第三单元 细胞的能量供应和利用（高效限时集训）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以细胞能量代谢为主线，整合酶、ATP、呼吸、光合核心知识，通过新情境、实验分析题考查物质与能量观及科学探究能力。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |酶与ATP|选择1-6、21-22题|新情境分析（线粒体损伤、酶化学本质）、实验设计（抑制剂机制）|酶的催化特性→ATP结构功能→能量代谢基础| |细胞呼吸|选择7-10、17-19、23题|图表分析（质子漏、呼吸熵测定）、跨模块综合（糖异生）|有氧呼吸过程→影响因素→能量转化与利用| |光合作用|选择11-15、20、24-25题|数据表格（光补偿点）、实验探究（铁对PSⅡ影响）|光反应与暗反应→环境因素调控→光合与呼吸协同|

第三单元 细胞的能量供应和利用 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 一、选择题：共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1.【新情境.线粒体损伤与酶激活】在D-甘露糖作用下,玉米细胞的线粒体结构受损,一类蛋白酶家族被激活,这些蛋白酶可以切割细胞骨架蛋白,并使DNA内切酶的抑制蛋白失活。下列有关叙述错误的是(　　) A.D-甘露糖会影响玉米细胞内ATP的合成 B.D-甘露糖会改变玉米细胞内各种具膜细胞器的分布 C.D-甘露糖会导致玉米细胞内的DNA被酶切成片段 D.D-甘露糖作用后,被激活的蛋白酶家族各个成员所催化的反应物相同 【答案】D 【详解】由题意可知,在D-甘露糖作用下,玉米细胞的线粒体结构受损,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是玉米细胞内合成ATP的场所之一,所以D-甘露糖会影响玉米细胞内ATP的合成,A正确;细胞骨架锚定并支撑着许多细胞器,在D-甘露糖作用下,一类蛋白酶家族被激活,这些蛋白酶可以切割细胞骨架蛋白,所以D-甘露糖会改变玉米细胞内各种具膜细胞器的分布,B正确;由题意可知,在D-甘露糖作用下,一类蛋白酶家族被激活,这些蛋白酶能使DNA内切酶的抑制蛋白失活,即DNA内切酶的活性不再被抑制,DNA内切酶会导致玉米细胞内的DNA被切成片段,C正确;酶具有专一性,所以D-甘露糖作用后,被激活的蛋白酶家族各个成员所催化的反应物不一定相同,D错误。 2.【新情境.探究酶的化学本质】已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下形成乙酸,而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验,实验处理如表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 项目 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1 mL 1 mL 1 mL 加入试剂种类 蛋白酶1 mL RNA水解酶1 mL ? 乙醛 1 mL 1 mL 1 mL 保温 适宜温度保温5 min 碳酸氢钠溶液 2 mL 2 mL 2 mL A.第3组为对照组,“?”为加入蒸馏水1 mL B.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质,则第2、3组能产生气泡 C.若第1组能产生气泡,则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA D.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用 【答案】C 【详解】本实验的目的是探究乙醛脱氢酶的化学本质,即探究乙醛脱氢酶是蛋白质还是RNA,则自变量为加入试剂种类,结合表格可知,第3组为对照组,实验要遵循单一变量原则,因此“?”为加入蒸馏水1 mL,A正确;若乙醛脱氢酶的本质是蛋白质,则第1组中的乙醛脱氢酶会被蛋白酶分解,从而使碳酸氢钠不能产生CO2,没有气泡产生,而第2、3组中的乙醛脱氢酶没有被分解,因此碳酸氢钠能产生CO2,会产生气泡,B正确;若第1、3组能产生气泡,第2组不能产生气泡,则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA,C错误;本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用,否则水解反应无法发生,无法达到探究的目的,D正确。 3.【新情境.酶分段功能探究分析】现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ - - Ay3-Bi-CB - - ++ +++ Ay3 - - +++ ++ Bi - - - - CB - - - - 注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。 A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响 B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关 C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 【答案】B 【详解】由表可知,Ce5具有催化纤维素类底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性,Ay3与Ce5催化功能不同,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,当缺少Ce5后,就不能催化纤维素类底物,当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强,所以Ay3与Ce5可能存在相互影响,A正确;由表可知,不论是否与Bi结合,Ay3均可以催化S1与S2,说明Bi与Ay3的催化专一性无关,B错误;由表可知,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,去除Ce5后,催化褐藻酸类底物的活性不变,说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关,C正确;需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性,才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关,D正确。 4.【ATP结构拓展探究】NTP家族由ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)构成。它们的结构只是碱基不同,如图是ATP的化学结构图,A、B表示物质,α~γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是(　　) A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖,A和B组成腺苷 B.许多吸收能量的反应与ATP的水解反应相联系 C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 D.CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成 【答案】D 【详解】ATP的结构式可简写成A—P~P~P,式中A代表腺苷,由腺嘌呤(A)和核糖(B)组成,A正确;ATP的水解反应是放能反应,与之相联系的是吸收能量的反应,B正确;1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸,C正确;CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成,D错误。 5.【新情境.离子跨膜运输识图】骨骼肌细胞处于静息状态时,钙泵可维持细胞质基质的低Ca2+浓度。骨骼肌细胞中Ca2+主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.Ca2+与钙泵结合,会激活钙泵ATP水解酶的活性 B.钙泵转运Ca2+过程中,会发生磷酸化和去磷酸化 C.Ca2+进入内质网是主动运输,出内质网是协助扩散 D.Ca2+进入细胞质基质的过程,需要与通道蛋白结合 【答案】D 【详解】参与Ca2+主动运输的钙泵是一种能催化ATP水解的酶,当Ca2+与其相应位点结合时,其ATP水解酶活性就被激活了,A正确;钙泵转运Ca2+过程中,ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化,导致其空间结构发生变化,将Ca2+转运到膜另一侧,然后钙泵去磷酸化结构恢复到初始状态,为再次运输Ca2+做准备,B正确;Ca2+进入内质网需要ATP提供能量,需要载体蛋白,运输方式为主动运输,钙泵可维持细胞质基质的低Ca2+浓度,所以细胞质基质中Ca2+浓度低于内质网中Ca2+的浓度,Ca2+出内质网需要通道蛋白的协助,顺浓度梯度运输,运输方式为协助扩散,C正确;Ca2+进入细胞质基质的过程,需要通道蛋白的协助,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D错误。 6.【新情境.磷酸化调控蛋白功能】M蛋白参与蛋白质的囊泡运输,它们有两种状态,结合GTP的活跃状态和结合GDP的不活跃状态。GTP和ATP的结构和性质相似,仅碱基不同。下列叙述正确的是(　　) A.GTP丢失1个Pi后可参与RNA的合成 B.M蛋白由活跃状态转化为不活跃状态需要消耗能量 C.M蛋白所参与的蛋白质囊泡运输过程并不消耗能量 D.M蛋白空间结构发生变化后可能导致细胞内运输分泌蛋白的囊泡不能形成 【答案】Ｄ 【详解】GTP和ATP的结构和性质相似,仅碱基不同,故其结构简式是G-P~P~P,GTP丢失2个Pi后可参与RNA的合成,A错误;M蛋白有两种状态,结合GTP的活跃状态和结合GDP的不活跃状态,M蛋白由不活跃状态转化为活跃状态需要消耗能量,但由活跃状态转化为不活跃状态不需要消耗能量,B错误;M蛋白所参与的蛋白质囊泡运输过程需要消耗细胞呼吸释放的能量,C错误;结构决定功能,M蛋白空间结构发生变化后,其功能也发生改变,可能导致细胞内运输分泌蛋白的囊泡不能形成,D正确。 7.【新情境.质子漏能量代谢】在线粒体中发生的细胞呼吸生成H2O的过程,伴有H+经蛋白复合体Ⅳ从内膜基质侧跨膜泵至内外膜之间的膜间腔,以维持一个强大的H+浓度梯度,经线粒体的ATP合成酶复合体合成ATP,同时发生质子漏(H+不通过ATP合成酶复合体而直接通过线粒体内膜脂双层回到基质),质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放。下列说法错误的是(　　) A.人在打寒战的过程中线粒体内质子漏的速率可能会增大,细胞耗氧量增加 B.质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔与通过内膜脂双层回漏所需载体不同 C.线粒体中葡萄糖氧化分解合成ATP的数量取决于内膜两侧的H+浓度差 D.线粒体内膜上反应释放的能量储存在ATP中的少于以热能的形式释放的 【答案】C 【详解】质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放,人在打寒战的过程中,细胞呼吸加强,产生更多的热能,线粒体内质子漏的速率可能会增大,细胞耗氧量增加,A正确;据题意可知,质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔是逆浓度的,质子漏(质子从线粒体内膜回到基质)是顺浓度的,质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔与通过内膜脂双层回漏所需载体不同,B正确;葡萄糖氧化分解发生在细胞质基质,形成的丙酮酸进入线粒体才能进一步氧化分解,C错误;线粒体内膜上反应释放的能量大多数以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,故线粒体内膜上反应释放的能量储存在ATP中的少于以热能的形式释放的,D正确。 8.【新情境.酵母菌线粒体功能分析】研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是(　　) A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B.线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱 C.有氧条件下,WT比Δsqr的生长速度快 D.无氧条件下,WT比Δsqr产生更多的ATP 【答案】D 【详解】有氧呼吸的主要场所是线粒体,碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸,A正确;有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体,线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱,B正确;与Δsqr相比,WT正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能获得更多的能量,生长速度比Δsqr快,C正确;无氧呼吸的场所是细胞质基质,与线粒体无关,所以无氧条件下WT产生ATP的量与Δsqr相同,D错误。 9.【电子传递链】线粒体内膜上存在一系列电子传递载体,能将电子传递所产生的电化学能保存在H+浓度差和电荷梯度中,用来驱动ATP合成酶,最终合成ATP。下列叙述错误的是(　　) A.图中的ATP合成酶既有催化功能,又有物质运输功能 B.图中的NADH可来自有氧呼吸第一阶段和第二阶段 C.H+通过线粒体内膜进入膜间腔的运输方式为被动运输 D.若某药物能阻碍e-的传递,则会影响O2的消耗 【答案】C 【详解】由题图可知,H+顺浓度梯度通过ATP合成酶进入线粒体基质,同时驱动ATP的合成,说明ATP合成酶具有运输的功能,还能催化ADP和Pi合成ATP,A正确;图中的NADH可来自有氧呼吸的第一阶段和第二阶段,B正确;H+通过线粒体内膜进入膜间腔是逆浓度梯度进行的,其运输方式为主动运输,C错误;有氧呼吸过程产生的NADH在线粒体基质中分解产生H+和e-,e-经线粒体内膜上相关物质的传递后与线粒体基质中的H+、O2结合生成水,若某药物能阻碍e-的传递,则会影响O2的消耗,D正确。 10.【新情境.呼吸熵测定实验】呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳/消耗的氧气体积)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。关闭活塞,在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离。假设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(　　) A.若测得x=180,y=50,则该发芽种子的呼吸熵是0.72 B.若测得呼吸熵小于1,则呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解 C.为使装置测得的x值和y值更精确,还应再设置一组空白对照装置 D.若反应物为葡萄糖,x=300、y=-100,则两种呼吸方式消耗的葡萄糖量不同 【答案】D 【详解】由题图分析可知,装置1液滴移动代表的是氧气的消耗量,而装置2液滴移动代表的是氧气变化与二氧化碳变化的差值。若测得x=180 mm,y=50 mm,则该发芽种子的呼吸熵是(180-50)/180=0.72,A正确;由于脂肪中的氢比例高,若发芽种子仅进行有氧呼吸,且呼吸熵小于1,则呼吸过程中可能有非糖物质(如脂肪)的氧化分解,B正确;为使测得的x和y值更精确,还应再设置对照装置,即将发芽种子进行灭活,其他实验装置和装置2相同,排除物理因素对实验结果的影响,C正确;若呼吸反应物是葡萄糖,且测得x=300 mm,说明有氧呼吸消耗了50单位葡萄糖,y=-100 mm(向右移动了100 mm),说明无氧呼吸消耗了50单位葡萄糖,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔比值是1∶1,D错误。 11.某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”的实验,结果如图,下列叙述错误的是(　　) A.用纸层析法来分离叶片中的光合色素 B.嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等 C.相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等 D.不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大 【答案】C 【详解】不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而分离色素,故可用纸层析法来分离叶片中的光合色素,A正确;嫩叶中色素含量为6+2=8,老叶中色素含量为5+3=8,所以嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等,B正确;嫩叶与老叶的叶绿素和类胡萝卜素含量都不同,所以相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率不一定相等,C错误;不同发育阶段叶绿素含量的变化为6→12→5,类胡萝卜素的含量变化为2→4→3,即不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大,D正确。 12.【PSⅡ综合判断】PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体,可以使水裂解产生H+和氧释放到类囊体腔中,D1极易受到活性氧(简称ROS,属于自由基)的破坏。光反应过程中可以产生ROS,适宜光照条件下,ROS的产生和消除之间存在动态平衡,不会破坏D1。据此推测下列说法错误的是(　　) A.PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上,能够利用光能参与水的光解 B.D1蛋白和色素分子都是由核糖体合成后转移到内质网中加工的 C.光照强度过强,可能引起ROS产生过多,导致D1结构被破坏 D.可以用无水乙醇提取并通过纸层析法分离PSⅡ中的色素分子 【答案】B 【详解】PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体,可以使水裂解产生H+和氧释放到类囊体腔中,PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上,能够利用光能参与水的光解,A正确;色素分子不是蛋白质,不是由核糖体合成后转移到内质网中加工的,B错误;适宜光照条件下,ROS的产生和消除之间存在动态平衡,不会破坏D1,但光照强度过强,可能引起ROS产生过多,导致D1结构被破坏,C正确;光合色素能够溶解在无水乙醇中,可用无水乙醇提取并通过纸层析法分离色素,D正确。 13.【新情境.外源性甲醛参与光合过程】研究发现外源性甲醛(HCHO)可作为碳源参加常春藤的光合作用,具体过程如图所示(Ru5P和Hu6P为中间产物),下列说法错误的是(　　) A.甲醛通过气孔以自由扩散方式进入细胞 B.①过程称为暗反应,与基粒的功能无关 C.可用同位素标记法验证②过程 D.细胞同化甲醛的场所是叶绿体基质 【答案】B 【详解】甲醛是一种气体,可以通过气孔以自由扩散方式进入细胞,A正确;①过程是暗反应,需要光反应提供NADPH和ATP,吸收光能的色素分布在叶绿体基粒上,因此暗反应与基粒的功能有关,B错误;可采用同位素标记法研究碳元素转移路径,比如用14C标记甲醛中的碳元素则可验证②过程,C正确;细胞同化甲醛的过程是图中的②,场所是叶绿体基质,D正确。 14.【新情境.表格光合数据分析滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制订珍稀中药龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1~T3,滴灌)和对照组(CK,传统施肥方式),按表中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥,培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析错误的是(　　) 处理 施肥量/ (mg/kg) 呼吸速率/ (μmol·m-2·s-1) 最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 光补偿点/klx 光饱和点/klx T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340 T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516 T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494 CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157 光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2等量时的光照强度。 A.光照强度为100 klx时,实验组比对照组积累更多有机物 B.光照强度为1 600 klx时,实验组的光合速率比对照组更高 C.植物可吸收P元素用于合成自身的淀粉和蛋白质等物质 D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长 【答案】C 【详解】由表可知,当光照强度为100 klx时,实验组都超过光补偿点,即有机物积累速率>0,而对照组还未达到光补偿点,即有机物积累速率<0,说明实验组比对照组积累更多的有机物,A正确;由表可知,当光照强度为1 600 klx时,各组都达到光的饱和点,光合速率=呼吸速率+最大净光合速率,计算可知实验组的光合速率都大于对照组,B正确;淀粉的元素组成是C、H、O,不含P元素,C错误;由表可知,T2处理组的净光合速率最大,植物积累的有机物最多,最有利于龙脑香樟的生长,D正确。 15.【光和传感器实验】如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置,氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是(　　) A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2 B.单色光照射时,相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多 C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量 D.拆去滤光片,改变光照强度,并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点 【答案】C 【详解】氧气传感器测到的O2量是金鱼藻净光合作用产生的O2量,即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗O2量的差值,C错误。 二、选择题：共5小题，每小题3分，共15分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个最符合题目要求。 16.实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述,错误的是(　　) A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂,因变量为O2生成量 B.探究“温度对酶活性的影响”实验,可选用唾液淀粉酶,并且需要设计空白对照组 C.探究“pH影响酶活性”的实验,可选用胃蛋白酶,在pH为6~8范围内设置不同实验组 D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖 【答案】ABC 【详解】“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂的种类和有无,因变量为O2生成速率,A错误;探究“温度对酶活性的影响”实验,可选用唾液淀粉酶,不需要设计空白对照组,不同温度可以形成相互对照,B错误;胃蛋白酶在pH为6~8时已失活,C错误;探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明,D正确。 17.【新情境.腺苷合成与传感机制】睡眠是动物界普遍存在的现象,腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图。为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化,研究者设计了一种腺苷传感器,并使之表达在BF区的细胞膜上,其工作原理如图2所示。下列说法正确的是(　　) A.此图中ATP转运至胞外需要穿过4层磷脂分子层 B.ATP可被膜上的水解酶水解,脱去3个磷酸产生腺苷 C.腺苷与相应受体结合改变其空间结构,从而使绿色荧光蛋白发出荧光 D.满足实验要求的传感器数量随着睡眠—觉醒周期而变化 【答案】BC 【详解】由题图1可知,储存在囊泡中的ATP通过胞吐的方式转运至胞外,不穿过磷脂分子层,A错误;ATP的结构简式为A—P~P~P,A表示腺苷,所以ATP需要被膜外或膜内的水解酶水解,脱去3个磷酸才能产生腺苷,B正确;由题图2可知,腺苷与相应受体结合改变其空间结构,从而使绿色荧光蛋白发出荧光,C正确;腺苷传感器的作用是记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑胞外腺苷水平的变化,故胞外腺苷水平的变化随着睡眠—觉醒周期而变化,而不是传感器数量随着睡眠—觉醒周期而变化,D错误。 18.6-BA是一种植物生长调节剂。科研人员以储藏的青棒豆种子为材料,研究一定浓度的6-BA处理对其呼吸速率的影响,结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.青棒豆种子细胞进行有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质 B.6-BA可用于青棒豆采摘后的保存,有利于降低有机物的消耗 C.6-BA组种子细胞呼吸速率的变化趋势与对照组的相同 D.青棒豆种子储藏的时间越长,6-BA抑制呼吸速率的效果越明显 【答案】AD 【详解】植物细胞有氧呼吸第二阶段产生CO2,场所是线粒体基质,因此青棒豆种子细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,A正确;与对照组相比,在同一储藏时间下,6-BA组呼吸速率都低于对照组呼吸速率,有利于降低有机物的消耗,因此6-BA可以应用于青棒豆采摘后的保存,B正确;随着储藏时间延长,对照组呼吸速率逐渐升高再略有降低,6-BA组呼吸速率先降再升后再略有降低,因此两组呼吸速率变化趋势不一致,C错误;与对照组同一时间相比,第5天时,两组呼吸速率差值最大,说明6-BA抑制呼吸速率效果在第五天时最强,并不是储藏时间越久,抑制效果越好,D错误。 19.卡尔文等研究发现,当植物所处环境由光照转为黑暗时,RuBP(C5)含量急剧下降,PGA(C3)含量迅速上升;当骤然降低CO2浓度时,PGA含量迅速下降,而RuBP含量上升。下列叙述正确的是(　　) A.CO2的固定过程在叶绿体的基质中进行 B.RuBP可以与CO2反应并消耗ATP C.CO2的还原阶段消耗NADPH并合成蔗糖或淀粉等有机物 D.叶绿体中RuBP含量不多,因为RuBP消耗后会再生 【答案】ACD 【详解】CO2的固定过程是暗反应过程的一部分,在叶绿体的基质中进行,A正确;RuBP可以与CO2反应但是不消耗ATP,B错误;CO2的还原阶段消耗光反应产生的NADPH和ATP并合成蔗糖或淀粉等有机物,C正确;在光合作用的卡尔文循环中,当CO2与RuBP结合后,经过一系列反应,RuBP被消耗,但同时会发生一系列酶促反应不断地再生出新的RuBP,使其能持续参与CO2的固定过程,D正确。 20.【传统文化】许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释合理的是(　　) A.“秋分种高山,寒露种平川”:温度对冬小麦的生长有影响 B.“农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)”:红花草具有固氮肥田的作用 C.“春天粪堆密,秋后粮铺地”:粪肥中的无机盐流向植物,促进粮食增产 D.“稀豆稠麦,收成不坏;稀麦稠豆,没啥收头”:合理密植可提高净光合产量 【答案】ACD 【详解】“秋分种高山,寒露种平川”,由于海拔高度会影响气温变化,说明温度对冬小麦的生长有影响,A正确;“农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)”,红花草根系上的根瘤菌与豆科植物形成互利共生的关系,根瘤菌有固氮作用,能为豆科植物提供氮元素,故能起到固氮肥田的作用,猪粪也可通过微生物的分解作用起到肥田的作用,因而有利于高产,B错误;“春天粪堆密,秋后粮铺地”:粪肥中的无机盐流向植物,能提高光合速率,进而促进粮食增产,C正确;“稀豆稠麦,收成不坏;稀麦稠豆,没啥收头”即小麦种植过稀和大豆种植过密,都很难高产,体现了作物需要合理密植,D正确。 三、非选择题：共5小题，55分。 21.(11分，除标记外，每空2分)NAGase是催化几丁质降解过程中的一种关键酶,广泛存在于动物、植物、微生物中。研究发现一些糖类物质对NAGase催化活力有影响,如图1所示。请回答下列问题。 (1)以果糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖作为效应物,这四种糖对NAGase的催化活力均有________(填“抑制”或“促进”)作用,其中影响该酶作用最强的是________。  (2)某小组开展实验探讨这四种糖影响该酶催化活力的机制,图2是效应物影响酶催化活力的两种理论:模型A表示抑制剂与反应物存在竞争关系,可以结合到酶的活性部位,并表现为可逆,但该结合不改变酶的空间结构;模型B表示抑制剂与反应物没有竞争关系,而是结合到酶的其他部位,导致酶的空间结构发生不可逆变化。 图3是依据这两种理论判断这四种糖降低NAGase活力类型的曲线图,其中曲线a表示不添加效应物时的正常反应速度。请根据图3简要写出探究实验的实验思路,并根据可能的实验结果推断相应的结论。 实验思路:　_________________________________________________。  实验预期:若实验结果如曲线b,则为模型　　___;若实验结果如曲线c,则为模型　_____。  (3)该小组还探究了温度影响酶促反应速率的作用机理,其作用机理可用图4坐标曲线表示。其中a表示不同温度下反应物分子具有的能量,b表示温度对酶活性的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。据图4分析,处于曲线c中1、2位点酶分子活性是________(填“相同”或“不同”) 的,酶促反应速率是____________________与________共同作用的结果。  【答案】（11分，除标记外，每空2分） (1)抑制（1分）　葡萄糖（1分） (2)(加入定量的不同种类的效应物后)持续增加反应物浓度,检测反应速度(是否能恢复到正常反应速度)　A（1分）　B（1分） (3)不同（1分）　反应物分子具有的能量　酶活性 解析:(1)分析图1可知,相比于效应物浓度为0,NAGase催化活力随效应物果糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖的加入而减小,因此这四种糖对NAGase的催化活力均有抑制作用;其中随葡萄糖浓度增加,NAGase的催化活力下降速度更显著,因此对NAGase的催化活力抑制作用最强的是葡萄糖。 (2)分析图2可知,其中模型A表示抑制剂能降低NAGase的催化效率的机理是抑制剂通过与反应物竞争活性部位而抑制酶的活性,模型B显示抑制剂能降低NAGase的催化效率的机理是抑制剂通过与酶结合,使酶的结构发生改变而抑制酶活性。图3中的酶促反应速度随反应物浓度变化的三条曲线中,反应物浓度较低时,曲线a的反应速率最高,表示未加入抑制剂时酶促反应速率随反应物浓度变化的曲线;加入竞争性抑制剂后酶和反应物的结合机会降低,但升高反应物浓度后酶和反应物的结合机会又会升高,其催化反应速率又升高,可知曲线b表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随反应物浓度变化的曲线;加入非竞争性抑制剂后酶会失去催化活性,降低酶对反应物的催化反应速率,可知曲线c表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随反应物浓度变化的曲线。若实验结果如曲线b,则为模型A;若实验结果如曲线c,则为模型B。 (3)处于曲线c中1、2位点的酶促反应速率相等,但由曲线b可知酶分子活性并不同;由图4可知,反应物分子具有的能量与酶活性都会影响酶促反应速率。 22.(11分，除标记外，每空2分)研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。请回答下列问题。 (1)神经细胞中的ATP主要来自____________(填生理过程),其结构简式是____________。研究发现正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmol/L。为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是________________________。  (2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是________。  (3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析,科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是________________________________________________________________________________________________________________　。  (4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据如表所示。 实验组编号 X物质的浓度/(mg·mL-1) 细胞内ATP的浓度/(mmol·mL-1) 细胞死亡的百分率/% A 0 80 1 B 2 70 3 C 4 50 10 D 8 20 25 E 16 5 70 F 32 1 95 ①该实验的因变量是______________________________________。  ②实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系?_______________________________________________。  【答案】（11分，除标记外，每空2分） (1)细胞呼吸（1分）　A-P~P~P（1分）　ATP与ADP迅速相互转化（1分） (2)腺苷（1分） (3)①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后,发现受体细胞仍能接收到部分神经信号; ②科学家发现靶细胞膜上有ATP的受体 (4)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率（1分）　②细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加　 解析:(1)动物细胞中的ATP来自细胞呼吸,其结构简式是A-P~P~P;ATP在生物体内含量很少,但在细胞内ATP与ADP迅速相互转化。 (2)ATP由一个腺苷和三个磷酸基团组成,ATP在有关酶的作用下,脱去3个磷酸基团后只剩下A,即腺苷。 (3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化,探究ATP是否能作为神经细胞间传递信息的信号分子,应先排除典型神经递质的作用,所以实验设计思路是:①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后,发现受体细胞仍能接收到部分神经信号;②科学家发现靶细胞膜上有ATP的受体。 (4)①据表分析可知,该实验的自变量是物质X的浓度,因变量是细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率。 ②由表格数据分析可知,因变量之间关系为细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加。 23.(11分，除标记外，每空2分)奔跑时,骨骼肌细胞参与运动。当氧气供应不足时,骨骼肌细胞可通过无氧呼吸分解葡萄糖获得能量,无氧呼吸产生的乳酸运输至肝脏中经过糖异生作用重新生成葡萄糖。如图为上述代谢过程的示意图。根据所学知识回答下列问题。 (1)据图判断,骨骼肌细胞中1,6-二磷酸果糖生成乳酸的场所是____________。图中三种酶在细胞中催化化学反应的机制是______________________。  (2)据图判断,肝细胞中的糖异生作用的意义是_____________________________________________________ ________________(答出2点)。骨骼肌细胞中不能进行糖异生,其根本原因是　______________________。  (3)研究发现,氰化物对于动物来说是剧毒物质,因为氰化物能抑制细胞线粒体内膜上的细胞色素氧化酶(COX)的活性,会导致有氧呼吸第______阶段受到影响。但是某些植物线粒体内膜上的交替氧化酶(AOX)的活性不受氰化物影响,AOX参与的呼吸方式称为抗氰呼吸。氰化物对COX和AOX的活性影响不同,可能的原因是　______________________________________。抗氰呼吸使细胞在消耗等量呼吸反应物的情况下产生更多的热量,由此可知,抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP量________(填“更多”或“更少”)。  【答案】（11分，除标记外，每空2分） (1)细胞质基质(1分)　降低化学反应的活化能(1分) (2)防止乳酸过多而引起酸中毒;储存一定量的葡萄糖,保证肝细胞的能量供应 　骨骼肌细胞中酶3基因不能表达,不能产生酶3 (3)三(1分)　COX和AOX结构不同,对氰化物的敏感性不同　更少 解析:(1)由图可知,1,6-二磷酸果糖是生成乳酸的中间产物,完成的是无氧呼吸,场所是细胞质基质。图中三种酶在细胞中催化化学反应的机制是降低化学反应的活化能。 (2)据图判断,肝细胞中的糖异生作用的意义是防止乳酸过多而引起酸中毒;储存一定量的葡萄糖,保证肝细胞的能量供应。骨骼肌细胞中不能进行糖异生,其根本原因是骨骼肌细胞中酶3基因不能表达,不能产生酶3。 (3)氰化物对COX和AOX的活性影响不同,可能的原因是COX和AOX结构不同,对氰化物的敏感性不同。细胞呼吸产生的能量一部分用于合成ATP,一部分以热能的形式散失,抗氰呼吸使细胞在消耗等量呼吸反应物的情况下产生更多的热量,由此可知,抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP更少。 24.(11分，除标记外，每空2分)海洋浮游植物光合作用固定的碳量约占全球40%,铁对浮游植物三角褐指藻的光合作用有重要影响。缺铁会导致光系统Ⅱ(PSⅡ系统,能利用从光中吸收的能量裂解水)中的蛋白质含量显著下降。图1是光合作用的某一反应阶段示意图(图中PSⅠ代表光系统Ⅰ,能在相关酶的催化下,把NADP+还原为NADPH)。回答下列问题。 (1)图1所示的反应发生在叶绿体的____________上,图中ATP合成的直接能量来源是　　　_　　。缺铁导致PSⅡ系统中的蛋白质含量显著下降,使图中电子传递受到影响,从而降低　　　_　　　　(填“ATP” “NADPH”或“ATP和NADPH”)的合成。  (2)图1所示反应过程中捕光色素的光氧化会产生大量自由基,这些自由基会破坏蛋白质和核酸,而SOD具有清除自由基的作用。图2为铁对三角褐指藻细胞中SOD含量的影响,根据SOD含量的变化结合光合作用暗反应阶段,分析缺铁导致光合作用速率下降的原因:　_____________________________________________。  (3)缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低,其中降低最明显的是叶绿素a。请根据所学知识设计实验证明上述结论,写出实验思路和预期结果。 【答案】（11分，除标记外，每空2分） (1)类囊体薄膜（1分）　H+的浓度差(或H+的电势能)　ATP和NADPH (2)缺铁导致SOD含量下降,自由基积累,破坏暗反应中酶的结构,导致暗反应减弱 (3)实验思路:利用无水乙醇提取缺铁组和加铁组的光合色素,用层析液和纸层析法分离色素后,比较条带差异。（2分） 预期结果:缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显变窄,其余三条色素带无明显差异。（2分） 解析:(1)图1可以发生水的光解,故图1为光反应阶段,发生在类囊体薄膜上,ATP合成的直接能量来源是H+的浓度差(或H+的电势能);电子传递受影响,可直接影响NADPH的合成,也可通过影响水的分解产生H+,从而影响ATP的合成。 （2）分析题意,捕光色素的光氧化会产生大量自由基,这些自由基会破坏蛋白质和核酸,而SOD具有清除自由基的作用,结合图示2可知,缺铁导致光合作用速率降低,原因是缺铁导致SOD含量下降,自由基积累,破坏暗反应中酶的结构,导致暗反应减弱。 (3)色素易溶于有机溶剂,根据此原理,可利用无水乙醇提取缺铁组和加铁组的光合色素,用纸层析法分离色素后,比较条带差异。由于本实验中已知缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低,其中降低最明显的是叶绿素a,故预期结果:缺铁组与加铁组相比,滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显变窄,其余三条色素带无明显差异。 25.(11分，除标记外，每空2分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随着光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。 注:曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。 回答下列问题。 (1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会______(填“减小”“不变”或“增大”)。  (2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异______,表明______________________。  (3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的　__________________， 表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明_________________________________________________________。 (4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为______________________________________________ ____________________________　,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。 【答案】（11分，除标记外，每空2分） (1)增大 (2)更小（1分） 高浓度O3处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小 (3)实验组的净光合速率均明显小于对照组 　 长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异 (4)A基因过量表达与表达量下降时,乙植物的净光合速率相同 解析:(1)限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度,图1中,在高浓度O3处理期间,当光照强度增大到一定程度时,净光合速率不再增大,出现了光饱和现象,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会增大。 (2)据图可知,用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间,与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明高浓度O3处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小。 (3)据图3可知,O3处理75天后,曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2,即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;曲线4净光合速率比曲线3下降更大,即长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。 (4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,自变量是A基因功能,因此可以使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天,比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率,若两种条件下乙植物的净光合速率相同,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 细胞的能量供应和利用 参考答案 一、选择题：共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D Ｃ B Ｄ Ｄ D C D C Ｄ 题号 11 12 13 14 15 答案 C Ｂ B Ｃ Ｃ 二、选择题：共5小题，每小题3分，共15分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个最符合题目要求。 题号 16 17 18 19 20 答案 ABC BC ＡＤ ＡＣＤ ＡＣＤ 三、非选择题：共5小题，55分。 21. （11分，除标记外，每空2分） (1)抑制（1分）　葡萄糖（1分） (2)(加入定量的不同种类的效应物后)持续增加反应物浓度,检测反应速度(是否能恢复到正常反应速度)　A（1分）　B（1分） (3)不同（1分）　反应物分子具有的能量 　酶活性 22．（11分，除标记外，每空２分） (1)细胞呼吸（1分）　A-P~P~P（1分）　ATP与ADP迅速相互转化（1分） (2)腺苷（1分） (3)①科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后,发现受体细胞仍能接收到部分神经信号; ②科学家发现靶细胞膜上有ATP的受体 (4)①细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率（1分）　②细胞内ATP浓度下降,能量供应减少,细胞死亡的百分率增加　 23. (11分，除标记外，每空2分) (1)细胞质基质(1分)　降低化学反应的活化能(1分) (2)防止乳酸过多而引起酸中毒;储存一定量的葡萄糖,保证肝细胞的能量供应 　骨骼肌细胞中酶3基因不能表达,不能产生酶3 (3)三(1分)　COX和AOX结构不同,对氰化物的敏感性不同　更少 24. （11分，除标记外，每空2分） (1)类囊体薄膜（1分）　H+的浓度差(或H+的电势能)　ATP和NADPH (2)缺铁导致SOD含量下降,自由基积累,破坏暗反应中酶的结构,导致暗反应减弱 (3)实验思路:利用无水乙醇提取缺铁组和加铁组的光合色素,用层析液和纸层析法分离色素后,比较条带差异。 预期结果:缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显变窄,其余三条色素带无明显差异。 25. (11分，除标记外，每空2分) (1)增大 (2)更小（1分） 高浓度O3处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小 (3)实验组的净光合速率均明显小于对照组 　 长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异 (4)A基因过量表达与表达量下降时,乙植物的净光合速率相同 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元 细胞的能量供应和利用 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 一、选择题：共15小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题目要求。 1.【新情境.线粒体损伤与酶激活】在D-甘露糖作用下,玉米细胞的线粒体结构受损,一类蛋白酶家族被激活,这些蛋白酶可以切割细胞骨架蛋白,并使DNA内切酶的抑制蛋白失活。下列有关叙述错误的是(　　) A.D-甘露糖会影响玉米细胞内ATP的合成 B.D-甘露糖会改变玉米细胞内各种具膜细胞器的分布 C.D-甘露糖会导致玉米细胞内的DNA被酶切成片段 D.D-甘露糖作用后,被激活的蛋白酶家族各个成员所催化的反应物相同 2.【新情境.探究酶的化学本质】已知乙醛在乙醛脱氢酶的作用下形成乙酸,而碳酸氢钠在酸性条件下能产生CO2。某研究小组为了探究乙醛脱氢酶的化学本质进行了相关实验,实验处理如表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 项目 第1组 第2组 第3组 乙醛脱氢酶 1 mL 1 mL 1 mL 加入试剂种类 蛋白酶1 mL RNA水解酶1 mL ? 乙醛 1 mL 1 mL 1 mL 保温 适宜温度保温5 min 碳酸氢钠溶液 2 mL 2 mL 2 mL A.第3组为对照组,“?”为加入蒸馏水1 mL B.若乙醛脱氢酶的化学本质是蛋白质,则第2、3组能产生气泡 C.若第1组能产生气泡,则证明乙醛脱氢酶的化学本质为RNA D.本实验可进行的前提之一是酶可以在细胞外发挥作用 3.【新情境.酶分段功能探究分析】现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ - - Ay3-Bi-CB - - ++ +++ Ay3 - - +++ ++ Bi - - - - CB - - - - 注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。 A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响 B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关 C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 4.【ATP结构拓展探究】NTP家族由ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)和CTP(胞苷三磷酸)构成。它们的结构只是碱基不同,如图是ATP的化学结构图,A、B表示物质,α~γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是(　　) A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖,A和B组成腺苷 B.许多吸收能量的反应与ATP的水解反应相联系 C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质 D.CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成 5.【新情境.离子跨膜运输识图】骨骼肌细胞处于静息状态时,钙泵可维持细胞质基质的低Ca2+浓度。骨骼肌细胞中Ca2+主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.Ca2+与钙泵结合,会激活钙泵ATP水解酶的活性 B.钙泵转运Ca2+过程中,会发生磷酸化和去磷酸化 C.Ca2+进入内质网是主动运输,出内质网是协助扩散 D.Ca2+进入细胞质基质的过程,需要与通道蛋白结合 6.【新情境.磷酸化调控蛋白功能】M蛋白参与蛋白质的囊泡运输,它们有两种状态,结合GTP的活跃状态和结合GDP的不活跃状态。GTP和ATP的结构和性质相似,仅碱基不同。下列叙述正确的是(　　) A.GTP丢失1个Pi后可参与RNA的合成 B.M蛋白由活跃状态转化为不活跃状态需要消耗能量 C.M蛋白所参与的蛋白质囊泡运输过程并不消耗能量 D.M蛋白空间结构发生变化后可能导致细胞内运输分泌蛋白的囊泡不能形成 7.【新情境.质子漏能量代谢】在线粒体中发生的细胞呼吸生成H2O的过程,伴有H+经蛋白复合体Ⅳ从内膜基质侧跨膜泵至内外膜之间的膜间腔,以维持一个强大的H+浓度梯度,经线粒体的ATP合成酶复合体合成ATP,同时发生质子漏(H+不通过ATP合成酶复合体而直接通过线粒体内膜脂双层回到基质),质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放。下列说法错误的是(　　) A.人在打寒战的过程中线粒体内质子漏的速率可能会增大,细胞耗氧量增加 B.质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔与通过内膜脂双层回漏所需载体不同 C.线粒体中葡萄糖氧化分解合成ATP的数量取决于内膜两侧的H+浓度差 D.线粒体内膜上反应释放的能量储存在ATP中的少于以热能的形式释放的 8.【新情境.酵母菌线粒体功能分析】研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是(　　) A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B.线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱 C.有氧条件下,WT比Δsqr的生长速度快 D.无氧条件下,WT比Δsqr产生更多的ATP 9.【电子传递链】线粒体内膜上存在一系列电子传递载体,能将电子传递所产生的电化学能保存在H+浓度差和电荷梯度中,用来驱动ATP合成酶,最终合成ATP。下列叙述错误的是(　　) A.图中的ATP合成酶既有催化功能,又有物质运输功能 B.图中的NADH可来自有氧呼吸第一阶段和第二阶段 C.H+通过线粒体内膜进入膜间腔的运输方式为被动运输 D.若某药物能阻碍e-的传递,则会影响O2的消耗 10.【新情境.呼吸熵测定实验】呼吸熵(RQ=释放的二氧化碳/消耗的氧气体积)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。关闭活塞,在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离。假设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(　　) A.若测得x=180,y=50,则该发芽种子的呼吸熵是0.72 B.若测得呼吸熵小于1,则呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解 C.为使装置测得的x值和y值更精确,还应再设置一组空白对照装置 D.若反应物为葡萄糖,x=300、y=-100,则两种呼吸方式消耗的葡萄糖量不同 11.某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”的实验,结果如图,下列叙述错误的是(　　) A.用纸层析法来分离叶片中的光合色素 B.嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等 C.相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等 D.不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大 12.【PSⅡ综合判断】PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体,可以使水裂解产生H+和氧释放到类囊体腔中,D1极易受到活性氧(简称ROS,属于自由基)的破坏。光反应过程中可以产生ROS,适宜光照条件下,ROS的产生和消除之间存在动态平衡,不会破坏D1。据此推测下列说法错误的是(　　) A.PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上,能够利用光能参与水的光解 B.D1蛋白和色素分子都是由核糖体合成后转移到内质网中加工的 C.光照强度过强,可能引起ROS产生过多,导致D1结构被破坏 D.可以用无水乙醇提取并通过纸层析法分离PSⅡ中的色素分子 13.【新情境.外源性甲醛参与光合过程】研究发现外源性甲醛(HCHO)可作为碳源参加常春藤的光合作用,具体过程如图所示(Ru5P和Hu6P为中间产物),下列说法错误的是(　　) A.甲醛通过气孔以自由扩散方式进入细胞 B.①过程称为暗反应,与基粒的功能无关 C.可用同位素标记法验证②过程 D.细胞同化甲醛的场所是叶绿体基质 14.【新情境.表格光合数据分析滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制订珍稀中药龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1~T3,滴灌)和对照组(CK,传统施肥方式),按表中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥,培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析错误的是(　　) 处理 施肥量/ (mg/kg) 呼吸速率/ (μmol·m-2·s-1) 最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 光补偿点/klx 光饱和点/klx T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340 T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516 T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494 CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157 光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2等量时的光照强度。 A.光照强度为100 klx时,实验组比对照组积累更多有机物 B.光照强度为1 600 klx时,实验组的光合速率比对照组更高 C.植物可吸收P元素用于合成自身的淀粉和蛋白质等物质 D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长 15.【光和传感器实验】如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置,氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是(　　) A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2 B.单色光照射时,相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多 C.氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量 D.拆去滤光片,改变光照强度,并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点 二、选择题：共5小题，每小题3分，共15分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个最符合题目要求。 16.实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述,错误的是(　　) A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂,因变量为O2生成量 B.探究“温度对酶活性的影响”实验,可选用唾液淀粉酶,并且需要设计空白对照组 C.探究“pH影响酶活性”的实验,可选用胃蛋白酶,在pH为6~8范围内设置不同实验组 D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖 17.【新情境.腺苷合成与传感机制】睡眠是动物界普遍存在的现象,腺苷是一种重要的促眠物质。图1为腺苷合成及转运示意图。为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化,研究者设计了一种腺苷传感器,并使之表达在BF区的细胞膜上,其工作原理如图2所示。下列说法正确的是(　　) A.此图中ATP转运至胞外需要穿过4层磷脂分子层 B.ATP可被膜上的水解酶水解,脱去3个磷酸产生腺苷 C.腺苷与相应受体结合改变其空间结构,从而使绿色荧光蛋白发出荧光 D.满足实验要求的传感器数量随着睡眠—觉醒周期而变化 18.6-BA是一种植物生长调节剂。科研人员以储藏的青棒豆种子为材料,研究一定浓度的6-BA处理对其呼吸速率的影响,结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.青棒豆种子细胞进行有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质 B.6-BA可用于青棒豆采摘后的保存,有利于降低有机物的消耗 C.6-BA组种子细胞呼吸速率的变化趋势与对照组的相同 D.青棒豆种子储藏的时间越长,6-BA抑制呼吸速率的效果越明显 19.卡尔文等研究发现,当植物所处环境由光照转为黑暗时,RuBP(C5)含量急剧下降,PGA(C3)含量迅速上升;当骤然降低CO2浓度时,PGA含量迅速下降,而RuBP含量上升。下列叙述正确的是(　　) A.CO2的固定过程在叶绿体的基质中进行 B.RuBP可以与CO2反应并消耗ATP C.CO2的还原阶段消耗NADPH并合成蔗糖或淀粉等有机物 D.叶绿体中RuBP含量不多,因为RuBP消耗后会再生 20.【传统文化】许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释合理的是(　　) A.“秋分种高山,寒露种平川”:温度对冬小麦的生长有影响 B.“农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)”:红花草具有固氮肥田的作用 C.“春天粪堆密,秋后粮铺地”:粪肥中的无机盐流向植物,促进粮食增产 D.“稀豆稠麦,收成不坏;稀麦稠豆,没啥收头”:合理密植可提高净光合产量 三、非选择题：共5小题，55分。 21.(11分，除标记外，每空2分)NAGase是催化几丁质降解过程中的一种关键酶,广泛存在于动物、植物、微生物中。研究发现一些糖类物质对NAGase催化活力有影响,如图1所示。请回答下列问题。 (1)以果糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖作为效应物,这四种糖对NAGase的催化活力均有________(填“抑制”或“促进”)作用,其中影响该酶作用最强的是________。  (2)某小组开展实验探讨这四种糖影响该酶催化活力的机制,图2是效应物影响酶催化活力的两种理论:模型A表示抑制剂与反应物存在竞争关系,可以结合到酶的活性部位,并表现为可逆,但该结合不改变酶的空间结构;模型B表示抑制剂与反应物没有竞争关系,而是结合到酶的其他部位,导致酶的空间结构发生不可逆变化。 图3是依据这两种理论判断这四种糖降低NAGase活力类型的曲线图,其中曲线a表示不添加效应物时的正常反应速度。请根据图3简要写出探究实验的实验思路,并根据可能的实验结果推断相应的结论。 实验思路:　_________________________________________________。  实验预期:若实验结果如曲线b,则为模型　　___;若实验结果如曲线c,则为模型　_____。  （３）该小组还探究了温度影响酶促反应速率的作用机理,其作用机理可用图4坐标曲线表示。其中a表示不同温度下反应物分子具有的能量,b表示温度对酶活性的影响,c表示酶促反应速率与温度的关系。据图4分析,处于曲线c中1、2位点酶分子活性是________(填“相同”或“不同”)的,酶促反应速率是____________________与________共同作用的结果。  22.(11分，除标记外，每空2分)研究证实ATP既是“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子,其作为信号分子的作用机理如图所示。请回答下列问题。 (1)神经细胞中的ATP主要来自____________(填生理过程),其结构简式是____________。研究发现正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化,而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2~10 mmol/L。为满足能量需要,人体解决这一矛盾的合理途径是________________________。  (2)由图可知,细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下,磷酸基团逐个脱离下来,最后剩下的是________。  (3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析,科学家当初推测ATP可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是________________________________________________________________________________________________________。  (4)为了研究X物质对动物细胞的影响,某研究小组用不同浓度的X物质将细胞处理24小时,然后测量各组细胞内ATP的浓度和细胞死亡的百分率,经过多次实验后,所得数据如表所示。 实验组编号 X物质的浓度/(mg·mL-1) 细胞内ATP的浓度/(mmol·mL-1) 细胞死亡的百分率/% A 0 80 1 B 2 70 3 C 4 50 10 D 8 20 25 E 16 5 70 F 32 1 95 ①该实验的因变量是______________________________________。  ②实验数据表明,该实验的因变量之间有何联系?_______________________________________________。  23.(11分，除标记外，每空2分)奔跑时,骨骼肌细胞参与运动。当氧气供应不足时,骨骼肌细胞可通过无氧呼吸分解葡萄糖获得能量,无氧呼吸产生的乳酸运输至肝脏中经过糖异生作用重新生成葡萄糖。如图为上述代谢过程的示意图。根据所学知识回答下列问题。 (1)据图判断,骨骼肌细胞中1,6-二磷酸果糖生成乳酸的场所是____________。图中三种酶在细胞中催化化学反应的机制是______________________。  (2)据图判断,肝细胞中的糖异生作用的意义是_____________________________________________________ ________________(答出2点)。骨骼肌细胞中不能进行糖异生,其根本原因是　______________________。  (3)研究发现,氰化物对于动物来说是剧毒物质,因为氰化物能抑制细胞线粒体内膜上的细胞色素氧化酶(COX)的活性,会导致有氧呼吸第______阶段受到影响。但是某些植物线粒体内膜上的交替氧化酶(AOX)的活性不受氰化物影响,AOX参与的呼吸方式称为抗氰呼吸。氰化物对COX和AOX的活性影响不同,可能的原因是　______________________________________。抗氰呼吸使细胞在消耗等量呼吸反应物的情况下产生更多的热量,由此可知,抗氰呼吸比正常有氧呼吸合成的ATP量________(填“更多”或“更少”)。  24.(11分，除标记外，每空2分)海洋浮游植物光合作用固定的碳量约占全球40%,铁对浮游植物三角褐指藻的光合作用有重要影响。缺铁会导致光系统Ⅱ(PSⅡ系统,能利用从光中吸收的能量裂解水)中的蛋白质含量显著下降。图1是光合作用的某一反应阶段示意图(图中PSⅠ代表光系统Ⅰ,能在相关酶的催化下,把NADP+还原为NADPH)。回答下列问题。 (1)图1所示的反应发生在叶绿体的____________上,图中ATP合成的直接能量来源是　　　_　　。缺铁导致PSⅡ系统中的蛋白质含量显著下降,使图中电子传递受到影响,从而降低　　　_　　　　(填“ATP” “NADPH”或“ATP和NADPH”)的合成。  (2)图1所示反应过程中捕光色素的光氧化会产生大量自由基,这些自由基会破坏蛋白质和核酸,而SOD具有清除自由基的作用。图2为铁对三角褐指藻细胞中SOD含量的影响,根据SOD含量的变化结合光合作用暗反应阶段,分析缺铁导致光合作用速率下降的原因:　_____________________________________________。  (3)缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低,其中降低最明显的是叶绿素a。请根据所学知识设计实验证明上述结论,写出实验思路和预期结果。 25.(11分，除标记外，每空2分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随着光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。 注:曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。 回答下列问题。 (1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会______(填“减小”“不变”或“增大”)。  (2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异______,表明____________________________________________________________________。  (3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的　________________________________， 表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明_____________________________________________________________________________________。 (4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为____________________________________________________________________　,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。 / 学科网（北京）股份有限公司 $