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專題二 細胞代謝 專題強化練 1．(2018煙臺一模)下圖是生物體內常見的一種生理作用圖示，下列敘述不正確的是(　　) A．②的成分有可能是蛋白質 B．圖中顯示①具有高效性，反應完成后，①的性質發(fā)生改變 C．③或④的生成速率可以表示酶促反應的速率 D．如果探究底物濃度對酶促反應速率的影響，②的數量就是實驗的自變量 答案　B 解析?、偈敲?，②是底物，底物可能是蛋白質，A正確；圖中顯示①具有專一性，反應完成后，①的性質未發(fā)生改變，B錯誤；③或④的生成速率可以表示酶促反應的速率，C正確；如果探究底物濃度對酶促反應速率的影響，②的數量就是實驗的自變量，D正確。 2.如圖表示在一定的pH范圍內，酶相對活力(酶活性)隨pH的變化曲線。請據圖分析，下列有關說法正確的是(　　) A．酶相對活力隨pH的變化曲線都呈“鐘形” B．在pH為4～8的條件下，木瓜蛋白酶的相對活力基本不受pH的影響 C．所有酶都能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應 D．過低的pH及低溫會導致胰蛋白酶變性失活 答案　B 解析　分析題圖可知，木瓜蛋白酶和膽堿酯酶的相對活力隨pH的變化曲線并不呈“鐘形”，A錯誤；由圖中木瓜蛋白酶的相對活力曲線可知，在pH為4～8的條件下，木瓜蛋白酶的相對活力基本不受pH的影響，B正確；酶的化學本質是蛋白質或RNA，蛋白質類酶能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，但RNA類酶不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，C錯誤；過低的pH能破壞胰蛋白酶的分子結構，使胰蛋白酶變性失活，而低溫只是暫時抑制胰蛋白酶的活性，適當升高溫度可以恢復胰蛋白酶的活性，D錯誤。 3．細胞中某生命活動過程和某物質結構如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　) A．在肌肉收縮時，圖1所示過程釋放的能量可使肌肉中的能量增加，形狀改變 B．③處的化學鍵較②處不穩(wěn)定，且所含的能量也較多 C．ATP中的結構①即圖2中的A，該結構在RNA中也存在 D．ADP失去一個磷酸基團之后，即可用于圖2中物質的合成 答案　D 解析　在肌肉收縮時需消耗能量，圖1所示過程為ATP的水解過程，釋放的能量可使肌肉中的能量增加，形狀改變，即肌肉收縮，A正確；ATP分子的結構式可以簡寫成A—P～P～P，水解時遠離A的高能磷酸鍵(即③處)容易斷裂，較②處不穩(wěn)定，且所含的能量也較多，B正確；ATP中的①為腺嘌呤，即圖2中的A，該結構在RNA中也存在，C正確；ADP失去一個磷酸基團之后為腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，不能用于圖2中物質(DNA)的合成，D錯誤。 4．(2018宜昌一中二模)在線粒體的內外膜間隙中存在著一類標志酶——腺苷酸激酶，它能將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有關推測不合理的是(　　) A．腺苷酸激酶極有可能是一種ATP水解酶 B．腺苷酸激酶的數量多少影響細胞呼吸的強度 C．腺苷酸激酶與細胞內ATP與ADP的平衡維持有關 D．腺苷酸激酶發(fā)揮作用時伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成 答案　B 解析　腺苷酸激酶能使ATP形成ADP，即催化ATP的水解，有可能是一種ATP水解酶，A正確；細胞呼吸中的酶是ATP合成酶，腺苷酸激酶的數量多少不會影響細胞呼吸的強度，B錯誤；腺苷酸激酶能催化ATP的水解及ADP的形成，故腺苷酸激酶與細胞內ATP與ADP的平衡維持有關，C正確；腺苷酸激酶能將ATP分子末端的磷酸基團轉移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP，故腺苷酸激酶發(fā)揮作用時伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成，D正確。 5．用某種酶進行有關實驗的結果如下圖所示，下列有關說法錯誤的是(　　) A．該酶的最適催化溫度不確定 B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶 C．由圖4實驗結果可知酶具有高效性 D．