第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用[主干回顧](一)酶的基本概念圖示(二)酶的作用機理酶作用的實質(zhì)是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。(三)用曲線模型表示酶的三大特性1．圖1中酶參與的反應(yīng)對應(yīng)曲線A，無機催化劑參與的反應(yīng)對應(yīng)曲線B，未加催化劑時對應(yīng)曲線C，由此說明，與無機催化劑相比，酶的催化作用具有高效性。2．圖2中加入酶B的反應(yīng)速率和無酶條件下的反應(yīng)速率相同，說明酶B對此反應(yīng)無催化作用；而加入酶A的反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度的增大明顯加快，說明酶的催化作用具有專一性。3．①圖3中b點表示最適溫度，e點表示最適pH。②溫度在a點時，酶的活性較低，但不會失活；溫度≥c點，酶會失活。pH≤d點、pH≥f點，酶都會失活。③由圖3可知，酶的作用條件較溫和，在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。[集訓(xùn)過關(guān)]1．(2019·山東學(xué)考)下列關(guān)于生物體內(nèi)酶的敘述，錯誤的是

(

)A．酶是具有催化作用的有機物B．酶只能在生物體內(nèi)發(fā)揮作用C．過酸或過堿會使酶永久性失活D．一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)解析：酶既可在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，也能在生物體外發(fā)揮作用。故選B。答案：

B2．細(xì)胞代謝活動的正常進行離不開酶。下列有關(guān)酶的敘述，錯誤的是

(

)A．一旦離開活細(xì)胞，酶就失去催化能力B．酶的活性受溫度和pH等因素的影響C．酶作用的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能D．反應(yīng)前后，酶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變

解析：只要條件適宜，酶在細(xì)胞內(nèi)外都能發(fā)揮催化作用，A錯誤；溫度和pH

都會影響酶的活性，B正確；酶催化作用的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，C

正確；酶在反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量保持不變，D正確。答案：A

3．如圖為某酶促反應(yīng)過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是

(

)A．圖中R表示酶，可以為酶促反應(yīng)提供活化能B．溫度、pH過高或過低會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶失活C．加酶洗衣粉中的酶制劑通過催化圖示反應(yīng)，可洗去各種污漬D．活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外適宜的條件下仍然具有催化活性解析：酶可以降低酶促反應(yīng)所需的活化能，A錯誤；低溫降低酶活性，不破壞酶結(jié)構(gòu)，B錯誤；酶催化的專一性指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)，圖中仍是催化一種化學(xué)反應(yīng)，只能去除某一種污漬，C錯誤；活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外適宜的條件下仍然具有催化活性，D正確。答案：D

4．

(2020·山東學(xué)考)利用麥芽釀造啤酒時，需要利用α-淀粉

酶催化淀粉的水解。右圖為適宜pH條件下，溫度對α-淀

粉酶活性影響的曲線。下列敘述錯誤的是

(

)A．溫度為Ta時，α-淀粉酶的活性受抑制B．溫度為Tb時，α-淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞C．隨溫度的升高，α-淀粉酶的活性持續(xù)升高D．溫度為T0時，淀粉水解速率最快

解析：一定范圍內(nèi)隨溫度升高，α-淀粉酶的活性升高，超過最適溫度，其活性下降，甚至失活。故選C。答案：C5．如圖是某種淀粉酶催化淀粉水解的反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系曲線，回答下列問題：(1)圖中b、c兩點中通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的是______，原因是____________________________________________。(2)某同學(xué)為驗證溫度對該酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗：操作步驟操作方法試管A試管B試管C1淀粉溶液2mL2mL2mL2溫度處理/℃3710003淀粉酶溶液1mL1mL1mL4碘液2滴2滴2滴5現(xiàn)象X變藍(lán)變藍(lán)①該實驗的自變量是________。若反應(yīng)時間相對充分，請寫出表格中X表示的內(nèi)容：__________。操作步驟4________(填“可以”或“不可以”)用斐林試劑代替碘液，原因是____________________________________________________。②能不能利用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響。原因是_____________________________________________________________________。③若需判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，從實驗的科學(xué)角度分析，最好檢測________。解析：(1)分析曲線，c點屬于低溫，b點是高溫，所以通過改變溫度條件可明顯提高反應(yīng)速率的為c點，原因是低溫雖然抑制酶活性，但低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，對酶活性的影響是不可逆的。(2)①分析表格可看出，溫度是自變量，變色情況是因變量；X是37℃時的變色情況，在此溫度淀粉酶活性高，將淀粉分解，加碘液不變藍(lán)；不能用斐林試劑代替碘液，因為用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65℃，對實驗有影響。②也不能用過氧化氫酶催化H2O2分解來驗證溫度對酶活性的影響，原因是溫度對H2O2分解的速度有影響，同樣會對實驗結(jié)果造成干擾。③判斷某生物大分子物質(zhì)在不同溫度條件下，相同酶催化是否水解，最好檢測生成物情況，若檢驗反應(yīng)物有可能反應(yīng)物在較長時間都存在，不易判斷。答案：(1)c低溫抑制酶活性，低溫對酶活性的影響是可逆的，而高溫使酶失活，高溫對酶活性的影響是不可逆的(2)①溫度不變藍(lán)不可以用斐林試劑檢測生成物時，需水浴加熱到50～65℃，改變了實驗的自變量，對實驗結(jié)果有干擾②不能溫度對H2O2分解的速度有影響，會對實驗結(jié)果造成干擾③生成物[主干回顧](一)ATP的結(jié)構(gòu)概念圖(二)ATP的合成與利用(三)細(xì)胞的有氧呼吸1．過程圖解

(四)無氧呼吸1．反應(yīng)式

①C6H12O62C3H6O3＋能量(如乳酸菌)。②C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。2．場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。2．總反應(yīng)式[集訓(xùn)過關(guān)]1．(2020·山東學(xué)考)下圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，其中甲、乙和丙表示構(gòu)成ATP的小分子物質(zhì)，a、b表示某種化學(xué)鍵。下列敘述錯誤的是 (

)A．甲表示磷酸基團B．乙表示脫氧核糖C．丙表示腺嘌呤D．a(chǎn)、b表示的化學(xué)鍵不穩(wěn)定解析：ATP是由核糖、腺嘌呤和磷酸基團組成的，題圖中乙表示核糖。故選B。答案：B

2．(2020·浙江1月學(xué)考)厭氧呼吸的基本過程如圖所示，①～③為相關(guān)反應(yīng)過程。下列敘述錯誤的是 (

)A．①釋放的能量大多貯存在有機物中B．②的進行需要乳酸脫氫酶的催化C．缺氧條件下某些根細(xì)胞能進行①③D．缺氧時骨骼肌細(xì)胞能進行①②解析：①是糖酵解，能量大多貯存在丙酮酸中，釋放的能量大多以熱能的形式散失，少數(shù)儲存在ATP中，A錯誤。答案：A

3．下列關(guān)于細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的敘述，錯誤的是 (

)A．糖的氧化反應(yīng)是放能反應(yīng)B．光合作用的暗反應(yīng)是吸能反應(yīng)C．ATP是吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶D．氨基酸合成蛋白質(zhì)的過程是放能反應(yīng)解析：氨基酸合成蛋白質(zhì)的過程是吸能反應(yīng)。故選D。答案：D

4．(2020·山東學(xué)考)右圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖，①～③表示相關(guān)結(jié)構(gòu)，下列敘述正確的是(

)A．葡萄糖可通過①③進入線粒體B．有氧呼吸過程釋放能量最多的階段發(fā)生在②處C．有氧呼吸有關(guān)的酶全部分布在②③處D．[H]與O2的結(jié)合發(fā)生在③處解析：葡萄糖只有分解成丙酮酸后才能進入線粒體，A錯誤；有氧呼吸過程釋放能量最多的階段為第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜(③)處，B錯誤；有氧呼吸有關(guān)的酶分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和②③處，C錯誤；[H]與O2的結(jié)合發(fā)生在線粒體內(nèi)膜(③)處，D正確。答案：D

5．下列關(guān)于細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的敘述，錯誤的是

(

)A．面團“發(fā)起”是酵母菌產(chǎn)生CO2所致B．干燥和無氧的環(huán)境有利于蔬菜的長期保鮮C．利用乳酸菌制作酸奶過程中需密閉隔絕空氣D．黑暗條件下綠豆萌發(fā)成豆芽的過程中有機物總量不斷減少解析：酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生CO2使面團“發(fā)起”，A正確；完全無氧的情況下，無氧呼吸增強，分解的有機物也較多，同時產(chǎn)生酒精，一般不利于水果的保質(zhì)、保鮮，所以一般采用低氧保存，此時有氧呼吸較弱，而無氧呼吸又受到抑制，B錯誤；乳酸菌是厭氧菌，在無氧的條件下進行乳酸發(fā)酵，C正確；黑暗條件下綠豆萌發(fā)進行呼吸作用消耗有機物，有機物不斷減少，D正確。答案：B

6．圖甲是細(xì)胞內(nèi)部分生命活動示意圖，其中①、②、③、④表示生理過程，A、B、C、D表示生命活動產(chǎn)生的物質(zhì)。圖乙是某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。請據(jù)圖回答下列相關(guān)問題：(1)圖甲中在生物膜上發(fā)生的生理過程是__________(填序號)，A表示__________，D表示________。產(chǎn)生能量最多的生理過程是________(填序號)。(2)圖乙中只完成圖甲中生理過程①、②、③的O2濃度是________。圖乙中最適合儲存水果或蔬菜的O2濃度是________。(3)O2濃度為b時，植物細(xì)胞無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的________倍。解析：(1)題圖甲中生理過程①為呼吸作用第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；生理過程②為有氧呼吸的第二階段，發(fā)生的場所為線粒體基質(zhì)；生理過程③為有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，該過程產(chǎn)生的能量最多；生理過程④為無氧呼吸第二階段。A物質(zhì)是丙酮酸，B物質(zhì)為[H]，C物質(zhì)為乙醇，D物質(zhì)為乳酸。(2)題圖乙中O2濃度為a時，該器官沒有吸收O2，只有CO2生成，因此植物細(xì)胞只進行無氧呼吸；O2濃度為d時，O2吸收量和CO2釋放量相等，植物細(xì)胞只進行有氧呼吸；O2濃度為b和c時，CO2的釋放量大于O2的吸收量，則植物細(xì)胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。O2濃度為c時，植物細(xì)胞進行呼吸作用釋放的CO2量最少，是儲存水果或蔬菜的最佳O2濃度。(3)O2濃度為b時，O2吸收量為3，則有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3，無氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為5，根據(jù)有氧呼吸與無氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式可知，植物細(xì)胞無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[主干回顧](一)綠葉中色素的提取和分離(二)光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系1．過程圖解2．兩者的區(qū)別比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)實質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并釋放出O2固定CO2，形成有機物時間長短短促較緩慢需要條件色素、光照、酶等不需要色素和光，需要多種酶等反應(yīng)場所葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中物質(zhì)變化①水的光解：水分解生成H＋和O2；②ATP的合成：在相關(guān)酶的作用下ADP和Pi形成ATP①CO2的固定：CO2＋C5→2C3；②C3的還原：2C3→(CH2O)＋C5能量變化光能→ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能相應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP和NADPH葡萄糖等有機物續(xù)表(三)光照、CO2濃度和溫度對光合作用影響常見曲線模型曲線分析P點：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高Q點：橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線所表示的因子(圖1為溫度，圖2為CO2濃度，圖3為光照強度)應(yīng)用溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同時適當(dāng)增加CO2，進一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時，可適當(dāng)增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率續(xù)表[集訓(xùn)過關(guān)]1．下列用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述，正確的是

