【步步高】2022届高考生物一轮集训真题与练出高分3.10ATP、细胞呼吸新人教版题组一 ATP的相关知识1．(2022·广东卷，4)关于叶肉细胞在光照条件下产生ATP的描述，正确的是( )A．无氧条件下，光合作用是细胞ATP的唯一来源B．有氧条件下，线粒体、叶绿体和细胞质基质都能产生ATPC．线粒体和叶绿体合成ATP都依赖氧D．细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体答案 B解析 叶肉细胞在光照条件下，叶绿体可通过光反应产生ATP，在有氧条件下，细胞质基质、线粒体可通过呼吸作用产生ATP，因此选B；C中叶绿体内合成ATP不需要氧；D中叶绿体产生的ATP用于自身暗反应，不用于其他生命活动需要。2．(2022·天津理综，6)下列有关ATP的叙述，正确的是( )①人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等 ②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加 ③人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加 ④人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡A．①②B．②③C．③④D．①④答案 B解析 Na＋进出细胞一般为主动运输，消耗能量；在体温调节中，肾上腺素和甲状腺激素是协同作用，都可以通过促进新陈代谢而达到增加产热的作用。题组二 细胞呼吸的过程及类型3．判断正误(1)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2022·课标全国卷，2A)( × )(2)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2022·课标全国卷，2B)( × )(3)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2022·课标全国卷，2C)( × )(4)细胞呼吸必须在酶的催化下进行(2022·全国Ⅱ理综，1A)( √ )(5)人体硬骨组织细胞也进行呼吸(2022·全国Ⅱ理综，1B)( √ )(6)酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸(2022·全国Ⅱ理综，1C)( √ )(7)破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖(2022·海南，3C)( × )(8)小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱(2022·海南，3D)( × )4．(2022·江苏卷，23)下图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选)( )10\nA．1和3都具有双层生物膜B．1和2所含酶的种类不同C．2和3都能产生大量ATPD．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]答案 BD解析 分析有氧呼吸过程可知：在细胞质基质中完成有氧呼吸第一阶段，将葡萄糖分解为丙酮酸、[H]，并产生少量ATP，所以1为细胞质基质，甲为丙酮酸；在线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，将丙酮酸和水分解为CO2、[H]，并产生少量ATP，所以2为线粒体基质，乙为[H]；在线粒体内膜上完成有氧呼吸第三阶段，[H]与O2反应生成H2O，同时产生大量ATP，所以3为线粒体内膜。1代表的细胞质基质无生物膜，A项错误；细胞质基质和线粒体基质中所含酶的种类不同，进行的化学反应也不同，B项正确；2线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲为丙酮酸，乙为[H]，D项正确。题组三 细胞呼吸的影响因素及应用5．(2022·江苏卷，11)某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙2组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是( )答案 C解析 据图知，甲脱气培养，酵母菌只进行无氧呼吸；乙不脱气培养，酵母菌进行有氧呼吸，产生的CO2总量多于甲。此实验为培养初期阶段，所以CO2总量一直呈快速上升趋势。6．(2022·广东卷，4)利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于( )A．降低呼吸强度B．降低水分吸收C．促进果实成熟D．促进光合作用答案 A解析 地窖中O2浓度低，CO2浓度高，抑制植物的有氧呼吸，降低有机物的消耗，有利于种子、果蔬的储存。10\n题组四 与细胞呼吸有关的实验探究7．(2022·福建理综，26Ⅰ)如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240mL的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①__________________________B加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液②________________________加入石蜡油，铺满液面(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是____________________，这是控制实验的______________变量。(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C③______________________④__________加入石蜡油，铺满液面(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若A、B、C装置在温度大小关系是________________(用“<、＝、>”表示)，则假设成立。