由圖3實驗結果可知Cl－是酶的激活劑 答案　C 解析　圖1表示溫度對酶活性的影響，從圖中能得到的結論是該酶的最適催化溫度為30 ℃左右，A正確；圖2表示該酶的最適pH為7，而胃蛋白酶的最適pH為1.5，由圖4可知，該酶為麥芽糖酶，B正確；圖3能說明Cl－是酶的激活劑，Cu2＋是酶的抑制劑，D正確；圖4說明酶具有專一性，C錯誤。 6．(2018全國Ⅲ，5)下列關于生物體中細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　) A．植物在黑暗中可進行有氧呼吸也可進行無氧呼吸 B．食物鏈上傳遞的能量有一部分通過細胞呼吸散失 C．有氧呼吸和無氧呼吸的產物分別是葡萄糖和乳酸 D．植物光合作用和呼吸作用過程中都可以合成ATP 答案　C 解析　植物體的細胞呼吸在有光或無光條件下都可以進行，氧氣充足時進行有氧呼吸，氧氣缺少時進行無氧呼吸，A正確；在食物鏈中，輸入某一營養(yǎng)級的能量，一部分用于此營養(yǎng)級生物自身的生長、發(fā)育和繁殖等生命活動，一部分則通過細胞呼吸以熱能的形式散失，B正確；有氧呼吸的產物是水和CO2，無氧呼吸的產物是酒精和CO2或者是乳酸，C錯誤；有氧呼吸的三個階段都有ATP產生，光合作用只有光反應階段有ATP產生，D正確。 7．(2018北京，3)光反應在葉綠體類囊體上進行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍色逐漸變?yōu)闊o色。該反應過程中(　　) A．需要ATP提供能量 B．DCIP被氧化 C．不需要光合色素參與 D．會產生氧氣 答案　D 解析　光反應階段產生ATP，提供給暗反應利用，A錯誤；某些指示劑在氧化態(tài)或還原態(tài)時呈現(xiàn)不同顏色，光反應過程中，可產生還原型輔酶Ⅱ(NADPH)，DCIP由藍色變?yōu)闊o色，說明其在還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的作用下由氧化態(tài)變?yōu)檫€原態(tài)，B錯誤；光反應階段需要光合色素的參與，C錯誤；光反應階段，水光解產生氧氣，D正確。 8．(2018江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是(　　) A．橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 B．橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 C．橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 D．橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 答案　D 解析　隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，但由于凈光合速率最大時對應著一個溫度，即最適溫度，低于或高于此溫度，凈光合速率都將下降，所以無法確定在CO2濃度足夠大時，較高溫度下的凈光合速率是否高于較低溫度下的凈光合速率，A錯誤；植物進行光合作用存在最適溫度，高于最適溫度后，凈光合速率減小，所以在適宜溫度時，植物的凈光合速率存在峰值，凈光合速率不應先升高后趨于穩(wěn)定，B錯誤；由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在相應光波長時，植物的凈光合速率存在峰值，不應呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，且光波長一定時，較高溫度下的凈光合速率不一定高于較低溫度下的凈光合速率，C錯誤；隨著光照強度的增加，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，在光照強度足夠時，較高的CO2濃度下凈光合速率較大，D正確。 9．(2018河南林州一中月考)如圖表示在適宜溫度和CO2濃度下的大棚中，光照強度對某植物光合作用的影響。下列有關說法正確的是(　　) A．光照強度為D點時，光反應最強，細胞中的ATP大量積累 B．B點時葉肉細胞的光合作用強度大于細胞呼吸強度 C．植物細胞呼吸產生的CO2總量＝S2＋S4 D．