第5章 细胞的能量供应和利用（单元分层自测·能力提升卷）生物人教版必修1

**基本信息** 聚焦细胞能量代谢，融合生产实践与实验探究，适配高中生物必修一第5章“细胞的能量供应和利用”单元复习，全面考查生命观念、科学思维与探究实践。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|15/30|酶活性调节（第1题）、细胞呼吸类型（第6题）、光合作用（第11题）|结合农业生产（脲酶抑制剂）、实验数据分析（第2题表格）| |多选题|5/15|光合与呼吸速率（第16题）、色素分离实验（第17题）|教材实验拓展（第17题改良装置）、模型分析（第20题曲线）| |非选择题|5/55|光合作用应用（农光互补）、细胞呼吸与运动（马拉松）|跨学科实践（第21题农光互补）、真实情境探究（第25题泡菜细菌检测）|

2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·综合提升 （测试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1．（生产实践应用）在农业生产中，常用脲酶抑制剂来减缓尿素分解，提高肥效。某研究团队从植物中提取了两种候选抑制剂——类黄酮和Urease-IN-2。为探究二者对脲酶活性的抑制原理进行了实验，实验结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．脲酶能够高效催化尿素分解，是因为其为反应提供大量的活化能 B．由曲线②可知，类黄酮通过与脲酶可逆结合，抑制尿素分解 C．由曲线③可知，Urease-IN-2与尿素竞争脲酶同一结合位点 D．将类黄酮与Urease-IN-2混合使用，可完全抑制脲酶活性 2．（实验探究）某研究小组为探究不同金属离子对淀粉酶活性的影响，以淀粉、淀粉酶、碘液和表格中各种试剂为材料，进行了如下实验，关于本实验的分析与评价，正确的是（　　） 试管编号 1 2 3 4 5 加入试剂 1mL蒸馏水 1mL NaCl溶液 1 mL CuCl2溶液 1mL CaSO4溶液 1mL稀盐酸溶液 颜色反应 棕黄色 棕黄色 蓝色 棕黄色 蓝色 A．本实验的自变量是加入的不同试剂类型，2号试管的结果说明Na+是唾液淀粉酶的激活剂 B．比较3号和4号试管的实验结果，可以证明Cu2+对唾液淀粉酶活性具有抑制作用 C．5号试管出现蓝色的原因是稀盐酸使酶发生了水解导致失活 D．若想证明Cl-对唾液淀粉酶活性无显著影响，应增设一组加入1mLNa2SO4溶液的试管作为对照 3．（实验探究）纯净的ATP呈白色粉末状，使用时可以口服或者注射。某同学欲验证ATP的生理功能，取离体蛙的腓肠肌置于任氏液（同生理盐水）中，待细胞内原有能源物质基本耗尽后取出，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉是否收缩，然后滴加ATP溶液，再次观察肌肉是否收缩，下列分析正确的是（　　） A．ATP可以口服说明ATP可以作为细胞的直接能源物质 B．ATP分子中包含一个腺苷，一个核糖和三个磷酸基团 C．肌肉收缩是一个吸能过程，与ATP的合成相伴随 D．该实验预期结果是第一次肌肉不收缩，第二次肌肉收缩 4．（综合推理）当某些植物的根细胞处于高Na+环境时，Ca2+通道蛋白、NHX转运蛋白和H+-ATP酶等蛋白质会共同参与抵抗盐胁迫，部分作用机制如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．细胞外Ca2+浓度越高，Ca2+与通道蛋白结合并转运的速率越快 B．图中NHX转运蛋白可以运输Na+和H+，但其仍具有专一性 C． H+-ATP酶发挥作用时会发生磷酸化，导致其构象发生改变 D．若适当提高细胞质基质的pH，可能利于液泡积累Na+抵抗盐胁迫 5．（综合推理）有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行（如图甲），叠氮化物可抑制电子传递给氧；DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验，在不同的时间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物或DNP，测定消耗的O2量和合成的ATP量，结果如图乙。①②表示生理过程。下列说法错误的是（     ） A．还原剂NADH是一种电子供体 B．加入ADP+Pi后，ATP合酶被激活，H+顺浓度梯度回流驱动ATP合成，O2消耗和ATP合成均显著上升 C．DNP使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加 D．①②生理过程均发生在线粒体内膜上 6．（综合推理）某科学兴趣小组以酵母菌为实验材料，以葡萄糖为能量来源，在一定条件下，通过控制O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率（Ⅰ）、O2消耗速率（Ⅱ）、酒精产生速率（Ⅲ）随着时间变化的三条曲线，如图所示。S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌为实验材料进行了相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率（Ⅳ）的曲线。下列相关叙述错误的是（　　） A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失 B．不同温度条件下，S1和S2的值都是相等的 C．Ⅱ、Ⅲ曲线的交点处对应的时间点，无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量不相等 D．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等 7．（综合推理）氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）作为细胞中重要的氢载体，可接收其他反应脱下的氢原子形成还原型辅酶Ⅰ（NADH），NADH与NAD+的动态平衡可保证反应的持续进行。某些生物在缺氧条件下，细胞呼吸中的两种物质变化途径如图所示，还原型萘醌与氧化型萘醌转化过程中不产生ATP。下列叙述正确的是（     ） A．无氧条件下葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质 B．丙酮酸的还原和还原型萘醌的氧化过程中都需消耗NADH C．相同质量的葡萄糖经过乳酸发酵产生的ATP比萘醌途径多 D．萘醌途径比乳酸发酵途径有更多丙酮酸用于其他代谢活动 8．当金鱼处于寒冷冬天湖面冰封导致的缺氧的水环境中时，金鱼的非乙醇代谢组织（如大脑、肝脏和心脏）细胞中先进行正常的乳酸发酵，乳酸通过血液循环被运输到乙醇代谢组织（如骨骼肌）细胞中，在乳酸脱氢酶的催化下，重新氧化成物质X，然后转为乙醇，通过鱼鳃排到水体中。下列叙述正确的是（　　） A．金鱼的该种特殊的代谢途径可避免酒精在体内过度积累 B．物质X是丙酮酸，经②④释放的能量主要储存在ATP中 C．在不同的金鱼细胞中，葡萄糖经途径①形成物质X的场所是不同的 D．不同代谢组织中无氧呼吸产物的不同与参与代谢的酶有关 9．（生产实践应用）气调保鲜技术是指在冷冻贮藏的基础上，通过控制氮气、二氧化碳和氧气的比例来创造一个适合特定食品的包装条件，以减慢食品腐败的速度。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响，科研人员在0℃贮藏温度下进行实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．据图可知，该实验的自变量为储藏时间和有无充入氮气 B．若在25℃条件下重复该实验，对照组与实验组的二氧化碳释放速率差值会比0℃时更大。 C．0-9d内，对照组樱桃果实的有氧呼吸强度持续下降，无氧呼吸强度先上升后下降。 D．若继续延长储藏时间，实验组的CO2释放速率可能升高 10．（生产实践应用）细胞呼吸是影响果蔬储藏品质的关键。研究发现，草莓储藏过程中，呼吸熵（CO2释放量/O2吸收量）能反映草莓细胞的呼吸代谢类型。科研人员在密闭环境中分别测定了不同温度下草莓的最长储藏时间、储藏末期可溶性糖的消耗量，并计算了呼吸熵的变化（初始值为1.0），部分结果如下表所示（假定呼吸作用的底物均为葡萄糖）。下列说法正确的是（　　） 储藏温度/℃ 最长储藏时间/h 糖消耗总量/（mg⋅） 储藏末期呼吸熵 0 240 18 1.8 5 96 5 1.1 20 24 10 3.5 A．储藏温度越低，草莓细胞呼吸产生的酒精越多，从而对草莓的品质影响越大 B．20℃时储藏末期的呼吸熵最大，说明此时有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱 C．0℃时可溶性糖消耗量最大，主要原因是可溶性糖转化成纤维素等结构物质 D．据实验推测，使用密闭盒在冰箱（约4～6℃）中保鲜草莓的时间不宜超过4天 11．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（　　） A．色素5最可能为花青素，主要分布在液泡中 B．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 C．色素1和2主要吸收红光和蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 12．为了探究光照强度对光合作用的影响，某实验小组选用若干完全相同的图1装置，在不同光照强度下进行了实验，一小时后，统计了不同组的气体变化值，结果如图2所示。下列正确的是（     ） A．为达到实验目的，X溶液应该选用NaOH B．实验中气体体积的变化是由氧气或者二氧化碳导致 C．光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用。其产生的CO2中的氧原子都来自有机物 D．光照强度为2klx、4klx时，每小时该植物光合作用制造的氧气分别为5 mL、15 mL 13．某些光合细菌的光合作用存在环式光合磷酸化的过程，即在没有外源电子供体存在的情况下，光能驱动含叶绿素的反应中心激发出电子，电子通过一系列复合物的传递再传回反应中心，释放能量合成ATP。但若存在H2、H2S等外源电子供体时，光合细菌则可以通过逆向电子传递进行非环式光合磷酸化过程，具体过程如图。下列叙述错误的是（　　） A．这类细菌进行光合作用可不产生氧气 B．没有外源电子供体时可以生成ATP和[H] C．H2S做电子供体时电子最终用于还原NAD+ D．这类细菌不属于化能合成生物 14．绿色植物进行光合作用可以合成淀粉，我国科学家成功设计出了一条无绿色植物参与也能利用二氧化碳和水合成淀粉的路线（如图所示）。下列相关叙述正确的是（    ）    A．上述路径的本质是将光能转化成有机物中稳定的化学能 B．图中水电解形成的产物与水光解形成的产物是相同的 C．图中②过程所用的酶与植物体内CO2固定所用的酶相同 D．①过程模拟了光反应过程，②③④过程模拟了暗反应过程 15．植物叶片的光合作用强度可通过通气法来测定，如图1所示（装置中通入气体的CO2浓度是可以调节的）。将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头方向缓慢流动，并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。下列说法错误的是（　　） A．欲使A、B两处气体CO2浓度相同，可通过控制光照强度、温度等条件来实现 B．如果B处气体CO2浓度低于A处，说明叶片光合作用强度大于呼吸作用强度 C．将该同化箱放在黑暗中测得通入与排出气体的体积差值（设压强恒定），其含义是植物呼吸吸收氧气和产生二氧化碳的差值 D．若该叶片在适宜条件下进行如图2所示的处理，则叶片光合作用制造有机物的量可表示为a+c-b 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 16．科研人员探究不同温度梯度下某植物总光合速率、呼吸速率变化，测定数据如下表，下列分析正确的是（    ） 温度(℃) 15 25 35 45 总光合速率(相对值) 5.2 9.6 10.3 6.1 呼吸速率(相对值) 1.8 2.9 4.7 5.5 A．净光合速率最大值出现在25℃组 B．45℃高温下光合酶活性大幅下降，呼吸酶仍较高活性 C．35℃时植物有机物积累量高于25℃ D．温度变化对光合、呼吸酶活性的影响程度不同 17．（教材实验拓展）某同学利用透明的亚克力板、大型注射器等设计了如图所示的密闭层析装置，进行色素的提取和分离实验，主要操作流程如下。相关叙述正确的是（     ） ①提取色素，得到绿色的色素滤液。 ②画滤液细线，将滤纸条固定在顶盖内部中间的卡槽处。 ③盖上顶盖，通过注射器向层析缸内缓缓注入层析液。 A．①操作需加入绿叶、SiO2、CaCO3和无水乙醇，迅速、充分研磨 B．②操作画滤液细线时，需连续多次重复画滤液细线，以累积更多的色素 C．③操作能控制层析液的量，避免滤液细线触及层析液造成实验失败 D．该装置可同时对多个滤纸条进行层析，便于对比不同实验材料的结果 18．有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并将ADP和Pi合成ATP，然后与接受了电子的O2结合生成水。下列叙述正确的是（    ） A．线粒体基质中合成NADH所需要的H+来自有机物和水 B．合成ATP的动力来自于线粒体内膜两侧H+的浓度差 C．与前两个阶段相比，第三阶段能完成有机物的彻底氧化分解 D．经过有氧呼吸释放出的能量大部分转移到ATP中 19．如图装置可用于探究发芽种子的呼吸方式。下列相关叙述错误的是（     ） A．若装置1、装置2液滴均左移，说明种子只进行产乳酸的无氧呼吸 B．装置2中液滴移动的距离代表种子呼吸作用释放的总量 C．若装置1液滴左移、装置2液滴右移，说明种子进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 D．可将装置中的发芽种子换成等量死种子，设置对照以排除环境因素干扰 20．（模型构建）甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述错误的是 A．图甲中，反应速率最终不再上升是因为酶的数量有限所致 B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度，也是保存该酶的最适温度 C．图丙中，pH从5上升到8的过程中，酶活性升高 D．图丁中，c点和d点相关酶促反应的速率都处于最大值 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．（除标注外，每空1分，共12分）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，_________________（2分）作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是_________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（5分）。 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________（2分）。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的________组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________（2分）。 22．（除标注外，每空1分，共10分）为研究光合作用过程，科学家设计了以下实验：将叶绿体的类囊体放入烧杯中，人为调整类囊体膜两侧的pH，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP是否产生，实验过程如图1；科学家还测定了添加ADP和Pi的前后类囊体膜两侧H+浓度变化，结果如图2所示。据此回答下列问题： (1)叶绿体的类囊体是光合作用中_____阶段的场所，主要吸收________（填可见光的颜色，2分）的叶绿素和在层析液中溶解度_______（填“最大”或“最小”）的类胡萝卜素分布在类囊体的薄膜上。 (2)若想证明“类囊体膜两侧H+没有浓度差就不能合成ATP”。还需人为调整类囊体膜两侧的pH，使______，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况。 (3)研究者发现“只有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP和Pi合成ATP”，在上述实验的基础上，还需设计怎样的实验。请写出实验思路，并在图3中画出预期实验结果____（2分）。实验思路：______（3分）。 23．（每空1分，共10分）阅读下面两个资料，回答下列问题： 材料1  2025年鄂尔多斯国际马拉松赛于8月16日鸣枪开跑，本届赛事对于展示草原明珠鄂尔多斯风貌、激发全民健身的热情意义非凡。马拉松是一项高负荷、大强度、长距离的竞技运动，改善运动肌用氧的能力是马拉松项目首先要解决的问题。如图表示甲、乙两名运动员在不同运动强度下，摄氧量与血液中乳酸含量的变化情况。回答下列问题： (1)据图分析，当甲、乙运动员的摄氧量为2～3L/min时，骨骼肌细胞的呼吸方式是______，骨骼肌细胞中产生ATP最多的场所是______；与有氧呼吸相比，骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少，葡萄糖中能量的主要去向是______。 (2)据图分析，运动员______（填“甲”或“乙”）更适合从事马拉松运动。 材料2  图1表示小肠细胞吸收葡萄糖的情况。为进一步探究细胞吸收葡萄糖的方式与细胞内、外液葡萄糖浓度差的关系，有人设计了如图2实验（记作甲）：锥形瓶内盛有130mg/dL的葡萄糖溶液以及生活的小肠上皮组织切片，溶液内含细胞生活必须的物质（浓度忽略不计），实验初，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动，5min起速率逐渐加快，此时，锥形瓶内葡萄糖溶液的浓度为amg/dL。 (3)图1显示：曲线BC段，小肠细胞吸收葡萄糖方式属于______，分析CD段变化原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是：当载体饱和时，______而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。 (4)为验证5min时造成红色液滴移动速率加快的直接因素是细胞呼吸速率加快，需要设计一个对比实验（记作乙）：乙实验装置的不同之处是5min时用呼吸抑制处理小肠上皮组织，假定呼吸被彻底阻断，预期结果： 实验开始5min时，①液滴移动情况是：实验甲突然加快，实验乙______；②葡萄糖溶液浓度变化情况是：实验甲______，实验乙______。 (5)若用相等质量的成熟红细胞替代小肠上皮细胞（不考虑血红蛋白的影响），红色液滴移动情况是_____________。 24．（除标注外，每空1分，共10分）某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，回答下列有关问题： (1)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为________和________，并进一步合成脂肪。 (2)途径一表示有氧呼吸，进行的主要场所是________。 (3)途径二和途径三的存在，使酵母菌在________环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应能力。酵母菌仅通过途径二不能获得满足生长必需的能量，原因是_______。 (4)下图中有一系列装置，请从图中选取装置并排序，用于探究酵母菌途径一的正确组合为________（用序号和箭头表示，2分），用于途径二的正确组合为________（用序号和箭头表示，2分）。若用酸性重铬酸钾检测酒精，需将酵母菌的培养时间适当_______（填“延长”或“缩短”）。 25．（除标注外，每空1分，共13分）腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素-荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。分析并回答下列问题。 (1)“荧光素-荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是________（用文字与箭头表示，2分）。 (2)“荧光素-荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的_______，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。④多次重复上述①②③过程，进而计算出_________。 (3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度如图1所示。其中高浓度盐溶液经稀释后酶活性可以恢复，高温和Hg2+处理后酶活性不可恢复。若要节省荧光素酶的用量，可以使用________（2分）处理；Hg2+处理后酶活性降低可能是因为_________（2分）。 (4)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图2。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图3所示。 ①据图2分析，随着底物（反应物）浓度升高，抑制剂________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的抑制作用逐渐减小。 ②据图3分析，竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两者降低酶促反应速率的原因不同，后者是通过__________（3分），从而降低酶促反应速率。 ③结合图2和图3分析，抑制剂Ⅱ属于________性抑制剂。 第1页，共2页 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·综合提升 （测试时间：75分钟 满分：100分） 参考答案 一、单项选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D A D D D D C D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C D B A D ABD ACD AB AB BCD 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．（除标注外，每空1分，共12分） (1)CO2和H2O (2)该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 (3)更大 (4) A 22．（除标注外，每空1分，共10分） (1) 光反应 蓝紫光和红光 最大 (2)类囊体膜两侧的pH相等 (3) 人为调整类囊体膜两侧的pH，使类囊体膜内的pH高于膜外，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况 23．（每空1分，共10分） (1) 有氧呼吸和无氧呼吸 线粒体内膜 存留在乳酸中 (2)乙 (3) 主动运输 细胞仍然吸收葡萄糖 (4) 停止移动 下降 不变 (5)不移动 24．（除标注外，每空1分，共10分） (1) 甘油 脂肪酸 (2)线粒体 (3) 无氧 途径二（无氧呼吸）释放的能量较少 (4) ⑧→①→③ ②→③ 延长 25．（除标注外，每空1分，共13分） (1)ATP 中的化学能→光能 (2) 荧光素和荧光素酶 平均值 (3) Mg2+ Hg2+破坏了荧光素酶的空间结构 (4) Ⅰ 与酶的非活性部位结合，改变酶的空间结构，使酶的活性部位无法与底物结合 非竞争 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·综合提升 （测试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1．（生产实践应用）在农业生产中，常用脲酶抑制剂来减缓尿素分解，提高肥效。某研究团队从植物中提取了两种候选抑制剂——类黄酮和Urease-IN-2。为探究二者对脲酶活性的抑制原理进行了实验，实验结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．脲酶能够高效催化尿素分解，是因为其为反应提供大量的活化能 B．由曲线②可知，类黄酮通过与脲酶可逆结合，抑制尿素分解 C．由曲线③可知，Urease-IN-2与尿素竞争脲酶同一结合位点 D．将类黄酮与Urease-IN-2混合使用，可完全抑制脲酶活性 【答案】B 【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，不能为反应提供活化能，A错误； B、曲线②（类黄酮处理）中，随着尿素浓度升高，尿素分解的最大速率最终可以接近无抑制剂的对照组（曲线①），符合竞争性可逆抑制的特点：类黄酮与脲酶可逆结合，当尿素浓度足够高时，尿素可以竞争取代类黄酮结合脲酶，最终最大分解速率恢复到接近正常水平，B正确； C、如果Urease-IN-2和尿素竞争脲酶的同一结合位点，那么高尿素浓度下，最大分解速率应该可以恢复到对照组水平；但曲线③中最大分解速率远低于对照组，说明它属于非竞争性抑制，不与尿素竞争同一结合位点，C错误； D、没有实验证据支持二者混合可以完全抑制脲酶活性，且两种抑制剂单独使用时都没有完全抑制脲酶，混合后也无法完全抑制，D错误。 2．（实验探究）某研究小组为探究不同金属离子对淀粉酶活性的影响，以淀粉、淀粉酶、碘液和表格中各种试剂为材料，进行了如下实验，关于本实验的分析与评价，正确的是（　　） 试管编号 1 2 3 4 5 加入试剂 1mL蒸馏水 1mL NaCl溶液 1 mL CuCl2溶液 1mL CaSO4溶液 1mL稀盐酸溶液 颜色反应 棕黄色 棕黄色 蓝色 棕黄色 蓝色 A．本实验的自变量是加入的不同试剂类型，2号试管的结果说明Na+是唾液淀粉酶的激活剂 B．比较3号和4号试管的实验结果，可以证明Cu2+对唾液淀粉酶活性具有抑制作用 C．5号试管出现蓝色的原因是稀盐酸使酶发生了水解导致失活 D．若想证明Cl-对唾液淀粉酶活性无显著影响，应增设一组加入1mLNa2SO4溶液的试管作为对照 【答案】D 【详解】A、自变量是加入的不同试剂类型（含不同离子），但2号试管（NaCl）与1号试管（蒸馏水）颜色均为棕黄色，仅说明Na⁺未抑制酶活性，无法证明其是激活剂（激活剂需提高酶活性，本实验无活性增强证据），A错误； B、3号试管（CuCl₂，蓝色）表明淀粉未水解（酶活性受抑制），4号试管（CaSO₄，棕黄色）表明淀粉被水解（酶活性正常），二者对比不能证明Cu²⁺对唾液淀粉酶有抑制作用，也可能是Cl-对唾液淀粉酶有抑制作用，B错误； C、5号试管（稀盐酸）呈蓝色是因强酸性环境使酶空间结构改变而变性失活，C错误； D、若想证明Cl-对唾液淀粉酶活性无显著影响，应增设一组加入1mLNa2SO4溶液的试管作为对照，已排除Na+、SO42-的影响，D正确。 故选D。 3．（实验探究）纯净的ATP呈白色粉末状，使用时可以口服或者注射。某同学欲验证ATP的生理功能，取离体蛙的腓肠肌置于任氏液（同生理盐水）中，待细胞内原有能源物质基本耗尽后取出，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉是否收缩，然后滴加ATP溶液，再次观察肌肉是否收缩，下列分析正确的是（　　） A．ATP可以口服说明ATP可以作为细胞的直接能源物质 B．ATP分子中包含一个腺苷，一个核糖和三个磷酸基团 C．肌肉收缩是一个吸能过程，与ATP的合成相伴随 D．该实验预期结果是第一次肌肉不收缩，第二次肌肉收缩 【答案】D 【详解】A、ATP可以口服说明其是小分子，可以直接被人体细胞吸收，但不能说明ATP可以作为细胞的直接能源物质，A错误； B、ATP分子由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团构成，即该分子结构包括腺苷（腺嘌呤+核糖）和三个磷酸基团，B错误； C、肌肉收缩需消耗ATP水解释放的能量，属于吸能反应，伴随着ATP的水解实现，C错误； D、离体腓肠肌耗尽原有能源后，滴加葡萄糖无法直接供能（需经细胞呼吸生成ATP），故肌肉不收缩；滴加ATP可直接供能，驱动肌肉收缩。该结果可验证ATP是直接能源物质，D正确。 故选D。 4．（综合推理）当某些植物的根细胞处于高Na+环境时，Ca2+通道蛋白、NHX转运蛋白和H+-ATP酶等蛋白质会共同参与抵抗盐胁迫，部分作用机制如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．细胞外Ca2+浓度越高，Ca2+与通道蛋白结合并转运的速率越快 B．图中NHX转运蛋白可以运输Na+和H+，但其仍具有专一性 C． H+-ATP酶发挥作用时会发生磷酸化，导致其构象发生改变 D．若适当提高细胞质基质的pH，可能利于液泡积累Na+抵抗盐胁迫 【答案】A 【详解】A、Ca²⁺转运过程中不会与细胞膜上的Ca²⁺通道蛋白结合，其次，当细胞外Ca²⁺浓度较低时，随着浓度升高，Ca²⁺转运的速率会加快；但当Ca²⁺浓度达到一定水平后，通道蛋白会达到饱和状态，此时即使继续增加Ca²⁺浓度，转运速率也不会再升高，A错误； B、NHX转运蛋白虽然可以同时运输Na⁺和H⁺，但它只能识别并结合这两种特定的离子，不能运输其他离子，这体现了转运蛋白的专一性，B正确； C、H⁺-ATP酶是一种载体蛋白，它在发挥作用时会水解ATP，使自身发生磷酸化。磷酸化会改变H⁺-ATP酶的空间构象，从而实现H⁺的主动运输，C正确； D、NHX转运蛋白的作用是将细胞质基质中的Na⁺转运到液泡内，同时将液泡内的H⁺转运到细胞质基质中。若适当提高细胞质基质的pH，意味着细胞质基质中的H⁺浓度降低，会增大液泡与细胞质基质之间的H⁺浓度梯度，从而促进NHX转运蛋白的转运作用，有利于液泡积累Na⁺，进而提高植物的抗盐胁迫能力，D正确。 故选A。 5．（综合推理）有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行（如图甲），叠氮化物可抑制电子传递给氧；DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验，在不同的时间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物或DNP，测定消耗的O2量和合成的ATP量，结果如图乙。①②表示生理过程。下列说法错误的是（     ） A．还原剂NADH是一种电子供体 B．加入ADP+Pi后，ATP合酶被激活，H+顺浓度梯度回流驱动ATP合成，O2消耗和ATP合成均显著上升 C．DNP使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加 D．①②生理过程均发生在线粒体内膜上 【答案】D 【详解】A、还原剂NADH是一种电子供体，产生的电子e⁻通过电子传递链最终与氧气结合生成水，A正确； B、无ADP、Pi时ATP合酶无法开放，H⁺无法回流，电子传递受阻，耗氧、产ATP极少，加入ADP+Pi激活ATP合酶，H⁺顺梯度回流驱动ATP合成，电子传递持续进行，耗氧量与ATP合成量同步大幅上升，B正确； C、叠氮化物可抑制电子传递给氧，加入叠氮化物后耗氧量不会增高，故图乙中的物质X是DNP。DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，从而降低线粒体内膜两侧H⁺浓度差，加入该物质后，消耗的O2量增加，可知细胞呼吸产生的总能量增多，而合成的ATP量变化不大，即使线粒体中氧化释放的能量转移到ATP的比例减少，以热能散失的比例增加，C正确； D、过程①是有氧呼吸第二阶段，发生于线粒体基质，过程②消耗的O2量增加，属于有氧呼吸第三阶段，发生于线粒体内膜，D错误。 6．（综合推理）某科学兴趣小组以酵母菌为实验材料，以葡萄糖为能量来源，在一定条件下，通过控制O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率（Ⅰ）、O2消耗速率（Ⅱ）、酒精产生速率（Ⅲ）随着时间变化的三条曲线，如图所示。S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌为实验材料进行了相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率（Ⅳ）的曲线。下列相关叙述错误的是（　　） A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失 B．不同温度条件下，S1和S2的值都是相等的 C．Ⅱ、Ⅲ曲线的交点处对应的时间点，无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量不相等 D．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等 【答案】D 【详解】A、有氧呼吸吸收的O2量与产生的CO2量相等。t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确； B、0~t1，无氧呼吸CO2的产生速率与酒精产生速率相同，无氧呼吸产生的二氧化碳量为S2+S3，由于S2+S4可代表有氧呼吸CO2的产生量，故无氧呼吸CO2的产生量也可用S1+S3来表示，因此S2=S1，即使改变温度条件，S1和S2的值始终相等，B正确； C、在Ⅱ、Ⅲ曲线的交点处，无氧呼吸产生的CO2量与有氧呼吸产生的CO2量相等，有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳，因此Ⅱ、Ⅲ曲线的交点处对应的时间点无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量不相等，C正确； D、乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸时乳酸和酒精的产生速率相等，即无氧呼吸速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，则0-t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。 7．（综合推理）氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）作为细胞中重要的氢载体，可接收其他反应脱下的氢原子形成还原型辅酶Ⅰ（NADH），NADH与NAD+的动态平衡可保证反应的持续进行。某些生物在缺氧条件下，细胞呼吸中的两种物质变化途径如图所示，还原型萘醌与氧化型萘醌转化过程中不产生ATP。下列叙述正确的是（     ） A．无氧条件下葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质 B．丙酮酸的还原和还原型萘醌的氧化过程中都需消耗NADH C．相同质量的葡萄糖经过乳酸发酵产生的ATP比萘醌途径多 D．萘醌途径比乳酸发酵途径有更多丙酮酸用于其他代谢活动 【答案】D 【详解】A、无氧条件下细胞进行无氧呼吸，葡萄糖分解为丙酮酸的场所位于细胞质基质，A错误； B、由题图1可知，丙酮酸转化为乳酸的过程需要消耗NADH，由题图2可知，在萘醌的转化过程中，需要消耗NADH的应是氧化型萘醌转化为还原型萘醌的过程（即氧化型萘醌的还原过程），B错误； C、结合题图1、图2可知，葡萄糖进行乳酸发酵和“萘醌途径”都涉及葡萄糖分解产生丙酮酸的过程，该过程产生少量ATP，而在乳酸发酵过程中，丙酮酸→乳酸的过程不产生ATP，题干信息提到“还原型萘醌与氧化型萘醌转化过程中不产生ATP”，所以葡萄糖乳酸发酵产生的ATP与萘醌途径相同，C错误； D、对比题图1、图2可知，乳酸发酵途径会消耗丙酮酸，萘醌途径不消耗丙酮酸，所以萘醌途径比乳酸发酵途径有更多丙酮酸用于其他代谢活动，D正确。 8．当金鱼处于寒冷冬天湖面冰封导致的缺氧的水环境中时，金鱼的非乙醇代谢组织（如大脑、肝脏和心脏）细胞中先进行正常的乳酸发酵，乳酸通过血液循环被运输到乙醇代谢组织（如骨骼肌）细胞中，在乳酸脱氢酶的催化下，重新氧化成物质X，然后转为乙醇，通过鱼鳃排到水体中。下列叙述正确的是（　　） A．金鱼的该种特殊的代谢途径可避免酒精在体内过度积累 B．物质X是丙酮酸，经②④释放的能量主要储存在ATP中 C．在不同的金鱼细胞中，葡萄糖经途径①形成物质X的场所是不同的 D．不同代谢组织中无氧呼吸产物的不同与参与代谢的酶有关 【答案】D 【详解】A、金鱼肌细胞产生的乳酸，通过血液循环运输到其他细胞（如肝细胞）中进一步代谢（转化为乙醇排出），可避免乳酸在体内过度积累，而非酒精，A错误； B、物质X是丙酮酸（细胞呼吸第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸）；步骤②（丙酮酸→乙醇）、步骤④（丙酮酸→乳酸）属于无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP（无氧呼吸的ATP仅在第一阶段产生）；且无氧呼吸释放的能量大部分以热能散失，仅少部分储存于ATP中，B错误； C、途径①是“葡萄糖→物质 X（丙酮酸）”，即细胞呼吸第一阶段，无论哪种细胞，该过程的场所都是细胞质基质，因此不同金鱼细胞中，该过程的场所相同，C错误； D、酶具有专一性：肌细胞中含“乳酸脱氢酶”，使丙酮酸转化为乳酸；其他细胞中含“乙醇脱氢酶”，使丙酮酸转化为乙醇。因此，不同组织无氧呼吸产物的差异与参与代谢的酶的种类有关，D正确。 9．（生产实践应用）气调保鲜技术是指在冷冻贮藏的基础上，通过控制氮气、二氧化碳和氧气的比例来创造一个适合特定食品的包装条件，以减慢食品腐败的速度。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响，科研人员在0℃贮藏温度下进行实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．据图可知，该实验的自变量为储藏时间和有无充入氮气 B．若在25℃条件下重复该实验，对照组与实验组的二氧化碳释放速率差值会比0℃时更大。 C．0-9d内，对照组樱桃果实的有氧呼吸强度持续下降，无氧呼吸强度先上升后下降。 D．若继续延长储藏时间，实验组的CO2释放速率可能升高 【答案】C 【详解】A、分析题意和题图可知该实验的自变量有两个：一个是横坐标——储藏时间，一个是有无充入氮气，A正确； B、温度会影响酶的活性，25℃比0℃更接近樱桃果实呼吸相关酶的最适温度，呼吸作用会更强。充入氮气是通过降低氧气浓度来抑制有氧呼吸，在25℃时，对照组的有氧呼吸会比0℃时强很多，而实验组因为氮气的抑制作用，呼吸作用的增幅会小于对照组，所以对照组与实验组的二氧化碳释放速率差值会比0℃时更大，B正确； C、从图中只能看到CO₂释放速率的变化，CO₂是有氧呼吸和部分无氧呼吸（产生酒精和CO₂的类型）的产物，仅通过CO₂释放速率无法区分有氧呼吸和无氧呼吸的具体变化情况。而且随着贮藏时间延长，氧气浓度逐渐降低，对照组的有氧呼吸应该是逐渐减弱，但无氧呼吸应该是逐渐增强，C错误； D、若继续延长储藏时间，实验组因充氮保鲜有效阻断氧气供应，但无氧呼吸强度会增大，可能导致CO2释放速率升高，D正确。 10．（生产实践应用）细胞呼吸是影响果蔬储藏品质的关键。研究发现，草莓储藏过程中，呼吸熵（CO2释放量/O2吸收量）能反映草莓细胞的呼吸代谢类型。科研人员在密闭环境中分别测定了不同温度下草莓的最长储藏时间、储藏末期可溶性糖的消耗量，并计算了呼吸熵的变化（初始值为1.0），部分结果如下表所示（假定呼吸作用的底物均为葡萄糖）。下列说法正确的是（　　） 储藏温度/℃ 最长储藏时间/h 糖消耗总量/（mg⋅） 储藏末期呼吸熵 0 240 18 1.8 5 96 5 1.1 20 24 10 3.5 A．储藏温度越低，草莓细胞呼吸产生的酒精越多，从而对草莓的品质影响越大 B．20℃时储藏末期的呼吸熵最大，说明此时有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱 C．0℃时可溶性糖消耗量最大，主要原因是可溶性糖转化成纤维素等结构物质 D．据实验推测，使用密闭盒在冰箱（约4～6℃）中保鲜草莓的时间不宜超过4天 【答案】D 【详解】A、表中20℃时呼吸熵（3.5）最高，表明无氧呼吸（酒精发酵）最强，酒精产生最多，而0℃时呼吸熵（1.8）较低且储藏时间最长，说明低温下酒精产生较少且品质影响较小，A错误； B、20℃时呼吸熵最大（3.5），表明无氧呼吸占优势，而非有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱，B错误； C、0℃时糖消耗量最大（18mg/g），是因储藏时间长（240h），呼吸作用总耗糖量大，而非可溶性糖转化为纤维素，C错误； D、冰箱温度（4～6℃）接近5℃，表中5℃最长储藏时间为96小时（约4天），且实验在密闭环境中进行，符合“密闭盒”条件，因此保鲜时间不宜超过4天，D正确。 故选D。 11．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（　　） A．色素5最可能为花青素，主要分布在液泡中 B．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 C．色素1和2主要吸收红光和蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 【答案】C 【详解】AB、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的花青素，色素5易溶于水，AB正确； C、色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素1和2即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光，C错误； D、根据层析的结果可知，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，为胡萝卜素，颜色为橙黄色，D正确。 12．为了探究光照强度对光合作用的影响，某实验小组选用若干完全相同的图1装置，在不同光照强度下进行了实验，一小时后，统计了不同组的气体变化值，结果如图2所示。下列正确的是（     ） A．为达到实验目的，X溶液应该选用NaOH B．实验中气体体积的变化是由氧气或者二氧化碳导致 C．光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用。其产生的CO2中的氧原子都来自有机物 D．光照强度为2klx、4klx时，每小时该植物光合作用制造的氧气分别为5 mL、15 mL 【答案】D 【详解】A、探究光照强度对光合作用的影响，需要测量光合作用产生的氧气量或消耗的二氧化碳量。若X溶液选用NaOH（NaOH会吸收二氧化碳），则装置内的二氧化碳被吸收，无法进行光合作用，不能探究光照强度对光合作用的影响；为了提供稳定的 CO2​ 来源并测量氧气的变化，X溶液应该选用 缓冲液（如碳酸氢钠溶液），A错误； B、光照强度为0时装置中的植物只进行细胞呼吸，消耗氧气，光照强度较大时释放出氧气，结合A项分析，装置内需要CO2较为稳定，可见实验中气体体积的变化是由氧气导致，B错误； C、光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用，有氧呼吸过程产生的CO2中的氧原子来自葡萄糖和水，而厌氧呼吸乙醇发酵产生的CO2中的氧原子来自葡萄糖；葡萄糖属于有机物但水属于无机物，C错误； D、光照强度为0时，气体变化值为10mL，此时植物只进行呼吸作用，1小时消耗的氧气量为10mL；光照强度为2、4klx时，气体变化值均为5mL，此时植物既要进行光合作用又要进行呼吸作用，且从2klx到4klx过程中光合作用逐渐增强，可见2klx时光合作用小于呼吸作用，1小时呼吸作用消耗氧气10mL，1小时植物光合作用制造的氧气应该为10-5=5mL，而4klx时光合作用大于呼吸作用，1小时植物光合作用制造的氧气应该为10+5=15mL，D正确。 13．某些光合细菌的光合作用存在环式光合磷酸化的过程，即在没有外源电子供体存在的情况下，光能驱动含叶绿素的反应中心激发出电子，电子通过一系列复合物的传递再传回反应中心，释放能量合成ATP。但若存在H2、H2S等外源电子供体时，光合细菌则可以通过逆向电子传递进行非环式光合磷酸化过程，具体过程如图。下列叙述错误的是（　　） A．这类细菌进行光合作用可不产生氧气 B．没有外源电子供体时可以生成ATP和[H] C．H2S做电子供体时电子最终用于还原NAD+ D．这类细菌不属于化能合成生物 【答案】B 【详解】A、光合细菌没有叶绿体，它的光合作用是依靠光合色素进行，且不会像绿色植物那样产生氧气，A正确； B、根据题干信息，没有外源电子供体时，光能驱动叶绿素反应中心激发出电子，通过环式光合磷酸化释放能量合成ATP，但这个过程没有提到会生成[H]（NADH+H⁺）B错误； C、从图中可以看到，以外源H₂S为电子供体时，电子通过一系列传递最终用于还原NAD⁺生成NADH+H⁺，C正确； D、这类细菌依靠光能进行光合作用合成有机物，属于光能自养生物，化能合成生物是利用化学能合成有机物，所以它不属于化能合成生物，D正确。 14．绿色植物进行光合作用可以合成淀粉，我国科学家成功设计出了一条无绿色植物参与也能利用二氧化碳和水合成淀粉的路线（如图所示）。下列相关叙述正确的是（    ）    A．上述路径的本质是将光能转化成有机物中稳定的化学能 B．图中水电解形成的产物与水光解形成的产物是相同的 C．图中②过程所用的酶与植物体内CO2固定所用的酶相同 D．①过程模拟了光反应过程，②③④过程模拟了暗反应过程 【答案】A 【分析】题图分析：①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，需要消耗ATP和NADPH的能量。 【详解】A、图示利用二氧化碳和水合成淀粉的路线本质是将光能转化成稳定的化学能储存在有机物中，A正确； B、由图可知，水电解形成的产物为H2与O2，水光解形成的产物是氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH），B错误； C、图中②过程所用的酶催化甲醛缩合成为C3化合物，与植物体内CO2固定所用酶为不同的酶，C错误； D、①过程是催化二氧化碳与H2反应生成甲醛，不是模拟光反应过程，①②过程模拟的是CO2的固定，③④模拟三碳化合物的还原，①②③④过程模拟了暗反应过程，D错误。 故选A。 15．植物叶片的光合作用强度可通过通气法来测定，如图1所示（装置中通入气体的CO2浓度是可以调节的）。将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头方向缓慢流动，并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。下列说法错误的是（　　） A．欲使A、B两处气体CO2浓度相同，可通过控制光照强度、温度等条件来实现 B．如果B处气体CO2浓度低于A处，说明叶片光合作用强度大于呼吸作用强度 C．将该同化箱放在黑暗中测得通入与排出气体的体积差值（设压强恒定），其含义是植物呼吸吸收氧气和产生二氧化碳的差值 D．若该叶片在适宜条件下进行如图2所示的处理，则叶片光合作用制造有机物的量可表示为a+c-b 【答案】D 【详解】A、欲使A、B两处气体CO2浓度相同，即净光合速率为0，可以控制光照强度、温度、CO2浓度等条件使光合作用强度等于呼吸作用强度，A正确； B、若B处气体CO2浓度低于A处，则表示植物叶片的净光合速率大于0，即叶片的光合作用强度大于细胞呼吸强度，B正确； C、利用该同化箱在黑暗条件下研究叶片的细胞呼吸，测定同化箱通入气体和排出气体的体积，则体积差值表示的含义是细胞呼吸吸收O2量和产生CO2量的差值，C正确； D、该叶片在适宜条件下进行实验，光合作用1小时制造有机物的量为净光合作用积累量+细胞呼吸消耗量=（c-b）+（a-b）=a+c-2b，D错误。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 16．科研人员探究不同温度梯度下某植物总光合速率、呼吸速率变化，测定数据如下表，下列分析正确的是（    ） 温度(℃) 15 25 35 45 总光合速率(相对值) 5.2 9.6 10.3 6.1 呼吸速率(相对值) 1.8 2.9 4.7 5.5 A．净光合速率最大值出现在25℃组 B．45℃高温下光合酶活性大幅下降，呼吸酶仍较高活性 C．35℃时植物有机物积累量高于25℃ D．温度变化对光合、呼吸酶活性的影响程度不同 【答案】ABD 【详解】A、净光合速率（有机物积累量）= 总光合速率 - 呼吸速率，先计算各组净光合数值：15℃为3.4、25℃为6.7、35℃为5.6、45℃为0.6。计算可知25℃时净光合速率6.7为所有组别中的最大值，A正确； B、和35℃相比，45℃总光合速率从10.3大幅降至6.1，说明光合酶活性大幅下降；但呼吸速率从4.7上升至5.5，仍维持较高活性，B正确； C、35℃时净光合（有机物积累量）为5.6，25℃时为6.7，35℃有机物积累量低于25℃，C错误； D、从数据变化可见，温度升高过程中，总光合速率先升后降、在45℃大幅下跌，而呼吸速率持续上升，说明温度对光合酶、呼吸酶的活性影响规律不同，影响程度存在差异，D正确。 17．（教材实验拓展）某同学利用透明的亚克力板、大型注射器等设计了如图所示的密闭层析装置，进行色素的提取和分离实验，主要操作流程如下。相关叙述正确的是（     ） ①提取色素，得到绿色的色素滤液。 ②画滤液细线，将滤纸条固定在顶盖内部中间的卡槽处。 ③盖上顶盖，通过注射器向层析缸内缓缓注入层析液。 A．①操作需加入绿叶、SiO2、CaCO3和无水乙醇，迅速、充分研磨 B．②操作画滤液细线时，需连续多次重复画滤液细线，以累积更多的色素 C．③操作能控制层析液的量，避免滤液细线触及层析液造成实验失败 D．该装置可同时对多个滤纸条进行层析，便于对比不同实验材料的结果 【答案】ACD 【详解】A、提取绿叶色素时，加入SiO2可使研磨更充分，加入CaCO3能防止研磨过程中色素被破坏，无水乙醇作为有机溶剂用于溶解提取色素，迅速、充分研磨可减少无水乙醇挥发，保证色素提取量，A正确； B、画滤液细线时，需要等上次绘制的滤液细线完全干燥后再重复画线，若连续多次画线会导致滤液细线过粗、色素分散，最终分离得到的色素条带模糊不清晰，B错误； C、该装置先固定滤纸条，再通过注射器缓慢注入层析液，可精准控制层析液的液面高度，避免滤液细线触及层析液导致色素溶解在层析液中造成实验失败，C正确； D、顶盖的卡槽可同时固定多个滤纸条，在相同的层析条件下，可同时对不同实验材料的色素进行分离，便于对比不同实验材料的结果，D正确。 18．有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并将ADP和Pi合成ATP，然后与接受了电子的O2结合生成水。下列叙述正确的是（    ） A．线粒体基质中合成NADH所需要的H+来自有机物和水 B．合成ATP的动力来自于线粒体内膜两侧H+的浓度差 C．与前两个阶段相比，第三阶段能完成有机物的彻底氧化分解 D．经过有氧呼吸释放出的能量大部分转移到ATP中 【答案】AB 【详解】A、线粒体基质中NADH产生于有氧呼吸第二阶段，该阶段的反应为丙酮酸和水反应生成CO₂和NADH，丙酮酸属于有机物分解的中间产物，因此合成NADH所需的H⁺来自有机物和水，A正确； B、根据题干信息，电子传递过程中H⁺被转运到线粒体内外膜间隙，形成内膜两侧的H⁺浓度差，H⁺顺浓度梯度经ATP合酶返回线粒体基质的过程中驱动ATP合成，因此合成ATP的动力来自H⁺的浓度差，B正确； C、有氧呼吸中，有机物的碳骨架彻底氧化分解为CO₂是在第二阶段完成的。第三阶段主要是前两个阶段产生的还原氢（NADH 等）与O₂结合生成水，并释放大量能量。因此，完成有机物彻底氧化分解（指碳的氧化）的是第二阶段，而非第三阶段。C错误； D、有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，仅少部分能量转移到ATP中，D错误。 19．如图装置可用于探究发芽种子的呼吸方式。下列相关叙述错误的是（     ） A．若装置1、装置2液滴均左移，说明种子只进行产乳酸的无氧呼吸 B．装置2中液滴移动的距离代表种子呼吸作用释放的总量 C．若装置1液滴左移、装置2液滴右移，说明种子进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 D．可将装置中的发芽种子换成等量死种子，设置对照以排除环境因素干扰 【答案】AB 【详解】A、产乳酸的无氧呼吸既不消耗O2也不释放CO2，若种子只进行该呼吸方式，装置1、2的液滴均不会移动；两装置液滴均左移说明消耗的O2量大于释放的CO2量，并非只进行产乳酸的无氧呼吸，A错误； B、装置2中呼吸消耗O2会使装置内压强下降，释放CO2会使压强上升，因此液滴移动距离代表CO2释放量与O2消耗量的差值，不是CO2释放总量，B错误； C、装置1液滴左移说明存在有氧呼吸消耗O2，装置2液滴右移说明CO2释放量大于O2消耗量，多出的CO2来自产酒精的无氧呼吸（产乳酸的无氧呼吸不释放CO2，不会使装置2液滴右移），说明种子同时进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸，C正确； D、死种子不进行呼吸作用，若替换后液滴移动，说明移动是温度、气压等环境因素导致的，该对照可排除环境因素对实验结果的干扰，D正确。 20．（模型构建）甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述错误的是 A．图甲中，反应速率最终不再上升是因为酶的数量有限所致 B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度，也是保存该酶的最适温度 C．图丙中，pH从5上升到8的过程中，酶活性升高 D．图丁中，c点和d点相关酶促反应的速率都处于最大值 【答案】BCD 【详解】A、图甲中酶浓度固定，反应速率随反应物浓度升高而上升，当酶全部参与催化后反应速率不再上升，限制因素是酶的数量有限，A正确； B、图乙中a点对应酶促反应速率最高，是该酶的最适温度，但酶适合在低温条件下保存，最适温度下酶活性高，不利于酶的长期保存，B错误； C、丙图中pH=5时酶空间结构已经被破坏，酶永久失活；即使pH上升到8，酶活性无法恢复，C错误； D、图丁中c点后氨基酸生成量不再增加，说明底物已经完全消耗，此时酶促反应速率为0，并非处于反应速率最大值，D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．（除标注外，每空1分，共12分） 农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，_________________（2分）作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（5分）。 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________（2分）。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的________组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________（2分）。 【答案】(1)CO2和H2O (2)该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 (3)更大 (4) A 【详解】（1）光合作用光反应的原料是水，暗反应的原料是二氧化碳，因此CO2和H2O是光合作用的直接原料。 （2）该区域气候干旱，11:00~15:00 全日照条件下光照强、温度高，植物蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔大量关闭，CO2吸收减少，暗反应受限，净光合速率降低； 农光互补模式下因光伏板遮挡，光照强度大幅降低，既能满足光合作用对光照的需求，又避免了强光高温引发的气孔关闭，植物气孔开放程度更高，CO2供应充足，同时蒸腾作用减弱，水分散失少，缓解了光合午休现象，因此净光合速率更高。 （3）全天光合作用吸收CO2总量代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图1可知：两组为同种作物且无关变量一致，呼吸速率无显著差异，结合白天大部分时段农光互补组净光合速率更高，可推出其全天光合作用吸收CO2总量更大。 （4）题干说明正常灌溉是全日照下的最适灌溉，A 组全日照的作物产量高于B 组全日照，因此A为正常灌溉组，B为减量灌溉组。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。按此推测，农光互补组，B组要高于A组。示意图如下：。 22．（除标注外，每空1分，共10分） 为研究光合作用过程，科学家设计了以下实验：将叶绿体的类囊体放入烧杯中，人为调整类囊体膜两侧的pH，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP是否产生，实验过程如图1；科学家还测定了添加ADP和Pi的前后类囊体膜两侧H+浓度变化，结果如图2所示。据此回答下列问题： (1)叶绿体的类囊体是光合作用中_____阶段的场所，主要吸收________（填可见光的颜色，2分）的叶绿素和在层析液中溶解度_______（填“最大”或“最小”）的类胡萝卜素分布在类囊体的薄膜上。 (2)若想证明“类囊体膜两侧H+没有浓度差就不能合成ATP”。还需人为调整类囊体膜两侧的pH，使______，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况。 (3)研究者发现“只有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP和Pi合成ATP”，在上述实验的基础上，还需设计怎样的实验。请写出实验思路，并在图3中画出预期实验结果____（2分）。实验思路：____________（3分）。 【答案】(1) 光反应 蓝紫光和红光 最大 (2)类囊体膜两侧的pH相等 (3) 人为调整类囊体膜两侧的pH，使类囊体膜内的pH高于膜外，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况 【分析】光合作用的过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生在类囊体薄膜，暗反应阶段发生在叶绿体基质，图一模拟的是光反应过程，图二中加入ADP和Pi前，膜外侧的H+浓度高于膜内，随着反应进行，H+内流，膜两侧H+浓度差逐渐减小。 【详解】（1）光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，在类囊体薄膜上有光合色素，如主要吸收蓝紫光和红光的叶绿素a和叶绿素b，在用层析液分离色素时，滤纸条最上面的条带是胡萝卜素和叶黄素，因此类胡萝卜素在层析液中溶解度最大。 （2）若想证明“类囊体膜两侧H+没有浓度差就不能合成ATP”，实验的自变量应该是是否有H+的浓度差，因变量是是否能合成ATP。因此还需补充的对照实验是：人为调整类囊体膜两侧的pH，使类囊体膜两侧的pH相等，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况。 （3）若想验证“只有实现H+从类囊体由内向外的跨膜转运过程，才能促使ADP和Pi合成ATP”，在图1实验的基础上，还需设计的实验是：人为调整类囊体膜两侧的pH，使类囊体膜内的pH高于膜外，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况。当溶液中的H+浓度高于类囊体，H+不能发生跨膜转运，因此膜两侧的H+浓度差不会发生变化。 【点睛】本题细胞外模拟光反应过程，掌握光反应过程的机理并正确解读图2中H+浓度变化与ATP形成的关系是解题关键。 23．（每空1分，共10分） 阅读下面两个资料，回答下列问题： 材料1  2025年鄂尔多斯国际马拉松赛于8月16日鸣枪开跑，本届赛事对于展示草原明珠鄂尔多斯风貌、激发全民健身的热情意义非凡。马拉松是一项高负荷、大强度、长距离的竞技运动，改善运动肌用氧的能力是马拉松项目首先要解决的问题。如图表示甲、乙两名运动员在不同运动强度下，摄氧量与血液中乳酸含量的变化情况。回答下列问题： (1)据图分析，当甲、乙运动员的摄氧量为2～3L/min时，骨骼肌细胞的呼吸方式是______，骨骼肌细胞中产生ATP最多的场所是______；与有氧呼吸相比，骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少，葡萄糖中能量的主要去向是______。 (2)据图分析，运动员______（填“甲”或“乙”）更适合从事马拉松运动。 材料2  图1表示小肠细胞吸收葡萄糖的情况。为进一步探究细胞吸收葡萄糖的方式与细胞内、外液葡萄糖浓度差的关系，有人设计了如图2实验（记作甲）：锥形瓶内盛有130mg/dL的葡萄糖溶液以及生活的小肠上皮组织切片，溶液内含细胞生活必须的物质（浓度忽略不计），实验初，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动，5min起速率逐渐加快，此时，锥形瓶内葡萄糖溶液的浓度为amg/dL。 (3)图1显示：曲线BC段，小肠细胞吸收葡萄糖方式属于______，分析CD段变化原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是：当载体饱和时，______而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。 (4)为验证5min时造成红色液滴移动速率加快的直接因素是细胞呼吸速率加快，需要设计一个对比实验（记作乙）：乙实验装置的不同之处是5min时用呼吸抑制处理小肠上皮组织，假定呼吸被彻底阻断，预期结果： 实验开始5min时，①液滴移动情况是：实验甲突然加快，实验乙______；②葡萄糖溶液浓度变化情况是：实验甲______，实验乙______。 (5)若用相等质量的成熟红细胞替代小肠上皮细胞（不考虑血红蛋白的影响），红色液滴移动情况是_____________。 【答案】(1) 有氧呼吸和无氧呼吸 线粒体内膜 存留在乳酸中 (2)乙 (3) 主动运输 细胞仍然吸收葡萄糖 (4) 停止移动 下降 不变 (5)不移动 【详解】（1）据图分析，当甲、乙运动员的摄氧量为2～3L/min时，有乳酸产生，同时需要有氧呼吸提供能量，所以骨骼肌细胞的呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸，骨骼肌细胞中产生ATP最多的场所是线粒体内膜，进行的是有氧呼吸第三阶段。与有氧呼吸相比，骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少，葡萄糖中能量的大部分仍存留在乳酸中。 （2）据图分析，运动员乙在同等含氧量条件下的乳酸含量低于运动员甲，所以运动员乙更适合从事马拉松运动。 （3）BC段细胞内的葡萄糖浓度高于细胞外，细胞吸收葡萄糖方式属于主动运输，CD段变化原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是：当载体饱和时，细胞仍然吸收葡萄糖而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。 （4）甲组和乙组的变量是：是否存在呼吸作用，甲组有呼吸作用，乙组没有呼吸作用，故液滴移动情况是：实验甲组加快，乙组不移动；葡萄糖溶液浓度变化情况是：实验甲组下降，乙组不变。 （5）人成熟红细胞不能进行有氧呼吸，无氧呼吸产生乳酸，故红色液滴不移动。 24．（除标注外，每空1分，共10分） 某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，回答下列有关问题： (1)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为________和________，并进一步合成脂肪。 (2)途径一表示有氧呼吸，进行的主要场所是________。 (3)途径二和途径三的存在，使酵母菌在________环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应能力。酵母菌仅通过途径二不能获得满足生长必需的能量，原因是_______。 (4)下图中有一系列装置，请从图中选取装置并排序，用于探究酵母菌途径一的正确组合为________（用序号和箭头表示，2分），用于途径二的正确组合为________（用序号和箭头表示，2分）。若用酸性重铬酸钾检测酒精，需将酵母菌的培养时间适当_______（填“延长”或“缩短”）。 【答案】(1) 甘油 脂肪酸 (2)线粒体 (3) 无氧 途径二（无氧呼吸）释放的能量较少 (4) ⑧→①→③ ②→③ 延长 【分析】1、有氧呼吸的全过程分为三个阶段： 第一个阶段：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH，并释放少量的能量； 第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和NADH，并释放出少量的能量； 第三阶段：第一、二阶段产生的NADH经过一系列的化学反应，与氧结合生成水，同时释放出大量的能量。 2、无氧呼吸包括酒精发酵和乳酸发酵，二者第一阶段（相同）：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH，并释放少量的能量；第二阶段乳酸发酵：丙酮酸和NADH生成乳酸；酒精发酵：丙酮酸和NADH生成酒精和二氧化碳。 【详解】（1）细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油和脂肪酸，并进一步合成脂肪。 （2）途径一表示有氧呼吸，线粒体是有氧呼吸进行的主要场所。 （3）有氧呼吸将葡萄糖彻底氧化分解为CO2和H2O，释放出大量能量，生成大量ATP，能为酵母菌的生命活动提供大量能量。途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应能力。途径二属于无氧呼吸，无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量，远少于有氧呼吸释放的能量，因此 “酵母菌仅通过途径二不能获得满足生长必需的能量” 的原因是：途径二（无氧呼吸）释放的能量较少，不足以满足酵母菌生长所需的大量能量。 （4）途径一有氧呼吸，需要先除去空气中的CO2，防止对实验结果造成干扰，所以先连接⑧（质量分数为10%的NaOH溶液），然后连接①（酵母菌培养液），最后连接③（澄清的石灰水），用于检测有氧呼吸产生的CO2，故用于探究酵母菌途径一的正确组合为⑧→①→③；途径二是酵母菌的无氧呼吸，需要营造无氧环境，所以连接②（酵母菌培养液），然后连接③（澄清的石灰水），用于检测无氧呼吸产生的CO2，故用于探究酵母菌途径二的正确组合为②→③。由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 25．（除标注外，每空1分，共13分） 腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素-荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。分析并回答下列问题。 (1)“荧光素-荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是________（用文字与箭头表示，2分）。 (2)“荧光素-荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的_______，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。④多次重复上述①②③过程，进而计算出_________。 (3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度如图1所示。其中高浓度盐溶液经稀释后酶活性可以恢复，高温和Hg2+处理后酶活性不可恢复。若要节省荧光素酶的用量，可以使用________（2分）处理；Hg2+处理后酶活性降低可能是因为_________（2分）。 (4)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图2。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图3所示。 ①据图2分析，随着底物（反应物）浓度升高，抑制剂________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的抑制作用逐渐减小。 ②据图3分析，竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两者降低酶促反应速率的原因不同，后者是通过__________（3分），从而降低酶促反应速率。 ③结合图2和图3分析，抑制剂Ⅱ属于________性抑制剂。 【答案】(1)ATP 中的化学能→光能 (2) 荧光素和荧光素酶 平均值 (3) Mg2+ Hg2+破坏了荧光素酶的空间结构 (4) Ⅰ 与酶的非活性部位结合，改变酶的空间结构，使酶的活性部位无法与底物结合 非竞争 【分析】ATP的能量转换形式：ATP中储存的化学能可转换为其他形式的能量（如本题中转换为荧光的光能）。ATP与放能 / 吸能反应的联系：ATP的合成过程通常与放能反应相联系（放能反应释放的能量用于合成 ATP），ATP的水解过程通常与吸能反应相联系。酶的激活剂：某些离子（如Mg²⁺）可作为酶的激活剂，提高酶的活性。酶的空间结构对活性的影响：高温、重金属离子（如Hg²⁺）会破坏酶的空间结构（尤其是酶的活性部位），导致酶活性不可逆丧失。 【详解】（1）荧光素接受 ATP 提供的化学能被激活，最终发出荧光（光能），因此能量转换形式为 ATP 中的化学能→光能。 （2）实验原理是 “荧光素 + 荧光素酶 + ATP→发光”，因此将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的荧光素和荧光素酶；多次重复实验后计算平均值，可减少偶然因素导致的误差，提高实验结果的准确性。 （3）图1中，Mg²⁺处理组的发光强度最高（酶活性最强），因此使用 Mg2+处理可提高酶活性，从而节省酶的用量；Hg2+是重金属离子，会破坏荧光素酶的空间结构（尤其是活性部位的结构），所以Hg2+处理后会导致酶活性降低。 （4）图2中，抑制剂Ⅰ的酶促反应速率随底物浓度升高，逐渐接近无抑制剂组，说明其抑制作用逐渐减小（符合竞争性抑制剂的特点）；竞争性抑制剂的作用机制是与底物竞争酶的活性部位，使底物无法与酶结合，非竞争性抑制剂的作用机制是与酶的非活性部位结合，改变酶的空间结构，导致活性部位无法与底物结合；抑制剂Ⅱ的酶促反应速率始终低于无抑制剂组，且不随底物浓度升高而恢复，符合非竞争性抑制剂的特点，所以抑制剂Ⅱ属于非竞争性抑制剂。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·综合提升 （测试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1．（生产实践应用）在农业生产中，常用脲酶抑制剂来减缓尿素分解，提高肥效。某研究团队从植物中提取了两种候选抑制剂——类黄酮和Urease-IN-2。为探究二者对脲酶活性的抑制原理进行了实验，实验结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．脲酶能够高效催化尿素分解，是因为其为反应提供大量的活化能 B．由曲线②可知，类黄酮通过与脲酶可逆结合，抑制尿素分解 C．由曲线③可知，Urease-IN-2与尿素竞争脲酶同一结合位点 D．将类黄酮与Urease-IN-2混合使用，可完全抑制脲酶活性 2．（实验探究）某研究小组为探究不同金属离子对淀粉酶活性的影响，以淀粉、淀粉酶、碘液和表格中各种试剂为材料，进行了如下实验，关于本实验的分析与评价，正确的是（　　） 试管编号 1 2 3 4 5 加入试剂 1mL蒸馏水 1mL NaCl溶液 1 mL CuCl2溶液 1mL CaSO4溶液 1mL稀盐酸溶液 颜色反应 棕黄色 棕黄色 蓝色 棕黄色 蓝色 A．本实验的自变量是加入的不同试剂类型，2号试管的结果说明Na+是唾液淀粉酶的激活剂 B．比较3号和4号试管的实验结果，可以证明Cu2+对唾液淀粉酶活性具有抑制作用 C．5号试管出现蓝色的原因是稀盐酸使酶发生了水解导致失活 D．若想证明Cl-对唾液淀粉酶活性无显著影响，应增设一组加入1mLNa2SO4溶液的试管作为对照 3．（实验探究）纯净的ATP呈白色粉末状，使用时可以口服或者注射。某同学欲验证ATP的生理功能，取离体蛙的腓肠肌置于任氏液（同生理盐水）中，待细胞内原有能源物质基本耗尽后取出，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉是否收缩，然后滴加ATP溶液，再次观察肌肉是否收缩，下列分析正确的是（　　） A．ATP可以口服说明ATP可以作为细胞的直接能源物质 B．ATP分子中包含一个腺苷，一个核糖和三个磷酸基团 C．肌肉收缩是一个吸能过程，与ATP的合成相伴随 D．该实验预期结果是第一次肌肉不收缩，第二次肌肉收缩 4．（综合推理）当某些植物的根细胞处于高Na+环境时，Ca2+通道蛋白、NHX转运蛋白和H+-ATP酶等蛋白质会共同参与抵抗盐胁迫，部分作用机制如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．细胞外Ca2+浓度越高，Ca2+与通道蛋白结合并转运的速率越快 B．图中NHX转运蛋白可以运输Na+和H+，但其仍具有专一性 C． H+-ATP酶发挥作用时会发生磷酸化，导致其构象发生改变 D．若适当提高细胞质基质的pH，可能利于液泡积累Na+抵抗盐胁迫 5．（综合推理）有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行（如图甲），叠氮化物可抑制电子传递给氧；DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验，在不同的时间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物或DNP，测定消耗的O2量和合成的ATP量，结果如图乙。①②表示生理过程。下列说法错误的是（     ） A．还原剂NADH是一种电子供体 B．加入ADP+Pi后，ATP合酶被激活，H+顺浓度梯度回流驱动ATP合成，O2消耗和ATP合成均显著上升 C．DNP使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加 D．①②生理过程均发生在线粒体内膜上 6．（综合推理）某科学兴趣小组以酵母菌为实验材料，以葡萄糖为能量来源，在一定条件下，通过控制O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率（Ⅰ）、O2消耗速率（Ⅱ）、酒精产生速率（Ⅲ）随着时间变化的三条曲线，如图所示。S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌为实验材料进行了相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率（Ⅳ）的曲线。下列相关叙述错误的是（　　） A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失 B．不同温度条件下，S1和S2的值都是相等的 C．Ⅱ、Ⅲ曲线的交点处对应的时间点，无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量不相等 D．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等 7．（综合推理）氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）作为细胞中重要的氢载体，可接收其他反应脱下的氢原子形成还原型辅酶Ⅰ（NADH），NADH与NAD+的动态平衡可保证反应的持续进行。某些生物在缺氧条件下，细胞呼吸中的两种物质变化途径如图所示，还原型萘醌与氧化型萘醌转化过程中不产生ATP。下列叙述正确的是（     ） A．无氧条件下葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质 B．丙酮酸的还原和还原型萘醌的氧化过程中都需消耗NADH C．相同质量的葡萄糖经过乳酸发酵产生的ATP比萘醌途径多 D．萘醌途径比乳酸发酵途径有更多丙酮酸用于其他代谢活动 8．当金鱼处于寒冷冬天湖面冰封导致的缺氧的水环境中时，金鱼的非乙醇代谢组织（如大脑、肝脏和心脏）细胞中先进行正常的乳酸发酵，乳酸通过血液循环被运输到乙醇代谢组织（如骨骼肌）细胞中，在乳酸脱氢酶的催化下，重新氧化成物质X，然后转为乙醇，通过鱼鳃排到水体中。下列叙述正确的是（　　） A．金鱼的该种特殊的代谢途径可避免酒精在体内过度积累 B．物质X是丙酮酸，经②④释放的能量主要储存在ATP中 C．在不同的金鱼细胞中，葡萄糖经途径①形成物质X的场所是不同的 D．不同代谢组织中无氧呼吸产物的不同与参与代谢的酶有关 9．（生产实践应用）气调保鲜技术是指在冷冻贮藏的基础上，通过控制氮气、二氧化碳和氧气的比例来创造一个适合特定食品的包装条件，以减慢食品腐败的速度。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响，科研人员在0℃贮藏温度下进行实验，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．据图可知，该实验的自变量为储藏时间和有无充入氮气 B．若在25℃条件下重复该实验，对照组与实验组的二氧化碳释放速率差值会比0℃时更大。 C．0-9d内，对照组樱桃果实的有氧呼吸强度持续下降，无氧呼吸强度先上升后下降。 D．若继续延长储藏时间，实验组的CO2释放速率可能升高 10．（生产实践应用）细胞呼吸是影响果蔬储藏品质的关键。研究发现，草莓储藏过程中，呼吸熵（CO2释放量/O2吸收量）能反映草莓细胞的呼吸代谢类型。科研人员在密闭环境中分别测定了不同温度下草莓的最长储藏时间、储藏末期可溶性糖的消耗量，并计算了呼吸熵的变化（初始值为1.0），部分结果如下表所示（假定呼吸作用的底物均为葡萄糖）。下列说法正确的是（　　） 储藏温度/℃ 最长储藏时间/h 糖消耗总量/（mg⋅） 储藏末期呼吸熵 0 240 18 1.8 5 96 5 1.1 20 24 10 3.5 A．储藏温度越低，草莓细胞呼吸产生的酒精越多，从而对草莓的品质影响越大 B．20℃时储藏末期的呼吸熵最大，说明此时有氧呼吸最强且无氧呼吸最弱 C．0℃时可溶性糖消耗量最大，主要原因是可溶性糖转化成纤维素等结构物质 D．据实验推测，使用密闭盒在冰箱（约4～6℃）中保鲜草莓的时间不宜超过4天 11．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（　　） A．色素5最可能为花青素，主要分布在液泡中 B．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 C．色素1和2主要吸收红光和蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 12．为了探究光照强度对光合作用的影响，某实验小组选用若干完全相同的图1装置，在不同光照强度下进行了实验，一小时后，统计了不同组的气体变化值，结果如图2所示。下列正确的是（     ） A．为达到实验目的，X溶液应该选用NaOH B．实验中气体体积的变化是由氧气或者二氧化碳导致 C．光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用。其产生的CO2中的氧原子都来自有机物 D．光照强度为2klx、4klx时，每小时该植物光合作用制造的氧气分别为5 mL、15 mL 13．某些光合细菌的光合作用存在环式光合磷酸化的过程，即在没有外源电子供体存在的情况下，光能驱动含叶绿素的反应中心激发出电子，电子通过一系列复合物的传递再传回反应中心，释放能量合成ATP。但若存在H2、H2S等外源电子供体时，光合细菌则可以通过逆向电子传递进行非环式光合磷酸化过程，具体过程如图。下列叙述错误的是（　　） A．这类细菌进行光合作用可不产生氧气 B．没有外源电子供体时可以生成ATP和[H] C．H2S做电子供体时电子最终用于还原NAD+ D．这类细菌不属于化能合成生物 14．绿色植物进行光合作用可以合成淀粉，我国科学家成功设计出了一条无绿色植物参与也能利用二氧化碳和水合成淀粉的路线（如图所示）。下列相关叙述正确的是（    ）    A．上述路径的本质是将光能转化成有机物中稳定的化学能 B．图中水电解形成的产物与水光解形成的产物是相同的 C．图中②过程所用的酶与植物体内CO2固定所用的酶相同 D．①过程模拟了光反应过程，②③④过程模拟了暗反应过程 15．植物叶片的光合作用强度可通过通气法来测定，如图1所示（装置中通入气体的CO2浓度是可以调节的）。将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头方向缓慢流动，并用CO2分析仪测定A、B两处气体CO2浓度的变化。下列说法错误的是（　　） A．欲使A、B两处气体CO2浓度相同，可通过控制光照强度、温度等条件来实现 B．如果B处气体CO2浓度低于A处，说明叶片光合作用强度大于呼吸作用强度 C．将该同化箱放在黑暗中测得通入与排出气体的体积差值（设压强恒定），其含义是植物呼吸吸收氧气和产生二氧化碳的差值 D．若该叶片在适宜条件下进行如图2所示的处理，则叶片光合作用制造有机物的量可表示为a+c-b 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 16．科研人员探究不同温度梯度下某植物总光合速率、呼吸速率变化，测定数据如下表，下列分析正确的是（    ） 温度(℃) 15 25 35 45 总光合速率(相对值) 5.2 9.6 10.3 6.1 呼吸速率(相对值) 1.8 2.9 4.7 5.5 A．净光合速率最大值出现在25℃组 B．45℃高温下光合酶活性大幅下降，呼吸酶仍较高活性 C．35℃时植物有机物积累量高于25℃ D．温度变化对光合、呼吸酶活性的影响程度不同 17．（教材实验拓展）某同学利用透明的亚克力板、大型注射器等设计了如图所示的密闭层析装置，进行色素的提取和分离实验，主要操作流程如下。相关叙述正确的是（     ） ①提取色素，得到绿色的色素滤液。 ②画滤液细线，将滤纸条固定在顶盖内部中间的卡槽处。 ③盖上顶盖，通过注射器向层析缸内缓缓注入层析液。 A．①操作需加入绿叶、SiO2、CaCO3和无水乙醇，迅速、充分研磨 B．②操作画滤液细线时，需连续多次重复画滤液细线，以累积更多的色素 C．③操作能控制层析液的量，避免滤液细线触及层析液造成实验失败 D．该装置可同时对多个滤纸条进行层析，便于对比不同实验材料的结果 18．有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并将ADP和Pi合成ATP，然后与接受了电子的O2结合生成水。下列叙述正确的是（    ） A．线粒体基质中合成NADH所需要的H+来自有机物和水 B．合成ATP的动力来自于线粒体内膜两侧H+的浓度差 C．与前两个阶段相比，第三阶段能完成有机物的彻底氧化分解 D．经过有氧呼吸释放出的能量大部分转移到ATP中 19．如图装置可用于探究发芽种子的呼吸方式。下列相关叙述错误的是（     ） A．若装置1、装置2液滴均左移，说明种子只进行产乳酸的无氧呼吸 B．装置2中液滴移动的距离代表种子呼吸作用释放的总量 C．若装置1液滴左移、装置2液滴右移，说明种子进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 D．可将装置中的发芽种子换成等量死种子，设置对照以排除环境因素干扰 20．（模型构建）甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述错误的是 A．图甲中，反应速率最终不再上升是因为酶的数量有限所致 B．图乙中，a点对应的温度称为最适温度，也是保存该酶的最适温度 C．图丙中，pH从5上升到8的过程中，酶活性升高 D．图丁中，c点和d点相关酶促反应的速率都处于最大值 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．（除标注外，每空1分，共12分）农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，_________________（2分）作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（5分）。 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________（2分）。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的________组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________（2分）。 22．（除标注外，每空1分，共10分）为研究光合作用过程，科学家设计了以下实验：将叶绿体的类囊体放入烧杯中，人为调整类囊体膜两侧的pH，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP是否产生，实验过程如图1；科学家还测定了添加ADP和Pi的前后类囊体膜两侧H+浓度变化，结果如图2所示。据此回答下列问题： (1)叶绿体的类囊体是光合作用中_____阶段的场所，主要吸收________（填可见光的颜色，2分）的叶绿素和在层析液中溶解度_______（填“最大”或“最小”）的类胡萝卜素分布在类囊体的薄膜上。 (2)若想证明“类囊体膜两侧H+没有浓度差就不能合成ATP”。还需人为调整类囊体膜两侧的pH，使______，并适时加入适量的ADP和Pi，一段时间后检测ATP的产生情况。 (3)研究者发现“只有类囊体内的H+浓度高于膜外时，才能促使ADP和Pi合成ATP”，在上述实验的基础上，还需设计怎样的实验。请写出实验思路，并在图3中画出预期实验结果____（2分）。实验思路：______（3分）。 23．（每空1分，共10分）阅读下面两个资料，回答下列问题： 材料1  2025年鄂尔多斯国际马拉松赛于8月16日鸣枪开跑，本届赛事对于展示草原明珠鄂尔多斯风貌、激发全民健身的热情意义非凡。马拉松是一项高负荷、大强度、长距离的竞技运动，改善运动肌用氧的能力是马拉松项目首先要解决的问题。如图表示甲、乙两名运动员在不同运动强度下，摄氧量与血液中乳酸含量的变化情况。回答下列问题： (1)据图分析，当甲、乙运动员的摄氧量为2～3L/min时，骨骼肌细胞的呼吸方式是______，骨骼肌细胞中产生ATP最多的场所是______；与有氧呼吸相比，骨骼肌无氧呼吸释放的能量很少，葡萄糖中能量的主要去向是______。 (2)据图分析，运动员______（填“甲”或“乙”）更适合从事马拉松运动。 材料2  图1表示小肠细胞吸收葡萄糖的情况。为进一步探究细胞吸收葡萄糖的方式与细胞内、外液葡萄糖浓度差的关系，有人设计了如图2实验（记作甲）：锥形瓶内盛有130mg/dL的葡萄糖溶液以及生活的小肠上皮组织切片，溶液内含细胞生活必须的物质（浓度忽略不计），实验初，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动，5min起速率逐渐加快，此时，锥形瓶内葡萄糖溶液的浓度为amg/dL。 (3)图1显示：曲线BC段，小肠细胞吸收葡萄糖方式属于______，分析CD段变化原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是：当载体饱和时，______而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。 (4)为验证5min时造成红色液滴移动速率加快的直接因素是细胞呼吸速率加快，需要设计一个对比实验（记作乙）：乙实验装置的不同之处是5min时用呼吸抑制处理小肠上皮组织，假定呼吸被彻底阻断，预期结果： 实验开始5min时，①液滴移动情况是：实验甲突然加快，实验乙______；②葡萄糖溶液浓度变化情况是：实验甲______，实验乙______。 (5)若用相等质量的成熟红细胞替代小肠上皮细胞（不考虑血红蛋白的影响），红色液滴移动情况是_____________。 24．（除标注外，每空1分，共10分）某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，回答下列有关问题： (1)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为________和________，并进一步合成脂肪。 (2)途径一表示有氧呼吸，进行的主要场所是________。 (3)途径二和途径三的存在，使酵母菌在________环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应能力。酵母菌仅通过途径二不能获得满足生长必需的能量，原因是_______。 (4)下图中有一系列装置，请从图中选取装置并排序，用于探究酵母菌途径一的正确组合为________（用序号和箭头表示，2分），用于途径二的正确组合为________（用序号和箭头表示，2分）。若用酸性重铬酸钾检测酒精，需将酵母菌的培养时间适当_______（填“延长”或“缩短”）。 25．（除标注外，每空1分，共13分）腌制的泡菜往往含有大量的细菌，可利用“荧光素-荧光素酶生物发光法”对市场上泡菜中的细菌含量进行检测。荧光素接受细菌细胞ATP中提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。分析并回答下列问题。 (1)“荧光素-荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是________（用文字与箭头表示，2分）。 (2)“荧光素-荧光素酶生物发光法”的操作过程是：①将泡菜研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入等量适量的_______，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。④多次重复上述①②③过程，进而计算出_________。 (3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度如图1所示。其中高浓度盐溶液经稀释后酶活性可以恢复，高温和Hg2+处理后酶活性不可恢复。若要节省荧光素酶的用量，可以使用________（2分）处理；Hg2+处理后酶活性降低可能是因为_________（2分）。 (4)酶的抑制剂能降低酶的活性，不同的抑制剂对酶活性的影响不同。某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响，实验结果如下图2。不同的抑制剂抑制酶活性原理如图3所示。 ①据图2分析，随着底物（反应物）浓度升高，抑制剂________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的抑制作用逐渐减小。 ②据图3分析，竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两者降低酶促反应速率的原因不同，后者是通过__________（3分），从而降低酶促反应速率。 ③结合图2和图3分析，抑制剂Ⅱ属于________性抑制剂。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $