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配餐作業(yè)(九)　ATP與細胞呼吸 1．下列有關酶和ATP的敘述正確的是(　　) A．酶的基本組成單位是氨基酸和脫氧核糖核苷酸 B．ATP中的能量可以來源于光能、化學能，也可以轉化為光能和化學能 C．酶通過為反應物供能和降低活化能來提高化學反應速率 D．ATP中的“A”與構成核酸(脫氧核糖核酸、核糖核酸)中的“A”表示相同物質 解析　本題考查酶的本質、基本組成單位及作用原理，ATP中能量的來源和去路，核酸與ATP結構的比較。在光合作用的光反應中形成ATP體現了光能可轉化為ATP中的化學能，在細胞呼吸中形成ATP體現了糖類等有機物中的化學能可轉化為ATP中的化學能，ATP中的化學能也能轉化為光能(如螢火蟲發(fā)光)和其他有機物中的化學能(如ATP中的化學能在光合作用的暗反應中轉化為糖類中的化學能)，B正確；酶的化學本質為蛋白質或RNA，因此組成酶的基本單位為氨基酸或核糖核苷酸，A錯誤；酶通過降低化學反應的活化能來提高反應速率，不能為反應物供能，C錯誤；ATP中的“A”為腺苷(由一分子核糖和一分子腺嘌呤組成)，而DNA和RNA中的“A”表示腺嘌呤，D錯誤。 答案　B 2．ATP是細胞的能量“通貨”，下列有關ATP的敘述正確的是(　　) A．與DNA、RNA相同，組成ATP的化學元素有C、H、O、N、P B．ATP的結構可簡寫為A—P～P～P，其中A由腺嘌呤和脫氧核糖結合而成 C．動物細胞中產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體 D．細胞內的化學反應有些是需要能量的，有些是釋放能量的，吸能反應一般與ATP的合成相聯系 解析　ATP、DNA和RNA的元素組成都是C、H、O、N、P，A正確；ATP的結構可簡寫為A—P～P～P，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖結合而成，B錯誤；動物細胞中產生ATP的細胞器是線粒體，動物細胞中無葉綠體，C錯誤；吸能反應一般與ATP的水解相聯系，D錯誤。 答案　A 3．如圖表示生物體內發(fā)生的兩個化學反應，請判斷下列相關說法中正確的是(　　) A．ATP分子水解時，圖中所示的化學鍵③④最易斷裂 B．圖中酶1和酶2的化學本質相同，但是二者的種類不同 C．細胞中的吸能反應一般與ATP的合成反應相聯系 D．ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制只發(fā)生在真核細胞內 解析　本題主要考查ATP的結構與功能的相關知識，意在考查考生獲取信息的能力及運用知識的能力。ATP是生命活動的直接能源物質，ATP水解時，遠離A的高能磷酸鍵④最易斷裂；圖中酶1為ATP水解酶，酶2為ATP合成酶，二者種類不同，但二者的化學本質均為蛋白質；細胞中吸能反應所需的能量由ATP水解提供，而釋放能量的反應(放能反應)則與ATP的合成反應相聯系；細胞內ATP與ADP間相互轉化的能量供應機制是生物界的共性之一，也存在于原核細胞中。 答案　B 4.如圖所示為真核生物細胞呼吸的部分過程，可在細胞質基質中發(fā)生的是(　　) A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析?、俦硎居醒鹾粑^程，發(fā)生場所是細胞質基質和線粒體，②和③表示兩種類型的無氧呼吸，均發(fā)生在細胞質基質中，④表示細胞呼吸中ATP的合成，可發(fā)生在細胞質基質和線粒體中，B正確。 答案　B 5．從內地到西藏旅游，很多人開始會出現乏力現象，原因是在缺氧的環(huán)境下，細胞呼吸的方式發(fā)生了改變，下列相關敘述中錯誤的是(　　) A．無氧呼吸增強，導致內環(huán)境乳酸增多，pH略有下降 B．無氧呼吸增強導致細胞釋放的能量減少 C．細胞質基質產生的能量增多，線粒體產生的能量減少 D．由于氧氣缺乏，導致有氧呼吸第一階段產生的丙酮酸減少，影響了第二、三階段的進行 解析　人進入高原后，由于氧氣含量下降，無氧呼吸增強，產生乳酸增加，內環(huán)境pH略有下降，A正確；O2濃度降低，無氧呼吸增強，細胞產生的能量減少，B正確；無氧呼吸的場所是細胞質基質，由于無氧呼吸增強，有氧呼吸減弱，因此在細胞質基質中產生的能量增多，線粒體產生的能量減少，C正確；葡萄糖酵解產生丙酮酸的階段不需要氧氣參與，氧氣減少直接影響了有氧呼吸的第三階段，D錯誤。 答案　D 6.如圖為線粒體的結構示意圖，其中不可能發(fā)生的反應是(　　) A．②處發(fā)生CO2的生成 B．①處產生ATP C．②處產生[H] D．③處發(fā)生[H]與O2的結合 解析　圖中①、②、③分別表示線粒體外膜、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸過程中，CO2產生于第二階段，發(fā)生的場所是線粒體基質；線粒體中產生ATP的部位是線粒體基質和線粒體內膜，ATP不可能在①處產生；有氧呼吸第二階段丙酮酸與H2O反應生成CO2和[H]，發(fā)生于線粒體基質中；[H]與O2的結合發(fā)生在線粒體內膜上。 答案　B 7．(2018黃岡調研)下面是生物界中能量通貨——ATP的“循環(huán)”示意圖。相關敘述正確的是(　　) A．組成圖中“M”和“N”的元素與動植物體內重要儲能物質的組成元素相同 B．圖中①過程消耗的能量1可來自光能，②過程釋放的能量2可轉化成光能 C．圖中“能量2”能為葡萄糖進入人成熟的紅細胞直接提供能量 D．代謝旺盛的細胞內ATP含量較多，代謝緩慢的細胞內ADP含量較多 解析　圖中“M”指的是腺嘌呤，“N”指的是核糖，前者含有氮元素，而動植物體內的重要儲能物質是脂肪，不含氮元素；光合作用過程中，合成ATP所需的能量來自光能，而螢火蟲夜間發(fā)光消耗的能量可由ATP直接提供；葡萄糖進入人成熟的紅細胞的跨膜運輸方式為協助擴散，而協助擴散不消耗能量；ATP在細胞內含量比較穩(wěn)定，代謝旺盛和代謝緩慢的細胞內ATP“循環(huán)”的快慢有差別。 答案　B 8．(2018許昌聯考)如圖是酵母菌呼吸作用實驗示意圖，下列相關敘述正確的是(　　) 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，并產生CO2和水 C．試劑甲為溴麝香草酚藍水溶液 D．物質a產生的場所為線粒體基質 解析　根據產物酒精判斷條件X為無氧，物質a為CO2，條件Y為有氧。無氧呼吸過程中葡萄糖中的能量大部分儲存在酒精中，一小部分儲存在ATP中，一小部分以熱能形式散失；葡萄糖在細胞質基質中被分解；試劑甲為酸性重鉻酸鉀溶液；圖中無氧呼吸產生CO2的場所為細胞質基質，有氧呼吸產生CO2的場所為線粒體基質。 答案　A 9．如圖為某生物小組探究酵母菌呼吸方式的實驗設計裝置。下列敘述錯誤的是(　　) A．實驗的自變量是有無氧氣，因變量是甲、丁兩試管中通入CO2的多少 B．乙、丙兩試管中的液體應先煮沸，冷卻后再加入酵母菌，以便消除其他微生物對實驗的影響 C．該實驗裝置的設計不夠嚴謹，通入乙試管中的空氣必須除去CO2 D．甲、丁兩試管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重鉻酸鉀溶液替代 解析　本題考查探究酵母菌呼吸方式的變式實驗，意在考查考生的實驗分析能力。A中，乙試管通入空氣，丙試管未通入空氣，分別提供了有氧和無氧的環(huán)境條件，可根據Ca(OH)2溶液的渾濁程度來大概判斷甲、丁試管中通入CO2的多少；B中，對試管中的液體進行滅菌，能消除其他微生物對實驗的影響；C中，空氣中含有CO2，對實驗結果有干擾；D中，Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚藍水溶液替代，酸性重鉻酸鉀溶液可以用來檢測有無酒精的生成。 答案　D 10．如圖表示某植物非綠色器官在不同O2濃度下，O2的吸收量和CO2的釋放量的變化情況，根據所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) A．N點時，該器官O2的吸收量和CO2的釋放量相等，說明其只進行有氧呼吸 B．M點是貯藏該器官的最適O2濃度，此時無氧呼吸的強度最低 C．該器官呼吸作用過程中有非糖物質氧化分解 D．L點時，該器官產生CO2的場所是細胞中的線粒體基質 解析　本題考查O2濃度對呼吸作用的影響，意在考查考生的理解能力和識圖分析能力。由于有非糖物質參與氧化分解，故O2的吸收量與CO2的釋放量相等不能說明該器官只進行有氧呼吸，A錯誤；M點細胞的總呼吸強度最低，但無氧呼吸強度并不是最低的，B錯誤；N點之后，O2的吸收量與CO2的釋放量不等，說明該植物非綠色器官呼吸作用過程中還有非糖物質的氧化分解，C正確；L點時，細胞只進行無氧呼吸，產生CO2的場所是細胞質基質，D錯誤。 答案　C 11．為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理，得到細胞質基質和線粒體，與酵母菌分別裝入A～F試管中，加入不同的物質，進行了如下實驗(見下表)。 試管編號 加入的物質 細胞質基質 線粒體 酵母菌 A B C D E F 葡萄糖 － ＋ － ＋ ＋ ＋ 丙酮酸 ＋ － ＋ － － － 氧　氣 ＋ － ＋ － ＋ － 注　“＋”表示加入了適量的相關物質，“－”表示未加入相關物質。 (1)會產生CO2和H2O的試管有________，會產生酒精的試管有________，根據試管________的實驗結果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所(均填試管編號)。 (2)有氧呼吸產生的[H]，經過一系列的化學反應，與氧結合形成水。2,4－二硝基苯酚(DNP)對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱能的形式散失，表明DNP使分布在____________的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)繼續(xù)進行。 解析　(1)在有酵母菌細胞質基質的試管中，可將葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，有氧氣時可在有線粒體的試管中將丙酮酸和[H]徹底氧化分解產生CO2和H2O，無氧氣時可在有細胞質基質的試管中將葡萄糖不徹底地氧化分解產生酒精和CO2，故C、E試管中均可產生CO2和H2O，B、F試管中均可產生酒精。F試管中細胞質基質和線粒體未分開，無法確定無氧呼吸的場所，而與B、D試管的結果進行對比，能確定酵母菌進行無氧呼吸的場所是細胞質基質。 (2)[H]在線粒體內膜上有關酶的作用下，與氧氣發(fā)生一系列反應形成水，DNP對該過程沒有影響，但能影響線粒體內膜上ATP合成酶的活性，從而使能量未用于合成ATP，都以熱能形式散失；試管E中可發(fā)生有氧呼吸全過程，加入DNP后，該過程不受影響，但影響ATP的合成。 答案　(1)C、E　B、F　B、D、F (2)線粒體內膜　能 12．如圖是某植物光合作用和細胞呼吸過程示意圖。Ⅰ～Ⅶ代表物質，①～③代表過程。據圖回答下列問題： (1)將該植物由光下突然置于黑暗中，甲圖中的C3的含量將________，C5的含量將________________。 (2)與馬鈴薯塊莖細胞在缺氧時的代謝相比，乙圖特有的步驟是________(填數字)，這些過程發(fā)生在____________________中。 (3)若用18O標記甲圖中的H2O，則在細胞呼吸產物中能首先測到放射性的物質是________，甲、乙兩圖中不同數字代表同一物質的標號是________________。 (4)根據上圖寫出根吸收無機鹽離子所需能量的形成過程：光能→______________→_________________→______________→用于吸收無機鹽離子的能量。 解析　(1)將植物由光下突然置于黑暗環(huán)境中。光反應停止，不能合成[H]和ATP，C3還原過程減慢，C3含量增多，C5含量減少。 (2)乙圖表示有氧呼吸過程，馬鈴薯塊莖在缺氧條件下進行無氧呼吸，與無氧呼吸相比，有氧呼吸特有的階段是第二、三階段，即乙圖中的②③過程，分別發(fā)生在線粒體基質中和線粒體內膜上。 (3)甲圖中的HO通過光解產生18O2，在有氧呼吸第三階段與[H]結合生成HO。甲、乙兩圖分別表示光合作用和有氧呼吸，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ分別表示NADPH、O2、CO2、(CH2O)、[H]、O2、CO2，Ⅱ、Ⅵ都表示O2，Ⅲ、Ⅶ都表示CO2。 答案　(1)增多　減少 (2)②③　線粒體的基質和內膜(或線粒體) (3)水　Ⅱ與Ⅵ、Ⅲ與Ⅶ (4)活躍的化學能　葡萄糖等有機物中穩(wěn)定的化學能　ATP中活躍的化學能 13．提倡有氧運動的原因之一是避免肌肉細胞無氧呼吸產生大量乳酸。如圖所示為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關系。結合所學知識，分析下列說法正確的是(　　) A．ab段為有氧呼吸，bc段為有氧呼吸和無氧呼吸，cd段為無氧呼吸 B．運動強度大于c后，肌肉細胞CO2的產生量將大于O2消耗量 C．無氧呼吸使有機物中的能量大部分以熱能散失，其余儲存在ATP中 D．若運動強度長時間超過c，會因為乳酸大量積累而使肌肉酸脹乏力 解析　cd段氧氣的消耗速率維持較高水平，同時血液中乳酸水平較高，cd段既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸，A錯誤；人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸，二氧化碳只能來自有氧呼吸，因此肌肉細胞CO2的產生量等于O2消耗量，B錯誤；無氧呼吸過程中有機物中的能量一部分釋放出來，大部分儲存在有機物不徹底的氧化產物乳酸中，釋放的能量大部分以熱能散失，其余儲存在ATP中，C錯誤；如果運動強度長時間超過c，血液中乳酸的積累量增大，內環(huán)境pH下降，會造成肌肉酸脹乏力，D正確。 答案　D 14．甲、乙兩個生物興趣小組分別利用圖 Ⅰ、圖 Ⅱ 裝置對酵母菌細胞呼吸方式進行了實驗。下列相關敘述中錯誤的是(　　) A．圖Ⅰ所示的實驗可以驗證酵母菌通過無氧呼吸釋放的能量大部分變成了熱能 B．圖Ⅱ所示的實驗可以探究酵母菌是否進行有氧呼吸 C．應設置一組對照實驗與Ⅱ形成對照，以排除外界環(huán)境因素的干擾 D．如果將Ⅱ中的NaOH溶液換成清水，則可探究酵母菌吸收O2和釋放CO2的體積差 解析　圖Ⅰ所示的實驗可以驗證酵母菌通過無氧呼吸釋放的能量有部分轉化為熱能，A錯誤；圖Ⅱ所示的實驗可以根據著色液是否左移探究酵母菌是否進行有氧呼吸，B正確；應設置一組酵母菌死亡其他條件與Ⅱ相同的對照實驗，以排除外界環(huán)境因素的干擾，C正確；如果將Ⅱ中的NaOH溶液換成清水，酵母菌吸收O2和釋放CO2的體積差可以導致著色液移動，D正確。 答案　A 15．呼吸商(RQ)指單位時間內進行呼吸作用的生物釋放二氧化碳量與吸收氧氣量的比值(RQ＝釋放的二氧化碳體積/消耗的氧氣體積)。圖1表示萌發(fā)小麥種子中發(fā)生的相關生理過程，A～E表示物質，①～④表示過程。圖2為測定消過毒的萌發(fā)的小麥種子呼吸商的實驗裝置。請分析回答下列問題： (1)圖1中，催化過程①②的酶存在于細胞的____________中，物質E表示________。 (2)圖2所示實驗乙中，KOH溶液中放置筒狀濾紙的目的是_____________________________________________________。 (3)假設小麥種子只以糖類為呼吸底物，在25 ℃下經10 min觀察墨滴的移動情況，若發(fā)現甲裝置中墨滴不移動，乙裝置中墨滴左移，則10 min內小麥種子中發(fā)生圖1中的________(填序號)過程；若發(fā)現甲裝置中墨滴右移，乙裝置中墨滴不動，則10 min內小麥種子中發(fā)生圖1中的________(填序號)過程。 解析　(1)由圖1知，①過程為細胞呼吸的第一階段(糖酵解)，產物為丙酮酸(A)和還原態(tài)氫(C)，在細胞質基質中進行；④過程為有氧呼吸的第二階段，產物為CO2(B)和還原態(tài)氫(C)，在線粒體基質中進行；③過程為有氧呼吸的第三階段，還原態(tài)氫(C)與O2(D)結合形成水，釋放大量能量，在線粒體內膜上進行；②過程為無氧呼吸的第二階段，產物為CO2(B)和酒精(E)，反應在細胞質基質中進行。因此，催化過程①②的酶存在于細胞質基質中，物質E為酒精。 (2)圖2所示實驗裝置乙中，KOH溶液中放置筒狀濾紙的目的是增大KOH溶液與氣體的接觸面積，方便吸收CO2。 (3)如果甲裝置中墨滴不動，裝置內沒有氣體的凈生成與凈消耗；乙裝置中墨滴左移，說明此時段內小麥種子消耗了O2，所以只進行了有氧呼吸，即發(fā)生了圖1中的①③④過程。若發(fā)現甲裝置中墨滴右移，說明裝置內有氣體的凈生成，可能進行了無氧呼吸和有氧呼吸；乙裝置中墨滴不動，說明裝置內沒有氣體的凈消耗，應該沒有進行有氧呼吸，即圖1中的①②過程。 答案　(1)細胞質基質　酒精 (2)增大吸收CO2的面積 (3)①③④?、佗?