大棚用紅色或藍紫色薄膜對提高棚內植物的產量最有效 答案　B 解析　圖中A點是黑暗條件，植物在黑暗條件下只進行細胞呼吸，B點是光補償點，D點是光飽和點，D點時，光反應最強，但此時暗反應利用的ATP量也最多，ATP量處于動態(tài)平衡，不會大量積累，A錯誤；B點時，整株植物的光合作用強度等于細胞呼吸強度，植物有些部位如根細胞等不能進行光合作用，只進行細胞呼吸，葉肉細胞是進行光合作用的主要部位，故B點時葉肉細胞的光合作用強度大于細胞呼吸強度，B正確；由圖可知，植物細胞呼吸產生的CO2總量為S1＋S2＋S4，C錯誤；類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其他波長的光也吸收，故為提高大棚植物的光合作用，應選用無色透明的薄膜，D錯誤。 10．某研究小組利用檢測氣壓變化的密閉裝置來探究微生物的細胞呼吸，實驗設計如下，關閉活栓后，U形管右側液面高度變化反映瓶中氣體體積變化，實驗開始時將右管液面高度調至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化(忽略其他原因引起的氣體體積變化)。下列有關說法錯誤的是(　　) A．甲組右側液面高度變化，表示的是微生物細胞呼吸時O2的消耗量 B．乙組右側液面高度變化，表示的是微生物細胞呼吸時CO2釋放量和O2消耗量之間的差值 C．甲組右側液面升高，乙組右側液面高度不變，說明微生物可能只進行有氧呼吸 D．甲組右側液面高度不變，乙組右側液面高度下降，說明微生物進行乳酸發(fā)酵 答案　D 解析　利用題中的裝置并根據題干信息分析可推測，甲組中的NaOH溶液用來吸收瓶中CO2，所以甲組右側液面高度變化是錐形瓶內的O2體積變化所致，A正確；乙組裝置小燒杯內盛放的是蒸餾水，因此乙組右側液面高度變化是由錐形瓶內CO2釋放量和O2消耗量之間的差值引起的，B正確；甲組右側液面升高表明微生物細胞呼吸消耗O2，存在有氧呼吸，乙組右側液面高度不變表明微生物細胞呼吸釋放的CO2量與消耗的O2量相等，由此可推知此時微生物可能只進行有氧呼吸，也可能同時進行有氧呼吸和乳酸發(fā)酵，C正確；甲組右側液面高度不變，乙組右側液面下降，說明微生物細胞呼吸沒有消耗O2，但產生了CO2，由此推斷微生物進行了酒精發(fā)酵，若微生物進行乳酸發(fā)酵，則乙組右側液面高度不會變化，D錯誤。 11．(2018揚州模擬)為了探究某種淀粉酶的最適溫度，某同學進行了如下實驗操作。請分析回答下列問題： 步驟①：取10支試管，分為五組，每組兩支試管中分別加入1 mL某種淀粉酶溶液和2 mL 5%淀粉溶液。 步驟②：將每組淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振蕩。 步驟③：將裝有混合溶液的五支試管(編號1、2、3、4、5)分別置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃水浴中，反應過程中，每隔1分鐘從各支試管中取出一滴反應液，滴在比色板上，加1滴碘液顯色。 (1)高溫對酶活性的影響是________(填“可逆”或“不可逆”)的，本實驗中酶的用量會影響實驗結果，屬于無關變量，在科學實驗中，無關變量應保持________________，以確保自變量唯一。 (2)從操作順序看，實驗步驟設計不合理，淀粉酶溶液與淀粉溶液混合與保溫的正確順序應該是___________________________________________________________________________。 (3)該實驗一般不選擇斐林試劑來檢驗淀粉的水解產物，主要原因是斐林試劑顯色需要進行________________，會影響實驗的自變量。 (4)按正確的方法重新進行實驗，一段時間后，當第3組試管中的反應物與碘液混合開始呈棕黃色時，各組實驗現(xiàn)象如表(“＋”表示藍色程度)： 組別 1 2 3 4 5 處理溫度/℃ 15 25 35 45 55 結果 ＋＋ ＋ 棕黃色 ＋ ＋＋ ①試管中取出的反應物滴加碘液后，呈棕黃色，說明________________。 ②35 ℃__________(填“是”“不是”“不一定是”和“一定不是”)該酶的最適溫度。 答案　(1)不可逆　相同且適宜　(2)先保溫再混合　(3)水浴加熱　(4)①淀粉被完全水解?、诓灰欢ㄊ? 解析　(1)高溫可破壞酶的空間結構使酶變性失活，此過程對酶活性的影響是不可逆的；本實驗是探究某種淀粉酶的最適溫度，其自變量是溫度，實驗中酶的用量屬于無關變量，在科學實驗中，無關變量應保持相同且適宜，以確保自變量唯一。(2)從操作順序看，實驗步驟設計不合理，淀粉酶溶液與淀粉溶液混合與保溫的正確順序應該是先保溫再混合，以避免淀粉與淀粉酶混合前先反應。(3)該實驗中溫度是自變量，一般不選擇斐林試劑來檢驗淀粉的水解產物，主要原因是斐林試劑顯色需要進行水浴加熱，會影響實驗的自變量。