内容正文:
专题强化练(三) 细胞代谢的保障
1.(2025·深圳二模)某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中,一段时间后进行观察,整个实验过程植物细胞都有活性,实验结果如图。下列分析正确的是( )
A.甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快
B.转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程
C.转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙浓度相等
D.该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小
答案:B
解析:A、在甲溶液中,植物细胞发生质壁分离,随着细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,与外界溶液浓度差逐渐减小,所以植物细胞的失水速率应逐渐减慢,而不是加快,A错误;B、从甲溶液转移到乙溶液中,植物细胞少部分处于质壁分离状态,说明有部分细胞从失水状态转变为吸水或水分进出平衡状态,整体上细胞会发生吸水过程,B正确;C、转移到丙溶液中的植物细胞未发生质壁分离,此时细胞液浓度大于或等于丙溶液浓度,而不是一定相等,C错误;D、根据植物细胞在三种溶液中的质壁分离情况,在甲溶液中绝大部分发生质壁分离,在乙溶液中少部分发生质壁分离,在丙溶液中未发生质壁分离,可确定蔗糖溶液起始浓度甲>乙>丙,D错误。故选B。
2.(2025·厦门联考)下图为Ca2+通过载体蛋白释放至细胞膜外的过程,关于该过程的叙述错误的是( )
A.参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶
B.当膜外侧的Ca2+与载体蛋白相应位点结合时,其酶活性就被激活
C.ATP水解时,脱离的磷酸基团挟能量与Ca2+载体蛋白结合
D.载体蛋白磷酸化使其空间结构改变从而将Ca2+释放到膜外
答案:B
解析:A、如图可知,Ca2+通过载体蛋白磷酸化释放至细胞膜外,需要消耗ATP,故为主动运输,且该载体蛋白能将ATP水解释放出能量,故参与Ca2+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶,A正确;B、当膜内侧的Ca2+与载体蛋白相应位点结合时,其酶活性就被激活,ATP被分解,为其Ca2+运输提供能量,B错误;CD、ATP水解时,脱离的磷酸基团挟能量与Ca2+载体蛋白结合,促使载体蛋白磷酸化后导致其空间结构改变,从而将与载体结合的Ca2+运往膜的另一侧(膜外),C、D正确。故选B。
3.(2025·德州二模)细胞膜上的Na+H+逆向转运蛋白(NHE)可利用Na+浓度梯度排出H+,避免细胞酸中毒。胰腺癌细胞高尔基体膜上的NHE含量显著高于正常胰腺细胞,其高尔基体腔内低pH可促进金属蛋白酶的成熟和分泌,金属蛋白酶可以促进癌细胞转移。下列说法错误的是( )
A.H+通过细胞膜上的NHE运出细胞的方式为主动运输
B.胰腺癌细胞高尔基体腔内Na+的浓度低于细胞质基质
C.胰腺癌细胞高尔基体膜上的NHE可通过囊泡运输到细胞膜上
D.减少高尔基体膜上NHE的数量可抑制胰腺癌细胞扩散
答案:B
解析:A、NHE可利用Na+浓度梯度排出H+,避免细胞酸中毒,所以NHE是顺浓度梯度排出Na+的同时逆浓度运出H+,H+通过细胞膜上的NHE运出细胞的方式为主动运输,A正确;B、胰腺癌细胞高尔基体膜上的NHE含量显著高于正常胰腺细胞,高尔基体腔内pH较低,说明其内部H+浓度较高,NHE是顺浓度梯度将Na+运出高尔基体,同时将H+运入高尔基体,因此可以推测,胰腺癌细胞高尔基体腔内Na+的浓度高于细胞质基质,B错误;C、NHE可以位于细胞膜上,所以高尔基体膜上的NHE可通过囊泡运输到细胞膜上,C正确;D、减少高尔基体膜上NHE的数量使高尔基体腔内的pH升高,影响金属蛋白酶的活性(金属蛋白酶可以促进癌细胞转移),所以可抑制胰腺癌细胞扩散,D正确。故选B。
4.(2025·昆明月考)用物质的量浓度为2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述正确的是( )
A.该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞
B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大
C.EC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡
D.用一定浓度的KNO3溶液,可得到类似蔗糖溶液的结果
答案:B
解析:A、植物根尖分生区的细胞无大液泡,不能发生质壁分离现象,A错误;B、AB段原生质层的相对体积减少,说明细胞失水,细胞液浓度在逐渐增大,B正确;C、EC段表示该细胞开始吸水而自动复原,细胞并未死亡,C错误;D、KNO3溶液的离子可以进入细胞液,发生的现象是先质壁分离再复原,而蔗糖溶液中细胞质壁分离后不能复原,D错误。故选B。
5.(2025·河北二模)实验小组从某微生物中提取出一种酶,在不同温度条件下进行相关实验,其他条件相同且适宜。分别在反应1 h末和2 h末测定产物的含量,实验结果如下表。下列叙述正确的是( )
温度
15 ℃
25 ℃
35 ℃
45 ℃
产物含量
相对值
1 h末
0.3
1
1.5
0.1
2 h末
0.6
1.8
1.8
0.1
A.实验的自变量是产物含量,因变量是反应温度与反应时间
B.实验开始时应将酶与底物混合后再置于对应的温度下保温
C.根据表中实验结果可推知,该酶的最适温度在25 ℃到45 ℃之间
D.25 ℃时的产物含量和酶活性与35 ℃时的产物含量和酶活性相同
答案:C
解析:A、该实验是在不同的时间检测不同温度下产物的生成量,实验的自变量为反应时间和反应温度,因变量为产物含量,A错误;B、实验前需分别在相应温度下处理酶与底物,待酶与底物达到相应温度后,再混合并在相应温度下保温,使其进行反应,B错误;C、根据1 h末的实验结果,与其他温度下相比较,35 ℃时产物含量最大,因此该酶的最适温度在25 ℃到45 ℃之间,C正确;D、由1 h末的产物含量不同可知25 ℃与35 ℃实验组的酶活性不同,但在反应2 h末,两温度条件下产物含量相等,此时25 ℃实验组与35 ℃实验组在2 h末反应都已经结束,D错误。故选C。
6.柚苷酶常用于柚子汁脱苦处理,其同时具有αL鼠李糖苷酶活性位点和βD葡萄糖苷酶活性位点,可将苦味物质柚皮苷逐步分解为无苦味的柚皮素和葡萄糖,其过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.柚苷酶可以同时结合两种底物,说明其不具有专一性
B.探究温度对柚苷酶活性的影响时,将酶与底物混合后再调节温度
C.使用柚苷酶对柚子汁脱苦处理时,如果温度过高会导致柚苷酶活性降低
D.保存柚苷酶时应在最适温度和最适pH条件下
答案:C
解析:A、柚苷酶虽同时具有两种酶活性位点,可以同时结合两种底物,但也具有专一性,A错误;B、探究温度对柚苷酶活性的影响时,应将酶与底物分别调到对应的温度后再混合,以免造成结果不准确,B错误;C、温度、pH、柚苷酶用量和处理时间均会影响柚苷酶活性,如果温度过高会导致柚苷酶活性降低,进而影响脱苦效果,C正确;D、最适温度和最适pH条件下柚苷酶活性最高,保存柚苷酶时应降低其活性,应该在低温和最适pH条件下保存,D错误。故选C。
7.(2025·九江模拟)蔬菜冷冻贮藏期,植物细胞中的过氧化物酶(POD)活性增强,导致维生素C氧化。科研人员在贮藏前对某种蔬菜进行烫漂处理,实验结果如下。下列说法正确的是( )
A.高温破坏了POD的空间结构,各组相对酶活性均在短时间内快速失活
B.烫漂相同的时间,POD相对酶活性随着烫漂温度的升高而升高
C.POD相对酶活性基本相同时,烫漂温度越高,所需时间越长
D.短时高温烫漂处理可减少维生素C的损失,提供实践指导建议
答案:D
解析:A、据图分析,图中各曲线起始阶段酶活性迅速下降,这是由于高温破坏了POD的空间结构,因而导致酶活性下降,但不一定会失活,如图中80 ℃条件下一定时间后仍有活性,A错误;B、烫漂时间相同情况下,POD相对酶活性随着烫漂温度升高而降低,说明高温条件下酶更容易失活,B错误;C、结合曲线图可以看出,达到基本相同的POD相对酶活性,烫漂温度越高,所需时间越短,同时也能说明,温度越高对酶活性破坏越严重,C错误;D、POD相对酶活性是指烫漂后POD残余酶活力与初始酶活力之比,短时高温(如100 ℃)烫漂处理可使POD活性迅速降低,避免维生素C氧化,减少维生素C的损失,提供实践指导建议,D正确。故选D。
8.(2025·北京二模)泛素蛋白酶体是细胞内一种重要的蛋白质降解系统,该过程需要E1(泛素活化酶)、E2(泛素偶连酶)、E3(泛素蛋白连接酶)协作完成对待降解的蛋白质(如周期蛋白)标记上泛素,这些被标记的蛋白质进入蛋白酶体降解成短肽。下列叙述错误的是( )
A.泛素和三种酶均可降低化学反应的活化能
B.三种酶分工协作的有序性体现了酶的专一性
C.泛素蛋白酶体途径有助于维持细胞内蛋白质的正常水平
D.该途径的蛋白质降解功能对细胞周期的调控至关重要
答案:B
解析:A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能,泛素和三种酶均可降低化学反应的活化能,A正确;B、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类底物反应,三种酶(E1、E2、E3)的分工协作体现了酶的协同作用,B错误;C、泛素蛋白酶体途径是细胞内蛋白质降解的重要机制,能够清除错误折叠或受损的蛋白质,维持细胞内蛋白质的正常水平,C正确;D、该途径可以降解周期蛋白,从而调控细胞周期进程,对细胞周期的正常进行至关重要,D正确。故选B。
9.(2025·江苏盐城二模)活鱼宰杀后,鱼肉中的ATP会逐步降解并转化为肌苷酸(IMP),IMP在酸性磷酸酶(ACP)等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖,过程如图所示。IMP具有鲜味特性而次黄嘌呤和核糖无鲜味。下列叙述正确的是( )
A.ATP、AMP中都含有腺苷和磷酸,都是RNA的基本单位
B.ATP在细胞中含量丰富,能持续为IMP的生成提供能量
C.腺苷脱氢酶、ACP、酶X都能为化学反应提供活化能
D.在IMP降解前有效抑制ACP的活性是鱼肉保持鲜味的思路
答案:D
解析:A、ATP分子的结构可以简写成A—P~P~P,AMP分子的结构可以简写成A—P,ATP、AMP中都含有腺苷和磷酸基团。ATP水解脱去两个磷酸基团后成为AMP,AMP是RNA的基本单位,A错误;B、细胞内ATP与ADP之间的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中,所以细胞内ATP含量少也能满足细胞对能量的需求。IMP在酸性磷酸酶等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖过程不需要ATP供能,B错误;C、酶起催化作用时,降低化学反应所需活化能,不是为化学反应提供活化能,C错误;D、IMP在ACP等酶作用下降解为次黄嘌呤和核糖,IMP具有鲜味特性而次黄嘌呤和核糖无鲜味,故在IMP降解前有效抑制ACP的活性可使鱼肉保持鲜味,D正确。故选D。
10.(2024·杭州二模)无酶和有酶条件下某化学反应的能量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.E1表示酶催化反应所需的活化能
B.若E3越大,则酶的催化效率越高
C.若将酶改为无机催化剂,则b点应上移
D.据图分析该化学反应为吸能反应
答案:C
解析:分析图示,曲线甲、乙分别表示反应物在无酶催化条件和有酶催化条件下生成产物P所需的能量变化,E1表示无酶催化条件下反应发生需要的活化能,E3段表示在有酶条件下反应发生需要的活化能,E1-E3=E2,表示酶降低了化学反应所需的活化能。A、E1表示无酶催化条件下反应发生需要的活化能,A错误;B、E3段表示在有酶条件下反应发生需要的活化能,E3越大,则酶的催化效率越低,B错误;C、若将酶改为无机催化剂,降低化学反应的活化能较少,b点应上移,C正确;D、据图分析该化学反应为放能反应,D错误。故选C。
11.(2025·浙江1月选考)取鸡蛋清,加入蒸馏水,混匀并加热一段时间后,过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物,探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响,实验结果如表所示。据表分析,下列叙述正确的是( )
组别
1
2
3
4
5
温度/℃
27
37
47
57
67
滤液变澄清
时间/min
16
9
4
6
50 min
未澄清
A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关
B.组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快
C.若实验温度为52 ℃,则滤液变澄清时间为4~6 min
D.若实验后再将组5放置在57 ℃,则滤液变澄清时间为6 min
答案:B
解析:稀释后的鸡蛋清经加热后变性,浑浊的滤液为变性的蛋白质液体,在蛋白酶的催化下,蛋白质被水解,浑浊的滤液变澄清,蛋白酶活性越强,蛋白质水解越快,滤液变澄清时间越短,因此滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关,A错误。B、分析表格数据可知,组3滤液变澄清时间最短,酶促反应速率最快,B正确;C、若实验温度为52 ℃,此时酶的活性可能高于或者低于47 ℃,则滤液变澄清时间可能低于或高于4 min,C错误;D、高温条件下,酶失活,即使温度恢复,酶的活性也不能恢复,组5条件下,酶已经失活,若实验后再将组5放置在57 ℃,则滤液也不能变澄清,D错误。故选B。
12.(不定项)(2025·泰安质检)麦胚富含营养,但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸,极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期,科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响。下列说法错误的是( )
A.实验的自变量是无机盐的种类和浓度
B.对照组和实验组必须设置相同的温度和pH
C.不同浓度的NaCl均可以降低脂肪酶的活性
D.KCl对脂肪酶活性的影响最小,是延长麦胚储藏期的最佳选择
答案:CD
解析:分析图中NaCl随浓度变化对脂肪酶活性影响曲线可知,随NaCl浓度增大,酶活性先下降后上升,在大于50×10-9 mol/L后,其活性高于对照组,说明此浓度的NaCl可以增强脂肪酶的活性,C错误;KCl对脂肪酶活性的影响曲线趋势较为平稳,对脂肪酶活性的影响较小,不能用于延长麦胚储藏期,D错误。故选CD。
13.(不定项)(2025·邵阳二模)胃壁细胞提高胃腔中盐酸浓度的机制如图所示,质子泵抑制剂是目前临床上最常用的抑酸药物,能长时间抑制胃酸的分泌,使胃腔处于完全无酸状态。下列叙述正确的是( )
A.血浆中的Cl-需要与胃壁细胞底膜的Cl-通道蛋白结合进入胃壁细胞
B.H+和K+通过胃壁细胞进入胃腔的方式都是主动运输
C.质子泵除了能控制物质进出细胞外,还能降低化学反应的活化能
D.使用质子泵抑制剂使胃腔完全无酸可能会导致细菌感染
答案:CD
解析:A、通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,经通道蛋白运输的物质不与通道蛋白结合。且由图可知,血浆中的Cl-是与胃壁细胞底膜的载体蛋白结合进入胃壁细胞,而非通道蛋白,A错误;B、由图可知,H+逆浓度梯度由胃壁细胞进入胃腔,属于主动运输,而K+通过通道蛋白进入胃腔,属于协助扩散,B错误;C、质子泵除了能运输H+和K+,还可催化ATP的水解,充当酶的作用,即可降低化学反应活化能,C正确;D、胃酸具有杀菌作用,完全无酸状态可能会削弱胃的防御功能,增加细菌感染的风险,D正确。故选CD。
14.(不定项)(2025·江西萍乡二模)中国名茶普洱茶的主要活性成分——茶褐素,具有降脂减肥、抗氧化和提高免疫力等功能。研究人员在制作普洱熟茶的固体发酵过程中分离得到优势菌塔宾曲霉,塔宾曲霉能分泌胞外氧化酶催化茶多酚生成茶褐素。不同发酵温度下塔宾曲霉生成茶褐素的浓度如图。下列说法错误的是( )
A.普洱熟茶浸提液中的氨基酸和蛋白质可为塔宾曲霉生长提供氮源
B.塔宾曲霉为好氧微生物,用普洱熟茶浸提液进行液体培养时应采用静置培养
C.在发酵前两天茶褐素均无显著增加的原因可能是塔宾曲霉先进行生长繁殖,之后才分泌胞外氧化酶
D.由图可知在最适温度为37 ℃时且第6天结束发酵即可获得较高浓度的茶褐素
答案:BD
解析:A、霉菌可分泌蛋白酶分解蛋白质,普洱熟茶浸提液中的氨基酸和蛋白质可为塔宾曲霉生长提供氮源,A正确;B、塔宾曲霉为好氧微生物,用普洱熟茶浸提液进行液体培养时应采用摇床培养,可以为培养液增加溶氧量,有利于塔宾曲霉的繁殖,B错误;C、培养过程中前两天塔宾曲霉进行生长繁殖,之后才分泌氧化酶催化茶多酚生成茶褐素,C正确;D、发酵效率较高的是37 ℃和42 ℃,生产茶褐素的最适温度在37 ℃~42 ℃范围内,D错误。故选BD。
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