高考生物专练之重难点05 酶、ATP以及细胞呼吸（原卷版）

重难点05酶、ATP以及细胞呼吸知识点一：酶1、对比实验指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组。2、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。3、酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。知识点二：ATP1、腺苷三磷酸（ATP）是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成，水解时释放出能量较多，是生物体内最直接的能量来源。2、ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P。A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团。“～”表示高能磷酸键。ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键。ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。ATP与ADP间能迅速地相互转化的原因是ATP末端磷酸基团稳定性较低，当ATP在ATP酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化，ATP也就变成了ADP；而ADP在有关酶的作用下，可以接受能量，同时与Pi结合，重新变成ATP。3、ATP来源于光合作用和呼吸作用。放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP的相互转化实现贮能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。ATP水解释放的能量可以用于各项生命活动。知识点三：细胞呼吸1、与无氧呼吸相比，有氧呼吸释放的能量多，人体能量的主要来源是有氧呼吸过程；2、人体无氧呼吸的产物是乳酸。场所：细胞质基质线粒体是真核细胞主要细胞器（动植物都有），程粒状、棒状，具有双膜结构，内膜向内突起形成嵴，内膜基质和基粒上有与有氧呼吸有关的酶，含少量的DNA、RNA，在机能旺盛的细胞中含量多。有氧呼吸的三阶段：有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中，反应式：C6H12O62C3H4O3+4NADH+少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，反应式：2C3H4O3+6H2O6CO2+20NADH+少量能量;第三阶段：这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的，反应式：24NADH+6O212H2O+大量能量。细胞呼吸原理的应用1.种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收；2.利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头；3.利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜；4..稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂；5.皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风；6.提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力；7.粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；8.果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。知识点四：颜色反应1、CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。2、橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。会考查细胞呼吸过程、条件、原料及产物及实验分析能力，考查酶在细胞代谢中的作用的知识、酶的概念和特性，同时会以有氧气呼吸为基础，考查学生信息获取与应用能力，以上就要求学生能熟练设计、分析实验，同时运用所学知识结合题中提取的关键信息进行综合分析。（建议用时：30分钟）一、单选题1．（2022·江苏省如皋中学）dATP与ATP结构相似，区别是其中所含的五碳糖为脱氧核糖。下列说法错误的是（）A．含有两个特殊的不稳定的化学健 B．能为DNA合成提供直接能源2．人体如果长时间处于缺氧环境会出现心慌、呼吸困难、全身乏力等症状，原因是人在缺氧的环境中细胞呼吸的方式发生了改变。下列相关叙述不正确的是（）A．有氧呼吸减弱，导致细胞释放的能量减少B．无氧呼吸增强，导致细胞产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力C．无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量D．由于O2缺乏，有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸减少，影响第二、三阶段的进行3、下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是（）A．若用18O标记葡萄糖，则产物a中会检测到放射性B．条件Y下，产生物质a使溴麝香草酚蓝水溶液变黄色C．酵母菌物质b产生的场所有线粒体基质、细胞质基质D．条件X下酵母细胞呼吸时，葡葡糖中的能量主要以热能形式散失4、关于酶与ATP的叙述正确的是（）A．某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中含有脱氢核糖B．酶的催化效率无论在什么条件下总是高于无机催化剂C．酶形成需要消耗ATP，ATP的形成也需要酶的催化D．酶应在最适温度和最适pH条件下保存5、在过氧化氢酶催化下，H2O2分解释放的O2与愈创木酚反应生成茶褐色产物；氧气产生越多，溶液颜色越深。为探究pH对酶活性的影响，某研究小组运用比色法，测定了5min内茶褐色产物量的变化，结果见图。下列叙述不正确的是（）A．先将过氧化氢酶和反应物分别在不同pH值条件下处理，一段时间后再混合B．依据0～1min的曲线斜率，可比较不同pH条件下的酶活性C．pH值5～8的处理组，反应结束时的产物相对量是不同的D．当pH为3时过氧化氢酶因空间结构被破坏而失活6、德国化学家毕希纳把酵母细胞放在石英砂里用力研磨。加水搅拌再进行过滤，得到不含酵母菌细胞的提收液，在这些汁液中加入葡萄塘，一段时间后就冒出气泡且有酒味出现，他将醇母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。以下分析错误的是（）A．酿酶能够与双缩脲试剂反应显紫色B．酵母细胞被研磨破裂后酿酶依然有活性C．汁液中产生酒味的原因是酵母菌无氧呼吸的结果D．酵母菌发酵产物可用酸性重铬酸钾检测，颜色由蓝变绿再变黄7、下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，下列叙述错误的是（）A．a瓶中的NaOH溶液可以吸收输入空气中的CO2B．与b瓶相比，d瓶中酵母菌的增殖速率较小C．若向d瓶中加入酸性重鉻酸钾溶液后呈橙色，则说明有酒精生成D．若甲、乙装置产生等量的CO2，则消耗葡萄糖的质量比为1：38、细胞内的磷酸果糖激酶（酶Р）催化下列反应：果糖-6-磷酸+ATP→果糖-1，6-二磷酸+ADP。这是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应。下图为高、低两种ATP浓度下酶Р与果糖-6-磷酸浓度的关系。下列叙述正确的是（）A．细胞内酶Р催化的反应发生在线粒体中B．一定范围内，果糖-6-磷酸浓度与酶Р活性呈负相关C．低ATP浓度在一定程度上抑制了酶P的活性D．酶Р活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节9、某小组为了探究现存的水稻种子是否有活性，他们将吸水膨胀的种子200粒放在加有溴麝香草酚蓝的琼脂凝胶培养皿中培养，观察琼脂凝胶的颜色变化而做出判断。下列说法错误的是（）A．活种子呼吸作用产生的CO2可使其周围凝胶呈现黄色B．若种子周围的凝胶保持蓝色则可判定该种子没有活性C．吸水膨胀种子的细胞中结合水比例上升，细胞代谢加快D．温度等培养条件会影响琼脂凝胶颜色变化的快慢10、某研究小组在探究酵母菌的细胞生理活动时，收集了酵母菌生长增殖的资料，设计实验装置并进行实验（1～4试管加入等量的溴麝香草酚蓝水溶液），结果如下图所示。探究的问题不可能是（）A．酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸产生CO2的多少B．酵母菌进行细胞呼吸的最适温度是多少C．酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2吗D．酵母菌在无氧呼吸中是否产生乙醇11、人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖由于二糖的水解而浓度局部高于细胞内，这部分葡萄糖能通过GLUT2转运；非进食后的大部分葡萄糖利用Na＋顺浓度进入细胞所提供的能量，通过SGLT1转运，过程如图1所示。葡萄糖的转运速率与肠腔中葡萄糖浓度关系如图2所示。据此分析错误的是（）A．图1中的IM代表小肠绒毛细胞膜上的麦芽糖酶B．葡萄糖通过SGLT1进入小肠细胞不消耗ATP，但属于主动运输C．由图2可知，葡萄糖浓度高时主要以主动运输的方式进入细胞D．同一细胞可以不同的方式吸收葡萄糖，其结构基础是载体的种类不同12、线粒体外膜上的孔蛋白为亲水通道，分子量较小的物质可自由通过。丙酮酸进入线粒体的过程如下图所示，下列叙述错误的是（）A．丙酮酸通过协助扩散穿过线粒体外膜B．丙酮酸借助H+浓度梯度通过线粒体内膜C．线粒体内膜上既有载体蛋白也有酶D．缺氧时丙酮酸将在细胞质基质中彻底氧化分解二、非选择题13、科学家因早期发现凡是耗能多的细胞，线粒体也较多，且线粒体在细胞内耗能部位聚集，故认为线粒体是有氧呼吸的场所。将酵母菌破碎后离心获得细胞质基质和线粒体，通入18O2，进行以下实验：试管加入的细胞成分加入的反应物各试管变化情况1细胞质基质+线粒体添加14C标记的葡萄糖葡萄糖的量减少，有1CO2、H218O2的生成2细胞质基质添加14C标记的葡萄糖葡萄糖的量减少，有14C标记的丙酮酸、[H]的生成3线粒体悬液添加14C标记的葡萄糖葡萄糖的量②4线粒体悬液添加①反应物的量减少，有14CO2、H218O的生成(1)本实验中利用___________方法追踪物质的运行。(2)表中①加入的反应物是___________，3号试管中葡萄糖的量②变化情况是___________。(3)比较2号和3号试管，说明______________________；比较3号和4号试管，说明___________。通过上述分析与推理，据此推断有氧呼吸的场所是______________________。(4)在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受ATP提供的能量后发出荧光。若1、2、3号试管中添加等量的葡萄糖，再分别加入荧光素和荧光素酶，其中发出荧光较强的是___________号试管。14、如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图分析：(1)酵母菌便于用来研究细胞呼吸的不同方式的原因是___________________。(2)A瓶加入的试剂是________，其目的是___________________。(3)B中酵母菌细胞呼吸的场所为________________。(4)该实验还可以根据________________（试剂）变成黄色时间长短，检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。15、长期的高血压会引起心肌细胞中线粒体的功能障碍，使心脏功能下降。某研究小组以高血压大鼠为实验对象，探究有氧运动对心肌细胞线粒体功能的影响。(1)在线粒体中，丙酮酸被分解为_____和_____，在一系列线粒体复合酶的作用下，后者与O2在_____上结合生成H2O，释放大量能量。若复合酶I活性降低，O2会生成大量活性氧（RO