資源簡介

第5章 細胞的能量供應和利用
思維知識整合
一、酶與ATP
1.酶的化學本質：蛋白質或RNA
2.酶在細胞代謝中的作用：酶可以降低化學反應所需的活化能
3.酶只能在細胞內發生催化作用嗎？
提示：酶雖然是活細胞產生的，一般情況下都是在生物體內發揮催化作用但在體外適宜的條件下也具有催化作用
4.酶促反應速率不同于酶活性
（1）溫度、pH都能影響酶的空間結構，改變酶的活性，進而影響酶促反應速率。
（2）底物濃度或酶濃度也能影響酶促反應速率。當底物濃度相同在一定范圍內，隨著酶濃度的增大，酶促反應速率增大當酶濃度相同時，在一定范圍內，隨著底物濃度的增大，酶促反應速率增大。但底物濃度或酶濃度沒有改變酶活性。
5.不同酶的最適pH不同：動物體內的酶最適pH大多在6.5-80之間，但也有例外，如胃蛋白酶的最適pH為1.5；植物體內的酶最適pH大多在4.5~6.5之間。
6.ATP與ADP的轉化并不是完全可逆的：ATP與ADP的相互轉化，從物質方面來看是可逆的，從酶進行的場所、能量方面來看是不可逆的，即從整體上來看二者的轉化并不可逆，但可以實現不同形式的能量之間的轉化，保證生命活動所需能量的持續供應。
7.誤認為ATP等同于能量：ATP是一種高能磷酸化合物，其分子式可以簡寫為A-P~P~P，高能磷酸鍵水解時能夠釋放出高達30.54kJ/mol的能量，所以ATP是與能量有關的一種物質，不能將兩者等同起來。
8.ATP轉化為ADP也需要消耗水：ATP轉化為ADP又稱“ATP的水解反應”，這一過程需ATP酶的催化，同時也需要消耗水。凡是大分子有機物（如蛋白質、脂肪、淀粉等）的水解都需要消耗水。
二、細胞呼吸
1.酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌
2.真核生物細胞呼吸的場所不是只有線粒體
（1）在有氧呼吸的第一階段，1分子葡萄糖分解成2分子丙階段，芮酮酸和水徹底芬解成CO2和[H]，[H]和O2結合生成H2O這兩個過程在線粒體中進行
（2）無氧呼吸始終在細胞質基質中進行。
3.誤認為有氧呼吸的全過程都需要O2：有氧呼吸的第一、二階段不需要O2，只有第三階段需要O2。
4.影響細胞呼吸的主要外界因素以及應用
（1）溫度
影響（如圖）：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25～35 ℃之間。
應用
a.低溫儲存食品
b.大棚栽培在夜間和陰天適當降溫
c.溫水和面發得快
（2）氧氣
影響（如圖）：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。
a.O2濃度＝0時，只進行無氧呼吸。
b.0c.O2濃度≥10%時，只進行有氧呼吸。
d.O2濃度＝5%時，有機物消耗最少。
應用
a.中耕松土促進植物根部有氧呼吸
b.無氧發酵過程需要嚴格控制無氧環境
c.低氧倉儲糧食、水果和蔬菜
（3）水分
影響
a.水作為有氧呼吸的反應物可直接參與反應
b.水作為生物化學反應的介質影響反應的進行
c.在一定范圍內，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢
應用
a.糧食在入倉前要進行晾曬處理
b.干種子萌發前進行浸泡處理
（4）CO2
影響：CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸的進行。如圖：
應用：適當增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮
三、光合作用
1.光合色素：葉綠素對橙光，黃光吸收較少，對綠光吸收最少，主要吸收紅光和藍紫光。
2.暗反應過程并非不需要光
光合作用的過程可以分為兩個階段，即光反應和暗反應。
前者在光下才能進行，并在一定范圍內隨著光照強度的增加而增強；后者在有光、無光的條件下都可以進要光反應的產物[H]和ATP，因此在無光條件下不可以長期進行
3.影響光合作用的因素及其應用
（1）光照強度
光照強度與光合作用強度的關系曲線分析：
A點：光照強度為0，此時只進行細胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時細胞呼吸的強度。
AB段：隨光照強度增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少，這是因為細胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時細胞呼吸強度大于光合作用強度。
B點：細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度（光照強度只有在B點以上時，植物才能正常生長）。
BC段：表明隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，到C點以后不再加強。限制C點以后光合作用強度不再增加的內部因素是色素含量、酶的數量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強度之外的環境因素。
應用：陰雨天適當補充光照，及時對大棚除霜消霧。
（2）CO2濃度
曲線分析：A點是進行光合作用所需的最低CO2濃度，B點是CO2飽和點；B點以后，隨著CO2濃度的增加光合作用強度不再增加。
應用：溫室中適當增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風”，多施有機肥來提高CO2濃度。
（3）溫度
B點是最適溫度，此時光合作用最強，高于或低于此溫度光合作用強度都會下降，因為溫度會影響酶的活性。
應用：溫室栽培時白天適當提高溫度，夜間適當降低溫度。
（4）水及礦質元素對光合作用的影響
原理：
Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會影響葉綠素的合成從而影響光合作用。
水既是光合作用的原料，又是體內各種化學反應的介質，水還會影響氣孔的開閉，從而影響CO2進入植物體。
應用：合理施肥；預防干旱，合理灌溉。
4.植物“三率”
?？家族e的“三率”
（1）呼吸速率：植物非綠色組織（如蘋果果肉細胞）或綠色組織在黑暗條件下測得的值－單位時間內一定組織的CO2釋放量或O2吸收量。
（2）真正（總）光合速率：表示植物綠色組織在有光條件下進行光合作用消耗的CO2或產生O2的量。
（3）凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下，總光合作用與細胞呼吸同時進行時，測得的數據為凈光合速率。從數值關系上：凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率。
植物“三率”的判斷
（1）根據坐標曲線判定：當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值代表呼吸速率，該曲線則代表凈光合速率；若CO2吸收值為0，該曲代表真正（總）光合速率。
（2）根據實驗條件判定：實驗結果所給數值若為黑暗條件下綠色植物的測定值，則為呼吸速率；若所給數值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。
（3）根據代謝過程圖解進行判定：
a.呼吸速率：②或⑤
b.凈光合速率：①或④
c.總光合速率：③=①+②；⑥=④+⑤.
光合作用和細胞呼吸綜合曲線解讀
（1）綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進行呼吸作用，測得的數值為呼吸速率（A點）
（2）綠色組織在有光條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數據為凈光合速率
（3）環境條件改變時光補償點、光飽和點的移動
①光補償點的移動：呼吸速率增加，其他條件不變時，光補償點應右移，反之左移。呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，光補償點應右移，反之左移。
②光飽和點的移動：相關條件的改變（如增大CO2濃度）使光合速率增大時，光飽和點C應右移，反之左移。
不同條件下一晝夜植物光合作用曲線
（1）自然環境中一晝夜植物光合作用曲線：
①開始進行光合作用的點：b
②光合作用與呼吸作用相等的點：c、e
③開始積累有機物的點：c
④有機物積累量最大的點：e
密閉容器中一晝夜植物光合作用曲線：
①光合作用強度與呼吸作用強度相等的點：D、H.
②該植物一晝夜表現為生長，其原因是I點CO2濃度低于A點CO2濃度，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減小，即植物光合作用制造的有機物量＞呼吸作用消耗的有機物量，植物生長。
綜合試題訓練
1.某同學為研究酶的特性，進行了一系列相關實險，如表所示，下列敘述錯誤的是( )
試劑名稱 試管A 試管B 試管C 試管D 試管E
淀粉溶液 2mL - 2mL 2mL 2mL
新鮮唾液 1 mL mL - 1mL 1mL
蔗糖溶液 - 2mL - - -
恒溫水浴 37℃ 37℃ 37℃ 0℃ 80℃
A.本實驗的自變量是底物的種類、溫度、酶的有無
B.試管A、B對照可證明酶的專一性，檢測試劑可以用斐林試劑
C.試管A、C對照，可證明酶具有高效性，檢測試劑可用斐林試劑
D.試管AD，上對照可證明溫度影響酶活性，檢測試劑不能用斐林試劑
2.反應底物從常態轉變為活躍狀態所需的能量稱為活化能，如圖為在無催化劑、H、酶催化下蔗糖水解的反應曲線。下列相關分析正確的是( )
A.酶具有催化作用是因為其能為化學反應提供能量
B.E2和E3分別表示H+和酶為化學反應提供的活化能
C.H+降低的化學反應的活化能是E2-E3
D.酶具有更好的催化效果，表現為E1-E3＞E1-E2
3.圖1是某種淀粉酶的活性與溫度的關系曲線，圖2是不同pH下，淀粉酶對淀粉作用1h后淀粉的剩余量。下列有關敘述正確的是( )
A.圖1中b、c兩點通過改變溫度條件均可明顯提高反應速率
B.pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶的活性相同
C.圖1的實驗最好是在pH為7的條件下進行研究
D.應將淀粉酶保存在溫度為40℃、pH為7的條件下
4.細胞代謝離不開酶的催化，酶的催化需要溫和的環境條件，某課外活動小組用淀粉酶探究pH對酶活性的影響時發現，pH過低時淀粉水解速率也會加快，探究結果如圖所示。下列有關該實驗的說法正確的是( )
A.從圖中能推斷，該淀粉酶活性在pH=1時一定比pH=3時更高
B.從實驗結果分析可知，該淀粉酶的最適pH為7
C.在強酸、強堿條件下淀粉酶活性受到抑制但空間結構沒有改變
D.在pH為5~9之間設置更小的pH梯度可探究該淀粉酶的最適pH
5.酶抑制劑有競爭性抑制劑和非競爭性抑制劑兩種類型，其作用機理如圖1所示。多酚氧化酶（PPO）催化的反應是儲運過程中引起果蔬褐變和品質劣變的主因。某實驗小組在最適條件下探究了不同濃度檸檬酸對PPO活性的影響，實驗結果如圖2所示，各組加入的PPO的量相同。下列說法錯誤的是( )
A.該實驗的自變量是檸檬酸的濃度和底物濃度
B.檸檬酸可能是多酚氧化酶的競爭性抑制劑
C.圖2中限制A點反應速率的主要因素是酶活性
D.果蔬運輸過程中加入適量的檸檬酸能延長保鮮時間
6.維多利亞多管水母中的水母素是熒光酶（一種能將ATP中能量轉化為熒光的酶）的一種，可以催化其底物發生氧化反應而發出藍光，且發光強度受鈣離子濃度的影響。研究表明水母素催化產生的藍光會直接激發該水母中的綠色熒光蛋白（GFP），使其發出綠光。下列說法錯誤的是( )
A.水母素具備催化功能和能量轉換功能
B.高溫和強酸、強堿都可影響熒光蛋白的功能
C.可以通過檢測水母素催化產生的熒光的強度來檢測生物體內的鈣離子濃度
D.水母素催化產生的熒光和GFP發出的熒光的顏色不同，但兩種熒光的產生都需要ATP直接供能
7.電鰻捕食的時候會連續放出電流，導致受到電擊的魚馬上暈厥過去。電鰻形成電流所需要的直接能量來自ATP。下列有關分析錯誤的是( )
A. ATP是驅動電鰻細胞生命活動的直接能源物質
B. 形成電流時，ATP中靠近腺苷的磷酸基團先發生脫離
C. 電鰻形成電流的過程常與ATP水解相聯系
D. 組成ATP的物質有腺嘌呤、核糖和磷酸基團
8.磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下，將自身的磷酸基團轉移到ADP分子中合成ATP，從而在一段時間內使細胞中AP的含量維持在正常水平。研究者對蛙的肌肉組織進行短暫電刺激，檢測對照組和實驗組（肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理）肌肉收縮前后ATP和ADP的含量，結果如下表所示。下列分析正確的是( )
物質種類 對照組（10-6mol·g-1） 實驗組（10-6mol·g-1）
收縮前 收縮后 收縮前 收縮后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
A.本實驗的自變量是ATP和ADP的含量
B.對照組肌肉收縮前后沒有ATP和ADP的相互轉化
C.磷酸肌酸作為能量存儲形式也可為肌細胞直接供能
D.肌酸激酶阻斷劑不能阻斷ATP合成酶合成ATP
9.ATP是一種高能磷酸化合物，如圖是生物界中能量“貨幣”——ATP的循環示意圖。相關敘述正確的是( )
A.組成圖中“M”和“N”的元素與動植物體內脂肪的組成元素相同
B.圖中①過程發生的場所和催化的酶與②過程完全不相同
C.ATP中全部的特殊化學鍵斷裂后，形成的產物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸
D.代謝旺盛的細胞內ATP含量較多，代謝緩慢的細胞內ADP含量較多
10.淹水脅迫對絲瓜幼苗的生長有一定影響，某小組對不同水淹條件下絲瓜幼苗呼吸相關酶的活性進行測定，結果如圖所示（根淹是指僅根部水淹，半淹是指一半幼苗水淹），其中MDH表示蘋果酸脫氫酶（參與有氧呼吸），LDH表示乳酸脫氫酶（參與無氧呼吸）。下列敘述正確的是( )
A.本實驗的淹水程度為自變量，對照組應不提供任何水分
B.隨著淹水時間的延長及淹水程度的加深，兩種酶的活性都升高
C.解除脅迫7天后，T2組維持生存所需的能量主要來源于無氧呼吸
D.淹水處理21天時，三組絲瓜幼苗根細胞的線粒體和葉綠體中都會產生ATP
11.某生物興趣小組將足量且等量的蘋果果肉分別放在含不同體積分數O2的密閉黑暗容器中，1h后，測定O2吸收量和CO2釋放量，結果如表所示。下列分析正確的是( )
O2體積分數/% 0 1 2 3 5 7 10 15 20 25
O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
O2釋放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
A.蘋果果肉細胞在O2體積分數為0~3%和5%~25%時，分別進行無氧呼吸和有氧呼吸
B.O2體積分數越高，蘋果果肉細胞有氧呼吸越旺盛，產生的ATP越多
C.O2體積分數為3%時，無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍
D.儲藏蘋果時，應選擇O2體積分數為5%的環境條件，其他條件也應適宜
12.離體果蔬的細胞仍會進行旺盛的呼吸代謝，在一定程度上呼吸越旺盛其保鮮期越短?？蒲腥藛T以獼猴桃為實驗材料，采用密閉系統法（見圖1），對鮮切獼猴桃貯藏過程中密閉系統內O2、CO2的氣體體積、乙醇含量進行測定，結果如圖2、圖3所示，乙醇含量不超過100mg/kg時適宜食用。下列敘述錯誤的是( )
A.圖2中兩曲線的交點表示貯藏90h左右時有氧呼吸速率和無氧呼吸速率相等
B.果實中乙醇含量變化可以作為判斷細胞是否發生無氧呼吸的主要依據
C.鮮切獼猴桃貯藏48h之內細胞可能不進行無氧呼吸
D.在圖3所示的6個時間中鮮切獼猴桃適宜食用的最長貯藏時間為132h
13.某興趣小組為了探究光照對綠葉中色素合成的影響，將韭菜種子分別置于光照和黑暗條件下培養,使其分別發育成韭菜和韭黃，然后提取和分離二者葉片中的色素，結果如圖所示。下列相關敘述錯誤的是( )
A.缺鎂的韭菜在光照條件下培養,也可能會發育成韭黃
B.實驗結果說明光照是葉綠素和類胡蘿卜素合成的必要條件
C.葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，而類胡蘿卜素主要吸收藍紫光
D.若研磨時未加SiO2則濾紙條上葉綠素的色素帶寬度可能會變窄
14.遷移率是紙層析法中區分混合色素中各種成分的重要指標，也可用于色素的鑒定，遷移率=色素移動距離/溶劑移動距離。如表是葉綠體中色素紙層析結果（表中移動距離均為相對值）。下列相關敘述正確的是( )
溶劑移動距離 色素1移動距離 色素2移動距離 色素3移動距離 色素4移動距離
實驗組1 7.8 ？ ？ 1.9 ？
實驗組2 8.2 ？ ？ 1.5 ？
實驗組3 8.0 ？ ？ 1.4 ？
平均移動距離 8.0 7.6 ？ ？ 0.8
遷移率 無 0.95 0.53 ？ 0.10
A.該實驗需先用苯、丙酮、石油醚配制成的層析液提取葉綠體中的色素
B.色素3的遷移率為0.2，若植物體缺Mg2+，色素3含量會減少
C.色素1在層析液中的溶解度最大，色素4在濾紙條上擴散速度最快
D.能夠吸收藍紫光的只有色素1和色素2，主要吸收紅光的只有色素3和色素4
15.如圖為研究光照強度和CO2體積分數對某植物光合作用速率的影響。下列有關敘述不正確的是( )
A.條件瞬間由A向B點變化后，短時間內葉綠體中C3濃度降低
B.條件瞬間由B向D點變化后，短時間內葉綠體中C5濃度升高
C.條件瞬間由A向B點變化后，短時間內葉綠體中C5生成速率降低
D.D點之后，限制光合作用速率的環境因素可能有CO2體積分數等
16.植入“生物電池”可使動物借的光合作用修復因能量不足而受損的細胞?？蒲腥藛T利用菠菜葉肉細胞中的類囊體制成納米類囊體（NTU），將其注入小鼠軟骨受損的部位，治療小鼠的骨關節炎，相關機制如圖。下列說法錯誤的是( )
A.NTU膜上含有光合色素和有關的酶，能通過光反應合成ATP和NADPH
B.光照條件下，圖中受損的小鼠軟骨細胞內的ATP可來自線粒體和NTU
C.NTU產生的NADPH可以進入線粒體，在線粒體內膜上與O2結合生成水
D.此研究說明植物光反應固定的能量可直接用于動物細胞生命活動
17.PSBS是一種類囊體膜蛋白，它能感應類囊體腔內的高質子濃度而被激活，激活了的PSBS抑制電子（e-）在類囊體薄膜上的傳遞，最終將過量的光能轉換成熱能釋放，從而防止強光對植物細胞造成損傷。下圖是光合作用過程示意圖（字母代表物質），下列敘述正確的是( )
A.光合色素位于類囊體薄膜上，在用無水乙醇進行提取時加入碳酸鈣主要是為了使研磨更充分
B.若植株既不吸收也不釋放CO2，則植株中所有圖示細胞產生的A物質全部用于該類細胞的呼吸
C.膜蛋白PSBS的激活會抑制C3的還原過程，使光能不能轉化為其他形式的能量
D.抑制反應Ⅰ中的Z蛋白的活性、阻斷反應Ⅱ中的C3還原過程均有利于膜蛋白PSBS發揮作用
18.研究人員在制定某種植物光合參數時發現一株葉色突變體，其葉綠素含量低于野生型植株，但氣孔導度卻高于野生型植株。該突變體植株與野生型植株凈光合速率曲線圖如圖所示，下列相關敘述正確的是( )
A.在8時與18時，兩植株消耗二氧化碳的速率相同
B.10~12時野生型植株CO2吸收速率曲線下降主要是因為氣孔導度低直接導致光反應速率降低
C.與野生型植株相比，突變體植株在較強光照下的凈光合速率較低
D.6~8時突變體植株凈光合速率低于野生型，限制因素可能是葉綠素含量
19.番茄營養豐富，深受人們喜愛。某研究小組以番茄幼苗為材料進行了如圖所示的多方面研究。請回答：
(1)分析圖甲得出，番茄生長需求量最多的離子是______，一段時間后，培養液中的濃度高于初始濃度，原因是______。
(2)分析圖乙可知，光合速率與呼吸速率相等的點是______，該番茄幼苗一晝夜干重的變化是______（填“減少”或“不變”或“增加”），原因是______。
(3)如圖丙所示，將番茄對稱葉片左側遮光，右側曝光，并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移。在適宜光照條件下照射8小時后，從兩側截取相等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b（單位：mg），則上述光照條件下1小時內右側截取部分的光合作用制造的有機物總量是______mg。
20.將長勢相同、數量相等的甲、乙兩品種的大豆幼苗，分別置于兩個相同的密閉透明玻璃罩內，在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養，定時測定玻璃罩內的CO2含量，結果如圖1；圖2表示在不同溫度下，測定甲品種大豆1cm2葉片質量變化情況（均考慮為有機物的質量變化）的操作流程及實驗結果。據圖分析回答問題：
（1）圖1中0~25min期間，影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素是____。
（2）若將圖1甲、乙兩個品種大豆幼苗置于同一密閉的玻璃鐘罩中，在光照等其他條件適宜的情況下，一段時間內，生長首先受影響的是____品種，判斷依據是____。
（3）分析圖2可知，該植物的呼吸速率可表示為____mg·cm-2·h-1，實際光合速率可表示為____ mg·cm-2·h-1。（用圖中字母表示）
（4）從圖2分析，恒定在14℃溫度下，維持10h光照、14h黑暗，該植物100cm2葉片增重了_____mg。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A對，分析表格數據可知，本實驗的自變量是底物的種類、溫度、酶的有無；B對，試管A、B的自變量是底物的種類，新鮮唾液中含有唾液淀粉酶，其可以催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，試管A、B對照可證明淀粉酶的專一性，可以用斐林試劑檢測還原糖的生成；C錯，試管A、C對照，可證明酶具有催化作用，但并不能說明酶具有高效性；D對，試管A、D、E對照可證明酶活性受溫度的影響，由于斐林試劑使用時需要水浴加熱，會影響本實驗的自變量，因此，檢測試劑不能用斐林試劑。
2.答案：D
解析：
A 酶具有催化作用是因為其能降低化學反應的活化能 A錯誤
B E2和E3分別表示H+和酶催化的化學反應所需要的活化能 B錯誤
C 無催化劑時該反應需要的活化能是E1，H+催化下的該反應需要的活化能是E2，H+降低的活化能=E1-E2 C錯誤
D 與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，即E1-E3＞E1-E2，其催化效果更好 D正確
3.答案：C
解析：低溫酶的活性暫時受到抑制，溫度改變活性會恢復，化學反應速率提高，而高溫條件下，酶已經變性，失去活性，改變溫度，化學反應速率不會提高，A項錯誤;酸性條件也可促進淀粉水解，所以pH為3和9條件下，淀粉酶的活性同，B項錯誤；圖1為研究溫度對淀粉酶活性的影響，pH等條件要保證相同且適宜，C項正確；酶應該保存在低溫和pH為7的條件下，D項錯誤。
4.答案：D
解析：由于pH過低時淀粉水解速率也會加快，因此從圖中不能推斷該淀粉酶活性在pH=1時一定比pH=3時高，A錯誤；1h后，這幾組實驗中pH為7的條件下淀粉的剩余量最少，但由于pH梯度較大，該酶的最適pH不一定是7，B錯誤：在強酸、強堿條件下會使淀粉酶空間結構發生政變，C錯誤；在pH為5~9之間設置更小的pH梯度可探究該淀粉酶的最適pH,D正確。
5.答案：B
解析：由圖2可知，該實驗的自變量是檸檬酸的濃度和底物濃度，A正確；由圖1可知，競爭性抑制劑的化學結構與底物的結構相似，檸檬酸與多酚類物質結構不同，因此檸檬酸最可能是多酚氧化酶的非競爭性抑制劑，B錯誤；圖2中限制A，點反應速率的主要因素是檸檬酸濃度，即PPO酶活性，C正確；由于檸檬酸可抑制PPO酶活性，因此果蔬運輸過程中加入適量的檸檬酸能延長保鮮時間，D正確。
6.答案：D
解析：水母素是一種能將ATP中能量轉化為熒光（光能）的酶，其具有能量轉換功能和催化功能，A正確；高溫和強酸、強堿都可影響熒光蛋白的空間結構，使其變性，從而影響其功能，B正確；水母素催化產生的熒光的強度受鈣離子濃度的影響，因此可以通過檢測水母素催化產生的熒光的強度來檢測生物體內的鈣離子濃度，C正確；由題中信息可知，水母素催化其底物發生氧化反應而發出熒光需要ATP作為直接供能物質，但GFP發出綠光只需要藍光的激發，不需要ATP直接供能，D錯誤。
7.答案：B
解析：A、ATP是驅動電鰻細胞生命活動的直接能源物質，A正確；
B、形成電流時，ATP中遠離腺苷的磷酸基團先發生脫離，B錯誤；
C、電鰻形成電流的過程常是吸能反應，ATP水解過程常與吸能反應相聯系，推動吸能反應的進行，C正確；
D、ATP的結構中包括一個腺嘌呤、一個核糖和三個磷酸基團組成的，D正確。
故選B。
8.答案：D
解析：本實驗的自變量是是否對肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理，因變量是ATP和ADP的含量，A錯誤；對照組肌肉收縮前后ATP與ADP的含量不變，說明ATP與ADP的轉化處于動態平衡，B錯誤；磷酸肌酸作為能量存儲形式不可為肌細胞直接供能，在肌酸激酶的催化下，磷酸肌酸的磷酸基團轉移到ADP分子中合成ATP，由ATP為肌細胞直接供能，C錯誤；由題意可知，肌酸激酶能催化磷酸肌酸上的磷酸基團轉移到ADP中合成ATP，肌酸激酶阻斷劑能夠阻斷該反應，由實驗組收縮前后ATP與ADP的含量變化可知，肌酸激酶不能阻斷ATP合成酶合成ATP, D正確。
9.答案：C
解析：由圖可知，①過程為ATP的合成，②過程為ATP的水解。脂肪的組成元素只有C、H、O，M（腺嘌呤）中含有氮元素，二者的元素組成不同，A錯誤；ATP合成過程發生的場所與ATP水解過程發生的場所可能相同，如光合作用過程中二者均發生在葉綠體中，B錯誤；一個ATP分子中全部的特殊化學鍵斷裂后，形成的產物為2分子磷酸、1分子AMP（腺嘌呤核糖核苷酸），而1分子AMP是由1分子腺嘌呤、1分子核糖和1分子磷酸組成的，C正確；ATP是大多數生命活動的直接能源物質，在細胞內的含量不多，代謝旺盛的細胞內通過ADP與ATP的快速轉化為生命活動提供能量，D錯誤。
10.答案：C
解析：分析題干及題圖信息可知，本實驗的淹水程度為自變量，對照組應給以常規（正常）的水分，并不是不提供任何水分，A錯誤;根據圖示信息，隨著淹水時間的延長，MDH活性下降，LDH活性先升高后下降，B錯誤；與第21天相比，解除脅迫7天后，T2組LDH活性明顯升高，但MDH活性明顯降低，說明此時T2組維持生存所需的能量主要來源于無氧呼吸，C正確；根細胞不含葉綠體，D錯誤。
11.答案：D
解析：由上述分析可知，蘋果果肉細胞在O2體積分數為0時，只進行無氧呼吸；O2體積分數為1%~3%時，蘋果果肉細胞進行有氧呼吸和無氧呼吸；蘋果果肉細胞在0，體積分數為5%~25%時，只進行有氧呼吸，A錯誤。由上述分析可知，當O2體積分數達到20%后，再增加O2體積分數，有氧呼吸強度不再增加，故并非O2體積分數越高，蘋果果肉細胞有氧呼吸越旺盛，產生的ATP越多，B錯誤。O2體積分數為3%時，有氧呼吸消耗0.3molO2，產生0.3molCO2，依據有氧呼吸化學反應式可知這些O2可氧化分解0.05mol葡萄糖，多余的CO2量=0.5-0.3=0.2（mol），這些CO2由無氧呼吸產生，依據無氧呼吸化學反應式可知產生0.2molCO2需要消耗葡萄糖0.1mol，則此時無氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的2倍，C錯誤。據表分析可知，儲藏蘋果時，應選擇O2體積分數為5%的環境條件（此時CO2的釋放量最少，有機物的消耗最少），其他條件也應適宜，D正確。
12.答案：A
解析：A.圖2中兩曲線的交點表示貯藏90h左右密閉盒中的O2和CO2氣體體積分數相等，但不能說明此時有氧呼吸速率與無氧呼吸速率的大小關系，A錯誤；B.果實中乙醇含量變化可以作為判斷細胞是否發生無氧呼吸的主要依據，B正確；C.由圖3可知，鮮切獼猴桃貯藏48h之內乙醇含量幾乎無變化，因此細胞可能不進行無氧呼吸，C正確；D.乙醇含量不超過100mg/kg時適宜食用，在圖3所示的6個時間中鮮切彌猴桃適宜食用的最長貯藏時間為132h，D正確。故選A。
13.答案：B
解析：在光下培養的韭菜如果缺鎂，則不能合成葉綠素，也有可能發育成韭黃，A正確；圖中濾紙條上面兩條表示的是類胡蘿卜素色素帶，下面兩條表示的是葉綠素色素帶，黑暗條件下培養出的韭黃缺少葉綠素，實驗結果說明光照是葉綠素合成的必要條件，而不是類胡蘿卜素合成的必要條件，B錯誤；葉綠素（葉綠素a和葉綠素b）主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）主要吸收藍紫光，C正確;SiO2可使研磨更充分，若研磨時未加SiO2，則分離出的色素量較少，濾紙條上的葉綠素色素帶的寬度可能會變窄，D正確。
14.答案：B
解析：根據表格進行分析，色素3平均移動距離=（1.9+1.5+1.4）/3=1.6，遷移率=1.6/8.0=0.2，根據遷移率的大小可確定色素在層析液中的溶解度的高低，可知色素1表示胡蘿卜素，色素2表示葉黃素，色素3表示葉綠素a，色素4表示葉綠素b。層析液是用來分離葉綠體中的色素的，應用無水乙醇來提取葉綠體中的色素，A錯誤；色素3表示葉綠素a,Mg2+參與組成葉綠素a和葉綠素b，若植物體缺Mg2+，色素3含量會減少，B正確；色素1表示胡蘿卜素，在層析液中的溶解度最大，在濾紙條上擴散速度最快，C錯誤；葉綠素（葉綠素a和葉綠素b）主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）主要吸收藍紫光，故四種色素都能夠吸收藍紫光，只有色素3和色素4主要吸收紅光，D錯誤。
15.答案：C
解析： A→B點：光照強度增強，光反應產生的ATP和NADPH增多，被還原的C3增多，所以短時間內葉綠體中C3濃度降低，A正確。B→D點：B點CO2體積分數比D點高，CO2被C5固定，形成C3，所以D點C5利用較少，短時間內葉綠體中C5濃度升高，B正確。A→B點：C3被還原的量增多，所以短時間內葉綠體中C5生成速率加快，C錯誤。D點之后，限制光合作用速率的環境因素不是光照強度，可能有CO2體積分數等，D正確。
16.答案：C
解析：NTU是由菠菜葉肉細胞中的類囊體制成的，類囊體膜上含有光合色素和光反應相關的酶等，能通過光反應合成ATP和NADPH,A項正確；光照條件下，NTU中會合成ATP，線粒體作為細胞中的動力車間，也能提供細胞代謝所需要的ATP，由此可知，圖中受損的小鼠軟骨細胞內的ATP可來自線粒體和NTU,B項正確；NTU產生的NADPH不可以進人線粒體與O2結合生成水，在線粒體內膜上與O2結合生成水的是[H]（NADH），C項錯誤；此研究說明植物光合作用的光反應過程中固定的能量在一定情況下可直接用于動物細胞生命活動，D項正確。
17.答案：D
解析：光合色素存在于類囊體薄膜上，可用無水乙醇進行提取，在提取時加入碳酸鈣主要是為了防止葉綠素被破壞，A錯誤；若植株既不吸收也不釋放CO2，則說明植株的光合作用速率等于呼吸作用速率，植株中有不進行光合作用的細胞，葉肉細胞產生的物質A（O2）除用于自身的呼吸外，還用于其他細胞的呼吸，B錯誤；分析題干信息可知，膜蛋白PSBS的激活會抑制電子（e-）在類囊體薄膜上的傳遞，使電子（e-）不能傳遞給D，抑制C3的還原過程，但是最終過量的光能被轉換成熱能釋放，C錯誤；由圖可知，抑制反應Ⅰ中的Z蛋白的活性、阻斷反應Ⅱ中的C3的還原過程都將提高類囊體腔內的H+濃度，從而有利于膜蛋白PSBS發揮作用，D正確。
18.答案：D
解析：本題考查影響光合作用的因素。由圖可知，在8時與18時，兩植株二氧化碳的吸收速率相同，而消耗二氧化碳的速率等于二氧化碳的吸收速率與細胞呼吸產生二氧化碳的速率之和，細胞呼吸產生二氧化碳的速率是否相等未知，A錯誤；10~12時野生型植株CO2吸收速率曲線下降主要是因為氣孔導度低直接導致暗反應速率降低，B錯誤；由題可知，與野生型植株相比，突變體植株葉綠素含量低、氣孔導度高，在正午12時，較強光照下的凈光合速率較高，C錯誤；6~8時突變體植株凈光合速率低于野生型，可能是由于突變體葉綠素含量低，光反應速率較低影響暗反應二氧化碳的吸收，D正確。
19.答案：（1）Ca2+；
（2）B、F；增加；E點的二氧化碳濃度低于A點
（3）（b-a）/8
解析：（1）圖甲中，各種離子初始濃度相同，對比于初始濃度，Ca2+濃度減少最多，說明番茄生長過程中對Ca2+需求量最大，培養液中濃度不降反升，說明番茄對水的吸收量遠大于對的吸收量，水的減少使濃度上升。
（2）圖乙展示了隨著一晝夜時間變化，密閉大棚中CO2的濃度變化，曲線上某一時刻切線斜率的大小可表示CO2的濃度變化快慢，即凈光合作用強度。當光合速率與呼吸速率相等時，不向大棚中釋放CO2，也不從大棚中吸收CO2，此時大棚內CO2濃度變化速率為0，對應圖中B和F點，經過一晝夜后，大棚中CO2濃度低于A點CO2初始濃度，減少的CO2被植物通過光合作用吸收并轉化為有機物儲存起來，幼苗干重增加。
（3）根據“黑暗測呼吸，光測凈光合”，設半個葉片初始重量為x，則呼吸作用8h消耗有機物為（x-a）mg，8h凈光合作用積累有機物重量為（b-x）mg，根據“總光合速率=凈光合速率+呼吸速率”，半個葉片1h真光合作用制造的有機物量為：(b-x+x-a)/8=（b-a）/8mg。
20.答案：（1）CO2含量
（2）甲；在低濃度CO2條件下，與乙相比，甲植物利用CO2進行光合作用的能力弱，積累光合產物少，故隨著玻璃罩中CO2濃度的降低，甲植物生長首先受到影響
（3）X；Y+2X
（4）2200
解析：（1）0~25min期間，在密閉容器內隨著光合作用的進行，玻璃罩內CO2含量逐漸下降，此時影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素是CO2含量。
（2）由圖1可知，甲品種能正常生長所需的最低CO2濃度高于乙品種，隨著玻璃罩中CO2濃度的降低，甲品種的生長首先受影響。
（3）圖2中無光時單位時間內葉片質量的減少量等于呼吸速率，故1h內呼吸消耗的有機物為X，該植物的呼吸速率可表示為Xmg·cm-2·h-1；而單位時間光照下葉片質量的增加量表示的是凈光合速率，故光照1h總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=M+Y-（M-X）+X=Y+2X（mg·cm-2·h-1）。
（4）從圖2實驗結果可以看出，在14℃溫度下，維持10h光照、14h黑暗，1cm2葉片凈光合作用=總光合作用-呼吸作用=（3+2×2）×10-2×24=22（mg），則100cm2葉片增重了22×100=2200（mg）。

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