2019-2020学年高中生物 寒假作业精练4 酶与ATP 细胞呼吸（含解析）

酶与ATP 细胞呼吸典题温故1.（2019全国卷III4）若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（）A有机物总量减少，呼吸强度增强 B有机物总量增加，呼吸强度增强C有机物总量减少，呼吸强度减弱 D有机物总量增加，呼吸强度减弱2.（2019浙江4月选考10）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：据此分析，下列叙述错误的是（）A实验的可变因素是催化剂的种类B可用产生气泡的速率作检测指标C该实验能说明酶的作用具有高效性D不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验经典集训1酶会影响细胞代谢的过程，下列叙述正确的是（）A细胞代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速度B激素都是通过影响细胞内酶活性来调节细胞代谢C酶制剂可在较低的温度和较低pH下长期保存D酶的催化效率一定比无机催化剂高2ATP是细胞中的能量通货，下列叙述正确的是（）AATP中的能量可来自光能、化学能和热能等BATP和ADP相互转化能使细胞中储存大量ATPCATP水解形成ADP时能产生磷酸和释放能量DATP中的高能磷酸键很稳定，不易断裂水解3下图表示在最适温度和pH条件下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。结合影响酶催化反应速率的因素分析，下列有关说法正确的是（）A若在A点提高反应温度，反应速率会加快B若在B点增加酶的浓度，反应速率不会加快C若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快D反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素4下列关于酶和ATP的叙述正确的是（）A能够促使唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶B利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以验证酶的专一性C淀粉酶的活性随温度、PH及淀粉溶液的浓度变化而变化D细胞的放能反应一般与ATP水解的反应相联系5人在激烈运动的状态下，每分钟约有1.5kg的ATP转化成ADP。下列叙述错误的是（）AATP与ADP相互转化供能机制是生物界的共性B细胞内ATP与ADP的相互转化是可逆反应C能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通D活细胞中，ATP与ADP的相互转化时刻不停地在进行6“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变，促使ATP转化成ADP，同时引起自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析错误的是（）A“分子马达”具有酶的功能B主动运输可能与“分子马达”有关C吸能反应一般与ATP水解反应相联系D蛋白质结构改变意味着其失去活性7下图是探究有关酶特性的实验装置，将装置置于适宜温度下保温5min后，向各试管中滴加斐林试剂并水浴加热2min，观察试管中的颜色变化。相关叙述正确的是（）A本实验的目的是探究酶的高效性 B实验中滴管混用会影响结果准确性C甲、乙试管均出现砖红色沉淀 D可用碘液代替斐林试剂检测结果8酵母菌呼吸过程中的CO2释放量是O2吸收量的2倍时，有氧呼吸和无氧呼吸（）A释放的CO2一样多 B产生的水一样多C释放的能量一样多 D消耗的丙酮酸一样多9向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂，下列说法正确的是（）A若a能抑制丙酮酸分解，则可使丙酮酸的消耗增加B若b能抑制H氧化成水，则可使O2的消耗减少C若c能抑制ATP形成，则可使ADP的消耗增加D若d能抑制葡萄糖分解，则可使丙酮酸增加10呼吸熵（RQ）是指生物体在同一时间内，氧化分解时释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值。下图是部分有机物完全氧化分解时的呼吸熵。下列叙述错误的是（）A长期多食而肥胖的人，RQ值最接近于1B与正常人相比，长期患糖尿病的人RQ值会增大C叶肉细胞缺氧时的RQ值高于氧气充足时的RQ值D脂肪因O含量低而C、H含量高，故其RQ值低于111下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是（）A植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP12为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析正确的是（）At1t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降Bt3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时慢C若适当降低温度培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D若将酵母菌改为破伤风杆菌，也可能得到类似的实验结果13花青素是当今人类发现最有效的抗氧化剂，也是最强效的自由基清除剂。某植物能大量合成花青素，合成花青素需要原料、花青素合成酶和ATP。请回答下列有关问题：（1）植物细胞合成花青素所需ATP的来源是。在有关酶的催化作用下，ATP分子中的那个高能磷酸键很容易水解。（2）花青素合成酶的作用机理是，其作用特性有（答出两点即可）。（3）某科研小组研究了温度对花青素合成酶活性的影响，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：三个温度条件下，该酶活性最高的是组。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。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。