第2講　細胞的能量“貨幣”ATP　細胞呼吸的原理和應用

(本講對應學生用書P56)第2講細胞的能量“貨幣”ATP細胞呼吸的原理和應用課標考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能1.解釋ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質2.說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量生命觀念通過對ATP的結構和功能、細胞呼吸類型和過程的學習，建立生命的物質與能量觀和普遍聯(lián)系的觀點

科學思維通過分析ATP的合成、利用過程及對細胞呼吸方式的判斷，培養(yǎng)對問題進行推理，并做出合理判斷的能力

科學探究通過“探究酵母菌細胞呼吸方式”的實驗，培養(yǎng)對生物學問題進行初步探究的能力

社會責任通過分析細胞呼吸在生產、生活中的應用實例，關注科技發(fā)展

目錄1自主學習·鞏固基礎2重難探究·素養(yǎng)達標4典題演練·破解高考課后提能演練53實驗平臺·專講專練［自主學習］ATP的結構、功能和利用C、H、O、N、P腺苷磷酸基團特殊的化學鍵光合作用、細胞呼吸細胞質基質、線粒體、葉綠體ADP+Pi+能量ATP［自主檢測］（1）如果把糖類和脂肪比作大額支票，ATP相當于現(xiàn)金，這種比喻有道理的原因是什么？________________________________________________________________

。（2）植物、動物、細菌和真菌的細胞內，都是以ATP作為能量“貨幣”的，說明了什么？

。

糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩(wěn)定，不能被細胞直接利用，這些穩(wěn)定的化學能只有轉化成ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞直接利用生物界具有統(tǒng)一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源

細胞呼吸能量是否有氧參與有氧呼吸無氧呼吸2.有氧呼吸（1）過程圖解：（2）總化學反應簡式：

。

細胞質基質C6H12O62丙酮酸+4［H］少量能量線粒體基質2丙酮酸+6H2OCO2+20［H］少量能量線粒體內膜24［H］+6O212H2O大量能量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量3.無氧呼吸細胞質基質乳酸酒精+CO2［自主檢測］1.深挖教材。（1）細胞呼吸中的［H］實際上是氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉化成

。

（2）有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧氣分別在哪些階段利用？產物中的二氧化碳和水分別在哪些階段形成？

。

還原型輔酶Ⅰ（NADH）有氧呼吸反應物中的葡萄糖、水、氧氣分別在第一、二、三階段利用；產物中的二氧化碳和水分別在第二、三階段形成

2.熱圖導析：影響細胞呼吸的因素常見曲線模型。（1）圖1中各點表示的生物學意義：Q點：不消耗O2，產生CO2?只進行

；

P點：O2吸收量=CO2釋放總量?只進行

；

無氧呼吸有氧呼吸

QP段（不包含Q、P點）：CO2釋放總量

（填“大于”“小于”或“等于”）O2吸收量?同時進行有氧呼吸和無氧呼吸；

R點：CO2釋放總量最少?組織細胞呼吸作用

。

（2）圖2中，溫度對細胞呼吸的影響是通過影響

實現(xiàn)的，因此在貯藏種子、水果、蔬菜時應選取

（填“高溫”“零上低溫”或“零下低溫”）。

（3）從圖3可看出，細胞呼吸速率與

有關，在儲存作物種子時應將種子風干，以減弱

，減少

的消耗。

大于最弱與細胞呼吸有關酶的活性零上低溫含水量細胞呼吸有機物［深度講解］1.ATP分子的結構ATP的結構和功能2.ATP和ADP的相互轉化3.細胞內ATP合成與水解的生理過程及場所

分析ATP的結構和特點（1）圖示a處應為“—H”還是“—OH”？（2）圖示b、c、d所示化學鍵是否相同？其中最易斷裂和重建的是哪一個？（3）圖示框e的名稱是什么？它與DNA、RNA有何關系？【答案】（1）提示：圖示a處應為“—OH”，因為該五碳糖為核糖。（2）提示：不相同。圖示b為普通磷酸鍵，c、d為特殊的化學鍵，其中d處的鍵最易斷裂和重建。（3）提示：圖示框e為腺嘌呤核糖核苷酸，它是構成RNA的基本單位之一，當發(fā)生逆轉錄時，它可與DNA鏈中的胸腺嘧啶脫氧核苷酸配對。［考向預測］（一）ATP的結構與功能（素養(yǎng)目標：生命觀念）1.如圖為ATP的結構示意圖，下列相關敘述中，正確的是（）A.圖中①是構成DNA和RNA的五碳糖B.圖中②指特殊的化學鍵，在ATP分子中共有3個C.圖中③是mRNA與質粒共有的堿基之一D.圖中④是構成DNA的基本組成單位之一C【解析】圖中①是核糖，是構成RNA的五碳糖，A錯誤；特殊的化學鍵在ATP分子中有兩個，B錯誤；圖中③是腺嘌呤，是mRNA與質粒（DNA）共有的堿基之一，C正確；圖中④表示腺嘌呤核糖核苷酸，是構成RNA的基本單位之一，D錯誤。（二）ATP與ADP的相互轉化（素養(yǎng)目標：生命觀念）2.ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質，如圖表示“ATP-ADP循環(huán)”示意圖，其中①和②表示過程。下列敘述錯誤的是（）A.①過程的能量可以來自化學能與光能B.②過程有水消耗C.植物細胞在黑暗條件下，過程①只發(fā)生在線粒體中D.②過程釋放的能量，可用于氨基酸合成蛋白質C【解析】①過程為ATP的合成，其所需的能量可以來自化學能與光能，A正確；②過程為ATP的水解，需要水參與反應，B正確；植物細胞在黑暗條件下，不能利用光能進行光合作用合成ATP，但可以通過呼吸作用合成ATP，所以過程①可發(fā)生在細胞質基質和線粒體中，C錯誤；②過程ATP水解釋放的能量，可用于物質的合成，如氨基酸合成蛋白質，D正確。［深度講解］1.有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解細胞呼吸的過程（1）有氧呼吸過程中氧元素的來源和去路。（2）細胞呼吸中［H］和ATP的來源和去路。項目來源去路［H］有氧呼吸：C6H12O6和H2O無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結合生成水無氧呼吸：還原丙酮酸ATP有氧呼吸：三個階段都產生無氧呼吸：只在第一階段產生用于各項生命活動（3）能量代謝。①有氧呼吸三個階段都釋放能量產生ATP，而無氧呼吸只在第一階段釋放能量產生ATP。②細胞呼吸釋放的能量大部分以熱能形式散失，小部分轉移到ATP中。（4）有氧呼吸與無氧呼吸的比較。2.不同生物的無氧呼吸產物［考向預測］（一）考查細胞呼吸的場所和過程（素養(yǎng)目標：生命觀念）1.（2024年廣東揭陽期末）隨著對乳酸研究的不斷深入，乳酸在代謝中的積極意義不斷被揭示。下圖是真核細胞內與乳酸有關的代謝示意圖（序號表示場所，LDH表示乳酸脫氫酶）。下列相關敘述正確的是（）A.①②分別表示細胞質基質和線粒體外膜B.據(jù)圖可確定乳酸跨膜運輸?shù)姆绞绞侵鲃舆\輸C.細胞內O2充足時丙酮酸也可能轉化為乳酸D.圖中的NADH在線粒體基質與O2結合生成水C【解析】葡萄糖分解成丙酮酸，并進一步轉化為乳酸發(fā)生在細胞質基質，①表示細胞質基質，丙酮酸轉化成二氧化碳和水發(fā)生在線粒體基質和線粒體內膜，②表示線粒體基質和線粒體內膜，A錯誤；由圖中的②可知，乳酸通過單羧酸轉運蛋白進入線粒體，并沒有消耗能量，推測其運輸方式為協(xié)助擴散，B錯誤；細胞內O2充足時丙酮酸也可能轉化為乳酸，乳酸再進入線粒體轉化為二氧化碳和水，C正確；NADH在線粒體內膜與O2結合形成H2O、NAD+，D錯誤。（二）考查細胞呼吸的有關計算（素養(yǎng)目標：科學思維）2.（2024年重慶榮昌階段練習）圖1表示某水稻種子萌發(fā)的細胞呼吸過程中，O2的吸收量和CO2的釋放量隨環(huán)境中O2濃度的變化而變化的曲線，其中線段XY=YZ；圖2是水稻種子萌發(fā)的RQ值（CO2產生量與O2

消耗量的比值）變化。下列有關敘述正確的是（）AA.圖1中O2濃度為a時，水稻種子有氧呼吸比無氧呼吸釋放的能量多B.圖1中P點與圖2中b點時水稻種子有氧呼吸消耗葡萄糖量相等C.圖2中c點以后，水稻種子有氧呼吸速率不再繼續(xù)增加D.相同O2濃度下，花生種子的RQ值大于水稻種子【解析】圖1中

