【优化设计】2022年高考生物一轮复习 细胞的能量“通货”—ATP ATP的主要来源 细胞呼吸限时集训（含解析）新人教版

限时集训(十)　细胞的能量“通货”—ATP　ATP的主要来源—细胞呼吸(限时30分钟　满分100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．(2022·潍坊市高三联考)下列反应在真核生物的细胞质基质和线粒体内均能完成的是(　　)A．葡萄糖→丙酮酸　　　　B．丙酮酸→CO2＋[H]C．ADP＋Pi＋能量→ATPD．[H]＋O2→H2O2．在检验酵母菌细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的反应，下列描述不正确的是(　　)A．二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊B．二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄C．乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色D．乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿3．(2022·唐山一模)某同学在研究马铃薯块茎无氧呼吸产物时，设计了如下实验：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入N2，安装成如下图装置。下列说法不正确的是(　　)A．锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境B．若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵C．实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒D．溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水4．有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是(　　)A．ATPB．H2O和CO2C．H2O和丙酮酸D．[H]和ATP5．(2022·孝感市高三模拟)下列对ADP＋Pi＋能量ATP反应式中“能量”的相关叙述，正确的是(　　)A．向右反应需要的能量可来自细胞内蛋白质的水解B．向右反应需要的能量可来自葡萄糖等有机物的氧化分解C．向左反应产生的能量可用于叶绿体中水的分解D．向左反应产生的能量可用于细胞对水的吸收6\n6．(2022·西城质检)下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法不正确的是(　　)A．细胞内的蛋白质合成总与ATP的水解反应相关联B．ATP是高能化合物，其分子中有三个高能磷酸键C．细胞内有机物氧化分解时总是伴随有ATP的合成D．细胞呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要氧气参与7．ATP(甲)是生命活动的直接能源物质，下列叙述正确的是(　　)A．在主动运输过程中，乙的含量会明显增加B．甲→乙和乙→丙过程中，其催化作用的酶空间结构相同C．丙中不含磷酸键，是RNA基本组成单位之一D．丁由腺嘌呤和核糖组成，而戊可用于甲的合成8．右图表示人体呼吸作用过程中葡萄糖分解的两种途径。酶1、酶2和酶3依次存在于(　　)A．线粒体、线粒体和细胞质基质B．细胞质基质、线粒体和细胞质基质C．线粒体、细胞质基质和线粒体D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体9．(2022·烟台质检)在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2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(　　)条件abcdCO2释放量10867O2吸收量0347A．a条件下，呼吸产物除CO2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CO2来自细胞质基质和线粒体10．近年来，大棚种植越来越受到农民朋友的欢迎，不管是在温暖的南方还是在寒冷的东北，都能见到大棚和大棚生产的蔬菜瓜果。下列哪一个不是建设大棚的原因(　　)A．大棚种植，可以减少虫害的发生，减少农药的使用量B．大棚种植，可以改变昼夜温差，增加植物体中有机物的积累6\nC．大棚种植，可以防止基因突变，防止植物变种D．大棚种植，可以减少水资源的浪费二、非选择题(共50分)11．(15分)(2022·福建普高毕业班质检)某研究性学习小组利用荧光素－荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围内，ATP的含量与发光强度成正比。实验步骤：一、ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。二、ATP的测定：吸收一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。请回答：(1)步骤一中的沸水浴处理，使酶的________被破坏而失活。(2)步骤二注入的物质中，属于反应物的是________；分光光度计反应室内能量形式的转换是________________________________________________________________________。(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如下图。①学习小组配制了1×10－8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液(过量)和______________________溶液进行实验。②结果表明：图中________点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，这是因为________。(4)ATP测定对食品卫生监控有重要意义。食品卫生检验人员利用上述生物发光法测定某熟食样品中细菌的ATP总含量，测算出了细菌的数量，从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是：每个细菌细胞中ATP的含量________。12．(15分)下面甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答：6\n(1)甲图中X代表的物质是________，E代表的物质可能是________。(2)甲图中有氧呼吸的途径是________，其中产生能量最多的是________阶段(填字母)。(3)甲图中C、D阶段发生的场所依次对应于乙图中的________(填序号)。(4)A阶段与E物质产生阶段的反应属于___________________________________，写出有关的反应式____________________________________________________。(5)叶绿体中产生的氧气进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有________层，通过这些膜的方式是________。13．(20分)(2022·聊城一模)将某种植物种子在水中浸透，然后按下图装置进行实验，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)0123456789X液面位置(cm)5.07.09.011.013.014.515.515.815.815.8(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____________________________________________________________________________________________________。答案限时集训(十)1．选C　葡萄糖→丙酮酸只发生在细胞质基质中；丙酮酸→CO2＋[H]及[H]＋O2→H2O只发生在线粒体中；细胞质基质和线粒体在进行细胞呼吸的过程中都会产生能量。6\n2．选C　在酸性条件下，乙醇与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。3．选B　根据实验目的“研究马铃薯块茎无氧呼吸产物”，则应对其创设无氧环境，故充入N2的目的是制造无氧环境；溴麝香草酚蓝水溶液是鉴别CO2而不是酒精；为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用对实验有干扰，实验前需对其消毒；检验CO2也可用澄清石灰水。4．选A　有氧呼吸的三个阶段都能形成ATP；H2O的产生于有氧呼吸第三阶段；CO2产生于有氧呼吸第二阶段；[H]在有氧呼吸第一、二阶段产生；丙酮酸在有氧呼吸第一阶段产生。5．选B　ADP和Pi合成ATP过程所需的能量包括以下两种：动物、人、真菌等细胞呼吸释放的能量；绿色植物来源于光能和细胞呼吸释放的能量。叶绿体中水的分解过程所需的能量为叶绿素吸收的光能；细胞通过自由扩散方式吸收水分的过程不需要消耗能量。6．选B　蛋白质合成是一个需能过程，需要ATP水解释放的能量；ATP分子中只含有两个高能磷酸键；细胞内有机物氧化分解时释放能量，伴随ATP的合成；在有氧呼吸的第三阶段氢与氧结合生成水，并产生大量的能量。7．选D　生物体内ATP与ADP的含量比较少，且处于动态平衡；甲→乙，乙→丙是不同的酶促反应，酶的种类不同，空间结构也不同；丙中含有一个普通磷酸键；ATP合成要消耗磷酸基团(戊)。8．选B　有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段将葡萄糖分解为丙酮酸，是在细胞质基质中进行的；第二、三阶段在线粒体中将丙酮酸分解为CO2和H2O。无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同。而图示将丙酮酸分解为乳酸的过程是在细胞质基质中进行的。9．选B　无氧条件下产生了CO2，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CO2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，CO2全部来自线粒体。10．选C　基因突变是随机的，不定向的，不会因为大棚环境改变而改变。11．解析：(1)沸水浴处理时，高温能够使酶分子空间结构被破坏，使酶的活性永久丧失。(2)根据实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光。所以，步骤二注入的物质中，属于反应物的是荧光素，分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能和热能。(3)由图解的横坐标可知实验中荧光素酶溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L，结果表明：图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，表明达到e点所对应的荧光素酶浓度时，ATP已经全部水解，即使继续增加酶浓度，由于受ATP数量限制，发光强度也不再增加，因此e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。(4)每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定，可以根据样品中细菌的ATP总含量，测算出细菌的数量。6\n答案：(1)空间结构(2)荧光素　化学能转换为光能(和热能)(3)①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L荧光素酶②e　ATP全部水解(或ATP数量限制)(4)大致相同(且相对稳定)12．解析：由图分析可知，乙图中①是线粒体内膜，②是线粒体基质，③是线粒体外膜；甲图中的A、C、D分别代表了细胞呼吸第一阶段反应、有氧呼吸第二阶段反应(在线粒体基质中进行)、有氧呼吸第三阶段反应(在线粒体内膜上进行)；有氧呼吸第三阶段释放的能量最多。图中的X应为丙酮酸，E为酒精和CO2。叶绿体中产生的O2通过自由扩散方式进入相邻细胞中被利用的过程中，O2通过生物膜共有6层(两层叶绿体膜，两层细胞膜和两层线粒体膜。)答案：丙酮酸　酒精和二氧化碳(2)A、C、D　D　(3)②、①(4)无氧呼吸C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量(5)6　自由扩散13．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)装置中使用NaOH的目的是吸收种子细胞呼吸产生的CO2，由于有氧呼吸吸收的氧气体积与放出二氧化碳体积相等，二氧化碳被NaOH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O2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，也就是对照组，其与实验组不同的应是金属网上需要放等量、煮熟(或死亡)的同种植物种子。(4)由于有氧呼吸持续进行，氧气减少，4h后有氧呼吸减弱直至停止，无氧呼吸加强，而进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，使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CO2　种子有氧呼吸消耗的O2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CO2被NaOH溶液吸收，管内气压没有明显变化6