人教生物必修1单元总结：第5章 细胞的能量供应和利用（含答案）

人教生物必修一单元总结
第5章　细胞的能量供应和利用
常考点一　酶的本质、作用和特性
[主干回扣]
1．酶的基本概念图示
2．酶的作用机理
酶作用的实质是降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
3．用曲线模型表示酶的三大特性
(1)图1中酶参与的反应对应曲线，无机催化剂参与的反应对应曲线，未加催化剂时对应曲线，由此说明，与无机催化剂相比，酶的催化作用具有高效性。
(2)图2中加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用；而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶的催化作用具有专一性。
(3)①图3中b点表示最适温度，e点表示最适pH。
②温度在a点时，酶的活性较，但不会失活；温度≥c点，酶会失活。pH≤点、pH≥点，酶都会失活。
③由图3可知，酶的作用条件较温和，在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。
[集训过关]
1．下列关于生物体内酶的叙述，错误的是(　　)
A．酶是具有催化作用的有机物
B．酶只能在生物体内发挥作用
C．过酸或过碱会使酶永久性失活
D．一种酶只能催化一种或一类化学反应
解析：选B　酶既可在生物体内发挥作用，也能在生物体外发挥作用。
2．如图为某酶促反应过程示意图，有关叙述正确的是(　　)
A．图中R表示酶，可以为酶促反应提供活化能
B．温度、pH过高或过低会破坏酶的空间结构，使酶失活
C．加酶洗衣粉中的酶制剂通过催化图示反应，可洗去各种污渍
D．活细胞产生的酶在生物体外适宜的条件下仍然具有催化活性
解析：选D　酶可以降低酶促反应所需的活化能，A错误；低温降低酶活性，不破坏酶结构，B错误；酶催化的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应，图中仍是催化一种化学反应，只能去除某一种污渍，C错误；活细胞产生的酶在生物体外适宜的条件下仍然具有催化活性，D正确。
3．在甲、乙、丙三支试管中加入下列物质并保温一段时间后，有关分析错误的是(　　)
编号 甲 乙 丙
步骤1 2 mL可溶性淀粉溶液 2 mL可溶性 淀粉溶液 2 mL可溶性淀粉溶液
步骤2 1 mL淀粉酶溶液 1 mL麦芽糖酶溶液 0.5 mL淀粉酶溶液＋0.5 mL麦芽糖酶溶液
步骤3 适宜温度下保温至反应完成
A.温度、pH在本实验中均属于无关变量
B.加入碘液后，溶液变蓝的只有乙试管
C.加入斐林试剂后水浴加热，溶液呈现砖红色的是甲试管和丙试管
D.加入双缩脲试剂，三支试管的溶液均变为蓝色
解析：选D　温度、pH在本实验中均属于无关变量，A正确；甲、丙试管中淀粉被分解，而乙试管中淀粉没有分解，加入碘液后，溶液变蓝，B正确；甲、丙试管中淀粉被分解生成还原糖，而乙试管中淀粉没有分解，所以加入斐林试剂后水浴加热，溶液呈现砖红色的是甲试管和丙试管，C正确；双缩脲试剂检测蛋白质的现象是出现紫色，D错误。
4.
