导学教程2017高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用（课件+试题）（打包8套）.zip

1重点实验课(二) 绿叶中色素的提取和分离[限时检测][满分 100分；限时 45分钟]一、选择题(每小题 6分，共 60分)1．(2016·黄山七校联考)根据下面光合作用图像，判断下列说法不正确的是A．⑥过程发生于叶绿体基质中B．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上C．图示①～④依次为[H]、ATP、CO 2、(CH 2O)D．①和②不仅用于还原 C3，还可用于矿质离子吸收等解析 光反应产生的 ATP只用于暗反应，呼吸作用产生的 ATP才能用于矿质离子吸收等生命活动。答案 D2．澳大利亚科学家从蓝藻中提取到了一种被称作叶绿素 f的新叶绿素，它能够吸收红光和红外光进行光合作用。下列有关叙述正确的是A．叶绿素 f主要分布在蓝藻叶绿体的类囊体薄膜上B．叶绿素 f能够吸收红光和红外光，扩大了可利用的太阳能的范围C．叶绿素 f具有与叶绿素 a和叶绿素 b相同的生理功能D．用纸层析法分离蓝藻细胞中的色素将获得 5条色素带解析 蓝藻属于原核生物，无叶绿体；叶绿素 f能够吸收红光和红外光，因此扩大太阳能利用范围；叶绿素 a和叶绿素 b主要吸收红光和蓝紫光，而叶绿素 f能够吸收红外光，其功能不同；蓝藻细胞中含有藻蓝素、叶绿素，没有类胡萝卜素，故用纸层析法分离不能获得 5条色素带。答案 B3．下图所示为叶绿体中色素蛋白等成分在膜上的分布以及某些过程。下列关于相关过程以及发生场所的说法中，正确的是2A．H 2O→H ＋ ＋O 2发生在光反应阶段，场所是叶绿体基质B．ADP→ATP 发生在暗反应阶段，场所是叶绿体基质C．图示的反应是光反应，场所是囊状结构薄膜D．光能转化成化学能发生在光反应阶段，发生在色素分子中解析 H 2O→H ＋ ＋O 2发生在光反应阶段，场所是类囊体薄膜；ADP→ATP 发生在光反应阶段，场所是类囊体薄膜；图示的反应是光反应，可使光能转化成化学能发生在光反应阶段，场所是囊状结构薄膜。答案 C4．(2016·成都模拟)取生长旺盛的绿叶，利用打孔器打出一批直径为 1 cm的叶圆片，将叶圆片细胞间隙中的气体排出后，平均分装到盛有等量的不同浓度 NaHCO3溶液的培养皿底部，置于光温恒定且适宜的条件下(如图甲)，测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间(如图乙)。下列分析不正确的是A．a～b 段随着 NaHCO3溶液浓度的增加，类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增加B．c～d 段随着 NaHCO3溶液浓度的增加，叶绿体基质中 C3的生成速率逐渐减弱C．c～d 段随着 NaHCO3溶液浓度的增加，单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小D．a～d 段如果增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间解析 曲线 a～b 段在光温恒定且适宜的条件下，随着 NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用的暗反应逐渐加快，[H]、ATP 消耗加快，类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增加；c～d 段随着 NaHCO3溶液浓度的增加，叶肉细胞开始失水，气孔部分关闭，叶绿体基质中 C3的生成速率逐渐减小，单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小；a～d 段如果增加光照强度或温度，会延长叶圆片上浮至液面所用的时间。答案 D5．(2015·湖北联考)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列相关分析正确的是3A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势不可能是由 CO2固定减少引起的B．叶片光合速率下降和叶片叶绿素含量下降同步C．实验 2～4 d，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D．实验 2～4 d，光合速率下降可能是由叶片内二氧化碳浓度下降引起的解析 由图甲可以看出，随干旱时间延长，叶片光合速率呈下降趋势，可能是由干旱导致根部吸水减少，气孔关闭，CO 2进入叶片的量减少引起的，A 项错误；比较图甲和图乙，图甲中叶片光合速率从第 2 d开始下降，而图乙中叶片叶绿素含量从第 4 d才开始下降，因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降，B 项错误；图乙中，实验 2～4 d叶片叶绿素含量并没有下降，C 项错误；实验 2～4 d，光合速率下降可能是由干旱引起气孔关闭，导致叶片中 CO2浓度下降引起的，D 项正确。答案 D6．(2015·安徽联考)光照是绿色植物进行光合作用的必要条件，在光合作用中光的作用有①光合作用的能源 ②催化 ATP的分解 ③影响叶绿素合成 ④调节气孔开放 ⑤固定 CO2A．①②③ B．②③④C．①③④ D．③④⑤解析 光是光合作用的能源，叶绿素的形成需要光，光照强度可调节气孔开放，①③④正确；光没有催化作用，光与 CO2的固定无直接关系，②⑤错误。答案 C7．(2015·广州模拟)表中是适宜条件下测得某植物叶绿体色素吸收光能的情况，有关分析不正确的是波长(nm) 400 450 500 550 600 670 700叶绿素 a 40 68 5 15 16 40 16吸收光能百分比(%)全部色素 75 93 50 35 45 75 35A.O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比变化基本一致B．由 550 nm波长的光转为 670 nm波长的光时，叶绿体中 C3的量会增加C．该植物缺乏 Mg时，叶绿素 a吸收的光能百分比的减少幅度更大D．环境温度降低，该植物对光能的利用能力降低解析 由 550 nm波长的光转为 670 nm波长的光时，植物对光的吸收增强，ATP、[H]的产生量增多，C 3的利用量增多，C 3减少，B 错误。答案 B48．(2015·福建理综)在光合作用中，RuBP 羧化酶能催化 CO2＋C 5(即 RuBP)→2C 3。为测定 RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化 C5与 14CO2的反应，并检测产物 14C3的放射性强度。下列分析错误的是A．菠菜叶肉细胞内 RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B．RuBP 羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C．测定 RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D．单位时间内 14C3生成量越多说明 RuBP羧化酶活性越高解析 CO 2固定过程属于暗反应，发生在叶绿体基质中，有光、无光条件下均可进行；该实验利用了同位素标记法，C 3为 CO2固定的产物，故单位时间内 14C3生成量越多，说明 RuBP羧化酶的活性越高。故选 B。答案 B9．如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作实验材料的叶片颜色为A．红色 B．黄色C．绿色 D．紫色解析 在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。答案 B10．在农业生产实践中，常采用多种措施提高农作物的产量。下列各项叙述中，措施与直接目的不一致的是A．给植物补充氮肥用途之一是因为 ATP和[H]的组成元素中有 N，可以提高光合作用效率B．将阴生植物和阳生植物套种，利于提高作物光合作用速率C．营养生殖可加快作物繁殖速率，利于优良性状的保持D．合理密植有利于增加植物周围的 CO2浓度解析 ATP 和[H](NADPH)是光合作用的中间产物，其组成元素都是 C、H、O、N、P，所以补充 N元素可提高光合作用效率；阴生植物与阳生植物套种，可充分利用光能，但不能提高作物的光合作用速率；营养生殖属于无性繁殖，可保持作物的优良性状；合理密植使作物空气流通，增加作物周围的 CO2浓度。答案 B二、非选择题(共 40分)11．(13 分)(2016·乌鲁木齐模拟)如图为某植物叶肉细胞内发生的生理过程图解。据图回答下列问题：5(1)A物质是________________；C 物质跨膜运输的方式是________________。(2)场所Ⅰ是通过________________(结构)来增大膜面积的，酶 1作用的部位是场所Ⅰ中的________________。光合作用的光反应为暗反应提供________________(物质)；场所Ⅱ是指________________。(3)在场所Ⅲ中，如果用放射性同位素对 B物质示踪，则放射性最先出现在[ ]物质中。E 物质在场所Ⅲ的________________上生成。(4)长期水淹的植物会出现烂根现象，是因为图中[ ]________________(物质)的积累造成的。(5)植物根尖细胞中产生 ATP的结构有________________________________。解析 (1)由图可知，A 物质是水，C 物质为二氧化碳，其跨膜运输的方式是自由扩散。(2)场所Ⅰ为叶绿体，通过类囊体薄膜来增大膜面积。酶 1为参与光合作用暗反应的酶，在叶绿体基质中起作用。光反应为暗反应提供 ATP和[H]，场所Ⅱ是细胞质基质，在该处进行有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸。(3)场所Ⅲ为线粒体，B 物质为氧气，氧气参与有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上与[H]结合生成水(E 物质)。(4)长期水淹使土壤中缺少氧气，根细胞进行无氧呼吸产生酒精(F 物质)。(5)根尖细胞中的 ATP来自有氧呼吸和无氧呼吸，产生 ATP的结构有细胞质基质和线粒体。答案 (1)水 自由扩散(2)类囊体薄膜 叶绿体基质 [H]和 ATP 细胞质基质(3)[E] 线粒体内膜(4)[F]酒精(5)细胞质基质和线粒体12．(13 分)(2015·襄阳模拟)如图是有关棉花成熟绿叶组织的相关图解，其中图 1是叶肉细胞的光合作用过程图解；图 2表示某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随 CO2浓度变化的情况。请回答下列问题：6(1)由图 1可知，甲、乙分别代表的物质是________________、________________，要想使叶绿体内 C3的含量快速下降，可以改变的环境条件是________________，光反应中产生的 O2扩散到邻近的线粒体中被利用至少要经过________________层生物膜。(2)图 2中限制 D点光合速率的主要环境因素是________________，C 点和 D点相比，叶绿体中[H]的含量________________(选填“较低” “相等”或“较高”)。(3)从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的 NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，将记录结果绘成曲线如图 3，请据此回答。①该实验的目的是：____________________________________________。②从图解分析，b 点比 a点细胞内的 C5含量________，bc 段曲线平缓的限制因素可能是__________，而 c点以后曲线上行，其原因应该是______________________。解析 (1)光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应为暗反应提供了[H]和 ATP。要想使叶绿体内 C3的含量快速下降，基本思路是“增加 C3去向或减少 C3来源” ，所以采用不提供 CO2或增强光照等方法。叶绿体和线粒体均含 2层生物膜，所以光反应中产生的 O2扩散到邻近的线粒体一共经过 4层生物膜。(2)影响光合作用的外界因素主要是 CO2浓度和光照强度，在 D点 CO2浓度已超过饱和点，故光合速率制约因素主要为光照强度。D点比 C点 CO2浓度高，消耗的[H]更多。(3)NaHCO 3的作用是提供 CO2，该实验中自变量为 CO2浓度，因变量为光合速率。b 点比 a点 NaHCO3浓度大(即 CO2浓度高)，C 5消耗多。答案 (1)CO 2 [H]和 ATP 不提供 CO2或增强光照 4(2)光照强度 较高(3)①探究 CO2浓度对光合作用速率的影响 ②低 光照强度 NaHCO 3浓度太大，导致细胞失水，从而影响细胞代谢13．(14 分)(2015·北京理综)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光一暗转换条件下 CO2吸收量的变化，每 2S7记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。(1)在开始检测后的 200 s内，拟南芥叶肉细胞利用光能分解____________，同化 CO2。而在实验的整个过程中，叶片可通过____________将储藏在有机物中稳定的化学能转化为____________和热能。(2)图中显示，拟南芥叶片在照光条件下 CO2吸收量在____________μmol·m －2 ·s－1 范围内，在 300 s时CO2________达到 2.2 μmol·m －2 ·s－1 。由此得出，叶片的总(真正)光合速率大约是__________________μmolCO 2·m－2 ·s－1 。(本小题所填数值保留至小数点后一位)(3)从图中还可看出，在转入黑暗条件下 100 s以后，叶片的 CO2释放________，并达到一个相对稳定的水平，这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。(4)为证明叶片在光下呼吸产生的 CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，可利用________技术进行研究。解析 (1)有光条件下，叶肉细胞利用光能分解水，并同化 CO2。整个实验过程中，叶片可通过细胞呼吸将有机物中稳定的化学能转化为 ATP中的化学能与热能(散失)。(2)对照图中 CO2吸收量读数可知，照光条件下，叶片 CO2吸收量的范围为 0.2－0.6 μmol·m －2 ·S－1 。观察题图可知，300 s时 CO2的释放量达到最大值 2.2 μmol·m －2 ·S－1 ，即呼吸速率。则得出叶片的总(真正)光合速率约为 2.2＋(0.2～0.6)＝2.4～2.8 μmol·m －2 ·S－1 。(3)在转入黑暗条件下 100 s以后，从坐标图中可以看出，叶片的 CO2释放量逐渐减少，并达到相对稳定，结合题中信息推测，叶片可能存在两种呼吸过程，转入黑暗环境后有一种呼吸过程逐渐减弱。(4)要证明叶片在光下呼吸产生的 CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物，需要研究碳元素在叶片细胞中的运动轨迹，可利用同位素标记法进行研究。答案 (1)水 细胞呼吸 ATP 中的化学能(2)0.2～0.6 释放量 2.4～2.8(3)逐渐减少(4)14 C同位素示踪1第 2 讲 ATP 的主要来源——细胞呼吸[限时检测][满分 100 分；限时 45 分钟]一、选择题(每小题 6 分，共 60 分)1．下列关于细胞呼吸的叙述正确的是A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化B．细胞中 ATP/ADP 的比值下降可促进细胞呼吸C．细胞呼吸过程中产生 CO2的场所是线粒体基质D．检测 CO2产生可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸解析 细胞中 ATP 的合成与分解保持动态平衡，ATP/ADP 的比值下降可促进细胞呼吸，B 正确；细胞呼吸过程中产生 CO2的场所不只是线粒体基质，C 错误；乳酸菌进行细胞呼吸产生乳酸，不产生 CO2，D 错误。答案 B2．(2016·成都模拟)早春开花植物——雪滴兰，雪落花开，开花时花序细胞的耗氧速率远高于其他细胞，但 ATP 的生成量却远低于其他细胞。据此推知，雪滴兰的花序细胞A．依靠无氧呼吸为生命活动供能B．比其他细胞中的自由水含量低C．比其他细胞的光合作用强度低D．呼吸释放的热能比其他细胞多解析 雪滴兰开花时花序细胞的耗氧速率远高于其他细胞，说明花序细胞有氧呼吸旺盛，A 错误；细胞自由水的含量越高，代谢越强，B 错误；叶肉细胞能进行光合作用，花序细胞不含叶绿体，不能进行光合作用，C错误；花序细胞有氧呼吸旺盛，但 ATP 的生成量却远低于其他细胞，说明花序细胞呼吸释放的能量转移到 ATP中很少，大多以热能形式散失，D 正确。答案 D3．(2015·长春调研)下列关于在人体细胞呼吸过程中，[H]的来源和用途的叙述，最准确的是选项 呼吸类型 [H]的来源 [H]的用途A 有氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成水B 有氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成水C 无氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成乳酸D 无氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成酒精解析 有氧呼吸过程中[H]来自葡萄糖和水，在第三阶段与氧结合生成水；无氧呼吸过程中[H]只来源于葡萄糖，用于生成酒精或乳酸，对于人体细胞来说，只能生成乳酸。答案 B4．下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是2A．a 过程的完成一定伴随 H2O 和 CO2的生成B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C．人体细胞中完成 c 过程的场所主要是线粒体D．人体内的 a 过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响解析 a 过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生 H2O，无氧呼吸中的乳酸途径也不产生CO2；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸；c 过程表示 ATP 水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间” ，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所；在人体内，肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快，故 a 过程会受到二者的影响。答案 D5．(2016·兰州模拟)氧的浓度会影响细胞呼吸。在 a、 b、 c、 d 条件下，底物是葡萄糖，测得某植物种子萌发时 CO2和 O2体积变化的相对值如图。则下列叙述中正确的是A． a、 b、 c、 d 条件下，细胞呼吸的场所均为细胞质基质和线粒体B． a 条件时，细胞呼吸最终有[H]的积累C． b、 c 条件下，细胞呼吸的产物只有二氧化碳和水D．若底物是等量的脂肪，则在 d 条件下释放的 CO2与吸收的 O2的比值可能不为 1解析 a 条件下，种子细胞没有吸收氧气，说明此时只进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，b、 c 条件下，种子细胞释放的二氧化碳量多于吸收的氧气量，说明既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，其中有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体， d 条件下，种子细胞吸收的氧气量与释放的二氧化碳量相等，说明此时只进行有氧呼吸，其场所是细胞质基质和线粒体；无氧呼吸第一阶段产生的[H]在第二阶段中用于丙酮酸的还原，因此， a 条件时不会出现[H]的积累； b、 c 条件下，细胞呼吸的产物有二氧化碳、水和酒精；与葡萄糖比较，脂肪分子中含有更多的 H 而 O 含量少，因此 d 条件下，脂肪在氧化分解时会吸收更多的 O2，则释放的 CO2与吸收3的 O2的比值可能不为 1。答案 D6．如图表示某真核生物细胞发生的某种生理作用的过程。其中甲、乙、丙代表着有关生理过程发生的场所，①②代表有关物质。下列有关叙述中，正确的是A．该图表示光合作用的生理过程B．酵母菌和乳酸菌都可在甲和乙内发生生理过程C．物质①表示丙酮酸，物质②表示 ATPD．丙表示线粒体内膜，该处能产生大量的 ATP解析 该图表示有氧呼吸过程；甲、乙分别表示细胞质基质、线粒体基质，酵母菌是真核生物，可以在甲、乙中发生生理过程，乳酸菌是原核生物，只能在甲中发生生理过程；物质①表示丙酮酸，物质②表示[H]；丙表示线粒体内膜，在该处[H]和氧气反应生成水，同时产生大量能量，生成大量 ATP。答案 D7．(2016·大庆检测)将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的 CO2处理 48 h 后，贮藏在温度为 1 ℃的冷库内。另一份则始终在 1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每 10 天取样一次，测定其单位时间内 CO2释放量(mol)和 O2吸收量(mol)，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论正确的是A．贮藏前用 CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸B．第 10 d 时，细胞中的 ATP 完全来自线粒体C．第 20 d 未处理组蓝莓产生的酒精量高于 CO2处理组D．第 40 d 未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多解析 根据曲线中 10 d 后二氧化碳与氧气的比值大于 1，可知贮藏前用 CO2处理后的蓝莓可进行无氧呼吸；第 10 d 时二氧化碳与氧气的比值等于 1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞内 ATP 来自线粒体和细胞质基质；第20 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值更大，说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化碳量更多，因此，未处理组蓝莓无氧呼吸产生的酒精量高于 CO2处理组；第 40 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值为 2，4假设有氧呼吸吸收的氧气量为 a，则无氧呼吸释放的二氧化碳量也为 a，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为 a/6、 a/2。答案 C8．(2015·福州质检)在野生型酵母菌线粒体内有氧呼吸相关酶作用下，显色剂 TTC 与[H]结合使酵母菌呈红色。呼吸缺陷型酵母菌由于缺乏有氧呼吸相关酶，TTC 不能使其呈红色。下列叙述错误的是A．TTC 可用来鉴别野生型和呼吸缺陷型酵母菌B．呼吸缺陷型酵母菌细胞呼吸不产生[H]C．野生型酵母菌有氧呼吸时丙酮酸在线粒体基质中分解D．有氧条件下野生型和呼吸缺陷型酵母菌细胞呼吸产物不同解析 显色剂 TTC 能使野生型酵母菌呈红色，而不能使呼吸缺陷型酵母菌呈红色，所以可用 TTC 来鉴别野生型和呼吸缺陷型酵母菌，A 正确；显色剂 TTC 不能使呼吸缺陷型酵母菌呈红色是因为该酵母菌缺乏有氧呼吸相关酶，而不是不产生[H]，呼吸缺陷型酵母菌仍可通过无氧呼吸产生[H]，B 错误；野生型酵母菌具有有氧呼吸相关酶，可进行有氧呼吸，丙酮酸是在有氧呼吸第二阶段与水反应生成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，这一阶段不需氧的参与，在线粒体基质中进行，C 正确；有氧条件下野生型酵母菌进行有氧呼吸，呼吸缺陷型酵母菌进行无氧呼吸，细胞呼吸产物不同，D 正确。答案 B9．(2015·南京模拟)某实验室用两种方法进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中，每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量，记录数据并绘成坐标曲线图。下列有关叙述正确的是A．实验结束时，消耗葡萄糖较多的是甲发酵罐B．甲、乙两发酵罐分别在第 4 h 和第 0 h 开始进行无氧呼吸C．甲、乙两发酵罐实验结果表明，酵母菌为异养厌氧型生物D．该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量解析 从图中信息可知，乙发酵罐产生的酒精总量为 15 mol，由于乙发酵罐中酵母菌只进行无氧呼吸，故消耗的葡萄糖量为 7.5 mol，甲发酵罐酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量为 9 mol，有氧呼吸消耗葡萄糖量为 1 mol，故甲发酵罐消耗的葡萄糖较多，A 正确。甲发酵罐的无氧呼吸开始于第 2 h，B 错误。甲、乙两发酵罐实验结果表明酵母菌是异养兼性厌氧型生物，C 错误。通入过多氧气会抑制无氧呼吸，得到酒精量会减少，D 错误。答案 A510．为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如下图所示的装置，相关叙述错误的是A．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸B．假设装置一中的红色液滴不移动，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸C．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D．假设装置一、二中的红色液滴均不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸解析 两套装置的不同之处在于里面放的液体。装置一中放的是 NaOH 溶液，能吸收 CO2，如果红色液滴左移，则说明酵母菌进行有氧呼吸，即根据装置一可以判断酵母菌是否进行有氧呼吸。装置二中是清水，如果红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；如果红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸。两套装置结合起来就可以判断出酵母菌的呼吸方式。答案 D二、非选择题(共 40 分)11．(13 分)甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答：(1)甲图中 X 代表的物质是________________，E 代表的物质可能是________________。(2)甲图中有氧呼吸的途径是________________，其中产生能量最多的是________________阶段。(填字母)(3)甲图中 C、D 阶段发生的场所依次对应于乙图中的________________。(填序号)(4)A 阶段与 E 物质产生阶段的反应属于________________________________，写出有关的反应式________________________________________________。(5)叶绿体中产生的 O2进入到相邻细胞中被利用的过程中，O 2分子通过的生物膜共有________________层，通过这些膜的方式是________________。解析 由图分析可知，乙图中①是线粒体内膜，②是线粒体基质，③是线粒体外膜；甲图中的 A、C、D 分别代表了细胞呼吸第一阶段(在细胞质基质中进行)、有氧呼吸第二阶段(在线粒体基质中进行)、有氧呼吸第三6阶段(在线粒体内膜上进行)；有氧呼吸第三阶段释放的能量最多。图中的 X 应为丙酮酸，E 为酒精和 CO2。叶绿体中产生的 O2通过自由扩散方式进入相邻细胞中被利用的过程中，O 2分子通过生物膜共有 6 层(两层叶绿体膜，两层细胞膜和两层线粒体膜。)答案 (1)丙酮酸 酒精和二氧化碳(2)A、C、D D(3)②、①(4)无氧呼吸 C 6H12O6酶,2C 2H5OH＋2CO 2＋能量(5)6 自由扩散12．(13 分)(原创改编题)如图甲表示植物细胞的亚显微结构，图乙表示该细胞中可能发生的相关生理过程，a～e 表示物质，①～④表示过程。(1)图乙中①和③过程发生的场所分别是图甲中的________________、________________(填字母)。(2)能生成大量 ATP 的过程是________________(填序号)。有氧呼吸与无氧呼吸完全相同的阶段是________________(填序号)。(3)图乙中物质 c 为__________________，物质 a、d 分别是________________和________________。有氧呼吸的产物 CO2中氧来自________________。(4)图乙中的 c 和 e 物质通过膜的方式分别是__________和________________。(5)1 个葡萄糖分子有氧呼吸释放的能量为 m，其中 40%用于 ADP 转化成 ATP，若 1 个高能磷酸键所含的能量为 n，则 1 个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生的 ATP 分子数为________________。(6)图乙的哪个生理过程在人体细胞中是不能发生的？________________(填序号)。人体细胞中进行该过程的产物是________________。解析 (1)图甲是植物细胞的亚显微结构图，其中 A 是线粒体，E 是细胞质基质；图乙为细胞呼吸过程模式图，①②为无氧呼吸，①④③为有氧呼吸，a、b、c、d、e 分别表示丙酮酸、CO 2、[H]、O 2、酒精；①是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所是细胞质基质，而③是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体。(2)有氧呼吸第三阶段(③)产生的能量最多；有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同。(3)有氧呼吸的第二阶段产生 CO2，其中的氧来自葡萄糖(丙酮酸)和 H2O。(4)图乙中的 c 物质是[H]，通过膜的方式是主动运输；而 e 物质是酒精，通过膜的方式是自由扩散。(5)1 个葡萄糖分子形成的 ATP 的分子数为 40%·m/n＝2m/5n。(6)图乙中的②为无氧呼吸的第二阶段，产物是酒精和 CO2，该过程在人体细胞内不会发生；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸。7答案 (1)E A(2)③ ①(3)[H] 丙酮酸 O 2 葡萄糖(丙酮酸)和 H2O(4)主动运输 自由扩散(5)2m/5n(6)② 乳酸13．(14 分)(2016·湖南六校联考)两个课外活动小组分别对酵母菌细胞呼吸作用进行了如下探究实验。请分析作答：(1)甲组想探究的问题是：酵母菌是否在有氧和无氧条件下均能产生 CO2。现提供若干套实验装置，如图Ⅰ(A－D)所示：①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置序号依次是：________。②B 瓶中澄清的石灰水还可用________代替。(2)乙组利用图Ⅱ所示装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。①若想达到实验目的，还必须设置对照实验，对照实验装置设计为(装置编号为Ⅲ)_______________________________________________________________________________________________________________________________________。②预测实验结果并得出相应实验结论：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析 (1)①有氧呼吸需要的装置是 C→B→A→B，氢氧化钠的作用是吸收空气中的二氧化碳。②B 瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝水溶液代替。(2)①遵循实验单一变量原则，装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。②若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴不移动，则酵母菌只能进行有氧呼吸；若装置Ⅱ的液滴不移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌只能进行无氧呼吸；若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。答案 (1)①C→A→B(或 C→B→A→B) ②溴麝香草酚蓝水溶液8(2)①等量的清水(或蒸馏水)代替 10%NaOH 溶液，其他条件与装置Ⅱ相同②若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴不移动，则酵母菌只能进行有氧呼吸；若装置Ⅱ的液滴不移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌只能进行无氧呼吸若装置Ⅱ的液滴向左移动，装置Ⅲ的液滴向右移动，则酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸1第 1 讲 酶和 ATP[限时检测][满分 100 分；限时 45 分钟]一、选择题(每小题 6 分，共 60 分)1．(2016·孝感模拟)图示某酶促反应过程，它所反映的酶某一特性以及字母 a、b、c 最有可能代表的物质依次是A．高效性、蛋白酶、蛋白质、多肽B．专一性、麦芽糖酶、麦芽糖、葡萄糖C．专一性、淀粉酶、淀粉、麦芽糖D．高效性、脂肪酶、脂肪、甘油和脂肪酸解析 从图示过程可知：a 是酶，b 是该酶的底物，d 不是该酶的底物，c 表示 b 被分解成的相同小分子物质，该小分子物质含有两个基本单位。该过程反映了酶的专一性。a 最可能是淀粉酶，b 物质是淀粉，淀粉被分解成麦芽糖，麦芽糖由两分子葡萄糖组成。答案 C2．(原创改编题)利用麦芽酿造啤酒时，麦芽中多酚氧化酶(PPO)的作用会降低啤酒质量。图为不同 pH 和温度对 PPO 活性影响的曲线，有关叙述错误的是A．PPO 催化多酚类物质的生化反应B．相同温度时，pH 7.8 的酶促反应产物比 pH 8.4 的少C．在制备麦芽过程中应将反应条件控制在温度 80 ℃、pH 8.4D．高于 90 ℃，若 PPO 发生热变性，一定温度范围内温度越高变性越快解析 在温度 80 ℃、pH 8.4 的条件下，多酚氧化酶(PPO)的活性高，降低啤酒质量，C 错误。2答案 C3．(2016·山西联考)图 1 是对酶的某种特性的解释模型，图 2、3、4、5、6、7 是在不同条件下某种酶促反应的变化情况，据图分析下列说法不正确的是A．图 1 可以解释酶具有专一性，由图 5 和图 7 可判断该酶很可能是麦芽糖酶B．图 2 说明酶具有高效性作用，由图 3 可判断该酶最适 pH 不受温度影响，由图 4 可判断该酶的最适温度不受 pH 的影响C．图 6 能说明 Cl－ 是该酶的激活剂，而 Cu2＋ 是该酶的抑制剂D．图 3 和图 4 中温度和 pH 对酶的影响机理是完全一样的解析 图 1 中的酶为 b，其只能和 c 结合发挥作用，而不能和 a 结合，说明酶具有专一性；图 5 反映出随着蛋白质酶处理时间延长，酶活性降低，而麦芽糖酶的化学本质为蛋白质，图 7 说明该酶能将麦芽糖水解，故据两图判断该酶可能为麦芽糖酶。图 2 曲线说明加酶时生成物量达到最大值的时间较短，说明酶具有高效性，图 3 中在不同温度条件下，该酶活性的最适 pH 均为 A 对应的 pH，图 4 说明在不同 pH 条件下，该酶活性的最适温度均为 B 点对应温度。图 6 曲线中，加 Cl－ 的反应速率明显高于不加 Cl－ 的，加 Cu2＋ 的反应速率明显低于不加 Cu2＋ 的。温度较低时不影响酶的分子结构，而温度较高或 pH 过低、过高均直接破坏酶的分子结构。答案 D4．图甲是过氧化氢酶活性受 pH 影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b 时 H2O2分解产生的 O2量(m)随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是3A．pH＝a 时，e 点下移，d 点左移B．pH＝c 时，e 点为 0C．温度降低时，e 点不移动，d 点右移D．H 2O2量增加时，e 点不移动，d 点左移解析 O 2的最大释放量只与 H2O2的量有关，与酶的活性无关。与 pH＝b 时相比，pH＝a 时酶的活性下降，e点不变，d 点右移，A 错误；H 2O2不稳定，在过氧化氢酶失活时，H 2O2仍能分解，B 错误；温度降低时酶的活性降低，e 点不变，但 H2O2完全分解所用的时间延长，d 点右移，C 正确；增加 H2O2量，e 点上移，d 点右移，D错误。答案 C5．下列关于细胞代谢与酶、ATP 的关系的描述，正确的是A．酶的种类具有物种差异性，而 ATP 却无物种差异性B．酶、ATP 都与细胞代谢密切相关，但两者的合成并无直接关系C．洋葱鳞片叶肉表皮细胞中产生 ATP 的场所有叶绿体、线粒体等D．与激素及载体蛋白等一样，酶起到调节作用后并不失活解析 酶的合成与遗传物质有关，具有物种差异性，而不同生物体内的 ATP 是相同的，不具有物种差异性，A 项正确；酶的合成需要 ATP 供能，ATP 的合成需要酶的催化，B 项错误；洋葱鳞片叶肉表皮细胞中无叶绿体，C 项错误；酶不起调节作用，只起催化作用，D 项错误。答案 A6．下图 1 表示三磷酸核苷的结构，图 2 表示 ATP 在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是4A．图 1 中 N 表示含氮碱基，若 N 为鸟嘌呤，则表示 GTPB．ATP 中的能量可以来源于光能和化学能，也可以转化为光能和化学能C．UTP、GTP 分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的D．人体成熟红细胞没有线粒体，但能产生 ATP解析 图 1 中 N 表示含氮碱基，若 N 为 A，则表示 ATP，若 N 为 G，则表示 GTP，若 N 为 U，则表示 UTP。由图 2 可知，UTP 和 GTP 分子中高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的，而是由 ATP 将高能磷酸基转移给 UDP 或GDP，进而生成 UTP 或 GTP。答案 C7．下图表示生物体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法中正确的是A．ATP 分子水解时，图中所示的化学键③④最易断裂B．图中酶 1 和酶 2 的化学本质相同，但是二者的种类不同C．细胞中的吸能反应一般与 ATP 的合成反应相联系D．ATP 与 ADP 间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内解析 ATP 是生命活动的直接能源物质，ATP 水解时，远离 A 的高能磷酸键④最易断裂；图中酶 1 为 ATP 水解酶，图 2 为 ATP 合成酶，二者种类不同，但二者的化学本质均为蛋白质；细胞中吸能反应所需的能量由 ATP水解提供，而释放能量的反应(放能反应)则与 ATP 的合成反应相联系；细胞内 ATP 与 ADP 间相互转化的能量供应机制是生物界的共性之一，也存在于原核细胞中。答案 B8．大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类，其消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，蛋白酶种类丰富，某学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究，下列说法错误的是5A．在各自最适 pH 下，三种蛋白酶催化效率最高的是幽门盲囊蛋白酶B．持续低温，三种蛋白酶的活性受抑制，但不会变性C．三种蛋白酶的最适温度是 18 ℃D．人工养殖投放的饲料成分中要注意降低淀粉和脂肪的比例，以减少对海洋的污染解析 据图 1 分析，在各自最适 pH 下，三种蛋白酶催化效率最高的是幽门盲囊蛋白酶，A 正确；低温会抑制酶的活性，不会使酶变性，B 正确；据图 2 分析，三种酶的活性随温度变化曲线还在上升，还没有出现顶点，故不能判断最适温度，C 错误；大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低，对淀粉和脂肪的消化能力弱，D正确。答案 C9．(2016·潍坊模拟)如图甲表示细胞中 ATP 反应链，图中 a、b、c 代表酶，A、B、C 代表化合物；图乙表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是A．图甲中的 B 含有 2 个高能磷酸键，C 为腺嘌呤核糖核苷酸B．神经细胞吸收 K＋ 时，a 催化的反应加速，c 催化的反应被抑制C．研究酶活性与温度的关系时，可以选择 H2O2和 H2O2酶为实验材料D．图乙中温度为 m 时比为 n 时酶活性低，此时更有利于酶的保存解析 图甲中的 B 是 ADP，含有 1 个高能磷酸键，A 错误；神经细胞吸收 K＋ 是主动运输，消耗能量，a 催6化的反应加速，c 催化的反应也会加速，B 错误；H 2O2在不同温度下，分解速率不同，研究酶活性与温度关系时，不能选择 H2O2和 H2O2酶为实验材料，C 错误；低温抑制酶的活性，温度为 m 时比为 n 时更有利于酶的保存，D正确。答案 D10．(2016·山西四校联考)乳糖酶催化乳糖水解。有两项与此相关的实验，其他实验条件均设置为最适条件，实验结果如下：实验一 酶浓度 0% 1% 2% 4% 5%(乳糖浓度为 10%) 相对反应速率 0 25 20 100 200实验二 乳糖浓度 0% 5% 10% 20% 30%(酶浓度为 2%) 相对反应速率 0 25 50 65 65以下分析正确的是A．实验一若增加乳糖浓度，相对反应速率将降低B．实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率不再加大C．实验一如果继续增加酶浓度，相对反应速率不再加大D．实验二若温度升高 10 ℃，相对反应速率将增大解析 实验一若增加乳糖浓度，相对反应速率将上升，故 A 错误；实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率不再加大，因为酶数量有限，故 B 正确；实验一如果继续增加酶浓度，相对反应速率将继续上升，故 C 错误；因为此实验是在最适条件下进行的，实验二若温度升高 10 ℃，相对反应速率将下降，故 D 错误。答案 B二、非选择题(共 40 分)11．(13 分)ATP 既是神经元的能量“通货” ，也可作为神经元之间信息传递的一种信号分子。一些神经细胞不仅能释放典型的神经递质，还能释放 ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化。ATP 作为信号分子的作用机理如图所示，请分析回答下列问题：(1)人体细胞中的 ATP 主要来自________________(生理过程)，其分子结构简式是________________。研究发现，正常成年人安静状态下 24 小时有 40 kg ATP 发生转化，而细胞内 ADP、ATP 的浓度仅为 2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________________________。(2)细胞间隙中的 ATP 在有关酶的作用下，3 个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是7____________________。(3)为了研究 X 物质对动物细胞的影响，某研究小组用不同浓度的 X 物质将细胞处理 24 小时，然后测量各组细胞内 ATP 的浓度和细胞死亡的百分率，经过多次实验后，所得数据如表所示：实验组编号 X 物质的浓度(μg·mL －1 ) 细胞内 ATP 的浓度(nmol·mL －1 ) 细胞死亡的百分率A 0 80 1B 2 70 2C 4 50 10D 8 20 25E 16 5 70F 32 1 95①该实验的因变量是____________________________________________________。②实验数据表明，该实验的因变量之间有何联系？____________________________。③若用混有浓度为 2μg·mL －1 的 X 物质的饲料饲喂大鼠，其小肠的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是________________________________________________。解析 ATP 是细胞内的能量“通货” ，直接给细胞的生命活动提供能量。(1)ATP 可以来自细胞呼吸、光合作用。在人体细胞内只有细胞呼吸。ATP 结构简式为：A－P～P～P。(2)ATP 是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的。因此 3 个磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是腺苷。(3)①“为了研究 X 物质对动物细胞的影响” ，得出实验的自变量是 X 物质的浓度，因变量就是不同 X 物质浓度下细胞内 ATP 的浓度和细胞死亡的百分率。②细胞的生命活动离不开能量，因此细胞内 ATP 浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加。③消化需要酶来催化，消化酶的合成和分泌需要消耗能量；氨基酸等营养物质的吸收属于主动运输，需要消耗能量。阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；妨碍主动运输，影响营养物质的吸收。答案 (1)细胞呼吸 A－P～P～P ATP 与 ADP 相互迅速转化(2)腺苷(3)①细胞内 ATP 的浓度和细胞死亡的百分率 ②细胞内 ATP 浓度下降，能量供应减少，细胞死亡率增加 ③阻碍消化酶的合成和分泌，影响消化；妨碍主动运输，影响营养物质的吸收12．(13 分)某研究小组探究酸雨对大豆种子萌发时能量代谢的影响，在其它条件适宜的黑暗环境中进行实验，种子中 ATP 含量和细胞呼吸速率的变化如下图所示。请回答：(1)ATP 是细胞生命活动的______________能源物质。种子中 ATP 含量属于该实验研究的______________8变量。(2)由图甲可知，酸雨可能通过______________阻碍大豆种子萌发。由图乙可知，酸雨可能通过______________阻碍大豆种子萌发。(3)结合图甲、图乙分析，5～7 天 ATP 含量______________，原因可能是______________。(4)为进一步探究种子萌发过程中是否进行了无氧呼吸，可用______________试剂进行检测。解析 种子中 ATP 的含量和细胞呼吸速率的变化为实验的因变量。由图甲可知，与 pH 为 7.0 相比，酸雨使ATP 含量下降；由图乙可知，与 pH 为 7.0 相比，酸雨使细胞呼吸速率下降。由图可知，5～7 天，ATP 含量下降，而细胞呼吸速率上升，可能的原因是 ATP 消耗量增加。酒精的鉴别用酸性的重铬酸钾。答案 (1)直接 因(2)降低 ATP 含量/抑制 ATP 的合成/促进 ATP 水解 降低呼吸速率(3)下降 ATP 的消耗量增加(4)酸性的重铬酸钾/重铬酸钾13．(14 分)(2016·惠州模拟)某同学将马铃薯磨碎、过滤得到的提取液进行了三次实验：实验Ⅰ：每支试管控制在 30 ℃条件下，按下表操作：试管编号 A B C D设定 pH 3 5 7 9振荡后加入马铃薯提取液 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL加入过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL实验结果每支试管都产生气体。请回答：(1)该实验的主要目的是___________________________________________。(2)该实验中的自变量是______________，因变量是_____________________________。(3)实验在 30 ℃下进行的原因是：①________________________________________________；②________________________________________________________________。实验Ⅱ：将加入四支试管中的马铃薯提取液的量减半，重复实验Ⅰ，分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中过氧化氢在相同时间内的含量变化，绘制成如图所示的曲线，请回答：(1)曲线 A 是实验________________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果，理由是________________________________________________________________。9(2)曲线 A 和 B 中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是________________________________________________。实验Ⅲ：对提取液进行高温处理后重复实验Ⅰ。请在图中画出过氧化氢含量的变化曲线。解析 实验Ⅰ：(1)根据四支试管的 pH 不同，判断该实验的目的是探究不同 pH 对酶活性的影响。(2)实验控制的自变量是 pH，因变量是过氧化氢酶的活性，是通过产生气泡的数目来检测的。(3)温度为无关变量，实验控制在 30 ℃下进行是为了排除无关变量对实验的影响。实验Ⅱ：(1)马铃薯提取液的量减半，即过氧化氢酶的量减半，过氧化氢分解减少，过氧化氢的含量较多。(2)酶的最适 pH 是不变的。答案 实验Ⅰ：(1)探究不同 pH 对酶活性的影响 (2)pH 过氧化氢酶的活性(或过氧化氢含量、产生气泡的数目) (3)①30 ℃下过氧化氢酶的活性比较高 ②排除温度变化(无关变量)对实验结果的影响实验Ⅱ：(1)Ⅱ 曲线 A 显示过氧化氢含量较多，说明加入的马铃薯提取液较少 (2)同一种酶的最适 pH 是一定的，不会因浓度的不同而改变实验Ⅲ：如图