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特训二、细胞代谢的原理及应用
1．细胞内的酶和ATP
[核心考点]　1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。2.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。
[选择提分练]
1．下列有关酶的叙述，正确的是(　　)
A．酶不一定只在细胞内起催化作用
B．人体内所有酶的最适pH都接近于中性
C．酶的数量因参与化学反应而减少
D．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核苷酸
【答案】A
【解析】酶不一定只在细胞内起催化作用，如消化酶，A项正确；胃蛋白酶的最适pH为酸性，B项错误；酶作为生物催化剂，反应前后酶的数量不变，C项错误；绝大部分酶的化学本质是蛋白质，少部分是RNA，基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，D项错误。
2．酚氧化酶使无色的酚氧化生成褐色的物质，是引起去皮的梨和苹果褐变的最主要因素。下列相关叙述正确的是(　　)
A．梨和苹果发生褐变后酚氧化酶立即被灭活
B．酚氧化酶为梨和苹果发生褐变提供能量
C．高温可以破坏酚氧化酶的空间结构使酶永久失活
D．组成酚氧化酶的基本单位是脱氧核苷酸
【答案】C
【解析】酶是生物催化剂，在反应前后不变，可以反复使用，A错误；酚氧化酶是催化剂，可以降低梨和苹果发生褐变过程所需要的活化能，B错误；酚氧化酶的化学本质是蛋白质，高温会破坏蛋白质的空间结构，使之变性，不可恢复，C正确；组成酚氧化酶的基本单位是氨基酸，D错误。
3．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是(　　)
A．炒肉的过程中加入
B．肉炒熟后起锅前加入
C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟
D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟
【答案】D
4．科学家在四膜虫体内发现了一种基本组成单位为核苷酸的核酶。下列有关核酶的说法错误的是(　　)
A．彻底水解可产生CO2和H2O
B．作用条件比较温和
C．能降低相关化学反应的活化能
D．不在细胞质的核糖体中合成
【答案】A
【解析】根据题干信息可知，核酶的基本单位是核苷酸，说明该酶的化学本质是RNA，其水解的终产物是核糖、磷酸和含氮碱基，A错误；酶的作用条件较温和，需要适宜的温度和pH，B正确；酶具有高效性，作用机理是降低化学反应的活化能，C正确；RNA是DNA转录形成的，场所主要是细胞核，而核糖体内合成的是蛋白质，D正确。
5．关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A．酶使底物由常态变为活跃状态，提高了反应的活化能
B．酶在最适pH下催化效率高，体现了酶的高效性
C．代谢旺盛的细胞中ATP的合成快，含量很高
D．人体内ATP的合成一定与细胞内的放能反应相关联
【答案】D
【解析】酶能使底物由常态变为活跃状态，降低了化学反应的活化能，A错误；酶在最适pH下催化效率高，体现了酶的活性需要适宜的条件，B错误；细胞中ATP的含量很少，但是转化非常迅速，C错误；细胞内ATP的合成与细胞内的放能反应相关联，ATP的水解与吸能反应相关联，D正确。
6．下列关于酶的叙述错误的是(　　)
A．酶通过提供能量和降低化学反应的活化能来提高化学反应速率
B．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
C．代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率
D．同一种酶可以存在于分化程度不同的活细胞中
【答案】A
【解析】酶的催化具有高效性，其作用本质是通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不提供能量，A错误；酶可以作为催化剂，由于酶的成分绝大多数是蛋白质，少数是RNA，当存在蛋白酶或RNA水解酶时，酶也可以作为该催化反应的底物，被催化水解，B正确；代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率，C正确；同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如ATP合成酶及水解酶等，D正确。
7．下列有关酶和ATP的叙述正确的是(　　)
A．酶的种类有物种差异性，而ATP无物种差异性
B．分化程度不同的活细胞中酶和ATP的含量相同
C．酶与ATP都和细胞代谢密切相关，但二者的合成并无直接关系
D．催化ATP与ADP相互转变的酶是相同的
【答案】A
8．下列关于ATP、ADP的说法中不正确的是(　　)
A．动物有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要氧气参与
B．ATP与ADP的组成元素相同，都只含有C、H、O、N、P五种元素
C．ATP在生物体内含量很多，是生物体生命活动所需能量的直接来源
D．叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，ATP则是向相反方向运动
【答案】C
【解析】动物需氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的，其过程是第一、第二阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，产生大量的ATP，A项正确；ATP与ADP中的“A”均表示腺苷，是由腺嘌呤与核糖结合而成的，“P”表示磷酸，所以ATP与ADP都只含有C、H、O、N、P五种元素，B项正确；ATP在生物体内含量很少，是生物体生命活动所需能量的直接来源，C项错误；在光合作用的光反应阶段，色素分子利用吸收的部分光能，将ADP与Pi结合生成ATP，在暗反应阶段，ATP水解成ADP与Pi，释放的能量用于还原三碳化合物，所以叶绿体中ADP由叶绿体基质向类囊体薄膜运动，ATP则是向相反方向运动，D项正确。
9．某同学在进行某一酶促反应实验时，第一次测得产物生成量随时间变化如图中曲线a所示，第二次实验对第一次实验中的条件进行了一处调整，实验结果如曲线b所示。该同学改变的条件可能是(　　)
A．改变了酶的种类 B．改变了底物浓度
C．改变了酶的用量 D．改变了反应温度
【答案】B
【解析】据图可知，两次实验不一样的是生成物的量，该同学改变的条件可能是改变了底物浓度；改变酶的种类、酶的用量和反应温度都是改变反应的快慢，故选B。
10．在研究溶菌酶的过程中，科研人员得到了多种突变酶，并测得50%的酶发生变性时的温度(Tm)，部分结果见下表。下列有关叙述正确的是(　　)
酶
半胱氨酸(Cys)
的位置和数目
二硫键数目
Tm/℃
野生型
T4溶菌酶
Cys51，Cys97
无
41.9
突变酶C
Cys21，Cys143
1
52.9
突变酶F
Cys3，Cys9，Cys21，
Cys142，Cys164
3
65.5
注：Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置。
A．突变酶F的最适温度为65.5 ℃
B．突变酶C的热稳定性提高与半胱氨酸的数目有关
C．突变酶中二硫键的形成与半胱氨酸的位置无关
D．溶菌酶热稳定性的提高可能与空间结构的改变有关
【答案】D
2．细胞呼吸与光合作用
[核心考点]　1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。3.细胞呼吸(Ⅱ)。
[选择提分练]
1．下列与细胞呼吸有关的叙述中，正确的是(　　)
A．无氧呼吸可能会发生在富含氧气的细胞中
B．人体在剧烈运动时CO2主要来自于细胞质基质
C．小麦根部被水淹时产生的乳酸影响载体的活性
D．蛔虫有氧呼吸时吸收的O2与产生的CO2量相等
【答案】A
2．下列有关人体内有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B．葡萄糖不能作为无氧呼吸的底物
C．无氧呼吸过程不产生[H]
D．有氧呼吸只有第三阶段产生ATP
【答案】A
【解析】人体有氧呼吸的产物是H2O和CO2，无氧呼吸的产物只有乳酸，因此CO2只是有氧呼吸的产物，A正确；葡萄糖既能作为有氧呼吸的底物，也能作为无氧呼吸的底物，B错误；有氧呼吸第一、第二阶段以及无氧呼吸的第一阶段都能产生[H]，C错误；有氧呼吸三个阶段都能产生ATP，D错误。
3．下列关于叶绿体的叙述，正确的是(　　)
A．类囊体薄膜上只分布着吸收光能的色素分子
B．叶绿体的内膜上也分布着与光合作用相关的酶
C．叶绿体中ADP可从基质转移至类囊体薄膜上
D．叶绿体的内膜和类囊体薄膜扩大了受光面积
【答案】C
4．光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自(　　)
A．细胞呼吸产生的ATP和光能
B．都是细胞呼吸产生的ATP
C．光能和光反应产生的ATP
D．都是光反应产生的ATP
【答案】C
【解析】光合作用中水的分解所需能量来自光能，三碳化合物形成葡萄糖所需能量来自光反应产生的ATP。
5．在一定条件下某叶肉细胞内叶绿体和线粒体有关生理活动的叙述，正确的是(　　)
A．光照下叶绿体和线粒体直接为对方利用的物质有O2、CO2和葡萄糖
B．光照下两者的[H]发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用
C．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中化合物C5比ADP先减少
D．若突然增加CO2浓度，则短时间内叶绿体中化合物C3比ADP先增加
【答案】D
【解析】叶绿体产生的葡萄糖不能进入线粒体，在细胞质基质被氧化分解，A错误；叶绿体内水的光解产生[H]和O2，同时ADP与Pi反应产生ATP，但是只能提供给暗反应使用，不能提供给各项生命活动，B错误；若突然增加光照强度，则短时间内产生的ATP和[H]增加，C3的还原增加，所以叶绿体中化合物C5增加，C错误；若突然增加CO2浓度，固定产生的C3增加，导致消耗ATP增加，则产生的ADP也增加，D正确。
6．利用温室栽培蔬菜，应如何调控温度(　　)
A．白天温度维持在25 ℃左右，晚上适当降低温度
B．晚上温度维持在25 ℃左右，白天适当降低温度
C．昼夜24 h温室的温度维持在25 ℃左右
D．昼夜24 h温室维持较低温度
【答案】A
【解析】要提高温室蔬菜的产量，可通过增大昼夜温差，适当降低夜间温室内温度，使细胞呼吸消耗有机物减少，而白天温度适当提高，增大总光合速率，从而提高产量，故A正确。
7．在光合作用和有氧呼吸过程中，既有[H]又有ATP产生的是(　　)
①光合作用的光反应阶段　②光合作用的暗反应阶段　③有氧呼吸第一阶段　④有氧呼吸第二阶段　⑤有氧呼吸第三阶段
A．①②③ B．①③④
C．②③⑤ D．②④⑤
【答案】B
8．下列关于光合作用和呼吸过程的叙述，错误的是(　　)
A．光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料
B．有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料
C．两者产生气体的阶段都有水参与
D．两者产生气体的阶段都与生物膜有关
【答案】D
【解析】光合作用光反应阶段的产物O2可为有氧呼吸第三阶段提供原料，A正确；有氧呼吸第三阶段的产物H2O可为光合作用光反应阶段提供原料，B正确；光合作用光反应可将H2O分解产生O2，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2，C正确；光合作用光反应可将H2O分解产生O2的场所是类囊体薄膜，有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2的场所是线粒体基质，D错误。
9．下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质。有关分析错误的是(　　)
A．图中a为O2，可部分释放到空气中
B．图中b为NADPH，外界CO2浓度升高时，b的含量暂时升高
C．该过程消耗的NADP＋和c可来自于叶绿体基质
D．该过程将光能转化为化学能储存在b和ATP中
【答案】B
【解析】据图分析，a是由水的光解产生的，是O2，若光合作用大于细胞呼吸，O2会部分释放到空气中，A正确；图中b是在NADP＋、H＋和电子参与下形成的，为NADPH，当外界CO2浓度升高时，生成的三碳化合物增加，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低，B错误；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、Pi、ADP(c)，C正确；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中，D正确。
10．有学者欲研究影响玉米根尖细胞线粒体耗氧速率的因素，按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质，测定氧气浓度的变化，结果如图所示(注：图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析不正确的是(　　)
A．实验中加入的呼吸底物是丙酮酸
B．过程①比②耗氧速率低的原因可能是[H]不足
C．过程②比③耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足
D．过程①～⑤有[H]的消耗和水的产生
【答案】B
B组
1．下列有关叶绿体及其色素的叙述，正确的是(　　)
A．叶绿体内部有巨大的膜表面
B．吸收光能的色素分布在叶绿体外膜上
C．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光
D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用
【答案】A
【解析】叶绿体中的基粒是由类囊体堆叠形成的，因此类囊体增大了叶绿体内膜的面积，A正确；吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上，B错误；叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，C错误；液泡中色素不吸收光能，D错误。
2．植物进行光合作用合成有机物的过程中，发生的变化合理的是(　　)
A．CO2的固定和C3的还原都消耗ATP和[H]
B．在较强光照下ADP由类囊体薄膜向叶绿体基质运动，ATP则是向相反方向运动
C．能量转化的大致过程是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
D．光反应与暗反应两个阶段都必须在光下才能进行
【答案】C
【解析】CO2的固定过程不需要消耗ATP和[H]，A项错误；在较强光照下ATP在类囊体薄膜上产生，向叶绿体基质运动，ADP则是向相反方向运动，B项错误；光合作用过程中能量转化的大致过程是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能，C项正确；光反应必须在光下才能进行，暗反应有光、无光均可进行，D项错误。
3．下列对图示反应式的相关描述，正确的是(　　)
2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量
A．在人的肌细胞和酵母菌的细胞内均可发生图示反应
B．图示中[H]与光反应产生的[H]是同一种物质
C．图示中“能量”均将转化成ATP中活跃的化学能
D．在无氧条件下，图示反应也能在细胞内正常进行
【答案】A
4．下列有关说法中正确的是(　　)
A．只有在强光下同一叶肉细胞细胞呼吸产生的二氧化碳才直接供自身光合作用利用
B．光合作用光反应阶段产生的氢只来自水，而细胞呼吸产生的氢只来自有机物
C．耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生ATP的量可能相同
D．在强光下，一株植物所有细胞呼吸消耗的氧气全部来自光合作用过程中产生的氧气
【答案】C
【解析】在有光的条件下，细胞呼吸产生的二氧化碳都可以直接被光合作用利用，A错误；光合作用的光反应阶段产生的[H]来自水，有氧呼吸第一阶段产生的[H]来自有机物葡萄糖，第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水，B错误；夜晚细胞只能进行细胞呼吸，绿色细胞和非绿色细胞产生的ATP相同，C正确；强光下植物细胞呼吸消耗的氧气可能来自光合作用产生的氧气，也可能来自外界环境，D错误。
5．下列有关植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
【答案】D
【解析】水果的保鲜应在低氧和零上低温环境下，A错误；C6H12O6不能直接在线粒体中分解成CO2，C6H12O6首先要在细胞质基质中酵解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体分解成CO2，B错误；细胞呼吸过程中化学能转变为热能和储存在ATP中的化学能，C错误；夏季连续阴天，光照强度减弱，光合作用合成的有机物减少，夏季的气温较高，细胞细胞呼吸较强，细胞呼吸分解的有机物较多，不利于植物生长，所以大棚中白天适当增加光照，提高光合作用强度，夜晚适当降低温度，降低细胞呼吸强度从而增加净光合作用强度，可提高作物产量，D正确。
6．关于丙酮酸生成CO2的过程，下列叙述错误的是(　　)
A．既可以生成[H]，也可以释放少量能量
B．既可以在硝化细菌内进行，也可以在酵母菌内进行
C．既可以生成ATP，也可以消耗ATP
D．既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行
【答案】C
7．下列对细胞呼吸的相关叙述，正确的是(　　)
A．哺乳动物成熟红细胞内ATP的合成场所是细胞质基质
B．水稻适宜生长于水环境中，主要是因为水稻通过无氧呼吸提供能量
C．对于真核生物而言，有氧呼吸和无氧呼吸的场所完全不同
D．植物体内各项生命活动消耗的ATP均由细胞呼吸提供
【答案】A
【解析】哺乳动物成熟的红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，其细胞内的ATP是通过无氧呼吸产生的，无氧呼吸的场所是细胞质基质，A项正确；水稻主要通过有氧呼吸提供能量，B项错误；对于真核生物而言，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同，都是在细胞质基质中进行，C项错误；在光合作用中，三碳化合物的还原消耗的ATP由光反应提供，D项错误。
8．下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都有丙酮酸的产生
B．光合作用产生的ATP有一部分用于细胞呼吸
C．光合作用进行的同时不一定都伴随着细胞呼吸的进行
D．光合作用和细胞呼吸都有水的参与
【答案】A
【解析】有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都有丙酮酸的产生，A项正确；光合作用产生的ATP用于暗反应C3的还原，B项错误；光合作用必须有光才能进行，而细胞呼吸时刻都在进行，因此光合作用进行的同时一定都伴随着细胞呼吸的进行，C项错误；光合作用和有氧呼吸都有水的参与，而无氧呼吸没有水的参与，D项错误。
9．下图表示玉米种子在暗处萌发初期淀粉和葡萄糖含量的变化情况，在此环境中约经过20天左右幼苗死亡，并被细菌感染而腐烂。下列分析正确的是(　　)
A．图中表示葡萄糖变化情况的曲线是乙
B．种子萌发过程中有机物总量的变化趋势为越来越少
C．在此环境下种子萌发过程中会发生光合作用和细胞呼吸
D．幼苗被细菌感染后，便没有CO2释放
【答案】B
10．如图表示甲、乙两种植物的CO2吸收量随着光照强度的变化而变化的曲线图。下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙两植物的最大光合作用强度一样
B．如果在图中M点突然停止光照，短期内两植物的叶绿体中五碳化合物的含量将会增加
C．当平均光照强度在X和Y之间时(每日光照12 h)，植物一昼夜中有机物积累量的变化是甲减少、乙增加
D．当光照强度为Z时，光照强度不再是乙植物的光合作用限制因素，但仍是甲植物的光合作用的限制因素
【答案】C

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