高中生物学北师大版2019必修一第四章 细胞的代谢 单元测试
一、单选题
1．（2021高一上·农安期末）叶绿体不同于线粒体的特点有（ ）
A．具有双层选择透过性膜 B．利用水进行化学反应
C．能分解水产生氧气和氢离子 D．合成ATP为生命活动供能
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A.叶绿体和线粒体都具有双层选择透过性膜，A不符合题意；
B.叶绿体内发生的光合作用和线粒体内发生的有氧呼吸都会利用水进行化学反应，B不符合题意；
C.在叶绿体内能分解水产生氧气和氢离子，线粒体内不能产生氧气，是消耗氧气，C符合题意；
D.叶绿体和线粒体内都能合成ATP为生命活动功能，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】1.光合作用
2.有氧呼吸
2．（2021高一上·双鸭山期末）如图表示细胞内部分物质代谢的过程，图中数字表示生理过程，大写字母表示代谢中间产物或终产物，下列相关叙述正确的是（ ）
A．A为丙酮酸，B为还原氢，D为乳酸
B．能够产生ATP的生理过程是①②③④
C．过程③必须在线粒体内膜上才能进行
D．当产生相同能量时，①②③消耗的葡萄糖比①④消耗的多
【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、图示为细胞呼吸的过程，结合分析可知，A为丙酮酸、B为[H]、D为乳酸，A正确；
B、有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段都能产生ATP，④是无氧呼吸第二阶段的过程，不产生ATP，因此能产生ATP的过程有①②③，B错误；
C、原核生物没有线粒体，但有些也可以进行有氧呼吸，因此过程③（有氧呼吸第三阶段）不一定在线粒体内膜上才能完成，C错误；
D、消耗相同葡萄糖，①②③是有氧呼吸，产生的能量多，①④是无氧呼吸，产生的能量少，当产生相同能量时，①②③消耗的葡萄糖比①④少，D错误。
故答案为：A。
【分析】细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
（2）无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸酒精+二氧化碳/丙酮酸 乳酸。
3．（2021高一上·双鸭山期末）下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成
B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体
D．在寒冷时，人体内过程a会加快
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、a为细胞的呼吸方式，完成a过程不一定伴随H2O和CO2生成，如无氧呼吸，A错误；
B、在人体剧烈运动过程中，由于供氧不足，肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，B错误，
C、c是ATP的水解，细胞内的吸能的反应一般都伴随着ATP的水解，如合成物质、主动运输、大脑思考等，发生场所较多，而线粒体主要进行的是b（ATP的合成），C错误；
D、寒冷环境中，甲状腺激素等激素含量会升高，能提高细胞的代谢水平（a），进而增加产热量，D正确。
故答案为：D。
【分析】a细胞呼吸：分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
（2）无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸酒精+二氧化碳/丙酮酸乳酸。
2、蛋白质的结构等许多吸能反应与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量；葡萄糖氧化分解等许多放能反应与ATP合成反应相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。 合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体等；分解ATP的场所是生物体内的需能部位。
4．（2021高一上·龙江期末）某兴趣小组利用菠菜叶片进行色素的提取和分离实验，并在滤纸条上得到如下图所示的 4 条色素带。下列与该实验原理及结果相关的分析，错误的是（ ）
A．可用无水乙醇提取叶片中的色素
B．研磨时加入二氧化硅可防止研磨中色素被破坏
C．色素带 4 的颜色为橙黄色
D．实验中所用菠菜叶片可能不新鲜
【答案】B
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇提取叶片中的色素，A正确；
B、研磨时加入二氧化硅可使研磨充分，加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，B错误；
C、在滤纸条最上端的色素带4是胡萝卜素，其颜色是橙黄色，C正确；
D、根据实验结果分析，胡萝卜素、叶黄素色素带相对变宽，叶绿素a、叶绿素b色素带相对变窄，实验中所用菠菜叶片可能不新鲜，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。
3、研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
4、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
5、溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
5．（2022高一上·鞍山期末）下列关于光反应阶段的叙述，错误的是（ ）
A．能形成还原型辅酶Ⅱ B．能形成ATP
C．能形成糖类 D．能形成氧气
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、结合分析可知，光反应阶段能形成还原型辅酶Ⅱ，A正确；
B、光反应阶段能形成ATP，用于暗反应阶段C3的还原，B正确；
C、暗反应阶段C3的还原过程能形成糖类，这不是光反应的特征，C错误；
D、光反应的产物中有氧气生成，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
6．（2022高一上·鞍山期末）下列实验过程中，研究方法与其他几项不同的是（ ）
A．科学家研究分泌蛋白的合成与分泌过程
B．鲁宾和卡门研究光合作用中氧气的来源
C．卡尔文研究光合作用暗反应过程
D．科学家研究小鼠细胞和人细胞融合实验
【答案】D
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞器之间的协调配合；光合作用的发现史；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、科学家研究分泌蛋白的合成与分泌过程利用了3H标记的亮氨酸，所以利用了同位素标记法；
B、鲁宾和卡门研究光合作用中氧气的来源，利用了18O分别标记H2O和CO2，用了同位素标记法；
C、卡尔文研究光合作用暗反应过程利用了14C标记的CO2，用了同位素标记法；
D、科学家研究小鼠细胞和人细胞融合实验利用了荧光标记法；
综上所述，研究方法与其他几项不同的是D。
故答案为：D。
【分析】1、同位素标记法在生物学中的应用：（1）噬菌体侵染大肠杆菌实验；（2）分泌蛋白的合成与运输；（3）DNA分子半保留复制方式的验证；（4）探究光合作用中物质变化及转移的实验。
2、1970年，科学家利用荧光标记法将人鼠细胞融合，结果表明细胞膜具有流动性。
7．（2021高一上·抚顺期末）如图表示某高等植物的非绿色器官两种细胞呼吸方式（Ⅰ、II）与O2浓度的关系，下列相关叙述正确的是（ ）
A．该非绿色器官可能是马铃薯块茎
B．保存该器官的适宜氧气浓度是b点
C．a点条件下，该器官两种呼吸方式消耗葡萄糖的速率相同
D．c点条件下，限制CO2释放速率的因素可能有温度、酶量等
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2产生，故该非绿色器官不可能是马铃薯块茎，A错误；
B、有氧呼吸和无氧呼吸都很弱时，有机物消耗最少，abc三点中，保存该器官的适宜氧气浓度是的a点，B错误；
C、a点条件下，该器官两种呼吸产生的CO2量相等，此时消耗葡萄糖的速率不相同，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率：有氧呼吸消耗葡萄糖的速率=3：1，C错误；
D、c点条件下，O2浓度已不再限制有氧呼吸速率，限制CO2释放速率的因素可能有温度、酶量等，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3、影响细胞呼吸的因素：（1）温度：温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。（2）O2浓度：在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度较低时，既进行有氧呼吸，有进行无氧呼吸；O2浓度将高时，只进行有氧呼吸。（3）CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降，CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行。（4）含水量在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强。
8．（2022高一上·白山期末）将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。下列分析错误的是（ ）
A．该实验需要适宜的条件，如水分、无机盐离子和二氧化碳等
B．若叶绿体中类囊体薄膜被破坏，则不能进行光合作用
C．光合作用必须要在叶绿体中才能进行
D．叶绿体内膜具有选择透过性，外膜起保护作用
【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、该实验是验证叶绿体外膜破坏后，仍可进行光合作用，而光合作用需要适宜的光照，并需要充足的水分、二氧化碳和无机盐，以确保实验正常进行，A正确；
B、光合作用所需的色素只分布在类囊体薄膜上，若叶绿体中类囊体薄膜被破坏，则不能进行光合作用，B正确；
C、蓝细菌不含叶绿体，含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，故光合作用不一定要在叶绿体中才能进行，C错误；
D、叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，外膜还起保护作用，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、叶绿体是植物细胞中由双层膜围成的能进行光合作用的椭圆形或圆形细胞器，内含叶绿素，故含叶绿体的细胞大多呈绿色，一些果实在成熟过程中，叶绿体可转变为有色体，使果实呈现各种颜色。
2、光合作用的过程：
9．（2022高一上·白山期末）下列关于“叶绿体中色素的提取和分离实验”的叙述，错误的是（ ）
