高效作业25 与细胞代谢有关的情境分析-【精彩三年】2024-2025学年高中生物必修1课程探究与巩固Word教参（浙科版2019）

高效作业25 [与细胞代谢有关的情境分析](见学生用书P177) 　　　　　　　　　　　　　 1．蛀牙主要是由两种细菌共同引起的。变形链球菌通过分泌葡聚糖蔗糖酶催化蔗糖合成葡聚糖(一种多糖)，葡聚糖将细菌吸附在牙齿表面，形成牙菌斑；乳酸菌利用葡聚糖进行乳酸发酵，降低牙齿表面的pH，使牙釉质溶解。下列叙述正确的是(　C　) A．变形链球菌产生葡聚糖蔗糖酶需要高尔基体的加工 B．乳酸发酵使葡聚糖中的化学能大部分以热能形式散失 C．牙膏中添加葡聚糖蔗糖酶抑制剂可以有效防止蛀牙 D．通过漱口可使细菌吸水涨破从而有效防止蛀牙 【解析】变形链球菌是细菌，细菌属于原核生物，原核生物只含有一种细胞器，即核糖体，没有高尔基体，A错误；乳酸发酵使葡聚糖中的化学能大部分储存在不彻底的氧化分解产物乳酸中，B错误；牙膏中添加葡聚糖蔗糖酶抑制剂可以减少葡聚糖的合成，进而减少葡聚糖在牙齿表面吸附细菌，可有效防止蛀牙，C正确；细菌含有细胞壁，细胞壁能维持细胞的形态，因此细菌不会吸水涨破，D错误。 2．下图是酵母菌、脱硫杆菌、乳酸菌葡萄糖氧化分解的过程。下列相关叙述错误的是(　B　) A.酵母菌需氧呼吸和脱硫杆菌厌氧呼吸都能将葡萄糖彻底氧化分解 B．脱硫杆菌进行②④过程的场所分别是线粒体基质、线粒体内膜 C．酵母菌的发酵过程和乳酸菌的发酵过程都没有电子传递链途径 D．酵母菌的发酵和乳酸菌的发酵分解等量的葡萄糖产生的热量不等 【解析】酵母菌需氧呼吸可将葡萄糖彻底氧化分解，脱硫杆菌用S作为电子受体，将葡萄糖彻底分解，但其是原核生物，没有线粒体，A正确、B错误；电子传递链途径发生在图示③和④过程中，酵母菌发酵是①⑤过程，乳酸菌发酵是①⑥过程，不存在电子传递链途径，C正确；由于乳酸和酒精中含有的能量不同，酒精发酵和乳酸发酵释放出的能量不同，产生的ATP相同，但热能不同，D正确。 3．检测乳糖酶活性是临床诊断乳糖酶缺乏症的常用手段。医学上常用溶解有乳糖的磷酸钠缓冲液中加入小肠黏膜液，37 ℃保温30 min后用50%硫酸终止反应，乳糖水解产物在氧化酶的作用下与显色剂发生显色反应，通过分光光度计测定吸光值计算乳糖酶活性。下列分析错误的是(　B　) A．乳糖酶降低乳糖水解反应的活化能，具有高效性 B．乳糖水解产物包括果糖、半乳糖，两者属于还原糖 C.50%的硫酸改变乳糖酶的空间结构导致乳糖酶失活 D．显色剂的用量、反应时间会影响乳糖酶活性的测定 【解析】乳糖酶发挥作用的实质是降低化学反应的活化能，且酶具有高效性，A正确；乳糖可分解为一分子半乳糖和一分子葡萄糖，二者都属于还原糖，B错误；乳糖酶的本质为蛋白质，50%的硫酸可破坏其空间结构使其失活，C正确；显色剂的用量、反应时间等因素会影响产物的测定量，故会影响乳糖酶活性的测定，D正确。 4．丙酮酸通过线粒体内、外膜从细胞溶胶进入线粒体基质的过程示意图如下。其中，丙酮酸需借助H＋的电化学梯度协同运输通过线粒体内膜。下列叙述错误的是(　A　) A.丙酮酸通过线粒体内膜需要直接消耗ATP B．丙酮酸通过线粒体外膜与H＋通过线粒体内膜的方式相同 C．丙酮酸通过线粒体内、外膜的过程体现了膜的选择透过性 D．加入蛋白质变性剂会影响丙酮酸的运输 【解析】丙酮酸通过利用H＋的浓度差进入线粒体内膜，不需要直接消耗ATP，A错误。丙酮酸通过线粒体外膜需要通过通道蛋白，是顺浓度梯度的运输，不需要能量供应，其通过线粒体外膜的方式是易化扩散；H＋顺浓度梯度通过线粒体内膜进入线粒体，需要蛋白质的协助，也属于易化扩散，B正确。丙酮酸通过线粒体内、外膜都需要蛋白质的协助，体现了生物膜的选择透过性，C正确。丙酮酸通过线粒体内、外膜需要转运蛋白的协助，则加入蛋白质变性剂会抑制转运蛋白运输丙酮酸，D正确。 5．下图所示生理过程中，P680和P700表示两种特殊状态的叶绿素a，M表示某种生物膜，其中乙侧的H＋浓度远高于甲侧，在该浓度差中储存着一种势能，该势能是此处形成ATP的前提。据图分析，下列叙述正确的是(　C　) A.乙侧的H＋完全来自甲侧，甲侧是叶绿体基质侧 B．生物膜M是叶绿体类囊体膜，属于叶绿体内膜 C．CF0和CF1与催化ATP的合成、转运H＋有关，很可能是蛋白质 D．