27版53高中同步新教材生物必修1人教版增分测评卷第5章　细胞的能量供应和利用

第5章细胞的能量供应和利用满分:100分时间:75分一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。)1.下列关于酶的叙述错误的是

()A.探究pH对酶活性影响的实验步骤可为:将酶和底物分别调节pH,再将相同pH的酶和底物混匀,然后观

察B.酶具有专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应C.用麦芽糖酶、麦芽糖和淀粉验证酶的专一性,可用斐林试剂检测D.多酶片中含有多种消化酶,人在消化不良时可以服用

C

解析麦芽糖及麦芽糖水解后的产物都是还原糖,用斐林试剂检测都会出现砖红色沉淀,无法判断麦芽

糖是否被催化水解,也就无法验证酶的专一性,C错误。2.温度会影响酶促反应速率,其作用机理可用图中曲线表示,a表示不同温度下底物分子具有的能量,b表

示温度对酶空间结构稳定性的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。下列说法错误的是

()

A.随着温度的升高,底物分子具有的能量增加B.曲线c中1、2位点对应的酶分子空间结构稳定性不同C.酶适于低温保存,原因是底物分子的能量低D.酶促反应速率与底物分子的能量、酶空间结构的稳定性都有关

C

解析

含义分析曲线a底物分子具有的能量与温度的关系随着温度升高,底物分子具有的能量增加,A(√)曲线b温度对酶空间结构稳定性的影响随温度升高,酶空间结构稳定性降低曲线c酶促反应速率与温度的关系1、2位点酶促反应速率相等,但对应温度不同,底物分子具有的能量不同,酶分子空间结构稳定性不同,B(√)酶适于低温保存,原因是低温抑制酶活性,且不会使酶变性失活,C错误。3.图1为ATP的结构示意图,图2为ATP与ADP相互转化的关系式。下列叙述错误的是

()

A.图1中a是构成RNA的基本单位B.相邻磷酸基团所带的负电荷不会影响图1中b、c的稳定性C.图2过程②中的能量可以来源于光能和化学能D.吸能反应一般与图2中过程①相联系

B

解析图1中,a是由一分子腺嘌呤、一分子核糖、一分子磷酸构成的腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本

单位之一,A正确;两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因,使得b、c表示的化学键不稳定,B

错误;图2过程②中的能量是合成ATP所需的能量,可以来源于光能(光合作用)和化学能(呼吸作用等),C

正确;吸能反应一般与图2中过程①ATP的水解相联系,放能反应一般与图2中过程②ATP的合成相联系,

D正确。4.关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程,下列说法正确的是

()A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADHD.经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失

B

解析有氧呼吸的前两个阶段不需要O2的参与,第三阶段需要O2作为原料,A错误;有氧呼吸的第二阶

段,丙酮酸与H2O反应生成CO2和[H](NADH),B正确;无氧呼吸第一阶段产生NADH,第二阶段消耗

NADH,C错误;经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量存留在乳酸或酒精中,只释放出少量能量,D错

误。5.如图为真核细胞中的两种细胞器,下列叙述正确的是

()

A.酵母菌细胞中,有氧呼吸、无氧呼吸产生CO2的场所均为③B.甲、乙中均含有DNA,二者分别通过②⑤增大膜面积C.菠菜叶肉细胞中,产生大量ATP的场所是②③⑤D.原核细胞中没有甲、乙,不能进行有氧呼吸和光合作用

B

解析酵母菌有氧呼吸的第二阶段产生CO2,场所是③线粒体基质;酵母菌无氧呼吸产生CO2的场所是

细胞质基质,A错误。甲表示线粒体,含有DNA,通过②内膜向内腔折叠形成嵴增大膜面积;乙表示叶绿

体,含有DNA,通过⑤类囊体堆叠形成基粒增大膜面积,B正确。菠菜叶肉细胞可通过光合作用和细胞呼

吸产生ATP,其中有氧呼吸第三阶段(场所②)和光反应(场所⑤)产生大量ATP,C错误。有些原核生物如

蓝细菌,没有甲线粒体,但具有与呼吸作用相关的酶,可以进行呼吸作用,没有乙叶绿体,但具有叶绿素和

藻蓝素,可以进行光合作用,D错误。6.某生物兴趣小组利用韭菜、韭黄进行相关实验,纸层析法分离色素的结果如图一所示;再以色素与滤

液细线的距离为横坐标,色素的相对含量为纵坐标,绘制韭菜色素含量与扩散距离的关系,如图二所示,

下列叙述正确的是

()

A.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂层析液中,所以可以用层析液提取绿叶中的色素B.图一韭黄中缺少的色素是图二中的丙、丁,它们主要吸收红光和蓝紫光C.从图一和图二的结果看,溶解度最小的是图中的4和甲D.画滤液细线时要连续画3~4次,分离色素时,层析液应该触及滤液细线

C

解析用无水乙醇提取绿叶中的色素,用层析液分离绿叶中的色素,A错误。韭黄缺少叶绿素a和叶绿

素b(在层析液中溶解度小,扩散慢),分别对应图二中的乙、甲,B错误。溶解度最小(扩散距离最短)的是

叶绿素b,对应图中的4和甲,C正确。画滤液细线时不能连续画,而是要待上一次画的滤液干后,再继续

画;滤纸条上的滤液细线不能触及层析液,否则滤纸上的色素会溶解在层析液中,实验就会失败,D错

误。7.人工光合作用系统可利用光能合成糖类,相关装置及过程如下图所示。下列叙述错误的是

()

A.在该系统中太阳能发电装置模拟了叶绿体类囊体膜上的色素的作用B.该系统实现了将光能转化为电能再转化为化学能C.在固定等量CO2情况下,该系统的有机物积累量小于植物体内的积累量D.在火力发电站安装上该系统,能够减少CO2的排放

C

解析太阳能发电装置将光能转化为电能,进而用于合成糖类(储存化学能),B正确。关键信息选项判断太阳能发电装置可吸收光能,分解水太阳能发电装置模拟了叶绿体类囊体膜上的色素的作用,A(√)题述系统可利用CO2合成糖类在火力发电站安装上该系统,能够减少CO2的排放,D(√)题述系统可利用CO2合成糖类,且该系统不会进行呼吸作用消耗有机物固定等量CO2时,人工系统的有机物积累量大于植物体内的积累量(植物会消耗部分有机物用于呼吸作用),C(✕)8.当达到某一光照强度时,植物的光合速率不再随光照强度增加而增加,该光照强度称为光饱和点。

甲、乙两个水稻品种在灌浆期的光饱和点分别为1623μmol·m-2·s-1、1976μmol·m-2·s-1,下列叙述错误的

是()A.光照突然减弱时,短时间内C3含量将增加B.达到光饱和点时,叶肉细胞会向外释放O2C.降低光照强度对乙品种的生长影响更大D.长期缺Mg2+将会导致水稻的光饱和点增大

D

解析光照减弱时,光反应产生的ATP和NADPH减少,导致C3还原受阻,但短时间内CO2的固定仍在进

行,故C3含量增加,A正确;达到光饱和点时,植物的光合速率达到最大,此时叶肉细胞净光合速率大于0,

会释放O2,B正确;与甲品种相比,乙品种光饱和点更高,说明其适应强光环境,降低光照强度时,乙品种光

合速率下降更明显,对其生长影响更大,C正确;镁是构成叶绿素的重要元素,长期缺Mg2+会导致叶绿素减

少,光反应减弱,光合速率最大值降低,故光饱和点减小,D错误。9.研究人员提取了菠菜叶绿体的类囊体并放入pH=4的缓冲液中,置于黑暗条件一段时间后使H+在类囊

体内外渗透平衡。再将类囊体转移到pH=8的缓冲液中并加入ADP和Pi,可检测到ATP生成,而对照组未

检测到ATP生成,实验过程如图所示。下列分析正确的是

()

