内容正文:
专题08 细胞通过分解有机分子获取能量
综合题
1.(23-24高一下·上海·期末)天南星科臭菘是一种在早春开花并依靠蝇类昆虫传粉的植物,花朵盛开时肉穗花序温度高于环境温度10℃以上,甚至能把四周的冰雪溶解。图1是发生在臭菘叶片中的某生理过程示意图。
(1)图1中能产生ATP的过程是_____。
A.① B.② C.③ D.④
(2)ATP的化学简式为_____。
A.A-T-P~P~P B.A-P~P~P
C.A~P~P~P D.A-P-P-P
(3)图1中物质B是 (写中文名称),物质C是 (写中文名称)。
(4)天南星科植物可以耐受水培,而很多其他的陆生植物在水培时常常出现烂根。烂根现象的原因可能是 。
(5)与葡萄糖代谢比较,氨基酸分解代谢途径的特有步骤是______。
A.糖酵解 B.脱氨基作用
C.电子传递链 D.转氨基作用
研究发现,臭菘开花时其肉穗花序采用另一种独特的交替氧化酶代谢途径产热。图2为臭菘花序中电子传递链机理图。交替氧化酶代谢途径需要交替氧化酶(AOX)的参与。
图2
(6)交替氧化酶AOX的化学本质是 ,提高花序中AOX酶活性的措施有 。
(7)图2中的电子传递链发生于 ,此处的膜面积大大增加的意义是 。
(8)研究发现,在臭菘的花蕾期,电子传递的主要路径是NADH→复合物I→Ⅲ→IV→O2。在开花期,交替氧化酶途径被激活,该途径中电子传递的路径是NADH→复合物I→AOX→O2。请结合题干和所学知识,解释臭菘在开花期产热的机理及生理意义: 。
【答案】(1)ACD
(2)B
(3)乙酰CoA 还原型辅酶I
(4)由于缺氧会导致根细胞进行无氧呼吸产生酒精,酒精对根细胞有毒害作用,会造成烂根
(5)B
(6)蛋白质 提高花序温度
(7)线粒体内膜 广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点,有利于化学反应的高效进行。
(8)在开花期,交替氧化酶途径被激活,该途径中电子传递的路径是NADH→复合物I→AOX→O2,该过程不发生H+跨膜运输过程,故不能形成驱动ATP合成H+的电化学势能,在AOX的作用下,H+与O2结合生成水,在有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失,少部分转移到ATP中,最终使开花期产热。开花期产热可促进挥发物质挥发,吸引昆虫传粉。
【分析】 分析图示,图1是某植物细胞内细胞呼吸过程示意图,图中A为丙酮酸,B为乙酰辅酶A,C为还原型辅酶I。图中①过程为细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质,该阶段产生少量的ATP;②为丙酮酸脱羧反应,③为三羧酸循环,属于有氧呼吸的第二阶段,该阶段产生少量的ATP;④为有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,该阶段产生的ATP最多。
【详解】(1) 图1为有氧呼吸的三个阶段,图中①过程为细胞呼吸的第一阶段,③为三羧酸循环,属于有氧呼吸的第二阶段,④为有氧呼吸的第三阶段,其中第一、第二和第三阶段均可以产生ATP,故图中①③④均可产生ATP,ACD正确,B错误。
(2)ATP的元素组成为C、H、O、N、P,中文名称腺苷三磷酸,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。因此ATP的化学简式为A-P~P~P。
(3)图1是某植物细胞内细胞呼吸过程示意图,图中A为丙酮酸,B为乙酰辅酶A(乙酰CoA),C为还原型辅酶I。
(4)很多其他的陆生植物在水培时常常出现烂根现象的原因可能是由于缺氧会导致根细胞进行无氧呼吸产生酒精,酒精对根细胞有毒害作用,会造成烂根。
(5)葡萄糖、氨基酸都可以作为能源物质,因此彻底氧化分解后都能生成H2O和CO2,糖类可以用于合成糖原,氨基酸能够发生脱氨基作用。ACD错误,B正确。
(6)绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。交替氧化酶AOX的化学本质是蛋白质。可以通过提高花序温度来提高花序中AOX酶的活性。
(7)O2与[H]结合生成水,为有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,因此图2中的电子传递链发生于线粒体内膜。线粒体内膜向内折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位 点,有利于化学反应的高效进行。
(8)研究发现,在臭菘的花蕾期,电子传递的主要路径是NADH→复合物I→Ⅲ→IV→O2。膜蛋白I、Ⅲ、IV能跨膜运输H+,运向膜的另一侧,H+顺浓度梯度跨膜运输驱动ATP合成。在开花期,交替氧化酶途径被激活,该途径中电子传递的路径是NADH→复合物I→AOX→O2,该过程不发生H+跨膜运输过程,故不能形成驱动ATP合成H+的电化学势能,在AOX的作用下,H+与O2结合生成水,在有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失,少部分转移到ATP中,最终使开花期产热。开花期产热可促进挥发物质挥发,吸引昆虫传粉。
2.(23-24高一上·上海·期末)耐力性运动是指机体进行一定时间(每次30min以上)的低中等强度的运动,如步行、游泳等。为探究在耐力性运动训练中肌细胞出现的适应性变化,研究人员进行了相关实验。请回答问题:
(1)肌细胞通过图1的 (填字母)过程将葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生的能量部分转化为 为运动直接提供能量,部分以 的形式释放。
(2)下列说法正确的是:___(多选)。
A.甲表示丙酮酸和NADH
B.催化b过程的酶存在于线粒体基质和线粒体内膜
C.c过程发生在细胞质基质
D.人体肌肉细胞也可以通过c过程产生酒精
(3)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是___(多选)。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
探究耐力性运动训练或停止训练时,肌纤维中线粒体数量出现的适应性变化,实验结果如图2。
(4)由图2可知,下列说法错误的是___。
A.经过一段时间训练后,肌纤维中线粒体数量趋于稳定。
B.若停训1周立即恢复训练,能使线粒体的数量恢复到接近停训前的水平。
C.若继续停止训练,4周后将降至开始训练时的水平。
D.训练时间越长,线粒体数量越多
(5)研究发现耐力性训练能够促进脂肪分解,下列关于脂肪分解的描述正确的是___。
A.脂肪氧化分解成甘油和脂肪酸
B.脂肪酸转化为乙酰辅酶A后,参与呼吸作用
C.甘油和脂肪酸直接参与呼吸作用
D.脂肪分解成氨基酸后,转变为丙酮酸参与三羧酸循环
(6)耐力性运动训练也能使肌纤维周围的毛细血管数量增加。请解释在耐力性运动训练中出现这些适应性变化的意义___(多选)。
A.毛细血管数量增加,加速氧气和二氧化碳的运输
B.肌细胞线粒体数量增多,使肌细胞有氧呼吸增强以适应耐力性运动训练对能量的需求
C.线粒体增加,毛细血管数量增加和脂肪分解加快,有利于提高无氧呼吸供能
D.脂肪分解加快,提高细胞能量供应
(7)研究认为长期耐力性运动训练出现的适应性变化是预防冠心病、糖尿病和肥胖的关键因素。请你结合本研究结果给出进行体育锻炼时的建议: 。
【答案】(1) ab ATP 热能
(2)ABC
(3)ABD
(4)D
(5)B
(6)ABD
(7)每次进行至少30分钟的有氧运动并且每周坚持
【分析】图1中:a表示呼吸作用的第一阶段,b表示有氧呼吸的第二三阶段,c表示无氧呼吸的第二阶段。
【详解】(1)图1中a代表呼吸作用的第一阶段,b代表有氧呼吸第二、三阶段,因此通过ab将葡萄糖等有机物彻底氧化分解;能为生命活动直接供能的是ATP;有氧呼吸释放的能量大量以热能的形式释放。
(2)A、甲表示丙酮酸和NADH,是细胞呼吸第一阶段的产物,A正确;
B、b代表有氧呼吸第二、三阶段,催化b过程的酶存在于线粒体基质(第二阶段)和线粒体内膜(第三阶段),B正确;
C、c过程为无氧呼吸第二阶段,发生在细胞质基质,C正确;
D、人体肌肉细胞不能产生酒精,D错误。
故选ABC。
(3)A、乳酸菌是厌氧菌,故减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵,A合理;
B、浇水过量会导致根部细胞无氧呼吸产生酒精,B合理;
C、酵母菌酿酒是利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的作用,所以不能向发酵液连续通气,C不合理;
D、低温储藏果蔬,可降低酶的活性,进而降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗,D合理。
故选ABD。
(4)A、结合图示可知,经过5周训练后,肌纤维中线粒体数量趋于稳定,A正确;
B、结合图示可知,在第五周停训1周立即恢复训练,能使线粒体的数量恢复到接近停训前的水平,B正确;
C、图中第6周停止训练,4周后将降至开始训练时的水平,C正确;
D、训练到第五周线粒体数量不再上升,因此并非训练时间越长,线粒体数量越多,D错误。
故选D。
(5)A、脂肪水解成甘油和脂肪酸,氧化分解成CO2和水,A错误;
B、脂肪酸转化为乙酰辅酶A后,进入柠檬酸循环,参与呼吸作用,B正确;
C、甘油和脂肪酸不能直接参与呼吸作用,C错误;
D、脂肪不能分解成氨基酸,D错误。
故选B。
(6)A、血液可以运输气体,毛细血管数量增加,加速氧气和二氧化碳的运输,A正确;
B、线粒体是能量代谢的中心,肌细胞线粒体数量增多,使肌细胞有氧呼吸增强以适应耐力性运动训练对能量的需求,B正确;
C、线粒体增加,毛细血管数量增加和脂肪分解加快,有利于提高有氧呼吸供能,C错误;
D、同等质量的脂肪比糖类的能量多,脂肪分解加快,提高细胞能量供应,D正确。
故选ABD。
(7)体育锻炼时,每次进行至少30min的有氧运动并且每天(周)坚持,有利于提高线粒体的数量。
3.(22-23高一上·上海·期末)癌细胞的耐药性
化疗是肿瘤治疗的常用方式之一、临床上常会出现这样的情况,一些肿瘤经化疗缓解缩小后,却对进一步的化疗不敏感,这主要是癌细胞对化疗药产生了耐药性所致。研究表明, 耐药性的产生与 P-糖蛋白(P-glycoprotein)有关,P-糖蛋白是多药耐药基因 MDR 表达的产物,其基本功能是在 ATP 供能的情况下,排出进入细胞内的药物,如图 1 所示。