该场所产生的NADPH和ATP将参与碳反应中的CO2的固定和三碳酸的还原过程 【解析】根据光反应阶段的物质变化可知，乙侧的H＋除来自甲侧外，还来自乙侧的水的光解过程，A错误；叶绿素存在叶绿体的类囊体膜上，即生物膜M为(叶绿体)类囊体膜，其不属于叶绿体内膜，B错误；CF0和CF1是复杂的蛋白质，其在图中所示生理过程中的作用是催化ATP的合成、转运H＋，C正确；该场所产生的NADPH和ATP将参与碳反应中的三碳酸的还原过程，不参与CO2的固定过程，D错误。 6．2024·艾青中学高一小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程如图所示，低血糖患者由于脑细胞功能不足会出现昏厥现象。下列相关叙述正确的是(　D　) A.葡萄糖分子进入小肠上皮细胞不消耗能量 B．小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的转运蛋白只有一种类型 C．葡萄糖由小肠上皮细胞进入血液的过程与浓度无关 D．救治低血糖重症患者时，静脉注射葡萄糖比喝葡萄糖水更有效 【解析】由题图可知，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞时，伴随着Na＋顺浓度梯度内流，其为葡萄糖主动转运进入小肠上皮细胞提供能量，A错误；图中Na＋、葡萄糖同向转运蛋白、葡萄糖转运蛋白都能运输葡萄糖，因此转运蛋白不止一种，B错误；葡萄糖由小肠上皮细胞进入血液的过程是顺浓度梯度运输，与浓度有关，C错误；与口服葡萄糖相比，注射葡萄糖由于通过血液运输，因此使葡萄糖更加容易被吸收，导致患者升血糖的效果较快，故救治低血糖重症患者时，静脉注射葡萄糖比喝葡萄糖水更有效，D正确。 7．科研人员用生长状况相近的天竺葵放入3个相同透明玻璃容器形成密闭气室，在不同的光照处理下，利用传感器定时测量气室中的CO2浓度，结果如下。下列分析正确的是(　D　) A.Ⅱ组和Ⅲ组x1后叶肉细胞光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2相等 B．Ⅰ组因需氧呼吸产生的CO2不能用于光合作用导致气室气压升高 C．Ⅲ组x1前净光合速率先增后降最终为0 D．0～x1气室中Ⅲ组天竺葵固定CO2的速率为(y3－y1)/x1 mg·cm－2·s－1 【解析】Ⅱ组和Ⅲ组有光，可进行光合作用，x1后装置内部的CO2浓度不变，表示此时植物的净光合速率为零，但由于根、茎等很多细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用速率大于叶肉细胞自身的呼吸作用速率，A错误；Ⅰ组为黑暗处理，植物不能进行光合作用，植物进行需氧呼吸消耗的O2与产生的CO2的体积相同，因此装置中CO2的浓度增大，是厌氧呼吸产生的结果，即Ⅰ组因厌氧呼吸产生的CO2导致气室气压升高，B错误；Ⅲ组装置内部的CO2浓度逐渐降低，光合作用速率降低，因此x1前净光合速率逐渐降低直至净光合速率为零，C错误；在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵净光合速率可以表示为(y2－y1)/x1 mg·cm－2·s－1，此时的呼吸速率为(y3－y2)/x1 mg·cm－2·s－1，因此天竺葵的真正光合作用固定的CO2的平均速率为(y3－y1)/x1 mg·cm－2·s－1，D正确。 8．2024·金华一中高一“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片，内层是肠溶衣(不易溶于胃液，可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶。某同学为了验证多酶片中胃蛋白酶的作用，设计了以下实验。 实验材料：多酶片，蛋白块，pH＝1.5的缓冲溶液，pH＝7.0的缓冲溶液，蒸馏水，恒温水浴箱，试管，烧杯等。 (1)实验步骤： ①制备胃蛋白酶溶液：取多酶片放入盛有pH为__1.5__的缓冲溶液的烧杯中，几分钟后糖衣溶解，取上层溶液备用； ②取试管A加入适量胃蛋白酶溶液，试管B加入__等量蒸馏水或等量pH＝1.5的缓冲液__作为对照； ③分别加入大小相同的蛋白块，在__37__℃恒温水浴箱__中保温30分钟。 (2)预测结果：试管A中蛋白块__体积变小__，试管B中蛋白块__体积无明显变化__。结论：__多酶片中胃蛋白酶可以催化蛋白质的水解__。 (3)分析、讨论： ①本实验中胃蛋白酶的活性可以用1 g胃蛋白酶在1 min内__使多少克的蛋白质水解或多肽(或氨基酸)的产生量__来表示。 ②多酶片可用于治疗消化不良。为充分发挥多酶片的作用，使用时应__整片吞服__(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)，理由是__整片吞服使肠溶衣在胃液中不会被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠溶液中发挥作用__。 【解析】(1)①由于胃蛋白酶的适宜pH约为1.5，所以制备胃蛋白酶溶液时应取多酶片放入盛有pH 为1.5的缓冲溶液的烧杯中，几分钟后糖衣溶解，取上层溶液备用。②为了控制无关变量，应遵循单一变量原则，所以试管A中加入适量胃蛋白酶溶液，试管B中加入等量蒸馏水或等量pH为1.5的缓冲溶液作为对照。③分别加入大小相同的蛋白块，在37 °C恒温水浴箱中保温30分钟。 (2)由于酶具有催化作用，所以可预测结果为试管A中的蛋白块体积变小，试管B中蛋白块体积基本不变；由此可得出的结论是多酶片中胃蛋白酶可以催化蛋白质的水解。 (3)①本实验中胃蛋白酶的活性可以用1 g胃蛋白酶在1 min内使多少克的蛋白质水解或多肽(氨基酸)的产生量来表示。②由于整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏，确保肠溶衣包裹的酶在肠溶液中发挥作用，而嚼碎服用时，肠溶衣包裹的酶释放会后在酸性的胃液中失去活性，无法发挥作用，所以为充分发挥多酶片的作用，使用时应整片吞服。 9．2024·绍兴一中高一植物体内会产生如过氧化氢这样的活性氧，活性氧积累过多会破坏膜的完整性，正常情况下，活性氧会被植物体内相关酶(抗氧化能力)清除。植物在铝含量高的环境(铝胁迫)下生长会受到影响，研究人员发现铝胁迫会降低抗氧化能力，增加对类囊体膜功能的损伤。为研究H2对植物光合作用的影响，科研人员进行了富氢水和铝胁迫对草莓光合速率影响的实验，实验结果见下表。 组别 处理 叶片鲜 重/g 叶片干 重/g 叶面积/ cm2 净光合速率/ (gCO2·m－2·d－1) 1 对照组 1.01 0.26 52.24 1.62 2 富氢水组 1.62 0.41 77.33 2.59 3 铝胁迫组 0.67 0.17 34.83 1.08 4 ？ 1.22 0.31 57.99 1.94 回答下列问题。 (1)草莓叶肉细胞在光照充足的条件下产生ATP的场所是__细胞溶胶、线粒体、叶绿体__，叶肉细胞将CO2还原为三碳糖后，最终以__蔗糖__的形式运送到草莓果实中，此时草莓光合作用产生的氧气去路是__一部分释放到环境中，一部分进入线粒体用于细胞呼吸__。 (2)从能量变化的角度分析，CO2合成三碳糖的反应类型属于__吸能__反应。当天气出现暂时的晴转阴变化时，叶绿体内五碳糖的含量会__减少__。可见，长期阴雨天会影响草莓果实中糖分的积累。 (3)表中第4组的处理最可能是__铝胁迫＋富氢水__。本实验测量净光合速率的指标是__单位时间单位叶面积(或每天每平方米叶面积的)CO2的吸收量__。比较第3组和第4组，富氢水能提高叶片净光合速率的原因可能是__富氢水可能可以修复铝对类囊体膜的损伤，提高抗氧化能力，使草莓光反应和碳反应速率均提高__。 (4)研究人员在进行实验研究时，每组选择30株生长状况基本相同的草莓进行实验的目的是__排除偶然因素与无关变量对实验的影响__。 【解析】(1)在光照充足的条件下，草莓叶肉细胞既可以进行细胞呼吸又可以进行光合作用，产生ATP的场所是细胞溶胶、线粒体、叶绿体。叶肉细胞将CO2还原为三碳糖后，最终以蔗糖的形式运送到草莓果实中，此时草莓光合作用产生的氧气去路是一部分释放到环境中，一部分进入线粒体用于细胞呼吸。 (2)CO2合成三碳糖的反应需要消耗ATP，从能量变化的角度分析，此反应类型属于吸能反应。当天气出现暂时的晴转阴变化时，光强度降低，光反应减弱，ATP和NADPH减少，三碳酸的还原减少，五碳糖的含量减少。 (3)表中第4组的处理最可能是铝胁迫＋富氢水，实验测量净光合速率的指标是单位时间单位叶面积(或每天每平方米叶面积的)CO2的吸收量，比较第3组和第4组，富氢水能提高叶片净光合速率的原因可能是富氢水可能可以修复铝对类囊体膜的损伤，提高抗氧化能力，使草莓光反应和碳反应速率均提高。 (4)研究人员每组选择30株生长状况基本相同的草莓进行实验是为了排除偶然因素与无关变量对实验的影响。 学科网（北京）股份有限公司 $$