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細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 (時(shí)間:45分鐘,滿分:100分) 一、選擇題(每小題6分,共66分) 1.下列關(guān)于酶的敘述,正確的是(　　) A.在酶促反應(yīng)中,酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性 B.與無(wú)機(jī)催化劑相比,酶為化學(xué)反應(yīng)提供的活化能更多,使之具有高效性 C.高溫、低溫、過(guò)酸和過(guò)堿都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)受到破壞而永久失活 D.DNA能控制蛋白質(zhì)類酶的合成,但不能控制RNA類酶的合成 答案 A 解析 在酶促反應(yīng)中,酶的催化效率稱為酶活性,A項(xiàng)正確;與無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,而不能提供能量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;低溫不會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu),只是抑制酶活性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA既能控制蛋白質(zhì)類酶合成,也能控制RNA類酶合成,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2018湖北八校二模)下列關(guān)于酶和ATP的敘述,正確的是(　　) A.酶使細(xì)胞代謝高效而有序地進(jìn)行,對(duì)生命活動(dòng)具有重要的調(diào)節(jié)作用 B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以驗(yàn)證酶的專一性 C.酶和ATP均具有高效性和專一性 D.將ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至腺嘌呤核糖核苷酸上,產(chǎn)物是ADP 答案 D 解析 酶在細(xì)胞代謝中起催化作用,沒(méi)有調(diào)節(jié)作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;蔗糖及其水解產(chǎn)物遇碘液不發(fā)生顏色變化,因此不能利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液來(lái)驗(yàn)證酶的專一性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;酶具有高效性和專一性,ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),不具有高效性和專一性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;ATP水解會(huì)導(dǎo)致ATP分子中的高能磷酸鍵斷裂,游離的磷酸可與腺嘌呤核糖核苷酸結(jié)合生成ADP,D項(xiàng)正確。 3.下列有關(guān)下圖的敘述,錯(cuò)誤的是(　　) A.ADP被釋放后,蛋白質(zhì)還能結(jié)合ATP B.與圖中蛋白質(zhì)具有相同功能的物質(zhì),有些不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng) C.圖中的能量可用于細(xì)胞內(nèi)需要能量的生命活動(dòng) D.該蛋白質(zhì)也可結(jié)合ADP和Pi合成ATP 答案 D 解析 根據(jù)題圖,該過(guò)程為ATP的水解,圖中的蛋白質(zhì)為ATP水解酶,而酶在反應(yīng)前后數(shù)量和性質(zhì)不變,A項(xiàng)正確;絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA,RNA不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng),B項(xiàng)正確;ATP水解釋放的能量可以用于各種生命活動(dòng),C項(xiàng)正確;ADP和Pi結(jié)合生成ATP需要的酶為ATP合成酶,不同于ATP水解酶,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.酶是細(xì)胞代謝不可缺少的催化劑,ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。下圖是ATP中磷酸鍵逐級(jí)水解的過(guò)程圖,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.①代表的物質(zhì)是ADP,③是腺嘌呤核糖核苷酸 B.若要探究酶b的最適pH,應(yīng)在中性左右設(shè)置實(shí)驗(yàn)自變量 C.釋放能量最少的過(guò)程是Ⅲ D.大腸桿菌細(xì)胞產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所是線粒體 答案 C 解析 分析圖示可知,①為ADP,②為腺嘌呤核糖核苷酸(AMP),③是腺苷,④是磷酸,⑤是能量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;酶b的最適pH應(yīng)呈偏酸性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Ⅰ和Ⅱ過(guò)程斷裂的都是高能磷酸鍵,Ⅲ過(guò)程斷裂的是普通化學(xué)鍵,所以釋放能量最少的過(guò)程是Ⅲ,C項(xiàng)正確;大腸桿菌細(xì)胞屬于原核細(xì)胞,原核細(xì)胞中沒(méi)有線粒體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.