内容正文:
作业验收评价(九) ATP的结构与功能和细胞呼吸的原理
(标的题目为推荐讲评题目,配有精品课件)
一、选择题
1.(2026·巴彦淖尔模拟)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
2.(2026·大连模拟)某细胞中的部分生理过程如图所示,①和②代表不同的化学反应。下列叙述正确的是 ( )
A.能量Ⅰ只能来自化学反应释放的能量
B.反应①只能发生在细胞质基质和线粒体中
C.能量Ⅱ可用于肾小管细胞对水分的重吸收
D.反应②往往伴随着生物体内的吸能反应
3.(2026·合肥模拟)ATP是一种可为细胞代谢提供能量的物质,分子结构式如图所示,也可以简写成A—P~P~P。下列有关说法错误的是 ( )
A.吸能反应和放能反应常与⑤的断裂和形成相关联
B.ATP中的能量可以来源于光能,但不能转化为光能
C.ATP简写式中的A表示腺苷,由图中的①和②组成
D.ATP经水解断裂④⑤后可得到RNA的基本单位之一
4.(2026·汉中模拟)下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述,错误的是 ( )
A.所有活细胞都能通过细胞呼吸生成 ATP
B.人体内产生 CO2的细胞呼吸一定是有氧呼吸
C.若利用葡萄糖进行无氧呼吸,大部分能量以热能形式散失
D.人体利用葡萄糖进行有氧呼吸,可将其进行彻底氧化分解
5.可立氏循环是指在激烈运动时,肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度,这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸,使NAD+再生,保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是 ( )
A.机体进行可立氏循环时,肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量
B.有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜处被消耗
C.肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达
D.丙酮酸被还原为乳酸的过程中,产生NAD+和少量ATP
6.(2025·郑州三模)植物乳杆菌是益生菌配方中一种常见的微生物,其细胞呼吸的代谢途径如图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.无氧条件下,细胞内会积累乳酸和NAD+
B.①③发生在细胞质基质中,②发生在线粒体中
C.产物H2O中的O来自O2,CO2中的O来自水和葡萄糖
D.无氧条件下,葡萄糖中的能量最终都转移至乳酸和ATP中
7.(2026·内江模拟)储存不当的鲜银耳和泡发过久的木耳常被剧毒物质米酵菌酸(C28H38O7)污染。米酵菌酸由椰毒假单胞菌产生,加热到100 ℃都不易分解。线粒体内膜上的腺嘌呤核苷酸易位酶(ANT)能等比例转运ADP和ATP,米酵菌酸通过影响ANT的构象抑制其活性(如图)。下列说法正确的是 ( )
A.米酵菌酸是耐高温的蛋白质,污染的食物煮熟不易降低其毒性
B.线粒体产生的ATP可参与细胞代谢中的放能反应
C.米酵菌酸会造成ADP在线粒体基质侧积累
D.米酵菌酸可能造成细胞严重缺少能量而死亡
8.[多选]如图表示人体细胞中谷氨酸的部分代谢途径,其中TCA循环(三羧酸循环)表示有氧代谢途径。下列叙述正确的是 ( )
A.谷氨酸为人体的必需氨基酸,可作为能源物质
B.谷氨酸转变成谷胱甘肽属于化合反应,需消耗ATP
C.TCA循环产生的NADH可与O2结合生成H2O
D.α⁃酮戊二酸经TCA循环在线粒体和细胞质基质中产生CO2
9.[多选]乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,研究人员设计丙组为实验组,甲、乙均为对照组,其中甲组是正常生长的幼苗,部分实验结果如图2所示。下列叙述正确的是 ( )
A.丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2+进行淹水处理
B.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP
C.淹水胁迫时,该植物根细胞以乙醇发酵途径为主
D.Ca2+影响ADH、LDH 的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
二、非选择题
10.(12分)(2026·邢台模拟)细胞呼吸时,线粒体内膜出现电子传递,形成了跨膜的电势差和H+梯度差,以驱动ATP合成,如图1所示。回答下列问题:
(1)在细胞呼吸的过程中,NADH在复合物Ⅰ的作用下被氧化时,释放的能量主要用于驱动 运输到膜间隙。Cytc发挥的作用是 。(2分)
(2)图示反应发生在细胞呼吸的第 阶段,驱动ATP 合酶合成ATP 的直接能量是_____________
___________________________________________________________________________________。(3分)
(3)为验证H+梯度差的产生和NADH 的氧化有关,某实验小组做了实验:从细胞中分离得到线粒体,将其悬浮于不含 O2的培养液中,溶液外接pH电极后密封试管(如图2所示),测量溶液 H+浓度的变化(如图3所示)。已知H+可自由渗透线粒体外膜。
①实验初始设置“无氧”条件作对照,目的是 。加入O2前,溶液H+浓度保持稳定,原因是NADH的氧化受阻,线粒体基质中的 。
②加入O2后,溶液 H+浓度持续升高,原因是 。随后H+浓度开始下降,说明发生了 的过程,此时线粒体内 ATP 浓度会 。(7分)
答案
作业验收评价(九)
1.选D 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之间的化学键是一种特殊的化学键,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ATP是细胞中吸能反应和放能反应的纽带,D正确。
