2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè) 第5章 第2節(jié)　細(xì)胞的能量“貨幣”ATP含答案

2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè)第5章第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.說(shuō)出ATP的結(jié)構(gòu)。2.闡述ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化。3.舉例說(shuō)明ATP在細(xì)胞代謝中的作用。一、ATP是一種高能磷酸化合物1．中文名稱：腺苷三磷酸。2．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表特殊的化學(xué)鍵。3．特點(diǎn)(1)ATP不穩(wěn)定的原因：由于ATP中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。(2)ATP水解的過(guò)程就是釋放能量的過(guò)程，1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ，所以說(shuō)ATP是一種高能磷酸化合物。4．功能：ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。5．ATP的供能機(jī)理：ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來(lái)的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。判斷正誤(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)()(2)ATP由1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)構(gòu)成()(3)ATP是高能磷酸化合物，含3個(gè)特殊化學(xué)鍵，其中末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)。(2)ATP由1個(gè)腺苷和3個(gè)磷酸基團(tuán)構(gòu)成。(3)ATP是高能磷酸化合物，含2個(gè)特殊化學(xué)鍵。任務(wù)一：分析ATP的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1．辨析ATP中的A代表腺嘌呤嗎？資料1如圖為ATP結(jié)構(gòu)式：(1)圖中①②③的結(jié)構(gòu)分別代表什么？提示①：腺嘌呤；②：核糖；③：磷酸基團(tuán)。(2)腺苷是由圖中哪些結(jié)構(gòu)組成的？提示①②。2．辨析ATP中的兩個(gè)特殊化學(xué)鍵都斷裂嗎？資料2α、β和γ表示ATP上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A－Pα～Pβ～Pγ)，現(xiàn)有甲、乙兩組ATP溶液，甲組用32P標(biāo)記ATP的β位的磷酸基團(tuán)，乙組用32P標(biāo)記ATP的γ位的磷酸基團(tuán)，然后分別加入等量的ATP水解酶，短時(shí)間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團(tuán)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有乙組中游離的磷酸基團(tuán)帶有放射性。(1)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知ATP中哪一個(gè)化學(xué)鍵更容易斷裂？為什么？提示β位與γ位磷酸基團(tuán)之間的化學(xué)鍵更容易斷裂。因?yàn)锳TP中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)帶有負(fù)電荷而相互排斥，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。(2)寫(xiě)出ATP水解的反應(yīng)式。提示ATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi(磷酸)＋能量。(3)為什么說(shuō)ATP是一種高能磷酸化合物(一般將水解時(shí)釋放20.92kJ/mol及以上能量的化合物叫作高能化合物)?提示因?yàn)?molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54kJ。(4)ATP分子去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后的剩余部分是什么物質(zhì)？提示腺嘌呤核糖核苷酸。1．下列圖示能正確表示ATP的是()A.B.C.D.答案A解析ATP的分子結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫(xiě)成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖組成，P代表磷酸基團(tuán)，正確的連接方式為A項(xiàng)。2．下列關(guān)于ATP分子的敘述，正確的是()A．A表示腺嘌呤，P表示磷酸基團(tuán)B．ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素C．1molATP水解，釋放出30.54kJ的能量來(lái)自兩個(gè)特殊化學(xué)鍵的斷裂D．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的結(jié)構(gòu)與核苷酸很相似答案B解析ATP分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P，其中的A代表腺苷，由核糖和腺嘌呤組成，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，T表示三個(gè)(磷酸基團(tuán))，可見(jiàn)，ATP分子中含有C、H、O、N、P五種元素，A、D錯(cuò)誤，B正確；1molATP水解釋放出30.54kJ的能量來(lái)自遠(yuǎn)離“腺苷”的那個(gè)特殊化學(xué)鍵的斷裂，C錯(cuò)誤。二、ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化及ATP的利用1．ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化(1)相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程及能量來(lái)源圖解(2)ATP與ADP轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)①ATP與ADP的這種相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的。②ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，這體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。2．ATP的利用(1)ATP的利用(2)ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能的機(jī)理①參與Ca2＋主動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合時(shí)，其酶活性就被激活了。②在載體蛋白這種酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)與載體蛋白結(jié)合，這一過(guò)程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。③載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2＋的結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2＋釋放到膜外。