1、专题5 细胞呼吸,高考生物 (北京市专用),考点1 细胞呼吸的原理 1.(2018天津理综,5,6分)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中, 加入40 mL 活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和 CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 ( ),五年高考,A.t1t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快 C.若降低10 培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短 D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色,答案 C 本题主要考查酵母菌呼吸方式的相关知识。由题图可知
2、,t1t2,培养液中O2的下降 速率变慢,说明O2的消耗速率降低,有氧呼吸速率不断下降,A正确;t1t3,酵母菌产生CO2速率基 本不变,此时间段内,有氧呼吸强度逐渐减弱,无氧呼吸强度逐渐增强,所以在单位时间内要产 生等量CO2,无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖,B正确;由题干信息可知,酵母菌在最适温度下培养, 若降低10 培养,则会引起酶的活性降低,从而引起酵母菌有氧呼吸速率变慢,致使培养液中O 2相对含量达到稳定所需时间延长,C错误;因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌呼吸产生的 酒精,所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色。,规律方法 酵母菌呼吸类型的判断 (1)不消耗O2,释放CO2只进
3、行无氧呼吸; (2)CO2产生量等于O2消耗量只进行有氧呼吸; (3)CO2产生量大于O2消耗量既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,多余的CO2来自无氧呼吸; (4)酒精产生量小于CO2产生量既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,多余的CO2来自有氧呼 吸。,2.(2018课标全国,5,6分)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是 ( ) A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP,答案 C 本题主要考查细胞呼吸、光合作用和生态系统的能量流动的相关知识。
4、影响植物 细胞呼吸方式的主要因素是O2含量,细胞呼吸方式与光照强度无关,黑暗状态下植物可进行有 氧呼吸,也可进行无氧呼吸,A正确;能量在食物链上传递的过程中,一部分能量通过呼吸作用以 热能形式散失,B正确;有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是CO2和酒精或乳酸,C错 误;植物在光合作用的光反应阶段有ATP合成,有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段均 有ATP合成,D正确。,解题技巧 快速判断细胞呼吸的方式 一看反应物:若消耗O2,则一定存在有氧呼吸。二看生成物:若生成水,则一定存在有氧呼吸;若 生成酒精或乳酸,则一定存在无氧呼吸;若无CO2释放,则一定为产生乳酸的无氧呼吸。,3.(2
5、016北京理综,2,6分)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程 ( ) A.在无氧条件下不能进行 B.只能在线粒体中进行 C.不需要能量的输入 D.需要酶的催化,答案 D 酵母菌为异养兼性厌氧型生物,在无氧条件下可以进行无氧呼吸,该过程发生在细 胞质基质中,可使ADP转化为ATP,A项、B项错误;ADP转化为ATP的过程需要能量的输入,C 项错误;ADP转化为ATP的过程需要酶的催化,D项正确。,疑难突破 本题的解题关键是识记酵母菌的代谢类型为兼性厌氧型,ATP的合成需要酶的催 化。,4.(2016江苏单科,23,3分)突变酵母的发酵效率高于野生型,常在酿酒工业发酵中使用。如图