答案 (1)①不加入石蜡油 ②加入10g活性干酵母(2)除去氧气 自(3)③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入活性干酵母 (4)A>B>C解析 (1)结合表中相关内容，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，可以确定①处为“不加入石蜡油”，②处为“加入10g活性干酵母”。(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是除去氧气，以控制实验的自变量。(3)要测定B装置内因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置，因为应设计成空白对照，即③处为“加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液”，④处为“不加入活性干酵母”。因为酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，A、B、C装置的温度大小关系是A>B>C。【组题说明】考 点题 号错题统计错因分析10\nATP相关知识1、2细胞呼吸的过程及类型3、4、5、8、12影响细胞呼吸的因素及相关计算6、7、10、13细胞呼吸的应用15实验与探究9、11、141．下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP的说法，不正确的是( )A．细胞内蛋白质的合成总与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O2参与答案 B解析 蛋白质的合成是一个耗能过程，需要ATP水解提供能量；ATP分子中含有两个高能磷酸键；细胞内有机物氧化分解时释放能量，故伴随有ATP的合成；在有氧呼吸的第三阶段[H]与O2结合生成水，产生大量的能量。2．下列过程能使细胞中ADP含量增加的是( )A．甘油通过细胞膜进入细胞B．线粒体中[H]与O2结合生成水C．叶绿体基质中C3被还原生成葡萄糖D．细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸答案 C解析 能使细胞中ADP含量增加的过程就是消耗ATP的过程。甘油通过细胞膜进入细胞的过程属于自由扩散，不消耗ATP；线粒体中[H]与O2结合生成水与细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸均是生成ATP的过程；叶绿体基质中C3被还原生成葡萄糖的过程需消耗ATP。3．如图表示人体细胞中的两类呼吸作用。下列有关叙述中，不正确的是( )A．③过程既产生[H]，也消耗[H]B．③过程释放的能量比②过程多C．③过程需要大量O2参与D．②③过程进行的场所相同答案 D解析 ②过程发生在细胞质基质中，③过程发生在线粒体中，二者进行的场所不同。4．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )A．人体成熟的红细胞没有线粒体，不能产生ATPB．长跑时人体产生的CO2来自有氧呼吸和无氧呼吸10\nC．青藏高原的哺乳动物细胞产生能量的主要生理过程是有氧呼吸D．ATP中的“A”与碱基“A”是同一种物质答案 C解析 人体成熟的红细胞没有线粒体，但它可进行无氧呼吸产生ATP；人体细胞的有氧呼吸会产生二氧化碳，而无氧呼吸的产物是乳酸；ATP中的“A”为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成，DNA和RNA中的碱基“A”是腺嘌呤。5．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，则下列对呼吸作用方式的判断不正确的是( )A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D．若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡答案 D解析 动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2，也不释放CO2，故D错误。6．将等量的小麦种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中，1小时后，容器中O2和CO2的变化情况如表：O2浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.70.7CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.70.7下列有关叙述中正确的是( )A．在O2浓度为0～3%时只进行无氧呼吸B．贮藏时应选择O2浓度为5%的适宜条件C．有氧呼吸的强度随O2浓度升高而增强D．无氧呼吸的产物是乳酸和CO2答案 B解析 在O2浓度为0～3%时，小麦种子既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸；小麦种子无氧呼吸的产物是酒精和CO2。7．如图表示大气温度及氧气浓度对非绿色植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述不正确的是( )A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛时所处的温度为B点所对应的温度B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜10\n答案 C解析 温度对植物细胞呼吸的影响主要是通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性来实现的，由图甲可知，B点对应的温度下CO2释放的相对值最高，即细胞呼吸最旺盛，故A、B两项正确。图乙中DE段CO2释放的相对值下降的主要原因是无氧呼吸受到抑制，但有氧呼吸逐渐增强，C项错误。贮藏水果或蔬菜时，应降低贮藏物的细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，故与D、F点相比，E点所对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜，D项正确。8．下图为生物体内的部分物质代谢示意图。对此图的解释正确的是( )A．在人体内，①②过程所需的酶相同B．在人体细胞的细胞质基质中含有③⑥过程所需的酶C．在酵母菌体内，当④过程加强时，⑥过程也会加强D．在生物细胞内发生的④过程还需要H2O作为反应物答案 D解析 人体内不同的化学反应需要的酶不同；人体无氧呼吸不能产生酒精和二氧化碳；酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，当有氧呼吸加强时，无氧呼吸减弱；丙酮酸分解为二氧化碳和[H]需要水参加反应。9．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化。(忽略其他原因引起的容积变化)下列有关说法不正确的是( )A．甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时氧气的消耗量B．乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时CO2的释放量和O2消耗量之间的差值C．甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸D．甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵答案 D解析 由于甲组装置内放的是NaOH溶液，吸收CO2，所以甲组右管液面变化是锥形瓶内的O2体积变化所致。乙组装置内放的是蒸馏水，那么乙组右管液面变化是由锥形瓶内CO2释放量和O2消耗量之间的差值引起的；甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸；甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行酒精发酵。10．如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是( )10\nA．O2浓度为a时，有氧呼吸最弱B．O2浓度为b时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/5C．O2浓度为c时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量小于无氧呼吸D．O2浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等答案 D解析 O2浓度为a时，有氧呼吸强度最弱；O2浓度为b时，细胞呼吸释放的CO2总量为8，O2的吸收量为3，由此可知，细胞无氧呼吸释放的CO2量为5，有氧呼吸释放的CO2量为3，因此细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖量为2.5，细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.5，所以O2浓度为b时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/5；同理，O2浓度为c时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量小于无氧呼吸；O2浓度为d时，细胞只进行有氧呼吸。11．某同学在研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物时，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，装置示意图如图。下列说法不正确的是( )A．向锥形瓶中充入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答案 B解析 该实验的目的是研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物，故充入N2的目的是制造无氧环境；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乳酸发酵；为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用干扰实验结果，实验前需对马铃薯块茎消毒，检验CO2也可用澄清石灰水。12．如图所示为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，下列相关叙述错误的是( )10\nA．曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体B．曲线BC段酵母菌的呼吸作用中出现无氧呼吸C．乙醇含量过高是酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因之一D．T1～T2时间段消耗葡萄糖量迅速增加的原因是酵母菌进行有氧呼吸答案 D解析 曲线AB段酵母菌进行有氧呼吸，其发生的场所是细胞质基质和线粒体，A正确；曲线BC段开始有乙醇产生，可知此时酵母菌的呼吸作用中出现无氧呼吸，B正确；随着培养的进行，营养物质大量被消耗，代谢废物(乙醇、CO2等)积累，都将影响酵母菌的生长，C正确；在T1～T2时间段内，一是酵母菌进行无氧呼吸，需要消耗更多的葡萄糖，二是由于酵母菌种群数量增多，使得单位时间内消耗葡萄糖量迅速增加，D错误。13．有一瓶混合了酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。请回答下列问题：氧浓度(%)abcd产生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol产生酒精的量9mol6.5mol6mol0mol(1)由上表可知，酵母菌细胞________________________________________________。(2)氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为______mol。(3)氧浓度为c时，约有______%的葡萄糖用于酒精发酵。(4)氧浓度为a时，酵母菌是否进行有氧呼吸？________。为什么？__________________。(5)经测定，在无氧条件下酵母菌消耗的葡萄糖中，仅有1.5%用于自身生长发育和繁殖等生命活动，剩余98.5%则用于_______________________________________________。答案 (1)既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸 (2)6 (3)66.7 (4)否 因为此时产生的酒精和CO2的物质的量相等 (5)形成酒精等产物解析 解答本题的关键是理解细胞呼吸的过程，并根据表中数据准确判断酵母菌在不同氧浓度下的细胞呼吸方式。(1)氧浓度为a、b、c时都产生了酒精，说明酵母菌能进行无氧呼吸；氧浓度为d时只产生CO2，不产生酒精，说明酵母菌能进行有氧呼吸。(2)氧浓度为b时，酵母菌产生了6.5mol的酒精，则其无氧呼吸产生的CO2为6.5mol，剩下的6molCO2为有氧呼吸所产生。(3)氧浓度为c时，酵母菌产生的酒精为6mol，则其无氧呼吸产生的CO2为6mol，而CO2产生总量为15mol，因此有氧呼吸产生的CO2为9mol。据无氧呼吸的反应式“C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量”，可知有3mol葡萄糖用于无氧呼吸；据有氧呼吸的反应式“C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量”，可知有1.5mol葡萄糖用于有氧呼吸，则用于酒精发酵的葡萄糖所占比例为3/(3＋1.5)×100%≈66.7%。(4)氧浓度为a时，酵母菌产生了CO2和酒精，且二者的物质的量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸。(5)酵母菌利用葡萄糖经无氧呼吸产生酒精和CO2，合成少量ATP。10\n14．(2022·安徽理综，29)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。 试管编号加入的物质细胞质基质线粒体酵母菌ABCDEF葡萄糖－＋－＋＋＋丙酮酸＋－＋－－－氧气＋－＋－＋－注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有__________，会产生酒精的试管有__________，根据试管__________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在________________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解______(填“能”或“不能”)继续进行。答案 (1)C、E B、F B、D、F (2)线粒体内膜 能解析 (1)在有酵母菌细胞质基质的试管中，可将葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，有氧气时可在有线粒体的试管中将丙酮酸和[H]彻底氧化分解产生CO2和H2O，无氧气时可在有细胞质基质的试管中将葡萄糖不彻底地氧化分解产生酒精和CO2，故C、E试管中均可产生CO2和H2O，B、F试管中均可产生酒精。F试管中细胞质基质和线粒体未分开，无法确定无氧呼吸的场所，而与B、D试管的结果进行对比，能确定酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。(2)[H]在线粒体内膜上有关酶的作用下，与氧气发生一系列反应形成水，DNP对该过程没有影响，但能影响线粒体内膜上ATP合成酶的活性，从而使能量未用于合成ATP，都以热的形式耗散；试管E中可发生有氧呼吸全过程，加入DNP后，该过程不受影响，但影响ATP的合成。15．在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动xmm和ymm。x和y值反映了容器内气体体积的减少量(装置1的小瓶中NaOH溶液用于吸收呼吸产生的CO2)。请回答下列问题：(1)若测得x＝180mm，y＝50mm，则该发芽种子的呼吸熵是________(保留两位小数)。假设发芽种子仅进行有氧呼吸，根据呼吸熵数值可以推测有氧呼吸分解的有机物中除________以外还有其他有机物。(2)为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，对照装置的容器和小瓶中分别放入等量死的发芽种子和蒸馏水，设置对照装置的目的是10\n________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)假设发芽种子呼吸消耗的有机物全部为葡萄糖，在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离x＝300mm，y＝－100mm(装置2着色液向右移动了100mm)，则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是________。答案 (1)0.72 糖类 (2)用于校正装置1和装置2内因物理因素(或非生物因素)引起的容积变化 (3)1∶1解析 (1)装置1中着色液移动距离代表O2消耗量，装置2中着色液移动距离代表O2消耗量减去CO2释放量，故该发芽种子的呼吸熵为130/180≈0.72。若种子仅进行有氧呼吸且底物均为糖类的话，装置2中着色液应不移动。(2)另设一组对照，除加入的是等量死的发芽种子外，其他条件均与装置2相同，其目的是排除无关变量对实验结果的影响。(3)用着色液的移动距离表示容器中气体体积的变化。由题意可知，总耗氧量是300，总二氧化碳释放量为400。有氧呼吸消耗氧气量为300，释放二氧化碳量为300，消耗葡萄糖量为300/6＝50；无氧呼吸释放的二氧化碳量为400－300＝100，消耗葡萄糖量为100/2＝50。10