為探究CO2濃度和光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用的影響,某興趣小組設(shè)計(jì)了如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置若干組,利用緩沖液維持密閉小室內(nèi)CO2濃度的相對(duì)恒定,室溫25 ℃進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn),對(duì)相應(yīng)裝置準(zhǔn)確測(cè)量的結(jié)果如下頁(yè)左上表所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　) 組　別 實(shí)驗(yàn)條件 液滴移動(dòng)/(mLh-1) 光強(qiáng)/lx CO2濃度/% 1 0 0.05 左移2.24 2 800 0.03 右移6.00 3 1 000 0.03 右移9.00 4 1 000 0.05 右移11.20 5 1 500 0.05 右移11.20 6 1 500 0.03 右移9.00 A.組別1中液滴左移的生理原因是植物有氧呼吸消耗了氧氣 B.組別6中液滴右移的生理原因是植物光合作用產(chǎn)生氧氣量小于有氧呼吸消耗氧氣量 C.與組別3比較可知,限制組別2液滴移動(dòng)的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度 D.與組別4比較可知,限制組別3液滴右移的主要環(huán)境因素是CO2濃度 答案 B 解析 組別1中沒(méi)有光照,液滴向左移動(dòng)2.24 mL/h代表的是植物的有氧呼吸消耗的密閉小室內(nèi)的氧氣量,由于室溫維持在25 ℃,其他組別的有氧呼吸強(qiáng)度保持不變,A項(xiàng)正確;組別6中在光照強(qiáng)度為1 500 lx,CO2濃度為0.03%時(shí),既進(jìn)行光合作用又進(jìn)行有氧呼吸,液滴向右移動(dòng)9.00 mL/h,說(shuō)明光合作用產(chǎn)生的氧氣量大于有氧呼吸消耗的氧氣量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;組別2和3相比,CO2濃度均為0.03%,光照強(qiáng)度分別是800 lx和1 000 lx,液滴移動(dòng)的主要限制因素是光照強(qiáng)度,C項(xiàng)正確;組別3和4相比,光照強(qiáng)度均為1 000 lx,CO2濃度分別是0.03%和0.05%,限制液滴移動(dòng)的主要環(huán)境因素是CO2濃度,D項(xiàng)正確。 6.小麥和玉米的CO2固定量隨外界CO2濃度的變化而變化(如下圖)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.小麥的CO2固定量與外界CO2濃度在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān) B.CO2濃度在100 mg/L時(shí)小麥幾乎不固定CO2 C.CO2濃度大于360 mg/L時(shí)玉米不再固定CO2 D.玉米比小麥更能有效地利用低濃度CO2 答案 C 解析 在一定范圍內(nèi),隨著外界CO2濃度的增加,小麥的CO2固定量不斷增大,說(shuō)明小麥的CO2固定量與外界CO2濃度呈正相關(guān),A項(xiàng)正確;由圖可知,外界CO2濃度在100 mg/L時(shí)小麥幾乎不固定CO2,B項(xiàng)正確; CO2濃度大于360 mg/L時(shí),玉米固定CO2的速率不變,但仍然固定CO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;外界CO2濃度在100 mg/L 時(shí)小麥幾乎不固定CO2,而玉米能夠固定CO2,說(shuō)明玉米比小麥更能有效地利用低濃度CO2,D項(xiàng)正確。 7.下圖所示各曲線所代表的生物學(xué)含義及描述正確的是(　　) A.圖丁表示小鼠體內(nèi)酶活性與外界環(huán)境溫度的關(guān)系 B.圖丙表示酵母菌呼吸時(shí)氧氣濃度與CO2產(chǎn)生量的關(guān)系,a點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生ATP最多 C.圖乙所示物質(zhì)運(yùn)輸速率不受呼吸酶抑制劑的影響 D.圖甲表示人的成熟紅細(xì)胞中ATP生成速率與氧氣濃度的關(guān)系 答案 D 解析 小鼠屬于恒溫動(dòng)物,在外界環(huán)境溫度變化時(shí),小鼠能維持體溫相對(duì)穩(wěn)定,因此小鼠體內(nèi)酶活性基本不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖丙a點(diǎn)時(shí),細(xì)胞呼吸速率最低,產(chǎn)生的ATP最少,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖乙中物質(zhì)的運(yùn)輸速率與氧氣濃度有關(guān),而且與物質(zhì)的濃度有關(guān),屬于主動(dòng)運(yùn)輸,該運(yùn)輸方式需要能量,因此運(yùn)輸速率會(huì)受到呼吸酶抑制劑的影響,C項(xiàng)錯(cuò)誤;人的成熟紅細(xì)胞中沒(méi)有線粒體,只能依靠無(wú)氧呼吸產(chǎn)生能量,因此人體成熟紅細(xì)胞中ATP生成速率與氧氣濃度無(wú)關(guān),D項(xiàng)正確。 8.下面是幾個(gè)使用同位素標(biāo)記方法的實(shí)驗(yàn),對(duì)其結(jié)果的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A.給水稻提供14CO2,則14C的轉(zhuǎn)移途徑大致是14CO2→14C3→(14CH2O) B.