专题07 细胞代谢（期末真题汇编，北京专用）高二生物下学期

**基本信息** 汇编北京多区高二期末真题，聚焦细胞代谢四大核心考点，通过深海微生物代谢、肿瘤细胞呼吸等真实科研情境及实验探究题，考查学生生命观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|40题|物质运输（1-12题）、酶与ATP（13-30题）、呼吸作用（31-40题）、光合作用（41-49题）|结合结构图（如载体蛋白转运过程）考查基础概念，注重跨考点联系（如酶活性与温度关系）| |非选择题|19题|光呼吸机制（26题）、根瘤固氮调控（55题）、糖代谢（57题）等综合应用|以材料分析题呈现科研成果（如橄榄苦苷治疗机制），实验设计题（如酶活性优化）突出科学探究能力，匹配高考命题趋势|

专题07 细胞代谢 答案版 地 城 考点01 物质进出细胞的方式 1．A 2．C 3．C 4．B 5．B 6．B 7．C 8．D 9．B 10．C 11．(1) 有氧呼吸 水 (2)MICU1 感知细胞质基质 Ca2+浓度，低时抑制、高时激活 MCU 复合体 (3)D (4)增大膜面积，增加 MCU 复合体附着位点，提高Ca2+转运效率 12．(1)膜面积 (2) 主动运输 协助扩散和主动运输 大于 (3)甲中 Na⁺被小肠上皮细胞吸收进入血液，使肠袋内NaCl 溶液浓度下降，导致小肠上皮细胞从肠袋中吸收大量水分 (4)控制物质进出细胞 地 城 考点02 酶和ATP 13．B 14．D 15．C 16．B 17．D 18．B 19．D 20．C 21．D 22．D 23．C 24．C 25．D 26．(1)空间结构 (2) (3)CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量。 (4)ABCE (5) ①③ 温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时，光合作用也减弱。 27．(1) 细胞质基质和线粒体 ATP (2)M蛋白总量：实验组和对照组无明显差异；加入蛋白激酶A后的p-M蛋白含量变化：对照组显著增加，实验组加酶前后均没有p-M (3) 增强 蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来 (4)低葡萄糖→激活蛋白激酶A→催化M蛋白第527位苏氨酸磷酸化→M蛋白空间结构变化→M 蛋白 C 端被释放出来→与谷氨酰胺分解酶结合，提高该酶活性→催化谷氨酰胺分解 28．(1)线粒体（内膜） (2)M酶磷酸化促进肿瘤细胞的生长 (3) 结合 提高/增强 (4)PTEN抑制A酶被激活，导致M酶不被磷酸化，进而M酶发生转位，无法与多种糖酵解酶结合并提高其活性，抑制肿瘤生长。 29．(1)富含羽毛 (2) 羽毛为唯一碳氮源 空白培养基 菌株B，角蛋白酶活性及羽毛降解能力最强 (3) 角蛋白酶活性最高 相同 (4)叶面施肥 30．(1) 2＃＃二＃＃两 线粒体内膜 注入Met后，AMPK被磷酸化激活，但AMP/ATP比值随时间几乎不变 (2) 通过生物素与亲和素结合，将能与MET-P结合的蛋白质间接地固定在特定介质上 空间结构（和功能） 设计思路：利用基因工程敲低或敲除PEN2基因，加入Met，检测溶酶体上AMPK的磷酸化情况 。 预期结果：实验组加入Met后，溶酶体上AMPK磷酸化水平很低（不发生磷酸化） (3)Met只激活溶酶体上的AMPK，避免全面激活引起机体的不良反应 地 城 考点03 呼吸作用 31．C 32．D 33．D 34．C 35．C 36．C 37．(1) 碳源 平板划线 (2)OD蓝光＞OD黑暗 (3)AB (4)菌株C感受蓝光刺激，提高呼吸相关酶的表达量促进丙酮酸分解，弥补低氧导致的呼吸供能不足，为细菌生命活动提供能量 38．(1) 细胞质基质 甘油 (2)单（或一） (3) 三 协助扩散 减少 增加 39．(1) 生物群落与非生物环境 细胞呼吸 (2) 含13C的CO2为葡萄糖来源，反之为土壤来源 淹水土壤和排水土壤对照组的CO2累积释放量（淹水土壤和排水土壤的葡萄糖来源与土壤来源CO2累积释放量之和） 排水后土壤来源的CO2占比增大，说明微生物细胞呼吸利用的土壤来源的小分子有机物比例增大，因此微生物对SOC的分解增强 微生物产生的胞外水解酶的活性/含量（合理即可） (3)排水影响湿地中水生生物生存，生态系统营养结构的复杂程度降低，降低抵抗力稳定性；排水后加速微生物对SOC的利用，CO2释放量增加，提高大气中CO2浓度。 40．(1) 使酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的ATP，用于酵母菌的繁殖 排气 (2) 1．5、17、20 照射时间2．0min、照射剂量15W、照射距离22cm (3) TTC 鉴别 白色 呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或“NADH”），不能将TTC还原为红色物质 (4) 不适宜 在8-32小时发酵时间内，呼吸缺陷型酵母菌产酒精量小于野生型 地 城 考点04 光合作用 41．B 42．D 43．D 44．D 45．B 46．A 47．A 48．D 49．C 50．B 51．C 52．C 53．(1) 二氧化碳 氧气 (2)在30℃条件下，随着光照强度的增加，P 基因过表达株系（01）的净CO2吸收率始终高于野生型 (3)乙醇酸和C3 (4)光呼吸过程中线粒体产生的二氧化碳为叶绿体光合作用暗反应提供原料，有利于光合作用的进行 54．(1) ATP和 NADPH 下降 乙醇酸 碳源 (2) B C D (3)该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2 可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。 55．(1)ATP 和 NADPH (2)查阅已有研究，获知 CBS 家族蛋白可感知细胞内的能量水平 / 筛选并鉴定大豆根瘤中特异高表达的 NAS1 和 NAP1 / 通过遗传分析，确定 NAS1 和 NAP1 与固氮能力的高度相关性 (3)根瘤细胞能量充裕→AMP 水平下降→NAS1 与 NAP1 异源二聚体解离→NAS1 与 NAS1、NAP1 与 NAP1 同源二聚体增多→与 NFYC 互作增多→NFYC 入核减少→抑制 PK 基因表达→丙酮酸生成减少→线粒体氧化产生 ATP 减少→能量更多分配用于固氮 (4)能量充裕时光合产物更多用于固氮，有利于合成有机氮供植物生长；能量不充裕时，光合产物更多分配到大豆代谢，维持植株代谢和根瘤的生长。 56．(1) CO2的固定 叶绿体基质 叶绿体、过氧化物酶体、线粒体 (2)CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量 (3)ABD (4) 57．(1) 叶绿体 CO₂和 H₂O (2) CD27 突变使果实单糖含量显著增加 敲除 CD26（和 CD27 ） (3)CD26、CD27 与 SUS3 蛋白相互作用 (4)CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，CD26 无此作用 (5)CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，加速蔗糖分解，单糖增加 58．(1) 叶绿体基质 ATP和NADPH (2) 负、负、正 NF-YA8 QT12 (3) NF-YA8 QT12G 探究NF-YA10对NF-YA8与QT12G结合程度的影响 (4) (5)通过基因编辑技术将粳稻QT12启动子G突变为A 59．(1)能量 (2)abde (3) nY和S-cY、nY-D和cY 质膜处为叠加的红色和黄色（或“质膜处为橙色”） 正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体，但胚中的13C蔗糖含量低于突变体 (4)春季，自北向南，日照时间变长（或“大豆为短日照植物”）；长江以南地区在春季日照时间长，D基因对大豆籽重起抑制作用；而东北地区此季节日照时间短，D基因对大豆籽重不起作用 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 细胞代谢 4大高频考点概览 考点01 物质进出细胞的方式 考点02 酶和ATP 考点03 呼吸作用 考点04 光合作用 地 城 考点01 物质进出细胞的方式 1．（24-25高二下·北京房山·期末）八角莲是我国二级保护植物，其体内含有木兰花碱可通过抑制线粒体复合物I的功能进一步影响有氧呼吸，造成能量匮竭导致中毒，如图所示。以下说法错误的是（　　） A．该植物碱使葡萄糖分解为丙酮酸的过程受阻 B．由图可知线粒体复合物I具有运输和催化功能 C．木兰花碱降低了线粒体膜间隙中的H+浓度 D．H+从F0-F1进入线粒体基质过程中有ATP合成 【答案】A 【分析】ATP合成酶的化学本质是蛋白质，在核糖体内合成，组成元素包括C、H、O、N等；ATP的组成元素有C、H、O、N、P；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，场所在线粒体、叶绿体、细胞质基质。 【详解】A、葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质，而根据图示，该植物碱发生作用的位置为线粒体，因此该植物碱不能使葡萄糖分解为丙酮酸的过程受阻，A错误； B、根据图示，线粒体复合物I可以运输H+，还可以催化NADH和H+生成NAD+和H+的过程，B正确； C、根据图示木兰花碱阻碍了H+进入膜间隙的过程，因此，木兰花碱降低了线粒体膜间隙中的H+浓度，C正确； D、根据图示，H+从F0-F1进入线粒体基质过程中H+的浓度差的化学势能合成了ATP，D正确。 故选A。 2．（24-25高二下·北京房山·期末）下图为珊瑚虫与虫黄藻的共生机制示意图，下列说法错误的是（　　） A．虫黄藻通过胞吞作用进入珊瑚虫细胞，形成胞噬体结构 B．共生膜对虫黄藻有一定的保护作用，使其避免被降解 C．共生藻光合作用产生的无机碳是珊瑚虫的主要能量来源 D．水体富营养化可能会导致虫黄藻过度增殖 【答案】C 【分析】胞吞和胞吐 1、过程（1）胞吞：大分子物质→囊泡→大分子物质进入细胞内。（2）胞吐：大分子物质→囊泡→大分子物质排出细胞外。 2、结构基础：细胞膜的流动性。 3、条件：二者都需要消耗能量。 【详解】A、观察可知，虫黄藻以胞吞的方式进入珊瑚虫细胞，形成胞噬体结构，A正确； B、从图中可以看到共生膜包裹着虫黄藻，这对虫黄藻有一定的保护作用，能够使其避免被降解，B正确； C、由图可知，共生藻光合作用产生的葡萄糖等有机物才是珊瑚虫的主要能量来源，C错误； D、水体富营养化会为虫黄藻提供丰富的营养物质，有可能导致虫黄藻过度增殖，D正确。 故选C。 3．（24-25高二下·北京通州·期末）下图为水稻根细胞膜上的硝酸盐（NO3-）转运蛋白（NPF）负责将硝酸盐从外界转运进细胞的过程图。下列叙述不正确的是（　　） A．细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能 B．细胞膜对H+通透性改变会影响NPF的功能 C．细胞外的进入细胞的方式为协助扩散 D．H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果 【答案】C 【详解】A、从图中可以看到，H+载体既能运输H+，又能催化ATP水解生成ADP，所以细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能，A正确； B、因为H+通过H+载体运输影响细胞内外H+浓度差，而进入细胞与H+的顺浓度梯度运输相伴随，所以细胞膜对H+通透性改变会影响NPF（负责转运的功能），B正确；   C、由图可知，细胞外的进入细胞是借助NPF，并且与H+的顺浓度梯度运输相伴随，需要消耗能量（H+势能），这种方式属于主动运输，C错误；   D、 根据图中信息，H+载体在ATP水解产生ADP的过程中发生磷酸化，同时空间结构发生改变，从而运输H+，D正确。    故选C。 4．（24-25高二下·北京朝阳·期末）哺乳动物成熟红细胞膜上的钠钾泵（Na+/K+-ATP酶）每消耗1分子ATP，可逆浓度梯度将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞。此外，细胞膜上存在协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白GLUT1。下列叙述正确的是（　　） A．GLUT1转运葡萄糖需直接消耗ATP B．Na+出细胞和K+入细胞均属于主动运输 C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na+出细胞相同 D．钠钾泵运输Na+和K+时，其空间结构不发生改变 【答案】B 【分析】细胞膜内外的离子分布：钠离子在细胞外的浓度高于细胞内，钾离子浓度在细胞内高于细胞外。 【详解】A、GLUT1转运葡萄糖属于协助扩散，不消耗ATP，A错误； B、Na⁺出细胞和K⁺入细胞均逆浓度梯度，依赖钠钾泵的主动运输，B正确； C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散，Na⁺出细胞为主动运输，方式不同，C错误； D、钠钾泵（载体蛋白）运输离子时需发生构象改变，空间结构会变化，D错误。 故选B。 5．（23-24高二下·北京昌平·期末）植物细胞吸收蔗糖依赖细胞内外的H+浓度差，关于下图叙述不正确的是（　　） A．H+排出细胞的方式是主动运输 B．吸收蔗糖时共转运体的构象不发生改变 C．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖吸收速率下降 D．H+-ATP酶同时具有催化和运输功能 【答案】B 【分析】据图分析，H+外流需要载体蛋白参与，同时消耗ATP，说明运输方式是主动转运；H+通过蔗糖-H+共转运体进入细胞是协助扩散；蔗糖通过蔗糖-H+共转运体进入细胞是主动转运，所需的能量来自H+的浓度差。 【详解】A、据图分析，H+外流需要载体蛋白参与，同时消耗ATP，说明运输方式是主动运输，A正确； B、蔗糖通过蔗糖-H+共转运体进入细胞是主动转运，所需的能量来自H+的浓度差，蔗糖吸收时共转运体的构象会发生改变，B错误； C、使用ATP合成抑制剂，会抑制H+外流，细胞内外的H+浓度差减少抑制蔗糖内流，使蔗糖吸收速率下降，C正确； D、H+-ATP酶同时具有催化ATP水解和运输H+功能，D正确。 故选B。 6．（23-24高二下·北京海淀·期末）研究人员利用分子组装技术，将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体，如图。下列相关叙述错误的是（    ） A．腺苷三磷酸（ATP）含有1个腺苷和3个磷酸基团 B．H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为主动运输 C．图中的ATP合成酶可以从线粒体内膜分离获得 D．该结构可将稳定的化学能转化为活跃的化学能 【答案】B 【分析】1、像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 2、主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 【详解】A、腺苷三磷酸（ATP）由有1个腺苷（A）和3个磷酸基团（P）组成，T为“三”的英文缩写，A正确； B、图过程中H+借助ATP合成酶从脂质体内部转移到外部没有消耗能量，属于协助扩散，B错误； C、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该过程需要ATP合成酶催化形成ATP，故可以从线粒体内膜分离获得ATP合成酶， C正确； D、由图可知，该结构能模仿线粒体的功能，在ATP合成酶的催化下形成ATP，从而可将稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能，D正确。 故选B。 7．（23-24高三上·北京西城·期末）如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图，下列说法正确的是（　　） A．方式1所示转运不具有特异性 B．溶酶体内pH高于细胞质基质 C．方式3转运溶质属于主动运输 D．三种运输方式体现膜的流动性 【答案】C 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需转运蛋白协助，不消耗细胞产生的能量；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白协助，不需要消耗细胞产生的能量；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要转运蛋白协助，消耗细胞产生的能量。 【详解】A、方式1所示转运为需要载体蛋白的主动运输，具有特异性，A错误； B、图中H+进入溶酶体需要消耗能量，属于主动运输，从低浓度到高浓度，因此推测溶酶体内H+浓度高，即溶酶体内pH低于细胞质基质，B错误； C、Na+进入细胞是高浓度到低浓度，浓度差势能为溶质进入细胞提供能量，因此溶质进入细胞的方式是间接消耗ATP的主动运输，C正确； D、三种运输方式体现膜的选择透过性，D错误。 故选C。 8．（22-23高二下·北京顺义·期末）下图是温度对小麦幼苗吸收K+的影响。结合所学知识和图中的实验结果推测不正确的是（    ） A．温度可通过影响呼吸作用影响K+的吸收 B．10℃时，低温可通过影响酶活性限制K+吸收 C．40℃时，高温可使酶的空间结构改变限制K+吸收 D．影响小麦幼苗对K+吸收的因素只有呼吸作用 【答案】D 【分析】图是温度对小麦幼苗吸收K+的影响，随着温度升高植物对K+的吸收量先升高后降低。 【详解】A、小麦幼苗吸收K+的方式为主动运输，消耗能量，温度可通过影响酶的活性而影响呼吸作用产生的能量，进而影响K+的吸收，A正确； B、10℃时温度较低，呼吸酶活性较低，影响细胞呼吸，从而限制植物对K+吸收，B正确； C、40℃时温度较高，可使酶的空间结构发生改变，影响酶活性，进而限制K+吸收，C正确； D、小麦幼苗吸收K+的方式为主动运输，需要消耗能量和载体蛋白的协助，因此影响小麦幼苗对K+吸收的因素除了呼吸作用（提供能量），还有载体蛋白的数量等，D错误。 故选D。 9．（22-23高二下·北京海淀·期末）血管壁平滑肌细胞膜上存在Ca2+通道蛋白，Ca2+由此顺浓度梯度进入细胞，与相应蛋白结合后，引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高。下列叙述不正确的是（    ） A．Ca2+进入血管壁平滑肌细胞属于协助扩散 B．Ca2+通道蛋白表达量上调，会导致低血压 C．Ca2+通过Ca2+通道蛋白时无需与其结合 D．细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用 【答案】B 【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；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，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，通道蛋白转运物质时自身构象不发生改变。 【详解】A、由题意可知，Ca2+通过通道蛋白顺浓度梯度进入细胞，所以Ca2+进入血管壁平滑肌细胞属于协助扩散，A正确； B、Ca2+通道蛋白表达量上调，使更多的Ca2+进入血管壁平滑肌细胞，从而引起血管壁平滑肌细胞收缩加强，血压升高，B错误； C、分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，所以Ca2+通过Ca2+通道蛋白时无需与其结合，C正确； D、由题意可知，Ca2+在血压的变化过程中具有重要作用，即细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用，D正确。 故选B。 10．（20-21高二下·北京·期末）下图表示真核细胞内几种常见的物质进出细胞的方式，相关说法不正确的是（　　） A．②③参与跨膜运输时，载体蛋白空间结构会发生改变 B．①和②均属于被动转运，物质从高浓度运往低浓度 C．③属于主动运输，所需能量大多由叶绿体提供 D．图中未体现出胰岛B细胞分泌胰岛素的方式 【答案】C 【分析】物质跨膜运输的方式比较 名　称 运输方向 载体 能量 实　　例 自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等 协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖 主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等 【详解】A、②③参与跨膜运输时，载体蛋白需要和转运底物结合，此过程中空间结构会发生改变，A正确； B、①和②均属于被动转运，需要相应的蛋白质进行协助，运输方向为顺浓度梯度，B正确； C、③属于主动运输，所需能量大多由线粒体提供，C错误； D、胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，图中未出现，D正确。 故选C。 11．（24-25高二下·北京房山·期末）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 橄榄苦苷的靶向治疗机制 线粒体钙单向转运体（MCU复合体）功能异常导致能量代谢紊乱，进而引发衰老及神经退行性疾病。 MCU复合体位于线粒体内膜，由MCU和MICU1两个亚基组成，负责将细胞质Ca2+转运至线粒体基质。MCU是Ca2+通道蛋白，MICU1作为“分子传感器”，在细胞质基质Ca2+低时抑制MCU复合体活性，避免线粒体钙漏流；Ca2+高时激活通道开放，使Ca2+进入线粒体基质激活丙酮酸脱氢酶，推动线粒体内三羧酸循环和ATP生成，维持能量代谢平衡。 研究发现，衰老骨骼肌中MCU蛋白表达下降，MICU1-MCU复合体组装缺陷，进而导致Ca2+摄取减少，丙酮酸脱氢酶因钙信号不足发生磷酸化而失活，三羧酸循环速率降低，ATP生成减少，引发肌肉疲劳和功能衰退。而罹患神经退行性疾病患者的神经元中，MICU1异常激活使MCU复合体持续开放，过量Ca2+涌入线粒体，激活线粒体膜释放细胞色素C，诱导神经元凋亡。 