理方式 甲 乙 正常 通气 低氧 胁迫 正常 通气 低氧 胁迫 产物/ (μmol/g) 丙酮酸 0.3 0.32 0.25 0.29 乙醇 2.5 4 2.5 6 A.正常通气条件下,根部细胞呼吸产生的CO2均来自线粒体基质 B.低氧胁迫条件下,甲品种油菜根部细胞的无氧呼吸强度大于乙品种 C.丙酮酸含量高低反映有氧呼吸强度,正常通气更利于油菜生长 D.相较于乙品种,甲更适宜种植在油菜生长期降雨量偏多的地区 13.将A、B两个不同品种的油菜种子放在密闭环境中,测定了种子在萌发过程中环境中氧气含量的变化,结果如图所示。下列分析合理的是 (　) A.实验需在黑暗条件下进行,实验前应对等量A、B品种的油菜种子进行表面消毒处理 B.O~t1期间,装置中O2含量的变化由油菜种子的有氧呼吸引起,与无氧呼吸无关 C.t1~t2期间,O2含量没有发生变化,A、B油菜种子已经死亡 D.如将油菜种子替换为等量小麦种子进行实验测定,曲线O~t1段的斜率会增大 14.[多选][2026·江苏苏州模拟] 玉米根细胞中存在无氧呼吸生成乳酸和生成酒精两条代谢途径。长期水淹时,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。下列叙述错误的有 (　) A.若消耗等量的丙酮酸,有氧呼吸产生的CO2量是丙酮酸产酒精途径的3倍 B.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中都释放了少量的能量,产生了少量的 ATP C.等量的葡萄糖在线粒体中分解产生的能量比在细胞质基质中分解产生的多 D.长期水淹时玉米将无氧呼吸途径进行转换,是生物长期进化形成的一种适应 综合应用练 15.[2025·四川成都一模] 体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能,如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外,还会进行无氧呼吸,如快跑。回答下列问题: (1)慢跑过程脂肪细胞会发生上图所示过程,据图可知,该过程是有氧呼吸的第　 　　　阶段。一般情况下H+沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质,推动物质X合成ATP,则X为　　　　　。某减肥药可以激活线粒体膜上的UCP2蛋白,使H+也可通过UCP2蛋白流至线粒体基质,此时线粒体内膜上ATP的合成速率将　　　(填“增加”或“减慢”)。该药物能够加快体内有机物的消耗,但会严重危害健康,具体危害是　　　　　　　　　　　　 (写出一点即可)。  (2)人在快跑时,呼吸加剧,呼出的CO2在细胞中产生的具体部位是　　　　　　 ,葡萄糖在快跑过程中经细胞呼吸被利用,储存在葡萄糖中的能量在该过程的去向有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 (3)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式,可设计相关实验,写出实验设计思路:　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 16.[2025·广东东莞月考] 种子萌发初期,种皮会限制O2进入种子。蚕豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,同时NADH被氧化。回答下列问题: (1)种子萌发进行细胞呼吸过程中,产生NADH的具体部位为　　　　　　　　 　　　　 。  (2)种皮被突破的时间点为　　　(填“p”或“q”)点,理由为　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。q点种子无氧呼吸分解的葡萄糖　　　　(填“多于”“少于”或“等于”)有氧呼吸分解的葡萄糖。  (3)蚕豆种子萌发形成幼苗,在一定的光照强度条件下,检测蚕豆幼苗对CO2的吸收速率,发现在较低温度(5 ℃左右)时,其CO2吸收速率略大于0,当温度逐渐上升至40 ℃时,其CO2吸收速率逐渐增大,直至最大值。