O2濃度為a時，XY=YZ；設XY=YZ=m，即有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2都為m，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應方程式可計算出有氧呼吸消耗的葡萄糖是m/6，無氧呼吸消耗的葡萄糖是m/2，即無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，而1

mol葡萄糖有氧呼吸能產生2

870

kJ能量，形成32

mol

ATP，而1

mol葡萄糖無氧呼吸能產生196.65

kJ能量，形成2

mol

ATP，可見圖1中

O2濃度為a時，水稻種子有氧呼吸比無氧呼吸釋放的能量多，A正確；圖1中P點水稻種子只進行有氧呼吸，圖2中b點水稻種子還存在無氧呼吸，所以圖1中P點的有氧呼吸強度大于圖2中b點的有氧呼吸強度，B錯誤；圖2中c點對應圖1的P點，由此可知，O2濃度大于c點后水稻種子的有氧呼吸仍會在一定范圍內增強，C錯誤；水稻種子中富含淀粉，而花生種子富含脂肪，等質量的脂肪比糖類的含氫量高、含氧量低，細胞呼吸消耗氧氣多，1.三種依據(jù)判斷細胞呼吸的類型2.有氧呼吸和無氧呼吸（產生酒精）的有關計算（1）消耗等量的葡萄糖時產生的CO2摩爾數(shù)。無氧呼吸∶有氧呼吸=1∶3（2）消耗等量的葡萄糖時需要的氧氣和產生的CO2摩爾數(shù)。有氧呼吸需要的氧氣∶有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2之和=3∶4（3）產生等量的CO2時消耗的葡萄糖摩爾數(shù)。無氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1［深度講解］1.內部因素——遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）（1）不同種類的植物細胞呼吸速率不同。（2）同一植物在不同的生長發(fā)育時期細胞呼吸速率不同。（3）同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。影響呼吸速率的因素及實踐應用2.影響呼吸速率的外界因素及機理因素影響機理曲線模型實踐應用溫度影響呼吸酶的活性：最適溫度時，細胞呼吸最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低，甚至變性失活，呼吸受到抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸受到抑制

①低溫下儲存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當降溫，以降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高產量O2濃度O2作為有氧呼吸的原料而影響細胞呼吸的速率和性質（在O2濃度為零時只進行無氧呼吸；O2濃度大于零小于10%時，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；O2濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸）

適當降低O2濃度能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗，以延長蔬菜、水果的保鮮時間CO2濃度增加CO2的濃度對細胞呼吸有明顯的抑制效果

在蔬菜和水果的保鮮中，適當增加CO2的濃度，可提高保鮮效果含水量在一定范圍內，細胞呼吸強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱

將種子風干，以減弱細胞呼吸，從而減少有機物的消耗，延長作物種子儲藏時間3.植物組織細胞呼吸的曲線解讀［考向預測］（一）考查影響細胞呼吸的因素（素養(yǎng)目標：科學思維）1.（2025年江西階段練習）科研人員為探究溫度、O2濃度對采收后蘋果貯存的影響，進行了相關實驗，結果如下圖所示。下列敘述正確的是（）A.據(jù)圖分析，蘋果貯存的適宜條件是低溫和無氧B.5%O2濃度條件下，蘋果細胞產生CO2的場所為細胞質基質C.20%~30%O2濃度范圍內，影響CO2相對生成量的環(huán)境因素主要是溫度D.在O2充足的條件下，O2參與反應的場所是細胞質基質和線粒體內膜C【解析】據(jù)圖分析，蘋果貯存的適宜條件是低溫和低氧條件，A錯誤；5%O2濃度條件下，蘋果細胞既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，產生CO2的場所為細胞質基質和線粒體基質，B錯誤；20%~30%O2濃度范圍內，不同溫度條件下CO2的相對生成量達到相對穩(wěn)定且各不相同，此時影響CO2相對生成量的環(huán)境因素主要是溫度，C正確；在O2充足的條件下，蘋果細胞進行有氧呼吸，O2參與反應的場所是線粒體內膜，D錯誤。（二）考查細胞呼吸原理的應用（素養(yǎng)目標：社會責任）2.（2024年河南階段練習）細胞呼吸原理在生產和生活中被廣泛應用。下列相關敘述正確的是（）A.包扎傷口選用透氣的敷料，目的是促進傷口附近細胞的有氧呼吸B.將玉米種子置于高氧環(huán)境中，可減少種子有機物消耗，延長儲藏時間C.油料作物種子在播種時宜淺播，原因是種子萌發(fā)時進行呼吸作用需要大量O2D.制作面包時，向面包胚中加乳酸菌后密封，乳酸菌產生的CO2可使面包變松軟C【解析】包扎傷口選用透氣的敷料，增加通氣量，目的是抑制厭氧菌的無氧呼吸，使其不能大量繁殖，A錯誤；種子一般要在低溫、干燥和低氧的環(huán)境中儲藏，目的是降低種子的呼吸作用，減少種子有機物的消耗，延長種子儲藏時間，B錯誤；油料種子脂肪含量高，脂肪中氫元素所占比例高，萌發(fā)時需要大量O2，因此宜淺播，C正確；制作面包時加入酵母菌，酵母菌細胞呼吸產生的CO2使面包松軟且多孔，D錯誤。

探究酵母菌細胞呼吸的方式（2）細胞呼吸產物的檢測。2.實驗步驟（1）配制酵母菌培養(yǎng)液（酵母菌+葡萄糖溶液）。（2）檢測CO2產生多少的裝置如圖所示。（3）檢測酒精的產生：從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。3.實驗現(xiàn)象4.實驗結論（1）酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。（2）在有氧條件下產生CO2多且快，在無氧條件下進行細胞呼吸能產生酒精，還產生少量CO2。條件澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢重鉻酸鉀的濃硫酸溶液甲組（有氧）變混濁程度高/快無變化乙組（無氧）變混濁程度低/慢出現(xiàn)灰綠色［方法透析］“實驗法”判斷生物呼吸類型（1）裝置。（2）實驗原理。（3）結果分析與判斷。（4）物理誤差的校正。為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，設置如圖所示的丙裝置（除將裝置中生物材料換為滅活的等量同種生物材料外，其余均與乙裝置相同）。注：（1）若所放材料為綠色植物，整個裝置必須遮光處理，否則植物組織的光合作用會干擾呼吸速率的測定。（2）為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾，應將裝置進行滅菌生物材料進行消毒處理。（3）如果生物材料是酵母菌，實驗所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是滅菌，排除其他微生物的呼吸作用對實驗結果造成的干擾。裝置丙［診斷小練］教材實驗的原理和方法

（2024年河北滄州階段練習）某興趣小組利用富含葡萄糖的培養(yǎng)液培養(yǎng)酵母菌，并利用以下兩套裝置探究酵母菌的呼吸方式。下列敘述正確的是（）A.培養(yǎng)開始時向甲瓶中加入酸性重鉻酸鉀以便檢測乙醇的生成情況B.僅根據(jù)裝置一中乙瓶溴麝香草酚藍溶液是否變?yōu)辄S色無法判斷酵母菌的呼吸方式C.裝置二有色液滴不再移動，說明培養(yǎng)液中的酵母菌已經死亡D.若裝置二有色液滴左移，說明酵母菌同時進行無氧呼吸和有氧呼吸B【解析】由于葡萄糖也可與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色反應，故應在充分反應后（葡萄糖消耗完），取適量酵母菌培養(yǎng)液的濾液，加入酸性重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成，A錯誤；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸均能產生CO2，均會使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，所以僅根據(jù)裝置一中乙瓶溴麝香草酚藍溶液是否變?yōu)辄S色無法判斷酵母菌的呼吸方式，B正確；葡萄糖的分解發(fā)生在細胞質基質，液滴不再移動可能是酵母菌已經死亡或者培養(yǎng)液中葡萄糖消耗完全，C錯誤；若酵母菌同時進行無氧呼吸和有氧呼吸，則圖中有色液滴將右移，D錯誤。1.（2024年廣東卷）研究發(fā)現(xiàn)，敲除某種兼性厭氧酵母（WT）sqr基因后獲得的突變株△sqr中，線粒體出現(xiàn)碎片化現(xiàn)象，且數(shù)量減少。下列分析錯誤的是（）A.碎片化的線粒體無法正常進行有氧呼吸B.線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱C.有氧條件下，WT比△sqr的生長速度快D.無氧條件下，WT比△sqr產生更多的ATPD【解析】有氧呼吸的主要場所在線粒體，碎片化的線粒體無法正常進行有氧呼吸，A正確；有氧呼吸第二、三階段發(fā)生在線粒體中，線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱，B正確；與△sqr相比，WT正常線粒體數(shù)量更多，有氧條件下，WT能獲得更多的能量，生長速度比△sqr快，C正確；無氧呼吸的場所在細胞質基質，與線粒體無關，所以無氧條件下WT產生ATP的量與△sqr相同，D錯誤。2.（2024年安徽卷）細胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應，磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一個關鍵酶。細胞中ATP減少時，ADP和AMP會增多。當ATP/AMP濃度比變化時，兩者會與PFK1發(fā)生競爭性結合而改變酶活性，進而調節(jié)細胞呼吸速率，以保證細胞中能量的供求平衡。下列敘述正確的是（）A.在細胞質基質中，PFK1催化葡萄糖直接分解為丙酮酸等B.PFK1與ATP結合后，酶的空間結構發(fā)生改變而變性失活C.ATP/AMP濃度比變化對PFK1活性的調節(jié)屬于正反饋調節(jié)D.運動時肌細胞中AMP與PFK1結合增多，細胞呼吸速率加快D【解析】細胞呼吸第一階段葡萄糖最終分解為丙酮酸，需要一系列酶促反應即需要多種酶參與，而磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一個關鍵酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解為丙酮酸，A錯誤；當ATP/AMP濃度比變化時，兩者會與PFK1發(fā)生競爭性結合而改變酶活性，進而調節(jié)細胞呼吸速率，以保證細胞中能量的供求平衡，說明PFK1與ATP結合后，酶的空間結構發(fā)生改變但還具有活性，B錯誤；ATP/AMP濃度比變化，最終保證細胞中能量的供求平衡，說明其調節(jié)屬于負反饋調節(jié)，C錯誤；運動時肌細胞消耗ATP增多，細胞中

ATP減少，ADP和AMP會增多，從而使AMP與PFK1結合增多，細胞呼吸速率加快，細胞中

ATP含量增多，從而維持能量供應，D正確。3.（2023年全國卷）植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環(huán)境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細胞經呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是（）A.在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，只進行無氧呼吸產生乳酸B.a~b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程C.每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP比產生乳酸時的多D.植物根細胞無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸?shù)倪^程不需要消耗ATPC【解析】植物進行有氧呼吸或無氧呼吸產生酒精時都有CO2釋放，圖示在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，分析題意可知，植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環(huán)境，據(jù)此推知在時間a之前，植物只進行無氧呼吸產生乳酸，A正確；a階段無CO2產生，b階段CO2釋放較多，a~b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程，是植物通過呼吸途徑改變來適應缺氧環(huán)境的體現(xiàn)，B正確；無論是產生酒精還是產生乳酸的無氧呼吸，都只在第一階段釋放少量能量，第二階段無能量釋放，故每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP和產生乳酸時相同，C錯誤；酒精跨膜運輸方式是自由擴散，該過程不需要消耗ATP，D正確。4.（2024年貴州卷）農業(yè)生產中，旱糧地低洼處易積水，影響作物根細胞的呼吸作用。據(jù)研究，某作物根細胞的呼吸作用與甲、乙兩種酶相關，水淹過程中其活性變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。（1）正常情況下，作物根細胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，從物質和能量的角度分析，其代謝特點有__________________________________________________________

；參與有氧呼吸的酶是

（填“甲”或“乙”）。

需要氧氣參與（或有機物被徹底氧化分解；釋放大量能量，生成大量ATP等）乙（2）在水淹0~3d階段，影響呼吸作用強度的主要環(huán)境因素是

；水淹第3d時，經檢測，作物根的CO2釋放量為0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量為0.2μmol·g-1·min-1，若不考慮乳酸發(fā)酵，無氧呼吸強度是有氧呼吸強度的

倍。

（3）若水淹3d后排水，作物長勢可在一定程度上得到恢復，從代謝角度分析，原因是___________________________________________________________________________________________________________________

（答出2點即可）。

O2的含量

3

無氧呼吸積累的酒精較少，對細胞毒害較??；0~3d無氧呼吸產生的能量維持了基本的生命活動；催化有氧呼吸的酶活性并未完全喪失【解析】（1）正常情況下，作物根細胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧氣充足的情況下，將葡萄糖徹底氧化分解，將能量釋放出來。隨著水淹天數(shù)的增加，乙的活性降低，說明乙是與有氧呼吸有關的酶。（2）在水淹0~3

d階段，隨著水淹天數(shù)的增加，氧氣含量減少，有氧呼吸減弱，無氧呼吸增強。CO2釋放量為0.4

μmol·g-1·min-1，O2吸收量為0.2

μmol·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧氣，葡萄糖的消耗量、氧氣消耗量和CO2釋放量為1∶6∶6，無氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2釋放量為1∶2，有氧呼吸和無氧呼吸均產生0.2

