2024届高三生物二轮复习同步练习：细胞代谢（含解析）

细胞代谢练习
一、选择题
1.下列关于酶和ATP的叙述，正确的是（　　）
A.酶分子水解的最终产物是氨基酸或核糖核苷酸
B.细胞中的生命活动都是由ATP直接供能的
C.DNA连接酶和DNA聚合酶都能催化磷酸二酯键的形成，说明这两种酶没有专一性
D.细胞中ATP的合成一般与放能反应相联系
2.已知甲酶属于简单蛋白，乙酶属于结合蛋白。甲酶的催化活性仅取决于酶蛋白本身的结构；乙酶由酶蛋白和辅助因子（锰、铁等离子）或辅酶（有机小分子或金属有机化合物）共同组成。下列有关叙述正确的是（　　）
A.含铁的血红蛋白属于甲酶
B.铁离子不会影响酶蛋白的空间结构
C.用双缩脲试剂可鉴别甲酶和乙酶
D.甲、乙酶催化作用的部位可能不同
3.物质M能被酶N催化分解，Pb2＋能与酶N牢固结合而使酶失活。某研究小组做了如下两组物质M的分解实验：
实验一：在最适pH和温度条件下探究一定范围内酶N的浓度对酶促反应速率的影响；
实验二：各组均加入等量微量Pb2＋，其他条件与实验一相同，测定酶促反应速率。
下列有关说法错误的是（　　）
A.实验一和实验二中的物质M都应保持过量的状态
B.Pb2＋是通过与物质M竞争相同结合位点使酶失活
C.若略微升高实验一的反应温度，酶促反应速率会接近实验二反应速率
D.实验一和实验二的自变量和因变量都相同
4.将某植物种子（含大量淀粉和一定量脂肪）置于密闭装置中，测得吸收的氧气与释放的二氧化碳的体积相等。据此推测种子细胞进行的细胞呼吸情况不可能是（　　）
A.以葡萄糖为呼吸底物，只进行有氧呼吸
B.以葡萄糖和脂肪为呼吸底物，只进行有氧呼吸
C.以葡萄糖为呼吸底物，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
D.以葡萄糖和脂肪为呼吸底物，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
5.心肌细胞中葡萄糖氧化分解产生的NADH不能穿过线粒体膜，NADH与草酰乙酸反应生成NAD＋和苹果酸，苹果酸可以穿过线粒体膜，并与线粒体基质中的NAD＋反应重新产生NADH。下列说法错误的是（　　）
A.葡萄糖氧化分解过程有能量释放
B.NADH可在线粒体内膜上被消耗
C.丙酮酸可以进入线粒体基质
D.线粒体基质中的NADH都来自葡萄糖的氧化分解
6.细胞色素C（CytC）是位于线粒体内膜上，参与细胞呼吸的多肽。正常情况下，外源性CytC不能通过细胞膜进入细胞，但在缺氧时，细胞膜的通透性增加，CytC可进入细胞及线粒体内。下列叙述错误的是（　　）
A.细胞内合成ATP的过程不一定都需要CytC
B.CytC参与NADPH与O2结合生成水的过程
C.在相对缺氧条件下，肌细胞CO2释放量与O2吸收量相等
D.CytC在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助治疗
7.许多农谚和农学著作中都涉及到了生物学原理在生产实践中的应用，下列叙述错误的是（　　）
A.“稀苗结大穗，密植多打粮”，强调合理密植，确保通风透光提高光能利用率
B.“无水肥无力”，施肥的同时往往适当浇水是因为矿质元素溶解在水中容易被植物吸收
C.“肥田之法，种绿豆最佳，小豆、芝麻次之”，豆科植物与根瘤菌互利共生，可以起到固氮的作用达到肥田的效果
D.“耕而不劳，不如作暴”，晒田能促进根系细胞呼吸，有利于吸收土壤中的有机物
8.植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ和PS Ⅱ光复合体，PS Ⅱ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PS Ⅱ光复合体上的蛋白质LHC Ⅱ，通过与PS Ⅱ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHC Ⅱ与PS Ⅱ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（　　）
A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2＋含量减少会导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱
C.弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，不利于对光能的捕获
D.PS Ⅱ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2
9.某小组为研究培养液脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行甲、乙两组实验，一段时间内结果如图所示，下列相关分析错误的是（　　）
A.甲组是脱气后培养组，乙组是不脱气培养组
B.甲组可先把酵母菌培养液煮沸再冷却，然后加酵母菌
C.相同时间内乙组释放的能量大于甲组
D.肌肉细胞在剧烈运动时的呼吸产物与甲组的产物相同
10.如图是科研小组在探究环境因素对某植物幼苗光合作用影响时所得的实验结果。下列说法正确的是（　　）
A.环境中CO2浓度为a点时，叶肉细胞中产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体
B.环境中的CO2浓度为n点时，叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
C.限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度和CO2浓度
D.在相同的CO2浓度下，d点有机物的积累量大于c点
11.细胞中糖类的合成与分解过程如图，下列叙述正确的是（　　）
（CH2O）＋O2CO2＋H2O＋能量
A.过程①产生的能量大部分储存在ATP中
B.过程①在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行
C.过程②产生O2中的氧来自H2O和CO2
D.过程②中储存的能量来自ATP和[H]中的化学能
12.光合作用是水稻生长发育的生理基础，叶片是进行光能转化的主要组织，光合色素突变会改变光合速率而影响水稻产量。实验小组获得了水稻光合色素突变体植株，并检测突变体植株与野生型植株叶片光合色素的含量，结果如下表。下列分析错误的是（　　）
项目 叶绿素a含 量/（mg·g－1） 叶绿素b含 量/（mg·g－1） 类胡萝卜素含 量/（mg·g－1）
野生型 18.5 5.3 2.6
突变体 2.4 1.6 0.8
A.在叶肉细胞中，光合色素分布在类囊体膜上
B.突变体植株进行光合作用释放O2的速率下降
C.突变体植株叶片吸收的绿光量下降最为明显
D.突变体植株在叶绿体基质中固定的CO2减少
二、非选择题
13.细胞呼吸过程中，线粒体呼吸链正常时，丙酮酸进入线粒体被丙酮酸脱氢酶（　PDH　）催化生成二氧化碳和NADH。当线粒体呼吸链受损丙酮酸只在线粒体外参与无氧呼吸使代谢物X积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生下图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。回答下列问题：
（1）丙酮酸被PDH催化生成二氧化碳和NADH发生的具体场所是　　　　　　　　。
（2）呼吸链受损会导致有氧呼吸异常，则通过②产生的代谢物X是　　　　　　　　（物质名称）。
（3）经过④形成的丙酮酸参与代谢可转化为其他物质，请列举出丙酮酸可以转化出的两种物质　　　　　　　　。
（4）注射适量的酶A和酶B溶液可降低线粒体呼吸链受损导致的危害，其中酶A降低的危害可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
酶B降低的危害可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
14.不同温度条件下，植物对光的需求存在差异，如图1是温度和其他条件适宜时光照强度与番茄净光合速率的关系，图中A点为光补偿点，B点为光饱和点；图2是番茄光补偿点和光饱和点的高低与温度变化的关系。回答下列问题：
（1）由图1可知，光补偿点的含义为当　　　　　时的光照强度。
（2）由图2可以看出，在5～10 ℃时，光补偿点较低，该状态下，温度对光合速率及呼吸速率的影响效果分别为　　　　；超过35 ℃，光饱和点不升反降，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出两点）。
（3）光补偿点和光饱和点的高低不仅受温度影响，还受CO2浓度的影响。若降低CO2浓度，图1中A点和B点将分别向　　　　和向　　　　移动。在采用人工光源提高番茄产量时，对光照强度的控制应考虑到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等多个方面（写出两点）。
（4）若要得到番茄的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定番茄呼吸速率的实验思路为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
15.玉米是我国主要粮食作物之一，合理增大种植密度可以提高玉米的产量。请回答玉米增产的有关问题。
（1）种植过密会使玉米产量下降。从植物细胞代谢角度分析，过度密植　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出两点原因），导致植株群体光合速率下降，而　　　　　　　　增加，使得产量下降。
（2）适当多施氮肥，可以提高玉米植株光合作用的能力，其原因是叶肉细胞中与光合作用有直接关系的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　物质增加所导致的（写出三种）。
（3）研究发现叶片喷施褪黑素能促进干旱处理后复水条件下玉米净光合速率的恢复。请设计实验进行验证。（写出实验思路和结果）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
1. D　酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，蛋白质分子水解的最终产物是氨基酸，RNA分子水解的最终产物是核糖、磷酸和含氮碱基，A错误；细胞中的生命活动是由ATP、GTP、CTP等能源物质直接供能的，B错误；DNA连接酶和DNA聚合酶都能催化磷酸二酯键的形成，但催化的底物和反应不同，说明这两种酶有专一性，C错误；细胞中ATP的合成需要能量，一般与放能反应相联系，D正确。
2. D　含铁的血红蛋白属于乙酶，A错误；铁离子会影响酶蛋白的空间结构，B错误；甲酶和乙酶都是蛋白质，都能和双缩脲试剂反应呈紫色，不能鉴别甲酶和乙酶，C错误；甲、乙酶催化作用的部位可能不同，D正确。
3. B　分析题意可知，实验一和实验二都是测定一定条件下的酶促反应速率，为保证酶促反应正常进行，两组实验中的物质M都应保持过量的状态，A正确；分析题意可知，Pb2＋能与酶N牢固结合而使酶失活，无法推知Pb2＋与酶N的结合位点是否与物质M和酶N的结合位点相同，也可能是通过与其他位点结合导致酶N空间结构变化而失活，B错误；分析题意可知，实验一是在最适温度下进行的，若略微升高实验一的反应温度，酶活性降低，则酶促反应速率会接近实验二反应速率，C正确；分析题意可知，实验一和实验二的自变量都是酶N的浓度（实验二各组都有等量微量Pb2＋，也属于无关变量），因变量是酶促反应的速率，D正确。
4.B　若以葡萄糖为呼吸底物，只进行有氧呼吸，则吸收的氧气等于释放的二氧化碳，A不符合题意；若以葡萄糖和脂肪为呼吸底物﹐只进行有氧呼吸，则吸收的氧气多于释放的二氧化碳，B符合题意；若以葡萄糖为呼吸底物进行有氧呼吸伴随无氧呼吸（产生乳酸），则吸收的氧气等于释放的二氧化碳，C不符合题意；若无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，则吸收的氧气少于释放的二氧化碳，再结合B项分析可知，以葡萄糖和脂肪为呼吸底物，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸（产生酒精和二氧化碳），吸收的氧气与释放的二氧化碳的体积可能相等，D不符合题意。
5. D　葡萄糖氧化分解过程有能量释放，且释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，A正确；NADH可在线粒体内膜上与氧气结合形成水，B正确；丙酮酸可以进入线粒体基质进一步氧化分解，C正确；线粒体基质中的NADH来自葡萄糖和水，D错误。
