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专题10 细胞的能量“通货”ATP ATP的主要来源细胞呼吸（题型专练）1研究人员选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组，其中训练组每天进行运动训练(持续不断驱赶斑马鱼游动)，对照组不进行。训练一段时间后，分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后的肌肉乳酸含量，结果如下图。下列叙述正确的是()A乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的B静止时斑马鱼所需ATP主要在细胞质基质生成C运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例D运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度【答案】C2细胞呼吸包含复杂的物质与能量变化，图示为酵母菌细胞呼吸中部分代谢过程，表示不同反应步骤。下列叙述中正确的是()A过程发生在细胞质基质，过程发生在线粒体中B有氧呼吸中发生过程，无氧呼吸只发生过程C过程中合成ATP的能量来自过程中ATP的分解D完成后，ATP和C3H4O3只含有C6H12O6中的部分能量【答案】D【解析】过程是消耗ATP形成六碳糖再产生ATP形成三碳糖，都是发生在细胞质基质中的，故A错误；有氧呼吸和无氧呼吸都发生和两个过程，故B错误；过程中合成ATP的能量来自有机物的分解，故C错误；完成后，ATP和丙酮酸中只含有葡萄糖中的部分能量，有部分以热能形式散失掉了，故D正确。3有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度O2时，其产生的酒精和CO2的量如下图所示。据图中的信息推断错误的是()A氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸B当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵C当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同Da、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生H和ATP【答案】B4下图表示某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙述正确的是()A当氧气浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸B当氧气浓度为a时，该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖相等C曲线中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体D曲线也可以表示酵母菌的细胞呼吸与氧浓度的关系【答案】A【解析】图中曲线表示该器官进行无氧呼吸产生的CO2量，曲线表示进行有氧呼吸产生的CO2量，曲线表示该器官进行细胞呼吸产生的CO2总量。当氧浓度为b时无氧呼吸速率为0，该器官只进行有氧呼吸；当氧气浓度为a时有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等，但无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍；该器官有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；酵母菌是兼性厌氧菌，其细胞呼吸与氧浓度的关系应如曲线所示。5.下列关于“葡萄糖丙酮酸CO2”的过程，叙述错误的是()A过程可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行B过程可产生ATP，也可不产生ATPC过程可产生H，也可消耗HD过程可在线粒体中进行，也可在细胞质基质中进行【答案】D6.下图1是高等植物细胞的亚显微结构模式图，图2是该细胞内进行的某些代谢活动，下列各项叙述中不正确的是()A图1中的共同构成细胞的生物膜系统B图2中的甲和丙过程进行的场所分别是图1中的和C在图1中与无机环境中碳循环关系最密切的细胞器有D图2中的c、e分别是H和酒精，其中c物质通过膜的方式是自由扩散【答案】D【解析】图1是高等植物细胞亚显微结构图，图2是细胞呼吸过程示意图。生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜组成，图1中是液泡，是高尔基体，是细胞膜，是细胞核，是线粒体，是叶绿体，因此共同构成细胞的生物膜系统，A正确；细胞呼吸是在细胞质基质和线粒体中完成的，图2中的甲是细胞呼吸的第一阶段，场所是图1中的细胞质基质，丙是有氧呼吸的第三阶段，其场所是图1中的线粒体，B正确；无机环境中的碳循环主要以二氧化碳的形式进行，与其有关的细胞器是叶绿体和线粒体，C正确；图2中的a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、H、O2、酒精。c物质是H，通过膜的方式是主动运输，D错误。7.如图表示生物体内的部分代谢过程，相关说法合理的是()A过程中均有能量产生B在缺氧的情况下过程不会有H产生C在氧气充足的情况下，过程发生在线粒体中D过程的发生需要核糖体、mRNA、tRNA等的参与【答案】D8下列生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸知识的叙述，不正确的是 ()A提倡慢跑，可防止因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力B用酵母菌发酵生产酒精的过程中，pH发生变化是其死亡率上升的原因之一C无氧环境中有利于果蔬保存D作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞呼吸【答案】C【解析】本题考查细胞呼吸原理的应用，意在考查考生的理解能力及实际应用能力。慢跑过程中肌细胞内氧气供应充足，可避免因无氧呼吸产生的肌肉酸胀，A正确；酵母菌发酵过程中，因有大量二氧化碳的产生，pH会逐渐降低，从而引起酶活性的变化，这是引起酵母菌死亡的原因之一，B正确；无氧环境下，果蔬细胞无氧呼吸较强，不利于其保存，正确保存条件是低温、低氧、一定湿度，C错误；作物种子在贮藏前需要干燥，使其散失大量自由水，以抑制细胞呼吸减少有机物消耗，D正确。9已知1 mol葡萄糖通过有氧呼吸释放的能量为2870 kJ，其中有1161 kJ的能量储存在ATP分子中(ATP分子中的一个高能磷酸键水解释放的能量为30.54 kJ/mol)。下列有关说法不正确的是()A1 mol葡萄糖通过有氧呼吸可以产生19 mol ATPB有氧呼吸产生的ATP主要来自第三阶段C有氧呼吸产生的能量中约有40%可以被需能的生命活动所利用D有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失掉了【答案】A10下列三幅图描述的是环境因素与呼吸作用间的关系，下列叙述错误的是()A图甲中的变量可表示在一定呼吸强度范围内细胞中的含水量B图乙中的变量可表示温度，而温度是通过影响酶的活性来影响呼吸速率的C图丙中的曲线代表无氧呼吸，且氧浓度为10%时无氧呼吸停止D图丙中的曲线代表有氧呼吸，且呼吸作用强度随氧浓度增大而不断增强【答案】D【解析】本题考查影响呼吸作用的因素。从图丙中可以看出当氧浓度达到一定值时，曲线不再上升，故D错误。11某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示，t1、t2表示1030 之间的两个不同温度。下列分析正确的是()A与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏B与t2相比，t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏Ct1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏Dt1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1t2，t1时不利于叶片贮藏【答案】C12下列有关图示装置的叙述不正确的是()A此装置是研究微生物呼吸作用与温度的关系B实验前煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气C微生物发酵时的呼吸作用强弱受温度影响D发酵液中的微生物在此装置中可能进行无氧呼吸【答案】A【解析】本题考查呼吸作用类型及实验装置。本题迷惑性较大，易误认为此装置是探究微生物呼吸作用与温度的关系，其实此装置也可以探究微生物的呼吸作用类型，A项错误；煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气，B项正确；微生物的呼吸作用强弱会受温度等条件影响，C项正确；发酵液中的微生物可能进行有氧呼吸，也可能进行无氧呼吸，D项正确。13某同学在研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物时，设计了如下实验：取新鲜马铃薯块茎，洗净，切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入N2，装置示意图如图。下列说法不正确的是()A向锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境B若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵C实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒D溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水【答案】B14人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是()A消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的H少B两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸和ATPC短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D慢跑时慢肌纤维产生的ATP，主要来自线粒体基质【答案】D【解析】本题考查呼吸作用的相关知识，意在考查考生的理解和分析能力。