从酶活性的角度分析,温度逐渐上升至40 ℃时,其CO2吸收速率逐渐增大的原因为　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $ 课时作业(十)　ATP与细胞呼吸的过程 1.D　[解析] ATP脱去两个磷酸基团后生成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸,它是合成RNA的原料,不是合成DNA的原料,A错误;蛋白质在消化道内水解是在蛋白酶的催化下进行的,B错误;醋酸杆菌是原核生物,没有线粒体,其ATP主要来自有氧呼吸,C错误;在运动过程中,细胞的耗能增加,ATP的分解速率加快,为了满足能量需求,ATP的合成速率也会相应加快,所以体内ATP的分解速率与合成速率依然保持动态平衡,D正确。 2.D　[解析] 肌肉收缩需要ATP水解供能,A不符合题意;光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应),B不符合题意;Ca2+载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量,C不符合题意;水的光解发生在光反应阶段,由光能驱动,不消耗ATP,D符合题意。 3.D　[解析] 细胞内ATP含量相对稳定是测定的重要前提,因为检测仪通过荧光强度反映ATP总量,通过ATP总量反映微生物数量,若ATP含量波动大,则无法准确关联微生物数量,A正确;荧光强度与ATP含量呈正相关,而微生物数量与ATP含量呈正相关,因此荧光强度可反映微生物数量,B正确;荧光素被激活氧化发光需要ATP供能,属于吸能反应(吸能反应需ATP水解提供能量),C正确;病毒无细胞结构,自身不含ATP,因此无法通过检测ATP含量反映病毒数量,D错误。 4.ABD　[解析] 当人体肌肉细胞内ATP含量较少时,磷酸肌酸(C~P)在肌酸激酶的作用下使ADP重新合成ATP,可以在极短的时间内提供大量的能量,据此推测,运动员的举重过程主要依靠该模式提供能量,A正确;该模式供能持续时间短可能与C~P含量较低有关,B正确;磷酸肌酸不能直接为细胞的生命活动供能,磷酸肌酸在肌酸激酶的作用下使ADP重新合成ATP,ATP水解释放的能量直接用于细胞的生命活动,C错误;细胞呼吸的本质是分解有机物释放能量,释放的能量可以转移到ATP中,所以肌肉细胞还能通过细胞呼吸维持ATP动态平衡,D正确。 5.C　[解析] 本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式,有氧气或无氧气是实验的自变量,而不是无关变量,A错误。有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解,所以既进行需氧呼吸(产生CO2的场所是线粒体基质),又进行厌氧呼吸(产生CO2的场所是细胞质基质);无氧组只进行厌氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,B错误。有氧组虽然进行需氧呼吸,但也进行厌氧呼吸(因为氧气不足),厌氧呼吸会产生酒精;无氧组进行厌氧呼吸,产生酒精,所以有氧组和无氧组均能检测到酒精,C正确。需氧呼吸过程中,1 mol葡萄糖分解产生6 mol CO2;厌氧呼吸过程中,1 mol葡萄糖分解产生2 mol CO2。由于有氧组同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸,所以有氧组产生的CO2量比仅进行需氧呼吸时少,那么有氧组和无氧组产生的CO2比值会小于6∶2=3∶1,D错误。 6.ABD　[解析] 乙罐头瓶中酵母菌进行无氧呼吸,其第二阶段产生酒精和二氧化碳,不产生 ATP,A正确;含18O的氧气参与有氧呼吸第三阶段生成水,水参与第二阶段生成CO2,所以瓶中产生的二氧化碳中可能有18O,B正确;该实验是对比实验,甲、乙均为实验组,C错误;用抽样检测法统计酵母菌数量,观察酵母菌数量变化可反映细胞呼吸对其生长的影响,D正确。 