(1)图 1 中,构成癌细胞质膜(plasma membrane)基本骨架的是_____
A.纤维素和果胶 B.磷脂双分子层
C.微管和微丝 D.蛋白质和 DNA
(2)P-糖蛋白是由糖链与膜蛋白结合形成的复合物,其糖链位于_____
A.质膜外侧 B.质膜内侧 C.质膜内、外侧 D.以上均不对
(3)P-糖蛋白中除糖链以外的部分是膜蛋白,其基本结构单位是_____
A.葡萄糖 B.脂肪酸 C.氨基酸 D.核苷酸
(4)P-糖蛋白的合成、加工、转运涉及多个环节,请将各环节及其场所连线:
合成携带 MDR 遗传信息的 mRNA
核糖体
mRNA 指导合成相应的蛋白质
内质网
将糖链添加到蛋白质上形成 P-糖蛋白
小囊泡
将成熟的 P-蛋白转运到细胞质膜
细胞核
(5)P-糖蛋白将化疗药物泵出细胞的方式,属于_____
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吐作用
(6)ATP 是生命活动直接的能源物质,ATP 中的 A 代表_____
A.腺苷 B.腺嘌呤
C.腺嘌呤核糖核苷酸 D.腺嘌呤脱氧核苷酸
(7)即使在氧气充足的情况下,癌细胞也更加倾向于通过无氧呼吸的方式产能,称 为瓦伯格效应。其无氧呼吸的发生场所是_____
A.核糖体 B.线粒体 C.细胞核 D.细胞质基质
(8)由于瓦伯格效应,癌细胞生活的微环境通常呈 (选填“酸性”“碱性” 或“中性”)。写出一种存在于血液中,可调节细胞内外酸碱度变化的离子:
【答案】(1)B
(2)A
(3)C
(4)
(5)C
(6)A
(7)D
(8) 酸性
HCO3-
【分析】根据题意可知:癌细胞 耐药性的产生与 P-糖蛋白有关,P-糖蛋白是多药耐药基因 MDR 表达的产物,其基本功能是在 ATP 供能的情况下,排出进入细胞内的药物。
【详解】(1)细胞质膜的基本骨架是磷脂双分子层,故选B。
(2)糖链一般分布于质膜的外侧,故选A。
(3)蛋白质的基本组成单位是氨基酸,故选C。
(4)合成携带 MDR 遗传信息的 mRNA经转录合成,场所是细胞核;蛋白质合成的场所是核糖体;核糖体中合成的蛋白质进入内质网进行初步的加工,将将糖链添加到蛋白质上形成 P-糖蛋白;小囊泡包裹着成熟的 P-蛋白向细胞质膜转运。
(5)P-糖蛋白基本功能是在 ATP 供能的情况下,排出进入细胞内的药物,结合图示可知,P-糖蛋白将化疗药物泵出细胞的方式,属于主动运输,故选C。
(6)ATP 中的 A 代表腺苷,由腺嘌呤和核糖组成,故选A。
(7)无氧呼吸的场所是细胞质基质,故选D。
(8)癌细胞通过无氧呼吸的方式产能,癌细胞无氧呼吸会产生乳酸,所以癌细胞生活的微环境通常呈酸性。血浆的pH之所以能够保持稳定,与HCO3-、HPO42-等离子有关。
4.(22-23高一上·上海·期末)合理膳食是健康的基础,细胞通过氧化分解有机物获得能量,脂肪、蛋白质等有机物可以作为细胞呼吸的原料,也可以相互转化。如图是人体肝细胞内的部分生化反应及其联系的示意图。图中编号表示过程,字母表示物质。
(1)图过程①③④中,产生能量最多的过程和对应场所是______________。
A.① 细胞质基质 B.③线粒体基质
C.④ 线粒体基质 D.④线粒体内膜
(2)在细胞的有氧呼吸过程中,1mol 葡萄糖彻底氧化分解约释放出2870kJ 的能量,其中约有1161kJ 的能量储存在ATP 中,其余的能量以热能的形式散失,这个过程中大部分能量作为热能释放,其生物学意义是什么? 。
(3)超重的小明为了减肥,在购买饮料时挑选了写有“0 脂肪”字样的含蔗糖饮料,但连续饮用该饮料一个月后,他发现体重不减反增。请结合图中所示反应过程,为小明解释体重增加的可能原因。 。
(4)如下图所示,线粒体内膜上的质子泵能将NADH 分解产生的H+ 转运到线粒体内外膜间隙,使内外膜间隙中H+ 浓度增加;结构①能将H+ 运回线粒体基质,同时催化ATP 的合成。下列叙述正确的是____________。
A.H+ 通过质子泵和结构①的跨膜运输方式都是主动运输
B.结构①具有物质转运和催化ATP 合成的功能
C.抑制结构①的活性也会抑制无氧呼吸过程中ATP 的产生
D.线粒体外膜上也含有大量能促进ATP 合成的结构①
(5)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。下图是丙酮酸脱羧酶催化某底物的反应示意图,下列相关叙述不正确的是___________。
A.适当增大D 的浓度会提高酶催化的反应速度
B.E 的浓度与酶催化的反应速度始终成正比
C.F 或G 的生成速度可以表示酶催化反应速度
D.升高温度可能导致反应速度下降
(6)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是_____________。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
(7)下图示显微镜下某真核细胞中线粒体及周围的局部结构。下列相关叙述正确的是( )
A.结构①中发生葡萄糖的分解但不生成ATP
B.结构②上丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O
C.结构③中[H]与O2结合生成水并释放大量能量
D.结构①②③中均有参与细胞呼吸的相关酶
(8)用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.丙是细胞内蛋白质的合成场所 B.甲是细胞有氧呼吸的主要场所
C.乙具有膜结构,只能是溶酶体 D.甲和乙具膜结构,丙没有膜结构
(9)实验中用同一显微镜观察了同一装片同一位置4 次,每次仅调整目镜或物镜、细准焦螺旋,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.若使用相同亮度的光源和光圈,则甲视野最亮
B.在甲视野中所观察到的细胞,在丙视野中均可被观察到
C.要在丁视野中完整看到乙视野中的X 结构,应向右上方移动装片
D.若在丙视野中看到的物像模糊,应增大物镜的放大倍数
(10)将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后,再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分,与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3 支试管中,并向这3 支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下,最终能产生CO2和H2O 的试管是( )
A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
(11)即使在氧气充足的条件下,肝癌细胞的无氧呼吸也非常活跃。据报道,中国科学技术大学吴教授发现肿瘤抑制因子p53 通过影响关键酶的活性抑制癌细胞的无氧呼吸,但不影响正常细胞。下列叙述不正确的是( )
A.肝癌细胞在细胞质基质中进行无氧呼吸并产生乳酸
B.正常细胞在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸
C.肝癌细胞利用葡萄糖产生ATP 的效率比正常细胞低
D.p53 最可能抑制了催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶
(12)某种酶是由419 个氨基酸形成的蛋白质。科学家利用生物技术做出5 种不同长度的该酶的片段,并分别测定其活性如图所示,分析该酶最可能具有活性的部分是( )
A.第1 号氨基酸到第43 号氨基酸
B.第44 号氨基酸到第85 号氨基酸
C.第196 号氨基酸到第419 号氨基酸
D.第197 号氨基酸到第302 号氨基酸
【答案】(1)D
(2)有氧呼吸的能量转换效率大约是40.45%,1mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量2870KJ,其中可使1161KJ的能量储存在ATP(38mol)中,即1mol的葡萄糖有氧呼吸能使38mol的ADP转换为ATP,维持体温的恒定并不断地向环境中散发
(3)蔗糖进入人体后分解转化为葡萄糖,葡萄糖氧化分解为丙酮酸和乙酰辅酶A,丙酮酸转为化甘油,乙酰辅酶A转化为脂肪酸,甘油和脂肪酸合成脂肪,导致体重增加
(4)B
(5)B
(6)ABD
(7)D
(8)C
(9)A
(10)B
(11)D
(12)B
【分析】分析题图:①是葡萄糖转变为A丙酮酸,称为糖酵解的过程;过程③是三羧酸循环,发生在线粒体基质中;产生能量最多的阶段是有氧呼吸第三阶段的反应,即④过程。
【详解】(1)图过程①(表示糖酵解过程),③(表示三羧酸循环),④(表示有氧呼吸第三阶段的反应)中,产生能量最多的过程是有氧呼吸的第三阶段,对应场所是④线粒体内膜,D正确,ABC错误。
故选D。
(2)有氧呼吸的能量转换效率大约是40.45%,1mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量2870KJ,其中可使1161KJ的能量储存在ATP(38mol)中,即1mol的葡萄糖有氧呼吸能使38mol的ADP转换为ATP,维持体温的恒定并不断地向环境中散发。
(3)蔗糖进入人体后分解转化为葡萄糖,葡萄糖氧化分解为丙酮酸和乙酰辅酶A,丙酮酸转为化甘油,乙酰辅酶A转化为脂肪酸,甘油和脂肪酸合成脂肪,导致体重增加。
(4)A、H+通过质子泵的跨膜运输方式是主动运输,而通过结构①的跨膜运输是顺浓度梯度进行的,为协助扩散,A错误;
B、结合图示可知,结构①能将氢离子进行顺浓度梯度转运,并且能催化ATP的产生,因此结构①不仅具有物质转运功能,也具有催化功能,B正确;
C、无氧呼吸的场所发生在细胞质基质中,而结构①存在于线粒体内膜上,因此抑制结构①的活性不会抑制无氧呼吸过程中ATP的产生,C错误;
D、线粒体外膜较光滑,起细胞器界膜的作用,不含能促进ATP合成的结构①,D错误。
故选B。
(5)A、酶促反应速率会随着酶浓度的增加而增加,前提是底物浓度足够多,即适当增大D的浓度会提高酶催化的反应速度, A正确;
B、E作为酶促反应的底物, 随着底物浓度的增,酶促反应速率逐渐增加,但酶量是有限的,因此底物与酶催化的反应速度不能表现为始终成正比,而是增加到一定程度后保持不变, B错误;
