1、3.2.4从化学能到生物能 同步测试 中图版必修一 (时间:40分钟分值:90分)一、选择题:本大题共9小题,每小题5分,共45分。1.关于细胞呼吸的叙述,正确的是 (B)A.种子风干脱水后呼吸强度增强B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱解析:种子风干脱水后自由水含量降低,细胞代谢缓慢,细胞呼吸强度减弱;土壤淹水后,植物根系缺氧导致根系细胞进行无氧呼吸;破伤风杆菌能够侵入人体深部的组织细胞,进行无氧呼吸并大量繁殖,有氧条件能抑制破伤风杆菌的繁殖;小麦种子萌发过程中,自由水含量上升,代谢加快,有氧呼吸加强。2.(2014武汉
2、武昌区高三期末)下列有关ATP的叙述中,不正确的是(C)A.ATP中的能量可以来源于光能或化学能B.ATP的合成不一定伴随有机物的氧化分解C.人体紧张或愤怒状态下,细胞内产生ATP的速率大大超过产生ADP的速率D.人体剧烈运动中,机体通过神经和体液调节,细胞产生ATP的速率迅速增加解析:对植物而言,产生ATP的途径有2个:光合作用的光反应阶段,ADP和Pi利用光能合成ATP;呼吸作用将有机物分解释放的能量提供给ADP和Pi生成ATP。故A、B项正确。ATP在细胞内虽然含量少,但始终处于动态平衡之中,如人体紧张、愤怒或剧烈运动时,ATP分解(消耗)加快,那么ATP合成也加快。故C错,D正确。3.
3、(2014安徽蚌埠质检)人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是(A)A.消耗等量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自线粒体内膜解析:由题意知,快肌纤维的细胞呼吸方式主要是无氧呼吸,慢肌纤维的细胞呼吸方式主要是有氧呼吸,消耗等量的葡萄糖,慢肌纤维的有氧呼吸释放产生ATP较多;快肌纤维几乎不含线粒体,进行无氧呼吸,慢肌纤维进行有氧呼吸,细胞有氧呼吸和无
4、氧呼吸的第一阶段都是在细胞质基质中将葡萄糖分解为H、丙酮酸,同时释放出少量能量,合成少量ATP;人肌肉细胞无氧呼吸会产生大量乳酸,乳酸的积累会导致肌肉酸痛;慢肌纤维细胞中有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,该过程释放的能量最多,合成的ATP最多。4.(2013莆田一中模拟)呼吸底物不是糖时,有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的体积并不相等,利用如图所示装置两套,设为甲、乙,测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值,下列构思可以达到实验目的的是(C)A.甲装置烧杯中盛放清水,在光照下测定O2释放量,乙装置在黑暗下测定CO2释放量B.甲装置烧杯中盛放清水,测定CO2释放量,乙装置换成C
5、O2吸收剂,测定O2消耗量C.甲装置烧杯中盛放清水,测定气体体积变化量,乙装置换成CO2吸收剂,测定O2消耗量D.甲装置烧杯中盛放CO2缓冲剂(可吸收和放出CO2),测定气体体积变化量,乙装置放死亡种子做对照解析:甲装置烧杯中盛放清水,则不影响锥形瓶中CO2和O2的量,U形管中右侧液面上升或者下降是CO2和O2体积变化造成的,无法测定种子呼吸作用消耗的O2量或释放的CO2量;乙装置烧杯中换成CO2吸收剂,则乙装置中U形管右侧液面下降是由锥形瓶中O2减少造成的,可以测出小麦种子呼吸时消耗O2的量,结合甲装置所测定的气体体积变化量能计算出CO2的产生量,进而可计算出CO2释放量与O2消耗量的比值;
6、若乙装置放死亡种子,不进行呼吸作用,气体不发生变化,无法测定出呼吸作用产生的CO2量或消耗的O2量。5.(2014芜湖模拟)生物体内能量代谢中ATP的合成和利用过程如图所示。以下说法错误的是(C)A.a过程和b过程都有H的生成和消耗B.过程和过程的酶和场所不相同C.c表示吸收的能量,d表示释放的能量,两者数值相等、形式相同D.ATP在活细胞中的含量很少,但转化速度很快解析:由图示可知, a过程表示动物和人及绿色植物的呼吸作用,b过程表示绿色植物的光合作用,这两个过程都有H的生成和消耗;过程表示ATP的合成,过程表示ATP的分解,细胞进行这两个过程需要的酶和场所不相同;c表示合成ATP的能量来源
7、,d表示ATP水解释放的能量,两者数值和形式不一定相同;ATP是细胞中普遍使用的能量载体,含量不多,但在细胞中易于再生,转化速度很快。6.(2013福建厦门质检)如图表示糖类代谢的示意图,相关叙述正确的是(D)A.过程需要水的参与,发生在线粒体的内膜上B.过程产生少量的ATP,、产生大量的ATP C.过程可以发生在人体的肝脏或肌肉细胞中D.过程不发生在人体细胞中,是因为缺乏相关的酶解析:过程为有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,该过程需要水参加反应;过程是有氧呼吸第一阶段,该过程可产生少量ATP,过程分别是有氧呼吸第二、三阶段,只有有氧呼吸第三阶段才能产生大量ATP;是糖类物质的水解,糖原分