橄榄油中的橄榄苦苷可以直接结合MICU1，强化MICU1对MCU复合体的激活效应，改善能量代谢，作用机理如图所示。 小鼠实验显示：橄榄苦苷处理可使老年骨骼肌线粒体比处理前氧消耗速率升高35%，运动耐力延长25%。这一研究成果为治疗与线粒体功能障碍相关的疾病提供了新的思路和潜在的药物。 (1)线粒体是真核细胞进行______的主要场所，前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成_________。 (2)结合文中信息，总结MICU1的核心功能_。 (3)结合上述图文信息，概括橄榄苦苷发挥作用的途径：_______。 A．增强MICU1和MCU基因的表达 B．变构激活MICU1调控的MCU通道 C．促进丙酮酸脱氢酶去磷酸化 D．提升Ca2+摄取速率 (4)阐述线粒体内膜折叠成嵴对钙转运的意义________。 【答案】(1) 有氧呼吸 水 (2)MICU1 感知细胞质基质 Ca2+浓度，低时抑制、高时激活 MCU 复合体 (3)D (4)增大膜面积，增加 MCU 复合体附着位点，提高Ca2+转运效率 【分析】线粒体钙单向转运体（MCU 复合体）功能异常会引发能量代谢紊乱等问题，其位于线粒体内膜，由 MCU 和 MICU1 两个亚基组成，负责将细胞质 Ca2+转运至线粒体基质 。衰老骨骼肌中 MCU 蛋白表达下降，MICU1 - MCU 复合体组装缺陷，使Ca2+摄取减少，丙酮酸脱氢酶因钙信号不足磷酸化失活，三羧酸循环异常，还会诱导神经元凋亡。而橄榄苦苷可直接结合 MICU1，强化其对 MCU 复合体的激活效应，促进细胞质Ca2+转运至线粒体基质，恢复丙酮酸脱氢酶活性，保障三羧酸循环正常进行，增加 ATP 生成，改善能量代谢，进而提升肌肉性能，发挥对与线粒体钙管理相关疾病的靶向治疗作用 ，从图中可看出，年轻肌肉添加橄榄苦苷、衰老肌肉添加橄榄苦苷后，Ca2+转运、ATP 生成等过程得到改善，肌肉性能增强 。 【详解】（1）线粒体是有氧呼吸 的主要场所。有氧呼吸前两阶段产生的 [H]（NADH ）经电子传递链与 O₂ 结合生成水。 （2）MICU1 作为 “分子传感器”，在细胞质基质 Ca2+低时抑制 MCU 复合体活性（避免钙泄漏 ）；Ca2+高时激活 MCU 复合体（促进 Ca2+进入线粒体，激活丙酮酸脱氢酶 ）。 （3）A、题干未提橄榄苦苷增强基因表达，A错误； B、橄榄苦苷直接结合 MICU1，强化其对 MCU 复合体的激活，而非变构激活通道，B错误； C、橄榄苦苷通过促进Ca2+摄取，间接使丙酮酸脱氢酶去磷酸化，C错误； D、橄榄苦苷结合 MICU1，增强其激活 MCU 复合体的效应，提升Ca2+摄取速率，D正确。 故选D。 （4）线粒体内膜折叠成嵴，增大膜面积 ，为 MCU 复合体等提供更多附着位点，提高 Ca2+转运效率 ，促进能量代谢。 12．（23-24高二下·北京石景山·期末）肠是人和哺乳动物吸收营养物质最主要的器官，各种营养物质主要通过小肠上皮细胞进入血液。 (1)小肠上皮细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛，增大了_____，有利于高效地吸收来自肠腔的各种营养物质。 (2)为研究葡萄糖进入小肠上皮细胞的转运方式，研究人员将离体的小肠上皮细胞置于不同浓度的葡萄糖溶液中，实验处理及结果见下表。 组别 甲 乙 丙 丁 戊 己 外界葡萄糖浓度 （ mmol·L⁻¹） 5 5 5 100 100 100 膜载体蛋白抑制剂 + — — + — — 细胞呼吸抑制剂 — + — — + — 葡萄糖转运速率 （μmol· min-¹· g⁻¹） 0 0 4.0 0 30.0 41.0 （注：“+/-”分别表示“加入/不加入”） ①根据实验结果可知，外界葡萄糖浓度为5mmolL⁻¹时，葡萄糖的转运方式为_____。外界葡萄糖浓度为100mmolL⁻¹时， 其转运方式为_____。 ②根据实验结果推测，小肠上皮细胞内葡萄糖的浓度_____5mmolL⁻¹。（选填“大于” “小于” “等于” ） (3)研究人员又进行了体内实验，探究小肠上皮细胞对其他物质的吸收。将处于麻醉状态（血液循环正常）的兔的一段排空小肠结扎成2个长度相等的肠袋，操作及实验结果见下图。甲中的溶液显著减少的原因是_____。 （注：0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水） (4)小肠上皮细胞吸收不同营养物质的方式，体现了细胞膜具有_____的功能。 【答案】(1)膜面积 (2) 主动运输 协助扩散和主动运输 大于 (3)甲中 Na⁺被小肠上皮细胞吸收进入血液，使肠袋内NaCl 溶液浓度下降，导致小肠上皮细胞从肠袋中吸收大量水分 (4)控制物质进出细胞 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体蛋白和能量；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体蛋白，不需要能量；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体蛋白和能量。 【详解】（1）小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多突起即微绒毛，不仅可以增加膜面积，有利于高效地吸收来自肠腔的各种营养物质。 （2）分析表格数据，甲乙组葡萄糖转运速率为0，丙组未加入任何抑制剂，葡萄糖转运速率为4.0μmol· min-¹· g⁻¹，因此，外界葡萄糖浓度为5mmol⋅L⁻¹时，葡萄糖进入小肠上皮细胞需要膜载体蛋白的协助，需要细胞呼吸提供能量，由此可知，葡萄糖的转运方式为主动运输。外界葡萄糖浓度为  100mmol⋅L⁻¹ 时， 葡萄糖进入小肠上皮细胞需要膜载体蛋白的协助，但不一定需要细胞呼吸提供能量，故其转运方式为协助扩散和主动运输。外界葡萄糖浓度为5mmol⋅L⁻¹时，葡萄糖的转运方式为主动运输，由此可知小肠上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmolL⁻¹。 （3）因为甲中Na⁺被小肠上皮细胞吸收进入血液，使肠袋内NaCl溶液浓度下降，导致小肠上皮细胞从肠袋中吸收大量水分，故甲中的溶液显著减少。 （4）小肠上皮细胞吸收不同营养物质的方式，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。 地 城 考点02 酶和ATP 13．（24-25高二下·北京房山·期末）人体内各项生命活动的顺利进行都离不开有机物。相关叙述正确的是（　　） A．纤维素组成的细胞壁对人体细胞具有支持与保护作用 B．细胞膜上的糖蛋白与细胞间的信息传递密切相关 C．葡萄糖作为直接能源为生命活动提供能量 D．肥胖患者饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 【答案】B 【分析】糖类是细胞中的主要能源物质，脂肪是细胞中的储能物质，在糖类大量供应的情况下，糖类能大量转变为脂肪，而脂肪只能在糖类供应障碍时才能转变成糖类，且是少量转变为糖类。 【详解】A、人体细胞属于动物细胞，无细胞壁，纤维素是植物细胞壁的主要成分，A错误； B、细胞膜上的糖蛋白具有识别和信息传递功能，如激素与靶细胞结合，B正确； C、细胞中的直接能源物质是ATP，葡萄糖需经呼吸作用分解生成ATP才能供能，C错误； D、糖类和脂肪可相互转化，过量摄入糖类仍会转化为脂肪储存，无法有效控制体重，D错误。 故选B。 14．（24-25高二下·北京房山·期末）变形虫吸收磷酸盐参与自身结构构建，以下结构或成分与磷酸盐的作用无直接关系的是（　　） A．染色体 B．RNA C．ATP D．葡萄糖 【答案】D 【详解】A、染色体由DNA和蛋白质组成，DNA含有磷酸基团，直接需要磷酸盐，A不符合题意； B、RNA的基本单位是核糖核苷酸，每个核苷酸含一个磷酸基团，直接需要磷酸盐，B不符合题意； C、ATP含有三个磷酸基团，其合成直接依赖磷酸盐，C不符合题意； D、葡萄糖的分子式为C6H12O6，不含磷元素，其结构构建与磷酸盐无直接关系，D符合题意。 故选D。 15．（24-25高二下·北京丰台·期末）2021 年诺贝尔化学奖颁给研究催化剂的学者。人体中的酶是生化反应的催化剂，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。相关叙述合理的是（    ） A．温度越高，胃蛋白酶的催化能力就越强 B．服用大量抗酸药物时不影响胃蛋白酶活性 C．胰蛋白酶分解蛋白质的过程会破坏肽键 D．胰蛋白酶可以为蛋白质分解提供活化能 【答案】C 【详解】A、温度升高会先增强酶的活性，但超过最适温度后酶会变性失活，催化能力下降，胃蛋白酶的最适温度约为37℃，温度过高会导致其失活，A错误； B、抗酸药物会中和胃酸，使胃内pH升高。胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.0，pH升高会显著降低其活性，B错误； C、胰蛋白酶通过水解蛋白质的肽键将其分解为多肽或氨基酸，此过程必然破坏肽键，C正确； D、酶的作用是降低化学反应的活化能，而非直接提供活化能，D错误。 故选C。 16．（24-25高二下·北京海淀·期末）某同学在25℃、最适pH下测定唾液淀粉酶催化不同浓度淀粉分解的酶促反应速率，结果如下图。若想提高X，以下做法不恰当的是（　　） A．将反应体系放入37℃的恒温水浴锅 B．加入少量HCl或NaOH调整pH C．向各组溶液中添加等量的稀释唾液 D．向各组溶液中添加等量唾液淀粉酶激活剂 【答案】B 【分析】本题围绕在 25∘C、最适 pH 下，唾液淀粉酶催化不同浓度淀粉分解的酶促反应速率展开，考查酶促反应速率影响因素（温度、pH、酶浓度 ），命题意图是让考生分析改变条件对酶活性及反应速率的作用，培养科学思维（逻辑推理、因果分析 ），理解酶促反应调控机制。 【详解】A、唾液淀粉酶最适温度约37∘C ，25∘C 升温至37∘C 可提高酶活性，增大反应速率X ，A正确； B、实验在最适 pH 下进行，加入HCl 或NaOH 调整 pH ，会偏离最适 pH ，降低酶活性，无法提高X ，B错误； C、添加等量稀释唾液，增加酶浓度，可提高反应速率X ，C正确； D、添加唾液淀粉酶激活剂，能提高酶活性，增大反应速率X ，D正确。 故选B。 17．（24-25高二下·北京通州·期末）下图表示过氧化氢在四种不同反应条件下发生化学反应的活化能，四种反应条件是37℃、60℃、37℃下加入新鲜肝脏研磨液、37℃下加入FeCl3。其中表示37℃下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】因为FeCl3是无机催化剂，肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶的催化效率高，又因为过氧化氢酶的最适温度大约在37℃左右，因此37℃下加入新鲜肝脏研磨液的条件下反应速率最快。 【详解】新鲜肝脏研磨液中含过氧化氢酶，酶与无机催化剂（FeCl3）都降低活化能，酶降低活化能效果更显著；37℃是酶适宜温度，60℃会使酶活性受影响甚至失活。所以37℃下加新鲜肝脏研磨液的反应活化能最低，对应图像D，D正确，ABC错误。 故选D。 18．（24-25高二下·北京朝阳·期末）酶是活细胞产生的生物催化剂。最新研究发现，深海热泉古菌的耐高温DNA聚合酶（Pfu酶）在pH7.0时活性最佳。下列叙述正确的是（　　） A．Pfu酶的活性仅由温度决定 B．Pfu酶的分子本质是蛋白质 C．Pfu酶通过提供化学反应所需能量提高反应速率 D．强酸、强碱不会破坏Pfu酶空间结构 【答案】B 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、作用条件温和，反应的原理为降低化学反应的活化能。 【详解】A、酶的活性受温度、pH等多种因素的影响，而不是仅由温度决定，A错误； B、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，DNA聚合酶属于酶，其分子本质是蛋白质，B正确； C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提供化学反应所需能量，C错误； D、强酸、强碱会破坏酶的空间结构，使酶失活，虽然Pfu酶是耐高温的，但强酸、强碱仍会破坏其空间结构，D错误。 故选B。 19．（23-24高二下·北京丰台·期末）无氧呼吸过程中，乳酸脱氢酶能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD+，该酶是由两种肽链以任意比例组合形成的四聚体（四条肽链）。下列说法正确的是（　　） A．乳酸脱氢酶的结构类型最多有4种 B．乳酸脱氢酶在体外不能降低反应所需的活化能 C．乳酸脱氢酶催化丙酮酸生成乳酸和少量ATP D．真核细胞中乳酸脱氢酶的作用场所是细胞质基质 【答案】D 【分析】人体细胞的无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同，都是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量的NADH，并释放少量的能量。无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸在酶的催化作用下转化为乳酸。 【详解】A、乳酸脱氢酶是由两种肽链以任意比例组合形成的四聚体（四条肽链），其比例可以为0：4、1：3、2：2、3：1、4：0，共有5种，A错误； B、酶的作用是降低反应所需的活化能，在适宜的条件下就可以催化化学反应的进行，并不是只能在细胞中发挥作用，体外也可以，B错误； C、丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下转化成乳酸的过程属于无氧呼吸的第二阶段，无氧呼吸的第二阶段没有能量的释放，不能生成ATP，C错误； D、无氧呼吸两个阶段的场所都是细胞质基质，因此真核细胞中乳酸脱氢酶的作用场所是细胞质基质，D正确。 故选D。 20．（23-24高二下·北京昌平·期末）研究发现：利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，进行了下列实验，相关叙述不正确的是（　　） 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 - ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液+a溶液 - ④ 葡萄糖溶液+b溶液 - 注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成 a溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子） b溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子） A．为防止相应物质失去活性，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液 B．本实验每组操作均需在严格的无氧条件下进行 C．本实验中起辅助作用的小分子和离子仅存在于b溶液 D．本实验还需补充：葡萄糖溶液+酵母汁、葡萄糖溶液+a溶液+b溶液 【答案】C 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。   2、酶促反应的原理：酶能降低化学反应的活化能。 3、分析题干信息可知：本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，所给实验材料中，葡萄糖溶液为反应的底物，在此实验中为无关变量，其用量应一致；酵母菌为细胞生物，与其对应的酵母汁无细胞结构，可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”；而a溶液和b溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。 【详解】A、酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH，A正确； B、酵母菌无氧呼吸产生乙醇，为探究乙醇发酵各组应在严格的无氧的条件下进行，B正确； C、乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助，实验②中有乙醇产生，说明酵母菌中也有起辅助作用的小分子和离子，C错误； D、为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液+酵母汁（预期实验结果为有乙醇生成），另外一组为葡萄糖溶液+a溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶）+b溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），此组预期结果为有乙醇生成，D正确； 故选C。 21．（23-24高二下·北京昌平·期末）酶和ATP在细胞代谢中起重要作用，下列有关酶和ATP的说法不正确的是（　　） A．酶在合成时需要ATP供能 B．酶能降低化学反应的活化能 C．ATP和有些酶的元素组成相同 D．吸能反应与ATP的合成相联系 【答案】D 【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。 【详解】A、ATP是细胞的直接能源物质，酶在合成时需要ATP供能，A正确； B、酶具有催化作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，B正确； C、ATP和有些酶（RNA类）的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，C正确； D、一般而言，吸能反应与ATP的水解相联系，D错误。 故选D。 22．（23-24高二下·北京通州·期末）浒苔细胞中存在酶Y，其与光合作用有关。定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，加入预冷的缓冲液研磨，制备不同光照强度下样品的酶提取液。取一定量的提取液进行活性检测，结果如下图。以下叙述错误的是（    ） A．酶提取液制备过程应保持低温，目的是防止酶变性 B．研磨时加入缓冲液是为了保持pH的稳定 C．浒苔甲酶Y在光强为左右时活性最高 D．强光照会提高浒苔甲和浒苔乙的酶Y的活性 【答案】D 【分析】由图可知，中午时强光照下浒苔甲酶Y活性很高，浒苔乙酶Y活性很低。 【详解】A、酶提取液制备过程应保持低温，使酶的结构更稳定，防止酶变形，A正确； B、研磨时需加入缓冲液保持pH的稳定，因为pH会影响酶的活性，B正确； C、据图判断，中午12点的时候浒苔甲酶Y活性最高，此时的光照强度为 1800μmol⋅m−2⋅s−1 左右，C正确； D、由图可知，中午时强光照下浒苔甲酶Y活性很高，浒苔乙酶Y活性很低，所以中午时光照会抑制浒苔乙酶Y的活性和提高浒苔甲酶Y活性，D错误。 故选D。 23．（23-24高二下·北京海淀·期末）为证明酶的专一性，可采用的最佳实验方案是（    ） 方案 底物溶液 分别加入酶溶液 静置后，加入检测试剂 甲组 乙组 A 麦芽糖 葡萄糖 麦芽糖酶 斐林试剂 B 麦芽糖 蔗糖 蔗糖酶 碘液 C 可溶性淀粉 蔗糖 淀粉酶 斐林试剂 D 可溶性淀粉 蔗糖 淀粉酶 碘液 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】酶是由活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少量的酶属于RNA，酶的特性具有高效性、专一性和需要温和的条件。 【详解】A、麦芽糖水解后生成葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖均为还原性糖，与斐林试剂作用均有砖红色沉淀物生成，即用斐林试剂不能判断麦芽糖和葡萄糖是否被水解，A错误； B、麦芽糖、蔗糖和蔗糖的水解产物葡萄糖与碘液均不发生颜色反应，即碘液不能检测蔗糖是否被水解，B错误； C、淀粉和蔗糖均为非还原性糖，不能与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，它们水解的产物均为葡萄糖可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，即斐林试剂可检测淀粉或蔗糖是否被水解，C正确； D、蔗糖和蔗糖的水解产物葡萄糖与碘液均不发生颜色反应，即碘液不能检测蔗糖是否被水解，D错误。 故选C。 24．（23-24高二下·北京朝阳·期末）PCR中子链合成的原料是4种脱氧核苷三磷酸（dNTP）,包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP。dNTP是高能磷酸化合物，可以为子链合成提供能量。如果要利用含32P的dNTP合成具有放射性的DNA，32P应位于（    ） A．远离脱氧核糖的磷酸基团 B．中间磷酸基团 C．靠近脱氧核糖的磷酸基团 D．任意磷酸基团 【答案】C 【分析】1、ATP由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成，细胞中ATP含量很低，ATP 与ADP可以迅速转化，ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同，ATP水解释放的能量，来自特殊的化学键中的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。 2、dNTP由含氮碱基、脱氧核糖核糖和3个磷酸基团连接而成，包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP，是高能磷酸化合物，可作为PCR中子链合成的原料，可以为子链合成提供能量。 【详解】dNTP由含氮碱基、脱氧核糖和3个磷酸基团连接而成，DNA的基本组成单位脱氧核苷酸含有一个磷酸基团。dNTP若要合成DNA，需要将远离脱氧核糖和中间部位的两个磷酸基团脱去转化成脱氧核苷酸，故如果要利用含32P的dNTP合成具有放射性的DNA，32P应位于靠近脱氧核糖的磷酸基团，C正确，ABD错误。 故选C。 25．（23-24高二下·北京西城·期末）我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的 B．