利用麦芽酿造啤酒时，需要利用α－淀粉酶催化淀粉的水解。下图为适宜pH条件下，温度对α－淀粉酶活性影响的曲线。下列叙述错误的是(　　)
A．温度为Ta时，α－淀粉酶的活性受抑制
B．温度为Tb时，α－淀粉酶的空间结构遭到破坏
C．随温度的升高，α－淀粉酶的活性持续升高
D．温度为T0时，淀粉水解速率最快
解析：选C　一定范围内随温度升高，α－淀粉酶的活性升高，超过最适温度，其活性下降，甚至失活。
5．凝乳酶能催化乳汁凝固，常用于奶酪的生产。为探究温度对凝乳酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
①取若干试管，分为A、B、C、D、E、F六组，每组两支试管，其中一支试管放入2 mL凝乳酶，另一支放入2 mL乳汁。
②将六组试管分别置于不同温度水浴15 min。
③将每组试管中的凝乳酶和乳汁混合后在原温度下继续水浴，记录凝乳所需时间，结果如下表。
组别 A B C D E F
水浴温度/℃ 10 20 30 40 50 60
凝乳时间/min 不凝 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝
(1)上述实验结果中，凝乳所需要的时间越短，表明酶的活性越____________。
(2)A组中乳汁不凝固的原因是________________。F组中乳汁也不凝固，若将其温度冷却至40 ℃，乳汁________(填“会”或“不会”)凝固，原因是____________________________。
(3)通过以上实验，________(填“能”或“不能”)得出凝乳酶的最适温度是40 ℃的结论。
解析：(1)温度能够影响酶的活性，实验结果中，凝乳所需要的时间越短，表明酶的活性越高。(2)A组中乳汁不凝固，是由于低温导致酶的活性降低。F组中乳汁也不凝固，这是由于在高温条件下酶的空间结构被破坏，导致其活性丧失，若将其温度冷却至40 ℃，凝乳酶活性不会恢复，因此乳汁不会凝固。(3)通过以上实验，只能确定凝乳酶的适宜温度为40 ℃左右，不能得出凝乳酶的最适温度是40 ℃的结论。
答案：(1)高　(2)低温导致酶的活性降低　不会　高温导致酶的空间结构被破坏(或高温导致酶失活)　(3)不能
常考点二　 细胞呼吸与ATP
[主干回扣]
1．ATP的结构概念图
2．ATP的合成与利用
3．细胞的有氧呼吸
(1)过程图解：
(2)总反应式：
。
4．无氧呼吸
(1)反应式：
①C6H12O62C3H6O3＋能量(如乳酸菌)。
②C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。
(2)场所：细胞质基质。
[集训过关]
1．图1和图2分别为植物细胞中ATP的结构示意图、ATP与ADP相互转化的反应式，下列有关叙述正确的是(　　)
A．图1中的a是构成DNA的基本单位之一，A代表腺嘌呤
B．图1中ATP可以水解成A和两个磷酸，合成ATP所需要的能量由磷酸提供
C．图2所示反应向右进行时，反应式中的能量来源于图1中b和c两处
D．图2所示ATP与ADP相互转化过程中的物质是可逆的，但能量不可逆
解析：选D　图1中的a是构成RNA的基本组成单位之一，A代表腺嘌呤，A错误；ATP可以水解成AMP和两个磷酸，合成ATP所需的能量由光合作用和呼吸作用提供，B错误；图2所示反应向右进行时，反应式中的能量来源于图1中的c处，C错误；ATP与ADP相互转化过程中的物质可逆，能量不可逆，D正确。
2．无氧呼吸的基本过程如图所示，①～③为相关反应过程。下列叙述错误的是(　　)
A．①释放的能量大多贮存在有机物中
B．②的进行需要乳酸脱氢酶的催化
C．缺氧条件下某些根细胞能进行①③
D．缺氧时骨骼肌细胞能进行①②
解析：选A　①是无氧呼吸第一阶段，能量大多储存在丙酮酸中，释放的能量大多以热能的形式散失，少数储存在ATP中，A错误。
3．下列关于细胞中吸能反应和放能反应的叙述，错误的是(　　)
A．糖的氧化反应是放能反应
B．光合作用的暗反应是吸能反应
C．ATP是吸能反应和放能反应的纽带
D．氨基酸合成蛋白质的过程是放能反应
解析：选D　氨基酸合成蛋白质的过程是吸能反应。
4．下图为线粒体的结构示意图，①～③表示相关结构，下列叙述正确的是(　　)
A．葡萄糖可通过①③进入线粒体
B．有氧呼吸过程释放能量最多的阶段发生在②处
C．有氧呼吸有关的酶全部分布在②③处
D．[H]与O2的结合发生在③处
解析：选D　葡萄糖只有分解成丙酮酸后才能进入线粒体，A错误；有氧呼吸过程释放能量最多的阶段为第三阶段，发生在线粒体内膜(③)处，B错误；有氧呼吸有关的酶分布在细胞质基质和②③处，C错误；[H]与O2的结合发生在线粒体内膜(③)处，D正确。
5．(2021·广东学考)下列生活及生产实践过程中，主要依据有氧呼吸原理进行的是(　　)
A．酸奶制作　　　　　 B．中耕松土
C．果酒发酵 D．泡菜腌制
解析：选B　酸奶制作、果酒发酵、泡菜腌制都是利用无氧呼吸的原理，中耕松土透气可促进作物根细胞的有氧呼吸，利于作物生长。
6．图甲是细胞内部分生命活动示意图，其中①②③④表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图乙是某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。请据图回答下列相关问题：
(1)图甲中在生物膜上发生的生理过程是__________(填序号)，A表示__________，D表示__________。产生能量最多的生理过程是________(填序号)。
(2)图乙中只完成图甲中生理过程①②③的O2浓度是________。图乙中最适合储存水果或蔬菜的O2浓度是________。
(3)O2浓度为b时，植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的________倍。
解析：(1)图甲中生理过程①为呼吸作用第一阶段，发生在细胞质基质中；生理过程②为有氧呼吸的第二阶段，发生的场所为线粒体基质；生理过程③为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，该过程产生的能量最多；生理过程④为无氧呼吸第二阶段。A物质是丙酮酸，B物质为[H]，C物质为乙醇，D物质为乳酸。(2)图乙中O2浓度为a时，该器官没有吸收O2，只有CO2生成，因此植物细胞只进行无氧呼吸；O2浓度为d时，O2吸收量和CO2释放量相等，植物细胞只进行有氧呼吸；O2浓度为b和c时，CO2的释放量大于O2的吸收量，则植物细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。O2浓度为c时，植物细胞进行呼吸作用释放的CO2量最少，是储存水果或蔬菜的最佳O2浓度。(3)O2浓度为b时，O2吸收量为3，则有氧呼吸产生CO2的量为3，无氧呼吸产生CO2的量为5，根据有氧呼吸与无氧呼吸的化学反应式可知，植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍。
答案：(1)③　丙酮酸　乳酸　③　(2)d　c　(3)5
常考点三　光合作用
[主干回扣]
1．绿叶中色素的提取和分离
2．光合作用中光反应和暗反应的关系
(1)过程图解：
(2)两者的区别：
比较项目 光反应 暗反应
实质 光能转换为化学能，并释放出O2 固定CO2，形成有机物
时间长短 短促 较缓慢
需要条件 色素、光照、酶等 不需要色素和光，需要多种酶等
反应场所 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体的基质中
物质变化 ①水的光解：水分解生成H＋和O2；②ATP的合成：在相关酶的作用下ADP和Pi形成ATP ①CO2的固定：CO2＋C5→2C3；②C3的还原：2C3→(CH2O)＋C5
能量变化 光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
相应产物 O2、ATP和NADPH 葡萄糖等有机物
3.光照、CO2浓度和温度对光合作用影响
常见曲线模型
曲线分析 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素主要为各曲线所表示的因子(图1为温度，图2为CO2浓度，图3为光照强度)
应用 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率
[集训过关]
1．下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是(　　)
A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素
B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素
C．为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好
D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
解析：选B　在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量不多，分离后4条色素带较窄；若要获得总量10 mL的提取液，在研磨时应分次加入10 mL乙醇；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，而不是随溶剂挥发消失。
2．(2021·广东学考)温室栽培番茄时，可通过调控光照、温度等条件提高产量。下列做法不合理的是(　　)
A．选择绿色透光的棚膜 B．适当延长光照时间
C．保持合理的昼夜温差 D．适当增加CO2浓度
解析：选A　叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光，基本不吸收绿光，用绿色透光的棚膜，不能提高产量。
