2022届高考生物（人教版）一轮总复习练习：必修1 第3单元 第2讲 ATP与细胞呼吸 Word版含答案

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第2讲 ATP与细胞呼吸
一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)
1．(2020·辽宁期中)下列有关ATP的叙述，错误的是( C )
A．ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快
B．在平静和剧烈运动状态下，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡
C．细胞中需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的
D．ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸
[解析] ATP在活细胞中的含量很少，但转化速度很快，A正确；在平静和剧烈运动状态下，细胞内ATP的含量都能保持动态平衡，B正确；细胞中需要能量的生命活动绝大多数是由ATP直接提供能量的，少数不是由ATP直接供能的，如光合作用光反应所需的能量来自光能，C错误；ATP中全部高能磷酸键断裂后，形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸，D正确。
2．(2020·山东潍坊期中)细胞内的化学反应伴随着能量的变化。以下相关叙述错误的是( C )
A．ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
B．光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量
C．有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，因此属于吸能反应
D．ATP水解释放的能量也可以用于维持人体体温的相对稳定
[解析] 放能反应一般与ATP的合成相联系，有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，属于放能反应。
3．(2020·山东高考模拟)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( A )
①dGTP，dATP，dTTP，dCTP
②dGTP，dATP，dTTP
③α位32P标记的ddCTP
④γ位32P标记的ddCTP
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
[解析] 由题意可知，要得到被放射性32P标记的且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段，首先必须提供四种dNTP，同时提供含放射性的ddCTP，这样ddCTP随机插入到合成的子链中，导致子链合成终止，形成不同长度的子链DNA片段；ddCTP要作为DNA复制的原料则需要脱去两分子磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位磷酸上。故选①③。
4．(2021·陕西渭南二模)ATP是细胞的直接能源物质，下列有关叙述，正确的是( D )
A．ATP在植物体内与动物体内的来源相同
B．细胞中ATP的水解一般与放能反应相联系
C．细胞中含有大量的ATP，以满足生命活动对能量的需求
D．ATP中的“A”与构成DNA中的碱基“A”不是同一种物质
[解析] ATP在植物体内与动物体内的来源不完全相同，植物细胞可以通过光合作用产生ATP，也可通过细胞呼吸产生ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸产生ATP，A错误；细胞中ATP的水解一般与吸能反应相联系，B错误；细胞中含有少量的ATP，在代谢旺盛的细胞中ATP与ADP之间的转换非常迅速，以满足生命活动对能量的需求，C错误；ATP中的“A”是腺苷，由腺嘌呤和核糖构成，构成DNA中的碱基“A”是腺嘌呤，两者不是同一种物质，D正确。
5．(2021·东胜区校级期中)下列有关ATP的叙述中正确的是( C )
A．人从平原进入高原初期，细胞中ATP/ADP的比值普遍升高
B．ATP是由腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸等单体组成的高分子化合物
C．ATP水解释放的能量可用于细胞内各种吸能反应
D．人在饥饿时，细胞中ATP和ADP的含量难以达到动态平衡
[解析] 人从平原进入高原初期，由于氧含量降低，部分细胞中合成ATP数量减少，ATP/ADP的比值降低，A错误；ATP 是由磷酸、核糖和腺嘌呤组成的小分子化合物，但含有能量多，为高能磷酸化合物，B错误；ATP水解释放的能量可用于细胞内各种吸能反应，C正确；ATP与ADP的相互转化是时刻不停的发生，并且处于动态平衡之中，D错误。
6．(2020·山东省青岛市高三一模)在线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶(AK)，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成ADP。该过程需要有Mg2＋的参与。下列有关叙述错误的是( D )
A．AMP在细胞中可作为合成RNA的原料
B．无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用
C．AK发挥作用时有高能磷酸键的形成
D．线粒体中ATP合成的速率取决于AK的活性
[解析] AMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，A正确；无机盐对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，B正确；AK发挥作用时AMP形成ADP过程中形成了一个高能磷酸键，C正确；线粒体中ATP水解的速率取决于AK的活性，D错误。故选D。
7．(2021·山东师大附中模拟)下列关于人体细胞呼吸的相关叙述，正确的是( D )
A．有氧呼吸过程中，CO2的生成与H2O的利用不在同一阶段
B．有氧呼吸过程中，葡萄糖进入线粒体后才能分解为CO2和H2O
C．无法通过是否产生CO2来判断细胞呼吸方式
D．等质量的脂肪和糖类完全氧化分解产生CO2与吸收O2的比值后者高
[解析] 有氧呼吸过程中CO2的生成与H2O的利用均发生于第二阶段；葡萄糖不能直接进入线粒体；人体细胞只有在有氧呼吸时才产生CO2。
8．(2021·辽宁高考模拟)下列有关线粒体的叙述，错误的是( A )
A．有氧呼吸的三个阶段都是在线粒体中进行的
B．线粒体是人体细胞呼吸产生二氧化碳的场所
C．人体细胞生命活动需要的能量大部分来自线粒体
D．长期长跑训练可以增加人体肌细胞中的线粒体数量
[解析] 有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，A错误；人体细胞呼吸产生二氧化碳在有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，B正确；线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，进行有氧呼吸的第二、三阶段，在有氧呼吸的第三阶段产生大量的能量，人体细胞生命活动需要的能量大部分来自线粒体，C正确；结构和功能相适应，长期长跑训练可以增加人体肌细胞中的线粒体数量，D正确。故选A。
9．(2021·五省创优联考)下列关于人体细胞呼吸的叙述，正确的是( A )
A．有氧呼吸的主要场所是线粒体，线粒体内能发生遗传信息的传递
B．无氧呼吸的两个阶段都能释放少量能量并合成少量ATP
C．线粒体将葡萄糖彻底氧化分解时，会释放大量能量并合成大量ATP
D．同一细胞可能同时具有催化丙酮酸转化为乳酸和酒精的酶
[解析] 线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体中有DNA，能发生遗传信息的传递；无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，合成少量ATP，第二阶段不释放能量，也不合成ATP; 葡萄糖分解成丙酮酸后才能进入线粒体被分解利用； 同一细胞中不可能同时存在催化丙酮酸转化为乳酸和酒精的酶。
10．(2020·山东高考模拟)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是( C )
A．有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质
B．细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应
C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP
D．若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡
[解析] 有氧呼吸第一、二阶段产生[H]，场所为细胞质基质和线粒体基质，A正确；细胞色素c在线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，B正确；细胞色素c功能丧失影响有氧呼吸第三阶段，但是有氧呼吸前两个阶段也可产生ATP，C错误；细胞色素c可以与Apaf－1蛋白结合，Apaf－1蛋白功能丧失不能与细胞色素c结合，无法引起细胞凋亡，D正确。
11．(2021·山东省威海市高三一模)下图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的装置。下列叙述正确的是( D )
A．将种子浸透的作用是增加种子细胞中结合水的含量，从而增强种子的代谢作用
B．实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向右移动
C．小液滴停止移动后，种子的呼吸方式是有氧呼吸
D．为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置
[解析] 将种子浸透的作用是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用，提高其呼吸作用，A错误；实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸会消耗氧气，故红色小液滴将向左移动，B错误；小液滴停止移动后，说明其不再消耗氧气，即进行无氧呼吸，C错误；为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置，观察小液滴是否移动，D正确。故选D。
12．(2021·河南高考模拟)下列有关细胞呼吸的说法，正确的是( A )
A．无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，都是有机物氧化分解并释放能量的过程
B．用溶于浓硫酸的重铬酸钾做检测试剂，可判断细胞是否进行了无氧呼吸
C．用溴麝香草酚蓝水溶液做检测试剂，既可判断细胞呼吸的方式，也可测定呼吸速率
D．比较氧气消耗量与二氧化碳生成量之间的差异，可以确定细胞的呼吸方式
[解析] 无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，都是有机物氧化分解并释放能量的过程，A正确；生物体的细胞呼吸方式有有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸分为产生酒精的无氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，用溶于浓硫酸的重铬酸钾作试剂只能判断细胞是否进行了产生酒精的无氧呼吸，B错误；用溴麝香草酚蓝水溶液作试剂，只可以判断细胞呼吸产生了二氧化碳，不能判断是哪种呼吸方式，也不能测定呼吸速率的快慢，C错误；由于细胞呼吸消耗的底物和无氧呼吸的类型不确定，所以比较氧气的消耗量与二氧化碳的生成量之间的差异，不可以确定细胞的呼吸方式，D错误。故选A。
13．(2020·佛山一模)黑暗环境中某作物种子萌发过程中呼吸速率的变化如图所示，以下判断错误的是( B )
A．第1阶段，种子由于吸水，呼吸速率上升
B．第2阶段，种皮限制O2进入，呼吸作用停止
C．第3阶段，胚根穿破种皮，有氧呼吸速率迅速升高
D．第4阶段，种子呼吸速率下降的原因是营养物质被消耗
[解析] 第1阶段，种子由于吸水，细胞内自由水增多，导致呼吸速率上升，A正确；当经过了第1阶段后，种子吸水膨胀，使种皮软化且透性增加，使外界氧气容易进入胚和胚乳，而第2阶段由于种皮限制，O2进入量较少，种子以无氧呼吸为主，有氧呼吸较弱，B错误；第3阶段，胚根穿破种皮，有氧呼吸速率迅速升高，释放的二氧化碳迅速增多，C正确；由于在黑暗环境中细胞不能进行光合作用，所以到了第4阶段，种子中营养物质被消耗，导致呼吸速率下降，D正确。
二、非选择题
14．(2020·北师大广东石竹附校第一次月考)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。请分析回答下列问题：
(1)ATP的结构简式是A—P～P～P，神经细胞中的ATP主要来自线粒体(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mml/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是ATP与ADP迅速相互转化。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的典型神经递质属于无关变量，应予以排除。
[解析] (1)ATP的结构简式是A—P～P～P。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。(2)ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(3)若要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，可以设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即用化学物质阻断典型神经递质，所以典型神经递质是实验的无关变量。
15．(2020·辽宁大连一模)在自然界中，洪水、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对低氧胁迫的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法。研究了低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系中丙酮酸和乙醇含量，结果如下表所示。
请回答：
(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是细胞质基质，丙酮酸转化产生乙醇的过程不能(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，低氧胁迫下，黄瓜根系细胞有氧呼吸受阻。
(3)实验结果表明，品种A耐低氧能力比B强，其原因可基于下图(图为对上表中实验数据的处理)做进一步解释。请在下图中相应位置绘出表示品种B的柱形图。
[答案] (3)
[解析] (1)丙酮酸是细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)第一阶段的产物，该过程的场所是细胞质基质。丙酮酸转化产生乙醇的过程属于无氧呼吸的第二阶段，此过程不能生成ATP。(2)题表中信息显示，对于同一品种的黄瓜而言，低氧情况和正常通气情况下都产生乙醇，且低氧情况下黄瓜根系细胞中的乙醇含量明显高于正常通气情况下，而乙醇是无氧呼吸的产物，说明正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，低氧胁迫下，黄瓜根系细胞有氧呼吸受阻。(3)将柱状图所示的品种A的丙酮酸或乙醇的含量对比可推知，柱形图所示的品种A的丙酮酸或乙醇的含量＝低氧情况下丙酮酸或乙醇的含量－正常通气情况下的丙酮酸或乙醇的含量，所以在绘制表示品种B的柱形图时，图中品种B的丙酮酸的含量＝0.34－0.19＝0.15(μml·g－1)，乙醇的含量＝4.00－2.49＝1.51(μml·g－1)。相应的图形见答案。
实验处理结果项目
正常通气
品种A
正常通气
品种B
低氧
品种A
低氧
品种B
丙酮酸
(μml·g－1)
0.18
0.19
0.21
0.34
乙醇
(μml·g－1)
2.45
2.49
6.00
4.00