高三生物二轮复习专项练习：细胞的物质和能量代谢一

细胞的物质和能量代谢专项练习一、选择题1.植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是()A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度2.右图是钾离子通道模式图，它由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”。下列叙述错误的是()A．K＋通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合B．此通道蛋白对通过的离子具有选择性C．此通道的运输速率受到K＋浓度差的影响D．此通道蛋白对K＋的运输可以双向进行3.研究得知，胰岛B细胞内K＋浓度是细胞外的28倍，细胞外Ca2＋浓度是细胞内的15000倍。细胞外葡萄糖浓度调节胰岛素的分泌过程如图(＋表示促进)，下列叙述错误的是()A．K＋外流和Ca2＋内流都是不消耗能量的协助扩散B．K＋和Ca2＋浓度差的建立和维持不需要载体蛋白和能量C．ATP释放使K＋通道磷酸化导致其空间结构改变D．胰岛素通过胞吐运出细胞，该过程需要膜上蛋白质的参与4.图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是()A．图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等B．图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量C．图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量D．图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性5.(多选)如图表示一段时间内同一细胞的线粒体膜、液泡膜对相关物质的相对吸收速率曲线。下列有关叙述正确的是()A．线粒体膜与液泡膜对O2吸收速率的不同与两者膜上的载体蛋白种类和数量有关B．两种膜对甘油的相对吸收速率相同，推测甘油进入两种细胞器的方式应该相同C．线粒体膜、液泡膜对K＋、Na＋的吸收速率都有差异，与膜的选择透过性有关D．液泡膜吸收H2O的相对速率比线粒体膜快，可能与两种膜上水通道蛋白的数量有关6.绿豆种子萌发过程中，胚细胞发生了一系列生理变化。下列叙述正确的是()A．有机物的种类增多、各种酶的活性均显著增高B．充足的氧气可促进丙酮酸在线粒体膜上氧化分解C．细胞呼吸为胚的发育提供原料和能量D．借助显微镜可观察到大部分胚细胞中存在染色体7.物质甲、乙通过反应①、②相互转化的反应如图所示，α、β、γ所示位置的磷酸基团分别记为Pα、Pβ、Pγ，下列说法正确的是()A．反应②与吸能反应相联系，反应①与放能反应相联系B．反应②可以发生在线粒体内膜、叶绿体内膜上C．光反应过程中产生的甲可用于C3的还原D．用32P标记Pγ的甲作为RNA合成的原料，可使RNA分子被标记8.酶的“诱导契合学说”认为，酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生变化，有关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后，酶活性中心又恢复到原构象。下图为“诱导契合学说”示意图，下列叙述正确的是()A．酶与底物形成络合物时，为底物转化成产物提供了活化能B．酶活性中心的构象发生变化的过程伴随着肽键的断裂C．这一模型可以解释蔗糖酶催化蔗糖水解成2分子单糖的过程D．酶活性中心的构象发生变化导致其空间结构改变，造成酶疲劳性损伤而不可恢复9.亚洲飞人苏炳添，新外号“SUPERFAST”，关于其体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述中，正确的是()A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能形式散失B．百米赛跑时，其产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质C．若用18O标记葡萄糖，在生成的水中检测不到18OD．肌细胞内的乳酸是由丙酮酸在线粒体中转化形成10.为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响，科研人员进行了相关实验，结果如下图所示。下列叙述正确的是()A．正常通气情况下，品种A和B的根系细胞产生的CO2都来自线粒体B．低氧胁迫下，品种B对氧气浓度的变化较为敏感C．低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程不产生ATPD．低氧胁迫不影响黄瓜的光合速率和产量11.我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物关于这些措施，下列说法合理的是()A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度12.图1为菠菜光合作用过程示意图(物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示，图中a～g为物质，①～⑥为反应过程)；图2表示不同CO2浓度和不同光照强度对菠菜幼苗光合作用的影响(光补偿点：光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)。下列说法正确的是()A．通过②过程可以产生直接能源物质ATP用于各项生命活动B．b物质用18O标记，通过有氧呼吸、光合作用等过程最终能在(CH2O)中检测到放射性C．光照强度主要通过影响④过程进而影响光合作用强度D．据图分析，不同光照条件下，CO2补偿点相同的原因可能是此时的限制因素是CO2浓度而不是光照强度13.与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。光饱和点和光补偿点是反映植物需光特性的两个主要指标(图c)，在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述正确的是()A．t1比t2具有更高的光饱和点B．t2比WT具有更低的光补偿点C．与WT相比，t2适合在更强的光照条件下生存，t1则相反D．t1在图c中C点的限制因素主要为光照强度、温度和二氧化碳浓度14.甲植物和乙植物的净光合速率随CO2浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是()A．CO2浓度为200μL/L时，限制两种植物光合速率的主要因素均为光照强度或温度B．CO2浓度为400μL/L时，甲、乙植物的光合速率相等C．CO2浓度为500μL/L时，甲植物水的光解能力强于乙植物D．与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存15.光是绿色植物正常生命活动的必需条件，植物吸收不同颜色(波长)的光可产生不同的效果。下列相关说法错误的是()A．分布在叶肉细胞叶绿体和液泡中的色素可影响叶片颜色B．暗中萌发生长的玉米幼苗不含有叶绿素，不能吸收红光C．离体叶绿体悬浮液在适当条件下照红光会发生放氧反应D．蓝光能参与光合作用，也可作为信号调节植物生长发育16.(多选)甲图表示反应物浓度对酶促反应速率的影响；乙图表示将A、B两种物质混合，再在T1时加入某种酶后，A、B两种物质的浓度变化曲线。实验均在最适温度和最适pH条件下完成，下列叙述正确的是()A．甲图中反应速率达到最大后，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量B．若乙图中的物质A是淀粉，则B可以是麦芽糖，该酶可以是唾液淀粉酶C．乙图中T2时刻后限制酶促反应速率的主要因素是酶的活性D．甲、乙两图所示的实验中，温度和pH都属于无关变量二、非选择题17.图1是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图，其中①～⑤为生理过程，a～h为物质名称；图2为该植物在适宜温度、CO2浓度为0.03%的条件下，光合作用与光照强度之间的关系。请据图回答下列问题：(1)图1①～⑤过程中，能够产生ATP的过程的是________(填序号)，在生物膜上进行的生理过程是________(填序号)。②过程中突然减少h的供应，g的含量短时间内将________(填“上升”“下降”或“不变”)。黑暗条件下，能产生ATP的场所是______________________。(2)影响图2中A点上下移动的主要外界因素是________；光照强度为B点时，既没有CO2的吸收也没有CO2释放，其原因是__________________________。C点时，该植物的总光合速率为________(用CO2吸收速率表示)mg·(100cm2叶·h)－1。若白天持续处于C点对应的光照强度，则每天至少光照________h，该植物才能正常生长。18.国际权威杂志《Science》发表了有关中国科学家人工合成淀粉的研究成果，这是继上世纪60年代中国科学家在世界上首次完成人工合成结晶牛胰岛素之后，在生物学方面取得的又一具有原创性和颠覆性的重大突破。光合作用(A)和人工合成淀粉的过程(B)如图。请回答下列问题：(1)人工固定CO2合成淀粉的过程与卡尔文循环相似，可以推测人工合成淀粉的过程中应加入__________________才能使反应高效进行，此物质的加入是催化人工合成淀粉的核心技术。(2)叶肉细胞中能吸收、转化、利用太阳能的色素分布在______________，光反应阶段将太阳能转变为____________________________。研究者在人工合成淀粉过程中，首先利用太阳能发电，然后利用电能制________，再用于合成有机C1。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________________。(4)按照目前的技术参数，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按中国玉米淀粉平均亩产量计算)。由于人工合成淀粉的途径对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等干旱缺水地区有广阔的应用前景。由此推测该技术对我国农业生产的重要意义是________________________________________________(答出两点即可)。答案：1.C解析由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；由题意可知，三种细胞放入相同浓度的蔗糖溶液中时，细胞a表现为既不吸水也不失水，细胞b吸水，细胞c失水，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液初始浓度相等，水分交换达到平衡时，细胞c的细胞液浓度等于此时的外界蔗糖溶液的浓度，但由于细胞c失水，此时的蔗糖溶液浓度小于初始蔗糖溶液浓度，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。2.D解析通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，K＋通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，A正确；此通道蛋白对通过的离子具有选择性，例如，水分子和Na＋不能借助K＋通道蛋白进出细胞，B正确；结合题意可知，K＋可通过通道蛋白进出细胞，则其方式是协助扩散，膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响协助扩散速率，浓度差越大扩散速率越快，C正确；钾离子通道由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”，故此通道蛋白对K＋的运输只能单向进行，D错误。3.B解析由题中信息及图可知，胰岛B细胞内K＋浓度大于细胞外，Ca2＋浓度小于细胞外，且二者的跨膜需要转运蛋白，因此K＋顺浓度梯度外流和Ca2＋顺浓度梯度内流属于不消耗能量的协助扩散，A正确；K＋和Ca2＋浓度差的建立和维持需要依靠主动运输，则需要载体蛋白和能量，B错误。4.B解析由图甲可知，方式a只与被转运分子的浓度有关，且与其成正比，属于自由扩散，运输的物质可能是O2、甘油和酒精等，A正确；方式b除了与被转运分子的浓度相关外，还与其他因素有关，属于协助扩散或主动运输，协助扩散不需要消耗能量但需要转运蛋白，主动运输需要转运蛋白和消耗能量，B错误，C正确；图乙中的胞吞和胞吐过程通过膜融合完成，说明细胞膜具有流动性，D正确。5.BCD解析O2跨膜的方式为自由扩散，与载体蛋白无关，线粒体膜与液泡膜对O2吸收速率不同是因为有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，需要消耗O2，A错误。6.C解析绿豆种子萌发过程中，胚细胞中不是每种酶活性均增高，如与脱落酸相关合成酶活性可能较低，A错误；充足的氧气可促进丙酮酸进入线粒体基质，丙酮酸不能在线粒体膜上氧化分解，B错误；细胞呼吸是细胞代谢的枢纽，可以为有机物之间的转化提供原料，同时为细胞代谢提供能量，C正确。7.C解析反应②与放能反应相联系，反应①与吸能反应相联系，A错误；反应②可以发生在线粒体内膜、细胞质基质和叶绿体类囊体薄膜上，B错误；用32P标记Pα的甲作为RNA合成的原料，可使RNA分子被标记，D错误。8.C解析酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能，故酶与底物形成络合物时，降低了底物转化成产物所需的活化能，A错误；据图可知，酶活性中心的构象发生变化后在一定条件下还可复原，说明该过程肽键并未断裂，否则变形过程无法恢复，B错误；蔗糖酶可以催化蔗糖水解成2分子单糖，此过程可用题图所示模型解释，C正确；完成催化作用后，酶活性中心还可恢复到原构象，D错误。9.C解析无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要在不彻底的氧化产物中，释放的能量的主要去向是以热能形式散失，A错误；人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，B错误；人体细胞有氧呼吸过程中，葡萄糖中的O进入二氧化碳，无氧呼吸过程中葡萄糖中的O进入乳酸，因此用18O标记葡萄糖，在生成的水中检测不到18O，C正确；肌细胞内的乳酸是由丙酮酸在细胞质基质中转化形成，D错误。10.C解析据图可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞产生了酒精，说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，则根系细胞产生的二氧化碳来自线粒体和细胞质基质，A错误；与正常通气相比，低氧胁迫下，品种A产生的酒精含量更多，说明品种A对氧气浓度的变化较为敏感，B错误；低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，C正确；长期处于低氧胁迫条件下，细胞呼吸产生的ATP减少，影响主动运输过程，植物吸收无机盐的能力下降，进而会影响植物的光合速率，导致产量降低，D错误。11.A解析措施②反映了低温与作物开花的关系，控制光照时间可以调控植物的花期，使植物提前或延后开花，措施④反映了昼夜长短与作物开花的关系，A合理。措施③可以降低种子中的自由水含量，使细胞呼吸速率降低，以降低有机物的消耗；措施⑤可以提高植株间的二氧化碳浓度等，进而提高光合速率，其主要目的不是降低有机物消耗，B不合理。措施⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，措施②反映了低温与作物开花的关系，其主要目的不是促进作物的光合作用，C不合理。措施①③的主要目的是降低呼吸作用强度，措施④反映了昼夜长短与作物开花的关系，其主要目的不是降低呼吸作用强度，D不合理。12.D解析光合作用产生的ATP只能用于暗反应，不能用于各项生命活动，A错误；18O没有放射性，B错误。13.C解析在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，则二者光合作用速率相同时，t2所需的光照强度高于t1，因此当二者光合速率分别达到最大时，t2所需光照强度高于t1，即t2具有比t1更高的光饱和点，A错误；在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于WT，吸收光能更少，因此当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时，t2所需光照强度高于WT，即t2的光补偿点＞WT的光补偿点，B错误；据图b可知，叶绿体相对受光面积大小为t1＞WT＞t2，当三者光合作用速率相同时，t2所需光照强度最高，t1所需光照强度最低，因此与WT相比，t2适合在更强的光照条件下生存，t1则相反，C正确；由图c可知，在一定的光照强度下，光合作用强度不再随光照强度的增加而变大，因此t1在图c中C点的限制因素主要为温度和二氧化碳浓度，没有光照强度，D错误。14.C解析CO2浓度为200μL/L时，限制甲植物光合速率的主要因素为二氧化碳的浓度，A错误；CO2浓度为400μL/L时，甲和乙两种植物的净光合速率相等但是呼吸速率不相等，因此光合速率不相等，B错误；甲植物CO2饱和点较高更适合在高二氧化碳的浓度下生存，D错误；当浓度为500μL/L时，甲植物的总光合速率大于乙植物，因此水的光解能力强于乙植物，C正确。15.B解析色素存在于叶绿体和液泡中，故分布在叶肉细胞叶绿体和液泡中的色素可影响叶片颜色，A正确；植物具有接受光信号的分子，如光敏色素，主要吸收红光和远红光，B错误；叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素可以吸收红光和蓝紫光，因此离体叶绿体悬浮液在适当条件下照红光会进行光合作用释放氧气，C正确。16.ABD解析甲图中反应速率达到最大后，此时再增加反应物浓度，反应速率不再增加，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量，A正确；若乙图中的物质A是淀粉，则B可以是麦芽糖，该图表示的反应为A(淀粉)eq\o(→,\s\up10(酶))B(麦芽糖)，该酶可以是唾液淀粉酶，B正确；乙图中T2时刻后A、B浓度不再改变是底物A被耗尽导致的，C错误；甲、乙两图所示的实验探究均在最适温度和最适pH条件下完成，温度和pH都属于无关变量，D正确。17.(1)①③④⑤①⑤上升细胞质基质和线粒体(2)温度光合作用消耗的CO2量等于细胞呼吸产生的CO2量206解析(1)图1中①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第二阶段，⑤表示有氧呼吸第三阶段，根据有氧呼吸和光合作用的过程可知，产生ATP的过程的是①③④⑤，光合作用的暗反应阶段不产生ATP。光反应阶段在类囊体薄膜上进行，有氧呼吸第三阶段在线粒