(4)由題干中的表格數據可知，分別置于15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃水浴中的1～5號試管中，3號試管(處在35 ℃水浴中處理)中的反應物滴加碘液即呈棕黃色說明淀粉被完全水解，在15 ℃、25 ℃、35 ℃、45 ℃、55 ℃的溫度中，35 ℃最適宜，但35 ℃不一定是該酶的最適溫度。 12．下圖為小球藻葉肉細胞中部分代謝途徑示意圖，CO2與C5(五碳化合物)結合的直接產物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三個。請據圖回答： (1)TP的合成場所是____________。淀粉要運出葉綠體，先水解成TP或葡萄糖，葡萄糖通過葉綠體膜上的GR運送到細胞質中，和__________合成蔗糖，運出葉肉細胞。 (2)在探明卡爾文循環(huán)的過程中，將小球藻放入密閉容器中，持續(xù)通14CO2，發(fā)現(xiàn)光照后14C首先出現(xiàn)在________(用題中所給的信息或文字回答)化合物中。 (3)上述實驗中改變了某實驗條件后，發(fā)現(xiàn)C5含量迅速升高，則改變的條件是____________，由此可知，固定CO2的物質是________。 答案　(1)葉綠體基質　果糖　(2)TP(磷酸丙糖) (3)停止通入CO2　C5 解析　(1)光合作用過程中CO2與C5結合形成TP的場所是葉綠體基質。葡萄糖和果糖結合形成蔗糖。(2)CO2與C5結合形成C3即圖中的TP(磷酸丙糖)。(3)使葉綠體中C5含量升高改變的條件是停止供應CO2，由此可知固定CO2的物質是C5。 13．(2018河北五校聯(lián)盟模擬)某科研人員將綠色的小麥葉片放在溫度適宜的密閉容器中，在不同的光照條件下，測定該容器內O2量的變化，實驗結果如圖所示。分析回答下列問題： (1)B點時，葉肉細胞的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率。A點以后的短時間內，葉肉細胞內C5的量將________(填“增加”“減少”或“不變”)。 (2)葉綠體中吸收光能的色素分布在________________。若向密閉容器中加入18O標記的O2，可在該綠色植物葉肉細胞中檢測到含18O的有機產物。請寫出18O最短的轉移途徑(用文字和箭頭表示)：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在0～5 min內，該容器內O2量減少的原因是________________。在5～15 min內，該容器內O2量增加的速率逐漸減小，這是因為__________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)如果小麥葉片的呼吸速率始終不變，則在5～15 min內，小麥葉片光合作用的平均速率(用O2產生量表示)是________mol/min。同一小麥植株的底部葉片細胞呼吸強度比頂部葉片弱，其內部原因最可能是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)大于　增加　(2)類囊體薄膜上 18O2H218OC18O2(CHO)　(3)呼吸作用消耗O2　光合作用使密閉容器內的CO2濃度逐漸減少，光合作用速率逐漸下降　(4)610－8　底部葉片衰老，酶活性降低(答案合理即可) 解析　(1)B點及B點以后，葉片進行光合作用和細胞呼吸，密閉容器內O2量不再變化，說明葉片光合作用產生的O2正好被細胞呼吸消耗，但葉片中部分細胞是不進行光合作用的，所以葉肉細胞的光合速率大于呼吸速率。A點以后的短時間內，光照條件下光反應產生的ATP和[H]增多，促使C3還原生成的C5增多，CO2固定生成C3的速率不受影響，故C5的量將增加。(2)光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。18O最短的轉移途徑可以通過倒推方式來確定，有機產物中的O來自CO2，CO2中的O來自H2O，H2O中的O來自O2。(3)黑暗條件下，O2量減少的原因是細胞呼吸消耗O2，而光合作用因無光不能進行。(4)O2產生量表示實際光合速率，是凈光合作用增加的O2量＋細胞呼吸消耗的O2量。黑暗的5 min內，細胞呼吸消耗的O2量為(5－4)10－7 mol＝110－7 mol，光照的10 min內，凈光合作用O2增加量為(8－4)10－7 mol＝410－7 mol,5～15 min內實際光合作用產生O2的量為110－7 mol(105)＋410－7 mol＝610－7 mol，故10 min內光合作用的平均速率為610－8 mol/min。同一小麥植株的底部葉片細胞衰老，酶活性降低，所以細胞呼吸較弱。 14．(2018惠州模擬)Ⅰ.圖1、圖2分別代表煙草和玉米葉片利用CO2的兩條途徑。請回答下列問題： (1)圖中過程a稱為____________；玉米的光合葉片用碘蒸氣處理，____________(填“葉肉”或“維管束鞘”)細胞出現(xiàn)深藍色(不考慮有機物的轉移)。 (2)以對CO2的利用情況來看，________(填“玉米”或“煙草”)更適于在高溫、干旱等環(huán)境中生活。 Ⅱ.探究不同氮素水平對青花菜葉片光合作用的影響，實驗結果如表所示。分析表格數據回答下列問題： 氮素水平(mmolL－1) 葉綠素含量(μgcm－2) 凈光合速率 (μmolm－2s－1) 氣孔導度 (mmolm－2s－1) 胞間CO2濃度 (μLL－1) 5(低氮) 86 19.4 0.68 308 10(中氮) 99 20.7 0.84 304 15(偏高) 103 21.4 0.85 301 20(高氮) 103 22.0 0.84 295 (1)隨著氮素水平的升高，葉片凈光合速率逐漸________(填“增大”或“減小”)，氣孔導度________(填“限制”或“不限制”)青花菜葉片凈光合速率的變化。 (2)光合作用過程中，葉綠素主要吸收______________光，光合色素吸收的光能一部分用于將水分解為________________，還有一部分轉移到________中。 (3)為使實驗數據更可靠，在控制好無關變量的基礎上，應針對每個氮素水平設置____________。 答案?、?(1)CO2的固定　維管束鞘　(2)玉米 Ⅱ.(1)增大　不限制　(2)紅光和藍紫　[H]和氧氣(O2)　ATP　(3)重復實驗 解析　Ⅰ.(1)圖1是煙草葉肉細胞中進行的生理過程，過程a是CO2的固定，過程b是C3的還原；圖2是玉米葉片中進行的生理過程，維管束鞘細胞內進行暗反應生成淀粉，玉米的光合葉片用碘蒸氣處理后，維管束鞘細胞出現(xiàn)深藍色。(2)相比煙草，玉米可利用濃度較低的CO2，因此玉米更適于在高溫、干旱等環(huán)境下生活。 Ⅱ.(1)據表中數據可知，隨著氮素水平的升高，青花菜葉片的凈光合速率逐漸增大，而氣孔導度在中氮、偏高、高氮三種情況下基本相同，故隨著氮素水平的升高，氣孔導度不限制青花菜葉片凈光合速率的變化。(2)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。光反應階段，光合色素吸收的光能一部分用于水的光解，將水分解為氧氣和[H]，還有一部分用于合成ATP。(3)為使實驗數據更可靠，應針對每個氮素水平條件設置至少三個重復實驗。 15．(2018全國Ⅲ，29)回答下列問題： (1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質分布在葉綠體的____________________________ ___________________________上，該物質主要捕獲可見光中的_______________。 (2)植物的葉面積與產量關系密切。葉面積系數(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質積累速率之間的關系如圖所示。由圖可知：當葉面積系數小于a時，隨葉面積系數增加，群體光合速率和干物質積累速率均________。當葉面積系數超過b時，群體干物質積累速率降低，其原因是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)通常，與陽生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強度________(填“高”或“低”)。 答案　(1)類囊體薄膜　紅光和藍紫光　(2)增加　群體光合速率不變，但群體呼吸速率仍在增加，故群體干物質積累速率降低　(3)低 解析　(1)高等植物進行光合作用捕獲光能的物質是色素，該物質分布在葉綠體的類囊體薄膜上，其捕獲的光主要是紅光和藍紫光。(2)由圖中曲線可以看出，當葉面積系數小于a時，隨葉面積系數增加，群體光合速率和干物質積累速率都在增加；當葉面積系數超過b時，群體光合速率不變，但群體呼吸速率增加，兩者差值降低，故群體干物質積累速率降低。(3)通常，陰生植物的光合速率和呼吸速率都比陽生植物低，因此與陽生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強度低。