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細胞的能量“通貨”——ATP ATP的主要來源——細胞呼吸 基礎(chǔ)達標(biāo) 1.(2018福建廈門外國語學(xué)校三模)下列有關(guān)ATP的敘述,正確的是(　　) A.ATP中的A不是腺嘌呤 B.O2進入紅細胞伴隨著ATP的水解 C.暗反應(yīng)中ATP用于固定CO2和還原C3 D.生命活動旺盛的細胞中ATP的含量較多 答案 A 解析 ATP中的A代表腺苷,不是腺嘌呤,A項正確;O2以自由擴散的方式進入紅細胞,不需要ATP供能,B項錯誤;暗反應(yīng)中ATP用于還原C3,CO2的固定不消耗ATP,C項錯誤;細胞內(nèi)ATP的含量都很少,生命活動旺盛的細胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的速度較快,D項錯誤。 2.下圖為細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖,下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A.過程①所需能量來自有機物分解時釋放或葉綠體利用光能時轉(zhuǎn)換 B.能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)間流通 C.活細胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速率會受到溫度和pH的影響 D.吸能反應(yīng)一般與①過程相聯(lián)系,放能反應(yīng)一般與②過程相聯(lián)系 答案 D 解析 圖中過程①為合成ATP的過程,過程②為ATP水解形成ADP的過程,細胞呼吸過程中產(chǎn)生ATP,所需能量來自有機物的分解,光合作用過程中產(chǎn)生ATP的能量來自光能的轉(zhuǎn)換,A項正確;能量以ATP為載體,在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)間流通,B項正確;ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化需要酶的催化,而酶活性受溫度和pH的影響,C項正確;吸能反應(yīng)伴隨著ATP的水解,即②過程,而放能反應(yīng)伴隨著ATP的合成,即①過程,D項錯誤。 3.下列關(guān)于酶和ATP的敘述,正確的是(　　) A.ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是兩個完全可逆的過程 B.隨著溫度的降低,酶促反應(yīng)的活化能也隨之下降 C.酶的形成需要消耗ATP,ATP的形成需要酶的催化 D.原核細胞合成ATP時能量只能來自細胞呼吸釋放的化學(xué)能 答案 C 解析 ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的兩個過程的反應(yīng)類型、所需酶、反應(yīng)場所等都不相同,因此二者之間的相互轉(zhuǎn)化不是可逆的,A項錯誤;在一定的范圍內(nèi),隨著溫度的降低,酶的活性下降,而酶促反應(yīng)的活化能是不會降低的,B項錯誤;酶的本質(zhì)是生物大分子,一般來說,生物大分子的合成需消耗能量,ATP的形成是酶促反應(yīng)過程,C項正確;原核細胞合成ATP時能量可來自細胞呼吸釋放的化學(xué)能,有些也可來自光合作用,如藍藻,D項錯誤。 4.葡萄糖是細胞進行有氧呼吸最常利用的物質(zhì)。將一只實驗小鼠放入含有放射性18O2氣體的容器內(nèi),18O2進入細胞后,最先出現(xiàn)的具有放射性的化合物是(　　) A.丙酮酸　　　　　　　　B.乳酸 C.二氧化碳 D.水 答案 D 解析 18O2進入小鼠細胞后首先參與的是有氧呼吸第三階段的反應(yīng),與[H]反應(yīng)生成水。 5.下圖表示酵母菌呼吸過程中碳原子轉(zhuǎn)移的大致路徑,下列有關(guān)分析正確的是(　　) C6H12O6丙酮酸CO2 A.在有氧和無氧條件下,①過程發(fā)生的場所不同 B.在有氧和無氧條件下,催化②過程的酶可以不同 C.若圖中②過程發(fā)生在線粒體中,則②過程釋放的能量最多 D.在有氧和無氧條件下,圖中①②過程均有ATP生成 答案 B 解析 ①過程為有氧呼吸或無氧呼吸的第一階段,其場所均為細胞質(zhì)基質(zhì),A項錯誤;②過程表示有氧呼吸或無氧呼吸的第二階段,有氧呼吸第二階段,丙酮酸與水被徹底分解生成CO2和[H],無氧呼吸第二階段,丙酮酸分解成C2H5OH和CO2,故催化②過程的酶可以不同,B項正確;若圖中②過程發(fā)生在線粒體中,則表示有氧呼吸第二階段,釋放少量的能量,C項錯誤;無氧呼吸僅在第一階段產(chǎn)生少量的ATP,D項錯誤。 6.(2018湖南師大附中摸底考試)下圖表示細胞呼吸的主要過程,下列說法正確的是(　　) A.過程①②只能在有氧條件下進行 B.破傷風(fēng)桿菌和大腸桿菌能進行過程①② C.人體中進行過程②的場所是線粒體內(nèi)膜 D.過程①②③④都能在植物細胞中發(fā)生 答案 D 解析 過程①在有氧和無氧條件下都能進行,只有過程②(有氧呼吸的第二、三階段)必須在有氧條件下進行,A項錯誤。破傷風(fēng)桿菌是原核生物,是厭氧菌,不能進行有氧呼吸,B項錯誤。過程②是有氧呼吸的第二、三階段,發(fā)生場所是線粒體的基質(zhì)和內(nèi)膜,C項錯誤。過程④是乳酸發(fā)酵的第二階段,在馬鈴薯塊莖和甜菜的塊根中可以進行,D項正確。 7.下列生命活動過程,能在所有活細胞中發(fā)生的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.核膜的消失和重建 B.ATP的合成與水解 C.光能的吸收與轉(zhuǎn)化 D.CO2的產(chǎn)生與擴散 答案 B 解析 核膜的消失和重建只有在能進行有絲分裂的細胞中發(fā)生,A項錯誤;所有的活細胞都能進行呼吸作用,都能合成ATP,所有活細胞都能消耗ATP,即ATP水解供能,B項正確;只有能進行光合作用的細胞,才能吸收光能,C項錯誤;哺乳動物成熟的紅細胞不能進行有氧呼吸,能進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸,不產(chǎn)生CO2,D項錯誤。 8.將廣柑儲藏于密閉的土窯中,儲藏時間可以為4~5個月;利用大窯套小窯的辦法,可使黃瓜儲藏時間達到3個月,這種方法在生物學(xué)上稱為“自體保藏法”。下列關(guān)于“自體保藏法”的說法錯誤的是(　　) A.“自體保藏法”是一種簡便的果蔬儲藏法,但其易受外界環(huán)境的影響 B.“自體保藏法”的原理是依靠果蔬呼吸釋放的CO2抑制自身的細胞呼吸 C.在密閉環(huán)境中,O2濃度越低,CO2濃度越高,儲藏效果越好 D.在“自體保藏法”中,如能使溫度保持在1~5 ℃,儲藏時間會更長 答案 C 解析 密閉環(huán)境中,CO2濃度越高,有氧呼吸被抑制的程度越大,同時無氧呼吸的強度會增大,無氧呼吸消耗的有機物會更多,其產(chǎn)物酒精還會傷害植物細胞,這與儲藏的目的不符,因此C項錯誤。 9.細胞呼吸原理廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。下表中有關(guān)措施與對應(yīng)的目的不恰當(dāng)?shù)氖?　　) 選項 應(yīng)　用 措施 目　　的 A 種子儲存 曬干 降低自由水含量,降低細胞呼吸 B 乳酸菌制 作酸奶 密封 加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸發(fā)酵 C 水果保鮮 零下低溫 降低酶的活性,降低細胞呼吸 D 栽種莊稼 疏松土壤 促進根有氧呼吸,利于吸收礦質(zhì)離子 答案 C 解析 儲藏種子時,必須降低自由水含量,使種子處于風(fēng)干狀態(tài),從而使細胞呼吸降至最低,以減少有機物的消耗,A項正確;乳酸菌是嚴(yán)格厭氧的微生物,所以制作酸奶的整個過程要嚴(yán)格密封,以加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸發(fā)酵,B項正確;水果保鮮時,既要保持水分,又要降低酶的活性以減少通過細胞呼吸消耗的有機物,因此需零上低溫儲藏,C項錯誤;植物根對礦質(zhì)元素的吸收是一個主動運輸?shù)倪^程,需要消耗能量和載體蛋白的協(xié)助,栽種莊稼時疏松土壤,可以提高土壤中氧氣的含量,有利于根細胞的有氧呼吸,從而為根吸收礦質(zhì)離子提供更多的能量,D項正確。 能力提升 1.下圖是探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A.條件X下葡萄糖中能量的去向有三處 B.條件Y下,葡萄糖在線粒體中被分解,并產(chǎn)生CO2和水 C.試劑甲為溴麝香草酚藍水溶液 D.物質(zhì)a產(chǎn)生的場所為線粒體基質(zhì) 答案 A 解析 根據(jù)產(chǎn)物酒精判斷條件X為無氧,無氧呼吸過程中葡萄糖中的能量大部分儲存在酒精中,一部分儲存在ATP中,一部分以熱能形式散失,A項正確;線粒體不能直接利用葡萄糖,B項錯誤;試劑甲為酸性重鉻酸鉀溶液,C項錯誤;圖中物質(zhì)a為CO2,無氧呼吸產(chǎn)生CO2的場所為細胞質(zhì)基質(zhì),有氧呼吸產(chǎn)生CO2的場所為線粒體基質(zhì),D項錯誤。 2.下圖表示光照、儲藏溫度對番茄果實呼吸強度變化的影響。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A.番茄果實細胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì) B.光照對番茄果實呼吸的抑制作用在8 ℃時比15 ℃時更強 C.低溫、黑暗條件下更有利于儲存番茄果實 D.儲藏溫度下降時果實呼吸減弱,可能與細胞內(nèi)酶活性降低有關(guān) 答案 C 解析 圖示信息表明,光照條件下細胞呼吸比黑暗條件下細胞呼吸弱,所以光照條件下更有利于番茄果實的儲存,C項錯誤。 3.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液,當(dāng)通入不同濃度的氧氣時,產(chǎn)生的酒精和CO2的量如下表所示。分析表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是(　　) 氧濃度/% a b c d 產(chǎn)生CO2的量/mol 9 12.5 15 30 產(chǎn)生酒精的量/mol 9 6.5 6 0 A.氧濃度為a時,酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率 B.氧濃度為b時,相同時間內(nèi)酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的多 C.氧濃度為c時,有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵 D.氧濃度為d時,酵母菌只進行有氧呼吸,不進行無氧呼吸 答案 D 解析 氧濃度為a時,由產(chǎn)生的酒精和CO2均為9 mol可知,酵母菌只進行無氧呼吸,A項錯誤;氧濃度為b時,由產(chǎn)生酒精6.5 mol可知,無氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6.5 mol,無氧呼吸消耗的葡萄糖為3.25 mol,有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為12.5-6.5=6(mol),有氧呼吸消耗的葡萄糖為1 mol,因此無氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多,B項錯誤;氧濃度為c時,由產(chǎn)生酒精6 mol可知,無氧呼吸產(chǎn)生CO2為6 mol,無氧呼吸消耗的葡萄糖為 3 mol,有氧呼吸產(chǎn)生CO2為15-6=9(mol),有氧呼吸消耗的葡萄糖為1.5 mol,因此用于無氧呼吸(酒精發(fā)酵)的葡萄糖占葡萄糖總量的3/(3+1.5)100%=66.7%,C項錯誤;由氧濃度為d時酒精為0 mol可知,酵母菌只進行有氧呼吸,D項正確。 4.下圖為探究酵母菌進行的細胞呼吸類型的裝置圖,下列現(xiàn)象中能說明酵母菌既進行有氧呼吸,同時又進行無氧呼吸的是(　　) A.裝置1中液滴左移,裝置2中液滴不移動 B.裝置1中液滴不移動,裝置2中液滴右移 C.裝置1中液滴左移,裝置2中液滴右移 D.裝置1中液滴右移,裝置2中液滴左移 答案 C 解析 裝置1中NaOH溶液可吸收CO2,整個裝置中氣壓的變化由O2含量變化引起;裝置2中小燒杯中是清水,裝置內(nèi)的氣壓變化由CO2釋放量和O2吸收量的差值決定。由于酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生CO2,而有氧呼吸吸收O2并產(chǎn)生等量的CO2,若酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸,則裝置1中液滴應(yīng)左移(因有氧呼吸消耗O2導(dǎo)致氣壓下降),裝置2中液滴右移(因無氧呼吸產(chǎn)生了CO2)。 5.(2018山東濟寧一模)ATP、GTP、CTP和UTP是細胞內(nèi)四種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只是堿基的不同,下列敘述錯誤的是 (　　) A.ATP的合成常伴隨著細胞內(nèi)的放能反應(yīng) B.1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì) C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構(gòu)成的 D.UTP斷裂兩個高能磷酸鍵后可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料 答案 C 解析 細胞的吸能反應(yīng)常伴隨著ATP的水解,放能反應(yīng)總是與ATP的合成相關(guān)聯(lián);ATP、GTP、CTP和UTP是細胞內(nèi)四種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只是堿基的不同,1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì),即磷酸、核糖和堿基;CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖構(gòu)成的;UTP斷裂兩個高能磷酸鍵后是尿嘧啶核糖核苷酸,是RNA的基本單位之一,可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料。 6.圖甲是細胞內(nèi)部分生命活動示意圖,其中①②③④表示生理過程,A、B、C、D表示生命活動產(chǎn)生的物質(zhì)。圖乙是某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。請據(jù)圖回答下列相關(guān)問題。 (1)圖甲中在生物膜上發(fā)生的生理過程是　　　　(填數(shù)字),A表示　　　　　　　,D表示　　　　　。產(chǎn)生能量最多的生理過程是　　　　(填數(shù)字)。 (2)圖乙中只完成圖甲中生理過程①②③的氧濃度是　　　　　　　。圖乙中最適合儲存水果或蔬菜的氧濃度是　　　　　　　。 (3)氧濃度為b時,植物細胞無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的　　　　　　　倍。 答案 (1)③　丙酮酸　乳酸　③　(2)d　c　(3)5 解析 (1)圖甲中生理過程①為細胞呼吸第一階段,發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中;生理過程②為有氧呼吸的第二階段,發(fā)生的場所為線粒體基質(zhì);生理過程③為有氧呼吸的第三階段,發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上,其產(chǎn)生的能量最多;生理過程④為無氧呼吸第二階段。A物質(zhì)是丙酮酸,B物質(zhì)為[H],C物質(zhì)為乙醇,D物質(zhì)為乳酸。(2)圖乙中氧濃度為a時,該器官沒有吸收O2,有CO2生成,因此植物細胞只進行無氧呼吸;氧濃度為d時,O2吸收量和CO2釋放量相等,植物細胞只進行有氧呼吸;氧濃度為b和c時,CO2的釋放量大于O2的吸收量,則植物細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。氧濃度為c時,植物細胞進行細胞呼吸釋放的CO2的量最少,故c是儲存水果或蔬菜的最佳氧濃度。(3)氧濃度為b時,O2吸收量為3,則有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3,無氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為5,根據(jù)有氧呼吸與無氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式可知植物細胞無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍。 7.由于萌發(fā)的種子所占體積小,代謝水平高,因此,常用作生物實驗材料。下面三個裝置以萌發(fā)的種子為材料,研究細胞呼吸的產(chǎn)物及方式。據(jù)圖回答下列問題。 (1)為排除微生物對實驗效果的干擾,常將萌發(fā)的種子進行　　　　　　　處理。 (2)為使實驗結(jié)果科學(xué)嚴(yán)謹,應(yīng)設(shè)置對照實驗。結(jié)合上述三套實驗裝置,確定實驗?zāi)康?并確定對照實驗的設(shè)置情況(將①~⑥補充完整)。 裝置 實驗?zāi)康? 對照實驗的設(shè)置情況 甲 ① ② 乙 ③ ④ 丙 ⑤ ⑥ ①　。 ②　。 ③　。 ④　。 ⑤　。 ⑥　。 (3)增設(shè)對照實驗后,乙組兩個裝置中有色液滴如何移動,證明萌發(fā)的種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)消毒 (2)①探究細胞呼吸是否產(chǎn)生熱量?、诘攘康募訜釟⑺啦⒗鋮s至常溫的萌發(fā)種子?、厶骄棵劝l(fā)種子的呼吸作用方式　④將NaOH溶液換成等量的清水?、萏骄糠N子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2?、薜攘康募訜釟⑺赖拿劝l(fā)的種子 (3)含NaOH溶液的裝置中有色液滴左移,含清水的裝置中有色液滴右移 解析 (1)為排除微生物細胞呼吸的影響,種子必須進行消毒處理。(2)從三個裝置中所給的儀器可以判斷出“待觀測指標(biāo)”,再根據(jù)待觀測指標(biāo)推斷出實驗?zāi)康?由實驗?zāi)康拇_定出對照實驗的設(shè)置情況。甲裝置:溫度計→測定萌發(fā)種子是否產(chǎn)生熱量→根據(jù)題目推斷出實驗?zāi)康臑椤疤骄考毎粑欠癞a(chǎn)生熱量”→對照實驗應(yīng)為不能進行細胞呼吸的“死種子”。乙裝置:有色液滴移動情況→容器內(nèi)氣體體積變化情況→根據(jù)題目推斷出實驗?zāi)康臑椤疤骄棵劝l(fā)種子的細胞呼吸方式”→NaOH溶液吸收CO2,可更換為不吸收CO2的清水作為對照。丙裝置:澄清的石灰水能否變混濁→是否產(chǎn)生CO2→根據(jù)題目推斷出實驗?zāi)康臑椤疤骄糠N子的細胞呼吸是否產(chǎn)生CO2”→對照實驗應(yīng)為不能進行細胞呼吸的“死種子”。(3)乙裝置增設(shè)對照實驗后,在含NaOH溶液的裝置中,無論有氧呼吸還是無氧呼吸所產(chǎn)生的CO2都被NaOH溶液吸收,而O2消耗會使裝置中氣體體積減小,故有色液滴左移。在含清水的裝置中進行的有氧呼吸不會引起裝置中氣體體積變化,但是無氧呼吸會使裝置中氣體體積變大,故有色液滴右移。