2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1第5章 细胞的能量供应和利用 同步测试卷（word版带答案解析）

第5章
细胞的能量供应和利用
同步测试卷
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【注意事项】
1.本次检测时间为90分钟，满分100分。
2.请将答案写在试卷指定位置。
一、单项选择题(共20小题，每小题2分，共40分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的)
1．关于生物学实验中的变量，下列说法错误的是(　　)
A．任何生物学实验中都需要设置变量
B．对照实验中应遵循单一变量原则
C．对照实验中一定存在自变量
D．无关变量并不是与实验结果没关系
2．酶催化作用的本质是(　　)
A．降低化学反应的活化能
B．增加反应物之间的接触面积
C．提高反应物分子的活化能
D．提供使反应开始所必需的活化能
3．下列有关酶的叙述正确的是(　　)
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞，一般都能产生酶
④酶都是蛋白质　⑤有的酶不是蛋白质　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤
B．①⑤⑧
C．③⑤⑧
D．①③⑤
4．以下关于酶和ATP相互关系的叙述，正确的是(　　)
A．ATP的合成与分解需要的酶相同
B．少数酶的元素组成与ATP相同
C．酶的催化作用需要ATP提供能量
D．酶的合成过程不消耗ATP
5．下列有关人体细胞内ATP的叙述，不正确的是(　　)
A．寒冷时，细胞产生ATP的速率上升
B．紧张状态下，细胞内ATP的合成速率大大超过分解速率
C．剧烈运动时，肌肉细胞产生ATP的速率迅速加快
D．饥饿时，细胞内ATP的合成速率和分解速率仍几乎相等
6．如图为某生物小组探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设计装置。下列叙述不正确的是(　　)
A.实验自变量为温度
B．酸性重铬酸钾可检验丙试管中的产物
C．CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D．实验自变量为O2的有无
7．小麦根细胞进行无氧呼吸时只能释放少量能量，其他能量(　　)
A．储藏在葡萄糖中
B．存留于酒精中
C．存留于乳酸中
D．以热能形式散失
8．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是(　　)
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度不变
9．光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不但不能继续增强，反而下降，主要原因是(　　)
A．水分解产生的H＋的数量不足
B．暗反应过程中三碳化合物产生量不足
C．叶绿体利用光能合成的ATP的数量不足
D．水分含量减少
10．德国化学家毕希纳将酵母细胞放在石英砂中用力研磨、加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖，一段时间后冒出气泡，糖液居然变成了酒。根据以上实验，分析得出的结论错误的是(　　)
A．葡萄糖变成酒的过程中发生了化学变化
B．将糖变成酒的物质是汁液中的酿酶
C．研磨有利于酵母细胞内酿酶的释放
D．该实验证明酿酶的化学本质是蛋白质
11．某同学为了探究“植物体内有关过氧化氢酶催化过氧化氢分解的问题”设计了如下实验，将4种植物器官各称取3
g，切成小薄片放入试管中，编号后进行实验。(备注：“＋”表示有，“/”表示无)
以下分析不正确的是(　　)
A．试管1在本实验中起空白对照的作用
B．不同植物组织器官中过氧化氢酶的活性或含量可能不同
C．表中材料胡萝卜直根中过氧化氢酶的催化活性最高
D.若用以上各器官的研磨液3
g，实验组的反应速率都加快
12．下列关于细胞呼吸的说法，不正确的是(　　)
A．细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物的氧化分解，释放能量的过程
B．细胞呼吸实际上就是细胞与外界环境间的气体交换
C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D．细胞呼吸发生在活细胞内
13．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。
氧浓度
a
b
c
d
产生CO2的量(mol)
30
9
12.5
15
产生酒精的量(mol)
0
9
6.5
6
下列说法错误的是(　　)
A．氧浓度为a时，只进行有氧呼吸
B．b值对应的氧浓度为零
C．氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为6
mol
D．氧浓度为d时，有的葡萄糖用于酒精发酵
14．捕获光能的色素存在于叶绿体中，下列相关说法中，不正确的是(　　)
A．色素种类有4种，分别是叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素
B．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
C．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
D．叶绿素和类胡萝卜素呈现绿色，故叶子一般呈现绿色
15．下列关于光合作用的探究历程的叙述，不正确的是(　　)
A．美国科学家卡尔文用荧光标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中
