新教材高三一轮复习检测卷( 9 )　ATP与细胞呼吸（含解析）

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课时跟踪检测( 九 )　ATP与细胞呼吸
一、单项选择题
1．(2020·丰台区二模)骨骼肌线粒体Ca2＋?ATP酶能催化ATP水解，并将细胞质基质中的Ca2＋转运到线粒体基质中。中等强度运动后，Ca2＋?ATP酶活性显著下降。以下推测正确的是(　　)
A．Ca2＋?ATP酶催化ATP水解可以为Ca2＋主动运输提供能量
B．线粒体基质中Ca2＋的含量在中等强度运动后保持不变
C．骨骼肌细胞生命活动所需要的能量全部来自线粒体
D．骨骼肌的酸痛是细胞无氧呼吸导致丙酮酸积累的结果
解析：选A　Ca2＋?ATP酶催化ATP水解可以为Ca2＋主动运输提供能量，A正确；线粒体基质中Ca2＋的含量在中等强度运动后下降，B错误；骨骼肌细胞生命活动所需要的能量主要来自线粒体，还可以来自细胞质基质，C错误；骨骼肌的酸痛是细胞无氧呼吸导致乳酸积累的结果，D错误。
2．(2020·青岛一模)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(　　)
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发挥作用时有特殊化学键的形成
D．线粒体中ATP合成的速率取决于AK的活性
解析：选D　ATP除去两个特殊化学键为AMP，AMP是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料，A正确；“腺苷酸激酶(AK)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”可见无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用，B正确；“腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP”，故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键的断裂与形成，C正确。线粒体中ATP的合成发生在线粒体基质和线粒体内膜，而腺苷酸激酶(AK)存在线粒体的内外膜间隙，线粒体中ATP合成的速率与AK无关，D错误。
3．(2020·平阳县模拟)如图为某细胞需氧呼吸过程示意图，①②③④为相应生理过程。下列叙述正确的是(　　)
A．过程①葡萄糖分子中的少部分能量存在于A中
B．过程②③相关的酶分布在线粒体基质和嵴上
C．过程①②③释放的氢被一些特殊的分子携带进入④
D．过程①②③④均可产生ATP，可用于任何一种生命活动
解析：选C　过程①为糖酵解，葡萄糖分子中的大部分能量存在于A中，A错误；过程②③相关的酶分布在线粒体基质，B错误；过程①②③释放的氢被一些特殊的分子携带进入④，与氧气结合生成水，C正确；过程①②③④产生的ATP不能用于暗反应，D错误。
4．(2020·延庆区一模)氰化物是一种剧毒物质，但在自然界中广泛存在，如杏仁中含有的苦杏仁苷就是一种氰化物，它能与线粒体内膜中传递电子的蛋白质结合，阻断ATP的生成。下列表述不正确的是(　　)
A．有机物中的能量部分转化为ATP中活跃的化学能
B．氰化物可导致细胞内的比值上升
C．氰化物可能会抑制线粒体内膜某种酶的活性
D．氰化物对无氧呼吸中ATP的生成有影响
解析：选D　在细胞呼吸过程中，有机物中的能量部分转化为ATP中活跃的化学能，部分以热能的形式散失，A正确；氰化物能与线粒体内膜中传递电子的蛋白质结合，阻断ATP的生成，可导致细胞内的比值上升，B正确；氰化物能与线粒体内膜中传递电子的蛋白质结合，阻断ATP的生成，可能会抑制线粒体内膜某种酶的活性，C正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，氰化物发挥作用的场所是线粒体内膜，故氰化物对无氧呼吸中ATP的生成没有影响，D错误。
5．(2020·淄博三模)ATP合成酶位于线粒体内膜上，内有质子通道。在线粒体内膜上，利用呼吸链电子传递的能量将NADH脱下的H＋转运至线粒体的内、外膜之间，形成H＋的“高位水坝”。之后，H＋顺浓度梯度沿ATP合成酶的质子通道进入线粒体基质，并将ADP和Pi合成ATP。下列相关叙述错误的是(　　)
A．ATP合成酶既有物质运输功能，又具有催化功能
B．H＋以协助扩散方式通过ATP合成酶进入线粒体基质
C．H＋由线粒体内膜运达内、外膜的间隙不需要能量
D．使用ATP合成酶活性抑制剂时ATP的合成速率下降
解析：选C　根据题意可知：ATP合成酶具有质子通道，H＋顺浓度梯度沿ATP合成酶的质子通道进入线粒体基质，并将ADP和Pi合成ATP，故ATP合成酶既有物质运输功能，又具有催化功能，A正确；根据题意可知：ATP合成酶具有质子通道，H＋顺浓度梯度沿ATP合成酶的质子通道进入线粒体基质，故H＋以协助扩散方式通过ATP合成酶进入线粒体基质，B正确；在线粒体内膜上，利用呼吸链电子传递的能量将NADH脱下的H＋转运至线粒体的内外膜之间，形成H＋的“高位水坝”，可见H＋由线粒体内膜运达内、外膜的间隙为逆浓度梯度的运输，需要消耗能量，C错误；使用ATP合成酶活性抑制剂时，ATP合成酶活性下降，ATP的合成速率下降，D正确。