6、为 呼吸链突变酵母呼吸过程,下列相关叙述错误的是(多选) ( )A.突变酵母乙醇代谢途径未变 B.突变酵母几乎不能产生H C.氧气充足时,野生型酵母种群增殖速率大于突变体 D.通入氧气后,突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体,答案 BD 图示突变酵母菌呼吸链中断的部位为线粒体。氧气充足时,突变型酵母菌不能进 行有氧呼吸,只能在细胞质基质中产生少量的ATP,故其繁殖速率明显低于野生型酵母菌。突 变型酵母菌细胞质内的葡萄糖氧化过程正常,故突变酵母乙醇代谢途径未变,在乙醇代谢途径 中有H产生,A、C正确,B、D错误。,解后反思 解读图示信息是解答该题的关键。从图示中找出呼吸链中断的部位这一关键信 息
7、,结合酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸的差别,即可对不同选项作出正确判断。,5.(2016上海单科,15,2分)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运 动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有 ( ) 酒精 乳酸 CO2 H2O ATP A. B. C. D.,答案 D 由题意可知,白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种,因此白肌细胞内葡 萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP、乳酸。,6.(2015山东理综,4,5分)下列有关细胞内物质含量比值的关系,正确的是 ( ) A.细胞内结合水/自由水的值,种子萌发时比休眠时高 B.人体细胞内O2/CO2的值,线粒体内比细胞质基质高
8、C.神经纤维膜内K+/Na+的值,动作电位时比静息电位时高 D.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的值,停止供应CO2后比停止前高,答案 D 细胞内结合水/自由水的值在种子萌发时降低,而在种子休眠时升高,A项错误;线粒 体中进行有氧呼吸消耗O2、产生CO2,故线粒体中O2/CO2的值比细胞质基质中低,B项错误;动 作电位和静息电位的形成分别与Na+内流和K+外流有关,动作电位时神经纤维膜内K+/Na+的值 比静息电位时低,C项错误;停止供应CO2后,C5化合物含量增加、C3化合物含量降低,故C5/C3的 值升高,D项正确。,7.(2014天津理综,2,6分)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图
9、。下列叙述正确的是 ( )A.过程只在线粒体中进行,过程只在叶绿体中进行 B.过程产生的能量全部储存在ATP中 C.过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O D.过程和中均能产生H,二者还原的物质不同,答案 D 分析示意图可知,过程应为有氧呼吸,它发生的场所是细胞质基质和线粒体,过 程应为光合作用或化能合成作用,它发生的场所是真核细胞的叶绿体、原核细胞的细胞质或 进行化能合成作用的生物细胞中;过程产生的能量一部分储存在ATP中,还有一部分以热能 的形式散失;过程产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2;有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能 产生H,光合作用的光反应阶段也能产生H,但过程产生的H用于
10、还原O2,过程产生的 H用于还原C3化合物。综上所述,D项正确。,考点2 影响细胞呼吸的因素及应用 1.(2015安徽理综,29,9分)科研人员探究了不同温度(25 和0.5 )条件下密闭容器内蓝莓 果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。(1)由图可知,与25 相比,0.5 条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是 ; 随着果实储存时间的增加,密闭容器内的 浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该 实验还可以通过检测 浓度变化来计算呼吸速率。 (2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案: 称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。 将甲、乙瓶分别置于2