2.选D 能量Ⅰ是用于合成ATP的能量,它不仅能来自化学反应释放的能量(如细胞呼吸),还能来自光能(如光合作用光反应阶段),光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上,A、B错误;肾小管细胞对水分的重吸收方式是被动运输,不需要消耗能量, C错误;反应②是ATP的水解反应,ATP水解会释放能量,往往伴随着生物体内的吸能反应,D正确。
3.选B 吸能反应和放能反应常与远离腺苷的特殊的化学键(⑤)的断裂和形成相关联,A正确;植物进行光合作用,将光能转化为ATP中的化学能,萤火虫发光即是ATP中的能量转化为光能,故ATP中的能量可以来源于光能,也可以转化为光能,B错误;ATP结构简写式中的A由腺嘌呤(①)和核糖(②)组成,表示腺苷,C正确;ATP经过水解断裂④⑤之后可以得到腺嘌呤核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位之一,D正确。
4.选C 所有活细胞都需要通过细胞呼吸分解有机物释放能量,以维持生命活动,而细胞呼吸的实质是分解有机物、释放能量并生成ATP,因此所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP,A正确;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,CO2只能在线粒体基质中通过有氧呼吸第二阶段产生,B正确;无氧呼吸中葡萄糖分解不彻底,其中大部分能量仍储存在有机物(如乳酸或酒精)中,C错误;有氧呼吸可将葡萄糖彻底氧化分解为CO2和H2O,D正确。
5.选C 人体激烈运动时,肌细胞中既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸,有氧呼吸产生二氧化碳的量与消耗氧气的量相等,无氧呼吸不消耗氧气,也不产生二氧化碳,因此总产生的二氧化碳与总消耗的氧气的量相等,A错误;有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生,在线粒体内膜处被消耗,B错误;肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖,根本原因是葡萄糖异生途径相关基因的选择性表达,C正确;丙酮酸被还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段,该阶段产生NAD+,不产生ATP,D错误。
6.选C 无氧条件下,NAD+可生成NADH等物质,细胞内会积累乳酸,但通常不会积累NAD+,A错误;植物乳杆菌为原核生物,不具备线粒体,B错误;有氧呼吸中O2作为最终电子受体与H+结合成水;而呼吸作用放出的CO2中的氧主要来自底物(葡萄糖)和水,C正确;无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量大多残存在乳酸中,释放出的能量大部分以热能散失,少数转化为ATP中能量,D错误。
7.选D 从米酵菌酸的化学式C28H38O7可知,它不是蛋白质(蛋白质的基本组成元素除C、H、O外,还有N等元素),A错误;线粒体产生的ATP可参与细胞代谢中的吸能反应,B错误;米酵菌酸会造成ADP在细胞质基质侧积累,C错误;由于米酵菌酸抑制了ANT的活性,影响了ADP和ATP的转运,进而影响了线粒体中ATP的输出,会造成细胞严重缺少能量而死亡,D正确。
8.选BC 谷氨酸属于非必需氨基酸,可以作为能源物质参与有氧代谢途径,A错误;谷氨酸转变成谷胱甘肽(三肽)属于化合反应,需消耗ATP,B正确;TCA循环为有氧呼吸的第二阶段,发生于线粒体基质中,TCA循环产生的NADH可与O2结合生成H2O,C正确;α酮戊二酸经TCA循环产生CO2的过程发生在线粒体基质中,D错误。
9.选ACD 本实验旨在探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,自变量为Ca2+的有无以及植物的水淹状况,因为丙组是实验组,要探究Ca2+的作用,其处理方式应为选择生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca2+进行淹水处理,A正确;丙酮酸生成乳酸或酒精的过程属于无氧呼吸的第二阶段,在细胞呼吸中,无氧呼吸第二阶段并不产生ATP,B错误;由图2可知,与甲组(正常生长组)相比,乙组(水淹处理组)的ADH活性、LDH活性均增强,且ADH活性增强更明显,故淹水胁迫时,该植物根细胞以乙醇发酵途径为主,C正确;由图2可知,与乙组(水淹处理组)相比,丙组ADH活性较高,会消耗更多乙醛,LDH活性稍低,会产生较少乳酸,所以淹水条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞中乳酸和乙醛的积累,从而减轻对根细胞的伤害,D正确。
10.解析:(1)在细胞呼吸的过程中,NADH在复合物Ⅰ的作用下被氧化时,释放的能量主要用于驱动H+运输到膜间隙。图中Cytc发挥的作用是传递电子。
(2)图示反应发生在线粒体内膜上,属于有氧呼吸的第三阶段,图中驱动ATP合酶合成ATP的直接能量是线粒体内膜两侧H+梯度势能。
(3)①实验初始设置“无氧”条件作对照,该操作的目的是排除O2干扰,确保H+梯度仅由NADH氧化驱动,使实验结果更具说服力。加入O2前,溶液H+浓度保持稳定,这是因为NADH的氧化受阻,线粒体基质中的H+不能跨线粒体内膜被运出。
②加入O2后,NADH被氧化,线粒体基质中的H+被泵出,H+透过线粒体外膜进入溶液,溶液H+浓度持续升高。随后H+浓度开始下降,说明发生了H+顺浓度梯度回流至线粒体基质的过程,该过程中驱动了ATP的产生,此时线粒体内 ATP 浓度会升高。
答案:(1)H+ 传递电子 (2)三 线粒体内膜两侧H+梯度势能 (3)①排除O2干扰,确保 H+梯度仅由NADH氧化驱动 H+不能跨线粒体内膜被运出 ②NADH被氧化,线粒体基质中的 H+被泵出,H+透过线粒体外膜进入溶液 H+顺浓度梯度回流至线粒体基质 升高
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