高中生物单元测试——第三章细胞的代谢（较难02）

**基本信息** 高中生物第三章细胞的代谢单元测试（较难02），涵盖酶、ATP、物质运输、细胞呼吸、光合作用等核心知识，通过科技前沿情境（如纳米酶）和实验探究（如呼吸商测定），培养科学思维与探究实践，适配单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|16题/64分|酶的化学本质、ATP结构、质壁分离、细胞呼吸类型等|基础巩固，如第3题考查ATP结构，第8题结合水淹对呼吸影响的图表分析| |解答题|3题/36分|纳米酶催化特性（17题）、呼吸商测定实验（18题）、蓝细菌羧酶体与光合作用（19题）|创新应用，如17题以Fe₃O₄纳米酶为情境，19题跨学科整合蓝细菌基因工程提升光合效率|

高中生物单元测试 —— 第三章 细胞的代谢（较难02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列有关酶的叙述正确的是（    ） A．都不能脱离活细胞发挥作用 B．组成元素为C、H、O、N C．主要在核糖体中合成 D．化学性质在反应前后会发生改变 2．（本题4分）如图为酶促反应示意图，下列相关叙述错误的是（　　） A．酶与底物结合时构象发生变化，脱离后构象能恢复 B．酶具有专一性，一种酶只能催化一种生化反应 C．酸是无机催化剂，能催化蛋白质、脂肪和淀粉水解 D．酶的活性中心与底物结合后，启动化学反应并降低化学反应活化能 3．（本题4分）如图是ATP的结构示意图，其中a、b、c表示化学键，①②③④表示化学基团或结构。下列叙述错误的是（    ） A．a、b、c均为磷酸键，其中a所含的能量最少 B．形成c所需的能量可来源于光能也可来源于化学能 C．图中的①是腺苷，②是脱氧核糖 D．b和c都断裂后所形成的产物④是RNA的基本组成单位之一 4．（本题4分）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于质量浓度为0．3g/mL的KCl溶液中，显微镜下测得原生质体（由细胞膜包裹的所有生命物质的总称）长度（L）与初始长度（L0）的比值变化趋势如图所示。下列分析错误的是（    ） A．0~5min，细胞吸水能力增强 B．10~15min，无水分子进出细胞 C．15~30min，细胞发生质壁分离复原 D．20~30min，细胞液浓度逐渐减小 5．（本题4分）高等植物存在筛管—伴胞复合体（SE-CC）可以暂时贮存高浓度的蔗糖。如图所示，SE-CC 质膜上有“蔗糖—H+共运输载体”（SU 载体）和H+泵。下列叙述错误的是（　　） A．蔗糖进入 SE-CC 的方式为主动转运 B．质膜上H+泵数量不影响蔗糖转运速率 C．H+通过H+泵运出 SE-CC 需要消耗能量 D．H+泵可以维持细胞内外的H+浓度差 6．（本题4分）当细胞胞吞大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡；细胞需要胞吐大分子时，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。下列说法错误的是（    ） A．细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞膜的大分子没有识别功能 B．胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们需要细胞提供能量 C．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解 D．附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质分泌到细胞外的过程属于胞吐 7．（本题4分）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（　　） A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比越高PFK1活性的调节越强 D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 8．（本题4分）某团队研究了水淹对植物A根系呼吸作用的影响，结果如图。下列有关叙述正确的是（    ） A．图中两种酶的催化反应均发生在线粒体中 B．图中水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越慢 C．水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸 D．图中酶促反应产生的ATP逐渐增加 9．（本题4分）为探究酵母菌的细胞呼吸方式。可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。以下说法正确的是（    ） A．选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧菌 B．实验过程中，对实验结果没有影响的变量，叫作无关变量 C．可选用是否生成酒精和CO2作为因变量的检测指标 D．向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾出现灰绿色，说明一定有酒精产生 10．（本题4分）某校生物学兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程如图1所示，其中一组实验的结果如图2所示。