(3)ATP是細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”①吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。②放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。③能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。判斷正誤(1)吸能反應(yīng)伴隨著ATP的合成，放能反應(yīng)伴隨著ATP的水解()(2)人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡()(3)載體蛋白磷酸化不會(huì)使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)吸能反應(yīng)伴隨著ATP的水解，放能反應(yīng)伴隨著ATP的合成。(2)人在饑餓時(shí)，細(xì)胞中ATP與ADP依然可以快速轉(zhuǎn)化而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。(3)ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)可使細(xì)胞膜上的載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。任務(wù)二：ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化1．研究顯示，一個(gè)成年人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP。成人體內(nèi)ATP總量約2～10mg，在安靜狀態(tài)下，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1～2s。ATP含量很少，但需求量很大，ATP如何持續(xù)供能？請(qǐng)據(jù)資料回答下列問(wèn)題：資料磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來(lái)合成ATP。研究者對(duì)蛙的肌肉組織進(jìn)行短暫電刺激，檢測(cè)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組(肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理)肌肉收縮前后ATP和ADP的含量，結(jié)果如表所示。腺苷磷酸對(duì)照組/(10－5mol·g－1)實(shí)驗(yàn)組/(10－5mol·g－1)收縮前收縮后收縮前收縮后ATP1.301.301.300.75ADP0.600.600.600.95(1)為什么對(duì)照組ATP和ADP含量沒(méi)有變化，實(shí)驗(yàn)組ATP含量減少，ADP含量上升？提示肌肉收縮會(huì)消耗ATP生成ADP，對(duì)照組中由于存在肌酸激酶，所以ADP在酶的作用下可以重新生成ATP，而實(shí)驗(yàn)組由于缺乏肌酸激酶，ADP不能生成ATP，所以對(duì)照組ATP和ADP含量沒(méi)有變化，實(shí)驗(yàn)組ATP含量減少，ADP含量上升。(2)請(qǐng)寫(xiě)出ATP合成的反應(yīng)式。提示ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP。2．ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化是否是可逆反應(yīng)？請(qǐng)完善下表并得出結(jié)論。反應(yīng)ATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP反應(yīng)類型水解反應(yīng)合成反應(yīng)酶的類型水解酶合成酶場(chǎng)所活細(xì)胞所有部位線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等能量來(lái)源特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能有機(jī)物中的化學(xué)能、光能能量去向用于各項(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存于特殊化學(xué)鍵中結(jié)論：物質(zhì)是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。3．請(qǐng)完善能量通過(guò)ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通的模型圖。3．下列有關(guān)ATP的敘述，不正確的是()A．ATP的合成一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系B．ATP中的能量可以來(lái)源于光能、化學(xué)能C．細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)一般需要消耗ATPD．“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”答案D4.如圖是細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)在人體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來(lái)自________作用，右側(cè)的能量用于____________(舉一例)。(2)在綠色植物體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量來(lái)自__________________________________________作用和________作用。(3)從圖中可知，在適宜的溫度和酶的作用下，ADP轉(zhuǎn)變成ATP時(shí)還需要的條件是__________。將ADP轉(zhuǎn)化為ATP的圖示改寫(xiě)成反應(yīng)式的形式：__________________________________。(4)經(jīng)測(cè)定，正常成年人靜止?fàn)顟B(tài)下24h將有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量?jī)H為2～10mmol/L，為滿足能量需要，生物體內(nèi)解決這一矛盾的合理途徑是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)呼吸大腦思考(2)呼吸光合(3)能量和PiADP＋能量＋Pieq\o(→,\s\up7(酶))ATP(4)ATP和ADP的這種相互轉(zhuǎn)化時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡之中解析(1)在人體內(nèi)，圖示左側(cè)的能量用來(lái)合成ATP，來(lái)自呼吸作用釋放的能量，右側(cè)的能量是ATP水解釋放的能量，用于細(xì)胞中耗能的生命活動(dòng)，如大腦思考、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)取?4)細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的總量很少，為滿足細(xì)胞的能量需要，ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化在細(xì)胞內(nèi)時(shí)刻不停地發(fā)生且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。題組一ATP是一種高能磷酸化合物1．(2023·四川達(dá)州高一期末)《晉書(shū)·車胤傳》記載了東晉時(shí)期名臣車胤日夜苦讀，將螢火蟲(chóng)聚集起來(lái)照明讀書(shū)的故事。