第4章 细胞的代谢单元强化练习 ——2022-2023学年高一上学期生物北师大版（2019）必修1（含解析）

第4章 细胞的代谢
考试时间：90分钟
满分：100分
一、单项选择题：本题共13小题，每题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关酶的叙述，正确的是( )
①酶都是在核糖体上合成的 ②有的酶从食物中获得，有的从体内转化而来 ③酶是在活细胞中产生的具有催化作用的有机物 ④酶在代谢中有多种功能 ⑤有的酶是蛋白质，有的是固醇 ⑥酶在新陈代谢和生殖发育中起调控作用 ⑦酶只是起催化作用
A.①②④ B.③⑤⑥ C.③⑦ D.④⑤
2.细胞代谢实则为细胞内各种各样的化学反应，它们均离不开酶的催化。下列叙述正确的是( )
A.酶是由活细胞产生的，在细胞内发挥催化作用的一类有机物
B.酶是在核糖体上合成的蛋白质
C.与无机催化剂相比，酶具有高效性，原因是酶可降低化学反应的活化能
D.酶在不同的反应中既可作为催化剂，又可作为反应物
3.图甲表示某酶促反应过程，图乙表示图甲的酶促反应速率随温度变化的曲线。下列叙述正确的是( )
A.物质A可以是麦芽糖酶，也可以是蔗糖酶
B.如果B浓度太低，会导致A活性和酶促反应速率均降低
C.若将反应温度由c降至b，酶促反应速率可能不会增大
D.保存该酶时，所选温度应处于a和b之间
4.酶在细胞代谢中起到了非常重要的作用，下列有关酶的叙述，正确的是( )
A.人类白化病的形成是由于基因突变导致酪氨酸酶活性降低，属于人类遗传病
B.胰蛋白酶由胰腺细胞分泌，依赖于细胞膜的选择透过性，属于分泌蛋白
C.溶菌酶是存在于溶酶体内的水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞
D.正常人在寒冷环境下，体内与呼吸作用相关的酶活性不会随外界环境温度的降低而降低
5.ATP分子的结构式简写为A—P~P~P，与A相连的3个磷酸基团从左至右依次称为α、β、γ磷酸基团。下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A.ATP分子中腺苷与3个磷酸基团相连，形成2个特殊的化学键
B.ATP的组成元素与核酸的组成元素相同，都是C、H、O、N、P
C.ATP分子中的γ磷酸基团在一定条件下容易水解脱落和添加形成
D.ATP与ADP是同一种物质在不同时期的两种存在形式
6.在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上从而形成ADP。以下有关推测不合理的是( )
A.腺苷酸激酶极有可能是一种ATP水解酶
B.在腺苷酸激酶的作用下，1分子ATP形成了1分子ADP
C.腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP平衡的维持有关
D.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着磷酸基团间特殊化学键的断裂与形成
7.磷酸肌酸主要储存于动物和人的肌细胞中，是一种高能磷酸化合物，ATP和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化，磷酸肌酸（C~P）+ADP→ATP+肌酸（C），下列相关叙述错误的是( )
A.磷酸肌酸是能量的一种储存形式，是细胞内的直接能源物质
B.肌肉收缩时，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定
C.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联
D.可推测生物体内还有其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等
8.下图是某高等动物需氧呼吸的过程图，其中①~④表示过程，a~c表示物质。据图分析，下列有关叙述错误的是( )
A.过程①也存在于无氧呼吸中，且均在细胞质基质中进行
B.过程②在线粒体中进行，并形成少量的ATP
C.过程③所需的酶主要分布于线粒体基质
D.过程④是特殊分子所携带的氢原子与氧气反应生成H2O
9.如图表示不同贮藏温度对草莓果实呼吸强度的影响。下列叙述正确的是( )
A.该实验能根据是否释放CO2来判断草莓果实细胞的呼吸类型
B.随着贮藏温度的增加，草莓果实的呼吸强度不断增加
C.25℃时草莓果实细胞的线粒体内葡萄糖分解速率大于15℃时
D.据图分析，在低温的条件下更有利于草莓果实的贮藏保鲜
10.下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
