描写春天的文章-秋天的景色

第10讲 细胞的能量“通货”——ATP ATP的
主要来源——细胞呼吸
课时训练·知能提升 限时式检测 梯级式提升
(时间:40分钟 分值:90分)
测控导航表
知识点
的组成和功能及ADP与ATP相互转化
2.细胞呼吸的类型、过程及场所
3.细胞呼吸的影响因素及应用
4.探究细胞呼吸的方式
5.综合考查
一、选择题:本大题共9小题,每小题5分,共45分。
1.关于细胞呼吸的叙述,正确的是 ( B )
A.种子风干脱水后呼吸强度增强
B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸
C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
解析:种子风干脱水后自由水含量降低,细胞代谢缓慢,细胞呼吸强度
减弱;土壤淹水后,植物根系缺 氧导致根系细胞进行无氧呼吸;破伤风
杆菌能够侵入人体深部的组织细胞,进行无氧呼吸并大量繁殖,有 氧
条件能抑制破伤风杆菌的繁殖;小麦种子萌发过程中,自由水含量上
升,代谢加快,有氧呼吸 加强。
题号及难易度
2,5,11
1,4,6,10
3,7(中),8(中)
9(中)
12

2.(2013武汉武昌区高三期末)下列有关ATP的叙述中,不正确的是
( C )
中的能量可以来源于光能或化学能
的合成不一定伴随有机物的氧化分解
C.人体紧张或愤怒状态下,细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP
的速率
D.人体剧烈运动中,机体通过神经和体液调节,细胞产生ATP的速率
迅速增加
解 析:对植物而言,产生ATP的途径有2个:光合作用的光反应阶
段,ADP和Pi利用光能合成ATP ;呼吸作用将有机物分解释放的能量提
供给ADP和Pi生成ATP。故A、B项正确。ATP在细胞内 虽然含量少,
但始终处于动态平衡之中,如人体紧张、愤怒或剧烈运动时,ATP分解
(消耗) 加快,那么ATP合成也加快。故C错,D正确。
3.(2014安徽蚌埠质检)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 )
A.消耗等量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多
B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
C.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,主要来自线粒体内膜
解析:由题意知,快肌纤维的细胞呼 吸方式主要是无氧呼吸,慢肌纤维
的细胞呼吸方式主要是有氧呼吸,消耗等量的葡萄糖,慢肌纤维的有< /p>

氧呼吸释放产生ATP较多;快肌纤维几乎不含线粒体,进行无氧呼吸,
慢肌纤维 进行有氧呼吸,细胞有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都是在
细胞质基质中将葡萄糖分解为[H]、丙酮酸 ,同时释放出少量能量,合
成少量ATP;人肌肉细胞无氧呼吸会产生大量乳酸,乳酸的积累会导
致肌肉酸痛;慢肌纤维细胞中有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,
该过程释放的能量最多,合成的A TP最多。
4.(2014山东师大附中期中)一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母
菌,1小 时后测得该容器中O
2
减少24 mmol,CO
2
增加48 mmol,则在1
小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的( D )
A.13倍 B.12倍 C.2倍 D.3倍
解析:1小时后测得该容器中O
2
减少24,则有 氧呼吸消耗葡萄糖的量
为4,CO
2
增加48,则无氧呼吸产生的二氧化碳的量为24 ,无氧呼吸消
耗的葡萄糖为12,所以酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的
3倍。 5.(2013芜湖模拟)生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如图
所示。以下说法错误的 是( C )

A.a过程和b过程都有[H]的生成和消耗
B.①过程和②过程的酶和场所不相同
C.c表示吸收的能量,d表示释放的能量,两者数值相等、形式相同
在活细胞中的含量很少,但转化速度很快

解析:由图示可知, a过程表示动 物和人及绿色植物的呼吸作用,b过
程表示绿色植物的光合作用,这两个过程都有[H]的生成和消耗; ①过
程表示ATP的合成,②过程表示ATP的分解,细胞进行这两个过程需要
的酶和场所不相 同;c表示合成ATP的能量来源,d表示ATP水解释放
的能量,两者数值和形式不一定相同;ATP 是细胞中普遍使用的能量
载体,含量不多,但在细胞中易于再生,转化速度很快。
6.(2014福建厦门质检)如图表示糖类代谢的示意图,相关叙述正确
的是( D )

A.③过程需要水的参与,发生在线粒体的内膜上
B.②过程产生少量的ATP,③、④产生大量的ATP
C.①过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中
D.⑤过程不发生在人体细胞中,是因为缺乏相关的酶
解析:③过程为有氧呼吸第二阶段,发 生在线粒体基质中,该过程需要
水参加反应;②过程是有氧呼吸第一阶段,该过程可产生少量ATP,③
④过程分别是有氧呼吸第二、三阶段,只有有氧呼吸第三阶段才能产
生大量ATP;①是糖类物 质的水解,糖原分解成葡萄糖可发生在肝脏
细胞中,不能发生在肌肉细胞中;⑤过程为产生酒精的无氧呼 吸,不能
发生在人体细胞中,人体细胞中缺乏催化产生酒精的酶。

7.(20 13河北武邑一模)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入
不同浓度的O
2
时,其 产生的酒精和CO
2
的量如图所示。据图中信息推
断错误的是( C )

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b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当氧浓度为c时,25的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D.a、b、c、d不同氧浓度下,细胞都产生[H]和ATP
解析:氧浓度为a时,酒精和 CO
2
的量相等,即比值为1∶1,酵母菌只进
行无氧呼吸,A正确;氧浓度为b时, CO
2
的量大于酒精的量,说明酵母
菌有两种呼吸方式,氧浓度为d时酒精的量为0, 酵母菌只进行有氧呼
吸,B正确;当氧浓度为c时,酒精的量为6,无氧呼吸消耗的葡萄糖为
3 ,由CO
2
的量15可知有氧呼吸产生的CO
2
为:15-6=9,可得出有 氧呼吸
消耗的葡萄糖为:1.5,则有23的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵,C错;
有氧呼吸和无 氧呼吸都产生[H]和ATP,D正确。
8.(2014烟台质检)在a、b、c、d条件下,测得某 植物种子萌发时CO
2
和O
2
体积变化的相对值如表。若底物是葡萄糖,则下 列叙述中正确的
是( B )
条件 a b c d

CO
2
释放量
O
2
吸收量
10
0
8
3
6
4
7
7
A.a条件下,呼吸产物除CO
2
外还有乙醇或乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少
C.c条件下,种子消耗的葡萄糖最少
D.d条件下,产生的CO
2
来自细胞质基质和线粒体
解析:无氧条件下产 生了CO
2
,这说明该植物的无氧呼吸产物是酒精,
不会是乳酸;b条件下,氧气消耗 的相对值为3,可计算出葡萄糖消耗
的相对值为0.5,无氧呼吸产生CO
2
的相对值 为5,可计算出消耗葡萄
糖的相对值为2.5;有氧呼吸时,消耗葡萄糖最少;d条件下,种子只进行有氧呼吸,CO
2
全部来自线粒体。
9.(2013广东六校第二次联考)某 研究小组利用检测气压变化的密闭
装置来探究微生物的呼吸,实验设计如下。关闭活栓后,U形管右管液
面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至
参考点,实验中定时记录右 管液面高度相对于参考点的变化(忽略其
他原因引起的容积变化)。下列有关说法正确的是( C )

A.甲组右管液面变化,表示的是微生物呼吸二氧化碳的产生量
B.乙组右管液面变化,表示的是微生物呼吸CO
2
的释放量
C.甲组右管液面升高,乙组不变,说明微生物只进行有氧呼吸
D.甲组右管液面不变,乙组下降,说明微生物进行乳酸发酵
解析:本题以探究细胞呼吸方式 为载体,考查装置图分析判断、综合运
用知识的能力。甲组装置中,锥形瓶中二氧化碳及微生物产生的二 氧
化碳均被NaOH溶液吸收,该装置中微生物有氧呼吸消耗氧气导致锥
形瓶内气压降低,故右 管液面变化是微生物有氧呼吸消耗氧气量的变
化。乙组装置中,微生物有氧呼吸消耗氧气同时产生等量二 氧化碳,
有氧呼吸过程中气体体积不变,微生物的无氧呼吸会产生二氧化碳,
导致锥形瓶内气压 升高,故右管液面变化表示微生物无氧呼吸产生二
氧化碳量。微生物只进行有氧呼吸,则有氧呼吸过程中 二氧化碳释放
量与氧气消耗量相等,则甲组锥形瓶气压降低,甲组右侧液面升高;乙
组锥形瓶气 压不变,乙组的液面不变。微生物无氧呼吸若为乳酸发酵,
乳酸发酵过程不消耗也不产生气体,甲组及乙 组右管的液面应均不变
化。
二、非选择题:本大题共3小题,共45分。
10.(12分)如图是有氧呼吸过程图解,请依图回答问题:

(1)写出1、2、3所代表的物质名称。
1. ,2. ,3. 。
(2)写出4、5、6所代表的能量的多少(填“大量能量”或“少量能量”)。
4. ,5. ,6. 。
(3)有氧呼吸的主要场所是 ,进入该场所的呼吸底物
是 。
(4)人体内血红蛋白携带的O
2
进入组织细胞的线粒体内至少要通过
层生物膜。
(5)如果O
2
供应不足,则人体内C
6
H
12
O
6
的分解产物是 ,释放的
能量 ,反应场所
是 。
解析:(1)图示中1应为有氧呼吸第一阶段产物即丙酮酸;3为第二阶
段产物即CO< br>2
,2为有氧呼吸第三阶段产物即H
2
O。(2)4、5、6均为细
胞 呼吸过程产生的能量,有氧呼吸第三阶段产生能量6最多,有氧呼
吸第一、二阶段产生能量4、5较少。 (3)有氧呼吸的场所是细胞质基
质和线粒体,有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,有氧呼吸第二、三
阶段发生在线粒体,故线粒体是有氧呼吸的主要场所。(4)人体内血红
蛋白携带的氧气进入组 织细胞的线粒体至少需穿越红细胞膜、毛细血
管壁(两层膜)、组织细胞膜及线粒体双层膜共6层生物膜 。(5)人体

细胞在缺乏氧气的条件下进行无氧呼吸,人体细胞无氧呼吸产物为乳
酸,该过程发生在细胞质基质。
答案:(1)丙酮酸 水 二氧化碳
(2)少量能量 少量能量 大量能量
(3)线粒体 丙酮酸 (4)6
(5)乳酸 少 细胞质基质 11.(15分)最新研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞
间信息传递中的一种信 号分子,其作为信号分子的作用机理如图所
示。请分析回答:

(1)在下列生物体的生命活动中,不直接依赖于ATP水解的是( )
A.胃蛋白酶的合成 B.细胞的生长
C.骨骼肌的收缩 D.红细胞吸收葡萄糖
(2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱
离下来,最后剩下的是 。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能
引起受体细胞 的膜电位变化。据图分析,科学家当初推测ATP可作为
神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是:

。
(4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X
物质将 细胞处理24小时,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡
的百分率,经过多次实验后,所得数据 如表所示:
实验组
编号
A
B
C
D
E
F
①该实验的因变量
是 。
②实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系?


。
X物质的浓度
(mg·mL
-1
)
0
2
4
8
16
32
细胞内ATP的浓度
(mmol·mL
-1
)
80
70
50
20
5
1
细胞死亡
的百分率
1
3
10
25
70
95

解析:(1)ATP是生 物体进行各项生命活动的直接能源物质,各项生命
活动如新物质(有机物)的合成、无机盐离子的吸收、 细胞的生长和分
裂及肌肉收缩等都需要ATP水解供能。葡萄糖进入红细胞的方式为协
助扩散, 不需要消耗能量。(2)ATP中的高能磷酸键断裂时,会释放出
大量的能量,ATP水解脱下两个磷酸 基团后生成的AMP能参与形成的
生物大分子是RNA,如果磷酸基团完全脱落,剩下的是腺苷。(3) 据图
分析,科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的
实验思路是设法把A TP与典型神经递质分开,单独去研究其作用,即:
①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间 的信息传递后,
发现受体细胞仍能接收到部分神经信号;②科学家寻找到靶细胞膜上
有ATP的 受体。(4)①该实验的因变量就是实验结果所观察到的实验
现象,即:细胞中ATP的浓度和细胞死亡 的百分率。②实验数据表明,
该实验的因变量之间的联系:细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细< br>胞死亡的百分率增加。
答案:(1)D
(2)腺苷
(3)①科学家用化学 物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递
后,发现受体细胞仍能接收到部分神经信号;②科学家寻 找到靶细胞
膜上有ATP的受体
(4)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率 ②细胞内ATP浓度下
降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加

12.( 18分)生物呼吸作用的底物(有机物)种类及含量的差异,会导致
呼吸作用释放的CO
2与吸收的O
2
比发生差异,这可用呼吸熵表示:呼吸
熵(RQ)=呼吸作用释放的 CO
2
呼吸作用吸收的O
2
,为了测定种子萌发
时的呼吸熵,现准备 了3只锥形瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的
小麦种子、10%的NaOH溶液、NaHCO
3
、清水等,并组装成下面三套
装置。

其中甲实验装置设计如下:锥形 瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小
烧杯,杯中插入一根折叠滤纸条。瓶底放入一些蒸馏水浸泡过 的滤纸
圆片,再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上,加
入适量蒸馏水。整个 装置密封,并放到20 ℃恒温环境培养。
(1)小烧杯中插入一根折叠滤纸条的作用是
。
(2)由于发芽小麦种子(已消毒)的呼吸作用,甲装置内的气体发生了
变化,使得墨水 滴向右移动,显然瓶内气体减少了,减少的气体
是 。

(3)甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦种子的呼吸熵,由此
还要利用 乙装置来测定发芽小麦种子呼吸作用过程中的某一种气体
的变化;测定单位质量小麦种子呼吸时CO2
释放量与O
2
消耗量的比值,
请补充完整下面主要的方法步骤:

①


②用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作;
③测出 ;
④再计算出CO
2
释放量。
(4)若甲装置测出的实验数据(墨水滴 移动量)为X,乙装置所测得的
实验数据(墨水滴移动量)为Y,则呼吸熵计算式为


。
如果呼吸熵小于1,说明
。
据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO
2
释放
量与O
2
消耗量的比值为油菜种子 (填“大”、“等”或“小”)
于小麦种子。
(5)为了纠正环境因素引起的实验测量误差 ,必须另设丙装置进行校
正。则丙装置:锥形瓶中加入 ,小烧杯
内加入 ,其他处理与实
验组完全相同,同 时记录相同时间内的读数变化。如丙装置的墨水滴
在实验后向左移动量为Z,则氧气实际消耗量应为 。

解析:(1)小烧杯中的NaOH溶液用于吸收呼吸作用产生的CO
2< br>;在小烧
杯中插入一根折叠滤纸条,NaOH溶液便会扩散到滤纸上,可增大吸收
CO< br>2
的能力。(2)甲装置中发芽小麦种子呼吸作用时消耗氧气,并放出
二氧化碳,其中C O
2
被NaOH溶液吸收。使得锥形瓶中气压下降,导致
墨水滴向右移动。可见减少的 气体为氧气。(3)甲装置内的气体变化
是氧气的消耗量,为了求出发芽小麦种子的呼吸熵,还得测定发 芽小
麦种子呼吸作用过程中CO
2
气体的变化量。因此可以根据甲装置及题
干 中所列的器材与试剂,启发设计出测定CO
2
气体变化的装置乙,其与
装置甲的不同之 处在于烧杯中的液体应用同体积的清水,既不吸收氧
气,也不吸收二氧化碳。则容器内气体体积的减少量 代表消耗的氧气
和释放的二氧化碳体积的差值,从而可以计算出种子呼吸作用释放的
CO
2
量。(4)由题意可知,装置甲测得的X为小麦呼吸作用所吸收的氧
气量,装置乙测得的Y 为小麦种子呼吸作用所吸收的氧气量与放出的
二氧化碳量的差值。则小麦种子呼吸作用放出的二氧化碳量 =X-Y。那
么据题干所提供呼吸熵(RQ)=呼吸作用释放的CO
2
呼吸作用吸收的 O
2
,
可得计算公式为(X-Y)X。小麦种子的主要成分为淀粉,呼吸熵接近于1。而干重相同的油菜种子含有大量的脂肪,脂肪分子中氢对氧的比例
较糖类分子高,氧化时需要较 多的氧。故油菜种子的RQ较小麦种子的
RQ要小些。(5)丙装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子 时,对瓶
中的气体变化几乎没有影响。则丙装置的墨水滴在实验后向左移动量
Z应为实验测量的 误差值,所以校正后可得氧气的实际消耗量应为
X+Z。

答案:(1)增大CO
2
的吸收能力
(2)氧气
(3)①锥形瓶的小烧杯不加入NaOH溶液,代之以等量的清水 ③相同
时间内密闭系统的气体体积净变化量
(4)(X-Y)X 呼吸底物中含脂肪 小
(5)与实验组等量的死种子 与实验组等量的清水 X+Z
【教师备用】
1. (2013湖南郴州第二次质检)为研究酵母菌的发酵产物,某研究小
组设计了如下图甲所示的装置,并 将有关检测结果绘制成图乙。①号、
②号试管中均加入3 mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析下列
说法正确的是( C )


A.检验发酵产物酒精需向①号试管中滴加含重铬酸钾的浓硫酸溶液
B.设②号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰
C.图乙曲线b表示①号试管内玻璃管口气泡释放速率变化
D.图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律

解析:本题以酵母菌 细胞呼吸方式及过程为载体,考查实验装置图和
曲线图分析判断、综合运用知识、实验探究的能力。酵母 菌发酵后取
样即在锥形瓶中取样,可用含重铬酸钾的浓硫酸溶液检验酒精的存在,
其基本原理是 酒精可使含重铬酸钾的浓硫酸溶液颜色由橙色变为灰
绿色;设置②试管是与试管①进行对照,①②号试管 中加入的是澄清
的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,②试管的设置是为了排除空气中二
氧化碳的干 扰,用②号试管作对照使实验结果明显,而不是排除温度
对实验结果的影响;随着培养时间的延长,营养 物质的消耗和有害代
谢产物的积累等因素,导致酵母菌的数量先增加后减少,图乙曲线b
表示酵 母菌培养液中酵母菌数量变化;①号试管内玻璃管口的气泡释
放速率先增加后下降,图乙曲线b表示①号 试管内玻璃管口气泡释放
速率变化。
2.将某种植物种子在水中浸透,然后按如图装置进行实 验,实验开始
时X液面位置与Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每
小时的液面变 化情况。请回答下列问题:


时间(h)
0
1
X液面位置(cm)
5.0
7.0

2
3
4
5
6
7
8
9
9.0
11.0
13.0
14.5
15.5
15.8
15.8
15.8
(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加 水,使代谢增
强。
(2)装置中使用NaOH溶液的目的
是 ,
X液面变化值表
示 。
(3)影响结果准确性的环境因素有 (至少写两
个)。为确保实验 结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的,需设
置另一个相同装置,该装置除试管内金属网上需要放 、
的同种种子外,其他条件与上图装置相同。
(4)实验4小时后液面变化减缓乃至不变,原因是


。

(5)为了探究植物体呼吸强度的变化规律,研究人员在不同的温度和
不 同的氧含量下,测定了一定大小的新鲜菠菜叶的二氧化碳释放量
(表中为相对值),其数据如下表所示。 请分析回答下列问题。
CO
2
%
O
2
% 0.1 1.0 3.0 10.0 20.0 40.0
温度℃
3
10
20
30
40
5.1
31.2
46.4
59.8
48.2
3.6
53.7
35.3
41.4
17.3
1.2
5.9
6.4
8.8
7.1
4.4
21.5
38.9
56.6
42.4
5.4
33.6
65.5
100
74.2
5.3
32.6
67.2
100
73.5
①为了能使实验数据真实地反映呼吸强度的变化,实验环境应保
持 ,原因是避免 的
干扰。
②研究人员在对数据分析时,发现在温度、氧含量分别为
的条件下所测数据可能是错误的。
③就图中数据分析,菠菜长期贮藏的最佳环境条件
是 。
解析: (1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加自由水,使代谢增
强。(2)NaOH与少量的CO2
反应生成Na
2
CO
3
、H
2
O,装置中使 用NaOH溶
液的目的是吸收种子细胞呼吸产生的CO
2
,由于有氧呼吸吸收的氧气< br>体积与放出的二氧化碳体积相等,二氧化碳被NaOH溶液吸收,故装置

内气体减 少,压强降低,X液面升高,且升高值表示种子有氧呼吸消耗
的O
2
体积。(3)影响 结果准确性的环境因素实际上是影响实验的无关
变量,除去自变量和因变量之外的就是无关变量,主要有 气温(温度)、
气压、装置气密性等因素,为确保实验结果只是由实验装置中种子的
生理活动引 起的,需设置另一个相同装置,也就是设置对照组,所以与
实验组不同的应是金属网上需要放等量、煮熟 (或死亡)的同种种子。
(4)由于有氧呼吸进行,氧气减少,有氧呼吸减弱直至停止,无氧呼吸
加强,进行无氧呼吸释放的CO
2
被NaOH溶液吸收。管内气压没有明显
变化。
答案:(1)自由
(2)吸收种子细胞呼吸产生的CO
2
种子有氧呼吸消耗的O
2
体积
(3)气温、气压、装置气密性(至少答出两个,其他答案合理也可) 等
量 煮熟(或死亡)
(4)氧气减少,有氧呼吸减弱。而种子进行无氧呼吸释放的CO
2
被NaOH
溶液吸收。管内气压没有明显变化
(5)①遮光(黑暗状态) 叶片进行光合作用
②10 ℃、1.0% ③3 ℃、3.0%