第三章 细胞中能量的转换和利用(4大考点)(专项训练)生物苏教版必修1
2026-10-27
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内容正文:
第三章 细胞中能量的转换和利用
常考题型·精准突破
考点一 生命活动需要酶和能源物质
题型1 识图辨析酶的特性(重)
题型2 探究影响酶促反应的因素(高频)
题型3 辨析ATP的结构与功能(高频)
考点二 光合作用——光能的捕获和转换
题型1 提取和分离叶绿体中的光合色素易错点辨析(重)
题型2 以图形为载体分析光合作用过程(高频)
考点三 细胞呼吸——能量的转化和利用
题型1 细胞呼吸过程中物质和能量变化(高频)
考点四 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
题型1探究影响光合作用、细胞呼吸的环境因素(高频)
题型2 结合生产实践分析光合作用和细胞呼吸原理的应用(高频)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 生命活动需要酶和能源物质
◆题型1 识图辨析酶的特性
1.(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示,下列分析错误的是( )
A.图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e
B.图1所示为放能反应,图2所示为吸能反应
C.与①反应相比,②反应所需的条件一般较温和
D.图2所示反应中酶促反应的活化能为f
2.(2026·连云港高一期中)如图为酶促反应示意图,下列叙述错误的是( )
A.酶与底物结合时构象发生变化,脱离后构象能恢复
B.酶的催化作用具有专一性,一种酶只能催化一种生化反应
C.酸是无机催化剂,能催化蛋白质、脂肪和淀粉水解
D.酶的活性中心与底物结合后,启动化学反应并降低化学反应活化能
◆题型2 探究影响酶促反应的因素
3.(2026·常州高一期末)某兴趣小组探究温度对某种酶活性的影响,设置了20 ℃、40 ℃和60 ℃三个实验组,测定不同反应时间内的产物浓度,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该酶可催化H2O2分解
B.该酶的最适温度为40 ℃
C.t3时20℃组中酶处于饱和状态
D.t1时60℃组中酶处于失活状态
4.(2025·淮安高一期中)乳糖酶可催化乳糖水解。有两项与此相关的实验,实验中无关变量相同且适宜,实验结果如表。下列叙述正确的是( )
实验一(乳糖浓度为10%)
酶浓度
0
1%
2%
3%
4%
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二(酶浓度为2%)
乳糖浓度
0
5%
10%
15%
20%
相对反应速率
0
25
50
65
65
A. 实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率可能升高
B.实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将降低
C.实验二若继续增加乳糖浓度,相对反应速率将升高
D.实验二若将反应温度提高5℃,相对反应速率将升高
5.(25-26高三上·全国·阶段检测)甘薯里含淀粉酶,可以把淀粉分解成可溶性糖。为探究温度对淀粉酶活性的影响,某兴趣小组将甘薯放在不同温度下(其他条件相同)处理30min后,测定其还原糖含量,结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
处理温度(℃)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
甘薯还原糖含量(mg/g)
22.1
23.3
25.8
37.6
40.5
47.4
54.7
68.9
45.3
28.6
据表分析,下列叙述正确的是( )
A.第8组甘薯还原糖含量最多,酶促反应速率最快,酶活性最高
B.若处理温度为65℃,则甘薯还原糖含量为54.7mg/g~68.9mg/g
C.与其他组相比,第1组淀粉分解成还原糖反应所需要的活化能最低
D. 若实验后再将第3组和第10组放置在70℃,则还原糖含量均快速增加
◆题型3 辨析ATP的结构与功能
6.(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)萤火虫是鞘翅目萤科昆虫的通称,其腹部末端下方有发光器,能发黄绿色光,由于大部分的能量都转化为光能,只有少部分转化为热能,所以称之为冷光。发光器的发光机理如图所示,下列说法错误的是( )
A.荧光素转化为荧光素酰腺苷酸是一个放能反应
B.ATP是细胞中的能量货币,含量很少但更新速度很快
C.可以利用萤火虫发光的原理检测密闭容器内O2的有无
D.图中ATP蕴含的能量来自萤火虫细胞呼吸释放的化学能
7.(26-27高三上·辽宁大连·阶段检测)ATP结构如图所示,图中~表示高能磷酸键,下列叙述错误的是( )
A.ATP中的A代表腺嘌呤,ATP中含有2个特殊化学键
B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.ATP是能量的直接来源,其合成和放能反应相联系
D.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
8.(2026·扬州高一期中)ATP是细胞内流通的能量“货币”,其合成和水解与多种生理过程有关。下列叙述正确的是( )
A.ATP是生命活动的直接能源物质,脱去2个磷酸基团后形成腺苷
B.ATP的合成常与放能反应相联系,生物体合成ATP所需要的能量均来自细胞呼吸
C.代谢旺盛的细胞中含有大量ATP,且ATP与ADP能迅速相互转化
D.光合作用中光能可转化为ATP中的化学能,有些生物体也可将ATP中的化学能转化为光能
考点二 光合作用——光能的捕获和转换
◆题型1 提取和分离叶绿体中的光合色素易错点辨析
9.(2026·扬州高一月考)如图所示为测定新鲜菠菜叶片中提取的色素的吸收光谱,下列叙述正确的是( )
A.吸收光谱中红光和蓝紫光区域较为明亮,绿光区域较暗
B.提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素的挥发
C.若在提取色素时研磨不充分,则吸收光谱的红光和蓝紫光区域变得更暗
D.若在提取色素时没有加入碳酸钙,则吸收光谱的红光区域会变亮
10.(多选)(2026·泰州高一期末)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,下列叙述正确的是( )
A.叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体膜上
B.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(丙+丁)<(甲+乙)
C.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光和蓝紫光
◆题型2 以图形为载体分析光合作用过程
11.(25-26高二下·江苏扬州·期末)下图是我国科学家模拟绿色植物光合作用设计的一条人工合成淀粉路线图,下列叙述正确的是( )
A.过程①模拟了发生在叶绿体内膜上的光反应阶段
B.过程①中用18O标记水,可获得18O标记的甲醛