C、F或G作为酶促反应的产物,其生成速度可以表示酶催化反应速度,C正确;
D、在低于酶最适温度范围内随着温度的升高,酶促反应速率逐渐上升,超过最适温度后,随着温度的升高,酶促反应速率逐渐下降,据此可知,升高温度可能导致反应速度下降, D正确。
故选B。
(6)A、乳酸菌是厌氧菌,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵 ,A正确;
B、浇水过量会导致根部细胞无氧呼吸产生酒精,导致烂根现象,B正确;
C、酵母菌酿酒是利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的作用,所以不能向发酵罐内连续通气,C错误;
D、低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗,D正确。
故选ABD。
(7)A、结构①细胞质基质中能发生有氧呼吸的第一阶段,葡萄糖分解形成丙酮酸,也能生成ATP,A错误;
B、结构②线粒体内膜和③线粒体基质上发生有氧呼吸的第三阶段和第二阶段,丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O,B错误;
C、结构②线粒体内膜中[H]与O2结合生成水并释放大量能量,结构③线粒体基质上发生丙酮酸与水结合形成CO2和[H],并释放少量能量,C错误;
D、结构①②③是有氧呼吸三个阶段的场所,其中均有参与细胞呼吸的相关酶,D正确。
故选D。
(8)A、由题图可知,丙细胞器的成分有蛋白质、核酸,丙细胞器是核糖体,是蛋白质合成的场所,A正确;
B、由题图可知,甲细胞器的成分有蛋白质、脂质和核酸,在动物细胞中甲是线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所,B正确;
C、由题图可知,乙细胞器的成分有蛋白质、脂质,属于具膜细胞器,可能是内质网、高尔基体和溶酶体等,C错误;
D、甲是线粒体,乙是内质网、高尔基体和溶酶体等,丙是核糖体,甲和乙具膜结构,丙没有膜结构,D正确。
故选C。
(9)A、若使用相同亮度的光源和光圈,甲的放大倍数最小,视野最亮,A正确;
B、丙比甲放大的倍数大,在甲观察到的细胞,在丙视野中部分观察不到,B错误;
C、光学显微镜成倒立的虚像,要在丁视野中完整看到乙视野中的X结构,应向左下方移动装片,C错误;
D、若在丙视野中看到的物像模糊,应调节细准焦螺旋,D错误。
故选A。
(10)有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖葡萄糖分解成丙酮酸和少量的[H],并且释放少量能量,是在细胞质基质中进行的,第二阶段是丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H],释放少量能量,是在线粒体基质中进行的,第三阶段是[H]和氧气结合生成水释放大量能量,是在线粒体内膜上进行的,甲中是细胞质基质,只能进行第一阶段,乙中含有细胞器(线粒体),加入葡萄糖不反应,丙是完整细胞,能完成有氧呼吸的全过程,因此在有氧条件下,最终能产生CO2和H2O 的试管是丙,B正确,ACD错误。
故选B。
(11)A、由于在氧气充足的条件下,肝癌细胞的无氧呼吸也非常活跃,所以肝癌细胞在细胞质基质中进行无氧呼吸并产生乳酸,A正确;
B、正常细胞在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸,释放大量能量,B正确;
C、肝癌细胞的无氧呼吸非常活跃,其利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低,C正确;
D、P53通过影响关键酶的活性抑制癌细胞的无氧呼吸,但不影响正常细胞,说明其不可能抑制催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶,而是抑制了催化丙酮酸转化为乳酸的关键酶,D错误。
故选D。
(12)由题图可知,1~196片段具有活性,由此可确定酶活性片段在第1号到第196号氨基酸之间;而86~419片段没有活性,说明酶活性片段在第86号氨基酸之前;44~419片段具有活性,说明酶活性片段在第44号氨基酸之后,综上所述可知该酶活性片段是第44号氨基酸到第85号氨基酸,B正确,ACD错误。
故选B。
5.(22-23高一上·上海·期末)啤酒是以大麦芽、酒花、水为主要原料,经酵母发酵作用酿制而成的低酒精度酒,除此之外啤酒还含有多种氨基酸、维生素、低分子糖、无机盐和各种酶。其中,低分子糖和氨基酸很容易被人体消化吸收,因此啤酒往往被人们称为“液体面包”。
(1)经常大量喝啤酒,容易导致人体发胖的原因是 。
(2)啤酒中氨基酸吸收进人体后可以通过脱水缩合形成血红蛋白、胰岛素等蛋白质,但这些蛋白质的功能并不相同,推测其可能原因是 。
A.氨基酸数目不同 B.氨基酸排列顺序不同
C.肽链数目不同 D.肽链的空间结构不同
在酿造过程中酿酒酵母不具备用大麦酿造啤酒所需的所有酶。例如,酵母菌细胞不产生淀粉酶,需要酿酒者首先利用麦芽中的淀粉酶,将淀粉转化成低分子糖,该过程称为糖化。
(3)下图表示酵母菌细胞中几种化学元素与相应化合物之间的关系,其中①③④代表单体。下列有关叙述正确的是
A.若⑤具有催化作用,则①可与双缩脲试剂反应显紫色
B.若②具有保温、缓冲和减压的作用,则②比同质量的葡萄糖彻底氧化分解产能多
C.若⑥主要分布在细胞核,则③中不含单糖
D.若⑦是淀粉,则④只存在于酵母细胞中
(4)啤酒生产中以大麦芽中淀粉为原料,经过糖化过程才能酿造,其原因是
A.淀粉能够进入细胞发生反应 B.淀粉是多糖直接参与细胞呼吸
C.淀粉糖化产生葡萄糖进入细胞 D.淀粉糖化产生葡萄糖进入线粒体
(5)在酿酒过程中酵母菌产生酒精的场所和气体分别是
A.细胞质基质 O2 B.线粒体基质 CO2
C.细胞质基质 CO2 D.线粒体基质 O2
随着提取技术的进步,我们可以在啤酒酿造过程中提取各种酶制剂,现有三个烧杯 A、B、C 装有从麦汁中提取到的脂肪分解酶、蛋白分解酶和两种酶的混合物,由于没有标签不知道 A、B、C 各个烧杯中装有哪种酶制剂。现在利用这些酶制剂来清洗衣服,根据现象给相应装有酶制剂的烧杯贴标签。实验结果如表所示(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见下表。
A杯酶制剂
B杯酶制剂
C杯酶制剂
无酶洗衣服(对照)
血渍
+++
+
+++
+
油渍
+
+++
+++
+
根据实验结果:
(6)含蛋白分解酶的杯子是
(7)含两种酶的杯子是 。
(8)表中不宜用哪种杯中装的酶制剂洗涤蚕丝织物? 。
【答案】(1)啤酒中含有人体容易消化吸收的低分子糖
(2)ABC
(3)B
(4)C
(5)C
(6)A杯和C杯
(7)C杯
(8)A杯和C杯
【分析】在细胞内,组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万,氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,因此,蛋白质分子的结构极其多样,这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。
酵母菌的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫作酒精发酵。在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程,就是无氧呼吸。
蛋白酶能将蛋白质分解成多肽和小分子的氨基酸,脂肪酶能将脂肪分解成脂肪酸和甘油。
【详解】(1)据题干信息“啤酒还含有多种氨基酸、维生素、低分子糖、无机盐和各种酶”,可知,经常大量喝啤酒,会摄入较多低分子糖,且低分子糖容易被人体消化吸收,所以容易导致人体发胖。
(2)不同蛋白质功能不同是其空间结构不同造成的,蛋白质空间结构的差异体现在构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同,肽链的数目及肽链盘曲折叠的方式不同。ABC正确,D错误。
故选ABC。
(3)A、若⑤具有催化作用,⑤含元素包括C、H、O、N,则⑤是酶,化学本质为蛋白质,则①为氨基酸,不能与双缩脲试剂反应显紫色,A错误;
B、若②具有保温、缓冲和减压的作用,则②是脂肪。脂肪含H比例高,则脂肪比同质量的葡萄糖彻底氧化分解产能多,B正确;
C、⑥元素组成为C、H、O、N、P,若⑥主要分布在细胞核,则⑥是DNA,③中含脱氧核糖,C错误;
D、若⑦是淀粉,则④为葡萄糖,葡萄糖普遍存在于生物体的细胞中,D错误。
故选B。
(4)据题干信息“酵母菌细胞不产生淀粉酶,需要酿酒者首先利用麦芽中的淀粉酶,将淀粉转化成低分子糖,该过程称为糖化”,推测淀粉是多糖,不易进入细胞氧化分解,需要先水解成葡萄糖,葡萄糖氧化分解在细胞质基质中。ABD错误,C正确。
故选C。
(5)酿酒过程是酵母菌无氧呼吸代谢,产物为酒精和二氧化碳,产生场所是细胞质基质。
(6)分析表格,A杯酶制剂和C杯酶制剂洗涤血渍效果好,血渍中成分主要含蛋白质。因此含蛋白酶的杯子是A杯和C杯。
(7)C杯酶制剂洗涤血渍和油渍效果均较好,血渍主要成分是蛋白质,油渍主要成分是油脂,说明C杯中含脂肪酶和蛋白酶。
(8)蚕丝织物的成分中含蛋白质。据表知A杯酶制剂和C杯酶制剂均含蛋白酶,因此不宜用A和C杯中装的酶制剂洗涤蚕丝织物。
6.(21-22高一上·上海·期末)食物中的糖类、蛋白质、脂肪被人体消化吸收后,可以通过细胞有氧呼吸将有机物中的能量转化为生命活动可以直接利用的ATP,同时将有机物转化为无机物。
(1)下列有关ATP的叙述,正确的是_______。
A.ATP有腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
B.ATP和DNA的元素组成相同
C.ATP中的“A”和DNA所含的碱基“A”是同一种物质
D.ATP中任意一个高能磷酸键断裂,都能形成ADP
(2)“ATP→ADP+Pi+能量”中的能量不可能用于_______。
A.小肠吸收葡萄糖 B.肌肉收缩 C.水分的吸收 D.胰岛素的分泌
(3)蛋白质在人体内代谢的最终产物有_______。
A.氨基酸 B.CO2 C.H2O D.尿素
(4)小萌某天的早餐食谱为一杯淡豆浆、两个煎蛋、一份牛油果鲜虾,这份早餐的营养配比是否科学?为什么?
