第5章 细胞的能量供应和利用B卷（解析版）

第5章细胞的能量供应和利用B卷一、单项选择题(本大题共15小题，每小题4分，共60分)1．分析下表实验，下列叙述错误的是(　　)序号操作现象1质量分数20%过氧化氢＋常温氧气泡少2质量分数20%过氧化氢＋FeCl3溶液氧气泡较多3质量分数20%过氧化氢＋鲜肝提取液氧气泡最多4质量分数20%过氧化氢＋煮沸后冷却的鲜肝提取液氧气泡少A.该实验中pH为无关变量B．2号和3号对照，说明过氧化氢酶具有高效性C．3号和4号对照，说明酶的活性受温度的影响D．该实验能说明过氧化氢酶具有专一性【答案】D【解析】该实验的自变量是：不同条件(常温、FeCl3溶液、鲜肝提取液、煮沸后冷却的鲜肝提取液)，pH为无关变量；说明酶具有高效性的是3号和2号实验，生物催化剂与无机催化剂相比具有高效性；3号和4号体现酶的活性与温度之间的关系，说明酶的活性受温度的影响；要证明酶的专一性，自变量可以是底物种类或者酶的种类，该实验不能证明酶的专一性。2．如图表示有酶催化和无酶催化反应过程中的能量变化。下列相关叙述正确的是(　　)A．Ⅰ曲线表示酶促反应过程B．(a－d)的值表示反应所需的活化能C．(a－b)的值表示酶催化时降低的活化能D．曲线Ⅰ、Ⅱ表示的反应过程所经历的时间相同【答案】C【解析】Ⅱ曲线表示酶促反应过程，A错误；(a－c)的值表示反应所需的活化能，B错误；(a－b)的值表示酶催化时降低的活化能，C正确；曲线Ⅰ、Ⅱ表示的反应过程所经历的时间不相同，曲线Ⅰ 反应过程所需时间比曲线Ⅱ长，D错误。3．下列有关酶的实验叙述，正确的是(　　)A．在探究pH对酶活性的影响时，不宜选用过氧化氢酶，宜选用淀粉酶B．若用淀粉和蔗糖来验证淀粉酶的专一性，可用碘液来检测底物是否被分解C．若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，可用斐林试剂来检测底物是否被分解D．验证过氧化氢酶的高效性时，可在过氧化氢溶液中加入FeCl3溶液作为对照组【答案】D【解析】在探究pH对酶活性的影响时，选用的试剂为过氧化氢与过氧化氢酶，由于淀粉在酸性条件下也会发生化学反应，因此不宜选用淀粉酶；因为碘液只能检测淀粉是否分解，而不能检测蔗糖是否分解，所以不宜用碘液检测两种底物是否分解；若用淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，自变量是不同的温度条件，不能用斐林试剂来检测，斐林试剂的使用需要改变实验温度，对实验结果有影响；酶具有催化作用，无机催化剂也具有催化作用，酶的催化效率高，验证酶的高效性时应与无机催化剂比较。4．在不同的温度条件下，将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中，过氧化氢酶的活性随时间的变化曲线如图。下列分析正确的是(　　)A．该实验的因变量是过氧化氢酶活性，自变量有温度、时间B．从图中可以得出过氧化氢酶的最适温度为25℃C．20～80min,40℃下过氧化氢酶活性减小最显著D．温度和底物浓度对酶促反应速率的影响原理相同【答案】A【解析】根据试题分析，该实验的因变量是过氧化氢酶活性，自变量有温度、时间；从图中可以得出过氧化氢酶保持活性的较适宜温度为25℃，不能说明过氧化氢酶的最适温度为25℃；看图可知：20～80min,45℃下过氧化氢酶活性减小最显著；温度通过影响酶活性来影响酶促反应速率，底物浓度通过影响酶和底物的接触面积来影响对酶促反应速率的影响。5．如图1为ATP的结构简图，图2为ATP与ADP相互转化的关系式，以下说法错误的是(　　) A．图1的A与ATP中的“A”为同一种物质，b、c为高能磷酸键B．图2中反应向右进行时，图1中的c断裂并释放能量C．酶1和酶2的作用机理都是降低化学反应所需的活化能D．ATP与ADP快速转化依赖于酶的高效性【答案】A【解析】图1的A代表腺嘌呤，ATP中的“A”代表腺苷；图2中反应向右进行时，ATP转化为ADP，图1中的c断裂并释放能量；酶1和酶2的作用机理都是降低化学反应所需的活化能；ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性和专一性。6．下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)A．苯和乙醇的跨膜运输都不需要消耗ATPB．ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成C．细胞中ATP和ADP的相互转化的能量供应机制，是生物界的共性D．葡萄糖和果糖合成蔗糖为吸能反应，此反应会伴随细胞中ADP含量减少【答案】D【解析】苯和乙醇通过自由扩散出入细胞，其跨膜运输都不需要消耗ATP；ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成；所有生物均以ATP作为生命活动的直接能源物质，说明生物界具有统一性；葡萄糖和果糖合成蔗糖为吸能反应，需ATP水解供能，会使细胞中ADP含量增加。7．如图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图，①～③是生化反应过程，甲～丁代表相关物质。下列说法错误的是(　　)A．①、②、③过程都伴有ATP的生成B．甲、乙、丙、丁表示的物质各不相同C．①、②过程均有乙生成，但催化①、②过程的酶不同D．图示生理过程既能发生在真核生物的细胞中，也能发生在原核生物的细胞中【答案】B【解析】①、②、③过程都伴有ATP的生成，其中过程③ 生成的ATP最多。甲代表的是丙酮酸，乙代表的是[H]，丙和丁代表的都是水。①、②过程均有乙([H])的生成，但过程①是葡萄糖分解，发生在细胞质基质中；过程②是丙酮酸分解，发生在线位体基质中，所以催化①、②过程的酶不同。原核生物缺乏线粒体，但醋酸菌、蓝藻等原核生物也能进行图示的有氧呼吸过程。8．某生物兴趣小组利用酵母菌探究细胞呼吸类型，实验装置如图所示，下列说法错误的是(　　)A．选用酵母菌作为实验材料是因为其为兼性厌氧型生物　B．甲装置加入油脂的作用是隔绝空气，属于对照组C．乙装置中NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2D．两装置均可以用溴麝香草酚蓝溶液替换澄清石灰水【答案】B【解析】选用酵母菌作为实验材料是因为其为兼性厌氧型生物；甲装置加入油脂的作用是隔绝空气，甲和乙相互对比，因此不能说甲是对照组；乙装置中NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2，排除对实验结果的干扰；两个装置中的澄清石灰水的作用都是检测CO2，溴麝香草酚蓝溶液也能检测CO2，因此两装置均可以用溴麝香草酚蓝溶液替换澄清石灰水。9．下图表示某植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势，下列说法正确的是(　　)A．在12～24h期间，细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸B．曲线相交时，有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等C．从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会相对不变D．胚根长出后，萌发种子的有氧呼吸速率明显升高【答案】D【解析】据图可知，在12～24h期间，O2吸收量很少，而CO2释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸；曲线相交时，吸收的O2量等于呼出CO2 的量，说明此时种子只进行有氧呼吸；种子萌发过程中，当胚根未长出时，种子不能进行光合作用，只进行呼吸作用，通过消耗细胞中的有机物，为种子萌发提供能量和营养，因此有机物的总量下降；根据图中的CO2和O2量的变化，胚根长出后，耗氧量迅速增加，说明种子的有氧呼吸速率明显增大。10．为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如图所示的装置，下面叙述错误的是(　　)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【答案】D【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。11．如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法错误的是(　　)A．叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上B．四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇C．四种色素在层析液中溶解度最大的是甲D．发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙【答案】C【解析】据图可知，甲、乙、丙、丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。在层析液中溶解度最大的是丁；叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上；四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇，故可用无水乙醇提取色素；发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)。 12．下列有关叶绿体的说法正确的是(　　)A．叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同B．叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶都分布在基质中C．叶绿体的功能不受细胞核调控D．线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需要穿过4层磷脂双分子层【答案】D【解析】叶绿体内的类囊体堆叠形成基粒，扩大了细胞内的膜面积，而线粒体的内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积增加；叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，酶在类囊体薄膜和叶绿体基质中都有分布；叶绿体的功能受细胞核和叶绿体本身的调控；线粒体产生的CO2被同一细胞的叶绿体利用时，穿过的膜层数最少，只需要穿过2层线粒体膜和2层叶绿体膜(共4层磷脂双分子层)。13．如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中氧的转移过程。下列叙述正确的是(　　)H2OO2H2OCO2C3(CH2O)A．过程①②④都有ATP生成B．过程②⑤所需NADPH全部来源于①C．过程①③⑤都需在生物膜上进行D．过程②③可相互提供物质【答案】D【解析】过程④(CO2的固定)不产生ATP；过程②所需[H]来自有氧呼吸的第一、二阶段；③⑤分别是有氧呼吸第二阶段和光合作用暗反应，在线粒体基质和叶绿体基质中进行；过程②③可相互提供物质。14．下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列叙述错误的是(　　)A．若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③B．②的进行与⑤⑥密切相关C．蓝藻细胞中④发生在叶绿体基质中D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总量将减少【答案】C【解析】 Mg是合成叶绿素的成分，光反应阶段需要叶绿素吸收光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是光反应过程(③)；植物细胞吸收无机盐离子是主动运输过程，需要消耗能量，故与⑤⑥有氧呼吸过程密切相关；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，其光合作用发生在光合片层上；图中光反应过程(③)O2的产生量小于有氧呼吸过程(⑥)O2的吸收量，则净光合作用量<0，该植物体内有机物的量将减少。