14为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图甲、乙中af所示装置，（呼吸底物是葡萄糖）请据图回答问题：（1）图甲中能够验证酵母菌进行有氧呼吸的装置是_（用字母按顺序表示），可用图丙中的_过程表示（用标号表示）；如果将d装置内的酵母菌换成乳酸菌，并与b连接，能否观察到b中出现混浊的现象?_，其原因是_。（2）图乙中，X烧杯中放置的是_溶液。如果e的液滴不移动，f的液滴右移，则此时酵母菌进行的呼吸方式是_。（3）图丙是酵母菌的呼吸过程，产生物质B的过程的酶存在于细胞的_，物质E可用_试剂检测，其中释放能量最多的是_（填序号）。（4）图丁是酵母菌在不同氧浓度时，CO2释放量和O2吸收量的变化。氧浓度为b时，有_葡萄糖进行无氧呼吸。答案与解析一、典题温故1.【答案】A【解析】根据题意分析，种子萌发时，吸水膨胀，种皮变软，呼吸作用逐渐增强，将储藏在子叶或胚乳中的营养物质逐步分解，转化为可以被细胞吸收利用的物质，所以种子萌发过程中，呼吸作用强度增加，而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。2.【答案】D【解析】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类，A选项正确；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B选项正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性，C选项正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验，D选项错误。故错误的选项选择D。二、经典集训1.【答案】A【解析】许多小分子物质的合成是由一连串的反应组成的，催化此物质生产的第一步的酶，往往被它的终端产物抑制，这是负反馈调节。因此代谢终产物可以通过反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率，A正确；激素调节细胞代谢既可以通过影响靶细胞内酶活性来调节细胞代谢，也可以通过影响靶细胞内某些酶基因的表达来调节酶的数量，从而调节细胞代谢，B错误；酶制剂可在较低的温度长期保存，但在较低pH下不能，C错误；一定条件下酶的催化效率比无机催化剂高，D错误。2.【答案】C【解析】光反应产生的ATP其中的能量来自光能，细胞呼吸产生的ATP，其中能量来自有机物质中的化学能，但是ATP中的能量不可能来自热能，A错误；ATP和ADP相互转化能保证细胞内的能量供应，细胞内的ATP 含量较少，B错误；ATP水解形成ADP时能产生磷酸和释放能量，C正确；ATP中的高能磷酸键不稳定，容易断裂和重新生成，D错误。故选C。3.【答案】D【解析】由于该图是在最适温度下绘制，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率变慢，A错误；B点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，说明反应物浓度不是限制因素，可能受到酶浓度的限制，因此当B点及以后提高酶的浓度，反应速率加快，提高反应物浓度，反应速率不会变化，BC错误；从曲线图可知，A点后，随着反应物浓度的增加，反应速率加快，说明此时的限制因素是反应物浓度，D正确，故选D。4.【答案】A【解析】唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白酶能够促使其水解，A正确；淀粉酶能催化淀粉水解，滴加碘液不变色；淀粉酶不能催化蔗糖水解，滴加碘液不变色；二者的实验现象一样，无法验证酶的专一性，B错误；淀粉酶的活性受到温度、pH的影响，但淀粉溶液的浓度不会影响淀粉酶的活性，C错误；细胞的放能反应一般与ATP的合成相联系，D错误。故选A。5.【答案】B【解析】ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，ATP与ADP相互转化供能机制是生物界的共性，A正确；细胞内ATP与ADP的相互转化是两个不同的反应过程，两个反应过程中能量的来源及催化反应的酶种类均不同，为不可逆反应，B错误；吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系，能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通，C正确；细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量，对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，D正确；故错误的选B。6.【答案】D【解析】“分子马达”具有酶的功能，如RNA聚合酶，A正确；主动运输可能与“分子马达”如载体蛋白有关，B正确；吸能反应（需要消耗能量，ATP是直接的能源物质）一般与ATP水解反应相联系，C正确；载体蛋白在运输物质时，结构会发生改变，但可以恢复，并未失去活性，D错误。故选D。7.【答案】B【解析】试管中底物种类不同，故本实验的目的是探究酶的专一性，A错误；实验中滴管混用会影响结果准确性，B正确；甲试管出现砖红色沉淀，但是乙试管不出现砖红色沉淀，因为加入淀粉酶只有甲试管会反应，C错误；不可用碘液代替斐林试剂检测结果，因为乙试管中的蔗糖不与碘反应，即使被分解了也不发生反应，D错误；故选B。8.【答案】A【解析】根据题意，酵母菌呼吸过程中的CO2释放量是O2吸收量的2倍时，说明酵母既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，根据细胞呼吸的反应式可知，有氧呼吸中酵母菌消耗的氧气和释放的二氧化碳的量相等，因此有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2一样多，A正确；酵母菌无氧呼吸不产生水，B错误；根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2一样多，结合反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，由于1mol葡萄糖释放的能量是2870kJ，而无氧呼吸释放的能量只有196.65kJ，故有氧呼吸过程中释放的能量多，C错误；由于二者消耗的葡萄糖的量不一样多，故消耗的丙酮酸也不一样多，D错误。9.【答案】B【解析】若a能抑制丙酮酸分解，则可使丙酮酸的消耗减少，A项错误；有氧呼吸第三阶段H和氧结合生成水，若b能抑制H氧化成水，则可使O2的消耗减少，B项正确；ADP与磷酸在有能量提供、有酶催化的条件下可形成ATP，若c能抑制ATP形成，则可使ADP的消耗减少，C项错误；葡萄糖在有氧呼吸第一阶段转变为丙酮酸，若d能抑制葡萄糖分解，则使丙酮酸减少，D项错误。10.【答案】B【解析】长期多食而肥胖的人，其营养过剩，说明糖类过多，部分糖类转化为脂肪，此时主要由葡萄糖供能，RQ值最低为1，A正确；与正常人相比，糖尿病患者葡萄糖的利用发生障碍，机体主要靠脂肪供能，因此RQ值在0.70左右，B错误；植物叶肉细胞进行无氧呼吸只释放二氧化碳，不吸收氧气，RQ值非常高，而进行有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，RQ值为1，C正确；呼吸熵是释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值，而脂肪中碳、氢比例高于葡萄糖，氧比例低于葡萄糖，同质量的脂肪氧化分解消耗的氧气多于葡萄糖，因此呼吸熵更低，D正确。11.【答案】C【解析】植物的呼吸和光照无关，只和氧气的含量有关，A项正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二阶段转化成乳酸，B项正确；有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO2和H2O、CO2和酒精，某些组织或器官是乳酸，C项错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D项正确。12.【答案】A【解析】在t1t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A项正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率相同，所以单位时间内产生相同量的CO2，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B项错误；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C项错误；破伤风杆菌是一种厌氧细菌，将酵母菌改为破伤风杆菌，不能得到类似的实验结果，D项错误。13.【答案】（1）细胞呼吸远离A （2）降低化学反应所需的活化能高效性、专一性、酶的作用条件较温和（3）B 加快不变60条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加【解析】（1）细胞呼吸是ATP的主要来源。ATP的化学性质不稳定，其中远离A的那个高能磷酸键很容易水解。（2）酶通过降低化学反应所需的活化能来达到催化目的，其作用特性有高效性、专一性、酶的作用条件较温和等。（3）分析曲线可知，B组（40）时该酶活性最高。A组控制的温度是20。在时间t1之前，如果A组温度提高10，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60条件下已经失活，所以如果在时间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，在t3时，C组产物的总量不变。14.【答案】（1）c-a-b否乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2（2）NaOH无氧呼吸（3）细胞质基质和线粒体（或线粒体基质）酸性的重铬酸钾（4）5/6【解析】（1）酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸能产生大量的CO2，CO2可使澄清石灰水变浑浊。利用图甲探究酵母菌进行有氧呼吸时。需提供O2，因此通入a瓶的空气需先经过c瓶，以除去空气中的CO2，保证b锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致，可见其装置序号是c-a-b。分析图丙可知：A、B、C、D、E分别表示丙酮酸、CO2、H、O2、酒精，过程为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，过程为无氧呼吸的第二阶段，过程为有氧呼吸的第三阶段，为有氧呼吸的第二阶段，所以丙图中表示有氧呼吸。如果将d装置内的酵母菌换成乳酸菌，并与b连接，由于乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，所以不能观察到b中出现浑浊的现象。（2）图乙中，装置f中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值。由于酵母菌在有氧和无氧条件下都产生CO2，因此仅凭装置f不能辨别酵母菌细胞的呼吸类型。若要辨别酵母菌细胞的呼吸类型，装置e的X烧杯中应放置能够吸收CO2的NaOH溶液，此时装置e中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量。如果e的液滴不移动，f的液滴右移，说明酵母菌的细胞呼吸没有消耗O2，但产生了CO2，则此时酵母菌进行的呼吸方式是无氧呼吸。（3）结合对（1）的分析可知：图丙中的物质B是CO2，产生于无氧呼吸的第二阶段和有氧呼吸的第二阶段，因此产生物质B的过程的酶，存在于细胞的细胞质基质和线粒体（或线粒体基质）中。物质E是酒精，可用酸性的重铬酸钾溶液检测。释放能量最多的是有氧呼吸的第三阶段，即图丙中的过程。（4）图丁显示：当氧浓度为b时，CO2释放量大于O2吸收量，说明酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。此时，CO2释放量的相对值为8，O2吸收量的相对值为3，说明无氧呼吸CO2释放量的相对值为5；结合如下的有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可推知：无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为5/2，有氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为1/2，所以有5/2（5/21/2）5/6的葡萄糖进行无氧呼吸。11