专题3细胞的能量供应和利用（原卷版）

第三单元细胞的能量供应和利用时间：75分钟分值：100分一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．苹果褐变是生活中常见的现象。研究表明，细胞破损后，在多酚氧化酶的催化作用下，位于液泡中的酚类物质释放后氧化生成深色物质而导致褐变。降低温度、滴加柠檬汁可抑制苹果褐变。下列叙述错误的是（）A．多酚氧化酶降低了酚类物质氧化所必需的活化能B．稀释10万倍的多酚氧化酶仍具有催化作用，说明酶具有高效性C．在一定范围内，多酚氧化酶的活性随pH的升高而升高D．降低温度抑制苹果褐变是因为低温破坏了多酚氧化酶的空间结构2．在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法错误的是（

）A．酶是多聚体，大多数以氨基酸为单体，其作用的底物可以是无机物B．ES→P+E所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越高D．底物充足的条件下，即使酶量增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率也不会增加3．为探究温度对某种酶活力的影响，科研人员测定了三组该酶液在不同温度条件下分别处理10min、60min及90min后的酶活性大小（用酶活力表示，酶活力越大代表酶活性越强），结果见下图。下列分析正确的是（

）A．实验自变量是酶的处理时间和温度，每组实验设计遵循单一变量原则B．与90min处理组相比，10min处理组在60℃时体现了酶的高效性C．40℃时不同时间处理组的酶活性基本相同，说明处理后三组酶的空间结构一定相同D．除以上影响因素外，pH和酶浓度也是影响酶活性的外在因素4．α—淀粉酶能够把淀粉水解为糊精，在工业生产中有着广泛应用。科研人员为研究甲、乙、丙三种离子对其活性影响，将三种离子的盐酸盐配制成1.0mol/L的溶液，分别测定三种溶液对酶活性的影响，结果如表所示（相对酶活性=加入盐酸盐后的酶活性/未加盐酸盐的酶活性）。下列说法错误的是（

）盐酸盐甲乙丙相对酶活性115%95%90%A．表中实验结果可能是在温度相同但pH不同的条件下测定的B．为保证实验结果的可靠性，每组实验需要设置一定的重复组C．三种盐酸盐可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性D．该实验的自变量和因变量分别为盐酸盐的种类、酶的活性5．下图是ATP的结构示意图，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是（

）A．①代表腺苷，ATP脱去③成为腺嘌呤核糖核苷酸B．心肌细胞中含有大量ATP以满足供能所需C．化学键⑤的形成过程一般与吸能反应相关联D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性6．萤火虫尾部细胞中的荧光素在荧光素酶和能量的作用下与氧发生反应，发出荧光。某同学利用荧光素、荧光素酶、蛋白酶、ATP等溶液为材料，在体外模拟萤火虫发光，具体操作如下表，下列叙述错误的是（

）组别底物酶能源结果①荧光素不加酶ATP未发出荧光②荧光素荧光素酶ATP发出荧光③荧光素蛋白酶ATP未发出荧光④荧光素荧光素酶葡萄糖？A．由①、②组的结果可证明酶具有高效性B．由②、③组的结果可证明酶具有专一性C．实验④的结果最可能是未发出荧光D．荧光素酶催化荧光素发光的反应与ATP的水解相关联7．研究人员利用分子组装技术，将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体，如图。下列相关叙述错误的是（）A．腺苷三磷酸（ATP）脱去2个磷酸基团后是形成RNA的基本单位之一B．图示中H+的跨膜运输方式为主动运输C．图中的ATP合成酶具有催化和运输物质的功能D．细胞中ATP的合成往往与放能反应相联系8．萤火虫发光的原理如图所示。在荧光素酶的作用下，荧光素分子经过一系列变化后转变成激发态的氧化荧光素，氧化荧光素衰变回荧光素时，以光子的形式释放能量，产生可见光。图中PPi（焦磷酸：P~P）由两个磷酸基团连接构成，AMP是腺苷一磷酸。下列叙述正确的是（

）A．ATP需要断裂两个特殊化学键后才能生成PPiB．AMP可用于合成萤火虫细胞中的脱氧核糖核酸C．PPi挟能量与荧光素结合形成荧光素酰腺苷酸D．萤火虫的发光既涉及吸能反应又包含放能反应9．下列四种化合物的“○”中都含有结构“A”，对此分析不正确的是（

）A．人体的一个细胞可以同时含有①②③④这4种结构B．大肠杆菌含有结构③和④，但遗传物质只含有结构③C．烟草花叶病毒含有结构④D．①和②两种化合物的“○”中所包含的结构相同10．科研人员想探究病毒性感染对细胞呼吸和ATP产生的影响，选择用某种病毒感染宿主细胞，培养一段时间后检测产生的乳酸和ATP的量，结果如图所示。下列相关分析错误的是（

）A．从图中可以看出，对照组的氧气消耗量大于实验组B．实验组乳酸含量较高，说明了细胞被病毒感染后无氧呼吸加强C．无论对照组还是实验组，细胞代谢产生的能量都主要用于ATP的合成D．人体感染病毒后会觉得肌肉酸痛、浑身无力，这与乳酸增加和ATP减少有关11．高强度间歇运动是一种结合短时间高强度爆发性运动与低强度恢复期交替进行的训练方式，这种运动模式可以高效燃脂，近年来成为健身领域的热门选择。呼吸熵是指单位时间内呼吸作用CO2释放量和O2吸收量的比值。下列叙述错误的是（

）A．这种运动模式中，有机物氧化分解呼吸熵小于1B．减脂困难的原因之一是脂肪一般不会大量转化为糖类C．以葡萄糖为底物的无氧呼吸，大部分能量以热能的形式散失D．以葡萄糖为底物的有氧呼吸，消耗和产生水的过程均发生在线粒体12．线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是（）A．状态3呼吸不需要氧气参与B．状态3呼吸的反应场所是线粒体基质C．以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0D．相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大13．某兴趣小组探究乌桕树的叶色在秋季呈现“绿黄红”的变化原因，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）测定了叶肉细胞中色素含量的变化，发现光合色素含量逐渐减少，花青素含量逐渐增多。下列叙述错误的是（

）A．叶肉细胞中色素相对含量不同会使叶片呈现不同颜色B．提取色素时可以用无水乙醇作为光合色素的溶剂C．色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快D．乌桕叶肉细胞提取的各种色素均能吸收、传递、转化光能14．某科研小组在不同环境条件下，针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后，所得结果如表所示。下列叙述正确的是（

）A．该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率B．在10klx、10℃时，该植物5小时O2的产生量为22.5mgC．20℃条件，10klx光照10小时，一昼夜该植物O2的释放量为26mgD．光照强度为5klx时，该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体15．某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。下列相关叙述错误的是（

）A．光照强度高于P时，突变型水稻净光合速率继续升高可能是其固定CO2酶的活性更强B．光照强度低于P时，野生型水稻因叶绿素含量多，利用弱光能力强，光合速率更大C．光照强度等于P时、野生型水稻光合速率等于突变型水稻光合速率D．光照强度长期处于ab之间时，突变型和野生型水稻均不能正常生长二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每个小题给出的四个选项中，有一项或多项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全得1分，选错得0分。16．某科研小组将新鲜萝卜切碎、过滤制得提取液，以等体积、等浓度的H2O2作为底物，在最适温度条件下，对提取液中过氧化氢酶的活性进行了探究，每组实验均经过相同时间后再观察，得到如下图所示的结果。下列叙述正确的是（

）A．图1说明过氧化氢酶具有高效性，过氧化氢酶为该反应提供的活化能更多B．探究过氧化氢酶的最适pH时，应将H2O2溶液和该酶先混合，再调pHC．若仅改变实验温度，曲线A、B的最低点会上移D．导致曲线A、B出现差异的原因可能是加入的酶量不同17．G蛋白是细胞表面受体和细胞质内信号的中介，其信号转导过程如图。活化的G蛋白能引发细胞内一系列的生理反应。霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，导致细胞内的无机盐离子过量流到肠道中。下列叙述合理的是（

）A．霍乱毒素使G蛋白失去活性B．霍乱毒素可能是一种GTP水解酶的抑制剂C．霍乱毒素阻断了细胞的正常信号转导D．霍乱毒素使人腹泻，大量脱水18．有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并将ADP和Pi合成ATP，然后与接受了电子的O2结合生成水。下列叙述错误的是（

）A．线粒体基质中合成NADH所需要的H+来自有机物和水B．合成ATP的动力来自于线粒体内膜两侧H+的浓度差C．与前二个阶段相比，第三阶段能完成有机物的彻底氧化分解D．经过有氧呼吸释放出的能量大部分转移到ATP中19．蔗糖先从叶肉细胞的细胞质进入细胞外空间，然后再进入筛管－伴胞复合体（SECC），最后汇入主叶脉运输到植物体其他部位。蔗糖进入SECC过程如下图所示，SECC的质膜上有蔗糖－H+共运输载体（SU载体），SU载体与H+泵相伴存在。据图推断，下列相关叙述合理的是（

）A．H+泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，在跨膜运输H+时消耗ATPB．SU载体只运输与自身的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子C．SECC中的蔗糖浓度高于细胞外空间，属于绿色植物的光合产物D．及时运输叶肉细胞中的蔗糖，有利于其进行光合作用20．如图所示，某同学用薄层层析硅胶板对菠菜绿叶中的色素进行分离。薄层层析硅胶板板面纯白平整，均匀细密，层析所得色素斑点清晰，分离效果好。下列叙述正确的是（）A．可以使用体积分数95%的乙醇加入适量无水碳酸钠提取色素B．分离色素时为减少层析液挥发，应该关闭门窗，减少空气流动C．若提取时没有添加碳酸钙，硅胶板上可能只出现上方两个色素斑点D．四种色素斑点从上往下颜色顺序为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色三、非选择题：本题共5小题，共55分。21．（11分，除标注外，每空1分）几丁质（一种多糖）是昆虫外骨骼的重要成分，几丁质的降解主要依赖于N乙酰βD葡萄糖苷酶（NAGase）的高效催化作用，温度、水解产物对NAGase活力的影响如图1所示，回答下列问题：(1)NAGase在降解昆虫外骨骼的过程中只能与几丁质结合，体现了该酶的，该酶具有催化作用的实质是。(2)图1a中温度从40℃升高至60℃过程中，NAGase的活性大幅度下降，原因是。由图1b可知几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力的影响有。(3)竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均可降低酶的活性，机理如图2所示。研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力，为了探究果糖抑制该酶催化活力的机制，某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液，每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组（记作a₁和b₁、a2和b2……）。①本实验的自变量为，对照组应（填“添加”或“不添加”）果糖。②若果糖抑制该酶催化活力的机制如图2中的模型甲，在图3中画出对应曲线。(4)昆虫和线虫的表皮和卵壳中含有丰富的几丁质，分析NAGase在农业生产上的应用有。22．（12分，每空1分）研究表明，细胞内存在着多种靶向运输。图1表示细胞内不同膜性结构之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程。图2表示某种靶蛋白在泛素（单条肽链组成的小分子蛋白质）、泛素激活酶E1、泛素结合酶E2以及泛素连接酶E3作用下被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解的过程。请回答下列问题。(1)已知两图的过程都需要消耗能量，则直接提供能量的物质最可能是。(2)图1中，如果锚定的受体膜是人体胰岛B细胞（可产生胰岛素）的细胞膜，则该囊泡最有可能来自于，货物最初合成的场所是，可利用法研究胰岛素的合成和运输过程。如果供体膜招募的货物是细胞中受损的线粒体，则锚定的受体膜所在的结构最有可能是。囊泡的“出芽”和“融合”体现了生物膜具有。(3)图2中，蛋白酶体只能将靶蛋白降解为短肽而泛素仍可重复使用，这是因为酶具有。某同学为了验证酶的这一特性，他选用了人的唾液淀粉酶、可溶性淀粉蔗糖溶液、碘液以及其他可能用到的器具来做实验。该实验的自变量是无关变量，应保持，温度过高会使酶的预期的实验结果和结论吗？为什么？。23．（10分，每空2分）某研究性学习小组利用荧光素一荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围时，ATP的含量与发光强度成正比。实验步骤：步骤一：ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。步骤二：ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。请回答下面的问题。(1)组成ATP的元素是。(2)步骤二“注入适量的所需物质”中，属于反应物的是；分光光度计反应室内能量的转换形式是。(3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。①学习小组配制了1×108mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液（过量）和溶液进行实验。②结果表明：图中点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。24．（10分，每空1分）如图表示生物细胞内葡萄糖的代谢过程，其中X、Y表示相关物质，其中NADH为[H]，C3H6O3；为乳酸。回答下列问题：(1)图中物质X表示，物质Y表示；过程①进行的场所是，过程②③④中，释放的能量最多的是。(2)运动员在长跑运动过程中，其肌肉细胞内可发生图中的代谢过程；图中可表示松树叶肉细胞有氧呼吸过程的是。(3)酵母菌以葡萄糖为底物进行细胞呼吸，在一定外界条件下测得，单位时间内呼吸作用释放的CO2量与吸收的O2量的比值为1.5，则该时期酵母菌细胞内合成ATP的场所是，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为。(4)为进一步探究酵母菌的呼吸方式，某同学设计了如图三个装置，下列相关叙述正确的是________。A．若要探究酵母菌的无氧呼吸，则直接连接a、b装置即可B．若要检测酵母菌细胞呼吸