下列叙述正确的是（    ） A．图1中操作①为提取色素，图2中第1条色素带为叶黄素 B．由图2可知，第3条色素带（叶绿素a）在层析液中的溶解度最大 C．韭菜和韭黄两组实验结果中，图2中的第3、4条色素带几乎是一样的 D．若在缺镁的条件下进行上述实验，则韭菜和韭黄两组实验结果差异不大 11．（本题4分）叶绿体是光合作用的场所，下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是（    ） A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B．叶绿体类囊体膜上的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光 C．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 D．用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现只有红光和蓝紫光区域才聚集需氧细菌 12．（本题4分）光合作用的原理是一系列科学家经过实验探索得到的，从希尔反应到卡尔文循环都使人们不断接近光合作用的真相。下列关于光合作用的叙述错误的是（　　） A．阿尔农的实验说明ATP的合成总是与水的光解相伴随 B．卡尔文循环中CO2中的碳先转移到C5中 C．可以用叶绿体的CO2吸收速率来表示总光合速率 D．恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 13．（本题4分）液泡膜上存在多种Ca2+转运蛋白，这些蛋白通过协同作用维持活细胞内Ca2+浓度的稳态，主要包括Ca2+通道、Ca2+泵和Ca2+/H+反向运输载体，相关离子运输过程如图所示。Ca2+/H+反向运输载体能够利用膜内外形成的H+电化学梯度，驱动Ca2+以相反方向跨膜转运。下列叙述正确的是（    ） A．Ca2+与Ca2+通道结合后运入细胞质基质 B．Ca2+通过图中方式进入液泡时，均需要消耗能量 C．与Ca2+结合后，Ca2+泵的空间结构不发生改变 D．Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+，这说明载体蛋白不具有专一性 14．（本题4分）土壤呼吸主要包括土壤微生物呼吸、植物地下部分呼吸和土壤动物呼吸，以及非生物释放CO2。同一农田在三种土壤含水量（水淹、偏湿和适中）条件下土壤温度和土壤呼吸速率的关系如图。下列说法正确的是（    ） A．为加速完成该实验，可选不同作物的农田分别水淹、偏湿和适中处理 B．含水量适中时，土壤温度越高，土壤呼吸速率越大，释放的CO2越多 C．一定温度范围内，水淹处理导致土壤呼吸速率下降，释放的CO2减少 D．水淹时土壤生物主要进行无氧呼吸，土壤呼吸释放的CO2来自非生物 15．（本题4分）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（　　） A．25℃左右最适合该植物的生长 B．在一定范围内，温度降低使光合作用和呼吸作用强度均降低 C．温度主要通过影响酶的活性进而影响光合、呼吸作用 D．该图显示光合作用和呼吸作用进行的最适温度一致 16．（本题4分）下图为某植物叶肉细胞部分结构示意图，A、B代表细胞器，abcdef代表物质扩散的过程。据图分析，下列叙述错误的是（　　） A．较强光照下光合作用固定的CO2来自a和d B．e、b箭头可表示O2进出细胞的过程 C．O2经c途径从A进入B发挥作用需穿过四层磷脂分子 D．呼吸速率可参照黑暗条件下单位时间经f释放CO2量估算 二、解答题 17．（本题11分）Fe₃O₄纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料。 Fe3 O4纳米酶具有催化 H2 O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入 H2 O2 5min后反应体系中溶氧量的变化。 (1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是___________________，相比于天然酶，Fe3 O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：_____________(答出一点即可)。 (2)图甲为探究_________________的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY 浓度为横坐标，绘制标准曲线如图乙。由此图可知GLY_________(填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测得某土壤样品△DO(GLY)/△DO(0)的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为_________________。 (3)当常温且pH=7时，反应体系中不同能量的H2 O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图中“钟”形实线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶之后的活化能可以用___________表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之后的活化能可以用_____________(选填序号“①”  “②” “③”)表示。 