7.B　[解析] 有氧呼吸的前两个阶段均不需要氧气作为原料,第三阶段需要氧气作为原料,A错误;有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应,产生二氧化碳、NADH,释放少量能量,B正确;无氧呼吸第一阶段产生NADH,第二阶段消耗NADH,C错误;经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸或乙醇中,只释放出少量能量,D错误。 8.B　[解析] 分析题图,①是细胞呼吸的第一阶段,②是无氧呼吸的第二阶段,都发生在细胞质基质中,物质X为丙酮酸,A正确;①产生的NADH会参与②(无氧呼吸第二阶段)的反应,不会逐渐积累,B错误;肌肉细胞中进行产生酒精的无氧呼吸(过程Ⅱ),在产生酒精的同时也会产生CO2,C正确;题图所示两过程连续进行,其他细胞产生的乳酸可运输到肌肉细胞中转化为酒精排出体外,可有效避免乳酸在体内积累,有利于维持内环境稳态,D正确。 9.D　[解析] 在有氧呼吸中,葡萄糖分解产生的丙酮酸可转化为乙酰CoA,人体缺乏营养时脂滴自噬分解脂肪产生的脂肪酸也能转化为乙酰CoA,所以乙酰CoA来源于丙酮酸、脂肪酸等,将糖类和脂质代谢联系起来,A正确;溶酶体内含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器以及吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等,脂滴自噬过程需要溶酶体中的水解酶发挥作用,所以细胞中溶酶体功能较为活跃,B正确;依据题图信息可知,糖类和脂肪氧化分解的相同代谢过程是③,场所是线粒体,C正确;细胞中葡萄糖分解成丙酮酸的过程中有[H]生成,同时释放少量能量,D错误。 10.ABD　[解析] 分析题图可知,丙酮酸转化为甲的过程为哺乳动物细胞无氧呼吸第二阶段,该过程中不产生ATP,A错误;据图可知,丙酮酸借助孔蛋白通过膜a的过程应属于协助扩散,而通过膜b的动力来自膜两侧的H+浓度差,其方式为主动运输,B错误;膜b上的蛋白质Ⅴ既能运输H+,又能催化ATP的合成,C正确;酸性重铬酸钾溶液可以检测酒精,但不能用于检测哺乳动物细胞无氧呼吸产生的乳酸,D错误。 11.D　[解析] 分析题图,a点前植物根部细胞进行无氧呼吸,无氧呼吸过程中葡萄糖分解释放能量,一部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中,所以a点前根部细胞的呼吸作用中发生能量的转移,A错误;由题干可知该环境是无氧环境,b点时细胞只进行无氧呼吸,无氧呼吸的场所是细胞质基质,线粒体是有氧呼吸的主要场所,B错误;橙色的酸性重铬酸钾溶液与酒精反应会变成灰绿色,a点后细胞呼吸产物有乙醇,可使橙色的酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色,而不是由蓝变绿再变黄,C错误;a点与b点,细胞都只进行无氧呼吸,无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,后续过程不产生ATP,所以无氧呼吸过程中无论产物是乳酸还是乙醇,分解等量葡萄糖生成ATP的量是相同的,D正确。 12.D　[解析] 分析题表,正常通气条件下都有乙醇产生,说明正常通气条件下,根部细胞可进行有氧呼吸和无氧呼吸,根部细胞呼吸产生的CO2来自线粒体基质和细胞质基质,A错误;低氧胁迫条件下,甲品种油菜根部细胞产生的丙酮酸的量与乙品种的差异不大,产生的乙醇的量少于乙品种的,说明甲品种油菜根部细胞的无氧呼吸强度小于乙品种的,B错误;正常通气和低氧胁迫条件下,丙酮酸含量的差异不大,不能通过丙酮酸含量高低反映有氧呼吸强度,C错误;在低氧胁迫下,相较于乙品种,甲品种无氧呼吸产生的酒精较少,对根的影响较小,所以甲品种更适宜种植在油菜生长期降雨量偏多的地区,D正确。 13.B　[解析] 对种子进行表面消毒以避免种子表面微生物细胞呼吸的影响,但种子萌发无须在黑暗条件下进行,A错误;O~t1期间装置中O2含量变化与油菜种子的有氧呼吸有关,与无氧呼吸无关,无氧呼吸不消耗O2,B正确;t1~t2期间,O2含量没有发生变化,说明此时的A、B油菜种子没有进行有氧呼吸,如果种子有活性则只进行无氧呼吸,也可能种子已死亡,C错误;油菜种子的脂肪含量比较高,C、H比例高,与等量小麦种子萌发相比,O2的消耗量更多,如将油菜种子替换为等量小麦种子进行实验测定,曲线O~t1段的斜率会减小,D错误。 