利用15N標(biāo)記某丙氨酸,附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體將出現(xiàn)15N,而游離的核糖體無(wú)15N C.給水稻提供14CO2,則其根細(xì)胞在缺氧狀態(tài)有可能出現(xiàn)14C2H5OH D.小白鼠吸入18O2,則在其尿液中可以檢測(cè)到H218O,呼出的二氧化碳也可能含有C18O2 答案 B 解析 光合作用中標(biāo)記二氧化碳中的14C,轉(zhuǎn)移途徑是先到C3再到糖類,A項(xiàng)正確;利用15N標(biāo)記丙氨酸,在游離的核糖體和附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體都會(huì)出現(xiàn)15N,B項(xiàng)錯(cuò)誤;給水稻提供標(biāo)記的CO2,會(huì)通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)移到植物的糖類中,糖類在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行無(wú)氧呼吸可能會(huì)出現(xiàn)含標(biāo)記的乙醇,C項(xiàng)正確;小白鼠吸入的18O2在有氧呼吸第三階段會(huì)形成H218O,H218O再參與有氧呼吸第二階段產(chǎn)生C18O2,D項(xiàng)正確。 9.下圖表示胃蛋白酶活性與溫度、pH之間的關(guān)系,以下敘述正確的是(　　) A.胃蛋白酶的最適pH是3 B.胃蛋白酶的活性受溫度和pH的影響 C.據(jù)圖無(wú)法推斷胃蛋白酶的最適溫度 D.隨著pH的升高,酶的活性逐漸降低 答案 B 解析 由題圖可知,在溫度相同,pH分別為2.0、2.5、3.0的條件下,胃蛋白酶的催化反應(yīng)速率不同,其中在pH為2.5時(shí)酶的催化反應(yīng)速率最大,說(shuō)明胃蛋白酶的最適pH為2.5左右,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由題圖可知,當(dāng)pH一定、溫度不同時(shí),胃蛋白酶的活性不同,當(dāng)溫度一定、pH不同時(shí),胃蛋白酶的活性也不同,說(shuō)明胃蛋白酶的活性受溫度和pH的影響,B項(xiàng)正確。據(jù)圖可推斷胃蛋白酶的最適溫度為37 ℃,C項(xiàng)錯(cuò)誤。由題圖可知,在最適pH前,隨著pH的升高,酶的活性逐漸升高;超過(guò)最適pH后,隨pH的升高,酶的活性降低,因此隨著pH的升高,酶的活性先升高后降低,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10. (2018陜西西安中學(xué)一模)如右圖所示,在最適溫度和光照強(qiáng)度下,測(cè)得甲、乙兩種植物的光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的變化情況,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.植物乙比植物甲對(duì)CO2濃度變化更敏感 B.當(dāng)CO2吸收量為C時(shí),植物甲與植物乙合成有機(jī)物的量相等 C.D點(diǎn)植物甲葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3含量比B點(diǎn)高 D.適當(dāng)降低光照強(qiáng)度,B點(diǎn)將向右移動(dòng) 答案 B 解析 環(huán)境中CO2濃度升高到一定程度后,植物乙CO2的吸收量降低幅度大,植物甲CO2的吸收量保持不變,因此植物乙對(duì)CO2濃度變化更敏感。當(dāng)CO2吸收量為C時(shí),植物甲與植物乙的凈光合速率相等,由于植物甲的呼吸速率比植物乙大,根據(jù)實(shí)際光合速率=凈光合速率+呼吸速率,因此植物甲合成有機(jī)物的量比植物乙多。CO2濃度由B點(diǎn)增加到D點(diǎn)時(shí),植物甲葉肉細(xì)胞內(nèi)C3的合成量增加而消耗量不變,因此細(xì)胞內(nèi)C3的含量增加。圖中曲線是在最適的光照強(qiáng)度條件下測(cè)得的,B點(diǎn)時(shí)甲的光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等,降低光照強(qiáng)度后,在較高濃度的CO2條件下才能使CO2吸收量與CO2釋放量相等,因此B點(diǎn)將右移。 11.仙人掌等多肉植物生長(zhǎng)于熱帶干旱地區(qū),這些植物經(jīng)長(zhǎng)期適應(yīng)和進(jìn)化,發(fā)展成特殊的固定二氧化碳的方式——景天酸代謝途徑(見(jiàn)下圖)。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.晚上氣孔開(kāi)放,CO2被PEP固定為OAA再被還原成蘋(píng)果酸儲(chǔ)存到液泡中 B.白天這些多肉植物通過(guò)光反應(yīng)可生成[H]和ATP C.白天氣孔關(guān)閉,暗反應(yīng)固定的CO2均來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蘋(píng)果酸直接脫羧 D.采用景天酸代謝途徑可防止仙人掌等多肉植物在白天大量散失水分 答案 C 解析 在熱帶干旱地區(qū),生物適應(yīng)環(huán)境的方式一般是白天氣孔關(guān)閉晚間開(kāi)放,由圖知,在晚間CO2+PEP→OAA→蘋(píng)果酸等,A項(xiàng)正確;光反應(yīng)的產(chǎn)物是[H]和ATP,B項(xiàng)正確;光合作用暗反應(yīng)固定的CO2,一部分來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蘋(píng)果酸脫羧,一部分來(lái)自線粒體中丙酮酸分解,C項(xiàng)錯(cuò)誤;白天氣孔關(guān)閉,能有效降低蒸騰作用,防止水分大量散失,D項(xiàng)正確。 