8、解成葡萄糖可发生在肝脏细胞中,不能发生在肌肉细胞中;过程为产生酒精的无氧呼吸,不能发生在人体细胞中,人体细胞中缺乏催化产生酒精的酶。7.(2014河北武邑一模)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是(C)A.氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸,只进行无氧呼吸B.当氧浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同C.当氧浓度为c时,2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵D.a、b、c、d不同氧浓度下,细胞都产生H和ATP解析:氧浓度为a时,酒精和CO2的量相等,即比值为11,酵母菌只进行无氧呼吸,A正确;氧浓度为b时,CO2的量大于酒精
9、的量,说明酵母菌有两种呼吸方式,氧浓度为d时酒精的量为0,酵母菌只进行有氧呼吸,B正确;当氧浓度为c时,酒精的量为6,无氧呼吸消耗的葡萄糖为3,由CO2的量15可知有氧呼吸产生的CO2为:15-6=9,可得出有氧呼吸消耗的葡萄糖为:1.5,则有2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵,C错;有氧呼吸和无氧呼吸都产生H和ATP,D正确。8.(2014烟台质检)在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表。若底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是(B)条件abcdCO2释放量10867O2吸收量0347A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有乙醇或乳酸B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡
10、萄糖比无氧呼吸少C.c条件下,种子消耗的葡萄糖最少D.d条件下,产生的CO2来自细胞质基质和线粒体解析:无氧条件下产生了CO2,这说明该植物的无氧呼吸产物是酒精,不会是乳酸;b条件下,氧气消耗的相对值为3,可计算出葡萄糖消耗的相对值为0.5,无氧呼吸产生CO2的相对值为5,可计算出消耗葡萄糖的相对值为2.5;有氧呼吸时,消耗葡萄糖最少;d条件下,种子只进行有氧呼吸,CO2全部来自线粒体。9.(2013广东六校第二次联考)某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸,实验设计如下。关闭活栓后,U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点,实验中定时记录
11、右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。下列有关说法正确的是(C)A.甲组右管液面变化,表示的是微生物呼吸二氧化碳的产生量B.乙组右管液面变化,表示的是微生物呼吸CO2的释放量C.甲组右管液面升高,乙组不变,说明微生物只进行有氧呼吸D.甲组右管液面不变,乙组下降,说明微生物进行乳酸发酵解析:本题以探究细胞呼吸方式为载体,考查装置图分析判断、综合运用知识的能力。甲组装置中,锥形瓶中二氧化碳及微生物产生的二氧化碳均被NaOH溶液吸收,该装置中微生物有氧呼吸消耗氧气导致锥形瓶内气压降低,故右管液面变化是微生物有氧呼吸消耗氧气量的变化。乙组装置中,微生物有氧呼吸消耗氧气同时产生等
12、量二氧化碳,有氧呼吸过程中气体体积不变,微生物的无氧呼吸会产生二氧化碳,导致锥形瓶内气压升高,故右管液面变化表示微生物无氧呼吸产生二氧化碳量。微生物只进行有氧呼吸,则有氧呼吸过程中二氧化碳释放量与氧气消耗量相等,则甲组锥形瓶气压降低,甲组右侧液面升高;乙组锥形瓶气压不变,乙组的液面不变。微生物无氧呼吸若为乳酸发酵,乳酸发酵过程不消耗也不产生气体,甲组及乙组右管的液面应均不变化。二、非选择题:本大题共3小题,共45分。10.(14分)如图是有氧呼吸过程图解,请依图回答问题:(1)写出1、2、3所代表的物质名称。1.,2.,3.。(2)写出4、5、6所代表的能量的多少(填“大量能量”或“少量能量”
13、)。4.,5.,6.。(3)有氧呼吸的主要场所是,进入该场所的呼吸底物是。(4)人体内血红蛋白携带的O2进入组织细胞的线粒体内至少要通过层生物膜。(5)如果O2供应不足,则人体内C6H12O6的分解产物是,释放的能量,反应场所是 。解析:(1)图示中1应为有氧呼吸第一阶段产物即丙酮酸;3为第二阶段产物即CO2,2为有氧呼吸第三阶段产物即H2O。(2)4、5、6均为细胞呼吸过程产生的能量,有氧呼吸第三阶段产生能量6最多,有氧呼吸第一、二阶段产生能量4、5较少。(3)有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体,故线粒体是有氧呼吸的主要场所