受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光 C．ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应 D．ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的 【答案】D 【分析】分析题图可知，ATP受体与cpEGFP融合后与ATP结合，cpEGFP发出绿色荧光，可据此监测动物体内ATP动态变化。 【详解】A、将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，该过程依赖蛋白质工程技术，需要通过设计相应的氨基酸序列来改造相关基因，A正确； B、由题图可知，ATP与ATP受体结合后构象改变，与之融合的cpEGFP发出绿色荧光，B正确； C、ATP传感器能监测动物体内ATP动态变化，与受体的特异性有关，故对ATP的结构类似物应无反应，C正确； D、ATP传感器监测动物体内ATP动态变化，说明ATP与传感器上受体的结合应是可逆的，D错误。 故选D。 26．（23-24高二下·北京昌平·期末）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 光呼吸的发现、机制及意义 科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出，植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2.由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，其过程如图1所示。 光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。 有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来，而CO2重新利用又需要消耗ATP和NADPH，因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程，限制了作物产量。近年来，科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸，植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物，而光呼吸可清除PG。同时植物体在低浓度CO2情况下，叶绿体内NADPH/NADP+比值较高，会导致更多自由基生成，使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用。 (1)叶绿体中Rubisco具有双功能，是因为在不同环境中该酶的_____发生改变导致。 (2)为验证植物存在光呼吸现象，以本文中的研究思路进行了实验设计。请在图2中补充完善实验结果，以证明存在该现象_____。 (3)生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用过程和Rubisco催化反应特点两方面解释其原理_____。 (4)结合资料分析，下列有关光呼吸的描述正确的是（　　）（多选）。 A．光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2 B．从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP C．光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率 D．光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上 E．过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用 (5)依据文中信息可知，降低光呼吸能提高农作物产量。下列_____（填序号）措施不能达到目的，理由是_____。 ①适当降低温度  ②适当降低O2与CO2比值  ③适当减弱Rubisco活性 【答案】(1)空间结构 (2) (3)CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量。 (4)ABCE (5) ①③ 温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时，光合作用也减弱。 【分析】题图分析：图示表示光合作用的暗反应和光呼吸的过程，光呼吸需要C5为原料，光合作用在暗反应阶段又生成了C5化合物，实现了该物质的再生，而且光呼吸最终将该物质彻底氧化分解成二氧化碳，光呼吸消耗了氧气，生成了二氧化碳，消耗了NADPH和ATP。 【详解】（1）叶绿体中Rubisco具有双功能，是因为在不同环境中该酶的空间结构发生改变导致。 （2）为验证植物存在光呼吸现象即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。所以实验结果应为 （3）生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，从光合作用过程和Rubisco催化反应特点两方面解释，CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，从而提高光合速率，增加有机物产生量；同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率，减少有机物消耗量。 （4）A、由题意可知，光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2，A正确； B、光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2，由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，所以从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP，B正确； C、光呼吸现象存在的原因在于Rubisco既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），所以光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率，C正确； D、由图可以看出，RuBP（C5）与CO2反应发生在叶绿体基质，D错误； E、光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用，所以过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用，E正确。 故选ABCE。 （5）依据文中信息可知，温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时，光合作用也减弱。①适当降低温度 ， ③适当减弱Rubisco活性不能达到目的。 27．（24-25高二下·北京丰台·期末）在血糖水平低时，人体会优先使用谷氨酰胺等氨基酸。研究者进行系列实验探究该调控机制。 (1)细胞可利用葡萄糖进行有氧呼吸，场所是_________。此过程生成大量_________，为生命活动提供能量。 (2)低糖情况下，蛋白激酶A 会被激活，激活后可催化M蛋白磷酸化（（p-M），p-M会促进谷氨酰胺的利用。研究者对M蛋白的磷酸化位点进行探究。 ①在敲除 M 基因的小鼠胚胎成纤维细胞中，分别转入两种表达载体，两组差异如下表所示。 基因表达载体 目的基因 M蛋白的第527位氨基酸 对照组 Ⅰ 正常 M蛋白基因 苏氨酸 实验组 Ⅱ 突变 M蛋白基因 丙氨酸 ②检测结果如图1 所示，结果表明 M 蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸，依据是___ (3)研究者利用荧光技术探究磷酸化过程对 M 蛋白空间结构的影响。该技术的原理如图2所示，构建融合蛋白，使M蛋白的C端和N端分别发出绿色和红色荧光；未磷酸化状态下，C端、N端距离很近，C端的荧光能量转移到N端，会使得绿色荧光强度降低，红色荧光强度增加；磷酸化状态下，无法发生荧光能量转移，会使得C端荧光比未磷酸化时_________。 据此原理，研究者进行了相关实验，结果如图3，表明_________。 (4)p-M蛋白的C端可以与谷氨酰胺分解酶相互作用，使该酶活性显著提高。综合以上研究，在答题框内写出机体优先利用谷氨酰胺的完整调控机制_________。 【答案】(1) 细胞质基质和线粒体 ATP (2)M蛋白总量：实验组和对照组无明显差异；加入蛋白激酶A后的p-M蛋白含量变化：对照组显著增加，实验组加酶前后均没有p-M (3) 增强 蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来 (4)低葡萄糖→激活蛋白激酶A→催化M蛋白第527位苏氨酸磷酸化→M蛋白空间结构变化→M 蛋白 C 端被释放出来→与谷氨酰胺分解酶结合，提高该酶活性→催化谷氨酰胺分解 【分析】有氧呼吸分三阶段，详细过程如下： 第一阶段（细胞质基质）：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]（还原氢），释放少量能量，用于合成少量ATP。 第二阶段（线粒体基质）：丙酮酸和水彻底分解为CO2和大量[H]，释放少量能量，合成少量ATP。 第三阶段（线粒体内膜）：前两阶段产生的[H]与O2结合生成H2O，释放大量能量，合成大量ATP。 【详解】（1）细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）和线粒体（有氧呼吸二、三阶段）。有氧呼吸过程会生成大量ATP，为生命活动提供能量。 （2）观察图1，对照组和实验组的M蛋白总量无明显差异，对照组中转入正常M蛋白基因(M 蛋白第527位氨基酸为苏氨酸），在蛋白激酶A存在时出现了p-M（磷酸化的M蛋白）含量显著增加； 而实验组中转入突变M蛋白基因(M蛋白第 527位氨基酸为丙氨酸)，加酶前后均没有p-M。这就表明只有当M蛋白的第527位氨基酸是苏氨酸时才能被磷酸化，即M蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸。 （3）根据题意，未磷酸化状态下C端荧光能量转 移到N端使绿色荧光强度降低，磷酸化状态 下无法发生荧光能量转移，所以会使得C端 荧光比未磷酸化时增强。观察图3，正常M蛋白在蛋白激酶A存在（即磷酸化状态）时绿色荧光强度高于无蛋白激酶A（未磷酸化状态） 时，而突变M蛋白在有无蛋白激酶A时绿色荧光强度变化不大，这表明蛋白激酶A促进M蛋白527位磷酸化，导致M蛋白空间结构变化，C端被释放出来。 （4）当血糖水平低时，蛋白激酶A被激活，激活后的蛋白激酶A催化M蛋白的第527位苏氨酸磷酸化，形成p-M蛋白，p-M蛋白的空间结构改变，其C端与谷氨酰胺分解酶相互作用，使谷氨酰胺分解酶活性显著提高，从而促进谷氨酰胺的分解利用。 28．（23-24高二下·北京昌平·期末）A酶是一种促进蛋白质磷酸化的酶，而M酶则是在有氧呼吸过程中发挥关键作用的酶。科研人员对A酶和M酶调节肿瘤生长的机制进行了研究。 (1)在氧气充足时，正常细胞主要在_____（场所）产生ATP。 (2)已知PTEN是一种肿瘤抑制因子，在多种PTEN正常表达的细胞系中，M酶几乎完全定位在线粒体中。在PTEN缺失的细胞中，A酶激活并与M酶结合，使M酶磷酸化，阻止其发生转位，进而在细胞质基质中显著累积。为研究M酶磷酸化在动物肿瘤细胞生长中的作用，研究人员将三种乳腺癌细胞分别皮下注射到免疫受损小鼠体内，2周后拍摄肿瘤照片并进行称重（图1）。结果表明_____。 (3)已知在糖酵解（细胞呼吸第一阶段）过程中涉及到多种酶，包括PFKL、LDHA、GAPDH和PKM2，其活性直接影响细胞的能量代谢和生物合成。为探究M酶磷酸化在糖酵解过程中的作用，研究人员进行了一系列实验。        ①研究人员利用一种肺癌细胞研究磷酸化的M酶与多种关键的糖酵解酶之间的关系，用磁珠偶联M酶单抗使磷酸化的M酶沉淀，与其能结合的蛋白也会被沉淀下来。分离后检测结果如图2，结果表明，磷酸化的M酶能与多种糖酵解酶_____。 ②研究人员构建前列腺癌症模型小鼠作为实验组，9周后检测发现实验组小鼠M酶磷酸化水平显著高于对照组，同时检测多种糖酵解酶活性，图3结果表明磷酸化的M酶能够_____多种糖酵解酶的活性。 (4)基于上述研究，推测PTEN抑制肿瘤生长的机制_____。 【答案】(1)线粒体（内膜） (2)M酶磷酸化促进肿瘤细胞的生长 (3) 结合 提高/增强 (4)PTEN抑制A酶被激活，导致M酶不被磷酸化，进而M酶发生转位，无法与多种糖酵解酶结合并提高其活性，抑制肿瘤生长。 【分析】有氧呼吸： 1、概念：是指细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，放出 二氧化碳 并形成水，同时释放出大量能量，生成大量ATP的过程； 2、过程： ①第一阶段（糖酵解）：各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A，场所在细胞质基质中，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，放出少量能量，合成2个ATP，其余以热能散失； ②第二阶段（三羧酸循环/柠檬酸循环） 乙酰辅酶A的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子。场所在线粒体基质中，2分子的丙酮酸和6分子的水中的氢。即20个[H]全部脱下，生成6分子的二氧化碳，释放少量的能量，合成2个ATP，其余以热能形式散失； ③第三阶段（电子传递链/氧化磷酸化） 呼吸链是指从葡萄糖或其他化合物上脱下来的电子（氢），经过一系列按氧化还原势由低到高顺序排列的电子（氢）载体，定向有序的传递系统。氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水，同时通过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用产生ATP分子，场所在线粒体内膜上，在前两个阶段脱下的24个[H]与6个氧分子结合成水，并释放大量能量，合成34个ATP。 【详解】（1）在氧气充足时，正常细胞进行有氧呼吸，主要在第三阶段O2与[H]结合生成水，释放大量能量，形成大量ATP，这一过程发生在线粒体（内膜）； （2）由图1可知，当M酶磷酸化水平低时肿瘤质量降低，而当M酶磷酸化水平高时肿瘤质量增加，由此可见，M酶磷酸化促进肿瘤细胞的生长； （3）①图2结果表明，磷酸化的M酶能与多种糖酵解酶结合，促进了糖酵解过程； ②由图3可知，实验组小鼠M酶磷酸化水平显著高于对照组，同时多种糖酵解酶活性也明显高于对照组，表明磷酸化的M酶能够增强（或提高）多种糖酵解酶的活性； （4）根据上述研究结果，推测PTEN抑制肿瘤生长的机制是PTEN抑制A酶被激活，导致M酶不被磷酸化，进而M酶发生转位，无法与多种糖酵解酶结合并提高其活性，抑制肿瘤生长。 29．（23-24高二下·北京·期末）随着我国畜禽产业迅猛发展，废弃羽毛亟需进行有效开发利用。 (1)羽毛中含有丰富的角蛋白，不易被化学试剂分解，但自然界中少有羽毛长时间积聚，这一现象提示在________的环境中易找到羽毛分解菌。 (2)为筛选土壤中的羽毛分解菌，研究者进行如下操作： ①取土样→配置浓度梯度土壤溶液→涂布于基础培养基表面，培养一段时间后，挑取单菌落接种于________的液体培养基中振荡培养。 ②以________为对照，观察羽毛降解情况并检测角蛋白酶的酶活，结果如图1。据图1判断，适合后续研究的菌株及依据________。 菌株 A B C D 对照 羽毛降解情况 酶活相对值 3 10 8 2 0 图1   (3)为优化角蛋白酶的生产条件，研究者利用响应面法进行多变量分析。根据实验结果绘制了温度、培养基中羽毛含量两种变量组合对角蛋白酶活性影响的三维图，如图2。 图中投影的等高线反映了不同条件下角蛋白酶活性的变化。据图2可知：等高线中最小图形的中心点代表________时的温度和羽毛含量；等高线酶活性随温度和羽毛含量增加的变化趋势________（“相同”或“不同”）。研究者根据测定结果建立模型，测得角蛋白酶活性比优化前提高了数倍。 (4)该研究潜在的应用前景是发酵液中富含氨基酸可用于________。 【答案】(1)富含羽毛 (2) 羽毛为唯一碳氮源 空白培养基 菌株B，角蛋白酶活性及羽毛降解能力最强 (3) 角蛋白酶活性最高 相同 (4)叶面施肥 【分析】1、接种微生物的方式常见有：平板划线法、稀释涂布平板法等。 2、将微生物接种到固体培养基常用稀释涂布平板法，接种前先要将菌液进行一系列的梯度稀释，再将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，在一定的稀释度的菌液里，聚集在一起的微生物能分散成单个细胞，在适宜的条件下培养让菌体进行繁殖，能够在培养基表面形成单个菌落。 【详解】（1） 羽毛不易被分解。但是自然界中羽毛一般不会长时间聚集，说明自然界中有分解羽毛的微生物。所以在富含羽毛的环境中容易找到羽毛分解菌。 （2）①培养基一般采用湿热灭菌法，如高压蒸汽灭菌法。题中，基础培养基上的单菌落挑取后接种在以羽毛为唯一碳源的液体培养基上以利于选择出能分解羽毛的纯培养微生物。②一般以空白培养基为对照，观察羽毛降解情况和检测酶活性大小。据图分析可知，菌株B中羽毛降解最多，说明其角蛋白酶活及羽毛降解能力最强。 （3） 等高线中最小图形的中心点对应的纵轴数值最大，代表角蛋白酶活最高；等高线酶活随温度和羽毛含量增加都呈现下降趋势，所以趋势相同。 （4）羽毛被降解后，主要生成氨基酸。故发酵液中富含氨基酸可用于叶面施肥、农作物施肥等。 30．（22-23高二下·北京西城·期末）AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）是人体代谢的总开关，通过磷酸化下游多种蛋白质来调控细胞代谢。二甲双胍（Met）是目前应用最广泛的降糖药物，近年来，还陆续发现各种潜在功效。研究表明Met主要通过激活AMPK通路发挥作用。我国科学家针对Met的作用靶点进行了相关研究。 (1)AMP（腺苷一磷酸），可由ATP水解失去______个磷酸基团获得，当细胞缺少能量供应时，AMP/ATP比值升高，磷酸化激活AMPK（P-AMPK），维持机体能量平衡。以往认为Met通过抑制位于______的有氧呼吸第三阶段而发挥作用。研究者将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞，检测结果如图1。 实验数据显示______，故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。 (2)研究发现，加入Met后，胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜，研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白，其机理如图2。 用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为____________。 经纯化、分析，确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后，与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体，导致质子泵____________改变，最终使溶酶体上的AMPK被磷酸化激活。请利用基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2，最终激活AMPK。写出实验组的设计思路及预期结果_________________。 (3)除溶酶体外，细胞质基质、线粒体内也有AMPK，分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应。结合本文信息，请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势____________。 【答案】(1) 2＃＃二＃＃两 线粒体内膜 注入Met后，AMPK被磷酸化激活，但AMP/ATP比值随时间几乎不变 (2) 通过生物素与亲和素结合，将能与MET-P结合的蛋白质间接地固定在特定介质上 空间结构（和功能） 设计思路：利用基因工程敲低或敲除PEN2基因，加入Met，检测溶酶体上AMPK的磷酸化情况 。 预期结果：实验组加入Met后，溶酶体上AMPK磷酸化水平很低（不发生磷酸化） (3)Met只激活溶酶体上的AMPK，避免全面激活引起机体的不良反应 【分析】ATP水解过程是远离腺苷的高能磷酸键（或特殊化学键）断裂，形成ADP和磷酸，同时释放能量的过程。ATP的结构简式中，A代表腺苷，P代表磷酸。 【详解】（1）ATP的结构简式是A-P～P～P，水解失去2个磷酸基团是AMP（腺苷一磷酸）；有氧呼吸的第三阶段是线粒体内膜，Met通过抑制有氧呼吸第三阶段而发挥作用；分析题图可知，将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞，注入Met后，P-AMPK含量从无到有，并逐渐稳定，说明AMPK被磷酸化激活，但AMP/ATP比值随时间几乎不变，故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。 （2）分析题意，实验目的是探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜，结合题图可知，用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为：通过生物素与亲和素结合，将能与MET-P结合的蛋白质间接地固定在特定介质上；质子泵是一种载体蛋白，PEN2与Met结合后，会导致质子泵的空间结构改变； 欲通过基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2，最终激活AMPK，则可通过基因编辑将PEN2基因敲除，使之无法合成PEN2蛋白，则Met无法起作用。故实验设计思路为：利用基因工程敲低或敲除PEN2基因，加入Met，检测溶酶体上AMPK的磷酸化情况；由于本实验是验证实验，实验结果与预期假设是一致的，故预期结果为：实验组加入Met后，溶酶体上AMPK磷酸化水平很低（不发生磷酸化）。 （3）分析题意，一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应，且一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应，而Met只激活溶酶体上的AMPK，作用具有特异性，故可避免全面激活引起机体的不良反应。 地 城 考点03 呼吸作用 31．（24-25高二下·北京丰台·期末）研究发现，肿瘤组织相比正常组织摄取了大量葡萄糖，并且即使在充足的氧气条件下，肿瘤细胞仍然将葡萄糖转化为乳酸并排出细胞。相关叙述中错误的是（    ） A．肿瘤局部微环境会出现酸化可能有利于肿瘤细胞转移 B．研究者据此推测肿瘤细胞有可能存在线粒体功能障碍 C．与有氧呼吸相比，肿瘤细胞产乳酸的过程释放能量更多 D．肿瘤细胞摄取葡萄糖增加，为研发肿瘤检测技术提供思路 【答案】C 【详解】A、肿瘤细胞产生大量乳酸，导致局部微环境酸化，可能破坏周围组织并促进转移，A正确； B、肿瘤细胞即使氧气充足仍大量产乳酸，可能因线粒体功能障碍无法进行高效有氧呼吸，B正确； C、产乳酸的过程属于无氧呼吸，仅释放少量能量（2ATP/葡萄糖），远少于有氧呼吸（约38ATP/葡萄糖），C错误； D、肿瘤细胞摄取葡萄糖显著增加，可通过放射性标记进行影像学检测，D正确。 故选C。 32．（24-25高二下·北京丰台·期末）国家卫健委自2024年起启动“体重管理年”三年行动，下列与控制体重相关的叙述正确的是（    ） A．每天仅食一餐，能健康减肥 B．饮食中只要不含脂肪，即可控制体重 C．有氧运动时出汗越多越有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动 【答案】D 【详解】A、每天仅食一餐会导致能量摄入骤降，可能引发基础代谢率降低，且无法满足日常营养需求，长期可能损害健康，A错误； B、脂肪是人体必需的营养物质（如构成生物膜、参与脂溶性维生素吸收），且不含脂肪的饮食若含过量糖类或蛋白质，多余能量仍会转化为脂肪储存，B错误； C、有氧运动消耗脂肪的效率与运动强度和持续时间相关，出汗量仅反映水分流失，C错误； D、均衡饮食保证营养全面，适量运动增加能量消耗，符合“摄入能量＜消耗能量”的体重控制原则，D正确。 故选D。 33．（24-25高二下·北京朝阳·期末）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（　　） A．乙曲线代表无氧呼吸产生的CO2量随O2浓度的变化 B．O2浓度为b时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2速率相等 C．保存该器官时，O2浓度为a时葡萄糖消耗速率一定最低 D．O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止 【答案】D 【分析】据图分析可知：甲曲线为CO2释放量，乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加，故乙曲线为O2吸收量。 【详解】A、乙曲线随氧气浓度由0开始增加而随之增加，故乙曲线为O2吸收量，由于有氧呼吸消耗的氧气量和释放二氧化碳量相等，故乙曲线也可表示有氧呼吸CO2的释放量，A错误； B、O2浓度为b时，O2吸收量等于CO2释放量，该器官只进行有氧呼吸，B错误； C、O2浓度为a时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量，故无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的比例为3:1，葡萄糖消耗速率不是最低，C错误； D、O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止，b点无氧呼吸消失，D正确。 故选D。 34．（23-24高二下·北京朝阳·期末）近年来，由于全球变暖，导致葡萄中糖的积累过多，造成葡萄酒中的平均乙醇含量升高，葡萄酒品质下降。下图①、②、③表示酿酒酵母中特定代谢途径，相关叙述正确的是（    ） A．图中①、②的发生场所是线粒体，③的发生场所是细胞质基质 B．酵母菌通过②途径能产生大量ATP，通过③途径只能产生少量ATP C．在无氧条件下抑制③途径会导致酵母细胞中[H]的产生和消耗失衡 D．选育无法进行①途径的酿酒酵母新品种能降低葡萄酒中乙醇含量 【答案】C 【分析】图中①是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质；②是有氧呼吸的第二、三阶段，分别在线粒体基质和线粒体内膜上进行；③是无氧呼吸第二阶段，场所是在细胞质基质。 【详解】A、①是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②是有氧呼吸的第二、三阶段，③是无氧呼吸第二阶段，图中①、③发生的场所是细胞质基质，②的发生场所是线粒体，A错误； B、细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，只有少部分用于合成ATP；无氧呼吸第二阶段即③途径不产生ATP，B错误； C、无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和[H]反应生成酒精和CO2，在无氧条件下抑制③途径，[H]的产生不受影响而消耗受到抑制，所以失衡，C正确； D、选育无法进行③途径的酿酒酵母新品种能降低葡萄酒中乙醇含量，D错误。 故选C。 35．（22-23高二下·北京海淀·期末）海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M，其能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，引发其表面温度升高，使细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉。下列叙述不正确的是（    ） A．海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因 B．酶M参与的细胞呼吸阶段需要O2参与 C．细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而增多 D．海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉 【答案】C 【分析】氧呼吸的概念：细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量能量的过程。 【详解】A、酶M是基因指导下合成的，由于所有的植物细胞都是由同一个受精卵分裂分化而俩，而分化是基因的选择性表达，因此所有的植物细胞的基因是相同的，因此海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因，A正确； B、酶M参与有氧呼吸的第三阶段，该阶段细胞呼吸需要氧气参与，B正确； C、酶M，其能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而减少，C错误； D、根据题意，海芋属植物产生酶M，能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，引发其表面温度升高，使细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉，挥发性物质属于化学物质，D正确。 故选C。 36．（22-23高二下·北京大兴·期末）任何生命系统都需要不断地进行能量输入，才能维持其结构与功能相对稳定。下面叙述不正确的是（    ） A．剧烈运动时，骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量 B．植物体光合速率大于呼吸速率时，积累生长所需的有机物 C．醋酸杆菌没有线粒体，利用无氧呼吸获得繁殖所需的能量 D．生态系统能量输入长期小于输出时，自我调节能力趋于降低 【答案】C 【分析】原核细胞唯一具有的细胞器是核糖体，虽然没有线粒体，但是少数原核生物能够进行有氧呼吸，这是由于细胞中具有与有氧呼吸有关的酶系统。 【详解】A、无氧呼吸的第一阶段可产生少量能量，剧烈运动时，骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量，A正确； B、植物体光合速率大于呼吸速率时，有机物的制造量大于消耗量，植物积累生长所需的有机物，B正确； C、醋酸杆菌虽然没有线粒体，但是含有与有氧呼吸有关的酶，能够进行有氧呼吸，C错误； D、生态系统的自我调节能力是有一定限度的，生态系统的能量输入长期小于输出，自我调节能力趋于降低，D正确。 故选C。 37．（24-25高二下·北京顺义·期末）深海中很多动物可以发出蓝光（波长范围400nm~500nm）。我国科考队在南海采集深层海水，通过如图所示过程分离纯化微生物，以揭示深海微生物特殊的代谢方式。 (1)图中寡营养培养基模拟了深海养分匮乏的条件，培养基中添加了极微量的乳酸钠（C3H5O3Na），可为微生物生长提供________和无机盐。蓝光照射下，平板1上出现了几个白色菌落，继而挑取单菌落利用________法获得该菌的纯培养物，鉴定后命名为菌株C。 (2)将菌株C分别在黑暗和蓝光下培养，不同时间测定两组细菌的OD值（一定范围内，OD值与被测物浓度呈正相关）。结果显示_________，支持蓝光促进菌株C的增殖。 (3)科研人员推测BULF蛋白是菌株C感受蓝光的关键蛋白，并开展系列实验。下列事实能为上述推测提供证据的有______。 A．野生型菌株OD蓝光与OD黑暗的差值大于BULF基因缺失株 B．纯化的BULF蛋白在450nm波长处存在吸收峰 C．深海中绝大多数非光合微生物均有BULF蛋白 (4)进一步检测发现在蓝光刺激下，细胞内丙酮酸代谢产生乙酰辅酶A的相关酶表达量均显著上调，代谢途径如图。请结合有氧呼吸的过程，从能量供应的角度阐明菌株C适应深海低氧环境的策略______。 【答案】(1) 碳源 平板划线 (2)OD蓝光＞OD黑暗 (3)AB (4)菌株C感受蓝光刺激，提高呼吸相关酶的表达量促进丙酮酸分解，弥补低氧导致的呼吸供能不足，为细菌生命活动提供能量 【分析】有氧呼吸过程：第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量,这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的; 第二个阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量,这一阶段不需要氧直接参与，是在线粒体基质中进行的。;第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量,这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。 【详解】（1）培养基一般含有碳源、氮源、水和无机盐。图中寡营养培养基模拟了深海养分匮乏的条件，培养基中添加了极微量的乳酸钠（C3H5O3Na），可为微生物生长提供碳源和无机盐。蓝光照射下，平板1上出现了几个白色菌落，继而挑取单菌落利用平板划线法或稀释涂布平板法法获得该菌的纯培养物，鉴定后命名为菌株C。 （2）一定范围内，OD值与被测物浓度呈正相关，若蓝光促进菌株C的增殖，则结果为OD蓝光＞OD黑暗。 （3） A、BULF蛋白是菌株C感受蓝光的关键蛋白，野生型菌株可以感受蓝光，而BULF基因缺失株不能感受蓝光，因此，野生型菌株OD蓝光与OD黑暗的差值大于BULF基因缺失株，A正确； B、深海中很多动物可以发出蓝光（波长范围400nm~500nm） ，BULF蛋白是菌株C感受蓝光的关键蛋白，纯化的BULF蛋白在450nm波长处存在吸收峰，B正确； C、深海中绝大多数非光合微生物无需感受蓝光，不一定含有BULF蛋白，C错误。 故选AB。 （4）进一步检测发现在蓝光刺激下，细胞内丙酮酸代谢产生乙酰辅酶A的相关酶表达量均显著上调，可推测菌株C适应深海低氧环境的策略为：菌株C感受蓝光刺激，提高呼吸相关酶的表达量促进丙酮酸分解，弥补低氧导致的呼吸供能不足，为细菌生命活动提供能量。 38．（23-24高二下·北京通州·期末）当糖类摄入量持续超过人体的能量需求时，糖类便可能会转化为脂肪，导致肥胖发生，如图甲所示。脂肪主要存在于脂肪细胞内，脂肪细胞主要由白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞等构成，如图乙所示。请分析回答： (1)图甲中①发生的场所是______，X代表______（物质）。 (2)脂肪在细胞内主要以脂肪滴的形式存在，如图乙所示，推测脂肪滴的膜最可能由______层磷脂分子构成。 (3)进一步研究发现，白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞的线粒体结构差异可能会导致功能的不同，如图丙和图丁所示。 ①图丙所示为白色脂肪细胞中有氧呼吸的第______阶段，其中以______（物质运输）方式通过合成酶运输至线粒体基质，驱动ATP的合成。 ②图丁表示低温等条件下棕色脂肪细胞被激活时，还可以通过UCP1蛋白泄漏至线粒体基质。婴儿体内存在大量的棕色脂肪，在寒冷时可以通过UCP1蛋白进入线粒体基质，导致ATP合成量______，产热量______（与没有UCP1蛋白相比），有助于婴儿体温的稳定。 【答案】(1) 细胞质基质 甘油 (2)单（或一） (3) 三 协助扩散 减少 增加 【分析】图甲葡萄糖初步分解产生丙酮酸的场所是细胞质基质；图乙脂肪滴外部是有水的环境，磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，可推测脂肪滴的膜由一层磷脂分子构成；图丙白色脂肪细胞线粒体内膜上发生有氧呼吸的第三阶段；图丁棕色脂肪细胞线粒体内膜上发生有氧呼吸的第三阶段，H+可以通过F0F1ATP合成酶运输至线粒体基质，驱动ATP的合成，还可以通过UCP1蛋白泄漏至线粒体基质。 【详解】（1）图甲葡萄糖初步分解产生丙酮酸的场所是细胞质基质；脂肪的组成为甘油和脂肪酸。 （2）图乙脂肪滴外部是有水的环境，磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，可推测脂肪滴的膜由一层磷脂分子构成。 （3）线粒体内膜上发生有氧呼吸的第三阶段；H+可以通过F0F1ATP合成酶运输至线粒体基质，此过程不消耗能量，所以运输方式为协助扩散；在寒冷时H+可以通过UCP1蛋白进入线粒体基质，则其通过F0F1ATP合成酶运输量减少，导致ATP合成量减少，与没有UCP1蛋白相比，产热量增加。 39．（23-24高二下·北京东城·期末）湿地是重要的碳库，人类活动和气候变化会引起湿地水位下降、面积减小。研究人员对湿地样地进行排水实验模拟湿地水位下降，研究对碳循环过程的影响。 (1)湿地土壤有机碳（土壤有机物中所含的碳元素，简称SOC）含量丰富，在全球碳循环中具有重要作用。碳循环是指碳元素在_____之间的循环过程，在此过程中微生物能够分泌胞外酶将 SOC 分解为葡萄糖等小分子有机物并将小分子有机物中的碳通过_____转化为CO2等气体。 (2)研究者在若尔盖红原湿地采集野外淹水土壤和排水土壤进行实验。向土壤中添加等量13C标记的葡萄糖用来研究CO2的来源，设置不添加葡萄糖的土壤为对照组，一段时间后检测气体释放量，结果如图。    ①本实验如何判断2种不同的CO2来源?_____。 ②比较_____的结果说明排水增加了CO2释放总量。研究人员推测排水导致CO2释放量增加的原因是土壤微生物增强了对SOC 的分解作用，做出判断的理由是_____。 ③若想进一步证实排水增强了土壤微生物对SOC的胞外水解作用，还可以检测的指标有_____（写出一个即可）。 (3)湿地生物群落中的动植物物种十分丰富，既有水生生物也有陆生生物。请综合上述研究成果简述湿地水位下降、面积减小对生态系统稳定性和碳平衡的不良影响_____。 【答案】(1) 生物群落与非生物环境 细胞呼吸 (2) 含13C的CO2为葡萄糖来源，反之为土壤来源 淹水土壤和排水土壤对照组的CO2累积释放量（淹水土壤和排水土壤的葡萄糖来源与土壤来源CO2累积释放量之和） 排水后土壤来源的CO2占比增大，说明微生物细胞呼吸利用的土壤来源的小分子有机物比例增大，因此微生物对SOC的分解增强 微生物产生的胞外水解酶的活性/含量（合理即可） (3)排水影响湿地中水生生物生存，生态系统营养结构的复杂程度降低，降低抵抗力稳定性；排水后加速微生物对SOC的利用，CO2释放量增加，提高大气中CO2浓度。 【分析】碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。碳通过植物的光合作用从大气中进入生物群落，生物通过呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧等途径，将碳以二氧化碳的形式又返回大气中。 【详解】（1）碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的，碳循环是指碳元素在生物群落与非生物环境之间的循环过程。 微生物能够分泌胞外酶将 SOC 分解为葡萄糖等小分子有机物并将小分子有机物中的碳通过细胞呼吸转化为 CO2等气体。 （2）①向土壤中添加等量13C标记的葡萄糖用来研究CO2的来源，通过检测释放的 CO2中是否含有 13C来判断两种不同的来源。 ②比较淹水土壤和排水土壤对照组的CO2累积释放量（淹水土壤和排水土壤的葡萄糖来源与土壤来源CO2累积释放量之和）说明排水增加了CO2释放总量。排水后土壤来源的CO2占比增大，说明微生物细胞呼吸利用的土壤来源的小分子有机物比例增大，因此微生物对SOC的分解增强，说明排水导致土壤微生物增强了对 SOC 的分解作用。 ③想进一步证实排水增强了土壤微生物对SOC的胞外水解作用，也可以检测微生物产生的胞外水解酶的活性/含量，或对照组和实验组的SOC的剩余量，或者SOC的减少量。 （3）湿地水位下降、面积减小，排水影响湿地中水生生物生存，生态系统营养结构的复杂程度降低，降低抵抗力稳定性；排水后加速微生物对SOC的利用，CO2释放量增加，提高大气中CO2浓度。 40．（20-21高二下·北京·期末）呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株，其线粒体功能丧失，只能进行无氧呼吸。科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。 (1)酵母菌发酵首先要通入无菌空气一段时间，目的是_____。发酵过程要适时进行_____处理，防止发酵装置内部压力过高。 (2)为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件，研究人员设计了紫外线诱变实验，记录结果如下表。表中A、B、C分别是_____，据表中数据分析，最佳诱变处理的条件_____。 组别 1组 2组 3组 4组 5组 6组 7组 8组 9组 照射时间/min A 1．5 1．5 2．0 2．0 2．0 2．5 2．5 2．5 照射剂量/W 12 15 17 12 15 B 12 15 17 照射距离/cm 18 20 22 20 22 18 22 18 C 筛出率/% 3 7 13 5 15 6 4 7 11 (3)TTC是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸缺陷突变菌株，可以在基本培养基中添加_____，该培养基属于_____培养基。如果出现_____的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌，原因是_____。 (4)科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精的特性﹐做了相关实验，结果如图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌_____（填“适宜”或“不适宜”）作为酒精发酵菌种，依据是_____。 【答案】(1) 使酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的ATP，用于酵母菌的繁殖 排气 (2) 1．5、17、20 照射时间2．0min、照射剂量15W、照射距离22cm (3) TTC 鉴别 白色 呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或“NADH”），不能将TTC还原为红色物质 (4) 不适宜 在8-32小时发酵时间内，呼吸缺陷型酵母菌产酒精量小于野生型 【分析】1、实验设计的原则为单一变量和对照原则； 2、酵母菌是兼性厌氧性生物，既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸； 3、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和还原性氢，释放出少量能量，第二阶段是丙酮酸和水在酶的催化作用下生成大量还原性氢和二氧化碳，释放出少量能量，第三阶段是前两个阶段产生的还原性氢和氧气结合生成水，释放出大量能量。 【详解】（1）酵母菌发酵产生酒精首先要通入无菌空气，目的是使酵母菌进行有氧呼吸，产生较多的ATP，用于酵母菌的繁殖。酵母菌发酵产生二氧化碳，由于发酵罐密闭，故应注意适时排气。 （2）实验设计遵循的是单一变量原则，由表可知，照射时间和照射剂量以及照射距离的值是固定的3个，即照射时间（1．5、2．0、2．5），照射剂量（12、15、17），照射距离（18、20、22），故1、2、3组中的A照射的时间为1．5，3、6、9组中B的照射剂量为17，7、8、9组照射时间一定，对应的C的照射距离为20．从表中可以分析得出第5组诱变效果最好，即在照射时间2min、照射剂量15W、照射距离22cm的条件下。 （3）由于TTC进入细胞内与足量的还原剂[H反应生成红色物质，所以在筛选呼吸缺陷突变菌株时可以在基本培养基中添加TTC作为鉴别培养基。若呼吸缺陷型酵母菌无法产生大量的[H]（或“NADH”），不能将TTC还原为红色物质而出现白色菌落，则菌落为呼吸缺陷型酵母菌。 （4）由图可知，在8-32小时内，野生型比呼吸缺陷型酵母菌发酵液酒精浓度少，所以呼吸缺陷型酵母菌不适宜作为酒精发酵菌种。 地 城 考点04 光合作用 41．（24-25高二下·北京海淀·期末）研究者为大豆叶片提供14CO2，检测茎基部放射性情况。实验处理及结果如图。下列推测合理的是（　　） A．检测点放射性物质是叶片光反应合成的产物 B．关灯后光合作用停止但光合产物仍在运输 C．关灯后检测点部位短时间内 C₃含量下降，C₅含量上升 D．78 min 改用CO₂后，叶片对CO₂的利用趋于停止 【答案】B 【详解】A、叶片光反应的产物是ATP、NADPH 和 O₂，这些物质不会运输到茎基部。而题干中是为叶片提供 ¹⁴CO2，经暗反应合成含 ¹⁴C 的有机物，再运输到茎基部，因此检测点的放射性物质是暗反应合成的有机物，不是光反应产物，A错误； B、光合作用分为光反应和暗反应，关灯后光反应停止，暗反应因缺乏 ATP 和 NADPH 也会逐渐停止；但之前合成的光合产物仍会以蔗糖形式向茎基部运输，B正确； C、关灯后，光反应停止，ATP 和 NADPH 合成减少，暗反应中 C₃的还原减慢，而 CO₂的固定（C₅→C₃）仍在短时间内进行，因此C₃含量上升，C₅含量下降，C错误； D、78 min 改用 CO₂后，叶片可利用新的 CO₂进行暗反应（CO₂固定、C₃还原），因此对 CO₂的利用不会停止，D 错误。 故选B。 42．（24-25高二下·北京丰台·期末）某同学取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出圆形小叶片30片，用于探究环境因素对光合作用强度的影响。相关分析中错误的是（    ） A．处理过的小叶片全沉到水底，相同时间内浮起的小叶片越多光合作用强度越高 B．若要探究光照强度对光合作用强度的影响，可调节小烧杯与光源之间的距离 C．若不同光照强度下光合作用均很弱，可能烧杯液体中（CO2含量不足 D．不改变光照强度的情况下，不断升高温度光合作用强度会不断提升 【答案】D 【详解】A、圆形小叶片经处理后沉底，光合作用释放的O₂积累在细胞间隙使叶片上浮，相同时间内上浮数量越多，说明光合作用越强，A正确； B、通过调节小烧杯与光源的距离可改变实际光照强度，从而探究光照强度对光合作用的影响，B正确； C、若不同光照强度下光合作用均弱，可能因烧杯液体中CO2（如未添加NaHCO3）不足，导致暗反应受限，整体光合速率低，C正确； D、温度通过影响酶活性调控光合作用。在适宜范围内，升温可提高酶活性，但超过最适温度后酶活性下降，光合作用强度反而降低，D错误。 故选D。 43．（24-25高二下·北京房山·期末）1937年，英国科学家希尔将离体的叶绿体悬浮液中加入某种氧化剂，在有光照没有CO2参与的情况下有氧气释放，但没有糖类等有机物的生成。根据该实验无法做出的推测是（　　） A．光合作用可能包括两个阶段 B．光合作用可以发生在离体的叶绿体中 C．O2中的氧元素可能来自于水 D．光照条件下光能转化为化学能 【答案】D 【分析】希尔实验证明离体叶绿体在光照和氧化剂存在时能释放氧气，但无CO₂时无法合成有机物。 【详解】A、实验显示光反应（产O₂）可在无CO₂条件下进行，而暗反应（产糖）需要CO₂，说明光合作用可能分为两个阶段，A不符合题意； B、离体叶绿体在实验中释放O₂，证明光合作用的光反应可在离体叶绿体中进行，B不符合题意； C、实验中无CO₂参与，O₂只能来自水的光解，推测O₂的氧元素来源于水，C不符合题意； D、实验未直接检测ATP或NADPH的生成，仅通过氧化剂还原间接推测能量转化，无法明确得出光能转化为化学能的结论，D符合题意。 故选D。 44．（24-25高二下·北京房山·期末）以下实验操作的先后顺序，错误的是（　　） A．在进行蛋白质的鉴定时，先滴加NaOH再滴加CuSO4 B．在观察细胞中的脂肪颗粒时，先用苏丹Ⅲ染色再用酒精洗去浮色 C．在绿叶中色素的提取与分离时，先用有机溶剂提取再用层析液分离 D．在分离土壤中的微生物时，先对土壤样液进行湿热灭菌再接种到平板上 【答案】D 【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：（1）提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。（2）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。 【详解】A、蛋白质鉴定使用双缩脲试剂时，需先加NaOH溶液（A液）以提供碱性环境，再加CuSO₄溶液（B液）进行显色反应，顺序正确，A不符合题意； B、观察脂肪时，苏丹Ⅲ染色后需用酒精洗去浮色，避免多余染料干扰观察，顺序正确，B不符合题意； C、绿叶中色素提取需先用无水乙醇（有机溶剂）溶解色素，分离时则用层析液根据溶解度差异进行层析，顺序正确，C不符合题意； D、分离土壤微生物时，若先湿热灭菌会杀死所有微生物，导致无法分离出活菌，正确操作应为直接稀释涂布或选择培养，无需灭菌，D符合题意。 故选D。 45．（24-25高二下·北京延庆·期末）关于化合物分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A．利用加热后与斐林试剂生成砖红色沉淀的反应鉴定还原糖 B．利用常温条件下与二苯胺试剂呈现紫色的反应来鉴定DNA C．利用不同光合色素在层析液中溶解度的差异分离光合色素 D．利用常温条件下与双缩脲试剂产生紫色反应鉴定蛋白质 【答案】B 【分析】生物组织中化合物的鉴定： （1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色； （2）蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色； （3）脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 【详解】A、在水浴加热的条件下，还原糖和斐林试剂反应产生砖红色沉淀，A正确； B、在水浴加热的条件下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，B错误； C、光合色素分离的原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，C正确； D、常温条件下，蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色，D正确。 故选B。 46．（24-25高二下·北京房山·期末）为探究不同光质对藏川杨生长的影响、分别用透明膜、蓝膜、绿膜处理藏川杨枝条、检测净光合速率的日变化，结果如图所示。以下说法错误的是（　　） A．蓝膜和绿膜覆盖均能提高植物的净光合速率 B．蓝光在蓝膜处理时透过率高、有利于被光合色素吸收后用于光反应 C．12:00时净光合速率低的原因是CO2吸收量减少、暗反应速率变慢 D．12:00-14:00净光合速率增加的原因是气孔重新开放所致 【答案】A 【分析】在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。其中，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 【详解】A、据图可知，蓝膜下净光合速率大于透明膜和绿膜下的净光合速率，而透明膜下净光合速率大于绿膜，小于蓝膜，所以绿膜能降低植物的净光合速率，A错误； B、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，因此，蓝光在蓝膜处理时透过率高，有利于被光合色素吸收后用于光反应，B正确； C、12:00时净光合速率低的原因是温度太高，植物气孔关闭，CO2吸收量减少、暗反应速率变慢，C正确； D、12:00-14:00净光合速率增加的原因可能是气孔重新开放所致，D正确。 故选A。 47．（24-25高二下·北京通州·期末）下列生物学实验操作，不合理的是（　　） A．解离的洋葱根尖先用甲紫染色，然后进行漂洗 B．试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线 C．苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞内有橘黄色小颗粒 D．划线接种之前，接种环灼烧灭菌并冷却后使用 【答案】A 【详解】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。 3、苏丹Ⅲ染色的花生子叶薄片，由于苏丹Ⅲ与脂肪会产生颜色反应，显微镜下可以观察到细胞内有橘黄色小颗粒， 3、观察质壁分离及复原时应该选择成熟的植物细胞，且细胞液有颜色。 【分析】A、解离后的洋葱根尖需先漂洗去除解离液，再染色，否则残留的解离液（盐酸）会干扰染色。若先染色后漂洗，导致染色剂被洗去，无法正确观察染色体，A符合题意； B、层析时，层析液需浸没滤纸条但液面应低于滤液细线，避免色素溶解在层析液中，B不符合题意； C、苏丹Ⅲ染液与脂肪结合后呈现橘黄色颗粒，而非橘黄色，C不符合题意； D、平板划线法中，接种环灼烧灭菌后需冷却再划线，避免高温杀死菌种，D不符合题意。 故选A。 48．（24-25高二下·北京朝阳·期末）X蛋白可能参与调控PSII（类囊体膜上的关键蛋白复合体）的活性以应对逆境胁迫。研究者以野生型和X基因敲除突变体植物为材料，实验设计及结果如下表： 实验条件 植物类型 PSⅡ活性（相对值） 光合作用强度（μmolCO2/m2·s） 正常光照 野生型 0.8 20 正常光照 X基因敲除突变体 0.75 18 模拟逆境胁迫光照 野生型 0.5 12 模拟逆境胁迫光照 X基因敲除突变体 0.3 8 根据实验结果,关于X蛋白对PSII活性的作用,合理的解释是（　　） A．仅维持正常光照条件下的PSII活性 B．仅在逆境胁迫光照条件下保护PSII活性 C．对PSII活性无显著调控作用 D．逆境胁迫光照下，X对PSII活性的作用更明显 【答案】D 【分析】表格数据显示，野生型植株PSⅡ活性和光合作用强度比突变体更高，说明蛋白X可以提高PSⅡ活性和光合作用强度。 【详解】A、在正常光照下，野生型PSII活性（0.8）略高于突变体（0.75），在逆境中野生型PSII活性0.5，突变体为0.3，说明逆境胁迫下X蛋白作用更显著，A错误； B、在逆境胁迫光照下，野生型PSII活性（0.5）显著高于突变体（0.3），说明X蛋白在逆境中保护PSII活性，但正常条件下X蛋白也有作用，B错误； C、野生型与突变体的PSII活性在两种条件下均存在差异（正常差0.05，逆境差0.2），说明X蛋白对PSII活性有调控作用，C错误； D、逆境胁迫下，野生型与突变体的PSII活性差异（0.2）远大于正常条件（0.05），表明X蛋白在逆境中对PSII活性的保护作用更显著，D正确； 故选D。 49．（24-25高二下·北京·阶段检测）可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是（    ） A．含碳有机物，氨，光 B．含碳无机物，氨，氮 C．含碳无机物，氨，氨 D．含碳有机物，氨，氨 【答案】C 【分析】硝化细菌是原核生物，原核生物没有以核膜为界限的细胞核，只有拟核，没有染色体，代谢类型为自养需氧型。 【详解】A、硝化细菌是自养型生物，不能利用含碳有机物作为碳源，其能量来源是氧化氨释放的化学能，不是光能，A错误； B、硝化细菌可以利用含碳无机物（CO2）作为碳源，氨可以作为氮源，但氮不能作为能量来源，B错误； C、硝化细菌能够利用含碳无机物（CO2）作为碳源，氨（NH3）既可以作为氮源，又能在被氧化的过程中释放能量，为硝化细菌提供能量来源，C正确； D、硝化细菌不能利用含碳有机物作为碳源，D错误。 故选C。 50．（23-24高二下·北京丰台·期末）CAM植物白天气孔关闭，夜晚打开，以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径，相关叙述不正确的是（　　） A．催化过程①和过程②所需的酶不同 B．卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜 C．白天气孔关闭可减少水分散失 D．夜晚气孔开放以便储存更多CO2 【答案】B 【分析】具有CAM途径的植物称为CAM植物，在其所处的自然条件下，气孔白天关闭，夜晚张开，它们具有此途径，既维持水分平衡，又能同化二氧化碳。 【详解】A、过程①是将CO2转化为C4，②是CO2固定，酶具有专一性，因此催化过程①和过程②所需的酶不同，A正确； B、据图可知，卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段，CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质，B错误； C、CAM植物白天关闭气孔，能减少水分散失以适应干旱环境，C正确； D、在夜晚气孔开放可吸收CO2，合成苹果酸储存在液泡中，D正确。 故选B。 51．（23-24高二下·北京海淀·期末）下列实验操作能够达成所述目的的是（    ） A．利用差速离心的方法，可分离获得黑藻叶肉细胞中的叶绿体和中心体 B．用高浓度蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，可测得细胞液浓度 C．用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素进行纸层析，可分离出四种光合色素 D．将洋葱研磨液离心后保留沉淀物并加入冷酒精静置后，可收集到DNA 【答案】C 【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）； 2、DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；①DNA不容易酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③DNA对于酶、高温和洗涤剂的耐受性，蛋白酶能水解蛋白质，但是不能水解DNA，蛋白质不能耐受较高温度，DNA能耐受较高温度洗涤剂能瓦解细胞膜，但是对DNA没有影响；④在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色． 【详解】A、黑藻是高等植物，叶肉细胞中无中心体，A错误； B、用高浓度蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞会使细胞发生质壁分离，不能测得细胞液浓度的大小，B错误； C、用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素进行纸层析，由于色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四种光合色素带，C正确； D、将洋葱研磨液离心后保留上清液并加入冷酒精静置后，可收集到DNA，D错误。 故选C。 52．（23-24高二下·北京通州·期末）神舟十八号载人飞行任务实施国内首次在轨水生生态研究项目，将小型模式生物斑马鱼和水生植物金鱼藻带上了太空，进行共同培养和开展相关研究。以下相关叙述错误的是（    ） A．体积小是斑马鱼成功入选的重要原因之一 B．金鱼藻可以通过光合作用为斑马鱼提供氧气 C．可以利用太空射线对斑马鱼进行定向突变 D．斑马鱼卵细胞的形成中会发生基因重组 【答案】C 【分析】斑马鱼是模式生物，具有个体小、繁殖快、胚胎透明、可进行体外受精和胚胎培养等优点。、斑马鱼个体小、生命力旺盛、繁殖快，是一种模式生物，可用于研究揭示生命体某种具有普遍规律的生物现象的一类生物。 【详解】A、中国空间站内“寸土寸金”，斑马鱼的“娇小”体型，也更符合环境要求，所以体积小是斑马鱼成功入选的重要原因之一，A正确； B、金鱼藻是植物相当于生产者，可以进行光合作用为斑马鱼提供氧气， B正确； C、太空射线可以诱导基因突变，但基因突变是不定向的，C错误； D、斑马鱼卵细胞是通过减数分裂形成的，减数分裂过程中会发生基因重组，D正确。 故选C。 53．（24-25高二下·北京房山·期末）光呼吸是植物利用光能、吸收O2并释放CO2的过程，植物在高温下常出现光呼吸现象。为研究该现象的生理意义，科研人员利用光呼吸关键酶基因（P基因）过表达的拟南芥展开以下研究。 (1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将_______转化成储存着能量的有机物，并且释放出______的过程。 (2)将野生型和P基因过表达株系（01）分别置于20℃、30℃条件下培养，一段时间后分别测定净CO2吸收率。分析图1结果可得出结论：P基因过表达有利于植物在高温下进行光合作用。得出此结论的依据为：与野生型相比_______。 (3)进一步研究光呼吸与光合作用的关系，结果如图2所示。 催化光呼吸和暗反应第一步反应的酶都是R酶、高温时叶片气孔关闭导致胞间CO2浓度降低，R酶可催化O2与C5结合生成_______，触发光呼吸。 (4)结合图2和光合作用的过程，从细胞器间协作的角度分析光呼吸对植物光合作用的积极意义_______。 【答案】(1) 二氧化碳 氧气 (2)在30℃条件下，随着光照强度的增加，P 基因过表达株系（01）的净CO2吸收率始终高于野生型 (3)乙醇酸和C3 (4)光呼吸过程中线粒体产生的二氧化碳为叶绿体光合作用暗反应提供原料，有利于光合作用的进行 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 （2）从图 1 中可以看到，在30℃（高温条件）下，随着光照强度的增加，P 基因过表达株系（01）的净CO2吸收率始终高于野生型 。这表明在高温环境中，P 基因过表达株系能够吸收更多的CO2用于光合作用，也就说明 P 基因过表达有利于植物在高温下进行光合作用。 （3）根据光合作用和光呼吸的相关知识，在高温时叶片气孔关闭导致胞间CO2浓度降低的情况下，R 酶可催化O2与C5结合，这一反应生成乙醇酸和C3 ，从而触发光呼吸。 （4）光呼吸过程中，R酶催化五碳化合物（C5）与氧气反应，生成的乙醇酸，又经过一系列的反应进入线粒体，在线粒体中经过一系列反应产生二氧化碳。这些二氧化碳可以作为暗反应中卡尔文循环的原料，补充了光合作用所需的二氧化碳。从细胞器间协作角度看，线粒体通过光呼吸产生的二氧化碳为叶绿体的光合作用暗反应提供了原料，有利于光合作用的持续进行。 54．（24-25高二下·北京丰台·期末）衣藻是一种单细胞绿藻，大肠杆菌是一种异养细菌，研究者开发出了衣藻与大肠杆菌共培养系统。 (1)衣藻代谢途径如图1所示，据图分析： ①衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成_________，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。 ②衣藻的 R 酶既能催化CO2固定；又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸（C2H4O3）。乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。若CO2/O2比值_________，则光呼吸作用加强。 ③为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1 突变体衣藻-大肠杆菌联合体。缺乏 GYD1 的突变衣藻大量分泌_________到培养基中，该物质可以作为大肠杆菌的唯一_________促进其生长。 (2)研究者将两个发酵罐连接，构建两阶段共培养系统，如图2所示。 ①第一阶段发酵罐以120μE恒定光照，0.5vvmCO2条件仅培养GYD1 突变体； ②第二阶段发酵罐接收第一阶段的培养物，改变反应条件，从而能同时培养突变体和大肠杆菌； ③实验结果如图3所示。 请依据图3的实验结果，从下表中选出合适选项，补全图3中第二阶段的培养条件，将相应字母填在横线上。 条件1: ___________，条件2: _______，条件3:__________ 培养条件 光照强度 气体条件 A 120μE 1vvmCO2 B 120μE 0.5 vvm空气 C 120μE 1 vvm空气 D 240μE 1 vvm空气 (3)研究者进一步改造图 1 中的大肠杆菌，已利用此共培养系统成功生产出番茄红素。与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统有何显著优势?试从物质与能量的角度简要分析___________。 【答案】(1) ATP和 NADPH 下降 乙醇酸 碳源 (2) B C D (3)该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2 可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。 【分析】光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义。光反应物质变化：H2O→2H++1/2O2（水的光解）。NADP+ + 2e- + H+ → NADPH；能量变化：ADP+Pi+光能→ATP。场所：光反应发生在叶绿体内囊状结构薄膜上进行。暗反应物质变化：CO2+C5化合物→2C3化合物。2C3化合物+4NADPH+ATP→（CH2O）+ C5化合物+H2O。ATP→ADP+Pi（耗能）。场所：暗反应发生在叶绿体的基质中。 【详解】（1）衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成ATP和 NADPH，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。 衣藻的R酶既能催化CO2​固定，又能催化C5​与O2​发生光呼吸生成乙醇酸。当CO2/O2比值降低时，O2与R酶结合的机会增加，光呼吸作用加强。 缺乏GYD1的突变衣藻不能将乙醇酸转化为乙醛酸，大量分泌乙醇酸到培养基中，大肠杆菌可以利用乙醇酸作为唯一碳源促进其生长。 （2）已知当CO2/O2比值降低时，O2与R酶结合的机会增加，光呼吸作用加强，产生更多的乙醇酸，提供给大肠杆菌。有图可知，条件1时，大肠杆菌数量在乙醇酸耗尽后下降并稳定，说明大肠杆菌在条件1的K1值为0.075，条件2时，大肠杆菌数量上升并稳定，说明大肠杆菌在条件2的K2值为0.10，条件3时，大肠杆菌数量在条件2的基础上上升并稳定，说明条件3的K3值为0.19，故K3>K2>K1。条件A时，在第一阶段后期乙醇酸含量已开始下降，且条件A只含有CO2​，此时产生的乙醇酸不足以提供给大肠杆菌，又K3>K2>K1，故条件1为条件B，条件2为条件C，条件3为条件D。 （3）与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统的优势有该共培养系统不需要额外添加有机碳源，利用CO2 可持续获得所需产物，生产成本低，节能环保。 55．（24-25高二下·北京海淀·期末）学习以下材料，回答以下问题。 根瘤细胞中的能量感受器 豆科植物与根瘤菌共生形成的根瘤可固定氮元素。植物光合产物（主要是蔗糖）通过韧皮部运输至根瘤，在根瘤细胞中生成PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）。PEP可进一步转化为丙酮酸进入线粒体，或者转化为苹果酸，进入类菌体，如下图。大豆根瘤的固氮能力在缺氧条件下较低，当增加氧气供应时，固氮能力会显著提升，研究人员据此推测根瘤细胞的能量状态会影响其固氮能力。 研究发现，胱硫醚β合成酶（CBS）的一个结构域能够结合AMP（腺苷一磷酸）、ADP和ATP等。在动物和酵母细胞中，CBS家族蛋白已被证实可感知细胞内的能量水平。为鉴定大豆根瘤中可能存在的能量感受器，科研人员筛选了71个CBS家族蛋白，在根瘤中鉴定到了特异性高表达的NAS1和NAP1.遗传分析发现，NAS1和NAP1功能缺失不影响根瘤的形成和发育，但是抑制了根瘤碳源供应增加后固氮能力的上升。 进一步研究发现NAS1和NAP1通过感知细胞内AMP水平来监测根瘤细胞能量状态，NAS1可以直接结合AMP从而与NAP1在线粒体膜上形成异源二聚体。在碳源供应增加导致根瘤能量充裕时，AMP含量降低，促使NAS1 - NAP1异源二聚体解离，形成NAS1 - NAS1和NAP1 - NAP1同源二聚体。这些同源二聚体会与转录因子NFYC互作并将其锚定到线粒体膜上，从而减少细胞核中的NFYC水平，抑制丙酮酸激酶（PK）基因表达，调控能量在植物细胞和类菌体碳源供应之间的分配。 这一发现不仅揭示了能量感受器NAS1/NAP1在豆科植物根瘤中固氮调控的分子机制，还为未来设计碳利用效率更高、固氮能力更强的豆科作物提供了理论依据。 (1)豆科植物光合作用的光反应中产生的______驱动暗反应，其光合产物转化为蔗糖，为固氮过程提供能量。 (2)文中科研人员找到并鉴定大豆根瘤中能量感受器的研究思路有______（写出两点）。 (3)请依据文中内容，从根瘤细胞能量充裕或不充裕中选择其一，用文字和箭头阐明根瘤细胞实现能量分配的机制________。 (4)请从物质和能量的角度，分析大豆光合产物动态分配的生物学意义______。 【答案】(1)ATP 和 NADPH (2)查阅已有研究，获知 CBS 家族蛋白可感知细胞内的能量水平 / 筛选并鉴定大豆根瘤中特异高表达的 NAS1 和 NAP1 / 通过遗传分析，确定 NAS1 和 NAP1 与固氮能力的高度相关性 (3)根瘤细胞能量充裕→AMP 水平下降→NAS1 与 NAP1 异源二聚体解离→NAS1 与 NAS1、NAP1 与 NAP1 同源二聚体增多→与 NFYC 互作增多→NFYC 入核减少→抑制 PK 基因表达→丙酮酸生成减少→线粒体氧化产生 ATP 减少→能量更多分配用于固氮 (4)能量充裕时光合产物更多用于固氮，有利于合成有机氮供植物生长；能量不充裕时，光合产物更多分配到大豆代谢，维持植株代谢和根瘤的生长。 【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP和NADP+。 【详解】（1）光反应为暗反应提供ATP和NADPH。 （2）根据题意可知，研究人员找到并鉴定大豆根瘤中能量感受器的研究思路有查阅已有研究，获知 CBS 家族蛋白可感知细胞内的能量水平 ； 筛选并鉴定大豆根瘤中特异高表达的 NAS1 和 NAP1；通过遗传分析，确定 NAS1 和 NAP1 与固氮能力的高度相关性。 （3）根据题意，能量充裕时，更多的用于固氮。具体的分配机制是根瘤细胞能量充裕→AMP 水平下降→NAS1 与 NAP1 异源二聚体解离→NAS1 与 NAS1、NAP1 与 NAP1 同源二聚体增多→与 NFYC 互作增多→NFYC 入核减少→抑制 PK 基因表达→丙酮酸生成减少→线粒体氧化产生 ATP 减少→能量更多分配用于固氮。 （4）据题意可知，当能量充裕时，光合产物更多的是用于固氮，合成更多的有机氮供植物生长，能量不充裕时，光合产物不充裕时，光合产物首先要供给大豆进行正常的生命活动，更多的分配给大豆进行道谢，维持植物代谢和根瘤的生长。 57．（24-25高二下·北京通州·期末）番茄果实的甜味主要与细胞内的葡萄糖和果糖有关，我国研究者对果实中糖代谢的机制进行了研究。 (1)番茄叶肉细胞通过_______进行光合作用，将_______转化成蔗糖等有机物，蔗糖被运输到番茄果实中储存或分解。 (2)已有研究表明CD27蛋白激酶通过磷酸化相关蛋白质参与糖代谢。 ①研究者构建了CD27突变体CD27-mu1、CD27-mu2，突变体中编码CD27蛋白的部分DNA序列如图1A所示。野生型（wt）和CD27突变体番茄果实中的单糖含量如图1B，结果显示_________。 ②植物中存在基因冗余现象，即植物体内存在多个序列相近、功能相似的非等位基因。序列对比发现CD27具有一个序列相似的基因CD26，对CD27-mu2番茄植株同时进行_____处理，并检测番茄中的单糖含量（图1B），该结果说明CD26和CD27之间存在基因冗余现象。 (3)蔗糖合酶SUS3能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，增加甜味。为了进一步研究CD26、CD27蛋白和SUS3蛋白之间的关系，研究者设计了荧光素酶互补实验：荧光素酶蛋白被切成nLUC和cLUC，待检测的2个蛋白分别与nLUC和cLUC融合，如果2个蛋白有相互作用，则荧光素酶的nLUC和clUC在空间上会靠近、组装并发挥荧光素酶活性。图2结果表明_____。 (4)SUS3蛋白磷酸化后会被降解，进一步利用体外实验探究CD27-mul蛋白和CD26蛋白在SUS3磷酸化中的作用，蛋白质免疫印记结果如图3，结果表明_____。 (5)综上所述，请推测CD27突变后番茄果实中单糖含量的调控机制_____（任选一突变体即可）。 【答案】(1) 叶绿体 CO₂和 H₂O (2) CD27 突变使果实单糖含量显著增加 敲除 CD26（和 CD27 ） (3)CD26、CD27 与 SUS3 蛋白相互作用 (4)CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，CD26 无此作用 (5)CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，加速蔗糖分解，单糖增加 【分析】本题围绕番茄果实糖代谢机制，结合光合作用、基因突变（CD27 突变体 ）、基因冗余及蛋白互作实验，考查光合物质转化、突变表型分析、基因功能验证及调控机制推导，需关联光合过程、实验设计逻辑及蛋白作用关系。 【详解】（1）① 叶肉细胞通过叶绿体 进行光合作用（光合作用的场所 ）。 ② 光合作用利用 CO₂ 和 H₂O ，转化为糖类等有机物（光合反应底物 ）。 （2）① 对比野生型（wt ）与突变体（CD27 - mu1、CD27 - mu2 ）的单糖含量，突变体单糖更高（图 1B 数据 ）。 ② 要验证基因冗余（CD26 补偿 CD27 功能 ），需对 CD27 - mu2 植株同时敲除 CD26 ，观察单糖含量是否变化（若基因冗余，双敲除后表型改变 ）。 （3）荧光素酶互补实验中，若蛋白互作，LUC 片段会靠近发光。实验结果表明 CD26、CD27 与 SUS3 有相互作用（依据实验设计逻辑 ）。 （4）蛋白免疫印记显示，CD27 - mu1 存在时 SUS3 磷酸化增强，CD26 存在时无明显变化（图 3 结果 ）。 （5）结合前文实验，CD27 - mu1 促进 SUS3 磷酸化，蔗糖分解增强，单糖积累（任选突变体推导 ）。 58．（24-25高二下·北京朝阳·期末）全球气候变化导致极端高温天气频发，对粮食作物产量和品质造成严重影响。培育优质高产作物是育种者的目标。 (1)水稻体内淀粉等有机物含量决定产量，淀粉的合成场所是________。淀粉的合成受到光反应产生的________的影响。高温下敏感型水稻胚乳储存物质的稳态被破坏（蛋白质积累减少与淀粉积累增加），胚乳细胞中淀粉粒与蛋白体排列松散，形成垩白（品质劣化指标）。 (2)水稻品种分为粳稻和籼稻，高温会降低粳稻和籼稻的稻米品质，对粳稻品质的负面影响更显著。研究发现QT12、NF-YA8和NF-YC10是响应高温的相关基因，经过相关处理，研究结果如下表。 生物材料 垩白率 粳稻 高 QT12基因敲除粳稻 低 NF-YA8基因敲除粳稻 低 NF-YC10基因敲除粳稻 更高 ①由表可知，高温下QT12、NF-YA8和NF-YC10分别是影响水稻优良品质的______（填“负”或“正”）调控基因。 ②为了证明QT12和NF-YA8在响应高温通路中的位置关系，构建了NF-YA8基因敲除/QT12基因过表达杂交株系，图1证明_____位于_______的上游。 (3)粳稻和耐热籼稻QT12基因启动子序列存在差异，不同类型QT12基因结构如图2（QT12G；QT12基因启动子内部为G，QT12A时则为A）。 为研究高温下NF-YA8、NF-YC10蛋白与QT12基因的结合情况，研究者依据QT12基因启动子序列，制备了QT12G和QT12A探针，分别与相应蛋白混合，结果如图3。 ①分析泳道2、4、5、6可得_______（“NF-YA8”/“NF-YC10”）与_____（“QT12G”/“QT12A”）结合能力强。 ②泳道4、7、8的实验目的是_______。 (4)进一步研究证明高温会减弱NF-YA8蛋白和NF-YC10蛋白间的相互作用。综合以上信息，选择耐热籼稻或粳稻，完善该水稻响应高温的调节机制模型______。 (5)该研究对作物育种的启示是______。 【答案】(1) 叶绿体基质 ATP和NADPH (2) 负、负、正 NF-YA8 QT12 (3) NF-YA8 QT12G 探究NF-YA10对NF-YA8与QT12G结合程度的影响 (4) (5)通过基因编辑技术将粳稻QT12启动子G突变为A 【分析】基因是具有遗传效应的 DNA 片段，真核生物基因结构较为复杂，主要包括以下部分： （1）编码区：分为外显子和内含子。外显子：能编码蛋白质的序列，在转录后形成的前体 mRNA 经过加工（剪切内含子、连接外显子）后，外显子对应的序列会保留在成熟 mRNA 中，参与蛋白质的合成。内含子：不能编码蛋白质的序列，位于外显子之间，在转录后的加工过程中会被剪切掉，不参与蛋白质的合成。 （2）非编码区：位于编码区的上游和下游，虽然不直接编码蛋白质，但对基因的表达调控具有重要作用上游非编码区：包含启动子等调控序列，启动子是 RNA 聚合酶结合的位点，能启动基因的转录。此外，还有一些其他的调控元件，如增强子等，可增强基因的转录效率。下游非编码区：包含终止子，其功能是终止基因的转录。 【详解】（1）绿色植物通过光合作用在暗反应阶段生成淀粉等有机物，而暗反应阶段在叶绿体基质完成。淀粉合成依赖光反应产生的 ATP 和 NADPH，光反应通过水的光解和电子传递链生成 ATP 和 NADPH，为暗反应中C3的还原。 （2）①QT12 和 NF-YA8 为负调控基因：敲除这两个基因后，垩白率显著降低，说明它们在高温下促进垩白形成，抑制优质品质的维持。NF-YC10 为正调控基因：敲除 NF-YC10 后垩白率更高，表明其对优质品质起正向调控作用。 ②由图1可知NF-YA8基因敲除/QT12 过表达杂交株的垩白率恢复至野生型水平，而NF-YA8基因敲除株垩白率低，表明QT12基因的表达受NF-YA8基因的调控，因此NF-YA8位于QT12上游。 （3）①泳道 5（NF-YA10+QT12G探针）和泳道 6（QT12G 探针）形成对照，两泳道均为形成阻滞带，表明NF-YA10未与QT12G探针结合，泳道 2（NF-YA8+QT12A探针）和泳道 4（NF-YA8+QT12G 探针）形成对照，泳道 4形成的阻滞带较大，表明NF-YA8与QT12G 探针结合能力更强。 ②泳道 4（NF-YA8+QT12G 探针）、泳道 7（NF-YA8+NF-YA10-1x+QT12G 探针）和泳道 8（NF-YA8+YA10-2x+QT12G 探针）形成对照，自变量为NF-YA10蛋白的含量，可以探究NF-YA10对NF-YA8与QT12G结合程度的影响。 （4）耐热籼稻的 QT12 启动子为 A （QT12A），在高温条件下与 NF-YA8 结合能力弱，使得QT12 处于低表达状态，水稻胚乳储存物质处于稳态，垩白率低。粳稻的 QT12 启动子为 G （QT12G），在高温条件下与 NF-YA8 结合能力强，使得QT12 处于高表达状态，水稻胚乳储存物质的稳态被破坏（蛋白质积累减少与淀粉积累增加），胚乳细胞中淀粉粒与蛋白体排列松散，垩白率升高。 （5）耐热籼稻的 QT12 启动子为 A （QT12A），在高温条件下与 NF-YA8 结合能力弱，使得QT12 处于低表达状态，垩白率低，因此可通过基因编辑技术将粳稻QT12的启动子G突变为A。 59．（23-24高二下·北京海淀·期末）大豆是一种光周期敏感作物，产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制，科研人员展开如下研究。 (1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育，还为植物的光合作用提供________。 (2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D，在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株（突变基因用d表示）籽重以及种子中D表达水平。结果表明：长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用，而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有________（多选）。 a、长日照条件下，D在种子中表达水平很高 b、短日照条件下，D在种子中不表达或表达水平很低 c、长日照条件下，正常植株籽重明显高于突变体植株 d、短日照条件下，正常植株籽重和突变体植株无明显差异 e、任何光照条件下，D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小 (3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白，在长日照条件下，可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用，研究人员设计下图所示流程，获得下表结果。 组别 导入载体 荧光检测情况 黄色荧光 红色荧光 1 　nY和cY 　- 　+ 2 　nY-D和S-cY 　+ 　+ 3 　nY-d和S-cY 　- 　+ 4 　Ⅰ、_ 　- 　+ 5 　Ⅱ、_ 　- 　+ ①I和II导入的载体分别为________。 ②若第2组出现________荧光，则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。 ③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制，用C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时，检测种皮和胚中C蔗糖含量。若实验结果为________，则支持“D蛋白抑制S蛋白功能，进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。 (4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区，而非长江以南地区”的原因_____。 【答案】(1)能量 (2)abde (3) nY和S-cY、nY-D和cY 质膜处为叠加的红色和黄色（或“质膜处为橙色”） 正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体，但胚中的13C蔗糖含量低于突变体 (4)春季，自北向南，日照时间变长（或“大豆为短日照植物”）；长江以南地区在春季日照时间长，D基因对大豆籽重起抑制作用；而东北地区此季节日照时间短，D基因对大豆籽重不起作用 【分析】光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。 【详解】（1）光不仅作为信号调节大豆种子的发育、还为植物的光合作用提供能量。 （2）长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用，而短日照条件下对大豆籽重不起作用，以下实验结果能为上述结论提供证据的有，a，长日照条件下，D在种子中表达水平很高；因为长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用；b、短日照条件下，D在种子中不表达或表达水平很低，因为短日照条件下对大豆籽重不起作用；d、短日照条件下，正常植株籽重和突变体植株无明显差异，因为短日照条件下对大豆籽重不起作用；e、任何光照条件下，D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小，D过表达，长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用。 （3）①通过表格对比，可以得到I和Ⅱ导入的载体分别为nY和S-cY、nY-D和cY； ②因为nY和cY不能自组装发出黄色荧光，但它们分别连接的蛋白相互靠近时，nY和cY这两部分在空间上彼此靠近，才能被激发出荧光，所以若第2组出现质膜处为叠加的红色和黄色（或“质膜处为橙色”）则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用； ③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制，用13C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时，检测种皮和胚中13C蔗糖含量。若实验结果为正常植株种皮中的13C蔗糖含量高于突变体，但胚中的13C蔗糖含量低于突变体则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。 （4）“我国春大豆主产区是东北地区，而非长江以南地区”的原因：春季，自北向南，日照时间变长（或“大豆为短日照植物”）；长江以南地区在春季日照时间长，D基因对大豆籽重起抑制作用；而东北地区此季节日照时间短，D基因对大豆籽重不起作用。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 细胞代谢 4大高频考点概览 考点01 物质进出细胞的方式 考点02 酶和ATP 考点03 呼吸作用 考点04 光合作用 地 城 考点01 物质进出细胞的方式 1．（24-25高二下·北京房山·期末）八角莲是我国二级保护植物，其体内含有木兰花碱可通过抑制线粒体复合物I的功能进一步影响有氧呼吸，造成能量匮竭导致中毒，如图所示。以下说法错误的是（　　） A．该植物碱使葡萄糖分解为丙酮酸的过程受阻 B．由图可知线粒体复合物I具有运输和催化功能 C．木兰花碱降低了线粒体膜间隙中的H+浓度 D．H+从F0-F1进入线粒体基质过程中有ATP合成 2．（24-25高二下·北京房山·期末）下图为珊瑚虫与虫黄藻的共生机制示意图，下列说法错误的是（　　） A．虫黄藻通过胞吞作用进入珊瑚虫细胞，形成胞噬体结构 B．共生膜对虫黄藻有一定的保护作用，使其避免被降解 C．共生藻光合作用产生的无机碳是珊瑚虫的主要能量来源 D．水体富营养化可能会导致虫黄藻过度增殖 3．（24-25高二下·北京通州·期末）下图为水稻根细胞膜上的硝酸盐（NO3-）转运蛋白（NPF）负责将硝酸盐从外界转运进细胞的过程图。下列叙述不正确的是（　　） A．细胞膜上的H+载体既有催化又有运输功能 B．细胞膜对H+通透性改变会影响NPF的功能 C．细胞外的进入细胞的方式为协助扩散 D．H+载体空间结构发生改变是磷酸化的结果 4．（24-25高二下·北京朝阳·期末）哺乳动物成熟红细胞膜上的钠钾泵（Na+/K+-ATP酶）每消耗1分子ATP，可逆浓度梯度将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞。此外，细胞膜上存在协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白GLUT1。下列叙述正确的是（　　） A．GLUT1转运葡萄糖需直接消耗ATP B．Na+出细胞和K+入细胞均属于主动运输 C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na+出细胞相同 D．钠钾泵运输Na+和K+时，其空间结构不发生改变 5．（23-24高二下·北京昌平·期末）植物细胞吸收蔗糖依赖细胞内外的H+浓度差，关于下图叙述不正确的是（　　） A．H+排出细胞的方式是主动运输 B．吸收蔗糖时共转运体的构象不发生改变 C．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖吸收速率下降 D．H+-ATP酶同时具有催化和运输功能 6．（23-24高二下·北京海淀·期末）研究人员利用分子组装技术，将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体，如图。下列相关叙述错误的是（    ） A．腺苷三磷酸（ATP）含有1个腺苷和3个磷酸基团 B．H+通过ATP合成酶的跨膜运输方式为主动运输 C．图中的ATP合成酶可以从线粒体内膜分离获得 D．该结构可将稳定的化学能转化为活跃的化学能 7．（23-24高三上·北京西城·期末）如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图，下列说法正确的是（　　） A．方式1所示转运不具有特异性 B．溶酶体内pH高于细胞质基质 C．方式3转运溶质属于主动运输 D．三种运输方式体现膜的流动性 8．（22-23高二下·北京顺义·期末）下图是温度对小麦幼苗吸收K+的影响。结合所学知识和图中的实验结果推测不正确的是（    ） A．温度可通过影响呼吸作用影响K+的吸收 B．10℃时，低温可通过影响酶活性限制K+吸收 C．40℃时，高温可使酶的空间结构改变限制K+吸收 D．影响小麦幼苗对K+吸收的因素只有呼吸作用 9．