11.下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体色素吸收光能的情况，下列有关分析不正确的是( )
波长/nm 400 450 500 550 600 670 700
吸收光能百分比（%） 叶绿素a 40 68 5 15 16 40 16
全部色素 75 93 50 35 45 75 35
A.O2的释放速率变化趋势与色素吸收光能百分比变化趋势基本一致
B.由450nm波长的光转为670nm波长的光时，叶绿体中ATP的合成量会增加
C.该植物缺乏Mg时，叶绿素a吸收光能的百分比的减少幅度更大
D.环境温度降低，该植物对光能的利用能力降低
12.绿色植物光合作用和呼吸作用之间的能量转换如图所示，图中①~⑥代表物质，有关叙述错误的是( )
A.植物光反应可把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①中
B.叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性
C.给植物提供H218O，短时间内生成的O2和CO2均可含18O
D.物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解
13.科学家研究小麦在适宜温度时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线，下列有关叙述，错误的是( )
A.当环境温度升高时，cd段位置上移
B.a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
C.其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动
D.c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与光合色素的量有关
二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有不止一个选项是符合题目要求的。全部选对得5分，选对但选不全得3分，有选错得0分。
14.酶分子中含有许多极性基团，在不同pH中，这些基团的解离方式不同，所带电荷的种类和数量也不同，酶的活性中心往往只有处于某一解离状态时最利于和底物结合。如图表示不同酶在不同pH下的相对酶活力，下列说法正确的是( )
A.升高pH会导致胆碱酯酶活性降低 B.强酸强碱都可以使胰蛋白酶失活
C.pH、温度等对木瓜蛋白酶活性没有影响 D.肠道中碱性环境可抑制胃蛋白酶的活性
15.如图是ATP分子的结构式，相关叙述正确的是( )
A.ATP水解的过程常伴随放能反应的发生
B.③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化
C.①②③脱离后，ATP剩下的部分成为RNA分子的基本单位之一
D.ATP与ADP的相互转化是所有生物细胞共有的能量供应机制
16.图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图，图乙表示某些环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.在图甲中条件X和条件Y下产生物质a的场所分别是细胞质基质和线粒体基质
B.若只检测图甲中的物质a是否生成，则无法判断酵母菌进行的细胞呼吸方式
C.由图乙可知，30 ℃是酵母菌有氧呼吸的最适温度
D.据图乙可知，在不同温度条件下，最适合有氧呼吸的O2浓度也会有所不同
17.以若干大小相似且健康的某种绿色植物叶片为材料，分组进行光合作用实验：将叶片在不同温度下分别光照1h（光照强度等条件相同），测其质量变化，再暗处理1h，测其质量变化，得到如下结果。以下说法错误的是( )
组别 一 二 三 四
温度/℃ 24 26 28 30
光照后质量变化/mg +10 +15 +12 +10
暗处理后与光照前质量变化/mg +6 +10 +5 +2
A.在昼夜一直进行光照的条件下，该植物生长的最适温度是26℃
B.本实验中，随着温度升高，呼吸作用强度增大
C.光照1h时表格中一、四两组光合作用积累的有机物量相等
D.将一组叶片放入二组环境中，叶绿体中C3的还原速率减小
18.科研小组对桑树和大豆两植株在不同光照强度下的相关生理过程进行了研究和测定，得到了如表所示的数据（CO2的吸收和释放速率为相对值）。下列有关叙述正确的是( )
项目 光合速率与呼吸速率相等时的光照强度（klx） 光饱和点（klx） 达到光饱和点时植物吸收CO2的速率 黑暗条件下CO2释放的速率
桑树 1 8 17 2
大豆 2 10 20 4
