内容正文:
专题05 细胞的能量供应和利用(一)
(酶、ATP和细胞呼吸)
考点01 酶
1.(23-24高一上·广东茂名·期末)科学家新提取出某种酶的结晶,并将它彻底水解,得到的产物可能是( )
A.氨基酸
B.氨基酸或核糖、磷酸、碱基
C.核糖、磷酸、碱基
D.氨基酸或核糖核苷酸
2.(23-24高三上·广东惠州·期末)纺织厂常用枯草芽孢杆菌生产的α淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α-淀粉酶的最适温度,某科研小组在适宜条件下进行了实验,棉花初始质量为5g,每组在各自温度下保温20min后测量棉花减重,结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
组别
1
2
3
4
5
6
棉花减重/g
0
0.12
0.16
0.22
0.23
0.15
温度/℃
25
35
45
55
65
75
A.该实验应保证每组的α-淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同
B.每组应先将α-淀粉酶与棉花混合,再进行保温
C.实验结果表明a-淀粉酶的最适温度范围为55℃~75℃
D.若验证a-淀粉酶具有专一性,可让其处理蛋白块,观察蛋白块的体积变化
3.(23-24高一上·广东惠州·期末)下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。下列相关叙述错误的是( )
A.在a点增加反应物浓度,反应速率会加快
B.在b点加入同种少量的酶,反应速率会加快
C.在c点限制反应速率的因素是温度
D.在a点开始温度升高10℃,反应速率会变慢
4.(23-24高一上·广东惠州·期末)下列有关酶的叙述正确的是( )
A.只有具有分泌功能的细胞才能产生酶
B.绝大多数酶的化学本质是蛋白质
C.酶只能在细胞内起作用
D.少数DNA也具有生物催化功能
5.(23-24高一上·广东汕头·期末)为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实验分组、处理及结果如下表所示。
组别
甲中溶液(0.2mL)
乙中溶液(2mL)
不同时间测定的相对压强(kPa)
0s
50s
100s
150s
200s
250s
I
肝脏提取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
II
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
III
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
下列叙述错误的是( )
A.实验应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
B.I组200s时补充肝脏研磨液,相对压强会继续增大
C.250s时I组反应已结束,而Ⅱ组和Ⅲ组仍在进行
D.实验结果可以说明酶的催化作用具有高效性
6.(23-24高一上·广东汕头·期末)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋(将鲜茶叶薄摊置于日光下)、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.萎凋促进细胞散失自由水使叶质变软有利于揉捻
B.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
7.(23-24高一上·广东肇庆·期末)下列关于“探究酶活性的影响因素实验”的叙述,正确的是( )
A.可用过氧化氢酶或淀粉酶来探究温度对酶活性的影响
B.应将底物和酶充分混合后再置于相应的温度或pH条件下进行处理
C.探究温度对淀粉酶活性的影响时,可用斐林试剂进行检测
D.探究胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH时,设置的pH范围应不同
8.(23-24高一上·广东梅州·期末)酶为生活添姿彩,其应用很广泛。下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎作用
B.通常在酶的最适温度下保存酶制剂
C.酶能够为化学反应提供活化能
D.探究温度对酶活性的影响,可用H2O2作底物
9.(23-24高一上·广东深圳·期末)在适宜条件下,等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A.三组反应速度从慢到快依次是③<②<①
B.酶和无机催化剂都不能改变化学反应最终生成物的量
C.加热可直接为过氧化氢的分解提供能量
D.①与②相比,得出的结论是酶具有催化作用
10.(23-24高一上·广东中山·期末)如图为酶和无机催化剂催化某化学反应的机理示意图,E1、E2、E3为活化能的数值,A表示没有催化剂的反应过程。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.酶和无机催化剂都只能在温和条件下催化反应
B.酶和无机催化剂都可以为反应物提供活化能
C.酶降低该化学反应活化能的值为(E1-E3)
D.曲线B 与C相比可以说明酶具有高效性
11.(23-24高一上·广东茂名·期末)带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白,随意丢弃不仅浪费资源,还会污染环境。利用木瓜蛋白酶处理,可以变废为宝。请回答问题:
(1)欲鉴定木瓜蛋白酶的化学本质是不是蛋白质,可采用 试剂检测是否发生紫色反应。木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽,但不能进一步将多肽分解为氨基酸,体现酶具有 性。木瓜蛋白酶作为催化剂能将下脚料分解的作用机理是 。
(2)为确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH,研究人员进行了相关实验,结果如下图。
据图分析,木瓜蛋白酶的最适用量为 %,此酶的最适pH为 左右,理由是 。偏酸、偏碱使酶解度降低的原因可能是 。
(3)有人通过预先实验粗略了解木瓜蛋白酶的有效作用温度范围是20~80℃左右。若要探究木瓜蛋白酶分解下脚料的最适温度,实验的基本思路是 。
12.(23-24高一上·广东茂名·期末)细胞代谢过程离不开酶的催化,以下为研究酶的相关实验所提供的材料试剂,其他实验条件及用具均适宜且充足。回答有关问题:
供选:(各溶液均为新配制的)质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为2%的蔗糖酶溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为3%的蔗糖溶液、体积分数为3%的H2O2溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为5%的HCl溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块、斐林试剂、碘液。
(1)欲探究酶具有专一性,实验的自变量是 。以蔗糖作底物时,一般不能选择上述材料中的碘液来检测实验结果,原因是 。
(2)研究pH对酶活性的影响时,为避免酸碱对反应物本身水解的影响,选用的反应物较好是 。
(3)研究温度对酶活性的影响,建议选用 为反应物,若实验结果如图乙所示,则该酶的最适温度的范围是 ,欲测定该酶的最适温度,下一步的做法是 。
【答案】(1) 不同的底物或不同的酶 蔗糖与碘液无颜色反应,使用碘液无法证明蔗糖是否被酶分解
(2)H2O2溶液
(3) 可溶性淀粉溶液 20~40℃ 在20~40℃内设置一系列更小的温度梯度,用同样的方法比较不同温度下该酶的活性
13.(23-24高一上·广东深圳·期末)苹果汁加工过程中,苹果细胞中的多酚氧化酶(PPO)可催化酚类物质发生氧化,引起褐变反应,影响果汁的色泽和口感。已知L-半胱氨酸和柠檬酸钠是两种PPO抑制剂,科研人员研究了不同浓度的上述两种物质对PPO相对酶活性的影响,结果如图1。回答下列问题:
(1)上述实验的自变量是 。由图中结果可知,在苹果汁加工过程中,选用 作为PPO抑制剂效果可能更好,理由是 。
(2)图2为酶和两种酶抑制剂的作用机理示意图。为研究L-半胱氨酸的作用机理,在酶量一定的条件下,科研人员检测了加入L-半胱氨酸对PPO酶促反应速率的影响,结果如图3。
①由图2中的A可知,底物与酶的活性部位结构互补时,酶才能发挥作用,体现酶具有 性。
②据图3分析,限制a点酶促反应速率的因素是 ,L-半胱氨酸的作用机理为图2中的 (选填“B”或“C”)。
考点02 ATP
14.(23-24高一上·广东茂名·期末)以下是萤火虫体内细胞能量代谢中ATP与ADP相互转化示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.①过程的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量
B.②过程所释放的Pi和能量可以用于过程①
C.细胞中的许多吸能反应与②过程相联系
D.正在发光的萤火虫②过程反应速率明显大于①过程
15.(23-24高一上·广东惠州·期末)下列关于水稻细胞内ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP的名称是腺苷三磷酸,其分子的结构简式是A-P∽P∽P
B.正常细胞中ATP与ADP处于动态平衡之中
C.可为物质跨膜运输提供能量,释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
D.ATP生成过程所需能量只能来自呼吸作用
16.(23-24高一上·广东深圳·期末)研究人员将32P标记的磷酸分子注入到某活的离体细胞中,培养1~2min后迅速检测ATP的含量及放射性,发现ATP的含量基本不变,但部分ATP的末端磷酸基团可检测出放射性。该现象不能说明( )
A.ATP中远离腺苷A的磷酸基团容易脱离
B.32P标记的磷酸分子是合成ATP的原料之一
C.此过程中ATP迅速发生着合成和分解反应
D.ATP的合成过程与吸能反应相联系
17.(23-24高一上·广东深圳·期末)肌球蛋白能够水解ATP的末端磷酸基团,同时也能水解GTP、CTP等,将化学能转化为机械能,从而产生各种形式的运动。下列有关叙述错误的是( )
A.肌球蛋白可为肌肉的运动提供能量
B.肌球蛋白参与的活动与吸能反应相关联
C.ATP水解酶抑制剂可抑制肌肉的运动
D.GTP和CTP可作为生命活动的直接能源物质
18.(23-24高一上·广东汕头·期末)图表示ATP的水解过程,下列有关叙述正确的是( )
A.甲在活细胞中含量很多,是细胞内大多数生命活动的直接能源物质
B.丙为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,是组成DNA的基本组成单位之一
C.细胞内的许多放能反应与①过程相联系,释放的能量储存在ATP中
D.甲与乙相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的
19.(23-24高一上·广东深圳·期末)荧光检测是一种自然发光反应,通过荧光素酶与ATP进行反应(如下),可根据荧光强度检测食品、化妆品中的细菌等微生物的数量,15s内即得到反应结果。下列叙 述错误的是( )
荧光素+ATP+O2氧化荧光素AMP(-磷酸腺苷)+PPi+H2O+荧光
A.该实验中ATP水解释放的能量来自断裂的特殊化学键
B.ATP的组成元素与细菌的遗传物质组成元素不相同
C.荧光检测的原理基于同种细菌细胞内ATP的量基本相同
D.所测的荧光强度与样品中细菌的数量呈正相关
考点03 探究酵母菌细胞呼吸方式
20.(23-24高一上·广东茂名·期末)下列是探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的实验装置,连接顺序正确的是( )
A.丙、甲、乙 B.甲、乙、丙
C.丙、丁、乙 D.丁、乙、丙
21.(23-24高一上·广东广州·期末)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。某生物兴趣小组利用自制的秸秆的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸方式,实验装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验前向瓶中加入酸性重铬酸钾以便检测乙醇的生成
B.甲组中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2
C.该实验叫作对比实验,甲组是对照组,乙组是实验组
D.增加乙组培养液中的酵母菌数量能提高乙醇产量
22.(23-24高一上·广东深圳·期末)为确保实验结果真实可信,实验过程中通常需要遵循对照原则。下列相关叙述正确的是( )
A.“检测生物组织中的蛋白质”实验仅有一个实验组,未遵循对照原则
B.“探究植物细胞的吸水和失水”实验以未发生质壁分离的细胞为对照组
C.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验设置无氧条件作为空白对照
D.“探究温度对酶活性的影响”实验用到了不同温度之间的相互对照
考点04 细胞呼吸的原理和应用
23.(23-24高一上·广东茂名·期末)下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中未显示能量,物质abcd分别表示水、CO2、酒精、乳酸
B.条件X下,酵母菌细胞呼吸时葡萄糖中的能量有2条去路
C.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被彻底分解成CO2和水
D.比赛过程中,人体骨骼肌供能的主要方式以Y条件下的过程为主
24.(23-24高一上·广东惠州·期末)如下图所示4支试管,在氧气充足、温度适宜条件下,经过一定时间后,最终能产生CO2和H2O的试管是( )
A.甲 B.乙、丁 C.丙 D.乙、丙、丁
25.(23-24高一上·广东珠海·期末)如图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
A.氧气浓度为0时,该器官不进行呼吸作用
B.氧气浓度在10%以下时,该器官只进行无氧呼吸
C.氧气浓度在10%以上时,该器官只进行有氧呼吸
D.保存该器官时,氧气浓度越低越好
26.(23-24高三上·广东东莞·期末)研究发现,二硝基苯酚(DNP)处理植物后,NADH仍能与氧气结合生成水,但该过程释放的能量均以热能的形式散失。下列叙述错误的是( )