C.过程②~⑤类似于暗反应阶段CO2的固定
D.过程④在植物体内进行时需要消耗NADPH和ATP
12.(2026·江苏镇江·一模)钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关过程,下列叙述错误的是( )
A.光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差
B.电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水,气孔打开
C.打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2,提高植物的光合作用强度
D.当光照强度处于植物光补偿点时,叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用
考点三 细胞呼吸——能量的转化和利用
◆题型1 细胞呼吸过程中物质和能量变化
13.(26-27高三上·江苏无锡·阶段检测)呼吸链由蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等组成,它可以传递e-并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程,下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP直接供能
B.蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ处发生的过程属于有氧呼吸第三阶段
C.硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示过程供能
D.线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶
14.(2026·江苏南通·一模)细胞有氧呼吸第三阶段中,NADH([H])经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,并伴随ATP的合成,如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.NADH均由线粒体基质提供
B.e-的最初供体为NADH,最终受体是H2O
C.该阶段会释放出大量能量,大部分用于合成ATP
D.向线粒体基质转运H+的转运蛋白也具有催化作用
15.(26-27高三上·江苏无锡·阶段检测)金鱼在低氧条件下的部分代谢过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 金鱼培养液加入酸性的重铬酸钾溶液,可能由橙色变成(灰)绿色
B.在缺氧环境下没有O2参与反应,无氧呼吸第二阶段不利用NADH
C.图中①③过程有ATP的合成,②⑤过程没有ATP的合成
D.④⑤等途径可以防止无氧呼吸产物对金鱼体细胞产生毒害作用
16.(26-27高三上·江苏南通·开学考试)下图表示人体细胞中葡萄糖代谢的部分过程,甲、乙、丙表示物质,①~④表示过程。相关叙述正确的是( )
A.物质甲、乙分别是丙酮酸、NADPH
B.过程①、②均能释放少量能量,合成少量ATP
C.过程③不需要O2参与,在无氧条件下也能进行
D.过程④进行的场所是线粒体内膜,产物是H2O
考点四 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
◆题型1 探究影响光合作用、细胞呼吸的环境因素
17.(26-27高三上·江苏·阶段检测)为探究不同环境因素对光合作用的影响,某同学选择金鱼藻、冰块、NaHCO3溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是( )
A.可探究的环境因素有光照强度、温度、CO2浓度等
B.实验中可用单位时间的O2释放量表示总光合速率
C.将室温下的实验装置移至冰水中,光合速率会下降
D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度
18.(26-27高一上·江苏·开学考试)同学们利用萌发和煮熟的种子,探究植物的呼吸作用,实验过程如下图,一段时间后,甲组温度计示数高于乙组。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验说明萌发的和煮熟的种子都能进行呼吸作用
B.甲、乙两组所用种子的大小和数量可以不相同
C.该实验中萌发的种子进行呼吸作用释放了热量
D.甲组蜡烛熄灭,说明萌发的种子呼吸作用产生二氧化碳
◆题型2 结合生产实践分析光合作用和细胞呼吸原理的应用
19.(2026·湖北·二模)谚语总结了我国劳动人民多年的生产实践经验。下列关于谚语的解释不合理的是( )
A.“山药地要松,甘蔗行要齐”——适当松土、通风有利于农业增产
B.“追肥在雨前,一夜长一拳”——雨前施肥可使矿质元素溶解在水中更易被植物吸收
C.“春冻解,地气始通”——春天升温,细胞内结合水/自由水的比值升高,代谢增强
D.“春天粪堆密,秋后粮铺地”——粪肥中的有机物被分解者分解,为作物提供无机盐和CO2
20.(25-26高一上·江苏连云港·期末)关于光合作用与细胞呼吸原理在生产和生活中的应用,下列叙述错误的是( )
A.常在低温、无氧条件下储存粮食,以减弱呼吸作用
B.棉花套种花生可使植物高矮成层,提高光能利用率
C.在无氧条件下,酵母菌可以利用葡萄或粮食生产酒
D.用透气的纱布包扎伤口可抑制伤口附近厌氧菌的繁殖
综合攻坚·知能拔高
1.(多选)(23-24高三上·江苏南京·阶段检测)蛋白酶法脱毛是皮革脱毛中可替代传统化学方法的清洁生产技术。研究团队探索环境条件对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如下图。剩余酶活是在相应条件下处理1h后取样测定的残余酶活力。下列叙述正确的有( )
A.工业中该酶生产和使用的最佳温度范围是50-60℃,超出范围可能会引起酶空间结构改变
B.剩余酶活曲线是在该酶最适温度55℃条件下,测量各数据点的酶热稳定性数据绘制的
C.有些金属离子可以作为辅助因子,提高酶的活性和稳定性,进而促进酶的催化反应
D.Mn2+对蛋白酶有显著的激活作用,而Fe2+和Fe3+的添加会显著抑制蛋白酶活力
2.(多选)(2025·江苏南通·模拟预测)某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素,并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的是( )
A.可将剪碎的叶片放入乙醇中,在室温下浸提2min
B.提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C.可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D.实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
3.(26-27高三上·四川遂宁·开学考试)光合作用是绿色植物的重要代谢过程,下列相关说法正确的是( )
A.农家肥可提供CO2,以促进农作物光合作用,为植物直接提供物质和能量
B.当整株植物净光合速率等于0时,叶肉细胞内净光合速率也等于0
C.水的光解中反应物可以来自液泡中的细胞液或线粒体的呼吸作用