A．研磨叶片时加入碳酸钙可防止叶绿素被破坏
B．提取色素时，无水乙醇可以用蒸馏水代替
C．在层析液中溶解度越高的色素扩散速度越快
D．若菜叶剪碎不够充分，则提取的色素量可能将减少
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、研磨叶片时为防止叶绿素研磨过程中，被破坏而加入CaCO3，A正确；
B、叶绿体中的色素易溶于乙醇等有机溶剂，不溶于水，故不能用蒸馏水代替无水乙醇提取叶绿体中的色素，B错误；
C、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大的色素扩散速度越快，C正确；
D、若菜叶剪碎不够充分，可能会影响研磨，导致研磨不够充分，则提取的色素量将减少，D正确。
故答案为：B。
【分析】 叶绿体中色素的提取和分离实验
步 骤 注 意 问 题 分 析
1．提取色素
5克绿叶剪碎，放入研钵，加SiO2、CaCO3，再加入10mL无水乙醇。迅速、充分研磨。（若没有无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，除去水分） 加SiO2
加CaCO3
加无水乙醇
迅速 加SiO2为了研磨得更充分。
加CaCO3防止研磨时叶绿素受到破坏。因为叶绿素含镁，可被细胞液中的有机酸产生的氢代替，形成去镁叶绿素，CaCO3可中和液泡破坏释放的有机酸，防止叶绿体被破坏。
叶绿体色素易溶于乙醇等有机溶剂。
减少研磨过程叶绿素的分解，减少酒精挥发。
2．收集滤液
漏斗基部放一单层尼龙布，研磨液倒入漏斗内挤压，将滤液收集到小试管中，用棉花塞塞住试管口。
尼龙布起过滤作用。
试管口用棉花塞塞紧是为了防止酒精挥发。
3．制备滤纸条
将干燥的滤纸，顺着纸纹剪成长10cm，宽1cm的纸条，一端剪去二个角，并在距这一端1cm处划一铅笔线。
干燥
顺着纸纹剪成长条
一端剪去二个角
可吸收更多的滤液。
层析时，色素分离效果好。
可使层析液同时到达滤液细线。
4．划滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线划出细、齐、直的一条滤液细线，干后重复三次。
滤液细线越细、越齐越好。
重复三次。
防止色素带之间部分重叠。
增加色素在滤纸上的附着量，实验结果更明显。
5．纸层析法分离色素
将3mL层析液倒入烧杯中，将滤纸条（划线一端朝下）插入层析液中，用培养皿盖盖上烧杯。
层析液不能没及滤纸条。
烧杯要盖培养皿盖。
防止色素溶解在层析液中，
防止层析液中的苯、丙酮、石油醚易挥发。
6．观察实验结果
扩散最快是胡萝卜素，扩散最慢是叶绿素b，含量最多的是叶绿素a。
四种色素之所以能被分离，是因为四种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
10．（2022高一上·虎林期末）ATP是细胞的能量“货币”，能直接给细胞的生命活动提供能量。下列生命活动中，不需要消耗ATP的是（ ）
A．心肌细胞的舒张和收缩 B．电鳗受到刺激后放电
C．上课时的思考和记忆 D．甘油跨膜运输进入细胞
【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、心肌细胞的舒张和收缩需要消耗能量，由ATP水解提供，A不符合题意；
B、生物的发电、发光需消耗能量，由ATP水解提供，B不符合题意；
C、大脑思考涉及神经元的活动，需要消耗能量，由ATP水解提供，C不符合题意；
D、甘油跨膜运输进入细胞为自由扩散，不消耗能量，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
11．（2022高一上·哈尔滨期末）下列对人体细胞内ATP的叙述中，正确的是（ ）
A．在线粒体中形成ATP时，一定同时伴随着氧气的消耗
B．呼吸作用产生的能量大部分转化成ATP
C．ATP主要在线粒体中产生
D．细胞内储存有大量ATP，以供生命活动的需要
【答案】C
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、线粒体是有氧呼吸的主要场所，即进行有氧呼吸的第二2 C3H4O3 +6H2O → 6CO2 + 20[H]+ 能量；第三阶段是6O2 + 24[H] → 12H2O+ 能量，因此形成ATP时，不一定同时伴随着氧气的消耗，A错误；
B、呼吸作用产生的能量中有40%转化成ATP，大部分是以热能的形式散失的，B错误；
C、人体细胞中，ATP主要在线粒体中产生，C正确；
D、细胞内不会储存大量ATP的，而是与ADP之间时刻发生相互转化，维持在动态平衡中，生命活动需要时，源源不断的合成即可，D错误。
故答案为：C。
【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。
12．（2021高一上·绥化期末）下列有关生物实验的叙述，正确的是（ ）
A．用酵母菌细胞作为材料可以证明CO2是细胞无氧呼吸的产物之一
B．实验室中常用现配的斐林试剂来鉴定植物果实中还原糖的种类
C．可用溴麝香草酚蓝水溶液检测无氧呼吸的产物酒精
D．浸在一定浓度蔗糖溶液中的月季花瓣细胞无明显变化，说明细胞已死亡
【答案】A
【知识点】检测还原糖的实验；细胞膜的功能；探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、将酵母菌严格的控制在无氧条件下，可以证明CO2是细胞无氧呼吸的产物之一，A正确；
B、斐林试剂可鉴定还原糖的有无，但不能鉴定还原糖的种类，B错误；
C、溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2，酸性的重铬酸钾溶液检测酒精，C错误；
D、若蔗糖溶液的浓度低于或等于月季花瓣细胞的细胞液浓度，将不会发生质壁分离，即无明显变化，而此时该植物细胞并不一定是死细胞，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、酵母菌是兼性厌氧性微生物，（1）酵母菌有氧呼吸的反应式为：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量；
（2）酵母菌无氧呼吸的反应为：C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量。
用溴麝香草酚蓝溶液可以检测酵母菌无氧呼吸是否产生二氧化碳；橙色的酸性重铬酸钾溶液可以检测酵母菌无氧呼吸是否产生酒精。
2、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
13．（2021高一上·绥化期末）下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，错误的是（ ）
A．若菜叶剪碎不够充分，会导致不能提取出4种光合色素
B．应在研磨叶片的同时加入CaCO3，以防止酸破坏叶绿素
C．画滤液线时，滤液细线画得越齐、越细，层析效果越明显
D．层析液不能触及滤液细线，以防止色素被溶解到层析液中
【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、即使菜中叶剪碎不够充分，也不明显影响研磨，且色素含量并没有减少，所以仍可提取出4种光合作用色素，A错误；
B、CaCO3可防止酸破坏叶绿素，所以可在研磨前加入少许CaCO3，B正确；
C、实验中，用毛细吸管画滤液细线时，要求画的线条越细、越齐越好，理由是防止色素带之间部分重叠，以便取得更好的分离效果，C正确；
D、层析液不能触及滤液细线，以防止色素被溶解到层析液中，最终无法得到色素带，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。（2）层析液用于分离色素。（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
14．（2021高一上·绥化期末）研究植物细胞的代谢过程对农业生产有较大的指导意义。下列生产措施对应错误的是（ ）
A．中耕松土→增强农作物根系对矿质元素的吸收
B．增大昼夜温差→增强农作物有机物的积累量
C．合理间种→增强农作物的光合作用，提高农作物产量
D．施农家肥→增强农作物吸收有机养料来提高农作物产量
【答案】D
【知识点】细胞呼吸原理的应用；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、中耕松土促进根细胞吸收氧气，进行有氧呼吸，释放大量能量，促进作物根系对无机盐的吸收，A正确；
B、适当增大温室昼夜温差，增强白天光合作用，有机物的合成增多，降低夜晚呼吸作用，有机物的消耗减少，因此有机物积累多，B正确；
C、合理间作，增大光合作用面积，提高农作物产量，C正确；
D、农家肥通过分解者的分解作用为作物提供矿质元素和光合作用所需的CO2，农家肥不能为作物提供有机营养物质，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、细胞呼吸原理具有广泛的应用，如粮食和蔬菜的贮藏：
（1）粮食贮藏的适宜条件是：低温、低氧（CO2浓度较高）和干燥；
（2）水果贮藏的适宜条件是：低温、低氧（CO2浓度较高）和一定湿度。
2、影响光合作用的环境因素主要包括：
（1）光照强度：在一定范围内，光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强，但光照增强到一定程度时，光合作用强度就不再增加。
（2）CO2：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用：。
（3）温度 ：温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用，在一定范围内随温度的提高，光合作用加强，温度过高时也会影响酶的活性，使光合作用强度减弱。
（4）水分： 既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质．水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，如夏季的“午休”现象。
（5）矿质元素 ：如Mg是叶绿素的组成成分，N是光合酶的组成成分，P是ATP分子的组成成分等等。
15．（2021高一上·新泰期末）到达西藏后，很多游客会出现乏力现象，原因是在缺氧的环境下细胞呼吸的方式发生了改变，下列相关叙述错误的是（ ）
A．有氧呼吸减弱，导致细胞释放的能量减少
B．无氧呼吸增强，导致细胞内乳酸增多、pH略有下降
C．无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量
D．由于O2缺乏，有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸减少，影响第二、三阶段的进行
【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、由于氧气浓度降低，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，导致细胞释放的能量减少，A正确；
