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第5章 细胞的能量供应和利用——2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修一单元达标测试卷
一、单选题
1．光合作用是地球上最重要的化学反应，是人类食物和能源的主要来源，也是农作物产量形成的基础。关于光合作用中的能量转化，下列叙述正确的是( )
A.将光能转化为热能 B.将光能转化为化学能
C.将热能转化为化学能 D.将化学能转化为热能
2．海萤是一种海洋浮游生物，当它受刺激后，其发光腺会将荧光素、萤光酶和粘液一起排入水中，呈现出浅蓝色的光，俗称“蓝眼泪”。驱动海萤发光的直接能源物质是( )
A.ATP B.葡萄糖 C.荧光素 D.脂肪
3．阿尔农利用离体叶绿体建立反应体系，在有光照、无CO2的条件下进行实验，发现光照下叶绿体可合成ATP，并和水的光解相伴随。该实验反应体系中应加入的化合物是( )
A.铁盐 B.ADP和磷酸
C.ADP、磷酸和NADP+ D.铁盐和NADPH
4．一般来说，运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类等有机物的相对量如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A.低强度运动时，骨骼肌耗氧量较少，大部分能量由无氧呼吸提供
B.随着运动强度的增加，脂肪酸的利用量减少
C.高强度运动时，糖类释放的能量大部分转化为热能
D.肌糖原只在有氧条件下才能被分解利用
5．ATP是细胞生命活动的能量“通货”。下列叙述错误的是( )
A.细胞的放能反应一般与ATP的合成反应相联系
B.等量的葡萄糖通过酒精发酵和有氧呼吸产生的ATP数量不同
C.光合作用和呼吸作用都产生ATP，所需的ADP可共用
D.糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量ATP
6．关于马铃薯叶的细胞呼吸中[H]的来源和用途的叙述组合中，最准确的是( )
①只来源于葡萄糖
②只来源于丙酮酸
③来源于葡萄糖、丙酮酸和水
④用于生成水
⑤用于生成酒精
⑥用于生成乳酸
A.无氧呼吸：①④ B.无氧呼吸：②⑥
C.有氧呼吸：③④ D.有氧呼吸：①⑤
7．下图中的新鲜土豆块与H2O2接触后，产生的现象及推测错误的是( )
A.若有气体大量产生，可推测新鲜土豆块中含有过氧化氢酶
B.若增加新鲜土豆块的数量，量筒中产生气体的速率加快
C.一段时间后气体量不再增加是因为土豆块的数量有限
D.为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量
8．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（实验Ⅰ）和“培养液中酵母菌种群数量的变化”（实验Ⅱ）的叙述，正确的是( )
A.实验Ⅰ、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B.实验Ⅰ、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO2
C.实验Ⅰ中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D.实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
9．运动员比赛过程中，肌肉收缩直接利用的能源物质是( )
A.肌糖原 B.腺苷三磷酸 C.腺苷二磷酸 D.葡萄糖
10．游泳过程需要消耗机体呼吸作用提供的大量能量。参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A.还原型辅酶I B.还原型辅酶Ⅱ C.NAD+ D.水
11．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。下图为ATP的结构示意图，下列有关叙述正确的是( )
A.α、β、γ三个特殊的化学键均含有较高的转移势能
B.动物体内，合成ATP的能量来自细胞呼吸和光合作用
C.ATP水解时，储存在α键中的能量可用于某些吸能反应
D.a表示腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位
12．线粒体内膜具有高度不透性，线粒体作为细胞氧化供能的中心，所需的ADP和Pi由细胞质输入到线粒体基质中，而合成的ATP则要输出线粒体。例如，其中一种腺苷酸转移酶能利用内膜内外H+浓度差把ADP和Pi运进线粒体基质，而把ATP运输到线粒体外。下列叙述错误的是( )
A.线粒体形态结构和功能发生异常时，会使代谢反应出现紊乱导致疾病发生
B.线粒体内膜上有一些专一性转运蛋白与ADP、Pi和ATP进出线粒体有关
C.线粒体作为细胞氧化供能的中心，会发生C6H12O6→C3→CO2的转化过程
D.若利用H+浓度差使进入线粒体的ADP数量增加，则会增加ATP的合成
13．细胞代谢是细胞生命活动的基础，细胞代谢离不开酶。下列关于酶的叙述，正确的是( )
A.所有酶一定含有C、H、O、N、P元素
B.酶都是在活细胞中的核糖体合成的有机物
C.口服多酶片中的胃蛋白酶在小肠中发挥作用
D.若温度、pH等条件适宜，酶可以在细胞外起催化作用
14．酶制剂是指酶经过提纯，加工后的具有催化功能的生物制品，具有效率高，污染少等优点。下列说法正确的是( )
A.嫩肉粉中的淀粉酶可使肉类制品的口感嫩
B.热水可有效溶解油污，与加酶洗衣粉配合使用可提高清洁效果
C.溶菌酶能够溶解细菌细胞壁，临床上与抗生素复合使用可增强抗生素的疗效
D.口服多酶片中胰蛋白酶可在胃中发挥作用
15．植物中许多含铁化合物都参与了光合作用，植物体内约有80%的铁储存于叶绿体内，在缺铁条件下，叶绿素含量会减少。下列叙述正确的是( )
A.光合作用的光反应发生在叶绿体外膜和类囊体薄膜上
B.缺铁时叶绿素含量减少说明铁是合成叶绿素的元素
C.铁为微量元素，但对细胞的正常生命活动至关重要
D.在铁充足时，光反应产生的ATP可用于CO2固定
16．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A.用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡
B.水稻在水淹状态下，根细胞释放的CO2都来自无氧呼吸
C.粮食种子适宜储藏在零上低温、低氧和中等湿度的环境中
D.硝化细菌、根瘤菌等原核生物有氧呼吸的主要场所不是线粒体
二、多选题
17．下图为细胞中ATP及其相关物质和能量的转化示意图（M表示酶，Q表示能量，甲、乙表示化合物），下列相关叙述错误的是( )
A.甲是ADP，在叶绿体中甲的运输方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜
B.乙是腺苷，其中含有的五碳糖是核糖，碱基是腺嘌呤
C.小麦根尖细胞中的Q1来自光能或有机物中的化学能
D.由于M1和M2两种酶的作用机理相同，所以ATP和甲之间的相互转化是可逆的反应
18．绿萝具有吸附甲醛的能力，很多人喜欢在刚装修的家室内放置一定数量的绿萝，以净化空气。某些放置的绿萝因主人浇水过多而死亡。下列关于此现象的叙述，正确的是( )
A.浇水过多时，根系细胞的线粒体中仍有二氧化碳的产生
B.浇水过多导致根系细胞的线粒体中氧化分解的葡萄糖量减少
C.浇水过多时，根系细胞呼吸未释放的能量主要贮存在ATP中
D.浇水过多时，根系细胞呼吸过程中发生着NADH的产生和消耗
19．磷酸肌酸主要储存在动物和人的肌细胞中，是一种高能磷酸化合物。ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化，其转化过程为磷酸肌酸（C~P）+ADPATP+肌酸（C）。下列相关叙述错误的是( )
A.磷酸肌酸是能量的一种储存形式，是细胞内的直接能源物质
B.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相耦联
C.肌肉收缩时，在磷酸肌酸的作用下，ATP的含量逐渐升高
D.生物体内的高能磷酸化合物只有ATP，所以ATP的含量会保持稳定
三、读图填空题
20．下图表示绿色植物体内光合作用和细胞呼吸的过程，请据图分析并回答：
（1）甲图表示____________________过程，乙图表示__________________过程。
（2）甲图中的物质A是_________，该物质是光合作用的光反应产生的，能为光合作用的_________反应提供能量。分析甲图可知，影响光合作用的外界因素主要有_________、水、二氧化碳浓度等。
（3）乙图中的物质B是_________，其产生的场所是_________，序号①和_________表示有氧呼吸的过程。
（4）酵母菌中可以进行的过程是_________（填序号）
（5）自然界中少数的细菌（如硝化细菌）虽然不能像绿色植物那样进行光合作用，但是可以通过化能合成作用制造有机物，因此，它们也属于_________（自养生物或异养生物）
21．在氧气充足的条件下，天竺葵叶肉细胞内发生的部分生理反应过程，如下图所示，其中X物质和Y物质是两种含有3个碳原子的有机物。回答下列问题。
（1）①③过程发生的场所分别是_____、_____。
（2）Y物质是_____。
（3）过程③释放的能量的去向是_____。
（4）过程⑤称作_____。
22．农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了在适宜温度条件下，光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度（用CO2消耗量表示）随光照强度的变化曲线（见下图）。回答下列问题：
(1)a点时植物光合作用强度较弱，原因是__________。
(2)当CO2浓度从c点调至b点后，短时间内叶绿体中NADPH的含量变高，原因是________。
(3)若从光反应角度分析，图中d点后随着光照强度的增加，光合作用强度不再增加的内因可能是________（答出2点）。
(4)据图可知，在农业生产中，为提高稻田中农作物的产量，可以采取的措施是________。
四、实验探究题
23．耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。为探究在耐力性运动训练中肌纤维出现的适应性变化，研究人员进行了相关实验。请回答
（1）写出肌纤维（肌细胞）有氧呼吸的总反应式_____________________。
（2）图1中A物质是___________，B物质是________。C物质是________，其中催化C物质与反应的酶位于___________。在产生的能量①②③中，最多的是____________。
（3）探究耐力性运动训练或停止训练时，肌纤维中线粒体数量出现适应性变化，实验结果如图2。
①由图2可知，经过________周的训练之后，肌纤维中线粒体的数量趋于稳定。若停训1周立即恢复训练，则__________（填“能”或“不能”）使线粒体的数量恢复到停训前的水平；若继续停止训练，4周后将降至_________的水平。
②研究认为长期耐力性运动训练出现的适应性变化是预防冠心病、糖尿病和肥胖的关键因素。请你结合本研究结果给出进行体育锻炼时的建议：____________。
参考答案
1．答案：B
解析：光合作用通过光反应阶段可以将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，再通过暗反应将ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，B正确，ACD错误。
故选B。
2．答案：A
解析：葡萄糖是细胞生命活动的重要能源物质，能被细胞直接吸收利用，但不是直接能源物质，需要氧化分解后转化成ATP，ATP才是细胞生命活动的直接能源物质，A符合题意。
故选A。
3．答案：C
解析：光合作用光照下叶绿体可合成ATP、NADPH，ATP合成需要的原料是ADP、磷酸，合成NADPH需要NADP+，ABD错误，C正确。
故选C。
4．答案：C
解析：A、低强度运动时，骨骼肌耗氧量较少，主要利用脂肪酸供能，大部分能量由有氧呼吸提供，A错误；
B、随着运动强度的增加，脂肪酸被利用的相对量减少，利用量不一定减少，B错误；
C、高强度运动时，糖类释放的能量大部分转化为热能，少部分储存在ATP中，C正确；
D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件下均能被氧化分解提供能量，D错误。
故选C。
5．答案：D
解析：A、细胞的放能反应一般与ATP的合成相联系，A正确；B、由于有氧呼吸能彻底分解有机物，而酒精发酵属于无氧呼吸不能将有机物彻底分解，所以分解等量的葡萄糖有氧呼吸产生ATP的数量比无氧呼吸多，B正确；C、光合作用和呼吸作用都产生ATP，所需的ADP可共用，C正确；D、糖类、脂肪和蛋白质等有机物中储存了大量能量，不是大量ATP，D错误。
6．答案：C
解析：马铃薯叶的细胞进行有氧呼吸，第一阶段：在细胞质的基质中，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，释放出少量的能量。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮被氧化分解成二氧化碳，释放出少量的能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，前两阶段脱下的共24个[H]与6个O2结合成水，释放大量的能量。正确的组合是：有氧呼吸，③④，C正确，A、B、D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：A、过氧化氢分解产生氧气，若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶，A正确；
B、增加新鲜土豆片的数量，过氧化氢酶的数量增加，在一定范围内催化作用增强，产生气体的速度加快，B正确；
C、酶在反应前后不发生改变，可以重复使用，一段时间后气体量不再增加是因为过氧化氢是有限的，C错误；
D、分析题图可知，温度是本实验的无关变量，无关变量应保持一致且适宜，D正确。
故选C。
8．答案：C
解析：A、实验Ⅰ不需要将实验结果转化为数学模型进行分析，可以根据液滴的移动情况判断酵母菌的细胞呼吸方式，A错误；B、实验Ⅱ中二氧化碳不是影响种群数量变化的因素，不会干扰实验结果，所以不需要通气前用NaOH去除空气中的CO2，B错误;C、实验Ⅰ中，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产物中都有二氧化碳，所以都能使澄清石灰水变浑浊，C正确;D、实验Ⅱ中，用血细胞计数对酵母菌计数时，应先放置盖玻片，在盖玻片的边缘滴加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，再吸去多余培养液，最后进行计数，D错误。故选C。
9．答案：B
解析：细胞内的直接能源物质是ATP（腺苷三磷酸），ATP水解特殊化学键释放能量可以为肌肉收缩直接供能，ACD错误，B正确。
故选B。
10．答案：A
解析：有氧呼吸分为三个阶段，第三阶段的反应场所是线粒体内膜，发生的反应是还原型辅酶Ⅰ与氧气发生反应，生成水，并释放出能量。
故选：A。
11．答案：C
解析：A、γ不是特殊的化学键，A错误；
B、动物体内，合成ATP的能量来自细胞呼吸，B错误。
C、ATP水解时，储存在α键中的能量会被释放出来，用于某些吸能反应，C正确；
D、a表示腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，D错误。
故选C。
12．答案：C
解析：线粒体形态结构和功能发生异常时，会使代谢反应出现紊乱导致疾病发生，A正确；据题意可判断线粒体内膜上有一些专一性转运蛋白与ADP、Pi和ATP进出线粒体有关，B正确；线粒体内不会发生C6H12O6的转化过程，葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸后再进入线粒体内，C错误；腺苷酸转移酶能利用内膜内外H 浓度差把ADP和Pi运进线粒体基质，参与ATP的合成，D正确。
13．答案：D
解析：大多数的酶是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，RNA的元素组成是C、H、O、N、P，A错误；蛋白质的合成场所为核糖体，真核细胞RNA的合成场所主要是细胞核，B错误；胃蛋白酶在胃中发挥作用，C错误；只要条件适宜，酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，D正确。
14．答案：C
解析：A、嫩肉粉中的蛋白酶可使肉类制品的蛋白质水解为氨基酸等，使口感嫩，A错误；B、热水温度过高会使酶失活，B错误； C、溶菌酶能够溶解细菌细胞壁，抗生素能抗细菌感染，故临床上与抗生素复合使用可增强抗生素的疗效，C正确；D、胃内含有胃酸，会使口服多酶片中胰蛋白酶失活，D错误；故选C。
15．答案：C
解析：光合作用的光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，不在叶绿体外膜，A错误；缺铁时叶绿素含量减少，但不能说明铁是合成叶绿素的元素，B错误；在铁充足时，光反应产生的ATP可用于暗反应中C3的还原，CO2固定不消耗能量，D错误。
16．答案：D
解析：由于氧气能抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，所以在包扎伤口时，选用透气的纱布进行包扎，以抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，而不是避免组织细胞缺氧死亡，A错误；水淹状态下，根细胞缺氧，产生的CO2来自有氧呼吸和无氧呼吸，B错误；粮食种子适宜储藏在低温、低氧和干燥的环境中，C错误。
17．答案：BCD
解析：甲是ADP，在光合作用过程中，ADP的运输方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜，A正确；乙是AMP，腺苷中不含Pi，B错误；由于小麦根尖细胞中不含叶绿体，所以其中合成ATP所需的能量Q1只能来自有机物中的化学能，C错误；ATP和ADP之间的相互转化不是简单的可逆反应，因为物质是可逆的，但能量不是可逆的，D错误。
18．答案：AD
解析：有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADP，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADP，释放少量能量；第三阶段是氧气和NADP反应生成水，释放大量能量。
A、浇水过多时，部分根系细胞仍能进行有氧呼吸，线粒体基质中有二氧化碳的产生，A正确；
B、葡萄糖不能在线粒体中氧化分解，B错误；
C、该过程中，贮存在ATP中的能量属于细胞呼吸释放出的能量，C错误；
D、浇水过多时，根系细胞呼吸过程中发生着NADH的产生（有氧呼吸第一、二阶段，无氧呼吸第一阶段）和消耗（有氧呼吸第三阶段，无氧呼吸第二阶段），D正确。
故选AD。
19．答案：ACD
解析：ATP等是细胞内的直接能源物质，磷酸肌酸不是细胞内的直接能源物质，A项错误；据题干信息“磷酸肌酸（C~P）+ADPATP+肌酸（C）”可知，磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相耦联，B项正确；肌肉收缩时，磷酸肌酸可使ADP转化为ATP，使ATP的含量保持相对稳定，C项错误；生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等，D项错误。
20．答案：（1）光合作用；细胞呼吸
（2）ATP；暗；光照
（3）丙酮酸；细胞质基质；②
（4）①②③
（5）自养生物
解析：(1)据图分析:甲图表示光合作用过程,乙图表示呼吸作用。
(2)甲图中的物质A是光反应由ADP和Pi产生的ATP;ATP参与暗反应阶段的三碳化合物还原,可为其提供能量;影响光合作用的外界因素主要有光照(主要影响光反应过程)、水、二氧化碳浓度等。
(3)乙图中的物质B是呼吸作用第一阶段产生的丙酮酸;产生场所是细胞质基质;序号①和②,能彻底分解葡萄糖为二氧化碳和水,为有氧呼吸全过程。
(4)酵母菌为兼性厌氧生物,既能进行有氧呼吸产生二氧化碳和水,也能进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳,可进行图乙的过程包括①②③。
(5)化能合成作用能利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出来的能量来制造有机物,这种合成作用,该类生物为自养生物。
21．答案：（1）类囊体薄膜；细胞质基质
（2）丙酮酸
（3）大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP
（4）CO2固定
22．答案：(1)光照强度较弱，光反应强度较弱，光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少
(2)CO2的固定减弱导致C3合成较少，C3的还原消耗的NADPH较少，光反应仍继续进行，导致叶绿体中NADPH的含量变高
(3)叶绿体中光合色素的含量、叶绿体的数量、酶的数量等的限制
(4)控制光照强度和提高CO2浓度
解析：（1）a点光照强度较弱，光反应较弱，光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少，因而植物光合作用强度较弱。
（2）当CO2浓度从c点调至b点后，则二氧化碳浓度下降，则固定的二氧化碳减少，产生的C3减少，C3还原速率下降，消耗的NADPH和ATP减少，而光照强度没有变化，因而光反应还在正常进行，因此短时间内叶绿体中NADPH的含量变高。
（3）若从光反应角度分析，图中d点后随着光照强度的增加，光合作用强度不再增加，此时限制光合作用强度的环境因素是二氧化碳浓度，内因可能是叶绿体中色素的含量、叶绿体的数量和相关酶的数量的限制。
（4）据图可知，适当提高光照强度，光合作用强度增加，适当提高二氧化碳浓度，光合作用强度也会上升，因此，在农业生产中，可通过适当提高光照强度和CO2浓度来提高稻田中农作物的产量。
23．答案：（1）
（2）丙酮酸;CO2;O2;线粒体内膜;③
（3）5;能;开始训练时;每次进行至少30min的有氧运动并且每天（周）坚持

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