【答案】(1)B
(2)C
(3)BCD
(4)不科学,食谱中都是含蛋白质高的食物,缺少含糖量高的食物
【分析】1、ATP和ADP相互转化的特点:(1)ATP是一种不稳定的化合物,在细胞内的含量很少;(2)ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生,且处于动态平衡之中;例如:剧烈运动时候,需能较多,转化较快;安静状态下,需能较少,转化减慢;(3)ATP和ADP相互转化的能量供应机制,在所有的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性;
2、细胞中的化学反应包括吸能反应和放能反应,其中吸能反应一般和ATP的水解相关,放能反应一般和ATP的合成相关。
【详解】(1)A、ATP有腺嘌呤、核糖和磷酸组成,A错误;
B、ATP和DNA的元素组成相同,都含有C、H、O、N、P,B正确;
C、ATP中的“A”指腺苷,DNA所含的碱基“A”是指腺嘌呤,C错误;
D、ATP中远离A的高能磷酸键断裂,能形成ADP,D错误。
故选B。
(2)A、小肠吸收葡萄糖,需要消耗ATP,A不符合题意;
B、肌肉收缩,需要消耗ATP,B不符合题意;
C、水分的吸收是自由扩散,不需要消耗ATP,C符合题意;
D、胰岛素的分泌方式是胞吐,需要消耗ATP,D不符合题意。
故选C。
(3)蛋白质在人体内代谢的最终产物有二氧化碳、水和尿素,氨基酸是蛋白质的基本单位,BCD正确。
故选BCD。
(4)早餐食谱为一杯淡豆浆、两个煎蛋、一份牛油果鲜虾是不科学的,食谱中都是含蛋白质高的食物,缺少含糖量高的食物。
7.(21-22高一下·上海·期末)合理膳食是健康的基础,细胞通过氧化分解有机物获得能量,脂肪、蛋白质等有机物可以作为细胞呼吸的原料,也可以相互转化。如图是人体肝细胞内的部分生化反应及其联系的示意图。图中编号表示过程,字母表示物质。
人体肝细胞内的部分生化反应示意图
(1)图中过程①称为 ,过程③称为 循环。
(2)图过程①③④中,产生能量最多的过程和对应场所是__________。
A.①细胞质基质 B.③线粒体基质
C.④线粒体基质 D.④线粒体内膜
(3)在细胞的有氧呼吸过程中,1mol葡萄糖彻底氧化分解约释放出2870kJ的能量,其中约有1161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量以热能的形式散失,请计算有氧呼吸能量的转换效率大约是多少?这个过程中大部分能量作为热能释放,其生物学意义是什么? 。
(4)当体内糖类供应不足时,下列叙述正确的是_________。
A.蛋白质可以直接氧化分解
B.氨基酸也可以作为能源物质
C.图中物质D会在肝脏内发生脱氨基作用
D.产生的氨基会转化为尿素等含氮废物排出体外
(5)超重的小明为了减肥,在购买饮料时挑选了写有“0脂肪”字样的含蔗糖饮料,但连续饮用该饮料一个月后,他发现体重不减反增。请结合图5中所示反应过程,为小明解释体重增加的可能原因。 。
(6)如下图所示,线粒体内膜上的质子泵能将NADH分解产生的H+转运到线粒体内外膜间隙,使内外膜间隙中H+浓度增加;结构①能将H+运回线粒体基质,同时催化ATP的合成。下列叙述正确的是__________。
A.H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式都是主动运输
B.结构①具有物质转运和催化ATP合成的功能
C.抑制结构①的活性也会抑制无氧呼吸过程中ATP的产生
D.叶绿体内膜上也含有大量能促进ATP合成的结构①
(7)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。下图是丙酮酸脱羧酶催化某底物的反应示意图,下列相关叙述不正确的是__________。
A.适当增大D的浓度会提高酶催化的反应速度
B.E的浓度与酶催化的反应速度始终成正比
C.F或G的生成速度可以表示酶催化反应速度
D.升高温度可能导致反应速度下降
人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以脂肪的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对小鼠脂肪组织的代谢进行了相关研究。下图是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。
(8)某同学在对脂肪细胞的描述中写道“白色脂肪细胞90%的体积被脂肪滴(油滴)占据,使细胞质在细胞边缘形成一个圆环,细胞核也被压缩,细胞器较少……”。请根据该同学的描述,结合图2和所学知识推测脂肪滴的储存场所及该场所的结构特点__________。
A.①单层膜 B.①单层磷脂分子 C.②单层膜 D.②单层磷脂分子
(9)从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因: 。
(10)线粒体在细胞内是高度动态变化的,可通过自噬机制对线粒体进行选择性清除,以适应生存环境。推测与上述过程相关的细胞器是__________。
A.高尔基体 B.中心体 C.溶酶体 D.叶绿体
格瓦斯来源于俄罗斯,是一种以面包屑为原料,经过糖化过程,用乳酸菌和酵母共同发酵而制成的一种有面包、清凉爽口的发酵饮料。
(11)工业产生格瓦斯条件是不通气,说明格瓦斯的生产是利用微生物的 (有氧/无氧)呼吸。
(12)格瓦斯生产中以面包屑为原料,经过糖化过程才能酿造,其原因是__________。
A.面包屑能够进入细胞发生反应 B.面包屑是多糖直接参与细胞呼吸
C.面包屑糖化产生葡萄糖进入细胞 D.面包屑糖化产生葡萄糖进入线粒体
(13)格瓦斯生产过程使用乳酸菌和酵母共同发酵,请比较乳酸发酵和酒精发酵产物的不同点: 。
(14)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是__________。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
【答案】(1)糖酵解 3羧酸循环
(2)D
(3)有氧呼吸的能量转换效率大约是40.45%.1mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量2870KJ,其中可使1161KJ的能量储存在ATP(38mol)中.即1mol的葡萄糖有氧呼吸能使38mol的ADP转换为ATP;维持体温的恒定并不断地向环境中散发。
(4)ACD
(5)蔗糖进入人体后分解转化为葡萄糖;葡萄糖氧化分解为丙酮酸和乙酰辅酶A,丙酮酸转为化甘油;乙酰辅酶A转化为脂肪酸,甘油和脂肪酸合成脂肪,导致体重增加。
(6)B
(7)B
(8)B
(9)体积变小,相对面积增大,易于分解产热; (细胞器)增多,产热增加
(10)C
(11)无氧
(12)C
(13)乳酸发酵以乳酸为最终产品,而酒精发酵最终产生乙醇和二氧化碳。
(14)ABD
【分析】分析题图:①是葡萄糖转变为A丙酮酸,称为糖酵解的过程;过程③是3羧酸循环,发生在线粒体基质中;产生能量最多的阶段是有氧呼吸第三阶段的反应,即④过程。
(1)①是葡萄糖转变为A丙酮酸,称为糖酵解的过程;过程③是3羧酸循环。
(2)图过程①③④中,产生能量最多的过程和对应场所是④线粒体内膜。
(3)有氧呼吸的能量转换效率大约是40.45%。1mol的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量2870KJ,其中可使1161KJ的能量储存在ATP(38mol)中。即1mol的葡萄糖有氧呼吸能使38mol的ADP转换为ATP。维持体温的恒定并不断地向环境中散发。
(4)
A、蛋白质可直接氧化分解供能,A正确;
B、氨基酸是蛋白质分解的产物,所以一般情况下不会用来作为能源物质,B错误;
C,氨基酸在动物的脱氨基作用主要在肝脏进行,C正确;
D、尿素是人体或其他哺乳动物中含氮物质代谢的主要最终产物,D正确;
故选ACD
(5)蔗糖进入人体后分解转化为葡萄糖;葡萄糖氧化分解为丙酮酸和乙酰辅酶A,丙酮酸转为化甘油;乙酰辅酶A转化为脂肪酸,甘油和脂肪酸合成脂肪,导致体重增加。
(6)
A、H*通过质子泵的跨膜运输方式是主动运输,而通过结构①的跨膜运输是顺浓度梯度进行的,为协助扩散,A错误;
B、结合图示可知,结构①能将氢离子进行顺浓度梯度转运,并且能催化ATP的产生,因此结构①不仅具有物质转运功能,也具有催化功能,B正确;
C、无氧呼吸的场所发生在细胞质基质中,而结构①存在于线粒体内膜上,因此抑制结构①的活性不会抑制无氧呼吸过程中ATP的产生,C错误;
D、叶绿体中合成ATP的场所是类囊体薄膜,据此可推测叶绿体的内膜.上不含能促进ATP合成的结构①,D错误。
故选B。
(7)
A、酶促反应速率会随着酶浓度的增加而增加,前提是底物浓度足够多,即适当增大D的浓度会提高酶催化的反应速度, A正确;
B、E作为酶促反应的底物, 随着底物浓度的增,酶促反应速率逐渐增加,但酶量是有限的,因此底物与酶催化的反应速度不能表现为始终成正比,而是增加到一定程度后保持不变, B错误;
C、F或G作为酶促反应的产物,其生成速度可以表示酶催化反应速度, C正确;
D、在低于酶最适温度范围内随着温度的升高,酶促反应速率逐渐.上升,超过最适温度后,随着温度的升高,酶促反应速率逐渐下降,据此可知,升高温度可能导致反应速度下降, D正确。
故选B。
(8)结合图2和所学知识推测脂肪滴的储存场所及该场所的结构特点为单层磷脂分子
(9)从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因:体积变小,相对面积增大,易于分解产热; (细胞器)增多,产热增加
(10)线粒体在细胞内是高度动态变化的,可通过自噬机制对线粒体进行选择性清除,以适应生存环境。推测与上述过程相关的细胞器是溶酶体。
(11)工业产生格瓦斯条件是不通气,说明格瓦斯的生产是利用微生物的无氧呼吸。
(12)
A.面包屑不能够进入细胞发生反应,面包屑必须被分解成小分子后才能被微生物发酵利用,A错误;
B、面包屑是多糖不能直接参与细胞呼吸,而是需要被分解成小分子后进入细胞参与细胞呼吸的,B错误;
C、面包屑糖化过程是其中的主要成分淀粉被分解成葡萄糖,之后葡萄糖进入细胞参与发酵过程,C正确;
D、面包屑糖化产生的葡萄糖进入细胞中,在细胞质基质中参与无氧呼吸,若参与有氧呼吸,则需要分解成丙酮酸才能进入线粒体进行彻底的氧化分解,D错误。
故选C。
(13)乳酸发酵以乳酸为最终产品,而酒精发酵最终产生乙醇和二氧化碳。
(14)
A、乳酸菌是厌氧菌,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵 ,合理。
B、浇水过量会导致根部细胞无氧呼吸产生酒精,合理,
C、酵酵母菌酿酒是利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的作用,所以不能向发酵罐内连续通气,不合理。
D、低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗,合理。
故选ABD。
8.(21-22高一下·上海·期末)萤火虫在夜晚能发出荧光,独特的发光行为使之成为一类重要的观赏性昆虫。萤火虫幼虫的发光具有警戒和御敌的作用,而成虫的发光则有诱集等作用。萤火虫发光的基本生物化学反应是虫荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光,可以用以下这个方程式来表示,①代表生物体内的某种重要化学物质。
荧光素+ATP+O2氧化荧光素+①+2Pi+CO2+光
(1)ATP被喻为生物体的“能量货币”,这种比喻的依据是_________。
A.ATP是细胞中的储能多糖
B.ATP是细胞中唯一的储能物质
C.ATP与ADP的互相转化可以实现能量的储存和释放
D.在细胞内ATP与ADP的转化不需要酶催化
(2)萤火虫发出荧光时,ATP为荧光素的激发提供直接能源,ATP结构如图所示。已知ATP水解生成上述方程式中的①和两分子磷酸基团,则该过程中①和断裂的化学键依次是_________。
A.ADP,Ⅲ B.ADP,Ⅱ和Ⅲ
C.AMP,Ⅲ D.AMP,Ⅱ和Ⅲ
(3)ATP水解所释放的能量除了用于发出荧光,还可以用于_________。
A.小肠上皮细胞主动吸收葡萄糖 B.白细胞吞噬细菌
C.甘油自由扩散进入细胞 D.肌细胞收缩
(4)利用“荧光素酶-荧光素体系”可快速检测食品的细菌数量。其原理是ATP含量的多少可反映活菌的数量,应用ATP荧光仪,根据发光强度推测ATP含量,进而反映活菌数。下列有关推测正确的是_________。
A.ATP普遍存在于活细菌的细胞中
B.细菌细胞中时刻不停地发生着ATP和ADP的相互转化
C.荧光强度越强,说明食品中活细菌数量越多
D.ATP释放能量后可以构成DNA的基本单位
(5)研究人员用多种二价离子分别处理荧光素酶后,测定离子浓度与发光的关系(如图)。由于荧光素酶单价昂贵,应用时需要节省荧光素酶的用量,以下哪些离子处理后可以节省酶的用量_________。
不同离子处理后的发光强度
A.Mg2+ B.Ca2+ C.Hg2+ D.Cu2+
某同学利用荧光素、荧光素酶、ATP、葡萄糖等溶液为实验材料,在体外模拟萤火虫发光,具体操作如下,请分析并回答下列问题:
组别
底物
条件
能源
荧光亮度
①
荧光素
不加酶
ATP
-
②
荧光素
荧光素酶
ATP
+++
③
荧光素
高温处理荧光素酶
ATP
-
④
荧光素
不加酶
葡萄糖
-
⑤
荧光素
荧光素酶
葡萄糖
?