二、非選擇題(共34分) 12.(16分)(2018江蘇卷)下圖為某植物葉肉細(xì)胞中有關(guān)甲、乙兩種細(xì)胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H]),請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,參與這一過(guò)程的兩類色素為　　　　　　　　　　　,其中大多數(shù)高等植物的　　　　　需在光照條件下合成。 (2)在甲形成過(guò)程中,細(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)的中心蛋白,在細(xì)胞質(zhì)中合成后,轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi),在　　　　　(填場(chǎng)所)組裝;核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運(yùn)到甲內(nèi),在　　　　　　(填場(chǎng)所)組裝。 (3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下,可被氧化為　　　　　　后進(jìn)入乙,繼而在乙的　　　　　　(填場(chǎng)所)徹底氧化分解成CO2;甲中過(guò)多的還原能可通過(guò)物質(zhì)轉(zhuǎn)化,在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH,NADPH中的能量最終可在乙的　　　　　　(填場(chǎng)所)轉(zhuǎn)移到ATP中。 (4)乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時(shí),可參與的代謝過(guò)程包括　　　　　　(填序號(hào))。 ①C3的還原　②內(nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸?、跦2O裂解釋放O2?、苊傅暮铣? 答案 (1)葉綠素、類胡蘿卜素　葉綠素　(2)類囊體膜上　基質(zhì)中　(3)丙酮酸　基質(zhì)中　內(nèi)膜上　(4)①②④ 解析 (1)甲為葉綠體,與光合作用有關(guān)的色素包括葉綠素、類胡蘿卜素,其中葉綠素的合成需要光照條件。(2)光反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上,與光反應(yīng)有關(guān)的中心蛋白應(yīng)該在類囊體膜上組裝;Rubisco(催化CO2固定的酶)是暗反應(yīng)過(guò)程需要的酶,暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,Rubisco(催化CO2固定的酶)的小亞基應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)丙酮酸可以進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸第二、三階段的反應(yīng);丙酮酸被分解成二氧化碳發(fā)生在線粒體基質(zhì)中;有氧呼吸前兩階段產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧氣結(jié)合,生成水的同時(shí)產(chǎn)生能量,其中一部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中。NADPH可在線粒體內(nèi)膜上被利用。(4)光合作用的暗反應(yīng)階段C3化合物的還原需要ATP;某些物質(zhì)的運(yùn)輸以及蛋白質(zhì)的合成也需要ATP供能;H2O裂解釋放O2發(fā)生在光反應(yīng)階段,該階段不消耗ATP。 13.(18分)(2018全國(guó)Ⅱ卷)為了研究某種樹(shù)木樹(shù)冠上下層葉片光合作用的特性,某同學(xué)選取來(lái)自樹(shù)冠不同層的A、B兩種葉片,分別測(cè)定其凈光合速率,結(jié)果如圖所示,據(jù)圖回答問(wèn)題。 (1)從圖可知,A葉片是樹(shù)冠　　　　(填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據(jù)是　 　。 (2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),A葉片的凈光合速率開(kāi)始下降,但測(cè)得放氧速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的　　　　　反應(yīng)受到抑制。 (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過(guò)程中,常用的有機(jī)溶劑是　　　　　　　。 答案 (1)下層　A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需光照強(qiáng)度低于B葉片 (2)暗 (3)無(wú)水乙醇 解析 (1)據(jù)圖可知,相同光照強(qiáng)度下,兩種葉片凈光合速率有所不同,且A葉片達(dá)到凈光合速率最大值時(shí)的光照強(qiáng)度小于B葉片達(dá)到凈光合速率最大值時(shí)的光照強(qiáng)度,所以A葉片是樹(shù)冠下層的葉片。 (2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),A葉片的凈光合速率開(kāi)始下降,但測(cè)得放氧速率不變,說(shuō)明光合作用的光反應(yīng)不變,光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH不變,A葉片凈光合作用速率下降的原因是暗反應(yīng)受到抑制。 (3)綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中,所以常用無(wú)水乙醇提取綠葉中的葉綠素。