A.DNP可能破坏了线粒体内膜上用于合成ATP的酶
B.含有DNP的细胞中葡萄糖的氧化分解可继续进行
C.含有DNP的细胞中能量主要由细胞无氧呼吸产生
D.某些低温条件下开花的植物花序中可能含有DNP
27.(23-24高一上·广东江门·期末)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法不合理的是( )
A.处理伤口选用透气的创可贴
B.定期给花盆中的土壤松土
C.真空包装食品以延长保质期
D.低温、无氧、干燥环境储藏果蔬
28.(23-24高一上·广东·期末)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.①②过程为无氧呼吸的两个阶段,其中e为ATP
D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
29.(23-24高一上·广东佛山·期末)图示某真核细胞呼吸作用的过程,①-④表示生理过程,甲-丁代表有关物质。下列叙述正确的是( )
A.①④发生在细胞质基质,②发生在线粒体内膜
B.图中的[H]是NADPH,③④过程都能利用[H]
C.乙代表H2O,丁可用溴麝香草酚蓝溶液检测
D.④过程产生的能量有一部分储存在ATP中
30.(23-24高一上·广东深圳·期末)酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示,①~③为相关生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A.②过程需要消耗①过程产生的[H]
B.发生①②时,葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
C.发生①③时,葡萄糖可进入线粒体中进行彻底的氧化分解
D.发酵液中的酵母菌无法同时发生①②③过程
31.(23-24高一上·广东揭阳·期末)细胞呼吸的原理在生产和生活中应用广泛。下列相关原因分析正确的是( )
A.被铁钉深扎的伤口,用透气创可贴包扎的目的是促进细胞的生长
B.酿酒时严格控制通气以确保整个过程处于无氧状态
C.提倡慢跑的目的是防止有氧呼吸耗能太多和供氧不足
D.小麦被水淹导致无氧呼吸产生酒精,使根腐烂
32.(23-24高一上·广东广州·期末)北欧鲫鱼生活在极其寒冷的水域中,它们可以通过向体外排出酒精来延缓周围水体结冰,其大多数细胞在缺氧条件下可进行无氧呼吸产生乳酸,呼吸过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程①发生在线粒体基质中
B.过程②产生了大量的[H]
C.过程③生成了酒精和CO2
D.图中葡萄糖彻底氧化分解
33.(23-24高一上·广东潮州·期末)如图表示细胞呼吸的过程,下列有关叙述正确的是( )
A.图中过程③产生的ATP少于④产生的ATP
B.过程②③④均在膜结构上发生,并能产生少量ATP
C.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
D.剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
34.(23-24高一上·广东湛江·期末)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,苹果储藏不当会出现酒味。下列相关分析正确的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和CO2
B.苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、CO2和H2O
C.马铃薯和苹果应在无氧、低温、干燥环境中储藏
D.无氧呼吸过程中,葡萄糖中的大部分能量储存在产生的酸味或酒味物质中
35.(23-24高一上·广东佛山·期末)粮食储备在古代中国是基本国策,有关仓窖的法令渊源久远。唐《仓库令》记载,租粮受纳入仓的程序和规定中,“皆令干净”为首要要求;出仓时“每出一屋一窖尽”,意思是必须出尽一窖才能打开动用下一个仓窖的粮食。下列叙述错误的是( )
A.入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量
B.入仓时粮仓和粮食“净”可减少虫害滋生
C.仓库密闭是为了防止种子进行呼吸作用
D.出仓时避免多次开启仓窖可减少粮食变质腐烂
36.(23-24高一上·广东深圳·期末)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
37.(23-24高一上·广东中山·期末)下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.无氧、干燥环境下细胞呼吸最弱,有利于果蔬储藏
B.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,但产生CO2的场所不同
C.剧烈运动过程中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量
D.包扎伤口选用透气性好的“创可贴”,主要是为保证人体细胞的有氧呼吸
38.(23-24高一上·广东广州·期末)图1表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图2所示。请据图回答以下问题:
(1)图1中催化反应②和④的酶分别位于 和 中,物质c为 。
(2)图1中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为 ,④过程为有氧呼吸的第二阶段,其中物质a、d分别是 和 。
(3)图2当氧浓度为a时,酒精产生量与CO2产生量相等,说明此时只进行 呼吸,当氧浓度为b时,产生CO2的量多于酒精的量,说明酵母菌还进行了有氧呼吸,当氧浓度为d时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行 呼吸。
(4)图2当氧浓度为e时,细胞呼吸需消耗 mol葡萄糖,其中有 (填分数)的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。
39.(23-24高一上·广东惠州·期末)下图中图甲表示真核生物细胞呼吸过程,图中a~d表示物质,①~⑤表示代谢过程:图乙表示某植物非绿色器官在不同氧浓度下,单位时间内O2的吸收量和CO2的释放量的变化,据图回答:
(1)图甲中物质a是 ,a~d中表示相同物质的是 ,③过程进行的场所是
(2)若某生物体能进行①②③④过程,则该生物可能是
A.人 B.酵母菌 C.乳酸菌
(3)某同学参加800m比赛后,肌肉酸胀乏力,原因是
(4)若图乙的器官是某种子,则储存该种子最合适的氧气浓度是图乙中 (选用“A/B/C”作答)点对应的浓度,判断的依据是该氧气浓度下种子的 。相对低温条件也适合储存种子,原因是
考点01 酶
1.(23-24高二下·广东韶关·期末)果蔬在储存和运输过程中褐变的主要原因是多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素。为探究不同温度对两种PPO活性的影响,某同学设计了相关实验,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.本实验的自变量是温度,因变量是酚剩余量
B.据图分析,相同温度条件下酶A的活性更高
C.应在30℃~40℃之间设置多个温度梯度探究酶B的最适温度
D.低温可以减少储存和运输过程中的果蔬褐变
2.(23-24高一上·广东茂名·期末)下图分别表示温度、pH与酶活性(酶促反应速率)的关系,下列叙述正确的是( )
A.通过曲线P判断该酶适于保存在80℃条件下
B.人体内胃蛋白酶的活性与曲线Q相似
C.曲线Q、R说明不同pH下的酶最适温度不变
D.酶活性随pH的升高,先增强后降低
3.(23-24高一上·广东广州·期末)10-23酶可以和靶标RNA结合并对其进行切割,10-23酶包含一个由15个核苷酸构成的催化结构域,该结构域的两侧为底物结合臂(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.该酶被水解后可生成4种核糖核苷酸
B.该酶降低了RNA中氢键断裂所需的活化能
C.图示模型体现了酶催化的高效性
D.若改变结合臂的碱基序列,则该类酶可结合不同的底物
4.(23-24高一上·广东江门·期末)在其他条件不变的前提下,图中虚线能正确表示生成物量在增大酶浓度后的变化的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高三上·广东深圳·期末)下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下、pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若改变该酶促反应的某一初始条件,以下分析或判断正确的是( )
A.若pH=a,则e点向下移动,d点向左移动
B.若pH=c,H2O2酶中的肽键将被破坏而失活
C.若H2O2量增加,则e点不移动,d点向左移动
D.若反应温度降低,则e点不移动,d点向右移动
6.(23-24·广东广州·期末)下列关于探究酶特性的实验,叙述正确的是( )
A.若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,可选择淀粉作为酶促反应底物
B.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择斐林试剂对实验结果进行检测
C.若用H2O2和过氧化氢酶来探究酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测
7.(23-23高一下·广东深圳·期末)农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”、“白片”。原理如下:胆碱酯酶可催化靛酚乙酸脂(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色),有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时,将一定量的待测蔬菜剪碎,放入瓶中,加入适量纯净水;用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上;一段时间后,将速测卡对折(如图所示),用手捏住,使“红片”与“白片”叠合:根据“白片”的颜色变化判读结果。以下叙述错误的是( )
A.速测卡“红片”部分含有靛酚乙酸酯和胆碱酯酶
B.“白片”呈现的蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少
C.若环境温度较低,“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长
D.每批测定应设滴加等量纯净水到“白片”上的空白对照卡
考点02 ATP
8.(23-24高一上·广东汕头·期末)图中①-③表示的是真核生物体内3种有机化合物分子的结构简图,其中①参与光合作用的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.①-③存在于所有植物细胞
B.②中含有与③中a相同的结构
C.细胞中没有①就不能产生③
D.②主要分布在细胞核中
9.(23-24高一上·广东东莞·期末)肌肉收缩需要消耗大量的能量,一般人的骨骼肌细胞中仅含有维持1s左右剧烈收缩时所需的ATP。骨骼肌细胞中储存有充足的磷酸肌酸,能将其磷酸基团连同能量一并转移给ADP,从而快速生成ATP,能将ATP浓度维持在高水平大约6~8s。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸基团连接而成,其中A代表腺苷
B.ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的
C.剧烈运动7s,骨骼肌细胞所需能量主要来源于葡萄糖的氧化分解
D.运动时ATP水解释放的磷酸基团与运动蛋白结合,使其空间结构改变
10.(23-24高一上·广东深圳·期末)在大肠杆菌中,可以通过基团移位的方式运输葡萄糖,如下图所示。细胞内的高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸基团通过酶Ⅰ的作用将HPr激活;而膜外环境中的葡萄糖分子先与细胞膜中的底物特异蛋白——酶Ⅱc结合,接着被图中所示过程传递来的磷酸基团激活,形成磷酸糖(可被细胞迅速利用),最后释放到细胞质中。下列叙述错误的是( )
A.PEP的磷酸基团将HPr激活的过程伴随着能量的转移
B.酶Ⅱc在运输葡萄糖的过程中会发生自身构象的改变
C.细胞中的线粒体越多,该过程转运葡萄糖的速度越快
D.磷酸糖的形成可以避免细胞中葡萄糖的积累而影响代谢
11.(23-24高一上·广东清远·期末)摘取若干萤火虫的发光器,干燥研成粉末,分两等份分别装入试管中,再加入等量水混合,可以观察到两试管均发出荧光。约过15min荧光消失,再将ATP溶液加入A试管,将等量的葡萄糖溶液加入B试管,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.据实验可知发光器的粉末中含有ATP
B.ATP可水解为一个磷酸和一个腺苷
C.以上实验说明ATP是直接的能源物质
D.萤火虫发光是将化学能转化成光能
12.(23-24高一上·广东广州·期末)酶A、酶B与酶C分别是从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化的ATP水解酶,研究人员分别测量三种酶对不同浓度ATP的水解反应速率,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A.ATP水解酶催化ATP水解时,需要ATP提供能量才能发挥作用
B.当反应速率的相对值达到400时,酶A所需要的ATP浓度最高
C.在相同的ATP浓度下,酶A催化最终产生的ADP和Pi的量最多
D.ATP浓度相对值为10时,图中影响反应速率的因素是酶的种类
考点03 探究酵母菌细胞呼吸方式
13.(23-24高一上·广东梅州·期末)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式,做了以下两组实验:用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,再吸入25mL无菌氧气,密封;用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖溶液,倒置,排尽注射器中的气体,密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间,以下说法错误的是( )
A.当观察到注射器A中的总体积大于50mL时,说明酵母菌进行了无氧呼吸
B.反应初期注射器A中的酵母菌的线粒体基质会消耗水并产生CO2
C.充分反应后取B中的适量液体,滴加少量酸性重铬酸钾溶液,溶液由橙色变灰绿色
D.该实验设置了有氧和无氧两种条件,其中有氧条件为实验组,无氧条件为对照组
14.(23-24高一上·广东清远·期末)酵母菌是一种兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧和无氧环境中都能够生存。现运用特定方法鉴定细胞呼吸产物,分析两种细胞呼吸类型的条件和产物。其中无氧组先向装有酵母菌液烧瓶中通入用稀盐酸和大理石颗粒新制的CO2气体,直至CO2充满烧瓶后再接入带有玻璃弯管的单孔橡胶塞。实验装置如图。下列叙述正确的是( )
A.有氧组和无氧组的烧瓶口分别固定一团蘸有蒸馏水和NaOH溶液的脱脂棉
B.分析实验前后两组U形管液面变化,可判断烧瓶内是否消耗O2并生成CO2
C.实验前后取两组等量酵母菌液,可用双缩脲试剂检测有无葡萄糖存在
D.实验后取两组等量酵母菌液与酸性的重铬酸钾溶液反应,实验现象相同
考点04 细胞呼吸的原理和应用
15.(23-24高一上·广东肇庆·期末)不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞内进行有氧呼吸和无氧呼吸时产生ATP的场所相同
B.运动员跑1500米时,无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.运动员跑5000米时,细胞呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分储存在ATP中
D.运动员跑马拉松时,血液中成熟红细胞主要进行有氧呼吸
16.(23-24高一上·广东深圳·期末)某科研人员利用新鲜草莓探究氧气浓度对其呼吸作用的影响,实验以密闭容器中草莓的CO2的释放量作为检测指标,结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.草莓细胞只进行无氧呼吸比只进行有氧呼吸消耗的葡萄糖少
B.氧气浓度为6%时,产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质
C.氧气浓度为21%时,草莓的细胞呼吸产物为H2O、CO2和酒精
D.图中CO2释放量相同时细胞呼吸作用所释放的能量也相同
17.(23-24高一上·广东中山·期末)分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.细胞器甲可能是线粒体,有氧呼吸全程在线粒体中进行
B.细胞器乙只含有蛋白质和脂质,肯定与分泌蛋白的加工和分泌有关
C.细胞器丙是核糖体,其不断从内质网上脱落下来可能影响分泌蛋白的合成
D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
18.(23-24高一上·广东深圳·期末)氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)由磷酸基团连接两个核苷酸构成,细胞呼吸过程中可被还原为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。NADH可作为氢的载体和电子供体,通过氧化磷酸化过程转移能量供给ATP合成。外源性补充NADH有助于恢复体力、增强食欲和改善精神状态。下列有关叙述错误的是( )
A.NADH是由C、H、O、N、P五种元素构成的生物大分子
B.NAD+转化为NADH的场所发生在细胞质基质和线粒体基质
C.在线粒体内膜中,O2可接受NADH携带的氢被还原成水
D.NADH可应用于改善慢性疲劳综合征和提高运动耐力等领域
19.(23-24高一上·广东珠海·期末)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述错误的是( )
A.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
B.图乙中DE段无氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强
C.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性
D.D、E点相比,图乙中D点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜
20.(23-24高一上·广东珠海·期末)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述错误的是( )
A.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
B.图乙中DE段无氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强
C.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性
D.D、E点相比,图乙中D点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜
21.(23-24高一上·广东广州·期末)某同学测得不同O2浓度下酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量如图。下列叙述错误的是( )
A.O2浓度为a时,葡萄糖的氧化分解不彻底
B.O2浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍
C.O2浓度为c时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
D.O2浓度为d时,产生的CO2全部来自线粒体
22.(23-24高一上·广东茂名·期末)如图为探究酵母菌呼吸作用类型的装置图,实验中微生物均有活性。假设环境因素对本实验无影响,下列表述正确的是( )
A.装置1中液滴左移,装置2中液滴不移动说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,明酵母菌只进行了有氧呼吸
C.将酵母菌换成乳酸菌,装置1中液滴不移动,装置2中液滴不移动
D.将酵母菌换为乳酸菌,装置1中液滴不移动,装置2中液滴右移
23.(23-24高一上·广东东莞·期末)某兴趣小组对不同氧浓度下酵母菌的细胞呼吸方式以及产物展开研究,如图为测得的培养液 (以葡萄糖为底物)中CO2和酒精的产生量。根据图中的信息推断,错误的是( )
A.氧浓度为a时,酵母菌将葡萄糖部分氧化分解,并合成少量ATP
B.氧浓度为b时,酵母菌合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体
C.氧浓度为c时,培养液中有1/3的葡萄糖用于酵母菌有氧呼吸
D.氧浓度为d时,酵母菌的线粒体内膜上产生了大量[H]和ATP
24.(23-24高一上·广东江门·期末)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列复合物(1、II、III、IV)组成的将电子(e-)传递到分子氧的“轨道”,如图所示。
(1)图示过程是有氧呼吸的第 阶段,在此过程中沿“轨道”传递的e-来自 (填物质)。
(2)据图可知,复合物 在传递e-的同时还能转运H+,使膜两侧存在浓度差。H+继而借助F0和F1 (填“顺”或“逆”)浓度梯度回流驱动 合成。
(3)参与上述过程的还有Cytc,它是一种部分嵌入在膜结构上的蛋白质。某同学认为Cytc外露部分所处的位置是细胞质基质。该同学观点 (填“正确”或“错误”),你的理由是 。
(4)研究表明,电子设备中的蓝光会对线粒体造成损伤,影响有氧呼吸过程。科研人员用LED灯模拟手机和平板电脑等设备发出的蓝光照射果蝇,检测其ATP和呼吸链复合物的相对含量,结果如表。
检测指标
ATP含量
呼吸链复合物Ⅰ
呼吸链复合物Ⅱ
呼吸链复合物Ⅲ
呼吸链复合物Ⅳ
相对含量变化
减少
减少
明显减少
无明显变化
无明显变化
请结合题目信息,分析蓝光导致果蝇有氧呼吸产生ATP减少的机制是 。
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专题05 细胞的能量供应和利用(一)
(酶、ATP和细胞呼吸)
考点01 酶
1.(23-24高一上·广东茂名·期末)科学家新提取出某种酶的结晶,并将它彻底水解,得到的产物可能是( )
A.氨基酸
B.氨基酸或核糖、磷酸、碱基
C.核糖、磷酸、碱基
D.氨基酸或核糖核苷酸
【答案】B
【详解】酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质彻底水解后的产物是氨基酸,RNA水解后的产物是核糖核苷酸,再进一步水解后得到核糖、磷酸、碱基,因此某种酶的结晶,并将它彻底水解,得到的产物可能是氨基酸或核糖、磷酸、碱基,B正确,ACD错误。
故选B。
2.(23-24高三上·广东惠州·期末)纺织厂常用枯草芽孢杆菌生产的α淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α-淀粉酶的最适温度,某科研小组在适宜条件下进行了实验,棉花初始质量为5g,每组在各自温度下保温20min后测量棉花减重,结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
组别
1
2
3
4
5
6
棉花减重/g
0
0.12
0.16
0.22
0.23
0.15
温度/℃
25
35
45
55
65
75
A.该实验应保证每组的α-淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同
B.每组应先将α-淀粉酶与棉花混合,再进行保温
C.实验结果表明a-淀粉酶的最适温度范围为55℃~75℃
D.若验证a-淀粉酶具有专一性,可让其处理蛋白块,观察蛋白块的体积变化
【答案】B
【详解】A、分析题意,本实验的目的为探究α-淀粉酶的最适温度,故本实验中自变量为温度,该实验中加入的α-淀粉酶的浓度、体积及棉花的初始质量等属于无关变量,应保证相同且适宜,A正确;
B、每组应先将α-淀粉酶和棉花分别预热到设置温度,再进行混合,B错误;
C、在本实验中,温度为65℃的实验组棉花减重量最大,说明其分解淀粉的效果最好,故α-淀粉酶的最适温度范围为55℃~75℃,C正确;
D、若验证α-淀粉酶具有专一性,可让其处理蛋白块,观察蛋白块的体积变化,由于酶的专一性,蛋白块体积应该不会发生改变,D正确。
故选B。
3.(23-24高一上·广东惠州·期末)下图表示最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。下列相关叙述错误的是( )
A.在a点增加反应物浓度,反应速率会加快
B.在b点加入同种少量的酶,反应速率会加快
C.在c点限制反应速率的因素是温度
D.在a点开始温度升高10℃,反应速率会变慢
【答案】C
【详解】A、由图可知,b点前的限制因素是反应物浓度a点随着反应底物浓度的增加,反应速率加快,A正确;
BC、b点时反应速率达到了最大,限制因素可能是酶的量或活性,加入同种少量的酶,反应速率会加快,由于该曲线是最适温度下获得,故限制因素不是温度,B正确,C错误;
D、由于曲线是在最适温度下测得的,所以如果a点时温度升高10℃,则酶的活性降低,反应速率会变慢,D正确。
故选C。
4.(23-24高一上·广东惠州·期末)下列有关酶的叙述正确的是( )
A.只有具有分泌功能的细胞才能产生酶
B.绝大多数酶的化学本质是蛋白质
C.酶只能在细胞内起作用
D.少数DNA也具有生物催化功能
【答案】B
【详解】A、酶是活细胞产生的,没有分泌功能的细胞也可以产生酶,A错误;
B、绝大多数酶的化学本质是蛋白质,B正确;
C、只要条件适宜,酶在细胞内外都可以起作用,C错误;
D、少数酶的化学本质是RNA,故少数RNA也具有生物催化功能,D错误。
故选B。
5.(23-24高一上·广东汕头·期末)为探究酶的催化效率,某同学采用如图所示装置进行实验,实验分组、处理及结果如下表所示。
组别
甲中溶液(0.2mL)
乙中溶液(2mL)
不同时间测定的相对压强(kPa)
0s
50s
100s
150s
200s
250s
I
肝脏提取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
II
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
III
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
下列叙述错误的是( )
A.实验应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
B.I组200s时补充肝脏研磨液,相对压强会继续增大
C.250s时I组反应已结束,而Ⅱ组和Ⅲ组仍在进行
D.实验结果可以说明酶的催化作用具有高效性
【答案】B
【详解】A、据表分析可知,甲中溶液是酶或无机催化剂等,乙中是底物,应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时,A正确;
B、I组200s时压强已经达到最大,说明反应已经完成,底物消耗完,补充肝脏研磨液,相对压强也不会改变,B错误;
C、三组中的H2O2溶液均为2ml,则最终产生的相对压强应相同,据表可知,250s之前I组反应已结束,但II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0,故250s时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行,C正确;
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,对比I、II组可知,在相同时间内I组(含过氧化氢酶)相对压强变化更快,说明酶的催化作用具有高效性,D正确。
故选B。
6.(23-24高一上·广东汕头·期末)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋(将鲜茶叶薄摊置于日光下)、揉捻、发酵、高温干燥等工序,其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是( )
