必修1第3单元细胞的能量供应和利用.docx
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必修1第3单元细胞的能量供应和利用
2009~2013年高考真题备选题库
必修1第3单元细胞的能量供应和利用
考点一 酶的本质、特点及应用
1．（2013新课标全国Ⅰ理综，6分）关于酶的叙述，错误的是（ ）
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
解析：
选B 本题考查了酶的结构、功能、分布和原理等内容，意在考查理解能力和应用能力。
同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如催化有氧呼吸的酶，A项正确。
低温未破坏酶的空间结构，低温处理后再升高温度，酶活性可恢复，高温可破坏酶的空间结构，B项错误。
酶可以降低化学反应的活化能，从而提高化学反应速度，C项正确。
酶可以催化化学反应，也可以作为另一个反应的底物，如唾液淀粉酶可以催化淀粉的分解，又可以被胃蛋白酶水解，D项正确。
2．（2013安徽理综，6分）细胞代谢受酶的调节和控制。
下列叙述正确的是（ ）
A．激素都是通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢的
B．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．同一个体各种体细胞酶的种类相同、数量不同，代谢不同
D．对于一个细胞来说，酶的种类和数量不会发生变化
解析：
选B 本题考查酶和激素的作用，意在考查理解能力。
激素主要通过影响靶细胞内基因的表达来调节细胞代谢，A项错误；细胞代谢的终产物可通过提高或降低酶的活性来调节代谢速率，B项正确；同一个体不同功能的细胞内酶的种类不同；C项错误；一个细胞在不同时期，其功能可能会发生相应变化，因而酶的种类和数量也可能会随之改变，D项错误。
3．（2013四川理综，6分）下列实验所采取的措施，不涉及“降低化学反应活化能”原理的是（ ）
A．利用果胶酶提高水果的出汁率
B．滴加肝脏研磨液促使过氧化氢的分解
C．滴加FeCl3溶液提高过氧化氢的分解速率
D．利用水浴加热提高胡萝卜素的萃取效率
解析：
选D 本题考查催化剂的作用原理和酶的相关知识，意在考查的理解能力。
催化剂加快反应速率的原理是其降低了反应的活化能，酶属于生物催化剂；A、B选项描述的现象涉及了酶的催化作用，C选项描述的现象涉及了无机催化剂的催化作用。
提高温度可以加快胡萝卜素在萃取液中的溶解速率，但该过程没有涉及催化剂的作用，也没有涉及降低化学反应活化能，D项错误。
4．（2012海南，2分）下列操作中，不可能导致淀粉酶活性发生变化的是（ ）
A．淀粉酶溶液中加入强酸
B．淀粉酶溶液中加入蛋白酶
C．淀粉酶溶液中加入淀粉溶液
D．淀粉酶经高温烘干制成粉剂
解析：
温度、pH都会影响酶活性；淀粉酶的化学本质为蛋白质，蛋白酶会将其水解，从而使其活性发生改变；淀粉酶溶液中加入淀粉溶液后，淀粉被水解，但是淀粉酶在反应前后结构和活性不变。
答案：
C
5.（2011新课标全国理综，6分）甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如右图所示。
下列分析错误的是（ ）
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析：
本题考查酶的化学本质以及酶的特性，意在考查对图表的判断分析能力。
酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。
因在蛋白酶的作用下，甲酶活性没有变化而乙酶活性逐渐下降，故甲酶的本质不是蛋白质，有可能是RNA；而乙酶的化学本质是蛋白质，在蛋白酶的作用下其空间结构被改变。
答案：
B
6．（2011海南，2分）下列有关酶的叙述正确的是（ ）
A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸
解析：
本题综合考查酶的化学本质、作用原理、专一性和在现代生物科技中的应用等，意在考查考生的理解能力，要求考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系。
大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为RNA，所以其基本组成单位是氨基酸和核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸是DNA的基本组成单位，A错误；酶只能通过降低反应物的活化能来提高化学反应速率，不能为反应物提供能量，B错误；胰蛋白酶可以促进细胞之间的粘连物质水解，使细胞分散开，C正确；DNA连接酶可以催化五碳糖和磷酸之间形成磷酸二酯键，D错误。
答案：
C
7．（2009广东，2分）水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质（ ）
A．在4℃条件下易变性
B．只含有C、H
C．也能催化淀粉合成
D．含有羧基
解析：
由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质，一端含游离氨基，另一端含游离羧基。
答案：
D
8．（2009·重庆理综，6分）下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A．高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性
B．酶是活细胞产生并具有催化作用的蛋白质
C．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
D．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
解析：
高温能破坏酶的结构使其失去活性，而低温抑制酶的活性，当温度升高时，酶活性可以恢复。
酶是活细胞产生并具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。
细胞质基质中有催化葡萄糖分解形成丙酮酸的酶（即细胞呼吸第一阶段的酶）。
细胞质中线粒体和叶绿体中的DNA可复制转录，故其内有解旋酶。
答案：
C
9．（2009全国卷Ⅱ理综，14分）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性，要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：
适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液、斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。
（1）若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
＋
－
＋
－
（2）实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
（3）结果预测：
___________________________________________________________。
（4）结论：
_______________________________________________________________。
（5）在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
该实验为验证性实验。
要验证酶的专一性，可根据底物相同酶不同或底物不同酶相同时，还原糖是否产生来确定酶是否发挥催化作用。
由于要求验证两种酶的专一性，故实验分为4组。
另外，验证性实验的结果及结论均是确定的，酶的催化作用需要适宜的温度，低于最适温度时，酶活性降低，产生的还原糖减少，砖红色变浅。
答案：
（14分）
（1）
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
＋
－
＋
－
乙
－
＋
－
＋
丙
＋
－
－
＋
丁
－
＋
＋
－
（2）②混匀，37℃恒温水浴一段时间③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，沸水水浴一段时间④观察实验现象并记录实验结果
（3）含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀（2分）
（4）酶的催化作用有专一性
（5）20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少
考点二 实验：
探究影响酶活性的因素
1．（2013江苏，3分）为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是（ ）
实验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验① B．实验②
C．实验③D．实验④
解析：
选ACD 本题考查影响酶活性因素的实验设计，意在考查实验设计与分析能力。
过氧化氢受热易分解，不宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，实验①不合理；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故实验③不合理；斐林试剂呈碱性，能与酸性物质发生反应，不适合用于探究pH对酶活性的影响，故实验④不合理。
2．（2012全国理综，8分）某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。
③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。
（1）________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
因为题中已经提示不考虑试剂的浓度、剂量等，因此就不用去分析这些数据是否错误，找主要的错误即可。
（1）酶的活性受温度的影响，本题探究的是pH对酶活性的影响，因此，温度应为无关变量，必须适宜，而70℃恒温水浴的温度过高，会导致5组试管中的酶因高温而失活，最终不同pH下的实验结果一样。
（2）本题选择的是斐林试剂，通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低，斐林试剂鉴定还原糖必须要加热，如果不加热，则任何一组都不会出现砖红色沉淀。
答案：
（1）③中70℃应改为37℃。
因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃
（2）在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。
因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色
11．（2011江苏，8分）为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响，研究者设计并进行了相关实验，实验步骤及结果如下：
①鲈鱼的驯养：
将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14d，用普通饲料投喂，备用。
②饲料的配制：
在每千克普通饲料中添加200mg植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒，烘干后储存。
③鲈鱼的饲养：
挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度为60尾/箱．给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。
④称重并记录：
投喂8周后，从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重。
结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3%、947.2%。
⑤制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。
蛋白酶活性（U/mg）
脂肪酶活性（U/mg）
淀粉酶活性（U/mg）
对照组
1.09
0.08
0.12
实验组
1.71
0.10
0.13
根据上述实验，回答下列问题：
（1）步骤①中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是________；实验前的驯养是为了________。
（2）步骤②中将配制好的饲料进行烘干要特别注意________，其原因是________。
（3）步骤③中还应控制好的无关变量主要有________________________________。
（4）本实验得出的初步结论是__________________________________________。
（5）推测鲈鱼的食性并说明理由：
__________________________________________。
解析：
本题主要考查有关酶的探究实验和影响酶活性的因素等内容，意在考查对实验材料的分析能力。
（1）该实验使用鲈鱼的鱼苗而不是成体，主要原因是鱼苗生长较快，实验现象明显，而成体生长较慢，实验现象不明显，实验前要驯养鱼苗，目的是使鲈鱼适应实验养殖环境，排除因不适应环境而对实验结果造成的影响。
（2）由于饲料中添加了植酸酶，故对饲料进行烘干时温度不能过高，否则高温将会使植酸酶变性失活。
（3）该实验要控制好的无关变量主要有水体的温度、盐度和溶解氧的含量等。
（4）根据步骤④可推知，饲喂添加植酸酶的饲料能促进鲈鱼幼体的生长；根据表中数据，可推知植酸酶能显著提高鲈鱼肠道中蛋白酶的活性，但对鲈鱼肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小。
（5）由表中数据可推知，鲈鱼肠道中蛋白酶的活性明显高于脂肪酶和淀粉酶，说明其食性为肉食性。
答案：
（1）成体生长缓慢，实验效果不明显 让鲈鱼适应实验养殖环境
（2）温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性
（3）水温、盐度和溶解氧等
（4）添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小
（5）肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶
12．（2011全国理综，10分）某同学从温度为55～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。
回答问题：
（1）测定脂肪酶活性时，应选择________作为该酶作用的物质，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
（2）要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。
（3）根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
解析：
本题主要考查酶的特性、化学本质、影响酶催化活性的因素，意在考查考生理解能力、实验探究能力。
根据酶具有专一性的特点可知，脂肪酶只能催化脂肪的水解，因此测定其活性时，应选择脂肪作为底物；为维持其酸碱度稳定，一般应加入缓冲溶液。
蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。
要探究酶催化作用的最适温度，应设置一系列温度梯度，分别测定酶活性，催化活性最高时的温度即为最适温度，由于该细菌生活的温度范围为55～65℃，因此，设置温度梯度范围时应将其包含在内。
答案：
（1）脂肪 缓冲
（2）蛋白质
（3）在一定温度范围（包括55～65℃）内设置温度梯度，分别测定酶活性。
若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。
否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。
考点三 ATP在能量代谢中的作用
1．（2012北京理综，6分）细胞中不能合成ATP的部位是（ ）
A．线粒体的内膜
B．叶绿体中进行光反应的膜结构
C．内质网的膜
D．蓝藻（蓝细菌）中进行光反应的膜结构
解析：
有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，释放大量能量；在光合作用的光反应阶段，叶绿体将光能转化为ATP中活跃的化学能，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜；内质网不能合成ATP；蓝藻（蓝细菌）进行光反应能产生ATP。
答案：
C
考点四 细胞呼吸的原理
1．（2013新课标全国Ⅱ理综，6分）下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是（ ）
A．肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸
B．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码
C．破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中
D．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同
解析：
选C 本题考查了微生物呼吸作用的场所、条件、产物等内容，意在考查的理解能力和综合应用能力。
肺炎双球菌为原核生物，只有核糖体一种细胞器，没有线粒体，但可进行有氧呼吸，A项正确。
细菌拟核上含有控制细菌代谢、遗传和变异、繁殖等基本生命活动的基因，细菌的呼吸是其基本代谢形式，有关的酶由拟核中的基因编码控制，B项正确。
破伤风芽孢杆菌为厌氧型生物，适宜生活在缺氧的环境中，C项错误。
酵母菌为兼性厌氧型生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，产物是CO2和H2O，在无氧条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和CO2，D项正确。
2．（2012江苏，3分）（双选）下图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．1和3都具有双层生物膜
B．1和2所含酶的种类不同
C．2和3都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
解析：
图示中1表示有氧呼吸第一阶段的场所——细胞质基质，葡萄糖在此被分解为丙酮酸和[H]，并产生少量ATP，所以甲表示丙酮酸；2表示有氧呼吸第二阶段的场所——线粒体基质，丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，并产生少量ATP，所以乙表示[H]；3表示有氧呼吸第三阶段的场所——线粒体内膜，[H]与O2反应生成H2O，同时产生大量ATP。
1表示的细胞质基质无双层生物膜，A项错误；细胞质基质和线粒体基质中进行的化学反应不同，所含酶的种类也不同，B项正确；2所表示的线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲表示丙酮酸，乙表示[H]，D项正确。
答案：
BD
3．（2010上海，2分）下图是酵母菌发酵实验示意图，其中X、Y、Z分别代表（ ）
A．石蜡油、CO2、蓝色
B．石蜡油、O2、黄色
C．菜油、O2、蓝色
D．菜油、CO2、黄色
解析：
本题考查酵母菌的细胞呼吸方式，意在考查考生的判断推理能力。
酵母菌不管是无氧呼吸还是有氧呼吸都能产生CO2，排除B、C项；二氧化碳可使BTB溶液由蓝变绿再变黄，排除A项。
答案：
D
4．（2009·全国卷Ⅱ理综，6分）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸
C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用
解析：
细胞呼吸是所有活细胞中有机物在酶的催化作用下氧化分解并释放能量的过程。
细胞呼吸一旦停止，细胞就死亡。
人体硬骨组织细胞是活细胞，可以进行细胞呼吸；叶肉细胞是活细胞，叶肉细胞在进行光合作用的同时也进行细胞呼吸。
酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。
答案：
D
5．（2012新课标全国理综，11分）将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。
若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。
（1）萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成________，再通过________________作用为种子萌发提供能量。
（2）萌发过程中在________________小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为________mg。
（3）萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为________mg·粒－1·d－1。
（4）若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是________，原因是________________________________________。
解析：
（1）玉米种子萌发过程中，淀粉先被水解为葡萄糖，再通过细胞呼吸作用为种子萌发提供能量。
（2）由图可知，在72～96小时之间种子的干重下降最快，说明该时间段内种子的呼吸速率最大，每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2－177.7＝26.5（mg）。
（3）萌发过程中胚乳中的营养物质一部分用于细胞呼吸，一部分转化成幼苗的组成物质。
由题图可知，在96～120小时内，转化速率最大。
在96～120小时内，每粒胚乳的干重减少27mg（118.1－91.1），其中呼吸消耗5mg（177.7－172.7），则转化成其他物质22mg，即转化速率为22mg·粒－1·d－1。
（4）如果继续保持黑暗条件，玉米幼苗不能进行光合作用，细胞呼吸继续消耗有机物，干重继续下降。
答案：
（1）葡萄糖 呼吸（或生物氧化）
（2）72～96 26.5 （3）22 （4）下降 幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用
考点五 影响细胞呼吸的因素及其应用
1．（2013安徽理综，6分）下图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。
下列分析不正确的是（ ）
A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛
B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降
C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降
D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成
解析：
选D 本题考查种子在成熟的过程中呼吸速率与干物质量之间的关系，意在考查理解能力和获取信息的能力。
读图可知，种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛，A项正确；种子成熟后期，细胞代谢较慢，原因是细胞内自由水含量减少，进而导致呼吸速率下降，B项正确；脱落酸在成熟的种子中含量较高，种子成熟后期细胞呼吸速率会下降，C项正确；种子呼吸速率下降可减少干物质的消耗，但不会有利于干物质的合成，D项错误。
2．（2013福建理综，12分）为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如下图。
请回答：
（1）细胞有氧呼吸生成CO2的场所是________，分析图中A、B、C三点，可知________点在单位时间内与氧结合的[H]最多。
（2）图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有________作用，其中________mmol·L－1的KNO3溶液作用效果最好。
（3）淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的[H]和________减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？
请分析说明________________________________
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