高中生物细胞的能量代谢

高中生物细胞的能量代谢2019年3月21日

（考试总分：108 分考试时长： 120 分钟）

一、填空题（本题共计 2 小题，共计 8 分）

1、（4分）下面甲图为呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图，丙图为酵母菌在不同O2浓度下的CO 2

释放速率。请据图回答：

（1）甲图中，E代表的物质可能是____________，动物细胞可以进行的过程为_________阶段（填字母）。

（2）甲图中C、D阶段发生的场所依次对应于乙图中的_________（填序号）。

（3）甲图中从A阶段到产生E物质的阶段的呼吸方式是_________，写出有关的反应式：___________。（4）丙图所示过程中，酒精产生速率的变化趋势是___________，试解释C点出现的原因：__________ ______________________________________。

（5）人体剧烈运动时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是5:3，则人体产生的CO2与消耗O2之比是__________；剧烈运动后，人体会有酸胀的感觉，原因是_________________。

2、（4分）下列反应式是ATP、ADP在不同酶作用下的相互转化,请根据要求回答问题。

①

②

（1）当反应式②进行时,能量用于_______,此过程称为____反应。

（2）当反应式①进行时,即ATP水解,释放的能量用于___。

（3）萤火虫放光所需能量由____直接提供。

二、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）

3、（5分）下列关于ATP的描述正确的是

A．ATP分子的结构简式为A﹣P﹣P～P B．ATP中最易断裂的是与A相连的磷酸键

C．ATP在耗能多的组织细胞中含量特别高 D．ATP水解释放能量，必须要特定的酶参与

4、（5分）探究某种微生物细胞呼吸方式的装置的起始状态如下图。在实验时间内，两组细胞呼吸方式相同。实验中定时记录右管液面高度的变化（忽略其他因素影响）。下列说法正确的是

A．甲组右管液面高度的变化，可表示 O2的释放量

B．乙组右管液面高度的变化，可表示 CO2释放量和 O2消耗量的差值

C．乙组右管液面下降，说明该微生物只进行有氧呼吸

D．甲组右管液面不变，说明该微生物只进行有氧呼吸

5、（5分）如图是验证酵母菌细胞呼吸类型的实验装置，两套装置的培养条件一致（不考虑环境中物理因素的影响），下列相关叙述不正确的是

A．若酵母菌只进行有氧呼吸，则装置 1 中红色液滴不移动，装置 2 中红色液滴向左移

B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置 1 中红色液滴不移动，装置 2 中红色液滴向右移

C．若装置 1 中的红色液滴向左移，移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量

D．若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置 1 中红色液滴向左移，装置 2 中红色液滴向右移6、（5分）酵母菌是一种单细胞真菌，其代谢类型为异养兼性厌氧型。下列有关“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的叙述，不正确的是

A．在实验装置中，盛有10%NaOH溶液的锥形瓶的作用是吸收空气中的C02

B．可用澄清的石灰水和溴麝香草酹蓝水溶液来检测C02的产生

C．可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生

D．可根据实验中有无C02的产生和有无酒精的产生来判断酵母菌细胞呼吸的方式

7、（5分）为研究光合作用的过程，实验员在溶液中加入结构完整的类囊体和叶绿体基质，按图示条件进行Ⅰ、Ⅱ两个阶段实验，糖的合成速率如图所示，下列有关说法错误的是

A．将叶肉细胞的细胞膜破坏后用差速离心法可获得叶绿体

B．为了达到上述实验结果，在Ⅰ阶段还应该向溶液中加入[H]和A TP

C．Ⅰ阶段积累的物质除糖以外还有C5、ADP、Pi

D．Ⅱ阶段合成了葡萄糖是因为进行光反应产生了ATP和[H]且Ⅰ阶段积累了一定量的C3

8、（5分）ATP是细胞的能量“通货”，下图为ATP的结构和ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法不正确的是

A．ATP是生命活动的直接能源物质，图1中的A代表腺苷

B．图2中进行过程①时，图1中的c键断裂并释放能量

C．图2中的①②若表示某种物质，则①②能降低化学反应的活化能

D．绿色植物叶肉细胞中，图2中过程②可以发生在线粒体、叶绿体以及细胞质基质中

9、（5分）下列有关酶和ATP的叙述中，正确的是

A．将各种酶水解得到的有机小分子都是氨基酸，该类有机物只在细胞内发挥作用

B．酶浓度和底物浓度可以影响酶促反应速率，不影响酶活性

C．ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”表示同一物质

D．叶肉细胞细胞质中消耗的ATP均来源于线粒体和叶绿体

10、（5分）苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。某探究小组用95%的乙醇提取苋菜叶片中的色素，利用纸层析法（圆形滤纸）获得如图所示a、b、c、d和e五条环状色素带。下列叙述正确的是

A．a色素带对应的色素呈橙黄色，其在层析液中的溶解度最小

B．b主要吸收红光和蓝紫光C．c色素带对应的色素含量大于a、b、d色素带对应的色素含量

D．c和d色素带对应的色素分子只有C、H、O三种元素组成

11、（5分）关于下列四幅图的叙述正确的是

A．在小鼠的体细胞内检测到的丁图所示化合物很可能是蔗糖

B．图甲中共有5种核苷酸

C．乙图所示的化合物中不含糖类物质

D．组成丙图所示物质的单糖是脱氧核糖或核糖

12、（5分）下图是光合作用过程实验图解。请分析判断下列说法不正确的是

A.此实验说明叶绿体是进行光合作用的完整结构单位

B.通过装置A、B可以证明光反应发生在类囊体薄膜上

C.通过装置A、C可以证明暗反应发生在叶绿体基质中

D.本实验能证明光反应为暗反应提供了反应必需的条件

13、（5分）细胞呼吸原理在生产实践中的应用非常广泛，下列叙述不恰当的是A．用透气性好的纱布包扎伤口，有利于破伤风芽孢杆菌细胞呼吸

B．低温（零下）和无氧不利于蔬菜水果的贮藏

C．中耕松土可以加速土壤中有机物的分解

D．种子在低氧、低温、干燥条件下，能减弱细胞呼吸，利于储藏

14、（5分）下列有关ATP的叙述中，错误的是

A．线粒体合成的ATP可以在细胞核中发挥作用

B．胃蛋白酶催化蛋白质水解不需要消耗ATP

C．细胞中吸能反应一般伴随着ATP的水解

D．ATP是有机物，可以注射，不能口服

15、（5分）下列有关光合作用过程的叙述中，错误的是

A．光反应为暗反应提供[H]、A TP

B．叶绿体类囊体膜上只进行光反应，不进行暗反应

C．突然停止光照，叶绿体中三碳化合物的含量将上升

D．若气孔关闭，叶绿体中五碳化合物的含量将下降

16、（5分）下列关于A TP的叙述不正确的是

A．能产生A TP的细胞不一定含有线粒体

B．吸能反应一般与A TP水解相联系，放能反应一般与A TP的合成相联系

C．在叶绿体中，ADP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质

D．ATP中的“A”与构成DNA、RNA的碱基“A”不是同一物质

17、（5分）ATP的结构简式是A—P~P~P，下列图示能正确表示ATP的是

A．A B．B

C．C D．D

18、（5分）生活中很多现象可以用生物学原理去解释，下列相关叙述正确的是

A．松土是农作物栽培的重要措施，可以降低土壤中微生物的呼吸作用，减少CO2的排放B．外界致癌因子会导致细胞癌变，只要远离致癌因子就不会发生细胞癌变

C．调节植物生长的生长素是基因表达的直接产物

D．艾滋病是由HIV引起的，HIV会攻击人体的T细胞，导致免疫功能受损

19、（5分）下列生命现象中ADP会增加的是

A．胃蛋白酶的分泌 B．丙酮酸形成乳酸

C．叶绿体中的叶绿素吸收光能 D．组织细胞利用氧气

20、（5分）下列各项应用中，主要利用细胞呼吸原理的是

①贮存种子②中耕松土③水稻的翻晒田④冷藏食品⑤用透气的消毒纱布包扎伤口

A．①②④⑤ B．①②③⑤ C．②③④⑤ D．①②③④⑤

21、（5分）下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是

A．线粒体内膜上镶嵌着与电子传递有关的酶和合成ATP的酶

B．需氧呼吸第二、三阶段受阻，第一阶段不能进行C．人体细胞内O2／CO2的比值，线粒体内比细胞溶胶高

D．需氧呼吸第三阶段能产生大量A TP，厌氧呼吸第二阶段能产生少量A TP

22、（5分）在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在）A．第一阶段和第二阶段 B．第一阶段和第三阶段

C．第二阶段和第二阶段 D．第二阶段和第三阶段

一、填空题（本题共计 2 小题，共计 8 分）

1、（4分）【答案】酒精和二氧化碳 ABCD ②①无氧呼吸 C6H12O

6

2C2H5OH + 2CO2 +少量能量逐渐减少此时无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还较弱 1：1 剧烈运动导致供氧不足，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸

【解析】根据题意和图示分析可知：甲图表示呼吸作用，ACD表示有氧呼吸、AB表示无氧呼吸产生乳酸的过程，X是丙酮酸，E是无氧呼吸产生的酒精和二氧化碳；乙图是线粒体的结构图，①②分别是线粒体内膜、线粒体基质；丙图为酵母菌在不同O2浓度下的CO2释放速率，其中C点表示CO2释放速率最低，有机物消耗最少。

（1）根据分析可知，甲图中，E代表的物质可能是酒精和二氧化碳，动物细胞可以进行的过程为ABCD 阶段。

（2）甲图中C、D表示有氧呼吸的第二、三阶段，发生的场所分别为线粒体基质、线粒体内膜，依次对应于乙图中的②①。

（3）甲图中从A阶段到产生E物质的阶段的呼吸方式是无氧呼吸，反应式为：C6H12O 62C2H5OH + 2C O2 +少量能量。

（4）丙图所示过程中，酒精产生速率的变化趋势是随着氧气浓度的增加，酒精产生速率逐渐减少，C 点时无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还较弱。

（5）人体有氧呼吸的反应式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量，无氧呼吸的反应式为：C6H

12O

6

2C3H6O3+能量，只有有氧呼吸产生CO2，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是5:3，人体产生

的CO2与消耗O2之比是1:1；剧烈运动后，人体会有酸胀的感觉，原因是剧烈运动导致供氧不足，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸。

2、（4分）【答案】ATP的合成吸能肌肉收缩、神经细胞的活动以及细胞中许多其他活动 ATP 【解析】

（1）当反应式②进行时，代表ATP的合成，所用的能量用于A TP的合成，此过程称为吸能反应。（2）当反应式①进行时，即ATP水解，所释放的能量来自ATP的高能磷酸键的断裂释放的能量，用于肌肉收缩、神经细胞的活动以及细胞中许多其他活动。

（3）ATP是生命活动的直接能源物质，萤火虫放光所需能量由ATP直接提供。

二、单选题（本题共计 20 小题，共计 100 分）

3、（5分）【答案】D

【解析】ATP的结构简式为A-P～P～P，A错误；ATP中最易断裂的是远离A的磷酸键，B错误；细胞中ATP的含量很少，消耗后可迅速形成，C错误；酶具有专一性，ATP水解释放能量，必须要有特定的水解酶参与，D正确。

4、（5分）【答案】B

【解析】甲组装置中瓶内NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验结果的干扰，液面高度的变化，可表示O2的消耗量，A错误。微生物在呼吸过程中，吸收氧气放出二氧化碳，如果进行无氧呼吸，则不吸收氧气，所以右管液面高度的变化，可表示CO2释放量和O2消耗量的差值，B 正确。乙组右管液面下降，说明微生物完全进行酒精发酵或者同时进行酒精发酵和有氧呼吸， C错误。甲组右管液面不变，表明不消耗O2，不存在有氧呼吸，该微生物只进行无氧呼吸，D错误。

5、（5分）【答案】A

【解析】装置1中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红色液滴移动的距离是细胞进行有氧呼吸消耗的氧气引起装置内的气体压强减小所致；装置2中的蒸馏水既不吸收CO2、也不产生O2，所以红色液滴移动的距离代表细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差。综上分析，若酵母菌只进行有氧呼吸，则产生的CO2量与消耗的O2量相等，装置1 中红色液滴向左移，装置2 中红色液滴不移动，A错误；若酵母菌只进行无氧呼吸，则会产生CO2，但不消耗O2，因此装置 1 中红色液滴不移动，装置 2 中红色液滴向右移，B正确；若装置1 中的红色液滴向左移，则移动距离可表明酵母菌有氧呼吸所消耗的氧气量，C正确；若酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产生的CO2量大于消耗的O2量，所以装置 1 中红色液滴向左移，装置 2 中红色液滴向右移，D正确。

6、（5分）【答案】D

【解析】在实验装置中，盛有10%NaOH溶液的锥形瓶的作用是吸收空气中的C02，以保证产生的二氧化碳来自于酵母菌的呼吸作用，A正确；CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，可以根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短来检测酵母菌呼吸作用产生的CO2，B正确；橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生二氧化碳，D错误。

7、（5分）【答案】C

【解析】分离细胞器可用差速离心法，故将叶肉细胞的细胞膜破坏后用差速离心法可获得叶绿体，A正确；Ⅰ阶段设置的条件为黑暗、有CO2且结果有糖的合成，为光合作用的暗反应阶段，暗反应不需要光，但需要光反应提供[H]和ATP，所以为了达到上述实验结果，在Ⅰ阶段还应该向溶液中加入[H]和AT P。Ⅰ阶段有CO2，可进行CO2的固定，形成三碳化合物（C3），ATP被消耗后，将产生ADP、Pi。从题图中可以看出Ⅰ阶段糖的合成速率先增加后减小，说明加入的[H]和ATP是有限的，随着它们的大量消耗，糖以及C5化合物的合成速率也下降，故C5不会积累，C错误；Ⅱ阶段有了光照，叶绿体将进行光反应，产生[H]和ATP，Ⅰ阶段积累的三碳化合物（C3）在它们的作用下就可以合成一定量的葡萄糖，但

是三碳化合物（C3）的量有限且又无CO2的供应，当三碳化合物（C3）消耗完之后就不能再合成葡萄糖了，D正确。故选C。

8、（5分）【答案】A

【解析】ATP是生命活动的直接能源物质，图1中的A代表腺嘌呤，A错误；图2中的过程①为ATP水解，ATP水解时，图1中的c所示的远离腺苷的高能磷酸键断裂并释放能量，B正确；图2中的①②若表示某种物质，则①②分别表示ATP水解酶与ATP合成酶，因此①②能降低化学反应的活化能，C正确；图2中的过程②表示ATP的合成，其合成途径有光合作用与呼吸作用，因此在绿色植物叶肉细胞中，图2中的过程②可以发生在线粒体、叶绿体以及细胞质基质中，D正确。

9、（5分）【答案】B

【解析】酶的化学本质是蛋白质或RNA，故将酶水解后得到的小分子化合物是氨基酸或核糖核苷酸，酶既可以在细胞内发挥作用，又可以在细胞外发挥作用，A错误；在一定范围内，随酶浓度和底物浓度增加，酶促反应速率增快，但不影响酶活性，B正确；ATP中的“A”为腺苷（由一分子腺嘌呤和一分子核糖组成），DNA、RNA中的碱基“A”为腺嘌呤，二者不是同一种物质，C错误；叶肉细胞细胞质中消耗的ATP来源于线粒体和细胞质基质，叶绿体产生的ATP只用于暗反应，D错误。

10、（5分）【答案】C

【解析】根据色素层析原理，a色素带对应的色素为胡萝卜素，其在层析液中的溶解度最大，A项错误；b为叶黄素，主要吸收蓝紫光，B项错误；c色素带对应的色素为叶绿素a，含量大于a、b、d色素带对应的色素含量，C项正确；叶绿素中还含有N、Mg等元素，D项错误。

11、（5分）【答案】D

【解析】丁图表示二糖，动物细胞特有的二糖是乳糖，蔗糖是植物细胞特有的二糖之一，A错误；图甲中含有碱基T的DNA链中含有4种脱氧核苷酸，含有碱基U的RNA链中含有4种核糖核苷酸，共有8

种核苷酸，B错误；乙图所示的化合物为ATP，ATP中含有核糖，C错误；丙图表示核苷酸，1分子的核苷酸是由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子含氮碱基组成，其中的五碳糖可以是脱氧核糖也可以是核糖，D正确。

12、（5分）【答案】B

【解析】光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行，光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应在ATP、[H]作用下产生有机物。从图中①②所示的位置及后续实验可以证明①是类囊体薄膜，②是叶绿体基质；装置B中无有机物生成的原因是缺少叶绿体基质，不能为暗反应提供酶和固定CO2的C5，所以装置A、B不能证明光反应发生在类囊体薄膜上；从3试管产物分析知，光反应和暗反应彼此联系，不可分割，叶绿体是进行光合作用的完整结构单位。13、（5分）【答案】A 【解析】用透气性好的纱布包扎伤口，不利于破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸，A错误；无氧条件下细胞呼吸较低氧条件下更旺盛，无氧呼吸产物对细胞有害；零下低温，虽然细胞呼吸速率很低，但温度过低水果容易被冻坏，因此无氧和零下低温均不利于水果保鲜，B正确；中耕松土能够增加土壤的通气量，促进微生物的有氧呼吸，从而加速土壤中有机物的分解，C正确；低氧、低温、干燥条件下，能减弱细胞呼吸，利于种子的储藏，D正确。

14、（5分）【答案】D

【解析】线粒体合成的ATP可以供给各项生命活动，可以在细胞核中发挥作用，A正确；胃蛋白酶催化蛋白质水解不需要消耗ATP，B正确；细胞中吸能反应一般伴随着ATP的水解，C正确；ATP是小分子物质，可以口服，D错误。

15、（5分）【答案】D

【解析】光合作用的过程包括光反应和暗反应。光反应能够为暗反应提供的物质是ATP和[H]，暗反应能够为光反应提供的物质是ADP和Pi，A正确；光反应是在叶绿体类囊状结构的薄膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可，B正确；若突然停止光照，光反应停止，[H]和ATP的产生减少，而二氧化碳与五碳化合物结合生成三碳化合物的反应仍在进行，所以叶绿体中三碳化合物的含量升高，C正确；气孔关闭，影响二氧化碳的吸收，C5化合物的消耗降低，C5化合物的含量上升，D错误。

16、（5分）【答案】C

【解析】能产生ATP的细胞不一定含有线粒体，如蓝藻能进行有氧呼吸产生ATP，但是不含有线粒体，A正确；吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与A TP的合成相联系，B正确；在叶绿体中，A DP的移动方向是由叶绿体基质到类囊体薄膜，C错误；ATP中的“A”代表腺苷，DNA、RNA中的碱基“A”代表腺嘌呤，D正确。

17、（5分）【答案】A

【解析】A—P~P~P中，A代表腺苷，由腺嘌呤与核糖组成。P代表磷酸基团，-代表普通磷酸键，～代表高能磷酸键，A正确，组成ATP的糖类为核糖，B错误；C项ATP的图示缺少核糖，C错误；组成ATP 的糖类为核糖，且核糖应该连接在腺嘌呤与磷酸基团之间，D错误。

18、（5分）【答案】D

【解析】松土可增加土壤中氧气的含量，促进土壤中微生物的呼吸作用，有利于CO2的生成，A错误；外界致癌因子会导致细胞癌变，远离致癌因子可以降低细胞癌变的几率，B错误；生长素的化学本质是吲哚乙酸，而基因表达的直接产物是蛋白质，C错误；艾滋病是由HIV引起的，HIV会攻击人体的T细胞，进而导致免疫功能受损，D正确。

19、（5分）【答案】A

【解析】胃蛋白酶的分泌消耗能量，ADP会增加，A正确；丙酮酸形成乳酸不消耗能量，故ADP含量不会增加，B错误；叶绿体中的叶绿素吸收光能为光反应过程，产生ATP，ADP会减少，C错误；组织细胞利用氧气为有氧呼吸的第三阶段，产生ATP，ADP会减少，D错误。

20、（5分）【答案】D

【解析】贮存种子要在干燥、低温、少氧的环境中，减少自由水的量，降低酶的活性，减弱细胞呼吸强度，从而减少有机物消耗，①正确；中耕松土能增加土壤中氧气的量，增强根细胞的有氧呼吸，释放能量，促进对无机盐的吸收，②正确；水稻的翻晒田是防止植物的根缺氧进行无氧呼吸，产生酒精，对根系造成毒害作用，③正确；冷藏食品是通过降低温度来降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，④正确；用透气的消毒纱布包扎伤口构成有氧环境，从而抑制厌氧型细菌的繁殖，⑤正确；所以上述应用中，主要利用细胞呼吸原理的是①②③④⑤，D正确。

21、（5分）【答案】A

【解析】有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，能产生大量的ATP，故线粒体内膜上镶嵌着与电子传递有关的酶和合成ATP的酶，A正确；无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段相同，故需氧呼吸第二、第三阶段受阻，但第一阶段仍能进行，B错误；线粒体消耗O2，释放CO2，所以人体细胞内O2与CO2的比值，线粒体内比细胞溶胶低，C错误；需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP。厌氧呼吸只在第一阶段释放能量，合成A TP，第二阶段不释放能量，不能产生A TP，D错误。故选A。

22、（5分）【答案】D

【解析】由有氧呼吸的具体过程可知，在有氧呼吸过程中，水分子作为反应物，参与有氧呼吸的第二阶段的反应，水分子作为生成物，产生于有氧呼吸的第三阶段，D正确。