6．(2020·东阳市模拟)细胞呼吸过程中在线粒体的内膜上NADH将有机物降解得到的高能电子传递给质子泵，后者利用这一能量将H＋泵到线粒体基质外，使得线粒体内外膜间隙中H＋浓度提高，大部分H＋通过特殊的结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP合成(如图)。下列叙述错误的是(　　)
A．上述物质变化过程也存在于部分细菌中
B．H＋由膜间隙转移至线粒体基质穿过1层膜
C．质子泵空间结构一旦发生改变就出现不可逆的变性
D．上述能量转化过程是：有机物中的化学能→电能→ATP中的化学能
解析：选C　某些细菌也能进行有氧呼吸，故也能发生上述的物质变化，A正确；H＋由膜间隙转移至线粒体基质穿过1层膜，B正确；根据题意可知，质子泵具有生物活性，其空间结构发生改变后能恢复，C错误；根据题干信息可知，上述过程中能量转化过程是：有机物中稳定的化学能→电能→ATP中活跃的化学能，D正确。
7．(2020·下城区模拟)菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。下列有关叙述正确的是(　　)
A．NADH脱氢酶分布在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体的基质
B．鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段
C．鱼藤酮抑制了菜粉蝶幼虫细胞中丙酮酸形成CO2和[H]
D．长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加
解析：选B　NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶，即催化有氧呼吸的第三阶段，主要分布在线粒体内膜上，A错误；NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感，说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，B正确；生产上常利用鱼藤酮来防治害虫，说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，而丙酮酸形成CO2和[H]属于有氧呼吸的第二阶段，C错误；长期使用鱼藤酮使其种群抗药性基因频率增加，只是进行自然选择，而无法诱发基因突变，D错误。
8．(2020·南阳模拟)免耕法是指农业生产中不松土或少松土，收获时只收割麦穗或稻穗等部位，而将经过处理后的农作物秸秆和残茬保留在农田地表，任其腐烂。提倡免耕法取代传统松土措施的原因不包括(　　)
A．增加土壤的透气性，促进根系的有氧呼吸
B．有利于水土保持，能减少沙尘暴的发生
C．减少土壤微生物对CO2的排放量，有效缓解温室效应
D．减少了农田生态系统的物质输出，使土壤肥力得以提高
解析：选A　免耕法不松土或少松土，不能增加土壤的透气性，A错误；免耕法不松土或少松土，并将经过处理后的农作物秸秆和残茬保留在农田地表，从而有利于水土保持，能减少沙尘暴的发生，B正确；不松土或少松土，土壤微生物进行无氧发酵，从而减少土壤微生物对CO2的排放量，有效缓解温室效应，C正确；免耕法将经过处理后的农作物秸秆和残茬保留在农田地表，减少了农田生态系统的物质输出，使土壤肥力得以提高，D正确。
9．(2020·广州一模)某同学做了以下实验：取A、B两支试管，在A中加入煮熟的蚕豆子叶，B中加入发芽的蚕豆子叶。在两试管中分别加入亚甲基蓝溶液(亚甲基蓝氧化态为蓝色，还原态为无色)，一段时间后倒出溶液，两试管中的子叶都呈蓝色。然后两试管分别加水淹没子叶，抽气，在水面覆盖适量石蜡油，适宜温度下保温一段时间后，A管子叶蓝色深度不变，B管子叶蓝色变浅。取出两管子叶放在滤纸上一段时间，A管子叶蓝色深度不变，B管子叶蓝色深度有一定程度的恢复。下列分析不合理的是(　　)
A．该实验中抽气并在水面覆盖适量石蜡油的目的是隔绝空气，制造无氧环境
B．保温后A管子叶蓝色深度不变的原因是高温导致酶失活，无细胞呼吸
C．保温后B管子叶蓝色变浅的原因是亚甲基蓝被无氧呼吸产生的[H]还原
D．滤纸上B管子叶蓝色深度恢复的原因是子叶进行有氧呼吸将亚甲基蓝氧化
解析：选D　该实验中抽气并在水面覆盖适量石蜡油的目的是隔绝空气，制造无氧环境，使子叶细胞进行无氧呼吸，A正确；由于A中加入了煮熟的蚕豆子叶，高温导致酶失活，无细胞呼吸，所以保温后A管子叶蓝色深度不变，B正确；试管中加水淹没了子叶，抽气，在水面覆盖适量石蜡油，制造无氧环境，说明保温后B管子叶蓝色变浅的原因是亚甲基蓝被无氧呼吸产生的[H]还原，C正确；滤纸上B管子叶蓝色深度恢复的原因是子叶进行有氧呼吸，从而使还原态的亚甲基蓝氧化，D错误。
二、不定项选择题
10．(2020·聊城二模)生物利用的能源物质主要是糖类和脂肪，脂肪的氧原子含量较糖类少而氢的含量多。因此，可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类(不考虑蛋白质)。下列叙述错误的是(　　)
A．将酵母菌培养在溶氧丰富的葡萄糖溶液中，上述比值等于1
B．糖尿病患者患病后与其未患病时相比，上述比值会降低
C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值高于1
D．处在冬眠阶段中的熊，上述比值接近1
解析：选CD　酵母菌培养在溶氧丰富的葡萄糖溶液中，只进行有氧呼吸产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值等于1，A正确；糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B正确；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C错误；处在冬眠阶段中的熊，主要靠分解脂肪提供能量，上述比值小于1，D错误。
11．(2020·胶州市期末)研究发现，与正常细胞相比癌细胞大量消耗葡萄糖，但通过细胞呼吸释放的能量却没有明显增加。如图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，下列分析合理的是(　　)
A．癌细胞在葡萄糖代谢的③过程中产生较多的ATP
B．癌细胞可能选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体或使其部分缺失
C．癌细胞代谢过程中产生的大量中间产物为DNA的复制和蛋白质的合成提供原料
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞细胞呼吸产生的NADH比正常细胞少
解析：选BCD　根据图形分析可知，图中③过程表示无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，A错误；与正常细胞相比癌细胞大量消耗葡萄糖，但通过细胞呼吸释放的能量却没有明显增加，其原因可能是癌细胞选择性地抑制了线粒体上丙酮酸载体或使其部分缺失，B正确；癌细胞代谢过程中产生的大量中间产物如丙酮酸、五碳糖等，可以为DNA的复制和蛋白质的合成提供原料，C正确；与正常细胞相比癌细胞大量消耗葡萄糖，但通过细胞呼吸释放的能量却没有明显增加，说明图中的①②③过程增强，而④过程反而较弱，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞细胞呼吸产生的NADH比正常细胞少，D正确。
12．(2020·江苏一模)金鱼能在严重缺氧环境中生存若干天，肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸产物不同，如图表示金鱼缺氧状态下，细胞中部分代谢途径。相关叙述正确的是(　　)
A．“物质X”是丙酮酸，由3种元素组成
B．过程①②③⑤均有能量释放，用于合成ATP
C．不同类型细胞中无氧呼吸产物不同是因为酶种类不同
D．在肌细胞中将乳酸转化成酒精并排出有利于防止酸中毒
解析：选ACD　由图可知，“物质X”是丙酮酸，由C、H、O 3种元素组成，A正确；过程③⑤是无氧呼吸第二阶段，不产生ATP，B错误；不同类型细胞中无氧呼吸产物不同是因为酶种类不同，C正确；由图可知：其他细胞经过无氧呼吸产生的乳酸会运送到肌细胞中，在肌细胞中将乳酸转化成酒精，并排出体外，有利于防止酸中毒，D正确。
三、非选择题
13．(2020·全国一模)为了探究酵母菌在不同条件下的发酵产物，设计如图两装置，依据“酒精具有还原性，可使酸性条件下的重铬酸钾变为灰绿色”的原理进行实验(图中注射器的作用是便于抽取样液用于检测，过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气)。回答下列问题：
(1)若要证明酵母菌细胞呼吸产生了CO2，B和E中的液体应为___________________
___________若要证明产生的CO2是由酵母菌产生的，设置的对照实验的装置是___________
___________________________________。
(2)在图一实验装置组装完成后，需将装置静置一段时间后再向B试管中添加液体，目的是________________________________________________________。
(3)实验10 min后，从A、D两装置中各抽取2 mL溶液，向其中加入酸性条件下的重铬酸钾溶液后摇匀，均出现了灰绿色。对于这一实验现象，甲、乙两同学有不同的解释。
①甲同学认为，局部缺氧可能导致酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。若该推测是正确的，则可在实验过程中________________________，实验结束后变灰绿色的现象即不会出现；否则可能是________________造成酵母菌进行了无氧呼吸。
②乙同学认为葡萄糖具有还原性，也能使重铬酸钾溶液变为灰绿色，D装置中应可以检测到葡萄糖。若该假设正确，则实验操作应如何改进？____________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，也能使澄清石灰水变混浊，所以要证明酵母菌细胞呼吸产生了CO2，B和E中的液体应为溴麝香草酚蓝溶液或澄清石灰水。若要证明产生的CO2是由酵母菌产生的，设置的对照实验的装置是除不加酵母菌外，其他与原装置相同。(2)在图一实验装置组装完成后，为了排除实验装置中原有的O2和CO2对实验结果的影响，需将装置静置一段时间后再向B试管中添加液体。(3)实验10 min后，从A、D两装置中各抽取2 mL溶液，向其中加入酸性条件下的重铬酸钾溶液后摇匀，均出现了灰绿色。①甲同学认为，局部缺氧可能导致酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。为验证该推测是正确的，则可在实验过程中不时摇晃锥形瓶，补充氧气，这样酵母菌进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸产生酒精，所以实验结束后变灰绿色的现象即不会出现，否则可能是装置供氧量不足造成酵母菌进行了无氧呼吸。②乙同学认为葡萄糖具有还原性，也能使重铬酸钾溶液变为灰绿色，D装置中应可以检测到葡萄糖。为验证该假设的正确性，可延长反应时间，待A、D装置中的葡萄糖消耗完，再抽取溶液进行检测。
答案：(1)溴麝香草酚蓝溶液或澄清石灰水　除不加酵母菌外，其他与原装置相同　(2)排除实验装置中原有的O2和CO2对实验结果的影响　(3)①不时摇晃锥形瓶　装置供氧量不足　②延长反应时间，待A、D装置中的葡萄糖消耗完，再抽取溶液进行检测
14．(2020·泰安四模)为探究酵母菌的细胞呼吸，将部分酵母菌破碎，并做差速离心处理，再将只含有酵母菌线粒体的沉淀物分别放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三只试管中，分别进行如下操作。请回答：
组别 加入物质 氧的消耗量
Ⅰ 丙酮酸 较大
Ⅱ 葡萄糖 几乎为零
Ⅲ 细胞质基质和葡萄糖 较大
(1)根据以上实验简述有氧呼吸过程中碳原子的转移途径：________________________。
(2)Ⅰ试管中加入2，4?二硝基苯酚(DNP)，DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水的过程没有影响，但会使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，则DNP会影响________的合成。Ⅲ号试管中加入适量的甲烯蓝溶液(甲烯蓝氧化态为蓝色，被还原后为无色)，试管中液体呈蓝色，液体表面覆盖适量的石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现试管中蓝色变浅，原因是________________________________________________。
(3)用酵母菌生产果酒的过程中，如发酵罐密闭性不好，酒会变酸并且发酵液表面会形成一层菌膜，形成原因是_________________________________。随着发酵的进行，发酵液呈缺氧、酸性，但不影响发酵的进行，原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)有氧呼吸第一阶段，葡萄糖氧化为丙酮酸，第二阶段丙酮酸氧化为二氧化碳，因此有氧呼吸过程中碳原子的转移途径：葡萄糖→丙酮酸→CO2。(2)细胞有氧呼吸第三阶段发生的反应是[H]和氧气结合形成水，同时释放大量的能量，其中大部分能量以热能的形式散失，少部分能量储存在ATP中，由于DNP会使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，则DNP会影响ATP的合成。Ⅲ号试管中加入适量的甲烯蓝溶液(甲烯蓝氧化态为蓝色，被还原后为无色)，试管中液体呈蓝色，液体表面覆盖适量的石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现试管中蓝色变浅，原因是在无氧呼吸过程中产生的[H]能使甲烯蓝被还原。(3)用酵母菌生产果酒的过程中，如发酵罐密闭性不好，酒会变酸并且发酵液表面会形成一层菌膜，这是醋酸菌在液面大量繁殖形成的。随着发酵的进行，发酵液呈缺氧、酸性，但不影响发酵的进行，原因是缺氧、酸性条件下，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受抑制。
答案：(1)葡萄糖→丙酮酸→CO2　(2)ATP　在无氧呼吸过程中产生的[H]能使甲烯蓝被还原　(3)醋酸菌在液面大量繁殖　缺氧、酸性条件下，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受抑制