6. B　细胞质基质、叶绿体的类囊体薄膜等也可以合成ATP，因此细胞内合成ATP的过程不一定都需要CytC，A正确；CytC参与NADH与O2结合生成水的过程，B错误；肌细胞无氧呼吸生成乳酸，不产生CO2，故O2吸收量和CO2释放量相等，C正确；补充外源性CytC可提高氧的利用率，故在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助治疗，D正确。
7. D　“稀苗结大穗，密植多打粮”强调合理密植，确保通风透光提高光能利用率，从而增加产量，A正确；矿质元素大多数是以离子形式被植物吸收的，所以施肥的同时往往适当浇水是因为矿质元素溶解在水中容易被植物吸收，B正确；由于豆科植物与根瘤菌互利共生，豆科植物为根瘤菌提供有机物，而根瘤菌具有固氮的作用，从而达到肥田的效果，C正确；翻田、晒田能为根系提供更多O2，促进根细胞有氧呼吸，释放更多的能量，有利于根吸收更多的无机盐，D错误。
8. C　据图可知，在强光下，PS Ⅱ与LHC Ⅱ分离，减弱PS Ⅱ光复合体对光能的捕获；在弱光下，PS Ⅱ与LHC Ⅱ结合，增强PS Ⅱ光复合体对光能的捕获。LHC Ⅱ和PS Ⅱ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，故叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，会导致类囊体上PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合增多，从而使PS Ⅱ光复合体对光能的捕获增强，A正确；镁是合成叶绿素的原料，叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2＋含量减少，PS Ⅱ光复合体含有的光合色素含量降低，导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱，B正确；弱光下PS Ⅱ光复合体与LHC Ⅱ结合，有利于对光能的捕获，C错误；类囊体膜上的PS Ⅱ光复合体含有光合色素，在光反应中，其能吸收光能并分解水产生H＋、电子和O2，D正确。
9. D　酵母菌是兼性厌氧型生物，脱气后进行无氧呼吸，与有氧呼吸相比，初期产生CO2速率减小，因此甲组是脱气后培养组，乙组是不脱气培养组，A正确；甲组是脱气组，脱气的过程是先把装置中的酵母菌培养液煮沸，赶走空气，然后冷却加酵母菌，B正确；酵母菌是兼性厌氧型生物，脱气后进行无氧呼吸，与有氧呼吸相比，无氧呼吸释放的能量少，故相同时间内乙组释放的能量大于甲组，C正确；肌肉细胞剧烈运动进行无氧呼吸，产生乳酸，甲组无氧呼吸产生酒精和CO2，产物不同，D错误。
10. D　环境中CO2浓度为a点时，CO2为0，但光照强度不为0，光合作用光反应仍能进行，光反应可以产生ATP，所以叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，A错误；环境中的CO2浓度为n点时，植物对于外界环境CO2的吸收量为0，说明此时植物的呼吸作用等于光合作用，但所有植物细胞都进行呼吸作用产生CO2，而只有植物的叶肉细胞能够固定CO2进行光合作用，因此，对于叶肉细胞，此时光合速率大于呼吸速率，B错误；由图可知，bc段此时随CO2浓度增加，但植物CO2吸收量并没有增加，即光合速率没有提高，故限制bc段光合作用的主要环境因素是光照强度，没有CO2浓度，C错误；据图分析可知，在相同的CO2浓度下，d点的光照强度大于c点，此时d点的光合速率大于c点，而两者呼吸速率相同，所以d点有机物的积累量大于c点，D正确。
11. D　过程①有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，A错误；过程①有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，B错误；过程②光合作用产生O2中的氧只来自H2O，C错误；过程②光合作用中储存的能量来自ATP和[H]中的化学能，D正确。
12. C　在叶肉细胞中，光合色素分布在基粒的类囊体膜上，A正确；突变体植株叶绿素、类胡萝卜素含量都降低，吸收光能减少，进行光合作用释放O2的速率下降，B正确；色素对绿光吸收最少，突变体植株叶片吸收的红光和蓝紫光下降最为明显，C错误；突变体植株光反应减弱，光反应给暗反应提供的ATP和NADPH减少，暗反应减弱，在叶绿体基质中固定的CO2减少，D正确。
13.解析：（1）丙酮酸进入线粒体被PDH催化生成二氧化碳和NADH，是有氧呼吸的第二阶段，发生场所为线粒体基质。（2）线粒体呼吸链受损，丙酮酸只在线粒体外参与无氧呼吸使代谢物X积累，动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸，故物质X为乳酸。（3）乳酸通过④形成丙酮酸，丙酮酸可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的一些产物为丙酮酸，这些产物可以进一步形成葡萄糖。故丙酮酸可以转化为甘油、氨基酸、葡萄糖等。（4）注射适量的酶A和酶B溶液可降低线粒体呼吸链受损导致的危害，由图可知，酶A可以催化乳酸和O2反应形成丙酮酸，故酶A可减少乳酸积累，维持pH相对稳定；酶B可以催化丙酮酸和H2O2反应形成水和O2，故酶B催化H2O2的分解，避免H2O2对细胞的毒害。
答案：（1）线粒体基质　（2）乳酸　（3）甘油、氨基酸、葡萄糖等（非糖物质和糖类）　（4）减少乳酸积累，维持pH相对稳定　催化H2O2的分解，避免H2O2对细胞的毒害
14.解析：（1）由图1可知，光补偿点的含义为当净光合速率为0时的光照强度，由于净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率，故光补偿点的含义也可以表述为当光合速率等于呼吸速率时的光照强度。（2）在5～10 ℃时，光补偿点不变，但是光饱和点增大，意味着光合速率增强，即温度对光合速率的效果是促进，而光补偿点光合速率等于呼吸速率，光合速率增大意味着呼吸速率增大，即温度对呼吸速率的效果也为促进。光饱和点是指光合速率达到最大时所需要的最低光照强度，温度会影响酶的活性和光合色素的分解从而影响光合速率，故超过35 ℃，光饱和点不升反降，可能的原因是温度升高，影响与光合作用有关酶的活性（酶活性降低）；光合色素分解增多，含量减少，能够利用的光能减少。（3）CO2减少，第二阶段生成的三碳化合物减少，导致第一阶段反应减弱，生成的氧气不再满足细胞呼吸。此时需要提高光强来促进第一阶段反应，光补偿点右移；随着光强从光补偿点逐渐增强，第一阶段反应增强，促进第二阶段反应，当第二阶段反应到达某个值时，受CO2浓度限制，即使再增大光强也无法使第二阶段反应增强。由于CO2的浓度降低，这个值也会减少，因此第一阶段相比之前减弱，光饱和点左移；结合图2和相应题干可知，在采用人工光源提高番茄产量时，对光照强度的控制应考虑到番茄所处环境的温度以及CO2浓度等多个方面，这些均会影响所用光照强度对番茄植株光合速率的效果。（4）真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，故则还需各组的呼吸速率，测定呼吸速率意味着不能让植物进行光合作用，需要遮光（暗）处理，故测定呼吸速率的基本实验思路是其他条件保持相同且一致，将同种植物放置于黑暗条件下，测定其呼吸速率（单位时间内氧气的消耗量或CO2的释放量）。
答案：（1）净光合速率为0（或光合速率等于呼吸速率）　（2）促进、促进　温度升高，影响与光合作用有关酶的活性（酶活性降低）；光合色素分解增多，含量减少　（3）右　左　番茄所处环境的温度以及CO2浓度　（4）其他条件保持相同且一致，将番茄放置于黑暗条件下，测定其呼吸速率（单位时间内氧气的消耗量或CO2的释放量）
15.解析：（1）过度密植会造成株间通风不畅，CO2供应不足；也会造成植物间相互遮光，导致植株光合速率下降，而呼吸速率增加使得产量下降。（2）与光合作用有关的含氮物质有ATP、酶、NADPH、光合色素等。（3）见答案。
答案：（1）造成植株中下部叶片受光相对不足；空气流动不畅，CO2供应不足　呼吸速率　（2）光合色素、酶、ATP（　ADP　）、NADPH（NADP＋）　（3）实验思路：将玉米植株平均分为三组：第一组正常培养，第二组干旱处理后正常给水，第三组干旱处理后正常给水的同时对叶面喷施褪黑素，培养一段时间后，分别测其净光合速率；　结果：净光合速率第一组等于第三组，且都大于第二组（或第三组的净光合速率最先恢复接近第一组）