达标测试卷(3) 细胞的能量供应和利用-【高考总复习】2025年高考生物达标测试卷

达标测试卷(三)　细胞的能量供应和利用 (本试卷满分100分) 一、选择题(本题共15小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项符合题目要求) 1.(2023·唐山一模)美国得克萨斯大学奥斯汀分校的科学家在《自然》杂志上指出，他们研制出了一种新的酶变体 FAST­PETase(天然酶的新突变，本质为蛋白质)，它能在几小时到几天内分解正常情况下需要数百年才能降解的塑料(主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯PET)有望大大推动塑料的回收利用，真正拉开塑料循环经济的大幕。结合所学相关知识，判断下列关于酶变体FAST­PETase作用叙述错误的是(　　) A.FAST­PETase具有催化作用　 B.体现出了高效性 C.没有体现出专一性 D.催化效率受温度和pH 的影响 2.(2023·毕节统考三模)下列关于“光合色素的提取与分离”实验的叙述，正确的是(　　) A.制备滤纸条时，须在滤纸条的两端各画一条细的横线 B.滤纸条插入层析液时，滤液细线须高于层析液的液面 C.层析分离色素时，滤纸条须润湿后紧贴在试管内壁 D.色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小 3.(2023·秦皇岛二模)下列利用光合作用与细胞呼吸原理实现农业增产的措施中，不合理的是(　　) A.连续阴雨天气，果蔬大棚中白天适当升高温度，夜晚适当降低温度 B.中耕松土可以增加土壤中无机盐的含量及植物周围CO2浓度 C.“正其行，通其风”，可为植物提供更多的CO2，有利于提高光合作用效率 D.农作物生长发育过程中，及时去掉作物下部衰老变黄的叶片 4.(2023·天津一中月考)制茶是中国的传统文化，制红茶时，在适宜的温度下将茶叶细胞揉破，通过多酚氧化酶(化学本质为蛋白质)的作用，将茶叶中的儿茶酚和单宁氧化成红褐色；制绿茶时，则把采下的茶叶立即焙火杀青，破坏多酚氧化酶的活性，以保持茶叶的绿色。下列叙述错误的是(　　) A.茶叶细胞中多酚氧化酶的合成场所在核糖体 B.绿茶能保持绿色与高温破坏了酶的空间结构有关 C.泡茶时茶叶变得舒展是茶叶细胞渗透作用吸水的结果 D.多酚氧化酶与儿茶酚、单宁在茶叶细胞中的位置可能不同 5.(2023·抚顺二模)酶的共价修饰调节通过对酶分子的氨基酸残基进行化学修饰改变酶活性，是一种可逆的调节系统，广泛存在于各种生物体内。酶的共价修饰调节最常见的方式是磷酸化，磷酸基团来自ATP。下列说法正确的是(　　) A.1分子ATP水解后产生2分子磷酸基团和1分子ADP B.酶的共价修饰调节通过改变氨基酸序列来调节酶活性 C.蛋白酶的磷酸化共价修饰不会影响酶特定的空间结构 D.酶的磷酸化与去磷酸化有利于细胞代谢反应保持稳定 6.在光照条件下，绿色植物的叶绿体能将水分解释放氧气，并将产生的H＋泵到类囊体腔中，形成膜内外的浓度梯度，H＋从浓度较高一侧通过膜上ATPase(ATP合成酶)穿梭时，催化ADP生成ATP。下列有关叶绿体中此生理过程的叙述正确的是(　　) A.在光照条件下，合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能 B.在光照条件下，合成ATP的原料只有ADP C.叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光 D.ATPase具有催化和运输的功能 7.(2023·山东省实验中学一模)温度是影响酶促反应速率的重要因素。图中线a表示反应物分子具有的能量与温度的关系，曲线b表示温度与酶空间结构稳定性的关系。将这两个作用叠加在一起，使得酶促反应速率与温度关系呈曲线c。下列相关叙述错误的是(　　) A.随着温度升高，底物分子具有的能量逐渐升高 B.t1条件下的酶分子活性与t2条件下的酶分子活性相同 C.t1～t2条件下酶活性相对较高，但该条件不适合保存酶制剂 D.酶促反应速率是反应物分子能量和酶空间结构共同作用的结果 8.(2023·大连期末)鲢鱼肉可制作凝胶，但其肌肉中的组织蛋白酶能切断蛋白质的肽键，使蛋白质变为短肽，从而降低凝胶的品质，科研人员通过实验探究影响鲢鱼肌肉组织中蛋白酶活性的因素，实验结果如图(荧光强度与酶活性呈正相关)，下列相关叙述正确的是(　　) A.用组织蛋白酶处理后的蛋白质，不会与双缩脲试剂发生紫色反应 B.组织蛋白酶H和组织蛋白酶B的最适pH不同 C.随着pH的增加，三种组织蛋白酶的酶活性变化趋势相同 D.改变组织蛋白酶所处的环境温度，组织蛋白酶的最适pH会发生改变 9.(2023·淄博三模)研究发现，光照条件下，当外界CO2浓度突然降至极低水平时，某植物叶肉细胞中的五碳化合物含量突然上升，三碳化合物含量下降。若在降低CO2浓度的同时停止光照，则不出现上述情况。下列说法正确的是(　　) A.叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定CO2后的产物 B.在五碳化合物上升的同时，叶肉细胞中的NADP＋/NADPH上升 C.光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成 D.五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动 10.(2023·河南洛宁一中月考)光呼吸是指细胞在充足的光照和高浓度O2、低浓度 CO2条件下发生的一种生化反应，过程如右图所示，在光照充足，高浓度 CO2条件下则无光呼吸现象。下列有关光呼吸和光合作用的说法错误的是(　　) A.如图所示光合作用中卡尔文循环发生的场所是叶绿体基质 B.叶肉细胞中完成光呼吸相关反应的场所是叶绿体和线粒体 C.光呼吸发生时若提高环境中 CO2浓度，则短时间内叶绿体中 NADPH 的含量降低 D.光呼吸条件下绿色植物光合作用比正常光合作用制造的有机物要多 11.(2024·洛阳模拟)如图表示夏季某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　) A.b点时叶绿体能产生 NADPH 和 ATP B.影响ef段净光合速率的主要环境因素是CO2浓度 C.cd 段植物体内有机物含量不发生变化 D.由图可知，一定程度的遮光可以提高净光合速率 12.(2023·济南历城二中开学考试)有一瓶含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的物质的量如图所示。据图中信息推断，下列叙述错误的是(　　) A.当O2浓度为a时，酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸 B.当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同 C.当O2浓度为c时，有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.a、b、c、d 4种不同O2浓度下，细胞都能产生[H]和ATP 13.(2023·青岛二模)甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理，研究人员将甜瓜幼苗进行水淹处理，一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活性，结果如图1；图2为甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是(　　) 　 图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 A.酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的线粒体基质中 B.Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生且产生少量ATP C.水淹前后，甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精 D.水淹时间越长，酶a和酶b的活性越高，叶的无氧呼吸强度更高 14.(2023·衡阳三模)古人曰：“饭后百步走，活到九十九。”饭后慢走就是我们常说的有氧运动，有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。请结合所学知识分析下列说法，正确的是(　　) A.ab段只进行有氧呼吸，cd段只进行无氧呼吸 B.运动强度长时间超过c时，细胞呼吸所消耗的葡萄糖中的能量去向有三处 C.bd段无氧呼吸时，有机物中的能量大部分以热能形式散失 D.运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量 15.(2023·湖南娄底名校联考)苹果树对氮、磷元素需求较大，生产中施氮、磷量往往偏多，造成了资源浪费和环境污染。为了科学施肥，科研小组测定了某种苹果树在不同施氮量情况下净光合速率等指标，结果见下表。下列说法错误的是(　　) 施氮量/(g·m－2) 叶绿素含量/(mg·g－1) 净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 氮肥农学效率/(g·g－1) 0 1.28 9.96 — 25 1.45 10.41 1.51 40 1.52 12.54 2.42 55(生产中常) 1.50 10.68 1.72 注：氮肥农学效率＝(施氮肥的产量－不施氮肥的产量)/施氮量，在苹果收获后可通过计算得出。 A.科学施氮肥能够促进苹果树的叶绿素合成，进而促进光反应速率 B.所施氮元素还可用于合成C3还原过程所需的NADPH 和ATP C.该实验的三个因变量变化具有一致性并可依此指导科学施氮肥 D.