高考一轮复习：细胞的能量供应和利用专项训练

《第5章细胞的能量供应和利用》专项训练

专项1与酶有关的实验设计及曲线分析

1.若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活性的实验中，下列操作顺序合理的是

（）

A.加入防^加入底物今加入缓冲液今保温并计时好一段时间后检测产物的量

B.加入底物3加入酶-计时3加入缓冲液-保温3一段时间后检测产物的量

C.加入缓冲液f加入底物今加入酹f保温并计时今一段时间后检测产物的量

D.加入底物T计时）加入随O加入缓冲液f保温并计时1一段时间后检测产物的量

2.[2022河北邯郸高一上期末考试]随的活性受某些物质的影响，有些物质能使酶的活性

增加，称为酶的激活剂,有些物质能使酶的活性降低，称酶的抑制剂。如图是研究物质A和

B对某种酶活性影响的变化曲线，下列叙述错误的是（）

骷

照加醉和物质A

与

运

加酶和物质B

只加醉

u底物浓度

A.物质A和物质B分别是酶的激活剂和酶的抑制剂

B.物质A可能是通过改变酶的空间结构影响酶活性

C.加入物质A可提高该酶促反应体系中最终产物的量

D.增大底物浓度可以消除物质B对该酶的影响

3.（不定项）现有两种淀粉酶A与B,某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶

的活性，进行了相关实验。图甲是将淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5分钟后，对各

组淀粉剩余含量进行检测的结果;图乙是在40℃条件下测定酶A催化淀粉水解生成的麦

芽糖的量随时间变化的曲线，根据实验结果分析，下列相关叙述正确的是（）

，测量相对值

A.图甲实验中温度属于自变量,pH、反应时间、溶液的量等属于无关变量

B.iWA在20℃时活性较高，陶B在40℃时活性较高

C.其他实验条件不变,若将温度条件升高至50C,图乙中P点将向右移动

D.该实验不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性

4.酶具有高效性、专一性、作用条件较温和等特性，某兴趣小狙想借助如图所示的装置对

这三个特性进行探究。

滤纸片进入滤纸片浮出

臼

滤纸片_::_::

..__

*滤纸片接触烧

2%的过氟氯五而杯底部之时（“

化氢溶液

⑴该小组将相同的滤纸片平均分为两组,一组附有过氧化氢酶，一组附有等量的FeCb,此

实验的目的是探究酶的，因变量是请列举出此实验中的一条

无关变量。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，其原理是

⑵该小组将相同的滤纸片平均分为两组,一组附有过氧化氢酶，一组空白,一段时间后发

现前者浮出液面而后者沉于杯底，由此得出酶的催化具有专一性。我们对这一结论并不认

同，请阐述不认同的理由:,>

⑶该小组继续用此装置探究温度或pH对过氧化氢酶活性的影响,指导老师不建议该小

组探究温度这一自变量，其依据是。

5.最新研究发现，细菌用来分解肠道黏液的酶可以为肠道疾病提供有用的生物标志物。研

究该酶的成分和性质对治疗肠道疾病有一定意义。请利用能合成该酶的细菌、放射性标

记的氨基酸、放射性标记的垓糖核甘酸等为原料，用放射性同位素标记的方法，设计•实验

以探究该酶的化学本质到底是蛋白质还是RNA.

⑴实验思路：

甲组:培养一段时间后，检测培养液中该酶的放射性。

乙组:，培养相同时间后，检测培养液中该酶的放射性。

⑵实验结果及结论：

①若,则该褥的化学本质为蛋白质。

②若甲组中该酶无放射性，乙组中该酶有放射性,则该酶的化学本质为RNA。

⑶研究该酶性质时发现，在pH=7、35°C条件（均为最适条件）卜.加入0.1mL的该酶，得到

反应速率与反应进程的关系如图曲线1,酶能加速反应速率的机理是。

与曲线1相比，曲线2只做了一个改变,该改变可能是（填字母）。

2.5"|生成物的髭（相对值）

2.0」------

1

反应时间

A.降低了反应物浓度B.降低了酶的量

C.增加了反应温度D.增加了反应的pH

6.动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱痰酶，能专•催化谷氨酸分解（1mol谷氨酸可分解为

lmolv-氨基「酸和ImolCO：）。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在最适温度、最适

pH的条件下，对该酸的催化反应过程进行研究，结果如图所示。图1表示在酶量•定的条

件卜工。2浓度随反应时间的变化，其中谷氨酸的初始浓度为10mol/L,图2表示酶促反应

速率随酶浓度的变化（反应物充足）。回答卜列问题：

卜。2浓度（mol/L）［雌反应速率（md-I/1-min-1）

10r---

030时间（min）0酶浓度（mol/L）

图1图2

⑴在图1中画出反应过程中谷筑酸浓度随时间变化的曲线（用“1〃标注）;若在反应开始时，

将混合物中谷双酸脱按酶的浓度增加50%或将反应温度降低10°C,请在图1中分别画出

这两种反应条件下CO2浓度随时间变化的曲线（用"2〃标注醐浓度增加后的变化曲线，用“3〃

标注温度降低后的变化曲线），并说明曲线2形成的原因:。

⑵重金属离子能与谷翅酸脱竣前按比例牢固结合，不可解离，可迅速使酣失活。在反应物

浓度过量的条件E向反应混合物中加入一定量的重金属离子后,请在图2中画出酶促反

应速率随酶浓度变化的曲线（用“4〃标注），并说明曲线4形成的原因:,

专项2细胞呼吸方式的判断

1.如表所示是某植物X在适宜条件卜,从开始播种到长出两片真叶期间CCh释放速率和

。2吸收速率相对值的变化。其中胚根长出的时间是在30h时，两片真叶在50h时开始长

出。

时间（h）026101418243036404652

CCh释放速率相对值2421284256565656565962

。2吸收速率相对值0012161717182142566070

下列分析正确的是（）

⑷图内中尢氧呼吸消失点对应的。2浓度是；你认为。2应调节到浓

度，更有利于蔬菜的储存。

专项3光合作用与呼吸作用综合

1.如图是光合作用和细胞呼吸过程中某些物质相互转化的示意图，其中J、C2、C3、C6分

别代表物质中含有的碳原子个数。下列叙述错误的是（）

A.①、③过程均需要消耗光反应产生的ATP

B.②过程既可以发生在细胞质基质中，也可以发生在线粒体基质中

C.④过程中释放的能量大部分以热能形式散失

D.⑤过程产生的C2可用酸性重铝酸钾检测

2.植物真正光合速率一般用单位时间内同化CO2的微摩尔数表示。将生长状况相同的某

种植物在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h（光照强度适宜且不变），测定CO?浓度，得

到如图数据。下列分析错误的是（）

W

8

370

)60

期50

540

根30

罡20

010

3

27282930温度(P)

A.在27℃、28C和29C时，该植物有机物积累量相等

B.图示四个温度中,29°C时光合速率与呼吸速率均最大

C.用本实验的光照强度持续光照，四个温度卜该植物都能生长

D.30C时该植物经本实验的光照强度光照12h再暗处理12h后，没有有机物积累

3.测定水中生物的光合速率常用黑白瓶法。白瓶就是透光瓶,里面的生物可进行光合作用

和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，里面的生物只能进行呼吸作用。如表所示是某同学利用

此种方法测得某池塘水样在不同光照强度下处理24小时之后的相关数据。其中水样中

最初溶解氧的含量为10mg/L,黑白瓶所处的其他环境相同。请回答下列问题：

光照强度（klx）0（黑暗）0bCde

白瓶溶氧量（mg/L）31016243030

黑瓶溶氧量（mg/L）333333

⑴真核生物发生光合作用的场所是，呼吸作用产生ATP的场所

是。

⑵黑白瓶测定光合速率的原理是在相同条件下培养一定时间，根据黑瓶中含氧量的变化

可以得知水中生物的根据白瓶中含氧量的变化可以确定水中生

物的,然后就可以计算出水中生物

的。

⑶分析表格数据可知，黑瓶中生物在内细胞呼吸消耗的。量为

24h2mg/Lo

⑷当光照强度为cklx时,白瓶中生物在24h内产生的氧气量为mg/L,光照强度

至少为klx时，该水样产氧量才能维持水中生物正常生活。

4.图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中QA④表示相关生理过程;

图2表示该植物在最适温度、不同光照强度F净光合作用速率（用C02吸收速率表示）的

变化，净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。分析图示，问答F列问

题：

⑴图1中过程②属于有氧呼吸的第阶段,过程③发生的场所是o

⑵图2中C点时该植物总光合作用速率（填“或“<〃）呼吸作用速率。B点对

应的条件下，该植物能完成图1中的生理过程有（填序号）。

⑶当光照强度突然增大，在其他条件不变的情况下，叶肉细胞中C3含量短时间内会

（填“增加〃“不变，，或“减少〃）。当光照强度为C点对应的光照强度时，限制光合作用速率不

再增加的环境因素主要是..

⑷如果将该植物先放置在图2中A点对应的条件下4h,B点对应的条件下6h,接着放置

在C点对应的条件下14h,则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累量（用

CO?吸收量表示）为mg。

⑸研究小组另选甲、乙两种植物,分别从两种植物上取多片彼此相似且等量的叶片，在最

适温度条件下分别测定不同光照强度下甲、乙两植物叶片的CO?吸收速率,所得数据如表

所示：

光照强度/klx0135791113

CO2吸收速率叶片甲-50.551625293030

(nmol-m^-s1)叶片乙-41.55810121212

从表中可以看出光照强度为klx时，甲、乙两叶片中叶绿体的C02固定速率相等。

5.[2022山东日照高三上开学考试]富含重金属镉(Cd)的污水进入沿岸水域，成为当前海洋

污染的重要污染物之一。为研究镉污染对水生植物生长的影响，某科研小组以石亮(一种

绿色海藻)为材料，用不同浓度的溶液处理三天后，测得石部叶肉细胞的总光合速率

CdCI2

(HmolO2,mgFW1-h1)＞叶绿素含量(|igmgFW」)和呼吸速率(nmolO2・mgFW】)的数据如图

胭

蜩

熹

nMr

疝

⑴为保证实验结果科学有效，在用不同浓度的溶液处理石质的过程中，除了每组实

CdCI2

验所用的培养器材、石部数量和生长发育状况要相同外，还需要控制(写出两个)

等主要的无关变量相同且适宜。

⑵在实验设置的浓度范围内，当Cd2♦浓度高于10x10-6moi/L时，石菰有机物积累速率的变

化趋势是判断依据是。

⑶研究发现金属镉并不会影响光合作用相关酶的活性，试推断随Cdz♦浓度增加，石宛总光

合速率变化的主要原因是，由此可知，金属镉的富集可能

会直接影响光合作用的阶段。

⑷研究发现,植物在受到轻度有害物质的刺激时，会通过加快细胞呼吸来补偿生理上受到

的损害，以适应有害物质的刺激,称为伤呼吸。据图分析，能刺激石苑发生伤呼吸的Cd?♦浓

度范围是。

参考答案

专项1与酶有关的实验设计及曲线分析

1.C测定酶活性的实验操作中，反应条件的控制应在酶与底物混合之前;另外，体积最大

的物质一般最先加入，对反应条件最敏感的试剂一般最后加入。故先加入缓冲液,再加入

底物，最后加入酶，然后立即混匀保温，并开始计时，故c正确。

2.C结合图示可知，加入物质A后反应速率加快，因此物质A是酶的激活剂，加入物质B

后反应速率减慢，因此物质B是酶的抑制剂,A正确;物质A加快了反应速率,可能是通过改

变酶的空间结构影响酶活性,B正确;最终产物的量由底物浓度决定,催化剂只能加快反应

速率，不能改变最终产物的量,C错误;分析题图可知，随着底物浓度的增加，“加酶和物质

一组的反应速率能逐渐恢复到正常水平，说明增加底物浓度可以消除物质B对该随的影

响,D正确。

3.AD分析图甲可知，图甲实验中温度属于自变量,pH、反应时间、溶液的量等属于无关

变量,A正确;从图甲看出，酶A催化的淀粉水解反应在50c时淀粉的剩余量最少，所以酶

A可能在50℃时活性较高,B错误油于酶A在50℃时的活性比40c时的高，所以如果

将温度条件升高至50C则反应时间缩短,P点左移,C错误;斐林试剂在使用时需要水浴

加热，会改变实验的设定温度，且斐林试剂只能定性检测，不能定量检测，故该实验不能用

斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示随的活性,D正确。

4.答案（1）高效性过氧化氢的分解速率反应温度、反应物的浓度、滤纸片的数量（任

选其一，合理即可）酶降低化学反应活化能的作用更显著

⑵此实验只能证明酶具有催化作用，验证酶的专一性时，设计实验的自变量应是不同的底

物，因此需要一组加入过氧化氢溶液和过氧化氢酶，一组加入其他溶液（如蔗糖溶液）和过

氧化氢酶作为对照,根据实验结果才能得出酶的催化作用具有专一性（合理即可）

⑶温度会直接影响过氧化氢的分解

5.答案（1）将能合成该酶的细菌培养在含放射性标记的氨基酸的培养液中将能合成

该的的细菌培养在含放射性标记的核糖核甘暇的培养液中

（2）甲组中该酶有放射性，乙组中该醐没有放射性

⑶酶能降低反应所需的活化能A

解析⑴该实验的目的是探究该酶的本质是蛋白质还是RNA,蛋白质的基本组成单位是

氨基酸，而RNA的基本组成单位是核糖核昔酸,因此实验设计思路为:甲组将能合成该酶

的细菌培养在含放射性标记的氨基酸的培养液中;乙组将能合成该酶的细菌培养在含放

射性标记的核糖核甘酸的培养液中。一段时间后,检测该酶的放射性。（2）如果甲组中该

能具有放射性，而乙组中该醐没有放射性，则其基本组成单位为氨基酸,即该醐的化学本质

为蛋白质。若甲组中该酶无放射性,乙组中该酶有放射性，则该酶的化学本质为RNA。（3）

酶加快反应速率的机理是酶可以降低化学反应的活化能。从图中看出曲线2的生成物的

量比曲线1少，所以是减少了反应物的量。降低酶的量、增加反应温度、增加反应的pH,

都只改变酶促反应的速率，不会改变最终生成物的量.

6.答案（1）随浓度增加50%,反应速率加快，但底物量一定,故最终产物量与原曲线相同

⑵当酶浓度较低时，重金属离子与酶迅速结合，使酶失活，此时的酶促反应速率为零;当酶

浓度增加到一定值M,除与重金属离于结合的酶之外，剩余的酶可正常发挥作用（合理即

可）

解析）图中反应后产物不再增加,说明此时谷匆:酸分解完毕，浓度降到

（1130minCO20;

若在反应开始时，将混合物中谷双酸脱披酶的浓度增加50%,则反应速度加快，但是由于底

物量一定，故最终的产物量不会发生改变;已知题图是在最适温度、最适pH的条件下测定

的实验结果，若将反应温度降低10C,则酶促反应速率下降，从而增加反应达到平衡的时

间，但最终的产物量不变。（2）根据题意分析，重金属离子能与令然酸脱按酣按比例牢固结

合，不可解离，可迅速使酶失活，所以在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加入一

定量的重金属离子，当酶浓度较低时，酶不起作用，当酶浓度达到一定值后,除与重金属离

了结合的酶外，剩余的酶可正常发挥作用，酶促反应速率开始逐渐增加，且曲线斜率与原曲

线相同。

图1图2

专项2细胞呼吸方式的判断

1.D

2.D本题难点在于通过判断液滴移动方向判断呼吸类型。装置1中有NaOH溶液，可吸

收呼吸作用释放的C02,装置中的气体变化只有氧气，若液滴左移，说明酵母菌进行了有氧

呼吸。装置2中放置清水，有氧呼吸C02释放量和。2消耗量相等，则容器中气体的变化量

就是无氧呼吸释放C02的量。若装置1、2中的液滴均不移动，则酵母菌既不进行有氧呼

吸又不进行无氧呼吸，可能已死亡,D错误。

3.答案（1）无氧呼吸该生物无氧呼吸不产生C02成熟的红细胞

⑵尢氧呼吸呼吸酶的数量有限

⑶1/1302浓度增加，无氧呼吸受抑制⑷dc

解析⑴图甲中，细胞呼吸强度不受。2浓度的影响，因此只能是无氧呼吸,若某生物的细

胞呼吸强度不能以C02的释放量表示，原因可能是该生物的无氧呼吸不产生C02o对于人

体来说，安静时，成熟红细胞进行的就是不产生C02的无氧呼吸。（2）图乙中B点对应的02

浓度为0,该点对应的CO?释放量只能来自无氧呼吸;细胞呼吸是在呼吸前的催化下进行

的，当。2浓度达到a以后,C。?释放量不再继续增加的内因主要是呼吸酶的数量有限。⑶

图内中5浓度为b时，细胞呼吸CO?释放量为。2吸收量的5倍，根据细胞呼吸的反应式,

设有氧呼吸。2吸收量为1mol,则有氧呼吸释放CCh量为1mol,无氧呼吸释放CO?量为4

mol,由此计算有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为1/6mol,无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为2

mol,故有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗的葡萄糖量的1/642+1/6）=1/13。图丙中EF区

段CO?释放量急剧减少的原因是。2浓度增加，无氧呼吸受抑制。（4）由图可知，当。2浓度

为d时，细胞呼吸的02吸收量等于CO?释放量，即细胞只进行有氧呼吸。当CO?释放量最

少时，总的呼吸强度最弱，消耗有机物最少，是储存果蔬的最佳。2浓度,即图中Co

专项3光合作用与呼吸作用综合

1.A题中给出的示意图代表的是某些物质在光合作用和细胞呼吸中的相互转化过程，根

据题意可知,C1代表COZ©代表酒精（C2H5。用工3可能代表内质酸、暗反应的中间产物C3,C6

可能代表葡萄糖低%2。6）,因比，图中①、③可分别代表暗反应中82的固定和C3的还原,

其中C3的还原过程需要消耗光反应产生的ATP,C02固定的过程不需要,A错误;②过程口］

代表丙酮酸fCO2,若②过程属于无氧呼吸第二阶段，则其场所为细胞质基质，若②过程属

于有氧呼吸第二阶段，则其场所为线粒体基质,B正确;④过程代表细胞呼吸第一阶段，该

阶段释放少量能量,且释放的能量大部分以热能的形式散失工正确;⑤过程产生的C2代

表酒精，可与(橙色的)酸性重铝酸钾反应呈灰绿色,D正确。

2.D由题干和图示可知,暗史理1h,此过程中该植物只进行呼吸作用,C02浓度的增加量

代表呼吸作用强度;再光照1h,此过程中植物既进行光合作用，又进行呼吸作用，光照后与

暗处埋的C02浓度的减少量代表光合作用固定的C02量(lh卜呼吸作用释放的C02量(2h)o

该植物在27℃、28℃和29℃时，经暗处理1h、光照1h,CC)2的减少量均为60pmol,

故在27℃、28℃和29℃时该植物有机物的积累量相等,A正确。总光合速率可用“光

照后与暗处理前CO2浓度的减少量+2x暗处理后CO2浓度的增加量”表示，故在29°C时光

合速率最大;暗处理1h后CO2浓度的增加量可代表呼吸速率，故在29C时呼吸速率最

大,B正确。因总光合速率可用“光照后与暗处理前CO2浓度的减少量+2x暗处理后CO2浓

度的增加量”表示，呼吸速率可用“暗处理后CO2的增加量”表示，且净光合速率=总光合速

率-呼吸速率，因此“光照后与暗处理前C5浓度的减少量+暗处理后C5浓度的增加量“可

表示净光合速率，四个温度下，净光合速率均大于0,故用该实验的光照强度持续光照，四个

温度下该植物都能生长工正确。30℃时，该植物总光合速率=20+2x20=60(nmol/h),呼吸速

率=20nmol/h,净光合速率为40nmol/h,则经12h光照和12h黑暗后，该植物CO?的净固

定量为40xl2-20xl2=240(|imol),即有有机物积累,D错误。

3.答案⑴叶绿体细胞质基质、线粒体

⑵呼吸速率净光合速率总光合速率

(3)7(4)21a

解析(1)叶绿体是真核生物发生光合作用的场所，细胞质基质和线粒体是呼吸作用产生

ATP的场所。⑵总光合速率=净光合速率+呼吸速率。根据题总可知，在相同条件下培养•

定时间，根据黑瓶中含氧量的变化可以得知水中生物的呼吸运率，根据白瓶中含氧量的变

化可以确定水中生物的净光合速率，然后就可以计算出总光合速率。(3)由于黑瓶中的生

物只进行呼吸作用，故24h内该瓶中细胞呼吸消耗的氧气量为10-3=7(mg/L)o(4)光照强

度为cklx时,白瓶中生物在24h内产生的氧气量=24-10+7=21(mg/L)o当光照强度为aklx

时，白瓶中溶氧量不变，说明此时白瓶中生物产生的氧气量刚好用于所有生物的呼吸作用

消耗，即光照强度至少为Qklx时，该水样产氯量才能维持水中生物正常生活。

4.答案(1)-、二叶绿体类囊体薄膜

(2)>®®®®⑶减少82浓度

(4)260(5)1

解析分析图1可知，图1中①③分别表示光合作用的暗反应和光反应，②④分别表示有

氧呼吸第一、二阶段和有氧呼吸第三阶段。分析图2可知，图2表示光照强度对植物净

光合速率的影响，其中A点由于没有光照，所以只进行细胞呼吸,B点对应的光照强度为光

的补偿点，此点表示植物的光合速率等于呼吸速率,C点对应的光照强度为光饱和点，此时

净光合速率达到最大.（1）图1中过程②表示有氧呼吸第一、二阶段;过程③表