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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： ATP
1、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：C H O 2C HO+4NADH+少量能量；
6 12 6 3 4 3
第二阶段：在线粒体基质中进行，反应式：2C HO+6H O 6CO+20NADH+少量能量;
3 4 3 2 2
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+6O
2
12HO+大量能量。
2
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、CO 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
2
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CO 的产生情
2
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O 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
2
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，HO 分解释放的 O 与愈创木酚反应生成茶褐色产物；氧气产生
2 2 2
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CO
2
B．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CO，则消耗葡萄糖的质量比为1：3
2
8、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CO 可使其周围凝胶呈现黄色
2
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CO 的多少
2
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CO 吗
2
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GLUT 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
2
量，通过SGLT 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
1
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SGLT 进入小肠细胞不消耗ATP，但属于主动运输
1
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18O，进行以下实验：
2
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1CO、H18O 的生成
2 2 2
葡萄糖的量减少，有14C标记的丙酮酸、[H]
2 细胞质基质 添加14C标记的葡萄糖
的生成
3 线粒体悬液 添加14C标记的葡萄糖 葡萄糖的量②
4 线粒体悬液 添加① 反应物的量减少，有14CO、H18O的生成
2 2
(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
CO 的产生情况。
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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
O 在_____上结合生成HO，释放大量能量。若复合酶I活性降低，O 会生成大量活性氧
2 2 2
（ROS），ROS积聚造成线粒体的损伤甚至凋亡。
(2)研究小组选择若干高血压大鼠进行为期9周的有氧运动训练，测定其心肌细胞线粒体复
合酶I和SOD活性，以安静状态的正常大鼠和高血压大鼠做对照，结果如下图所示。
①对比_____组结果可知，高血压使线粒体复合酶I和SOD活性降低；
②有氧运动可通过提高上述酶活性，使ROS_____，从而减少ROS积累，减轻其对线粒体
的损伤。
(3)若用显微镜观察各组大鼠心肌细胞的线粒体结构和数量，与2组相比，3组可能出现
_____等变化，为有氧运动有助于改善线粒体功能提供证据。