11、5 和0.5 条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。,记录实验数据并计算CO2生成速率。 为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a. ;b. 。,答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2 (2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验,解析 (1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率,即呼吸速率,与25 相比,0.5 时与细胞呼吸 相关的酶的活性较低,故呼吸速率较低;由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,所以该密闭 容器中CO2浓度越来越高,O2浓度越来越低,故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速 率。(
12、2)根据实验设计的单一变量原则,选取果实的成熟度还应一致,避免无关变量对实验结果 的影响;根据实验设计的重复性原则,为使实验结果更可靠,还应在每个温度条件下设置多个实 验组进行平行重复实验。,方法技巧 评价实验方案的合理与否一般考虑以下几个方面:有无对照、是否是单一变量、 实验选材的选择是否合理、实验步骤是否科学、检测手段是否正确、结果结论是否准确无 误等。,2.(2014海南单科,26,10分)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图 所示。据图回答问题:(1)在1224 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式是 呼吸,该呼吸 方式在细胞中发生的部位是 ,
13、其产物是 。 (2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会 ,主要原因是 。 (3)胚根长出后,萌发种子的 呼吸速率明显升高。,答案 (1)无氧 细胞质基质 CO2和乙醇 (2)减少 在此期间只有呼吸作用消耗有机物,没 有光合作用合成有机物 (3)有氧,解析 (1)分析题图,第1224 h期间,种子的O2吸收量很少,却释放出很多CO2,表明此阶段呼吸 方式主要为无氧呼吸。豆科植物种子无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物是酒精和CO2。(2) 第12 h到胚根长出期间,种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,因此 种子的干物质总量会下降。(3)胚根长出后,O2吸收明显增
14、多,这说明有氧呼吸速率明显提高。,答案 C 由题意可知,细胞内酶P催化的反应是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应,所以该反 应发生在细胞质基质中,A正确;由图可知,一定范围内,果糖-6-磷酸浓度与酶P活性呈正相关,B 正确;由图可知,低ATP浓度下,酶P活性随果糖-6-磷酸浓度增大而升高至出现最大值,比高ATP 浓度下更快达到同一最大值,说明低ATP浓度在一定程度上促进了酶P的活性,C错误;由图可 知,高ATP浓度下,酶P活性随果糖-6-磷酸浓度增大而升高至最大值,比低ATP浓度下增速小,所 以酶P活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节,D正确。,解题关键 本题以曲线图的形式考查从图中获取信息的能力
15、以及与细胞有氧呼吸有关的基 础知识。抓住题干中的重要信息,掌握细胞有氧呼吸的基础知识,学会分析曲线图是解题的关 键。,2.(2018北京石景山期末,6)下列关于葡萄糖 丙酮酸 CO2过程的叙述,不正确的是 ( ) A.过程可在蓝藻和某些细菌中进行 B.过程可在线粒体或细胞质基质中进行 C.葡萄糖中的能量经过程全部转移至丙酮酸中 D.酵母菌细胞在有氧和无氧条件下均可进行过程,答案 C 此题考查的是细胞呼吸的基本过程。对于真核细胞而言,是有氧呼吸和无氧呼 吸共有的阶段,葡萄糖在酶的作用下被分解成丙酮酸和H,并释放少量的能量,故C错误。发 生的场所是细胞质基质,在有氧的条件下,丙酮酸进入线粒体基质,
16、在水的参与下,被分解成CO2 和大量的H,而在无氧条件下,丙酮酸在细胞质基质中被分解成酒精和CO2或转化成乳酸。蓝 藻和某些细菌等原核生物虽没有线粒体,但有与有氧呼吸相关的酶,仍可进行有氧呼吸,其场所 在细胞质中和细胞膜上。酵母菌为兼性厌氧型真核生物,其有氧呼吸和无氧呼吸都可产生CO2。,解后反思 细胞呼吸是高考中的重点和难点,熟练掌握细胞呼吸的基本过程是解题的关键,但 是还要学会灵活运用基础知识,对常见生物如蓝藻、硝化细菌、乳酸菌等原核生物以及酵母 菌、霉菌等真核生物的代谢类型及细胞结构特点要熟练掌握并进行归纳整理。,3.(2018北京东城期末,6)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是 ( )
17、A.葡萄糖分解为丙酮酸需在有氧条件下进行 B.无氧呼吸过程能产生ATP,但没有H的生成 C.有氧呼吸过程中H在线粒体内膜与氧结合生成水 D.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞呼吸已经停止,答案 C 葡萄糖分解为丙酮酸在有氧和无氧的条件下都可进行,故A错误。在无氧呼吸的第 一阶段,葡萄糖分解为丙酮酸和H,并产生少量的ATP,故B错误。有氧呼吸的第三阶段发生在 线粒体内膜上,第一、二阶段产生的H与氧结合生成水,并释放大量能量,故C正确。若该细胞 为植物细胞且能进行光合作用,当光合作用速率等于呼吸作用速率时,细胞表现为既不吸收O2 也不放出CO2;乳酸菌呼吸时,既不吸收O2,也不放出CO2,
18、故D错误。,4.(2017北京海淀期末,21)线粒体中不会出现 ( ) A.葡萄糖的分解 B.氨基酸脱水缩合 C.ATP的水解 D.DNA聚合酶的催化,答案 A 线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸的过 程在细胞质基质中进行,因此,葡萄糖不会出现在线粒体中,A符合题意;线粒体中含有DNA、 RNA和核糖体,可以发生转录和翻译的过程,因此可以合成蛋白质,发生氨基酸的脱水缩合反 应,B不符合题意;线粒体中转录和翻译等过程需要消耗能量,因此可以有ATP的水解反应,C不 符合题意;线粒体中含有DNA,可以进行DNA的复制,需要DNA聚合酶的催化作用,D不符合题 意。,解题
19、关键 线粒体中进行有氧呼吸的第二和第三阶段,分解的底物是丙酮酸。线粒体是半自 主性细胞器,线粒体内含有少量DNA和RNA,也具有核糖体,能进行转录和翻译。,5.(2017北京东城期末,8)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是 ( ) A.催化葡萄糖分解成丙酮酸和H的酶是有氧呼吸特有的 B.葡萄糖分解成丙酮酸和H的过程中有热能的释放 C.无氧呼吸的终产物是丙酮酸和二氧化碳 D.无氧呼吸的两个阶段都可以产生少量的ATP,答案 B 催化葡萄糖分解成丙酮酸和H的酶是无氧呼吸和有氧呼吸所共有的,A错误;葡萄 糖分解成丙酮酸和H的过程中有少量能量的释放,其中一部分能量以热能的形式释放,B正 确;无氧呼吸的终产
20、物是乳酸或酒精和二氧化碳,C错误;无氧呼吸的两个阶段中只有第一阶段 释放少量能量,产生少量的ATP,第二阶段不产生ATP,D错误。,知识归纳 有氧呼吸与无氧呼吸的比较,6.(2016北京海淀期中,23)细胞内葡萄糖分解代谢过程如图所示,下列叙述正确的是 ( )A.酵母菌细胞质基质中可进行和过程 B.剧烈运动时骨骼肌细胞中进行和过程 C.大肠杆菌细胞进行和过程中均产生H D.过程是真核与原核细胞葡萄糖分解的普遍途径,答案 D 酵母菌细胞质基质中可进行过程,过程在线粒体内进行,A错误;剧烈运动时骨骼肌细胞主要进行无氧呼吸,此时无氧呼吸的产物有乳酸,B错误;大肠杆菌无氧呼吸的第二阶段不产生H,C错误