（22-23高二下·北京海淀·期末）血管壁平滑肌细胞膜上存在Ca2+通道蛋白，Ca2+由此顺浓度梯度进入细胞，与相应蛋白结合后，引起血管壁平滑肌细胞收缩，血压升高。下列叙述不正确的是（    ） A．Ca2+进入血管壁平滑肌细胞属于协助扩散 B．Ca2+通道蛋白表达量上调，会导致低血压 C．Ca2+通过Ca2+通道蛋白时无需与其结合 D．细胞中的Ca2+对维持正常生命活动有重要作用 10．（20-21高二下·北京·期末）下图表示真核细胞内几种常见的物质进出细胞的方式，相关说法不正确的是（　　） A．②③参与跨膜运输时，载体蛋白空间结构会发生改变 B．①和②均属于被动转运，物质从高浓度运往低浓度 C．③属于主动运输，所需能量大多由叶绿体提供 D．图中未体现出胰岛B细胞分泌胰岛素的方式 11．（24-25高二下·北京房山·期末）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 橄榄苦苷的靶向治疗机制 线粒体钙单向转运体（MCU复合体）功能异常导致能量代谢紊乱，进而引发衰老及神经退行性疾病。 MCU复合体位于线粒体内膜，由MCU和MICU1两个亚基组成，负责将细胞质Ca2+转运至线粒体基质。MCU是Ca2+通道蛋白，MICU1作为“分子传感器”，在细胞质基质Ca2+低时抑制MCU复合体活性，避免线粒体钙漏流；Ca2+高时激活通道开放，使Ca2+进入线粒体基质激活丙酮酸脱氢酶，推动线粒体内三羧酸循环和ATP生成，维持能量代谢平衡。 研究发现，衰老骨骼肌中MCU蛋白表达下降，MICU1-MCU复合体组装缺陷，进而导致Ca2+摄取减少，丙酮酸脱氢酶因钙信号不足发生磷酸化而失活，三羧酸循环速率降低，ATP生成减少，引发肌肉疲劳和功能衰退。而罹患神经退行性疾病患者的神经元中，MICU1异常激活使MCU复合体持续开放，过量Ca2+涌入线粒体，激活线粒体膜释放细胞色素C，诱导神经元凋亡。 橄榄油中的橄榄苦苷可以直接结合MICU1，强化MICU1对MCU复合体的激活效应，改善能量代谢，作用机理如图所示。 小鼠实验显示：橄榄苦苷处理可使老年骨骼肌线粒体比处理前氧消耗速率升高35%，运动耐力延长25%。这一研究成果为治疗与线粒体功能障碍相关的疾病提供了新的思路和潜在的药物。 (1)线粒体是真核细胞进行______的主要场所，前两阶段产生的[H]通过电子传递链最终传递给O2生成_________。 (2)结合文中信息，总结MICU1的核心功能_。 (3)结合上述图文信息，概括橄榄苦苷发挥作用的途径：_______。 A．增强MICU1和MCU基因的表达 B．变构激活MICU1调控的MCU通道 C．促进丙酮酸脱氢酶去磷酸化 D．提升Ca2+摄取速率 (4)阐述线粒体内膜折叠成嵴对钙转运的意义________。 12．（23-24高二下·北京石景山·期末）肠是人和哺乳动物吸收营养物质最主要的器官，各种营养物质主要通过小肠上皮细胞进入血液。 (1)小肠上皮细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛，增大了_____，有利于高效地吸收来自肠腔的各种营养物质。 (2)为研究葡萄糖进入小肠上皮细胞的转运方式，研究人员将离体的小肠上皮细胞置于不同浓度的葡萄糖溶液中，实验处理及结果见下表。 组别 甲 乙 丙 丁 戊 己 外界葡萄糖浓度 （ mmol·L⁻¹） 5 5 5 100 100 100 膜载体蛋白抑制剂 + — — + — — 细胞呼吸抑制剂 — + — — + — 葡萄糖转运速率 （μmol· min-¹· g⁻¹） 0 0 4.0 0 30.0 41.0 （注：“+/-”分别表示“加入/不加入”） ①根据实验结果可知，外界葡萄糖浓度为5mmolL⁻¹时，葡萄糖的转运方式为_____。外界葡萄糖浓度为100mmolL⁻¹时， 其转运方式为_____。 ②根据实验结果推测，小肠上皮细胞内葡萄糖的浓度_____5mmolL⁻¹。（选填“大于” “小于” “等于” ） (3)研究人员又进行了体内实验，探究小肠上皮细胞对其他物质的吸收。将处于麻醉状态（血液循环正常）的兔的一段排空小肠结扎成2个长度相等的肠袋，操作及实验结果见下图。甲中的溶液显著减少的原因是_____。 （注：0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水） (4)小肠上皮细胞吸收不同营养物质的方式，体现了细胞膜具有_____的功能。 地 城 考点02 酶和ATP 13．（24-25高二下·北京房山·期末）人体内各项生命活动的顺利进行都离不开有机物。相关叙述正确的是（　　） A．纤维素组成的细胞壁对人体细胞具有支持与保护作用 B．细胞膜上的糖蛋白与细胞间的信息传递密切相关 C．葡萄糖作为直接能源为生命活动提供能量 D．肥胖患者饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 14．（24-25高二下·北京房山·期末）变形虫吸收磷酸盐参与自身结构构建，以下结构或成分与磷酸盐的作用无直接关系的是（　　） A．染色体 B．RNA C．ATP D．葡萄糖 15．（24-25高二下·北京丰台·期末）2021 年诺贝尔化学奖颁给研究催化剂的学者。人体中的酶是生化反应的催化剂，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等。相关叙述合理的是（    ） A．温度越高，胃蛋白酶的催化能力就越强 B．服用大量抗酸药物时不影响胃蛋白酶活性 C．胰蛋白酶分解蛋白质的过程会破坏肽键 D．胰蛋白酶可以为蛋白质分解提供活化能 16．（24-25高二下·北京海淀·期末）某同学在25℃、最适pH下测定唾液淀粉酶催化不同浓度淀粉分解的酶促反应速率，结果如下图。若想提高X，以下做法不恰当的是（　　） A．将反应体系放入37℃的恒温水浴锅 B．加入少量HCl或NaOH调整pH C．向各组溶液中添加等量的稀释唾液 D．向各组溶液中添加等量唾液淀粉酶激活剂 17．（24-25高二下·北京通州·期末）下图表示过氧化氢在四种不同反应条件下发生化学反应的活化能，四种反应条件是37℃、60℃、37℃下加入新鲜肝脏研磨液、37℃下加入FeCl3。其中表示37℃下加入新鲜肝脏研磨液的图像最可能是（　　） A．A B．B C．C D．D 18．（24-25高二下·北京朝阳·期末）酶是活细胞产生的生物催化剂。最新研究发现，深海热泉古菌的耐高温DNA聚合酶（Pfu酶）在pH7.0时活性最佳。下列叙述正确的是（　　） A．Pfu酶的活性仅由温度决定 B．Pfu酶的分子本质是蛋白质 C．Pfu酶通过提供化学反应所需能量提高反应速率 D．强酸、强碱不会破坏Pfu酶空间结构 19．（23-24高二下·北京丰台·期末）无氧呼吸过程中，乳酸脱氢酶能催化丙酮酸和NADH生成乳酸和NAD+，该酶是由两种肽链以任意比例组合形成的四聚体（四条肽链）。下列说法正确的是（　　） A．乳酸脱氢酶的结构类型最多有4种 B．乳酸脱氢酶在体外不能降低反应所需的活化能 C．乳酸脱氢酶催化丙酮酸生成乳酸和少量ATP D．真核细胞中乳酸脱氢酶的作用场所是细胞质基质 20．（23-24高二下·北京昌平·期末）研究发现：利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，进行了下列实验，相关叙述不正确的是（　　） 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 - ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液+a溶液 - ④ 葡萄糖溶液+b溶液 - 注：“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成 a溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子） b溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子） A．为防止相应物质失去活性，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液 B．本实验每组操作均需在严格的无氧条件下进行 C．本实验中起辅助作用的小分子和离子仅存在于b溶液 D．本实验还需补充：葡萄糖溶液+酵母汁、葡萄糖溶液+a溶液+b溶液 21．（23-24高二下·北京昌平·期末）酶和ATP在细胞代谢中起重要作用，下列有关酶和ATP的说法不正确的是（　　） A．酶在合成时需要ATP供能 B．酶能降低化学反应的活化能 C．ATP和有些酶的元素组成相同 D．吸能反应与ATP的合成相联系 22．（23-24高二下·北京通州·期末）浒苔细胞中存在酶Y，其与光合作用有关。定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，加入预冷的缓冲液研磨，制备不同光照强度下样品的酶提取液。取一定量的提取液进行活性检测，结果如下图。以下叙述错误的是（    ） A．酶提取液制备过程应保持低温，目的是防止酶变性 B．研磨时加入缓冲液是为了保持pH的稳定 C．浒苔甲酶Y在光强为左右时活性最高 D．强光照会提高浒苔甲和浒苔乙的酶Y的活性 23．（23-24高二下·北京海淀·期末）为证明酶的专一性，可采用的最佳实验方案是（    ） 方案 底物溶液 分别加入酶溶液 静置后，加入检测试剂 甲组 乙组 A 麦芽糖 葡萄糖 麦芽糖酶 斐林试剂 B 麦芽糖 蔗糖 蔗糖酶 碘液 C 可溶性淀粉 蔗糖 淀粉酶 斐林试剂 D 可溶性淀粉 蔗糖 淀粉酶 碘液 A．A B．B C．C D．D 24．（23-24高二下·北京朝阳·期末）PCR中子链合成的原料是4种脱氧核苷三磷酸（dNTP）,包括dATP、dGTP、dCTP和dTTP。dNTP是高能磷酸化合物，可以为子链合成提供能量。如果要利用含32P的dNTP合成具有放射性的DNA，32P应位于（    ） A．远离脱氧核糖的磷酸基团 B．中间磷酸基团 C．靠近脱氧核糖的磷酸基团 D．任意磷酸基团 25．（23-24高二下·北京西城·期末）我国科学家将ATP受体与cpEGFP（改造后的绿色荧光蛋白）进行融合，成功开发出监测动物体内ATP动态变化的传感器，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　） A．ATP传感器的构建是通过蛋白质工程实现的 B．受体与ATP结合后构象改变，发出绿色荧光 C．ATP传感器对ATP的结构类似物应无反应 D．ATP与传感器上受体的结合应是不可逆的 26．（23-24高二下·北京昌平·期末）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 光呼吸的发现、机制及意义 科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态，发现这些作物的叶片照光后移至黑暗环境，短时间内（约1分钟）出现CO2释放量急剧增高的现象，随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出，植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2.由于这种反应需要叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸，其过程如图1所示。 光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco既可催化RuBP（C5）与CO2反应，生成2分子的PGA（C3）进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，生成1分子PGA和1分子PG（磷酸乙醇酸，C2），后者在相关酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。 有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来，而CO2重新利用又需要消耗ATP和NADPH，因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程，限制了作物产量。近年来，科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸，植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物，而光呼吸可清除PG。同时植物体在低浓度CO2情况下，叶绿体内NADPH/NADP+比值较高，会导致更多自由基生成，使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2不断释放，并在叶绿体中重新被固定，有助于降低自由基的形成，从而起保护作用。 (1)叶绿体中Rubisco具有双功能，是因为在不同环境中该酶的_____发生改变导致。 (2)为验证植物存在光呼吸现象，以本文中的研究思路进行了实验设计。请在图2中补充完善实验结果，以证明存在该现象_____。 (3)生产实践中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用过程和Rubisco催化反应特点两方面解释其原理_____。 (4)结合资料分析，下列有关光呼吸的描述正确的是（　　）（多选）。 A．光呼吸和有氧呼吸都能消耗O2并产生CO2 B．从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP C．光呼吸会减少叶绿体内C3的合成量，降低光合作用效率 D．光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上 E．过强光照下，光呼吸对植物起到一定的保护作用 (5)依据文中信息可知，降低光呼吸能提高农作物产量。下列_____（填序号）措施不能达到目的，理由是_____。 ①适当降低温度  ②适当降低O2与CO2比值  ③适当减弱Rubisco活性 27．（24-25高二下·北京丰台·期末）在血糖水平低时，人体会优先使用谷氨酰胺等氨基酸。研究者进行系列实验探究该调控机制。 (1)细胞可利用葡萄糖进行有氧呼吸，场所是_________。此过程生成大量_________，为生命活动提供能量。 (2)低糖情况下，蛋白激酶A 会被激活，激活后可催化M蛋白磷酸化（（p-M），p-M会促进谷氨酰胺的利用。研究者对M蛋白的磷酸化位点进行探究。 ①在敲除 M 基因的小鼠胚胎成纤维细胞中，分别转入两种表达载体，两组差异如下表所示。 基因表达载体 目的基因 M蛋白的第527位氨基酸 对照组 Ⅰ 正常 M蛋白基因 苏氨酸 实验组 Ⅱ 突变 M蛋白基因 丙氨酸 ②检测结果如图1 所示，结果表明 M 蛋白的磷酸化位点是第527位苏氨酸，依据是___ (3)研究者利用荧光技术探究磷酸化过程对 M 蛋白空间结构的影响。该技术的原理如图2所示，构建融合蛋白，使M蛋白的C端和N端分别发出绿色和红色荧光；未磷酸化状态下，C端、N端距离很近，C端的荧光能量转移到N端，会使得绿色荧光强度降低，红色荧光强度增加；磷酸化状态下，无法发生荧光能量转移，会使得C端荧光比未磷酸化时_________。 据此原理，研究者进行了相关实验，结果如图3，表明_________。 (4)p-M蛋白的C端可以与谷氨酰胺分解酶相互作用，使该酶活性显著提高。综合以上研究，在答题框内写出机体优先利用谷氨酰胺的完整调控机制_________。 28．（23-24高二下·北京昌平·期末）A酶是一种促进蛋白质磷酸化的酶，而M酶则是在有氧呼吸过程中发挥关键作用的酶。科研人员对A酶和M酶调节肿瘤生长的机制进行了研究。 (1)在氧气充足时，正常细胞主要在_____（场所）产生ATP。 (2)已知PTEN是一种肿瘤抑制因子，在多种PTEN正常表达的细胞系中，M酶几乎完全定位在线粒体中。在PTEN缺失的细胞中，A酶激活并与M酶结合，使M酶磷酸化，阻止其发生转位，进而在细胞质基质中显著累积。为研究M酶磷酸化在动物肿瘤细胞生长中的作用，研究人员将三种乳腺癌细胞分别皮下注射到免疫受损小鼠体内，2周后拍摄肿瘤照片并进行称重（图1）。结果表明_____。 (3)已知在糖酵解（细胞呼吸第一阶段）过程中涉及到多种酶，包括PFKL、LDHA、GAPDH和PKM2，其活性直接影响细胞的能量代谢和生物合成。为探究M酶磷酸化在糖酵解过程中的作用，研究人员进行了一系列实验。        ①研究人员利用一种肺癌细胞研究磷酸化的M酶与多种关键的糖酵解酶之间的关系，用磁珠偶联M酶单抗使磷酸化的M酶沉淀，与其能结合的蛋白也会被沉淀下来。分离后检测结果如图2，结果表明，磷酸化的M酶能与多种糖酵解酶_____。 ②研究人员构建前列腺癌症模型小鼠作为实验组，9周后检测发现实验组小鼠M酶磷酸化水平显著高于对照组，同时检测多种糖酵解酶活性，图3结果表明磷酸化的M酶能够_____多种糖酵解酶的活性。 (4)基于上述研究，推测PTEN抑制肿瘤生长的机制_____。 29．（23-24高二下·北京·期末）随着我国畜禽产业迅猛发展，废弃羽毛亟需进行有效开发利用。 (1)羽毛中含有丰富的角蛋白，不易被化学试剂分解，但自然界中少有羽毛长时间积聚，这一现象提示在________的环境中易找到羽毛分解菌。 (2)为筛选土壤中的羽毛分解菌，研究者进行如下操作： ①取土样→配置浓度梯度土壤溶液→涂布于基础培养基表面，培养一段时间后，挑取单菌落接种于________的液体培养基中振荡培养。 ②以________为对照，观察羽毛降解情况并检测角蛋白酶的酶活，结果如图1。据图1判断，适合后续研究的菌株及依据________。 菌株 A B C D 对照 羽毛降解情况 酶活相对值 3 10 8 2 0 图1   (3)为优化角蛋白酶的生产条件，研究者利用响应面法进行多变量分析。根据实验结果绘制了温度、培养基中羽毛含量两种变量组合对角蛋白酶活性影响的三维图，如图2。 图中投影的等高线反映了不同条件下角蛋白酶活性的变化。据图2可知：等高线中最小图形的中心点代表________时的温度和羽毛含量；等高线酶活性随温度和羽毛含量增加的变化趋势________（“相同”或“不同”）。研究者根据测定结果建立模型，测得角蛋白酶活性比优化前提高了数倍。 (4)该研究潜在的应用前景是发酵液中富含氨基酸可用于________。 30．（22-23高二下·北京西城·期末）AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）是人体代谢的总开关，通过磷酸化下游多种蛋白质来调控细胞代谢。二甲双胍（Met）是目前应用最广泛的降糖药物，近年来，还陆续发现各种潜在功效。研究表明Met主要通过激活AMPK通路发挥作用。我国科学家针对Met的作用靶点进行了相关研究。 (1)AMP（腺苷一磷酸），可由ATP水解失去______个磷酸基团获得，当细胞缺少能量供应时，AMP/ATP比值升高，磷酸化激活AMPK（P-AMPK），维持机体能量平衡。以往认为Met通过抑制位于______的有氧呼吸第三阶段而发挥作用。研究者将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞，检测结果如图1。 实验数据显示______，故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。 (2)研究发现，加入Met后，胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜，研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白，其机理如图2。 用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为____________。 经纯化、分析，确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后，与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体，导致质子泵____________改变，最终使溶酶体上的AMPK被磷酸化激活。请利用基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2，最终激活AMPK。写出实验组的设计思路及预期结果_________________。 (3)除溶酶体外，细胞质基质、线粒体内也有AMPK，分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK，使AMPK磷酸化水平整体升高，造成不良反应。结合本文信息，请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势____________。 地 城 考点03 呼吸作用 31．（24-25高二下·北京丰台·期末）研究发现，肿瘤组织相比正常组织摄取了大量葡萄糖，并且即使在充足的氧气条件下，肿瘤细胞仍然将葡萄糖转化为乳酸并排出细胞。相关叙述中错误的是（    ） A．肿瘤局部微环境会出现酸化可能有利于肿瘤细胞转移 B．研究者据此推测肿瘤细胞有可能存在线粒体功能障碍 C．与有氧呼吸相比，肿瘤细胞产乳酸的过程释放能量更多 D．肿瘤细胞摄取葡萄糖增加，为研发肿瘤检测技术提供思路 32．（24-25高二下·北京丰台·期末）国家卫健委自2024年起启动“体重管理年”三年行动，下列与控制体重相关的叙述正确的是（    ） A．每天仅食一餐，能健康减肥 B．饮食中只要不含脂肪，即可控制体重 C．有氧运动时出汗越多越有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动 33．（24-25高二下·北京朝阳·期末）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（　　） A．乙曲线代表无氧呼吸产生的CO2量随O2浓度的变化 B．O2浓度为b时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2速率相等 C．保存该器官时，O2浓度为a时葡萄糖消耗速率一定最低 D．O2浓度由0到b，有氧呼吸强度持续增强，无氧呼吸持续减弱至停止 34．（23-24高二下·北京朝阳·期末）近年来，由于全球变暖，导致葡萄中糖的积累过多，造成葡萄酒中的平均乙醇含量升高，葡萄酒品质下降。下图①、②、③表示酿酒酵母中特定代谢途径，相关叙述正确的是（    ） A．图中①、②的发生场所是线粒体，③的发生场所是细胞质基质 B．酵母菌通过②途径能产生大量ATP，通过③途径只能产生少量ATP C．在无氧条件下抑制③途径会导致酵母细胞中[H]的产生和消耗失衡 D．选育无法进行①途径的酿酒酵母新品种能降低葡萄酒中乙醇含量 35．（22-23高二下·北京海淀·期末）海芋属植物花序细胞线粒体内膜上存在酶M，其能将有氧呼吸第三阶段产生的能量更多地以热能形式散失，引发其表面温度升高，使细胞释放热挥发性物质吸引昆虫传粉。下列叙述不正确的是（    ） A．海芋属植物的叶肉细胞中也存在酶M基因 B．酶M参与的细胞呼吸阶段需要O2参与 C．细胞有氧呼吸产生的ATP因酶M作用而增多 D．海芋属植物花通过化学信息吸引昆虫为其传粉 36．（22-23高二下·北京大兴·期末）任何生命系统都需要不断地进行能量输入，才能维持其结构与功能相对稳定。下面叙述不正确的是（    ） A．剧烈运动时，骨骼肌细胞可利用无氧呼吸方式供给能量 B．植物体光合速率大于呼吸速率时，积累生长所需的有机物 C．醋酸杆菌没有线粒体，利用无氧呼吸获得繁殖所需的能量 D．生态系统能量输入长期小于输出时，自我调节能力趋于降低 37．（24-25高二下·北京顺义·期末）深海中很多动物可以发出蓝光（波长范围400nm~500nm）。我国科考队在南海采集深层海水，通过如图所示过程分离纯化微生物，以揭示深海微生物特殊的代谢方式。 (1)图中寡营养培养基模拟了深海养分匮乏的条件，培养基中添加了极微量的乳酸钠（C3H5O3Na），可为微生物生长提供________和无机盐。蓝光照射下，平板1上出现了几个白色菌落，继而挑取单菌落利用________法获得该菌的纯培养物，鉴定后命名为菌株C。 (2)将菌株C分别在黑暗和蓝光下培养，不同时间测定两组细菌的OD值（一定范围内，OD值与被测物浓度呈正相关）。结果显示_________，支持蓝光促进菌株C的增殖。 (3)科研人员推测BULF蛋白是菌株C感受蓝光的关键蛋白，并开展系列实验。下列事实能为上述推测提供证据的有______。 A．野生型菌株OD蓝光与OD黑暗的差值大于BULF基因缺失株 B．纯化的BULF蛋白在450nm波长处存在吸收峰 C．深海中绝大多数非光合微生物均有BULF蛋白 (4)进一步检测发现在蓝光刺激下，细胞内丙酮酸代谢产生乙酰辅酶A的相关酶表达量均显著上调，代谢途径如图。请结合有氧呼吸的过程，从能量供应的角度阐明菌株C适应深海低氧环境的策略______。 38．（23-24高二下·北京通州·期末）当糖类摄入量持续超过人体的能量需求时，糖类便可能会转化为脂肪，导致肥胖发生，如图甲所示。脂肪主要存在于脂肪细胞内，脂肪细胞主要由白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞等构成，如图乙所示。请分析回答： (1)图甲中①发生的场所是______，X代表______（物质）。 (2)脂肪在细胞内主要以脂肪滴的形式存在，如图乙所示，推测脂肪滴的膜最可能由______层磷脂分子构成。 (3)进一步研究发现，白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞的线粒体结构差异可能会导致功能的不同，如图丙和图丁所示。 ①图丙所示为白色脂肪细胞中有氧呼吸的第______阶段，其中以______（物质运输）方式通过合成酶运输至线粒体基质，驱动ATP的合成。 ②图丁表示低温等条件下棕色脂肪细胞被激活时，还可以通过UCP1蛋白泄漏至线粒体基质。婴儿体内存在大量的棕色脂肪，在寒冷时可以通过UCP1蛋白进入线粒体基质，导致ATP合成量______，产热量______（与没有UCP1蛋白相比），有助于婴儿体温的稳定。 39．（23-24高二下·北京东城·期末）湿地是重要的碳库，人类活动和气候变化会引起湿地水位下降、面积减小。研究人员对湿地样地进行排水实验模拟湿地水位下降，研究对碳循环过程的影响。 (1)湿地土壤有机碳（土壤有机物中所含的碳元素，简称SOC）含量丰富，在全球碳循环中具有重要作用。碳循环是指碳元素在_____之间的循环过程，在此过程中微生物能够分泌胞外酶将 SOC 分解为葡萄糖等小分子有机物并将小分子有机物中的碳通过_____转化为CO2等气体。 (2)研究者在若尔盖红原湿地采集野外淹水土壤和排水土壤进行实验。向土壤中添加等量13C标记的葡萄糖用来研究CO2的来源，设置不添加葡萄糖的土壤为对照组，一段时间后检测气体释放量，结果如图。    ①本实验如何判断2种不同的CO2来源?_____。 ②比较_____的结果说明排水增加了CO2释放总量。研究人员推测排水导致CO2释放量增加的原因是土壤微生物增强了对SOC 的分解作用，做出判断的理由是_____。 ③若想进一步证实排水增强了土壤微生物对SOC的胞外水解作用，还可以检测的指标有_____（写出一个即可）。 (3)湿地生物群落中的动植物物种十分丰富，既有水生生物也有陆生生物。请综合上述研究成果简述湿地水位下降、面积减小对生态系统稳定性和碳平衡的不良影响_____。 40．（20-21高二下·北京·期末）呼吸缺陷型酵母菌是野生型酵母菌的突变菌株，其线粒体功能丧失，只能进行无氧呼吸。科研人员为获得高产酒精的呼吸突变型酵母菌进行了相关研究。 (1)酵母菌发酵首先要通入无菌空气一段时间，目的是_____。发酵过程要适时进行_____处理，防止发酵装置内部压力过高。 (2)为优化筛选呼吸缺陷型酵母菌的条件，研究人员设计了紫外线诱变实验，记录结果如下表。表中A、B、C分别是_____，据表中数据分析，最佳诱变处理的条件_____。 组别 1组 2组 3组 4组 5组 6组 7组 8组 9组 照射时间/min A 1．5 1．5 2．0 2．0 2．0 2．5 2．5 2．5 照射剂量/W 12 15 17 12 15 B 12 15 17 照射距离/cm 18 20 22 20 22 18 22 18 C 筛出率/% 3 7 13 5 15 6 4 7 11 (3)TTC是无色物质，可以进入细胞内与足量的还原剂[H]反应生成红色物质。为筛选呼吸缺陷突变菌株，可以在基本培养基中添加_____，该培养基属于_____培养基。如果出现_____的菌落则为呼吸缺陷型酵母菌，原因是_____。 (4)科研人员为检测该呼吸突变型酵母菌是否具备高产酒精的特性﹐做了相关实验，结果如图所示。由图中数据推测该呼吸缺陷型酵母菌_____（填“适宜”或“不适宜”）作为酒精发酵菌种，依据是_____。 地 城 考点04 光合作用 41．（24-25高二下·北京海淀·期末）研究者为大豆叶片提供14CO2，检测茎基部放射性情况。实验处理及结果如图。下列推测合理的是（　　） A．检测点放射性物质是叶片光反应合成的产物 B．关灯后光合作用停止但光合产物仍在运输 C．关灯后检测点部位短时间内 C₃含量下降，C₅含量上升 D．78 min 改用CO₂后，叶片对CO₂的利用趋于停止 42．（24-25高二下·北京丰台·期末）某同学取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出圆形小叶片30片，用于探究环境因素对光合作用强度的影响。相关分析中错误的是（    ） A．处理过的小叶片全沉到水底，相同时间内浮起的小叶片越多光合作用强度越高 B．若要探究光照强度对光合作用强度的影响，可调节小烧杯与光源之间的距离 C．若不同光照强度下光合作用均很弱，可能烧杯液体中（CO2含量不足 D．不改变光照强度的情况下，不断升高温度光合作用强度会不断提升 43．（24-25高二下·北京房山·期末）1937年，英国科学家希尔将离体的叶绿体悬浮液中加入某种氧化剂，在有光照没有CO2参与的情况下有氧气释放，但没有糖类等有机物的生成。根据该实验无法做出的推测是（　　） A．光合作用可能包括两个阶段 B．光合作用可以发生在离体的叶绿体中 C．O2中的氧元素可能来自于水 D．光照条件下光能转化为化学能 44．（24-25高二下·北京房山·期末）以下实验操作的先后顺序，错误的是（　　） A．在进行蛋白质的鉴定时，先滴加NaOH再滴加CuSO4 B．在观察细胞中的脂肪颗粒时，先用苏丹Ⅲ染色再用酒精洗去浮色 C．在绿叶中色素的提取与分离时，先用有机溶剂提取再用层析液分离 D．在分离土壤中的微生物时，先对土壤样液进行湿热灭菌再接种到平板上 45．（24-25高二下·北京延庆·期末）关于化合物分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　） A．利用加热后与斐林试剂生成砖红色沉淀的反应鉴定还原糖 B．利用常温条件下与二苯胺试剂呈现紫色的反应来鉴定DNA C．利用不同光合色素在层析液中溶解度的差异分离光合色素 D．利用常温条件下与双缩脲试剂产生紫色反应鉴定蛋白质 46．（24-25高二下·北京房山·期末）为探究不同光质对藏川杨生长的影响、分别用透明膜、蓝膜、绿膜处理藏川杨枝条、检测净光合速率的日变化，结果如图所示。以下说法错误的是（　　） A．蓝膜和绿膜覆盖均能提高植物的净光合速率 B．蓝光在蓝膜处理时透过率高、有利于被光合色素吸收后用于光反应 C．12:00时净光合速率低的原因是CO2吸收量减少、暗反应速率变慢 D．12:00-14:00净光合速率增加的原因是气孔重新开放所致 47．（24-25高二下·北京通州·期末）下列生物学实验操作，不合理的是（　　） A．解离的洋葱根尖先用甲紫染色，然后进行漂洗 B．试管中加入层析液，使液面高度低于滤液细线 C．苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞内有橘黄色小颗粒 D．划线接种之前，接种环灼烧灭菌并冷却后使用 48．（24-25高二下·北京朝阳·期末）X蛋白可能参与调控PSII（类囊体膜上的关键蛋白复合体）的活性以应对逆境胁迫。研究者以野生型和X基因敲除突变体植物为材料，实验设计及结果如下表： 实验条件 植物类型 PSⅡ活性（相对值） 光合作用强度（μmolCO2/m2·s） 正常光照 野生型 0.8 20 正常光照 X基因敲除突变体 0.75 18 模拟逆境胁迫光照 野生型 0.5 12 模拟逆境胁迫光照 X基因敲除突变体 0.3 8 根据实验结果,关于X蛋白对PSII活性的作用,合理的解释是（　　） A．仅维持正常光照条件下的PSII活性 B．仅在逆境胁迫光照条件下保护PSII活性 C．对PSII活性无显著调控作用 D．逆境胁迫光照下，X对PSII活性的作用更明显 49．（24-25高二下·北京·阶段检测）可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是（    ） A．含碳有机物，氨，光 B．含碳无机物，氨，氮 C．含碳无机物，氨，氨 D．含碳有机物，氨，氨 50．（23-24高二下·北京丰台·期末）CAM植物白天气孔关闭，夜晚打开，以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径，相关叙述不正确的是（　　） A．催化过程①和过程②所需的酶不同 B．卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜 C．白天气孔关闭可减少水分散失 D．夜晚气孔开放以便储存更多CO2 51．（23-24高二下·北京海淀·期末）下列实验操作能够达成所述目的的是（    ） A．利用差速离心的方法，可分离获得黑藻叶肉细胞中的叶绿体和中心体 B．用高浓度蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，可测得细胞液浓度 C．用无水乙醇提取新鲜绿叶中的色素进行纸层析，可分离出四种光合色素 D．将洋葱研磨液离心后保留沉淀物并加入冷酒精静置后，可收集到DNA 52．（23-24高二下·北京通州·期末）神舟十八号载人飞行任务实施国内首次在轨水生生态研究项目，将小型模式生物斑马鱼和水生植物金鱼藻带上了太空，进行共同培养和开展相关研究。以下相关叙述错误的是（    ） A．体积小是斑马鱼成功入选的重要原因之一 B．金鱼藻可以通过光合作用为斑马鱼提供氧气 C．可以利用太空射线对斑马鱼进行定向突变 D．斑马鱼卵细胞的形成中会发生基因重组 53．（24-25高二下·北京房山·期末）光呼吸是植物利用光能、吸收O2并释放CO2的过程，植物在高温下常出现光呼吸现象。为研究该现象的生理意义，科研人员利用光呼吸关键酶基因（P基因）过表达的拟南芥展开以下研究。 (1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将_______转化成储存着能量的有机物，并且释放出______的过程。 (2)将野生型和P基因过表达株系（01）分别置于20℃、30℃条件下培养，一段时间后分别测定净CO2吸收率。分析图1结果可得出结论：P基因过表达有利于植物在高温下进行光合作用。得出此结论的依据为：与野生型相比_______。 (3)进一步研究光呼吸与光合作用的关系，结果如图2所示。 催化光呼吸和暗反应第一步反应的酶都是R酶、高温时叶片气孔关闭导致胞间CO2浓度降低，R酶可催化O2与C5结合生成_______，触发光呼吸。 (4)结合图2和光合作用的过程，从细胞器间协作的角度分析光呼吸对植物光合作用的积极意义_______。 54．（24-25高二下·北京丰台·期末）衣藻是一种单细胞绿藻，大肠杆菌是一种异养细菌，研究者开发出了衣藻与大肠杆菌共培养系统。 (1)衣藻代谢途径如图1所示，据图分析： ①衣藻在光反应中可以将光能转化为化学能，生成_________，可以为暗反应提供能量，促进CO2的利用。 ②衣藻的 R 酶既能催化CO2固定；又能催化C5与O2发生光呼吸生成乙醇酸（C2H4O3）。乙醇酸可以在甘油酸脱氢酶（GYD1）的作用下转化为乙醛酸，也可以排出细胞外。若CO2/O2比值_________，则光呼吸作用加强。 ③为了利用CO2培养大肠杆菌，研究者构建了一个GYD1 突变体衣藻-大肠杆菌联合体。缺乏 GYD1 的突变衣藻大量分泌_________到培养基中，该物质可以作为大肠杆菌的唯一_________促进其生长。 (2)研究者将两个发酵罐连接，构建两阶段共培养系统，如图2所示。 ①第一阶段发酵罐以120μE恒定光照，0.5vvmCO2条件仅培养GYD1 突变体； ②第二阶段发酵罐接收第一阶段的培养物，改变反应条件，从而能同时培养突变体和大肠杆菌； ③实验结果如图3所示。 请依据图3的实验结果，从下表中选出合适选项，补全图3中第二阶段的培养条件，将相应字母填在横线上。 条件1: ___________，条件2: _______，条件3:__________ 培养条件 光照强度 气体条件 A 120μE 1vvmCO2 B 120μE 0.5 vvm空气 C 120μE 1 vvm空气 D 240μE 1 vvm空气 (3)研究者进一步改造图 1 中的大肠杆菌，已利用此共培养系统成功生产出番茄红素。与传统的仅利用转基因大肠杆菌相比，共培养系统有何显著优势?试从物质与能量的角度简要分析___________。 55．（24-25高二下·北京海淀·期末）学习以下材料，回答以下问题。 根瘤细胞中的能量感受器 豆科植物与根瘤菌共生形成的根瘤可固定氮元素。植物光合产物（主要是蔗糖）通过韧皮部运输至根瘤，在根瘤细胞中生成PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）。PEP可进一步转化为丙酮酸进入线粒体，或者转化为苹果酸，进入类菌体，如下图。大豆根瘤的固氮能力在缺氧条件下较低，当增加氧气供应时，固氮能力会显著提升，研究人员据此推测根瘤细胞的能量状态会影响其固氮能力。 研究发现，胱硫醚β合成酶（CBS）的一个结构域能够结合AMP（腺苷一磷酸）、ADP和ATP等。在动物和酵母细胞中，CBS家族蛋白已被证实可感知细胞内的能量水平。为鉴定大豆根瘤中可能存在的能量感受器，科研人员筛选了71个CBS家族蛋白，在根瘤中鉴定到了特异性高表达的NAS1和NAP1.遗传分析发现，NAS1和NAP1功能缺失不影响根瘤的形成和发育，但是抑制了根瘤碳源供应增加后固氮能力的上升。 进一步研究发现NAS1和NAP1通过感知细胞内AMP水平来监测根瘤细胞能量状态，NAS1可以直接结合AMP从而与NAP1在线粒体膜上形成异源二聚体。在碳源供应增加导致根瘤能量充裕时，AMP含量降低，促使NAS1 - NAP1异源二聚体解离，形成NAS1 - NAS1和NAP1 - NAP1同源二聚体。这些同源二聚体会与转录因子NFYC互作并将其锚定到线粒体膜上，从而减少细胞核中的NFYC水平，抑制丙酮酸激酶（PK）基因表达，调控能量在植物细胞和类菌体碳源供应之间的分配。 这一发现不仅揭示了能量感受器NAS1/NAP1在豆科植物根瘤中固氮调控的分子机制，还为未来设计碳利用效率更高、固氮能力更强的豆科作物提供了理论依据。 (1)豆科植物光合作用的光反应中产生的______驱动暗反应，其光合产物转化为蔗糖，为固氮过程提供能量。 (2)文中科研人员找到并鉴定大豆根瘤中能量感受器的研究思路有______（写出两点）。 (3)请依据文中内容，从根瘤细胞能量充裕或不充裕中选择其一，用文字和箭头阐明根瘤细胞实现能量分配的机制________。 (4)请从物质和能量的角度，分析大豆光合产物动态分配的生物学意义______。 57．（24-25高二下·北京通州·期末）番茄果实的甜味主要与细胞内的葡萄糖和果糖有关，我国研究者对果实中糖代谢的机制进行了研究。 (1)番茄叶肉细胞通过_______进行光合作用，将_______转化成蔗糖等有机物，蔗糖被运输到番茄果实中储存或分解。 (2)已有研究表明CD27蛋白激酶通过磷酸化相关蛋白质参与糖代谢。 ①研究者构建了CD27突变体CD27-mu1、CD27-mu2，突变体中编码CD27蛋白的部分DNA序列如图1A所示。野生型（wt）和CD27突变体番茄果实中的单糖含量如图1B，结果显示_________。 ②植物中存在基因冗余现象，即植物体内存在多个序列相近、功能相似的非等位基因。序列对比发现CD27具有一个序列相似的基因CD26，对CD27-mu2番茄植株同时进行_____处理，并检测番茄中的单糖含量（图1B），该结果说明CD26和CD27之间存在基因冗余现象。 (3)蔗糖合酶SUS3能够将蔗糖分解为葡萄糖和果糖，增加甜味。为了进一步研究CD26、CD27蛋白和SUS3蛋白之间的关系，研究者设计了荧光素酶互补实验：荧光素酶蛋白被切成nLUC和cLUC，待检测的2个蛋白分别与nLUC和cLUC融合，如果2个蛋白有相互作用，则荧光素酶的nLUC和clUC在空间上会靠近、组装并发挥荧光素酶活性。图2结果表明_____。 (4)SUS3蛋白磷酸化后会被降解，进一步利用体外实验探究CD27-mul蛋白和CD26蛋白在SUS3磷酸化中的作用，蛋白质免疫印记结果如图3，结果表明_____。 (5)综上所述，请推测CD27突变后番茄果实中单糖含量的调控机制_____（任选一突变体即可）。 58．（24-25高二下·北京朝阳·期末）全球气候变化导致极端高温天气频发，对粮食作物产量和品质造成严重影响。培育优质高产作物是育种者的目标。 (1)水稻体内淀粉等有机物含量决定产量，淀粉的合成场所是________。淀粉的合成受到光反应产生的________的影响。高温下敏感型水稻胚乳储存物质的稳态被破坏（蛋白质积累减少与淀粉积累增加），胚乳细胞中淀粉粒与蛋白体排列松散，形成垩白（品质劣化指标）。 (2)水稻品种分为粳稻和籼稻，高温会降低粳稻和籼稻的稻米品质，对粳稻品质的负面影响更显著。研究发现QT12、NF-YA8和NF-YC10是响应高温的相关基因，经过相关处理，研究结果如下表。 生物材料 垩白率 粳稻 高 QT12基因敲除粳稻 低 NF-YA8基因敲除粳稻 低 NF-YC10基因敲除粳稻 更高 ①由表可知，高温下QT12、NF-YA8和NF-YC10分别是影响水稻优良品质的______（填“负”或“正”）调控基因。 ②为了证明QT12和NF-YA8在响应高温通路中的位置关系，构建了NF-YA8基因敲除/QT12基因过表达杂交株系，图1证明_____位于_______的上游。 (3)粳稻和耐热籼稻QT12基因启动子序列存在差异，不同类型QT12基因结构如图2（QT12G；QT12基因启动子内部为G，QT12A时则为A）。 为研究高温下NF-YA8、NF-YC10蛋白与QT12基因的结合情况，研究者依据QT12基因启动子序列，制备了QT12G和QT12A探针，分别与相应蛋白混合，结果如图3。 ①分析泳道2、4、5、6可得_______（“NF-YA8”/“NF-YC10”）与_____（“QT12G”/“QT12A”）结合能力强。 ②泳道4、7、8的实验目的是_______。 (4)进一步研究证明高温会减弱NF-YA8蛋白和NF-YC10蛋白间的相互作用。综合以上信息，选择耐热籼稻或粳稻，完善该水稻响应高温的调节机制模型______。 (5)该研究对作物育种的启示是______。 59．（23-24高二下·北京海淀·期末）大豆是一种光周期敏感作物，产量受日照长短变化影响较大。籽重是决定大豆产量的关键性状之一。为探究控制大豆籽重的关键基因及其光周期效应机制，科研人员展开如下研究。 (1)光不仅作为信号调节大豆种子的发育，还为植物的光合作用提供________。 (2)研究人员鉴定到一个控制大豆籽重的关键基因D，在长日照和短日照处理条件下分别检测了正常植株籽重、基因D功能缺失突变体植株（突变基因用d表示）籽重以及种子中D表达水平。结果表明：长日照条件下D对大豆籽重起抑制作用，而短日照条件下对大豆籽重不起作用。以下实验结果能为上述结论提供证据的有________（多选）。 a、长日照条件下，D在种子中表达水平很高 b、短日照条件下，D在种子中不表达或表达水平很低 c、长日照条件下，正常植株籽重明显高于突变体植株 d、短日照条件下，正常植株籽重和突变体植株无明显差异 e、任何光照条件下，D过表达植株比突变体植株产生的籽重更小 (3)已知S是一种介导蔗糖从种皮转运到胚的载体蛋白，在长日照条件下，可能与D基因表达的D蛋白存在相互作用。为研究正常植株中D蛋白与S蛋白对大豆种子积累有机物的作用，研究人员设计下图所示流程，获得下表结果。 组别 导入载体 荧光检测情况 黄色荧光 红色荧光 1 　nY和cY 　- 　+ 2 　nY-D和S-cY 　+ 　+ 3 　nY-d和S-cY 　- 　+ 4 　Ⅰ、_ 　- 　+ 5 　Ⅱ、_ 　- 　+ ①I和II导入的载体分别为________。 ②若第2组出现________荧光，则说明D蛋白和S蛋白在大豆种子质膜中存在相互作用。 ③为进一步确定D蛋白调控籽重的机制，用C蔗糖处理正常植株和突变体植株的种子12小时，检测种皮和胚中C蔗糖含量。若实验结果为________，则支持“D蛋白抑制S蛋白功能，进而抑制蔗糖从种皮到胚的转运”。 (4)请结合本研究阐释“我国春大豆主产区是东北地区，而非长江以南地区”的原因_____。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $