专题05 细胞的能量供应和利用（期末真题汇编，北京专用）高一生物上学期

专题05 细胞的能量供应和利用 4大高频考点概览 考点01 降低化学反应活化能的酶 考点02 细胞的能量“货币”ATP 考点03 细胞呼吸的原理和应用 考点04 光合作用与能量转化 考点01 降低化学反应活化能的酶 一、单选题 1．（24-25高一上·北京海淀·期末）与无机催化剂相比，酶所特有的是（　　） A．都是蛋白质 B．为化学反应提供能量 C．催化化学反应更高效 D．能降低反应的活化能 【答案】C 【解析】A、酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA（如RNA酶），因此并非“都是蛋白质”，A错误； B、催化剂的作用是降低反应的活化能，而非提供能量，酶和无机催化剂均不提供能量，B错误； C、酶的催化效率通常远高于无机催化剂（如过氧化氢酶比Fe³⁺高效），这是酶的特性之一，C正确； D、降低反应的活化能是酶和无机催化剂的共同作用机制，并非酶特有，D错误。 故选C。 2．（24-25高一上·北京海淀·期末）在不损伤植物细胞内部结构的情况下，能去除细胞壁的物质是（　　） A．盐酸 B．蛋白酶 C．纤维素酶 D．淀粉酶 【答案】C 【解析】A、盐酸会破坏细胞膜和细胞质结构，导致细胞死亡，无法保持内部结构完整，A不符合题意； B、蛋白酶分解蛋白质，但细胞壁不含蛋白质，无法去除细胞壁，且可能损伤细胞膜，B不符合题意； C、纤维素酶可水解细胞壁中的纤维素，且不破坏以磷脂和蛋白质为主的细胞膜及内部结构，C符合题意； D、淀粉酶分解淀粉，而细胞壁不含淀粉，无法去除细胞壁，D不符合题意。 故选C。 3．（24-25高一上·北京延庆·期末）下列对酶的叙述中，正确的是（    ） A．所有的酶都是蛋白质 B．生化反应前后酶的性质发生改变 C．酶在细胞内外均可发挥催化作用 D．酶的催化效率与无机催化剂相同 【答案】C 【解析】A、绝大多数酶是蛋白质，但少数RNA也具有催化作用，因此并非所有酶都是蛋白质，A错误； B、酶作为催化剂，在生化反应中仅降低反应活化能，反应前后其性质不改变，B错误； C、酶在细胞内（如呼吸酶）和细胞外（如消化酶）均可催化反应，C正确； D、酶的催化效率通常远高于无机催化剂，这是酶的高效性特点，D错误。 故选C。 4．（24-25高一上·北京·期末）下列与酶相关实验的叙述，正确的是（　　） A．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，不能用碘液进行鉴定 B．探究温度对酶活性的影响时，可以用H2O2和过氧化氢酶为实验材料 C．探究温度对淀粉酶活性的影响时，最好用斐林试剂检测还原糖产量 D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后置于不同温度下保温 【答案】A 【解析】A、蔗糖以及蔗糖水解产物都不能用碘液检测，故探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，不能用碘液进行鉴定，A正确； B、探究温度对酶活性的影响时，不可用过氧化氢和过氧化氢酶为实验材料，因为过氧化氢的分解会受到温度的影响，B错误； C、检测还原糖需要加热，会改变温度，不能用于检测温度对酶活性的影响，C错误； D、酶具有高效性，故探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在不同温度下分别保温后，再将相同温度条件下的酶和底物混合，保证反应是在特定温度下进行的，D错误。 故选A。 5．（24-25高一上·北京昌平·期末）海参离开海水会发生“自溶”，即构成体壁和肠的蛋白质、糖类均发生不同程度的降解，且降解程度受到温度、pH的影响。催化海参“自溶”的物质最可能是（    ） A．水 B．NaCl C．糖类 D．蛋白质 【答案】D 【解析】根据题意，海参离开海水时会发生自溶，且降解程度受到温度、pH、盐度的影响，因此可以判断是某种酶引起了海参“自溶”，酶的化学本质主要是蛋白质，ABC错误，D正确。 故选D。 6．（22-23高一上·北京平谷·期末）带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白，利用木瓜蛋白酶处理，可以变废为宝。研究小组进行实验确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH，下列说法错误的是（　　） 注：酶解度是指下指料中蛋白质的分解程度 A．木瓜蛋白酶最适添加量应为0.020% B．木瓜蛋白酶最适pH应为6.5 C．偏酸、偏碱破坏酶空间结构使酶解度降低 D．该酶只能在最适pH条件下测出活性 【答案】D 【解析】A、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，反而下降，A正确； B、结合图示可知，木瓜蛋白酶最适pH应为6.5，B正确； C、酶的作用条件较温和，偏酸、偏碱破坏酶空间结构，酶失活，使酶解度降低，C正确； D、酶在非最适pH条件下，也可能有活性，也能测出活性，但是最适pH条件下测出的活性是最高的，D错误。 故选D。 7．（24-25高一上·北京顺义·期末）刚采摘的新鲜糯玉米含有蔗糖，储存过程中可转化为淀粉，若采摘后立即放入85℃热水中烫2min，可较好地保持甜味。因为加热会（    ） A．破坏将蔗糖转化为淀粉的酶活性 B．提高淀粉酶的活性 C．破坏淀粉酶的活性 D．改变蔗糖分子的结构 【答案】A 【解析】A、加热会降低可溶性糖转化为淀粉所需酶的活性，从而使可溶性糖能较长时间存在于玉米中保持甜味，A正确； B、玉米中的淀粉酶在85℃水中会变性失活，活性不会提高，B错误； C、加热会降低可溶性糖转化为淀粉所需酶的活性，减少淀粉的积累，与淀粉酶的活性被破坏无关，C错误； D、加热不会改变可溶性糖分子的结构，否则不能较好地保持甜味，D错误。 故选A。 8．（24-25高一上·北京西城·期末）我国科学家发现酶A在高乳酸条件下，可将乳酸和ATP特异性修饰到某些蛋白质上，导致被修饰的蛋白质功能改变，引发相关疾病，高乳酸血症。下列说法正确的是（    ） A．酶A可能有乳酸和ATP的结合位点 B．酶A在催化时提供反应所需活化能 C．乳酸由葡萄糖彻底氧化分解产生 D．提高酶A活性可缓解高乳酸血症 【答案】A 【解析】A、因为酶A能将乳酸和ATP特异性修饰到某些蛋白质上，这表明酶A可以与乳酸和ATP结合发挥作用，所以酶A可能有乳酸和ATP的结合位点，A正确； B、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提供反应所需活化能，B错误； C、葡萄糖彻底氧化分解产生的是二氧化碳和水，乳酸是葡萄糖在无氧呼吸时不彻底氧化分解产生的，C错误； D、酶A在高乳酸条件下会引发高乳酸血症，所以提高酶A活性会加重高乳酸血症，而不是缓解，D错误。 故选A。 9．（24-25高一上·北京朝阳·期末）下列关于生物体内酶的叙述，正确的是（　　） A．所有酶都是蛋白质 B．酶完成催化作用后立即失活 C．酶可以为化学反应提供活化能 D．过氧化氢酶既可以催化H2O2分解，也可以作为其他酶的底物 【答案】D 【解析】A、酶的化学本质是蛋白质或RNA，A错误； B、酶完成催化作用后不会失活，可以进行重复利用，B错误； C、酶具有降低化学反应所需活化能的作用，不能提供能量，C错误； D、过氧化氢酶既可以催化H2O2分解，过氧化氢酶是蛋白质，也可以被蛋白酶水解，即作为蛋白酶的底物，D正确。 故选D。 10．（24-25高一上·北京朝阳·期末）关于探究酶的特性的实验，下列说法正确的是（　　） A．探究温度对酶活性的影响可使用H2O2作底物 B．探究pH对酶活性的影响，应在最适温度下进行 C．用蔗糖和淀粉探究酶的专一性，可用碘液检测 D．可以用煮熟的猪肝匀浆、FeCl3溶液探究酶的高效性 【答案】B 【解析】A、H2O2在加热的条件下会自行分解，所以探究温度对酶活性的影响时，不能使用H2O2作底物，A错误； B、探究pH对酶活性的影响时，温度是无关变量，应保持在最适温度下进行，以排除温度对实验结果的干扰，B正确； C、用蔗糖和淀粉探究酶的专一性时，由于蔗糖无论是否被分解都不能使碘液变色，所以不能用碘液检测，C错误； D、煮熟的猪肝匀浆中的酶已经失活，不能再用来探究酶的高效性，D错误。 故选B。 11．（24-25高一上·北京朝阳·期末）加酶洗衣粉含有脂肪酶、蛋白酶等多种酶，下列相关叙述错误的是（　　） A．纯羊毛衣物不宜用加酶洗衣粉洗涤 B．用加酶洗衣粉洗衣后应尽快冲洗双手 C．用沸水溶解加酶洗衣粉利于提高酶活 D．适当延长浸泡时间可以增强去污效果 【答案】C 【解析】A、羊毛的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶会分解羊毛中的蛋白质，所以纯羊毛衣物不宜用加酶洗衣粉洗涤，A正确； B、加酶洗衣粉中的酶可能会对皮肤有一定的刺激性，所以用加酶洗衣粉洗衣后应尽快冲洗双手，B正确； C、 酶的活性受温度影响，沸水会使酶失活，不能用沸水溶解加酶洗衣粉，C错误； D、适当延长浸泡时间，可以让酶充分作用于污渍，从而增强去污效果，D正确。 故选C。 二、非选择题 12．（24-25高一上·北京海淀·期末）乳糖酶用于乳制品工业，可将乳制品中低甜度的乳糖分解为较甜的葡萄糖和半乳糖，供乳糖不耐受人群食用。 (1)乳糖酶可水解乳糖，但不能水解淀粉，这体现了酶具有__________性的特点。通过测量单位时间内生成的__________的量，可表示乳糖酶活性。 (2)为探究温度对乳糖酶活性的影响，研究人员设置了系列温度梯度，进行相关实验。 ①实验步骤如下：配制一定浓度的乳糖溶液，_________（按正确顺序选填下列选项前字母，下列选项可不限于选择一次），结果如图1.    a、将适量乳糖酶加入乳糖溶液 b、取适量乳糖酶 c、保温至相应温度 d、相应温度下检测酶活性 ②本实验中需控制的无关变量有_____（写出2个）。 ③适宜条件下，将乳糖酶在不同温度下保温充足时间，再在酶活性最高的温度下检测其残余酶活性，由此得到酶的热稳定性数据，结果如图1.据图分析工业生产中应用乳糖酶的最佳温度，并说明理由：________。 (3)一定反应条件下，乳糖分解产生半乳糖后还有低聚半乳糖（GOS）的生成，图2为其作用机理示意图。    ①根据图2所示，乳糖酶催化乳糖分解产生葡萄糖及半乳糖-酶复合体，_______，生成GOS。 ②一段时间后，检测各种产物量，结果如图3.据图分析，在4小时GOS产量达到最高，随后开始下降，结合图2推测下降的原因是：_______。 (4)GOS虽不能被人体所吸收，但能促进肠道内一些益生菌的增殖。综上所述，说明应用乳糖酶生产乳制品的优势：_____。 【答案】(1) 专一 葡萄糖 (2) cbcacd pH、酶量、反应时间 45℃，据图1可知45℃下乳糖酶的活性最高，且残余酶活性没有明显下降，热稳定性高 (3) 半乳糖-酶复合体中的半乳糖分子转移到乳糖分子上 随乳糖浓度下降，半乳糖—酶复合体减少，GOS合成速率下降，而乳糖酶催化GOS降解速度加快，GOS的降解大于合成 (4)一方面乳糖酶可分解乳制品中的乳糖，适于乳糖不耐受人群食用，分解产生的葡萄糖和半乳糖甜度高、口感好；另一方面，所生成的GOS可促进益生菌增殖，有助于调节肠道菌群 【解析】（1） 酶具有专一性，故乳糖酶只能水解乳糖，不能水解淀粉，乳糖酶的活性可以用单位时间内单位体积中产物的生成量或底物的消耗量来表示，故通过测量单位时间内生成的葡萄糖或半乳糖的量，可表示乳糖酶活性。 （2）①为探究温度对乳糖酶活性的影响，需要配制一定浓度的乳糖溶液保温至相应温度，取适量乳糖酶，保温至相应温度，将适量乳糖酶加入乳糖溶液，保温至相应温度后在相应温度下检测酶活性。故正确顺序是cbcacd。 ②本实验是探究温度对乳糖酶活性的影响，故pH、酶量、反应时间等无关变量需要保持相同且适宜。③据图1可知45℃下乳糖酶的活性最高，且残余酶活性没有明显下降，热稳定性高，故工业生产中应用乳糖酶的最佳温度为45℃。 （3） ①根据图2所示，乳糖酶催化乳糖分解产生葡萄糖及半乳糖-酶复合体，半乳糖-酶复合体中的半乳糖分子转移到乳糖分子上，生成GOS。②GOS是由半乳糖-酶复合体中的半乳糖分子转移到乳糖分子上形成的，在4小时GOS产量达到最高，随乳糖浓度下降，半乳糖—酶复合体减少，GOS合成速率下降，而乳糖酶催化GOS降解速度加快，GOS的降解大于合成，故GOS含量随后开始下降。 （4） GOS能促进肠道内一些益生菌的增殖，应用乳糖酶生产乳制品的优势在于一方面乳糖酶可分解乳制品中的乳糖，适于乳糖不耐受人群食用，分解产生的葡萄糖和半乳糖甜度高、口感好；另一方面，所生成的GOS可促进益生菌增殖，有助于调节肠道菌群。 13．（24-25高一上·北京东城·期末）茶叶中的茶多酚可调节胰脂肪酶活性进而影响肠道对脂肪的吸收。为研究茶多酚对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验。 (1)在脂肪酶的___________作用下，食物中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。该酶___________(填“能”或“不能”)对食物中蛋白质的水解发挥作用，这体现了酶具有___________性。 (2)在酶量一定且环境适宜的条件下，科研人员检测了茶多酚对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1。图中酶促反应速率可通过测量___________(指标)来体现。据图可知，茶多酚对胰脂肪酶的活性具有___________作用。 (3)研究不同温度条件下茶多酚对胰脂肪酶活性的影响，实验结果如图2。 ①本实验的自变量是___________。 ②由图2可知，加入茶多酚后胰脂肪酶的最适温度变___________；茶多酚对胰脂肪酶作用效果最显著的温度约为___________℃。 【答案】(1) 催化 不能 专一 (2) 脂肪的水解速率（或甘油、脂肪酸的生成速率；单位时间内脂肪的水解量；单位时间内 甘油、脂肪酸的生成量） 抑制 (3) 是否加入茶多酚和温度 高 37 【解析】（1）酶具有催化作用，胰脂肪酶可以通过催化作用将食物中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。酶具有专一性，胰脂肪酶不能对食物中蛋白质的水解发挥作用； （2）化学反应速率可用单位时间脂肪的水解量或单位时间内甘油和脂肪酸的生成量来表示，酶促反应速率可以用单位时间内脂肪的消耗量或单位时间内甘油和脂肪酸的生成量来体现。分析图1可知，加入茶多酚组的酶促反应速率低于对照组，说明茶多酚对胰脂肪酶活性具有抑制作用； （3）①实验目的：研究不同温度条件下茶多酚对胰脂肪酶活性的影响。本实验的自变量是是否加入茶多酚和温度，因变量是胰脂肪酶活性； ②由图2可知，加入茶多酚后，胰脂肪酶的最适温度变为40℃左右，相比于之前的最适温度值（37℃）变大了；在37℃下，加入茶多酚，酶活性下降最多，茶多酚对胰脂肪酶作用效果最显著的温度约为37℃。 14．（24-25高一上·北京丰台·期末）如图所示为溶酶体在细胞自体吞噬和异体吞噬过程的示意图，①～⑤表示细胞结构。回答下列问题。 (1)溶酶体是细胞内具有单层膜结构的细胞器，该膜主要由___________和___________构成。 (2)据图分析，初级溶酶体是由[③]___________产生的，其具有“消化”作用是因为内部含有多种酸性水解酶，图中参与这些酶形成的细胞器有___________(填序号)。 (3)在细胞自体吞噬过程中，自体吞噬泡可以降解④，说明溶酶体具有___________的功能；异体吞噬过程中，细胞能识别病原体主要依赖细胞膜上的___________。 (4)溶酶体内的pH约为5，细胞质基质的pH约为7.2。一般情况下，溶酶体内少量的水解酶泄漏到细胞质基质中不会损伤细胞结构，原因可能是___________。 【答案】(1) 磷脂 蛋白质 (2) 高尔基体 ⑤②③④ (3) 分解衰老、损伤的细胞器 糖蛋白 (4)细胞质基质中较高的pH使水解酶的活性降低或失活 【解析】（1）溶酶体膜属于生物膜，其主要成分是蛋白质和磷脂。 （2）图中的初级溶酶体直接来自于[③]高尔基体；溶酶体内部含有多种酸性水解酶，其化学本质为蛋白质（该蛋白质的合成与分泌蛋白类似），图中参与蛋白质合成的结构有⑤核糖体，②内质网，③高尔基体，并且有④线粒体供能，即⑤②③④。 （3）在细胞自体吞噬过程中，自体吞噬泡可以降解④衰老、损伤的线粒体，说明溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器的功能；糖蛋白具有识别功能，异体吞噬过程中，细胞能识别病原体主要依赖细胞膜上糖蛋白。 （4）由于溶酶体内的pH为酸性，而细胞质基质的pH为中性，二者pH不同，导致溶酶体中的酶活性降低或失活，少量泄露到细胞质基质中同样不会引起该细胞损伤。 15．（22-23高一上·北京平谷·期末）魁蚶是中国重要的海产经济贝类，盐度可以通过改变ATP水解酶活性影响魁蚶的生理活动。 (1)ATP水解酶的化学本质是______，酶的作用特性有______（至少写出2点）。 (2)为优化魁蚶幼贝养殖条件，研究不同盐度（15、20、25、40）下魁蚶鳃ATP水解酶活性的变化规律，结果如图。 ①研究结果显示：第24小时，各低盐（15、20和25）处理组的______，并且随着盐度的降低而______。 ②高盐组的酶活性随着盐浓度增大而______，原因是当盐浓度升高时，贝类通过调节ATP水解程度，调节体内外的盐浓度，更好地______环境。 (3)有同学质疑“探究不同盐度条件下ATP水解酶活性”的实验方案缺少对照实验，你是否同意该同学观点?请阐明理由_____。 【答案】(1) 蛋白质 有高效性、专一性、作用条件温和 (2) 酶活性最大 增强 先降低后升高 适应 (3)上述实验中不同盐度条件下的组之间相互对照，无需单独设置对照组。所以不同意该同学 的观点。或比较 0小时和不同盐浓度处理后，各组的酶活性作为自身前后对照组 【解析】（1）ATP水解酶的化学本质是蛋白质，酶的作用特性有高效性、专一性、作用条件温和。 （2）据图可知，第24小时，各低盐（15、20和25）处理组的酶活性最大，并且随着盐度的降低而增强。高盐组的酶活性随着盐浓度增大而先降低后升高，原因是当盐浓度升高时，贝类通过改变ATP酶活性，调节ATP水解程度，调节体内外的盐浓度，更好地适应高盐环境。 （3）上述实验中不同盐度条件下的组之间相互对照，或比较 0小时和不同盐浓度处理后，各组的酶活性作为自身前后对照组，无需单独设置对照组。所以不同意该同学的观点。 16．（24-25高一上·北京朝阳·期末）牛奶营养丰富，是均衡膳食的重要组成部分。但有些人因乳糖不耐受，摄入牛奶后会出现腹泻、腹胀等症状，因而不得不与牛奶“绝缘”。请回答以下问题。 (1)乳糖属于_____（选择“二糖”或“多糖”填写），不能直接被细胞吸收，需要水解成单糖才能被利用。乳糖不耐受者由于缺乏乳糖酶，不能有效分解乳糖，乳糖在肠道中积累导致渗透压升高，使水分子更多地向_____（选择“肠道”或“血管”填写）转移，引起腹泻；并且由于肠道微生物分解乳糖产生气体引起腹胀。肠道中的其他酶不能代替乳糖酶的作用，原因是酶具有_____性。 (2)酪蛋白是牛奶中含量最多的蛋白质，不同品种奶牛所产牛奶中的酪蛋白种类有所不同。研究发现，乳糖不耐受者对含有不同酪蛋白的牛奶反应存在差异。 ①酪蛋白在细胞的______（填结构名称）上，以氨基酸为原料通过_____反应形成，并通过_____方式分泌出细胞。 ②A1β-CN和A2β-CN是两种主要的酪蛋白，其存在差异的片段如下图所示。研究表明，乳糖不耐受者饮用同时含有A1β-CN和A2β-CN的牛奶时胃肠道不适症状较重，而饮用只含有A2β-CN的牛奶症状较轻。    注：圆形中的数字表示氨基酸的位置 A1β-CN与A2β-CN的差别在于______，导致蛋白质的______不同，进而影响到乳糖不耐受者对牛奶的反应。 (3)请结合本题信息，谈一谈乳品企业的发展机遇和可能遇到的问题______。 【答案】(1) 二糖 肠道 专一性 (2) 核糖体 脱水缩合 胞吐 氨基酸的种类不同（或第67位是组氨酸还是脯氨酸） 空间结构 (3)发展机遇：生产只含A2β-CN的牛奶，占领A2β-CN奶制品市场 可能遇到的问题：如何进行产品检测，确定产品是A2β-CN牛奶 【解析】（1）乳糖是二糖，不能直接被细胞吸收，需要水解成单糖才能被利用。乳糖在肠道中积累导致渗透压升高，使水分子更多地向肠道转移，引起腹泻。而肠道中的其他酶不能代替乳糖酶的作用，是因为酶具有专一性。 （2）①蛋白质的合成场所是核糖体，是氨基酸通过脱水缩合反应形成的，并且通过胞吐的方式分泌出细胞。 ②由图可知，A1β-CN与A2β-CN的差别在于氨基酸的种类不同（或第67位是组氨酸还是脯氨酸），从而导致蛋白质的空间结构不同。 （3）发展机遇：生产只含A2β-CN的牛奶，占领A2β-CN奶制品市场。可能遇到的问题：如何进行产品检测，确定产品是A2β-CN牛奶。 考点02 细胞的能量货币“ATP” 一、单选题 1．（24-25高一上·北京海淀·期末）ATP是生命活动的直接能源物质。下列叙述正确的是（　　） A．同一细胞内合成的ATP，其用途可能不同 B．ATP末端的磷酸基团转移势能较低，导致远离A的化学键易断裂 C．ATP与ADP的相互转化，表明能量可以循环利用 D．ATP水解释放的Pi使载体蛋白磷酸化，但未伴随能量的转移 【答案】A 【解析】A、同一细胞中，ATP可通过光合作用（叶绿体）或呼吸作用（细胞质基质、线粒体）合成，合成的ATP可用于不同生理过程（如主动运输、物质合成等），A正确； B、ATP末端磷酸基团转移势能较高，导致远离腺苷的高能磷酸键易断裂并释放能量，B错误； C、ATP与ADP的转化是物质可逆的循环，但能量不可循环（ATP水解释放的能量大部分以热能散失），C错误； D、ATP水解时，Pi与载体蛋白结合使其磷酸化，此过程伴随能量转移（用于载体构象改变），D错误。 故选A。 2．（24-25高一上·北京顺义·期末）在细胞中，ATP的生成和消耗驱动许多化学反应。下列描述不正确的是（    ） A．叶绿体中既有ATP合成，又有ATP分解 B．有机物氧化分解释放的能量可用于生成ATP C．ATP分解释放的能量可用于细胞分裂 D．运动时肌肉细胞的ATP含量显著增加 【答案】D 【解析】A、光合作用光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜产生ATP，叶绿体中暗反应C3的还原需要消耗[H]和ATP，A正确； B、有机物氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失，另一部分可用于生成ATP，B正确； C、ATP分解释放的能量可用于各项耗能的生命活动，如细胞分裂，C正确； D、运动时，肌肉细胞中ATP消耗的同时有ATP的生成，消耗速率和合成速率处于动态平衡，ATP含量不会显著增加，D错误。 故选D。 3．（24-25高一上·北京顺义·期末）一分子ATP中，含有的特殊化学键（～）和磷酸基团的数目分别是（    ） A．2和3 B．1和3 C．2和1 D．4和6 【答案】A 【解析】一分子ATP中，含有3个磷酸基团，三个磷酸基团之间通过两个特殊化学键（~）连接，结构式为A-P~P~P，A正确，BCD错误。 故选A。 4．（24-25高一上·北京西城·期末）下列关于ATP的说法正确的是（    ） A．一分子ATP含有三个特殊的化学键 B．ATP彻底水解得到腺苷、核糖及磷酸 C．ATP合成所需能量仅来自于细胞呼吸 D．正常细胞中ATP与ADP保持动态平衡 【答案】D 【解析】A、一分子ATP含有两个特殊的化学键，A错误； B、ATP彻底水解得到腺嘌呤、核糖及磷酸，B错误； C、ATP合成所需能量来自细胞呼吸释放的能量或者光合作用吸收的光能等，不只是细胞呼吸，C错误； D、正常细胞中ATP与ADP时刻不停地发生相互转化，并且处于动态平衡之中，D正确。 故选D。 5．（24-25高一上·北京朝阳·期末）骨骼肌细胞收缩时，肌球蛋白粗丝会沿着肌动蛋白细丝滑动，此过程与ATP的水解相联系。以下说法错误的是（　　） A．ATP中的“A”代表腺嘌呤 B．细胞呼吸是骨骼肌中ATP合成的途径 C．ATP是骨骼肌细胞进行生命活动的直接能源物质 D．骨骼肌细胞收缩时ATP分解释放的能量转化为机械能 【答案】A 【解析】A、ATP的结构简式是A-P～P～P，其中“A”是腺苷，由1分子核糖和1分子腺嘌呤碱基组成，A错误； B、产生ATP的过程，对植物来说是光合作用和呼吸作用，对动物来说是呼吸作用，细胞呼吸是骨骼肌中ATP合成的途径，B正确； C、ATP水解时，形成ADP和Pi，同时释放能量，供生命活动的需要，ATP是骨骼肌细胞进行生命活动的直接能源物质，C正确； D、ATP是直接能源物质，骨骼肌细胞收缩时ATP分解释放的能量转化为机械能，D正确。 故选A。 6．（21-22高一上·北京·期末）在小鼠细胞和人细胞融合实验的基础上，有人做了补充实验，发现用药物抑制细胞能量转换和蛋白质合成途径，对膜蛋白运动没有影响。进一步的实验发现，当降低温度时，膜蛋白的扩散速率降低至原来的1/20~1/10。下列有关细胞膜的推测，错误的是（　　） A．膜蛋白的合成不影响其运动 B．膜蛋白的运动不需要消耗ATP C．温度不影响磷脂分子的运动 D．膜蛋白的扩散与磷脂分子运动相关 【答案】C 【解析】A、“用药物抑制细胞能量转换、蛋白质合成等代谢途径，对膜蛋白质的运动没有影响”，说明膜蛋白的合成不影响其运动，A正确； B、“用药物抑制细胞能量转换、蛋白质合成等代谢途径，对膜蛋白质的运动没有影响”，说明膜蛋白的运动不需细胞消耗能量，B正确； C、由题干知降低温度后膜蛋白扩散速率发生变化，说明温度会影响磷脂分子的运动，C错误； D、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层，因此膜蛋白的扩散与磷脂分子运动相关，D正确。 故选C。 7．（23-24高一上·北京密云·期末）篮球是一项广受欢迎的运动，运动过程中需要消耗大量能量。下列说法正确的是（　　） A．运动消耗的能量可由葡萄糖直接提供 B．运动过程中细胞内ATP的含量明显增加 C．运动过程中ATP和ADP转化的速率加快 D．ATP脱去三个磷酸基团提供运动所需的能量 【答案】C 【解析】A、ATP是直接的能源物质，细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供的，A错误； BC、ATP在细胞内含量很少，同时保持相对稳定，所需要的大量的ATP依靠ATP与ADP的快速转化来提供，B错误，C正确； D、ATP脱去一个磷酸基团生成ADP的过程为运动提供能量，D错误。 故选C。 8．（23-24高一上·北京怀柔·期末）以下反应不能产生水的是（    ） A．10个氨基酸合成为十肽 B．ATP生成ADP和Pi C．肝脏细胞合成糖原 D．由葡萄糖合成纤维素 【答案】B 【解析】A、10个氨基酸合成为十肽属于脱水缩合反应，产生水，A不符合题意； B、ATP生成ADP和Pi属于水解反应，需要消耗水，B符合题意； C、肝脏细胞中葡萄糖合成糖原属于脱水缩合反应，能产生水，C不符合题意； D、以葡萄糖为基本单位，葡萄糖分子之间脱水缩合可以合成纤维素，也能产生水，D不符合题意。 故选B。 9．（23-24高一上·北京朝阳·期末）鼻腔内黏膜肿胀，黏液增加等症状表现为鼻塞。研究发现药物ATP片可有效缓解鼻塞。下列表述错误的是（　　） A．ATP逐步水解三个磷酸基团时放能相同 B．ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖组成 C．ATP可能有助于修复变形的鼻黏膜细胞 D．ATP快速合成和分解以满足细胞能量需求 【答案】A 【解析】A、ATP结构简式为A-P~P~P，“-”含有的能量比“~”少，A错误； B、腺苷由腺嘌呤和核糖组成，B正确； C、ATP是生命活动的直接能源物质，可以为修复过程供能，有助于修复，C正确； D、ATP在细胞内含量很少，通过快速的合成和分解以满足细胞能量需求，D正确。 故选A。 10．（23-24高一上·北京延庆·期末）下列选项中，只含C、H、O元素的一组化合物是（    ） A．淀粉和淀粉酶 B．ATP和核糖 C．胰岛素和纤维素 D．葡萄糖和脂肪 【答案】D 【解析】A、淀粉属于糖类，其组成元素只有C、H、O，淀粉酶是蛋白质，其主要组成元素是C、H、O、N，A错误； B、ATP组成元素是C、H、O、N、P，核糖组成元素为C、H、O，B错误； C、胰岛素的本质是蛋白质，元素组成为C、H、O、N，纤维素属于糖类，其组成元素为C、H、O，C错误； D、葡萄糖属于糖类，组成元素是C、H、O，脂肪组成元素为C、H、O，D正确。 故选D。 11．（23-24高一上·北京石景山·期末）下列有关组成生物体部分物质的对应关系的描述中，正确的是（    ） A．纤维素——植物体的储能物质 B．葡萄糖——生命活动的直接能源物质 C．蛋白质——生物主要的能源物质 D．磷脂——细胞膜的组成物质 【答案】D 【解析】A、纤维素是组成植物细胞壁的重要成分，不是储能物质，A错误； B、ATP是生命活动的直接能源物质，B错误； C、蛋白质是生命活动的主要承担者，生物的主要能源物质是糖类，C错误； D、磷脂是组成细胞膜的重要成分，D正确。 故选D。 12．（23-24高一上·北京西城·期末）磷酸肌酸（C~P）是一种高能磷酸化合物，可以发生反应：（肌酸）。运动时C~P的磷酸基团转移给ADP，生成ATP供肌肉收缩利用。下列叙述错误的是（　　） A．ATP的末端磷酸基团可挟能量转移给肌酸 B．ATP是驱动肌肉收缩的直接能源物质 C．剧烈运动会使肌肉细胞内C~P/C比值上升 D．C~P对维持肌肉细胞中ATP含量稳定有重要作用 【答案】C 【解析】A、当ATP与C（肌酸）结合生成C~P时，ATP的末端磷酸基团挟能量转移给肌酸，A正确； B、ATP是驱动生命活动的直接能源物质， B正确； C、剧烈运动时，消耗ATP加快，ADP转化为ATP的速率也加快，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，产生肌酸，导致磷酸肌酸和肌酸含量的比值会有所下降，C错误； D、当ATP含量少时，C~P会与ADP结合生成ATP，当ATP含量多时，ATP与C（肌酸）结合生成C~P，故C~P对维持肌肉细胞中ATP含量稳定有重要作用，D正确。 故选C。 13．（23-24高一上·北京海淀·期末）细胞膜上的Ca2+ 泵（载体蛋白），通过下图所示① ~ ③的过程完成Ca2+ 的跨膜运输。据此不能得出（    ） A．Ca2+ 的跨膜运输方式为主动运输 B．Ca2+ 泵具有 ATP 酶活性 C．磷酸化的Ca2+ 泵空间结构发生改变 D．