μmol·g-1·min-1

CO2，所以無氧呼吸強度是有氧呼吸強度的3倍。（3）若水淹3

d后排水，作物長勢可在一定程度上得到恢復，一方面是排水后氧氣含量上升，有氧呼吸增強，產生的能量增多；另一方面，由圖可知，第4天無氧呼吸有關的酶活性顯著降低，可能是第4天無氧呼吸產生的酒精毒害作用達到了一定程度，之后就很難恢復，所以要在水淹3天后排水。

A組基礎鞏固練1.（2024年廣東梅州階段練習）金礦桿菌發(fā)現(xiàn)于一座金礦地下2.8km充滿水的裂溝中，裂溝處沒有光線和氧氣，水溫高達60℃。這種細菌能夠從放射性鈾中獲取能量，其體內的碳元素來自可溶解性二氧化碳，氮元素來自周圍的巖石物質。下列關于金礦桿菌的敘述，正確的是（）A.金礦桿菌的細胞壁是該系統(tǒng)的邊界B.金礦桿菌從巖石吸收的氮可用來合成核糖核酸、ATP等化合物C.金礦桿菌是厭氧細菌，生命活動所需要能量均由無氧呼吸提供D.與常溫中生活的細菌相比，其DNA中腺嘌呤比例高于鳥嘌呤（本講對應學生用書P336~338）

B【解析】金礦桿菌是原核生物，細胞膜是該系統(tǒng)的邊界，A錯誤；核糖核酸、ATP的組成元素有C、H、O、N、P，金礦桿菌從巖石吸收的氮可用來合成核糖核酸、ATP等化合物，B正確；金礦桿菌生活環(huán)境無氧，應進行無氧呼吸，但由題干這種細菌能夠從放射性鈾中獲取能量，故金礦桿菌所需要能量由無氧呼吸和鈾提供，C錯誤；金礦桿菌生活在水溫高達60

℃的環(huán)境，與常溫中生活的細菌相比，其DNA結構更加穩(wěn)定，DNA的氫鍵越多越穩(wěn)定，G和C配對形成3個氫鍵，A和T配對只含有2個氫鍵，因此該生物DNA分子中腺嘌呤比例低于鳥嘌呤，D錯誤。2.如圖是ATP和ADP相互轉化的過程，下列敘述不正確的是（）A.圖中D代表ADP，T代表ATP，E代表能量B.反應式中，物質可逆，能量不可逆C.ATP中的“A”與RNA中的堿基A含義相同D.ATP中的能量較活躍，易于釋放C3.（2024年廣東茂名二模）動物體內部分酶的活性受磷酸化的影響，進而影響細胞代謝（如圖），相關敘述錯誤的是（）A.ATP水解釋放的磷酸基團使酶1磷酸化B.肝細胞和肌肉細胞中均有酶1、酶2、酶3分布C.胰高血糖素作用于靶細胞，使磷酸化酶激酶的活性增強D.磷酸化會改變酶的空間結構并改變其活性，利于細胞代謝B【解析】細胞呼吸可以產生ATP，ATP水解產生ADP的同時也會產生磷酸，為酶1的磷酸化提供磷酸基團，A正確；肌肉細胞不能水解糖原，沒有酶1，B錯誤；胰高血糖素作用于靶細胞，使磷酸化酶激酶的活性增強，從而促進糖原水解，進而升高血糖，C正確；磷酸化會改變酶的空間結構并改變其活性，有利于細胞代謝，D正確。4.（2024年廣東廣州二模）酵母菌在密閉容器內以葡萄糖為底物的呼吸速率變化過程如下圖所示。下列敘述正確的是（）A.0~6h內，容器中O2剩余量不斷減少，有氧呼吸速率先加快后減慢B.6~8h內，容器中O2的消耗量大于CO2的產生量C.8~10h內，酵母菌細胞呼吸釋放的能量主要儲存在ATP中D.6~10h內，用溴麝香草酚藍溶液可檢測到酵母菌無氧呼吸產生的酒精A【解析】由圖可知，0~6

h內，酵母菌有氧呼吸速率先上升后下降，因有氧呼吸消耗氧氣，密閉容器內氧氣剩余量不斷減少，A正確；6~8

h內，酵母菌進行有氧呼吸消耗的氧氣與產生的二氧化碳相同，同時進行不消耗氧氣，產生酒精與二氧化碳的無氧呼吸，因此在此期間，容器中的氧氣的消耗量小于二氧化碳的產生量，B錯誤；8~10

h內，酵母菌只進行無氧呼吸，產物為酒精和二氧化碳，葡萄糖中的大部分能量轉移至酒精中，少部分釋放出來，其中大部分以熱能的形式散失，少部分轉化為ATP中活躍的化學能，C錯誤；溴麝香草酚藍溶液用于檢測二氧化碳，不能用于檢測酒精，用酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精，D錯誤。B組能力提升練5.（2024年廣東揭陽期末）隨著對乳酸研究的不斷深入，乳酸在代謝中的積極意義不斷被揭示。下圖是真核細胞內與乳酸有關的代謝示意圖（數(shù)字表示場所，LDH表示乳酸脫氫酶）。下列相關敘述正確的是（）A.①②分別表示細胞質基質和線粒體外膜B.據(jù)圖可確定乳酸跨膜運輸?shù)姆绞绞侵鲃舆\輸C.細胞內O2充足時丙酮酸也可能轉化為乳酸D.圖中的NADH在線粒體基質與O2結合生成水C【解析】葡萄糖分解成丙酮酸，并進一步轉化為乳酸發(fā)生在①細胞質基質，丙酮酸轉化成二氧化碳和水發(fā)生在②線粒體基質和線粒體內膜，A錯誤；由圖中的②可知，乳酸通過單羧酸轉運蛋白進入線粒體，并沒有消耗能量，推測其運輸方式為協(xié)助擴散，B錯誤；分析圖可知：細胞內O2充足時也可能丙酮酸轉化為乳酸，乳酸再進入線粒體轉化為二氧化碳和水，C正確；NADH在線粒體內膜與O2結合形成H2O、NAD+，D錯誤。6.將酵母菌破碎后離心獲得的細胞質基質和線粒體，通入18O2進行實驗（見下表）。下列關于該實驗的敘述，錯誤的是（）試管加入的細胞成分加入的反應物各試管變化情況加入熒光素和熒光素酶1細胞質基質+線粒體14C標記的葡萄糖較強熒光2細胞質基質14C標記的葡萄糖葡萄糖的量減少，有14C標記的丙酮酸、［H］生成較弱熒光3線粒體懸液14C標記的葡萄糖葡萄糖的量不變沒有熒光4線粒體懸液14C標記的丙酮酸較強熒光A.葡萄糖被氧化分解離不開細胞質基質和線粒體B.葡萄糖在細胞質基質中分解為丙酮酸和［H］，釋放少量能量C.葡萄糖不能直接在線粒體內分解D.丙酮酸進入線粒體后，生成水和CO2，釋放大量能量A【解析】葡萄糖在無氧條件下氧化分解場所在細胞質基質，不需要線粒體，A錯誤；葡萄糖在細胞質基質中進行呼吸作用第一階段的反應，被分解為丙酮酸和［H］，釋放少量能量，B正確；葡萄糖不能在線粒體中直接分解，需要在細胞質基質中被分解為丙酮酸再進入線粒體被徹底氧化分解，C正確；丙酮酸進入線粒體，經過有氧呼吸第二和第三階段的反應，被徹底分解為水和CO2，釋放大量能量，D正確。7.（2025年四川成都期末）某科研人員將綠色番茄果實置于密閉容器內，在t1、t2、t3三種不同溫度條件下測定其呼吸速率，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.呼吸速率可用番茄果實中有機物的減少速率來表示B.不同溫度下呼吸速率不同的主要原因是酶活性不同C.t1溫度條件下呼吸速率的變化與容器內O2濃度有關D.據(jù)圖分析可以判斷三個溫度的大小關系為t3>t2>t1D【解析】呼吸速率可以用反應物的消耗速率和產物的生成速率表示，A正確；酶有最適溫度，溫度過高、過低都會影響酶活性，不同溫度下呼吸速率不同的主要原因是酶活性不同，B正確；細胞呼吸消耗氧氣，釋放二氧化碳，開始以有氧呼吸為主，之后隨著O2的濃度降低，無氧呼吸占主要地位，C正確；通過圖示，不能確定t1、t2、t3的大小關系，因為酶作用有最適溫度，低于最適溫度時，隨著溫度的升高，酶促反應速率降低，高于最適溫度時，隨著溫度的升高，酶促反應速率降低，通過圖示信息無法判斷t1、t2、t3溫度是高于還是低于最適溫度，D錯誤。8.大賽前足球隊運動員經常會到高原地區(qū)進行集訓，下圖是運動員劇烈運動時肌肉細胞能量代謝曲線，其中曲線B、C是有氧或者無氧呼吸提供能量情況。以下說法錯誤的是（）A.肌肉收縮最初的能量主要來自存量ATPB.B曲線代表的呼吸類型是無氧呼吸C.適度高原訓練的目的是適應高原缺氧的環(huán)境，提高比賽時劇烈運動狀態(tài)下無氧呼吸的效率D.B、C曲線代表的呼吸類型可以通過是否產生CO2來區(qū)分C【解析】肌肉收縮最初的能量主要來自存量ATP的直接水解，此時ATP含量急劇下降，A正確；曲線B是在較短時間內提供能量，但隨著運動時間的延長無法持續(xù)提供能量，為無氧呼吸，B正確；適度進行高原訓練可以提高血液中紅細胞的含量，從而提高血液的運氧能力，使機體的有氧呼吸功能增加，有助于提高運動員的運動能力，C錯誤；曲線B是無氧呼吸，產物為乳酸，曲線C為有氧呼吸，產物是CO2和水，因此通過檢測是否產生CO2可區(qū)分曲線B、C的呼吸類型，D正確。9.（2024年安徽池州二模）圖1、圖2分別表示油菜、小麥種子萌發(fā)過程中CO2釋放量和O2吸收量的變化趨勢。下列敘述正確的是（）A.圖1作物種子在萌發(fā)時間為36h時，只進行有氧呼吸B.圖1作物種子在萌發(fā)12~30h之間，細胞呼吸產物只有CO2和水C.圖2中P濃度最適合儲存該種子，因為此條件下無氧呼吸強度最低D.圖2中種子消耗的有機物為糖類，Q濃度下該種子只進行有氧呼吸D【解析】油菜種子富含脂肪，萌發(fā)時還會消耗脂肪，若只進行有氧呼吸，則二氧化碳釋放量大于氧氣吸收量，A錯誤；油菜種子在12~30

h之間，進行了無氧呼吸，還會產生酒精，B錯誤；圖2中P濃度最適合儲存該種子，Q濃度下無氧呼吸強度最低，C錯誤；小麥種子呼吸底物為糖類，氧氣吸收量與二氧化碳釋放量相等時，只進行有氧呼吸，D正確。10.高原鼠兔對高原低氧環(huán)境有很強的適應性。高原鼠兔細胞中部分糖代謝途徑如圖所示，正常情況下，骨骼肌和肝細胞中相關指標及數(shù)據(jù)如表所示。下列有關說法正確的是（）項目LDH相對表達量PC相對表達量乳酸含量/（mmol·L-1）骨骼肌細胞0.6400.90肝細胞0.870.751.45BA.低氧環(huán)境中高原鼠兔的成熟紅細胞吸收葡萄糖消耗無氧呼吸產生的ATPB.肝細胞LDH相對表達量增加有助于乳酸轉化為葡萄糖和糖原C.高原鼠兔骨骼肌消耗的能量來自丙酮酸生成乳酸的過程D.若高原鼠兔血清中PC含量異常增高，可能是骨骼肌細胞受損導致的【解析】高原鼠兔成熟紅細胞吸收葡萄糖為協(xié)助擴散，不消耗能量，A錯誤；乳酸脫氫酶（LDH）催化乳酸氧化為丙酮酸，進而轉化為葡萄糖和糖原，LDH的表達量多，加速了催化乳酸轉化成葡萄糖和糖原的過程，B正確；在無氧呼吸第二階段，丙酮酸生成乳酸的過程中，不產生能量，所以高原鼠兔骨骼肌消耗的能量不可能來自丙酮酸生成乳酸的過程，C錯誤；PC的作用是對丙酮酸進行轉化，使轉化后產物來參與呼吸作用過程，其中高原鼠兔肝細胞的LDH表達量和乳酸含量，都要高于骨骼肌細胞中，并且骨骼肌細胞中不存在PC表達，由此可以推測肝細胞受損后，致使PC大量地表達，從而對乳酸進行大量轉化，D錯誤。C組壓軸培優(yōu)練11.（2025年廣東開學考試）城市高樓林立，屋頂花園能有效增加綠地覆蓋率，逐漸成為凈化