A.该实验模拟的是希尔反应B.加入缓冲液的目的是维持酶的活性稳定C.光反应产生ATP所需的能量可源于H+浓度梯度D.对照组缺乏光照导致类囊体不能产生ATP

C

解析希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以

释放出氧气,像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称为希尔反应,而

题述实验探究的是光反应产生ATP的原理,模拟的不是希尔反应,A错误。加入缓冲液的目的是维持pH

的稳定,B错误。

实验组和对照组都没有光照,但实验组能产生ATP,对照组不能产生ATP;对照组不能产生ATP是因为类囊体膜两侧没有H+浓度梯度,D错误。

10.在光照等条件下,番茄叶片的叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸以及细胞内外物质交换的示意图如

下(数字表示结构,小写字母表示物质移动情况),下列说法正确的是

()

A.物质A进入线粒体后彻底分解不需要水的参与B.叶绿体产生的O2被线粒体利用至少穿过3层生物膜C.线粒体中2处释放的能量远多于3处D.h=c、d=g时的光照强度是满足番茄植株光合作用速率等于呼吸作用速率的光照强度

C

题图解读

1(线粒体外膜)、2(线粒体内膜)、3(线粒体基质)、4(叶绿体外膜)、5(叶绿体内膜)、6(基

粒)、7(叶绿体基质),物质A(丙酮酸)。

解析物质A(丙酮酸)进入线粒体后彻底分解需要水的参与(有氧呼吸第二阶段需要水),A错误。O2在叶

绿体的类囊体膜产生,在线粒体内膜被利用,叶绿体产生的O2被线粒体利用至少需要穿过叶绿体的3层

膜(包括类囊体膜)和线粒体的2层膜,共5层生物膜,B错误。2(线粒体内膜)发生有氧呼吸的第三阶段,3

(线粒体基质)发生有氧呼吸的第二阶段,2处释放的能量远远多于3处,C正确。题图表示番茄叶片的叶

肉细胞,当h=c、d=g时,叶肉细胞的光合作用速率=呼吸作用速率,而番茄植株还有根尖等不能进行光合

作用、只进行呼吸作用的部位,故此时整个番茄植株光合作用速率<呼吸作用速率,D错误。11.在淀粉—琼脂块上的5个圆点位置(如图)分别用蘸有不同液体(如下表)的棉签涂抹,然后将其放入37℃恒温箱中保温一段时间。2h后取出淀粉—琼脂块,加入碘液处理1min,然后用清水冲洗掉碘液,观察圆点的颜色变化。五种处理的结果记录如下表所示。下列叙述错误的是()

C

位置①②③④⑤涂抹的液体清水煮沸的新鲜唾液与NaOH溶液混

合的新鲜唾液新鲜唾液蔗糖酶溶液碘液处理后的颜色蓝黑色蓝黑色蓝黑色红棕色?A.对比圆点①和圆点④的结果,说明唾液淀粉酶能催化淀粉水解B.圆点②和圆点③的颜色相同,其机理都是唾液淀粉酶的空间结构被破坏,酶失活C.预测圆点⑤应呈红棕色D.该实验能说明酶具有专一性,且其催化作用受温度、pH的影响解析对照结论

①和④酶有催化作用,A(√)

④和⑤酶具有专一性D(√)②和④温度影响酶活性

③和④pH影响酶活性

12.糖代谢中,糖酵解是葡萄糖转变为丙酮酸的一系列反应。磷酸果糖激酶是糖酵解过程中的关键酶,

该酶催化果糖-6-磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸。ATP浓度会影响该酶的活性,如图表示在高ATP浓度及

低ATP浓度下,磷酸果糖激酶的酶促反应速率与果糖-6-磷酸浓度之间的关系。下列叙述错误的是

()

A.人体成熟红细胞中没有线粒体,但能发生糖酵解反应B.与高ATP浓度相比,低ATP浓度下磷酸果糖激酶具有高效性C.糖酵解过程不需要氧参与,会释放少量的能量D.细胞呼吸速率过快时磷酸果糖激酶的活性可能降低

B

解析糖酵解是葡萄糖转变为丙酮酸的一系列反应(细胞呼吸第一阶段),该过程发生在细胞质基质中,

不需要氧参与,释放少量的能量,人体成熟红细胞中能发生糖酵解反应,A、C正确。酶的高效性是与无

机催化剂比较得出的,ATP浓度不同导致酶促反应速率不同,不能得出酶具有高效性,B错误。

13.Rubisco酶广泛地存在于植物、蓝细菌等进行光合作用的细胞中,它有两种作用:在CO2浓度高时催

化CO2的固定,在O2浓度高时催化光呼吸(在光照下吸收O2,释放CO2的反应)。蓝细菌利用羧酶体包裹

Rubisco酶,可以富集CO2以提高光合作用效率,如下图。下列相关叙述错误的是()

A.光合片层上的叶绿素和类胡萝卜素吸收光能,以分解水

和合成ATPB.图中C是蓝细菌光反应产生的NADPH,参与C3的还原C.羧酶体阻止O2进入而允许HCO3-进入,可降低光呼吸的

速率D.在菠菜的叶肉细胞中,Rubisco酶主要存在于叶绿体的

基质中

A

解析蓝细菌光合片层上的叶绿素和藻蓝素吸收光能,主要用于水的光解和ATP的合成,A错误;图中C

是蓝细菌光反应产生的NADPH,作为还原剂,同时储存部分能量,在暗反应中参与C3的还原,B正确;Rubisco酶在O2浓度高时催化光呼吸,羧酶体阻止O2进入而允许HCO3-进入(增大CO2浓度),可降低光呼吸的速率,C正确;Rubisco酶催化CO2的固定(暗反应过程),因此菠菜(高等植物)叶肉细胞中Rubisco酶主要存

在于叶绿体基质中,D正确。14.如图,纵坐标为适宜温度下植物对某种气体的吸收量或释放量(注:不考虑横坐标和纵坐标单位的具

体表示形式)。下列说法正确的是()

A.若纵坐标为CO2释放量,则c点以后改变温度,光合作用强度不会发生改变B.若纵坐标为O2吸收量,则b点时叶肉细胞光合作用强度和细胞呼吸强度相等C.若纵坐标为CO2释放量,适当提高大气中的CO2浓度,c点会向右下方移动D.a点时,叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

C

题图解读

题图数据是在适宜温度下测得的,图中a点对应光照强度为0,植物只进行呼吸作用;b点植物与外界

的气体交换量为0,对应光照强度为光补偿点(光合速率=呼吸速率);c点植物与外界气体交换量达到最

大值,对应光照强度为光饱和点。选项关键信息分析选项A:分析c点后限制光合作用强度的因素c点后(曲线平缓段)横坐标(光照强度)不再是限制光合作用强度的因素,但光合作用强度仍受温度等其他因素的影响,所以c点以后改变温度,光合作用强度会改变,A(✕)选项B:分析b点的含义纵坐标为O2吸收量,b点对应光照强度为光补偿点,此时植物体光合作用强度和细胞呼吸强度相等,但叶肉细胞光合作用强度大于细胞呼吸强度,B(✕)选项C:分析c点(光饱和点)的变化纵坐标为CO2释放量,提高大气中的CO2浓度,暗反应增大,c点下移;暗反应增大需要光反应提供更多ATP和NADPH,所需光能增加,c点右移,C(√)选项D:分析a点时ATP的产生场所a点时植物只进行呼吸作用,因此叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基

质、线粒体,D(✕)解析

15.盐胁迫对植物光合作用的影响包括气孔限制和非气孔限制,气孔限制是指气孔导度下降,CO2供应不

足,非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质的活性降低。科研人员以番茄幼苗为实验材料,配制不

同浓度NaCl溶液,在适宜条件培养一周后,测定番茄幼苗的光合特性,实验结果如下。下列说法错误的

是

()

D

组别①②③④NaCl溶液浓度/(mmol·L-1)025100200叶绿素含量/(mg·g-1)1.31.371.371.28气孔导度/(μmol·m-2·s-1)244.49221.3208.4695.09胞间CO2浓度/(μmol·mol-1)435.19468.06473.75475.07净光合速率/(μmol·m-2·s-1)3.172.632.121.31A.②组叶绿素含量升高可能是番茄幼苗对盐胁迫的适应B.③组的净光合速率低于①组的影响属于非气孔限制C.与③组相比,④组番茄幼苗对胞间CO2的利用率低D.对④组喷施促进气孔开放的药剂能提高光合速率解析据题可知,自变量为NaCl溶液的浓度,与①组(对照组,NaCl溶液浓度为0mmol·L-1)相比,②组(NaCl溶液浓度为25mmol·L-1)叶绿素含量升高,可能是番茄幼苗对盐胁迫的适应,A正确。已知气孔限制是

指气孔导度下降,CO2供应不足(气孔导度下降,胞间CO2浓度也下降);非气孔限制是指植物细胞中光合

结构或物质的活性降低,据此分析得到表格。

题表信息(单位略)选项判断①组→③组气孔导度:244.49→208.46(下降);胞间CO2浓度:435.19→473.75(升高);净光合速率:3.17→2.12(下降)与①组相比,③组气孔导度下降,但胞间CO2浓度升高,说明③组净光合速率低于①组不是因为CO2供应不足,可能是受光合结构或物质的活性限制,属于非气孔限制,B(√)③组→④组气孔导度:208.46→95.09(大幅下降);胞间CO2浓度:473.75→475.07(略升);净光合速率:2.12→1.31(下降)与③组相比,④组净光合速率下降,但胞间CO2浓度略升,说明④组的胞间CO2未被充分利用(属于非气孔限制),即④组对胞间CO2的利用率比③组低,C(√)喷施促进气孔开放的药剂可以增加气孔导度,但根据C选项的分析可知,盐胁迫对④组光合作用的影响

属于非气孔限制,因此增加气孔导度不会提高④组的光合速率,D错误。二、非选择题(本题共3小题,共55分。)16.(20分)酶促反应的进行需要适宜的条件,图1~4是与酶相关的一些实验结果。回答下列问题:

(1)据图1可知,酶具有__________(特性)。(2)图2所示的模型可以解释酶的__________(特性)。如果B是蔗糖,则从物质变化的角度分析,可表示蔗

糖酶的是______(填字母),C和D是___________________。(3)根据图3中的结果________(填“可以”或“不可以”)确定该酶的最适温度;该酶的最适pH并不是6,

请设计实验进一步探究该酶的最适pH,实验思路:_____________________________________________

__________________________________________________________________。(4)若图4是在酶的最适温度和最适pH下测定的反应速率,则图中影响酶促反应速率的因素是_________

___________________。若要提高A点时的酶促反应速率,可采取的措施是__________________。增加酶的数量

和酶的数量

底物浓度进行酶促反应实验,相同时间内底物剩余量最少的组所对应的pH为最适pH

在pH为5~7之间缩小pH梯度,在最适温度条件下分组可以

葡萄糖和果糖

A

专一性

高效性

解析

(1)图1中,在一定时间内,加酶组的反应速率大于加化学催化剂组,这体现了酶具有高效性。(2)图

2所示的模型中,A与B的结合具有特异性,可以用来解释酶具有专一性。A在反应前后未发生变化,所以

A是酶,B是底物。如果B是蔗糖,则A是蔗糖酶,C和D是蔗糖的水解产物:葡萄糖和果糖。(3)底物剩余量

的相对值可以用来表示酶的活性,底物剩余量越少,酶的活性越高,图3中每条曲线最低点对应的温度就

是该酶的最适温度。图3中,所选pH的差值较大,虽然pH为6时酶促反应速率最快,但6不一定就是该酶

的最适pH。若要进一步探究该酶的最适pH,可以在pH为5~7之间缩小pH梯度,在最适温度条件下分组

进行酶促反应实验,相同时间内底物剩余量最少的组所对应的pH为最适pH。(4)图4是在酶的最适温度

和最适pH下测定的反应速率,A点之前影响酶促反应速率的主要因素是横坐标(底物浓度),A点之后增

加底物浓度,反应速率不再增加,此时限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量,若要提高A点时的酶促

反应速率,可采取的措施是增加酶的数量。17.(18分)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式,选用BTB(溴麝香草酚蓝试剂)培养基和固定化酵母(利

用海藻酸钠包埋酵母菌细胞)做了以下两组实验。回答下列问题。

(1)固定化的酵母菌置于培养基中央的孔内,图1甲培养基中的石蜡油是为了___________________。

若培养基的颜色变成黄色,则说明酵母菌呼吸作用能产生____________,甲、乙组产生该物质的过程所

需要的酶分别位于___________________________。(2)若实验结果显示甲组变黄区域的体积小于乙组,则说明_____________________________________

________________。量多于无氧呼吸

在相同时间内,酵母菌有氧呼吸产生的CO2细胞质基质、线粒体基质

CO2

创造无氧环境

(3)某同学仿照上述方案制作出氢氧化钙培养基进行酵母菌呼吸实验,结果如图2所示,其中甲组与乙组

所形成的白色沉淀圈无明显差异,试分析原因:______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________。(4)TTC是无色物质,可以进入细胞内与大量的还原剂[H]反应生成红色物质。为获得高产酒精的呼吸

突变型酵母菌,可以在基本培养基中添加TTC,在氧气充足的情况下,野生型酵母菌菌落相比突变型酵母

菌菌落__________________。颜色更浅

基表面,阻碍了CO2的进一步扩散(或氢氧化钙浓度有限,很快被消耗完),导致沉淀圈大小不能准确反映CO

2氢氧化钙与CO2反应生成的碳酸钙沉淀覆盖在培养产生量的差异(5)从乳制品中分离出的马奶酒酿酒酵母在竞争中具有更强的优势,图3是野生型酿酒酵母和马奶酒酿

酒酵母以葡萄糖和半乳糖作为营养物质时,葡萄糖、半乳糖和酒精的含量变化。根据图3信息,写出马

奶酒酿酒酵母在竞争中取得优势的原因:___________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________。生长更快,在竞争中取得优势图3酵母优先利用葡萄糖,葡萄糖几乎耗尽后才利用半乳糖,因此马奶酒酿酒酵母能更快速地利用营养物质,马奶酒酿酒酵母能同时利用葡萄糖和半乳糖,而野生型酿酒解析

(1)石蜡油密度比水小,可覆盖在培养基表面,隔绝空气,为甲组酵母菌创造无氧环境。BTB(溴麝

香草酚蓝试剂)遇CO2会由蓝变绿再变黄,培养基变黄说明酵母菌呼吸产生了CO2。

甲组乙组呼吸方式无氧呼吸有氧呼吸CO2产生阶段与场所无氧呼吸第二阶段,细胞质基质有氧呼吸第二阶段,线粒体基质(2)BTB变黄区域的体积反映了CO2的扩散范围,体积越大说明产生的CO2越多。甲组(无氧呼吸)变黄区

域小于乙组(有氧呼吸),说明有氧呼吸产生的CO2更多。(4)

野生型酵母菌突变型酵母菌特点进行有氧呼吸,[H]与氧结合生成水高产酒精,即有氧呼吸缺陷,即使在有氧条件下也主要进行无氧呼吸,[H]积累较多与TTC反应菌落颜色浅菌落呈红色18.(17分)水稻是我国重要的粮食作物之一,开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根

基的关键举措。为获得优质的水稻品种,科学家开展了多项研究。分析回答下列问题。