B、人进入高原后，由于氧气浓度降低，无氧呼吸增强，产生乳酸增加，但由于血浆中有缓冲物质，pH值会略有下降，但不会显著下降，B正确；
C、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，第二阶段丙酮酸转化成乳酸过程中不释放能量，C正确；
D、葡萄糖酵解产生丙酮酸的阶段不需要氧气参与，氧气减少直接影响了有氧呼吸的第三阶段，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
16．（2021高一上·新泰期末）甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为c时，若CO2释放量为6mol和O2吸收量为4mol，则此时有氧呼吸占优势
C．乙图的a、b、c、d四个浓度中，c是适合储藏苹果的氧浓度
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；
B、甲图中氧浓度为b时，若CO2释放量为6mol和O2吸收量为4mol，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。有氧呼吸过程消耗O2量与产生的CO2量相等，因此4molCO2来自于有氧呼吸，2molCO2来自于无氧呼吸，根据有氧呼吸物质变化关系：1C6H12O6～6CO2，可推断出有氧呼吸消耗的葡萄糖为2/3mol；根据无氧呼吸中物质变化关系：1C6H12O6～2CO2，可推断出无氧呼吸消耗的葡萄糖为1mol，则无氧呼吸占优势，B错误；
C、贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时（图甲中的c点）的氧浓度，C正确；
D、氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。 2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
17．（2021高一上·浙江月考）某细胞器含有甲、乙两层膜，在乙膜两侧存在H+浓度差。H+顺浓度梯度经ATP合成酶转移至该细胞器的基质的同时，驱动ATP的合成。下列叙述正确的是（ ）
A．乙膜上含有光合色素 B．乙膜上能产生NADpH和O2
C．乙膜消耗氧气产生大量ATP D．乙膜在无氧气的条件下合成ATP
【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、根据试题分析，乙膜为线粒体内膜，不含色素，A错误；
B、乙膜为线粒体内膜，不能产生NADpH和O2，B错误；
C、通过分析可知，乙膜是线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，消耗氧气产生大量ATP ，C正确；
D、乙膜为线粒体内膜，在无氧条件下不能合成ATP，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
18．（2021高一上·浙江期中）ATP是细胞生命活动的直接能源，下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A．组成ATP和ADP的元素相同
B．酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化
C．ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成，其中两个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差
D．ATP广泛分布在线粒体、叶绿体、细胞溶胶、细胞核等结构中，但含量很低
【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、ATP水解掉一分子磷酸之后称为ADP，二者组成元素相同，都是C、H、O、N、P，A正确；
B、酶的合成需要消耗能量需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化，B正确；
C、ATP（三磷酸腺苷）由1个腺苷和3个磷酸基团组成，其中两个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差，C错误；
D、ATP广泛分布在线粒体、叶绿体、细胞溶胶、细胞核等结构中，含量很低，ATP与ADP快速转变，是ATP和ADP的含量始终处在动态平衡中，D正确。
故答案为：C。
【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
19．（2021高一上·杭州期中）荧光素酶催化荧光素与氧发生反应形成氧化荧光素并发出荧光，该过程需ATP供能。基于上述原理发明的手持ATP测定仪，可用于测定食品表面的细菌数。测定时，细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光测定体系”并发出荧光，依据荧光强度得出细菌数。下列叙述错误的是（ ）
A．荧光素与氧发生反应，需要吸收ATP释放的能量
B．细菌内的ATP含量基本恒定，是该测定方法的重要依据
C．荧光强度与ATP消耗量呈正相关，与细菌数量呈负相关
D．ATP是细菌生命活动的直接能源物质，也能在体外水解放能
【答案】C
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、荧光素与氧发生反应形成氧化荧光素并发出荧光，该过程需ATP供能，A正确；
B、细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光测定体系”并发出荧光，依据荧光强度得出细菌数，前提是每个细菌中的ATP数量基本恒定，B正确；
C、荧光强度与ATP消耗呈正相关，与细菌数量也呈正相关，C错误；
D、ATP是生物生命活动的直接能源物质，在体外也可以水解释放能量，D正确。
故答案为：D。
【分析】ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
20．（2021高一上·重庆月考）下列关光合作用和细胞呼吸原理应用的说法，错误的是（ ）
A．包扎伤口应选用透气的创可贴，能抑制破伤风杆菌的繁殖
B．连续阴雨，大棚中白天适当增强光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
C．稻田定期排水，有利于根系有氧呼吸，防止幼根因酒精中毒而腐烂
D．提倡慢跑等有氧运动，是为了避免糖类等能源物质消耗过快
【答案】D
【知识点】细胞呼吸原理的应用；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、包扎伤口应选用透气的创可贴，能抑制破伤风杆菌的繁殖，A正确；
B、连续阴雨，大棚中白天适当增强光照，增强光合作用，夜晚适当降低温度，降低呼吸作用，可提高作物产量，B正确；
C、稻田定期排水，有利于根系有氧呼吸，防止幼根因无氧呼吸产生的酒精中毒而腐烂，C正确；
D、提倡慢跑等有氧运动，是为了避免无氧呼吸产生乳酸，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞呼吸原理的应用
(1)对有氧呼吸原理的应用
①提倡慢跑等有氧运动，使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。
②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
③利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(2)对无氧呼吸原理的应用
①利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
②破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
二、综合题
21．（2021高一上·石家庄期末）已知α－淀粉酶的最适温度为60℃，某同学为了探究pH对α－淀粉酶活性的影响，在35℃和45℃两个温度条件下分别设置了7支试管，设置pH分别为1、3、5、7、9、11、13，该反应进行3min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液，测定每支试管中的淀粉的剩余量，得到下图所示的曲线。回答下列问题：
（1）与无机催化剂相比，酶 的作用更显著，催化效率更高。能水解α－淀粉酶的是 酶。
（2）实验过程中，反应3min后该同学迅速加入足量的NaOH溶液，其目的是 。
（3）根据实验结果分析，45℃条件下进行的实验对应上图中的 （填“实线”或“虚线”）；A点时限制酶促反应速率的外界因素主要是 ；α－淀粉酶能发挥催化作用的pH范围为 。
（4）高温处理也会使α－淀粉酶变性失活，其原因是 。
【答案】（1）降低化学反应所需活化能；蛋白（水解）
（2）使酶失去活性，控制反应时间
（3）实线；温度；1～13
（4）高温使α－淀粉酶（或蛋白质分子）的空间结构改变
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】（1）与无机催化剂相比，酶具有高效性，降低化学反应所需活化能的作用更显著，催化效率更高，α－淀粉酶的化学本质是蛋白质，所以蛋白酶可以使其水解。
（2）实验过程中，反应3min后该同学迅速加入足量的NaOH溶液，强碱可以使酶的空间结构发生改变，其目的是使酶失去活性，控制反应时间。
（3）由于α-淀粉酶的最适宜温度是60℃，35℃、45℃都低于最适宜温度，45℃更接近最适宜温度，酶的活性更高。因此实线是45℃条件下测得的结果，虚线是35℃条件下测得的结果。A点时pH不再是限制酶活性的因素，此时限制酶促反应速率的外界因素主要是温度，由曲线可知，pH≤1或pH≥13淀粉不发生水解，即酶完全失去活性，所以α－淀粉酶能发挥催化作用的pH范围1～13。
（4）高温会使α－淀粉酶（或蛋白质分子）的空间结构改变，从而使α－淀粉酶变性失活。
【分析】淀粉在淀粉酶的催化下进行水解，导致淀粉含量降低。淀粉酶的活性影响淀粉的水解速率，进而影响淀粉的剩余量。酶具有的基本特点有：
1、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。
2、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
3、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。
22．（2017高一上·福州期末）分析ATP与ADP相互转化的示意图，回答下列问题：
（1）图中Pi代表磷酸，则C为 ．
（2）E是能量，在动物、人、真菌和大多数细菌体内E1来自 ，绿色植物体内则来自 ．
（3）在生物体的生命活动中，E2主要用于 （请举至少两例说明）等生命活动．
（4）A1和A2相同吗？ ．
（5）细胞内，能量通过ATP分子在吸能和放能反应之间循环流通．因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“ ”．
【答案】（1）ADP
（2）呼吸作用；呼吸作用和光合作用
（3）主动运输、肌细胞收缩、细胞内的各种吸能反应、大脑思考、生物发电、发光
（4）不相同
（5）通货
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】解：（1）据图示可知，C到B为ATP的合成，B到C为ATP的水解，故B为ATP，C为ADP（2）E1为合成ATP的能量，合成ATP的能量在人和动物体内来自呼吸作用，植物体内来自呼吸作用和光合作用（3）E2为ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键释放的化学能，在植物体内用于细胞分裂、植株的生长、矿质元素的吸收、新物质的合成等生命活动。（4）A1和 A2为两种不同的酶，A1为ATP合成酶，催化ATP的合成，A2为ATP水解酶，催化ATP的水解．（5）细胞内，ATP是直接能源物质，故人们把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”．
故答案为：（1）ADP（2）呼吸作用 呼吸作用和光合作用（3）主动运输、肌细胞收缩、细胞内的各种吸能反应、大脑思考、生物发电、发光（4）不相同（5）通货
【分析】ATP中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式A﹣P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键．ATP和ADP转化过程中：1、酶不同：酶甲是水解酶，酶丁是合成酶；2、能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用；3、场所不同：ATP水解在细胞的各处．ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质．该图为ATP与ADP相互转化的示意图，C到B为ATP的合成，B到C为ATP的水解，E1为合成ATP的能量，E2为ATP水解释放的能量．
23．（2021高一上·哈尔滨期末）细胞呼吸能为生物体生命活动提供能量，是生物体内代谢的枢纽。对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的部分物质变化示意图，其中A、B表示物质，Ⅰ～Ⅳ表示生理过程，据图回答：
（1）图中物质A、B分别是 、 。在叶绿体中，光合色素分布在 上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的 。
（2）Ⅰ过程为Ⅱ过程提供 。Ⅱ、Ⅳ过程发生的场所分别是 、 。
（3）在物质变化的同时，伴随着能量的变化。Ⅰ过程的能量变化是 。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但可通过 作用将CO2和H2O合成有机物。同时，硝化细菌体内还会发生图中的 （填数字）过程。
【答案】（1）氧气（O2）；二氧化碳（CO2）；类囊体（薄）膜；C5
（2）NADpH和ATP；叶绿体基质；线粒体
（3）光能转化为储存在NADpH和ATP中的活跃的化学能
（4）化能合成；Ⅲ、Ⅳ
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】根据各种物质进行判断：图中Ⅰ代表光反应，Ⅱ代表暗反应，Ⅲ代表有氧呼吸第一阶段，Ⅳ代表有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段。
（1）过程Ⅰ表示的是光反应阶段，发生水的光解，产物A是氧气，过程Ⅱ表示的是暗发应阶段，发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，物质B是二氧化碳。在叶绿体中，光合色素分布在类囊体（薄）膜上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的C5，CO2与C5反应生成C3，实现CO2的固定。
（2）过程Ⅰ表示的是光反应阶段，过程Ⅱ表示的是暗反应阶段，Ⅰ过程为Ⅱ过程提供NADpH和ATP，过程Ⅱ表示的是暗反应阶段，发生场所是叶绿体基质，过程Ⅳ表示的是有氧呼吸的第二和第三阶段，发生场所是线粒体。
（3）过程Ⅰ表示的是光反应阶段，能量变化是光能转化为储存在NADpH和ATP中的化学能，在植物生长过程中，光合作用大于呼吸作用，叶肉细胞内转化能量最多的生理过程是图中的Ⅰ。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但可通过化能合成作用，利用无机物氧化释放的能量将CO2和H2O合成有机物。同时，硝化细菌体内还会发生图中的Ⅲ（有氧呼吸第一阶段）、Ⅳ（有氧呼吸第二和第三阶段）过程。
【分析】（1）光合作用的过程：
（2）光反应阶段和暗反应阶段的联系与比较：
24．（2021高一上·兰州期末）下图是光合作用过程的图解。请据图回答：
（1）图中I表示光合作用过程的 反应阶段，光合色素主要吸收的是 光。
（2）图中②代表的物质是 ，③是 ，⑤是 。
（3）图中I阶段为Ⅱ阶段提供 ，Ⅱ阶段发生的场所是 。
（4）夏季晴朗的白天12时左右，由于叶片气孔关闭，以下哪个过程首先受到影响，导致光合作用强度减弱_____
A．水的光解 B．ATP的合成 C．CO2的固定 D．C3的还原
【答案】（1）光；红光和蓝紫光
（2）氧气（或O2）；还原型辅酶Ⅱ（或NADpH）；三碳化合物（C3）
（3）NADpH和ATP；叶绿体基质
（4）C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将水和二氧化碳转化为储存能量的有机物，同时释放氧气的过程。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。
据图分析：图中I阶段为光反应阶段，Ⅱ阶段为暗反应阶段，①是类囊体薄膜，②是氧气，③是还原型辅酶Ⅱ（或NADpH），④是ATP，⑤是三碳化合物（C3），⑥是五碳化合物。
（1）图中I过程需要光能参与，表示光合作用过程的光反应阶段；光合色素主要吸收的是红光和蓝紫光。
（2）由分析可知：图中②由水在光下分解产生，代表的物质是氧气，③是还原型辅酶Ⅱ（或NADpH）；⑤由二氧化碳固定生成，⑤是三碳化合物（C3）。
（3）图中I阶段为光反应阶段，Ⅱ阶段为暗反应阶段，Ⅰ为Ⅱ阶段提供NADpH和ATP；Ⅱ暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质。
（4）夏季晴朗的白天12时左右，由于叶片气孔关闭，气孔是气体进出的场所，气孔关闭导致二氧化碳供应减少，首先影响CO2的固定，导致光合作用强度减弱。故答案为：C。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
25．（2021高一上·辉南月考）下图分别是叶绿体结构模式图、光合作用过程部分图解、植物在透光较封闭环境下测得的二氧化碳吸收率和光照强度的曲线图。
根据题意回答问题，括号内填序号。
（1）1克菠菜叶绿体的膜面积约有60m2，叶绿体中的色素分布在[ ]（填序号）中，叶绿素主要吸收 光。诺贝尔得奖人Dr．RichardWillstatter和Dr．HansFisher发现：一种叶绿素分子与人体的血红素分子局部结构上很相似，功能却不同，从所含的化学元素的角度说明它们的区别是 ，饮用叶绿素对产妇与因意外失血者会有很大的帮助，在日常健康饮食中，要多摄入绿色蔬菜，有助于均衡营养。
（2）图2发生在图1的 中（填序号），（一）过程称为 。C3（三碳化合物）是指 。在正常的光合作用过程中，当突然减少CO2的供给时，C5、ATP、④的变化是 。
（3）曲线图3中，植物最大光合速率是 ，C点以后限制光合作用的外界因素主要是 。
【答案】（1）③；红光和蓝紫光；前者分子结构中含有Mg元素，后者含有Fe元素
（2）②；二氧化碳的固定；3-磷酸甘油酸；都增多
（3）20mg/（100cm2叶·h）；二氧化碳浓度
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】分析图1，①是叶绿体的内膜和外膜，②是叶绿体基质，③是类囊体薄膜。
分析图2，④是NADpH，过程（一）代表二氧化碳的固定，（二）代表C3的还原，（三）是重新生成C5的过程。
分析图3，A点光照强度为零，植物只进行呼吸作用，B点时，光合作用产生的二氧化碳等于呼吸作用呼出的二氧化碳，此时光合速率等于呼吸速率，净光合速率为0，B点为光的补偿点，C点以后随着光照强度增加，植物的光合速率不再增加，C点为光的饱和点。
（1）③是类囊体薄膜，进行光合作用的色素分布在类囊体薄膜。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，反射出来的光主要是绿光。叶绿素分子与人体的血红素分子局部结构上很相似，它们的主要区别是前者分子结构中含有Mg元素，后者含有Fe元素。饮用叶绿素对产妇与因意外失血者会有很大的帮助，在日常健康饮食中，要多摄入绿色蔬菜，因为绿色蔬菜中富含叶绿素。
（2）图2表示光合作用暗反应过程，发生在图1的②叶绿体基质中。（一）过程为二氧化碳的固定，即CO2与C5结合生成C3的过程，C3是指3-磷酸甘油酸。在正常的光合作用过程中，当突然减少CO2的供给时，光反应没变，ATP、NADpH生成没变，暗反应中二氧化碳的固定受阻，C5、ATP、NADpH消耗减少，所以C5、ATP、④NADpH都增多。
（3）分析图3，当光照强度为零时，植物只进行呼吸作用，则呼吸速率为5 mg/（100 cm2叶·h），B点以后随着光照强度的增加，净光合速率不断增加，图中C点时净光合速率达到最大，植物总的光合速率（真光合速率）等于净光合速率与呼吸速率之和，故植物最大光合速率是15+5=20 mg/（100 cm2叶·h）。C点以后光照强度不再是限制因素，则影响光合作用的外界环境因素有二氧化碳的浓度、温度等，题干中限定了植物光合作用的环境为封闭环境，所以二氧化碳的浓度是影响C点以后光合作用的主要因素。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
1 / 1高中生物学北师大版2019必修一第四章 细胞的代谢 单元测试
一、单选题
1．（2021高一上·农安期末）叶绿体不同于线粒体的特点有（ ）
A．具有双层选择透过性膜 B．利用水进行化学反应
C．能分解水产生氧气和氢离子 D．合成ATP为生命活动供能
2．（2021高一上·双鸭山期末）如图表示细胞内部分物质代谢的过程，图中数字表示生理过程，大写字母表示代谢中间产物或终产物，下列相关叙述正确的是（ ）
A．A为丙酮酸，B为还原氢，D为乳酸
B．能够产生ATP的生理过程是①②③④
C．过程③必须在线粒体内膜上才能进行
D．当产生相同能量时，①②③消耗的葡萄糖比①④消耗的多
3．（2021高一上·双鸭山期末）下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成
B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体
D．在寒冷时，人体内过程a会加快
4．（2021高一上·龙江期末）某兴趣小组利用菠菜叶片进行色素的提取和分离实验，并在滤纸条上得到如下图所示的 4 条色素带。下列与该实验原理及结果相关的分析，错误的是（ ）
A．可用无水乙醇提取叶片中的色素
B．研磨时加入二氧化硅可防止研磨中色素被破坏
C．色素带 4 的颜色为橙黄色
D．实验中所用菠菜叶片可能不新鲜
5．（2022高一上·鞍山期末）下列关于光反应阶段的叙述，错误的是（ ）
A．能形成还原型辅酶Ⅱ B．能形成ATP
C．能形成糖类 D．能形成氧气
6．（2022高一上·鞍山期末）下列实验过程中，研究方法与其他几项不同的是（ ）
A．科学家研究分泌蛋白的合成与分泌过程
B．鲁宾和卡门研究光合作用中氧气的来源
C．卡尔文研究光合作用暗反应过程
D．科学家研究小鼠细胞和人细胞融合实验
7．（2021高一上·抚顺期末）如图表示某高等植物的非绿色器官两种细胞呼吸方式（Ⅰ、II）与O2浓度的关系，下列相关叙述正确的是（ ）
A．该非绿色器官可能是马铃薯块茎
B．保存该器官的适宜氧气浓度是b点
C．a点条件下，该器官两种呼吸方式消耗葡萄糖的速率相同
D．c点条件下，限制CO2释放速率的因素可能有温度、酶量等
8．（2022高一上·白山期末）将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。下列分析错误的是（ ）
A．该实验需要适宜的条件，如水分、无机盐离子和二氧化碳等
B．若叶绿体中类囊体薄膜被破坏，则不能进行光合作用
C．光合作用必须要在叶绿体中才能进行
D．叶绿体内膜具有选择透过性，外膜起保护作用
9．（2022高一上·白山期末）下列关于“叶绿体中色素的提取和分离实验”的叙述，错误的是（ ）
A．研磨叶片时加入碳酸钙可防止叶绿素被破坏
B．提取色素时，无水乙醇可以用蒸馏水代替
C．在层析液中溶解度越高的色素扩散速度越快
D．若菜叶剪碎不够充分，则提取的色素量可能将减少
10．（2022高一上·虎林期末）ATP是细胞的能量“货币”，能直接给细胞的生命活动提供能量。下列生命活动中，不需要消耗ATP的是（ ）
A．心肌细胞的舒张和收缩 B．电鳗受到刺激后放电
C．上课时的思考和记忆 D．甘油跨膜运输进入细胞
11．（2022高一上·哈尔滨期末）下列对人体细胞内ATP的叙述中，正确的是（ ）
A．在线粒体中形成ATP时，一定同时伴随着氧气的消耗
B．呼吸作用产生的能量大部分转化成ATP
C．ATP主要在线粒体中产生
D．细胞内储存有大量ATP，以供生命活动的需要
12．（2021高一上·绥化期末）下列有关生物实验的叙述，正确的是（ ）
A．用酵母菌细胞作为材料可以证明CO2是细胞无氧呼吸的产物之一
B．实验室中常用现配的斐林试剂来鉴定植物果实中还原糖的种类
C．可用溴麝香草酚蓝水溶液检测无氧呼吸的产物酒精
D．浸在一定浓度蔗糖溶液中的月季花瓣细胞无明显变化，说明细胞已死亡
13．（2021高一上·绥化期末）下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，错误的是（ ）
A．若菜叶剪碎不够充分，会导致不能提取出4种光合色素
B．应在研磨叶片的同时加入CaCO3，以防止酸破坏叶绿素
C．画滤液线时，滤液细线画得越齐、越细，层析效果越明显
D．层析液不能触及滤液细线，以防止色素被溶解到层析液中
14．（2021高一上·绥化期末）研究植物细胞的代谢过程对农业生产有较大的指导意义。下列生产措施对应错误的是（ ）
A．中耕松土→增强农作物根系对矿质元素的吸收
B．增大昼夜温差→增强农作物有机物的积累量
C．合理间种→增强农作物的光合作用，提高农作物产量
D．施农家肥→增强农作物吸收有机养料来提高农作物产量
15．（2021高一上·新泰期末）到达西藏后，很多游客会出现乏力现象，原因是在缺氧的环境下细胞呼吸的方式发生了改变，下列相关叙述错误的是（ ）
A．有氧呼吸减弱，导致细胞释放的能量减少
B．无氧呼吸增强，导致细胞内乳酸增多、pH略有下降
C．无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量
D．由于O2缺乏，有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸减少，影响第二、三阶段的进行
16．（2021高一上·新泰期末）甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为c时，若CO2释放量为6mol和O2吸收量为4mol，则此时有氧呼吸占优势
C．乙图的a、b、c、d四个浓度中，c是适合储藏苹果的氧浓度
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
17．（2021高一上·浙江月考）某细胞器含有甲、乙两层膜，在乙膜两侧存在H+浓度差。H+顺浓度梯度经ATP合成酶转移至该细胞器的基质的同时，驱动ATP的合成。下列叙述正确的是（ ）
A．乙膜上含有光合色素 B．乙膜上能产生NADpH和O2
C．乙膜消耗氧气产生大量ATP D．乙膜在无氧气的条件下合成ATP
18．（2021高一上·浙江期中）ATP是细胞生命活动的直接能源，下列有关ATP的叙述，错误的是（ ）
A．组成ATP和ADP的元素相同
B．酶的合成需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化
C．ATP由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成，其中两个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差
D．ATP广泛分布在线粒体、叶绿体、细胞溶胶、细胞核等结构中，但含量很低
19．（2021高一上·杭州期中）荧光素酶催化荧光素与氧发生反应形成氧化荧光素并发出荧光，该过程需ATP供能。基于上述原理发明的手持ATP测定仪，可用于测定食品表面的细菌数。测定时，细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光测定体系”并发出荧光，依据荧光强度得出细菌数。下列叙述错误的是（ ）
A．荧光素与氧发生反应，需要吸收ATP释放的能量
B．细菌内的ATP含量基本恒定，是该测定方法的重要依据
C．荧光强度与ATP消耗量呈正相关，与细菌数量呈负相关
D．ATP是细菌生命活动的直接能源物质，也能在体外水解放能
20．（2021高一上·重庆月考）下列关光合作用和细胞呼吸原理应用的说法，错误的是（ ）
A．包扎伤口应选用透气的创可贴，能抑制破伤风杆菌的繁殖
B．连续阴雨，大棚中白天适当增强光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
C．稻田定期排水，有利于根系有氧呼吸，防止幼根因酒精中毒而腐烂
D．提倡慢跑等有氧运动，是为了避免糖类等能源物质消耗过快
二、综合题
21．（2021高一上·石家庄期末）已知α－淀粉酶的最适温度为60℃，某同学为了探究pH对α－淀粉酶活性的影响，在35℃和45℃两个温度条件下分别设置了7支试管，设置pH分别为1、3、5、7、9、11、13，该反应进行3min后迅速在每支试管中同时加入足量的NaOH溶液，测定每支试管中的淀粉的剩余量，得到下图所示的曲线。回答下列问题：
（1）与无机催化剂相比，酶 的作用更显著，催化效率更高。能水解α－淀粉酶的是 酶。
（2）实验过程中，反应3min后该同学迅速加入足量的NaOH溶液，其目的是 。
（3）根据实验结果分析，45℃条件下进行的实验对应上图中的 （填“实线”或“虚线”）；A点时限制酶促反应速率的外界因素主要是 ；α－淀粉酶能发挥催化作用的pH范围为 。
（4）高温处理也会使α－淀粉酶变性失活，其原因是 。
22．（2017高一上·福州期末）分析ATP与ADP相互转化的示意图，回答下列问题：
（1）图中Pi代表磷酸，则C为 ．
（2）E是能量，在动物、人、真菌和大多数细菌体内E1来自 ，绿色植物体内则来自 ．
（3）在生物体的生命活动中，E2主要用于 （请举至少两例说明）等生命活动．
（4）A1和A2相同吗？ ．
（5）细胞内，能量通过ATP分子在吸能和放能反应之间循环流通．因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“ ”．
23．（2021高一上·哈尔滨期末）细胞呼吸能为生物体生命活动提供能量，是生物体内代谢的枢纽。对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的部分物质变化示意图，其中A、B表示物质，Ⅰ～Ⅳ表示生理过程，据图回答：
（1）图中物质A、B分别是 、 。在叶绿体中，光合色素分布在 上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的 。
（2）Ⅰ过程为Ⅱ过程提供 。Ⅱ、Ⅳ过程发生的场所分别是 、 。
（3）在物质变化的同时，伴随着能量的变化。Ⅰ过程的能量变化是 。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但可通过 作用将CO2和H2O合成有机物。同时，硝化细菌体内还会发生图中的 （填数字）过程。
24．（2021高一上·兰州期末）下图是光合作用过程的图解。请据图回答：
（1）图中I表示光合作用过程的 反应阶段，光合色素主要吸收的是 光。
（2）图中②代表的物质是 ，③是 ，⑤是 。
（3）图中I阶段为Ⅱ阶段提供 ，Ⅱ阶段发生的场所是 。
（4）夏季晴朗的白天12时左右，由于叶片气孔关闭，以下哪个过程首先受到影响，导致光合作用强度减弱_____
A．水的光解 B．ATP的合成 C．CO2的固定 D．C3的还原
25．（2021高一上·辉南月考）下图分别是叶绿体结构模式图、光合作用过程部分图解、植物在透光较封闭环境下测得的二氧化碳吸收率和光照强度的曲线图。
根据题意回答问题，括号内填序号。
（1）1克菠菜叶绿体的膜面积约有60m2，叶绿体中的色素分布在[ ]（填序号）中，叶绿素主要吸收 光。诺贝尔得奖人Dr．RichardWillstatter和Dr．HansFisher发现：一种叶绿素分子与人体的血红素分子局部结构上很相似，功能却不同，从所含的化学元素的角度说明它们的区别是 ，饮用叶绿素对产妇与因意外失血者会有很大的帮助，在日常健康饮食中，要多摄入绿色蔬菜，有助于均衡营养。
（2）图2发生在图1的 中（填序号），（一）过程称为 。C3（三碳化合物）是指 。在正常的光合作用过程中，当突然减少CO2的供给时，C5、ATP、④的变化是 。
（3）曲线图3中，植物最大光合速率是 ，C点以后限制光合作用的外界因素主要是 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A.叶绿体和线粒体都具有双层选择透过性膜，A不符合题意；
B.叶绿体内发生的光合作用和线粒体内发生的有氧呼吸都会利用水进行化学反应，B不符合题意；
C.在叶绿体内能分解水产生氧气和氢离子，线粒体内不能产生氧气，是消耗氧气，C符合题意；
D.叶绿体和线粒体内都能合成ATP为生命活动功能，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】1.光合作用
2.有氧呼吸
2．【答案】A
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、图示为细胞呼吸的过程，结合分析可知，A为丙酮酸、B为[H]、D为乳酸，A正确；
B、有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸第一阶段都能产生ATP，④是无氧呼吸第二阶段的过程，不产生ATP，因此能产生ATP的过程有①②③，B错误；
C、原核生物没有线粒体，但有些也可以进行有氧呼吸，因此过程③（有氧呼吸第三阶段）不一定在线粒体内膜上才能完成，C错误；
D、消耗相同葡萄糖，①②③是有氧呼吸，产生的能量多，①④是无氧呼吸，产生的能量少，当产生相同能量时，①②③消耗的葡萄糖比①④少，D错误。
故答案为：A。
【分析】细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
（2）无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸酒精+二氧化碳/丙酮酸 乳酸。
3．【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、a为细胞的呼吸方式，完成a过程不一定伴随H2O和CO2生成，如无氧呼吸，A错误；
B、在人体剧烈运动过程中，由于供氧不足，肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，B错误，
C、c是ATP的水解，细胞内的吸能的反应一般都伴随着ATP的水解，如合成物质、主动运输、大脑思考等，发生场所较多，而线粒体主要进行的是b（ATP的合成），C错误；
D、寒冷环境中，甲状腺激素等激素含量会升高，能提高细胞的代谢水平（a），进而增加产热量，D正确。
故答案为：D。
【分析】a细胞呼吸：分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）有氧呼吸：
第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。
第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。
（2）无氧呼吸：在细胞质基质中进行。
第一阶段：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。
第二阶段：丙酮酸酒精+二氧化碳/丙酮酸乳酸。
2、蛋白质的结构等许多吸能反应与ATP水解反应相联系，由ATP水解提供能量；葡萄糖氧化分解等许多放能反应与ATP合成反应相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能。 合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体等；分解ATP的场所是生物体内的需能部位。
4．【答案】B
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇提取叶片中的色素，A正确；
B、研磨时加入二氧化硅可使研磨充分，加入碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，B错误；
C、在滤纸条最上端的色素带4是胡萝卜素，其颜色是橙黄色，C正确；
D、根据实验结果分析，胡萝卜素、叶黄素色素带相对变宽，叶绿素a、叶绿素b色素带相对变窄，实验中所用菠菜叶片可能不新鲜，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、绿叶中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
2、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿色中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们能够溶解在层析液中，但不同色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。
3、研磨绿叶时，加入二氧化硅有助于研磨得更充分，加入碳酸钙可防止研磨中叶绿素被破坏。
4、色素含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
5、溶解速度为胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。
5．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、结合分析可知，光反应阶段能形成还原型辅酶Ⅱ，A正确；
B、光反应阶段能形成ATP，用于暗反应阶段C3的还原，B正确；
C、暗反应阶段C3的还原过程能形成糖类，这不是光反应的特征，C错误；
D、光反应的产物中有氧气生成，D正确。
故答案为：C。
【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
6．【答案】D
【知识点】细胞膜的结构特点；细胞器之间的协调配合；光合作用的发现史；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、科学家研究分泌蛋白的合成与分泌过程利用了3H标记的亮氨酸，所以利用了同位素标记法；
B、鲁宾和卡门研究光合作用中氧气的来源，利用了18O分别标记H2O和CO2，用了同位素标记法；
C、卡尔文研究光合作用暗反应过程利用了14C标记的CO2，用了同位素标记法；
D、科学家研究小鼠细胞和人细胞融合实验利用了荧光标记法；
综上所述，研究方法与其他几项不同的是D。
故答案为：D。
【分析】1、同位素标记法在生物学中的应用：（1）噬菌体侵染大肠杆菌实验；（2）分泌蛋白的合成与运输；（3）DNA分子半保留复制方式的验证；（4）探究光合作用中物质变化及转移的实验。
2、1970年，科学家利用荧光标记法将人鼠细胞融合，结果表明细胞膜具有流动性。
7．【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】A、马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2产生，故该非绿色器官不可能是马铃薯块茎，A错误；
B、有氧呼吸和无氧呼吸都很弱时，有机物消耗最少，abc三点中，保存该器官的适宜氧气浓度是的a点，B错误；
C、a点条件下，该器官两种呼吸产生的CO2量相等，此时消耗葡萄糖的速率不相同，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率：有氧呼吸消耗葡萄糖的速率=3：1，C错误；
D、c点条件下，O2浓度已不再限制有氧呼吸速率，限制CO2释放速率的因素可能有温度、酶量等，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
3、影响细胞呼吸的因素：（1）温度：温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。（2）O2浓度：在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度较低时，既进行有氧呼吸，有进行无氧呼吸；O2浓度将高时，只进行有氧呼吸。（3）CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降，CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行。（4）含水量在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强。
8．【答案】C
【知识点】光合作用的过程和意义；叶绿体的结构和功能
【解析】【解答】A、该实验是验证叶绿体外膜破坏后，仍可进行光合作用，而光合作用需要适宜的光照，并需要充足的水分、二氧化碳和无机盐，以确保实验正常进行，A正确；
B、光合作用所需的色素只分布在类囊体薄膜上，若叶绿体中类囊体薄膜被破坏，则不能进行光合作用，B正确；
C、蓝细菌不含叶绿体，含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，故光合作用不一定要在叶绿体中才能进行，C错误；
D、叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性，外膜还起保护作用，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、叶绿体是植物细胞中由双层膜围成的能进行光合作用的椭圆形或圆形细胞器，内含叶绿素，故含叶绿体的细胞大多呈绿色，一些果实在成熟过程中，叶绿体可转变为有色体，使果实呈现各种颜色。
2、光合作用的过程：
9．【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、研磨叶片时为防止叶绿素研磨过程中，被破坏而加入CaCO3，A正确；
B、叶绿体中的色素易溶于乙醇等有机溶剂，不溶于水，故不能用蒸馏水代替无水乙醇提取叶绿体中的色素，B错误；
C、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大的色素扩散速度越快，C正确；
D、若菜叶剪碎不够充分，可能会影响研磨，导致研磨不够充分，则提取的色素量将减少，D正确。
故答案为：B。
【分析】 叶绿体中色素的提取和分离实验
步 骤 注 意 问 题 分 析
1．提取色素
5克绿叶剪碎，放入研钵，加SiO2、CaCO3，再加入10mL无水乙醇。迅速、充分研磨。（若没有无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，除去水分） 加SiO2
加CaCO3
加无水乙醇
迅速 加SiO2为了研磨得更充分。
加CaCO3防止研磨时叶绿素受到破坏。因为叶绿素含镁，可被细胞液中的有机酸产生的氢代替，形成去镁叶绿素，CaCO3可中和液泡破坏释放的有机酸，防止叶绿体被破坏。
叶绿体色素易溶于乙醇等有机溶剂。
减少研磨过程叶绿素的分解，减少酒精挥发。
2．收集滤液
漏斗基部放一单层尼龙布，研磨液倒入漏斗内挤压，将滤液收集到小试管中，用棉花塞塞住试管口。
尼龙布起过滤作用。
试管口用棉花塞塞紧是为了防止酒精挥发。
3．制备滤纸条
将干燥的滤纸，顺着纸纹剪成长10cm，宽1cm的纸条，一端剪去二个角，并在距这一端1cm处划一铅笔线。
干燥
顺着纸纹剪成长条
一端剪去二个角
可吸收更多的滤液。
层析时，色素分离效果好。
可使层析液同时到达滤液细线。
4．划滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线划出细、齐、直的一条滤液细线，干后重复三次。
滤液细线越细、越齐越好。
重复三次。
防止色素带之间部分重叠。
增加色素在滤纸上的附着量，实验结果更明显。
5．纸层析法分离色素
将3mL层析液倒入烧杯中，将滤纸条（划线一端朝下）插入层析液中，用培养皿盖盖上烧杯。
层析液不能没及滤纸条。
烧杯要盖培养皿盖。
防止色素溶解在层析液中，
防止层析液中的苯、丙酮、石油醚易挥发。
6．观察实验结果
扩散最快是胡萝卜素，扩散最慢是叶绿素b，含量最多的是叶绿素a。
四种色素之所以能被分离，是因为四种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
10．【答案】D
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、心肌细胞的舒张和收缩需要消耗能量，由ATP水解提供，A不符合题意；
B、生物的发电、发光需消耗能量，由ATP水解提供，B不符合题意；
C、大脑思考涉及神经元的活动，需要消耗能量，由ATP水解提供，C不符合题意；
D、甘油跨膜运输进入细胞为自由扩散，不消耗能量，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】细胞内产生与消耗ATP的生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应
消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段
消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
11．【答案】C
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程；ATP的作用与意义
【解析】【解答】A、线粒体是有氧呼吸的主要场所，即进行有氧呼吸的第二2 C3H4O3 +6H2O → 6CO2 + 20[H]+ 能量；第三阶段是6O2 + 24[H] → 12H2O+ 能量，因此形成ATP时，不一定同时伴随着氧气的消耗，A错误；
B、呼吸作用产生的能量中有40%转化成ATP，大部分是以热能的形式散失的，B错误；
C、人体细胞中，ATP主要在线粒体中产生，C正确；
D、细胞内不会储存大量ATP的，而是与ADP之间时刻发生相互转化，维持在动态平衡中，生命活动需要时，源源不断的合成即可，D错误。
故答案为：C。
【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。
12．【答案】A
【知识点】检测还原糖的实验；细胞膜的功能；探究酵母菌的呼吸方式
【解析】【解答】A、将酵母菌严格的控制在无氧条件下，可以证明CO2是细胞无氧呼吸的产物之一，A正确；
B、斐林试剂可鉴定还原糖的有无，但不能鉴定还原糖的种类，B错误；
C、溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2，酸性的重铬酸钾溶液检测酒精，C错误；
D、若蔗糖溶液的浓度低于或等于月季花瓣细胞的细胞液浓度，将不会发生质壁分离，即无明显变化，而此时该植物细胞并不一定是死细胞，D错误。
故答案为：A。
【分析】1、酵母菌是兼性厌氧性微生物，（1）酵母菌有氧呼吸的反应式为：C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量；
（2）酵母菌无氧呼吸的反应为：C6H12O6→2CO2+2C2H5OH+能量。
用溴麝香草酚蓝溶液可以检测酵母菌无氧呼吸是否产生二氧化碳；橙色的酸性重铬酸钾溶液可以检测酵母菌无氧呼吸是否产生酒精。
2、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。
13．【答案】A
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验
【解析】【解答】A、即使菜中叶剪碎不够充分，也不明显影响研磨，且色素含量并没有减少，所以仍可提取出4种光合作用色素，A错误；
B、CaCO3可防止酸破坏叶绿素，所以可在研磨前加入少许CaCO3，B正确；
C、实验中，用毛细吸管画滤液细线时，要求画的线条越细、越齐越好，理由是防止色素带之间部分重叠，以便取得更好的分离效果，C正确；
D、层析液不能触及滤液细线，以防止色素被溶解到层析液中，最终无法得到色素带，D正确。
故答案为：A。
【分析】1、色素提取和分离过程中几种化学物质的作用：（1）无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。（2）层析液用于分离色素。（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
14．【答案】D
【知识点】细胞呼吸原理的应用；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、中耕松土促进根细胞吸收氧气，进行有氧呼吸，释放大量能量，促进作物根系对无机盐的吸收，A正确；
B、适当增大温室昼夜温差，增强白天光合作用，有机物的合成增多，降低夜晚呼吸作用，有机物的消耗减少，因此有机物积累多，B正确；
C、合理间作，增大光合作用面积，提高农作物产量，C正确；
D、农家肥通过分解者的分解作用为作物提供矿质元素和光合作用所需的CO2，农家肥不能为作物提供有机营养物质，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、细胞呼吸原理具有广泛的应用，如粮食和蔬菜的贮藏：
（1）粮食贮藏的适宜条件是：低温、低氧（CO2浓度较高）和干燥；
（2）水果贮藏的适宜条件是：低温、低氧（CO2浓度较高）和一定湿度。
2、影响光合作用的环境因素主要包括：
（1）光照强度：在一定范围内，光照强度逐渐增强光合作用中光反应强度也随着加强，但光照增强到一定程度时，光合作用强度就不再增加。
（2）CO2：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用：。
（3）温度 ：温度可以通过影响暗反应的酶促反应来影响光合作用，在一定范围内随温度的提高，光合作用加强，温度过高时也会影响酶的活性，使光合作用强度减弱。
（4）水分： 既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质．水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内，如夏季的“午休”现象。
（5）矿质元素 ：如Mg是叶绿素的组成成分，N是光合酶的组成成分，P是ATP分子的组成成分等等。
15．【答案】D
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、由于氧气浓度降低，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，导致细胞释放的能量减少，A正确；
B、人进入高原后，由于氧气浓度降低，无氧呼吸增强，产生乳酸增加，但由于血浆中有缓冲物质，pH值会略有下降，但不会显著下降，B正确；
C、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，第二阶段丙酮酸转化成乳酸过程中不释放能量，C正确；
D、葡萄糖酵解产生丙酮酸的阶段不需要氧气参与，氧气减少直接影响了有氧呼吸的第三阶段，D错误。
故答案为：D。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
16．【答案】B
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；
B、甲图中氧浓度为b时，若CO2释放量为6mol和O2吸收量为4mol，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。有氧呼吸过程消耗O2量与产生的CO2量相等，因此4molCO2来自于有氧呼吸，2molCO2来自于无氧呼吸，根据有氧呼吸物质变化关系：1C6H12O6～6CO2，可推断出有氧呼吸消耗的葡萄糖为2/3mol；根据无氧呼吸中物质变化关系：1C6H12O6～2CO2，可推断出无氧呼吸消耗的葡萄糖为1mol，则无氧呼吸占优势，B错误；
C、贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时（图甲中的c点）的氧浓度，C正确；
D、氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。 2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
17．【答案】C
【知识点】有氧呼吸的过程和意义；无氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、根据试题分析，乙膜为线粒体内膜，不含色素，A错误；
B、乙膜为线粒体内膜，不能产生NADpH和O2，B错误；
C、通过分析可知，乙膜是线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，消耗氧气产生大量ATP ，C正确；
D、乙膜为线粒体内膜，在无氧条件下不能合成ATP，D错误。
故答案为：C。
【分析】1、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
2、无氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。
18．【答案】C
【知识点】ATP的化学组成和特点；ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、ATP水解掉一分子磷酸之后称为ADP，二者组成元素相同，都是C、H、O、N、P，A正确；
B、酶的合成需要消耗能量需要ATP供能，ATP的合成需要酶的催化，B正确；
C、ATP（三磷酸腺苷）由1个腺苷和3个磷酸基团组成，其中两个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差，C错误；
D、ATP广泛分布在线粒体、叶绿体、细胞溶胶、细胞核等结构中，含量很低，ATP与ADP快速转变，是ATP和ADP的含量始终处在动态平衡中，D正确。
故答案为：C。
【分析】ATP结构：ATP（三磷酸腺苷）的结构简式为A─P～P～P，A-表示腺苷、P-表示磷酸基团；“～”表示高能磷酸键。
（1）ATP的元素组成为：C、H、O、N、P。
（2）ATP中的“A”是腺苷，RNA中的“A”是腺嘌呤。
（3）ATP水解可直接为生命活动提供能量，是直接提供能量的物质。
（4）ATP与RNA的关系：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。
（5）ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
19．【答案】C
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】A、荧光素与氧发生反应形成氧化荧光素并发出荧光，该过程需ATP供能，A正确；
B、细菌被裂解，ATP释放到胞外作用于测定仪中的“荧光素酶—荧光测定体系”并发出荧光，依据荧光强度得出细菌数，前提是每个细菌中的ATP数量基本恒定，B正确；
C、荧光强度与ATP消耗呈正相关，与细菌数量也呈正相关，C错误；
D、ATP是生物生命活动的直接能源物质，在体外也可以水解释放能量，D正确。
故答案为：D。
【分析】ATP与ADP可相互转变。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同∶ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同∶ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体、叶绿体、细胞质基质。细胞内的化学反应可以分为吸能反应和放能反应，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。
20．【答案】D
【知识点】细胞呼吸原理的应用；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、包扎伤口应选用透气的创可贴，能抑制破伤风杆菌的繁殖，A正确；
B、连续阴雨，大棚中白天适当增强光照，增强光合作用，夜晚适当降低温度，降低呼吸作用，可提高作物产量，B正确；
C、稻田定期排水，有利于根系有氧呼吸，防止幼根因无氧呼吸产生的酒精中毒而腐烂，C正确；
D、提倡慢跑等有氧运动，是为了避免无氧呼吸产生乳酸，D错误。
故答案为：D。
【分析】细胞呼吸原理的应用
(1)对有氧呼吸原理的应用
①提倡慢跑等有氧运动，使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。
②稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
③利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(2)对无氧呼吸原理的应用
①利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
②破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
21．【答案】（1）降低化学反应所需活化能；蛋白（水解）
（2）使酶失去活性，控制反应时间
（3）实线；温度；1～13
（4）高温使α－淀粉酶（或蛋白质分子）的空间结构改变
【知识点】探究影响酶活性的因素
【解析】【解答】（1）与无机催化剂相比，酶具有高效性，降低化学反应所需活化能的作用更显著，催化效率更高，α－淀粉酶的化学本质是蛋白质，所以蛋白酶可以使其水解。
（2）实验过程中，反应3min后该同学迅速加入足量的NaOH溶液，强碱可以使酶的空间结构发生改变，其目的是使酶失去活性，控制反应时间。
（3）由于α-淀粉酶的最适宜温度是60℃，35℃、45℃都低于最适宜温度，45℃更接近最适宜温度，酶的活性更高。因此实线是45℃条件下测得的结果，虚线是35℃条件下测得的结果。A点时pH不再是限制酶活性的因素，此时限制酶促反应速率的外界因素主要是温度，由曲线可知，pH≤1或pH≥13淀粉不发生水解，即酶完全失去活性，所以α－淀粉酶能发挥催化作用的pH范围1～13。
（4）高温会使α－淀粉酶（或蛋白质分子）的空间结构改变，从而使α－淀粉酶变性失活。
【分析】淀粉在淀粉酶的催化下进行水解，导致淀粉含量降低。淀粉酶的活性影响淀粉的水解速率，进而影响淀粉的剩余量。酶具有的基本特点有：
1、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。
2、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
3、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。
22．【答案】（1）ADP
（2）呼吸作用；呼吸作用和光合作用
（3）主动运输、肌细胞收缩、细胞内的各种吸能反应、大脑思考、生物发电、发光
（4）不相同
（5）通货
【知识点】ATP与ADP相互转化的过程
【解析】【解答】解：（1）据图示可知，C到B为ATP的合成，B到C为ATP的水解，故B为ATP，C为ADP（2）E1为合成ATP的能量，合成ATP的能量在人和动物体内来自呼吸作用，植物体内来自呼吸作用和光合作用（3）E2为ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键释放的化学能，在植物体内用于细胞分裂、植株的生长、矿质元素的吸收、新物质的合成等生命活动。（4）A1和 A2为两种不同的酶，A1为ATP合成酶，催化ATP的合成，A2为ATP水解酶，催化ATP的水解．（5）细胞内，ATP是直接能源物质，故人们把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”．
故答案为：（1）ADP（2）呼吸作用 呼吸作用和光合作用（3）主动运输、肌细胞收缩、细胞内的各种吸能反应、大脑思考、生物发电、发光（4）不相同（5）通货
【分析】ATP中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式A﹣P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键．ATP和ADP转化过程中：1、酶不同：酶甲是水解酶，酶丁是合成酶；2、能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用；3、场所不同：ATP水解在细胞的各处．ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质．该图为ATP与ADP相互转化的示意图，C到B为ATP的合成，B到C为ATP的水解，E1为合成ATP的能量，E2为ATP水解释放的能量．
23．【答案】（1）氧气（O2）；二氧化碳（CO2）；类囊体（薄）膜；C5
（2）NADpH和ATP；叶绿体基质；线粒体
（3）光能转化为储存在NADpH和ATP中的活跃的化学能
（4）化能合成；Ⅲ、Ⅳ
【知识点】有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】根据各种物质进行判断：图中Ⅰ代表光反应，Ⅱ代表暗反应，Ⅲ代表有氧呼吸第一阶段，Ⅳ代表有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段。
（1）过程Ⅰ表示的是光反应阶段，发生水的光解，产物A是氧气，过程Ⅱ表示的是暗发应阶段，发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，物质B是二氧化碳。在叶绿体中，光合色素分布在类囊体（薄）膜上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的C5，CO2与C5反应生成C3，实现CO2的固定。
（2）过程Ⅰ表示的是光反应阶段，过程Ⅱ表示的是暗反应阶段，Ⅰ过程为Ⅱ过程提供NADpH和ATP，过程Ⅱ表示的是暗反应阶段，发生场所是叶绿体基质，过程Ⅳ表示的是有氧呼吸的第二和第三阶段，发生场所是线粒体。
（3）过程Ⅰ表示的是光反应阶段，能量变化是光能转化为储存在NADpH和ATP中的化学能，在植物生长过程中，光合作用大于呼吸作用，叶肉细胞内转化能量最多的生理过程是图中的Ⅰ。
（4）硝化细菌不能进行光合作用，但可通过化能合成作用，利用无机物氧化释放的能量将CO2和H2O合成有机物。同时，硝化细菌体内还会发生图中的Ⅲ（有氧呼吸第一阶段）、Ⅳ（有氧呼吸第二和第三阶段）过程。
【分析】（1）光合作用的过程：
（2）光反应阶段和暗反应阶段的联系与比较：
24．【答案】（1）光；红光和蓝紫光
（2）氧气（或O2）；还原型辅酶Ⅱ（或NADpH）；三碳化合物（C3）
（3）NADpH和ATP；叶绿体基质
（4）C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；光合作用的过程和意义
【解析】【解答】光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将水和二氧化碳转化为储存能量的有机物，同时释放氧气的过程。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。
据图分析：图中I阶段为光反应阶段，Ⅱ阶段为暗反应阶段，①是类囊体薄膜，②是氧气，③是还原型辅酶Ⅱ（或NADpH），④是ATP，⑤是三碳化合物（C3），⑥是五碳化合物。
（1）图中I过程需要光能参与，表示光合作用过程的光反应阶段；光合色素主要吸收的是红光和蓝紫光。
（2）由分析可知：图中②由水在光下分解产生，代表的物质是氧气，③是还原型辅酶Ⅱ（或NADpH）；⑤由二氧化碳固定生成，⑤是三碳化合物（C3）。
（3）图中I阶段为光反应阶段，Ⅱ阶段为暗反应阶段，Ⅰ为Ⅱ阶段提供NADpH和ATP；Ⅱ暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质。
（4）夏季晴朗的白天12时左右，由于叶片气孔关闭，气孔是气体进出的场所，气孔关闭导致二氧化碳供应减少，首先影响CO2的固定，导致光合作用强度减弱。故答案为：C。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
25．【答案】（1）③；红光和蓝紫光；前者分子结构中含有Mg元素，后者含有Fe元素
（2）②；二氧化碳的固定；3-磷酸甘油酸；都增多
（3）20mg/（100cm2叶·h）；二氧化碳浓度
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】分析图1，①是叶绿体的内膜和外膜，②是叶绿体基质，③是类囊体薄膜。
分析图2，④是NADpH，过程（一）代表二氧化碳的固定，（二）代表C3的还原，（三）是重新生成C5的过程。
分析图3，A点光照强度为零，植物只进行呼吸作用，B点时，光合作用产生的二氧化碳等于呼吸作用呼出的二氧化碳，此时光合速率等于呼吸速率，净光合速率为0，B点为光的补偿点，C点以后随着光照强度增加，植物的光合速率不再增加，C点为光的饱和点。
（1）③是类囊体薄膜，进行光合作用的色素分布在类囊体薄膜。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，反射出来的光主要是绿光。叶绿素分子与人体的血红素分子局部结构上很相似，它们的主要区别是前者分子结构中含有Mg元素，后者含有Fe元素。饮用叶绿素对产妇与因意外失血者会有很大的帮助，在日常健康饮食中，要多摄入绿色蔬菜，因为绿色蔬菜中富含叶绿素。
（2）图2表示光合作用暗反应过程，发生在图1的②叶绿体基质中。（一）过程为二氧化碳的固定，即CO2与C5结合生成C3的过程，C3是指3-磷酸甘油酸。在正常的光合作用过程中，当突然减少CO2的供给时，光反应没变，ATP、NADpH生成没变，暗反应中二氧化碳的固定受阻，C5、ATP、NADpH消耗减少，所以C5、ATP、④NADpH都增多。
（3）分析图3，当光照强度为零时，植物只进行呼吸作用，则呼吸速率为5 mg/（100 cm2叶·h），B点以后随着光照强度的增加，净光合速率不断增加，图中C点时净光合速率达到最大，植物总的光合速率（真光合速率）等于净光合速率与呼吸速率之和，故植物最大光合速率是15+5=20 mg/（100 cm2叶·h）。C点以后光照强度不再是限制因素，则影响光合作用的外界环境因素有二氧化碳的浓度、温度等，题干中限定了植物光合作用的环境为封闭环境，所以二氧化碳的浓度是影响C点以后光合作用的主要因素。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
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