B．恩格尔曼以需氧细菌和水绵为实验材料进行实验，得出氧气是由叶绿体释放出来的结论
C．美国科学家阿尔农发现，光照下叶绿体可合成ATP且与水的光解相伴随
D．希尔反应指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应
16．鲁宾和卡门用HO和CO2作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是(　　)
A．释放的氧气全是O2
B．释放的氧气一部分是O2，一部分是18O2
C．释放的氧气全是18O2
D．释放的氧气大部分是O2，少部分是18O2
17．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，下列说法错误的是(　　)
A.阶段Ⅰ表示光反应阶段，阶段Ⅱ表示暗反应阶段
B．物质a表示NADPH，物质c表示NADP＋，其中作为还原剂的为物质a
C．阶段Ⅰ和Ⅱ都需要酶的参与
D．物质b为ADP，在叶绿体类囊体薄膜上产生
18．如图所示为有氧条件下绿色植物叶肉细胞中的两个代谢过程，图中C3代表含有3个碳原子的有机化合物，下列有关说法错误的是(　　)
A．过程①发生在细胞质基质中
B．①②过程中都产生[H]和ATP
C．③过程消耗ATP和NADPH
D．④过程消耗的NADPH和ATP由光反应提供
19．希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，适当条件下，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原，希尔反应式是H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下面关于希尔反应和阿尔农发现的叙述不正确的是(　　)
A．光合作用释放的O2来自于水而不是CO2
B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上
C．希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程
D．光合作用的需光过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH
20．为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照，如图所示。哪一支试管能进行光合作用的光反应过程(　　)
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
二、非选择题(本大题共5小题，共60分)
21．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20
℃)、B组(40
℃)和C组(60
℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10
℃，那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是___________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是____________________，其特性有__________________(答出两点即可)。
22．如图是有氧呼吸过程图解，请据图回答问题：
(1)写出1、2、3所代表的物质名称(写中文)：
1．________；2.________；
3．________。
(2)写出5、6所代表的能量的多少(填“大量能量”或“少量能量”)：
5．________；6.________。
(3)有氧呼吸的主要场所是________；进入该场所的呼吸底物是________；释放的CO2是在第________阶段产生的；H2O是在第________阶段形成的；产生能量最多的是第________阶段。
(4)有氧呼吸释放的能量大部分以________形式散失，少部分储存在________中。
(5)有氧呼吸中O2的作用是______________________________，写出有氧呼吸的总反应式：____________________________________。
23．腌制的腊肉往往含有大量的细菌，可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场上腊肉中的细菌含量进行检测：①将腊肉研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。分析并回答下列问题：
(1)荧光素接受细菌细胞中________提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。
(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换的形式是________能→________能。生物细胞中ATP的水解一般与________(填“吸能反应”或“放能反应”)相联系。
(3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度的关系如图所示。若要节省荧光素酶的用量，可以使用________处理；高温和Hg2＋处理后酶活性________(填“可以”或“不可以”)恢复；Hg2＋处理后酶活性降低可能是因为____________________________________________________________。
24．下图为光合作用过程的示意图，请据图回答下列问题：
(1)叶绿体中的色素分子分布在____________，它们能够吸收、传递和转换光能，为光合作用提供能量。
(2)A阶段的化学反应主要产物包括________________，其中用于B阶段的是________________。
(3)B阶段的化学反应发生在______________。
(4)若在黑暗环境中，A、B两阶段首先停止的阶段是[　]________。
(5)一棵生长在弱光条件下的阳生植物，提高CO2浓度时，光合速率并未随之增加，主要的环境限制因素是____________。
25．“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女星。”让我们重温唐代诗人杜牧这情景交融的诗句，想象夜空中与星光媲美的点点流萤，思考有关的生物学问题。
注：A、B中为萤火虫的发光器研成的粉末。
(1)向A、B两管中加水后，两管均发荧光，这能说明水对生物正常的生命活动有何重要意义？这也说明了发光器研磨成的粉末中含有哪些物质？______________________________________________________。
(2)上述对照实验说明：
①萤火虫发光是将________能转变成________能的过程；
②这一过程所需的能量由________直接提供；
③________不是生命活动的直接能源物质。
(3)若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，你认为会发荧光吗？为什么？____________________________________________。
参考答案
一、单项选择题(共20小题，每小题2分，共40分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的)
1．A
【解析】不是所有的生物学实验都需设置变量，纯粹的观察实验(如用高倍显微镜观察叶绿体)则无需设置变量。
2．A
3．C
【解析】酶是由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物，不能来源于食物，①②⑥⑦错误，⑧正确；就酶的化学本质而言，主要是蛋白质，少数是RNA，④错误，⑤正确；活细胞一般都能产生酶，③正确。
4．B
【解析】ATP的合成和分解过程需要的酶不同，A错误；少数酶是RNA，其元素组成与ATP相同，B正确；酶的合成需要ATP供能，D错误。
5．B
【解析】为维持体温，寒冷时，细胞产生ATP的速率上升，A正确；ATP和ADP的转化处于动态平衡中，细胞内ATP的合成速率不会大大超过分解速率，B错误，D正确；剧烈运动时，消耗能量增加，肌肉细胞产生ATP的速率迅速加快，C正确。
6．A
【解析】实验自变量为氧气的有无。
7．B
【解析】与有氧呼吸相比，无氧呼吸过程释放的能量少，因为无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，大部分能量还存留在呼吸产物中，小麦根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2。
8．B
【解析】镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，进而因NADPH和ATP合成不足而使暗反应强度降低。
9．B
【解析】夏季中午光照强度过大，气温较高，为减少水分散失，叶片气孔关闭，二氧化碳进入叶片受阻，导致光合作用的暗反应过程中三碳化合物产生量下降，使光合作用强度下降。
10．D
【解析】催化该化学变化进行的是酵母细胞内产生的酿酶，B正确；研磨有利于酿酶的释放，C正确；毕希纳所做的实验，不能证明酶的化学本质是蛋白质，D错误。
11．C
【解析】实验中的自变量是不同植物的器官，其中试管1中没有加入植物材料，即没有催化剂，属于空白对照组，A正确；由各试管中加入的植物器官等重，加入的H2O2等量，但各反应现象不同，可推测出不同植物组织器官中过氧化氢酶的活性或含量可能不同，B正确；分析表格可知，加入马铃薯块茎的试管中过氧化氢分解速率最快，因此马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性或含量最高，C错误；将题述各器官研磨后，过氧化氢与过氧化氢酶接触的机会增多，实验组的反应速率都会加快，D正确。
12．B
【解析】细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物的氧化分解，逐步释放能量的过程，而不是细胞与外界环境间的气体交换过程。
13．D
【解析】由表格中信息可知，氧浓度为a时，酒精的产生量是0，此时酵母菌不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，产生二氧化碳的量与产生酒精的量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，B正确；氧浓度为c时，产生酒精的量是6.5
mol，无氧呼吸产生的二氧化碳也是6.5
mol，因此经有氧呼吸产生的二氧化碳是6
mol，C正确；氧浓度为d时，无氧呼吸产生的酒精是6
mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3
mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖是(15－6)÷6＝1.5
mol，因此有的葡萄糖用于无氧呼吸，D错误。
14．D
【解析】叶绿体中色素有两大类，分别是叶绿素和类胡萝卜素，前者又分为叶绿素a、叶绿素b，后者又分为叶黄素、胡萝卜素，A正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B正确；绿叶的色素中叶绿素含量约占3/4，类胡萝卜素含量约占1/4，C正确；叶绿素含量高，呈现绿色，所以叶子一般呈现绿色，类胡萝卜素为黄色，D错误。
15．A
【解析】卡尔文用同位素示踪法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中，A错误。
16．C
【解析】鲁宾和卡门用HO和CO2作为原料进行光合作用实验，其目的是探究光合作用释放出的O2的来源，通过放射性检测，光合作用产生的氧气全部是18O2。
17．D
【解析】由图可知，Ⅰ为光反应阶段，Ⅱ为暗反应阶段，a为NADPH，b为ADP，c为NADP＋，A正确；作为还原剂的是a(NADPH)，B正确；光反应阶段和暗反应阶段都需要酶的催化，C正确；ADP在叶绿体基质中产生，在叶绿体类囊体薄膜上消耗，D错误。
18．D
【解析】①是有氧呼吸的第一阶段——葡萄糖分解形成丙酮酸，发生在细胞质基质中，A正确；①②过程分别是有氧呼吸的第一、第二阶段，都能产生[H]和ATP，B正确；③C3的还原过程需要消耗光反应产生的NADPH和ATP，C正确；④过程是CO2的固定过程，不消耗NADPH和ATP，D错误。
19．B
【解析】由题中希尔反应式可以知道，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水，A正确；从希尔反应和阿尔农的发现，得不到NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体膜上的结论，B错误；根据题意，希尔反应和有机物的合成过程分别进行，希尔反应发生在没有CO2和有光照的条件下，有机物合成发生在无光照，有CO2的条件下，C正确；希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗，为反应提供能量和还原剂，D正确。
20．B
【解析】光合作用的光反应过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，需要叶绿素和酶。
二、非选择题(本大题共5小题，共60分)
21．(1)B　(2)加快
(3)不变　60
℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
(4)蛋白质或RNA　高效性和专一性
【解析】(1)由图可见，在O～t1范围内，B组产物浓度最高，且曲线的切线斜率最大，可知B组酶活性最高。
(2)由图可知，在时间t1之前，温度从20
℃提高到40
℃，酶促反应速度加快，所以，A组温度提高10
℃后，酶催化反应的速度加快。
(3)据图可知，C组在t2时，产物浓度远低于A、B两组，说明反应物并没完全反应完毕，而且t2前后产物浓度不变，说明酶已完全失活。因此，t2时增加底物量，产物不再增加。
(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有：高效性、专一性、作用条件较温和等。
22．(1)丙酮酸　水　二氧化碳
(2)少量能量　大量能量
(3)线粒体　丙酮酸　二　三　三
(4)热能　ATP
(5)与[H]结合生成H2O，产生大量的能量　C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
【解析】(1)分析题图可知，1代表有氧呼吸第一阶段的产物丙酮酸，2代表有氧呼吸第三阶段的产物水，3代表有氧呼吸第二阶段的产物二氧化碳。
(2)4、5、6分别代表有氧呼吸第一、第二、第三阶段产生的能量，其中有氧呼吸的第一、第二阶段产生少量能量，有氧呼吸第三阶段产生大量能量。
(3)有氧呼吸的过程分为三个阶段。第一阶段发生在细胞质基质中，1分子葡萄糖被催化分解为2分子的丙酮酸，同时生成[H]和少量能量；第二阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水被彻底分解产生CO2，同时生成[H]和少量能量；第三阶段发生在线粒体内膜上，[H]和O2结合生成H2O，同时产生大量能量。
23．(1)ATP　正比　(2)化学　光　吸能反应
(3)Mg2＋　不可以　Hg2＋破坏了酶的空间结构
【解析】(1)ATP是生命活动所需能量的直接来源。荧光素接受ATP提供的能量，在荧光素酶的催化下，形成氧化荧光素并且发出荧光，其发光强度与ATP的含量成正比，所以根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量。
(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是化学能转变为光能；放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。
(3)分析曲线图可知：用Mg2＋处理后，在较低荧光素酶浓度的条件下就能达到较高的发光强度，因此使用Mg2＋处理，能够节省荧光素酶的用量。高温和Hg2＋(重金属)处理后，均会破坏荧光素酶的空间结构，导致酶活性不可以恢复。
24．(1)类囊体薄膜
(2)NADPH、ATP、O2　NADPH和ATP
(3)叶绿体基质　
(4)A　光反应　
(5)光照强度
【解析】(2)A阶段为光反应，其主要产物包括NADPH、ATP、O2。B阶段为暗反应，光反应为暗反应提供NADPH和ATP。
(4)光反应需要光的参与，暗反应有光、无光均可进行，但需要光反应提供物质和能量。若在黑暗环境中，A、B两阶段首先停止的阶段是A光反应。
(5)影响光合作用的外界因素主要有光照强度、CO2浓度、温度。在弱光条件下的阳生植物，提高CO2浓度时，光合速率并未随之增加，主要的环境限制因素是光照强度。
25．(1)生物体内许多重要的生物化学反应均要在水中才能进行。粉末中含有少量的ATP
(2)①化学　光　②ATP　③葡萄糖
(3)会发荧光。因为葡萄糖进入组成发光器的细胞中后可被氧化分解，使细胞中生成ATP供发光用
【解析】发光器之所以发光是因其内有荧光素和荧光素酶，该过程需要ATP作为直接供能物质提供能量，而葡萄糖不是直接供能物质。刚切下的萤火虫发光器，构成它的细胞可利用葡萄糖氧化分解释放能量，合成ATP，以供发光利用，这一系列反应能够发生，还必须提供一个液体环境。