15．科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如图。下列分析错误的是(　　)A．温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关B．此实验中CO2浓度是无关变量，各组间需保持一致和稳定C．温度为40℃，光照为1500lx条件下菠菜光合速率为6D．菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度【答案】A【解析】温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关；本实验的自变量是光照强度与温度，因变量是净光合速率，CO2浓度等其他因素是无关变量；据图可知，温度为40℃，光照为1500lx条件下菠菜净光合速率为2，呼吸速率为4，根据真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率可知，此时其光合速率为6；据图可知，菠菜叶片进行光合作用的最适温度是30℃，呼吸作用的最适温度是40℃，因此菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度。二、综合题(本大题共4小题，共40分)16．为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响(不考虑酸碱对淀粉水解的影响)，某同学具体的实验操作步骤如下：①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1mL。②分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2mL，③向各试管中加入相应的缓冲液3mL。使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。④将1～5号试管均放入37℃温水中恒温水浴。⑤反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如表所示：项目12345 pH5.606.206.807.408.00颜色＋＋＋橙黄色＋＋＋注：“＋”表示蓝色程度。(1)实验设计中，因变量是____________。实验过程中选择37℃恒温的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明____________________________。(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？________________________。(4)该同学的操作中有一处错误，请改正。___________________________。(5)该实验得出的结论是__________________________________________________。【解析】(1)根据表中信息，因变量是颜色变化。温度为无关变量，无关变量要保持相同且适宜，因此实验过程选择37℃恒温是为了排除温度因素对结果的干扰，且37℃是唾液淀粉酶起催化作用的最适温度。(2)由于淀粉遇碘液变蓝，而3号试管加碘液后出现橙黄色，说明淀粉已被完全分解。(3)反应速率较快时，可对唾液加水稀释，从而减慢反应速率。(4)该同学的操作应将步骤③移到②之前。(5)根据表中信息可知，该实验结论为：唾液淀粉酶的活性受pH的影响，唾液淀粉酶最适pH约为6.80，高于或低于此pH时酶活性逐渐降低。【答案】(1)颜色变化　保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰；37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度　(2)淀粉已经完全分解　(3)适当稀释唾液　(4)将步骤③移到②之前　(5)唾液淀粉酶催化的最适pH约为6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低17．将某种微生物放在含等量葡萄糖溶液的4支试管中培养，通入不同浓度的O2后，在同一时刻测得其产生的CO2与酒精的量如下表，请分析并回答下列问题：O2浓度abcdCO2912.51530酒精96.5x0(1)该微生物的呼吸作用类型是__________________________________________，判断依据是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)当O2浓度为c时，如何鉴定该微生物是否进行了无氧呼吸？____________________________________________________________________________________________。 (3)若当O2浓度为c时，有2/3的葡萄糖用于酒精发酵，则产生的酒精的量是__________。(4)该微生物在进行无氧呼吸时，不能产生乳酸的原因是________________________。【解析】(1)在O2浓度为a和b时，均产生酒精，说明该微生物可进行无氧呼吸；当O2浓度为d时，不产生酒精但产生CO2，说明该微生物可进行有氧呼吸，所以该微生物的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸(兼性厌氧型)。(2)结合题目信息可知，该微生物无氧呼吸的产物是CO2与酒精，而有氧呼吸与无氧呼吸均能产生CO2，所以应该以是否产生酒精作为判断该微生物是否进行了无氧呼吸的依据，橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精反应，变成灰绿色。(3)设共消耗葡萄糖X，则2X/3的葡萄糖发酵可产生4X/3的CO2和4X/3的酒精，其余X/3的葡萄糖用于有氧呼吸可产生2X的CO2，所以4X/3＋2X＝15，得X＝4.5，因此产生的酒精的量为6。