生物高考二轮复习考前热身训练(2) 生命观念之“物质与能量观”（含解析）

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生物高考二轮复习考前热身训练
(二)　生命观念之“物质与能量观”
1．无论动物、植物细胞或细菌，细胞内、外都存在离子浓度差，如红细胞内K＋的含量比Na＋高20倍左右，轮藻细胞中的K＋含量比其生存的水环境中高63倍左右，而叉轴藻细胞中甚至高出1 000倍以上。已知Na＋ K＋泵工作时，每水解1个ATP分子，将向细胞膜外泵出3个Na＋，同时向膜内泵入2个K＋。下列有关分析正确的是(　 )
A．Na＋和K＋通过Na＋ K＋泵的跨膜运输属于协助扩散
B．减少神经细胞的氧气供应，对该细胞膜上的Na＋ K＋泵的工作不会产生任何影响
C．神经细胞受到刺激后，Na＋通过Na＋ K＋泵内流，形成动作电位
D．Na＋ K＋泵的工作结果使神经细胞内K＋浓度明显高于膜外，而Na＋浓度比膜外低
解析：选D　Na＋和K＋通过Na＋ K＋泵的跨膜运输需要消耗ATP，属于主动运输，A错误；减少神经细胞的氧气供应，则有氧呼吸产生的ATP减少，会对该细胞膜上的Na＋ K＋泵的工作产生影响，B错误；神经细胞受到刺激后，Na＋通过Na＋通道蛋白内流，形成动作电位，C错误；Na＋ K＋泵是逆浓度梯度运输Na＋和K＋的，所以它的工作结果使神经细胞内K＋浓度明显高于膜外，而Na＋浓度比膜外低，D正确。
2．线粒体外膜分布着由孔蛋白构成的通道，丙酮酸可以经此通道通过外膜进入膜间隙。丙酮酸通过与H＋协同运输(利用H＋电化学梯度)的方式通过内膜进入线粒体基质，如图所示。下列叙述正确的是(　 )
A．线粒体内膜上既有载体蛋白也有酶
B．丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散
C．丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质的方式属于协助扩散
D．加入蛋白质变性剂会提高线粒体膜对各种物质运输的速率
解析：选A　由题图可知，线粒体内膜上具有载体蛋白，同时线粒体内膜上具有与有氧呼吸有关的酶，A正确；由题意可知，丙酮酸进入线粒体膜间隙需借助通道蛋白孔蛋白，因此该方式不属于自由扩散，B错误；丙酮酸通过内膜时，要借助特异性转运蛋白，通过与H＋协同运输(利用H＋电化学梯度)的方式由膜间隙进入线粒体基质，需要消耗能量且为逆浓度梯度运输，因此为主动运输，C错误；蛋白质变性剂会使蛋白质变性，从而使线粒体膜上的载体蛋白和通道蛋白失活，所以会降低线粒体膜对各种物质运输的速率，D错误。
3．热量限制是指在提供充分的营养成分、保证不发生营养不良的情况下，限制每日摄取的总热量。研究表明，热量限制不但能延缓肿瘤生长，还能延缓细胞衰老、延长生物体的寿命。下列叙述正确的是(　 )
A．热量限制的前提是保证非必需氨基酸、维生素等的摄入以维持细胞的正常代谢活动
B．热量限制可以降低肿瘤细胞的能量供应和延长肿瘤细胞的细胞周期
C．热量限制可以促进癌细胞原癌基因向抑癌基因进行转化
D．实验动物寿命的延长意味着每个细胞的存活时间延长，细胞的分裂能力增强
解析：选B　必需氨基酸是必须从外界环境中获得的氨基酸，热量限制的前提是保证必需氨基酸、维生素等的摄入以维持细胞的正常代谢活动，A错误；热量限制可以减少细胞的能量来源，降低肿瘤细胞的能量供应和延长肿瘤细胞的细胞周期，延缓肿瘤生长，B正确；癌细胞的形成是原癌基因和抑制基因发生基因突变的结果，热量限制可减少癌细胞的能量来源，不能促进原癌基因向抑癌基因转化，C错误；实验动物寿命的延长可能是细胞的代谢活动减慢，导致细胞存活的时间延长，细胞的分裂能力因能量的供应有限而不能增强，D错误。
4．糖酵解是指葡萄糖被分解成为丙酮酸的过程，己糖激酶(HK2)是该过程的关键酶。长时间葡萄糖缺乏会诱导细胞凋亡，而癌细胞在葡萄糖缺乏时核基因SESN2的表达显著增加，其表达产物可结合HK2的mRNA，使之稳定性降低，从而使细胞在葡萄糖缺乏的条件下生存。下列相关叙述错误的是(　 )
A．葡萄糖缺乏时，基因SESN2的mRNA从细胞核大量转移到细胞质
B．快速增长的肿瘤内部，细胞的糖酵解过程将会受到促进
C．葡萄糖缺乏时抑制基因SESN2的表达，可有效抑制癌细胞的增殖
D．基因SESN2在翻译水平上抑制HK2的合成，进而抑制糖酵解过程
解析：选B　葡萄糖缺乏时，基因SESN2的表达显著增加，其mRNA从细胞核大量转移到细胞质进行翻译过程，A正确；快速增长的肿瘤内部，葡萄糖缺乏，细胞的糖酵解过程将会受到抑制，防止葡萄糖缺乏而诱导细胞凋亡，B错误；葡萄糖缺乏时抑制基因SESN2的表达，则HK2正常发挥作用，葡萄糖被分解成丙酮酸，会使癌细胞内长时间葡萄糖缺乏而诱导细胞凋亡，有效抑制癌细胞的增殖，C正确；基因SESN2的表达产物可结合HK2的mRNA，抑制其翻译过程，进而抑制糖酵解过程，D正确。
5．2型糖原贮积症是一种常染色体隐性遗传病，发病的原因是溶酶体缺乏α 葡萄糖苷酶，进而导致溶酶体不能把肝细胞或肌细胞中过剩的糖原进行水解，溶酶体出现超载现象。已知溶酶体可由高尔基体内具有溶酶体酶的囊泡演变而来。可利用重组人酸性α 葡萄糖苷酶来改善患者的症状。下列相关叙述正确的是(　 )
A．可通过产前诊断确定胎儿是否患有2型糖原贮积症
B．α 葡萄糖苷酶经核糖体合成后就具有生物学活性
C．血糖浓度降低时，肝糖原和肌糖原均可直接分解为葡萄糖
D．重组人酸性α 葡萄糖苷酶通过主动运输进入细胞并与溶酶体融合
解析：选A　2型糖原贮积症是一种常染色体隐性遗传病，可通过产前诊断确定胎儿是否患有2型糖原贮积症，A正确；α 葡萄糖苷酶需经内质网、高尔基体加工后才具有生物学活性，B错误；肌糖原不能直接分解为葡萄糖，C错误；重组人酸性α 葡萄糖苷酶属于大分子蛋白质，可通过胞吞进入细胞并与溶酶体融合，D错误。
6．“有氧运动”是一种运动时间不低于30分钟的低强度富“韵律性”运动，生理上是指人体吸入的氧气与需求相等的平衡状态。如图表示人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系，下列相关分析错误的是(　 )
A．进行有氧运动时，细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量少数储存在ATP中
B．在运动强度为b时，肌细胞CO2的产生量明显大于O2的消耗量
C．在运动强度为c时，血浆中积累的部分乳酸能被缓冲物质所中和
D．随着人体运动强度的增大，细胞的有氧呼吸和无氧呼吸都会增强
解析：选B　有氧运动时，细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，还有少部分储存在ATP中，为生命活动提供能量，A正确；有氧呼吸吸收O2的量与释放CO2的量相等，人体细胞无氧呼吸既不吸收O2，也不释放CO2，因此运动强度等于b时，肌细胞CO2的产生量等于O2的消耗量，B错误；正常机体中，通过内环境中的缓冲物质能维持内环境的pH相对稳定，当运动强度为c时，乳酸含量高于血液中乳酸正常值，血浆中积累的部分乳酸能被缓冲物质所中和以维持内环境的pH相对稳定，C正确；由题图可知，随着人体运动强度的增大，O2消耗速率增加，乳酸含量增加，则有氧呼吸和无氧呼吸都会增强，D正确。
7．线粒体功能失调时，其内部的细胞色素c被释放到细胞质基质中，不仅直接影响水和大量能量的产生，还会导致细胞凋亡。线粒体自噬性降解可消除功能失调的线粒体对细胞的不良影响，同时缓解因O2堆积后产生的氧自由基对细胞的损伤。下列说法错误的是(　 )
A．细胞色素c分布在线粒体内膜上
B．细胞色素c引发的细胞凋亡受到严格的基因调控
C．线粒体的自噬性降解与线粒体内部产生的水解酶有关
D．氧自由基可能通过诱发线粒体DNA突变对细胞造成损伤
解析：选C　由题干信息可知，线粒体功能失调时，细胞色素c被释放到细胞质基质中，会直接影响水和大量能量的产生，而水和大量能量的产生是在有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜，因此可推知细胞色素c分布在线粒体内膜上，A正确；细胞凋亡是一种程序性死亡，受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，B正确；在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬，因此线粒体的自噬性降解与溶酶体内部水解酶有关，溶酶体内的水解酶在细胞质中的核糖体上合成，C错误；自由基会攻击DNA，可能引起基因突变，也会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，因此氧自由基可能通过诱发线粒体DNA突变对细胞造成损伤，D正确。
8．当同时给予植物红光和远红光照射时，光合作用的效率大于分开给光的效率，这一现象称为双光增益效应，如图1所示；出现这一现象的原因是光合作用过程中存在两个串联的光系统，即光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，其作用机理如图2所示。以下相关说法正确的是(　 )
A．光系统Ⅰ位于叶绿体类囊体，光系统Ⅱ位于叶绿体基质
B．双光增益是通过提高单位时间内光合色素对光能的吸收量来实现的
C．光系统Ⅰ和光系统Ⅱ通过电子传递链串联起来，最终提高了光能的利用率
D．光系统Ⅰ和光系统Ⅱ产生的氧化剂都可以氧化水，从而生成氧气
解析：选C　绿色植物进行光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，故两个光系统都位于类囊体薄膜上，A错误；单位时间内光合色素对光能的吸收量取决于光照强度、光合色素的量等，由题意及题图可知，双光增益现象得益于PSⅠ和PSⅡ之间形成电子传递链，相互促进，最终提高了光能的利用率，B错误，C正确；由图可知，只有光系统Ⅱ可以氧化水，D错误。
9．正常情况下，线粒体内膜上[H]的氧化与ATP合成相偶联。研究发现，FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜，使得线粒体内膜上释放的能量不变，但合成的ATP减少；抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述错误的是(　 )
A．加入FCCP后，细胞呼吸产生的能量更多地以热能形式散失
B．加入抗霉素A，细胞只能进行无氧呼吸，产生酒精和CO2
C．加入FCCP后，细胞正常生命活动所需的葡萄糖量增加
D．FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，作用机理不相同
解析：选B　FCCP作为解偶联剂使线粒体内膜上释放的能量不变，但合成的ATP减少，则释放的能量主要以热能形式散失，A正确；加入抗霉素A，完全阻止线粒体耗氧，细胞只能进行无氧呼吸，但动物细胞无氧呼吸能产生乳酸，B错误；加入FCCP后，细胞呼吸合成的ATP减少，则细胞需要消耗更多的葡萄糖产生ATP，供生命活动所需，所以细胞正常生命活动所需的葡萄糖量增加，C正确；FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜，使线粒体内膜上释放的能量不变，但合成的ATP减少，说明线粒体仍可消耗氧，而抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，所以FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但作用机理不相同，D正确。
10．正常细胞主要依赖氧化磷酸化(有氧呼吸第三阶段)为细胞供能，而大多数癌细胞即使在氧气充足的情况下也更多地依赖糖酵解(细胞呼吸第一阶段)供能，即“瓦堡效应”，相关过程如图所示。研究表明，人腺病毒感染的细胞也有类似的特点。下列叙述不正确的是(　 )
A．等量的葡萄糖通过“瓦堡效应”产生的ATP量远小于正常细胞呼吸产生的量
B．被人腺病毒入侵的细胞可能需要更多的葡萄糖以获得维持正常代谢活动所需能量
C．被人腺病毒入侵的细胞代谢活动发生改变，通常不利于病毒的增殖
D．组成生物大分子的单体之间可以通过细胞代谢活动进行转化
解析：选C　细胞呼吸第一阶段只释放少量能量，所以等量的葡萄糖通过“瓦堡效应”产生的ATP量远小于正常细胞呼吸产生的量，A正确；被人腺病毒入侵的细胞更多地依赖糖酵解(细胞呼吸第一阶段)供能，因而可能需要更多的葡萄糖以获得维持正常代谢活动所需能量，B正确；被人腺病毒入侵的细胞代谢活动发生改变，但能依赖糖酵解(细胞呼吸第一阶段)供能，通常不影响病毒的增殖，C错误；题图中丙酮酸能转化为核苷酸和氨基酸等，说明组成生物大分子的单体之间可以通过细胞代谢活动进行转化，D正确。
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