18．（本题12分）呼吸商(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。下图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。回答下列问题。 (1)图1中，催化过程①②的酶存在于细胞的_______，物质A表示_______，B的产生部位有_______。 (2)实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是_______。 (3)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内小麦种子中发生图1中的_______(填序号)过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子中发生图1中的_______(填序号)过程。 (4)实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外，还有脂肪等，在25℃下10min内，如果甲装置中墨滴左移30mm，乙装置中墨滴左移100mm，则萌发小麦种子的呼吸商是_______。 三、实验题 19．（本题13分）水稻叶肉细胞中的Rubisco双功能酶，既能催化C5与CO2的结合，参与光合作用，同时也能催化C5与O2结合，参与光呼吸过程消耗有机物。蓝细菌羧酶体可通过浓缩CO2提升光合效率，其CO2浓缩机制如图1所示，实验小组将蓝细菌的Rubisco（催化速率为植物的3～4倍）及羧酶体壳蛋白基因导入水稻叶绿体，和野生型植株相比，实验组Rubisco羧化活性、光呼吸速率和生物量的变化如图2所示，回答下列问题： (1)光合色素分布在蓝细菌的____________上，若要测定叶绿素的含量，需要用____________提取光合色素，然后依据叶绿素特有的对____________的吸收特性，用相应波长的光照射色素提取液后，测定____________，根据相关公式，计算得出叶绿素含量。 (2)水稻叶肉细胞中Rubisco酶发挥功能的场所是____________，图1中CO2通过光合片层膜的可能方式有____________（填两种），羧酶体中②表示的过程为____________，需要光反应提供____________ 物质。 (3)根据实验结果可知，导入蓝细菌羧酶体壳蛋白基因以构建羧酶体能降低植株的光呼吸速率，试从CO2/O2比值变化的角度分析其原因____________。 (4)根据图2可知导入蓝细菌的Rubisco及羧酶体壳蛋白基因能提高植株的生物量，原因是__________。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中生物单元测试 —— 第三章 细胞的代谢（较难02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列有关酶的叙述正确的是（    ） A．都不能脱离活细胞发挥作用 B．组成元素为C、H、O、N C．主要在核糖体中合成 D．化学性质在反应前后会发生改变 【答案】C 【详解】A、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，可在细胞内或细胞外（如消化酶）发挥作用，A错误； B、绝大多数酶是蛋白质（元素为C、H、O、N等），少数是RNA（元素含C、H、O、N、P），并非所有酶组成元素均为C、H、O、N，B错误； C、蛋白质类酶在核糖体上合成（RNA类酶在细胞核内合成），因绝大多数酶为蛋白质，故"主要"在核糖体合成符合事实，C正确； D、酶作为生物催化剂，反应前后化学性质不变，D错误。 故选C。 2．（本题4分）如图为酶促反应示意图，下列相关叙述错误的是（　　） A．酶与底物结合时构象发生变化，脱离后构象能恢复 B．酶具有专一性，一种酶只能催化一种生化反应 C．酸是无机催化剂，能催化蛋白质、脂肪和淀粉水解 D．酶的活性中心与底物结合后，启动化学反应并降低化学反应活化能 【答案】B 【详解】A、由图可知酶与底物结合后，其分子构象发生改变，产物与酶脱离时，酶的分子构象恢复，A正确； B、酶具有专一性是指酶能催化一种或一类化学反应，B错误； C、酸属于无机物，盐酸在体外可催化淀粉水解为葡萄糖，在胃里可水解蛋白质，属于无机催化剂，C正确； D、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，但要和底物结合后，才能启动化学反应，D正确。 故选B。 3．（本题4分）如图是ATP的结构示意图，其中a、b、c表示化学键，①②③④表示化学基团或结构。下列叙述错误的是（    ） A．a、b、c均为磷酸键，其中a所含的能量最少 B．形成c所需的能量可来源于光能也可来源于化学能 C．图中的①是腺苷，②是脱氧核糖 D．b和c都断裂后所形成的产物④是RNA的基本组成单位之一 【答案】C 【详解】A、a、b和c均为磷酸键，a是普通磷酸键，b和c是特殊的化学键（特殊化学键），故a所含的能量最少，A正确； B、形成c所需的能量可由光合作用和呼吸作用提供，故可来源于光能也可来源于化学能，B正确； C、图中的①是腺嘌呤，②是核糖，C错误； D、b和c都断裂后形成的产物是④腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸基团，其中腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的基本组成单位之一，D正确。 故选C。 4．（本题4分）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于质量浓度为0．3g/mL的KCl溶液中，显微镜下测得原生质体（由细胞膜包裹的所有生命物质的总称）长度（L）与初始长度（L0）的比值变化趋势如图所示。下列分析错误的是（    ） A．0~5min，细胞吸水能力增强 B．10~15min，无水分子进出细胞 C．15~30min，细胞发生质壁分离复原 D．20~30min，细胞液浓度逐渐减小 【答案】B 【详解】A、0~5min，L/L0的值下降，说明原生质层体积减小，发生质壁分离，细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强，A正确； B、10~15min，细胞内外溶液浓度达到平衡，水分子进出细胞的速率相等，B错误； C、15~30min，L/L0的值增大，细胞发生质壁分离复原，C正确； D、20~30min，细胞吸水，细胞液浓度逐渐减小，D正确。 故选B。 5．（本题4分）高等植物存在筛管—伴胞复合体（SE-CC）可以暂时贮存高浓度的蔗糖。如图所示，SE-CC 质膜上有“蔗糖—H+共运输载体”（SU 载体）和H+泵。下列叙述错误的是（　　） A．蔗糖进入 SE-CC 的方式为主动转运 B．质膜上H+泵数量不影响蔗糖转运速率 C．H+通过H+泵运出 SE-CC 需要消耗能量 D．H+泵可以维持细胞内外的H+浓度差 【答案】B 【详解】A、SE—CC可以暂时贮存高浓度的蔗糖，蔗糖进入SE—CC为逆浓度梯度，为主动转运，A正确； B、蔗糖主动转运进入SE—CC的能量来自H+电化学梯度，质膜上H+泵数量会影响H+浓度差，从而影响蔗糖转运速率，B错误； C、H+通过H+泵运出SE—CC需要消耗ATP，C正确； D、H+泵逆浓度转运H+，维持细胞内外的H+浓度差，D正确。 故选B。 6．（本题4分）当细胞胞吞大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡；细胞需要胞吐大分子时，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。下列说法错误的是（    ） A．细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞膜的大分子没有识别功能 B．胞吞、胞吐是普遍存在的现象，它们需要细胞提供能量 C．胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解 D．附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质分泌到细胞外的过程属于胞吐 【答案】A 【分析】胞吞和胞吐的过程，大分子物质与膜上蛋白质结合细胞膜内陷、分离形成囊泡，而后大分子物质在囊泡的包裹下进入细胞内。胞吐时，细胞内包裹大分子的囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞外。胞吞和胞吐过程的发生依赖细胞膜的流动性。 【详解】A、题意显示，当细胞胞吞大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质识别并结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，可见细胞对通过胞吞、胞吐进出细胞膜的大分子有识别功能，A错误； B、胞吞、胞吐是普遍存在的现象，依赖细胞膜的流动性，该过程的发生需要细胞提供能量，B正确； C、溶酶体内含多种水解酶，胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解，C正确； D、附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质是分泌蛋白，其分泌到细胞外的过程属于胞吐作用，D正确。 故选A。 7．（本题4分）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1（PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（　　） A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比越高PFK1活性的调节越强 D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 【答案】D 【详解】A、细胞呼吸第一阶段是多步酶促反应，葡萄糖需经过多个反应步骤才能分解为丙酮酸，PFK1仅为其中一个关键酶，不能直接催化葡萄糖分解为丙酮酸，A错误； B、ATP与PFK1结合属于可逆的活性调节，仅改变酶的活性，不会导致酶空间结构破坏发生变性失活，B错误； C、ATP/AMP浓度比偏离正常水平都会引发调节，不能说比值越高调节越强，C错误； D、运动时细胞消耗ATP增多，AMP含量上升，AMP与PFK1结合增多，会提高酶活性，使细胞呼吸速率加快，D正确。 8．（本题4分）某团队研究了水淹对植物A根系呼吸作用的影响，结果如图。下列有关叙述正确的是（    ） A．图中两种酶的催化反应均发生在线粒体中 B．图中水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越慢 C．水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸 D．图中酶促反应产生的ATP逐渐增加 【答案】C 【详解】A、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶均为无氧呼吸所需的酶，无氧呼吸的场所是细胞质基质，因此图中两种酶的催化反应均发生在细胞质基质中，A错误； B、结合图示分析，水淹一定时间内，乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶比活力在增大，说明水淹时间越长，植物A根系的无氧呼吸速率越快，B错误； C、结合图示可知，植物A根系呼吸作用过程中涉及乳酸脱氢酶和乙醇脱氢酶，说明水淹时，植物A根系的无氧呼吸既产生酒精，又产生乳酸，C正确； D、图中所示的两种酶参与的是无氧呼吸的第二阶段，该阶段没有ATP产生，D错误。 故选C。 9．（本题4分）为探究酵母菌的细胞呼吸方式。可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。以下说法正确的是（    ） A．选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧菌 B．实验过程中，对实验结果没有影响的变量，叫作无关变量 C．可选用是否生成酒精和CO2作为因变量的检测指标 D．向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾出现灰绿色，说明一定有酒精产生 【答案】A 【分析】探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量；氧气的有无是自变量；需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多。 【详解】A、选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧菌，既在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸，A正确； B、除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量，B错误； C、相同时间里，有氧呼吸产生CO2比无氧呼吸产生的CO2的量更多，且有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精，因此可选用酒精或CO2生成量作为因变量的检测指标，C错误； D、向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾出现灰绿色，说明不一定有酒精产生，有可能是葡萄糖没有耗尽，D错误。 故选A。 10．（本题4分）某校生物学兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验的流程如图1所示，其中一组实验的结果如图2所示。下列叙述正确的是（    ） A．图1中操作①为提取色素，图2中第1条色素带为叶黄素 B．由图2可知，第3条色素带（叶绿素a）在层析液中的溶解度最大 C．韭菜和韭黄两组实验结果中，图2中的第3、4条色素带几乎是一样的 D．若在缺镁的条件下进行上述实验，则韭菜和韭黄两组实验结果差异不大 【答案】D 【详解】A、操作①为提取色素，可用无水乙醇提取叶片中的色素，图2中第1条色素带为胡萝卜素，A错误； B、溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，在层析液中溶解度最大的是第1条色素带，即胡萝卜素，B错误； C、滤纸条上的色素从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。韭黄叶片缺少叶绿素，韭菜叶片含有叶绿素等多种色素，所以两组的第3、4条色素带是有差异的，C错误； D、镁元素是组成叶绿素必不可少的元素，在缺镁的条件下，植物无法正常合成叶绿素，此时韭菜和韭黄两组实验结果的差异不会很明显，D正确。 11．（本题4分）叶绿体是光合作用的场所，下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是（    ） A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用 B．叶绿体类囊体膜上的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光 C．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 D．用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现只有红光和蓝紫光区域才聚集需氧细菌 【答案】C 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光照，吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原。 【详解】A、弱光条件下植物没有O2的释放，说明此时光合作用较弱，且光合作用强度低于呼吸强度，产生的氧气被细胞呼吸过程利用，A错误； B、叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，B错误； C、叶绿素等色素的吸收光谱是可以通过测量其对不同波长光的吸收值绘制出来，C正确； D、用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现红光和蓝紫光区域聚集大量的需氧细菌，说明叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 故选C。 12．（本题4分）光合作用的原理是一系列科学家经过实验探索得到的，从希尔反应到卡尔文循环都使人们不断接近光合作用的真相。下列关于光合作用的叙述错误的是（　　） A．阿尔农的实验说明ATP的合成总是与水的光解相伴随 B．卡尔文循环中CO2中的碳先转移到C5中 C．可以用叶绿体的CO2吸收速率来表示总光合速率 D．恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 【答案】B 【详解】A、阿尔农的实验证明，在光照下叶绿体可合成ATP，且该过程与水的光解（释放氧气）相伴随，A正确； B、卡尔文循环中，CO₂首先与C₅（核酮糖-1,5-二磷酸）结合形成C₃（3-磷酸甘油酸），即碳转移到C₃而非C₅中，B错误； C、总光合速率可用叶绿体的CO2吸收速率或O2的释放速率表示，C正确； D、恩格尔曼通过水绵实验，利用需氧细菌聚集部位证明叶绿体是光合作用场所，且光照下释放氧气，D正确。 故选B。 13．（本题4分）液泡膜上存在多种Ca2+转运蛋白，这些蛋白通过协同作用维持活细胞内Ca2+浓度的稳态，主要包括Ca2+通道、Ca2+泵和Ca2+/H+反向运输载体，相关离子运输过程如图所示。Ca2+/H+反向运输载体能够利用膜内外形成的H+电化学梯度，驱动Ca2+以相反方向跨膜转运。下列叙述正确的是（    ） A．Ca2+与Ca2+通道结合后运入细胞质基质 B．Ca2+通过图中方式进入液泡时，均需要消耗能量 C．与Ca2+结合后，Ca2+泵的空间结构不发生改变 D．Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+，这说明载体蛋白不具有专一性 【答案】B 【详解】A、Ca2+通过Ca2+通道进入细胞不需要与通道蛋白结合，A错误； B、Ca2+通过图中方式进入液泡时是通过Ca2+/H+反向运输载体，利用H+浓度差提供能量，通过Ca2+泵进入液泡需要消耗ATP的能量，B正确； C、与Ca2+结合后，Ca2+泵的空间结构会发生改变，C错误； D、Ca2+/H+反向运输载体能同时转运Ca2+和H+，该运输载体也只能转运Ca2+和H+，说明载体蛋白具有专一性，D错误。 故选B。 14．（本题4分）土壤呼吸主要包括土壤微生物呼吸、植物地下部分呼吸和土壤动物呼吸，以及非生物释放CO2。同一农田在三种土壤含水量（水淹、偏湿和适中）条件下土壤温度和土壤呼吸速率的关系如图。下列说法正确的是（    ） A．为加速完成该实验，可选不同作物的农田分别水淹、偏湿和适中处理 B．含水量适中时，土壤温度越高，土壤呼吸速率越大，释放的CO2越多 C．一定温度范围内，水淹处理导致土壤呼吸速率下降，释放的CO2减少 D．水淹时土壤生物主要进行无氧呼吸，土壤呼吸释放的CO2来自非生物 【答案】C 【详解】A、实验要求为同一农田的三种含水量处理，目的是排除作物种类、土壤理化性质、微生物群落等无关变量的干扰，遵循单一变量原则；若选不同作物的农田处理，无关变量无法控制，实验结果无说服力，A错误； B、含水量适中时，曲线显示一定温度范围内土壤温度越高，呼吸速率越大；但酶的活性受温度限制，超过最适温度后，土壤微生物、植物地下部分的呼吸酶活性会降低，呼吸速率反而下降，并非温度越高速率越大，B错误； C、由图可知，相同温度下，水淹处理的土壤呼吸速率显著低于偏湿、适中处理；且一定温度范围内，水淹组呼吸速率随温度升高的增幅也远小于其他组，说明水淹导致土壤呼吸速率下降，CO₂释放减少（水淹缺 O₂，有氧呼吸为主的生物呼吸受抑制，总呼吸速率降低），C正确； D、① 水淹时土壤缺氧，土壤生物（微生物、植物地下部分、土壤动物）主要进行无氧呼吸，但仍有少量有氧呼吸（微溶氧）；② 土壤呼吸释放的 CO₂主要来自生物的呼吸作用（无氧 + 少量有氧），非生物释放的 CO₂仅为次要部分，并非全部来自非生物，D错误。 故选C。 15．（本题4分）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是（　　） A．25℃左右最适合该植物的生长 B．在一定范围内，温度降低使光合作用和呼吸作用强度均降低 C．温度主要通过影响酶的活性进而影响光合、呼吸作用 D．该图显示光合作用和呼吸作用进行的最适温度一致 【答案】D 【详解】A、由图可知，在25℃左右时，净光合速率最高，积累的有机物最多，所以最适合该植物生长，A正确； B、在一定范围内，随着温度降低，与光合作用和呼吸作用有关的酶的活性均下降，所以光合作用和呼吸作用强度均降低，B正确； C、温度主要是通过影响与光合作用和呼吸作用有关的酶的活性来影响这两种生理作用的，C正确； D、从图中能够看出，光合作用的最适温度约为30℃，呼吸作用的最适温度约为55℃，二者不一致，D错误。 故选D。 16．（本题4分）下图为某植物叶肉细胞部分结构示意图，A、B代表细胞器，abcdef代表物质扩散的过程。据图分析，下列叙述错误的是（　　） A．较强光照下光合作用固定的CO2来自a和d B．e、b箭头可表示O2进出细胞的过程 C．O2经c途径从A进入B发挥作用需穿过四层磷脂分子 D．呼吸速率可参照黑暗条件下单位时间经f释放CO2量估算 【答案】C 【详解】A、较强光照下，光合作用强度大于呼吸作用强度，叶绿体固定的CO₂一部分来自线粒体（d），一部分来自外界（a），A正确；    B、e表示O₂进入细胞，b表示O₂出叶绿体，B正确；    C、O₂从叶绿体（A）到线粒体（B），需要穿过叶绿体的2层膜和线粒体的2层膜，共4层膜，每层膜由2层磷脂分子组成，所以共穿过8层磷脂分子，不是4层，C错误；    D、 黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，可通过单位时间内释放CO₂的量估算呼吸速率，D正确。 故选C。 二、解答题 17．（本题11分）Fe₃O₄纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料。 Fe3 O4纳米酶具有催化 H2 O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入 H2 O2 5min后反应体系中溶氧量的变化。 (1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是___________________，相比于天然酶，Fe3 O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：_____________(答出一点即可)。 (2)图甲为探究_________________的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY 浓度为横坐标，绘制标准曲线如图乙。由此图可知GLY_________(填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测得某土壤样品△DO(GLY)/△DO(0)的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为_________________。 (3)当常温且pH=7时，反应体系中不同能量的H2 O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图中“钟”形实线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶之后的活化能可以用___________表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之后的活化能可以用_____________(选填序号“①”  “②” “③”)表示。 【答案】(1) 蛋白质或RNA 具有更好的稳定性；能在较宽的温度、pH 范围内保持催化活性 (2) pH对纳米酶活性的影响 抑制 5μmol/L (3) ① ② 【分析】酶：（1）概念：酶是活细胞（来源）所产生的具有催化作用（作用机理：降低化学反应活化能，提高化学反应速率）的有机物。（2）本质：大多数酶的化学本质是蛋白质，也有少数是RNA。（3）特性：高效性、专一性、酶需要较温和的作用条件 。 【详解】（1）活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是蛋白质或RNA，相比于天然酶，Fe3O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是：具有更好的稳定性；能在较宽的温度、pH 范围内保持催化活性。 （2）图甲中自变量为pH，因变量为溶液的溶氧量（△DO），因此图甲为探究纳米酶在不同pH下的活性（pH对纳米酶活性的影响）。随着除草剂草甘膦（GLY）的浓度增大，添加草甘膦的△DO(△DO(GLY) ) 与不添加草甘膦的△DO(△DO(0) ) 的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图乙中数据可知，△DO(GLY)/△DO(0)比值为0.3时，草甘膦浓度约为5μmol/L。 （3）若反应体系原本没有酶，加入纳米酶之后的活化能进一步降低，应比实线所示的活化能能量更低，不能用②表示，可以用①表示。若反应体系原本没有酶，加热之后的活化能可以用②表示。 18．（本题12分）呼吸商(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。下图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。回答下列问题。 (1)图1中，催化过程①②的酶存在于细胞的_______，物质A表示_______，B的产生部位有_______。 (2)实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是_______。 (3)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内小麦种子中发生图1中的_______(填序号)过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子中发生图1中的_______(填序号)过程。 (4)实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外，还有脂肪等，在25℃下10min内，如果甲装置中墨滴左移30mm，乙装置中墨滴左移100mm，则萌发小麦种子的呼吸商是_______。 【答案】(1) 细胞溶胶(细胞质基质) 丙酮酸 细胞溶胶(细胞质基质)和线粒体基质 (2)增大吸收二氧化碳的面积 (3) ①③④ ①② (4)0.7 【分析】题图分析： 图1分析：①表示细胞呼吸的第一阶段；②表示无氧呼吸的第二阶段；③表示有氧呼吸的第三阶段；④表示有氧呼吸的第二阶段；A为丙酮酸，B为二氧化碳，C为[H]，D为氧气，E为无氧呼吸产物—酒精。 图2分析：甲装置中清水不吸收二氧化碳，也不释放气体，因此甲中液滴移动的距离代表细胞呼吸产生二氧化碳量与消耗氧气的差值，乙装置中KOH的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，因此乙中液滴移动的距离代表细胞呼吸产生消耗的氧气量。 【详解】（1）①表示细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质，相应酶也分布在细胞质基质。②表示无氧呼吸的第二阶段，发生在细胞质基质，相应酶也分布在细胞质基质。A为呼吸作用第一阶段产生丙酮酸，B为二氧化碳。如果是有氧呼吸，二氧化碳在第二阶段产生，场所是线粒体基质；如果是无氧呼吸，二氧化碳在第二阶段产生，场所是细胞质基质。 （2）装置乙中，KOH溶液的作用是吸收二氧化碳，在装置中加入筒状滤纸，滤纸吸收KOH溶液，与空气中二氧化碳接触面增加。 （3）假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min观察墨滴的移动情况。如发现甲装置中墨滴不移，说明产生的二氧化碳量等于消耗的氧气量，乙装置中墨滴左移，说明消耗了氧气，则10min内小麦种子只进行有氧呼吸，即发生了图1中①③④过程。如发现甲装置中墨滴右移，说明产生的二氧化碳量大于消耗的氧气量或不消耗氧气但产生了二氧化碳，乙装置中墨滴不动，说明没有消耗氧气，则10min内小麦种子只进行无氧呼吸，即发生了图1中①②过程。 （4）甲装置中墨滴左移30mm，说明氧气消耗量比二氧化碳产生量多30mm，乙装置中墨滴左移100mm，说明氧气消耗量为100。所以，二氧化碳为100-30=70mm，呼吸商为释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积=70÷100=0.7。 三、实验题 19．（本题13分）水稻叶肉细胞中的Rubisco双功能酶，既能催化C5与CO2的结合，参与光合作用，同时也能催化C5与O2结合，参与光呼吸过程消耗有机物。蓝细菌羧酶体可通过浓缩CO2提升光合效率，其CO2浓缩机制如图1所示，实验小组将蓝细菌的Rubisco（催化速率为植物的3～4倍）及羧酶体壳蛋白基因导入水稻叶绿体，和野生型植株相比，实验组Rubisco羧化活性、光呼吸速率和生物量的变化如图2所示，回答下列问题： (1)光合色素分布在蓝细菌的____________上，若要测定叶绿素的含量，需要用____________提取光合色素，然后依据叶绿素特有的对____________的吸收特性，用相应波长的光照射色素提取液后，测定____________，根据相关公式，计算得出叶绿素含量。 (2)水稻叶肉细胞中Rubisco酶发挥功能的场所是____________，图1中CO2通过光合片层膜的可能方式有____________（填两种），羧酶体中②表示的过程为____________，需要光反应提供____________ 物质。 (3)根据实验结果可知，导入蓝细菌羧酶体壳蛋白基因以构建羧酶体能降低植株的光呼吸速率，试从CO2/O2比值变化的角度分析其原因____________。 (4)根据图2可知导入蓝细菌的Rubisco及羧酶体壳蛋白基因能提高植株的生物量，原因是__________。 【答案】(1) 光合膜（光合片层膜） 95%酒精（无水酒精） 红光 光的吸收率（吸光率） (2) 叶绿体基质 自由扩散和主动运输 三碳酸的还原 ATP和NADPH（缺一不可） (3)羧酶体可浓缩CO2，提高了羧酶体内CO2/O2比值，使Rubisco更易与CO2结合而不易与O2结合，从而降低光呼吸速率 (4)导入的蓝细菌Rubisco催化速率更高，促进了光合作用；羧酶体降低了光呼吸对有机物的消耗，使更多有机物积累，从而提高生物量 【详解】（1）结合图示可知，光合色素分布在蓝细菌的光合膜（光合片层膜）上，若要测定叶绿素的含量，需要用95%酒精（无水酒精）提取光合色素，因为光合色素能溶解到无水乙醇中，然后依据叶绿素特有的对红光的吸收特性，即其他色素不吸收红光，用相应波长的光照射色素提取液后，测定光的吸收率（吸光率），根据相关公式，即可计算得出叶绿素含量。 （2）水稻叶肉细胞中的Rubisco酶能催化C5与CO2结合的过程，发生在叶绿体基质中，根据图示可推测，图1中CO2通过光合片层膜的可能方式有自由扩散和主动运输，羧酶体中②表示的过程为三碳酸的还原，该过程属于暗反应阶段，需要光反应提供ATP和NADPH，其中后者不仅是还原剂，还可提供能量。 （3）根据实验结果可知，导入蓝细菌羧酶体壳蛋白基因以构建羧酶体能降低植株的光呼吸速率，这是因为羧酶体可浓缩CO2，提高了羧酶体内CO2/O2比值，使Rubisco更易与CO2结合而不易与O2结合（该酶在二氧化碳浓度高时与二氧化碳结合，进行光合作用的暗反应，在氧气浓度高时与氧气结合，进行光呼吸过程），从而降低光呼吸速率，提高光合作用速率。 （4）根据图2可知导入蓝细菌的Rubisco及羧酶体壳蛋白基因能提高植株的生物量，主要是因为导入的蓝细菌Rubisco催化速率更高，促进了光合作用；羧酶体浓缩二氧化碳降低了光呼吸对有机物的消耗，使更多有机物积累，从而提高生物量。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $