高三一轮复习生物：细胞的能量供应和利用（知识梳理+8大考点精讲精练+实战训练）

专题05细胞的能量供应和利用【学习目标】1、说明酶在细胞代谢中的作用2、比较酶与无机催化剂催化能力的区别3、说明酶具有高效性、专一性和作用条件较温和的特点4、说出ATP的化学组成和特点5、解释ATP在细胞生命活动中的作用6、说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化7、说出有氧呼吸的具体过程8、说明无氧呼吸过程中物质与能量的变化9、采用比较与归纳的方法，区分有氧呼吸与无氧呼吸10、解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点11、使用实验器具提取和分离色素，探究绿叶中色素的种类和含量12、说出光反应阶段和暗反应的区别与联系13、应用光合作用的原理，指导农业生产【基础知识梳理】一、酶的本质及作用机理1．细胞代谢(1)概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。(2)条件：需要酶的催化。(3)意义：细胞代谢是细胞生命活动正常进行的基础。2．比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验原理：过氧化氢在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中过氧化氢酶的作用下加速分解。(2)实验步骤和实验现象不同处理不处理放在90

℃左右的水浴中加热滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝脏研磨液现象气泡基本无少较多很多带火星卫生香无复燃有复燃复燃性较强复燃性很强(3)实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，催化效率更高。3．酶的作用原理(1)活化能：指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。(2)原理：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。4．酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。二、酶的特点1．酶具有高效性(1)含义：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。(2)意义：使细胞代谢快速进行。(3)图解：2．酶具有专一性(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)意义：使细胞代谢能够有条不紊地进行。(3)图解：3．酶的作用条件较温和酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温只能使酶的活性降低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。4．细胞代谢有序进行的原因(1)原因：细胞中的各类化学反应之所以能有序进行，还与酶在细胞中的分布有关。(2)实例：植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样，光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，就可以互不干扰了。注：酶在生活中的实例及应用(1)人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。(2)唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8左右，而胃液的pH为0.9～1.5。(3)胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。三、ATP与ADP1．ATP的结构(1)中文名称：腺苷三磷酸。(2)结构简式：A—P～P～P。(3)符号含义：A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表特殊的化学键2．ATP的特点(1)不稳定：末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。(2)高能量：1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。3．ATP的功能ATP能够直接为生命活动提供能量，是驱动细胞生命活动的直接能源物质4．细胞的能源物质归纳(1)能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。(2)主要能源物质：糖类。(3)储能物质：脂肪、淀粉(植物细胞)、糖原(动物细胞)。(4)主要储能物质：脂肪。(5)直接能源物质：ATP。(6)最终能量来源：太阳能。5．ATP与ADP的相互转化(1)转化过程(2)转化的特点①ATP和ADP相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中。②ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。(3)合成ATP的能量来源①绿色植物：呼吸作用、光合作用。②动物、人、真菌和大多数细菌等：呼吸作用。6．ATP的利用(1)ATP的利用实例(2)ATP为主动运输供能的机理①参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。②在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化。③载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。7．ATP是细胞内流通的能量“货币”(1)化学反应中的能量变化与ATP的关系：吸能反应一般与ATP的水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。(2)能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。8.ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量

—

ATPATP—

ADP＋Pi＋能量酶的类型ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在特殊的化学键中的能量能量去路储存于形成的特殊的化学键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位四、细胞呼吸1．实验原理(1)酵母菌的代谢类型：酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。(2)细胞呼吸方式的判断：在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的兼性厌氧不同，以此来确定酵母菌细胞呼吸的方式。2．实验装置3．检测细胞呼吸产物所用试剂与实验现象检测产物所用试剂实验现象二氧化碳澄清的石灰水石灰水变混浊溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄酒精(酸性)重铬酸钾溶液橙色变为灰绿色4．实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。(3)在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳5．主要场所——线粒体(1)图中结构：①外膜；②嵴；③内膜；④线粒体基质。(2)与有氧呼吸有关的酶分布在②③④(填序号)。6．总反应式C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up19(酶))6CO2＋12H2O＋能量7．过程阶段第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸、水[H]、O2生成物丙酮酸、[H]、ATPCO2、[H]、ATPH2O、ATP能量少量能量少量能量大量能量8．概念细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。8．有氧呼吸中各元素的来源和去路(1)CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。(2)O2参与了第三阶段，[H]经过一系列的化学反应，和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自O2，场所是线粒体内膜。(3)有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]经过一系列的化学反应，和O2结合生成的。9．能量代谢有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分转移到ATP中。10．无氧呼吸1．场所：细胞质基质。2．类型及反应式3．过程(1)第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。(2)第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和CO2，或者转化成乳酸。4．实例(1)某些植物、酵母菌等进行无氧呼吸产生酒精和CO2。(2)高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等进行无氧呼吸产生乳酸。11．细胞呼吸原理的应用(1)包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布。(2)酿酒时要先通气后密封，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。(3)对花盆里的土壤经常进行松土透气。(4)粮食储藏需要的条件是(零上)低温、低氧和干燥；蔬菜、水果储藏的条件是(零上)低温、低氧和适宜的湿度。12．细胞呼吸的影响因素(1)温度：通过影响酶的活性影响呼吸速率。(2)O2浓度：通过改变呼吸的方式来影响呼吸速率。(3)水分：影响整个细胞呼吸的过程进而影响呼吸速率。五、光合作用（一）叶绿素的提取1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。(2)实验步骤2．分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。(2)实验步骤注：1、分离色素时不能将滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。为减少吸入层析液中有毒性的挥发性物质，分离色素应在通风良好的条件下进行。2、实验注意事项及原因分析过程注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高加少量SiO2和CaCO3使研磨充分和保护色素研磨时加无水乙醇溶解色素迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化过程注意事项操作目的分离色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一到两次增加色素量；使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中3、实验结果分析(1)从色素带的位置可知，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。(记忆口诀：胡、黄、a、b)(2)从色素带的宽度可知，各种色素的含量一般情况下为叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。4、绿叶中色素提取和分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇，色素溶液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。(3)滤纸条看不到色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。（二）光合作用1．色素的种类及吸收光谱(1)叶绿素a：蓝绿色，主要吸收蓝紫光和红光。(2)叶绿素b：黄绿色，主要吸收蓝紫光和红光。(3)胡萝卜素：橙黄色，主要吸收蓝紫光。(4)叶黄素：黄色，主要吸收蓝紫光。2．叶绿体的结构和功能(1)形态：一般呈扁平的椭球形或球形。(2)结构：(3)功能：绿色植物进行光合作用的场所。3．叶绿体结构与功能的适应(1)叶绿体基质和类囊体上含有与光合作用有关的酶。(2)类囊体薄膜上分布有捕获光能的色素，且类囊体堆叠成基粒，增大了叶绿体内部的膜面积，为酶和色素提供了更多的附着位点。4．叶绿体色素的功能及应用(1)叶绿体色素的主要功能是吸收、传递和转化光能。(2)植物绿叶呈现绿色的原因是其对绿光的吸收较少，绿光被反射出来。秋天叶片变黄的原因：低温破坏了叶绿素，呈现出了类胡萝卜素的颜色。部分植物叶片变红的原因：低温破坏了叶绿素，呈现出液泡中花青素的颜色。(3)在农业生产中，温室大棚应使用无色透明的塑料薄膜或玻璃，因为它们能让所有的可见光都透过，效果最好；若为大棚内植物补充光照，应选择补充红光或蓝紫光，因为相同强度的红光或蓝紫光与白光相比，植物的光合作用强度高。（三）光合作用的探究1．光合作用的部分探究历程(1)19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子中的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。(2)1937年，希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气(希尔反应)。(3)1941年，鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧的来源。①给植物提供H2O和C18O2，适宜条件下，植物释放的氧气都是O2。②给植物提供HO和CO2，适宜条件下，植物释放的氧气都是18O2。(4)20世纪40年代，卡尔文等用经14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，追踪放射性14C的去向，最终探明了碳是如何转化为有机物中的碳的。(5)1954年，阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。2．光合作用的原理总反应式：(1)光反应阶段①场所：叶绿体基粒(类囊体薄膜)。②条件：光照、水、酶、ADP、Pi、NADP＋等。③叶绿体中光合色素吸收光能的作用：将水分解成氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋与NADP＋结合形成NADPH；在有关酶的作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP，这样光能就转化为储存在ATP中的化学能。④NADPH的作用：作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段；储存部分能量供暗反应阶段利用。(2)暗反应阶段①场所：叶绿体基质。②条件：酶、ATP、NADPH、CO2、C5等。③具体过程：a．CO2的固定，即绿叶通过气孔吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5结合，形成C3分子。b．在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5，继续参与CO2的固定。3.光反应与暗反应的比较名称光反应暗反应所需条件必须有光有光、无光均可进行场所类囊体薄膜叶绿体基质物质变化水光解为O2和H＋；ATP和NADPH的合成CO2的固定；C3的还原；ATP和NADPH的分解能量转化光能转化为ATP和NADPH中的化学能ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能【考点练习】考点01酶的作用【典例1】下图表示酶的作用机理，相关叙述错误的是()A．E1表示酶所降低的化学反应的活化能B．E2表示酶促反应过程中所需的活化能C．若将酶换为无机催化剂，则E2数值将增大D．利用加热的方法能使E数值减小【答案】D【解析】E表示无酶反应时需要的活化能，E2表示有酶时需要的活化能，因此E1表示酶所降低的化学反应的活化能，A正确；加入酶会降低化学反应所需要的活化能，因此E2表示酶促反应过程中所需的活化能，B正确；无机催化剂降低活化能的能力小于酶，因此若将酶换为无机催化剂，则E2数值将增大，但小于E的数值，C正确；加热可为化学反应提供能量，不能降低化学反应的活化能，因此利用加热的方法不能使E数值减小，D错误。【专项练习】1．如图所示的实验中，自变量是()A．产生气泡速率 B．催化剂种类C．环境温度 D．试管中过氧化氢的量【答案】B【解析】据图分析，图中所示单一变量是无机催化剂Fe3＋与酶——肝脏研磨液中的过氧化氢酶，即自变量是催化剂的种类。2．酶具有很高的催化效率，其原因是()A．酶能降低化学反应对温度等条件的要求B．能使反应物变成更加细小的微粒，增加接触面积C．降低了分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量D．提供了化学反应开始时所需的活化能【答案】C【解析】酶能降低化学反应所需的活化能，但不能降低化学反应对温度等条件的要求，A错误；酶能与反应物结合，促进化学反应的进行，而不是使反应物变成更加细小的微粒，B错误；酶的作用机理是降低了反应所需的活化能，C正确；酶能降低化学反应所需的活化能，但不能为化学反应提供能量，D错误。考点02酶的本质【典例2】某核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可催化降解特异的RNA序列。下列关于核酶的叙述错误的是()A．磷脂分子和核酶的元素组成相同B．与无机催化剂不同的是核酶能够显著降低反应的活化能C．核酶不能与双缩脲试剂发生紫色反应D．核酶彻底水解的产物有四种【答案】D【解析】磷脂分子和核酶的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，A正确；催化剂的催化原理都是能够降低所催化反应的活化能，但酶能显著降低反应的活化能，B正确；核酶是RNA，不含有肽键，不能与双缩脲试剂发生作用，C正确；核酶彻底水解的产物是磷酸、4种含氮碱基(A、U、G、C)、核糖，共6种物质，D错误。【专项练习】1．酶的存在使细胞代谢可以在常温常压下快速进行。下列叙述正确的是()A．酶不能作为底物被催化水解B．具有分泌功能的细胞才能产生酶C．不同酶提供的活化能是不同的D．合成酶的原料可能是核糖核苷酸【答案】D【解析】酶可以作为底物被催化水解，如蛋白酶可以水解蛋白质如淀粉酶，A错误；酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，不是具有分泌功能的细胞才能产生酶，B错误；酶催化化学反应时不提供能量，而是降低化学反应的活化能，C错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，所以合成酶的原料可能是核糖核苷酸，D正确。2．下图表示某种酶催化反应过程的模式图，下列叙述错误的是()A．图中A表示酶，其化学本质不一定是蛋白质B．形成酶—底物的复合物D时酶形状发生改变C．图中A酶也能催化底物E水解成B和CD．图示过程可能发生在核糖体中【答案】C【解析】图中A表示酶，酶的本质是蛋白质或RNA，A正确；由图可知，形成复合物D时酶形状发生改变，B正确；B、C可以被A酶催化生成E，但A酶不能催化底物E水解成B和C，C错误；如果B、C是氨基酸，氨基酸脱水缩合发生在核糖体上，那么图示过程可能发生在核糖体中，D正确。考点03酶的特性【典例3】如图为蔗糖酶作用机理示意图，甲表示蔗糖，乙表示麦芽糖。下列叙述正确的是()丙是果糖，丁是葡萄糖B．图示过程能说明酶具有专一性和高效性C．与甲结合的酶形状发生改变形成酶—底物复合物D．酶促反应都有一个最适温度，酶的保存也应在该温度下【答案】C【解析】六边形即丙，代表了葡萄糖，五边形即丁，代表果糖，故丙是葡萄糖，丁是果糖，A错误；图中显示蔗糖在蔗糖酶作用下发生水解，而麦芽糖在蔗糖酶作用下无法水解，体现酶的专一性，未体现高效性，B错误；酶与底物结合时，结构会有所改变，形成酶—底物复合物，C正确；酶应该在低温下保存，不能在最适温度下保存，D错误。【专项练习】1．厨房用生物酶制剂种类较多。嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶等蛋白酶制剂；洗涤剂中会加入脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶等各种生物酶制剂。下列叙述正确的是()A．木瓜蛋白酶将肉类中的蛋白质水解后，产物为氨基酸B．使用复合配方酶制剂可提高去除混合型污渍的效果C．利用蛋白酶的专一性和高效性可去除餐具上的淀粉污渍D．使用开水或加入强碱溶解酶制剂可以增加清洁效果【答案】B【解析】木瓜蛋白酶可以对肉中的弹性蛋白和胶原蛋白进行部分水解，产物为短肽和氨基酸，A错误；由于酶的作用具有专一性，为了去除不同类型的污渍最好使用复合配方酶制剂，B正确；蛋白酶具有专一性，可以去除餐具上的蛋白质类污渍，去除淀粉污渍用淀粉酶，C错误；酶的作用条件较温和，高温、强碱会使酶失活，不能增加清洁效果，D错误。2．酶的活性中心是指直接将底物转化为产物的部位，它通常包括两个部分：与底物结合的部分称为结合中心；促进底物发生化学变化的部分称为催化中心。下列有关酶的活性中心的叙述，正确的是()A．酶的高效性与酶的结合中心有关B．催化中心为底物提供反应所需能量C．酶的结合中心能决定酶的专一性D．温度过高或过低都会破坏这两个中心的结构【答案】C【解析】催化中心是促进底物发生化学变化的部分，决定了反应速率，因此与酶的高效性有关，A错误；酶可降低反应所需的活化能，不能为反应提供能量，B错误；结合中心是与底物结合的部分，决定了底物结合的类型，因此与酶的专一性有关，C正确；温度过高会破坏酶的结构，使酶变性失活，低温不会破坏酶的结构，D错误。考点04ATP【典例4】电鳗捕食的时候会连续放出电流，导致受到电击的鱼马上晕厥过去。电鳗形成电流所需要的直接能量来自ATP。下列有关分析错误的是()A．ATP是驱动电鳗细胞生命活动的直接能源物质B．形成电流时，ATP中靠近腺苷的磷酸基团先发生脱离C．电鳗形成电流的过程常与ATP水解相联系D．组成ATP的物质有腺嘌呤、核糖和磷酸基团【答案】B【解析】ATP是驱动电鳗细胞生命活动的直接能源物质，A正确；形成电流时，ATP中远离腺苷的磷酸基团先发生脱离，B错误；电鳗形成电流的过程常是吸能反应，ATP水解过程常与吸能反应相联系，推动吸能反应的进行，C正确；1分子ATP是由一个腺嘌呤、一个核糖和三个磷酸基团组成的，D正确。【专项练习】1．如图为某类化合物的结构式，有关叙述错误的是()A．若m和n都是—OH，则该化合物为ATPB．若m是—OH，n是—H，则③是DNA的基本单位之一C．若m和n都是—OH，则②是部分酶的基本单位之一D．①与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一种物质【答案】B【解析】若m和n都是－OH，即五碳糖为核糖，该化合物为ATP，A正确。如果n为－OH，m为－H，则③为dATP，dATP不是DNA的基本单位之一，B错误。若m和n都是－OH，即五碳糖为核糖，该化合物为ATP，则②为AMP，即RNA的基本单位之一。绝大部分酶为蛋白质，少部分为RNA。故②是部分酶的基本单位之一，C正确。图中①为腺苷或脱氧腺苷。而DNA、RNA中的碱基“A”是碱基腺嘌呤，二者不是同一种物质，D正确。2．一个成人一天在静止状态下所消耗的ATP约为40kg，在剧烈运动时人体内ATP消耗的速度可达0.5kg/min，由此可以推测()A．ATP分子中贮存大量能量B．细胞中ATP含量很高C．细胞中ATP在迅速分解和生成D．ATP是生命活动的直接能源物质【答案】C【解析】解析：ATP分子中贮存能量，不是贮存大量能量，A不符合题意；ATP在细胞内含量很少，B不符合题意；ATP在细胞内的转化速度很快，人剧烈运动时，ATP与ADP的转化速率更快，但ATP和ADP的含量仍然处于动态平衡，故细胞中ATP在迅速分解和生成，能满足人体在剧烈运动时的能量需求，C符合题意；由题意内容不能推测出：ATP是生命活动的直接能源物质，D不符合题意。考点05细胞呼吸【典例5】如图为真核生物进行有氧呼吸的过程示意图，A～D表示物质，①～③表示过程，下列相关分析正确的是()A．物质C为[H]，来自葡萄糖和物质BB．物质D为CO2，其中的氧只能来自物质AC．过程③产生的能量绝大部分储存于ATP中D．若终止供氧，则物质A将停留在线粒体基质中【答案】A【解析】由图可知，物质A为丙酮酸，物质B为水，物质C为[H]，物质D为二氧化碳。过程①为有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行；过程②为有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行；过程③为有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上进行。物质C为[H]，来自葡萄糖和水(物质B)，A正确；物质D为有氧呼吸第二阶段的产物，是CO2，CO2中的氧来自丙酮酸和水，B错误；过程③产生的能量大部分以热能形式散失，小部分储存于ATP中，C错误；若终止供氧，细胞将无法进行有氧呼吸过程，只能进行无氧呼吸，则物质A将停留在细胞质基质中完成无氧呼吸第二阶段，D错误。【专项练习】1．用含18O葡萄糖跟踪动物细胞有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是()A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→CO2【答案】D【解析】用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，在有氧呼吸第一阶段，葡萄糖分解产生丙酮酸和[H]，在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，因此18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2，D正确。2．向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中加入甲、乙、丙、丁四种抑制剂，下列说法正确的是()A．若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗增加B．若乙能抑制葡萄糖分解，则会使丙酮酸增加C．若丙能抑制ATP的形成，则会使ADP的消耗增加D．若丁能抑制[H]被氧化成水，则会使O2的消耗减少【答案】D【解析】若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗减少，A错误；若乙能抑制葡萄糖分解，而丙酮酸仍然在消耗，则会使丙酮酸减少，B错误；若丙能抑制ATP的形成，则ADP的消耗会减少，C错误；[H]被氧化成水消耗O2，若丁能抑制[H]被氧化成水，O2的消耗必然会减少，D正确。考点06细胞呼吸的应用【典例6】农田土壤板结时，土壤中空气不足，会影响作物根系的生长，故需要及时松土透气。下列叙述错误的是()A．土壤板结后，作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小B．松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用，可提高土壤无机盐含量C．及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸，有利于根系生长D．土壤板结后，根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用增强【答案】D【解析】无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸少，ATP和ADP的转化处于动态平衡中，土壤板结，土壤中空气不足，有氧呼吸减弱，所以作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小，A正确；松土能增强土壤中的空气含量，增强好氧细菌的分解作用，土壤中的一些好氧细菌属于分解者，可将有机物分解成无机物，增加土壤中无机盐含量，B正确；及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸，有利于根部吸收无机盐离子，有利于根系生长，C正确；农田土壤板结时，土壤中空气不足，根细胞有氧呼吸减弱，丙酮酸在线粒体中氧化分解作用减弱，D错误。【专项练习】1．细胞呼吸的原理广泛应用于生活和生产中。下列说法正确的是()A．用真空塑料袋包装蔬菜、水果可延长其保存期限B．选择透气性良好的创可贴是为了保证人体细胞有氧呼吸C．过期酸奶出现胀袋可能是乳酸菌呼吸产生气体造成的D．稻田定时排涝是为了防止水稻根细胞受酒精毒害【答案】D【解析】果蔬保鲜是通过降低温度和减少氧气含量来降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，但真空塑料袋包装蔬菜、水果形成无氧条件，此时无氧呼吸较强，有机物消耗较多，所以果蔬保鲜的最佳条件是低氧、零上低温，A错误；透气性良好的创可贴为伤口创造了疏松透气的环境，可避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，B错误；乳酸菌属于厌氧型微生物，进行无氧呼吸，将葡萄糖分解为乳酸，没有气体的产生，不会导致胀袋，C错误；稻田定期排涝、晒田能够为根细胞提供充足的氧气，根细胞进行有氧呼吸为生命活动提供能量，定期排涝可防止其根细胞在缺氧时进行无氧呼吸而受酒精毒害，从而促进根对矿质元素的吸收，有利于水稻的生长，D正确。2．某同学将一块做馒头用剩的面团(内有活化的酵母菌)装入一个气密性好的塑料袋中，袋内留一些空气，扎紧袋口后放在饭桌上，3小时后发现袋子明显膨胀，第3天发现面团变酸。相关叙述错误的是()A．面团久放变酸是因为酵母菌无氧呼吸产生乳酸B．酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸均可产生CO2C．开始3小时内酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸D．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同【答案】A【解析】酵母菌无氧呼吸不会产生乳酸，A错误；酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸均可产生CO2，B正确；开始密封袋中有一些空气，因此开始3小时内酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；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，D正确。考点07叶绿素提取【典例7】如图表示利用纸层析法分离新鲜菠菜叶光合色素的示意图。下列相关叙述正确的是()A．①～④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素bB．四种色素中，在层析液中溶解度最高的是④C．实验所用吸水纸的干燥程度不影响实验的结果D．若在研磨叶片时没有加入二氧化硅，则得不到任何色素环【答案】A【解析】溶解度最大的最先在滤纸上层析，扩散的距离最远，根据色素在滤纸上扩散的距离，可以判断①～④对应的色素依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，其中溶解度最高的是①，A正确，B错误；实验所用吸水纸的干燥程度影响实验的结果，故应用干燥的吸水纸，C错误；在研磨时没有加入二氧化硅，则研磨不充分，结果各条色素带均会变窄颜色变浅，D错误。【专项练习】1．如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝细菌。下列叙述错误的是()A．无水乙醇可用于提取色素，层析液可用于分离色素B．菠菜叶四种色素中胡萝卜素的含量最低C．研磨时加入少量碳酸钙的目的是保护叶绿素D．实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素a和叶黄素【答案】D【解析】色素易溶于有机溶剂，故可用无水乙醇提取色素，而用层析液分离色素，A正确；菠菜叶四种色素中胡萝卜素的含量最低，B正确；研磨时加入CaCO3是为了保护色素尤其是叶绿素，C正确；纸层析后，形成的色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，此实验说明蓝细菌缺少叶绿素b和叶黄素两种色素，D错误。2．下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A．绿叶中色素的提取原理是不同色素在层析液中的溶解度不同B．为防止色素分子被破坏，可在研磨绿叶前加入少量二氧化硅C．加入适量的无水碳酸钠可以除去体积分数为95%乙醇中的水分D．正常情况下，色素分离后滤纸条上色素带最宽的色素颜色为黄绿色【答案】C【解析】绿叶中色素的提取原理是色素能溶解在无水乙醇中，绿叶中色素的分离原理是色素在层析液中的溶解度不同，A错误；二氧化硅的作用是使研磨更充分，碳酸钙的作用是防止色素分子被破坏，B错误；加入适量的无水碳酸钠可以除去体积分数为95%的乙醇中的水分，获得无水乙醇用于提取绿叶中的色素，C正确；正常情况下，色素分离后滤纸条上色素带最宽的色素是叶绿素a，其颜色为蓝绿色，D错误。考点08光合作用【典例8】叶绿体是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。下列相关叙述正确的是()A．光学显微镜下，所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形B．叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜的基本支架都是磷脂双分子层C．叶绿体双层膜以及大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，因此可用纸层析法提取【答案】B【解析】水绵的叶绿体呈螺旋带状，可见，并不是所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形，A错误；叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜都属于生物膜，生物膜的基本支架都是磷脂双分子层，B正确；叶绿体双层膜不含光合色素，其存在没有增大受光面积，叶绿体中大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积，C错误；叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，因此可用纸层析法分离，提取光合色素用无水乙醇、丙酮等有机溶剂，依据的原理是色素能溶解于有机溶剂，D错误。【典例9】下图表示光合作用过程，其中Ⅰ、Ⅱ代表光合作用的两个阶段，a、b、c表示相关物质，下列说法不正确的是()A．物质a表示NADPH，物质b为ADP，物质c表示NADP＋B．物质a仅作为还原剂参与Ⅱ过程，为Ⅱ过程提供能量的仅有ATPC．过程Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应、暗反应阶段，二者都需要酶的参与D．白天若将植株遮光处理，则其叶绿体中NADP＋/NADPH的值会升高【答案】B【解析】光反应中，水的光解产生氧气和NADPH，因此物质a是NADPH，物质b表示ADP，物质c是NADP＋，A正确；物质a是NADPH，在暗反应过程中该物质不仅仅作为还原剂，还作为能源物质参与Ⅱ过程，B错误；图中阶段Ⅰ能够吸收、传递、转换光能，属于光合作用的光反应阶段，Ⅱ过程产生了有机物，因而表示暗反应阶段，二者均需要酶的催化，C正确；白天若将植株遮光处理，则光反应速率会下降，产生的NADPH和ATP的数量减少，因而叶绿体中NADP＋/NADPH的值会升高，D正确。【专项练习】1．植物光合色素的吸收光谱是通过测定植物对不同波长光的反应(如O2的释放速率)来绘制的。下列叙述错误的是()A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合色素的吸收光谱也可通过测定CO2的吸收速率来绘制D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的【答案】A【解析】类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，几乎不吸收红光，A错误；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；光合作用可以吸收CO2，所以光合色素的吸收光谱也可通过测定CO2的吸收速率来绘制，C正确；根据吸收光谱可知，叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。2．将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A．可测定叶绿体悬浮液的净光合速率B．向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，NADPH含量下降C．突然改用等强度红光照射，短时间内C3含量上升D．改变悬浮液中pH对氧气释放无影响【答案】B【解析】离体叶绿体只进行光合作用，释放出的氧气为实际光合作用产生的氧气，所以该实验可测定叶绿体悬浮液的实际光合速率(总光合速率)，A错误；向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，可使溶液中用于光合作用的CO2含量增加，生成的C3增加，进而使C3被还原时消耗的NADPH增加，导致NADPH含量下降，B正确；突然改用等强度红光照射，则叶绿体色素吸收利用的光能增多，导致光反应产生的NADPH和ATP增加，使C3的还原增强，消耗的C3增加，短时间内C3的生成量不变，所以短时间内C3含量下降，C错误；产生氧气的光反应需要酶的催化，而酶的活性受pH影响，因此改变悬浮液中pH对氧气释放有影响，D错误。3．睡莲叶片上表皮上的气孔数目多于下表皮，此特点有利于睡莲与外界环境进行气体交换。气孔关闭会导致睡莲叶片光合作用速率下降，其表现在()A．叶绿体内C5的含量太低B．暗反应中产生的三碳化合物数量不足C．水光解产生的氧气数量不足D．暗反应所需还原剂的数量不足【答案】B解析：气孔关闭，使二氧化碳浓度降低，影响二氧化碳的固定，导致C3含量降低，短时间内叶绿体内C5的含量升高，A错误，B正确；气孔关闭不会影响水的光解，因此短时间内产生氧气和NADPH的数量不变，暗反应所需还原剂的数量不变，C、D错误。4．下列各项措施中，没有利用光合作用原理的是()A．适当延长光照时间可增加玉米粒有机物含量B．合理密植C．控制通气情况下，利用粮食和酵母菌酿酒D．温室大棚适当增加二氧化碳浓度可提高农作物的光合速率【答案】C【解析】控制通气情况下，利用粮食和酵母菌酿酒利用的是细胞呼吸原理，C符合题意。5．硝化细菌通过化能合成作用制造有机物，有关叙述中正确的是()A．该过程与光合作用非常相似，都需要光合色素B．该过程需要在具有NH3和O2存在的条件下才可以进行C．硝化细菌是原核生物，细胞内有类似叶绿体的结构D．该过程合成有机物的原料是其他有机物【答案】B【解析】硝化细菌不需要光照，硝化细菌通过化能合成作用制造有机物，不需要光合色素，A错误；硝化细菌是自养需氧型细菌，其能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，该过程需要在NH3和O2存在的条件下才可以进行，B正确；硝化细菌不需要光照，细胞内没有类似叶绿体的结构，C错误；该过程合成有机物的原料是CO2和H2O，是无机物，D错误。【复习专练】1．下列有关酶的发现过程的叙述，错误的是() A．斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验，发现了化学消化B．巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性C．毕希纳认为酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起催化作用D．萨姆纳认为酶多数是蛋白质，少数是RNA【答案】D【解析】斯帕兰札尼用一个金属笼子装肉后放入鹰的胃中，肉块不见了，证明化学消化的存在，A正确；巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的，李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的，因此巴斯德和李比希的观点既有积极意义，又有其局限性，B正确；毕希纳把酵母菌细胞放在石英砂中研磨，得到不含酵母菌细胞的提取液，最后该提取液能够将葡萄糖发酵为酒精，说明某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起作用，C正确；萨姆纳从刀豆种子中得到脲酶结晶，随后证明脲酶是蛋白质，D错误。2．在常温下H2O2溶液几乎不分解，但加入肝脏研磨液(含H2O2酶)后，会快速分解成H2O和O2。反应过程中能量变化如图所示，其中表示活化能的是()A．E2 B．E3C．E3－E2 D．E2－E1【答案】C【解析】分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能，酶是通过降低活化能而提高催化效率的。如图中的E3－E2即表示活化能，C正确，A、B、D错误。3．酶能降低化学反应的活化能，使化学反应的速度()A．变快 B．变慢C．不变 D．随机变化【答案】A【解析】分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。酶具有高效性，可以显著降低化学反应所需的活化能，从而使化学反应的速度变快，A正确，B、C、D错误。4．1926年美国科学家萨姆纳证明了脲酶是蛋白质，此后他与其他科学家又证明了过氧化氢酶等几千种酶都是蛋白质。到了20世纪30年代，科学家们一致认为酶是一类具有生物催化作用的蛋白质，以上关于酶的概念形成过程的描述，主要运用的科学方法是()归纳法 B．模型建构法C．类比推理法 D．假说—演绎法【答案】A【解析】归纳法是指由一系列具体事实(脲酶、过氧化氢酶等多种酶是蛋白质)推出一般结论(酶是一类具有生物催化作用的蛋白质)的思维方法，A正确。5．酶对细胞代谢起着非常重要的作用，可以降低化学反应的活化能。下列关于酶的作用特点及本质的叙述，正确的是()A．酶不能脱离生物体起作用B．酶只有放到细胞外才起作用C．酶能为反应物提供能量D．酶是具有催化作用的有机物【答案】D【解析】酶可在细胞内、细胞外、体外发挥作用，A、B错误；酶可降低化学反应的活化能，不能为反应物提供能量，C错误；绝大部分酶其化学本质都是蛋白质，少部分酶是RNA，酶是具有催化作用的有机物，D正确。6．在生物体内，酶参与细胞内外的各种代谢，关于酶的叙述，错误的是()A．酶遇到双缩脲试剂时，可能会发生紫色反应B．酶一定由具有分泌功能的活细胞产生C．酶通过降低化学反应所需的活化能来提高反应速率D．酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个反应的底物【答案】B【解析】大多数酶的本质为蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂反应出现紫色，因此酶遇到双缩脲试剂时，可能会发生紫色反应，A正确；酶是由活细胞产生的，但活细胞不一定具有分泌功能，即不具有分泌功能的活细胞也能产生酶，B错误；酶的作用原理是通过降低化学反应所需的活化能来提高反应速率，C正确；酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物，如：蛋白质类的酶会被蛋白酶水解，D正确。7．20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能，可水解特定的RNA序列，并将它命名为ribozyme，其中文译名为“核酶”。下列叙述错误的是()A．核酶不能与双缩脲试剂发生紫色反应B．核酶在细胞内和细胞外都能发挥作用，其催化活性可能受温度影响C．核酶含C、H、O、N、P、S六种大量元素，基本单位是脱氧核苷酸D．核酶催化RNA水解的原理是降低了反应的活化能【答案】C【解析】核酶的化学本质为RNA，不能与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确；酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，生物大分子如蛋白质、核酸一般都有空间结构，而空间结构易受温度等外界因素影响，再结合题干信息“核酶的化学本质是RNA”，可知核酶的活性可能受温度的影响，B正确；核酶的化学本质为RNA，含C、H、O、N、P5种大量元素，基本单位是核糖核苷酸，C错误；酶起催化作用的机理是降低化学反应的活化能，核酶催化RNA水解的原理是降低了反应的活化能，D正确。8．酶是与细胞代谢密切相关的物质，下列有关淀粉酶的叙述正确的是()A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性时，不能用碘液检测实验结果B．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，使其变性失活C．唾液淀粉酶随食物进入胃液后仍能发挥催化作用D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率【答案】A【解析】利用淀粉、蔗糖、淀粉酶验证酶的专一性时，不能用碘液检测，而应该用斐林试剂检测，因为用碘液检测时无法判断淀粉酶是否对蔗糖起作用，A正确；低温可以抑制酶的活性，但不会使酶变性失活，B错误；酶活性的发挥需要适宜的条件，唾液淀粉酶随食物进入胃液后将失去活性，作为蛋白质被胃蛋白酶分解，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。9．下列有关酶的叙述，正确的是()A．细胞中的酶都是在核糖体中合成的B．温度过高、过低或pH不适宜都可能导致酶结构破坏而使其丧失催化功能C．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物D．酶可为化学反应提供能量【答案】C【解析】绝大多数酶是蛋白质，是在核糖体上合成的，而少数酶是RNA，不是在核糖体上合成的，A错误；低温只是抑制了酶的活性，空间结构没有发生改变，温度升高活性还能恢复，而温度过高或pH不适宜都可能导致酶结构破坏而使其丧失催化功能，B错误；酶既可以作为催化剂发挥作用，也可以作为另一个化学反应的底物，如唾液淀粉酶可被胃蛋白酶分解，C正确；酶发挥作用的机理是能降低化学反应的活化能，D错误。10．ATP是细胞中各种生命活动的“通用能量货币”。下列相关叙述正确的是()A．ATP中的A代表腺苷B．ATP中的T代表胸腺嘧啶C．细胞中ATP分子的含量很高D．ATP分子的结构可以简写成A～T～P【答案】A【解析】ATP中的A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子的核糖组成，A正确；ATP中的T代表三个，B错误；细胞中ATP分子的含量较少，但ATP与ADP相互转化的供能模式在生物界普遍存在，能满足正常生命活动所需，C错误；ATP分子的结构可以简写成A－P～P～P，D错误。11研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2min后迅速分离得到细胞内的ATP，结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列说法正确的是()A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB．32P标记的ATP水解产生的腺苷也有放射性C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内【答案】C【解析】根据“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”，说明细胞注入的32P已全部进入ATP中，但不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；由题意“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记”，根据ATP的结构，腺苷中包含腺嘌呤和核糖，因此32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B错误；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，故32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等，C正确；ATP与ADP的相互转化发生在细胞质基质、叶绿体、线粒体等各结构中，并不是主要发生在细胞核，D错误。12．dATP(脱氧腺苷三磷酸)是合成DNA的原料之一，其化学结构与ATP的化学结构类似。细胞内凡是涉及dATP和ATP的酶促反应，都需要Mg2＋作为酶作用的辅助因子。下列分析不合理的是()A．长期缺镁会导致农作物的光合速率下降B．dATP脱去两个磷酸基团后可参与合成RNAC．线粒体膜上可能存在Mg2＋转运蛋白D．造血干细胞等分裂旺盛的细胞中可能含有较多的Mg2＋【答案】B【解析】叶绿素中含有镁元素，长期缺镁会影响叶绿素的含量，而叶绿素在光反应中吸收、转化、传递光能。长期缺镁会导致农作物的光合速率下降，A正确；dATP脱去两个磷酸基团后为脱氧腺苷一磷酸，可参与合成DNA，而不是合成RNA，B错误；因为线粒体内膜为有氧呼吸第三阶段的场所，要生成大量ATP，涉及ATP的酶促反应，故线粒体膜上可能存在Mg2＋转运蛋白，C正确；造血干细胞等分裂旺盛的细胞需要大量的ATP作为能量，涉及ATP的酶促反应，故可能含有较多的Mg2＋，D正确。13．细胞的生存需要能量和营养物质，驱动细胞生命活动的直接能源物质是()A．葡萄糖 B．油脂C．蛋白质 D．ATP【答案】D【解析】ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，D正确。14．下列有关ATP的叙述中，错误的是()A．ATP中的A代表腺苷B．叶绿体中既能合成ATP又能分解ATPC．细胞呼吸释放的能量不全用于形成ATPD．ATP分子中含有3个特殊化学键【答案】D【解析】ATP中的A代表腺苷，A正确；叶绿体中光反应合成ATP，暗反应分解ATP，B正确；细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失掉，少部分用于形成ATP，C正确；ATP的结构简式是A—P～P～P，具有2个特殊化学键，D错误。15．ATP是生命活动的主要直接能源物质。下列叙述错误的是()A．同一细胞内合成的ATP，其用途可能不同B．ATP与ADP的相互转化，表明能量可以循环利用C．在细胞内，ATP与ADP的相互转化处于动态平衡之中D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性【答案】B【解析】植物叶肉细胞在白天能通过呼吸作用和光合作用产生ATP，光反应阶段产生的ATP用于暗反应阶段，细胞呼吸产生的ATP用于其他不同的耗能生命活动，A正确；ATP和ADP相互转化过程中能量的来源不同，能量不能循环使用，B错误；在细胞内，ATP与ADP的相互转化，是时刻不停在发生并且处于动态平衡之中，C正确；细胞中绝大多数的需要能量的生命活动都由ATP直接供能，ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，D正确。16．课间跑操时，部分同学会呼吸急促，此时他们身体产生的CO2直接来自()A．细胞质基质B．线粒体基质C．线粒体内膜D．细胞质基质和线粒体基质【答案】B【解析】当学生在跑操时，体细胞主要进行有氧呼吸，其第二阶段在线粒体基质中进行，产生CO2和[H]。部分肌细胞进行无氧呼吸，只产生乳酸，不产生CO2，B正确。17．有氧呼吸释放能量最多的阶段是()A．第一阶段 B．第二阶段C．第三阶段 D．第四阶段【答案】C【解析】有氧呼吸分为三个阶段，第一与第二阶段释放少量的能量，第三阶段释放大量的能量。故选C。18．下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，正确的是()A．选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型细菌B．不能通过测定CO2产生的多少判断酵母菌的细胞呼吸方式C．在检测酒精产生时应延长培养时间以耗尽培养液中的葡萄糖D．在测定无氧呼吸时锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶【答案】C【解析】酵母菌是真菌，A错误；消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2不一样多，因此能通过测定CO2产生的多少判断酵母菌的细胞呼吸方式，B错误；酸性重铬酸钾具有强氧化性，能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因而发生颜色变化，因此可适当延长酵母菌培养时间，以耗尽培养液中的葡萄糖再进行鉴定，这样可使葡萄糖消耗完，避免对酒精的鉴定造成影响，C正确；在测定无氧呼吸时盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，D错误。19．下列叙述错误的是()A．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可检测到HO，呼出的CO2中也可能含有18OB．剧烈运动时，肌细胞产生的CO2全部来自线粒体C．没有线粒体的真核细胞，一定不会进行有氧呼吸D．有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程【答案】D【解析】小白鼠吸入18O2，经过有氧呼吸第三阶段，可以形成含18O的水，经过体液循环则在尿液中可检测到HO，HO经过体内有氧呼吸第二阶段又可以形成含18O的二氧化碳，故呼出的二氧化碳可能含有18O，A正确；人体剧烈运动时，肌肉细胞可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，但是无氧呼吸只能产生乳酸，因此产生的CO2全部来自线粒体，B正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的真核细胞，一定不会进行有氧呼吸，C正确；有氧呼吸的实质是有机物彻底氧化分解，释放能量，有氧呼吸的主要底物是葡萄糖，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体，D错误。20．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、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，在耐力性运动训练中肌纤维的线粒体数量会出现适应性变化。下列说法不正确的是()A．有氧呼吸时，细胞产生的能量只有一部分储存在ATP中B．线粒体是人体细胞中唯一含有双层膜的细胞器C．线粒体内膜上丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要H2O的参与D．坚持进行耐力性运动训练后，肌纤维中线粒体数量会适当增加【答案】C【解析】细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，A正确；含有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体，但人体细胞中只有线粒体，B正确；丙酮酸分解成CO2和[H]的过程在线粒体基质中进行，C错误；有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，在耐力性运动训练中肌纤维的线粒体数量会出现适应性变化，坚持进行耐力性运动训练后，肌纤维中线粒体数量会适当增加，D正确。21．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是()A．细胞呼吸是指葡萄糖在细胞内氧化分解成二氧化碳和水B．马拉松长跑时，肌肉细胞中CO2产生量等于O2的消耗量C．稻田要定期排水，防止水稻幼根因缺氧产生乳酸而烂根D．利用麦芽、葡萄、粮食等通过酵母菌的有氧呼吸可以酿酒【答案】B【解析】细胞呼吸是指葡萄糖在细胞内氧化分解成二氧化碳和水或分解为不彻底的氧化产物，且伴随着能量的释放，A错误；人体细胞有氧呼吸CO2的产生量等于O2的消耗量，人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，因此马拉松长跑时肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量，B正确；稻田要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧产生酒精而腐烂，水稻细胞呼吸不会产生乳酸，C错误；酵母菌无氧呼吸可以产生酒精，D错误