实验表明生产中常用施氮量较适宜，不会造成资源浪费和环境污染 二、选择题(本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全选对得3分，选对但不全得1分，选错得0分。) 16.(2023·保定三模)ATP是直接给细胞的生命活动提供能量的有机物，ATP的化学性质不稳定，如图为ATP与ADP相互转化的示意图，有关说法错误的是(　　) A.葡萄糖与果糖脱水缩合形成蔗糖的过程伴随有ATP的水解 B.所有生物体内，都存在ATP与ADP 的相互转化，这体现了生物界的统一性 C.真核细胞中，甲、乙两过程所用到的酶和反应场所完全不同 D.红细胞中能合成ATP的场所只有细胞质基质 17.(2023·泰安模拟)NADH是细胞呼吸过程中重要的辅酶。下列有关人体细胞呼吸过程中NADH的叙述，正确的是(　　) A.有氧呼吸过程中，NADH可来源于葡萄糖和水，参与水的形成 B.无氧呼吸过程中，NADH只在细胞质基质产生，参与酒精的形成 C.无氧呼吸过程中，NADH只来源于葡萄糖，参与乳酸的形成 D.有氧呼吸过程中，NADH只在细胞质基质产生，参与水的形成 18.(2023·山东省实验中学二模)蓝细菌的细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH和丙酮酸等中间代谢物。蓝细菌光合作用的光反应除了利用水的光解产生ATP的途径1外，还存在一种只产生ATP不参与水光解的途径2。研究者构建了途径2被强化的工程菌K，在相同培养条件下，测定初始蓝细菌、工程菌K细胞质中ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 注：数据单位为pmol/OD730。 下列说法错误的是(　　) A.蓝细菌的ATP来源于光合作用和细胞呼吸 B.途径2的产物只有ATP和NADPH，没有O2 C.据表可知，工程菌K的有氧呼吸第三阶段被促进 D.据表可知，工程菌K的光反应中的水光解被抑制 19.(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(　　) A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B.Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获 D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2 20.(2023·无锡模拟)植物的气孔一般是指叶片表面的一对保卫细胞围成的小孔，是植物体与外界环境进行水气交换的重要结构，其开闭多遵循昼开夜闭的节律，气孔的分布与开闭对植物适应干旱条件至关重要。下列推断不合理的是(　　) A.夏季晴朗的中午，气孔大量关闭，短时间内叶肉细胞中NADPH的含量将下降 B.若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀，则其上表面的气孔数量较多 C.若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关，则胞间CO2浓度升高促进气孔关闭 D.沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律，推测其光合作用在夜晚进行 三、非选择题(本题共5小题，共55分) 21.(10分)(2023·绵阳三模)ATP和酶是维持细胞正常代谢的两种重要物质。下图为ATP的结构式和某类酶促反应原理模型图。回答下列问题： 　 (1)ATP结构式中的五碳糖是________(填“核糖”或“脱氧核糖”)。若以ATP为原料合成某种酶，则需要ATP脱掉____________________。 (2)ATP在细胞中含量都很低，但是细胞内的____________________机制实现了细胞对大量能量的需求。酶的含量也很低，但是因为其具有________，所以能够保证化学反应的正常进行。 (3)若某类酶促反应模型中产物是两分子葡萄糖，则图中的酶的名称为________，推测该酶促反应过程________(填“需要”或“不需要”)ATP提供能量。 22.(11分)(2023·沧州三模)生物体内的生化反应几乎都离不开酶的催化作用，酶在提高反应速率的同时需要温和的作用条件。回答下列问题： (1)酶促反应中，酶的活性指酶对化学反应的催化效率，该催化效率可用____________表示。 (2)设置若干酶促反应实验组，每组设置特定温度。当酶浓度及其他实验条件一定时，该蛋白酶的催化效率与温度的关系如图所示，则t1上升到t3、t5下降至t3这两个温度变化过程中，该蛋白酶活性的变化________(填“一样”或“不一样”)，原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)可逆型抑制剂通过和酶形成复合物降低酶活性，但这种复合物在相同条件下又可以分解为酶和抑制剂，两者可通过透析或超过滤等方法分离开来。分解后的酶活性不变，仍然可以催化反应。不可逆型抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，使酶活性降低，且酶活性降低后不能恢复。不可逆型抑制剂与酶结合后不分解，因此不能通过透析或超过滤等物理方法除去抑制剂。物质P会对酶A的活性产生抑制作用，为了探究物质P的抑制剂类型，某实验小组进行了相关实验，请将实验补充完整并讨论实验结果。 ①实验设置：试管一中加入酶A和底物；试管二中加入酶A，底物和物质P；试管三中加入酶A和物质P，________________________________________________________________________；分别检测三支试管中酶A的活性。 ②实验结果：若__________________________________________，则物质P为不可逆型抑制剂。 23.(10分)细胞的生命活动中时刻发生着物质和能量的复杂变化，请据图分析。 图1 (1)图1表示发生在真核细胞线粒体的__________呼吸部分过程，蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递链将e－传递给O2形成水，同时将H＋转运到线粒体内外膜的间隙，当H＋再被转运到________时，推动了ATP的合成。 (2)脑缺血时，神经细胞损伤的主要原因是神经细胞缺氧导致ATP合成骤降，请据图1解释原因：________________________________________________________________________。 (3)研究发现，缺血时若轻微酸化(6.4≤pH<7.4)可减缓ATP下降速率，在一定程度上起到保护神经细胞的作用，为此，科研人员用体外培养的神经细胞开展相关研究，分组处理及结果如图2所示，图2结果中支持轻微酸化具有保护作用的证据是________________________________________。 图2 (4)基于以上研究，医生尝试在病人脑缺血之后的吸氧治疗中添加高于正常值的__________气体，有利于降低神经细胞的损伤。 24.(12分)(2023·威海二模)我国科学家利用化学催化剂与生物催化剂相结合的方式，依据植物光合作用原理构建人工光合系统，将大气中的CO2合成了淀粉。该人工光合系统的工作流程如下图所示，其中①～⑤代表具体过程。 (1)①～⑤中相当于植物光反应过程的是________；④过程类似于光合作用中C3合成C6的过程，由此推测④过程除需催化剂和三碳化合物外，可能还需要添加的物质是________，作用是________________________________。 (2)向⑤过程的反应基质中添加蔗糖合成酶，发现最终的产物中除有淀粉外，还出现了蔗糖，由此可知反应基质中的六碳化合物有____________________。 (3)科学家在设计人工光合系统的催化剂链条时，发现不能完全依靠无机催化剂，而需混合使用生物酶，除因酶催化的化学反应可在较温和条件下进行，部分生化反应难以找到合适的无机催化剂外，最可能的原因是_________________________________________________________________。 (4)干旱缺水的环境中，植物光合作用产生的淀粉量减少，原因是_______________________；而科学家通过一定的措施可消除干旱对人工光合系统中________(填图中标号)过程的直接影响，从而确保光合作用顺利进行。 (5)CO2引发的温室效应给人类生存带来了一系列挑战，上述人工光合系统对温室效应的减缓作用________(填“强于”或“弱于”)植物，原因是_________________________________________。 25.(12分)(2023·浙江卷1月)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见表1。 表1 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率(μmol·m－2·s－1) 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物(mg) 21.96 37.38 66.06 单果重(g) 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题： (1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是_______________________________________________________________。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的________中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有_______________________________________________(答出2点即可)。 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率________(填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量________(填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是________________________________________________________________。 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见表2。 　表2 果实位置 果实中含13C光合产物(mg) 单果重(g) 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是________。 (5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10 g以上为合格)的是哪一项？________。 A.除草　　　　　　B.遮光　　　　　　C.疏果　　　　　　D.松土 学科网（北京）股份有限公司 $$ 达标测试卷(三) 1.C　新的酶变体FAST­PETase，它能在几小时到几天内分解正常情况下需要数百年才能降解的塑料，体现了酶的高效性，A、B正确；一种新的酶变体FAST­PETase主要针对聚对苯二甲酸乙二醇酯PET的降解，体现了酶的专一性，C错误；酶变体FAST­PETase的化学本质是蛋白质，发挥作用需要适宜的温度和pH，D正确。 2.B　制备滤纸条：将一张预先干燥过的定性滤纸剪成长10 cm、宽1 cm的纸条，在距滤纸条一端1 cm处用铅笔画一条细的横线，A错误；滤纸条插入层析液时，滤液细线须高于层析液液面，防止色素溶于层析液中，B正确；层析分离色素时，要保证滤纸条上面部分干燥，C错误；色素带的宽度反映了色素在叶绿体中的含量多少，D错误。 3.A　连续阴雨天气，大棚中植物增产的限制因素为光照强度，在光照强度较弱的条件下，升高温度，光合作用增强不明显而细胞呼吸明显增强，有机物消耗增多，不利于增产，应该白天适当补光或适当降低温度，A错误；中耕松土可以促进土壤中有机物被分解者分解为无机盐和CO2，增加土壤中无机盐离子的含量及植物周围CO2浓度，有利于光合作用的进行，B正确；“正其行，通其风”，有利于通风，增加植物间CO2浓度，有利于光合作用进行，C正确；农作物下部衰老变黄的叶片，光合作用制造的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，去掉这些老叶有利于有机物积累，D正确。 4.C　多酚氧化酶是蛋白质，合成场所在核糖体，A正确；高温会破坏蛋白质的空间结构，使化学本质为蛋白质的酶失活，因此可以通过高温来使茶多酚氧化酶变性失活而来制作绿茶，B正确；泡茶之前茶叶早已脱离茶树，其细胞已经死亡，不能通过渗透作用吸水，C错误；多酚氧化酶、儿茶酚、单宁在茶叶细胞中的功能不同，位置可能不同，D正确。 5.D　1分子ATP水解得到1分子磷酸基团和1分子ADP，A错误；酶的共价修饰调节不会改变酶的氨基酸序列，但会对氨基酸残基进行化学修饰，B错误；蛋白质的磷酸化会改变其空间结构，引起其功能改变，C错误；酶的磷酸化与去磷酸化过程使酶活力保持稳定，有利于细胞内代谢反应保持稳定，D正确。 6.D　由题干信息可知，在光照条件下，合成ATP的能量来自H＋顺浓度梯度扩散产生的能量，A错误；合成ATP的原料有ADP和Pi，B错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，C错误；ATPase具有催化ATP合成的功能，也是H＋跨膜的载体，D正确。 7.B　由题图可知，随着温度的升高，底物分子具有的能量增加，A正确；曲线c中t1、t2位点酶促反应速率相同，但温度不同，活化能不同，酶分子活性不一定相同，B错误；由曲线b可知，温度越低酶的空间结构越稳定，因此保存酶制剂一般选择低温条件， C正确；其他因素相同的情况下，底物分子的能量越多，活化能就越小，酶促反应速率就越快，酶的空间结构影响酶的活性，进而影响酶促反应速率，因此酶促反应的速率是底物分子的能量和酶的空间结构共同作用的结果，D正确。 8.B　由题干信息可知，用组织蛋白酶处理蛋白质，蛋白质被切为短肽，短肽中含有肽键，可以与双缩脲试剂发生紫色反应，A错误；分析题目，组织蛋白酶H的最适pH为6～8，组织蛋白酶B的最适pH为4～6，两者最适pH不同，B正确；随着pH的增加，组织蛋白酶L活性不断下降，而组织蛋白酶H和组织蛋白酶B的活性先上升后下降，说明三种组织蛋白酶的酶活性变化趋势不完全相同，C错误；改变酶所处环境的温度，酶的最适pH不变，D错误。 9.C　暗反应过程中二氧化碳的固定是二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，即三碳化合物是五碳化合物固定二氧化碳后的产物，A错误；二氧化碳浓度降低时，二氧化碳的固定减弱，五碳化合物消耗减少，C5增加，C3的生成减少，C3的还原减慢，NADPH消耗减少，NADPH积累增多，则叶肉细胞中的NADP＋/NADPH下降，B错误；光反应产生的NADPH和ATP参与C3的还原，促进五碳化合物的形成，C正确；五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光反应的产物NADPH和ATP的参与，不是光能的直接驱动，D错误。 10.D　题图所示光合作用中卡尔文循环属于暗反应过程，该过程发生的场所是叶绿体基质，A正确；结合题图可以看出，叶肉细胞中完成光呼吸相关反应的场所是叶绿体和线粒体，B正确；光呼吸发生时若提高环境中 CO2浓度，则光呼吸过程会减弱，光合作用增强，产生的C3增多，则消耗的NADPH增多，因而短时间内叶绿体中 NADPH 的含量降低，C正确；光呼吸条件下光合作用强度下降，因而绿色植物合成的有机物会减少，D错误。 11.C　由题图知，b点光合作用小于呼吸作用，所以叶绿体能产生 NADPH 和 ATP，A正确；ef段净光合速率下降的原因主要是温度过高，植物蒸腾作用过强，气孔关闭，CO2供应减少，B正确；cd段植物净光合速率大于零，有机物含量一直在增加，C错误；由题图可知，在11：30之后，30%遮光的光照条件下净光合速率明显大于不遮光条件下的净光合速率，说明一定程度的遮光可以提高净光合速率，D正确。 12.A　分析题图中曲线可知氧气浓度为a时，产生酒精的量与释放二氧化碳的量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，A错误；氧气浓度为b时，产生二氧化碳的量多于产生的酒精量，此时酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸；氧气浓度为d时，不产生酒精，说明该点只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，B正确；设氧气浓度为c时，有氧呼吸消耗的葡萄糖是x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，由曲线得出关系式：2y＝6，6x＋2y＝15，解得y＝3，x＝1.5，所以酒精发酵的葡萄糖占2/3，C正确；无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都能产生[H]和ATP，D正确。 13.C　根据分析，题图2表示无氧呼吸的两个途径，而无氧呼吸发生在细胞质基质中，即酶a和酶b存在部位是细胞质基质，A错误；Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，B错误；据图1分析，水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，但酶a活性远远大于酶b活性，说明根部和叶片的无氧呼吸速率增强，甜瓜幼苗无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO2，C正确；水淹时间越长，植物体内积累的酒精会对甜瓜幼苗的叶片细胞和根部都产生严重的伤害，甚至会导致植物死亡，叶的无氧呼吸强度可能会降低，D错误。 14.B　据题图可知，ab段中乳酸的含量不为0，说明也有无氧呼吸，而cd段氧气的消耗不为0，说明也有有氧呼吸，A错误；运动强度长时间超过c时，细胞中同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，细胞呼吸所消耗的葡萄糖中的能量去向有三处：存留在乳酸中，以热能散失，转化为ATP中的能量，B正确；bd段无氧呼吸时，有机物中的能量大部分存留在乳酸中，C错误；人体有氧呼吸消耗氧气和释放的二氧化碳相同，而无氧呼吸不消耗氧气也不释放二氧化碳，故运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量，D错误。 15.D　叶绿素含有氮元素，氮肥能够促进苹果树的叶绿素合成，进而有利于光能的吸收与利用，促进光反应速率，A 正确；C3还原过程所需的NADPH 和ATP 都含有氮元素，B正确；该实验的三个因变量分别是叶绿素含量、净光合速率、氮肥农学效率，从数据看，三者保持一致，可依此指导科学施氮肥，C正确；实验数据表明，生产中常用施氮量55 g·m－2，较实验最佳数据40 g·m－2明显偏大，故可能会造成资源浪费和环境污染，D错误。 16.BCD　单糖形成二糖或多糖的过程需要ATP水解供能，所以伴随有ATP的水解，A正确；病毒中不存在ATP与ADP 的相互转化，B错误；甲(ATP合成)、乙(ATP水解)过程的酶不同，但反应场所可以相同，如细胞质基质，C错误；红细胞不一定是哺乳动物成熟的红细胞，所以ATP的合成场所不一定只有细胞质基质，还可能有线粒体，D错误。 