课时跟踪检测(八)-ATP与细胞呼吸

第1页共11页课时跟踪检测(八)ATP与细胞呼吸一、单项选择题1．(2021·和平区模拟)cAMP是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成，是细胞内的一种信号分子，其结构组成如图所示。下列说法正确的是()A．cAMP的元素组成与磷脂分子不相同B．cAMP存在于突触间隙中C．A所示物质名称为腺苷D．B所指化学键是脱水形成的解析：D每个cAMP分子是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的，cAMP的元素组成与磷脂分子相同，都是C、H、O、N、P，A错误；cAMP是细胞内的一种信号分子，不存在于突触间隙中，B错误；图中A所示物质名称为腺嘌呤，C错误；B所指化学键是磷酸和核糖之间脱水形成的，D正确。2．(2021·黄州区三模)线粒体是细胞的“动力车间”，在其内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶(AK)，它可将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成ADP，此过程离不开Mg2＋的参与。下列相关叙述错误的是()A．AMP是合成ATP的重要化合物，在细胞中也可作为合成RNA的原料B．AK的作用过程说明了无机盐对维持细胞的生命活动有重要作用C．线粒体中AK发挥作用的过程伴随有特殊化学键的断裂和形成D．在线粒体中ATP合成的速率取决于AK的活性解析：DAMP也叫腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位之一，也是合成ATP的重要化合物，A正确；AK可将ATP分子末端的磷酸基团转移至AMP上而形成ADP，此过程离不开Mg2＋的参与，说明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，先使ATP分子远离A的特殊化学键断开，并将断开后的磷酸基团转移到AMP上形成ADP，此过程中形成了一个特殊化学键，C正确；线粒体中ATP水解的速率取决于AK的活性，D错误。3．(2021·市中区一模)萤火虫尾部发光器能发光的机理如图所示，利用该原理制成了ATP快速荧光检测仪。检测仪含有荧光素、荧光素酶等物质，适用于食品饮料生产过程关键控制点监控以及医疗系统和卫生监督机构即时采样监测。下列说法正确的是()A.ATP是细胞中的能量“货币”，细胞中储存大量ATP为生命活动供能B．ATP快速荧光检测仪只能检测是否有微生物残留，不能检测微生物数量C．ATP快速荧光检测仪可以检测残留的需氧型微生物和厌氧型微生物D．萤光素酶可以催化荧光素转化为荧光素酰腺苷酸解析：CATP是细胞中的能量“货币”，但细胞中储存的ATP较少，需要ATP与ADP不断转化，A错误；根据分析可知，微生物残留量、微生物数量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强，B错误；ATP快速荧光检测仪能检测残留的所有能产生ATP的微生物，需氧型微生物和厌氧型微生物都能产生ATP，C正确；萤光素酶可以催化荧光素酰腺苷酸转化为氧合荧光素，D错误。4．(2021·龙岗区模拟)细胞呼吸除了能为生物体提供能量外，还是生物体代谢的枢纽，如细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。以下有关说法正确的是()A．细胞中的有机物都可作为细胞呼吸的底物，为生物代谢提供能量B．脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均不发生改变C．细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸时，消耗的O2与释放的CO2量相同D．在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为甘氨酸、赖氨酸等氨基酸解析：C细胞中不是所有的有机物都可作为细胞呼吸的底物，为生物代谢提供能量，如核糖、脱氧核糖等，A错误；脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成不发生改变，但是C和H比例变小，O比例变大，B错误；细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的量相同，C正确；在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为甘氨酸等非必需氨基酸，但赖氨酸属于必需氨基酸，D错误。5．(2021·莱山区三模)如图为细胞内葡萄糖分解的过程图，细胞色素c(CytC)是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的多肽。正常情况下，外源性CytC不能通过细胞膜进入细胞，但在缺氧时，细胞膜的通透性增加，外源性CytC便能进入细胞及线粒体内，提高氧的利用率。若给相对缺氧条件下培养的人体肌细胞补充外源性CytC，下列相关分析正确的是()A．补充外源性CytC会导致细胞质基质中[H]增多B．CytC在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助C．进入线粒体的外源性CytC参与②过程中生成CO2的反应D．进入线粒体的外源性CytC促进②③过程解析：B补充外源性CytC会导致线粒体基质中[H]增多，A错误；由于在缺氧时，细胞膜的通透性增加，外源性CytC便能进入细胞及线粒体内，提高氧的利用率，所以CytC在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助，B正确；进入线粒体的外源性CytC参与②过程中生成水的反应，C错误；进入线粒体的外源性CytC促进②过程，D错误。6．(2021·葫芦岛二模)某实验小组将小鼠的肝细胞研磨后分离出线粒体和细胞质基质，向三支试管中分别加入等量的细胞质基质、线粒体悬浮液和细胞匀浆(含细胞质基质和线粒体)，再向各试管中加入等量的葡萄糖溶液，在有氧等适宜的条件下培养。一段时间后，各试管中葡萄糖含量的变化如图所示。下列相关叙述正确的是()A．b试管中加入的是细胞质基质B．a试管和c试管中都会释放二氧化碳C．b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物相同D．消耗相同质量的葡萄糖时，b试管释放的热量最多解析：Ab试管中葡萄糖含量减少较慢，说明加入的是细胞质基质，A正确；a试管中葡萄糖含量没有变化，说明加入的是线粒体悬浮液，葡萄糖在线粒体中不分解，故a试管不会释放二氧化碳，B错误；b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物不同，前者无氧呼吸产生乳酸，后者有氧呼吸产生二氧化碳和水，C错误；a试管中不反应，b试管中进行无氧呼吸，c试管中进行有氧呼吸，因此消耗相同质量的葡萄糖时，c试管释放的热量最多，D错误。7．(2021·泉州模拟)氧化态的TTC呈无色，被NADH还原后呈红色，因此TTC可用于测定种子的活力。将鲜种子经不同处理后沿胚中央切开，用TTC处理后观察胚的颜色，如表。下列有关分析错误的是()项目甲组乙组丙组丁组种子处理方式晒干适温的水浸泡8h沸腾的水浸泡30min不作处理结果＋＋＋＋＋－？(注：“＋”表示出现红色，“＋”越多代表颜色越深，“－”表示不出现红色)A．理论上丁组的实验结果可能为“＋＋＋”B．丙组未呈现红色，原因是TTC在高温条件下被破坏C．甲组结果说明晒干的种子可以进行微弱的细胞呼吸D．实验结果表明水分和温度均能影响胚的细胞呼吸解析：B理论上丁组的实验结果可能为“＋＋＋”，即种子可以进行正常的细胞呼吸，A正确；丙组未呈现红色，原因是种子中的酶在高温条件下被破坏，B错误；根据分析知，甲组结果说明晒干的种子可以进行微弱的细胞呼吸，C正确；通过甲、乙、丁三组实验结果对照，表明水分和温度均能影响胚的细胞呼吸，D正确。二、多项选择题8．(2021·保定一模)将酵母菌细胞的研磨液除去ATP后，分别放入编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的3个锥形瓶中，经不同处理后将瓶口密封，置于20℃水浴箱中，处理方案和实验结果如图所示。相关叙述正确的是()A．该实验的目的是探究有氧呼吸与无氧呼吸的条件B．实验装置中红色液滴移动反映出装置内O2的含量变化C．Ⅰ、Ⅱ锥形瓶的液滴未移动，说明都发生了无氧呼吸D．如果Ⅲ锥形瓶中没有CO2吸收剂，结果可能会与Ⅰ、Ⅱ锥形瓶的相同解析：BD实验的目的是探究酵母菌进行有氧呼吸所需的条件，A错误；由于存在二氧化碳吸收剂，因此实验装置中红色液滴移动能反映出装置内O2的含量变化，B正确；由于Ⅰ、Ⅱ的锥形瓶中没有发生任何现象，故可以通过推断知道Ⅰ、Ⅱ的锥形瓶中没有进行细胞呼吸，C错误；由于酵母菌有氧呼吸产生的二氧化碳量与吸收的氧气量相同，因此如果Ⅲ锥形瓶中没有CO2吸收剂，结果可能会与Ⅰ、Ⅱ锥形瓶的相同，即液滴不移动，D正确。9．(2021·江苏模拟)KRAS基因是RAS致癌基因家族中的一员，负责调节基因转录和细胞周期，其编码的KRAS蛋白酶能够结合鸟苷三磷酸(GTP)、鸟苷二磷酸(GDP)。当KRAS蛋白酶结合GTP时，处于激活状态；当结合GDP时，则处于失活状态。在接受胞外生长因子的刺激后，鸟苷酸转换因子(GEFs)和GTP酶激活蛋白(GAPs)能调控上述两种状态的转换(如图)。下列叙述正确的是()A.GTP与磷脂、DNA、NADPH的化学元素组成相同B．鸟苷酸转换因子可以促进KRAS蛋白酶与GTP结合C．GTP和GDP不会使KRAS蛋白酶的结构发生改变D．致癌因子能定向诱导KRAS基因发生突变引起癌症解析：ABGTP与磷脂、DNA、NADPH的化学元素组成相同，都是C、H、O、N、P，A正确；鸟苷酸转换因子可以促进KRAS蛋白酶与GTP结合，B正确；GTP和GDP会使KRAS蛋白酶的结构发生改变，C错误；基因突变具有不定向性，致癌因子不能定向诱导KRAS基因发生突变引起癌症，D错误。10．某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率(Ⅰ)、O2消耗速率(Ⅱ)、酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行了相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述正确的是()A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失B．若改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等C．若S2∶S3＝2∶1，则S4∶S1＝8∶1时，O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1D．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则O～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等解析：ABCt1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；若改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，O～t1产生的CO2＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同，即无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量，即有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，则S1和S2的值始终相等，B正确；由B项可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6molCO2，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2molCO2，因此O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比为2∶1，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸，酵母菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸和酒精的速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，则O～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。三、非选择题11．(2021·雨花区一模)如图1，表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答以下问题：(1)酵母菌细胞内丙酮酸在__________________________________(填场所)中被消耗，从能量转化角度分析，丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取__________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管中加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的__________________________进行检测。