A.光照强度为2klx时，大豆细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
B.光照强度为2klx时，桑树光合作用产生O2的去向只有细胞内的线粒体
C.光照强度为10klx时，适当增加CO2浓度，可提高大豆的光合速率
D.光照强度为10klx时，桑树的净光合速率的相对值是17
三、非选择题：本题共3小题，共36分。
19.聚乙二醇（PEG）对花生种子萌发初期的能量代谢有促进作用。现用质量分数为20%的PEG溶液和清水分别浸泡花生种子，洗去PEG溶液，培养两组花生种子使其萌发。在种子萌发初期的10h内，测定其呼吸强度和ATP含量，结果如下：
（1）ATP是细胞生命活动的________物质。ATP的主要来源是细胞呼吸，在花生种子萌发过程中，合成ATP最多的场所是细胞的_________________。
（2）据甲图分析，PEG溶液浸泡后的花生种子，在开始萌发时呼吸强度比对照组_____（填“高”“低”或“相等”）。
（3）据乙图分析，在花生种子萌发初期的10h内，经PEG处理的种子与对照组相比，ATP含量变化是________________________，原因是PEG处理的种子生理活动提前启动，各种代谢活动增强，一方面合成较多的ATP，另一方面___________________，导致2小时后ATP含量低于对照组。
20.如图表示将酵母菌置于含有培养液的密闭容器中，容器中O2和CO2含量随时间变化而产生的相对变化。请回答下列相关问题：
（1）酵母菌通过有氧呼吸将有机物彻底氧化分解的过程中，有机物中的能量的去向是__________、__________。
（2）据图分析可知，在0~t1时间段内，O2消耗速率逐渐减小，原因是____________________。在该时间段内，酵母菌细胞呼吸产生的CO2来自__________（填场所）。
（3）在t1~t2时间段，酵母菌细胞呼吸的方式是__________。在该时间段内，酵母菌氧化分解有机物，其中大部分的能量转移至__________中。实验过程中，培养液的温度会有所__________。
（4）若在0~t2时间段，O2的消耗量和CO2的释放量之比为3：5，则用于酒精发酵的葡萄糖占所消耗的葡萄糖的比例为__________。
21.如图1是某植物叶肉细胞的叶绿体中发生的光合作用过程图解，图2为该植物在不同光照强度、CO2浓度以及温度下其光合作用强度变化的曲线图。
回答下列问题：
（1）图1中能够捕获光能的色素分布于_____上，b为_____，为确定光合产物的去向，可采用_____法，若将植物从阳光下移入黑暗环境中，短时间内h物质的含量会_____（填“上升”“下降”或“不变”）。
（2）图2中，当光照强度为b时，与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅲ中限制光合作用强度的环境因素主要是_____；当光照强度为c时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是_____不同；当光照强度为_____时，限制三条曲线的光合作用强度的因素均为光照强度。在光照强度为c时，仍不能确定曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下光合产物积累量较多，原因是_____。
（3）将该植物种植于大田中，会出现“光合午休”的现象，这是由于中午光照过强、温度过高，叶片的部分_____关闭，使光合作用的_____阶段受限，从而使光合速率下降。为减少“光合午休”现象，可采取的措施有_____。（答出一点即可）
答案以及解析
1.答案：C
解析：绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是RNA，所以说酶合成的场所多数在核糖体中，①错误、⑤错误；人体内的酶不能从食物中获得，只能在体内合成，②错误；酶是在活细胞中产生的具有催化作用的有机物，③正确；酶在代谢中只有催化功能，④错误、⑦正确；激素在代谢和发育中起调控作用，⑥错误。
2.答案：D
解析：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA,RNA不在核糖体上合成，酶可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，还可以在体外发挥作用，A、B错误；酶与无机催化剂都可以降低化学反应的活化能，但酶具有高效性的原因是酶降低活化能的作用更显著，C错误；酶在不同的反应中既可作为催化剂，又可作为反应物，D正确。
3.答案：C
解析：图甲中的底物B由两种不同物质组成，麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖，蔗糖=葡萄糖+果糖，所以物质A不能表示麦芽糖酶，A错误。底物B的浓度太低会导致酶促反应速率降低，但不会影响酶的活性，B错误。c温度下，该酶的空间结构可能发生了不可逆的变化，即使温度降低到b，酶促反应速率也不会增大，C正确。酶适宜在低温条件下保存，故保存该酶时，所选温度应低于a，D错误。
4.答案：D
解析：白化病的形成是由于基因突变，缺乏酪氨酸酶导致的；胰腺细胞以胞吐的方式排出胰蛋白酶，依赖于细胞膜的流动性；溶酶体中的各种水解酶不含溶菌酶；人和哺乳动物为恒温动物，体温维持相对恒定，故寒冷的冬季，体内酶的活性不会随环境温度的下降而降低。
5.答案：D
解析：ATP分子中腺苷与3个磷酸基团相连，形成2个特殊的化学键，A正确；ATP和核酸的组成元素都是C、H、O、N、P，元素种类相同，B正确；ATP分子中远离A的那个磷酸基团（γ磷酸基团）在一定条件下容易水解脱落和添加形成，C正确；ATP水解后形成ADP和Pi，因此ATP和ADP是两种不同物质，D错误。
6.答案：B
解析：据题干信息可知，腺苷酸激酶能促进ATP的水解，极有可能是一种ATP水解酶，A正确；ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上，即ATP（含3个磷酸基团）转化为ADP（含2个磷酸基团），AMP（含1个磷酸基团）结合1分子磷酸基团转化为ADP（含2个磷酸基团），因此在腺苷酸激酶的作用下，1分子ATP可形成2分子ADP，B错误；腺苷酸激酶能促进ATP水解与ADP形成，故腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP平衡的维持有关，C正确；腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）上从而形成ADP，故腺苷酸激酶发挥作用时伴随着磷酸基团间特殊化学键的断裂与形成，D正确。
7.答案：A
解析：磷酸肌酸是能量的一种储存形式，但不是细胞内的直接能源物质，ATP是细胞内的直接能源物质，A错误；因为磷酸肌酸可以转化为ATP，所以肌肉收缩时，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定，B正确；根据磷酸肌酸（C~P）+ADP→ATP+肌酸（C）可知，磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联，C正确；根据ATP的结构式，可推测生物体内还有其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等，D正确。
8.答案：B
解析：本题考查需氧呼吸的过程。过程①是糖酵解，在细胞溶胶中进行，是需氧呼吸与厌氧呼吸的第一阶段，A正确；题图中丙酮酸进入线粒体后经过过程②产生1分子CO2和1个二碳化合物，该过程没有形成ATP，B错误；过程③是柠檬酸循环，在线粒体基质中进行，所需的酶大部分来自线粒体基质，也有少数分布在线粒体内膜形成的嵴上，C正确；过程④是电子传递链，需要一些特殊分子所携带的氢和电子经过复杂的步骤传递给氧，生成H2O，D正确。
9.答案：D
解析：草莓果实细胞需氧呼吸与厌氧呼吸都会产生CO2，故不能根据是否释放CO2来判断草莓果实细胞的呼吸类型，A错误；图中显示，在0~30℃范围内随着贮藏温度的增加，草莓果实的呼吸强度增加，但温度过高会导致呼吸强度下降，B错误；葡萄糖分解发生在细胞溶胶中，C错误；据图分析可知，在低温条件下，草莓果实的呼吸强度较低，有机物消耗较慢，故在低温的条件下有利于草莓果实的贮藏保鲜，D正确。
10.答案：B
解析：本题考查细胞呼吸原理应用的有关知识。
选项 正误 原因
A √ 南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气
B × 无氧条件下农作物进行无氧呼吸，消耗有机物多于低氧条件，因此低氧才能明显降低种子的细胞呼吸
C √ 油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播
D √ 柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件
11.答案：B
解析：植物进行光合作用时，光反应阶段能吸收光能并产生[H]和ATP，释放出氧气，因此在一定范围内，色素吸收利用光能越多，氧气释放量越大，A正确；当光波长由450nm波长的光转为670nm波长的光时，植物吸收光能的百分比减小，光反应阶段变慢，造成[H]和ATP减小，B错误；当植物缺乏Mg时，叶绿素a不能合成，因此叶绿素a吸收光能的减少幅度更大，C正确；当环境温度降低时，酶的活性降低，植物对光能的利用能力降低，D正确。
12.答案：D
解析：图中①为ATP，②为ADP和Pi，③为O2，④是葡萄糖，⑤是ATP，⑥代表ADP和Pi。植物光反应可把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①ATP中，A正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，NADPH和NADH都具有还原性，B正确；给植物提供H218O，H218O参与光反应生成18O2，H218O参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此短时间内生成的O2和CO2均可含18O，C正确；物质④为葡萄糖，在叶绿体基质中合成，在细胞质基质中分解，D错误。
13.答案：A
解析：当温度逐渐升高至最适温度时,cd段位置会上移，但当环境温度超过最适温度之后，光合速率降低,cd段位置会下移，本实验是在适宜温度下进行的，升高环境温度，cd段位置会下移，A错误。a点时，叶肉细胞只进行呼吸作用，因此产生ATP的细胞器只有线粒体，B正确。Mg是植物合成叶绿素的必需元素，当缺少Mg时，叶绿素的合成受阻，导致光合作用强度降低;b点表示光合作用速率等于呼吸作用速率，因此当植物缺Mg时,要让光合作用和呼吸作用强度相等，就必须要增加光照强度以提高光合作用强度，所以b点将向右移,C正确。c点对应的光照强度是光饱和点，该点之后光合作用强度不再随光照强度增大而增大，此时影响因素可能是叶绿体中色素含量、酶的浓度等，D正确。
14.答案：BD
解析：本题考查影响酶活性的因素。根据图示信息，升高pH后胆碱酯酶的活性可能升高或不变，A错误；根据图示信息可知，强酸强碱都可以使胰蛋白酶失活，B正确：pH在4~8范围内木瓜蛋白酶的相对酶活力基本相同，说明一定范围内pH对木瓜蛋白酶活性基本没有影响，但不能说明温度也对木瓜蛋白酶活性没有影响，C错误；由图示信息可知，胃蛋白酶在pH接近6时，活性降为0，故肠道内碱性环境会抑制胃蛋白酶的活性，D正确。
15.答案：BD
解析：ATP水解的过程常伴随吸能反应的发生，A错误；主动运输时，需ATP水解提供能量，③脱离ATP后，挟能量可使载体蛋白等分子磷酸化，引起载体蛋白空间结构的改变，B正确；①②脱离后，ATP剩下的部分成为RNA分子的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，C错误；ATP与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，D正确。
16.答案：ABD
解析：本题考查细胞呼吸的过程以及有氧呼吸的影响因素。物质a是二氧化碳，在图甲中条件X表示无氧条件，无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质，条件Y表示有氧条件，有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质；A正确；因为酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，故若只检测二氧化碳是否生成，无法判断酵母菌进行的细胞呼吸方式，B正确；根据图乙只能判断酵母菌有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右，C错误；据图乙可知，在不同温度条件下，O2浓度饱和点不同，D正确。
17.答案：AD
解析：题干中“先光照1h，再黑暗处理1h”，表格中“光照后质量变化”值代表的是该植物叶片光照1h的净光合作用量；“再黑暗处理1h”该植物叶片进行呼吸作用，呼吸作用速率(mg/h)=(黑暗处理前叶片的质量-黑暗处理后叶片的质量)÷暗处理时间=(光照后质量变化-暗处理后与光照前质量变化)÷暗处理时间，经计算可得一组~四组叶片呼吸作用速率分别是4、5、7、8mg/h；“光照1h”一组~四组叶片的光合作用总量(真光合作用量)分别是14、20、19、18mg。若要确定该植物生长的最适温度，应在24℃~28℃间进一步缩小温度梯度进行实验，A错误，B、C正确；将一组叶片放入二组环境中，光合作用速率上升，叶绿体中C3的还原速率增大，D错误。
18.答案：ACD
解析：根据表格信息可知，大豆的光补偿点是2klx，此光照强度下大豆的叶肉细胞既可以进行光合作用又可以进行呼吸作用，故细胞中产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A正确。桑树的光补偿点为1klx，当光照强度为2klx时，桑树的净光合速率大于0，所以光合作用产生的O2一部分供给细胞内的线粒体利用，一部分释放到外界环境中，B错误。大豆的光饱和点为10kIx，此光照强度下，大豆净光合速率达到最大，光饱和点以后限制光合速率的因素应为光照强度以外的因素，如CO2浓度等，因此适当增加CO2浓度，可提高大豆的光合速率，C正确。桑树的光饱和点为8klx，此光照强度下，桑树的净光合速率达到最大，相对值为17，增加光照强度至10klx时，桑树的净光合速率不变，D正确。
19.答案：(1)直接能源;线粒体内膜
(2)高
(3)在前2小时内下降较快,在2~10小时内含量比对照组低;消耗较多ATP
解析：(1)ATP是细胞生命活动的直接能源物质。在花生种子萌发过程中,细胞只进行细胞呼吸,主要是有氧呼吸,有氧呼吸的第三阶段产生能量最多,发生场所是线粒体内膜。
(2)据甲图分析,PEG溶液浸泡后的花生种子,在开始萌发时(0~4小时)呼吸强度比对照组高。
(3)据乙图分析,在花生种子萌发初期的10h内,经PEG处理的种子与对照组相比ATP含量在前2小时内下降较快,在2~10小时内含量有所增加,但含量比对照组低。其原因可能是PEG处理的种子生理活动提前启动,各种代谢活动增强,一方面合成较多的ATP,另一方面又会消耗较多的ATP,导致2小时后ATP含量低于对照组。
20.答案：（1）转化为ATP中活跃的化学能；以热能的形式散失
（2）容器内O2含量降低，细胞有氧呼吸速率下降；细胞质基质和线粒体基质
（3）无氧呼吸；酒精；升高
（4）2/3
解析：（1）酵母菌通过有氧呼吸将有机物彻底氧化分解的过程中，有机物中的能量的去向可以分为两个方面，大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，转化为ATP中活跃的化学能。
（2）O2是有氧呼吸的底物之一，O2含量不足会抑制有氧呼吸的进行，据图可知，在0~t1时间段容器内O2含量降低，细胞有氧呼吸速率下降，故O2消耗速率逐渐减小。该时间段内O2含量降低，酵母菌会进行一部分的无氧呼吸，因此产生CO2的场所包含线粒体基质（有氧呼吸的第二阶段）和细胞质基质（无氧呼吸的第二阶段）。
（3）在t1~t2时间段内，观察曲线可知O2含量不再变化，代表O2的吸收量为零，此时细胞只进行无氧呼吸；无氧呼吸过程中有机物的氧化分解并不彻底，大部分能量会储存在酒精中。由于酵母菌的呼吸作用会有热能产生，因此培养液的温度会升高。
（4）有氧呼吸过程中，每消耗1分子的葡萄糖会消耗6分子的O2，产生6分子的CO2，无氧呼吸过程中，每消耗1分子的葡萄糖会产生2分子的CO2，但不消耗O2。O2的消耗量和CO2的释放量之比为3：5，可以假设有氧呼吸O2的消耗量为3mol，则有氧呼吸CO2的释放量为3mol，则无氧呼吸CO2的释放量为5-3=2（mol），则有氧呼吸消耗的葡萄糖为3/6=1/2（mol），无氧呼吸消耗的葡萄糖为2/2=1（mol），则用于酒精发酵的葡萄糖占所消耗的葡萄糖的比例为1/（1/2+1）=2/3。
21.答案：（1）类囊体薄膜；O2；同位素标记；下降
（2）CO2浓度；温度；a；不同温度、不同CO2浓度下植物的呼吸作用强度未知
（3）气孔；暗反应；适当遮光；给植物补水；降低周围环境的温度（答出一点即可）
解析：（1）本题考查光合作用的过程及影响光合作用强度的因素。绿色植物捕获光能的色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，由图1可知，a为H2O，b为O2，i为CO2，j为C3，h为C5，g为光合产物糖类，为确定光合产物的去向，可采用同位素标记法。若将植物从阳光下移入黑暗环境中，光反应阶段受限，产生的ATP和[H]减少，致使C3还原受限，生成的C5减少，而CO2的固定暂时不受影响，所以短时间内h物质的含量会下降。
（2）图2中，当光照强度为b时，曲线Ⅱ、Ⅲ的温度条件相同，CO2浓度不同，限制曲线Ⅲ光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。同理，当光照强度为c时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度。当光照强度为a时，三条曲线重合，且在此之后的短时间内，光合作用强度均随光照强度的增加而增大，说明此时限制三条曲线光合作用强度的因素为光照强度。在光照强度为c时，仍不能确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下光合产物积累量较多，因为不同温度、不同CO2浓度下植物的呼吸作用强度并不知道。
（3）将该植物种植于大田中，会出现“光合午休”的现象，这是因为，中午时光照过强、温度过高，叶片蒸腾作用强，为避免叶片失水过多，叶片的部分气孔关闭，使通过气孔吸收的CO2减少，光合作用的暗反应阶段受限，导致光合速率下降。所以可采取适当遮光、给植物补水或降低周围环境的温度等措施，减少“光合午休”现象。