21、;过程是糖酵解过程,在真核与原核细胞内葡萄糖分解时均有这一步,D正确。,考点2 影响细胞呼吸的因素及应用 1.(2018北京海淀期中,11)很多生活实例中蕴含着生物学原理,下列实例和生物学原理对应不 准确的是 ( ) A.醋浸泡制成的腊八蒜不易腐败pH过低抑制杂菌生长 B.优良毛霉菌种接种在豆腐上减少杂菌污染 C.果酒制作后期密封发酵瓶无氧呼吸促进酵母菌繁殖 D.低温下冷藏蔬菜降低微生物的繁殖速率,答案 C 果酒制作过程中,前期通入空气(或留有一定的空间)有利于酵母菌的有氧呼吸,促 进其大量繁殖,后期密封发酵,有利于酵母菌无氧呼吸产生酒精。,易错警示 酵母菌为兼性厌氧型真核生物,在氧气充足的情
22、况下进行有氧呼吸,产生大量的能 量,有利于其进行生殖;在氧气不足的情况下进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,并释放少量的能 量,不利于其繁殖。,2.(2018北京西城二模,2)DNA损伤时,核蛋白多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)在核内积 累,可引起细胞凋亡,过程如下图所示。下列说法错误的是 ( )A.产物ADP-核糖的组成元素是C、H、O、N、P B.在核糖体上合成的PARP通过核孔进入细胞核 C.细胞质NAD+浓度下降,只影响有氧呼吸过程 D.DNA损伤后,细胞能量供应减少导致自身死亡,答案 C 据图中信息可知,细胞质NAD+浓度下降,葡萄糖转化成丙酮酸受影响,故会影响到 有氧呼吸和无氧呼吸
23、,C项错误。,3.(2017北京顺义期末,4)人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维,快肌纤维几乎不含有线粒体, 与短跑等有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列相关叙述正确的是 ( ) A.慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自线粒体基质 B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸和H C.短跑时快肌纤维中会产生大量的乳酸和CO2 D.O2参与有氧呼吸发生在慢肌纤维的线粒体基质,答案 B 根据题干信息可知,两种肌纤维分别与有氧呼吸和无氧呼吸两种生理过程相关,两 种呼吸过程的第一阶段相同,均可在细胞质基质中产生丙酮酸和H。,命题思路 本题以快肌纤维和慢肌纤维的结构和功能为素材,考查学生对两种细胞呼吸的
24、场 所和呼吸过程中物质和能量变化规律的理解。,4.(2016北京海淀期中,9)植物的种子萌发并长成幼苗的过程中,不会发生的是 ( ) A.种子的干重不断增加 B.多种激素共同调节萌发过程 C.土壤板结显著影响萌发 D.高尔基体参与新的细胞壁形成,答案 A 种子萌发过程中所需的能量来自种子中储存的有机物,因此种子萌发并长成幼苗 的过程中种子的干重逐渐减少;种子萌发过程是由多种激素共同调节的;土壤板结会使土壤中 的含氧量降低,不利于种子的有氧呼吸,影响萌发;种子萌发过程中有细胞的分裂,而高尔基体 与植物细胞壁的形成有关。,5.(2016北京石景山期末,6)人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种:快
25、肌纤维负责剧烈运 动如举重、短跑,易产生酸痛感觉;慢肌纤维负责慢跑、游泳等有氧运动。下列叙述正确的是 ( ) A.快肌纤维含有的线粒体多,有氧呼吸能产生大量乳酸和ATP供能 B.慢肌纤维含有的线粒体多,有氧呼吸不产生乳酸,产生的ATP也少 C.快肌纤维含有的线粒体少,主要依靠糖酵解产生ATP供能,产生大量乳酸 D.慢肌纤维含有的线粒体多,主要依靠糖酵解产生ATP供能,答案 C 有氧呼吸不产生乳酸,A错误;慢肌纤维负责慢跑、游泳等有氧运动,含有的线粒体 多,有氧呼吸不产生乳酸,产生的ATP多,B、D错误;快肌纤维负责剧烈运动,主要通过无氧呼吸 供能,C正确。,6.(2016北京顺义一模,1)下列
26、关于细胞呼吸的叙述,正确的是 ( ) A.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中 B.无氧呼吸能产生ATP,但没有H的生成过程 C.土壤长期淹水可导致玉米因无氧呼吸产生酒精而烂根 D.有氧呼吸过程中H在线粒体基质中与氧结合生成水,答案 C 破伤风芽孢杆菌是厌氧菌,适宜生活在无氧的环境中,A错误;无氧呼吸能产生ATP, 同时也产生H,B错误;有氧呼吸过程中H在线粒体内膜与氧结合生成水,D错误。,7.(2016北京顺义期末,2)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密 闭培养瓶中,一段时间后,测定根吸收某种无机盐离子的量。培养条件及实验结果见下表。,下列相关叙述,不正确的是 ( )
27、 A.在有氧条件下,有利于该植物幼根对该种离子的吸收 B.在有氧条件下,随温度升高幼根对该离子相对吸收量增加 C.在氮气环境中,幼根细胞吸收该离子所需能量来自无氧呼吸 D.1瓶和2瓶的该植物幼根吸收这种无机盐离子的方式不同,答案 D 植物幼根对某离子的吸收方式是主动运输,需要细胞呼吸供能,1瓶中主要是有氧呼 吸供能,2瓶中主要是无氧呼吸供能,3瓶中由于温度低,供能效率降低。1瓶和2瓶中的该植物幼 根吸收这种无机盐离子的方式相同,D错误。,1.(2018北京海淀期中,10)任何生命系统需要物质和能量不断地输入,才能维持其结构与功 能。下面叙述不正确的是 ( ) A.醋酸杆菌没有线粒体,利用无氧呼
28、吸获得繁殖所需的能量 B.剧烈运动时,骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量 C.植物体光合速率大于呼吸速率时,积累生长所需的有机物 D.生态系统的能量输入长期小于输出,自我调节能力趋于降低,B组 20162018年高考模拟综合题组 时间:40分钟 分值:60分 一、选择题(每题6分,共30分),答案 A 醋酸杆菌是原核生物,为好氧细菌,虽无线粒体,但其细胞质中和细胞膜上存在与有 氧呼吸相关的酶,故能进行有氧呼吸,A错误。,2.(2018北京丰台期末,6)呼吸作用过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即H)分解产生 的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构回流至线粒体基
29、质,同时驱动 ATP的合成,主要过程如下图所示。下列有关叙述不正确的是 ( )A.乳酸菌不可能发生上述过程 B.该过程发生于有氧呼吸第二阶段 C.图中是具有ATP合成酶活性的通道蛋白 D.H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散,答案 B 乳酸菌是原核生物,无线粒体,其异化作用类型为厌氧型;图示过程为有氧呼吸的第 三阶段,发生的场所为线粒体内膜,故B错误;根据题干及图中信息可知,质子泵可逆浓度梯度将 H+转运到线粒体内、外膜之间的间隙中,大部分H+可顺浓度梯度通过结构回流至线粒体基 质,同时驱动ATP的合成,因此图中是具有ATP合成酶活性的通道蛋白,H+由膜间隙向线粒体 基质的跨膜运输属
30、于协助扩散。,知识拓展 通道蛋白和载体蛋白在近年来的考题中经常出现,考生对二者的概念常常辨析不 清。二者的相同点在于都是跨膜蛋白质,对其转运的物质都有高度的特异性或选择性。不同 点在于:通道蛋白参与的只是被动运输(协助扩散),在运输过程中并不与被运输的分子或离 子相结合,也不会移动,并且是从高浓度向低浓度运输物质的,所以不消耗代谢能量;载体蛋白 参与的有主动运输和协助扩散,在运输过程中与相应的分子特异性结合,自身的构型会发生变 化,并且会移动。通道蛋白转运速率与物质浓度成正比,且比载体蛋白介导的转运速度更 快。通道蛋白的结构和功能状态在细胞内外理化因子的作用下,能在数毫秒至数十毫秒时 间内迅速
31、激活开放,随后迅速失活或关闭,而载体蛋白无此特性。,3.(2018北京东城二模,3)研究表明,线粒体功能异常与衰老的发生和发展密切相关。科研人员 研究中药党参对某种衰老模型小鼠肝细胞线粒体中酶活性的影响,以此了解其对延缓衰老的 作用及机制,实验结果如下表。相关分析不合理的是( ),(注:a酶存在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,二者均与细胞呼吸相关。) A.细胞呼吸中a酶与b酶催化的反应均需消耗氧气 B.本实验中的正常小鼠组和模型小鼠组均为对照组 C.随着党参提取物剂量的升高,a酶和b酶的活性逐渐增强 D.高剂量党参提取物可通过增强酶活性改善衰老小鼠的线粒体功能,答案 A 据“注:a酶存
32、在于线粒体基质中,b酶存在于线粒体内膜上,二者均与细胞呼吸相 关。”可知,a酶存在于线粒体基质中,参与有氧呼吸的第二阶段,a酶催化的反应不需要消耗氧 气;b酶存在于线粒体内膜上,参与有氧呼吸的第三阶段,b酶催化的反应需要氧气的参与,A选项 错误。本实验中正常小鼠组为空白对照,模型小鼠组为阴性对照,B选项正确。由表格中实验 数据可直接推知C、D选项正确。,知识拓展 阴性对照和阳性对照是针对“预期结果”而说的。凡是肯定出现预期结果的组, 为阳性对照组。凡是肯定不会出现预期结果的组,为阴性对照组。空白对照是针对“处理因 素”而说的。凡是不加处理因素的组,为空白对照组。所谓不加处理因素,可以是用生理盐
33、水 等溶剂代替所要加的溶液,也可以是给实验动物开刀但是不摘除某个器官,等等。阴性对照和 空白对照不能画等号。两者的区别在于:空白对照没加处理因素,阴性对照加的是别种处理因 素。,4.(2018北京东城期末,7)关于生物体内能量代谢的叙述,正确的是 ( ) A.ATP的水解一般与其他放能反应相联系 B.人体大脑活动所需能量主要来自脂肪的氧化分解 C.小麦叶肉细胞中葡萄糖的合成需要细胞呼吸供能 D.硝化细菌能够利用化学反应释放的能量合成有机物,答案 D ATP水解会释放能量,一般与吸能反应相联系,A错误;人体大脑活动所需能量主要 来自葡萄糖的氧化分解,B错误;小麦叶肉细胞合成葡萄糖所需要的能量来自
34、光反应产生的 ATP,C错误;硝化细菌为自养型微生物,能够利用将氨气氧化成亚硝酸盐和硝酸盐过程中释放 出的化学能把CO2和水合成糖类,此过程为化能合成作用,故D正确。,易错警示 光合作用过程中光反应阶段产生的ATP和H,只用于暗(碳)反应中C3还原;而生命 活动所需要的能量主要由呼吸作用提供。,5.(2016北京石景山期末,4)以下4支试管置于适宜的温度且黑暗的条件下,经过一定时间后能 产生ATP的是 ( ),答案 D 有氧呼吸第一阶段中葡萄糖分解成丙酮酸的过程在细胞质基质中进行,丙酮酸进 入线粒体后进行进一步分解,有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生,故A错误,D正确;B中黑暗条 件下不能进行光
35、合作用;C中蛋白质的合成及加工需要消耗能量。,6.(2018北京昌平二模, 31)裸鼹鼠是一种地下穴居的小动物,以植物的地下茎为食,这样的栖息 环境使其具有一些特殊的生命特征,科研人员对其进行了相关研究。(15分) (1)科研人员分别统计小鼠和裸鼹鼠性成熟后的死亡率,结果如图1所示。图1 据图分析,性成熟后 的死亡率维持在低水平,可能的原因包括 。研究发现裸鼹鼠的寿命长,并且性成熟后到死亡一直可以繁殖,其种群数量 却保持相对稳定,推测其 较低。,二、非选择题(共30分),(2)科研人员对小鼠和裸鼹鼠在特殊环境中的代谢状态进行相关研究,结果如下。 将两者均置于低氧(5%氧气)和无氧环境中,分别统
36、计它们的存活时间,结果如图2所示。图2 实验结果表明: 。 进一步对两者组织细胞内部分物质代谢途径(图3)进行了相关研究。,图3,.有机物被逐步分解,依赖于酶的 性。其中PFK(酶)活性受H+浓度等因素的调节,当 H+浓度较高时,PFK几乎无活性;H+浓度较低时,酶活性恢复,这种调节方式为 。 .在低氧环境中,实验检测两者脑细胞中GLUT5(转运果糖的载体)、KHK-A(酶)、KHK-C的 含量,结果如图4所示。科学家据此推测,缺氧时裸鼹鼠脑细胞主要通过消耗 供能,其 生物学意义是: 。,图4 (3)裸鼹鼠具有一些特殊的生命特征是长期适应 生活的结果。,答案 (1)裸鼹鼠 缺少天敌,生存环境相
37、对稳定,食物来源稳定(答案合理即给分) 出生率 (2)裸鼹鼠比小鼠更能够耐受低氧和无氧环境 .专一 反馈调节 .果糖 当PFK受 抑制,葡萄糖分解途径受阻时,脑细胞可通过分解果糖供能 (3)地下穴居,解析 (1)据图1分析,性成熟后裸鼹鼠的死亡率维持在低水平,可能的原因包括缺少天敌,生存 环境相对稳定,食物来源稳定等;据“研究发现裸鼹鼠的寿命长,并且性成熟后到死亡一直可以 繁殖,其种群数量却保持相对稳定”,推测其出生率较低。 (2)据图2可知裸鼹鼠比小鼠更能够耐受低氧和无氧环境。 :有机物被逐步分解,依赖于酶的专一性。据“PFK(酶)活性受H+浓度等因素的调节,当H+ 浓度较高时,PFK几乎无
38、活性;H+浓度较低时,酶活性恢复”,可知这种调节方式为反馈调节。 :图4结果显示裸鼹鼠的GLUT5(转运果糖的载体)、KHK-A(酶)、KHK-C的含量较小鼠的 高,可以推测缺氧时裸鼹鼠脑细胞主要通过消耗果糖供能。其生物学意义是:当PFK受抑制,葡 萄糖分解途径受阻时,脑细胞可通过分解果糖供能。 (3)裸鼹鼠具有一些特殊的生命特征是长期适应地下穴居生活的结果。,7.(2018北京西城二模,31)人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂 肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的 形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外
39、的热量需求。研究人员对小鼠BAT 代谢进行了相关研究。(15分) (1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为 BAT之后产热效率提高的原因: 。,图1,(2)雌激素相关受体(ERR)与BAT代谢密切相关。科研人员利用无活性DNA片段构建重组 DNA,导入野生型小鼠(WT) 细胞,使其插入ERR基因内部,导致ERR基因发生 ,获得ERR基因缺陷小鼠(KO)。将两种小鼠同时暴露在4 冷环境中进行实验,结果如图 2。在第 小时ERRKO小鼠全部死亡。结果说明ERR与抵抗寒冷关系密切。图2,(3)检测两种小鼠在4 冷环境中体内BAT和WAT的数量,计算其比
40、值(BAT/WAT),结果如图3, 由此可推测 。图3 (4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如图4。据图可知, KO小鼠和WT小鼠的BAT 细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为 。同时利用分子生物学技术检测发 现,KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠,科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内 膜上。结合图4结果推测,UCP-1蛋白的作用是 。,图4 (5)综上研究可知,ERR在相关激素的调节下,通过 过程 使小鼠适应寒冷环境。,答案 (1)脂肪滴变多,体积变小,相对面积增大,易于分解产热;线粒体增多,产热增加 (2)受精卵 基因突变 6 (3)雌激素通过ERR蛋白(
41、通过一系列信号传导通路)促进WAT转化为BAT (4)1.4 减少ATP合成,促进能源物质中的化学能更大比例地转化为热能 (5)促进WAT转化为BAT,促进UCP-1基因的表达,使产热增加,解析 (1)据“WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT 则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。”再结合图1可知,WAT转化为BAT之后,脂 肪的合成减少,分解增加,从结构和功能相适应的角度分析产热效率提高的原因有:脂肪滴变 多,体积变小,相对面积增大,易于分解产热;线粒体增多,产热增加。(2)基因工程中将目的基因 导入动物细胞,动物的受体细胞通常是受精卵。目的基因的插入会导致小鼠体内原有的基因 发生基因突变。据图2可知在第6小时时,ERRKO小鼠全部死亡。(3)图3结果显示:KO组比 WT组小鼠的BAT/WAT值小,说明KO组小鼠体内WAT占比较大,据此推测雌激素通过ERR蛋 白(通过一系列信号传导通路)促进WAT转化为BAT。(4)图4结果显示KO小鼠和WT小鼠的 BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为 =1.4;结合图4结果推测,UCP-1蛋 白的作用是减少ATP合成,促进能源物质中的化学能更大比例地转化为热能。(5)综上研究可 知,ERR在相关激素的调节下,通过促进WAT转化为BAT过程使小鼠适应寒冷环境。同时,促 进UCP-1基因表达。,
