精品解析：河南省郑州市第二外国语学校等2026—2027学年高三上学期9月考试生物试题

高三生物学试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 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。 考试时间为75分钟，满分100分 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中，构建出具有最小基因组且能正常生长和分裂的细胞。下列关于该细胞的叙述，错误的是（ ） A. 含有细胞壁，能支持和保护细胞 B. 含有核糖体，能合成所需蛋白质 C. 没有染色体，不能进行有丝分裂 D. 没有线粒体，但能合成所需ATP 2. 基孔肯雅病毒主要通过伊蚊进行传播，该病毒进入伊蚊体内后开始增殖并可在其体内终生留存，伊蚊不会因此受到伤害，而伊蚊叮咬人可使人感染该病毒。下列相关叙述错误的是（　　） A. 基孔肯雅病毒的繁殖离不开最基本的生命系统 B. 从感染者血液中分离出的该病毒不可以直接在普通培养基中生存 C. 改造基孔肯雅病毒表面蛋白基因可能使基孔肯雅病毒失去侵染能力 D. 控制伊蚊孳生可使基孔肯雅病毒失去寄生场所而彻底灭绝 3. 据英国《自然》杂志网站报道，科学家在斑点钝口螈（一种两栖类动物）的细胞内观察到一种绿藻，斑点钝口螈也由此被称为“太阳能脊椎动物”。下列有关叙述正确的是（　　） A. 斑点钝口螈细胞的细胞核是其细胞代谢和遗传的中心 B. 斑点钝口螈细胞和绿藻细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核 C. 通过研究斑点钝口螈与绿藻的共生关系，可为解决器官移植中的免疫排斥提供相关信息 D. 斑点钝口螈进行光合作用的场所位于绿藻细胞的细胞质基质 4. “雨前椿芽雨后笋”，笋中的钾元素对维持人体健康有重要作用。下列叙述错误的是（ ） A. 钾需要和通道蛋白相应位点结合才能被笋吸收 B. 钾在笋的细胞中主要以离子的形式存在 C. 笋中的钾元素被小肠细胞吸收后可用于维持细胞内渗透压 D. 降低神经细胞内的钾离子浓度，静息电位的绝对值减小 5. 种子萌发过程中由于细胞呼吸供能会消耗大量有机物。1公斤黄豆干种子通常可发5公斤黄豆芽，下列关于黄豆种子萌发过程的叙述错误的是（ ） A. 黄豆芽重量增加主要是增加了自由水 B. 发豆芽的过程中黄豆种子细胞呼吸增强，有机物总量减少 C. 黄豆芽重量大于黄豆干种子是因为光合作用合成大量有机物 D. 黄豆种子成功萌发是基因、植物激素、环境等共同调节作用的结果 6. 微卫星DNA（STR）是真核细胞基因组中含有高度重复序列的DNA。富含A—T碱基对，不同个体的STR具有明显的差异。下列有关STR的说法错误的是（ ） A. STR序列可作为DNA指纹检测 B. 不同个体的STR序列不同说明了DNA具有多样性 C. STR序列彻底水解产物是磷酸、核糖和四种碱基 D. 相对于其他DNA序列，STR序列结构的稳定性可能较差 7. 细胞骨架不仅能够作为细胞支架，还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动等。在细胞周期的不同时期，细胞骨架具有不同的分布状态。下列叙述错误的是（ ） A. 用纤维素酶处理，不能破坏细胞骨架 B. 线粒体能定向运输到代谢旺盛的部位可能与细胞骨架有关 C. 用光学显微镜可观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构 D. 酵母菌和高等植物叶肉细胞都有细胞骨架 8. 科研人员开展变形虫切割与核移植实验：将变形虫切为无核细胞质团、有核完整片段两组培养；无核组很快死亡，有核组可以正常生长；向濒死的无核细胞质团重新植入同种细胞核，变形虫可恢复生长、分裂等全部生命活动。结合细胞核结构与细胞整体性知识，下列叙述正确的是（ ） A. 核孔允许DNA、RNA和蛋白质自由进出细胞核，保障变形虫核质间高效物质交换 B. 无核组很快死亡，有核组可以正常生长，证明细胞核可以脱离细胞质独立完成各项生命活动 C. 恢复生命活动的变形虫代谢强度提升，细胞核核孔数目增多、核仁体积相应变大 D. 变形虫分裂时染色质高度螺旋化为染色体，更利于细胞核内基因持续转录 9. 某科研团队首次系统解析了嗜热古菌细胞膜中的主要脂质——甘油二烷基甘油四醚（GDGT）环化修饰对膜蛋白功能及细胞运动的调控机制，揭示了嗜热古菌通过动态调节膜脂结构适应极端环境的分子策略，如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 推测GDGT构成了嗜热古菌细胞膜的基本支架 B. 膜蛋白在GDGT两侧通常呈对称分布 C. GDGT环化修饰增强了嗜热古菌细胞膜的热稳定性 D. 组成嗜热古菌的膜蛋白和GDGT大都是可以流动的 10. 在“观察植物细胞的质壁分离和复原实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是 A. 第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域 B. 第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C. 吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头 D. 为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤 11. 藜麦可通过表皮盐泡细胞储存盐分以适应高盐环境。如图为藜麦三种细胞间Na+和的转运示意图，下列分析错误的是（ ） A. 进入柄细胞时需与载体蛋白结合 B. 表皮盐泡细胞内的Na+和可大量储存在其液泡中 C. 抑制细胞呼吸会降低Na+向表皮盐泡细胞的转运速率 D. 表皮盐泡细胞体积较大，其细胞内的渗透压低于柄细胞 12. 受体介导的胞吞是大分子与细胞膜上受体结合后，通过囊泡进入细胞的特异性运输方式；调节型胞吐是特化分泌细胞将分泌物储存在囊泡中，受胞外信号刺激后才与质膜融合释放内容物的过程。下列叙述正确的是（ ） A. 受体介导的胞吞过程形成的囊泡，在细胞内可被溶酶体降解 B. 受体介导的胞吞过程是不需要消耗细胞呼吸所释放的能量的 C. 调节型胞吐释放分泌物后，囊泡膜脱离细胞膜后返回到胞内 D. 两种过程中形成的囊泡与膜的融合均依赖细胞膜的选择透过性 13. 下图为探究不同温度（0℃、60℃、100℃）对淀粉酶活性影响的渗透装置，图中半透膜允许麦芽糖、葡萄糖等小分子通过，下列说法正确的是（ ） A. 实验时淀粉溶液先与淀粉酶混合再置于不同温度下保温 B. 实验需要用碘液检测才可比较不同温度下酶活性的高低 C. 