D.叶肉细胞中的NADPH和ATP均可以在叶绿体基质中产生和消耗
4.(25-26高二下·江苏南通·阶段检测)天南星科植物在开花时,其花序会释放大量能量,使得花序温度比周围环境高25℃左右。天南星有氧呼吸存在图示两种途径,相关叙述正确的是( )
A.图中[H]来自于水和葡萄糖
B.途径1、2发生在线粒体基质中
C.途径1可释放更多的热能使花序温度升高
D.途径2使大部分能量仍保留在有机物中
5.(24-25高三上·江苏常州·期末)图示氧传递酶合成与加工过程,下列相关叙述错误的是( )
A.氧传递酶的合成与加工过程中伴随着肽键的形成和断裂
B.HSP-70与氧传递酶前体的复合体以胞吞方式进入线粒体
C.与线粒体外膜进行信息交流的是氧传递酶前体的氨基端
D.可推测成熟的氧传递酶发挥作用的场所是线粒体内膜
6.(多选)(2025·泰州高一期末)下列关于图示两种发酵过程的叙述,错误的是( )
A.两种发酵途径的各个阶段都能产生少量的ATP
B.两种发酵途径不同的直接原因是酶的种类不同
C.发酵的中间产物可转化为甘油和氨基酸等非糖物质
D.发酵过程第一阶段不同于有氧呼吸第一阶段
7.(25-26高一上·辽宁·期末)脂肪酶广泛应用于洗涤剂、食品、医药等众多工业领域。科研人员进行了相关实验研究酶的作用机理及影响酶活性的因素(图1中a~f表示不同物质)。据图回答下列问题:
(1)图1模型中表示脂肪的是________(填小写字母),该模型体现了酶的特性是________。
(2)图2表示在酶和无机催化剂作用下,脂肪水解的能量变化,其中表示酶的反应曲线是________,AB段的含义是_______。
(3)酶的抑制剂能降低酶活性,不同抑制剂的作用机理如图3所示。柚皮素能抑制脂肪酶活性,为探究其作用机制,将脂肪酶均分为两组,每组分为若干份,实验组加入一定量_______,对照组加入________。相同且适宜条件下将两组酶溶液均与等量不同浓度的脂肪混合,检测脂肪分解速率。若柚皮素抑制酶活性的作用机理如图3中模型A,在图4中画出对应曲线_______。
(4)高温降低酶活性的机理与________(填“模型A”或“模型B”)类似,判断依据是_______。
8.(25-26高三上·江苏·期末)光合作用是自然界高效捕获与转化光能的过程,其精密机制为设计人工光合系统提供了重要蓝图。请回答下列问题:
(1)研究者从生物体内提取多种酶构建CETCH循环酶系,与菠菜中分离出的类囊体膜共同封装在微滴中,构建类叶绿体(图1)。类囊体膜的基本支架为______。在光照下,类囊体进行光反应产生_______,驱动CETCH循环,模拟自然光合作用中_______阶段。
(2)PSⅡ是镶嵌在类囊体膜上的色素-蛋白质复合体,其上色素主要吸收_______。研究者溶解菠菜叶绿体膜并通过______技术沉淀膜碎片,最终获得PSII。将PSII与来源于细菌的视紫红质蛋白(PR)以及ATP合酶共同组装在人工脂质膜上,构建人工细胞器,使用巨型囊泡包裹该人工细胞器,进一步构建人工细胞(图2)。由图可知,ATP合酶的功能为_______。
(3)研究者利用不同光质处理人工细胞器,探究人工细胞器内pH与PR转运H+方向的关系,结果如图3所示。
①PSI与PR能同时被白光激活,而PR仅能被绿光激活。白光激活PSII后,通过促进______增加人工细胞器内H+浓度,此过程形成_______驱动ATP的合成。白光激活PR后,H+通过PR运入人工细胞器的方式为_______。
②结合上述信息和图2、图3,可得出结论:_______。
9.(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)某细菌是严格厌氧的光合细菌,在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示,其中①~④表示反应过程。
(1)与高等植物相比,该细菌特有的光反应产物有______________和______________。①和②属于光合作用的______________阶段。
(2)图中②过程为_______________(填过程名称),②的进行除外还需要的原料有_______________和______________。
(3)当光照不足时,该菌可以通过______________(填“无氧呼吸”或“有氧呼吸”)合成ATP和NADH。该过程产生的______________又可用于的生成。
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第三章 细胞中能量的转换和利用
常考题型·精准突破
考点一 生命活动需要酶和能源物质
◆题型1 识图辨析酶的特性
1.D
2.B
◆题型2 探究影响酶促反应的因素
3.D
4.A
5.A
◆题型3 辨析ATP的结构与功能
6.A
7.A
8.D
考点二 光合作用——光能的捕获和转换
◆题型1 提取和分离叶绿体中的光合色素易错点辨析
9.D
10.A
◆题型2 以图形为载体分析光合作用过程
11.D
12.B
考点三 细胞呼吸——能量的转化和利用
◆题型1 细胞呼吸过程中物质和能量变化
13.B
14.D
15.B
16.D
考点四 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
◆题型1 探究影响光合作用、细胞呼吸的环境因素
17. B
18. C
◆题型2 结合生产实践分析光合作用和细胞呼吸原理的应用
19. C
20. A
综合攻坚·知能拔高
1.CD
2.BD
3.C
4.A
5.B
6.AD
7. (1) d 酶具有专一性
(2) ① 与无机催化剂相比,酶所降低的化学反应的活化能
(3) 柚皮素 等量蒸馏水
(4) 模型B 高温改变酶的空间结构使酶活性降低;模型B中抑制剂与酶结合,使酶的空间结构发生改变,二者作用机理类似
8. (1) 磷脂双分子层 NADPH、ATP 暗反应
(2) 红光和蓝紫光 密度梯度离心(离心) 运输H+、催化ATP的合成
(3) 水的光解 H+的浓度差(或电化学势能) 主动运输 人工细胞器内pH7.8-7.4(较高)时,PR转运H+进入人工细胞器;人工细胞器内pH低于7.4(较低)时,PR转运H+出人工细胞器
9.(1) S NADH 暗反应
(2) C3的还原 ATP NADH
(3) 无氧呼吸 和乙酸
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第三章 细胞中能量的转换和利用
常考题型·精准突破
考点一 生命活动需要酶和能源物质
题型1 识图辨析酶的特性(重)
题型2 探究影响酶促反应的因素(高频)
题型3 辨析ATP的结构与功能(高频)
考点二 光合作用——光能的捕获和转换
题型1 提取和分离叶绿体中的光合色素易错点辨析(重)
题型2 以图形为载体分析光合作用过程(高频)
考点三 细胞呼吸——能量的转化和利用
题型1 细胞呼吸过程中物质和能量变化(高频)
考点四 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
题型1探究影响光合作用、细胞呼吸的环境因素(高频)
题型2 结合生产实践分析光合作用和细胞呼吸原理的应用(高频)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 生命活动需要酶和能源物质
◆题型1 识图辨析酶的特性
1.(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示,下列分析错误的是( )
A.图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e
B.图1所示为放能反应,图2所示为吸能反应
C.与①反应相比,②反应所需的条件一般较温和
D.图2所示反应中酶促反应的活化能为f
【答案】D
【解析】图1中峰值更高的是无机催化剂催化反应的活化能峰值,峰值更低的是酶促反应的活化能峰值,二者的差值e就是酶与无机催化剂降低活化能的差值,A正确;放能反应的反应物总能量高于产物总能量,符合图1特征;吸能反应的反应物总能量低于产物总能量,符合图2特征,B正确;图2中②的峰值更低,代表酶促反应,与无机催化剂催化的①反应相比,酶的作用条件一般更温和,C正确;活化能是反应物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态所需的能量,即图2中反应物2的能量水平到曲线峰值的能量差,f是②曲线峰值到产物2的能量差,不属于酶促反应的活化能,D错误。
故选D。
2.(2026·连云港高一期中)如图为酶促反应示意图,下列叙述错误的是( )
A.酶与底物结合时构象发生变化,脱离后构象能恢复
B.酶的催化作用具有专一性,一种酶只能催化一种生化反应
C.酸是无机催化剂,能催化蛋白质、脂肪和淀粉水解
D.酶的活性中心与底物结合后,启动化学反应并降低化学反应活化能
【答案】B
【解析】由图可知,酶与底物结合后,其分子构象发生改变,产物与酶脱离时,酶的分子构象恢复,A正确;酶催化作用的专一性是指一种酶只能催化一种或一类生化反应,B错误。
故选B。
◆题型2 探究影响酶促反应的因素
3.(2026·常州高一期末)某兴趣小组探究温度对某种酶活性的影响,设置了20 ℃、40 ℃和60 ℃三个实验组,测定不同反应时间内的产物浓度,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该酶可催化H2O2分解
B.该酶的最适温度为40 ℃
C.t3时20℃组中酶处于饱和状态
D.t1时60℃组中酶处于失活状态
【答案】D
【解析】由于H2O2分解受温度影响,不能选用H2O2作为实验材料探究温度对酶活性的影响,故该酶不可能是过氧化氢酶,A错误;比较三条曲线可知,40 ℃条件下酶的活性较其他两组温度条件下高,但是不能说明该酶的最适温度为40 ℃,B错误;t3时20 ℃组中,产物浓度没有达到最大,说明酶并未饱和,C错误;t1时60 ℃组中,产物浓度还未达到最大值,酶促反应已经停止,说明酶已失活,D正确。
故选D。
4.(2025·淮安高一期中)乳糖酶可催化乳糖水解。有两项与此相关的实验,实验中无关变量相同且适宜,实验结果如表。下列叙述正确的是( )
实验一(乳糖浓度为10%)
酶浓度
0
1%
2%
3%
4%
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二(酶浓度为2%)
乳糖浓度
0
5%
10%
15%
20%
相对反应速率
0
25
50
65
65
A. 实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率可能升高
B.实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将降低
C.实验二若继续增加乳糖浓度,相对反应速率将升高
D.实验二若将反应温度提高5℃,相对反应速率将升高
【答案】A
【解析】由表中数据可知,实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将增大,B错误;实验二底物浓度超过15%时,随着底物浓度的升高,相对反应速率保持不变,则限制相对反应速率的主要原因是酶浓度,故继续增加乳糖浓度,相对反应速率不再增大,C错误;该实验是在适宜的温度条件下进行的,此时酶活性最高,若将反应温度提高5 ℃,酶活性会降低,其催化反应的相对反应速率将降低,D错误。
故选A。
5.(25-26高三上·全国·阶段检测)甘薯里含淀粉酶,可以把淀粉分解成可溶性糖。为探究温度对淀粉酶活性的影响,某兴趣小组将甘薯放在不同温度下(其他条件相同)处理30min后,测定其还原糖含量,结果如表所示。
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
处理温度(℃)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
甘薯还原糖含量(mg/g)
22.1
23.3
25.8
37.6
40.5
47.4
54.7
68.9
45.3
28.6
据表分析,下列叙述正确的是( )
A.第8组甘薯还原糖含量最多,酶促反应速率最快,酶活性最高
B.若处理温度为65℃,则甘薯还原糖含量为54.7mg/g~68.9mg/g
C.与其他组相比,第1组淀粉分解成还原糖反应所需要的活化能最低
D. 若实验后再将第3组和第10组放置在70℃环境中,则还原糖含量均快速增加
【答案】A
【解析】第8组(70℃)还原糖含量最高(68.9 mg/g),酶促反应速率最快、活性最高,在最适温度附近,A正确;最适温度介于60℃与80℃之间,若处理温度为65℃,则有可能是最适温度,还原糖含量可能会超过68.9 mg/g,B错误;酶通过降低反应活化能加速反应。第1组(0℃)为低温,酶活性受抑制,其催化淀粉分解所需的活化能较高,C错误;第3组(20℃)为低温,酶活性可恢复,移至70℃(最适温度附近)后酶活性升高,还原糖含量可能增加;但第10组(90℃)为高温,酶已变性失活,移至70℃后活性无法恢复,还原糖含量不会快速增加,D错误。
故选A。
◆题型3 辨析ATP的结构与功能
6.(26-27高三上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)萤火虫是鞘翅目萤科昆虫的通称,其腹部末端下方有发光器,能发黄绿色光,由于大部分的能量都转化为光能,只有少部分转化为热能,所以称之为冷光。发光器的发光机理如图所示,下列说法错误的是( )
A.荧光素转化为荧光素酰腺苷酸是一个放能反应
B.ATP是细胞中的能量货币,含量很少但更新速度很快
C.可以利用萤火虫发光的原理检测密闭容器内O2的有无
D.图中ATP蕴含的能量来自萤火虫细胞呼吸释放的化学能
【答案】A
【解析】荧光素转化为荧光素酰腺苷酸的过程需要消耗ATP水解释放的能量,属于吸能反应,并非放能反应,A错误;ATP是细胞中的“能量货币”,细胞内ATP含量很少,但ATP与ADP的相互转化速率极快,可源源不断为生命活动供能,B正确;由图可知萤火虫发光过程需要O₂参与,若密闭容器无O₂则无法产生荧光,因此可利用该原理检测O₂的有无,C正确;萤火虫为异养生物,不能进行光合作用合成有机物,其细胞内ATP的能量全部来自细胞呼吸分解有机物释放的化学能,D正确。
故选A。
7.(26-27高三上·辽宁大连·阶段检测)ATP结构如图所示,图中~表示高能磷酸键,下列叙述错误的是( )
A.ATP中的A代表腺嘌呤,ATP中含有2个特殊化学键
B.用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA
C.ATP是能量的直接来源,其合成和放能反应相联系
D.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
【答案】A
【解析】ATP中的“A”代表腺苷,是腺嘌呤和核糖结合形成的化合物,并非单独的腺嘌呤;ATP结构中确实含有2个高能磷酸键(特殊化学键),A错误;RNA的基本单位是核糖核苷酸,腺嘌呤核糖核苷酸的组成包含腺嘌呤、核糖和1个α位的磷酸。以α位³²P标记的ATP脱去外侧两个高能磷酸基团后,剩余部分就是带³²P标记的腺嘌呤核糖核苷酸,可作为原料合成带标记的RNA,B正确;ATP是细胞生命活动的直接能源物质,ATP的合成需要捕获能量,因此和细胞内的放能反应相联系,放能反应释放的能量可用于合成ATP,C正确;血浆K⁺浓度低于红细胞内K⁺浓度,K⁺进入红细胞的方式是主动运输,需要载体蛋白协助且消耗ATP,D正确。
故选A。
8.(2026·扬州高一期中)ATP是细胞内流通的能量“货币”,其合成和水解与多种生理过程有关。下列叙述正确的是( )
A.ATP是生命活动的直接能源物质,脱去2个磷酸基团后形成腺苷
B.ATP的合成常与放能反应相联系,生物体合成ATP所需要的能量均来自细胞呼吸
C.代谢旺盛的细胞中含有大量ATP,且ATP与ADP能迅速相互转化
D.光合作用中光能可转化为ATP中的化学能,有些生物体也可将ATP中的化学能转化为光能
【答案】D
【解析】ATP脱去2个磷酸基团后形成的是腺嘌呤核糖核苷酸,腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成,A错误;生物体合成ATP的能量可来自细胞呼吸和光合作用等,B错误;细胞中ATP的含量很少,但ATP与ADP的相互转化快,C错误。
故选D。
考点二 光合作用——光能的捕获和转换
◆题型1 提取和分离叶绿体中的光合色素易错点辨析
9.(2026·扬州高一月考)如图所示为测定新鲜菠菜叶片中提取的色素的吸收光谱,下列叙述正确的是( )
A.吸收光谱中红光和蓝紫光区域较为明亮,绿光区域较暗
B.提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素的挥发
C.若在提取色素时研磨不充分,则吸收光谱的红光和蓝紫光区域变得更暗
D.若在提取色素时没有加入碳酸钙,则吸收光谱的红光区域会变亮
【答案】D
【解析】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,对绿光吸收最少,所以吸收光谱中绿光区域较亮,红光和蓝紫光区域较暗,A错误;提取的色素放置一段时间后实验效果变差,主要原因是色素被氧化分解,而不是挥发,B错误;研磨不充分会使色素提取量减少,吸收的光减少,更多的光会穿过三棱镜,所以吸收光谱的红光和蓝紫光区域会变得亮一些,C错误;碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏,若没有加入碳酸钙,叶绿素被破坏,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以吸收光谱的红光区域会变亮,D正确。
故选D。
10.(多选)(2026·泰州高一期末)如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,下列叙述正确的是( )
A.叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体膜上
B.水稻在收获时节,叶片中色素含量是(丙+丁)<(甲+乙)
C.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨更充分
D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光和蓝紫光
【答案】A
【解析】图示中甲为叶绿素b、乙为叶绿素a,丙为叶黄素,丁为胡萝卜素,这些色素都分布在类囊体膜上,A正确;水稻在收获时节,叶片发黄,叶绿素(包括甲和乙)含量大量减少,类胡萝卜素(包括丙和丁)含量相对较多,此时叶片中色素含量是(丙+丁)>(甲+乙),B错误;提取光合色素时,加入碳酸钙的作用是防止叶绿素分子被破坏,C错误;四种色素中,丙和丁主要吸收蓝紫光,D错误。
故选A。
◆题型2 以图形为载体分析光合作用过程
11.(25-26高二下·江苏扬州·期末)下图是我国科学家模拟绿色植物光合作用设计的一条人工合成淀粉路线图,下列叙述正确的是( )
A.过程①模拟了发生在叶绿体内膜上的光反应阶段
B.过程①中用18O标记水,可获得18O标记的甲醛
C.过程②~⑤类似于暗反应阶段CO2的固定
D.过程④在植物体内进行时需要消耗NADPH和ATP
【答案】D
【解析】光合作用光反应阶段的场所是叶绿体类囊体薄膜,A错误;过程①中水光解产生的O2的氧全部来自反应物水,因此用18O标记水时,18O会进入O2,不会转移到甲醛中,B错误;暗反应包含CO2的固定和C3的还原两个阶段,过程②~⑤既包含类似CO2固定的碳缩合过程,也包含类似C3还原、有机物聚合的过程,C错误;过程④是C3化合物转化为C6化合物,在植物体内暗反应的C3还原过程中,该类转化需要NADPH作为还原剂,同时需要ATP提供能量,D正确。
故选 D。
12.(2026·江苏镇江·一模)钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关过程,下列叙述错误的是( )
A.光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差
B.电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水,气孔打开
C.打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2,提高植物的光合作用强度
D.当光照强度处于植物光补偿点时,叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用
【答案】B
【解析】光被受体接收后激活膜上的 H⁺泵,H⁺泵会将细胞内的 H⁺泵出细胞,使细胞膜外侧 H⁺浓度升高,膜电位变为外正内负,且这种电位差会增大,A正确;保卫细胞吸收钾离子时,钾离子是逆浓度梯度运输,这种运输方式是主动运输,K+进入液泡使细胞液渗透压增大,细胞吸水,B错误;气孔打开后,外界的 CO2可以更顺利地进入叶肉细胞,为光合作用提供充足的原料,从而提高光合作用强度,C正确;当光照强度处于植物光补偿点时,此时植物能进行光合作用的细胞的光合速率等于所有细胞的呼吸速率,故叶肉细胞中光合速率应大于呼吸速率,D正确。
故选B。
考点三 细胞呼吸——能量的转化和利用
◆题型1 细胞呼吸过程中物质和能量变化
13.(26-27高三上·江苏无锡·阶段检测)呼吸链由蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等组成,它可以传递e-并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程,下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP直接供能
B.蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ处发生的过程属于有氧呼吸第三阶段
C.硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示过程供能
D.线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶
【答案】B
【解析】由图可知,丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质的能量来自H⁺顺浓度梯度转运的电化学势能,不需要ATP直接供能,A错误;有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,过程为NADH脱下的氢经电子传递链传递后与氧气结合生成水,同时释放大量能量,蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ位于线粒体内膜,参与上述过程,属于有氧呼吸第三阶段,B正确;硝化细菌是原核生物,不含线粒体,无法发生图示线粒体中的生理过程,C错误;
与呼吸作用有关的酶主要分布在线粒体基质(有氧呼吸第二阶段)和线粒体内膜(有氧呼吸第三阶段),线粒体外膜上没有大量呼吸相关酶,D错误。
故选B。
14.(2026·江苏南通·一模)细胞有氧呼吸第三阶段中,NADH([H])经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,并伴随ATP的合成,如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.NADH均由线粒体基质提供
B.e-的最初供体为NADH,最终受体是H2O
C.该阶段会释放出大量能量,大部分用于合成ATP
D.向线粒体基质转运H+的转运蛋白也具有催化作用
【答案】D
【解析】有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,也会产生NADH,因此NADH并非都由线粒体基质提供,A错误;e⁻的最终受体是O2,O2接受e⁻后和H+结合生成H2O,最终受体不是H2O,B错误;有氧呼吸第三阶段释放的大量能量中,大部分以热能形式散失,仅有少部分用于合成ATP,C错误;图中可向线粒体基质转运的H+转运蛋白是ATP合酶,能够催化ADP和Pi合成ATP,同时具有转运功能和催化作用,D正确。
故选D。
15.(26-27高三上·江苏无锡·阶段检测)金鱼在低氧条件下的部分代谢过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A. 金鱼培养液加入酸性的重铬酸钾溶液,可能由橙色变成(灰)绿色
B.在缺氧环境下没有O2参与反应,无氧呼吸第二阶段不利用NADH
C.图中①③过程有ATP的合成,②⑤过程没有ATP的合成
D.④⑤等途径可以防止无氧呼吸产物对金鱼体细胞产生毒害作用
【答案】B
【解析】金鱼无氧呼吸可产生酒精,会排出到培养液中,因此,金鱼培养液加入酸性的重铬酸钾溶液,可能由橙色变成(灰)绿色,A正确;无氧呼吸第二阶段会消耗第一阶段产生的,将转化为,以保证无氧呼吸第一阶段的持续进行,B错误; ①和③均为细胞呼吸第一阶段,即葡萄糖分解为丙酮酸的过程,该阶段有少量合成;②是产生乳酸的无氧呼吸第二阶段,⑤是产生酒精的无氧呼吸第二阶段,无氧呼吸第二阶段均无合成,C正确;④将乳酸转化为丙酮酸、⑤将丙酮酸转化为酒精排出体外,可避免乳酸、酒精在体细胞中积累产生毒害作用,D正确。
故选B。
16.(26-27高三上·江苏南通·开学考试)下图表示人体细胞中葡萄糖代谢的部分过程,甲、乙、丙表示物质,①~④表示过程。相关叙述正确的是( )
A.物质甲、乙分别是丙酮酸、NADPH
B.过程①、②均能释放少量能量,合成少量ATP
C.过程③不需要O2参与,在无氧条件下也能进行
D.过程④进行的场所是线粒体内膜,产物是H2O
【答案】D
【解析】物质甲是丙酮酸,物质乙是细胞呼吸过程产生的NADH(还原型辅酶Ⅰ),而NADPH是光合作用的特有产物,A错误;过程①为细胞呼吸第一阶段,可释放少量能量合成少量ATP;过程②为产乳酸的无氧呼吸第二阶段,该阶段不释放能量,无法合成ATP,B错误;过程③为有氧呼吸第二阶段,该过程本身不需要O₂参与,但无氧条件下丙酮酸会在细胞质基质中进行无氧呼吸第二阶段,无法进入线粒体发生过程③,因此无氧条件下该过程不能进行,C错误;过程④为有氧呼吸第三阶段,进行的场所是线粒体内膜,O₂和前两个阶段产生的[H]结合生成H₂O,D正确。
故选D。
考点四 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
◆题型1 探究影响光合作用、细胞呼吸的环境因素
17.(26-27高三上·江苏·阶段检测)为探究不同环境因素对光合作用的影响,某同学选择金鱼藻、冰块、NaHCO3溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是( )
A.可探究的环境因素有光照强度、温度、CO2浓度等
B.实验中可用单位时间的O2释放量表示总光合速率
C.将室温下的实验装置移至冰水中,光合速率会下降
D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度
【答案】B
【解析】实验中的台灯可调节光照强度、冰块可调节温度、不同浓度的NaHCO₃溶液可调节CO₂浓度,因此可探究这三种环境因素对光合作用的影响,A正确;氧传感器可测定氧气的变化,单位时间的O2释放量代表净光合速率,是总光合速率减去呼吸速率获得的,B错误;将装置移至冰水中,温度降低,催化光合作用的酶活性下降,因此光合速率会下降,C正确;光照强度随台灯与烧杯距离的增大而减弱,因此可通过调节二者的距离改变光照强度,D正确。
故选 B。
18.(26-27高一上·江苏·开学考试)同学们利用萌发和煮熟的种子,探究植物的呼吸作用,实验过程如下图,一段时间后,甲组温度计示数高于乙组。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验说明萌发的和煮熟的种子都能进行呼吸作用
B.甲、乙两组所用种子的大小和数量可以不相同
C.该实验中萌发的种子进行呼吸作用释放了热量
D.甲组蜡烛熄灭,说明萌发的种子呼吸作用产生二氧化碳
【答案】C
【解析】呼吸作用是活细胞的生理活动,煮熟的种子细胞已经死亡,不能进行呼吸作用,只有萌发的活种子可以进行呼吸作用,A错误;该实验是对照实验,必须遵循单一变量原则,除种子活性这个变量外,种子的大小、数量等无关变量都要保持一致,B错误;甲组(萌发种子)温度计示数高于乙组(煮熟种子),说明萌发的种子进行呼吸作用释放了热量,使瓶内温度升高,C正确;甲组蜡烛熄灭,是因为萌发种子呼吸作用消耗了瓶内的氧气,氧气不足导致蜡烛熄灭,该现象不能证明呼吸作用产生了二氧化碳,D错误。
故选C。
◆题型2 结合生产实践分析光合作用和细胞呼吸原理的应用
19.(2026·湖北·二模)谚语总结了我国劳动人民多年的生产实践经验。下列关于谚语的解释不合理的是( )
A.“山药地要松,甘蔗行要齐”——适当松土、通风有利于农业增产
B.“追肥在雨前,一夜长一拳”——雨前施肥可使矿质元素溶解在水中更易被植物吸收
C.“春冻解,地气始通”——春天升温,细胞内结合水/自由水的比值升高,代谢增强
D.“春天粪堆密,秋后粮铺地”——粪肥中的有机物被分解者分解,为作物提供无机盐和CO2
【答案】C
【解析】适当松土可提高土壤含氧量,促进根细胞有氧呼吸,为根吸收矿质元素提供更多能量;通风可增加作物周边CO₂浓度,提高光合作用速率,有利于农业增产,A正确;植物只能吸收溶解在水中的矿质离子,雨前施肥可使肥料中的矿质元素随雨水溶解,更易被植物根系吸收,B正确;春天升温,细胞代谢增强,细胞内自由水含量升高,结合水/自由水的比值会降低,C错误;粪肥中的有机物可被分解者分解,产生的无机盐可被植物根系吸收利用,产生的CO₂可作为光合作用的原料,有利于作物增产,D正确。
故选C。
20.(25-26高一上·江苏连云港·期末)关于光合作用与细胞呼吸原理在生产和生活中的应用,下列叙述错误的是( )
A.常在低温、无氧条件下储存粮食,以减弱呼吸作用
B.棉花套种花生可使植物高矮成层,提高光能利用率
C.在无氧条件下,酵母菌可以利用葡萄或粮食生产酒
D.用透气的纱布包扎伤口可抑制伤口附近厌氧菌的繁殖
【答案】A
【解析】低温可降低酶活性,减弱细胞呼吸,但无氧条件会促进种子无氧呼吸产生酒精,导致种子霉变,因此粮食储存需低温、低氧(而非无氧) 以抑制呼吸作用,A错误;棉花与花生套种属于群落垂直结构,可充分利用不同层次的光能,提高光能利用率,B正确;酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸(发酵),将葡萄糖转化为酒精,可用于酿酒,C正确;透气纱布可维持伤口有氧环境,抑制厌氧菌(如破伤风杆菌)的无氧呼吸,从而抑制其繁殖,D正确。
故选A。
综合攻坚·知能拔高
1.(多选)(23-24高三上·江苏南京·阶段检测)蛋白酶法脱毛是皮革脱毛中可替代传统化学方法的清洁生产技术。研究团队探索环境条件对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如下图。剩余酶活是在相应条件下处理1h后取样测定的残余酶活力。下列叙述正确的有( )
A.工业中该酶生产和使用的最佳温度范围是50-60℃,超出范围可能会引起酶空间结构改变
B.剩余酶活曲线是在该酶最适温度55℃条件下,测量各数据点的酶热稳定性数据绘制的
C.有些金属离子可以作为辅助因子,提高酶的活性和稳定性,进而促进酶的催化反应
D.Mn2+对蛋白酶有显著的激活作用,而Fe2+和Fe3+的添加会显著抑制蛋白酶活力
【答案】CD
【解析】据图结果分析,剩余酶活性曲线显示,酶的热稳定性从35℃开始不断缓慢下降,在45℃后,急剧下降,该酶使用的最佳温度范围是:40℃~45℃,A错误;剩余酶活曲线的数据是将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,即然后在55℃下测定该酶活性,由此得到的数据为酶的热稳定性数据,B错误;据图表分析可知,有些金属离子可以作为辅助因子,如Mn2+、Mg2+、Ca2+离子能激活酶的活性,即提高酶的活性和稳定性,进而促进酶的催化反应,C正确;据图表分析可得,Mn2+对蛋白酶有显著的激活作用,而Fe2+和Fe3+的添加会显著抑制蛋白酶活力,D正确。
故选CD。
2.(多选)(2025·江苏南通·模拟预测)某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素,并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的是( )
A.可将剪碎的叶片放入乙醇中,在室温下浸提2min
B.提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C.可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D.实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
【答案】BD
【解析】应该将剪碎的叶片放入无水乙醇中,在低温下浸提,A错误;为防止色素降解,提取色素过程中可以用锡箔纸包裹装有色素的试管,避光存放,B正确;滤纸会吸附色素,可用纱布过滤收集澄清的色素提取液再进行测定,C错误;因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,实验中一般用滤液对红光的吸光率计算得出叶绿素含量,故实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果,D正确。
故选BD。
3.(26-27高三上·四川遂宁·开学考试)光合作用是绿色植物的重要代谢过程,下列相关说法正确的是( )
A.农家肥可提供CO2,以促进农作物光合作用,为植物直接提供物质和能量
B.当整株植物净光合速率等于0时,叶肉细胞内净光合速率也等于0
C.水的光解中反应物可以来自液泡中的细胞液或线粒体的呼吸作用
D.叶肉细胞中的NADPH和ATP均可以在叶绿体基质中产生和消耗
【答案】C
【解析】农家肥经微生物分解可产生CO₂和无机盐,能为光合作用提供原料,但植物能量的直接来源是光能,农家肥储存的能量无法直接被植物利用,A错误;整株植物净光合速率为0时,植物整体光合速率等于呼吸速率,但植物的根、表皮等非绿色细胞只进行呼吸作用、不进行光合作用,因此叶肉细胞的光合速率需要大于自身呼吸速率,才能抵消其他细胞的呼吸消耗,此时叶肉细胞净光合速率大于0,B错误;光合作用光反应阶段水的光解所需的水,既可以来自液泡储存的细胞液,也可以来自线粒体有氧呼吸产生的水,C正确;NADPH和ATP是光反应的产物,产生场所为叶绿体的类囊体薄膜,仅在叶绿体基质(暗反应的场所)中被消耗,不会在叶绿体基质中产生,D错误。
故选C。
4.(25-26高二下·江苏南通·阶段检测)天南星科植物在开花时,其花序会释放大量能量,使得花序温度比周围环境高25℃左右。天南星有氧呼吸存在图示两种途径,相关叙述正确的是( )
A.图中[H]来自于水和葡萄糖
B.途径1、2发生在线粒体基质中
C.途径1可释放更多的热能使花序温度升高
D.途径2使大部分能量仍保留在有机物中
【答案】A
【解析】有氧呼吸第一阶段产生的[H]来自葡萄糖的分解,第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水的反应,丙酮酸是葡萄糖分解的中间产物,因此图中参与第三阶段反应的[H]最终来自水和葡萄糖,A正确;途径1、2是[H]与结合生成水的过程,属于有氧呼吸第三阶段,发生的场所是线粒体内膜,不是线粒体基质,B错误;途径1中有多个ADP转化为ATP的步骤,释放的能量大部分储存到ATP中,散失的热能少;途径2无ATP合成过程,释放的能量更多以热能形式散失,是途径2释放更多热能使花序升温,C错误;途径2中[H]最终和结合生成水,有机物中的能量全部释放,大部分以热能形式散失,并没有保留在有机物中,D错误。
故选A。
5.(24-25高三上·江苏常州·期末)图示氧传递酶合成与加工过程,下列相关叙述错误的是( )
A.氧传递酶的合成与加工过程中伴随着肽键的形成和断裂
B.HSP-70与氧传递酶前体的复合体以胞吞方式进入线粒体
C.与线粒体外膜进行信息交流的是氧传递酶前体的氨基端
D.可推测成熟的氧传递酶发挥作用的场所是线粒体内膜
【答案】B
【解析】在氧传递酶的合成过程中,氨基酸脱水缩合会形成肽键,在加工过程中,可能会对一些肽段进行切割等操作,从而导致肽键的断裂,A正确;HSP-70与氧传递酶前体的复合体进入线粒体是通过转运蛋白进行的,而不是胞吞方式,胞吞是针对大分子物质进入细胞的方式,B错误;从图示可以看出,与线粒体外膜进行信息交流的是氧传递酶前体的氨基端,C正确;因为氧传递酶是在线粒体中加工成熟的,且线粒体中内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所,需要传递氧等物质,可推测成熟的氧传递酶发挥作用的场所是线粒体内膜,D正确。
故选B。
6.(多选)(2025·泰州高一期末)下列关于图示两种发酵过程的叙述,错误的是( )
A.两种发酵途径的各个阶段都能产生少量的ATP
B.两种发酵途径不同的直接原因是酶的种类不同
C.发酵的中间产物可转化为甘油和氨基酸等非糖物质
D.发酵过程第一阶段不同于有氧呼吸第一阶段
【答案】AD
【解析】两种发酵途径的第一阶段相同,都是将葡萄糖氧化分解为丙酮酸和NADH,并且释放少量能量,两种发酵过程的第二阶段均没有ATP生成,A错误;两种发酵途径不同,其直接原因是酶具有专一性,细胞质基质中的酶种类不同,导致无氧呼吸第二阶段的反应不同,B正确;细胞呼吸除了能为生物体提供能量外,还是生物体代谢的枢纽,如发酵的中间产物可转化为甘油和氨基酸等非糖物质,C正确;发酵过程第一阶段与有氧呼吸第一阶段是相同的,D错误。
故选AD。
7.(25-26高一上·辽宁·期末)脂肪酶广泛应用于洗涤剂、食品、医药等众多工业领域。科研人员进行了相关实验研究酶的作用机理及影响酶活性的因素(图1中a~f表示不同物质)。据图回答下列问题:
(1)图1模型中表示脂肪的是________(填小写字母),该模型体现了酶的特性是________。
(2)图2表示在酶和无机催化剂作用下,脂肪水解的能量变化,其中表示酶的反应曲线是________,AB段的含义是_______。
(3)酶的抑制剂能降低酶活性,不同抑制剂的作用机理如图3所示。柚皮素能抑制脂肪酶活性,为探究其作用机制,将脂肪酶均分为两组,每组分为若干份,实验组加入一定量_______,对照组加入________。相同且适宜条件下将两组酶溶液均与等量不同浓度的脂肪混合,检测脂肪分解速率。若柚皮素抑制酶活性的作用机理如图3中模型A,在图4中画出对应曲线_______。
(4)高温降低酶活性的机理与________(填“模型A”或“模型B”)类似,判断依据是_______。
【答案】(1) d 酶具有专一性
(2) ① 与无机催化剂相比,酶所降低的化学反应的活化能
(3) 柚皮素 等量蒸馏水
(4) 模型B 高温改变酶的空间结构使酶活性降低;模型B中抑制剂与酶结合,使酶的空间结构发生改变,二者作用机理类似
【解析】(1)由图1可知,反应前后没有改变的是a,d在a的作用下,生成e、f,则a为脂肪酶,d脂肪,脂肪水解为甘油和脂肪酸,e和f是甘油和脂肪酸,a与d特异性结合并催化d分解,体现了酶的专一性。
(2)图2显示了在酶和无机催化剂作用下的脂肪水解反应的能量变化,①②对照酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高,故①为酶的反应曲线;AB段的含义是与无机催化剂相比,酶能够更多的降低化学反应活化能。
(3)由图3可知,模型A中抑制剂与底物竞争酶的活性部位,模型A对酶促反应速率的影响可随底物浓度的增大而减小,说明模型A中的抑制剂为竞争性抑制剂;而模型B通过与酶结合,改变酶的结构,为非竞争性抑制剂。若要探究柚皮素的作用机理,可通过观察增加底物的量后酶促反应速率是否改变来做出判断。若柚皮素的作用机理如图3中的模型A,则随脂肪浓度的升高,柚皮素的作用逐渐减小甚至消失,化学反应速率会增加,最终和没有抑制剂的情况相等,如图所示。
(4)高温在降低酶活性方面的机理与非竞争性抑制剂类似,即模型B,因为二者都是通过破坏酶的空间结构影响酶活性,且不可逆。
8.(25-26高三上·江苏·期末)光合作用是自然界高效捕获与转化光能的过程,其精密机制为设计人工光合系统提供了重要蓝图。请回答下列问题:
(1)研究者从生物体内提取多种酶构建CETCH循环酶系,与菠菜中分离出的类囊体膜共同封装在微滴中,构建类叶绿体(图1)。类囊体膜的基本支架为______。在光照下,类囊体进行光反应产生_______,驱动CETCH循环,模拟自然光合作用中_______阶段。
(2)PSⅡ是镶嵌在类囊体膜上的色素-蛋白质复合体,其上色素主要吸收_______。研究者溶解菠菜叶绿体膜并通过______技术沉淀膜碎片,最终获得PSII。将PSII与来源于细菌的视紫红质蛋白(PR)以及ATP合酶共同组装在人工脂质膜上,构建人工细胞器,使用巨型囊泡包裹该人工细胞器,进一步构建人工细胞(图2)。由图可知,ATP合酶的功能为_______。
(3)研究者利用不同光质处理人工细胞器,探究人工细胞器内pH与PR转运H+方向的关系,结果如图3所示。
①PSI与PR能同时被白光激活,而PR仅能被绿光激活。白光激活PSII后,通过促进______增加人工细胞器内H+浓度,此过程形成_______驱动ATP的合成。白光激活PR后,H+通过PR运入人工细胞器的方式为_______。
②结合上述信息和图2、图3,可得出结论:_______。
【答案】(1) 磷脂双分子层 NADPH、ATP 暗反应
(2) 红光和蓝紫光 密度梯度离心(离心) 运输H+、催化ATP的合成
(3) 水的光解 H+的浓度差(或电化学势能) 主动运输 人工细胞器内pH7.8-7.4(较高)时,PR转运H+进入人工细胞器;人工细胞器内pH低于7.4(较低)时,PR转运H+出人工细胞器
【解析】(1)生物膜(类囊体膜属于生物膜)的基本支架均为磷脂双分子层。根据图示,在光照下,类囊体进行光反应产生ATP、NADPH,为驱动CETCH循环提供能量,将CO2转化为乙醇胺,模拟自然光合作用中暗反应阶段。
(2)PSⅡ是镶嵌在类囊体膜上的色素-蛋白质复合体,其上的色素(叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素)主要吸收红光和蓝紫光;研究者溶解菠菜叶绿体膜并通过密度梯度离心技术沉淀膜碎片,最终获得PSII。由图可知,ATP合酶的功能为催化ATP的合成,运输H+的功能。
(3)①根据图示可知, 白光激活PSⅡ后,通过促进水的光解(光解水),产生H+,进而增加人工细胞器内H⁺浓度,使得细胞器内的H+浓度高于细胞器外,此过程形成H⁺跨膜电化学梯度(质子动力势 / 质子梯度势能)驱动ATP的合成。白光激活PR后,根据图示,H⁺从低浓度的细胞器外进入高浓度的细胞器内,通过PR运入人工细胞器是逆浓度梯度,方式为主动运输。
9.(26-27高三上·江苏盐城·阶段检测)某细菌是严格厌氧的光合细菌,在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示,其中①~④表示反应过程。
(1)与高等植物相比,该细菌特有的光反应产物有______________和______________。①和②属于光合作用的______________阶段。
(2)图中②过程为_______________(填过程名称),②的进行除外还需要的原料有_______________和______________。
(3)当光照不足时,该菌可以通过______________(填“无氧呼吸”或“有氧呼吸”)合成ATP和NADH。该过程产生的______________又可用于的生成。
【答案】(1) S NADH 暗反应
(2) C3的还原 ATP NADH
(3) 无氧呼吸 和乙酸
【解析】(1)高等植物光反应的产物包括氧气、ATP和NADPH,据图可知,与高等植物相比,该细菌特有的光反应产物有S和NADH。①和②是把二氧化碳合成有机物的过程,属于光合作用的暗反应阶段。
(2)图中②过程为暗反应中三碳化合物的还原阶段,②的进行除外还需要光反应提供的ATP和NADH提供能量,同时NADH作为该过程的还原剂。
(3)题干明确该细菌是严格厌氧生物,因此光照不足时,即光反应微弱,但可通过无氧呼吸合成ATP和NADH。从图中可知呼吸作用产生的乙酸(C₂)和CO₂可结合生成C₃。
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