(4)不同生物无氧呼吸途径不同的原因是酶的种类不同。【答案】(1)有氧呼吸和无氧呼吸(兼性厌氧型)　在O2浓度为a和b时，均产生酒精，说明该微生物可进行无氧呼吸；在O2浓度为d时，不产生酒精但产生CO2，说明该微生物可进行有氧呼吸　(2)在酸性条件下，向试管中加入橙色的重铬酸钾溶液，观察是否变成灰绿色　(3)6　(4)细胞内没有催化形成乳酸的酶18．下列是某小组在完成绿叶中色素的提取和分离实验时所遇到的问题，请分析回答问题：(1)绿叶中的色素都能溶解于层析液中，它们被分离的原理是________________________________________________________________________，在滤纸上扩散速度最快的色素是_____________________________________________。(2)将5g新鲜完整的菠菜叶放在研钵中，加入二氧化硅后，迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是___________________________________________________________________________。(3)实验过程中，为防止挥发性物质大量挥发，采取的措施有______________________。(4)某生物小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，分别选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”做“绿叶中色素的提取和分离”实验，色素层析结果如图所示，请根据实验结果回答问题：①绿叶组的滤纸条是____________(填字母)，判断依据是_________________________________________________________________________________。②嫩黄叶组的滤纸条是__________(填字母)，判断依据是____________________。 【解析】(1)叶绿体中的各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离，其中扩散速度最快的是胡萝卜素，最慢的是叶绿素b。(2)在色素的提取过程中，二氧化硅能使研磨更加充分，碳酸钙则可防止色素在研磨过程中被破坏，无水乙醇可以把色素溶解并提取出来。(3)由于提取液及层析液易挥发，因此在研磨过程中要迅速，滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞严，层析时要用培养皿盖住小烧杯。(4)蓝绿色的叶绿素a带和黄绿色的叶绿素b带较宽的是绿叶组，蓝绿色的叶绿素a带和黄绿色的叶绿素b带较窄的是嫩黄叶组。【答案】(1)不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快　胡萝卜素　(2)没有加入碳酸钙和无水乙醇，叶绿素分子受到破坏，色素没有溶解在乙醇中被提取出来　(3)迅速研磨，及时用棉塞将试管口塞严或用培养皿盖住小烧杯　(4)①A　叶绿素a带和叶绿素b带较宽　②B　叶绿素a带和叶绿素b带较窄19．下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为______________________，其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在__________________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在________(填场所)组装。(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为________后进入乙，继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。(4)乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括________(填序号)。①C3的还原　②内外物质运输　③H2O裂解释放O2④酶的合成【解析】(1)图中甲是叶绿体，是进行光合作用的场所。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，可以吸收光能，并将光能转变为化学能；叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。(2)光反应在叶绿体的类囊体膜上进行，参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后，转运到叶绿体的类囊体膜上组装；CO2 的固定发生在叶绿体基质中，催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。(3)图中乙为线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所。氧气充足时，光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2，同时产生[H]和ATP；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段，即和O2反应生成水，同时产生大量ATP。叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH，NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。(4)由图示可知，乙(线粒体)产生的ATP能够进入甲(叶绿体)，所以在线粒体中合成的ATP可以用于C3的还原，同时还能用于内外物质的运输、酶的合成等。水的光解不需要ATP。【答案】(1)叶绿素、类胡萝卜素　叶绿素　(2)类囊体膜上　基质中　(3)丙酮酸　基质中　内膜上　(4)①②④