酶活性越高的实验组，平衡时装置左右液面的高度差值越大 D. 将0℃和100℃装置转移至60℃，平衡时液面高度差值相同 14. ATP与ADP的相互转化可保证细胞生命活动的正常进行。下列叙述错误的是（ ） A. ATP中有三个磷酸基团，远离腺苷的磷酸基团容易脱离 B. ATP脱离两个磷酸基团形成的化合物可用于合成RNA C. ATP水解反应中，反应物相对于生成物拥有较高的能量 D. 放能反应中ATP转化为ADP的量多于ADP转化为ATP的量 15. 有氧条件下，细胞有氧呼吸产生的柠檬酸和大量ATP能够抑制无氧呼吸中的关键酶——磷酸果糖激酶的活性，进而抑制无氧呼吸的进行。下列叙述正确的是（　　） A. 柠檬酸属于细胞有氧呼吸的最终产物 B. 当O2浓度越大时，人体成熟红细胞中磷酸果糖激酶的活性越小 C. 无氧呼吸分解有机物释放的能量绝大多数以热能形式散失 D. 骨骼肌细胞呼吸产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质 16. 如图为某植物在不同温度下测得相关指标的变化曲线。下列叙述正确的是（ ） A. 该植物呼吸作用相关酶的最适温度比光合作用相关酶的最适温度更低 B. 两条曲线同一温度的纵坐标数值之和为该温度下的实际光合速率 C. 该植物在实验光照强度条件下45℃时呼吸作用利用的氧气都来自空气 D. 该植物在实验光照强度条件下45℃时比30℃时有机物的积累更多 二、非选择题：本题共5小题，共52分。 17. 适当搭配多种食物来平衡膳食可满足人体对能量及各种营养素的需求。请回答下列问题。 （1）甲同学喜爱吃河蟹，通过查阅资料得知河蟹每100g可食用部分中的营养成分如下： 营养成分 水 蛋白质 脂肪 糖类 无机盐 含量 75.1~77.8% 13.5~17.7% 2.2~2.7% 1.6~4.5% 1.7~2.3% ①河蟹甲壳含有的主要成分是______（由下述选项作答），请写出该物质在医药、化工等方面的实例___________（答出1点即可）。 A．多糖 B.蛋白质C.核酸D.脂肪F.磷脂 ②蟹黄和蟹膏味道鲜香。“鲜”与某些氨基酸含量较高有关，氨基酸通过______的方式形成多肽，进而形成蛋白质，河蟹煮熟后更容易被消化，请从蛋白质结构的角度说明原因：__________；“香”与脂肪酸含量较高有关，脂肪酸可参与上表中_______（填物质）营养成分的合成。 （2）乙同学平日饮食中脂肪含量很低，但过量摄入米饭、面包和饮料。 ①乙同学体内脂肪含量偏高，请从糖类与脂肪相互转化的角度说明理由______。 ②乙同学在网络上了解到可以通过极端减少糖类的摄入，促进脂肪“燃烧”，从而降低体重。这种方式会增加血液中低密度脂蛋白（蛋白质、胆固醇、磷脂的复合体）的含量，进而增加患心血管疾病的风险。下列分析正确的是_____。 A．脂肪可以替代葡萄糖作为细胞生命活动的主要能源物质 B．等质量的脂肪氧化分解释放的能量多于糖类 C．低密度脂蛋白可能是脂质在血液中的一种运输形式 D．适宜的低密度脂蛋白含量，有利于降低心血管疾病的风险 （3）已知某种致病菌能产生一条链状多肽，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到下列4种氨基酸。 该多肽进行水解，需要消耗______个水分子，得到______个谷氨酸分子。 18. 近年来发现一种新的细胞器：内质网高尔基体中间体（ERGIC），其既参与蛋白质和脂质的分选，也介导双向运输。ERGIC不仅是参与调控内质网—高尔基体经典分泌途径的核心细胞器，同时也是非经典分泌途径的枢纽，分泌过程如图所示。回答下列问题： 注：ERGIC53和TMED是ERGIC膜上的两种关键蛋白，ERGIC53可识别糖基化蛋白；TMED能够调控多种非经典分泌蛋白离开ERGIC． （1）分离ERGIC等细胞器的方法是__________。在蛋白质的经典分泌途径中，细胞内__________（细胞器）起着重要的交通枢纽作用。囊泡在ERGIC、内质网、高尔基体之间定向转运，依赖膜上的蛋白质精准识别融合，该过程体现生物膜具有__________的结构特点。 （2）从细胞器的依赖性上，区分经典分泌、非经典分泌途径的核心依据是__________。若抑制TMED基因表达，非经典分泌途径分泌速率会__________（填“上升”“下降”或“不变”），原因是__________。 （3）研究发现，部分细胞在受到病原体感染时，会优先通过非经典分泌途径分泌炎症因子。请从分泌效率和功能角度分析其意义__________（答出一点即可）。 19. 钠钙交换体（NCX）是细胞膜上的一种双向离子转运体，广泛分布于心肌细胞膜和骨骼肌的细胞膜上，如图所示为Ca2+、Na+进出心肌细胞的示意图。回答下列问题： （1）Ca2+通过NCX进入细胞的方式为_______________，钙泵将Ca2+转运出细胞的方式为__________。根据图示推测，钙泵和NCX都属于细胞膜上的_________（填“载体蛋白”或“通道蛋白”）。 （2）Na+通过NCX运出细胞是_________（填“顺浓度梯度”或“逆浓度梯度”），这种运输方式所需要的能量来自_______________。 （3）心肌细胞Ca2+浓度升高会引起心肌收缩，静息状态下，心肌细胞质基质Ca2+浓度极低，推测静息状态下，心肌细胞通过_______________、____________等途径降低细胞质基质Ca2+浓度。 （4）研究发现，骨关节炎患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人。推测骨关节炎患者软骨细胞膜上Ca2+内流_________（填“增加”或“减少”）；如果开发对骨关节炎患者进行治疗的新药，NCX和Na+通道更适合作为研究药物的靶点的是_________，理由是____________________________________。 20. 聚半乳糖醛酸酶（PG）是一种能够水解多聚半乳糖醛酸（PGA）的酶，其应用前景横跨食品、药品和生物技术等诸多关键领域。实验人员从某种微生物细胞中提取了一种PG，在不同温度和pH条件下测定酶活力，结果如图。回答下列问题： （1）PG能够催化PGA水解是因为____________；进行实验时，各组添加的底物和酶的量要__________，以排除底物和酶不足对实验结果的影响。 （2）测定温度对PG活力影响时，实验人员设置了13组实验，并在各自的温度下保温酶液与底物再进行混合，其目的是____________________。在20℃和70℃条件下，PG活力相差不大，与最适温度相比，这两种温度条件对PG活力的影响_________（填“相同”或“不相同”）。 （3）保持其他反应条件不变，将反应体系的pH从5.0逐渐调节到3.0，反应速度的变化为____________________；如果将反应体系的pH从9.0逐渐调节到6.0，反应速度的变化为____________；据图分析，如果将PG用于工业化生产，最好将反应的温度和pH分别控制在____________、______________。 （4）不同的培养基质对微生物合成PG有一定的影响。实验人员分别测定了在葡萄渣、苹果渣、柑橘渣培养基上，该种微生物发酵过程中产胞外PG的情况，如图2。三种基质中最不适合用于该种微生物发酵生产PG的是_________，理由是___________________________________________。 21. 科研人员将天然类囊体膜（Tk）嵌入温敏性水凝胶骨架（PNI），构建了热响应类囊体（Tk@PNI）。Tk@PNI保留类囊体的光合功能，通过温度调控类囊体空间状态与酶活性，使NADPH和ATP的生成效率是天然类囊体的10倍。图1为植物类囊体膜上的部分反应示意图，图2表示温度对Tk@PNI生成NADPH的影响。回答下列问题： （1）图1中，光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）均能吸收光能。据图分析，光能转化为________________中的化学能，水在光下分解的产物有________________。NADPH作为还原剂，在叶绿体基质中参与________________（填物质名称）的还原。 （2）图1中，在光照驱动下，伴随着电子的传递，通过PQ将叶绿体基质中的转运至__________，PQ转运的方式是_________。ATP合酶的作用有_________。 （3）图2所示实验结果说明：在一定温度范围内（15°C～45°C），随着温度升高，Tk@PNI生成NADPH的速率__________。与30°C相比，15°C时NADPH生成量显著下降，其原因可能是温度降低导致_________。 （4）叶绿体中类囊体堆叠构成基粒，使得类囊体可以相互交换物质，提高光合效率。研究人员推测Tk@PNI在高温下（40°C～45°C）NADPH生成速率显著提高，可能与类囊体聚集状态改变有关。请基于上述推测，设计一个简要实验方案进行验证，并写出预期结果。（可选材料：Tk@PNI材料、不同温度处理装置、电子显微镜、NADPH检测试剂盒等） 实验思路：________________________________________________________________； 预期结果：________________________________________________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三生物学试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 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。 考试时间为75分钟，满分100分 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中，构建出具有最小基因组且能正常生长和分裂的细胞。下列关于该细胞的叙述，错误的是（ ） A. 含有细胞壁，能支持和保护细胞 B. 含有核糖体，能合成所需蛋白质 C. 没有染色体，不能进行有丝分裂 D. 没有线粒体，但能合成所需ATP 【答案】A 【解析】 【详解】A、支原体是唯一不具有细胞壁的原核生物，因此该细胞不含细胞壁，A错误； B、原核细胞仅含有核糖体一种细胞器，核糖体是蛋白质的合成场所，因此该细胞可通过核糖体合成所需蛋白质，B正确； C、原核细胞无核膜包被的细胞核，不存在染色体，有丝分裂是真核细胞特有的分裂方式，原核细胞进行二分裂，因此该细胞不能进行有丝分裂，C正确； D、原核细胞没有线粒体，但可在细胞质基质中通过呼吸作用合成生命活动所需的ATP，D正确。 2. 基孔肯雅病毒主要通过伊蚊进行传播，该病毒进入伊蚊体内后开始增殖并可在其体内终生留存，伊蚊不会因此受到伤害，而伊蚊叮咬人可使人感染该病毒。下列相关叙述错误的是（　　） A. 基孔肯雅病毒的繁殖离不开最基本的生命系统 B. 从感染者血液中分离出的该病毒不可以直接在普通培养基中生存 C. 改造基孔肯雅病毒表面蛋白基因可能使基孔肯雅病毒失去侵染能力 D. 控制伊蚊孳生可使基孔肯雅病毒失去寄生场所而彻底灭绝 【答案】D 【解析】 【详解】A、病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞（最基本的生命系统）内才能增殖，A正确； B、病毒缺乏独立代谢能力，普通培养基无法提供其增殖所需的活细胞环境，B正确； C、病毒表面蛋白是识别宿主细胞的关键，改造其基因可能破坏侵染机制，C正确； D、病毒可在感染者体内寄生，控制伊蚊仅阻断传播途径，但病毒仍存在于感染者等其他宿主中，无法彻底灭绝，D错误。 故选D。 3. 据英国《自然》杂志网站报道，科学家在斑点钝口螈（一种两栖类动物）的细胞内观察到一种绿藻，斑点钝口螈也由此被称为“太阳能脊椎动物”。下列有关叙述正确的是（　　） A. 斑点钝口螈细胞的细胞核是其细胞代谢和遗传的中心 B. 斑点钝口螈细胞和绿藻细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核 C. 通过研究斑点钝口螈与绿藻的共生关系，可为解决器官移植中的免疫排斥提供相关信息 D. 斑点钝口螈进行光合作用的场所位于绿藻细胞的细胞质基质 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞代谢的主要场所是细胞质基质，A错误； B、斑点钝口螈是两栖动物，绿藻是低等植物，二者均为真核生物，都具有以核膜为界限的细胞核，B错误； C、绿藻可在斑点钝口螈细胞内存活而不被免疫系统排斥，研究该共生的免疫耐受机制，可为解决器官移植的免疫排斥问题提供相关参考，C正确； D、绿藻是真核生物，光合作用的场所是叶绿体，而非细胞质基质，D错误。 4. “雨前椿芽雨后笋”，笋中的钾元素对维持人体健康有重要作用。下列叙述错误的是（ ） A. 钾需要和通道蛋白相应位点结合才能被笋吸收 B. 钾在笋的细胞中主要以离子的形式存在 C. 笋中的钾元素被小肠细胞吸收后可用于维持细胞内渗透压 D. 降低神经细胞内的钾离子浓度，静息电位的绝对值减小 【答案】A 【解析】 【详解】A、通道蛋白转运物质时，仅允许大小、电荷适配的物质通过，不需要与转运物质结合，A错误； B、细胞中的无机盐主要以离子形式存在，钾在笋的细胞中主要以离子形式存在，B正确； C、钾离子是细胞内最主要的阳离子，功能之一是维持细胞内渗透压，笋中的钾被人体小肠细胞吸收后可发挥该作用，C正确； D、静息电位由钾离子外流形成，降低神经细胞内钾离子浓度会使细胞膜内外钾离子浓度差减小，钾离子外流量减少，静息电位（外正内负）的绝对值减小，D正确。 