注:荧光亮度的强弱用“+”表示,无荧光用“--”表示
(6)根据实验设计的原则,以下描述正确的是_________。
A.实验设计应控制底物量体积相同
B.不加酶的组别应用等量蒸馏水替代
C.实验设计缺乏空白对照组
D.实验②和③研究温度会影响酶的活性
(7)如果将组别③高温处理的荧光素酶冷却到室温,依然不能发出荧光,可能的原因是: 。
(8)请根据题目信息和所学知识,推测组别⑤的荧光亮度为 (-/+/++/+++),该实验与组别②证明了 。
【答案】(1)C
(2)D
(3)ABD
(4)ABC
(5)AB
(6)ABCD
(7)高温会破坏蛋白质的空间结构,酶失去活性,不会恢复
(8) - 荧光素发光的直接能源是ATP,不是葡萄糖
【分析】ATP的中文名称叫腺苷三磷酸,其结构简式为A-P~P~P,ATP为直接能源物质,在体内含量不高,可与ADP在体内迅速转化。已知荧光素在荧光素酶和能量的作用下与氧发生化学反应,发出荧光。
【详解】(1)A、ATP是细胞中的直接供能物质,不是多糖,A错误;
B、糖类是细胞中的主要供能物质,脂肪是细胞中的主要储能物质,淀粉是植物细胞中特有的储能物质,糖原是动物细胞中的储能物质,而ATP是细胞中直接供能物质,B错误;
C、ATP在活细胞中的含量很少,ATP与ADP可迅速互相转化,因其中的特殊的化学键很容易水解和合成,水解时释放出大量能量,供生命活动利用,故ATP被喻为生物体的“能量货币”,C正确;
D、在细胞内ATP与ADP的相互转化过程需要酶的催化,D错误。
故选C。
(2)萤火虫发出荧光时,ATP 为荧光素的激发提供直接能源,ATP结构式是A-P~P~P,A表示腺苷,T表示三个,P表示磷酸基团,“~”表示特殊化学键,ATP 水解生成①和两分子磷酸基团,该过程中①是AMP,即A-P,断裂的化学键是特殊化学键,即Ⅱ和Ⅲ,D正确,ABC错误。
故选D。
(3)A、小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输,需要消耗ATP供能,A符合题意;
B、白细胞吞噬细菌属于胞吞作用,需要消耗ATP供能,B符合题意;
C、甘油自由扩散进入细胞,不需要消耗能量,C不符合题意;
D、肌细胞收缩需要消耗能量,需要ATP供能,D符合题意。
故选ABD。
(4)A、ATP是生命活动能量的直接来源,普遍存在于活细菌的细胞中,A正确;
B、ATP在细胞内数量并不很多,可以和ADP迅速转化形成,ATP和ADP转化在活细胞中时刻不停地进行,B正确;
C、荧光素酶在ATP作用下可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光,荧光强度越强,说明食品中活细菌数量越多,C正确;
D、ATP脱去两个磷酸基团后产物是腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位,DNA的基本单位是脱氧核苷酸,D错误。
故选ABC。
(5)荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光,据图可知,在加入Mg2+和Ca2+的条件下发光强度更高,说明Mg2+和Ca2+能促进荧光素酶的活性;Hg2+和Cu2+的条件下发光强度较低,说明Hg2+和Cu2+叶能抑制荧光素酶的活性,因此用Mg2+和Ca2+处理后可以节省酶的用量,AB正确,CD错误。
故选AB。
(6)A、该实验中底物量属于无关变量,实验中应该适宜且相同,A正确;
B、为保证无关变量相同且适宜,不加酶的组别应用等量蒸馏水替代,B正确;
C、该实验中缺乏空白对照,应设空白对照组,只加荧光素,C正确;
D、实验②和③的自变量为荧光酶是否高温处理,因此实验②和③是研究温度会影响酶的活性,D正确。
故选ABCD。
(7)高温会破坏蛋白质的空间结构,酶失去活性,即使将温度降为室温,空间结构不会恢复,酶活性不会恢复,因此组别③高温处理的荧光素酶冷却到室温,依然不能发出荧光。
(8)据题意可知,荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光,但需要ATP供能,组别⑤的能量物质是葡萄糖,不能直接提供能量,因此荧光亮度为-,该实验也证明了荧光素发光的直接能源是ATP,而不是葡萄糖。
9.(23-24高一下·上海·期末)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。图1是某动物细胞内细胞呼吸过程示意图。图2是丙酮酸脱羧酶催化某底物的反应示意图。
(1)物质B所代表物质是 (写中文名称),该细胞在无氧条件下,其细胞呼吸的产物是 (写中文名称),图1中过程③的名称为 。
(2)图1中物质C的名称是____。
A.氧化型辅酶I B.还原型辅酶I
C.氧化型辅酶Ⅱ D.还原型辅酶Ⅱ
(3)图1中能产生ATP的过程是____。
A.① B.② C.③ D.④
(4)细胞呼吸是ATP的重要来源,下列关于ATP的叙述错误的是____。
A.含有C、H、O、N、P
B.必须在有氧条件下合成
C.ATP脱去两分子磷酸基团是组成DNA的基本单位
D.可直接为细胞生命活动提供能量
(5)图2中,表示丙酮酸脱羧酶的是 (填写图中字母),丙酮酸脱羧酶作用于图1中的过程 (填写图中数字),酶具有高效性的原因是 。
(6)下列代谢途径为糖类、脂肪、氨基酸代谢所共有的是____。
A.合成糖原 B.脱氨基作用
C.产生尿素 D.可以产生H2O和CO2
(7)下图为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径——交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶(AOX)的参与下完成的,该过程不发生H+跨膜运输(“泵”出质子)过程,故不能形成驱动ATP合成的膜质子(H+势差。下列有关分析不正确的是____。
A.膜蛋白I、Ⅱ、IV都可以作为H+转运的载体
B.合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输
C.AOX主要分布于线粒体内膜,可催化水的生成
D.呼吸作用释放的能量全部转化为ATP中的能量
【答案】(1) 乙酰辅酶A/二碳化合物 乳酸 三羧酸循环
(2)B
(3)ACD
(4)BC
(5) D ② 降低了化学反应的活化能
(6)D
(7)BD
【分析】分析图示,图1是某动物细胞内细胞呼吸过程示意图,图中A为丙酮酸,B为乙酰辅酶A,C为还原型辅酶I([H]),图中①过程为细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质,该阶段产生少量的ATP;②为丙酮酸脱羧反应,③为三羧酸循环,属于有氧呼吸的第二阶段,该阶段产生少量的ATP;③过程发生在线粒体基质中,④为有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,该阶段产生的ATP最多。
图2为丙酮酸脱羧酶催化丙酮酸的反应示意图,图中D反应前后保持不变,因此D代表丙酮酸脱羧酶,E代表丙酮酸。
植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径可知,其膜为线粒体内膜。膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ能跨膜运输H+,运向膜的另一侧,H+顺浓度梯度跨膜运输驱动ATP合成,故合成ATP的直接能量来源为H+电化学势能。在AOX的作用下,H+与O2结合生成水,说明AOX主要分布于线粒体内膜,参与有氧呼吸的第三阶段。
【详解】(1)分析图1可知,图1是某动物细胞内细胞呼吸过程示意图,图中A为丙酮酸,丙酮酸脱羧反应后生成B,故B为乙酰辅酶A,该细胞为动物细胞,因此在无氧条件下,其细胞呼吸的产物是乳酸,图1中过程③的名称为三羧酸循环的过程,属于有氧呼吸的第二阶段。
(2)图1中物质C为有氧呼吸第一和第二阶段的产物,参与有氧呼吸的第三阶段,因此C为还原型辅酶I([H])。综上所述,B正确,ACD错误。
故选B。
(3)图1为有氧呼吸的三个阶段,图中①过程为细胞呼吸的第一阶段,③为三羧酸循环,属于有氧呼吸的第二阶段,④为有氧呼吸的第三阶段,其中第一、第二和第三阶段均可以产生ATP,故图中①③④均可产生ATP,ACD正确,B错误。
故选ACD。
(4)A、ATP的组成元素是C、H、O、N、P,A正确;
B、有氧呼吸和无氧呼吸都能合成ATP,B错误;
C、ATP脱去两分子磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位,C错误;
D、ATP是直接能源物质,可直接为细胞提供能量,D正确。
故选BC。
(5)分析图2可知,图2为丙酮酸脱羧酶催化丙酮酸的反应示意图,图中D反应前后保持不变,因此D代表丙酮酸脱羧酶,E代表丙酮酸。丙酮酸脱羧酶作用于图1中的过程②,酶具有高效性的原因是能够显著降低反应所需的活化能。
(6)糖类、脂肪、氨基酸都可以作为能源物质,因此彻底氧化分解后都能生成H2O和CO2,糖类可以用于合成糖原,氨基酸能够发生脱氨基作用,氨基酸代谢反应可以产生尿素,综上所述,D正确,ABC错误。
故选D。
(7)A、据图可知膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均作为转运H+的载体,将H+运往另一侧,A正确;
B、膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ能跨膜运输H+,运向膜的另一侧,H+顺浓度梯度跨膜运输驱动ATP合成,故合成ATP的直接能量来源为H+电化学势能,B错误;
C、据图可知,在AOX的作用下,H+与O2结合生成水,说明AOX主要分布于线粒体内膜,参与有氧呼吸的第三阶段,C正确;
D、在有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失,少部分转移到ATP中,AOX参与的第三阶段也如此,D错误。
故选BD。
10.(22-23高一下·上海·期末)长久以来,乳酸都被视作光氧条件下代谢产生的废物。然而,近年研究发现,乳酸不仅是关键的能量载体,还是癌细胞重要的营养来源。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP, 并释放大量乳酸,用于满足快速生长的能量需求。
羧酸转运蛋白(MCT) 是癌细胞膜上同向转运乳酸和H+的跨膜蛋白。癌细胞大量摄取葡萄糖, 生成乳酸, 通过MCT4将乳酸和H+运出细胞, 随后乳酸又被邻近的癌细胞摄取,作为主要的能量供给物质,并进入线粒体进一步氧化分解。上述癌细胞的代谢过程如图1所示。图2所示膜结构为图1中部分结构的放大图。
(1)下列有关细胞呼吸与ATP的叙述, 错误的是 ( )
A.ATP、DNA和磷脂的组成元素相同
B.ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本单位之一
C.细胞呼吸产生的能量全部直接用于各种生命活动
D.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性
(2)植物叶绿体的哪个结构中也存在类似图2中的ATP合酶? ( )
A.叶绿体基质 B.类囊体膜 C.叶绿体外膜 D.叶绿体内膜
(3)根据图1中的信息可以推断,GLUT是 ( )
A.载体蛋白 B.受体 C.酶 D.抗体
(4)与细胞膜上MCT蛋白数量变化有关的细胞器是
A.
B.
C.
D.
E.
(5)下列不可能是组成MCT蛋白的成分是 ( )
A. B.
C. D.
(6)图1中,过程②的名称是 ,物质A是 ,物质A脱去CO2然后参与到过程③ 中; 过程①~⑤中,产生ATP最多的是 。
(7)图1中,能产生ATP的场所有 ;图2中结构a是 (上述空格均选填下列编号)
①细胞质膜 ②细胞质基质 ③线粒体外膜 ④线粒体内膜 ⑤线粒体基质
(8)图2中的NADH,可来自图1①~⑤过程中的 。
(9)结合题干信息和图1分析,下列表述或推测错误的是 。
A.GLUT在癌细胞膜上的数量比在正常细胞膜上少
B.在有氧气参与下肿瘤细胞线粒体中葡萄糖可被氧化分解形成水和CO2
C.MCT4将癌细胞内过多的乳酸转运至细胞外,导致癌细胞微环境pH值降低
D.MCT1、MCT4参与肿瘤细胞间能量物质的分配,以适应快速增殖对能量的需要
(10)若要研制药物抑制癌细胞的异常代谢途径,图1的①~⑦过程中,适合作为药物作用位点的有 (选填过程编号)
【答案】(1)C
(2)B
(3)A
(4)ABD
(5)D
(6) 葡萄糖的初步分解 丙酮酸 丙酮酸的彻底分解 ④
(7) ②、 ④、 ⑤ ④
(8)②、③
(9)AB
(10)⑤、⑥、⑦
【分析】据图分析,过程①是葡萄糖在GLUT的协助下进入细胞;
过程②是细胞呼吸的第一阶段葡萄糖的初步分解,丙酮酸和NADH;
过程③是有氧呼吸的第二阶段,在有氧气的情况下,丙酮酸进入线粒体,跟水反应,脱去CO2,产生NADH;
过程④是有氧呼吸的第三阶段,NADH和氧气结合,生成水和释放大量的能量;
过程⑤是无氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和NADH在无氧的条件下产生乳酸;
过程⑥是癌细胞通过MCT4将乳酸和H+运出细胞;
过程⑦是乳酸又被邻近的癌细胞摄取,作为主要的能量供给物质,并进入线粒体进一步氧化分解。
【详解】(1)A.ATP、DNA和磷脂的组成元素都是C、H、O、N、P,是相同的,A正确;
B.ATP的结构简式为A—P~P~P,其中A代表由核糖与腺嘌呤结合而成的腺苷,P代表磷酸基团,ATP去掉两个高能磷酸键后余下的部分为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本单位之一,B正确;
C.呼吸作用产生的能量大部分以热能的形式散失了,少部分能量合成了ATP,ATP为各项生命活动提供能量,C错误;
D.ATP与ADP在常温常压下快速转化,依赖于酶的特性—高效性,D正确。
故选C。
(2)类囊体是进行光合作用光反应的场所,光反应合成ATP,因此类囊体膜存在类似图2中的ATP合酶。
故选B。
(3)据图可知,在GLUT的协助下,葡萄糖进入细胞,因此GLUT是载体蛋白。
故选A。
(4)细胞膜上MCT蛋白是癌细胞膜上的跨膜蛋白,其合成过程是在核糖体上合成多肽链,经过内质网(D)和高尔基体(B)的加工,再发送至细胞膜,需要线粒体(A) 提供能量。
故选ABD。
(5)组成MCT蛋白的基本单位为氨基酸,氨基酸结构特点是每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接再同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团,D中氨基和羧基没有连在同一个C上,不属于氨基酸,故不可能是组成MCT蛋白的成分是D。
故选D。
(6)图1中,过程②是细胞呼吸的第一阶段葡萄糖的初步分解,产生物质A是丙酮酸,过程③是有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水反应,脱去CO2,产生NADH,过程④是有氧呼吸的第三阶段,NADH和氧气结合,生成水和释放大量的能量; 过程①~⑤中,产生ATP最多的是细胞呼吸的第三阶段,即过程④。
(7)有氧呼吸和无氧呼吸都能产生ATP,场所发生在②细胞质基质、 ④线粒体内膜、⑤线粒体基质,故选②、 ④、 ⑤;图2中结构a能产生ATP,对应的膜结构是线粒体内膜,故选④。
(8)有氧呼吸第一阶段葡萄糖的初步分解(过程②)、第二阶段中丙酮酸分解(过程③)会产生NADH,这些NADH在有氧呼吸第三阶段中与氧气结合生成水,并产生(大量)能量。
(9)A.癌细胞代谢旺盛,需要大量的葡萄糖分解提供能量,因此癌细胞表面的GLUT的数量明显较多,A错误;
B.葡萄糖先在细胞质基质中进行分解,形成丙酮酸后才能进入线粒体进一步被氧化分解, B错误;
C.MCT4将癌细胞内过多的乳酸和H+转运至细胞外,导致癌细胞微环境pH值降低,C正确;
D.癌细胞代谢旺盛,需要大量的能量,MCT1、MCT4参与肿瘤细胞间能量物质的分配,以适应快速增殖对能量的需要,D正确。
故选AB。
(10)乳酸不仅是关键的能量载体,还是癌细胞重要的营养来源,因此可以抑制⑤、⑥、⑦这三个过程,从而抑制癌细胞的异常代谢途径,药物作用位点的有⑤、⑥、⑦。
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专题08 细胞通过分解有机分子获取能量
综合题
1.(23-24高一下·上海·期末)天南星科臭菘是一种在早春开花并依靠蝇类昆虫传粉的植物,花朵盛开时肉穗花序温度高于环境温度10℃以上,甚至能把四周的冰雪溶解。图1是发生在臭菘叶片中的某生理过程示意图。
(1)图1中能产生ATP的过程是_____。
A.① B.② C.③ D.④
(2)ATP的化学简式为_____。
A.A-T-P~P~P B.A-P~P~P
C.A~P~P~P D.A-P-P-P
(3)图1中物质B是 (写中文名称),物质C是 (写中文名称)。
(4)天南星科植物可以耐受水培,而很多其他的陆生植物在水培时常常出现烂根。烂根现象的原因可能是 。
(5)与葡萄糖代谢比较,氨基酸分解代谢途径的特有步骤是______。
A.糖酵解 B.脱氨基作用
C.电子传递链 D.转氨基作用
研究发现,臭菘开花时其肉穗花序采用另一种独特的交替氧化酶代谢途径产热。图2为臭菘花序中电子传递链机理图。交替氧化酶代谢途径需要交替氧化酶(AOX)的参与。
图2
(6)交替氧化酶AOX的化学本质是 ,提高花序中AOX酶活性的措施有 。
(7)图2中的电子传递链发生于 ,此处的膜面积大大增加的意义是 。
(8)研究发现,在臭菘的花蕾期,电子传递的主要路径是NADH→复合物I→Ⅲ→IV→O2。在开花期,交替氧化酶途径被激活,该途径中电子传递的路径是NADH→复合物I→AOX→O2。请结合题干和所学知识,解释臭菘在开花期产热的机理及生理意义: 。
2.(23-24高一上·上海·期末)耐力性运动是指机体进行一定时间(每次30min以上)的低中等强度的运动,如步行、游泳等。为探究在耐力性运动训练中肌细胞出现的适应性变化,研究人员进行了相关实验。请回答问题:
(1)肌细胞通过图1的 (填字母)过程将葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生的能量部分转化为 为运动直接提供能量,部分以 的形式释放。
(2)下列说法正确的是:___(多选)。
A.甲表示丙酮酸和NADH
B.催化b过程的酶存在于线粒体基质和线粒体内膜
C.c过程发生在细胞质基质
D.人体肌肉细胞也可以通过c过程产生酒精
(3)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是___(多选)。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
探究耐力性运动训练或停止训练时,肌纤维中线粒体数量出现的适应性变化,实验结果如图2。
(4)由图2可知,下列说法错误的是___。
A.经过一段时间训练后,肌纤维中线粒体数量趋于稳定。
B.若停训1周立即恢复训练,能使线粒体的数量恢复到接近停训前的水平。
C.若继续停止训练,4周后将降至开始训练时的水平。
D.训练时间越长,线粒体数量越多
(5)研究发现耐力性训练能够促进脂肪分解,下列关于脂肪分解的描述正确的是___。
A.脂肪氧化分解成甘油和脂肪酸
B.脂肪酸转化为乙酰辅酶A后,参与呼吸作用
C.甘油和脂肪酸直接参与呼吸作用
D.脂肪分解成氨基酸后,转变为丙酮酸参与三羧酸循环
(6)耐力性运动训练也能使肌纤维周围的毛细血管数量增加。请解释在耐力性运动训练中出现这些适应性变化的意义___(多选)。
A.毛细血管数量增加,加速氧气和二氧化碳的运输
B.肌细胞线粒体数量增多,使肌细胞有氧呼吸增强以适应耐力性运动训练对能量的需求
C.线粒体增加,毛细血管数量增加和脂肪分解加快,有利于提高无氧呼吸供能
D.脂肪分解加快,提高细胞能量供应
(7)研究认为长期耐力性运动训练出现的适应性变化是预防冠心病、糖尿病和肥胖的关键因素。请你结合本研究结果给出进行体育锻炼时的建议: 。
3.(22-23高一上·上海·期末)癌细胞的耐药性
化疗是肿瘤治疗的常用方式之一、临床上常会出现这样的情况,一些肿瘤经化疗缓解缩小后,却对进一步的化疗不敏感,这主要是癌细胞对化疗药产生了耐药性所致。研究表明, 耐药性的产生与 P-糖蛋白(P-glycoprotein)有关,P-糖蛋白是多药耐药基因 MDR 表达的产物,其基本功能是在 ATP 供能的情况下,排出进入细胞内的药物,如图 1 所示。
(1)图 1 中,构成癌细胞质膜(plasma membrane)基本骨架的是_____
A.纤维素和果胶 B.磷脂双分子层
C.微管和微丝 D.蛋白质和 DNA
(2)P-糖蛋白是由糖链与膜蛋白结合形成的复合物,其糖链位于_____
A.质膜外侧 B.质膜内侧 C.质膜内、外侧 D.以上均不对
(3)P-糖蛋白中除糖链以外的部分是膜蛋白,其基本结构单位是_____
A.葡萄糖 B.脂肪酸 C.氨基酸 D.核苷酸
(4)P-糖蛋白的合成、加工、转运涉及多个环节,请将各环节及其场所连线:
合成携带 MDR 遗传信息的 mRNA
核糖体
mRNA 指导合成相应的蛋白质
内质网
将糖链添加到蛋白质上形成 P-糖蛋白
小囊泡
将成熟的 P-蛋白转运到细胞质膜
细胞核
(5)P-糖蛋白将化疗药物泵出细胞的方式,属于_____
A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吐作用
(6)ATP 是生命活动直接的能源物质,ATP 中的 A 代表_____
A.腺苷 B.腺嘌呤
C.腺嘌呤核糖核苷酸 D.腺嘌呤脱氧核苷酸
(7)即使在氧气充足的情况下,癌细胞也更加倾向于通过无氧呼吸的方式产能,称 为瓦伯格效应。其无氧呼吸的发生场所是_____
A.核糖体 B.线粒体 C.细胞核 D.细胞质基质
(8)由于瓦伯格效应,癌细胞生活的微环境通常呈 (选填“酸性”“碱性” 或“中性”)。写出一种存在于血液中,可调节细胞内外酸碱度变化的离子:
4.(22-23高一上·上海·期末)合理膳食是健康的基础,细胞通过氧化分解有机物获得能量,脂肪、蛋白质等有机物可以作为细胞呼吸的原料,也可以相互转化。如图是人体肝细胞内的部分生化反应及其联系的示意图。图中编号表示过程,字母表示物质。
(1)图过程①③④中,产生能量最多的过程和对应场所是______________。
A.① 细胞质基质 B.③线粒体基质
C.④ 线粒体基质 D.④线粒体内膜
(2)在细胞的有氧呼吸过程中,1mol 葡萄糖彻底氧化分解约释放出2870kJ 的能量,其中约有1161kJ 的能量储存在ATP 中,其余的能量以热能的形式散失,这个过程中大部分能量作为热能释放,其生物学意义是什么? 。
(3)超重的小明为了减肥,在购买饮料时挑选了写有“0 脂肪”字样的含蔗糖饮料,但连续饮用该饮料一个月后,他发现体重不减反增。请结合图中所示反应过程,为小明解释体重增加的可能原因。 。
(4)如下图所示,线粒体内膜上的质子泵能将NADH 分解产生的H+ 转运到线粒体内外膜间隙,使内外膜间隙中H+ 浓度增加;结构①能将H+ 运回线粒体基质,同时催化ATP 的合成。下列叙述正确的是____________。
A.H+ 通过质子泵和结构①的跨膜运输方式都是主动运输
B.结构①具有物质转运和催化ATP 合成的功能
C.抑制结构①的活性也会抑制无氧呼吸过程中ATP 的产生
D.线粒体外膜上也含有大量能促进ATP 合成的结构①
(5)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。下图是丙酮酸脱羧酶催化某底物的反应示意图,下列相关叙述不正确的是___________。
A.适当增大D 的浓度会提高酶催化的反应速度
B.E 的浓度与酶催化的反应速度始终成正比
C.F 或G 的生成速度可以表示酶催化反应速度
D.升高温度可能导致反应速度下降
(6)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是_____________。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
(7)下图示显微镜下某真核细胞中线粒体及周围的局部结构。下列相关叙述正确的是( )
A.结构①中发生葡萄糖的分解但不生成ATP
B.结构②上丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O
C.结构③中[H]与O2结合生成水并释放大量能量
D.结构①②③中均有参与细胞呼吸的相关酶
(8)用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.丙是细胞内蛋白质的合成场所 B.甲是细胞有氧呼吸的主要场所
C.乙具有膜结构,只能是溶酶体 D.甲和乙具膜结构,丙没有膜结构
(9)实验中用同一显微镜观察了同一装片同一位置4 次,每次仅调整目镜或物镜、细准焦螺旋,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.若使用相同亮度的光源和光圈,则甲视野最亮
B.在甲视野中所观察到的细胞,在丙视野中均可被观察到
C.要在丁视野中完整看到乙视野中的X 结构,应向右上方移动装片
D.若在丙视野中看到的物像模糊,应增大物镜的放大倍数
(10)将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后,再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分,与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3 支试管中,并向这3 支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下,最终能产生CO2和H2O 的试管是( )
A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
(11)即使在氧气充足的条件下,肝癌细胞的无氧呼吸也非常活跃。据报道,中国科学技术大学吴教授发现肿瘤抑制因子p53 通过影响关键酶的活性抑制癌细胞的无氧呼吸,但不影响正常细胞。下列叙述不正确的是( )
A.肝癌细胞在细胞质基质中进行无氧呼吸并产生乳酸
B.正常细胞在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸
C.肝癌细胞利用葡萄糖产生ATP 的效率比正常细胞低
D.p53 最可能抑制了催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶
(12)某种酶是由419 个氨基酸形成的蛋白质。科学家利用生物技术做出5 种不同长度的该酶的片段,并分别测定其活性如图所示,分析该酶最可能具有活性的部分是( )
A.第1 号氨基酸到第43 号氨基酸
B.第44 号氨基酸到第85 号氨基酸
C.第196 号氨基酸到第419 号氨基酸
D.第197 号氨基酸到第302 号氨基酸
5.(22-23高一上·上海·期末)啤酒是以大麦芽、酒花、水为主要原料,经酵母发酵作用酿制而成的低酒精度酒,除此之外啤酒还含有多种氨基酸、维生素、低分子糖、无机盐和各种酶。其中,低分子糖和氨基酸很容易被人体消化吸收,因此啤酒往往被人们称为“液体面包”。
(1)经常大量喝啤酒,容易导致人体发胖的原因是 。
(2)啤酒中氨基酸吸收进人体后可以通过脱水缩合形成血红蛋白、胰岛素等蛋白质,但这些蛋白质的功能并不相同,推测其可能原因是 。
A.氨基酸数目不同 B.氨基酸排列顺序不同
C.肽链数目不同 D.肽链的空间结构不同
在酿造过程中酿酒酵母不具备用大麦酿造啤酒所需的所有酶。例如,酵母菌细胞不产生淀粉酶,需要酿酒者首先利用麦芽中的淀粉酶,将淀粉转化成低分子糖,该过程称为糖化。
(3)下图表示酵母菌细胞中几种化学元素与相应化合物之间的关系,其中①③④代表单体。下列有关叙述正确的是
A.若⑤具有催化作用,则①可与双缩脲试剂反应显紫色
B.若②具有保温、缓冲和减压的作用,则②比同质量的葡萄糖彻底氧化分解产能多
C.若⑥主要分布在细胞核,则③中不含单糖
D.若⑦是淀粉,则④只存在于酵母细胞中
(4)啤酒生产中以大麦芽中淀粉为原料,经过糖化过程才能酿造,其原因是
A.淀粉能够进入细胞发生反应 B.淀粉是多糖直接参与细胞呼吸
C.淀粉糖化产生葡萄糖进入细胞 D.淀粉糖化产生葡萄糖进入线粒体
(5)在酿酒过程中酵母菌产生酒精的场所和气体分别是
A.细胞质基质 O2 B.线粒体基质 CO2
C.细胞质基质 CO2 D.线粒体基质 O2
随着提取技术的进步,我们可以在啤酒酿造过程中提取各种酶制剂,现有三个烧杯 A、B、C 装有从麦汁中提取到的脂肪分解酶、蛋白分解酶和两种酶的混合物,由于没有标签不知道 A、B、C 各个烧杯中装有哪种酶制剂。现在利用这些酶制剂来清洗衣服,根据现象给相应装有酶制剂的烧杯贴标签。实验结果如表所示(“+”越多表示去渍效果越好),实验结果见下表。
A杯酶制剂
B杯酶制剂
C杯酶制剂
无酶洗衣服(对照)
血渍
+++
+
+++
+
油渍
+
+++
+++
+
根据实验结果:
(6)含蛋白分解酶的杯子是
(7)含两种酶的杯子是 。
(8)表中不宜用哪种杯中装的酶制剂洗涤蚕丝织物? 。
6.(21-22高一上·上海·期末)食物中的糖类、蛋白质、脂肪被人体消化吸收后,可以通过细胞有氧呼吸将有机物中的能量转化为生命活动可以直接利用的ATP,同时将有机物转化为无机物。
(1)下列有关ATP的叙述,正确的是_______。
A.ATP有腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
B.ATP和DNA的元素组成相同
C.ATP中的“A”和DNA所含的碱基“A”是同一种物质
D.ATP中任意一个高能磷酸键断裂,都能形成ADP
(2)“ATP→ADP+Pi+能量”中的能量不可能用于_______。
A.小肠吸收葡萄糖 B.肌肉收缩 C.水分的吸收 D.胰岛素的分泌
(3)蛋白质在人体内代谢的最终产物有_______。
A.氨基酸 B.CO2 C.H2O D.尿素
(4)小萌某天的早餐食谱为一杯淡豆浆、两个煎蛋、一份牛油果鲜虾,这份早餐的营养配比是否科学?为什么?
7.(21-22高一下·上海·期末)合理膳食是健康的基础,细胞通过氧化分解有机物获得能量,脂肪、蛋白质等有机物可以作为细胞呼吸的原料,也可以相互转化。如图是人体肝细胞内的部分生化反应及其联系的示意图。图中编号表示过程,字母表示物质。
人体肝细胞内的部分生化反应示意图
(1)图中过程①称为 ,过程③称为 循环。
(2)图过程①③④中,产生能量最多的过程和对应场所是__________。
A.①细胞质基质 B.③线粒体基质
C.④线粒体基质 D.④线粒体内膜
(3)在细胞的有氧呼吸过程中,1mol葡萄糖彻底氧化分解约释放出2870kJ的能量,其中约有1161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量以热能的形式散失,请计算有氧呼吸能量的转换效率大约是多少?这个过程中大部分能量作为热能释放,其生物学意义是什么? 。
(4)当体内糖类供应不足时,下列叙述正确的是_________。
A.蛋白质可以直接氧化分解
B.氨基酸也可以作为能源物质
C.图中物质D会在肝脏内发生脱氨基作用
D.产生的氨基会转化为尿素等含氮废物排出体外
(5)超重的小明为了减肥,在购买饮料时挑选了写有“0脂肪”字样的含蔗糖饮料,但连续饮用该饮料一个月后,他发现体重不减反增。请结合图5中所示反应过程,为小明解释体重增加的可能原因。 。
(6)如下图所示,线粒体内膜上的质子泵能将NADH分解产生的H+转运到线粒体内外膜间隙,使内外膜间隙中H+浓度增加;结构①能将H+运回线粒体基质,同时催化ATP的合成。下列叙述正确的是__________。
A.H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式都是主动运输
B.结构①具有物质转运和催化ATP合成的功能
C.抑制结构①的活性也会抑制无氧呼吸过程中ATP的产生
D.叶绿体内膜上也含有大量能促进ATP合成的结构①
(7)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。下图是丙酮酸脱羧酶催化某底物的反应示意图,下列相关叙述不正确的是__________。
A.适当增大D的浓度会提高酶催化的反应速度
B.E的浓度与酶催化的反应速度始终成正比
C.F或G的生成速度可以表示酶催化反应速度
D.升高温度可能导致反应速度下降
人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以脂肪的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对小鼠脂肪组织的代谢进行了相关研究。下图是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。
(8)某同学在对脂肪细胞的描述中写道“白色脂肪细胞90%的体积被脂肪滴(油滴)占据,使细胞质在细胞边缘形成一个圆环,细胞核也被压缩,细胞器较少……”。请根据该同学的描述,结合图2和所学知识推测脂肪滴的储存场所及该场所的结构特点__________。
A.①单层膜 B.①单层磷脂分子 C.②单层膜 D.②单层磷脂分子
(9)从结构和功能相适应的角度分析,WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因: 。
(10)线粒体在细胞内是高度动态变化的,可通过自噬机制对线粒体进行选择性清除,以适应生存环境。推测与上述过程相关的细胞器是__________。
A.高尔基体 B.中心体 C.溶酶体 D.叶绿体
格瓦斯来源于俄罗斯,是一种以面包屑为原料,经过糖化过程,用乳酸菌和酵母共同发酵而制成的一种有面包、清凉爽口的发酵饮料。
(11)工业产生格瓦斯条件是不通气,说明格瓦斯的生产是利用微生物的 (有氧/无氧)呼吸。
(12)格瓦斯生产中以面包屑为原料,经过糖化过程才能酿造,其原因是__________。
A.面包屑能够进入细胞发生反应 B.面包屑是多糖直接参与细胞呼吸
C.面包屑糖化产生葡萄糖进入细胞 D.面包屑糖化产生葡萄糖进入线粒体
(13)格瓦斯生产过程使用乳酸菌和酵母共同发酵,请比较乳酸发酵和酒精发酵产物的不同点: 。
(14)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是__________。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
8.(21-22高一下·上海·期末)萤火虫在夜晚能发出荧光,独特的发光行为使之成为一类重要的观赏性昆虫。萤火虫幼虫的发光具有警戒和御敌的作用,而成虫的发光则有诱集等作用。萤火虫发光的基本生物化学反应是虫荧光素酶可以催化荧光素生成氧化荧光素并且放出荧光,可以用以下这个方程式来表示,①代表生物体内的某种重要化学物质。
荧光素+ATP+O2氧化荧光素+①+2Pi+CO2+光
(1)ATP被喻为生物体的“能量货币”,这种比喻的依据是_________。
A.ATP是细胞中的储能多糖
B.ATP是细胞中唯一的储能物质
C.ATP与ADP的互相转化可以实现能量的储存和释放
D.在细胞内ATP与ADP的转化不需要酶催化
(2)萤火虫发出荧光时,ATP为荧光素的激发提供直接能源,ATP结构如图所示。已知ATP水解生成上述方程式中的①和两分子磷酸基团,则该过程中①和断裂的化学键依次是_________。
A.ADP,Ⅲ B.ADP,Ⅱ和Ⅲ
C.AMP,Ⅲ D.AMP,Ⅱ和Ⅲ
(3)ATP水解所释放的能量除了用于发出荧光,还可以用于_________。
A.小肠上皮细胞主动吸收葡萄糖 B.白细胞吞噬细菌
C.甘油自由扩散进入细胞 D.肌细胞收缩
(4)利用“荧光素酶-荧光素体系”可快速检测食品的细菌数量。其原理是ATP含量的多少可反映活菌的数量,应用ATP荧光仪,根据发光强度推测ATP含量,进而反映活菌数。下列有关推测正确的是_________。
A.ATP普遍存在于活细菌的细胞中
B.细菌细胞中时刻不停地发生着ATP和ADP的相互转化
C.荧光强度越强,说明食品中活细菌数量越多
D.ATP释放能量后可以构成DNA的基本单位
(5)研究人员用多种二价离子分别处理荧光素酶后,测定离子浓度与发光的关系(如图)。由于荧光素酶单价昂贵,应用时需要节省荧光素酶的用量,以下哪些离子处理后可以节省酶的用量_________。
不同离子处理后的发光强度
A.Mg2+ B.Ca2+ C.Hg2+ D.Cu2+
某同学利用荧光素、荧光素酶、ATP、葡萄糖等溶液为实验材料,在体外模拟萤火虫发光,具体操作如下,请分析并回答下列问题:
组别
底物
条件
能源
荧光亮度
①
荧光素
不加酶
ATP
-
②
荧光素
荧光素酶
ATP
+++
③
荧光素
高温处理荧光素酶
ATP
-
④
荧光素
不加酶
葡萄糖
-
⑤
荧光素
荧光素酶
葡萄糖
?
注:荧光亮度的强弱用“+”表示,无荧光用“--”表示
(6)根据实验设计的原则,以下描述正确的是_________。
A.实验设计应控制底物量体积相同
B.不加酶的组别应用等量蒸馏水替代
C.实验设计缺乏空白对照组
D.实验②和③研究温度会影响酶的活性
(7)如果将组别③高温处理的荧光素酶冷却到室温,依然不能发出荧光,可能的原因是: 。
(8)请根据题目信息和所学知识,推测组别⑤的荧光亮度为 (-/+/++/+++),该实验与组别②证明了 。
9.(23-24高一下·上海·期末)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。图1是某动物细胞内细胞呼吸过程示意图。图2是丙酮酸脱羧酶催化某底物的反应示意图。
(1)物质B所代表物质是 (写中文名称),该细胞在无氧条件下,其细胞呼吸的产物是 (写中文名称),图1中过程③的名称为 。
(2)图1中物质C的名称是____。
A.氧化型辅酶I B.还原型辅酶I
C.氧化型辅酶Ⅱ D.还原型辅酶Ⅱ
(3)图1中能产生ATP的过程是____。
A.① B.② C.③ D.④
(4)细胞呼吸是ATP的重要来源,下列关于ATP的叙述错误的是____。
A.含有C、H、O、N、P
B.必须在有氧条件下合成
C.ATP脱去两分子磷酸基团是组成DNA的基本单位
D.可直接为细胞生命活动提供能量
(5)图2中,表示丙酮酸脱羧酶的是 (填写图中字母),丙酮酸脱羧酶作用于图1中的过程 (填写图中数字),酶具有高效性的原因是 。
(6)下列代谢途径为糖类、脂肪、氨基酸代谢所共有的是____。
A.合成糖原 B.脱氨基作用
C.产生尿素 D.可以产生H2O和CO2
(7)下图为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径——交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶(AOX)的参与下完成的,该过程不发生H+跨膜运输(“泵”出质子)过程,故不能形成驱动ATP合成的膜质子(H+势差。下列有关分析不正确的是____。
A.膜蛋白I、Ⅱ、IV都可以作为H+转运的载体
B.合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输
C.AOX主要分布于线粒体内膜,可催化水的生成
D.呼吸作用释放的能量全部转化为ATP中的能量
10.(22-23高一下·上海·期末)长久以来,乳酸都被视作光氧条件下代谢产生的废物。然而,近年研究发现,乳酸不仅是关键的能量载体,还是癌细胞重要的营养来源。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP, 并释放大量乳酸,用于满足快速生长的能量需求。
羧酸转运蛋白(MCT) 是癌细胞膜上同向转运乳酸和H+的跨膜蛋白。癌细胞大量摄取葡萄糖, 生成乳酸, 通过MCT4将乳酸和H+运出细胞, 随后乳酸又被邻近的癌细胞摄取,作为主要的能量供给物质,并进入线粒体进一步氧化分解。上述癌细胞的代谢过程如图1所示。图2所示膜结构为图1中部分结构的放大图。
(1)下列有关细胞呼吸与ATP的叙述, 错误的是 ( )
A.ATP、DNA和磷脂的组成元素相同
B.ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本单位之一
C.细胞呼吸产生的能量全部直接用于各种生命活动
D.ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用的高效性
(2)植物叶绿体的哪个结构中也存在类似图2中的ATP合酶? ( )
A.叶绿体基质 B.类囊体膜 C.叶绿体外膜 D.叶绿体内膜
(3)根据图1中的信息可以推断,GLUT是 ( )
A.载体蛋白 B.受体 C.酶 D.抗体
(4)与细胞膜上MCT蛋白数量变化有关的细胞器是
A.
B.
C.
D.
E.
(5)下列不可能是组成MCT蛋白的成分是 ( )
A. B.
C. D.
(6)图1中,过程②的名称是 ,物质A是 ,物质A脱去CO2然后参与到过程③ 中; 过程①~⑤中,产生ATP最多的是 。
(7)图1中,能产生ATP的场所有 ;图2中结构a是 (上述空格均选填下列编号)
①细胞质膜 ②细胞质基质 ③线粒体外膜 ④线粒体内膜 ⑤线粒体基质
(8)图2中的NADH,可来自图1①~⑤过程中的 。
(9)结合题干信息和图1分析,下列表述或推测错误的是 。
A.GLUT在癌细胞膜上的数量比在正常细胞膜上少
B.在有氧气参与下肿瘤细胞线粒体中葡萄糖可被氧化分解形成水和CO2
C.MCT4将癌细胞内过多的乳酸转运至细胞外,导致癌细胞微环境pH值降低
D.MCT1、MCT4参与肿瘤细胞间能量物质的分配,以适应快速增殖对能量的需要
(10)若要研制药物抑制癌细胞的异常代谢途径,图1的①~⑦过程中,适合作为药物作用位点的有 (选填过程编号)
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