人教版高中生物必修一学案：第5章细胞的能量供应和利用章末总结

章末总结
1.酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA；酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。
2.酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。
3.ATP中远离A的高能磷酸键易断裂，也易形成（伴随能量的释放和储存）。生物体内ATP含量不多，但转化迅速，能保证持续供能。
4.植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。光合作用的光反应产生的ATP只用于暗反应中C3的还原，而细胞呼吸产生的ATP用于除C3还原之外的各项生命活动。
5.有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：
C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量
或C6H12O62C3H6O3＋少量能量。
6.光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，产物是O2、【H】和ATP。暗反应的场所是叶绿体基质，产物是有机物和ADP、PI。
7.光合作用中的物质转变为：14CO2→14C3→（14CH2O）；H218O→18O2。
8.光合作用的能量转变为：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。
题组一酶的实验及相关曲线
1.（2019·广东佛山质检）某同学进行了下列有关酶的实验。
甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液＋斐林试剂→有砖红色沉淀
乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液＋斐林试剂→无砖红色沉淀
丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液＋斐林试剂→？
下列叙述正确的是（）
A.丙组的实验结果是“无砖红色沉淀”
B.加入斐林试剂后通常还应沸水浴加热
C.该同学的实验目的是验证酶的专一性
D.为省去水浴加热步骤，可用碘液代替斐林试剂
答案C
解析丙组中，蔗糖酶可以把蔗糖水解为葡萄糖与果糖，二者均为还原糖，其在水浴加热条件下与斐林试剂反应会产生砖红色沉淀，A错误；加入斐林试剂后通常还应水浴加热，水浴加热的温度为50～65℃，B错误；实验中淀粉酶能分解淀粉，不能分解蔗糖，而蔗糖只能被蔗糖酶分解，证明酶具有专一性，C正确；碘液只能检测淀粉是否被水解，而不能检测蔗糖是否被水解，D错误。
2.20世纪60年代后，医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。下图所示为某同学探究不同PH条件下淀粉酶对淀粉分解作用的实验结果。据图分析，下列说法不正确的是（）
A.应先将各组试管中相应的淀粉溶液和淀粉酶溶液的PH分别调到设定数值再混合
B.PH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C.PH为13的试管调到PH为7后淀粉含量基本不变
D.淀粉酶降低淀粉分解反应活化能的作用比酸更显著
答案B
解析为减小实验误差，需要先将各组试管中相应的淀粉溶液和淀粉酶溶液的PH分别调到设定数值再混合，A正确；酶易受PH的影响，且淀粉在酸性环境中可以水解，所以PH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性不相同，B错误；PH为13的试管调到PH为7后，淀粉酶已经失活，不能水解淀粉，故淀粉含量基本不变，C正确；淀粉酶降低淀粉分解反应活化能的作用比酸更显著，D正确。
3.现有三支试管甲、乙、丙，先向各试管内加入2ML可溶性淀粉溶液，再按图中所示步骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列说法中不正确的是（）
A.甲和乙试管对照，说明酶具有专一性
B.甲和丙试管对照，说明酶的活性受温度的影响
C.实验结果是乙、丙试管内出现砖红色沉淀
D.甲和乙组实验中，酶的不同种类为自变量
答案C
解析甲试管和乙试管对照，自变量是酶的种类，说明酶具有专一性，A、D正确；甲试管和丙试管对照，自变量是温度，说明酶的活性受温度的影响，B正确；实验结果是甲试管出现砖红色沉淀，C错误。
4.（2018·山东潍坊二中高一上月考）如图所示，图甲表示某酶促反应过程，图乙表示图甲的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线。下列叙述不正确的是（）
A.图甲中的物质B能降低该化学反应的活化能
B.若曲线①②③表示不同PH下的酶促反应速率，则曲线①所处的PH可能高于曲线②和③
C.若曲线①②③表示不同温度下的酶促反应速率，则曲线①所处的温度一定低于曲线②和③
D.若曲线①②③表示不同酶浓度下的酶促反应速率，则曲线①所处的酶浓度一定高于曲线②和③
答案C
解析分析图甲可知，A是底物、B是酶，C是产物，酶的作用是降低化学反应的活化能，A正确；造成曲线①②③差别的因素有很多，若曲线①②③表示不同PH下的酶促反应速率，则曲线①所处的PH可能高于曲线②和③，B正确；若曲线①②③表示不同温度下的酶促反应速率，据图可知，曲线①②③中的酶促反应速率依次下降，由于温度对酶促反应速率的影响曲线是钟形曲线，故无法判断3条曲线所处温度的高低，C错误；在一定条件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关，若曲线①②③表示不同酶浓度下的酶促反应速率，则曲线①所处的酶浓度一定高于曲线②和③，D正确。