3．地球上的绿色植物每年通过光合作用制造的有机物高达2 200亿吨，相当于全球每年能量消耗的10倍。下列有关说法正确的是(　　)
A．绿色植物白天只进行光合作用，夜晚只进行细胞呼吸
B．绿色植物叶肉细胞的光合色素分布在叶绿体的内膜上，可吸收、传递、转化光能
C．当某绿色植物的净光合速率为0时，其叶肉细胞吸收二氧化碳的量不为0
D．光反应的进行必须有光的参与，而暗反应的进行不能有光
解析：选C　绿色植物在白天和夜晚都会进行细胞呼吸，A错误；绿色植物叶肉细胞的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，可吸收、传递、转化光能，B错误；当某绿色植物的净光合速率为0时，由于植物的非绿色部分不进行光合作用，但会进行呼吸作用，则叶肉细胞的总光合速率大于呼吸速率，故叶肉细胞吸收二氧化碳的量不为0，C正确；光反应的进行必须有光的参与，而暗反应的进行对光没有要求，有光或无光都可以进行暗反应，D错误。
4．夏季某晴朗的一天对一密闭蔬菜大棚中的某种气体的含量进行24小时的监测，结果如图1。图2是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解。下列说法错误的是(　　)
A．图1中所测气体为O2
B．该大棚内的蔬菜经过一昼夜后有机物有积累
C．图1中与它们各自的前一阶段相比，EC段和DB段叶肉细胞内的C3含量的变化趋势分别是减少、增加
D．处于图1中的DB段时，图2中应该进行的气体转移途径只有c、d
解析：选D　图1中曲线表示随着光照增强，所测气体的含量增加，则为O2，A正确；是否积累有机物主要依据为开始与结束时，O2量的变化，从曲线看出，结束时O2量比开始增加，有有机物积累，B正确；图1中EC段光照逐渐增强，光反应产生的ATP和NADPH增加，与前一阶段相比，C3含量减少，DB段的前一阶段由于光照过强，温度升高，气孔关闭，影响二氧化碳进入细胞，C3含量减少，DB段气孔打开，二氧化碳进入细胞增多，C3含量增加，C正确；DB段光合速率大于呼吸速率，图2中应该进行的气体转移途径有a、c、d、e，D错误。
5.如图是适宜条件下光照强度对某植物光合作用速率的影响曲线。回答下列问题：
(1)该植物叶片中光合色素分布在叶绿体的________上。提取叶绿体中的色素时，为使研磨充分可加入__________。
(2)光照强度直接影响光合作用的________阶段，该阶段产生的________和________可参与三碳化合物的还原。
(3)光照强度为B时，该植物的光合作用速率______(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。长期处于该光照强度下，植物______(填“能”或“不能”)正常生长。
(4)光照强度为D时，叶肉细胞中产生ATP的细胞器有__________________。该光照强度下，适当降低CO2的浓度，C点将________(填“向上”或“向下”)移动。
答案：(1)类囊体薄膜　少许SiO2　(2)光反应　[H](NADPH)　ATP　(3)等于　不能　(4)线粒体和叶绿体　向下
6．为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列问题：
(1)本实验的因变量是__________________。由图中曲线对比可知，经__________________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的______________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇较低温天气，除升温方法外，可对该植物进行________处理以减少叶绿素的损失。
(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的____________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。
(3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定______________________，可得到叶绿素a的吸收光谱。
解析：(1)由图示可知，该实验的自变量是光的有无和温度的高低，因变量是叶绿素的相对含量；经过0 ℃条件下的光照处理，叶绿素含量下降最明显，导致对红光和蓝紫光的吸收减少；在较低温条件下进行遮光处理，可以减少叶绿素的损失。(2)研磨绿叶时，加入CaCO3可防止色素被破坏；分离出的色素从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，第4组得到的色素带中叶绿素含量较少，即第3、4条色素带明显变窄。(3)测定对不同波长的吸收率，可得到叶绿素a的吸收光谱。
答案：(1)叶绿素的相对含量　0 ℃条件下光照　红光和蓝紫　遮光　(2)CaCO3　3、4　(3)吸光率