2020届高考生物二轮复习常考题型大通关(全国卷)：第29题 细胞的能量供应和利用(1)

2020届高考生物二轮复习常考题型大通关（全国卷）

第29题 细胞的能量供应和利用（1）

1、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.从图中可以看出, ATP作为信号分子时,酶和ATP的共同特点是都具有__________。细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱落下来,最后剩下的是__________。 2.典型神经递质和ATP都能引起受体细胞的膜电位变化,如果ATP使受体细胞兴奋,则突触后膜的信号变化是__________。若浆细胞产生的某种抗体破坏了ATP的相应受体,从免疫学角度分析,这属于__________病。

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: ①科学家用化学物质阻断__________在神经细胞间的信息传递后,发现靶细胞膜能接受到部分神经信号;

②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP的__________。

2、在生物体内能量的转换和传递中, ATP是一种关键的物质,其分子结构简式如图1所示:

1.从ATP的分子结构式可知,去掉两个磷酸基团后的剩余部分是__________。

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2.人体骨骼肌细胞中, ATP的含量仅够剧烈运动时三秒钟内的能量供给。在校运动会上,某同学参加100 m短跑过程中,其肌细胞中ATP相对含量变化如图2所示,试回答: ① 由A到B的变化过程中,说明ATP被水解,释放的能量用于__________。 ② 由整个曲线来看,肌细胞中ATP的含量不会降为零,说明__________。

3.某同学进行一项实验,目的是观察ATP可使离体的、刚刚丧失收缩功能的新鲜骨骼肌产生收缩这一现象,说明ATP是肌肉收缩所需能量的直接来源。 ① 必须待离体肌肉自身的__________消耗之后,才能进行实验。

② 在程序上,采取自身前后对照的方法,先滴加__________(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”),观察__________与否以后,再滴加__________(填“葡萄糖溶液”或“ATP溶液”)。 ③ 如果将上述顺序颠倒一下,实验结果是否可靠?__________,原因是__________。 3、有氧呼吸过程中,[H]中的H+需要经一系列过程才能传递给分子氧,氧与之结合生成水,如图为其传递过程的两条途径,真核生物体内存在其中的一条或两条途径。回答相关问题:

1.在有氧呼吸的过程中,[H]的本质是__________,有氧呼吸的化学反应式可表示为:__________。

2.在有氧呼吸的第二阶段,是否需要氧气的存在?并作出一种合理的解释__________。 3.研究发现,“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。若小鼠氰化物中毒,细胞呼吸全被抑制,导致死亡;而对天南星科植物用氰化物处理,呼吸速率降低,但并未完全被抑制。结果表明:天南星科植物存在__________(“途径1”、“途径2”、“途径1和途径2”)。

4.天南星在开花时,其花序会释放大能量,花序温度比周围温度高15〜35℃,促使恶臭物质散发以吸引昆虫进行传粉。研究发现,此时花序中ATP生成量并没有明显增加。花序温度升高但ATP生成没有明显增加的原因是__________。天南星科植物这种性状的形成是长期__________的结果。

4、图1是将适量的小麦种子置于密封的、有适量水的广口瓶内,在25 ℃条件下,瓶内CO2和O2含量变化示意图。图2是不同遮光处理对红掌(半阴生高等植物)净光合速率及其他指标的影响结果示意图。请回答下列问题:

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1.图1中,在~t1期间,小麦种子的细胞呼吸方式是_ _ (填“有氧呼吸”、“无氧呼吸”或“有氧呼吸和无氧呼吸”),判断的依据

是 。

2.在t1~t2期间,小麦种子细胞的__________(具体部位)产生大量CO2 ,使瓶内CO2含量大量增加。若在t1~t2间的某个时间点,测得广口瓶内O2消耗量和CO2增加量比为2∶3,则此时种子细胞内无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖之比为__________(假设呼吸底物均为葡萄糖)。 3.图2中,当遮光比例达到10%以上时,随着遮光比例增加,叶绿素a和叶绿素b相比,________含量增加更多,以适应弱光环境。与10%遮光处理相比,不遮光处理的植株干重较小,可能的原因是__________。

4.据图2可知,在生产中为了保证红掌的最大产量,应在__________条件下种植红掌。 5、下图表示生物体内细胞呼吸的过程,图中Ⅰ~Ⅳ表示某种物质,①~⑤表示相关生理过程,据图回答:

1.在人体细胞的细胞质基质中进行的生理过程有__________(在“①~⑤”中选填)。 2.在农业生产上,需要对稻田定期排水,否则水稻幼根会变黑、烂根死亡,原因是__________。 3.图中Ⅰ物质的名称是__________,将一只实验小鼠放入含有放射性O2气体的容器内,O2进入细胞后,最先出现的放射性化合物是__________(在“Ⅰ~Ⅳ”中选填)。

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4.有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,其反应式可以简写成__________。 5.水稻无氧呼吸中葡萄糖能量的去路是转化为ATP中活泼化学能、__________和__________。

6、下图为莴苣种子萌发过程中氧气的消耗速率和二氧化碳释放速率的曲线。

1.胚根长出之前发生的主要是__________呼吸,理由是__________。若以H2O浸润种子,则有氧呼吸过程中O的转移途径是__________。

2.26℃下,将莴苣种子交替在红光(R,1min)和远红光(FR,4min)下连续曝光处理后,种子的萌发率如下表。

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光处理 萌发率% R FR 80 7 光处理 R-FR-R R-FR-R-FR 萌发率% 79 7 ①本实验__________(填“能”或“不能”)说明红光对种子的萌发起促进作用,原因是__________。

②分析实验中光处理情况可判断:种子萌发率的高低由__________决定。

③有些种子萌发还需要光照,这体现了__________离不开生态系统的信息传递。 7、光合作用

光合作用是地球上最主要的化学反应,分为两个阶段,过程如图1所示。研究人员以东北地区玉米为研究对象,以390μ mol/mol的大气CO2浓度和自然降水条件为对照组(即C390+W0组),分别研究CO2浓度升高至550μ mol/mol(即C550+W0组)和降水增加15%(即C390+W15组)对玉米净光合速率(即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率)的影响,结果如图2。其中P为C390+W0组曲线上的点,此时的光照强度为600μ mol·m-2·s-1。

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1.图1中阶段1的场所是__________,其上具有吸收、传递和转化光能的色素是__________。物质X是__________。

2.若突然停止光照,图1中O2、NADPH和X的含量变化分别是__________(用“升高”、“不变”或“下降”表示)。

3.下列关于图2的分析正确的是( ) A.CO2浓度变化会通过光反应影响光合作用

B.C390+W0组玉米呼吸作用消耗有机物的速率大于5μ mol·m-2·s-1

C.适当增加降水可提高气孔的开放度,增加玉米CO2的摄入量,从而促进光合作用 D.P点时,仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μ mol/mol的作用明显

4.有资料显示,未来东北地区将受到大气CO2浓度升高至550μ mol/mol和降水量增加15%的共同影响,某同学据图2数据判断这两种因素的共同作用将在更大程度上促进玉米的产量提高。写出该判断的合理和不足,并修正不足之处__________。

8、研究人员为了研究日温和夜温对作物生长的影响,利用生长状况相同的番茄幼苗进行实验,每昼夜给予16小时光照,光照强度相同且适宜,实验结果如图1所示。图2为用培养液培养番茄幼苗,通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的O2释放速率来测量光合速率得到的结果,请据图回答:

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(1)为完成图1实验,研究人员至少要将生长状况相同的幼苗分为_______________组,并将其置于相应的条件下进行培养。

(2)图1中A在夜温10℃和20℃条件下,茎生长速率不同的原因是白天_____________(生理过程)强度相同而夜间__________(生理过程)强度不同。

(3)图1中最有利于番茄茎生长的温度条件是______________________________。 (4)植物根尖细胞对培养液中不同无机盐离子的吸收具有选择性,吸收速率也不相同,原因是______________________________。若用缺镁的完全培养液培养,叶肉细胞内_________________________合成减少,从而影响植物对光的吸收。 (5)在光下,根尖细胞内合成[H]的场所有_______________。

(6)图2曲线中t1~t4时段,玻璃罩内CO2浓度最高点是_______________；t4时补充CO2,此时叶绿体内C5的含量_______________(上升或下降)。

9、在一定实验条件下,测得某绿色植物光合作用速率与光照强度之间的关系(氧气浓度为15%,如图甲)、呼吸作用速率与氧气浓度之间的关系(如图乙)及光合作用速率和呼吸速率与温度之间的关系(如图丙)所示。请据图回答下列问题:

1.在光合作用过程中,光反应为暗反应提供了__________、__________两种物质。 2.影响图甲中a曲线A点上下移动的外界因素主要是__________;图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在__________条件下测量。

3.由图可知,40℃时,植物体__________(填“能”或“不能”)显示生长现象;而5℃时的状态可用图甲中__________(填“

A”、“B”或“C”)点表示。

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4.用大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为__________点对应的光照强度,温度为__________℃最佳。

5.图甲中光合作用强度是用CO2吸收量(mol/h)表示的,如果改为用O2的吸收量(mol/h)表示,请绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线。

10、大棚果蔬种植是一种比较常见的技术，它因有较好的保温性能、利于提髙作物产量等优点而深受人们喜爱，具有较好的市场前景。请分析回答：

(1)大棚种植蔬菜水果时,最好应选择 (填“内色”“红色”或“蓝色”)的玻璃或塑料薄膜作棚顶。

(2)有些果蔬大棚内悬挂发红光或蓝光的灯管，并且在阴雨天的白天也会开灯，这样做的好处是 。 (3)为达到增产的目的，晴天对大棚内温度控制的方法

是 ，这样操作白天可尽量提高光合作用强度，夜晚可尽量降低呼吸作用强度。

(4)有机食品是闰标上对无污染天然食品比较统一的提法。大棚有机蔬菜种植时，菜农广施农家肥(有机肥)，这样既减少污染，又可以通过 达到增产的目的。

(5) 合理密植有利于获得高产。如图所示

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要想获得果蔬高产,叶面积指数(单位土地面积上叶面积的数量,指数越大表示植物交错程度越大)应控制在 左右。

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答案以及解析

1答案及解析：

答案：（1）专一性；腺苷（2）化学信号变为电信号，由负变正；自身免疫 （3）典型神经递质；受体

解析：(1)由题意可知.ATP作为信号分子时，酶和ATP的 共同特点是都具有专一性；ATP的结构简式是 A—P〜P〜P，，其中A代表腺苷，T是三的意思，P代表磷酸基团。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A腺苷。（2)ATP使受体细胞兴奋，则突触后膜的信号变化是化学信号变为电信号，膜内电位变化是由负变正；若浆细胞产生的某种抗体破坏了 ATP的相应受体，从免疫学角度分析，这属于自身免疫病。（3)—些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化，要想知道ATP是否能作为神经细胞间传递信息的信号分子，应先排除典型神经递质的作用。所以科学家的实验设计思路是：①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，发现靶细胞膜仍能接受到部分神经信号；②寻找到靶细胞膜上有ATP的受体。

2答案及解析： 答案：

1.腺嘌呤核糖核苷酸;

2.肌肉收缩等生命活动; ATP的生成和分解是同时进行的

3.ATP; 葡萄糖溶液; 肌肉收缩; ATP溶液; 不可靠; 如果外源ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象 解析：

1.从ATP的分子结构简式可知，去掉两个磷酸基团后的剩余部分是RNA的基本单位之一：腺嘌呤核糖核苷酸。

2.①ATP被水解，释放的能量用于各种生命活动，例如肌肉收缩等。②肌细胞中ATP的含量不会降为零，说明ATP的生成和分解是同时进行的。

3.①必须待离体肌肉自身的ATP消耗之后，才能进行实验，排除原有ATP对实验结果的 影响。②在程序上，采取自身前后对照的方法，先滴加葡萄糖溶液，观察肌肉收缩与否以后，再滴加ATP溶液。③如果将上述顺序颠倒一下，实验结果不可靠，

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原因是如果外源 ATP尚未耗尽，会出现滴加葡萄糖溶液肌肉也会收缩的现象，造成葡萄糖也被肌肉直接利用的假象。

3答案及解析：

答案：（1）NADH;C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2+12H2O+能量

（2）需要;只有在氧气存在的情况下，丙酮酸才能进入到线粒体

（3）途径1和途径2; （4）途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中的较少，大量以热能形式散失; 自然选择

解析：（1)在有氧呼吸的过程中，[H]的本质是 NADH，有氧呼吸的化学反应式可表示为C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量。（2)有氧呼吸的第二阶段是在线

粒体基质中进行的，是丙酮酸与水发生反应生成二氧化碳的过程。在这一过程中，需要有氧气的存在.丙酮酸才能进入线粒体完成反应过程，如果没有氧气存在，丙酮酸就会在细胞质基质中完成无氧呼吸过程。（3)由题意可知，“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制，若小鼠氰化物中毒，呼吸作用全被抑制，导致死亡，说明小鼠只存在途径1，对天南星科植物用氰化物处理，呼吸速率降低，但并未完全被抑制，说明天南星科植物存在途径1和途径2。（4)天南星在开花时，花序温度升高但ATP生成没有明显增加的原因是细胞呼吸产生 的能量大部分以热能形式散失，储存在ATP中的较少，这一过程说明途径2增强；这一性状的形成是长期自然选择的结果。

4答案及解析：

答案：1.无氧呼吸；瓶内O2相对含量没有变化,而CO2有少量增加 2.线粒体基质、细胞质基质；3∶2

3.叶绿素b；光照强度过大，引起气孔关闭，导致光合速率下降 4.10%遮光率

解析：1.分析图甲可知期间, ~t1期间，密闭广口瓶中O2相对含量没有变化，则小麦种子细胞没有消耗O2,没进行有氧呼吸，而瓶中CO2有少量增加，说明小麦种子细胞进行无氧呼吸产生了CO2。

2.在t1~t2期间，瓶内O2相对含量降低,减少的O2用于种子细胞的有氧呼吸，有氧呼吸的第二阶段产生CO2，场所是线粒体基质，O2浓度很低时也进行无氧呼吸产生CO2，场所是细胞质基质。当测得广口瓶中O2消耗量和CO2增加量之比为2∶3时，则说明有氣呼吸消耗2个单

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位O2,产生2个单位CO2，无氧呼吸产生1个单位CO2，当有氧呼吸消耗2个单位O2时会消耗1/3的 葡萄糖,无氧呼吸产生1个单位CO2时会消耗1/2的葡萄糖，因此无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1/2∶1/3=3∶2。

3.图乙中，当遮光比例达到10%以上时，随着遮光比例增加，叶绿素含量有所增加，但叶绿素a与叶绿素b含量之比下降，说明叶绿素b含量增加更多。与10%遮光处理相比，不遮光处理的植株干重较小，可能是因为光照强度过大，引起气孔关闭，CO2进入量减少，导致光合速率下降。

4.根据曲线图可知遮光比例为10%时，净光合速率最大，有机物积累量最多，产量最大。

5答案及解析：

答案：1.①⑤; 2.无氧呼吸产酒精毒害细胞; 3.丙酮酸(C3H4O3); Ⅲ 4.C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量

5.未释放（贮存在酒精中）; 热能散失

解析：1.人体细胞进行的呼吸方式是有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，包括图中的①②③⑤过程，细胞质基质中进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸过程，包括图中的①④⑤，因此在人体细胞的细胞质基质中进行的过程有①⑤；

2.稻田淹水后，土壤中氧气含量降低，根系进行无氧呼吸产生的酒精会毒害细胞，导致烂根现象；

3.分析题图可知，Ⅰ物质是葡萄糖酵解的产物，为丙酮酸；由于氧气与还原氢反应生成水，因此将一只实验小鼠放入含有放射O2气体的容器内，O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水，即图中的Ⅲ；

4.有氧呼吸的反应式是C6H12O6 + 6H2O + 6O2

6CO2 + 12H2O + 能量；

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5.水稻无氧呼吸中葡萄糖能量的去路包括转化为ATP中活泼化学能、未释放（贮存在酒精中）；热能散失。

6答案及解析：

答案：1.无氧; 氧气的消耗远小于二氧化碳的产生; H2O→CO2

2.不能; 缺少黑暗处理的对照组; 最后一次光照的（种类/时间）; 生命活动的正常进行 解析：

7答案及解析：

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答案：1.叶绿体类囊体膜/类囊体膜/类囊体/基粒; 叶绿素a; 三碳化合物 2.下降、下降、升高; 3.CD; 4.据图2显示这两种因素单独作用都在一定的光照强度下能提高净光合速率,所以,它们单独作用都能促进玉米有机物的积累,从而促进产量的提高。据此可以预估两个因素共同作用可以更好地提高玉米产量。但是作为判断得出的结论,还缺乏数据支持,应增设“C550+W15”(即CO2浓度为550μ mol/mol和降水增加15%)的组,进行实验,再对结果作分析和判断 解析：

8答案及解析： 答案：（1）10

（2）光合作用和呼吸作用；呼吸作用 （3）日温26℃，夜温20℃

（4）植物细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同；叶绿素 （5）细胞质基质、线粒体 （6）t2；下降 解析：

9答案及解析：

答案：1.[H]; ATP; 2.温度; 无光(或黑暗); 3.不能; B; 4.C; 25; 5.如图所示

解析：1.光反应为暗反应提供[H]和能量。

2.图甲中曲线上的A点所对应的光照强度为0,说明光合作用不能进行,但能进行呼吸作用,即A点表示呼吸速率的大小,因此影响A点上下移动的主要外界因素是温度。图乙曲线表示呼吸作用与氧气浓度之间的关系,需要排除光合作用对实验结果的干扰,因此有关曲线的数据需在无光(或黑暗) 条件下测量。

3.图丙显示,40℃时,植物的呼吸速率大于光合速率,没有有机物积累,所以植物体不能显示生长现象;图甲中的B点表示净光合速率等于0,而净光合速率=真正光合速率-呼吸速率,即此时真正光合速率等于呼吸速率;图丙5℃时两曲线相交于一点,说明此时真正光合速率与呼吸速率相等,所以可用图甲中的B点表示。

4.用大棚种植蔬菜,当有机物的积累量(净光合速率)达到最大值时,最有利于植物生长。图甲显示,当光照强度达到C点对应的光照强度时,植物的净光合速率已经达到最大值,图丙显示,当温度为25℃时,真正光合速率与呼吸速率的差值最大,即有机物的积累量最大,所以用

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大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为C点对应的光照强度,温度为25℃最佳。 5.二氧化碳吸收量与氧气吸收量图像颠倒过来。 考点:

本题考查光合作用与呼吸作用相关知识,意在考查考生识记所列知识点,并能运用所学知识做出合理的判断或得出正确的结论的能力。

10答案及解析： 答案： (1)白色

(2)叶绿素吸收最多的是光谱中的红光和蓝紫光，这样有助于光的吸收，提高光合作用强度

（3）适当提高昼夜温差（或白天适当提高温度，夜晚适当降低温度，答案中有增大昼夜温差即可）

（4）适当提高二氧化碳浓度，增强光合作用（答案中有补充二氧化碳浓度即可） （5）4

解析： （1)大棚种植蔬菜水果时，应选择白色的玻璃或塑料薄膜作棚顶，因为各种不同的光都能透过棚顶进入大棚，有利于植物的光合作用，红色和蓝色的玻璃或塑料薄膜对光线中的红光和蓝光有反射 作用，另外植物对各种不同的光有不同的需求。 (2)因为叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以果蔬大棚悬挂发红光或蓝光的灯管，并且阴雨的白天也会开灯，这样能够提高果蔬的光合作用强度，进而提高果蔬产量。（3)光合作用制造有机物，呼吸作用分解有机物，当光合作用制造的有机物大于呼吸作用分解的有机物时，植物体内的有机物就积累起来，产量增加。因为光合作用和呼吸作用都与温度有关，白天温度高，光合作用强度大，制造的有机物多，晚上温度低，植物呼吸作用弱，分解的有机物少，因此植物积累的有机物多。

（4）大棚中种植有机蔬菜时，广施农家肥，因为农家肥在土壤中被微生物分解为无机物，而且微生物的分解作用还会产生二氧化碳，不仅能为植物提供矿质元素，还能为光合作用提供更多的原料，增强光合作用。（5)要想获得果蔬高产，就必须使光合作用实际量大于呼吸量，且差值越大，产量越高，从图中可以看出，当叶面积指数为4时，光合作用实际量与呼吸量的差值最大，所以叶面积指数应控制在4左右。

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