该过程不发生能量的转移 【答案】D 【解析】题图分析，“Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白；通过ATP水解消耗该过程释放的能量实现钙离子的转运，说明Ca2+泵出细胞的方式是主动运输，整个过程中，磷酸化的Ca2+ 泵空间结构发生改变，存在能量的转移，即ATP中的能量转移至Ca2+ 泵上，ABC正确，D错误。 故选D。 14．（21-22高一上·北京通州·期末）《晋书·车胤传》记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的故事。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是（    ） A．淀粉 B．脂肪 C．腺苷三磷酸 D．蛋白质 【答案】C 【解析】ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，所以萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是ATP，ABD错误，C正确。 故选C。 15．（18-19高一上·北京西城·期末）《晋书·车胤传》记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的故事。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是（　　） A．淀粉 B．脂肪 C．ATP D．蛋白质 【答案】C 【解析】ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，所以萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是ATP，ABD错误，C正确。 故选C。 二、非选择题 16．（24-25高一上·北京·期末）某研究性学习小组利用荧光素一荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。 实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围时，ATP的含量与发光强度成正比。 实验步骤： 步骤一：ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。 步骤二：ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。 请回答下面的问题。 (1)组成ATP的元素是______。 (2)步骤二“注入适量的所需物质”中，属于反应物的是______；分光光度计反应室内能量的转换形式是______。 (3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。 ①学习小组配制了1×10-8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液（过量）和_____溶液进行实验。 ②结果表明：图中______点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。 【答案】(1)CHONP (2) 荧光素 化学能转换为光能（和热能） (3) 浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L荧光素酶 E 【解析】（1）ATP（腺苷三磷酸）的组成元素包括C、H、O、N、P。 （2）在生物发光反应中，荧光素酶催化荧光素与氧气等物质发生反应，所以“注入适量的所需物质”中属于反应物的是荧光素。 光合作用的光反应阶段，光能转化为化学能（ATP中活跃的化学能）；在该实验的荧光素酶催化的发光反应中，光能（荧光）是由化学能转化而来，即化学能转化为光能（或热能）。 （3）①根据表格中荧光素酶浓度可知，浓度梯度为10，因此需要配置浓度分别为0、10、20、30、40、50、60 、70mg/L荧光素酶溶液； ②据图可知，E点对应的发光强度最大且相对稳定，说明40mg/L是最适浓度。 17．（24-25高一上·北京西城·期末）肌丝滑行学说认为，肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝之间的相对滑动导致的。肌球蛋白位于粗肌丝内，其头部具有一个结合ATP的位点。细肌丝中存在肌球蛋白的结合位点。 (1)ATP是驱动细胞生命活动的______________能源物质。图1中肌球蛋白与ATP结合后，其______________发生改变,并使ATP水解释放能量,用于肌球蛋白与细肌丝结合并引起细肌丝滑动，然后肌球蛋白又回到原来的状态。此过程中肌球蛋白可以看作是催化ATP水解的一种______________。 (2)细肌丝中肌球蛋白的结合位点被覆盖时肌球蛋白无法结合，肌肉松弛。Ca2+可使结合位点暴露。图2为加入ATP后，不同Ca2+浓度下心肌收缩情况。据图可知，当Ca2+浓度______________时，才引起肌肉收缩。此过程体现了无机盐对于______________具有重要作用。 (3)通常肌球蛋白在粗肌丝中处于静止的OFF(关闭)状态，当其转变为ON(开启)状态时，静电相互作用会使肌球蛋白与细肌丝相互吸引。综上，科研人员提出了肌丝滑动模型（图3），下列叙述的正确排序是C→______________F。 A．肌球蛋白与细肌丝相互吸引 B．Ca2+使细肌丝上的结合位点暴露出来 C．肌球蛋白与ATP结合 D．肌球蛋白由OFF转变为ON状态 E.肌球蛋白与细肌丝结合并引起肌丝滑动 F.肌球蛋白回到OFF状态 【答案】(1) 直接 空间结构 酶 (2) 超过10-6mol·L-1 维持细胞和生物体的生命活动 (3)D→A→B→E 【解析】（1）ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，图1中肌球蛋白与ATP结合后，其空间结构发生改变，并使ATP水解释放能量，用于肌球蛋白与细肌丝结合并引起细肌丝滑动，然后肌球蛋白又回到原来的状态。此过程中肌球蛋白可以看作是催化ATP水解的一种酶。 （2）由图2可知，当Ca2+浓度超过10-6mol·L-1时，才引起肌肉收缩。此过程体现了无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。 （3）通常肌球蛋白在粗肌丝中处于静止的OFF（关闭）状态，当肌球蛋白与ATP结合后，肌球蛋白由OFF转变为ON（开启）状态，静电相互作用会使肌球蛋白与细肌丝相互吸引，接着Ca2+使细肌丝上的结合位点暴露出来，然后肌球蛋白与细肌丝结合并引起肌丝滑动，最后肌球蛋白回到OFF状态，故正确排序是C→D→A→B→E→F。 考点03 细胞呼吸的原理和应用 一、单选题 1．（24-25高一上·北京海淀·期末）若一只小鼠吸入18O2，该鼠体内最先出现含有18O的化合物是（　　） A．水 B．乳酸 C．丙酮酸 D．二氧化碳 【答案】A 【解析】A、氧气（O2）在有氧呼吸第三阶段作为最终氢受体，与[H]结合生成水（H2O），吸入的18O2直接参与此过程，因此最先形成的含18O的化合物是水，A正确； B、乳酸是无氧呼吸产物，其氧元素来源于葡萄糖分解，与吸入的氧气无关，B错误； C、丙酮酸是葡萄糖分解的产物，其氧元素来自葡萄糖和细胞质基质中的水，与吸入的氧气无关，C错误； D、二氧化碳（CO2）产生于有氧呼吸第二阶段，其氧元素来自丙酮酸和水中的氧，但第二阶段的水可能来自第三阶段生成的含18O的水，此时CO2中的18O出现时间晚于水，D错误。 故选A。 2．（24-25高一上·北京海淀·期末）细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水，2，4-二硝基苯酚（DNP）对该过程没有影响，但能抑制该过程ATP的合成。下列有关DNP作用的叙述，正确的是（　　） A．抑制氧气进入红细胞 B．主要在线粒体基质中发挥作用 C．作用于组织细胞时，机体散失的热能将增加 D．导致细胞中ATP/ADP的比例上升 【答案】C 【解析】A、根据题意，DNP主要抑制有氧呼吸第三阶段ATP的合成，而氧气通过自由扩散进入红细胞，不消耗ATP，故DNP不会抑制氧气进入红细胞，A错误； B、根据题意可知，2，4-二硝基苯酚（DNP）对[H]与氧结合形成水的过程没有影响，但能抑制ATP合成，有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多，其场所为线粒体内膜，故DNP主要在线粒体内膜中发挥作用，B错误； C、根据题意，DNP作用于组织细胞时，使线粒体内膜的酶无法催化形成ATP，结果以热能形式散失，故机体散失的热能将增加，C正确； D、ATP合成被抑制时，ATP减少而ADP积累，故ATP/ADP比值下降，D错误。 故选C。 3．（24-25高一上·北京延庆·期末）下图为苹果的果实在不同氧浓度下CO2释放量与O2吸收量的变化曲线。叙述正确的是（    ） A．氧浓度为0时，苹果果实不进行呼吸作用 B．保存苹果果实时，氧浓度越低越好 C．小于P点所对应的氧浓度时，苹果果实只进行无氧呼吸 D．大于P点所对应的氧浓度时，苹果果实只进行有氧呼吸 【答案】D 【解析】A、氧气浓度为0时，苹果果实进行的呼吸类型是无氧呼吸，A错误； B、储存苹果果实时，并非氧气浓度越低越好，据图可知，在氧气浓度为3%左右时，二氧化碳的释放量最低，此时呼吸作用最弱，时保存苹果果实的最适浓度，B错误； C、小于P点时，二氧化碳的释放量大于氧气吸收量，说明苹果既进行有氧呼吸，有氧呼吸，C错误； D、P点后氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，说明苹果果实只进行有氧呼吸，D正确。 故选D。 4．（24-25高一上·北京·期末）细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述不正确的是（　　） A．酵母菌细胞能进行过程①和②或过程①和③ B．人体所有细胞的细胞质基质都能进行过程① C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多 D．乳酸菌细胞内，过程①和过程③均产生[H] 【答案】D 【解析】A、分析题图可知，酵母菌细胞进行无氧呼吸的途径为①和③，进行有氧呼吸的途径为①和②，A正确； B、过程①为有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径，人体所有的细胞都能进行呼吸，B正确； C、动物细胞内，过程②包括有氧呼吸第二和第三阶段，释放的能量远多于第一阶段释放能量，C正确； D、乳酸菌细胞内，过程①能产生[H]，而过程③不产生[H]，D错误。 故选D。 5．（21-22高一上·北京·期末）下图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是（　　）    A．两个装置均需要置于黑暗条件下进行 B．装置甲中NaOH的作用是吸收I处的二氧化碳 C．装置乙中应让II密闭放置一段时间后，再与III连接 D．装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水 【答案】C 【解析】A、酵母菌在光照和黑暗中均可进行细胞呼吸，且光照不影响细胞呼吸，故两个装置均在光照或黑暗条件下进行， A错误； B、装置甲是进行酵母菌的有氧呼吸的实验，其中NaOH的作用是吸收空气中的 CO2 ，确保与澄清的石灰水变浑浊的CO2只来自酵母菌的有氧呼吸，B错误； C、装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间，彻底消耗其中的氧气，形成无氧环境，然后再与Ⅲ连接，C 正确； D、有氧呼吸比无氧呼吸产生的二氧化碳更多，故装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度低于装置甲中的石灰水，D错误。 故选C。 6．（24-25高一上·北京昌平·期末）大鼠骨髓内皮干细胞（EPCs）接受刺激后可向受损血管迁移。探究衰老大鼠EPCs内线粒体功能变化及一定浓度中药黄精的干预效果，实验结果如下表。相关叙述不合理的是（    ） 组别 EPCs内ATP含量（nmol/mL） 第4周 第8周 第12周 年轻大鼠+溶剂 1.12 1.19 1.32 衰老大鼠+溶剂 0.50 0.29 0.23 衰老大鼠+黄精 0.65 0.78 0.81 A．线粒体是合成ATP的主要场所 B．随时间延长，年轻大鼠EPCs内ATP不断积累 C．ATP含量减少导致衰老大鼠EPCs迁移能力下降 D．黄精可部分恢复衰老大鼠线粒体功能 【答案】B 【解析】A、有氧呼吸主要的场所是线粒体，线粒体是合成ATP的主要场所，A正确； B、ATP在细胞内的含量很少，通过ATP和ADP的快速转化满足机体对ATP的需要，因此年轻大鼠EPCs内ATP含量虽有波动但并非不断积累，B错误； C、ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP减少会影响细胞功能致迁移能力下降，C正确； D、根据表格数据可知黄精可使衰老大鼠ATP含量上升，部分恢复线粒体功能，D正确。 故选B。 7．（24-25高一上·北京大兴·期末）细胞内铜离子积累会导致细胞“铜死亡”，以进行有氧呼吸为主的细胞比以进行无氧呼吸为主的细胞更易发生“铜死亡”。以下说法错误的是（    ） A．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质进行 B．线粒体中的呼吸途径可能与“铜死亡”发生有关 C．减少铜离子进入细胞可抑制“铜死亡” D．有氧条件可以增加细胞对铜离子的耐受性 【答案】D 【解析】A、有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质进行，A正确； B、主要进行有氧呼吸的细胞比主要进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”，有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸全过程均发生在细胞质基质，有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，说明线粒体内的呼吸途径可能与“铜死亡”的发生有关，B正确； C、细胞内铜离子积累会导致细胞“铜死亡”，则减少铜离子进入细胞可以抑制“铜死亡”，C正确； D、主要进行有氧呼吸的细胞比主要进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”，说明有氧条件可以增加细胞对铜离子的敏感性，而不是耐受性，D错误。 故选D。 8．（24-25高一上·北京大兴·期末）“自动酿酒综合征”患者的肠道内某种酵母菌大量增殖，产生的酒精可使患者进入醉酒状态，产生酒精的过程（    ） A．不需要酶的催化 B．在线粒体基质中进行 C．需要糖类等有机物 D．属于有氧呼吸过程 【答案】C 【解析】由题意知，“自动酿酒综合征”患者的肠道内某种酵母菌无氧呼吸产生的酒精，酵母菌无氧呼吸过程需要酶的催化，在细胞质基质中进行，分解的是糖类等有机物，所以ABD错误，C正确。 故选C。 9．（24-25高一上·北京顺义·期末）下列实验需要用到显微镜的是（    ） A．苏丹Ⅲ染液检测细胞中的脂肪 B．双缩脲试剂鉴定蛋白质 C．检测酵母菌无氧呼吸的产物 D．斐林试剂鉴定还原糖 【答案】A 【解析】A、在用苏丹Ⅲ染液检测细胞中的脂肪的实验中，需要经过取材、切片、制片和显微观察四个步骤，需要用到显微镜，A正确； BD、用双缩试剂鉴定蛋白质和用斐林试剂鉴定还原糖没用到显微镜，BD错误； C、检测酵母菌无氧呼吸的产物，使用的酸性的重铬酸钾，呈现灰绿色，不需要使用显微镜，C错误。 故选A。 10．（24-25高一上·北京朝阳·期末）以下关于研究方法的叙述，不正确的是（　　） A．利用差速离心法分离各种细胞器 B．利用对比实验法探究酵母菌的呼吸方式 C．利用高倍光学显微镜观察真核细胞的亚显微结构 D．利用同位素标记法研究分泌蛋白的合成运输过程 【答案】C 【解析】A、差速离心法是分离各种细胞器的常用方法，通过逐渐增加离心速度，可以将不同的细胞器分离开来，A正确； B、探究酵母菌的呼吸方式时，设置有氧和无氧两组实验进行对比，这种对比实验法可以清晰地探究出酵母菌在不同条件下的呼吸方式，B正确； C、高倍光学显微镜的分辨率有限，无法观察到真核细胞的亚显微结构，观察真核细胞的亚显微结构需要使用电子显微镜，C错误； D、同位素标记法可用于研究分泌蛋白的合成运输过程，例如用3H标记氨基酸来追踪分泌蛋白的合成和运输路径，D正确。 故选C。 11．（23-24高一上·北京密云·期末）“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等，通过吸氧可缓解相关症状。下列叙述正确的是（　　） A．呼吸不畅会导致患者的肺泡细胞产生大量乳酸 B．患者肺泡细胞的线粒体内葡萄糖消耗量减少 C．患者肺部细胞只进行无氧呼吸进而导致呼吸衰竭 D．患者吸氧后细胞中[H]与O2结合生成水并释放能量 【答案】D 【解析】A、“白肺”患者肺部细胞主要进行有氧呼吸，不会产生大量乳酸，A错误； B、葡萄糖被分解发生在细胞质基质中，葡萄糖不能进入线粒体内分解，B错误； C、“白肺”患者肺部细胞主要进行有氧呼吸，C错误； D、在患者细胞中，有氧呼吸第一、二阶段会产生[H]，有氧呼吸第三阶段[H]会与O2结合生成H2O，并释放能量，D正确。 故选D。 12．（23-24高一上·北京通州·期末）细胞内铜离子积累会导致细胞“铜死亡”，且主要进行有氧呼吸的细胞比主要进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”。以下说法错误的是（    ） A．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质进行 B．线粒体内的呼吸途径可能是“铜死亡”的必要条件 C．降低铜离子载体的活性可以抑制“铜死亡” D．有氧条件可以有效降低细胞对铜离子的敏感性 【答案】D 【解析】A、有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质进行，A正确； B、主要进行有氧呼吸的细胞比主要进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”，有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸全过程均发生在细胞质基质，有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，说明线粒体内的呼吸途径可能是“铜死亡”的必要条件，B正确； C、细胞内铜离子积累会导致细胞“铜死亡”，则降低铜离子载体的活性，减少对铜离子的吸收，可以抑制“铜死亡”，C正确； D、主要进行有氧呼吸的细胞比主要进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”，说明有氧条件可以提高细胞对铜离子的敏感性，D错误。 故选D。 二、非选择题 13．（22-23高一上·北京平谷·期末）低氧可导致线粒体结构与功能的损伤，某小组研究低氧运动对大鼠心肌细胞线粒体的影响。请回答问题：    (1)线粒体是进行______的主要场所。 (2)研究人员将大鼠随机分为正常组和低氧组，检测2组大鼠心肌细胞线粒体ATP的产生量，结果如图1。实验结果显示：与正常组相比，低氧组_____。由于有氧呼吸第______阶段产生的ATP最多，据此推测，低氧组大鼠心肌细胞线粒体的_____（写结构名称）损伤严重，导致无法正常生成大量ATP。 (3)细胞内线粒体的Ca2+含量比胞浆高500倍，线粒体通过膜上的Ca2+-ATP水解酶摄取Ca2+。研究人员检测线粒体中游离的Ca2+含量，如图2所示。 ①线粒体通过_____（物质跨膜运输方式）摄入Ca2+。 ②研究结果表明：低氧______ （促进/抑制）线粒体中Ca2+浓度升高，原因是______。 【答案】(1)有氧呼吸 (2) 心肌细胞ATP 产生量显著降低 三 内膜/嵴 (3) 主动运输 抑制 低氧环境下，ATP 合成减少， 线粒体通过主动运输方式摄取Ca2+，因而摄取的Ca2+减少 【解析】（1）线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。 （2）图1中自变量是氧气含量不同，因变量为心肌细胞线粒体ATP含量，由图可知，低氧组中线粒体ATP含量较正常组低，说明低氧组心肌细胞ATP产生量显著降低；有氧呼吸可大致分为三个阶段，其中第三阶段产生的ATP最多；有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜（线粒体内膜向内腔折叠形成嵴）上进行的，故根据实验结果可推测低氧组大鼠心肌细胞线粒体的内膜（或嵴）损伤严重。 （3）①根据题意可知，线粒体摄入游离Ca2+的方向为逆浓度梯度，且需要消耗ATP水解酶催化水解ATP释放的能量，因此摄入方式为主动运输。 ②根据图2可知，低氧组线粒体中Ca2+含量明显低于正常组，表明低氧抑制线粒体中Ca2+浓度，根据题干信息可知线粒体摄入Ca2+为主动运输，低氧环境下，线粒体中ATP合成减少，为主动运输提供的能量减少，导致主动运输速率降低，摄取的Ca2+减少。 14．（24-25高一上·北京·期末）脑缺血时，神经细胞因氧气和葡萄糖供应不足而迅速发生不可逆的损伤或死亡。现有治疗手段仅在脑缺血后很短的时间内起作用，因此寻找新的快速起效的治疗方法十分迫切。 (1)正常情况下，神经细胞进行有氧呼吸，在_______（场所）中将葡萄糖分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解为_______。前两阶段产生的[H]通过线粒体内膜上的电子传递链将电子最终传递给O2，该过程释放的能量将H+泵到内外膜间隙。随后H+______浓度梯度通过Ⅴ回到线粒体基质，驱动ATP合成，过程如图1所示。V体现了蛋白质具有_______的功能。 (2)研究发现，缺血时若轻微酸化（6.4≤pH＜7.4）可减缓ATP下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用。为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2所示。 ①图2结果能为轻微酸化的保护作用提供的证据是_______。 ②药物FCCP能使H+直接跨过线粒体内膜的磷脂双分子层回到线粒体基质，消除膜内外的H+浓度梯度。根据加入FCCP前后的结果推测，轻微酸化可使缺血神经元的_______（选填“电子传递链”或“ATP合成酶”）功能恢复正常。 ③第60min时加入抗霉素A（复合体Ⅲ的抑制剂）的目的是_______。（单选） a.证明轻微酸化可保护神经细胞 b.作为对照，检测非线粒体耗氧率 c.抑制ATP合成酶的活性 (3)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的一段时间内给予20%CO2的吸氧治疗（正常吸氧时添加CO2的浓度为5%），请评价该治疗方案是否合理并说明理由_______。 【答案】(1) 细胞质基质 CO2（可多答[H]） 顺 物质运输和催化 (2) 丁组耗氧速率明显高于丙组，和甲、乙组几乎一致(丙组和甲组的耗氧速率差值明显大于乙组和丁组的差值) ATP合成酶 b (3)合理。高浓度CO2溶于体液形成碳酸，使病人脑部轻微酸化，减少缺血带来的神经细胞损伤。（不合理/无法判断。给予高浓度CO2对人体的影响还需进一步的实验研究。） 【解析】（1）有氧呼吸过程中，葡萄糖在细胞质基质分解为丙酮酸，然后丙酮酸在线粒体彻底分解为CO2（或CO2+[H]）。H+顺浓度梯度通过Ⅴ（ATP合成酶）回到线粒体基质，顺浓度梯度产生的势能用于ATP合成。V既能运输H+也能催化ATP合成，体现了蛋白质具有物质运输和催化的功能。 （2）①甲组和乙组是正常培养，丙组模拟缺血但是pH为7.4，没有轻微酸化，所以丁组模拟缺血且pH为6.5轻微酸化培养，丁组可以为轻微酸化的保护作用提供的证据，丁组耗氧速率明显高于丙组，和甲、乙组几乎一致（丙组和甲组的耗氧速率差值明显大于乙组和丁组的差值），可说明轻微酸化的保护作用。 ②H+顺浓度梯度通过Ⅴ（ATP合成酶）回到线粒体基质，驱动ATP合成；药物FCCP能使H+直接跨过线粒体内膜的磷脂双分子层回到线粒体基质，消除膜内外的H+浓度梯度，则不能合成ATP，加入FCCP时甲乙丁三组耗氧速率迅速增加，丙组耗氧量增加缓慢，说明轻微酸化可使缺血神经元的ATP合成酶功能恢复正常，可为细胞提供足够的能量。 ③加入抗霉素A四组的耗氧量都变为0，说明氧气均是线粒体消耗的，排除了非线粒体耗氧率，作为对照。故选b。 （3）合理，因为20%CO2（高浓度CO2）溶于体液形成碳酸，可以适当降低pH，使病人脑部轻微酸化，从而保证合成ATP的速度，为脑组织细胞提供足够的能量，减少缺血带来的神经细胞损伤，所以医生尝试在病人脑缺血之后的一段时间内给予20%CO2的吸氧治疗是合理的（或不合理/无法判断，因为给予高浓度CO2对人体的影响还需进一步的实验研究）。 15．（24-25高一上·北京西城·期末）细胞呼吸是生物体内进行能量转换的关键过程，对于维持生命活动至关重要。 (1)图为有氧呼吸第______________阶段，通过I、Ⅲ、Ⅳ的作用增大了______________膜两侧的H+浓度差。H+顺浓度通过V时，膜两侧H+浓度差形成的势能转化为ATP中的______________。 (2)DNP(2,4-二硝基苯酚)是20世纪30年代曾广泛使用的减肥药。它是一种脂溶性小分子，可以在图1的膜中自由移动。作为H+转运体，DNP可以顺浓度运输H+而不通过V,导致ATP合成量_______________，从而增加对人体储能物质______________的分解，达到迅速减肥的效果。但因DNP有严重副作用，如高热、高乳酸血症，甚至死亡，在1938年被禁止使用。请阐释使用DNP导致机体高热或高乳酸的原因_________（选择其一）。 (3)肥胖已成为威胁现代人类健康的重要问题，请提出健康减肥的建议。___________。 【答案】(1) 三 线粒体内 (活跃)化学能 (2) 减少 脂肪 高热：有机物分解增加，而DNP使ATP合成减少，大量能量以热能形式散失，进而导致机体高热。 高乳酸：DNP使机体ATP合成减少，导致无氧呼吸加强以弥补ATP的不足，进而导致乳酸积累 (3)在保证健康的前提下，适当控制饮食和增加运动（管住嘴、迈开腿）；使用经过论证的无严重副作用的减肥药品；减少高热量食品的摄入 【解析】（1）有氧呼吸分为三个阶段，图中展示了有氧呼吸第三阶段的电子传递链和ATP合成过程。在有氧呼吸第三阶段，[H]（NADH）与氧气结合生成水，同时释放大量能量，一部分能量用于合成ATP。通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的作用，即电子传递链中一系列酶和载体的作用，将氢离子（H+）从线粒体基质泵到线粒体内膜外侧，增大了线粒体内膜两侧的H+浓度差。H+顺浓度通过V（ATP合成酶）时，膜两侧H+浓度差形成的势能转化为ATP中的化学能，用于ADP和Pi合成ATP； （2）DNP作为H+转运体，能顺浓度运输H+而不通过V（ATP合成酶），这会导致H+回流形成的势能无法用于合成ATP，从而使ATP合成量减少。人体储能物质主要是脂肪，当ATP合成量减少时，机体为了获取能量，会增加对人体储能物质脂肪的分解，以满足生命活动的能量需求，从而达到迅速减肥的效果。使用DNP导致机体高热的原因：DNP使H+不经ATP合成酶回流，导致线粒体内膜两侧H+浓度差形成的势能无法用于合成ATP，使ATP合成减少，大量能量以热能形式散失，进而导致机体高热（使用DNP导致机体高乳酸的原因：DNP使机体ATP合成减少，导致无氧呼吸加强以弥补ATP的不足，进而导致乳酸积累）； （3）健康减肥的建议可以从饮食和运动等方面提出。饮食方面，要合理控制饮食，减少高热量、高脂肪、高糖食物的摄入，增加蔬菜、水果、全谷物等富含膳食纤维食物的摄入，保证营养均衡。运动方面，要坚持适量的有氧运动，如慢跑、游泳、骑自行车等，每周至少进行150分钟的中等强度有氧运动，同时可以结合一些力量训练，增加肌肉量，提高基础代谢率，帮助消耗更多热量。此外，还要养成良好的生活习惯，如规律作息，避免熬夜，保持良好的心态等（在保证健康的前提下，适当控制饮食和增加运动（管住嘴、迈开腿）；使用经过论证的无严重副作用的减肥药品；减少高热量食品的摄入）。 考点04 光合作用与能量转化 一、单选题 1．（23-24高一上·北京·期末）黑白瓶法可用于研究赛里木湖中浮游植物生产量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的1L湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相关说法正确的是（    ） A．a光照强度下白瓶24小时后的溶解氧为浮游植物的总光合量 B．a光照强度下白瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7mg C．a光照强度下不能满足瓶中生物对氧气所需量 D．a光照下白瓶中生物产生ATP的场所是线粒体和叶绿体 【答案】B 【解析】A、分析题意，白瓶是透光瓶，可进行光合作用和呼吸作用，黑瓶是不透光瓶，只能进行呼吸作用，在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中氧气的变化量是净光合作用量，白瓶中24小时后的溶解氧代表初始溶解氧+光合生产量-呼吸消耗量，A错误； B、黑瓶中生物只进行呼吸作用，瓶中呼吸消耗氧气量代表了湖水中生物的呼吸强度，消耗的氧气为10-3=7mg，B正确； C、a光照下，瓶中生物24小时后溶解氧的含量还是为10，说明净光合作用等于0，即a光照下，可以满足瓶中生物对氧气所需量，C错误； D、a光照下白瓶中植物可进行呼吸作用和光合作用，其场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，D错误。 故选B。 2．（23-24高一上·北京·期末）以下高中生物学实验中的有关叙述不正确的是（    ） A．探究温度对酶活性影响的实验，可选用新鲜的肝脏研磨液 B．用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用层析液分离不同色素 C．用苏丹Ⅲ染液染色，可观察到花生子叶细胞中的脂肪颗粒 D．观察质壁分离时，用一定浓度的蔗糖溶液处理黑藻的叶片 【答案】A 【解析】A、新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，但过氧化氢在高温下会分解，无法有效控制单一变量，导致实验结果不准确。探究温度对酶活性的实验应选择淀粉和淀粉酶，通过不同温度处理后检测淀粉分解情况，A错误； B、无水乙醇用于提取叶绿体中的色素（因其能溶解色素），层析液用于分离色素（基于不同色素在层析液中的溶解度差异），B正确； C、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，染色后需用50%的酒精洗去浮色，即可在显微镜下观察到橘黄色的脂肪颗粒，C正确； D、黑藻叶片细胞具有成熟液泡，一定浓度的蔗糖溶液可使其渗透失水而发生质壁分离现象，D正确。 故选A。 3．（24-25高一上·北京房山·期末）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（　　） A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4℃的冷室中 C．加滤光片使光源变为绿光 D．移动光源增加与叶片的距离 【答案】A 【解析】A、增加叶片周围环境CO2浓度，CO2是光合作用暗反应的原料，原料增多可促进暗反应，进而促进光反应，提高光合作用强度，增加氧气释放量，有可能提高X（X为单位时间单位叶面积的氧气释放量），A 正确； B、将叶片置于4∘C的冷室中，低温会降低光合作用相关酶的活性，使光合作用强度下降，氧气释放量减少，会降低X，B 错误； C、植物对绿光吸收最少，加滤光片使光源变为绿光，会使植物吸收的光能减少，光合作用强度减弱，氧气释放量减少，会降低X，C 错误； D、移动光源增加与叶片的距离，光照强度减弱，光合作用强度下降，氧气释放量减少，会降低X，D 错误。 故选A。 4．（24-25高一上·北京海淀·期末）在一天中，中午光照最为强烈，气温也最高。图是在晴朗的夏天探究遮光对绿萝净光合速率影响的实验数据结果。下列相关分析不正确的是（　　） A．推测12：30时Ⅱ组绿萝净光合速率最低的主要原因是气孔关闭 B．Ⅱ组d点前有机物的积累量高于c点前的积累量 C．Ⅲ组b点细胞呼吸有机物的消耗量等于光合作用合成量 D．I组a点前净光合速率的变化主要受CO2浓度影响 【答案】D 【解析】A、Ⅱ组不遮光，12：30时，光照最为强烈，气温也最高，气孔关闭，植物从外界获取的二氧化碳减少，光合作用下降，同时气温高，细胞呼吸作用增强，因此绿萝净光合速率最低，A正确； B、据图可知，Ⅱ组从c点到d点虽然净光合速率下降，但净光合速率仍然大于0，因此此段时间内仍然在积累有机物，d点前有机物的积累量高于c点前的积累量，B正确； C、Ⅲ组b点是与横坐标交点，表示净光合速率为0，实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，说明细胞呼吸有机物的消耗量等于光合作用合成量，C正确； D、I组a点前，随着光照强度的增加，净光合速率在增加，因此净光合速率的变化主要受光照强度的影响，D错误。 故选D。 5．（24-25高一上·北京海淀·期末）把新鲜的叶绿素溶液放在光源和分光镜之间，观察发现光谱中主要的吸收区在（　　） A．绿光部分 B．蓝紫光部分 C．红光和蓝紫光部分 D．黄橙光部分 【答案】C 【解析】叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，故把新鲜叶绿素溶液放在光源和分光镜之间，在光谱中可以看到最强的吸收区在红光区域和蓝紫光区域，C正确，ABD错误。 故选C。 6．（24-25高一上·北京海淀·期末）近年来，越来越多的农户建设温室大棚种植农作物，为提高产量，下列措施不适当的是（　　） A．增加室内CO2浓度 B．适当延长光照时间 C．缩小大棚内昼夜温差 D．增加室内光照强度 【答案】C 【解析】A、增加CO₂浓度可提高光合作用的暗反应速率，促进有机物积累，有利于提高产量，A正确； B、适当延长光照时间能延长光合作用时间，增加有机物的合成，有利于提高产量，，B正确； C、缩小昼夜温差会减弱夜间呼吸作用对有机物的消耗，但白天适当高温促进光合作用、夜间低温抑制呼吸作用更有利于有机物积累，因此缩小温差会减少有机物积累，不利于提高产量，C错误； D、增加室内光照强度可提高光合速率，有利于提高产量，D正确。 故选C。 7．（24-25高一上·北京海淀·期末）关于叶绿体中色素的提取和分离实验，下列相关叙述正确的是（　　） A．提取色素研磨叶片时加入少许CaCO3是为了避免色素被破坏 B．色素的提取液是75%的乙醇，层析液是丙酮 C．为便于层析，需要将层析液没过滤液细线 D．为促进色素分子在滤纸上的扩散，层析时试管要敞口 【答案】A 【解析】A、CaCO₃可中和细胞液中的有机酸，防止叶绿体色素被破坏，A正确； B、提取色素应使用无水乙醇（溶解色素），层析液由石油醚、丙酮和苯混合而成，而非75%乙醇，B错误； C、层析液不可没过滤液细线，否则色素会溶解于层析液导致无法分离，C错误； D、层析需在密闭容器中进行，避免层析液挥发，敞口会降低分离效果，D错误。 故选A。 8．（24-25高一上·北京丰台·期末）高中生物学实验中，下列操作能达成所述目标的是（　　） A．向菠菜叶片中加入层析液，可提取并分离其光合色素 B．可用斐林试剂检测发芽小麦提取液中是否含有还原糖 C．用高浓度蔗糖溶液处理洋葱外表皮细胞观察质壁分离及复原 D．将酶与底物混合后于不同温度下保温探究温度对酶活性的影响 【答案】B 【解析】A、向菠菜叶片中加入层析液，可分离绿叶中的光合色素，但不能提取色素，提取色素通常用有机溶剂无水乙醇，A错误； B、发芽小麦提取液中含有麦芽糖等还原糖，且颜色接近无色，因此可用斐林试剂检测发芽小麦提取液中是否含有还原糖，B正确； C、用高浓度蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，细胞会失水发生质壁分离，不会自动复原，C错误； D、将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温，不能排除室温对酶活性的影响，应该先保温再混合，D错误。 故选B。 9．（22-23高一上·北京平谷·期末）卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间（0.5s、3s、10s等）将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如下图。下列相关分析不正确的是（　　） A．卡尔文利用同位素示踪法来研究光合作用产物 B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 C．推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 【答案】D 【解析】A、卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液，利用同位素示踪法来研究光合作用产物，A正确； B、热乙醇可以杀死细胞，用热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行，以检测杀死细胞时，其光合作用进行的程度，B正确； C、放射性最先在3-磷酸甘油酸出现，推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸，C正确； D、该实验可通过放射性出现的先后顺序来推测暗反应的过程，D错误。 故选D。 10．（24-25高一上·北京大兴·期末）科研人员测定了油松、侧柏和连翘的净光合速率，结果如下图。下列相关叙述不正确的是（    ） A．三种树苗达到最大净光合速率的时间相同 B．12时左右光合速率降低，可能和气孔关闭有关 C．16时后，光照强度降低导致净光合速率降低 D．在测定的时间段内，18时连翘的有机物积累最多 【答案】A 【解析】A、分析题图，侧柏和油松达到最大净光合速率的时间相同，均与连翘不同，A错误； B、12:00 左右，温度升高，气孔部分关闭，二氧化碳吸收减少，光合速率降低，B正确； C、16:00 后，光照强度减弱，光反应需要适宜的光照，光照强度降低导致净光合速率降低，C正确； D、有机物积累即净光合速率，结合图示可知，在测定的时间段内，18时连翘的有机物积累最多，D正确。 故选A。 11．（24-25高一上·北京大兴·期末）如图为水稻细胞光合作用过程的示意图，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是（    ） A．阶段Ⅰ只能在光照下进行，阶段Ⅱ只能在黑暗条件下进行 B．阶段Ⅱ发生于叶肉细胞叶绿体的类囊体薄膜上 C．a、b可分别表示NADPH和ATP D．阶段Ⅱ合成的葡萄糖可以进入线粒体氧化分解为水和二氧化碳 【答案】C 【解析】A、阶段I光反应只能在光照下进行，阶段Ⅱ在黑暗条件和光照条件下都能进行，A错误； B、阶段Ⅱ是暗反应，主要发生于水稻细胞叶绿体基质中，B错误； C、Ⅰ是光反应，产物是ATP、NADPH和氧气，据图分析，a、b可分别表示NADPH和ATP，C正确； D、葡萄糖需要在细胞质基质中分解为丙酮酸，才可以进入线粒体氧化分解为水和二氧化碳，D错误。 故选C。 12．（24-25高一上·北京顺义·期末）秋天降温，叶绿素易被降解，银杏叶由绿色变为黄色。下列描述错误的是（    ） A．利用纸层析法可分离银杏叶中的色素 B．绿色银杏叶中叶绿素的含量高于叶黄素 C．分离黄色银杏叶中的色素可观察到叶黄素 D．叶绿素与叶黄素在层析液中的溶解度相同 【答案】D 【解析】A、分离银杏叶中的色素，采用的是纸层析法，A正确； B、绿色银杏叶中叶绿素的含量高于类胡萝卜素，类胡萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素，B正确； C、黄色银杏叶中的叶绿素被降解，主要含有类胡萝卜素，类胡萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素，故分离黄色银杏叶中的色素可观察到叶黄素，C正确； D、分离色素原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，叶绿素与叶黄素在层析液中的溶解度不同，D错误。 故选D。 13．（24-25高一上·北京·期末）如图表示在两种实验条件下，测定的不同光照强度对光合作用速率的影响。a为0.1%CO₂、20℃; b为0.03%CO₂、20℃。据以上实验可知对x和y点起限制作用的主要因素分别是（    ） A．光强度和CO₂浓度 B．CO₂浓度和光强度 C．光强度和温度 D．温度和CO₂浓度 【答案】A 【解析】ABCD、分析题图可知，x点随着光照强度越大，光合速率也越大，因此x点起限制作用的主要因素是光照强度；y点随着光照强度越大，光合速率不变，但提高CO₂浓度，光合速率越大，因此，y点起限制作用的主要因素是CO₂浓度，BCD错误，A正确。 故选A。 14．（24-25高一上·北京西城·期末）下列有关光合作用科学史的叙述正确的是（    ） A．恩格尔曼利用小球藻研究光合作用场所 B．希尔利用离体的叶绿体进行了相关实验 C．鲁宾和卡门用H218O证明O2全部来自于水 D．卡尔文用14CO2研究暗反应过程的能量转化 【答案】B 【解析】A、恩格尔曼用水绵进行实验，证明了光合作用的场所是叶绿体，并没有用小球藻做实验，A错误； B、希尔制取离体叶绿体悬液并加入铁盐进行了相关实验，光照后发现水的光解有氧气释放，进而证明了氧气的产生和糖的生成是两个独立的过程，B正确； C、鲁宾和卡门用同位素标记法通过分别标记H218O和C18O2设计实验，证明了光合作用释放的氧气来自于H2O，C错误； D、卡尔文等用小球藻进行实验，用同位素标记法最终探明了碳的转移途径：CO2→C3→（CH2O），没有研究暗反应中能量转化，D错误。 故选B。 15．（23-24高一上·北京·期末）学习以下材料，回答（1）—（5）题 植物光呼吸途径研究进展 光呼吸是指光合器官依赖于光的CO2释放现象。引起这一现象的基础是C3羧化/加氧酶（Rubisco）的双重催化活性，即Rubisco既能催化C3与CO2羧化，形成2分子C3的反应。同时，Rubisco也能催化C3的加O2反应，生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸。这两种反应进行的程度，取决于CO2和O2浓度的比值，高比值有利于羧化反应，反之有利于加O2反应。加O2反应中生成的2-磷酸乙醇酸通过光呼吸生成C3，返回卡尔文循环。而且光呼吸过程释放的CO2与NH3均可被植物重新固定利用。 如下图所示，在叶绿体内，由Rubisco催化C5和O2生成2-磷酸乙醇酸的加O2反应。之后，乙醇酸被转运至过氧化物酶体，在过氧化物酶体内，乙醇酸被氧化成乙醛酸，乙醛酸再生成甘氨酸。甘氨酸转移到线粒体，2分子甘氨酸生成丝氨酸。丝氨酸从线粒体转出，重新进入过氧化物酶体，在转氨酶作用下生成羟基丙酮酸，羟基丙酮酸被还原成甘油酸，并返回叶绿体，最后甘油酸被磷酸激酶催化生成终产物C3。 强光下，光反应形成的高能产物会过剩，超过了暗反应利用的能力，造成光化学效率下降，光呼吸作为重要的能量消耗机制，在防止光抑制及光氧化上有重要作用。 光呼吸过程会产生H2O2，H2O2浓度的提高，帮助启动抗逆途径。当过量活性氧产生时，光呼吸通过减轻光合电子传递给O2的几率，降低活性氧含量，防止由活性氧造成的氧化伤害。 (1)叶绿体类囊体薄膜上的蛋白与_____形成的复合体吸收、传递并转化光能，光呼吸过程需要消耗光反应阶段产生的_____，它总是伴随光合作用同时发生。 (2)结合光呼吸发生的条件，从细胞和分子水平，推测干旱环境条件下植物光呼吸会_____（填“增强”或“减弱”）。 (3)根据图和文中信息，图中A是_____，B是_____。 (4)关于光呼吸在植物中的功能，以下说法合理的有_____ A．光呼吸消耗了大量能量，与光合作用相反，对农业只有害处 B．光呼吸是植物在长期进化过程中适应环境的结果，有重要作用 C．光呼吸对于保护光合机构，缓解过剩光能对光合机构伤害有重要作用 D．光呼吸是细胞代谢的中心，为其它代谢活动提供物质和原料 E．光呼吸通过影响细胞氧化还原状态，而参与植物抗逆反应 (5)人们一直试图对农作物光呼吸过程加以调控，以达到增产目的。请根据所学知识，提出具有可操作性的方法。_____ 【答案】(1) 光合色素 ATP、NADPH、O2 (2)增强 (3) 线粒体 羟基丙酮酸 (4)BCE (5)温室中适当增加CO2浓度可以抑制光呼吸；通过各种化学药剂抑制光呼吸途径相关酶的活性；将低光呼吸植物中的相关基因转入高光呼吸的农作物中；利用基因编辑方法或者诱变的方法制造光呼吸突变体 【解析】（1）光合作用中色素是吸收、传递和转化光能的物质，由于光反应强度大于暗反应的需求，所以光呼吸将光反应的产物ATP、NADPH、O2中过剩部分进行转化。 （2）当植物处于干旱环境时，气孔关闭，植物从外界吸收的CO2大大减少，使暗反应减弱，同时光照强度没有变化，光反应强度没有明显减弱，使叶肉细胞中CO2/O2的比值明显下降，造成光合作用光反应强度远大于暗反应，增强了植物的光呼吸。 （3）题干描述中，发生甘氨酸在甘氨酸脱羧酶复合体和丝氨酸羟甲基转移酶作用下生成丝氨酸的部位在线粒体。丝氨酸从线粒体转出，重新进入过氧化物酶体，在转氨酶作用下移去氨基生成羟基丙酮酸，羟基丙酮酸被还原成甘油酸。所以A指的是线粒体，B指的是羟基丙酮酸。 （4）由题意可知，光呼吸消耗了大量能量，但并不与光合作用相反，最终仍形成C3化合物进入暗反应，这是植物在长期进化过程中适应环境的结果，通过提高H2O2浓度，影响细胞氧化还原状态，而参与植物抗逆反应，对于保护光合机构，缓解过剩光能对光合机构伤害有重要作用。因此BCE正确，AD错误。 故选BCE。 （5）光呼吸的产生光反应强度大于暗反应的需求，只要想办法提高暗反应，就可以减少光呼吸。因此温室中适当增加CO2浓度可以抑制光呼吸、通过各种化学药剂抑制光呼吸途径相关酶的活性、将低光呼吸植物中的相关基因转入高光呼吸的农作物中、利用基因编辑方法或者诱变的方法制造光呼吸突变体等办法均可以对农作物光呼吸过程加以调控，以达到增产目的。 16．（21-22高一下·北京大兴·期末）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但其固定CO2的酶活性显著高于野生型。生物兴趣小组在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用两种水稻植株在不同光照强度下进行实验，结果如图所示。 (1)水稻叶肉细胞叶绿体类囊体的________上有捕获光能的色素，捕获的光能在水稻叶绿体中能量变化过程为:光能→________。 (2)暗反应阶段在叶绿体的______中进行，在特定酶催化下CO2与______结合形成C3，再进行一系列反应最后转化为糖类。 (3)该兴趣小组欲通过纸层析法验证突变型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，实验过程需分离叶绿体中的色素，色素分离的原理是______。观察滤纸条上的色素带时，应比较从上到下第______条色素带的宽度。    (4)分析上述实验结果，当光照强度为P1时，突变型水稻的叶肉细胞进行细胞呼吸产生CO2的速率____________（填大于、等于或小于）光合作用吸收CO2的速率。当光照强度低于P2时，突变型水稻的CO2吸收速率低于野生型，但是当光照强度高于P2时，突变型水稻的CO2吸收速率却显著高于野生型，推测产生此现象的原因可能是__________________。 (5)根据上图推测，若要提高温室中水稻突变型的产量，除光照强度以外，还应该考虑______等环境因素的影响。 【答案】(1) 薄膜（或类囊体膜） ATP和NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 (2) 基质 五碳化合物（或C₅） (3) 不同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 三、四 (4) 小于 光照强度低时，突变型叶绿素含量低，光反应弱；光照强度高时，突变型固定CO₂酶活性高，暗反应强 (5)CO₂浓度、温度（答出一点即可） 【解析】（1）水稻叶肉细胞叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素（叶绿素和类胡萝卜素等），捕获的光能在水稻叶绿体中能量变化过程为：光能先转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，然后再转化为有机物中稳定的化学能。 （2）暗反应阶段在叶绿体的基质中进行，在特定酶催化下 CO2与C5（五碳化合物）结合形成C3（三碳化合物），再进行一系列反应最后转化为糖类。 （3）纸层析法分离色素的原理是：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。 叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，在滤纸条上从上到下第3、4条色素带为叶绿素a和叶绿素b，所以应比较从上到下第3、4条色素带的宽度，来验证突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半。 （4）当光照强度为P1时，突变型水稻的CO2吸收速率为0，即净光合速率为0，由于进行光合作用的主要是叶肉细胞，水稻植株的所有细胞均进行呼吸作用，所以两种水稻的叶肉细胞进行细胞呼吸产生的CO2量小于光合作用吸收的CO2量。当光照强度低于P2时，突变型水稻叶绿素含量低，光反应弱，为暗反应提供的ATP和NADPH少，所以CO2吸收速率低于野生型；当光照强度高于P2时，突变型水稻固定CO2的酶活性显著高于野生型，暗反应增强，所以CO2吸收速率高于野生型。 （5）影响光合作用的环境因素除了光照强度，还有CO2浓度、温度等，所以若要提高温室中水稻突变型的产量，除光照强度以外，还应该考虑CO2浓度、温度等环境因素的影响。 17．（24-25高一上·北京海淀·期末）P蛋白是水稻中的一种磷（Pi）转运蛋白，可促进磷向叶片的运输。研究发现P蛋白含量低的水稻突变体的产量显著低于野生型水稻（WT），科研人员对相关机制展开了研究。    (1)在温度适宜、光照强度充足条件下，检测WT与突变体水稻叶片净光合速率，结果如图1.据图可知，当CO2浓度高于600μmol·mol-1，与WT相比，限制突变体净光合速率增长的主要因素是_____。 (2)图2为叶肉细胞光合作用过程示意图。    ①叶绿体类囊体膜上的_____捕获光能后激发的高能电子在类囊体膜上传递，最终与NADP+、H+结合形成NADPH；伴随电子传递，叶绿体基质中的H+被泵入类囊体，使类囊体腔中H+浓度_____叶绿体基质，H+顺浓度梯度通过类囊体膜上的ATP合酶，驱动ATP的合成。 ②研究人员检测WT和突变体类囊体内外pH的变化量，若结果显示_____，推测突变体类囊体膜上参与电子传递的蛋白减少。 ③叶片中的磷是光反应产物_______合成的原料，突变体叶片缺磷会导致合成上述物质的原料不足。 (3)磷酸丙糖是暗反应中______（过程）的产物，据图2推测暗反应产物受影响导致突变体减产的原因是：叶片中磷含量不足，导致一方面______，另一方面________，种子淀粉含量降低，产量降低。 (4)根据本研究，为使突变体增产，下列思路可行的有_________（多选）。 A．提高水稻中P蛋白含量 B．提高叶片中的磷含量 C．增加胚乳细胞中磷含量 D．增加类囊体膜上参与电子传递的蛋白 【答案】(1)叶片的磷含量 (2) 光合色素 高于 突变体类囊体内外pH的变化量低于野生型 ATP、NADPH (3) C3还原 磷酸丙糖的合成量减少 磷酸丙糖由叶绿体基质到细胞质基质的运输受阻，进而运往种子的蔗糖减少 (4)ABD 【解析】（1）分析图1可知，当CO₂浓度高于600μmol·mol⁻¹时，CO₂浓度已充足，不再是限制因素；题目明确温度适宜、光照强度充足，因此光照和温度也非限制因素。结合题干信息，P蛋白可促进磷向叶片运输，突变体P蛋白含量低，导致磷运输不足，而磷是光合作用中ATP等物质合成的重要原料。因此，此时限制突变体净光合速率增长的主要因素是磷的含量。 （2）①叶绿体类囊体膜上的光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）捕获光能后激发高能电子。伴随电子传递，叶绿体基质中的H+被泵入类囊体，使类囊体腔中H+浓度高于叶绿体基质。 ②若突变体类囊体膜上参与电子传递的蛋白减少，那么H+被泵入类囊体腔的量减少，类囊体内外pH的变化量（突变体的）小于野生型（WT）的。 ③叶片中的磷是光反应产物ATP和NADPH 合成的原料，二者均含有P元素。 （3）磷酸丙糖是暗反应中C3的还原过程的产物。叶片中的磷是光反应产物ATP和NADPH 合成的原料，叶片中磷含量不足，ATP和NADPH合成少，暗反应减弱，导致磷酸丙糖的合成量减少。另一方面，叶片中磷含量不足，磷酸丙糖转运蛋白吸收的Pi少，那么输出的磷酸丙糖也减少，导致一方面磷酸丙糖从叶绿体输出减少，磷酸丙糖由叶绿体基质到细胞质基质的运输受阻，进而运往种子的蔗糖减少，种子淀粉含量降低，产量降低。 （4）P蛋白含量低的水稻突变体的产量显著低于野生型水稻（WT）。A、为使突变体增产，提高水稻中P蛋白含量，促进Pi的吸收，提高ATP和NADPH的合成，促进暗反应进行，进而促进磷酸丙糖的合成，可以提高产量，A正确；B、提高叶片中的磷含量，可解决因缺磷导致的光反应产物合成原料不足以及暗反应中相关问题，有利于增产，B正确；增加胚乳细胞中碳含量，题干中未提及该措施与解决突变体因缺磷等导致减产问题的关联，C错误；D、增加类囊体膜上参与电子传递的蛋白，可增强电子传递过程，有利于H+的运输和ATP等的合成，进而有利于光合作用，可使突变体增产，D正确。故选ABD。 试卷第34页，共49页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 细胞的能量供应和利用 4大高频考点概览 考点01 降低化学反应活化能的酶 考点02 细胞的能量“货币”ATP 考点03 细胞呼吸的原理和应用 考点04 光合作用与能量转化 考点01 降低化学反应活化能的酶 一、单选题 1．（24-25高一上·北京海淀·期末）与无机催化剂相比，酶所特有的是（　　） A．都是蛋白质 B．为化学反应提供能量 C．催化化学反应更高效 D．能降低反应的活化能 2．（24-25高一上·北京海淀·期末）在不损伤植物细胞内部结构的情况下，能去除细胞壁的物质是（　　） A．盐酸 B．蛋白酶 C．纤维素酶 D．淀粉酶 3．（24-25高一上·北京延庆·期末）下列对酶的叙述中，正确的是（    ） A．所有的酶都是蛋白质 B．生化反应前后酶的性质发生改变 C．酶在细胞内外均可发挥催化作用 D．酶的催化效率与无机催化剂相同 4．（24-25高一上·北京·期末）下列与酶相关实验的叙述，正确的是（　　） A．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，不能用碘液进行鉴定 B．探究温度对酶活性的影响时，可以用H2O2和过氧化氢酶为实验材料 C．探究温度对淀粉酶活性的影响时，最好用斐林试剂检测还原糖产量 D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后置于不同温度下保温 5．（24-25高一上·北京昌平·期末）海参离开海水会发生“自溶”，即构成体壁和肠的蛋白质、糖类均发生不同程度的降解，且降解程度受到温度、pH的影响。催化海参“自溶”的物质最可能是（    ） A．水 B．NaCl C．糖类 D．蛋白质 6．（22-23高一上·北京平谷·期末）带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白，利用木瓜蛋白酶处理，可以变废为宝。研究小组进行实验确定木瓜蛋白酶的最适用量和最适pH，下列说法错误的是（　　） 注：酶解度是指下指料中蛋白质的分解程度 A．木瓜蛋白酶最适添加量应为0.020% B．木瓜蛋白酶最适pH应为6.5 C．偏酸、偏碱破坏酶空间结构使酶解度降低 D．该酶只能在最适pH条件下测出活性 7．（24-25高一上·北京顺义·期末）刚采摘的新鲜糯玉米含有蔗糖，储存过程中可转化为淀粉，若采摘后立即放入85℃热水中烫2min，可较好地保持甜味。因为加热会（    ） A．破坏将蔗糖转化为淀粉的酶活性 B．提高淀粉酶的活性 C．破坏淀粉酶的活性 D．改变蔗糖分子的结构 8．（24-25高一上·北京西城·期末）我国科学家发现酶A在高乳酸条件下，可将乳酸和ATP特异性修饰到某些蛋白质上，导致被修饰的蛋白质功能改变，引发相关疾病，高乳酸血症。下列说法正确的是（    ） A．酶A可能有乳酸和ATP的结合位点 B．酶A在催化时提供反应所需活化能 C．乳酸由葡萄糖彻底氧化分解产生 D．提高酶A活性可缓解高乳酸血症 9．（24-25高一上·北京朝阳·期末）下列关于生物体内酶的叙述，正确的是（　　） A．所有酶都是蛋白质 B．酶完成催化作用后立即失活 C．酶可以为化学反应提供活化能 D．过氧化氢酶既可以催化H2O2分解，也可以作为其他酶的底物 10．（24-25高一上·北京朝阳·期末）关于探究酶的特性的实验，下列说法正确的是（　　） A．探究温度对酶活性的影响可使用H2O2作底物 B．探究pH对酶活性的影响，应在最适温度下进行 C．用蔗糖和淀粉探究酶的专一性，可用碘液检测 D．可以用煮熟的猪肝匀浆、FeCl3溶液探究酶的高效性 11．（24-25高一上·北京朝阳·期末）加酶洗衣粉含有脂肪酶、蛋白酶等多种酶，下列相关叙述错误的是（　　） A．纯羊毛衣物不宜用加酶洗衣粉洗涤 B．用加酶洗衣粉洗衣后应尽快冲洗双手 C．用沸水溶解加酶洗衣粉利于提高酶活 D．适当延长浸泡时间可以增强去污效果 二、非选择题 12．（24-25高一上·北京海淀·期末）乳糖酶用于乳制品工业，可将乳制品中低甜度的乳糖分解为较甜的葡萄糖和半乳糖，供乳糖不耐受人群食用。 (1)乳糖酶可水解乳糖，但不能水解淀粉，这体现了酶具有__________性的特点。通过测量单位时间内生成的__________的量，可表示乳糖酶活性。 (2)为探究温度对乳糖酶活性的影响，研究人员设置了系列温度梯度，进行相关实验。 ①实验步骤如下：配制一定浓度的乳糖溶液，_________（按正确顺序选填下列选项前字母，下列选项可不限于选择一次），结果如图1.    a、将适量乳糖酶加入乳糖溶液 b、取适量乳糖酶 c、保温至相应温度 d、相应温度下检测酶活性 ②本实验中需控制的无关变量有_____（写出2个）。 ③适宜条件下，将乳糖酶在不同温度下保温充足时间，再在酶活性最高的温度下检测其残余酶活性，由此得到酶的热稳定性数据，结果如图1.据图分析工业生产中应用乳糖酶的最佳温度，并说明理由：________。 (3)一定反应条件下，乳糖分解产生半乳糖后还有低聚半乳糖（GOS）的生成，图2为其作用机理示意图。    ①根据图2所示，乳糖酶催化乳糖分解产生葡萄糖及半乳糖-酶复合体，_______，生成GOS。 ②一段时间后，检测各种产物量，结果如图3.据图分析，在4小时GOS产量达到最高，随后开始下降，结合图2推测下降的原因是：_______。 (4)GOS虽不能被人体所吸收，但能促进肠道内一些益生菌的增殖。综上所述，说明应用乳糖酶生产乳制品的优势：_____。 13．（24-25高一上·北京东城·期末）茶叶中的茶多酚可调节胰脂肪酶活性进而影响肠道对脂肪的吸收。为研究茶多酚对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了下列实验。 (1)在脂肪酶的___________作用下，食物中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。该酶___________(填“能”或“不能”)对食物中蛋白质的水解发挥作用，这体现了酶具有___________性。 (2)在酶量一定且环境适宜的条件下，科研人员检测了茶多酚对胰脂肪酶酶促反应速率的影响，结果如图1。图中酶促反应速率可通过测量___________(指标)来体现。据图可知，茶多酚对胰脂肪酶的活性具有___________作用。 (3)研究不同温度条件下茶多酚对胰脂肪酶活性的影响，实验结果如图2。 ①本实验的自变量是___________。 ②由图2可知，加入茶多酚后胰脂肪酶的最适温度变___________；茶多酚对胰脂肪酶作用效果最显著的温度约为___________℃。 14．（24-25高一上·北京丰台·期末）如图所示为溶酶体在细胞自体吞噬和异体吞噬过程的示意图，①～⑤表示细胞结构。回答下列问题。 (1)溶酶体是细胞内具有单层膜结构的细胞器，该膜主要由___________和___________构成。 (2)据图分析，初级溶酶体是由[③]___________产生的，其具有“消化”作用是因为内部含有多种酸性水解酶，图中参与这些酶形成的细胞器有___________(填序号)。 (3)在细胞自体吞噬过程中，自体吞噬泡可以降解④，说明溶酶体具有___________的功能；异体吞噬过程中，细胞能识别病原体主要依赖细胞膜上的___________。 (4)溶酶体内的pH约为5，细胞质基质的pH约为7.2。一般情况下，溶酶体内少量的水解酶泄漏到细胞质基质中不会损伤细胞结构，原因可能是___________。 15．（22-23高一上·北京平谷·期末）魁蚶是中国重要的海产经济贝类，盐度可以通过改变ATP水解酶活性影响魁蚶的生理活动。 (1)ATP水解酶的化学本质是______，酶的作用特性有______（至少写出2点）。 (2)为优化魁蚶幼贝养殖条件，研究不同盐度（15、20、25、40）下魁蚶鳃ATP水解酶活性的变化规律，结果如图。 ①研究结果显示：第24小时，各低盐（15、20和25）处理组的______，并且随着盐度的降低而______。 ②高盐组的酶活性随着盐浓度增大而______，原因是当盐浓度升高时，贝类通过调节ATP水解程度，调节体内外的盐浓度，更好地______环境。 (3)有同学质疑“探究不同盐度条件下ATP水解酶活性”的实验方案缺少对照实验，你是否同意该同学观点?请阐明理由_____。 16．（24-25高一上·北京朝阳·期末）牛奶营养丰富，是均衡膳食的重要组成部分。但有些人因乳糖不耐受，摄入牛奶后会出现腹泻、腹胀等症状，因而不得不与牛奶“绝缘”。请回答以下问题。 (1)乳糖属于_____（选择“二糖”或“多糖”填写），不能直接被细胞吸收，需要水解成单糖才能被利用。乳糖不耐受者由于缺乏乳糖酶，不能有效分解乳糖，乳糖在肠道中积累导致渗透压升高，使水分子更多地向_____（选择“肠道”或“血管”填写）转移，引起腹泻；并且由于肠道微生物分解乳糖产生气体引起腹胀。肠道中的其他酶不能代替乳糖酶的作用，原因是酶具有_____性。 (2)酪蛋白是牛奶中含量最多的蛋白质，不同品种奶牛所产牛奶中的酪蛋白种类有所不同。研究发现，乳糖不耐受者对含有不同酪蛋白的牛奶反应存在差异。 ①酪蛋白在细胞的______（填结构名称）上，以氨基酸为原料通过_____反应形成，并通过_____方式分泌出细胞。 ②A1β-CN和A2β-CN是两种主要的酪蛋白，其存在差异的片段如下图所示。研究表明，乳糖不耐受者饮用同时含有A1β-CN和A2β-CN的牛奶时胃肠道不适症状较重，而饮用只含有A2β-CN的牛奶症状较轻。    注：圆形中的数字表示氨基酸的位置 A1β-CN与A2β-CN的差别在于______，导致蛋白质的______不同，进而影响到乳糖不耐受者对牛奶的反应。 (3)请结合本题信息，谈一谈乳品企业的发展机遇和可能遇到的问题______。 考点02 细胞的能量货币“ATP” 一、单选题 1．（24-25高一上·北京海淀·期末）ATP是生命活动的直接能源物质。下列叙述正确的是（　　） A．同一细胞内合成的ATP，其用途可能不同 B．ATP末端的磷酸基团转移势能较低，导致远离A的化学键易断裂 C．ATP与ADP的相互转化，表明能量可以循环利用 D．ATP水解释放的Pi使载体蛋白磷酸化，但未伴随能量的转移 2．（24-25高一上·北京顺义·期末）在细胞中，ATP的生成和消耗驱动许多化学反应。下列描述不正确的是（    ） A．叶绿体中既有ATP合成，又有ATP分解 B．有机物氧化分解释放的能量可用于生成ATP C．ATP分解释放的能量可用于细胞分裂 D．运动时肌肉细胞的ATP含量显著增加 3．（24-25高一上·北京顺义·期末）一分子ATP中，含有的特殊化学键（～）和磷酸基团的数目分别是（    ） A．2和3 B．1和3 C．2和1 D．4和6 4．（24-25高一上·北京西城·期末）下列关于ATP的说法正确的是（    ） A．一分子ATP含有三个特殊的化学键 B．ATP彻底水解得到腺苷、核糖及磷酸 C．ATP合成所需能量仅来自于细胞呼吸 D．正常细胞中ATP与ADP保持动态平衡 5．（24-25高一上·北京朝阳·期末）骨骼肌细胞收缩时，肌球蛋白粗丝会沿着肌动蛋白细丝滑动，此过程与ATP的水解相联系。以下说法错误的是（　　） A．ATP中的“A”代表腺嘌呤 B．细胞呼吸是骨骼肌中ATP合成的途径 C．ATP是骨骼肌细胞进行生命活动的直接能源物质 D．骨骼肌细胞收缩时ATP分解释放的能量转化为机械能 6．（21-22高一上·北京·期末）在小鼠细胞和人细胞融合实验的基础上，有人做了补充实验，发现用药物抑制细胞能量转换和蛋白质合成途径，对膜蛋白运动没有影响。进一步的实验发现，当降低温度时，膜蛋白的扩散速率降低至原来的1/20~1/10。下列有关细胞膜的推测，错误的是（　　） A．膜蛋白的合成不影响其运动 B．膜蛋白的运动不需要消耗ATP C．温度不影响磷脂分子的运动 D．膜蛋白的扩散与磷脂分子运动相关 7．（23-24高一上·北京密云·期末）篮球是一项广受欢迎的运动，运动过程中需要消耗大量能量。下列说法正确的是（　　） A．运动消耗的能量可由葡萄糖直接提供 B．运动过程中细胞内ATP的含量明显增加 C．运动过程中ATP和ADP转化的速率加快 D．ATP脱去三个磷酸基团提供运动所需的能量 8．（23-24高一上·北京怀柔·期末）以下反应不能产生水的是（    ） A．10个氨基酸合成为十肽 B．ATP生成ADP和Pi C．肝脏细胞合成糖原 D．由葡萄糖合成纤维素 9．（23-24高一上·北京朝阳·期末）鼻腔内黏膜肿胀，黏液增加等症状表现为鼻塞。研究发现药物ATP片可有效缓解鼻塞。下列表述错误的是（　　） A．ATP逐步水解三个磷酸基团时放能相同 B．ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖组成 C．ATP可能有助于修复变形的鼻黏膜细胞 D．ATP快速合成和分解以满足细胞能量需求 10．（23-24高一上·北京延庆·期末）下列选项中，只含C、H、O元素的一组化合物是（    ） A．淀粉和淀粉酶 B．ATP和核糖 C．胰岛素和纤维素 D．葡萄糖和脂肪 11．（23-24高一上·北京石景山·期末）下列有关组成生物体部分物质的对应关系的描述中，正确的是（    ） A．纤维素——植物体的储能物质 B．葡萄糖——生命活动的直接能源物质 C．蛋白质——生物主要的能源物质 D．磷脂——细胞膜的组成物质 12．（23-24高一上·北京西城·期末）磷酸肌酸（C~P）是一种高能磷酸化合物，可以发生反应：（肌酸）。运动时C~P的磷酸基团转移给ADP，生成ATP供肌肉收缩利用。下列叙述错误的是（　　） A．ATP的末端磷酸基团可挟能量转移给肌酸 B．ATP是驱动肌肉收缩的直接能源物质 C．剧烈运动会使肌肉细胞内C~P/C比值上升 D．C~P对维持肌肉细胞中ATP含量稳定有重要作用 13．（23-24高一上·北京海淀·期末）细胞膜上的Ca2+ 泵（载体蛋白），通过下图所示① ~ ③的过程完成Ca2+ 的跨膜运输。据此不能得出（    ） A．Ca2+ 的跨膜运输方式为主动运输 B．Ca2+ 泵具有 ATP 酶活性 C．磷酸化的Ca2+ 泵空间结构发生改变 D．该过程不发生能量的转移 14．（21-22高一上·北京通州·期末）《晋书·车胤传》记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的故事。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是（    ） A．淀粉 B．脂肪 C．腺苷三磷酸 D．蛋白质 15．（18-19高一上·北京西城·期末）《晋书·车胤传》记载了东晋时期名臣车胤日夜苦读，将萤火虫聚集起来照明读书的故事。萤火虫尾部可发光，为发光直接供能的物质是（　　） A．淀粉 B．脂肪 C．ATP D．蛋白质 二、非选择题 16．（24-25高一上·北京·期末）某研究性学习小组利用荧光素一荧光素酶生物发光法，测定人参愈伤组织中ATP的含量，以研究人参细胞能量代谢的特点。 实验原理：荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下，进行反应发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧光素酶都足量时，在一定范围时，ATP的含量与发光强度成正比。 实验步骤： 步骤一：ATP的提取：称取一定量的人参愈伤组织，研磨后沸水浴10min，冷却至室温，离心，取上清液。 步骤二：ATP的测定：吸取一定量的上清液，放入分光光度计反应室内，并注入适量的所需物质，在有氧等适宜条件下进行反应，记录发光强度并计算ATP含量。 请回答下面的问题。 (1)组成ATP的元素是______。 (2)步骤二“注入适量的所需物质”中，属于反应物的是______；分光光度计反应室内能量的转换形式是______。 (3)荧光素酶价格昂贵，为能准确测定出ATP的含量，又能节省酶的用量，学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，实验结果如图。 ①学习小组配制了1×10-8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液（过量）和_____溶液进行实验。 ②结果表明：图中______点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。 17．（24-25高一上·北京西城·期末）肌丝滑行学说认为，肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝之间的相对滑动导致的。肌球蛋白位于粗肌丝内，其头部具有一个结合ATP的位点。细肌丝中存在肌球蛋白的结合位点。 (1)ATP是驱动细胞生命活动的______________能源物质。图1中肌球蛋白与ATP结合后，其______________发生改变,并使ATP水解释放能量,用于肌球蛋白与细肌丝结合并引起细肌丝滑动，然后肌球蛋白又回到原来的状态。此过程中肌球蛋白可以看作是催化ATP水解的一种______________。 (2)细肌丝中肌球蛋白的结合位点被覆盖时肌球蛋白无法结合，肌肉松弛。Ca2+可使结合位点暴露。图2为加入ATP后，不同Ca2+浓度下心肌收缩情况。据图可知，当Ca2+浓度______________时，才引起肌肉收缩。此过程体现了无机盐对于______________具有重要作用。 (3)通常肌球蛋白在粗肌丝中处于静止的OFF(关闭)状态，当其转变为ON(开启)状态时，静电相互作用会使肌球蛋白与细肌丝相互吸引。综上，科研人员提出了肌丝滑动模型（图3），下列叙述的正确排序是C→______________F。 A．肌球蛋白与细肌丝相互吸引 B．Ca2+使细肌丝上的结合位点暴露出来 C．肌球蛋白与ATP结合 D．肌球蛋白由OFF转变为ON状态 E.肌球蛋白与细肌丝结合并引起肌丝滑动 F.肌球蛋白回到OFF状态 考点03 细胞呼吸的原理和应用 一、单选题 1．（24-25高一上·北京海淀·期末）若一只小鼠吸入18O2，该鼠体内最先出现含有18O的化合物是（　　） A．水 B．乳酸 C．丙酮酸 D．二氧化碳 2．（24-25高一上·北京海淀·期末）细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水，2，4-二硝基苯酚（DNP）对该过程没有影响，但能抑制该过程ATP的合成。下列有关DNP作用的叙述，正确的是（　　） A．抑制氧气进入红细胞 B．主要在线粒体基质中发挥作用 C．作用于组织细胞时，机体散失的热能将增加 D．导致细胞中ATP/ADP的比例上升 3．（24-25高一上·北京延庆·期末）下图为苹果的果实在不同氧浓度下CO2释放量与O2吸收量的变化曲线。叙述正确的是（    ） A．氧浓度为0时，苹果果实不进行呼吸作用 B．保存苹果果实时，氧浓度越低越好 C．小于P点所对应的氧浓度时，苹果果实只进行无氧呼吸 D．大于P点所对应的氧浓度时，苹果果实只进行有氧呼吸 4．（24-25高一上·北京·期末）细胞内糖分解代谢过程如图所示，下列叙述不正确的是（　　） A．酵母菌细胞能进行过程①和②或过程①和③ B．人体所有细胞的细胞质基质都能进行过程① C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多 D．乳酸菌细胞内，过程①和过程③均产生[H] 5．（21-22高一上·北京·期末）下图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是（　　）    A．两个装置均需要置于黑暗条件下进行 B．装置甲中NaOH的作用是吸收I处的二氧化碳 C．装置乙中应让II密闭放置一段时间后，再与III连接 D．装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水 6．（24-25高一上·北京昌平·期末）大鼠骨髓内皮干细胞（EPCs）接受刺激后可向受损血管迁移。探究衰老大鼠EPCs内线粒体功能变化及一定浓度中药黄精的干预效果，实验结果如下表。相关叙述不合理的是（    ） 组别 EPCs内ATP含量（nmol/mL） 第4周 第8周 第12周 年轻大鼠+溶剂 1.12 1.19 1.32 衰老大鼠+溶剂 0.50 0.29 0.23 衰老大鼠+黄精 0.65 0.78 0.81 A．线粒体是合成ATP的主要场所 B．随时间延长，年轻大鼠EPCs内ATP不断积累 C．ATP含量减少导致衰老大鼠EPCs迁移能力下降 D．黄精可部分恢复衰老大鼠线粒体功能 7．（24-25高一上·北京大兴·期末）细胞内铜离子积累会导致细胞“铜死亡”，以进行有氧呼吸为主的细胞比以进行无氧呼吸为主的细胞更易发生“铜死亡”。以下说法错误的是（    ） A．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质进行 B．线粒体中的呼吸途径可能与“铜死亡”发生有关 C．减少铜离子进入细胞可抑制“铜死亡” D．有氧条件可以增加细胞对铜离子的耐受性 8．（24-25高一上·北京大兴·期末）“自动酿酒综合征”患者的肠道内某种酵母菌大量增殖，产生的酒精可使患者进入醉酒状态，产生酒精的过程（    ） A．不需要酶的催化 B．在线粒体基质中进行 C．需要糖类等有机物 D．属于有氧呼吸过程 9．（24-25高一上·北京顺义·期末）下列实验需要用到显微镜的是（    ） A．苏丹Ⅲ染液检测细胞中的脂肪 B．双缩脲试剂鉴定蛋白质 C．检测酵母菌无氧呼吸的产物 D．斐林试剂鉴定还原糖 10．（24-25高一上·北京朝阳·期末）以下关于研究方法的叙述，不正确的是（　　） A．利用差速离心法分离各种细胞器 B．利用对比实验法探究酵母菌的呼吸方式 C．利用高倍光学显微镜观察真核细胞的亚显微结构 D．利用同位素标记法研究分泌蛋白的合成运输过程 11．（23-24高一上·北京密云·期末）“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等，通过吸氧可缓解相关症状。下列叙述正确的是（　　） A．呼吸不畅会导致患者的肺泡细胞产生大量乳酸 B．患者肺泡细胞的线粒体内葡萄糖消耗量减少 C．患者肺部细胞只进行无氧呼吸进而导致呼吸衰竭 D．患者吸氧后细胞中[H]与O2结合生成水并释放能量 12．（23-24高一上·北京通州·期末）细胞内铜离子积累会导致细胞“铜死亡”，且主要进行有氧呼吸的细胞比主要进行无氧呼吸的细胞更易发生“铜死亡”。以下说法错误的是（    ） A．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质进行 B．线粒体内的呼吸途径可能是“铜死亡”的必要条件 C．降低铜离子载体的活性可以抑制“铜死亡” D．有氧条件可以有效降低细胞对铜离子的敏感性 二、非选择题 13．（22-23高一上·北京平谷·期末）低氧可导致线粒体结构与功能的损伤，某小组研究低氧运动对大鼠心肌细胞线粒体的影响。请回答问题：    (1)线粒体是进行______的主要场所。 (2)研究人员将大鼠随机分为正常组和低氧组，检测2组大鼠心肌细胞线粒体ATP的产生量，结果如图1。实验结果显示：与正常组相比，低氧组_____。由于有氧呼吸第______阶段产生的ATP最多，据此推测，低氧组大鼠心肌细胞线粒体的_____（写结构名称）损伤严重，导致无法正常生成大量ATP。 (3)细胞内线粒体的Ca2+含量比胞浆高500倍，线粒体通过膜上的Ca2+-ATP水解酶摄取Ca2+。研究人员检测线粒体中游离的Ca2+含量，如图2所示。 ①线粒体通过_____（物质跨膜运输方式）摄入Ca2+。 ②研究结果表明：低氧______ （促进/抑制）线粒体中Ca2+浓度升高，原因是______。 14．（24-25高一上·北京·期末）脑缺血时，神经细胞因氧气和葡萄糖供应不足而迅速发生不可逆的损伤或死亡。现有治疗手段仅在脑缺血后很短的时间内起作用，因此寻找新的快速起效的治疗方法十分迫切。 (1)正常情况下，神经细胞进行有氧呼吸，在_______（场所）中将葡萄糖分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解为_______。前两阶段产生的[H]通过线粒体内膜上的电子传递链将电子最终传递给O2，该过程释放的能量将H+泵到内外膜间隙。随后H+______浓度梯度通过Ⅴ回到线粒体基质，驱动ATP合成，过程如图1所示。V体现了蛋白质具有_______的功能。 (2)研究发现，缺血时若轻微酸化（6.4≤pH＜7.4）可减缓ATP下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用。为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2所示。 ①图2结果能为轻微酸化的保护作用提供的证据是_______。 ②药物FCCP能使H+直接跨过线粒体内膜的磷脂双分子层回到线粒体基质，消除膜内外的H+浓度梯度。根据加入FCCP前后的结果推测，轻微酸化可使缺血神经元的_______（选填“电子传递链”或“ATP合成酶”）功能恢复正常。 ③第60min时加入抗霉素A（复合体Ⅲ的抑制剂）的目的是_______。（单选） a.证明轻微酸化可保护神经细胞 b.作为对照，检测非线粒体耗氧率 c.抑制ATP合成酶的活性 (3)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的一段时间内给予20%CO2的吸氧治疗（正常吸氧时添加CO2的浓度为5%），请评价该治疗方案是否合理并说明理由_______。 15．（24-25高一上·北京西城·期末）细胞呼吸是生物体内进行能量转换的关键过程，对于维持生命活动至关重要。 (1)图为有氧呼吸第______________阶段，通过I、Ⅲ、Ⅳ的作用增大了______________膜两侧的H+浓度差。H+顺浓度通过V时，膜两侧H+浓度差形成的势能转化为ATP中的______________。 (2)DNP(2,4-二硝基苯酚)是20世纪30年代曾广泛使用的减肥药。它是一种脂溶性小分子，可以在图1的膜中自由移动。作为H+转运体，DNP可以顺浓度运输H+而不通过V,导致ATP合成量_______________，从而增加对人体储能物质______________的分解，达到迅速减肥的效果。但因DNP有严重副作用，如高热、高乳酸血症，甚至死亡，在1938年被禁止使用。请阐释使用DNP导致机体高热或高乳酸的原因_________（选择其一）。 (3)肥胖已成为威胁现代人类健康的重要问题，请提出健康减肥的建议。___________。 考点04 光合作用与能量转化 一、单选题 1．（23-24高一上·北京·期末）黑白瓶法可用于研究赛里木湖中浮游植物生产量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的1L湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相关说法正确的是（    ） A．a光照强度下白瓶24小时后的溶解氧为浮游植物的总光合量 B．a光照强度下白瓶中生物24小时呼吸消耗氧气量为7mg C．a光照强度下不能满足瓶中生物对氧气所需量 D．a光照下白瓶中生物产生ATP的场所是线粒体和叶绿体 2．（23-24高一上·北京·期末）以下高中生物学实验中的有关叙述不正确的是（    ） A．探究温度对酶活性影响的实验，可选用新鲜的肝脏研磨液 B．用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用层析液分离不同色素 C．用苏丹Ⅲ染液染色，可观察到花生子叶细胞中的脂肪颗粒 D．观察质壁分离时，用一定浓度的蔗糖溶液处理黑藻的叶片 3．（24-25高一上·北京房山·期末）某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（　　） A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4℃的冷室中 C．加滤光片使光源变为绿光 D．移动光源增加与叶片的距离 4．（24-25高一上·北京海淀·期末）在一天中，中午光照最为强烈，气温也最高。图是在晴朗的夏天探究遮光对绿萝净光合速率影响的实验数据结果。下列相关分析不正确的是（　　） A．推测12：30时Ⅱ组绿萝净光合速率最低的主要原因是气孔关闭 B．Ⅱ组d点前有机物的积累量高于c点前的积累量 C．Ⅲ组b点细胞呼吸有机物的消耗量等于光合作用合成量 D．I组a点前净光合速率的变化主要受CO2浓度影响 5．（24-25高一上·北京海淀·期末）把新鲜的叶绿素溶液放在光源和分光镜之间，观察发现光谱中主要的吸收区在（　　） A．绿光部分 B．蓝紫光部分 C．红光和蓝紫光部分 D．黄橙光部分 6．（24-25高一上·北京海淀·期末）近年来，越来越多的农户建设温室大棚种植农作物，为提高产量，下列措施不适当的是（　　） A．增加室内CO2浓度 B．适当延长光照时间 C．缩小大棚内昼夜温差 D．增加室内光照强度 7．（24-25高一上·北京海淀·期末）关于叶绿体中色素的提取和分离实验，下列相关叙述正确的是（　　） A．提取色素研磨叶片时加入少许CaCO3是为了避免色素被破坏 B．色素的提取液是75%的乙醇，层析液是丙酮 C．为便于层析，需要将层析液没过滤液细线 D．为促进色素分子在滤纸上的扩散，层析时试管要敞口 8．（24-25高一上·北京丰台·期末）高中生物学实验中，下列操作能达成所述目标的是（　　） A．向菠菜叶片中加入层析液，可提取并分离其光合色素 B．可用斐林试剂检测发芽小麦提取液中是否含有还原糖 C．用高浓度蔗糖溶液处理洋葱外表皮细胞观察质壁分离及复原 D．将酶与底物混合后于不同温度下保温探究温度对酶活性的影响 9．（22-23高一上·北京平谷·期末）卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间（0.5s、3s、10s等）将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如下图。下列相关分析不正确的是（　　） A．卡尔文利用同位素示踪法来研究光合作用产物 B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行 C．推测暗反应的初产物可能是3-磷酸甘油酸 D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程 10．（24-25高一上·北京大兴·期末）科研人员测定了油松、侧柏和连翘的净光合速率，结果如下图。下列相关叙述不正确的是（    ） A．三种树苗达到最大净光合速率的时间相同 B．12时左右光合速率降低，可能和气孔关闭有关 C．16时后，光照强度降低导致净光合速率降低 D．在测定的时间段内，18时连翘的有机物积累最多 11．（24-25高一上·北京大兴·期末）如图为水稻细胞光合作用过程的示意图，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是（    ） A．阶段Ⅰ只能在光照下进行，阶段Ⅱ只能在黑暗条件下进行 B．阶段Ⅱ发生于叶肉细胞叶绿体的类囊体薄膜上 C．a、b可分别表示NADPH和ATP D．阶段Ⅱ合成的葡萄糖可以进入线粒体氧化分解为水和二氧化碳 12．（24-25高一上·北京顺义·期末）秋天降温，叶绿素易被降解，银杏叶由绿色变为黄色。下列描述错误的是（    ） A．利用纸层析法可分离银杏叶中的色素 B．绿色银杏叶中叶绿素的含量高于叶黄素 C．分离黄色银杏叶中的色素可观察到叶黄素 D．叶绿素与叶黄素在层析液中的溶解度相同 13．（24-25高一上·北京·期末）如图表示在两种实验条件下，测定的不同光照强度对光合作用速率的影响。a为0.1%CO₂、20℃; b为0.03%CO₂、20℃。据以上实验可知对x和y点起限制作用的主要因素分别是（    ） A．光强度和CO₂浓度 B．CO₂浓度和光强度 C．光强度和温度 D．温度和CO₂浓度 14．（24-25高一上·北京西城·期末）下列有关光合作用科学史的叙述正确的是（    ） A．恩格尔曼利用小球藻研究光合作用场所 B．希尔利用离体的叶绿体进行了相关实验 C．鲁宾和卡门用H218O证明O2全部来自于水 D．卡尔文用14CO2研究暗反应过程的能量转化 15．（23-24高一上·北京·期末）学习以下材料，回答（1）—（5）题 植物光呼吸途径研究进展 光呼吸是指光合器官依赖于光的CO2释放现象。引起这一现象的基础是C3羧化/加氧酶（Rubisco）的双重催化活性，即Rubisco既能催化C3与CO2羧化，形成2分子C3的反应。同时，Rubisco也能催化C3的加O2反应，生成1分子C3和1分子2-磷酸乙醇酸。这两种反应进行的程度，取决于CO2和O2浓度的比值，高比值有利于羧化反应，反之有利于加O2反应。加O2反应中生成的2-磷酸乙醇酸通过光呼吸生成C3，返回卡尔文循环。而且光呼吸过程释放的CO2与NH3均可被植物重新固定利用。 如下图所示，在叶绿体内，由Rubisco催化C5和O2生成2-磷酸乙醇酸的加O2反应。之后，乙醇酸被转运至过氧化物酶体，在过氧化物酶体内，乙醇酸被氧化成乙醛酸，乙醛酸再生成甘氨酸。甘氨酸转移到线粒体，2分子甘氨酸生成丝氨酸。丝氨酸从线粒体转出，重新进入过氧化物酶体，在转氨酶作用下生成羟基丙酮酸，羟基丙酮酸被还原成甘油酸，并返回叶绿体，最后甘油酸被磷酸激酶催化生成终产物C3。 强光下，光反应形成的高能产物会过剩，超过了暗反应利用的能力，造成光化学效率下降，光呼吸作为重要的能量消耗机制，在防止光抑制及光氧化上有重要作用。 光呼吸过程会产生H2O2，H2O2浓度的提高，帮助启动抗逆途径。当过量活性氧产生时，光呼吸通过减轻光合电子传递给O2的几率，降低活性氧含量，防止由活性氧造成的氧化伤害。 (1)叶绿体类囊体薄膜上的蛋白与_____形成的复合体吸收、传递并转化光能，光呼吸过程需要消耗光反应阶段产生的_____，它总是伴随光合作用同时发生。 (2)结合光呼吸发生的条件，从细胞和分子水平，推测干旱环境条件下植物光呼吸会_____（填“增强”或“减弱”）。 (3)根据图和文中信息，图中A是_____，B是_____。 (4)关于光呼吸在植物中的功能，以下说法合理的有_____ A．光呼吸消耗了大量能量，与光合作用相反，对农业只有害处 B．光呼吸是植物在长期进化过程中适应环境的结果，有重要作用 C．光呼吸对于保护光合机构，缓解过剩光能对光合机构伤害有重要作用 D．光呼吸是细胞代谢的中心，为其它代谢活动提供物质和原料 E．光呼吸通过影响细胞氧化还原状态，而参与植物抗逆反应 (5)人们一直试图对农作物光呼吸过程加以调控，以达到增产目的。请根据所学知识，提出具有可操作性的方法。_____ 16．（21-22高一下·北京大兴·期末）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但其固定CO2的酶活性显著高于野生型。生物兴趣小组在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用两种水稻植株在不同光照强度下进行实验，结果如图所示。 (1)水稻叶肉细胞叶绿体类囊体的________上有捕获光能的色素，捕获的光能在水稻叶绿体中能量变化过程为:光能→________。 (2)暗反应阶段在叶绿体的______中进行，在特定酶催化下CO2与______结合形成C3，再进行一系列反应最后转化为糖类。 (3)该兴趣小组欲通过纸层析法验证突变型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，实验过程需分离叶绿体中的色素，色素分离的原理是______。观察滤纸条上的色素带时，应比较从上到下第______条色素带的宽度。    (4)分析上述实验结果，当光照强度为P1时，突变型水稻的叶肉细胞进行细胞呼吸产生CO2的速率____________（填大于、等于或小于）光合作用吸收CO2的速率。当光照强度低于P2时，突变型水稻的CO2吸收速率低于野生型，但是当光照强度高于P2时，突变型水稻的CO2吸收速率却显著高于野生型，推测产生此现象的原因可能是__________________。 (5)根据上图推测，若要提高温室中水稻突变型的产量，除光照强度以外，还应该考虑______等环境因素的影响。 17．（24-25高一上·北京海淀·期末）P蛋白是水稻中的一种磷（Pi）转运蛋白，可促进磷向叶片的运输。研究发现P蛋白含量低的水稻突变体的产量显著低于野生型水稻（WT），科研人员对相关机制展开了研究。    (1)在温度适宜、光照强度充足条件下，检测WT与突变体水稻叶片净光合速率，结果如图1.据图可知，当CO2浓度高于600μmol·mol-1，与WT相比，限制突变体净光合速率增长的主要因素是_____。 (2)图2为叶肉细胞光合作用过程示意图。    ①叶绿体类囊体膜上的_____捕获光能后激发的高能电子在类囊体膜上传递，最终与NADP+、H+结合形成NADPH；伴随电子传递，叶绿体基质中的H+被泵入类囊体，使类囊体腔中H+浓度_____叶绿体基质，H+顺浓度梯度通过类囊体膜上的ATP合酶，驱动ATP的合成。 ②研究人员检测WT和突变体类囊体内外pH的变化量，若结果显示_____，推测突变体类囊体膜上参与电子传递的蛋白减少。 ③叶片中的磷是光反应产物_______合成的原料，突变体叶片缺磷会导致合成上述物质的原料不足。 (3)磷酸丙糖是暗反应中______（过程）的产物，据图2推测暗反应产物受影响导致突变体减产的原因是：叶片中磷含量不足，导致一方面______，另一方面________，种子淀粉含量降低，产量降低。 (4)根据本研究，为使突变体增产，下列思路可行的有_________（多选）。 A．提高水稻中P蛋白含量 B．提高叶片中的磷含量 C．增加胚乳细胞中磷含量 D．增加类囊体膜上参与电子传递的蛋白 试卷第34页，共49页 / 学科网（北京）股份有限公司 $