14、。(4)人体内血红蛋白携带的氧气进入组织细胞的线粒体至少需穿越红细胞膜、毛细血管壁(两层膜)、组织细胞膜及线粒体双层膜共6层生物膜。(5)人体细胞在缺乏氧气的条件下进行无氧呼吸,人体细胞无氧呼吸产物为乳酸,该过程发生在细胞质基质。答案:(1)丙酮酸水二氧化碳(2)少量能量少量能量大量能量(3)线粒体丙酮酸(4)6(5)乳酸少细胞质基质11.(2014聊城一模)(15分)为研究酵母菌发酵的产物,某研究小组设计了如图甲所示的装置图。号、号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许0.1%溴麝香草酚蓝水溶液(简称BTB溶液),此时溶液呈蓝绿色(当环境偏酸性时,BTB溶液呈黄色)。请回答:(1)一段时间后号试管
15、中的溶液由蓝绿色逐渐变成黄色,原因是酵母菌在发酵过程中会产生,这种产物产生的场所是细胞中的。(2)该实验中的葡萄糖为酵母菌的生长和繁殖提供的营养要素是。向培养液中接种酵母菌之前应该对培养液依次进行调整pH和处理。(3)设置号试管的作用主要是排除对实验结果的影响。(4)图乙中最可能正确表示号试管内玻璃管口气泡释放速率变化的曲线是。解析:(1)酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸,其产生CO2的场所分别是线粒体和细胞质基质。(2)葡萄糖可为微生物(如酵母菌)的培养提供碳源。(3)设置号试管的主要目的是排除空气中CO2对实验结果的影响。(4)随培养时间的延长,培养液中酵母菌的数量会先增加后减少,故
16、号试管内玻璃管口气泡释放速率也会先增后减。答案:(1)CO2线粒体和细胞质基质(2)碳源灭菌(3)空气中的CO2(4)B12.(2014晋江期末)(16分)某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后,想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时,哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验:将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气),按下图装置实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时,撤去装置,将甲、乙装置中两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤,除去酵母菌,得到滤液1和滤液2。请分析回答:(1)甲、乙两组的实验变量是,实验中需控制的无关变量主要有
17、。(2)酵母菌产生CO2的场所是 。(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜,其余物质能通过)、滤液1和滤液2等,继续完成探究实验:实验步骤:将的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记;一段时间后观察的变化。实验结果预测和结论:a.如果,则有氧呼吸消耗的葡萄糖少;b.如果,则有氧呼吸消耗的葡萄糖多;c如果,则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。解析:(1)实验变量即操作变量,是施加的变量,从实验可知甲通入氧气,乙不通入氧气,可见有无氧气就是实验变量。其他需要严格控制甲、乙均相同的无关变量比较多,主要的无关变量有培养液量、培养液浓度、pH、温度等。(2)酵母
18、菌进行有氧呼吸第二阶段时产生CO2,场所在线粒体基质;进行无氧呼吸第二阶段产生CO2,场所在细胞质基质。(3)此实验的自变量是滤液1和滤液2,因变量是U形管两侧液面高度的变化。实验需要确保单一变量原则,因此将等量的滤液1和滤液2导入U形管的A、B两侧。观测的指标是U形管两侧液面高度的变化。有氧呼吸过程葡萄糖分解为CO2和H2O,而无氧呼吸过程中葡萄糖分解成乙醇和CO2,乙醇可以通过半透膜,使两侧乙醇均匀分布,因此影响液面高低的因素是葡萄糖浓度。如果A侧液面上升,B侧液面下降说明A侧原葡萄糖浓度高于B侧的,即有氧呼吸消耗的葡萄糖少;如果A侧液面下降,B侧液面上升说明A侧原葡萄糖浓度低于B侧的,即
19、有氧呼吸消耗的葡萄糖多;如果A、B两侧液面高度相同说明A侧原葡萄糖浓度等于B侧的,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。答案:(1)有无氧气温度、pH、培养液量、培养液浓度等(2)细胞质基质和线粒体(3)等量(两侧)液面a.A侧液面上升,B侧液面下降b.A侧液面下降,B侧液面上升c.A、B两侧液面高度相同【教师备用】1.(2014湖南郴州第二次质检)为研究酵母菌的发酵产物,某研究小组设计了如下图甲所示的装置,并将有关检测结果绘制成图乙。号、号试管中均加入3 mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析下列说法正确的是(C)A.检验发酵产物酒精需向号试管中滴加含重铬酸钾的浓硫酸溶液B.设号试管对照组是
20、为了排除无关变量温度对实验的干扰C.图乙曲线b表示号试管内玻璃管口气泡释放速率变化D.图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律解析:本题以酵母菌细胞呼吸方式及过程为载体,考查实验装置图和曲线图分析判断、综合运用知识、实验探究的能力。酵母菌发酵后取样即在锥形瓶中取样,可用含重铬酸钾的浓硫酸溶液检验酒精的存在,其基本原理是酒精可使含重铬酸钾的浓硫酸溶液颜色由橙色变为灰绿色;设置试管是与试管进行对照,号试管中加入的是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,试管的设置是为了排除空气中二氧化碳的干扰,用号试管作对照使实验结果明显,而不是排除温度对实验结果的影响;随着培养时间的延长,营养物质的消耗和有害代
21、谢产物的积累等因素,导致酵母菌的数量先增加后减少,图乙曲线b表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化;号试管内玻璃管口的气泡释放速率先增加后下降,图乙曲线b表示号试管内玻璃管口气泡释放速率变化。2.最新研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答:(1)在下列生物体的生命活动中,不直接依赖于ATP水解的是()A.胃蛋白酶的合成B.细胞的生长C.骨骼肌的收缩 D.红细胞吸收葡萄糖(2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是。(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均
22、能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析,科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是: 。(4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据如表所示:实验组编号X物质的浓度(mgmL-1)细胞内ATP的浓度(mmolmL-1)细胞死亡的百分率A0801B2703C45010D82025E16570F32195该实验的因变量是 。实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系? 。解析:(1)ATP是生物体进行各项生命活动的直接能源物质,各项生命活动如新物质(有机物)的合成
23、、无机盐离子的吸收、细胞的生长和分裂及肌肉收缩等都需要ATP水解供能。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,不需要消耗能量。(2)ATP中的高能磷酸键断裂时,会释放出大量的能量,ATP水解脱下两个磷酸基团后生成的AMP能参与形成的生物大分子是RNA,如果磷酸基团完全脱落,剩下的是腺苷。(3)据图分析,科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是设法把ATP与典型神经递质分开,单独去研究其作用,即:科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后,发现受体细胞仍能接收到部分神经信号;科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体。(4)该实验的因变量就是实验结果所观察到的实验现象,即:细胞中ATP的浓度和细胞死亡的百分率。实验数据表明,该实验的因变量之间的联系:细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加。答案:(1)D(2)腺苷(3)科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后,发现受体细胞仍能接收到部分神经信号;科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的受体(4)细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加