5.下图是温度对A、B、C三种酶活性影响的曲线图。下列叙述正确的是（）
A.C酶的最适温度为37℃左右
B.B酶的最适温度高于A酶的最适温度
C.该图反映了实验的两个自变量，一个因变量
D.该实验过程不需要考虑PH
答案C
解析据图无法判断C酶的最适温度，A错误；由图可知，B酶的最适温度低于A酶的最适温度，B错误；该图反映了两个自变量（温度和酶的种类），一个因变量（酶活性），C正确；PH会影响酶的活性，为无关变量，应保持相同且适宜，D错误。
6.（2018·江西临川一中期末）如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度、PH条件下，反应物浓度对酶促反应速率的影响。据图分析，下列说法正确的是（）
A.在A点时，限制反应速率的因素主要是反应物的浓度
B.在其他条件不变的情况下，在C点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变
C.如果在A点时，温度再提高5℃，则反应速率上升
D.在C点时，限制反应速率的因素主要是反应物的浓度和酶的浓度
答案A
解析在A点时，提高反应物的浓度，反应速率上升，A正确；在C点时，限制反应速率的因素是酶的浓度，故加入少量同样的酶，反应速率上升，B、D错误；题图是在最适温度条件下得到的，提高温度，酶活性下降，则反应速率下降，C错误。
题组二光合作用与细胞呼吸
7.（2018·河北邯郸期中）在A、B、C、D4种条件下，测得某植物种子萌发时CO2释放量和O2吸收量的数值如表所示，若底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是（）
条件
CO2释放量／MOL
O2吸收量／MOL
A
10
0
B
8
3
C
6
4
D
7
7
A.A条件下，细胞呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B.B条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.C条件下，无氧呼吸最弱
D.D条件下，产生的CO2全部来自线粒体
答案D
解析A条件下，只有CO2的释放没有O2的吸收，说明此条件下该植物种子只进行无氧呼吸，呼吸产物是CO2和酒精，A错误；B条件下，CO2释放量》O2吸收量，说明此条件下该植物种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，根据表中数据可算出无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸消耗的葡萄糖多，B错误；C条件下，CO2释放量》O2吸收量，说明此时该植物种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；D条件下，CO2释放量＝O2吸收量，说明此时该植物种子只进行有氧呼吸，此时产生的CO2全部来自线粒体，D正确；由以上分析可知，D条件下无氧呼吸最弱，C错误。
8.（2018·甘肃兰州一中月考）如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，若突然将C降低至极低水平（其他条件不变），则A、B在叶绿体中的含量变化将会是（）
A.A上升、B下降 B.A、B都上升
C.A、B都下降 D.A下降、B上升
答案B
解析由图可知，A、B是光反应为暗反应提供的【H】、ATP，C是CO2。CO2降低至极低水平，会影响暗反应中CO2的固定，即C3的生成速率降低，导致C3的还原也减少，消耗的【H】、ATP减少，则A、B在叶绿体中的含量都上升，B项正确。
9.（2018·湖北荆州沙市中学月考）如图表示温度对某绿色植物细胞光合作用和细胞呼吸的影响，下列关于此图的分析错误的是（）
A.F点表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等
B.植物有机物积累量最大时对应的最低温度是10℃
C.图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30
D.H、J点表示光合作用制造的有机物量是细胞呼吸消耗有机物量的2倍
答案C
解析图中F点表示单位时间内从空气中吸收的CO2量为0，此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等，A正确；单位时间内从空气中吸收的CO2量是净光合速率，有机物积累最大时，最低温度是10℃，B正确；图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为单位时间内从空气中吸收的CO2量与细胞呼吸O2消耗量之和的最大值，是30＋30＝60，C错误；图中H、J点表示光合作用制造的有机物量是细胞呼吸消耗有机物量的2倍，D正确。
10.对某植物在不同环境条件下O2的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示：
光照强度（KLX）
O2变化量（MG／H）
温度（℃）
0
5
10
10
－0.5
＋3.0
＋4.0
20
－1
＋2.0
＋5.0
下列对结果的分析不合理的是（）
A.在5KLX光照条件下5小时，10℃时光合作用产生的O2总量比20℃时多2.5MG
B.在20℃时，分别用10KLX和5KLX光照10小时，黑暗14小时，O2增加量前者比后者多30MG
C.在10℃、10KLX光照4.8小时后，转入20℃黑暗环境19.2小时，O2变化量为0
D.该实验的自变量是光照强度、温度和光照时间，二氧化碳浓度等属于无关变量
答案D
解析黑暗中O2的吸收量代表呼吸速率，光照下测定的O2的释放量是净光合速率，在5KLX光照条件下5小时，10℃时光合作用产生的O2总量是3.5×5＝17.5（MG），20℃时光合作用产生的O2总量是3×5＝15（MG），A正确；在20℃时，用10KLX和5KLX光照10小时，黑暗14小时，O2的增加量分别是5×10－1×14＝36（MG）、2×10－1×14＝6（MG），前者比后者多30MG，B正确；在10℃、10KLX光照4.8小时，积累的O2量为4×4.8＝19.2（MG），转入20℃黑暗环境19.2小时，消耗的O2量为1×19.2＝19.2（MG），O2变化量为0，C正确；该实验的自变量是光照强度与温度，光照时间、二氧化碳浓度等属于无关变量，D错误。
11.某同学研究甲湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶A、B、C，将A先包以黑胶布，再包以铅箔。用A、B、C三瓶从待测水体深度取水，测定C瓶中水内氧含量。将A瓶、B瓶密封再沉入待测水体深度，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24小时待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是（）
A.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是VMOL／瓶
B.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是KMOL／瓶
C.24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是（K－V）MOL／瓶
D.24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是（K－V）MOL／瓶
答案D
解析C瓶是对照，A和C的差值能反映细胞呼吸强度，B和C的差值反映的是光合作用和细胞呼吸强度的差，B和A的差值反映的是总光合作用强度。
12.（2019·山东济南质检）图甲表示全光照和不同程度遮光对某种水稻（阳生植物）叶片中叶绿素含量的影响；图乙表示初夏某天在遮光50％条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势。下列有关说法正确的是（）
A.分析图甲，可以推测在叶面积相同的情况下，阴生植物的叶绿素含量高于阳生植物的
B.分析图甲，可知遮光90％条件下水稻的产量高于遮光50％条件下水稻的产量
C.分析图乙，可知8：00到12：00净光合速率降低，主要原因是气孔导度降低
D.分析图乙，可知8：00时水稻光合速率为零，18：00时有机物积累最多
答案A
解析分析图甲可知，遮光的百分比越大，叶绿素含量越多，可以推测在叶面积相同的情况下，阴生植物的叶绿素含量高于阳生植物的，A正确；分析图甲，可知遮光90％条件下水稻的叶绿素含量高于遮光50％条件下水稻的叶绿素含量，但遮光90％条件下的光照少于遮光50％条件下的，因此遮光90％条件下水稻的光合速率不一定高于遮光50％条件下水稻的光合速率，且产量的高低还与细胞呼吸有关，B错误；分析图乙可知，8：00到12：00植物的气孔导度基本不变，C错误；分析图乙，8：00时水稻净光合速率最大，此时光合速率不为零，18：00时净光合速率为零，有机物积累最多，D错误。
13.（2019·辽宁省实验中学期末）测定水中生物的光合速率常用黑白瓶法。白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和细胞呼吸。黑瓶就是不透光瓶，只能进行细胞呼吸。如表所示是某同学利用此种方法测得某池塘水样在不同光照强度下处理24小时之后的相关数据。其中水样中最初溶解氧的含量为10MG／L，黑白瓶所处的其他环境相同。请回答下列问题：
光照强度（KLX）
0（黑暗）
A
B
C
D
E
白瓶溶氧量（MG／L）
3
10
16
24
30
30
黑瓶溶氧量（MG／L）
3
3
3
3
3
3
（1）真核生物发生光合作用的场所是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，细胞呼吸产生ATP的场所是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）黑白瓶测定光合速率的原理是在相同条件下培养一定时间，根据黑瓶中含氧量的变化可以得知水中生物的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，根据白瓶中含氧量的变化可以确定水中生物的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，然后就可以计算出水中生物的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）分析表格数据可知，黑瓶中生物在24H内细胞呼吸消耗的O2量为＿＿＿＿＿＿＿＿MG／L。
（4）当光照强度为CKLX时，白瓶中生物在24H内产生的氧气量为＿＿＿＿＿＿＿＿MG／L。光照强度至少为＿＿＿＿＿＿＿＿（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活。
答案（1）叶绿体细胞质基质、线粒体（2）呼吸速率净光合速率总光合速率（3）7（4）21A
解析（1）叶绿体是真核生物发生光合作用的场所，细胞质基质和线粒体是细胞呼吸产生ATP的场所。（2）总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。根据题意可知，在相同条件下培养一定时间，根据黑瓶中含氧量的变化可以得知水中生物的呼吸速率，根据白瓶中含氧量的变化可以确定水中生物的净光合速率，然后就可以计算出总光合速率。（3）由于黑瓶中的生物只进行细胞呼吸，故24H内该瓶中细胞呼吸消耗的O2量为10－3＝7（MG／L）。（4）光照强度为C时，白瓶中生物在24H内产生的O2量为24－10＋7＝21（MG／L）。当光照强度为AKLX时，白瓶中溶氧量不变，说明此时白瓶中生物产生的O2刚好用于所有生物的细胞呼吸，即光照强度至少为A时，该水层产氧量才能维持水中生物正常生活。
14.（2018·重庆一中期末）某学校生物兴趣小组想要设计实验验证酶具有专一性，他们可以选择的材料如下：
蛋白质块、蛋白质溶液、蛋白酶液、淀粉酶液、蒸馏水、双缩脲试剂、试管若干、恒温水浴锅、时钟等。
甲、乙两同学设计了以下实验（甲选择A、B两组，乙选择C、D两组），四组中其他条件均相同且适宜。请回答下列问题：
组别
加入物质
检测方法
A
蛋白酶液和蛋白液
双缩脲试剂
B
淀粉酶液和蛋白液
双缩脲试剂
C
蛋白酶液和蛋白块
不加试剂
D
淀粉酶液和蛋白块
不加试剂
（1）双缩脲试剂可以和＿＿＿＿反应，呈现＿＿＿＿色。使用过程中＿＿＿＿（填“需”或“不需”）加热。
（2）甲同学实验的自变量是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，实验结果是：A、B组试管中最终颜色分别是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）乙同学实验的观测指标是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，预期实验现象是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（4）甲、乙两位同学可以达到实验目的的是＿＿＿＿＿＿＿。有同学认为乙的实验设计方案不够完善，得另外加一组实验才能更具有说服力，你认为该加的一组实验设计是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）蛋白质或多肽紫不需（2）酶的种类紫色紫色蛋白酶和淀粉酶的本质都是蛋白质，反应前后酶不变，仍会和双缩脲试剂发生反应（3）蛋白块的体积变化C组中蛋白块体积变小或消失，D组中蛋白块体积基本不变（4）乙试管中只加等量蒸馏水和同质量同体积蛋白块
解析（1）双缩脲试剂能够和蛋白质或多肽反应生成紫色络合物，该过程不需加热。（2）A组和B组的不同之处是酶的种类，这就是人为控制的自变量。蛋白酶和淀粉酶本质都是蛋白质，且反应前后不变，故A、B组试管中最终颜色均为紫色。（3）乙同学的实验可以根据蛋白块的体积变化来判断蛋白酶的催化作用。C组中蛋白块体积变小或消失，D组中蛋白块体积不变，说明蛋白质只能被蛋白酶催化水解。（4）根据对照原则，乙同学应再加一组只加蒸馏水和蛋白块的实验。
15.（2019·西北师大附中测试）如图一表示小麦体内的部分生理过程，图二表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下，小麦在不同温度下的净光合速率和呼吸速率的变化，分析并回答下列问题：
（1）图一中能够在小麦叶肉细胞的生物膜上进行的生理过程是＿＿＿＿＿＿＿＿（填序号）；在人体细胞中也能进行的生理过程是＿＿＿＿＿＿＿＿（填序号）；过程＿＿＿＿＿＿＿＿（填序号）能够为叶肉细胞吸收镁离子提供动力。
（2）由图二可知，与光合作用和细胞呼吸有关的酶都受到温度的影响，其中与＿＿＿＿＿＿＿有关的酶的最适温度更高；温度主要通过影响＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来影响光合作用速率。
（3）由图二可知，在40℃时，小麦叶肉细胞内光合作用强度＿＿＿＿＿＿＿＿（填“大于”“小于”或“等于”）细胞呼吸强度。
（4）若温度保持在25℃，长时间每天交替进行12H光照、12H黑暗，该植株＿＿＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）正常生长，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案（1）①②②④②④（2）细胞呼吸酶的活性（3）大于（4）能12H光照条件下光合作用净积累的有机物量大于12H黑暗条件下细胞呼吸消耗的有机物量
解析（1）由题干可知，图一中①表示光合作用光反应，②表示有氧呼吸第三阶段，③表示光合作用暗反应，④表示有氧呼吸第一和第二阶段，其中可以发生在小麦叶肉细胞生物膜上的是过程①②；人体细胞不能进行光合作用，可以进行有氧呼吸，即可以发生图一中的过程②④；光合作用光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，因此叶肉细胞吸收镁离子需要的能量由有氧呼吸产生，即图一中的过程②④。（2）温度主要通过影响酶的活性来影响光合速率和呼吸速率，图二显示与光合作用有关的酶的最适温度约为30℃，而与细胞呼吸有关的酶的最适温度约为40℃，说明与细胞呼吸有关的酶的最适温度更高。（3）图二显示，在40℃时，小麦的净光合速率为0，说明此时小麦所有细胞的细胞呼吸量之和与叶肉细胞的光合作用量相等，因此小麦叶肉细胞内光合作用强度大于细胞呼吸强度。（4）根据图二分析，25℃时，小麦的净光合作用量为4，细胞呼吸量小于4，则12H光照条件下光合作用积累的有机物量大于12H黑暗条件下细胞呼吸消耗的有机物量，所以若温度保持在25℃，长时间每天交替进行12H光照、12H黑暗，该植株能正常生长。