(3)按照上述实验过程，观察到____________________，说明(2)中假说不成立。实验小组查阅资料发现，细胞质基质中的NADH还存在如图2所示的转运过程，NADH在线粒体内积累，苹果酸的转运即会被抑制，且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)高产产酒酵母酒精产量更高，甚至在有氧条件下也能产酒，结合图1和图2分析，其是利用野生酵母，通过物理或化学诱变因素诱导控制合成______________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。解析：(1)丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的产物，若是进行有氧呼吸，丙酮酸在线粒体基质中被消耗，若是进行无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质中被消耗。从能量转化角度分析，在细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP。(2)由题图可知，酶1是催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳的，说明酶1位于细胞质基质，所以酵母菌破碎后高速离心，取上清液(主要成分是细胞质基质，含有酶1)分为甲、乙两组，一段时间后在两支试管中加入等量葡萄糖，再向甲试管通入O2，所以甲试管是实验组，乙试管是对照组。一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测，若甲试管由橙色变成灰绿色即是产生了酒精，说明O2对酶1没有抑制作用；如果甲试管不变色，说明O2对酶1有抑制作用。(3)按照上述实验过程，观察到甲、乙试管都显灰绿色，说明两支试管都产生了酒精，说明(2)中假说不成立。O2会抑制酵母菌产生酒精的原因可能是O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生水，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，NADH的缺少导致丙酮酸不能转化成酒精。(4)结合图1和图2分析，O2存在时，酶3催化有氧呼吸第三阶段，如果通过物理或化学诱变因素诱导控制合成酶3的基因发生突变，O2不能与线粒体内的NADH反应，使NADH积累，苹果酸的转运会被抑制，细胞质基质的NADH就会在酶1的催化下合成酒精。答案：(1)细胞质基质和线粒体基质在细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP(2)上清液酸性的重铬酸钾溶液(3)甲、乙试管都显灰绿色O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生水，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，会促进细胞质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，NADH的缺少导致丙酮酸不能转化成酒精(4)酶312．(2021·成都模拟)果蔬气调贮藏是指通过调整贮藏环境的气体成分和比例来延长贮藏时间和品质的技术。为了研究高氧气调贮藏对枇杷果实的影响，科研人员分别测定了高氧处理组和对照组枇杷果实的呼吸速率，实验结果如图。回答下列问题：(1)成熟枇杷果实中，可溶性糖和有机酸的含量是影响果实口感和风味的重要因素。在贮藏过程中，枇杷果实中可溶性糖和有机酸含量不断下降，原因是_______________________________________________________________________________。据图分析推测，贮藏35天后，________组枇杷果实中的可溶性糖和有机酸含量更高，判断依据是____________________________________________。(2)贮藏枇杷果实时，除氧气浓度外，还应该注意控制_______________________等环境条件(答出2点)。与高氧贮藏果实的方法相比，低氧贮藏时果实更容易腐烂，最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)成熟的枇杷果实中，可溶性糖和有机酸的含量是影响果实口感和风味的重要因素。在贮藏过程中，由于细胞呼吸过程中不断消耗有机物变为无机物，并释放能量，因此枇杷果实中可溶性糖和有机酸含量不断下降；图中结果显示，高氧处理组的呼吸速率低于对照组，则高氧处理组消耗的有机物更少，因此，贮藏35天后，高氧处理组枇杷果实中的可溶性糖和有机酸含量更高。(2)贮藏枇杷果实时，除氧气浓度外，还应该注意控制温度、湿度、CO2浓度等环境条件；低氧条件下，细胞会进行无氧呼吸产生酒精，导致果实腐烂。答案：(1)细胞呼吸将可溶性糖和有机酸进行分解高氧处理高氧处理组呼吸速率更低(2)温度、湿度、CO2浓度细胞进行无氧呼吸产生酒精导致果实腐烂13．(2021·西城区二模)人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。(1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是______________________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。(2)分别用常氧(20%O2)、适度低氧(10%O2)和严重低氧(0.3%O2)处理PC12细胞，24h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3­MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的______________(结构)降解。②图1、图2结果表明：适度低氧可__________________________________。(3)研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3。综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________