快肌纤维几乎不含线粒体，说明快肌纤维主要进行无氧呼吸，消耗等摩尔的葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维(进行有氧呼吸)产生的H少；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖在细胞质基质中产生丙酮酸和少量ATP、H；短跑时快肌纤维进行无氧呼吸，从而产生大量乳酸，使人体产生酸痛感觉；有氧呼吸在第三阶段产生大量ATP，这一阶段发生在线粒体内膜上。15某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞()A主要通过无氧呼吸生成ATPB产生的热量远多于其他细胞C线粒体基质不参与有氧呼吸D没有进行有氧呼吸第三阶段【答案】B16据下图判断，关于生物体内ATP的叙述正确的是()A甲、乙、丙都不含高能磷酸键B植物体内能量1可以用于水的光解C乙是构成RNA的基本组成单位之一D能量2可以来自蛋白质水解【答案】C【解析】由图示知，甲为ADP，含有一个高能磷酸键；水光解释放能量，产生ATP；乙由腺苷和磷酸组成，为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；能量2用于ADP合成ATP，蛋白质水解是吸能反应。17ATP合成酶是细胞中常见的蛋白质，它由两部分组成，F0为嵌入生物膜的疏水端，F1为生物膜外的亲水端(如图所示)，下列叙述错误的是()AATP合成酶与ATP的共有组成元素一定包括C、H、O、NBATP脱去两个磷酸基团后形成一磷酸腺苷(AMP)，AMP是某些酶的基本组成单位之一CATP合成酶存在于原核细胞细胞膜、真核细胞线粒体内膜、叶绿体类囊体膜等生物膜上D人体剧烈运动时肌肉细胞中的ATP水解供能，此时肌肉细胞中ATP合成酶没有活性【答案】D【解析】ATP合成酶是蛋白质，因此和ATP的共有组成元素一定包括C、H、O、N，A项正确。AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，可以构成RNA，有些酶是RNA，B项正确。从图中可以看出ATP合成酶在膜结构上，可存在于原核细胞的细胞膜、真核细胞线粒体内膜、叶绿体类囊体膜等生物膜上，C项正确。人体剧烈运动时肌肉细胞中的ATP水解供能的同时也在不断产生ATP，ATP合成酶很活跃，D项错误。18ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是()A线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用B机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATPC在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATPD植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用【答案】B19下列生命活动过程中，不消耗ATP的是()A叶绿体基质中将C3还原为糖B突触前膜向胞外释放神经递质C线粒体内膜上H与氧结合生成水D植物根细胞逆浓度吸收矿质离子【答案】C【解析】叶绿体基质中将C3还原为糖需要光反应提供的ATP，A错误；突触前膜以胞吐的形式释放神经递质，需要消耗ATP，B错误；线粒体内膜上的H与氧结合生成水和大量的ATP，不需要消耗能量，C正确；根从低浓度到高浓度吸收矿质离子需要消耗ATP，D错误。20 ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是()A在主动运输过程中，乙的含量会明显增加B丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D甲乙和乙丙过程中，起催化作用的酶空间结构相同【答案】C【解析】图中甲为ATP，乙是ADP，生物体内的ATP和ADP含量非常少，但二者都处于动态平衡状态，所以主动运输过程中，乙的含量不会明显增加，A错误；丙是腺嘌呤核糖核苷酸，含有一个磷酸键，B错误；丁为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成，C正确；催化甲乙和乙丙过程的酶不同，D错误。21ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，据图判断下列叙述正确的是()A在主动运输过程中，乙的含量会明显增加B丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一C丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成D甲乙和乙丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同【答案】C22某研究小组探究酸雨对大豆种子萌发时能量代谢的影响，在其他条件适宜的黑暗环境中进行实验，种子中ATP含量和细胞呼吸速率的变化如下图所示。请回答：图甲图乙(1)ATP是细胞生命活动的_能源物质。种子中ATP含量属于该实验研究的_变量。(2)由图甲可知，酸雨可能通过_阻碍大豆种子萌发。由图乙可知，酸雨可能通过_阻碍大豆种子萌发。(3)结合图甲、图乙分析，57天ATP含量_，原因可能是_。(4)为进一步探究种子萌发过程中是否进行了无氧呼吸，可用_试剂进行检测。【答案】(1)直接因(2)降低ATP含量/抑制ATP的合成/促进ATP水解降低呼吸速率(3)下降ATP的消耗量增加(4)酸性的重铬酸钾/重铬酸钾23种子萌发指干种子从吸收水到胚根(或胚芽)突破种皮期间所发生的一系列生理变化过程。(1)种子能否正常萌发，除了与_ _等外界因素有关，还受到种子是否具有生活力等内部因素制约。测定种子的生活力常用TTc法，其原理是有生活力的种子能够进行呼吸代谢，在呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释放的氢可以将无色的2,3,5三苯基氯化四氮唑(TTc)还原为红色的三苯甲腙，使种胚染为红色。死亡的种子由于没有_作用，TTc不能被还原为三苯甲腙，种胚不被染成红色。(2)干燥种子最初的吸水不能像根的成熟区细胞那样发生_吸水，而是依靠吸胀作用吸水，吸胀作用的大小与细胞内原生质凝胶物质对水的亲和性有关，蛋白质、淀粉和纤维素对水的亲和性依次递减。因此，含_较多的豆类种子的吸胀作用大于含淀粉较多的禾谷类种子。(3)种子萌发时的吸水过程和呼吸作用可以分为3个阶段(如图)，图中曲线1表示种子吸水过程的变化，曲线2表示CO2释放的变化，曲线3表示O2的吸收变化。在吸水的第一阶段和第二阶段，CO2的产生量_(填“大于”“等于”或“小于”)O2的消耗量，到吸水的第三阶段，O2的消耗则大大增加。这说明种子萌发初期的呼吸作用主要是_。吸水的第三阶段，呼吸作用迅速增加，因为胚根突破种皮后，_。【答案】(1)充足的水分、适宜的温度和足够的氧气呼吸(2)渗透作用蛋白质(3)大于无氧呼吸氧气供应得到改善，且新的呼吸酶和线粒体已大量形成【解析】(1)种子的萌发通常需要充足的水分、适宜的温度和足够的氧气等外界条件。呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释放的氢可以将无色的2,3,5三苯基氯化四氮唑(TTc)还原为红色的三苯甲腙，使种胚染为红色。死亡的种子由于没有呼吸作用，底物无法被脱氢酶催化，故使TTc不能被还原为三苯甲腙，种胚不能被染成红色。(2)依据题意可得出含蛋白质较多的豆类种子的吸胀作用较大。(3)种子萌发初期主要进行无氧呼吸，故在种子萌发的第一阶段和第二阶段二氧化碳的释放量大于氧气消耗量，胚根突破种皮后，氧气供应得到改善，新陈代谢旺盛，且新的呼吸酶和线粒体已大量形成，此时生长较快。24下列图甲表示某植物种子在萌发过程中重量(干重与鲜重)变化，图乙为培养种子的密闭容器中O2和CO2的变化示意图。请据图回答：(1)图甲中表示种子萌发过程中鲜重变化的曲线是_(填序号)。(2)鲜重变化的原因主要是_，图甲中曲线ac变化的主要原因是_，曲线cd变化的主要原因是_ _。(3)图乙中，表示O2吸收量变化的曲线是_，另一条曲线表示_。(4)图乙e点以前，曲线表明细胞的呼吸方式为_，e点以后两曲线重合，写出此时细胞呼吸的反应式_ _。【答案】(1)(2)细胞吸收水分种子进行呼吸作用消耗有机物种子萌发长成幼苗光合作用积累有机物，使干重增加(3)二氧化碳的释放量(4)有氧呼吸和无氧呼吸C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量(3)种子萌发过程中有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，表示密闭容器中O2和CO2的变化曲线，其中的变化大于或等于，因此是二氧化碳的释放量，是氧气的吸收量。(4)图乙e点以前，二氧化碳的释放量多于氧气的吸收量，此时细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，e点之后二氧化碳的释放量与氧气的吸收量相当，表明此时细胞只进行有氧呼吸，有氧呼吸的反应式为C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。25为了探究酵母菌所进行的呼吸作用的类型(即异化类型)，请根据所给的材料和用具设计实验。(1)实验目的：_ _。(2)实验原理：酵母菌如果只进行有氧呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等；如果只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二氧化碳；如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。(3)实验材料和用具：酵母菌培养液、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100 mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。(4)实验方法：将实验材料和用具按图示配好实验装置一，如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验，请指出另一个实验装置应如何设计。(在方框内装置图表示，并注上文字)(5)实验结果及结论：_。_。_。【答案】(1)探究酵母菌所进行的呼吸作用类型(4)如图说明：强调等量酵母菌培养液和用等量的清水代替NaOH，观察红色液滴的移动情况。(5)装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不移动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸装置一中的液滴不动，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
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