(

)A．應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素B．即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素C．為獲得10mL提取液，研磨時一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D．層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失解析：在提取綠葉中的色素時，應(yīng)先加入少量的CaCO3，再進行研磨，防止研磨過程中酸破壞葉綠素，A錯誤；即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素，只是濾液中色素的含量不多，分離后4條色素帶較窄，B正確；若要獲得總量10mL的提取液，在研磨時應(yīng)分次加入10mL乙醇，C錯誤；層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，這是因為葉綠素在光下容易分解，導(dǎo)致色素條帶很快消失，而不是隨溶劑揮發(fā)消失，D錯誤。答案：B

2．下列關(guān)于光合作用和呼吸作用實驗的說法，錯誤的是

(

)A．研磨綠葉時加二氧化硅有助于研磨充分B．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃C．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，可用重鉻酸鉀溶液檢驗，在酸性條件下由橙色變成灰綠色D．酵母菌有氧呼吸實驗中，通過NaOH溶液通入空氣，目的是去除空氣中的CO2解析：研磨綠葉時，加二氧化硅有助于研磨充分，A正確；酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生CO2，可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，B錯誤；酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，可用重鉻酸鉀溶液檢驗，在酸性條件下由橙色變成灰綠色，C正確；酵母菌有氧呼吸實驗中，通過NaOH溶液通入空氣，目的是去除空氣中的CO2，以排除空氣中CO2對反應(yīng)產(chǎn)物的檢測產(chǎn)生影響，D正確。答案：B

3．下列關(guān)于植物光合作用的敘述，正確的是

(

)A．暗反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進行B．光合作用產(chǎn)生的葡萄糖中的碳和氧都來自二氧化碳C．光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP可以用于暗反應(yīng)，也可以用于其他生命活動D．光反應(yīng)只進行能量代謝，不進行物質(zhì)代謝；暗反應(yīng)則剛好相反解析：暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)；光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只用于暗反應(yīng)，為C3還原提供能量，不能用于其他生命活動；光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程中都存在能量代謝和物質(zhì)代謝。故選B。答案：B

4．光合作用過程中，水的光解及C3形成葡萄糖所需要的能量分別來自

(

)A．細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP和光能、NADHB．都是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP、NADHC．光能和光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPHD．都是光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH解析：由光合作用的過程可知，光合作用過程中，水的分解需要的能量來自光能，C3形成糖類所需要的能量來自光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH中的能量。故選C。答案：C

5．地球上的綠色植物每年通過光合作用制造的有機物高達(dá)2200億噸，相當(dāng)于全球每年能量消耗的10倍。下列有關(guān)說法正確的是

(

)A．綠色植物白天只進行光合作用，夜晚只進行細(xì)胞呼吸B．綠色植物葉肉細(xì)胞的光合色素分布在葉綠體的內(nèi)膜上，可吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能C．當(dāng)某綠色植物的凈光合速率為0時，其葉肉細(xì)胞吸收二氧化碳的量不為0D．光反應(yīng)的進行必須有光的參與，而暗反應(yīng)的進行不能有光解析：綠色植物在白天和夜晚都會進行細(xì)胞呼吸，A錯誤；綠色植物葉肉細(xì)胞的光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，可吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，B錯誤；當(dāng)某綠色植物的凈光合速率為0時，由于植物的非綠色部分不進行光合作用，但會進行呼吸作用，則葉肉細(xì)胞的總光合速率大于呼吸速率，故葉肉細(xì)胞吸收二氧化碳的量不為0，C正確；光反應(yīng)的進行必須有光的參與，而暗反應(yīng)的進行對光沒有要求，有光或無光都可以進行暗反應(yīng)，D錯誤。答案：C

6．如圖是適宜條件下光照強度對某植物光合作用速率的影響曲線?；卮鹣铝袉栴}：(1)該植物葉片中光合色素分布在葉綠體的________上。提取葉綠體中的色素時，為使研磨充分可加入__________。(2)光照強度直接影響光合作用的________階段，該階段產(chǎn)生的________和________可參與三碳化合物的還原。(3)光照強度為B時，該植物的光合作用速率______(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用速率。長期處于該光照強度下，植物______(填“能”或“不能”)正常生長。(4)光照強度為D時，葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有________________