17.AC　在有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，可来源于葡萄糖和水，并在有氧呼吸第三阶段与氧结合形成水，A正确，D错误；人体细胞进行无氧呼吸产物是乳酸，不产生酒精，NADH只在无氧呼吸的第一阶段由葡萄糖生成丙酮酸的过程中形成，场所为细胞质基质，B错误，C正确。 18.BCD　由题干可知，蓝细菌的光反应过程可以通过两种途径产生ATP；而且其有氧呼吸过程也会产生ATP，A正确；由题表可知，与初始蓝细菌相比，增强途径2的工程菌K的NADPH并没有增加，说明通过途径2生成ATP时，并没有生成NADPH，而且途径2不参与水光解，因此也没有O2生成，B错误；有氧呼吸的三个阶段都产生NADH，由题表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADH显著增加，只能推测出其呼吸作用增强，无法确定是哪个阶段被促进，C错误；由上面分析可知，途径2不产生NADPH，只有途径1利用水光解产生NADPH，若工程菌K的光反应中的水光解被抑制，则会导致NADPH含量降低，与题表信息不符，D错误。 19.C　叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2＋是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H＋、电子和O2，D正确。 20.ABD　夏季晴朗的中午，气孔大量关闭，进入叶肉细胞的CO2减少，C3含量下降，短时间内消耗NADPH减少，叶肉细胞中NADPH的含量将上升，A不合理；一般情况下，陆生植物叶片表面的气孔上表皮少，下表皮多，若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀，则其上表面的气孔数量较少，B不合理；若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关，夜晚没有光合作用消耗CO2，胞间CO2浓度上升促进气孔关闭，C合理；沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律，是对沙漠干旱地区环境条件的适应，光合作用需要光照，其光合作用在白天进行，晚上不能进行，D不合理。 21.解析　(1)由题图知ATP结构式中的五碳糖含有两个羟基为核糖。若以ATP为原料合成某种酶，该酶应为RNA，此时ATP需要脱掉两分子磷酸基团。(2)细胞中的ATP含量虽然很低，但是细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制可以实现对细胞大量供能。因为酶具有高效性，所以酶的含量虽然很低，但是也能够保证化学反应的正常进行。(3)两分子葡萄糖脱水形成的化合物为麦芽糖，所以若某类酶促反应模型中产物是两分子葡萄糖，则图中的酶的名称应该为麦芽糖酶，酶能够降低化学反应的活化能，故该酶促反应过程是不需要ATP提供能量的。 答案　(1) 核糖　 两分子磷酸基团　(2)ATP与ADP相互转化的能量供应　高效性　(3)麦芽糖酶　不需要 22.解析　(1)酶促反应中，酶对化学反应的催化效率可用单位时间内反应底物的消耗量或产物的生成量表示。(2)低温状态下，酶的活性被抑制，但空间结构没有改变，升高温度，酶活性可以恢复，因此，t1～t3温度上升，酶的活性逐渐升高。在高温状态下，酶因空间结构被破坏而失活，t5～t3温度下降，酶的活性不能恢复，因此t1(低温)上升到t3和t5(高温)下降到t3这两个温度变化过程中，该蛋白酶活性的变化不一样。(3)若物质P为不可逆型抑制剂，则酶A和物质P不可分离，若物质P为可逆型抑制剂，则酶A和物质P可通过透析或超过滤等物理方法分离，因此试管三的实验设置为加入酶A和物质P，透析或超过滤后加入底物。试管一为对照组，试管二中加入了物质P抑制酶A的活性，所以试管二中的酶A活性要低于试管一；若物质P是可逆型抑制剂，则试管三中，经过透析或超过滤等物理方法可以除去物质P，试管三中酶A活性会恢复，则酶A的活性可能与试管一中的相同，且两者的酶活性均高于试管二中的；若物质P是不可逆型抑制剂，则试管三中，经过透析或超过滤等物理方法不可以除去物质P，试管三中酶A活性不会恢复，则酶A的活性可能为试管三中酶A的活性与试管二中的相同，且两者的酶活性均低于试管一中的。 答案　(1) 单位时间内反应底物的消耗量或产物的生成量　(2)不一样　t1时该蛋白酶活性受到抑制，但空间结构未改变，当温度由t1上升到t3时，酶的活性会上升；t5时该蛋白酶的空间结构被破坏，活性丧失，当温度由t5下降至t3时，酶的活性不能恢复　(3)①透析或超过滤后加入底物　②试管三中酶A的活性与试管二中的相同，且两者的酶活性均低于试管一中的 23.解析　(1)由题中图1可知，葡萄糖在细胞质基质氧化分解生产丙酮酸，丙酮酸进入线粒体继续氧化分解，该过程有氧气的参与，故图1表示发生在真核细胞线粒体的有氧呼吸部分过程，蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ等构成的电子传递链将e－传递给O2形成水，同时将H＋转运到线粒体内外膜的间隙，当H＋再被转运到线粒体基质中，推动了ATP的合成。(2)脑缺血时，神经细胞缺氧，有氧呼吸前两阶段产生的H＋不能通过电子呼吸链传递给O2，导致H＋不能进入线粒体内外膜的间隙，线粒体内外膜的间隙H＋浓度低不能回到线粒体基质，从而不能驱动ATP的合成，使神经细胞发生损伤。(3)由图2可知，丙组为模拟缺血培养，与甲组相比，丙组耗氧速率明显下降，丁组在丙组基础之上降低pH，属于轻微酸化，丁组的耗氧速率比丙组高，与甲组差不多，说明轻微酸化能保护神经细胞。(4)基于以上研究，轻微酸化能保护神经细胞，CO2属于酸性气体，故医生尝试在病人脑缺血之后的吸氧治疗中添加高于正常值的CO2，有利于降低神经细胞的损伤。 答案　(1)有氧　线粒体基质　(2)神经细胞缺氧，有氧呼吸前两阶段产生的H＋不能通过电子呼吸链传递给O2，导致H＋不能进入线粒体内外膜的间隙，线粒体内外膜的间隙H＋浓度低不能回到线粒体基质，从而不能驱动ATP的合成　 (3)甲组、丙组、丁组 (4)CO2 24.解析　(1) 植物光反应过程为光合色素吸收、传递、转化光能用于水的光解和ATP的合成，题图中①为太阳能电池吸收光能，②为水电解形成氧气和氢气，因此①～⑤中相当于植物光反应过程的是①②；④过程类似于光合作用中C3合成C6的过程，光合作用中C3合成C6的过程为C3的还原，需要ATP和NADPH，其中ATP提供能量，NADPH提供能量和还原剂。因此由此推测④过程除需催化剂和三碳化合物外，可能还需要添加的物质是ATP和NADPH。(2)蔗糖是二糖，由果糖和葡萄糖形成，因此可知反应基质中的六碳化合物有果糖和葡萄糖。(3)与无机催化剂相比，酶具有高效性，即生物酶降低活化能的作用更显著。因此设计人工光合系统的催化剂链条时，需混合使用生物酶。(4)干旱缺水会导致植物部分气孔关闭，细胞中CO2浓度降低，影响暗反应中CO2的固定，最终影响淀粉的产生，因此干旱缺水的环境中，植物光合作用产生的淀粉量减少；由题图可知，②为水电解形成氧气和氢气，需要消耗水，因此需通过一定的措施可消除干旱对人工光合系统中②过程的直接影响，从而确保光合作用顺利进行。(5)植物光合作用可以消耗CO2，但呼吸作用可以产生CO2，而人工光合系统不进行呼吸作用，不释放CO2，因此人工光合系统对温室效应的减缓作用强于植物。 答案　(1)①②　ATP和NADPH　ATP提供能量，NADPH提供能量和还原剂　(2)葡萄糖和果糖　(3)生物酶降低活化能的作用更显著(或生物酶的催化效率更高)　(4)干旱缺水会导致植物部分气孔关闭，细胞中CO2浓度降低，影响暗反应中CO2的固定，最终影响淀粉的产生　②　 (5)强于　人工光合系统不进行呼吸作用，不释放CO2 25.解析　(1)由于叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇，故提取叶绿体色素时可选择乙醇作为提取液。(2)给叶片供应13CO2，13CO2先与五碳糖结合形成C3，C3被还原为糖的反应是吸能反应，需要光反应的产物ATP和NADPH提供能量。由于CO2是光合作用的基本原料，且13C具有放射性，可被仪器检测到，故研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2。(3)分析表1可知，随着该植物库源比降低(注：从1/2 降低到1/6)，叶片的净光合速率降低(注：从9.31 μ mol·m－2·s－1降低到8.75 μmol·m－2·s－1)，果实中含13C光合产物的量增加(注：从21.96 mg增加到66.06 mg)。随着库源比升高，光合作用合成的有机物总量减少，可提供给果实的有机物相应减少，单果重也相应减小。 (4) 果实位置 果实中含13C光合产物(mg) 单果重(g) 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 分析可知，距离叶片(源)越近的果实(库)，分配到的光合产物越多，单果越重，故从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实时遵循就近分配原则。(5)除草和松土在一定程度上可以提高光合作用速率，但不一定能提高单枝的合格果实产量。遮光可降低光合作用速率，其不能提高单枝的合格果实产量。据题中信息可知，单果重10 g以上为合格。表2中第3果的单果重为8.19 g，为不合格果实。从调整库源比分析，为了提高单枝的合格果实产量，可将距离叶片(源)较远的果实(库)摘除掉，因此C符合题意。 答案　(1)叶绿体色素为脂溶性物质，易溶于乙醇　(2)五碳糖(C5)　ATP和NADPH　CO2是光合作用的原料、13C可被仪器检测　(3)降低　增加　光合作用合成的有机物总量少，可提供给果实的有机物相应减少　(4)就近分配　(5)C 学科网（北京）股份有限公司 $$