螢火蟲(chóng)尾部可發(fā)光，為發(fā)光直接供能的物質(zhì)是()A．淀粉 B．ATPC．葡萄糖 D．蛋白質(zhì)答案B2．如圖是ATP的分子結(jié)構(gòu)式，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．ATP中含有C、H、O、N、P五種元素B．圖中虛線框中部分代表腺苷C．ATP分子中①處斷裂后形成了ADPD．ATP水解釋放的能量可直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)答案C解析ATP分子中②的斷裂與形成是其與ADP相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，C錯(cuò)誤。3．(2023·內(nèi)蒙古包頭高一期末)ATP上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置可以用α、β、γ表示(A－Pα～Pβ～Pγ)。蛋白激酶能將ATP上的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到載體蛋白的特定位置，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若用32P驗(yàn)證蛋白激酶的上述功能，32P應(yīng)位于ATP的位置是()A．α位 B．β位C．γ位 D．β位和γ位答案C解析ATP水解釋放能量斷裂的是末端的那個(gè)特殊的化學(xué)鍵，ATP中遠(yuǎn)離腺苷的化學(xué)鍵斷裂后可產(chǎn)生ADP，故蛋白激酶可以催化ATP最末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到載體蛋白的特定位置，同時(shí)產(chǎn)生ADP，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的γ位上。題組二ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化4．如圖是生物體內(nèi)ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化表達(dá)式，下列相關(guān)敘述正確的是()A．反應(yīng)需要的酶1和酶2是同一種酶B．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化處于動(dòng)態(tài)平衡C．該反應(yīng)物質(zhì)與能量變化都是可逆的D．ATP釋放的能量主要用于再合成ATP答案B解析此過(guò)程物質(zhì)變化是可逆的，而能量變化是不可逆的，C錯(cuò)誤；ATP釋放的能量直接用于其他各項(xiàng)生命活動(dòng)，而ATP合成的能量來(lái)自光能和有機(jī)物中的化學(xué)能，D錯(cuò)誤。5．(2023·山東濟(jì)南市章丘四中高一期末)如圖為ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，下列敘述正確的是()A．ATP經(jīng)酶水解后的產(chǎn)物是合成DNA的原料之一B．ATP水解形成ADP時(shí)釋放能量和磷酸基團(tuán)C．ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制只發(fā)生在真核細(xì)胞內(nèi)D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化使得細(xì)胞可以大量?jī)?chǔ)存ATP答案B解析ATP經(jīng)酶水解后的產(chǎn)物可以是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，A錯(cuò)誤；ATP與ADP間相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機(jī)制，在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都是一樣的，C錯(cuò)誤；ATP在細(xì)胞中的量很少，不能大量存在，D錯(cuò)誤。6．下列有關(guān)ATP的敘述，錯(cuò)誤的是()A．細(xì)胞內(nèi)ATP的含量很少，但消耗量很大B．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中所需酶的種類相同C．ATP和ADP迅速相互轉(zhuǎn)化保證了機(jī)體對(duì)能量的需求D．人體細(xì)胞內(nèi)形成ATP的主要生理過(guò)程是呼吸作用答案B解析ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中所需要的酶不同，分別為ATP合成酶和ATP水解酶，B錯(cuò)誤。題組三ATP的利用7．當(dāng)細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的Ca2＋與其在細(xì)胞膜上的載體蛋白(鈣泵)結(jié)合時(shí)，該載體蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到載體蛋白上，使載體蛋白磷酸化，將Ca2＋釋放到膜外。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．磷酸化后的載體蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變B．鈣泵體現(xiàn)了蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸和催化功能C．參與Ca2＋運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白可以重復(fù)使用多次D．加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)提高細(xì)胞對(duì)Ca2＋運(yùn)輸?shù)乃俾蚀鸢窪解析鈣泵這種蛋白質(zhì)，具有運(yùn)輸Ca2＋的載體功能，又有催化ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移(水解ATP)的功能，B正確；加入蛋白質(zhì)變性劑會(huì)使鈣泵變性失活，降低細(xì)胞對(duì)Ca2＋運(yùn)輸?shù)乃俾?，D錯(cuò)誤。8．下列關(guān)于吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．ATP是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶B．所有細(xì)胞中最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化C．所有植物細(xì)胞中最重要的吸能反應(yīng)是光合作用D．肌肉收縮是吸能反應(yīng)，肌肉做功是放能反應(yīng)答案C解析放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系，可見(jiàn)，ATP是細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶，A正確；所有細(xì)胞均可通過(guò)呼吸作用將糖氧化分解，在此過(guò)程中，儲(chǔ)存在糖中的能量被釋放出來(lái)，即所有細(xì)胞最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化，B正確；并不是所有的植物細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用，因此光合作用不是所有植物細(xì)胞中最重要的吸能反應(yīng)，C錯(cuò)誤；肌肉收縮過(guò)程中需消耗能量，屬于吸能反應(yīng)，肌肉做功時(shí)失去能量恢復(fù)原狀，屬于放能反應(yīng)，D正確。9．(2023·江蘇淮安高一期末)ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)的高能磷酸化合物，徹底水解能產(chǎn)生腺嘌呤的是()A．ATP B．GTPC．CTP D．UTP答案A解析ATP徹底水解產(chǎn)物為腺嘌呤、核糖和磷酸，A符合題意；GTP徹底水解產(chǎn)物為鳥(niǎo)嘌呤、核糖和磷酸，B不符合題意；CTP徹底水解產(chǎn)物為胞嘧啶、核糖和磷酸，C不符合題意；UTP徹底水解產(chǎn)物為尿嘧啶、核糖和磷酸，D不符合題意。10．下列生理過(guò)程伴隨著形狀改變，其中不一定需要ATP供能的是()A．在胰島素分泌過(guò)程中細(xì)胞膜的形狀發(fā)生改變B．在籃球比賽等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中骨骼肌發(fā)生收縮C．載體蛋白協(xié)助運(yùn)輸葡萄糖過(guò)程中形狀發(fā)生改變D．植物細(xì)胞在KNO3溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原答案C解析胰島素分泌到細(xì)胞外的過(guò)程屬于胞吐，需要ATP供能，A不符合題意；在籃球比賽等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，骨骼肌的收縮需要消耗ATP，B不符合題意；載體蛋白運(yùn)輸葡萄糖時(shí)可能不需要ATP，如葡萄糖通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞；也可能需要ATP，如葡萄糖通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，C符合題意；植物細(xì)胞會(huì)通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收K＋和NOeq\o\al(－,3)，需要ATP供能，當(dāng)細(xì)胞液濃度增大后，會(huì)吸水而自動(dòng)復(fù)原，D不符合題意。11．(2023·山東濟(jì)南章丘區(qū)高一期末)“銀燭秋光冷畫(huà)屏，輕羅小扇撲流螢”，螢火蟲(chóng)尾部發(fā)光器的發(fā)光機(jī)理如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A．螢火蟲(chóng)尾部的發(fā)光細(xì)胞產(chǎn)生的熒光素酶在生物體外沒(méi)有催化活性，不能被使用B．熒光素接受ATP供能后被激活，O2不足時(shí)，可以由葡萄糖直接供能C．螢火蟲(chóng)發(fā)光需要熒光素酶和ATP的參與，這兩者都具有高效性和專一性D．ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的機(jī)制在所有生物的細(xì)胞內(nèi)都一樣，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性答案D解析在適宜條件下，熒光素酶可以在體外發(fā)揮催化作用，A錯(cuò)誤；葡萄糖氧化分解釋放能量生成的ATP才能用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，B錯(cuò)誤；ATP不具有專一性，C錯(cuò)誤。12．(2023·山東淄博第四中學(xué)高一期末)磷酸肌酸是主要存在于肌肉細(xì)胞中的一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中合成ATP。下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．磷酸肌酸轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)是放能反應(yīng)B．ATP合成不一定需要游離的磷酸C．肌肉細(xì)胞中磷酸肌酸和ATP含量都比較高，都能為肌肉運(yùn)動(dòng)直接供能D．磷酸肌酸這種轉(zhuǎn)移機(jī)制對(duì)維持細(xì)胞中ATP的含量相對(duì)穩(wěn)定有重要意義答案C解析磷酸肌酸能在肌酸激酶催化下，將其磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至ADP分子上，生成ATP，據(jù)此推測(cè)磷酸肌酸轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)時(shí)釋放能量，用于合成ATP，且ATP合成不一定需要游離的磷酸，A、B正確；ATP能為肌肉運(yùn)動(dòng)直接供能，磷酸肌酸不能，細(xì)胞中ATP含量低，但人體消耗多，主要是依賴于ATP與ADP之間的快速轉(zhuǎn)化，C錯(cuò)誤。13．蛋白質(zhì)的磷酸化在信號(hào)傳遞過(guò)程中起著重要作用，而很多轉(zhuǎn)化過(guò)程都需要ATP的參與，蛋白質(zhì)磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，活性也發(fā)生了變化，進(jìn)而使Ca2＋釋放到膜外。蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化的過(guò)程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．蛋白質(zhì)磷酸化的過(guò)程會(huì)消耗ATP，使ATP的含量明顯下降B．蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化的過(guò)程體現(xiàn)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)C．蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化不屬于可逆反應(yīng)D．蛋白質(zhì)的磷酸化屬于吸能反應(yīng)，其能量來(lái)自ATP中活躍的化學(xué)能答案A解析蛋白質(zhì)磷酸化的過(guò)程會(huì)消耗ATP，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)也有ATP合成，細(xì)胞內(nèi)ATP含量基本不變，A錯(cuò)誤；據(jù)題圖可知，蛋白質(zhì)的磷酸化過(guò)程要用蛋白激酶而去磷酸化過(guò)程要用蛋白磷酸酶，所以蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化不屬于可逆反應(yīng)，C正確；據(jù)題圖可知，蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程伴隨ATP的水解，ATP水解釋放能量，故該過(guò)程屬于吸能反應(yīng)，能量來(lái)自ATP中活躍的化學(xué)能，D正確。14.人的骨骼肌細(xì)胞中ATP的含量只能維持劇烈運(yùn)動(dòng)3s以內(nèi)的能量供應(yīng)。某運(yùn)動(dòng)員參加短跑比賽過(guò)程中，肌肉細(xì)胞中ATP的相對(duì)含量隨時(shí)間的變化如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)a→b的變化過(guò)程，ATP被水解，釋放的能量用于________________________。(2)b→c過(guò)程中，ATP含量增加，說(shuō)明________________加強(qiáng)，釋放更多的能量，供ADP合成ATP，補(bǔ)充消耗的ATP。(3)從整個(gè)曲線看，肌細(xì)胞中ATP的含量不會(huì)降為零，說(shuō)明______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)寫(xiě)出細(xì)胞新陳代謝放能反應(yīng)中ADP與ATP之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系式：_______________________，在吸能反應(yīng)中ADP與ATP之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系式：______________________________________。答案(1)肌肉收縮等各項(xiàng)生命活動(dòng)(2)呼吸作用(3)ATP在細(xì)胞內(nèi)含量雖少，但與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化卻十分迅速，使細(xì)胞內(nèi)的ATP的含量總是處于動(dòng)態(tài)平衡之中，構(gòu)成生物體內(nèi)部的穩(wěn)定供能環(huán)境(4)ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量15．腌制的臘肉往往含有大量的細(xì)菌，可利用“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”對(duì)市場(chǎng)上臘肉中的細(xì)菌含量進(jìn)行檢測(cè)：①將臘肉研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(jì)(測(cè)定發(fā)光強(qiáng)度的儀器)反應(yīng)室內(nèi)，加入適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進(jìn)行反應(yīng)；②記錄發(fā)光強(qiáng)度并計(jì)算ATP含量；③測(cè)算出細(xì)菌數(shù)量。分析并回答下列問(wèn)題：(1)熒光素接受細(xì)菌細(xì)胞中________提供的能量后被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算出生物組織中ATP的含量，原因是發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。(2)“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換的形式是______能→________能。生物細(xì)胞中ATP的水解一般與__________(填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)相聯(lián)系。(3)研究人員用不同條件處理熒光素酶后，測(cè)定酶濃度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系如圖所示。若要節(jié)省熒光素酶的用量，可以使用________處理；高溫和Hg2＋處理后酶活性________(填“可以”或“不可以”)恢復(fù)；Hg2＋處理后酶活性降低可能是因?yàn)開(kāi)______________________。答案(1)ATP正比(2)化學(xué)光吸能反應(yīng)(3)Mg2＋不可以Hg2＋破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)解析(1)ATP是生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源。熒光素接受ATP提供的能量，在熒光素酶的催化下，形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光，其發(fā)光強(qiáng)度與ATP的含量成正比，所以根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算出生物組織中ATP的含量。(2)“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽环拍芊磻?yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系。(3)分析曲線圖可知，用Mg2＋處理后，在較低熒光素酶濃度的條件下就能達(dá)到較高的發(fā)光強(qiáng)度，因此使用Mg2＋處理，能夠節(jié)省熒光素酶的用量。高溫和Hg2＋處理后酶活性不可以恢復(fù)。Hg2＋處理后酶活性降低可能是因?yàn)镠g2＋破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時(shí)細(xì)胞呼吸的方式和有氧呼吸[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。2.概述有氧呼吸的三個(gè)階段，概括有氧呼吸的概念。一、細(xì)胞呼吸的方式1．呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。2．酵母菌細(xì)胞呼吸的方式(1)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。(2)產(chǎn)物eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有氧條件：大量的二氧化碳和水,無(wú)氧條件：產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳))3．根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類型。判斷正誤(1)配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鮮食用酵母()(2)如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌進(jìn)行有氧呼吸()(3)橙色的重鉻酸鉀溶液在堿性條件下遇酒精變?yōu)榛揖G色()(4)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)以耗盡溶液中的葡萄糖，這將更有利于酒精的檢測(cè)()答案(1)×(2)×(3)×(4)√解析(1)配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，葡萄糖溶液煮沸并冷卻后再加入酵母，目的是防止高溫殺死酵母菌。(2)酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生二氧化碳，都能使澄清的石灰水變混濁。(3)重鉻酸鉀可檢測(cè)酒精的存在，在酸性條件下與酒精反應(yīng)呈灰綠色。任務(wù)一：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1．實(shí)驗(yàn)原理(1)酵母菌是單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來(lái)研究細(xì)胞呼吸的不同方式。(2)酵母菌細(xì)胞呼吸以葡萄糖作為底物時(shí)，通過(guò)測(cè)定有氧和無(wú)氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來(lái)確定細(xì)胞呼吸的方式。2．提出問(wèn)題：酵母菌在什么條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精？酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下產(chǎn)生的二氧化碳是否一樣多？3．作出假設(shè)：酵母菌在無(wú)氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，有氧條件下產(chǎn)生的二氧化碳多。4．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何設(shè)置自變量？提示自變量是有無(wú)氧氣。有氧條件：用橡皮球(或氣泵)充氣；無(wú)氧條件：裝有酵母菌培養(yǎng)液的錐形瓶密封放置一段時(shí)間。(2)該實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？如何檢測(cè)因變量？請(qǐng)完善下表。因變量檢測(cè)方法CO2產(chǎn)生的多少澄清石灰水變混濁的程度溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃的時(shí)間長(zhǎng)短是否有酒精產(chǎn)生橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下可與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使溶液變成灰綠色。可通過(guò)觀察溶液顏色是否變化來(lái)確定(3)該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有哪些？如何控制無(wú)關(guān)變量？提示無(wú)關(guān)變量有溫度、葡萄糖溶液的濃度、酵母菌活性等。無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜。(4)某課外活動(dòng)小組想探究酵母菌細(xì)胞在有氧條件下的細(xì)胞呼吸情況，用如圖裝置作為備選裝置。①該課外活動(dòng)小組應(yīng)該選用的裝置序號(hào)及正確排序是C、A、B。②C裝置中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液有什么作用？提示能吸收空氣中的二氧化碳，排除空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。(5)該實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有對(duì)照組？提示該實(shí)驗(yàn)中有氧條件和無(wú)氧條件均為實(shí)驗(yàn)組，相互對(duì)照。1．為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)材料和用具按如圖安裝好。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是()A．甲組和乙組是一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)B．甲組探究酵母菌的無(wú)氧呼吸C．乙組探究酵母菌的有氧呼吸D．甲、乙兩組中澄清的石灰水都變混濁，乙組混濁程度更大答案A解析甲組是探究酵母菌的有氧呼吸，乙組是探究酵母菌的無(wú)氧呼吸，二者屬于對(duì)比實(shí)驗(yàn)，A正確，B、C錯(cuò)誤；甲、乙兩組中澄清的石灰水都變混濁，甲組混濁程度更大，D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．酸性重鉻酸鉀溶液鑒定酒精，顏色呈現(xiàn)灰綠色B．實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C．實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2D．可通過(guò)觀察澄清石灰水是否變混濁來(lái)判斷酵母菌細(xì)胞呼吸的方式答案D解析酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物中都有CO2，均能使澄清石灰水變混濁，因此不能通過(guò)觀察澄清石灰水是否變混濁來(lái)判斷酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，D錯(cuò)誤。二、有氧呼吸1．主要場(chǎng)所——線粒體(1)寫(xiě)出序號(hào)代表的結(jié)構(gòu)名稱①外膜；②內(nèi)膜形成的嵴；③線粒體基質(zhì)。(2)與有氧呼吸有關(guān)的酶分布在②③。(3)線粒體的功能：進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。2．化學(xué)反應(yīng)式C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。3．有氧呼吸過(guò)程4．能量轉(zhuǎn)化(1)(2)能量轉(zhuǎn)化效率：葡萄糖有氧分解時(shí)，能量轉(zhuǎn)化效率為(977.28/2870)×100%≈34.05%，還有約65.95%的能量以熱能的形式散失。5．有氧呼吸概念：指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。判斷正誤(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)()(2)真核細(xì)胞都進(jìn)行有氧呼吸()(3)沒(méi)有線粒體的細(xì)胞一定不能進(jìn)行有氧呼吸()(4)有氧呼吸的實(shí)質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過(guò)程()答案(1)×(2)×(3)×(4)×解析(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，但不是唯一的物質(zhì)。(2)真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。(3)線粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌(原核生物)無(wú)線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸。(4)葡萄糖不能在線粒體中氧化分解，需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能進(jìn)入線粒體中進(jìn)一步分解。任務(wù)二：分析有氧呼吸的過(guò)程1．有氧呼吸場(chǎng)所分析資料一科學(xué)家提取了新鮮的動(dòng)物肝臟組織，研磨離心后獲取了細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(作為A組)和線粒體(作為B組)以及細(xì)胞勻漿(其中既有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)又有線粒體，作為C組)。分別向三組材料中加入等量的葡萄糖，檢測(cè)葡萄糖的含量的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。從圖中你能夠得出有氧呼吸的場(chǎng)所在哪里嗎？A組B組C組細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞勻漿加入等量葡萄糖提示葡萄糖可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解；葡萄糖不能在線粒體中直接分解；線粒體促進(jìn)了葡萄糖的分解。2．有氧呼吸第一階段分析(1)閱讀下列資料，回答細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為葡萄糖的分解提供了什么物質(zhì)？資料二科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酵母汁液(主要成分是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))能夠發(fā)酵(分解)葡萄糖，但將酵母汁液加熱到50℃以上，便會(huì)失效。酵母汁液經(jīng)過(guò)透析(除去小分子物質(zhì))以后，也失去了發(fā)酵能力。提示提供了酶和小分子物質(zhì)。(2)閱讀拓展資料：資料三細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的一種小分子物質(zhì)——NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ)，實(shí)際上是電子和氫離子的載體，能夠與葡萄糖氧化過(guò)程中脫下來(lái)的氫離子和電子結(jié)合，形成NADH(還原型輔酶Ⅰ)。NADH在后續(xù)的反應(yīng)中還會(huì)解離出電子和氫離子，使得電子和氫離子能夠繼續(xù)用于后續(xù)的反應(yīng)。而NAD＋則可以重新結(jié)合新的電子和氫離子。由于NADH攜帶了電子和氫離子，因此具有較強(qiáng)的還原性，通常可以把它簡(jiǎn)化為[H]。請(qǐng)完善下面有氧呼吸第一階段圖解。3．有氧呼吸第二階段分析(1)資料四丙酮酸在線粒體中氧化分解生成CO2和H2O。20世紀(jì)30年代，克雷布斯等科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，向鴿子胸肌懸浮液中加入少量草酰乙酸(C4H4O5)或蘋果酸(C4H6O5)，都能大大提高丙酮酸的氧化分解速率。根據(jù)以上資料分析，草酰乙酸或蘋果酸是否是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物？提示不是，因?yàn)槿绻蒗Ｒ宜峄蛱O果酸是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物，那么外加的草酰乙酸和蘋果酸都能夠與丙酮酸分解產(chǎn)生的草酰乙酸和蘋果酸競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合相應(yīng)的酶，應(yīng)該會(huì)降低丙酮酸的分解速率，而不是大大的提高丙酮酸的氧化分解速率。(2)請(qǐng)結(jié)合資料，完善有氧呼吸第二階段的簡(jiǎn)化圖解。資料五有氧呼吸第二階段圖解簡(jiǎn)化圖解4．有氧呼吸第三階段分析有氧呼吸第三階段的特點(diǎn)有：[H]和O2參與反應(yīng)，產(chǎn)生大量ATP，場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜。(1)請(qǐng)結(jié)合資料六，分析O2的消耗和ATP的生成是否是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？資料六①線粒體內(nèi)膜兩側(cè)有H＋濃度差；②有一種能破壞這種濃度差的藥物，可以使線粒體產(chǎn)生大量熱量，也消耗氧氣，但不生成ATP。提示上述資料說(shuō)明O2的消耗和ATP的生成是兩個(gè)過(guò)程，H＋濃度可能起到將兩個(gè)過(guò)程連接起來(lái)的作用。(2)請(qǐng)結(jié)合資料七，完善有氧呼吸第三階段反應(yīng)的簡(jiǎn)化圖解。資料七有氧呼吸的第三階段的反應(yīng)主要有兩方面：一方面前兩階段產(chǎn)生[H]在線粒體基質(zhì)分離為電子和氫離子，電子在線粒體內(nèi)膜的蛋白復(fù)合體之間進(jìn)行傳遞，傳遞過(guò)程中將氫離子由線粒體基質(zhì)泵入膜間隙，使得膜間隙的氫離子濃度更高，電子失去能量后跟氫離子和氧氣結(jié)合生成了水；另一方面，氫離子順著濃度梯度又由膜間隙流回到線粒體基質(zhì)，同時(shí)推動(dòng)ATP合成酶合成ATP。簡(jiǎn)化圖解5．寫(xiě)出有氧呼吸總反應(yīng)方程式并標(biāo)注反應(yīng)物：葡萄糖、氧氣、水中的氧的去向。提示3．在真核生物有氧呼吸的下列反應(yīng)中，不在線粒體中進(jìn)行的只有()A．[H]與氧氣生成水B．C6H12O6分解為丙酮酸和[H]C．丙酮酸分解為CO2和[H]D．ADP與磷酸結(jié)合生成ATP答案B解析[H]與氧氣結(jié)合生成水，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，A不符合題意；C6H12O6分解為丙酮酸和[H]，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，B符合題意；丙酮酸分解為CO2和[H]，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，C不符合題意；ADP與磷酸結(jié)合生成ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜，D不符合題意。4．如圖是有氧呼吸過(guò)程的圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)有氧呼吸的總反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)有氧呼吸的過(guò)程十分復(fù)雜，可以分為_(kāi)_____個(gè)階段，其中[H]和O2結(jié)合的是第______階段。(3)在有氧呼吸過(guò)程中，釋放出大量能量的是第________階段，反應(yīng)的場(chǎng)所是_______________________________________________________________________________。(4)圖中②③分別是________、________。答案(1)C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量(2)三三(3)三線粒體內(nèi)膜(4)H2OCO2題組一細(xì)胞呼吸的方式1．細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是()A．合成有機(jī)物，儲(chǔ)藏能量B．分解有機(jī)物，釋放能量C．合成有機(jī)物，釋放能量D．分解有機(jī)物，儲(chǔ)藏能量答案B2．在檢驗(yàn)酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)物時(shí)，常用到一些特殊的顏色反應(yīng)，下列敘述不正確的是()A．二氧化碳使澄清的石灰水變混濁B．二氧化碳可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃C．酒精在堿性條件下能與灰綠色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成橙色D．酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色答案C3．下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是()A．選擇酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)榻湍妇亲责B(yǎng)、兼性厭氧型微生物，易于培養(yǎng)B．通過(guò)設(shè)置有氧(對(duì)照組)和無(wú)氧(實(shí)驗(yàn)組)的對(duì)照，易于判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸方式C．將實(shí)驗(yàn)裝置連接后需要進(jìn)行氣密性檢查，確保不漏氣D．實(shí)驗(yàn)的因變量是澄清石灰水是否變混濁和加入酸性重鉻酸鉀溶液后樣液的顏色變化答案C解析酵母菌是單細(xì)胞生物，屬于異養(yǎng)、兼性厭氧型微生物，易于培養(yǎng)，A錯(cuò)誤；通過(guò)設(shè)置有氧和無(wú)氧兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行相互對(duì)照，易于判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)的因變量是澄清石灰水的混濁程度和加入酸性重鉻酸鉀溶液后樣液的顏色變化，D錯(cuò)誤。4．(2023·福建龍巖高一期末)如圖為“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．A瓶加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2B．D中的葡萄糖若沒(méi)有耗盡，則也能與酸性重鉻酸鉀發(fā)生反應(yīng)C．葡萄糖溶液和酵母菌混勻后需高溫煮沸以去除溶解氧D．D瓶先封口放置一段時(shí)間的目的是消耗瓶中的O2以形成無(wú)氧的環(huán)境答案C解析葡萄糖溶液和酵母菌混勻前需高溫煮沸以去除溶解氧，和酵母菌混勻后不需高溫煮沸，否則會(huì)殺死酵母菌，C錯(cuò)誤。題組二有氧呼吸5．研究者將青蛙細(xì)胞放在低滲溶液中漲破、離心得到線粒體外膜及膜間隙成分、內(nèi)膜、線粒體基質(zhì)等，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．線粒體外膜先破裂是因?yàn)橥饽っ娣e比內(nèi)膜小B．線粒體可在有氧條件下將葡萄糖分解為CO2和水C．處理線粒體過(guò)程中，可得到丙酮酸、核苷酸和氨基酸等成分D．青蛙進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)所需的ATP主要來(lái)自線粒體答案B解析線粒體可在有氧條件下將丙酮酸分解為CO2和水，B錯(cuò)誤。6．如圖表示細(xì)胞有氧呼吸的過(guò)程，其中①～③代表有關(guān)生理過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．①②③分別是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)B．①和②所含酶的種類相同C．②和③都能產(chǎn)生大量ATPD．甲、乙分別代表丙酮酸、[H]答案D解析圖中①表示細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，②表示線粒體基質(zhì)，③表示線粒體內(nèi)膜；①中進(jìn)行的是有氧呼吸的第一階段，②中進(jìn)行的是有氧呼吸的第二階段，所以所含酶的種類不同；②中進(jìn)行的是有氧呼吸的第二階段，只能產(chǎn)生少量ATP，③中進(jìn)行的是有氧呼吸的第三階段，能產(chǎn)生大量ATP。7．含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過(guò)程中，18O轉(zhuǎn)移的途徑是()A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳答案D解析在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，含18O的葡萄糖在酶的作用下分解為丙酮酸和[H]，丙酮酸進(jìn)入線粒體與水反應(yīng)，徹底分解成二氧化碳，所以18O轉(zhuǎn)移的途徑應(yīng)是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，故選D。8．有氧呼吸中產(chǎn)生二氧化碳的階段、氧氣利用的階段、水參與反應(yīng)的階段、有水生成的階段分別是()①第一階段②第二階段③第三階段A．②③②③ B．①②③③C．②①③② D．③②②③答案A解析有氧呼吸過(guò)程中二氧化碳產(chǎn)生于②有氧呼吸的第二階段；氧氣在③有氧呼吸第三階段參與反應(yīng)，與[H]結(jié)合形成水；水參與②有氧呼吸第二階段，與丙酮酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和[H]；有水生成的階段是③有氧呼吸的第三階段，故選A。9.某生物實(shí)驗(yàn)小組為“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中，先向氣球中加入10mL含酵母菌的培養(yǎng)液，再向氣球中注入一定量的氧氣，扎緊氣球，置于裝有20℃溫水的燒杯中。再將整個(gè)裝置置于20℃的恒溫水浴中，記錄實(shí)驗(yàn)開(kāi)始30min后燒杯中液面變化量。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．還應(yīng)設(shè)置一個(gè)氣球中加入等量煮沸過(guò)的酵母菌培養(yǎng)液的相同裝置作為對(duì)照B．若30min后液面沒(méi)有變化是因?yàn)榻湍妇贿M(jìn)行了有氧呼吸C．若酵母菌進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，則液面應(yīng)該下降D．該裝置還可以用來(lái)“探究酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的最適溫度”答案C解析若酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，則消耗的氧氣和產(chǎn)生的二氧化碳體積相等，不會(huì)引起液面變化；若同時(shí)進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，則產(chǎn)生的二氧化碳多于消耗的氧氣，氣球體積增大，液面上升。10．(2023·北京人大附中高一期末)如圖為顯微鏡下某真核細(xì)胞中線粒體及周圍的局部結(jié)構(gòu)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．結(jié)構(gòu)①中發(fā)生葡萄糖的分解但不生成ATPB．結(jié)構(gòu)②上丙酮酸被徹底分解為CO2和H2OC．結(jié)構(gòu)③中[H]與O2結(jié)合生成水并釋放大量能量D．結(jié)構(gòu)①②③中均有參與細(xì)胞呼吸的相關(guān)酶答案D解析結(jié)構(gòu)①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生葡萄糖的分解，也生成ATP，A錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)②(線粒體內(nèi)膜)上[H]與O2結(jié)合生成水并釋放大量能量，C錯(cuò)誤。11．(2023·遼寧大連高一期末)如圖是細(xì)胞有氧呼吸過(guò)程示意圖，①②③代表有氧呼吸的不同階段，a、b、c代表各階段釋放的能量。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．葡萄糖在線粒體基質(zhì)中經(jīng)①②③階段徹底氧化分解B．給培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞提供18O2，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，細(xì)胞中的二氧化碳和水可能含有18OC．碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳D．用某種抑制線粒體內(nèi)膜上ATP合成的藥物處理培養(yǎng)的小鼠細(xì)胞，其線粒體仍可產(chǎn)生ATP答案A解析①過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，葡萄糖不能在線粒體中分解，A錯(cuò)誤；給培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞提供18O2,18O2參與有氧呼吸的第三階段生成H218O，H218O再參與有氧呼吸的第二階段，生成C18O2，因此經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，細(xì)胞中的二氧化碳和水可能含有18O,B正確；碳原子在有氧呼吸第一階段從葡萄糖轉(zhuǎn)移到丙酮酸，在有氧呼吸第二階段從丙酮酸轉(zhuǎn)移到二氧化碳，C正確；有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)，有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜，故用某種抑制線粒體內(nèi)膜上ATP合成的藥物處理培養(yǎng)的小鼠細(xì)胞，其線粒體內(nèi)膜不能再產(chǎn)生ATP，但線粒體基質(zhì)仍可產(chǎn)生ATP，D正確。12．氧化型輔酶Ⅰ(NAD＋)的合成場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其通過(guò)線粒體內(nèi)膜需要借助特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)TF－H缺失的細(xì)胞表現(xiàn)出耗氧量和ATP生成量的變化，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TF－H就是NAD＋的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，如圖是NAD＋的分子結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是()A．在線粒體中，NADH最終發(fā)生作用的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)B．NAD＋只在線粒體基質(zhì)中參與有氧呼吸第二階段C．NAD＋中含有的糖是脫氧核糖D．若TF－H缺失的細(xì)胞線粒體中NAD＋的含量降低，而細(xì)胞中NAD＋的總含量保持不變，則說(shuō)明蛋白質(zhì)TF－H與