14.BC　[解析] 有氧呼吸中,1分子丙酮酸在第二阶段可彻底分解为3分子CO2,无氧呼吸产酒精途径中,1分子丙酮酸仅生成1分子CO2,因此,若消耗等量的丙酮酸,有氧呼吸产生的CO2量是产酒精途径的3倍,A正确;无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP,B错误;葡萄糖不能直接进入线粒体,需先在细胞质基质中分解为丙酮酸,C错误;长期水淹时,细胞缺氧会启动无氧呼吸,若持续产乳酸,会导致细胞酸中毒,转换为产酒精途径,酒精可通过细胞膜扩散出去,缓解酸中毒,利于细胞存活,这种代谢途径的切换是玉米在长期进化中适应水淹环境的结果,D正确。 15.(1)三　ADP和Pi　减慢　导致细胞供能不足、体温升高 (2)线粒体基质　储存在乳酸中、热能耗散、储存在ATP中 (3)让同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后,多次测定不同运动强度下的O2消耗速率和血浆中的乳酸含量 [解析] (1)题图所示过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸的第三阶段。由题意可知,X在ATP合成酶的作用下合成ATP,据此推断,物质X为ADP和Pi。正常情况下,细胞呼吸释放的能量少部分储存在ATP中,大部分以热能的形式散失,以维持细胞的能量供应和人体的体温,而某减肥药可以激活线粒体膜上的UCP2蛋白,使H+也可通过UCP2蛋白流至线粒体基质,则通过ATP合成酶流回线粒体基质的H+减少,推动ATP合成酶合成ATP的量减少,则能量在体内的转化率降低,造成大量的额外产热,从而导致细胞供能不足和体温过高。(2)人在快跑时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,但只在有氧呼吸的第二阶段产生CO2,其场所是线粒体基质。人在快跑时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,储存在葡萄糖中的能量去向有储存在乳酸中、热能耗散、储存在ATP中。(3)本实验的目的为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式,自变量是运动强度的不同,因变量是代谢产物的种类和生成速率,相应的观测指标为不同运动强度下氧气的消耗速率和血浆中的乳酸含量。设计的实验思路见答案。 16.(1)细胞质基质和线粒体基质 (2)p　p点乙醇脱氢酶活性开始下降,子叶耗氧量急剧增加,说明此时无氧呼吸减弱,有氧呼吸增强,故该点为种皮被突破的时间点(合理即可)　多于 (3)温度逐渐上升时,参与光合作用的酶活性上升的幅度大于参与呼吸作用的酶活性上升的幅度,导致光合作用强度上升的幅度大于呼吸作用强度上升的幅度,最终导致CO2吸收速率逐渐增大(合理即可) [解析] (1)NADH产生于有氧呼吸的第一阶段、第二阶段和无氧呼吸的第一阶段,产生NADH的具体部位是细胞质基质和线粒体基质。(2)由题图可知,p点时,乙醇脱氢酶活性开始下降,子叶耗氧量急剧增加,说明此时无氧呼吸减弱,有氧呼吸增强,说明种皮被突破,氧气可以自由进入种子,故该点为种皮被突破的时间点。q点时,种子无氧呼吸与有氧呼吸被氧化的NADH的相对值相等,根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可知,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多。(3)光照条件下,蚕豆幼苗既进行光合作用,又进行呼吸作用,温度逐渐上升时,参与光合作用的酶活性上升的幅度大于参与呼吸作用的酶活性上升的幅度,导致光合作用强度上升的幅度大于呼吸作用强度上升的幅度,最终导致CO2吸收速率逐渐增大。 学科网（北京）股份有限公司 $