A.萎凋促进细胞散失自由水使叶质变软有利于揉捻
B.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
【答案】C
【详解】A、植物细胞失水萎蔫,所以萎凋促进细胞散失自由水使叶质变软有利于揉捻,A正确;
B、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,B正确;
C、酶的作用条件较温和,发酵时有机酸含量增加,改下pH环境,降低多酚氧化酶的活性,C错误;
D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确。
故选C。
7.(23-24高一上·广东肇庆·期末)下列关于“探究酶活性的影响因素实验”的叙述,正确的是( )
A.可用过氧化氢酶或淀粉酶来探究温度对酶活性的影响
B.应将底物和酶充分混合后再置于相应的温度或pH条件下进行处理
C.探究温度对淀粉酶活性的影响时,可用斐林试剂进行检测
D.探究胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH时,设置的pH范围应不同
【答案】D
【详解】A、由于升温会促进过氧化氢的分解,因此不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响,A错误;
B、应使底物和酶都达到设定的温度或pH条件后再将它们充分混合,以免酶和底物相遇后发生反应,B错误;
C、因为使用斐林试剂时需要水浴加热,会破坏之前设置的温度条件,因此不能用斐林试剂进行检测,C错误;
D、胃蛋白酶的最适pH为1.5,胰蛋白酶的最适pH为弱碱性,因此探究胃蛋白酶和胰蛋白酶的最适pH时,设置的pH范围应不同,D正确。
故选D。
8.(23-24高一上·广东梅州·期末)酶为生活添姿彩,其应用很广泛。下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎作用
B.通常在酶的最适温度下保存酶制剂
C.酶能够为化学反应提供活化能
D.探究温度对酶活性的影响,可用H2O2作底物
【答案】A
【详解】A、溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用,在临床上常与抗生素复合使用,A正确;
B、通常在低温条件下保存酶制剂,B错误;
C、酶能够降低化学反应所需的活化能,C错误;
D、温度本身影响H2O2的分解,因此不能探究温度对H2O2酶活性的影响,D错误。
故选A。
9.(23-24高一上·广东深圳·期末)在适宜条件下,等量的过氧化氢经不同处理后生成物的量与时间的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A.三组反应速度从慢到快依次是③<②<①
B.酶和无机催化剂都不能改变化学反应最终生成物的量
C.加热可直接为过氧化氢的分解提供能量
D.①与②相比,得出的结论是酶具有催化作用
【答案】D
【详解】A、据图可知,曲线①达到平衡所需要的时间最短,说明反应速率最快,过程③达到平衡所需要的时间最长,说明反应速度最慢,故三组反应速度从慢到快依次是③<②<①,A正确;
B、酶和无机催化剂不改变平衡点,改变达到平衡所需要的时间,因此酶和无机催化剂都不能改变化学反应最终生成物的量,B正确;
C、加热提供了热能,可直接为过氧化氢的分解提供能量,C正确;
D、①加入过氧化氢酶和②加入无机催化剂Fe3+相比,说明酶具有高效性,D错误。
故选D。
10.(23-24高一上·广东中山·期末)如图为酶和无机催化剂催化某化学反应的机理示意图,E1、E2、E3为活化能的数值,A表示没有催化剂的反应过程。据图分析,下列有关叙述正确的是( )
A.酶和无机催化剂都只能在温和条件下催化反应
B.酶和无机催化剂都可以为反应物提供活化能
C.酶降低该化学反应活化能的值为(E1-E3)
D.曲线B 与C相比可以说明酶具有高效性
【答案】D
【详解】A、酶需要在温和条件下催化反应,无机催化剂不需要,A错误;
B、酶和无机催化剂都可以降低反应所需的活化能,而不是为反应物提供活化能,B错误;
C、酶降低该化学反应活化能的值为(E2-E3),C错误;
D、据图分析可知曲线A代表没有催化剂,曲线B代表有无机催化剂,曲线C代表是有酶催化,则曲线B 与C相比可以说明酶具有高效性,D正确。
故选D。
11.(23-24高一上·广东茂名·期末)带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白,随意丢弃不仅浪费资源,还会污染环境。利用木瓜蛋白酶处理,可以变废为宝。请回答问题:
(1)欲鉴定木瓜蛋白酶的化学本质是不是蛋白质,可采用 试剂检测是否发生紫色反应。木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽,但不能进一步将多肽分解为氨基酸,体现酶具有 性。木瓜蛋白酶作为催化剂能将下脚料分解的作用机理是 。
(2)为确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH,研究人员进行了相关实验,结果如下图。
据图分析,木瓜蛋白酶的最适用量为 %,此酶的最适pH为 左右,理由是 。偏酸、偏碱使酶解度降低的原因可能是 。
(3)有人通过预先实验粗略了解木瓜蛋白酶的有效作用温度范围是20~80℃左右。若要探究木瓜蛋白酶分解下脚料的最适温度,实验的基本思路是 。
【答案】(1) 双缩脲 专一 能降低化学反应活化能
(2) 0.020 6.5 pH为6.5左右时,蛋白质的分解程度最大(酶活性最大) 偏酸、偏碱会使酶的空间结构改变,活性降低
(3)在温度20℃-80℃之间,设置一系列的温度梯度,分别测定木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解程度,其中酶解度最大时对应的温度是该酶的最适温度。
【详解】(1)鉴定木瓜蛋白酶的化学本质是不是蛋白质,可采用双缩脲试剂检测是否发生紫色反应。木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为多肽,但不能进一步将多肽分解为氨基酸,说明酶具有专一性。木瓜蛋白酶作为催化剂能将下脚料分解的作用机理是能降低化学反应活化能。
(2)图示结果显示随着木瓜蛋白酶的增加蛋白质的分解程度逐渐上升,直至达到相对稳定,结合图示可知木瓜蛋白酶添加量应控制在0.020%,因为超过该值,酶解度不再增加,pH应控制在6.5,因为该值是木瓜蛋白酶最适pH值,偏酸、偏碱都会破坏酶的空间结构进而导致酶失活。
(3)若要探究木瓜蛋白酶的最适温度,需要将温度设为自变量,反应速率为因变量,无关变量要求相同且适宜。则实验设计如下:在温度20℃-80℃之间,设置一系列温度梯度,其他条件相同且适宜,分别测定在不同温度条件下木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解程度。其中酶解度最大时对应的温度是该酶的最适温度。
12.(23-24高一上·广东茂名·期末)细胞代谢过程离不开酶的催化,以下为研究酶的相关实验所提供的材料试剂,其他实验条件及用具均适宜且充足。回答有关问题:
供选:(各溶液均为新配制的)质量分数为2%的淀粉酶溶液、质量分数为2%的蔗糖酶溶液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为3%的蔗糖溶液、体积分数为3%的H2O2溶液、质量分数为20%的肝脏研磨液、质量分数为5%的HCl溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、热水、蒸馏水、冰块、斐林试剂、碘液。
(1)欲探究酶具有专一性,实验的自变量是 。以蔗糖作底物时,一般不能选择上述材料中的碘液来检测实验结果,原因是 。
(2)研究pH对酶活性的影响时,为避免酸碱对反应物本身水解的影响,选用的反应物较好是 。
(3)研究温度对酶活性的影响,建议选用 为反应物,若实验结果如图乙所示,则该酶的最适温度的范围是 ,欲测定该酶的最适温度,下一步的做法是 。
【答案】(1) 不同的底物或不同的酶 蔗糖与碘液无颜色反应,使用碘液无法证明蔗糖是否被酶分解
(2)H2O2溶液
(3) 可溶性淀粉溶液 20~40℃ 在20~40℃内设置一系列更小的温度梯度,用同样的方法比较不同温度下该酶的活性
【详解】(1)探究酶的专一性时,可以设置相同的酶,不同的底物来实验,也可以设置相同的底物,不同的酶来实验。一般不选择碘液来检测实验结果的原因是蔗糖与碘液无颜色反应,使用碘液无法证明蔗糖是否被酶分解。
(2)要验证pH对酶活性的影响,选用的反应物最好是过氧化氢溶液,以避免酸碱对反应物本身水解的影响。
(3)温度升高会加快H2O2的分解,影响实验结果,因此选用可溶性淀粉溶液来研究温度对酶活性的影响;图乙中30℃时酶活性最高,则该酶的最适温度的范围是20~40℃,欲测定该酶的最适温度,需要进一步做正式实验,在20~40℃内设置一系列更小的温度梯度,用同样的方法比较不同温度下该酶的活性。
13.(23-24高一上·广东深圳·期末)苹果汁加工过程中,苹果细胞中的多酚氧化酶(PPO)可催化酚类物质发生氧化,引起褐变反应,影响果汁的色泽和口感。已知L-半胱氨酸和柠檬酸钠是两种PPO抑制剂,科研人员研究了不同浓度的上述两种物质对PPO相对酶活性的影响,结果如图1。回答下列问题:
(1)上述实验的自变量是 。由图中结果可知,在苹果汁加工过程中,选用 作为PPO抑制剂效果可能更好,理由是 。
(2)图2为酶和两种酶抑制剂的作用机理示意图。为研究L-半胱氨酸的作用机理,在酶量一定的条件下,科研人员检测了加入L-半胱氨酸对PPO酶促反应速率的影响,结果如图3。
①由图2中的A可知,底物与酶的活性部位结构互补时,酶才能发挥作用,体现酶具有 性。
②据图3分析,限制a点酶促反应速率的因素是 ,L-半胱氨酸的作用机理为图2中的 (选填“B”或“C”)。
【答案】(1) 抗褐变剂的种类和浓度 L—半胱氨酸 L—半胱氨酸对多酚氧化酶(PPO)相对酶活性的作用效果更明显
(2) 专一性 酶的量(酶的浓度) B
【详解】(1)在对实验中获得的数据进行处理时,横坐标通常表示自变量,纵坐标通常表示因变量,所以自变量是抗褐变剂的种类和浓度。比较图1左右两图,L—半胱氨酸的作用效果更明显,因此在苹果汁加工过程中,选用它作为抗褐变剂效果可能更好。
(2)①由图2中的A可知,底物与酶的活性部位结构互补时,酶才能发挥作用,体现酶具有专一性。酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应。
②据图3分析,a点时酶促反应速率不再随底物浓度的增加而增加,主要限制因素是酶的量(酶的浓度)。图2中,B中,竞争性抑制剂和底物共同争夺酶的活性部位,C中,非竞争性抑制剂和酶活性部位以外的其他位点结合,通过改变酶的结构,从而使酶失去催化活性。加入L-半胱氨酸后,随着底物浓度的增大,酶促反应速率逐渐增大到和对照组相同,说明底物在和抑制剂竞争中占优势,L-半胱氨酸是竞争性抑制剂。
考点02 ATP
14.(23-24高一上·广东茂名·期末)以下是萤火虫体内细胞能量代谢中ATP与ADP相互转化示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.①过程的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量
B.②过程所释放的Pi和能量可以用于过程①
C.细胞中的许多吸能反应与②过程相联系
D.正在发光的萤火虫②过程反应速率明显大于①过程
【答案】C
【详解】A、①是ATP的合成过程,该过程所需的能量来源是光能和呼吸作用释放的能量,但是题干说是萤火虫,动物不会利用光能,A错误;
B、②过程释放的能量可以转化为多种形式,供生命活动需要,但不可用于过程①,B错误;
C、②是ATP的水解,该过程可释放能量,细胞中的许多吸能反应与②过程相联系,C正确;
D、生物体内ATP的合成和分解处于平衡状态,②过程反应速率和①过程基本相等,D错误。
故选C。
15.(23-24高一上·广东惠州·期末)下列关于水稻细胞内ATP的叙述,错误的是( )
A.ATP的名称是腺苷三磷酸,其分子的结构简式是A-P∽P∽P
B.正常细胞中ATP与ADP处于动态平衡之中
C.可为物质跨膜运输提供能量,释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
D.ATP生成过程所需能量只能来自呼吸作用
【答案】D
【详解】A、ATP名称是腺苷三磷酸, 其结构简式是 A-P~P~P,A正确;
B、ATP可与ADP相互转化,两者处于动态平衡之中,B正确;
C、ATP水解释放的能量可为物质跨膜运输提供能量,磷酸集团可转移到某些蛋白质的氨基酸残基上,使蛋白质磷酸化,C正确;
D、水稻叶肉细胞中ATP可以来自细胞呼吸或光合作用,D错误。
故选D。
16.(23-24高一上·广东深圳·期末)研究人员将32P标记的磷酸分子注入到某活的离体细胞中,培养1~2min后迅速检测ATP的含量及放射性,发现ATP的含量基本不变,但部分ATP的末端磷酸基团可检测出放射性。该现象不能说明( )
A.ATP中远离腺苷A的磷酸基团容易脱离
B.32P标记的磷酸分子是合成ATP的原料之一
C.此过程中ATP迅速发生着合成和分解反应
D.ATP的合成过程与吸能反应相联系
【答案】D
【详解】A、将32P标记的磷酸分子注入到某活的离体细胞中,培养1~2min后迅速检测ATP的含量及放射性,发现ATP的含量基本不变,但部分ATP的末端磷酸基团可检测出放射性,说明ATP中远离腺苷A的磷酸基团容易脱离,A正确;
B、ADP和Pi合成ATP,32P标记的磷酸分子是合成ATP的原料之一,B正确;
C、ATP的含量基本不变,但部分ATP的末端磷酸基团可检测出放射性,说明此过程中ATP迅速发生着合成和分解反应,C正确;
D、ATP的合成过程与放能反应相联系,题干信息也得不出该结论,D错误。
故选D。
17.(23-24高一上·广东深圳·期末)肌球蛋白能够水解ATP的末端磷酸基团,同时也能水解GTP、CTP等,将化学能转化为机械能,从而产生各种形式的运动。下列有关叙述错误的是( )
A.肌球蛋白可为肌肉的运动提供能量
B.肌球蛋白参与的活动与吸能反应相关联
C.ATP水解酶抑制剂可抑制肌肉的运动
D.GTP和CTP可作为生命活动的直接能源物质
【答案】A
【详解】A、肌球蛋白能够水解ATP的末端磷酸基团,相当于ATP水解酶,是起催化作用的有机物,不提供能量,A错误;
B、肌球蛋白参与的活动是通过与水解ATP的水解想联系,因此与吸能反应相关联,B正确;
C、ATP水解酶抑制剂能够抑制ATP的水解,因而肌肉的运动会受到抑制,C正确;
D、GTP、CTP与ATP一样,末端都含有磷酸基团,具有较高的转移势能,所以它们也可以为生命活动直接供能,D正确。
故选A。
18.(23-24高一上·广东汕头·期末)图表示ATP的水解过程,下列有关叙述正确的是( )
A.甲在活细胞中含量很多,是细胞内大多数生命活动的直接能源物质
B.丙为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,是组成DNA的基本组成单位之一
C.细胞内的许多放能反应与①过程相联系,释放的能量储存在ATP中
D.甲与乙相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的
【答案】D
【详解】A、甲是ATP,ATP在活细胞中含量很少,A错误;
B、丙为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的组成单位之一,B错误;
C、①是ATP的水解,该过程释放能量,细胞内的许多吸能反应与①过程相联系,C错误;
D、甲与乙相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了细胞的统一性,D正确。
故选D。
19.(23-24高一上·广东深圳·期末)荧光检测是一种自然发光反应,通过荧光素酶与ATP进行反应(如下),可根据荧光强度检测食品、化妆品中的细菌等微生物的数量,15s内即得到反应结果。下列叙 述错误的是( )
荧光素+ATP+O2氧化荧光素AMP(-磷酸腺苷)+PPi+H2O+荧光
A.该实验中ATP水解释放的能量来自断裂的特殊化学键
B.ATP的组成元素与细菌的遗传物质组成元素不相同
C.荧光检测的原理基于同种细菌细胞内ATP的量基本相同
D.所测的荧光强度与样品中细菌的数量呈正相关
【答案】B
【详解】A、ATP中含有2个特殊化学键键,ATP水解后最终生成AMP,释放的能量来自断裂的特殊化学键,A正确;
B、ATP的组成元素是C、H、O、N、P,细菌的遗传物质是DNA,组成元素也是C、H、O、N、P,两者组成元素相同,B错误;
C、由于同种细菌细胞内ATP的量基本相同,故才可根据荧光强度估测细菌等的数量,C正确;
D、所测的荧光强度反映了ATP总量,所以与样品中细菌的数量呈正相关,D正确。
故选B。
考点03 探究酵母菌细胞呼吸方式
20.(23-24高一上·广东茂名·期末)下列是探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的实验装置,连接顺序正确的是( )
A.丙、甲、乙 B.甲、乙、丙
C.丙、丁、乙 D.丁、乙、丙
【答案】A
【详解】甲和丁为酵母菌培养液,但甲通气,用于探究有氧呼吸,丁密闭,用于探究无氧呼吸;乙中澄清石灰水的作用是检测有氧呼吸产生的二氧化碳;丙中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳,所以探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的装置是丙、甲、乙。A正确,BCD错误。
故选A。
21.(23-24高一上·广东广州·期末)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。某生物兴趣小组利用自制的秸秆的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸方式,实验装置如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验前向瓶中加入酸性重铬酸钾以便检测乙醇的生成
B.甲组中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2
C.该实验叫作对比实验,甲组是对照组,乙组是实验组
D.增加乙组培养液中的酵母菌数量能提高乙醇产量
【答案】B
【详解】A、用酸性重铬酸钾检测酒精时,应该待实验结束后从甲瓶取出部分液体进行鉴定,A错误;
B、甲组中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2,使实验结果更加可信,B正确;
C、该实验叫作对比实验,甲、乙两组都是实验组,C错误;
D、由于培养液中葡萄糖的量是一定的,故增加乙组培养液中的酵母菌数量不能提高乙醇的最大产量,D错误。
故选B。
22.(23-24高一上·广东深圳·期末)为确保实验结果真实可信,实验过程中通常需要遵循对照原则。下列相关叙述正确的是( )
A.“检测生物组织中的蛋白质”实验仅有一个实验组,未遵循对照原则
B.“探究植物细胞的吸水和失水”实验以未发生质壁分离的细胞为对照组
C.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验设置无氧条件作为空白对照
D.“探究温度对酶活性的影响”实验用到了不同温度之间的相互对照
【答案】D
【详解】A、“检测生物组织中的蛋白质”实验以加入双缩脲试剂前后进行自身对照,A错误;
B、“探究植物细胞的吸水和失水”的实验进行了两次自身对照,第一次为发生质壁分离的细胞和正常的细胞(对照组)、第二次为质壁分离复原后的细胞和质壁分离的细胞(对照组),B错误;
C、“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验中,两组都是实验组,没有对照组,C错误;
D、“探究温度对酶活性的影响”实验设置了低温、高温、相对适宜温度等三组,用到了不同温度之间的相互对照,D正确。
故选D。
考点04 细胞呼吸的原理和应用
23.(23-24高一上·广东茂名·期末)下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列相关叙述正确的是( )
A.图中未显示能量,物质abcd分别表示水、CO2、酒精、乳酸
B.条件X下,酵母菌细胞呼吸时葡萄糖中的能量有2条去路
C.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被彻底分解成CO2和水
D.比赛过程中,人体骨骼肌供能的主要方式以Y条件下的过程为主
【答案】D
【详解】A、由分析可知,图中未显示能量,物质a、b、c、d分别为水、CO2、乳酸、酒精,A错误;
B、条件X下酵母细胞进行无氧呼吸,有机物不能彻底氧化分解,所以葡萄糖中能量的去向有3处,即储存在酒精中、以热能形式散失、储存在ATP中,B错误;
C、条件Y为有氧,葡萄糖不能进入线粒体,丙酮酸在线粒体中被彻底分解成CO2和水,C错误;
D、 人剧烈运动时人体骨骼肌供能的主要方式以Y条件有氧呼吸释放的能量,D正确。
故选D。
24.(23-24高一上·广东惠州·期末)如下图所示4支试管,在氧气充足、温度适宜条件下,经过一定时间后,最终能产生CO2和H2O的试管是( )
A.甲 B.乙、丁 C.丙 D.乙、丙、丁
【答案】C
【详解】能产生CO2和H2O的细胞呼吸是有氧呼吸(的第二、三阶段),场所是线粒体基质和线粒体内膜,需要的反应物是第一阶段的产物丙酮酸和NADH或[H],结合题图分析,完整酵母菌可以进行有氧呼吸,分解葡萄糖产生CO2和H2O,ABD错误,C正确。
故选C。
25.(23-24高一上·广东珠海·期末)如图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
A.氧气浓度为0时,该器官不进行呼吸作用
B.氧气浓度在10%以下时,该器官只进行无氧呼吸
C.氧气浓度在10%以上时,该器官只进行有氧呼吸
D.保存该器官时,氧气浓度越低越好
【答案】C
【详解】A、氧气浓度为0时,该器官进行无氧呼吸,A错误;
B、氧气浓度在10%以下时,该器官可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;
C、氧气浓度在10%以上时,氧气吸收量=二氧化碳的释放量,该器官只进行有氧呼吸,C正确;
D、应该在总二氧化碳释放量最小的氧气浓度下保存该器官,氧气浓度太小如0时,无氧呼吸较强不适宜保存该器官,D错误。
故选C。
26.(23-24高三上·广东东莞·期末)研究发现,二硝基苯酚(DNP)处理植物后,NADH仍能与氧气结合生成水,但该过程释放的能量均以热能的形式散失。下列叙述错误的是( )
A.DNP可能破坏了线粒体内膜上用于合成ATP的酶
B.含有DNP的细胞中葡萄糖的氧化分解可继续进行
C.含有DNP的细胞中能量主要由细胞无氧呼吸产生
D.某些低温条件下开花的植物花序中可能含有DNP
【答案】C
【详解】A、由题可知,DNP处理后,有氧呼吸第三阶段释放的能量均以热能的形式散失,说明此过程不能合成ATP。说明DNP可能破坏了线粒体内膜上用于合成ATP的酶,A正确;
B、DNP不影响有氧呼吸产生的NADH在线粒体内膜上与氧结合形成水,葡萄糖的氧化分解能继续进行,B正确;
C、含有DNP的细胞中,有氧呼吸三个阶段正常进行,细胞的能量还是主要由细胞有氧呼吸产生,C错误;
D、某些低温条件下开花的植物花序中需要热量,细胞中含有DNP,可以促使更多热量的产生,促进开花,D正确。
故选C。
27.(23-24高一上·广东江门·期末)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法不合理的是( )
A.处理伤口选用透气的创可贴
B.定期给花盆中的土壤松土
C.真空包装食品以延长保质期
D.低温、无氧、干燥环境储藏果蔬
【答案】D
【详解】A、处理伤口选用透气的创可贴,目的是抑制破伤风杆菌等厌氧菌的繁殖,A正确;
B、定期给花盆中的土壤松土,目的是促进根部细胞呼吸,利于根细胞主动吸收矿质离子,B正确;
C、真空包装属于低氧环境,这样可以抑制微生物的细胞呼吸,以延长食品保质期,C正确;
D、低温、低氧、适宜湿度环境储藏果蔬,D错误。
故选D。
28.(23-24高一上·广东·期末)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.①②过程为无氧呼吸的两个阶段,其中e为ATP
D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
【答案】D
【详解】A、根据d+c反应生成水可知,d为氧气,c为[H],a与水反应生成c和b,故b为二氧化碳,a为丙酮酸,a还能形成e和b,故e为酒精,故②表示无氧呼吸的第二阶段(产生酒精和二氧化碳),在细胞质基质中进行,该酶分布在细胞质基质中;④表示有氧呼吸的第二阶段,在线粒体基质中进行,该酶分布在线粒体基质中,A错误;
B、图中物质c为[H],它能在有氧呼吸、无氧呼吸过程中产生,B错误;
C、图中①②过程为无氧呼吸的两个阶段,其中e为酒精,C错误;
D、①④③过程为分别为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2,D正确。
故选D。
29.(23-24高一上·广东佛山·期末)图示某真核细胞呼吸作用的过程,①-④表示生理过程,甲-丁代表有关物质。下列叙述正确的是( )
A.①④发生在细胞质基质,②发生在线粒体内膜
B.图中的[H]是NADPH,③④过程都能利用[H]
C.乙代表H2O,丁可用溴麝香草酚蓝溶液检测
D.④过程产生的能量有一部分储存在ATP中
【答案】C
【详解】A、①过程代表的是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,④过程代表的产生酒精的无氧呼吸的第二阶段,二者均发生在细胞质基质中,②过程为有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,A错误;
B、图中的[H]是NADH,即还原性辅酶Ⅰ,B错误;
C、乙代表H2O,参与有氧呼吸的第二阶段,该过程的产物丁是二氧化碳,二氧化碳可用溴麝香草酚蓝溶液检测,C正确;
D、④过程为无氧呼吸的第二阶段,无氧呼吸过程只在第一阶段产生能量,即④过程不产生能量,D错误。
故选C。
30.(23-24高一上·广东深圳·期末)酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示,①~③为相关生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A.②过程需要消耗①过程产生的[H]
B.发生①②时,葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
C.发生①③时,葡萄糖可进入线粒体中进行彻底的氧化分解
D.发酵液中的酵母菌无法同时发生①②③过程
【答案】A
【详解】A、②过程需要消耗①过程产生的[H]还原丙酮酸,A正确;
B、发生①②时,即产生酒精的无氧呼吸,葡萄糖中的能量大部分储存在酒精中,B错误;
C、发生①③时,即有氧呼吸,葡萄糖需分解为丙酮酸后才能进入线粒体中进行彻底的氧化分解,C错误;
D、酵母菌是兼性厌氧性真菌,能进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸,故发酵液中的酵母菌可同时发生①②③过程,D错误。
故选A。
31.(23-24高一上·广东揭阳·期末)细胞呼吸的原理在生产和生活中应用广泛。下列相关原因分析正确的是( )
A.被铁钉深扎的伤口,用透气创可贴包扎的目的是促进细胞的生长
B.酿酒时严格控制通气以确保整个过程处于无氧状态
C.提倡慢跑的目的是防止有氧呼吸耗能太多和供氧不足
D.小麦被水淹导致无氧呼吸产生酒精,使根腐烂
【答案】D
【详解】A、破伤风杆菌为厌氧菌,在有氧条件下,其细胞呼吸受到抑制,从而影响其增殖,因此包扎伤口时,需要选用透气的创可贴,以抑制破伤风杆菌的增殖,A错误;
B、酿酒过程中要先通气,后密封。先通入空气,酵母在有氧环境中迅速繁殖,接着由于密封,形成无氧环境,大量的酵母菌将糖转化为酒精,B错误;
C、提倡慢跑等有氧运动是为了避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,防止乳酸积累使肌肉酸胀无力,C错误;
D、小麦被水淹后,植物根部缺氧,细胞进行无氧呼吸,产能不足,同时产生酒精使蛋白质变性,对细胞造成毒害导致根细胞死亡,从而使植物致死,D正确。
故选D。
32.(23-24高一上·广东广州·期末)北欧鲫鱼生活在极其寒冷的水域中,它们可以通过向体外排出酒精来延缓周围水体结冰,其大多数细胞在缺氧条件下可进行无氧呼吸产生乳酸,呼吸过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程①发生在线粒体基质中
B.过程②产生了大量的[H]
C.过程③生成了酒精和CO2
D.图中葡萄糖彻底氧化分解
【答案】C
【详解】A、过程①是组织细胞无氧呼吸产生乳酸的过程,发生在细胞质基质中,A错误;
B、过程②是呼吸作用第一阶段,会产生少量[H],场所在细胞质基质,B错误;
C、过程③是肌细胞无氧呼吸产生酒精和CO2的过程,C正确;
D、图中葡萄糖被氧化分解为酒精和CO2或乳酸,属于不彻底氧化分解,D错误。
故选C。
33.(23-24高一上·广东潮州·期末)如图表示细胞呼吸的过程,下列有关叙述正确的是( )
A.图中过程③产生的ATP少于④产生的ATP
B.过程②③④均在膜结构上发生,并能产生少量ATP
C.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
D.剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
【答案】C
【详解】A、分析题图可知,③④均为无氧呼吸第二阶段,都不产生ATP,A错误;
B、分析题图可知,②为有氧呼吸第二、三阶段,其中,第二阶段在线粒体基质中发生,产生少量ATP,第三阶段在线粒体内膜上发生,产生大量ATP;③④均为无氧呼吸第二阶段,在细胞质基质中进行,都不产生ATP,B错误;
C、可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,C正确;
D、剧烈运动时有些肌肉细胞进行有氧呼吸,有些肌肉细胞进行产乳酸的无氧呼吸,CO2的产生量等于O2的消耗量,D错误。
故选C。
34.(23-24高一上·广东湛江·期末)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,苹果储藏不当会出现酒味。下列相关分析正确的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和CO2
B.苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、CO2和H2O
C.马铃薯和苹果应在无氧、低温、干燥环境中储藏
D.无氧呼吸过程中,葡萄糖中的大部分能量储存在产生的酸味或酒味物质中
【答案】D
【详解】A、马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2,A错误;
B、苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、CO2,无H2O,B错误;
C、马铃薯和苹果应在低氧、低温、具有一定湿度的环境中储藏,C错误;
D、无氧呼吸过程中,葡萄糖中的大部分能量储存在两种细胞产生的酸味(乳酸)或酒味(酒精)物质中,D正确。
故选D。
35.(23-24高一上·广东佛山·期末)粮食储备在古代中国是基本国策,有关仓窖的法令渊源久远。唐《仓库令》记载,租粮受纳入仓的程序和规定中,“皆令干净”为首要要求;出仓时“每出一屋一窖尽”,意思是必须出尽一窖才能打开动用下一个仓窖的粮食。下列叙述错误的是( )
A.入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量
B.入仓时粮仓和粮食“净”可减少虫害滋生
C.仓库密闭是为了防止种子进行呼吸作用
D.出仓时避免多次开启仓窖可减少粮食变质腐烂
【答案】C
【详解】A、入仓时晒“干”粮食,降低了种子中自由水含量,此时细胞代谢减弱,种子抗逆能力会增强,以便于更好的储存粮食,A正确;
B、入仓时粮仓和粮食“净”不利于害虫的生存,可减少虫害滋生,B正确;
C、仓库密闭是为了降低种子的有氧呼吸作用,C错误;
D、出仓时避免多次开启仓窖可减少种子的呼吸作用,防止粮食变质腐烂,D正确。
故选C。
36.(23-24高一上·广东深圳·期末)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
【答案】D
【详解】A、结构①中发生葡萄糖的分解也生成ATP,A错误;
B、结构②和③上丙酮酸被彻底分解为CO2和H2O,B错误;
C、结构②中[H]与O2结合生成水并释放大量能量,C错误;
D、结构①②③中均有参与细胞呼吸的相关酶,D正确。
故选D。
37.(23-24高一上·广东中山·期末)下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.无氧、干燥环境下细胞呼吸最弱,有利于果蔬储藏
B.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,但产生CO2的场所不同
C.剧烈运动过程中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量
D.包扎伤口选用透气性好的“创可贴”,主要是为保证人体细胞的有氧呼吸
【答案】B
【详解】A、低氧时,有氧呼吸和无氧呼吸都很低,此时总呼吸最低,最有利于果蔬的储藏;果蔬含水量高,其的保存不能是干燥环境,A错误;
B、酵母菌是兼性厌氧型生物,有氧呼吸在线粒体基质中产生二氧化碳,无氧呼吸在细胞质基质中产生二氧化碳,B正确;
C、人体剧烈运动时,虽然会因氧气不足而进行无氧呼吸产生乳酸,但无氧呼吸产生的ATP很少,此时人体的能量主要来源仍然是有氧呼吸,C错误;
D、选择透气性好的“创可贴”,主要是为了通过氧气的存在来抑制有害的厌氧细菌繁殖,D错误。
故选B。
38.(23-24高一上·广东广州·期末)图1表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图2所示。请据图回答以下问题:
(1)图1中催化反应②和④的酶分别位于 和 中,物质c为 。
(2)图1中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中e为 ,④过程为有氧呼吸的第二阶段,其中物质a、d分别是 和 。
(3)图2当氧浓度为a时,酒精产生量与CO2产生量相等,说明此时只进行 呼吸,当氧浓度为b时,产生CO2的量多于酒精的量,说明酵母菌还进行了有氧呼吸,当氧浓度为d时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行 呼吸。
(4)图2当氧浓度为e时,细胞呼吸需消耗 mol葡萄糖,其中有 (填分数)的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。
【答案】(1) 细胞质基质 线粒体基质 NADH([H])
(2) 酒精 丙酮酸 O2
(3) 无氧 有氧
(4) 4.5 2/3
【详解】(1)分析图1可知,图中②表示无氧呼吸的第二阶段,④表示有氧呼吸的第二阶段,故催化反应②和④的酶分别位于细胞质基质和线粒体基质中,物质c为NADH([H])。
(2)图1中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,即无氧呼吸中的酒精发酵,其中e为酒精,④过程为有氧呼吸的第二阶段,其中物质a为丙酮酸,d为O2。
(3)图2当氧浓度为a时,酒精产生量与CO2产生量相等,说明此时只进行无氧呼吸;当氧浓度为b时,产生CO2的量多于酒精的量,说明酵母菌还进行了有氧呼吸,当氧浓度为d时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行有氧呼吸。
(4)图2当氧浓度为e时,产生6mol酒精的同时会产生6molCO2,需要消耗3mol葡萄糖,剩余的9molCO2来自有氧呼吸,根据有氧呼吸反应式中的葡萄糖:二氧化碳=1:6的比例可知,有氧呼吸需消耗9÷6=1.5mol葡萄糖,因此共消耗葡萄糖4.5mol,消耗的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵的占3÷(3+1.5)=2/3 。
39.(23-24高一上·广东惠州·期末)下图中图甲表示真核生物细胞呼吸过程,图中a~d表示物质,①~⑤表示代谢过程:图乙表示某植物非绿色器官在不同氧浓度下,单位时间内O2的吸收量和CO2的释放量的变化,据图回答:
(1)图甲中物质a是 ,a~d中表示相同物质的是 ,③过程进行的场所是
(2)若某生物体能进行①②③④过程,则该生物可能是
A.人 B.酵母菌 C.乳酸菌
(3)某同学参加800m比赛后,肌肉酸胀乏力,原因是
(4)若图乙的器官是某种子,则储存该种子最合适的氧气浓度是图乙中 (选用“A/B/C”作答)点对应的浓度,判断的依据是该氧气浓度下种子的 。相对低温条件也适合储存种子,原因是
【答案】(1) 丙酮酸 b和c 线粒体内膜
(2)B
(3)剧烈运动导致骨骼肌肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸的大量积累使肌肉酸胀乏力
(4) B 细胞呼吸释放的CO2量最少 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性
【详解】(1)①表示有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段,②表示有氧呼吸第二阶段,③表示有氧呼吸第三阶段,④表示生成酒精的无氧呼吸第二阶段,⑤表示生成乳酸的无氧呼吸第二阶段,a为C3H4O3(丙酮酸),b为 H2O(水),c为H2O(水),d为CO2(二氧化碳),b和c是同一种物质;③表示有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜。
(2)人不能产生酒精,酵母菌是兼性厌氧生物,能发生①②③④过程,乳酸菌不能有氧呼吸,B正确,AC错误。故选B。
(3)肌肉细胞在缺氧条件下可无氧呼吸,剧烈运动导致骨骼肌肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸的大量积累使肌肉酸胀乏力。
(4)B点细胞呼吸释放的CO2量最少,有机物消耗最少,最适合储存种子;细胞呼吸需要多种酶的参与,低温降低了细胞呼吸相关酶的活性减少有机物消耗,故相对低温条件也适合储存种子。
考点01 酶
1.(23-24高二下·广东韶关·期末)果蔬在储存和运输过程中褐变的主要原因是多酚氧化酶
(PPO)催化酚形成黑色素。为探究不同温度对两种PPO活性的影响,某同学设计了相关实验,结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.本实验的自变量是温度,因变量是酚剩余量
B.据图分析,相同温度条件下酶A的活性更高
C.应在30℃~40℃之间设置多个温度梯度探究酶B的最适温度
D.低温可以减少储存和运输过程中的果蔬褐变
【答案】D
【详解】A、由题意可知,本实验的自变量是温度和酶的种类,因变量是酚剩余量,A错误;
B、据图分析,相同温度条件下酶A对应酚的剩余量较多,说明其的活性更低,B错误;
C、由图可知,酶活性在40℃时相对较高,应在30℃~50℃之间设置多个温度梯度探究酶B的最适温度,C错误;
D、由图可知,低温条件下,多酚氧化酶活性相对较低,可以减少储存和运输过程中的果蔬褐变,D正确。
故选D。
2.(23-24高一上·广东茂名·期末)下图分别表示温度、pH与酶活性(酶促反应速率)的关系,下列叙述正确的是( )
A.通过曲线P判断该酶适于保存在80℃条件下
B.人体内胃蛋白酶的活性与曲线Q相似
C.曲线Q、R说明不同pH下的酶最适温度不变
D.酶活性随pH的升高,先增强后降低
【答案】B
【详解】A、酶适于保存在低温条件下,A错误;
B、人体胃蛋白酶的最适pH在2左右,与Q曲线相似,B正确;
C、曲线Q、R不能说明不同pH下的酶最适温度不变,C错误;
D、酶在过低pH下已经失活,所以酶活性不会随pH的升高,先增强后降低,D错误。
故选B。
3.(23-24高一上·广东广州·期末)10-23酶可以和靶标RNA结合并对其进行切割,10-23酶包含一个由15个核苷酸构成的催化结构域,该结构域的两侧为底物结合臂(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.该酶被水解后可生成4种核糖核苷酸
B.该酶降低了RNA中氢键断裂所需的活化能
C.图示模型体现了酶催化的高效性
D.若改变结合臂的碱基序列,则该类酶可结合不同的底物
【答案】D
【详解】A、据图可知,该酶的碱基中含有T,故该酶应是DNA酶,水解后产生4种脱氧核苷酸,A错误;
B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,但该酶的作用位点是10-23型酶切割的是Y与R所在核苷酸间的磷酸二酯键,B错误;
C、酶的高效性是与无机催化剂相比,图示过程没有无机催化剂,故不能体现酶的高效性,C错误;
D、结合臂的碱基序列决定了酶与底物的特异性结合,故若改变结合臂的碱基序列,则该类酶可结合不同的底物,D正确。
故选D。
4.(23-24高一上·广东江门·期末)在其他条件不变的前提下,图中虚线能正确表示生成物量在增大酶浓度后的变化的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】在一定时间范围内,随着时间的推移,生成物的量增加,由于底物的数量是有限的,到达一定时间后,生成物的量不再增加;酶浓度增加后,可加快化学反应的速率,即缩短到达化学反应平衡点所需要的时间,但并不改变化学反应的平衡点。综上所述,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(23-24高三上·广东深圳·期末)下图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下、pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若改变该酶促反应的某一初始条件,以下分析或判断正确的是( )
A.若pH=a,则e点向下移动,d点向左移动
B.若pH=c,H2O2酶中的肽键将被破坏而失活
C.若H2O2量增加,则e点不移动,d点向左移动
D.若反应温度降低,则e点不移动,d点向右移动
【答案】D
【详解】A、pH=a时,酶的活性下降,不改变化学反应平衡点,但到达平衡点的时间延长,图乙 e 点不变,d 点右移,A错误;
B、若pH=c,催化速率为零,pH过高,H2O2酶的本质是蛋白质,会变性失活,只是空间结构破坏,肽键没有断裂,B错误;
C、H2O2量增加时,达到化学反应平衡所需时间延长,且化学反应的平衡点升高,即e点上移,d点左移,C错误;
D、图乙表示在最适温度下,温度降低时,酶的活性下降,不改变化学反应平衡点,但到达平衡点的时间延长,图乙 e 点不变,d 点右移,D正确。
故选D。
6.(23-24·广东广州·期末)下列关于探究酶特性的实验,叙述正确的是( )
A.若探究pH对过氧化氢酶活性的影响,可选择淀粉作为酶促反应底物
B.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择斐林试剂对实验结果进行检测
C.若用H2O2和过氧化氢酶来探究酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照
D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测
【答案】C
【详解】A、若探究pH对酶活性的影响,自变量是pH值,因变量是酶活性,若让淀粉底物与淀粉酶为实验材料,淀粉在酸性条件下会分解,干扰实验结果,A错误;
B、斐林试剂检测还原糖需要进行水浴加热,会改变反应的温度,因此如果探究温度对淀粉酶活性的影响,应选择碘液检测实验结果,B错误;
C、酶的高效性是和无机催化剂相对而言的,因此如果探究过氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照,C正确;
D、由于蔗糖无论是否发生水解,都不与碘液反应,因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,不能用碘液检测实验结果,D错误。
故选C。
7.(23-23高一下·广东深圳·期末)农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”、“白片”。原理如下:胆碱酯酶可催化靛酚乙酸脂(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色),有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时,将一定量的待测蔬菜剪碎,放入瓶中,加入适量纯净水;用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上;一段时间后,将速测卡对折(如图所示),用手捏住,使“红片”与“白片”叠合:根据“白片”的颜色变化判读结果。以下叙述错误的是( )
A.速测卡“红片”部分含有靛酚乙酸酯和胆碱酯酶
B.“白片”呈现的蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少
C.若环境温度较低,“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长
D.每批测定应设滴加等量纯净水到“白片”上的空白对照卡
【答案】A
【详解】A、题干分析,靛酚乙酸酯为红色,其为“红片”,速测卡在使用时将“红片”与“白片”对折并捏住,由此可知“白片”部分含有胆碱酯酶,A错误;
B、由于有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用,蔬菜表面残留的有机磷农药越多,“白片”部分含有胆碱酯酶的活性越低,而“红片”中靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色),因此,有机磷农药越多蓝色会越浅,相反蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少,B正确;
C、若环境温度较低,“白片”部分含有的胆碱酯酶活性会降低,完成催化反应所需时间会适当延长,C正确;
D、每批测定应设加清水的空白对照卡,排除实验中非测试因素对实验结果的影响,D正确。
故选A。
考点02 ATP
8.(23-24高一上·广东汕头·期末)图中①-③表示的是真核生物体内3种有机化合物分子的结构简图,其中①参与光合作用的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.①-③存在于所有植物细胞
B.②中含有与③中a相同的结构
C.细胞中没有①就不能产生③
D.②主要分布在细胞核中
【答案】B
【详解】A、分析图可知,①中有N、Mg等元素,是叶绿素分子,只存在于绿色植物的某些细胞中,如叶肉细胞等,A错误;
B、②具有碱基U,为RNA,③是ATP,a是ATP分子脱去两个磷酸基团后剩余的腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,②RNA中也含有腺嘌呤核糖核苷酸,B正确;
C、细胞中合成③ATP的过程有光合作用和呼吸作用,没有①叶绿素时,也能通过呼吸作用产生ATP,C错误;
D、②为RNA,主要分布在真核细胞的细胞质中,D错误。
故选B。
9.(23-24高一上·广东东莞·期末)肌肉收缩需要消耗大量的能量,一般人的骨骼肌细胞中仅含有维持1s左右剧烈收缩时所需的ATP。骨骼肌细胞中储存有充足的磷酸肌酸,能将其磷酸基团连同能量一并转移给ADP,从而快速生成ATP,能将ATP浓度维持在高水平大约6~8s。下列相关叙述错误的是( )
A.ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸基团连接而成,其中A代表腺苷
B.ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的
C.剧烈运动7s,骨骼肌细胞所需能量主要来源于葡萄糖的氧化分解
D.运动时ATP水解释放的磷酸基团与运动蛋白结合,使其空间结构改变
【答案】C
【详解】A、ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸基团连接而成,其中A代表腺苷,T表示三,P表示磷酸基团,A正确;
B、ATP与ADP相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性,B正确;
C、依据题干信息,骨骼肌细胞中储存有充足的磷酸肌酸,能将其磷酸基团连同能量一并转移给ADP,从而快速生成ATP,能将ATP浓度维持在高水平大约6~8s,所以剧烈运动7s,骨骼肌细胞所需能量主要来源于磷酸肌酸,C错误;
D、运动时ATP水解释放的磷酸基团与运动蛋白结合,使其空间结构发生改变,D正确。
故选C。
10.(23-24高一上·广东深圳·期末)在大肠杆菌中,可以通过基团移位的方式运输葡萄糖,如下图所示。细胞内的高能化合物——磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸基团通过酶Ⅰ的作用将HPr激活;而膜外环境中的葡萄糖分子先与细胞膜中的底物特异蛋白——酶Ⅱc结合,接着被图中所示过程传递来的磷酸基团激活,形成磷酸糖(可被细胞迅速利用),最后释放到细胞质中。下列叙述错误的是( )
A.PEP的磷酸基团将HPr激活的过程伴随着能量的转移
B.酶Ⅱc在运输葡萄糖的过程中会发生自身构象的改变
C.细胞中的线粒体越多,该过程转运葡萄糖的速度越快
D.磷酸糖的形成可以避免细胞中葡萄糖的积累而影响代谢
【答案】C
【详解】A、PEP的磷酸基团在将HPr激活的过程中发生转移,磷酸基团转移的同时伴随着能量的转移,A正确;
B、葡萄糖分子与细胞膜中的底物特异蛋白——酶Ⅱc结合,接着被传递来的磷酸基团激活,形成磷酸糖,最后释放到细胞质中,此过程需要消耗能量,属于主动运输,因此酶Ⅱc做为转运葡萄糖的载体,转运过程中其自身构象发生变化,B正确;
C、该过程转运葡萄糖还要受到细胞膜中的底物特异蛋白——酶Ⅱc数量的限制,并不是线粒体越多,转运速度越快,C错误;
D、通过基团移位的方式运输葡萄糖,进入细胞质的为磷酸化的葡萄糖,可被细胞迅速利用,因此可避免细胞中葡萄糖积累过多而影响代谢,D正确。
故选C。
11.(23-24高一上·广东清远·期末)摘取若干萤火虫的发光器,干燥研成粉末,分两等份分别装入试管中,再加入等量水混合,可以观察到两试管均发出荧光。约过15min荧光消失,再将ATP溶液加入A试管,将等量的葡萄糖溶液加入B试管,结果如图。下列叙述错误的是( )
A.据实验可知发光器的粉末中含有ATP
B.ATP可水解为一个磷酸和一个腺苷
C.以上实验说明ATP是直接的能源物质
D.萤火虫发光是将化学能转化成光能
【答案】B
【详解】A、摘取若干萤火虫的发光器,干燥研成粉末,分两等份分别装入试管中,再加入等量水混合,可以观察到两试管均发出荧光,说明发光器研磨成的粉末中含有少量的ATP,A正确;
B、ATP中文名称是腺苷三磷酸,可水解为一个腺苷和三个磷酸,B错误;
C、根据实验结果说明,荧光消失后加入葡萄糖,荧光没有再次出现,说明葡萄糖不是生命活动的直接能源物质,加入ATP后发荧光,说明ATP是直接的能源物质,C正确;
D、萤火虫发光过程是将ATP中活跃的化学能转变成光能的过程,这一过程转变成的光能所需的能量是由ATP 水解直接提供,D正确;
故选B。
12.(23-24高一上·广东广州·期末)酶A、酶B与酶C分别是从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化的ATP水解酶,研究人员分别测量三种酶对不同浓度ATP的水解反应速率,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A.ATP水解酶催化ATP水解时,需要ATP提供能量才能发挥作用
B.当反应速率的相对值达到400时,酶A所需要的ATP浓度最高
C.在相同的ATP浓度下,酶A催化最终产生的ADP和Pi的量最多
D.ATP浓度相对值为10时,图中影响反应速率的因素是酶的种类
【答案】D
【详解】A、ATP水解酶催化ATP水解时,不需要ATP提供能量,ATP的水解还会释放能量,A错误;
B、当反应速率相对值达到400时,酶A、酶B和酶C的所需要的ATP浓度依次增加,即酶A 所需要的ATP浓度最低,B错误;
C、据图可知,在相同ATP浓度下,酶A催化产生的反应速率相对值最高,但ADP和Pi的生成量与底物ATP的量有关,在相同ATP浓度下,三种酶产生的最终ADP和Pi量相同,C错误;
D、ATP浓度相对值为10时,酶C、酶B和酶A所催化的反应速率相对值依次升高,故影响反应速率的因素是酶的种类,D正确;
故选D。
考点03 探究酵母菌细胞呼吸方式
13.(23-24高一上·广东梅州·期末)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式,做了以下两组实验:用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,再吸入25mL无菌氧气,密封;用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖溶液,倒置,排尽注射器中的气体,密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间,以下说法错误的是( )
A.当观察到注射器A中的总体积大于50mL时,说明酵母菌进行了无氧呼吸
B.反应初期注射器A中的酵母菌的线粒体基质会消耗水并产生CO2
C.充分反应后取B中的适量液体,滴加少量酸性重铬酸钾溶液,溶液由橙色变灰绿色
D.该实验设置了有氧和无氧两种条件,其中有氧条件为实验组,无氧条件为对照组
【答案】D
【详解】A、若酵母菌只进行有氧呼吸,气体体积不变,而注射器A中的总体积大于50mL,说明酵母菌进行了无氧呼吸,A正确;
B、反应初期注射器A中含有氧气,酵母菌进行有氧呼吸,线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时,会消耗水产生CO2,B正确;
C、注射器B中酵母菌无氧呼吸产生了酒精,酒精可以与酸性重铬酸钾反应,使颜色由橙色变为灰绿色,C正确;
D、该实验设置了有氧和无氧两种条件,两组均为实验组,D错误。
故选D。
14.(23-24高一上·广东清远·期末)酵母菌是一种兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧和无氧环境中都能够生存。现运用特定方法鉴定细胞呼吸产物,分析两种细胞呼吸类型的条件和产物。其中无氧组先向装有酵母菌液烧瓶中通入用稀盐酸和大理石颗粒新制的CO2气体,直至CO2充满烧瓶后再接入带有玻璃弯管的单孔橡胶塞。实验装置如图。下列叙述正确的是( )
A.有氧组和无氧组的烧瓶口分别固定一团蘸有蒸馏水和NaOH溶液的脱脂棉
B.分析实验前后两组U形管液面变化,可判断烧瓶内是否消耗O2并生成CO2
C.实验前后取两组等量酵母菌液,可用双缩脲试剂检测有无葡萄糖存在
D.实验后取两组等量酵母菌液与酸性的重铬酸钾溶液反应,实验现象相同
【答案】B
【详解】AB、分析题意,本实验目的是运用特定方法鉴定细胞呼吸产物,分析两种细胞呼吸类型的条件和产物,则自变量是氧气的有无,有氧组消耗氧气并释放二氧化碳,无氧组释放二氧化碳但不消耗氧气,故分析实验前后两组U形管液面变化,可判断烧瓶内是否消耗O2并生成CO2,而无关变量应保持等量且适宜,故两组的烧瓶口放置的脱脂棉应相同,A错误,B正确;
C、葡萄糖属于还原糖,检测其存在与否应用斐林试剂,C错误;
D、酸性的重铬酸钾溶液可用于检测酒精,是无氧呼吸的产物,由于两组分别是有氧组和无氧组,故实验后取两组等量酵母菌液与酸性的重铬酸钾溶液反应,实验现象不同,D错误。
故选B。
考点04 细胞呼吸的原理和应用
15.(23-24高一上·广东肇庆·期末)不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞内进行有氧呼吸和无氧呼吸时产生ATP的场所相同
B.运动员跑1500米时,无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.运动员跑5000米时,细胞呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分储存在ATP中
D.运动员跑马拉松时,血液中成熟红细胞主要进行有氧呼吸
【答案】B
【详解】A、细胞内进行有氧呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体,进行无氧呼吸产生ATP的场所是细胞质基质,A错误;
B、运动员跑1500米时,无氧呼吸和有氧呼吸的供能比例相同,但消耗等量葡萄糖时,有氧呼吸释放的能量更多,因此无氧呼吸消耗的葡萄糖更多,B正确;
C、运动员跑5000米时,细胞呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失,只有少量存储在ATP中,C错误;
D、血液中成熟的红细胞无线粒体,只能进行无氧呼吸,D错误。
故选B。
16.(23-24高一上·广东深圳·期末)某科研人员利用新鲜草莓探究氧气浓度对其呼吸作用的影响,实验以密闭容器中草莓的CO2的释放量作为检测指标,结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.草莓细胞只进行无氧呼吸比只进行有氧呼吸消耗的葡萄糖少
B.氧气浓度为6%时,产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质
C.氧气浓度为21%时,草莓的细胞呼吸产物为H2O、CO2和酒精
D.图中CO2释放量相同时细胞呼吸作用所释放的能量也相同
【答案】B
【详解】A、由图解可知,氧气浓度为0时,无氧呼吸释放的二氧化碳的数值为20,需要消耗的葡萄糖为10;氧气浓度大于18%后,二氧化碳释放量不再增加,说明有氧呼吸强度不再增加,则氧气浓度为18%后,有氧呼吸释放的二氧化碳数值为18左右,需要消耗的葡萄糖为3,故图中草莓细胞只进行无氧呼吸比只进行有氧呼吸消耗的葡萄糖多,A错误;
B、由图解可知,氧气浓度从0~6%的变化过程中,二氧化碳的释放量一直减少,说明该过程中无氧呼吸一直减弱,而有氧呼吸强度较小,因此氧气浓度为6%时,草莓细胞既进行无氧呼吸,也进行有氧呼吸,故产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质,B正确;
C、氧气浓度大于18%后,二氧化碳释放量不再增加,说明有氧呼吸强度不再增加,因此氧气浓度为21%时,草莓细胞只进行有氧呼吸,呼吸产物为H2O和CO2,此时没有酒精的产生,C错误;
D、图中CO2释放量相同时,如氧浓度为0(只进行无氧呼吸)和18%(只进行有氧呼吸)时,细胞呼吸作用释放的能量不相同,无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸释放的能量少,D错误。
故选B。
17.(23-24高一上·广东中山·期末)分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.细胞器甲可能是线粒体,有氧呼吸全程在线粒体中进行
B.细胞器乙只含有蛋白质和脂质,肯定与分泌蛋白的加工和分泌有关
C.细胞器丙是核糖体,其不断从内质网上脱落下来可能影响分泌蛋白的合成
D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
【答案】C
【详解】A、甲细胞器的组成成分是蛋白质、脂质和核酸,可能是线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行,A错误;
B、乙细胞器的组成成分是蛋白质和脂质,不含核酸,可能是内质网或高尔基体,可能与分泌蛋白的合成和分泌有关,也可能是溶酶体,溶酶体和分泌蛋白的合成和加工无关,B错误;
C、细胞器丙只含核酸和蛋白质,是核糖体,由于内质网上的核糖体与分泌蛋白的形成有关,因此核糖体不断从内质网上脱落下来会影响分泌蛋白的合成,C正确;
D、发菜属于原核生物,只有核糖体一种细胞器,不具有具膜结构的细胞器,故发菜细胞与此细胞共有的细胞器为丙,D错误。
故选C。
18.(23-24高一上·广东深圳·期末)氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)由磷酸基团连接两个核苷酸构成,细胞呼吸过程中可被还原为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。NADH可作为氢的载体和电子供体,通过氧化磷酸化过程转移能量供给ATP合成。外源性补充NADH有助于恢复体力、增强食欲和改善精神状态。下列有关叙述错误的是( )
A.NADH是由C、H、O、N、P五种元素构成的生物大分子
B.NAD+转化为NADH的场所发生在细胞质基质和线粒体基质
C.在线粒体内膜中,O2可接受NADH携带的氢被还原成水
D.NADH可应用于改善慢性疲劳综合征和提高运动耐力等领域
【答案】A
【详解】A、氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)由磷酸基团连接两个核苷酸构成,氧化型辅酶Ⅰ被还原为还原型辅酶Ⅰ(NADH),故是由C、H、O、N、P五种元素构成,但其不是生物大分子,A错误;
B、NAD+转化为NADH发生在有氧呼吸的第一和第二阶段,所以场所为细胞质基质和线粒体基质,B正确;
C、有氧呼吸的第三阶段场所是线粒体内膜,O2可接受NADH携带的氢被还原成水,同时产生大量的能量,C正确;
D、题干说“外源性补充NADH有助于恢复体力、增强食欲和改善精神状态”,即可应用于改善慢性疲劳综合征和提高运动耐力等领域,D正确。
故选A。
19.(23-24高一上·广东珠海·期末)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述错误的是( )
A.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
B.图乙中DE段无氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强
C.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性
D.D、E点相比,图乙中D点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜
【答案】D
【详解】A、可用澄清石灰水和溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,若利用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄,A正确;
B、图中由D到E,氧气增加,无氧呼吸受到抑制,有氧呼吸逐渐加强,由E到F,随着氧气的增加,植物的有氧呼吸进一步加强,B正确;
C、图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性,从而影响呼吸作用,C正确;
D、贮藏水果和蔬菜主要应该降低植物的呼吸作用,减少有机物的消耗,乙图E点时释放的二氧化碳最少,说明此时细胞呼吸最弱,对有机物的消耗最少,因此图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜,D错误。
故选D。
20.(23-24高一上·广东珠海·期末)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述错误的是( )
A.可以用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄
B.图乙中DE段无氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强
C.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性
D.D、E点相比,图乙中D点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜
【答案】D
【详解】A、可用澄清石灰水和溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,若利用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2,现象为由蓝变绿再变黄,A正确;
B、图中由D到E,氧气增加,无氧呼吸受到抑制,有氧呼吸逐渐加强,由E到F,随着氧气的增加,植物的有氧呼吸进一步加强,B正确;
C、图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性,从而影响呼吸作用,C正确;
D、贮藏水果和蔬菜主要应该降低植物的呼吸作用,减少有机物的消耗,乙图E点时释放的二氧化碳最少,说明此时细胞呼吸最弱,对有机物的消耗最少,因此图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜,D错误。
故选D。
21.(23-24高一上·广东广州·期末)某同学测得不同O2浓度下酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量如图。下列叙述错误的是( )
A.O2浓度为a时,葡萄糖的氧化分解不彻底
B.O2浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍
C.O2浓度为c时,有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等
D.O2浓度为d时,产生的CO2全部来自线粒体
【答案】C
【详解】A、O2浓度为a时,酵母菌释放二氧化碳,不吸收氧气,说明酵母菌只进行无氧呼吸,无氧呼吸过程中有机物的氧化分解不彻底,产生酒精和二氧化碳,A正确;
B、O2浓度为b时,CO2释放量为8个单位,O2吸收量为3个单位,则有氧呼吸释放CO23个单位,无氧呼吸释放CO25个单位,因此无氧呼吸消耗的葡萄糖为2.5个单位,有氧呼吸所消耗的葡萄糖为0.5个单位,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍,B正确;
C、O2浓度为c时,O2吸收量为4个单位,有氧呼吸释放的CO2量为4个单位,无氧呼吸释放的CO2量为1个单位,C错误;
D、O2浓度为d时,CO2释放量等于O2吸收量,酵母菌只进行有氧呼吸,产生的CO2全部来自线粒体基质,D正确。
故选C。
22.(23-24高一上·广东茂名·期末)如图为探究酵母菌呼吸作用类型的装置图,实验中微生物均有活性。假设环境因素对本实验无影响,下列表述正确的是( )
A.装置1中液滴左移,装置2中液滴不移动说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.装置1中液滴左移,装置2中液滴右移,明酵母菌只进行了有氧呼吸
C.将酵母菌换成乳酸菌,装置1中液滴不移动,装置2中液滴不移动
D.将酵母菌换为乳酸菌,装置1中液滴不移动,装置2中液滴右移
【答案】C
【详解】A、装置l中液滴左移,说明酵母菌细胞呼吸消耗了氧气,即酵母菌进行了有氧呼吸;装置2中液滴不移动,说明酵母菌没有进行无氧呼吸,结合装置1和装置2说明酵母菌只进行有氧呼吸,A错误;
B、装置l中液滴左移,说明酵母菌细胞呼吸消耗了氧气,即酵母菌进行了有氧呼吸;装置2中液滴右移,说明酵母菌进行了无氧呼吸,结合装置1和装置2说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误;
C、将图中酵母菌替换成乳酸菌,由于乳酸菌只能进行无氧呼吸,不消耗氧气,产物为乳酸,且不产生二氧化碳,所以装置1中液滴不移动,装置2中液滴不移动,C正确;
D、将图中酵母菌替换成乳酸菌,由于乳酸菌只能进行无氧呼吸,不消耗氧气,产物为乳酸,且不产生二氧化碳,所以装置1中液滴不移动,装置2中液滴不移动,D错误。
故选C。
23.(23-24高一上·广东东莞·期末)某兴趣小组对不同氧浓度下酵母菌的细胞呼吸方式以及产物展开研究,如图为测得的培养液 (以葡萄糖为底物)中CO2和酒精的产生量。根据图中的信息推断,错误的是( )
A.氧浓度为a时,酵母菌将葡萄糖部分氧化分解,并合成少量ATP
B.氧浓度为b时,酵母菌合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体
C.氧浓度为c时,培养液中有1/3的葡萄糖用于酵母菌有氧呼吸
D.氧浓度为d时,酵母菌的线粒体内膜上产生了大量[H]和ATP
【答案】D
【详解】A、氧浓度为a时,酒精产生量与CO2产生量相同,说明只进行无氧呼吸,葡萄糖不彻底分解,其中的大部分化学能转移到酒精中,释放出来的能量大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中,A正确;
B、当氧气浓度为b时,产生二氧化碳的量多于产生的酒精量,此时酵母菌既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,故合成ATP的场所有细胞质基质和线粒体,B正确;
C、氧浓度为c时,产生酒精的量为6mol,由分析可知,有3mol葡萄糖用于无氧呼吸,同时产生6molCO2;而此时产生CO2总共产生量为15mol,则有氧呼吸产生CO2为15-6=9mol,说明有1.5mol葡萄糖用于有氧呼吸,故葡萄糖用于酵母菌有氧呼吸的比例为1.5/(3+1.5)=1/3,C正确;
D、当O2浓度为d时,酵母菌只进行有氧呼吸,产生大量的[H]和ATP,但大量[H]是在线粒体内膜被消耗的,D错误。
故选D。
24.(23-24高一上·广东江门·期末)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列复合物(1、II、III、IV)组成的将电子(e-)传递到分子氧的“轨道”,如图所示。
(1)图示过程是有氧呼吸的第 阶段,在此过程中沿“轨道”传递的e-来自 (填物质)。
(2)据图可知,复合物 在传递e-的同时还能转运H+,使膜两侧存在浓度差。H+继而借助F0和F1 (填“顺”或“逆”)浓度梯度回流驱动 合成。
(3)参与上述过程的还有Cytc,它是一种部分嵌入在膜结构上的蛋白质。某同学认为Cytc外露部分所处的位置是细胞质基质。该同学观点 (填“正确”或“错误”),你的理由是 。
(4)研究表明,电子设备中的蓝光会对线粒体造成损伤,影响有氧呼吸过程。科研人员用LED灯模拟手机和平板电脑等设备发出的蓝光照射果蝇,检测其ATP和呼吸链复合物的相对含量,结果如表。
检测指标
ATP含量
呼吸链复合物Ⅰ
呼吸链复合物Ⅱ
呼吸链复合物Ⅲ
呼吸链复合物Ⅳ
相对含量变化
减少
减少
明显减少
无明显变化
无明显变化
请结合题目信息,分析蓝光导致果蝇有氧呼吸产生ATP减少的机制是 。
【答案】(1) 三 NADH和琥珀酸
(2) I、III、IV 顺 ATP
(3) 错误 线粒体为双层膜结构,线粒体基质位于内膜内侧,因此Cytc外露部分应处于内膜外侧,即线粒体内外膜间隙中
(4)蓝光使线粒体内膜上复合物I、II含量减少,影响电子传递和膜两侧H+浓度差的建立,H+回流减少,ATP合成量减少
【详解】(1)图示过程发生在线粒体内膜上,是有氧呼吸的第三阶段,根据图,在此过程中沿“轨道”传递的e-来自NADH(还原型辅酶I)和琥珀酸。
(2)根据图,能将H+从线粒体基质转运至线粒体内外膜之间的蛋白质有:I、III、IV,这三种蛋白质也能传递e-,I、III、IV转运H+的方式为主动运输,可以使膜两侧存在H+浓度差。H+继而借助F0和F1顺浓度梯度回流驱动ATP的合成,该过程合成ATP的能量来自膜两侧存在H+浓度差引起的电势能。
(3)Cytc是一种部分嵌入在膜结构上的蛋白质,其外露部分所处的位置不是细胞质基质,因为线粒体为双层膜结构,线粒体基质位于内膜内侧,因此Cytc外露部分应处于内膜外侧,即线粒体内外膜间隙中。
(4)蓝光照射果蝇后,发现其ATP和呼吸链复合物Ⅰ、呼吸链复合物Ⅱ均减少,Ⅰ和Ⅱ既参与e-的传递,又参与H+的运输,有利于维持膜两侧的H+浓度梯度,所以蓝光导致果蝇有氧呼吸产生ATP减少的机制可能是:蓝光使线粒体内膜上复合物I、II含量减少,影响电子传递和膜两侧H+浓度差的建立,H+回流减少,ATP合成量减少。
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