5. 种子萌发过程中由于细胞呼吸供能会消耗大量有机物。1公斤黄豆干种子通常可发5公斤黄豆芽，下列关于黄豆种子萌发过程的叙述错误的是（ ） A. 黄豆芽重量增加主要是增加了自由水 B. 发豆芽的过程中黄豆种子细胞呼吸增强，有机物总量减少 C. 黄豆芽重量大于黄豆干种子是因为光合作用合成大量有机物 D. 黄豆种子成功萌发是基因、植物激素、环境等共同调节作用的结果 【答案】C 【解析】 【详解】A、黄豆干种子萌发过程中会大量吸收水分，自由水含量显著升高，此时还不能进行光合作用合成有机物，因此黄豆芽重量增加主要是增加了自由水，A正确； B、发豆芽过程中种子代谢活动增强，细胞呼吸强度升高，通过细胞呼吸消耗有机物释放能量供生命活动利用，且无光合作用补充有机物，因此有机物总量减少，B正确； C、发豆芽过程通常处于避光环境，且种子萌发初期未形成含叶绿素的结构，无法进行光合作用合成有机物，黄豆芽重量大于干种子是因为吸收了大量水分，C错误； D、植物的生长发育过程本质是基因组的程序性表达，同时受生长素、赤霉素等植物激素的调节，也需要适宜的温度、水分等环境条件，因此黄豆种子成功萌发是基因、植物激素、环境等共同调节作用的结果，D正确。 6. 微卫星DNA（STR）是真核细胞基因组中含有高度重复序列的DNA。富含A—T碱基对，不同个体的STR具有明显的差异。下列有关STR的说法错误的是（ ） A. STR序列可作为DNA指纹检测 B. 不同个体的STR序列不同说明了DNA具有多样性 C. STR序列彻底水解产物是磷酸、核糖和四种碱基 D. 相对于其他DNA序列，STR序列结构的稳定性可能较差 【答案】C 【解析】 【分析】DNA 分子的稳定性，主要表现在 DNA 分子具有独特的双螺旋结构； DNA 分子的多样性主要表现为构成 DNA 分子的四种脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序；特异性主要表现为每个 DNA 分子都有特定的碱基序列。 【详解】A、STR序列具有特异性，不同个体具有明显差异，可作为DNA指纹检测，A正确； B、由于碱基对的排列顺序不同，导致不同生物的 STR 不同，体现了 DNA 具有多样性，B正确； C、STR 是 DNA 分子，彻底水解后可以得到6种小分子物质，即4种碱基、磷酸、脱氧核糖，C错误； D、STR 的 A - T 碱基对所占的比例较多，而 A 与 T 之间形成两个氢键， G 与 C 之间形成三个氢键，相对于其他同长度 DNA 氢键的数目相对较少，所以 STR 的稳定性可能较差， D正确。 故选C。 7. 细胞骨架不仅能够作为细胞支架，还参与细胞器转运、细胞分裂、细胞运动等。在细胞周期的不同时期，细胞骨架具有不同的分布状态。下列叙述错误的是（ ） A. 用纤维素酶处理，不能破坏细胞骨架 B. 线粒体能定向运输到代谢旺盛的部位可能与细胞骨架有关 C. 用光学显微镜可观察到细胞骨架是一个纤维状网架结构 D. 酵母菌和高等植物叶肉细胞都有细胞骨架 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞骨架的本质是蛋白质，纤维素酶仅能催化纤维素水解，无法破坏蛋白质结构，因此用纤维素酶处理不能破坏细胞骨架，A正确； B、细胞骨架具有参与细胞器转运的功能，线粒体能定向运输到代谢旺盛的部位可能与细胞骨架的运输作用有关，B正确； C、细胞骨架属于亚显微结构，需要借助电子显微镜才能观察到其纤维状网架结构，光学显微镜分辨率不足，无法观察到细胞骨架，C错误； D、细胞骨架是真核细胞中普遍存在的结构，酵母菌（真菌）和高等植物叶肉细胞均为真核细胞，二者都有细胞骨架，D正确。 8. 科研人员开展变形虫切割与核移植实验：将变形虫切为无核细胞质团、有核完整片段两组培养；无核组很快死亡，有核组可以正常生长；向濒死的无核细胞质团重新植入同种细胞核，变形虫可恢复生长、分裂等全部生命活动。结合细胞核结构与细胞整体性知识，下列叙述正确的是（ ） A. 核孔允许DNA、RNA和蛋白质自由进出细胞核，保障变形虫核质间高效物质交换 B. 无核组很快死亡，有核组可以正常生长，证明细胞核可以脱离细胞质独立完成各项生命活动 C. 恢复生命活动的变形虫代谢强度提升，细胞核核孔数目增多、核仁体积相应变大 D. 变形虫分裂时染色质高度螺旋化为染色体，更利于细胞核内基因持续转录 【答案】C 【解析】 【详解】A、核孔具有选择透过性，不允许DNA进出细胞核，RNA和蛋白质也不是自由进出，需经过选择性运输，A错误； B、该实验只能证明细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核的生命活动依赖细胞质提供的物质和能量，无法脱离细胞质独立完成生命活动，B错误； C、代谢强度高的细胞需要合成更多蛋白质，核仁与核糖体的形成有关，核孔是核质间物质交换和信息交流的通道，因此代谢旺盛的细胞核孔数目增多、核仁体积变大，C正确； D、染色质高度螺旋化为染色体后，DNA无法解旋，转录过程会停止，不利于基因持续转录，D错误。 9. 某科研团队首次系统解析了嗜热古菌细胞膜中的主要脂质——甘油二烷基甘油四醚（GDGT）环化修饰对膜蛋白功能及细胞运动的调控机制，揭示了嗜热古菌通过动态调节膜脂结构适应极端环境的分子策略，如图所示。下列叙述错误的是（ ） A. 推测GDGT构成了嗜热古菌细胞膜的基本支架 B. 膜蛋白在GDGT两侧通常呈对称分布 C. GDGT环化修饰增强了嗜热古菌细胞膜的热稳定性 D. 组成嗜热古菌的膜蛋白和GDGT大都是可以流动的 【答案】B 【解析】 【详解】A、GDGT是嗜热古菌细胞膜的主要脂质，细胞膜的基本支架由脂质构成，因此可推测GDGT构成该古菌细胞膜的基本支架，A正确； B、依据细胞膜流动镶嵌模型，膜蛋白或镶在膜表面，或部分、全部嵌入膜脂，或贯穿整个膜结构，在膜两侧的分布是不对称的，B错误； C、由图可知，环境温度越高，GDGT的环化程度越高，说明GDGT环化修饰能增强细胞膜的热稳定性，帮助嗜热古菌适应高温环境，C正确； D、细胞膜具有流动性，组成细胞膜的大多数膜蛋白和膜脂（GDGT）都是可以流动的，D正确。 10. 在“观察植物细胞的质壁分离和复原实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是 A. 第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域 B. 第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C. 吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头 D. 为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤 【答案】B 【解析】 【分析】本题考查质壁分离及复原实验，意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。 【详解】第一次观察不能观察到较大的细胞质基质，可观察到紫色大液泡；第二次观察时发生质壁分离，首先发生在细胞的角隅处；吸水纸的目的是使蔗糖溶液或清水通过洋葱鳞片叶，使其发生质壁分离或质壁分离复原；第一次显微镜观察是为了对照。 故选B。 11. 藜麦可通过表皮盐泡细胞储存盐分以适应高盐环境。如图为藜麦三种细胞间Na+和的转运示意图，下列分析错误的是（ ） A. 进入柄细胞时需与载体蛋白结合 B. 表皮盐泡细胞内的Na+和可大量储存在其液泡中 C. 抑制细胞呼吸会降低Na+向表皮盐泡细胞的转运速率 D. 表皮盐泡细胞体积较大，其细胞内的渗透压低于柄细胞 【答案】D 【解析】 【详解】A、进入柄细胞需要载体蛋白协助，载体蛋白的转运特点是需要与被转运的物质特异性结合，A正确； B、植物细胞的液泡是储存无机盐等溶质的主要结构，将和储存在液泡中可避免细胞质基质渗透压过高影响正常代谢，符合藜麦适应高盐环境的特性，B正确； C、由图可知从表皮细胞到柄细胞再到表皮盐泡细胞为逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要细胞呼吸提供能量，抑制细胞呼吸会减少能量供应，从而降低的转运速率，C正确； D、渗透压与溶质浓度呈正相关，表皮盐泡细胞内和浓度远高于柄细胞，因此其细胞渗透压高于柄细胞，D错误。 12. 受体介导的胞吞是大分子与细胞膜上受体结合后，通过囊泡进入细胞的特异性运输方式；调节型胞吐是特化分泌细胞将分泌物储存在囊泡中，受胞外信号刺激后才与质膜融合释放内容物的过程。下列叙述正确的是（ ） A. 受体介导的胞吞过程形成的囊泡，在细胞内可被溶酶体降解 B. 受体介导的胞吞过程是不需要消耗细胞呼吸所释放的能量的 C. 调节型胞吐释放分泌物后，囊泡膜脱离细胞膜后返回到胞内 D. 两种过程中形成的囊泡与膜的融合均依赖细胞膜的选择透过性 【答案】A 【解析】 【详解】A、受体介导的胞吞形成的囊泡可与溶酶体融合，囊泡中的大分子物质会被溶酶体的水解酶降解，A正确； B、胞吞过程属于大分子跨膜运输方式，需要消耗细胞呼吸释放的能量，受体介导的胞吞也属于胞吞，同样耗能，B错误； C、调节型胞吐过程中，囊泡与细胞膜融合释放分泌物后，囊泡膜会整合成为细胞膜的一部分，不会脱离细胞膜返回胞内，C错误； D、囊泡与生物膜的融合依赖的是生物膜的流动性，和细胞膜的选择透过性无关，D错误。 13. 下图为探究不同温度（0℃、60℃、100℃）对淀粉酶活性影响的渗透装置，图中半透膜允许麦芽糖、葡萄糖等小分子通过，下列说法正确的是（ ） A. 实验时淀粉溶液先与淀粉酶混合再置于不同温度下保温 B. 实验需要用碘液检测才可比较不同温度下酶活性的高低 C. 酶活性越高的实验组，平衡时装置左右液面的高度差值越大 D. 将0℃和100℃装置转移至60℃，平衡时液面高度差值相同 【答案】C 【解析】 【详解】A、探究温度对酶活性的影响时，需先将淀粉溶液和淀粉酶分别在设定温度下保温，再进行混合，避免混合后温度未达到设定值时酶已催化反应，干扰实验结果，A错误； B、本实验可通过装置平衡时的液面高度差直接比较酶活性高低，酶活性越高液面差越大，无需使用碘液检测，B错误； C、结合图示分析，左侧含有淀粉和淀粉酶，右侧仅含等量淀粉，淀粉酶可以催化淀粉水解形成麦芽糖、葡萄糖，左侧的麦芽糖和葡萄糖可以通过半透膜进入右侧，酶活性越高，左侧剩余的淀粉就越少，两侧的浓度差就越大，就会有更多的水从左侧进入右侧，平衡时液面高度差越大，C正确； D、0℃时酶仅活性受抑制，空间结构未被破坏，转移至60℃后活性恢复，可催化淀粉水解；100℃时酶已变性失活，转移至60℃后活性无法恢复，不能催化淀粉水解，二者平衡时液面高度差不同，D错误。 14. ATP与ADP的相互转化可保证细胞生命活动的正常进行。下列叙述错误的是（ ） A. ATP中有三个磷酸基团，远离腺苷的磷酸基团容易脱离 B. ATP脱离两个磷酸基团形成的化合物可用于合成RNA C. ATP水解反应中，反应物相对于生成物拥有较高的能量 D. 放能反应中ATP转化为ADP的量多于ADP转化为ATP的量 【答案】D 【解析】 【详解】A、ATP的结构简式为A-P~P~P，含有3个磷酸基团，远离腺苷的特殊的化学键不稳定，对应的磷酸基团容易脱离释放能量，A正确； B、ATP脱去2个磷酸基团后得到腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，可用于RNA的合成，B正确； C、ATP水解是放能反应，反应物ATP的总化学能高于生成物ADP和Pi的总能量，差值为释放的能量，C正确； D、正常细胞中ATP与ADP的相互转化始终处于动态平衡，二者转化的量始终相等；且放能反应一般与ATP的合成（ADP转化为ATP）相偶联，不会出现ATP转化为ADP的量更多的情况，D错误。 15. 有氧条件下，细胞有氧呼吸产生的柠檬酸和大量ATP能够抑制无氧呼吸中的关键酶——磷酸果糖激酶的活性，进而抑制无氧呼吸的进行。下列叙述正确的是（　　） A. 柠檬酸属于细胞有氧呼吸的最终产物 B. 当O2浓度越大时，人体成熟红细胞中磷酸果糖激酶的活性越小 C. 无氧呼吸分解有机物释放的能量绝大多数以热能形式散失 D. 骨骼肌细胞呼吸产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质 【答案】C 【解析】 【详解】A、细胞有氧呼吸的最终产物是CO2和H2O，柠檬酸不是细胞有氧呼吸的最终产物，A错误； B、人体成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，无法产生柠檬酸和大量ATP，因此氧气浓度变化不会影响其磷酸果糖激酶的活性，B错误； C、无氧呼吸分解有机物时，释放出的能量绝大多数以热能形式散失，仅有少部分能量储存到ATP中，C正确； D、人体骨骼肌细胞无氧呼吸产物是乳酸，不产生CO2 ​，只有有氧呼吸在线粒体基质产生CO2 ​，细胞质基质中不产生CO2 ，D错误。 16. 如图为某植物在不同温度下测得相关指标的变化曲线。下列叙述正确的是（ ） A. 该植物呼吸作用相关酶的最适温度比光合作用相关酶的最适温度更低 B. 两条曲线同一温度的纵坐标数值之和为该温度下的实际光合速率 C. 该植物在实验光照强度条件下45℃时呼吸作用利用的氧气都来自空气 D. 该植物在实验光照强度条件下45℃时比30℃时有机物的积累更多 【答案】B 【解析】 【详解】A、光合相关酶的最适温度对应总光合速率的峰值，约为30℃，呼吸相关酶的最适温度对应呼吸速率的峰值，约为40℃，因此呼吸作用相关酶的最适温度更高，A错误； B、实际光合速率=净光合速率（光照下CO2吸收速率）+呼吸速率（黑暗下CO2产生速率），即同一温度下两条曲线纵坐标数值之和，B正确； C、45℃时净光合速率大于0，说明光合作用产生的O2量大于呼吸作用消耗的O2量，呼吸作用利用的氧气应来自叶绿体光合作用产生的氧气，并非都来自空气，C错误； D、有机物积累量由净光合速率决定，30℃时净光合速率为8mmol.cm-2.h-1，45℃时净光合速率为2mmol.cm-2.h-1，故30℃时有机物积累更多，D错误。 二、非选择题：本题共5小题，共52分。 17. 适当搭配多种食物来平衡膳食可满足人体对能量及各种营养素的需求。请回答下列问题。 （1）甲同学喜爱吃河蟹，通过查阅资料得知河蟹每100g可食用部分中的营养成分如下： 营养成分 水 蛋白质 脂肪 糖类 无机盐 含量 75.1~77.8% 13.5~17.7% 2.2~2.7% 1.6~4.5% 1.7~2.3% ①河蟹甲壳含有的主要成分是______（由下述选项作答），请写出该物质在医药、化工等方面的实例___________（答出1点即可）。 A．多糖 B.蛋白质C.核酸D.脂肪F.磷脂 ②蟹黄和蟹膏味道鲜香。“鲜”与某些氨基酸含量较高有关，氨基酸通过______的方式形成多肽，进而形成蛋白质，河蟹煮熟后更容易被消化，请从蛋白质结构的角度说明原因：__________；“香”与脂肪酸含量较高有关，脂肪酸可参与上表中_______（填物质）营养成分的合成。 （2）乙同学平日饮食中脂肪含量很低，但过量摄入米饭、面包和饮料。 ①乙同学体内脂肪含量偏高，请从糖类与脂肪相互转化的角度说明理由______。 ②乙同学在网络上了解到可以通过极端减少糖类的摄入，促进脂肪“燃烧”，从而降低体重。这种方式会增加血液中低密度脂蛋白（蛋白质、胆固醇、磷脂的复合体）的含量，进而增加患心血管疾病的风险。下列分析正确的是_____。 A．脂肪可以替代葡萄糖作为细胞生命活动的主要能源物质 B．等质量的脂肪氧化分解释放的能量多于糖类 C．低密度脂蛋白可能是脂质在血液中的一种运输形式 D．适宜的低密度脂蛋白含量，有利于降低心血管疾病的风险 （3）已知某种致病菌能产生一条链状多肽，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到下列4种氨基酸。 该多肽进行水解，需要消耗______个水分子，得到______个谷氨酸分子。 【答案】（1） ①. A ②. 制作食品包装纸、食品添加剂等 ③. 脱水缩合 ④. 高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解 ⑤. 脂肪 （2） ①. 乙同学摄入过量糖类，糖类可以大量转化为脂肪 ②. BCD （3） ①. 9 ②. 4 【解析】 【分析】本题考查的内容：1、 判断河蟹主要成分及用途：先看表格中营养成分的含量，结合选项（多糖、蛋白质、核酸、脂肪），几丁质属于多糖，对应表格中“多糖”这一营养成分，因此选A；再结合几丁质的实际应用作答。2、氨基酸形成蛋白质的化学键及煮熟易消化的原因：回忆蛋白质的结构：氨基酸通过肽键连接成多肽链；从蛋白质变性的角度分析，高温破坏蛋白质的空间结构（不破坏肽键），使肽链松散，更易被蛋白酶水解，因此煮熟后更易消化。3、脂肪酸对应的营养成分：明确脂肪酸是脂肪的水解产物，直接对应表格中的“脂肪”项。4、糖类与脂肪的转化关系：糖类在体内供能过剩时，会转化为脂肪储存起来，因此即使少摄入脂肪，过量糖类也会导致体内脂肪含量升高。5、多肽的氨基酸数计算：核心依据是N原子守恒：若水解得到的氨基酸均含1个N原子，多肽的N原子数等于氨基酸数（分子式中N为10，故为10个氨基酸）；再结合链状多肽的肽键数公式（肽键数=氨基酸数-肽链数），计算肽键数。 【小问1详解】 河蟹甲壳中主要含有的是几丁质，几丁质是一种多糖；几丁质在医药、化工等方面用途广泛，例如可用于制作食品包装纸、食品添加剂等；氨基酸通过脱水缩合的方式形成多肽，进而形成蛋白质；高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，河蟹煮熟后更容易被消化；脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应形成的酯，脂肪酸可参与上表中脂肪营养成分的合成。 【小问2详解】 细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的，但是转化程度有明显的差异。乙同学摄入过量糖类的情况下，糖类可以大量转化为脂肪，故乙同学体内脂肪含量偏高。 A、与糖类氧化相比，脂肪在生物细胞内的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量氧气，脂肪不能代替葡萄糖作为生命活动的主要能源物质，A错误； B、与糖类相比，等量脂肪含C和H比例多，氧化分解时需要的氧气多，生成的水多，释放的能量更多，B正确； C、根据题意可知，低密度脂蛋白是蛋白质、胆固醇、磷脂的复合体，可知低密度脂蛋白可能是脂质在血液中的一种运输形式，C正确； D、由题目信息可知，低密度脂蛋白含量增加会升高心血管疾病风险，因此降低其含量有利于降低血管疾病的风险，D正确。 故选BCD。 【小问3详解】 每种氨基酸分子中都只含1 个氨基（-NH₂），因此多肽中的氮原子数等于氨基酸总数。该多肽分子式含10个N，说明由10个氨基酸组成（链状多肽）。水解消耗的水分子数=氨基酸数-肽链数，此处肽链数为1，因此失水数为10−1=9。每水解1个肽键需要消耗1个水分子，因此水解需消耗9个水分子。谷氨酸的结构特殊，其R基含1 个-COOH（2个氧原子），其他氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸）的R基不含额外氧原子。设谷氨酸的个数为x，则其他氨基酸总数为10−x。多肽中氧原子的来源包括肽键中的氧9×1=9个、末端羧基的氧2个、谷氨酸 R 基中的氧2x个。根据分子式中含有19 个O，即9+2+2x=19，解得：x=4，即谷氨酸分子数为4。 18. 近年来发现一种新的细胞器：内质网高尔基体中间体（ERGIC），其既参与蛋白质和脂质的分选，也介导双向运输。ERGIC不仅是参与调控内质网—高尔基体经典分泌途径的核心细胞器，同时也是非经典分泌途径的枢纽，分泌过程如图所示。回答下列问题： 注：ERGIC53和TMED是ERGIC膜上的两种关键蛋白，ERGIC53可识别糖基化蛋白；TMED能够调控多种非经典分泌蛋白离开ERGIC． （1）分离ERGIC等细胞器的方法是__________。在蛋白质的经典分泌途径中，细胞内__________（细胞器）起着重要的交通枢纽作用。囊泡在ERGIC、内质网、高尔基体之间定向转运，依赖膜上的蛋白质精准识别融合，该过程体现生物膜具有__________的结构特点。 （2）从细胞器的依赖性上，区分经典分泌、非经典分泌途径的核心依据是__________。若抑制TMED基因表达，非经典分泌途径分泌速率会__________（填“上升”“下降”或“不变”），原因是__________。 （3）研究发现，部分细胞在受到病原体感染时，会优先通过非经典分泌途径分泌炎症因子。请从分泌效率和功能角度分析其意义__________（答出一点即可）。 【答案】（1） ①. 差速离心法 ②. 高尔基体 ③. （一定的）流动性 （2） ①. 是否需要高尔基体的参与（是否依赖高尔基体） ②. 下降 ③. TMED 能够调控多种非经典分泌蛋白离开 ERGIC，抑制 TMED 基因表达，TMED 合成减少，非经典分泌蛋白不能正常离开 ERGIC，导致分泌速率下降 （3）非经典分泌途径无需经过高尔基体，分泌过程更快，可快速释放炎症因子，迅速启动免疫反应抵抗病原体感染 【解析】 【小问1详解】 差速离心法利用不同细胞器密度差异分离细胞器，因此分离 ERGIC 等细胞器的方法是差速离心法，经典分泌途径为内质网→ERGIC→高尔基体，高尔基体对蛋白质加工、分类、包装，是分泌的交通枢纽；囊泡定向转运、膜识别融合，体现生物膜具有一定的流动性的结构特点。 【小问2详解】 题干指出 ERGIC 既是内质网‑高尔基体经典分泌途径核心，又是非经典分泌枢纽；根据题图，经典分泌要经过高尔基体，非经典分泌不依赖高尔基体，从细胞器的依赖性上，区分经典分泌、非经典分泌途径的核心依据是是否需要高尔基体参与（是否依赖高尔基体）。若抑制 TMED 基因表达，非经典分泌途径分泌速率会下降，原因是TMED 能够调控多种非经典分泌蛋白离开 ERGIC，TMED 基因被抑制，TMED 合成不足，非经典分泌蛋白难以离开 ERGIC，分泌过程受阻。 【小问3详解】 非经典分泌途径不经过高尔基体，分泌路径更短，分泌速度更快，可以快速释放炎症因子，及时启动免疫防御，抵御病原体感染。 19. 钠钙交换体（NCX）是细胞膜上的一种双向离子转运体，广泛分布于心肌细胞膜和骨骼肌的细胞膜上，如图所示为Ca2+、Na+进出心肌细胞的示意图。回答下列问题： （1）Ca2+通过NCX进入细胞的方式为_______________，钙泵将Ca2+转运出细胞的方式为__________。根据图示推测，钙泵和NCX都属于细胞膜上的_________（填“载体蛋白”或“通道蛋白”）。 （2）Na+通过NCX运出细胞是_________（填“顺浓度梯度”或“逆浓度梯度”），这种运输方式所需要的能量来自_______________。 （3）心肌细胞Ca2+浓度升高会引起心肌收缩，静息状态下，心肌细胞质基质Ca2+浓度极低，推测静息状态下，心肌细胞通过_______________、____________等途径降低细胞质基质Ca2+浓度。 （4）研究发现，骨关节炎患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人。推测骨关节炎患者软骨细胞膜上Ca2+内流_________（填“增加”或“减少”）；如果开发对骨关节炎患者进行治疗的新药，NCX和Na+通道更适合作为研究药物的靶点的是_________，理由是____________________________________。 【答案】（1） ①. 协助扩散 ②. 主动运输 ③. 载体蛋白 （2） ①. 逆浓度梯度 ②. Ca2+顺浓度梯度进入细胞产生的浓度梯度势能（或Ca2+顺浓度梯度内流形成的电化学势能） （3） ①. 钙泵主动运输Ca2+出细胞 ②. 钙离子载体将Ca2+转入肌质网 （4） ①. 增加 ②. Na+通道蛋白 ③. 患者是Na+通道蛋白明显多于正常人而引发的疾病，所以与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点 【解析】 【小问1详解】  从图中可知细胞外Ca²⁺浓度高于胞内，Ca²⁺经NCX顺浓度梯度进入细胞，且需要转运蛋白协助、不直接消耗ATP，属于协助扩散；钙泵转运Ca²⁺是从胞内低浓度侧运到胞外高浓度侧，需要消耗能量，属于主动运输。NCX和钙泵都能结合离子并发生构象改变转运物质，因此都属于载体蛋白。 【小问2详解】 细胞外Na⁺浓度远高于胞内，Na⁺通过NCX运出细胞是从低浓度的胞内到高浓度的胞外，属于逆浓度梯度的主动运输，该过程不直接水解ATP，依赖Ca2+顺浓度梯度内流的浓度差势能驱动，属于协同转运的间接供能模式。 【小问3详解】 静息状态下细胞质基质Ca²⁺维持低浓度，一方面依靠钙泵主动将胞质Ca²⁺排出细胞，另一方面依靠肌质网上的钙离子载体将细胞质基质Ca²⁺转运进肌质网储存，共同降低细胞质基质Ca²⁺浓度。 【小问4详解】 骨关节炎患者软骨细胞膜上Na⁺通道更多，Na⁺内流更多会提升胞内Na⁺浓度，缩小膜两侧Na⁺浓度差，抑制NCX正向转运（Na⁺内流、Ca²⁺外流）的效率，激活NCX反向转运（Na⁺外流、Ca²⁺内流），最终使Ca²⁺内流增加；由于患者的异常特征是Na⁺通道蛋白数量显著多于正常人，靶向该通道可以针对性调控异常的Na⁺内流，精准改善Ca²⁺转运紊乱，比广泛分布的NCX作为靶点特异性更强、治疗指向性更明确。 20. 聚半乳糖醛酸酶（PG）是一种能够水解多聚半乳糖醛酸（PGA）的酶，其应用前景横跨食品、药品和生物技术等诸多关键领域。实验人员从某种微生物细胞中提取了一种PG，在不同温度和pH条件下测定酶活力，结果如图。回答下列问题： （1）PG能够催化PGA水解是因为____________；进行实验时，各组添加的底物和酶的量要__________，以排除底物和酶不足对实验结果的影响。 （2）测定温度对PG活力影响时，实验人员设置了13组实验，并在各自的温度下保温酶液与底物再进行混合，其目的是____________________。在20℃和70℃条件下，PG活力相差不大，与最适温度相比，这两种温度条件对PG活力的影响_________（填“相同”或“不相同”）。 （3）保持其他反应条件不变，将反应体系的pH从5.0逐渐调节到3.0，反应速度的变化为____________________；如果将反应体系的pH从9.0逐渐调节到6.0，反应速度的变化为____________；据图分析，如果将PG用于工业化生产，最好将反应的温度和pH分别控制在____________、______________。 （4）不同的培养基质对微生物合成PG有一定的影响。实验人员分别测定了在葡萄渣、苹果渣、柑橘渣培养基上，该种微生物发酵过程中产胞外PG的情况，如图2。三种基质中最不适合用于该种微生物发酵生产PG的是_________，理由是___________________________________________。 【答案】（1） ①. 酶能降低化学反应的活化能（或PG能降低PGA水解反应的活化能） ②. 充足且等量 （2） ①. 避免酶和底物在达到预设温度前发生反应（或保证反应全程在预设温度下进行），排除温度波动对实验结果的干扰 ②. 不相同 （3） ①. 逐渐降低 ②. 基本不变 ③. 50℃ ④. 5.5 （4） ①. 葡萄渣 ②. 以葡萄渣作为发酵基质时，该微生物产生的胞外PG活力最低，发酵产PG的效率最低 【解析】 【小问1详解】 酶的催化原理是降低化学反应的活化能，因此，PG能够催化PGA水解是因为酶能降低化学反应的活化能（或PG能降低PGA水解反应的活化能）；该实验的自变量是温度和pH。底物、酶的量属于无关变量，各组添加的底物和酶的量要充足且等量，以排除底物和酶不足对实验结果的影响。 【小问2详解】 将酶液和底物分别在设定温度下保温，其目的是避免酶和底物在达到预设温度前发生反应（或保证反应全程在预设温度下进行），排除温度波动对实验结果的干扰。低温（20℃）仅抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构；高温（70℃）已经破坏了酶的空间结构，二者对酶活力的影响不相同。 【小问3详解】 从图1可知，该酶最适pH值在5.0-6.0之间，pH从5.0往3.0调节时，酶活力逐渐下降，反应速度逐渐降低；pH为9.0时酶已经完全失活（空间结构被不可逆破坏），即使逐步将pH调回6.0，酶的活性也无法恢复，反应速度基本不变。结合图1的峰值，工业化生产选择酶活力最高的条件，即反应的温度和pH分别控制在50℃、5.5。 【小问4详解】 分析图2的三条曲线可知，以葡萄渣作为发酵基质时，该微生物产生的胞外PG活力最低，发酵产PG的效率最低，因此最不适合作为发酵产PG的培养基质。 21. 科研人员将天然类囊体膜（Tk）嵌入温敏性水凝胶骨架（PNI），构建了热响应类囊体（Tk@PNI）。Tk@PNI保留类囊体的光合功能，通过温度调控类囊体空间状态与酶活性，使NADPH和ATP的生成效率是天然类囊体的10倍。图1为植物类囊体膜上的部分反应示意图，图2表示温度对Tk@PNI生成NADPH的影响。回答下列问题： （1）图1中，光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）均能吸收光能。据图分析，光能转化为________________中的化学能，水在光下分解的产物有________________。NADPH作为还原剂，在叶绿体基质中参与________________（填物质名称）的还原。 （2）图1中，在光照驱动下，伴随着电子的传递，通过PQ将叶绿体基质中的转运至__________，PQ转运的方式是_________。ATP合酶的作用有_________。 （3）图2所示实验结果说明：在一定温度范围内（15°C～45°C），随着温度升高，Tk@PNI生成NADPH的速率__________。与30°C相比，15°C时NADPH生成量显著下降，其原因可能是温度降低导致_________。 （4）叶绿体中类囊体堆叠构成基粒，使得类囊体可以相互交换物质，提高光合效率。研究人员推测Tk@PNI在高温下（40°C～45°C）NADPH生成速率显著提高，可能与类囊体聚集状态改变有关。请基于上述推测，设计一个简要实验方案进行验证，并写出预期结果。（可选材料：Tk@PNI材料、不同温度处理装置、电子显微镜、NADPH检测试剂盒等） 实验思路：________________________________________________________________； 预期结果：________________________________________________________________。 【答案】（1） ①.  NADPH和ATP   ②. O2、H+(和e-)    ③. C3(或三碳化合物) （2） ①. 类囊体腔  ②. 主动运输 ③. 作为H+通道蛋白，允许H+顺浓度梯度跨膜；催化ADP和Pi合成ATP   （3） ①. 加快(或增大)  ②. 相关酶的活性下降，光反应速率降低，NADPH生成量减少     （4） ①. 取等量的Tk@PNI材料，分别置于30℃、40°C～45°C的条件下处理，其他条件相同且适宜，一段时间后用电子显微镜观察不同温度下类囊体的聚集状态，同时用NADPH检测试剂盒测定各组的NADPH生成量。 ②. 40°C～45°C条件下的Tk@PNI类囊体聚集程度更高（类囊体间距更小、相互接触更频繁），且NADPH生成量显著高于30℃组。 【解析】 【小问1详解】 光反应阶段光能最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能，用于暗反应。光系统Ⅱ(PSⅡ)处发生H2O的光解，产物为O2、H+(和e-)。NADPH在暗反应(叶绿体基质)中作为还原剂，参与三碳化合物(C3)的还原。 【小问2详解】 图1显示，PQ在获取电子后将H+从叶绿体基质转运至类囊体腔。PQ转运H+方向是逆浓度梯度(从低H+的基质到高H+的类囊体腔)，需要利用电子传递链释放的能量，因此属于主动运输。ATP合酶的功能包含两个方面：一是提供H+顺浓度梯度通过的通道(通道蛋白作用)，二是催化ADP和Pi合成ATP。 【小问3详解】 图2所示，随着温度从15℃升高至45℃，NADPH生成量在相同时间内的数值整体上升，说明生成速率加快。15℃时NADPH生成量显著下降的原因可能是温度降低使光反应相关酶(如电子传递链相关蛋白、ATP合酶、NADP+还原酶等)活性下降，导致光反应速率降低。 【小问4详解】 本实验的验证目的是探究40°C～45°C下NADPH生成速率提升与类囊体聚集状态改变有关”，实验自变量为温度（设置对照组30℃，实验组40°C～45°C），因变量为类囊体聚集状态、NADPH生成速率，其余无关变量保持一致；实验思路：取生理状态一致的Tk@PNI材料均分为两组，分别置于30℃（适宜温度）和40~45℃的高温条件下处理，其他条件相同且适宜；一段时间后，用电子显微镜观察两组类囊体的聚集状态，同时用NADPH检测试剂盒测定两组的NADPH生成速率；根据研究推测，高温下类囊体聚集状态改变（聚集程度更高），进而提升NADPH生成速率，因此预期结果：高温组（40~45℃）的类囊体聚集程度更高（类囊体间距更小、相互接触更频繁），且NADPH生成速率显著高于30℃组。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $