資源簡(jiǎn)介

第2講　ATP和細(xì)胞呼吸
明確 目標(biāo) 1.解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì); 2.通過(guò)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,說(shuō)出細(xì)胞呼吸的類型; 3.說(shuō)明生物通過(guò)細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量; 4.分析影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用。
建構(gòu) 知識(shí) 體系
第一課時(shí)　ATP與細(xì)胞呼吸的原理
主題研習(xí)(一)　ATP的結(jié)構(gòu)與功能
(一)ATP的結(jié)構(gòu)及其與ADP的轉(zhuǎn)化
1.ATP的組成結(jié)構(gòu)
2.ATP的供能原理
3.ATP和ADP的轉(zhuǎn)化圖
4.ATP的合成和水解的區(qū)別
項(xiàng)目 ATP的合成 ATP的水解
反應(yīng)式 ADP+Pi+能量ATP ATPADP+Pi+能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
反應(yīng) 場(chǎng)所 生物體的需能部位
能量 來(lái)源 　　　(光合作用)、　　　(細(xì)胞呼吸) 儲(chǔ)存在特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能
能量 去路 儲(chǔ)存在ATP中形成末端的特殊化學(xué)鍵 可直接轉(zhuǎn)化成其他形式的能量用于生命活動(dòng)
(二)ATP的利用
1.ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能
(1)相關(guān)圖示
(2)圖示分析
ATP水解釋放的　　　　使蛋白質(zhì)等分子磷酸化,這些分子被磷酸化后,　　　　發(fā)生變化,　　　也被改變,因而可以參與相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)。
2.細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)
自我診斷
1.概念理解(判斷正誤)
(1)ATP由1個(gè)脫氧核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成。 (　　)
(2)ATP必須在有氧條件下合成。 (　　)
(3)線粒體、葉綠體和高爾基體都是合成ATP的場(chǎng)所。 (　　)
(4)ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),但它在細(xì)胞中的含量很少,ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。 (　　)
(5)ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。 (　　)
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P87正文挖掘思考)植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi),都是以ATP作為能量“貨幣”的,從生物進(jìn)化的角度分析,這說(shuō)明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)(人教版必修1 P89楷體字內(nèi)容拓展分析)螢火蟲尾部發(fā)光的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(蘇教版必修1 P79正文最后一段拓展)除ATP外,糖類、蛋白質(zhì)和脂肪都可以作為能源物質(zhì),ATP是直接能源物質(zhì)?？梢园选　　”茸鳜F(xiàn)金,細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換都是“現(xiàn)金交易”。而　　　物質(zhì)可以比作活期存款,　　　比作定期存款,　　　作為最重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)可以比作不動(dòng)產(chǎn),細(xì)胞中這幾種能源物質(zhì)的利用順序是　　　　　。
題點(diǎn)(一)　ATP的結(jié)構(gòu)與功能
1.(2024·全國(guó)甲卷)ATP可為代謝提供能量,也參與RNA的合成,ATP結(jié)構(gòu)如圖所示,圖中表示高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動(dòng)運(yùn)輸提供能量
B.用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)不能在細(xì)胞核中斷裂
D.光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)
2.ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),除了ATP,動(dòng)物細(xì)胞中還含有dATP(脫氧腺苷三磷酸),每個(gè)dATP由磷酸基團(tuán)、脫氧核糖和腺嘌呤組成。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.與皮膚表皮細(xì)胞相比,心肌細(xì)胞含有更多的ATP
B.與ATP相比,dATP五碳糖2號(hào)碳上的羥基被單獨(dú)的氫原子所取代
C.ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)可使蛋白質(zhì)磷酸化,改變蛋白質(zhì)的活性
D.若1 mol ATP水解成ADP釋放的能量為30.54 kJ,則1 mol ATP徹底水解釋放的能量小于91.62 kJ
　　[歸納拓展]
(1)ATP與核苷酸的關(guān)系
(2)關(guān)于ATP的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
①ATP≠ 能量,ATP是直接能源物質(zhì),但不是唯一的,生物體內(nèi)還存在CTP、GTP、UTP等直接能源物質(zhì)。
②ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化,從物質(zhì)方面來(lái)看是可逆的,從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量方面來(lái)看是不可逆的。
③細(xì)胞中的ATP與ADP的轉(zhuǎn)化總是處于動(dòng)態(tài)平衡中,由于ADP、Pi 可重復(fù)利用,只要提供能量,生物體就可不斷合成ATP,滿足生命活動(dòng)的需要。
題點(diǎn)(二)　ATP與ADP的轉(zhuǎn)化和ATP的利用
3.(2024·安徽高考)細(xì)胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應(yīng),磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一個(gè)關(guān)鍵酶。細(xì)胞中ATP減少時(shí),ADP和AMP會(huì)增多。當(dāng)ATP/AMP濃度比變化時(shí),兩者會(huì)與PFK1發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合而改變酶活性,進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞呼吸速率,以保證細(xì)胞中能量的供求平衡。下列敘述正確的是 (　　)
A.在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,PFK1催化葡萄糖直接分解為丙酮酸等
B.PFK1與ATP結(jié)合后,酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而變性失活
C.ATP/AMP濃度比變化對(duì)PFK1活性的調(diào)節(jié)屬于正反饋調(diào)節(jié)
D.運(yùn)動(dòng)時(shí)肌細(xì)胞中AMP與PFK1結(jié)合增多,細(xì)胞呼吸速率加快
4.(2025·遼陽(yáng)模擬)蛋白激酶和蛋白磷酸酶是信號(hào)通路的“開關(guān)分子”,即蛋白激酶能催化蛋白質(zhì)的磷酸化過(guò)程,蛋白磷酸酶能催化蛋白質(zhì)的去磷酸化過(guò)程,其機(jī)理如下圖。下列相關(guān)敘述正確的是 (　　)
A.蛋白質(zhì)的磷酸化屬于放能反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程伴有ATP水解
B.蛋白磷酸酶的作用機(jī)理是降低蛋白質(zhì)去磷酸化的活化能
C.蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中ADP大量積累
D.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生不可逆的改變
　　[歸納拓展]　磷酸化和去磷酸化
①在相應(yīng)的位置上,加上磷酸基團(tuán)稱為磷酸化,將磷酸基團(tuán)去除稱為去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在葉綠體內(nèi),稱光合磷酸化;腺苷二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在線粒體內(nèi),稱氧化磷酸化。
②磷酸化和去磷酸化,一般指的是蛋白質(zhì)分子的磷酸化和蛋白質(zhì)分子的去磷酸化。蛋白質(zhì)分子的磷酸化過(guò)程,往往伴隨著ATP水解,提供磷酸基團(tuán),在蛋白激酶的作用下完成。蛋白質(zhì)分子的去磷酸化,在蛋白磷酸酶的作用下完成。
主題研習(xí)(二)　細(xì)胞呼吸的方式和過(guò)程
1.呼吸作用的實(shí)質(zhì):細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物　　　　　,并釋放能量。
2.有氧呼吸
(1)概念:是指細(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　　　　　,釋放能量,生成　　　　的過(guò)程。
(2)過(guò)程
①總反應(yīng)式
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②能量轉(zhuǎn)化:1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放出2 870 kJ的能量,其中977.28 kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在　　　中,其余能量則以　　　形式散失。
3.無(wú)氧呼吸的類型和過(guò)程
(1)場(chǎng)所:全過(guò)程是在　　　　　　中進(jìn)行的。
(2)過(guò)程
(3)化學(xué)反應(yīng)式
①產(chǎn)物為酒精和CO2
C6H12O6　　　　　　　　　　　　　。
②產(chǎn)物為乳酸
C6H12O6　　　　　　　　　　　　　。
(4)能量轉(zhuǎn)化
①只在　　　　釋放少量能量,生成少量ATP。
②葡萄糖分子中的大部分能量存留在　　　中。
　　自我診斷
1.概念理解(判斷正誤)
(1)供氧不足時(shí),酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精。 (　　)
(2)酵母菌有氧呼吸在線粒體中進(jìn)行,無(wú)氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。 (　　)
(3)葡萄糖的有氧呼吸過(guò)程中,水的生成發(fā)生在線粒體外膜。 (　　)
(4)癌細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過(guò)程會(huì)生成少量ATP。 (　　)
(5)有氧呼吸時(shí),生成物H2O中的氫只來(lái)自線粒體中丙酮酸的分解。 (　　)
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P93“思考·討論”問題分析)與燃燒迅速釋放能量相比,有氧呼吸是逐級(jí)釋放能量的,這對(duì)于生物體來(lái)說(shuō),意義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(蘇教版必修1 P97“積極思維”拓展分析)微生物的無(wú)氧呼吸可分為乙醇發(fā)酵和乳酸發(fā)酵,發(fā)生兩類無(wú)氧呼吸的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 無(wú)氧呼吸兩階段釋放能量的特點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(人教版必修1 P94正文分析)所有生物的生存都離不開細(xì)胞呼吸釋放的能量,細(xì)胞呼吸還被稱為生物體代謝的樞紐,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
重難點(diǎn)(一)　有氧呼吸中的電子傳遞鏈
|情|境|探|究|
　　高等動(dòng)植物細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸第三階段時(shí),NADH中的電子經(jīng)UQ、蛋白復(fù)合體(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)傳遞至O2和H+并生成H2O。電子傳遞過(guò)程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H+濃度差,使能量轉(zhuǎn)換成H+電化學(xué)勢(shì)能。H+經(jīng)ATP合酶運(yùn)回時(shí)釋放能量用于ATP合成并緩慢產(chǎn)熱;另一些H+經(jīng)UCP滲漏時(shí)H+電化學(xué)勢(shì)能將以熱能形式釋放。以上途徑稱為細(xì)胞色素途徑,其過(guò)程如下圖。
　　圖中的AOX是一種在植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶。在AOX參與下,電子可以不通過(guò)蛋白復(fù)合體Ⅲ和Ⅳ,而是直接傳遞給O2和H+并生成H2O,大量能量以熱能的形式釋放,此途徑稱為AOX途徑。
(1)上圖所示的生物膜是　　　　　膜;圖中H+經(jīng)ATP合酶的跨膜運(yùn)輸方式是　　　　。
(2)有些植物在開花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并積累大量熱能,使花溫度顯著高于環(huán)境溫度(即“開花生熱現(xiàn)象”),UCP的表達(dá)量也顯著升高。開花生熱可以促使植物生殖發(fā)育順利完成。有氧呼吸的第一、二階段也會(huì)釋放熱量,但不會(huì)引起開花生熱。原因是經(jīng)過(guò)這兩個(gè)階段,能量大部分儲(chǔ)存在　　　　　中。
(3)在耗氧量不變的情況下,若上圖所示的膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量提高,則經(jīng)ATP合酶催化形成的ATP的量　　(填“減少”“增加”或“不變”),原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知二硝基酚(DNP)不影響線粒體的電子傳遞,但能使H+不經(jīng)過(guò)ATP合酶進(jìn)入線粒體基質(zhì)。為研究短時(shí)低溫對(duì)線粒體電子傳遞的影響,
實(shí)驗(yàn)小組將水稻幼苗置于不同條件下處理,分組情況及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示:
產(chǎn)生等量ATP時(shí),與25 ℃相比,4 ℃條件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量　　　(填“較少”“較多”或“相等”)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè):短時(shí)低溫(4 ℃) 　　　　(填“影響”或“不影響”)線粒體的電子傳遞。低溫條件下ATP合成減少,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
|認(rèn)|知|生|成|
1.有氧呼吸第三階段電子傳遞過(guò)程分析
(1)[H](NADH)在酶的催化下釋放電子和H+,電子被鑲嵌在線粒體內(nèi)膜上的一系列蛋白質(zhì)捕獲和傳遞,最終與O2和H+結(jié)合,生成了H2O。
(2)線粒體內(nèi)膜上的這些特殊蛋白質(zhì)則利用電子給予的能量將線粒體基質(zhì)中的H+泵入內(nèi)膜和外膜的間隙,構(gòu)建了跨膜的H+濃度梯度。
(3)H+沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì),推動(dòng)了ATP的合成(在一定范圍內(nèi),線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的H+濃度差越大,ATP合成的越多)。
2.有氧呼吸的三個(gè)注意點(diǎn)
(1)葡萄糖不能進(jìn)入線粒體,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。
(2)有氧呼吸消耗O2的量不一定等于產(chǎn)生CO2的量,如果是以脂肪為反應(yīng)物進(jìn)行有氧呼吸,消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量,其原因是與葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。
(3)真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲無(wú)線粒體,只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。但線粒體不是進(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,也能進(jìn)行有氧呼吸。
重難點(diǎn)(二)　細(xì)胞呼吸中各物質(zhì)間量的關(guān)系、細(xì)胞呼吸方式的判斷
　　[典例]　(2025·長(zhǎng)沙模擬)細(xì)胞呼吸的呼吸熵為細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量與細(xì)胞呼吸消耗的O2量的比值?，F(xiàn)有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液,培養(yǎng)條件適宜。據(jù)此做出的相關(guān)分析,錯(cuò)誤的是 (　　)
A.若測(cè)得酵母菌的呼吸熵為1,則混合液中的酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸
B.若測(cè)得酵母菌的呼吸熵大于1,則混合液中的酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸
C.根據(jù)放出的氣體是否能使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃,無(wú)法確定酵母菌的呼吸方式
D.若測(cè)得CO2產(chǎn)生量為15 mol,酒精的產(chǎn)生量為6 mol,可推測(cè)有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸
聽課隨筆:
|認(rèn)|知|生|成|
1.有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸各物質(zhì)間的比例關(guān)系(以葡萄糖為呼吸底物)
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖時(shí),產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。
(4)同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸,且兩種呼吸方式消耗等量的葡萄糖時(shí),有氧呼吸消耗的O2摩爾數(shù)與有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為3∶4。
2.細(xì)胞呼吸方式的判斷(以真核生物分解葡萄糖為例)
題點(diǎn)(一)　細(xì)胞呼吸的原理和過(guò)程
1.(2025·哈爾濱模擬)線粒體是真核細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所,其內(nèi)部發(fā)生的三羧酸循環(huán)、脂肪酸的β氧化和還原氫與O2的結(jié)合反應(yīng)與細(xì)胞能量供應(yīng)密切相關(guān)。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　)
A.線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)大部分由線粒體自身基因編碼
B.三羧酸循環(huán)產(chǎn)生的還原氫首先與NAD+結(jié)合生成NADH
C.線粒體將H+運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)為第三階段的進(jìn)行奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)
D.線粒體內(nèi)膜上合成ATP與H+跨膜運(yùn)輸有關(guān)
2.(2025年1月·八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷)某酵母菌以葡萄糖為底物的3種呼吸途徑中,部分物質(zhì)變化如圖,下列敘述正確的是 (　　)
A.途徑二葡萄糖中的能量最終都轉(zhuǎn)移到了乙醇和少量ATP中
B.途徑二和途徑三的存在,降低了酵母菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力
C.酵母菌僅通過(guò)途徑三不能獲得滿足生長(zhǎng)必需的能量
D.生物界中,途徑一僅發(fā)生在具有線粒體的細(xì)胞中
　　[易錯(cuò)提醒]
正確理解兩種無(wú)氧呼吸的特點(diǎn)
①兩種無(wú)氧呼吸均只在第一階段釋放少量能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
②人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物,因?yàn)槿梭w細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無(wú)CO2生成。
③不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同,其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同?！?br/>題點(diǎn)(二)　細(xì)胞呼吸類型的判斷
3.(2025·東營(yíng)模擬)某研究小組用傳感器精確測(cè)量了某綠色植物非綠色器官的O2吸收量(x)和CO2釋放量(y)。下列關(guān)于x、y的關(guān)系與細(xì)胞呼吸方式的推論,正確的是 (　　)
A.當(dāng)x=y>0時(shí),細(xì)胞一定存在有氧呼吸,且一定不存在無(wú)氧呼吸
B.當(dāng)y>x>0時(shí),有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸共同存在
C.當(dāng)x>y>0時(shí),有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸共同存在
D.當(dāng)x=0,y>0時(shí),一定不存在有氧呼吸,且無(wú)氧呼吸有乳酸產(chǎn)生
題點(diǎn)(三)　細(xì)胞呼吸與細(xì)胞代謝的關(guān)系
4.(2025·重慶模擬)下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心,可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2
B.生物通過(guò)代謝中間物,將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系
C.乙酰CoA 在代謝途徑中具有重要地位
D.物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量部分儲(chǔ)存于 ATP中,部分以熱能的形式散失
　　[科學(xué)備考]　教材邊角知識(shí)不可忽視
　　第4題以圖示的形式詮釋了人教版教材必修1 P94正文楷體字部分細(xì)胞呼吸是生物體代謝的樞紐的含義;該題改編自2022年江蘇高考第15題。說(shuō)明了教材邊角知識(shí)常會(huì)作為命題素材,復(fù)習(xí)時(shí)要多加關(guān)注。
教材內(nèi)容再現(xiàn)如下:
細(xì)胞呼吸除了能為生物體提供能量,還是生物體代謝的樞紐。例如,在細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物,可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì);非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同,這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝,都可以通過(guò)細(xì)胞呼吸過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。
第一課時(shí)　ATP與細(xì)胞呼吸的原理
主題研習(xí)(一)
基礎(chǔ)全面落實(shí)
(一)1.腺苷　特殊化學(xué)鍵　2.負(fù)電荷　特殊化學(xué)鍵　末端磷酸基團(tuán)　4.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體　光能　化學(xué)能
(二)1.(1)酶活性　末端磷酸基團(tuán)　能量轉(zhuǎn)移　(2)磷酸基團(tuán)　空間結(jié)構(gòu)　活性　2.吸能　放能
[自我診斷]
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2．(1)生物界具有統(tǒng)一性，也說(shuō)明種類繁多的生物有著共同的起源
(2)螢火蟲尾部的發(fā)光細(xì)胞中含有熒光素和熒光素酶，在ATP提供能量的前提下，熒光素酶可催化熒光素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并發(fā)出熒光
(3)ATP　糖類　脂肪　蛋白質(zhì)　糖類、脂肪、蛋白質(zhì)
考向精細(xì)研究
1．選C　ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動(dòng)運(yùn)輸提供能量，A正確；ATP脫去β和γ位磷酸基團(tuán)后成為RNA的基本組成單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，所以用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNA，B正確；在細(xì)胞核中進(jìn)行的某些生理活動(dòng)，如DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等都需要消耗ATP中β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)斷裂所釋放的能量，C錯(cuò)誤；光合作用的光反應(yīng)可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)，D正確。
2．選A　與皮膚表皮細(xì)胞相比，心肌細(xì)胞對(duì)能量需求更多，因而消耗的ATP更多，其中ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的速度更快，但兩者ATP含量基本相同，A錯(cuò)誤；ATP的五碳糖為核糖，dATP的五碳糖為脫氧核糖，與ATP相比，dATP五碳糖2號(hào)碳上的羥基被單獨(dú)的氫原子所取代，B正確；ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也被改變，C正確；ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P，含有2個(gè)特殊化學(xué)鍵，一個(gè)普通的磷酸鍵，1 mol ATP徹底水解會(huì)斷裂兩個(gè)特殊化學(xué)鍵，一個(gè)普通的磷酸鍵，若1 mol ATP水解成ADP釋放的能量為30.54 kJ，則1 mol ATP徹底水解釋放的能量小于3×30.54＝91.62 kJ，D正確。
3．選D　在細(xì)胞呼吸第一階段，葡萄糖最終分解為丙酮酸，由題意可知，細(xì)胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應(yīng)，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一個(gè)關(guān)鍵酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解為丙酮酸，A錯(cuò)誤；由題意可知，PFK1與ATP結(jié)合后，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變但還具有活性，B錯(cuò)誤；由題意可知，當(dāng)ATP/AMP濃度比變化時(shí)，兩者會(huì)與PFK1發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合而改變酶活性，最終保證細(xì)胞中能量的供求平衡，說(shuō)明其調(diào)節(jié)屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)時(shí)肌細(xì)胞消耗ATP增多，細(xì)胞中ATP減少，ADP和AMP會(huì)增多，從而AMP與PFK1結(jié)合增多，細(xì)胞呼吸速率加快，細(xì)胞中ATP含量增多，從而維持能量供應(yīng)，D正確。
4．選B　通過(guò)圖示可知，蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程需要消耗ATP，與ATP的水解相聯(lián)系，屬于吸能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，因此圖中蛋白磷酸酶的作用機(jī)理是降低蛋白質(zhì)去磷酸化的活化能，B正確；細(xì)胞中ATP的含量較少但是相對(duì)穩(wěn)定，是因?yàn)锳TP與ADP相互轉(zhuǎn)化處于動(dòng)態(tài)平衡之中，因此蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中ADP大量積累，C錯(cuò)誤；由題圖可知，在蛋白激酶與蛋白磷酸酶作用下，蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化與去磷酸化的相互轉(zhuǎn)變，具此推測(cè)載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生的是可逆的改變，D錯(cuò)誤。
主題研習(xí)(二)
基礎(chǔ)全面落實(shí)
1．氧化分解　2.(1)二氧化碳和水　大量ATP　(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　C6H12O62C3H6O3＋4[H]　少量能量　線粒體基質(zhì)　2C3H6O3＋6H2O酶,6CO2＋20[H]　少量能量　線粒體內(nèi)膜　24[H]＋6O2酶,12H2O　大量能量?、貱6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量?、贏TP　熱能　3.(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　(2)乳酸　酒精＋CO2　(3)①2C2H5OH＋2CO2＋少量能量　②2C3H6O3＋少量能量　(4)①第一階段　②酒精或乳酸
[自我診斷]
1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．(1)使能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中，保證有機(jī)物中的能量得到充分利用；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)
(2)不同生物能產(chǎn)生不同酶，其代謝過(guò)程不同　第一階段釋放少量能量，第二階段無(wú)能量釋放
(3)細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)，非糖物質(zhì)代謝產(chǎn)生的某些物質(zhì)可以形成葡萄糖，糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的代謝都可以通過(guò)細(xì)胞呼吸過(guò)程聯(lián)系起來(lái)
重難深化拓展
[情境探究]
(1)線粒體內(nèi)　協(xié)助擴(kuò)散　(2)NADH(或[H])　(3)減少　NADH中的能量經(jīng)AOX和UCP更多地被轉(zhuǎn)換成了熱能　(4)較多　不影響　低溫使部分H＋不經(jīng)過(guò)ATP合酶的協(xié)助而進(jìn)入線粒體基質(zhì)，降低了H＋濃度梯度，減少了H＋由ATP合酶協(xié)助的順濃度梯度運(yùn)輸，從而使ATP的合成減少
[典例]　選D　若測(cè)得酵母菌的呼吸熵為1，說(shuō)明酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2和消耗的O2的量相等，可說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，不進(jìn)行無(wú)氧呼吸，A正確；若測(cè)得酵母菌的呼吸熵大于1，說(shuō)明酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2的量大于消耗的O2的量，則混合液中的酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，B正確；CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，由于酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸均產(chǎn)生CO2，所以不能根據(jù)放出的氣體是否能使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃來(lái)確定酵母菌的呼吸方式，C正確；根據(jù)無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式可知，當(dāng)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精的量是6 mol時(shí)，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為6 mol，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的量是3 mol，細(xì)胞呼吸中CO2總產(chǎn)生量為15 mol，說(shuō)明有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為9 mol，根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖為1.5 mol，可推測(cè)有1.5÷(1.5＋3)＝1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，D錯(cuò)誤。
考向精細(xì)研究
1．選D　線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)大部分由細(xì)胞核基因編碼，少部分由線粒體自身基因編碼，A錯(cuò)誤；在三羧酸循環(huán)過(guò)程中，產(chǎn)生的還原氫為NADH，B錯(cuò)誤；線粒體將H＋運(yùn)至線粒體內(nèi)膜與外膜的間隙為第三階段的進(jìn)行奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，C錯(cuò)誤；當(dāng)H＋順濃度梯度穿過(guò)ATP合酶時(shí)，該酶催化ATP的合成，D正確。
2．選C　途徑二為無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸中的能量大部分儲(chǔ)存在乙醇中，少部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中，還有一部分以熱能散失，A錯(cuò)誤；途徑二和途徑三的存在，使酵母菌在無(wú)氧環(huán)境中也能生存，提高了酵母菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力，B錯(cuò)誤；途徑三為無(wú)氧條件，產(chǎn)生的ATP較少，因此酵母菌僅通過(guò)途徑三不能獲得滿足生長(zhǎng)必需的能量，C正確；途徑一也可發(fā)生在不含線粒體的細(xì)胞中，如藍(lán)細(xì)菌等，D錯(cuò)誤。
3．選B　當(dāng)x＝y(tǒng)>0時(shí)，細(xì)胞一定存在有氧呼吸，一定不存在產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，但可能存在產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸，A錯(cuò)誤；當(dāng)y>x>0時(shí)，細(xì)胞一定存在有氧呼吸，也一定存在產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，且y與x的差值表示無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的量，B正確；當(dāng)x>y>0時(shí)，可能是有氧呼吸的底物中有脂肪，但不能判斷是否存在無(wú)氧呼吸，C錯(cuò)誤；當(dāng)x＝0，y>0時(shí)，說(shuō)明一定不存在有氧呼吸，且無(wú)氧呼吸有酒精產(chǎn)生，不能判斷無(wú)氧呼吸是否有乳酸產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。
4．選A　三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，消耗O2的是呼吸鏈，A錯(cuò)誤；代謝中間物(如丙酮酸、乙酰CoA等)將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系，B正確；由題圖可知，丙酮酸、乙酰CoA在代謝途徑中將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、核酸的代謝相互聯(lián)系在一起，具有重要地位，C正確；物質(zhì)氧化分解時(shí)釋放的能量一部分儲(chǔ)存于ATP中，絕大部分能量以熱能的形式散失，D正確。(共81張PPT)
ATP和細(xì)胞呼吸
第2講
明確目標(biāo)
1.解釋ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)；
2.通過(guò)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，說(shuō)出細(xì)胞呼吸的類型；
3.說(shuō)明生物通過(guò)細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量；
4.分析影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用。
建構(gòu)知識(shí)體系
ATP與細(xì)胞呼吸的原理
第一課時(shí)
目錄
主題研習(xí)（一）
主題研習(xí)（二）
ATP的結(jié)構(gòu)與功能
課時(shí)跟蹤檢測(cè)
細(xì)胞呼吸的方式和過(guò)程
主題研習(xí)（一）ATP的結(jié)構(gòu)與功能
(一) ATP的結(jié)構(gòu)及其與ADP的轉(zhuǎn)化
1．ATP的組成結(jié)構(gòu)
基礎(chǔ)全面落實(shí)
2．ATP的供能原理3．ATP和ADP的轉(zhuǎn)化圖
4．ATP的合成和水解的區(qū)別
項(xiàng)目 ATP的合成 ATP的水解
反應(yīng)式
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
反應(yīng)場(chǎng)所 ___________________________ 生物體的需能部位
能量來(lái)源 ______(光合作用)、_______ (細(xì)胞呼吸) 儲(chǔ)存在特殊化學(xué)鍵中的化學(xué)能
能量去路 儲(chǔ)存在ATP中形成末端的特殊化學(xué)鍵 可直接轉(zhuǎn)化成其他形式的能量用于生命活動(dòng)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體
光能
化學(xué)能
(二)ATP的利用
1．ATP為主動(dòng)運(yùn)輸供能
(1)相關(guān)圖示
(2)圖示分析
ATP水解釋放的__________使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，__________發(fā)生變化，_____也被改變，因而可以參與相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)。
磷酸基團(tuán)
空間結(jié)構(gòu)
活性
2．細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)
1．概念理解(判斷正誤)
(1)ATP由1個(gè)脫氧核糖、1個(gè)腺嘌呤和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成。 ( )
(2)ATP必須在有氧條件下合成。 ( )
(3)線粒體、葉綠體和高爾基體都是合成ATP的場(chǎng)所。 ( )
(4)ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，但它在細(xì)胞中的含量很少，ATP與ADP時(shí)刻不停地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。 ( )
(5)ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)。 ( )
×
×
×
√
√
自我診斷
2．事理分析
(1)(人教版必修1 P87正文挖掘思考)植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi)，都是以ATP作為能量“貨幣”的，從生物進(jìn)化的角度分析，這說(shuō)明_____________________________________________________。
(2)(人教版必修1 P89楷體字內(nèi)容拓展分析)螢火蟲尾部發(fā)光的原理是________________________________________________________
___________________________________________________________________________________。
生物界具有統(tǒng)一性，也說(shuō)明種類繁多的生物有著共同的起源
螢火蟲尾部的發(fā)光細(xì)胞中含有熒光素和熒光素酶，在ATP提供能量的前提下，熒光素酶可催化熒光素與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化熒光素并發(fā)出熒光
(3)(蘇教版必修1 P79正文最后一段拓展)除ATP外，糖類、蛋白質(zhì)和脂肪都可以作為能源物質(zhì)，ATP是直接能源物質(zhì)?？梢园裚_____比作現(xiàn)金，細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換都是“現(xiàn)金交易”。而______物質(zhì)可以比作活期存款， ______比作定期存款，_______作為最重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)可以比作不動(dòng)產(chǎn)，細(xì)胞中這幾種能源物質(zhì)的利用順序是____________
_________。
ATP
脂肪
蛋白質(zhì)
糖類、脂肪、
蛋白質(zhì)
糖類
考向精細(xì)研究
題點(diǎn)(一)　ATP的結(jié)構(gòu)與功能
1．(2024·全國(guó)甲卷)ATP可為代謝提供能量，也參與RNA的合成，ATP結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中表示高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動(dòng)運(yùn)輸提供能量
C．β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)不能在細(xì)胞核中斷裂
D．光合作用可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)
√
解析：ATP轉(zhuǎn)化為ADP可為離子的主動(dòng)運(yùn)輸提供能量，A正確；
ATP脫去β和γ位磷酸基團(tuán)后成為RNA的基本組成單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，所以用α位32P標(biāo)記的ATP可以合成帶有32P的RNA，B正確；
在細(xì)胞核中進(jìn)行的某些生理活動(dòng)，如DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等都需要消耗ATP中β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)斷裂所釋放的能量，C錯(cuò)誤；
光合作用的光反應(yīng)可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存于β和γ位磷酸基團(tuán)之間的高能磷酸鍵(特殊化學(xué)鍵)，D正確。
2．ATP是驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，除了ATP，動(dòng)物細(xì)胞中還含有dATP(脫氧腺苷三磷酸)，每個(gè)dATP由磷酸基團(tuán)、脫氧核糖和腺嘌呤組成。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．與皮膚表皮細(xì)胞相比，心肌細(xì)胞含有更多的ATP
B．與ATP相比，dATP五碳糖2號(hào)碳上的羥基被單獨(dú)的氫原子所取代
C．ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)可使蛋白質(zhì)磷酸化，改變蛋白質(zhì)的活性
D．若1 mol ATP水解成ADP釋放的能量為30.54 kJ，則1 mol ATP徹底水解釋放的能量小于91.62 kJ
√
解析：與皮膚表皮細(xì)胞相比，心肌細(xì)胞對(duì)能量需求更多，因而消耗的ATP更多，其中ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的速度更快，但兩者ATP含量基本相同，A錯(cuò)誤；
ATP的五碳糖為核糖，dATP的五碳糖為脫氧核糖，與ATP相比，dATP五碳糖2號(hào)碳上的羥基被單獨(dú)的氫原子所取代，B正確；
ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，這些分子被磷酸化后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也被改變，C正確；
ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A—P～P～P，含有2個(gè)特殊化學(xué)鍵，一個(gè)普通的磷酸鍵，1 mol ATP徹底水解會(huì)斷裂兩個(gè)特殊化學(xué)鍵，一個(gè)普通的磷酸鍵，若1 mol ATP水解成ADP釋放的能量為30.54 kJ，則1 mol ATP徹底水解釋放的能量小于3×30.54＝91.62 kJ，D正確。
[歸納拓展]
(1)ATP與核苷酸的關(guān)系
(2)關(guān)于ATP的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
①ATP≠能量，ATP是直接能源物質(zhì)，但不是唯一的，生物體內(nèi)還存在CTP、GTP、UTP等直接能源物質(zhì)。
②ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化，從物質(zhì)方面來(lái)看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量方面來(lái)看是不可逆的。
③細(xì)胞中的ATP與ADP的轉(zhuǎn)化總是處于動(dòng)態(tài)平衡中，由于ADP、Pi 可重復(fù)利用，只要提供能量，生物體就可不斷合成ATP，滿足生命活動(dòng)的需要。　　　　
題點(diǎn)(二)　ATP與ADP的轉(zhuǎn)化和ATP的利用
3．(2024·安徽高考)細(xì)胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應(yīng)，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一個(gè)關(guān)鍵酶。細(xì)胞中ATP減少時(shí)，ADP和AMP會(huì)增多。當(dāng)ATP/AMP濃度比變化時(shí)，兩者會(huì)與PFK1發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合而改變酶活性，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞呼吸速率，以保證細(xì)胞中能量的供求平衡。下列敘述正確的是(　　)
A．在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，PFK1催化葡萄糖直接分解為丙酮酸等
B．PFK1與ATP結(jié)合后，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而變性失活
C．ATP/AMP濃度比變化對(duì)PFK1活性的調(diào)節(jié)屬于正反饋調(diào)節(jié)
D．運(yùn)動(dòng)時(shí)肌細(xì)胞中AMP與PFK1結(jié)合增多,細(xì)胞呼吸速率加快
√
解析：在細(xì)胞呼吸第一階段，葡萄糖最終分解為丙酮酸，由題意可知，細(xì)胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應(yīng)，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一個(gè)關(guān)鍵酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解為丙酮酸，A錯(cuò)誤；
由題意可知，PFK1與ATP結(jié)合后，酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變但還具有活性，B錯(cuò)誤；
由題意可知，當(dāng)ATP/AMP濃度比變化時(shí)，兩者會(huì)與PFK1發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合而改變酶活性，最終保證細(xì)胞中能量的供求平衡，說(shuō)明其調(diào)節(jié)屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)，C錯(cuò)誤；
運(yùn)動(dòng)時(shí)肌細(xì)胞消耗ATP增多，細(xì)胞中ATP減少，ADP和AMP會(huì)增多，從而AMP與PFK1結(jié)合增多，細(xì)胞呼吸速率加快，細(xì)胞中ATP含量增多，從而維持能量供應(yīng)，D正確。
4．(2025·遼陽(yáng)模擬)蛋白激酶和蛋白磷酸酶是信號(hào)通路的“開關(guān)分子”，即蛋白激酶能催化蛋白質(zhì)的磷酸化過(guò)程，蛋白磷酸酶能催化蛋白質(zhì)的去磷酸化過(guò)程，其機(jī)理如下圖。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．蛋白質(zhì)的磷酸化屬于放能反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程伴有ATP水解
B．蛋白磷酸酶的作用機(jī)理是降低蛋白質(zhì)去磷酸化的活化能
C．蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中ADP大量積累
D．載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生不可逆的改變
√
解析：通過(guò)圖示可知，蛋白質(zhì)磷酸化過(guò)程需要消耗ATP，與ATP的水解相聯(lián)系，屬于吸能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；
酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，因此圖中蛋白磷酸酶的作用機(jī)理是降低蛋白質(zhì)去磷酸化的活化能，B正確；
細(xì)胞中ATP的含量較少但是相對(duì)穩(wěn)定，是因?yàn)锳TP與ADP相互轉(zhuǎn)化處于動(dòng)態(tài)平衡之中，因此蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中ADP大量積累，C錯(cuò)誤；
由題圖可知，在蛋白激酶與蛋白磷酸酶作用下，蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化與去磷酸化的相互轉(zhuǎn)變，具此推測(cè)載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生的是可逆的改變，D錯(cuò)誤。
[歸納拓展]　磷酸化和去磷酸化
①在相應(yīng)的位置上，加上磷酸基團(tuán)稱為磷酸化，將磷酸基團(tuán)去除稱為去磷酸化。腺苷二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在葉綠體內(nèi)，稱光合磷酸化；腺苷二磷酸加上磷酸基團(tuán)發(fā)生在線粒體內(nèi)，稱氧化磷酸化。
②磷酸化和去磷酸化，一般指的是蛋白質(zhì)分子的磷酸化和蛋白質(zhì)分子的去磷酸化。蛋白質(zhì)分子的磷酸化過(guò)程，往往伴隨著ATP水解，提供磷酸基團(tuán)，在蛋白激酶的作用下完成。蛋白質(zhì)分子的去磷酸化，在蛋白磷酸酶的作用下完成。　　　　
主題研習(xí)（二）細(xì)胞呼吸的方式和過(guò)程
基礎(chǔ)全面落實(shí)
1．呼吸作用的實(shí)質(zhì)
細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物___________，并釋放能量。
2．有氧呼吸
(1)概念：是指細(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_____________，釋放能量，生成___________的過(guò)程。
氧化分解
二氧化碳和水
大量ATP
(2)過(guò)程
①總反應(yīng)式
______________________________________________。
②能量轉(zhuǎn)化：1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放出2 870 kJ的能量，
其中977.28 kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在______中，其余能量則以______形式散失。
ATP
熱能
3．無(wú)氧呼吸的類型和過(guò)程
(1)場(chǎng)所：全過(guò)程是在____________中進(jìn)行的。
(2)過(guò)程
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
(3)化學(xué)反應(yīng)式
①產(chǎn)物為酒精和CO2
2C2H5OH＋2CO2＋少量能量
②產(chǎn)物為乳酸
2C3H6O3＋少量能量
(4)能量轉(zhuǎn)化
①只在___________釋放少量能量，生成少量ATP。
②葡萄糖分子中的大部分能量存留在______________中。
第一階段
酒精或乳酸
1．概念理解(判斷正誤)
(1)供氧不足時(shí)，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精。 ( )
(2)酵母菌有氧呼吸在線粒體中進(jìn)行，無(wú)氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。( )
(3)葡萄糖的有氧呼吸過(guò)程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜。 ( )
(4)癌細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過(guò)程會(huì)生成少量ATP。( )
(5)有氧呼吸時(shí)，生成物H2O中的氫只來(lái)自線粒體中丙酮酸的分解。 ( )
√
×
×
×
×
自我診斷
2．事理分析
(1)(人教版必修1 P93“思考·討論”問題分析)與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級(jí)釋放能量的，這對(duì)于生物體來(lái)說(shuō),意義是__________________________________________________________
________________________________________________________。
(2)(蘇教版必修1 P97“積極思維”拓展分析)微生物的無(wú)氧呼吸可分為乙醇發(fā)酵和乳酸發(fā)酵，發(fā)生兩類無(wú)氧呼吸的主要原因________________________________________。無(wú)氧呼吸兩階段釋放能量的特點(diǎn)是____________________________________________。
使能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中，保證有機(jī)物中的能量得到充分利用；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)
不同生物能產(chǎn)生不同酶，其代謝過(guò)程不同
第一階段釋放少量能量，第二階段無(wú)能量釋放
(3)(人教版必修1 P94正文分析)所有生物的生存都離不開細(xì)胞呼吸釋放的能量，細(xì)胞呼吸還被稱為生物體代謝的樞紐，原因是___________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________。
細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)，非糖物質(zhì)代謝產(chǎn)生的某些物質(zhì)可以形成葡萄糖，糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的代謝都可以通過(guò)細(xì)胞呼吸過(guò)程聯(lián)系起來(lái)
重難深化拓展
重難點(diǎn)(一)　有氧呼吸中的電子傳遞鏈
|情|境|探|究|
高等動(dòng)植物細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸第三階段時(shí)，NADH中的電子經(jīng)UQ、蛋白復(fù)合體(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)傳遞至O2和H＋并生成H2O。電子傳遞過(guò)程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H＋濃度差，使能量轉(zhuǎn)換成H＋電化學(xué)勢(shì)能。H＋經(jīng)ATP合酶運(yùn)回時(shí)釋放能量用于ATP合成并緩慢產(chǎn)熱；另一些H＋經(jīng)UCP滲漏時(shí)H＋電化學(xué)勢(shì)能將以熱能形式釋放。以上途徑稱為細(xì)胞色素途徑,
其過(guò)程如下圖。
圖中的AOX是一種在植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶。在AOX參與下，電子可以不通過(guò)蛋白復(fù)合體Ⅲ和Ⅳ，而是直接傳遞給O2和H＋并生成H2O，大量能量以熱能的形式釋放，此途徑稱為AOX途徑。
(1)上圖所示的生物膜是　　　　　膜；圖中H＋經(jīng)ATP合酶的跨膜運(yùn)輸方式是　　 　　。
(2)有些植物在開花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并積累大量熱能，使花溫度顯著高于環(huán)境溫度(即“開花生熱現(xiàn)象”),UCP的表達(dá)量也顯著升高。開花生熱可以促使植物生殖發(fā)育順利完成。有氧呼吸的第一、二階段也會(huì)釋放熱量，但不會(huì)引起開花生熱。原因是經(jīng)過(guò)這兩個(gè)階段，能量大部分儲(chǔ)存在　　 　　　中。
(3)在耗氧量不變的情況下，若上圖所示的膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量提高，則經(jīng)ATP合酶催化形成的ATP的量　 　(填“減少”“增加”或“不變”),原因是　　　　　 　　　　 　　 　　　　　。
線粒體內(nèi)
協(xié)助擴(kuò)散
NADH(或[H])
減少
NADH中的能量經(jīng)AOX和UCP更多地被轉(zhuǎn)換成了熱能
(4)已知二硝基酚(DNP)不影響線粒體的電子傳遞，但能使H＋不經(jīng)過(guò)ATP合酶進(jìn)入線粒體基質(zhì)。為研究短時(shí)低溫對(duì)線粒體電子傳遞的影響，實(shí)驗(yàn)小組將水稻幼苗置于不同條件下處理，分組情況及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：
產(chǎn)生等量ATP時(shí)，與25 ℃相比，4 ℃條件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量　　　(填“較少”“較多”或“相等”)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)：短時(shí)低溫(4 ℃) 　　　　(填“影響”或“不影響”)線粒體的電子傳遞。低溫條件下ATP合成減少,原因可能是____________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________。
較多
不影響
低溫使部分H＋不經(jīng)過(guò)ATP合酶的協(xié)助而進(jìn)入線粒體基質(zhì),降低了H＋濃度梯度,減少了H＋由ATP合酶協(xié)助的順濃度梯度運(yùn)輸，從而使ATP的合成減少
1．有氧呼吸第三階段電子傳遞過(guò)程分析
(1)[H](NADH)在酶的催化下釋放電子和H＋，電子被鑲嵌在線粒體內(nèi)膜上的一系列蛋白質(zhì)捕獲和傳遞，最終與O2和H＋結(jié)合，生成了H2O。
(2)線粒體內(nèi)膜上的這些特殊蛋白質(zhì)則利用電子給予的能量將線粒體基質(zhì)中的H＋泵入內(nèi)膜和外膜的間隙，構(gòu)建了跨膜的H＋濃度梯度。
(3)H＋沿著線粒體內(nèi)膜上ATP合酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)，推動(dòng)了ATP的合成(在一定范圍內(nèi)，線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的H＋濃度差越大，ATP合成的越多)。
|認(rèn)|知|生|成|
2．有氧呼吸的三個(gè)注意點(diǎn)
(1)葡萄糖不能進(jìn)入線粒體，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。
(2)有氧呼吸消耗O2的量不一定等于產(chǎn)生CO2的量，如果是以脂肪為反應(yīng)物進(jìn)行有氧呼吸，消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量，其原因是與葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。
(3)真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲無(wú)線粒體，只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。但線粒體不是進(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，也能進(jìn)行有氧呼吸。
重難點(diǎn)(二)　細(xì)胞呼吸中各物質(zhì)間量的關(guān)系、細(xì)胞呼吸方式的判斷
[典例]　(2025·長(zhǎng)沙模擬)細(xì)胞呼吸的呼吸熵為細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量與細(xì)胞呼吸消耗的O2量的比值?，F(xiàn)有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，培養(yǎng)條件適宜。據(jù)此做出的相關(guān)分析，錯(cuò)誤的是 (　　)
A．若測(cè)得酵母菌的呼吸熵為1，則混合液中的酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸
B．若測(cè)得酵母菌的呼吸熵大于1，則混合液中的酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸
C．根據(jù)放出的氣體是否能使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，無(wú)法確定酵母菌的呼吸方式
D．若測(cè)得CO2產(chǎn)生量為15 mol，酒精的產(chǎn)生量為6 mol，可推測(cè)有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸
√
[解析]　若測(cè)得酵母菌的呼吸熵為1，說(shuō)明酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2和消耗的O2的量相等，可說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，不進(jìn)行無(wú)氧呼吸，A正確；
若測(cè)得酵母菌的呼吸熵大于1，說(shuō)明酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2的量大于消耗的O2的量，則混合液中的酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，B正確；
CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，由于酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸均產(chǎn)生CO2，所以不能根據(jù)放出的氣體是否能使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃來(lái)確定酵母菌的呼吸方式，C正確；
根據(jù)無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式可知，當(dāng)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精的量是6 mol時(shí)，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為6 mol，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的量是3 mol，細(xì)胞呼吸中CO2總產(chǎn)生量為15 mol，說(shuō)明有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為9 mol，根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式可知，有氧呼吸消耗葡萄糖為1.5 mol，可推測(cè)有1.5÷(1.5＋3)＝1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，D錯(cuò)誤。
1．有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸各物質(zhì)間的比例關(guān)系
(以葡萄糖為呼吸底物)
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖時(shí)，產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。
(4)同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，且兩種呼吸方式消耗等量的葡萄糖時(shí)，有氧呼吸消耗的O2摩爾數(shù)與有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為3∶4。
|認(rèn)|知|生|成|
2．細(xì)胞呼吸方式的判斷(以真核生物分解葡萄糖為例)
考向精細(xì)研究
題點(diǎn)(一)　細(xì)胞呼吸的原理和過(guò)程
1．(2025·哈爾濱模擬)線粒體是真核細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所，其內(nèi)部發(fā)生的三羧酸循環(huán)、脂肪酸的β氧化和還原氫與O2的結(jié)合反應(yīng)與細(xì)胞能量供應(yīng)密切相關(guān)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)大部分由線粒體自身基因編碼
B．三羧酸循環(huán)產(chǎn)生的還原氫首先與NAD＋結(jié)合生成NADH
C．線粒體將H＋運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)為第三階段的進(jìn)行奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)
D．線粒體內(nèi)膜上合成ATP與H＋跨膜運(yùn)輸有關(guān)
解析：線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)大部分由細(xì)胞核基因編碼，少部分由線粒體自身基因編碼，A錯(cuò)誤；
在三羧酸循環(huán)過(guò)程中，產(chǎn)生的還原氫為NADH，B錯(cuò)誤；
線粒體將H＋運(yùn)至線粒體內(nèi)膜與外膜的間隙為第三階段的進(jìn)行奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，C錯(cuò)誤；
當(dāng)H＋順濃度梯度穿過(guò)ATP合酶時(shí)，該酶催化ATP的合成，D正確。
√
2．(2025年1月·八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷)某酵母菌以葡萄糖為底物的3種呼吸途徑中，部分物質(zhì)變化如圖，下列敘述正確的是(　　)
A．途徑二葡萄糖中的能量最終都轉(zhuǎn)移到了乙醇和少量ATP中
B．途徑二和途徑三的存在，降低了酵母菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力
C．酵母菌僅通過(guò)途徑三不能獲得滿足生長(zhǎng)必需的能量
D．生物界中，途徑一僅發(fā)生在具有線粒體的細(xì)胞中
√
解析：途徑二為無(wú)氧呼吸，無(wú)氧呼吸中的能量大部分儲(chǔ)存在乙醇中，少部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中，還有一部分以熱能散失，A錯(cuò)誤；途徑二和途徑三的存在，使酵母菌在無(wú)氧環(huán)境中也能生存，提高了酵母菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力，B錯(cuò)誤；途徑三為無(wú)氧條件，產(chǎn)生的ATP較少，因此酵母菌僅通過(guò)途徑三不能獲得滿足生長(zhǎng)必需的能量，C正確；途徑一也可發(fā)生在不含線粒體的細(xì)胞中，如藍(lán)細(xì)菌等，D錯(cuò)誤。
[易錯(cuò)提醒]　正確理解兩種無(wú)氧呼吸的特點(diǎn)
①兩種無(wú)氧呼吸均只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
②人體內(nèi)產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物，因?yàn)槿梭w細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無(wú)CO2生成。
③不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
題點(diǎn)(二)　細(xì)胞呼吸類型的判斷
3．(2025·東營(yíng)模擬)某研究小組用傳感器精確測(cè)量了某綠色植物非綠色器官的O2吸收量(x)和CO2釋放量(y)。下列關(guān)于x、y的關(guān)系與細(xì)胞呼吸方式的推論，正確的是(　　)
A．當(dāng)x＝y(tǒng)>0時(shí)，細(xì)胞一定存在有氧呼吸，且一定不存在無(wú)氧呼吸
B．當(dāng)y>x>0時(shí)，有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸共同存在
C．當(dāng)x>y>0時(shí)，有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸共同存在
D．當(dāng)x＝0，y>0時(shí)，一定不存在有氧呼吸，且無(wú)氧呼吸有乳酸產(chǎn)生
√
解析：當(dāng)x＝y(tǒng)>0時(shí)，細(xì)胞一定存在有氧呼吸，一定不存在產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，但可能存在產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸，A錯(cuò)誤；
當(dāng)y>x>0時(shí)，細(xì)胞一定存在有氧呼吸，也一定存在產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸，且y與x的差值表示無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的量，B正確；
當(dāng)x>y>0時(shí)，可能是有氧呼吸的底物中有脂肪，但不能判斷是否存在無(wú)氧呼吸，C錯(cuò)誤；
當(dāng)x＝0，y>0時(shí)，說(shuō)明一定不存在有氧呼吸，且無(wú)氧呼吸有酒精產(chǎn)生，不能判斷無(wú)氧呼吸是否有乳酸產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。
題點(diǎn)(三)　細(xì)胞呼吸與細(xì)胞代謝的關(guān)系
4．(2025·重慶模擬)下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2
B．生物通過(guò)代謝中間物，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系
C．乙酰CoA 在代謝途徑中具有重要地位
D．物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量部分儲(chǔ)存于 ATP中，部分以熱能的形式散失
解析：三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，消耗O2的是呼吸鏈，A錯(cuò)誤；代謝中間物(如丙酮酸、乙酰CoA等)將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系，B正確；由題圖可知，丙酮酸、乙酰CoA在代謝途徑中將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、核酸的代謝相互聯(lián)系在一起，具有重要地位，C正確；物質(zhì)氧化分解時(shí)釋放的能量一部分儲(chǔ)存于ATP中，絕大部分能量以熱能的形式散失，D正確。
√
[科學(xué)備考]　教材邊角知識(shí)不可忽視
第4題以圖示的形式詮釋了人教版教材必修1 P94正文楷體字部分細(xì)胞呼吸是生物體代謝的樞紐的含義；該題改編自2022年江蘇高考第15題。說(shuō)明了教材邊角知識(shí)常會(huì)作為命題素材，復(fù)習(xí)時(shí)要多加關(guān)注。
教材內(nèi)容再現(xiàn)如下：
細(xì)胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。例如，在細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)；非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過(guò)細(xì)胞呼吸過(guò)程聯(lián)系起來(lái)?！　　　?br/>課時(shí)跟蹤檢測(cè)
（本課時(shí)配有重難點(diǎn)加練題，以電子文檔形式推送，供學(xué)優(yōu)生選用）
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一、選擇題
1．cAMP(環(huán)化腺苷一磷酸)是在腺苷酸環(huán)化酶的催化下，由ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后環(huán)化而成的一種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．組成cAMP與DNA分子的五碳糖相同
B．cAMP與ATP中的字母A均表示腺苷
C．接收cAMP信號(hào)的受體為糖被(糖萼)
D．cAMP中含有一個(gè)特殊化學(xué)鍵
√
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解析：組成cAMP的五碳糖是核糖，DNA分子的五碳糖是脫氧核糖，A錯(cuò)誤；
cAMP與ATP中的字母A均表示腺苷，B正確；
糖被在細(xì)胞表面，cAMP為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，C錯(cuò)誤；
cAMP是ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后環(huán)化而成的產(chǎn)物，因此cAMP中不含有特殊化學(xué)鍵，D錯(cuò)誤。
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2．(2025·衡陽(yáng)模擬)馬達(dá)蛋白能結(jié)合并催化ATP水解，利用其中特殊化學(xué)鍵的轉(zhuǎn)移勢(shì)能沿著細(xì)胞骨架定向行走，進(jìn)而將其所攜帶的細(xì)胞器或大分子物質(zhì)送到特定位置。下列敘述正確的是(　　)
A．馬達(dá)蛋白同時(shí)具有ATP合酶與水解酶的活性
B．人體成熟的紅細(xì)胞、蛙的紅細(xì)胞中均能合成ATP
C．ATP依次水解三個(gè)磷酸基團(tuán)均產(chǎn)生較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能
D．代謝旺盛的細(xì)胞中ATP的水解速率遠(yuǎn)大于合成速率
√
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解析：馬達(dá)蛋白能催化ATP水解，具有ATP水解酶的活性，A錯(cuò)誤；
一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞均能合成ATP，B正確；
ATP末端的兩個(gè)磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，C錯(cuò)誤；
細(xì)胞代謝旺盛時(shí)，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，兩者處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。
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3．(2025·西安模擬)如圖表示細(xì)胞呼吸的過(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．甲、乙分別代表丙酮酸、[H]
B．①和②都具有雙層生物膜
C．①和②都能產(chǎn)生大量 ATP
D．②和③所含酶的種類相同
√
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解析：圖示表示細(xì)胞呼吸的過(guò)程，其中，甲是細(xì)胞呼吸第一階段的產(chǎn)物，表示丙酮酸，乙在第一階段和第二階段均可產(chǎn)生，表示[H],A正確。
①表示細(xì)胞呼吸第一階段的場(chǎng)所，即細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；②表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所，即線粒體基質(zhì)，①和②都沒有膜結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤。
①表示細(xì)胞呼吸第一階段的場(chǎng)所，②表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所，兩個(gè)階段都產(chǎn)生少量ATP，C錯(cuò)誤。
②表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所，③表示有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所，兩者所含酶的種類不同，D錯(cuò)誤。
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4．若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．若產(chǎn)生的CO2與消耗的O2的分子數(shù)之比大于1，則細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸
B．若產(chǎn)生的CO2與酒精的分子數(shù)之比為4∶1,則有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖分子
C．若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放
D．若作物種子呼吸作用利用的物質(zhì)還有脂肪，則釋放CO2的分子數(shù)比吸收O2的分子數(shù)多
√
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解析：呼吸底物是葡萄糖時(shí)，若只進(jìn)行有氧呼吸，則消耗的O2量＝生成的CO2量，故若產(chǎn)生的CO2與消耗的O2的分子數(shù)之比大于1，則細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸與產(chǎn)生酒精和CO2的無(wú)氧呼吸，A正確；
若只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，當(dāng)呼吸產(chǎn)物是酒精時(shí)，生成的酒精量＝生成的CO2量，若產(chǎn)生的CO2與酒精的分子數(shù)之比為4∶1，則有氧呼吸產(chǎn)生的CO2和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2之比為3∶1，故有氧呼吸消耗的葡萄糖和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1∶1，B正確；
若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放，C正確；
若作物種子呼吸作用利用的物質(zhì)還有脂肪，則釋放CO2的分子數(shù)一般要比吸收O2的分子數(shù)少，D錯(cuò)誤。
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5．(2025·衡水模擬)真核細(xì)胞的有氧呼吸分為三個(gè)階段，第一階段是糖酵解、第二階段是檸檬酸循環(huán)，第三階段是電子傳遞鏈，具體過(guò)程如圖所示(部分中間產(chǎn)物未標(biāo)出)，其中丙酮酸脫去CO2的反應(yīng)屬于檸檬酸循環(huán)。有氧呼吸產(chǎn)生的許多中間產(chǎn)物可以參與蛋白質(zhì)或脂肪的代謝。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
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A．糖酵解的場(chǎng)所內(nèi)含有能降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
B．單糖中蘊(yùn)含的能量可部分轉(zhuǎn)移至ATP和丙酮酸中
C．有氧呼吸過(guò)程產(chǎn)生的丙酮酸有些可能不用于檸檬酸循環(huán)
D．檸檬酸循環(huán)不消耗水，而電子傳遞鏈會(huì)消耗水
解析：糖酵解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，該場(chǎng)所有反應(yīng)所需的酶，而酶具有降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用，A正確；單糖經(jīng)糖酵解，一部分能量會(huì)以熱能形式散失，還有一部分能量轉(zhuǎn)移至ATP和丙酮酸等物質(zhì)中，B正確；丙酮酸是有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，而這些產(chǎn)物有些可參與蛋白質(zhì)或脂肪的代謝，C正確；檸檬酸循環(huán)也就是有氧呼吸的第二階段，該階段消耗水，電子傳遞鏈會(huì)產(chǎn)生水，D錯(cuò)誤。
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6.(2025年1月·八省聯(lián)考云南卷)激活沉默信息調(diào)節(jié)因子1(Sirt1)可延緩細(xì)胞衰老。Sirt1激活程度與NAD+/NADH的比值呈正相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是 (　　)
A.NADH轉(zhuǎn)化為NAD+過(guò)程通常伴隨O2產(chǎn)生
B.NADH轉(zhuǎn)化成NAD+過(guò)程通常伴隨磷酸產(chǎn)生
C.科學(xué)運(yùn)動(dòng)增加NADH相對(duì)含量,可以延緩衰老
D.適度寒冷增加NAD+相對(duì)含量,可以延緩衰老
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解析:有氧呼吸第一、二階段均會(huì)生成NADH,并合成少量ATP,
NADH的消耗是在有氧呼吸的第三階段完成的,該階段NADH轉(zhuǎn)化為NAD+過(guò)程通常伴隨ATP的生成與O2消耗,ATP的合成需要消耗磷酸,因此該過(guò)程通常伴隨磷酸消耗,A、B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知Sirt1激活程度與NAD+/NADH的比值呈正相關(guān),增加NADH相對(duì)含量時(shí),NAD+/NADH的比值會(huì)減小,則Sirt1激活程度就會(huì)降低,減緩細(xì)胞衰老的作用就會(huì)較弱,C錯(cuò)誤；適度寒冷增加NAD+相對(duì)含量,可以延緩衰老,D正確。
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7．(2025·菏澤一模)可立氏循環(huán)是指在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生NADH的速度超過(guò)其再形成NAD＋的速度，這時(shí)肌肉中產(chǎn)生的丙酮酸由乳酸脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，使NAD＋再生，保證葡萄糖到丙酮酸能夠繼續(xù)產(chǎn)生ATP。肌肉中的乳酸擴(kuò)散到血液并隨著血液進(jìn)入肝細(xì)胞，在肝細(xì)胞內(nèi)通過(guò)葡萄糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是(　　)
A．機(jī)體進(jìn)行可立氏循環(huán)時(shí)，肌細(xì)胞消耗的氧氣量小于產(chǎn)生的二氧化碳量
B．有氧呼吸過(guò)程中，NADH在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生，在線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜處被消耗
C．肌細(xì)胞產(chǎn)生的乳酸需在肝細(xì)胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相關(guān)基因的選擇性表達(dá)
D．丙酮酸被還原為乳酸的過(guò)程中，產(chǎn)生NAD＋和少量ATP
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解析：人體激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌細(xì)胞中既存在有氧呼吸，也存在無(wú)氧呼吸，有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的量與消耗氧氣的量相等，無(wú)氧呼吸不消耗氧氣，也不產(chǎn)生二氧化碳，因此總產(chǎn)生的二氧化碳與總消耗的氧氣的量相等，A錯(cuò)誤；
有氧呼吸過(guò)程中，NADH在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生，在線粒體內(nèi)膜處被消耗，B錯(cuò)誤；
肌肉中的乳酸擴(kuò)散到血液并隨著血液進(jìn)入肝細(xì)胞，在肝細(xì)胞內(nèi)通過(guò)葡萄糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?根本原因是葡萄糖異生途徑相關(guān)基因的選擇性表達(dá)，C正確；
丙酮酸被還原為乳酸為無(wú)氧呼吸的第二階段，該階段生成NAD＋，不產(chǎn)生ATP，D錯(cuò)誤。
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8．(2024·濟(jì)南期末)底物A(一種蛋白質(zhì))在蛋白激酶作用下可發(fā)生磷酸化：ATP分子某一個(gè)磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)并與底物A相結(jié)合，其在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程中起重要作用。ADP -GLO可用于檢測(cè)蛋白激酶活性，具體過(guò)程如下圖所示。下列敘述正確的是(　　)
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A．底物A在蛋白激酶作用下發(fā)生磷酸化的過(guò)程屬于放能反應(yīng)
B．底物 A發(fā)生磷酸化后，其空間結(jié)構(gòu)和活性不會(huì)改變
C．在步驟2之前需將所有剩余的ATP消耗掉，以避免干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果
D．在熒光素酶的催化作用下，熒光素接受 ATP提供的能量后即可發(fā)出熒光
解析：據(jù)題圖判斷，底物A在蛋白激酶作用下發(fā)生磷酸化的過(guò)程需要ATP的參與，屬于吸能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；底物A發(fā)生磷酸化后，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；步驟2會(huì)產(chǎn)生ATP，所以在步驟2之前需將所有剩余的ATP消耗掉，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，C正確；在熒光素酶的催化作用下，熒光素接受ATP提供的能量后與氧發(fā)生反應(yīng)形成氧化熒光素后發(fā)出熒光，D錯(cuò)誤。
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二、非選擇題(除特別注明外，每空1分)
9．（8分）(2025·重慶模擬)圖1表示葡萄糖的部分代謝過(guò)程。圖2表示NADH脫去氫并釋放電子，電子最終傳遞給O2，電子傳遞過(guò)程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)H＋從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H＋經(jīng)ATP合酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水。請(qǐng)回答下列問題：
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(1)圖1中a代表的物質(zhì)是________，反應(yīng)過(guò)程①②③④中，不能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的過(guò)程是______。
(2)若劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1∶5，則消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳之比為______。消耗同樣多葡萄糖，①④過(guò)程比①②過(guò)程釋放能量少的原因是______________________________
______________________________________（2分）。
丙酮酸
③
1∶1
①④過(guò)程氧化分解有機(jī)物不徹底，
還有大量的能量存在于乳酸中未釋放出來(lái)
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(3)圖2中的NADH來(lái)自有氧呼吸的第________階段，膜上蛋白質(zhì)的功能有____________(答出2點(diǎn)即可)。由圖2可知，H＋以___________的方式由線粒體內(nèi)外膜間隙運(yùn)回線粒體基質(zhì)，同時(shí)伴隨ATP合成。
一、二
運(yùn)輸、催化
協(xié)助擴(kuò)散
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解析：(1)圖1中①代表細(xì)胞呼吸的第一階段，葡萄糖氧化分解生成丙酮酸和NADH，并產(chǎn)生少量ATP，故a代表的物質(zhì)為丙酮酸，不能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的過(guò)程是③，③為大部分植物細(xì)胞或一些微生物(如酵母菌)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳的過(guò)程。(2)人體細(xì)胞無(wú)氧呼吸過(guò)程既無(wú)氧氣參與，也無(wú)二氧化碳生成，因此只考慮人體肌細(xì)胞的有氧呼吸。有氧呼吸過(guò)程，消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳之比為1∶1，故即使人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1∶5，但消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳之比仍為1∶1。①④過(guò)程為無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸的過(guò)程，葡萄糖不能進(jìn)行徹底氧化分解，大部分能量仍儲(chǔ)存在有機(jī)物乳酸中，因此比①②過(guò)程釋放能量少。(3)有氧呼吸第一、二階段均能產(chǎn)生NADH；圖2中膜上的蛋白質(zhì)如ATP合酶，既能起催化作用，催化ATP的生成，也起到了運(yùn)輸物質(zhì)(運(yùn)輸H＋)的作用。由題干信息和圖2可知，線粒體內(nèi)外膜間隙的H＋濃度高于線粒體基質(zhì)，運(yùn)往線粒體基質(zhì)的過(guò)程為順濃度梯度，且H＋的轉(zhuǎn)運(yùn)需要ATP合酶內(nèi)部的通道的參與，因此H＋的運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。
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10．（12分）奔跑時(shí)，骨骼肌細(xì)胞參與運(yùn)動(dòng)。當(dāng)氧氣供應(yīng)不足時(shí)，骨骼肌細(xì)胞可通過(guò)無(wú)氧呼吸分解葡萄糖獲得能量，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸運(yùn)輸至肝臟中經(jīng)過(guò)糖異生作用重新生成葡萄糖。下圖為上述代謝過(guò)程的示意圖。
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(1)據(jù)圖判斷，骨骼肌細(xì)胞中1,6- 二磷酸果糖生成乳酸的場(chǎng)所是______________。圖中三種酶在兩個(gè)細(xì)胞中催化化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制是________________________。
(2)據(jù)圖判斷，肝細(xì)胞中的糖異生作用的意義是____________
________________________________________________________ (答出兩點(diǎn)，2分)。骨骼肌細(xì)胞中不能進(jìn)行糖異生，其根本原因是___________________________________________（3分）。
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
防止乳酸過(guò)
多而引起的酸中毒;儲(chǔ)存一定量的葡萄糖,保證肝細(xì)胞的能量供應(yīng)
骨骼肌細(xì)胞中酶3基因不能表達(dá)，不能產(chǎn)生酶3
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(3)研究發(fā)現(xiàn)，氰化物對(duì)于動(dòng)物是劇毒物質(zhì)，因?yàn)榍杌锬芤种萍?xì)胞線粒體內(nèi)膜上的細(xì)胞色素氧化酶(COX)的活性，會(huì)導(dǎo)致有氧呼吸第_____階段受到影響。但是某些植物線粒體內(nèi)膜上的交替氧化酶(AOX)的活性不受氰化物影響，AOX參與的呼吸方式稱為抗氰呼吸。氰化物對(duì)COX和AOX的活性影響不同，可能的原因是____________
_________________________________（3分）?？骨韬粑辜?xì)胞在消耗等量呼吸底物的情況下產(chǎn)生更多的熱量，由此可知，抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP量_______(填“更多”或“更少”)。
三
COX和AOX
更少
結(jié)構(gòu)不同，對(duì)氰化物的敏感性不同
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解析：(1)由圖可知，1,6 -二磷酸果糖是生成乳酸的中間產(chǎn)物，完成的是無(wú)氧呼吸，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。圖中三種酶在兩個(gè)細(xì)胞中催化化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(2)據(jù)圖判斷，肝細(xì)胞中的糖異生作用的意義是防止乳酸過(guò)多而引起的酸中毒；儲(chǔ)存一定量的葡萄糖，保證肝細(xì)胞的能量供應(yīng)。骨骼肌細(xì)胞中不能進(jìn)行糖異生，其根本原因是骨骼肌細(xì)胞中酶3基因不能表達(dá)，不能產(chǎn)生酶3。(3)氰化物對(duì)COX和AOX的活性影響不同，可能的原因是COX和AOX結(jié)構(gòu)不同，對(duì)氰化物的敏感性不同。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量一部分用于合成ATP，一部分以熱能形式散失?？骨韬粑辜?xì)胞在消耗等量呼吸底物的情況下產(chǎn)生更多的熱量，由此可知，抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP量更少。課時(shí)跟蹤檢測(cè)(九)　ATP與細(xì)胞呼吸的原理
(本課時(shí)配有重難點(diǎn)加練題,以電子文檔形式推送,供學(xué)優(yōu)生選用)
一、選擇題
1.cAMP(環(huán)化腺苷一磷酸)是在腺苷酸環(huán)化酶的催化下,由ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后環(huán)化而成的一種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　)
A.組成cAMP與DNA分子的五碳糖相同
B.cAMP與ATP中的字母A均表示腺苷
C.接收cAMP信號(hào)的受體為糖被(糖萼)
D.cAMP中含有一個(gè)特殊化學(xué)鍵
2.(2025·衡陽(yáng)模擬)馬達(dá)蛋白能結(jié)合并催化ATP水解,利用其中特殊化學(xué)鍵的轉(zhuǎn)移勢(shì)能沿著細(xì)胞骨架定向行走,進(jìn)而將其所攜帶的細(xì)胞器或大分子物質(zhì)送到特定位置。下列敘述正確的是 (　　)
A.馬達(dá)蛋白同時(shí)具有ATP合酶與水解酶的活性
B.人體成熟的紅細(xì)胞、蛙的紅細(xì)胞中均能合成ATP
C.ATP依次水解三個(gè)磷酸基團(tuán)均產(chǎn)生較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能
D.代謝旺盛的細(xì)胞中ATP的水解速率遠(yuǎn)大于合成速率
3.(2025·西安模擬)如圖表示細(xì)胞呼吸的過(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.甲、乙分別代表丙酮酸、[H]
B.①和②都具有雙層生物膜
C.①和②都能產(chǎn)生大量 ATP
D.②和③所含酶的種類相同
4.若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是 (　　)
A.若產(chǎn)生的CO2與消耗的O2的分子數(shù)之比大于1,則細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸
B.若產(chǎn)生的CO2與酒精的分子數(shù)之比為4∶1,則有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖分子
C.若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放
D.若作物種子呼吸作用利用的物質(zhì)還有脂肪,則釋放CO2的分子數(shù)比吸收O2的分子數(shù)多
5.(2025·衡水模擬)真核細(xì)胞的有氧呼吸分為三個(gè)階段,第一階段是糖酵解、第二階段是檸檬酸循環(huán),第三階段是電子傳遞鏈,具體過(guò)程如圖所示(部分中間產(chǎn)物未標(biāo)出),其中丙酮酸脫去CO2的反應(yīng)屬于檸檬酸循環(huán)。有氧呼吸產(chǎn)生的許多中間產(chǎn)物可以參與蛋白質(zhì)或脂肪的代謝。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　)
A.糖酵解的場(chǎng)所內(nèi)含有能降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
B.單糖中蘊(yùn)含的能量可部分轉(zhuǎn)移至ATP和丙酮酸中
C.有氧呼吸過(guò)程產(chǎn)生的丙酮酸有些可能不用于檸檬酸循環(huán)
D.檸檬酸循環(huán)不消耗水,而電子傳遞鏈會(huì)消耗水
6.(2025年1月·八省聯(lián)考云南卷)激活沉默信息調(diào)節(jié)因子1(Sirt1)可延緩細(xì)胞衰老。Sirt1激活程度與NAD+/NADH的比值呈正相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是 (　　)
A.NADH轉(zhuǎn)化為NAD+過(guò)程通常伴隨O2產(chǎn)生
B.NADH轉(zhuǎn)化成NAD+過(guò)程通常伴隨磷酸產(chǎn)生
C.科學(xué)運(yùn)動(dòng)增加NADH相對(duì)含量,可以延緩衰老
D.適度寒冷增加NAD+相對(duì)含量,可以延緩衰老
7.(2025·菏澤一模)可立氏循環(huán)是指在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生NADH的速度超過(guò)其再形成NAD+的速度,這時(shí)肌肉中產(chǎn)生的丙酮酸由乳酸脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?使NAD+再生,保證葡萄糖到丙酮酸能夠繼續(xù)產(chǎn)生ATP。肌肉中的乳酸擴(kuò)散到血液并隨著血液進(jìn)入肝細(xì)胞,在肝細(xì)胞內(nèi)通過(guò)葡萄糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是 (　　)
A.機(jī)體進(jìn)行可立氏循環(huán)時(shí),肌細(xì)胞消耗的氧氣量小于產(chǎn)生的二氧化碳量
B.有氧呼吸過(guò)程中,NADH在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生,在線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜處被消耗
C.肌細(xì)胞產(chǎn)生的乳酸需在肝細(xì)胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相關(guān)基因的選擇性表達(dá)
D.丙酮酸被還原為乳酸的過(guò)程中,產(chǎn)生NAD+和少量ATP
8.(2024·濟(jì)南期末)底物A(一種蛋白質(zhì))在蛋白激酶作用下可發(fā)生磷酸化:ATP分子某一個(gè)磷酸基團(tuán)脫離下來(lái)并與底物A相結(jié)合,其在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程中起重要作用。ADP GLO可用于檢測(cè)蛋白激酶活性,具體過(guò)程如下圖所示。下列敘述正確的是 (　　)
A.底物A在蛋白激酶作用下發(fā)生磷酸化的過(guò)程屬于放能反應(yīng)
B.底物 A發(fā)生磷酸化后,其空間結(jié)構(gòu)和活性不會(huì)改變
C.在步驟2之前需將所有剩余的ATP消耗掉,以避免干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果
D.在熒光素酶的催化作用下,熒光素接受 ATP提供的能量后即可發(fā)出熒光
二、非選擇題(除特別注明外,每空1分)
9.(8分)(2025·重慶模擬)圖1表示葡萄糖的部分代謝過(guò)程。圖2表示NADH脫去氫并釋放電子,電子最終傳遞給O2,電子傳遞過(guò)程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)H+從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中,隨后H+經(jīng)ATP合酶內(nèi)部的通道流回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成,然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水。請(qǐng)回答下列問題:
(1)圖1中a代表的物質(zhì)是　　　　,反應(yīng)過(guò)程①②③④中,不能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的過(guò)程是　　　。
(2)若劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1∶5,則消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳之比為　　　。消耗同樣多葡萄糖,①④過(guò)程比①②過(guò)程釋放能量少的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
(3)圖2中的NADH來(lái)自有氧呼吸的第　　　　階段,膜上蛋白質(zhì)的功能有　　　　　　(答出2點(diǎn)即可)。由圖2可知,H+以　　　　的方式由線粒體內(nèi)外膜間隙運(yùn)回線粒體基質(zhì),同時(shí)伴隨ATP合成。
10.(12分)奔跑時(shí),骨骼肌細(xì)胞參與運(yùn)動(dòng)。當(dāng)氧氣供應(yīng)不足時(shí),骨骼肌細(xì)胞可通過(guò)無(wú)氧呼吸分解葡萄糖獲得能量,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸運(yùn)輸至肝臟中經(jīng)過(guò)糖異生作用重新生成葡萄糖。下圖為上述代謝過(guò)程的示意圖。
(1)據(jù)圖判斷,骨骼肌細(xì)胞中1,6 二磷酸果糖生成乳酸的場(chǎng)所是　　　　　　。圖中三種酶在兩個(gè)細(xì)胞中催化化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制是　　　　　　　　。
(2)據(jù)圖判斷,肝細(xì)胞中的糖異生作用的意義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出兩點(diǎn),2分)。骨骼肌細(xì)胞中不能進(jìn)行糖異生,其根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3分)。
(3)研究發(fā)現(xiàn),氰化物對(duì)于動(dòng)物是劇毒物質(zhì),因?yàn)榍杌锬芤种萍?xì)胞線粒體內(nèi)膜上的細(xì)胞色素氧化酶(COX)的活性,會(huì)導(dǎo)致有氧呼吸第　　　階段受到影響。但是某些植物線粒體內(nèi)膜上的交替氧化酶(AOX)的活性不受氰化物影響,AOX參與的呼吸方式稱為抗氰呼吸。氰化物對(duì)COX和AOX的活性影響不同,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3分)?？骨韬粑辜?xì)胞在消耗等量呼吸底物的情況下產(chǎn)生更多的熱量,由此可知,抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP量　　　　(填“更多”或“更少”)。
課時(shí)跟蹤檢測(cè)(九)
1．選B　組成cAMP的五碳糖是核糖，DNA分子的五碳糖是脫氧核糖，A錯(cuò)誤；cAMP與ATP中的字母A均表示腺苷，B正確；糖被在細(xì)胞表面，cAMP為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子，C錯(cuò)誤；cAMP是ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后環(huán)化而成的產(chǎn)物，因此cAMP中不含有特殊化學(xué)鍵，D錯(cuò)誤。
2．選B　馬達(dá)蛋白能催化ATP水解，具有ATP水解酶的活性，A錯(cuò)誤；一般來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞均能合成ATP，B正確；ATP末端的兩個(gè)磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能，C錯(cuò)誤；細(xì)胞代謝旺盛時(shí)，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，兩者處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。
3．選A　圖示表示細(xì)胞呼吸的過(guò)程，其中，甲是細(xì)胞呼吸第一階段的產(chǎn)物，表示丙酮酸，乙在第一階段和第二階段均可產(chǎn)生，表示[H]，A正確。①表示細(xì)胞呼吸第一階段的場(chǎng)所，即細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；②表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所，即線粒體基質(zhì)，①和②都沒有膜結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤。①表示細(xì)胞呼吸第一階段的場(chǎng)所，②表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所，兩個(gè)階段都產(chǎn)生少量ATP，C錯(cuò)誤。②表示有氧呼吸第二階段的場(chǎng)所，③表示有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所，兩者所含酶的種類不同，D錯(cuò)誤。
4．選D　呼吸底物是葡萄糖時(shí)，若只進(jìn)行有氧呼吸，則消耗的O2量＝生成的CO2量，故若產(chǎn)生的CO2與消耗的O2的分子數(shù)之比大于1，則細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸與產(chǎn)生酒精和CO2的無(wú)氧呼吸，A正確；若只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，當(dāng)呼吸產(chǎn)物是酒精時(shí)，生成的酒精量＝生成的CO2量，若產(chǎn)生的CO2與酒精的分子數(shù)之比為4∶1，則有氧呼吸產(chǎn)生的CO2和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2之比為3∶1，故有氧呼吸消耗的葡萄糖和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1∶1，B正確；若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放，C正確；若作物種子呼吸作用利用的物質(zhì)還有脂肪，則釋放CO2的分子數(shù)一般要比吸收O2的分子數(shù)少，D錯(cuò)誤。
5．選D　糖酵解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，該場(chǎng)所有反應(yīng)所需的酶，而酶具有降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用，A正確；單糖經(jīng)糖酵解，一部分能量會(huì)以熱能形式散失，還有一部分能量轉(zhuǎn)移至ATP和丙酮酸等物質(zhì)中，B正確；丙酮酸是有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，而這些產(chǎn)物有些可參與蛋白質(zhì)或脂肪的代謝，C正確；檸檬酸循環(huán)也就是有氧呼吸的第二階段，該階段消耗水，電子傳遞鏈會(huì)產(chǎn)生水，D錯(cuò)誤。
6．選D　有氧呼吸第一、二階段均會(huì)生成NADH，并合成少量ATP，NADH的消耗是在有氧呼吸的第三階段完成的，該階段NADH轉(zhuǎn)化為NAD＋過(guò)程通常伴隨ATP的生成與O2消耗，ATP的合成需要消耗磷酸，因此該過(guò)程通常伴隨磷酸消耗，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知Sirt1激活程度與NAD＋/NADH的比值呈正相關(guān)，增加NADH相對(duì)含量時(shí)，NAD＋/NADH的比值會(huì)減小，則Sirt1激活程度就會(huì)降低，減緩細(xì)胞衰老的作用就會(huì)較弱，C錯(cuò)誤；適度寒冷增加NAD＋相對(duì)含量，可以延緩衰老，D正確。
7．選C　人體激烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌細(xì)胞中既存在有氧呼吸，也存在無(wú)氧呼吸，有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的量與消耗氧氣的量相等，無(wú)氧呼吸不消耗氧氣，也不產(chǎn)生二氧化碳，因此總產(chǎn)生的二氧化碳與總消耗的氧氣的量相等，A錯(cuò)誤；有氧呼吸過(guò)程中，NADH在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生，在線粒體內(nèi)膜處被消耗，B錯(cuò)誤；肌肉中的乳酸擴(kuò)散到血液并隨著血液進(jìn)入肝細(xì)胞，在肝細(xì)胞內(nèi)通過(guò)葡萄糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，根本原因是葡萄糖異生途徑相關(guān)基因的選擇性表達(dá)，C正確；丙酮酸被還原為乳酸為無(wú)氧呼吸的第二階段，該階段生成NAD＋，不產(chǎn)生ATP，D錯(cuò)誤。
8．選C　據(jù)題圖判斷，底物A在蛋白激酶作用下發(fā)生磷酸化的過(guò)程需要ATP的參與，屬于吸能反應(yīng)，A錯(cuò)誤；底物A發(fā)生磷酸化后，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；步驟2會(huì)產(chǎn)生ATP，所以在步驟2之前需將所有剩余的ATP消耗掉，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，C正確；在熒光素酶的催化作用下，熒光素接受ATP提供的能量后與氧發(fā)生反應(yīng)形成氧化熒光素后發(fā)出熒光，D錯(cuò)誤。
9．解析：(1)圖1中①代表細(xì)胞呼吸的第一階段，葡萄糖氧化分解生成丙酮酸和NADH，并產(chǎn)生少量ATP，故a代表的物質(zhì)為丙酮酸，不能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的過(guò)程是③，③為大部分植物細(xì)胞或一些微生物(如酵母菌)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和二氧化碳的過(guò)程。
(2)人體細(xì)胞無(wú)氧呼吸過(guò)程既無(wú)氧氣參與，也無(wú)二氧化碳生成，因此只考慮人體肌細(xì)胞的有氧呼吸。有氧呼吸過(guò)程，消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳之比為1∶1，故即使人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1∶5，但消耗的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳之比仍為1∶1。①④過(guò)程為無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸的過(guò)程，葡萄糖不能進(jìn)行徹底氧化分解，大部分能量仍儲(chǔ)存在有機(jī)物乳酸中，因此比①②過(guò)程釋放能量少。
(3)有氧呼吸第一、二階段均能產(chǎn)生NADH；圖2中膜上的蛋白質(zhì)如ATP合酶，既能起催化作用，催化ATP的生成，也起到了運(yùn)輸物質(zhì)(運(yùn)輸H＋)的作用。由題干信息和圖2可知，線粒體內(nèi)外膜間隙的H＋濃度高于線粒體基質(zhì)，運(yùn)往線粒體基質(zhì)的過(guò)程為順濃度梯度，且H＋的轉(zhuǎn)運(yùn)需要ATP合酶內(nèi)部的通道的參與，因此H＋的運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。
答案：(1)丙酮酸　③　(2)1∶1　①④過(guò)程氧化分解有機(jī)物不徹底，還有大量的能量存在于乳酸中未釋放出來(lái)　(3)一、二　運(yùn)輸、催化　協(xié)助擴(kuò)散
10．解析：(1)由圖可知，1,6二磷酸果糖是生成乳酸的中間產(chǎn)物，完成的是無(wú)氧呼吸，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。圖中三種酶在兩個(gè)細(xì)胞中催化化學(xué)反應(yīng)的機(jī)制是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
(2)據(jù)圖判斷，肝細(xì)胞中的糖異生作用的意義是防止乳酸過(guò)多而引起的酸中毒；儲(chǔ)存一定量的葡萄糖，保證肝細(xì)胞的能量供應(yīng)。骨骼肌細(xì)胞中不能進(jìn)行糖異生，其根本原因是骨骼肌細(xì)胞中酶3基因不能表達(dá)，不能產(chǎn)生酶3。
(3)氰化物對(duì)COX和AOX的活性影響不同，可能的原因是COX和AOX結(jié)構(gòu)不同，對(duì)氰化物的敏感性不同。細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量一部分用于合成ATP，一部分以熱能形式散失?？骨韬粑辜?xì)胞在消耗等量呼吸底物的情況下產(chǎn)生更多的熱量，由此可知，抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP量更少。
答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　降低化學(xué)反應(yīng)的活化能　(2)防止乳酸過(guò)多而引起的酸中毒；儲(chǔ)存一定量的葡萄糖，保證肝細(xì)胞的能量供應(yīng)　骨骼肌細(xì)胞中酶3基因不能表達(dá)，不能產(chǎn)生酶3　(3)三　COX和AOX結(jié)構(gòu)不同，對(duì)氰化物的敏感性不同　更少

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