2024届高三生物二轮复习专题强化训练：细胞代谢的保障（含解析）

细胞代谢的保障练习
一、选择题
1．物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)
A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能
D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
2．某兴趣小组将五组相同的白萝卜块、植物甲幼根块分别放入A～E五种不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后取出称重，重量变化如下表所示。以下相关叙述错误的是(　　)
组别 30分钟后重量变化/g
A B C D E
白萝卜块 0 －4 ＋3 －2 ＋1
植物甲幼根块 －3 －5.5 ＋1 －4 －1
A.五种蔗糖溶液浓度由高到低依次是B、D、A、E、C
B.植物甲在与白萝卜块细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长
C.该实验的自变量是蔗糖浓度、植物细胞种类、重量变化
D.通过实验的结果可推测这两种植物细胞的细胞液浓度范围
3．在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮，观察其质壁分离过程，再用清水处理后观察其质壁分离复原过程，实验结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.T1组经蔗糖溶液处理后，有48%的细胞原生质层与细胞壁分离
B.各组蔗糖溶液中，水分子均能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后，两组细胞的原生质层两侧溶液浓度相同
D.T3和T4组若持续用清水处理，则两组质壁分离的细胞比例一定不变
4．某实验小组将长势相同的洋葱根尖平均分为两组，甲组置于有氧条件下，乙组置于无氧条件下，其他条件相同且适宜，将两组根尖细胞置于含相同浓度的物质A的溶液中培养一段时间后，分别测定根尖细胞对物质A的吸收速率。下列叙述正确的是(　　)
A.若两组测得的吸收速率无差异，则可判断物质A的跨膜运输方式为自由扩散
B.仅根据乙组的实验结果就可以判断物质A的跨膜运输方式是否为协助扩散
C.若测得甲组的吸收速率大于乙组的，则说明物质A的跨膜运输方式为主动运输
D.本实验的结果可说明根尖细胞对物质A的吸收和对水分子的吸收相互独立
5．溶酶体膜上的H＋载体蛋白和Cl－/H＋转运蛋白都能运输H＋，溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体。Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是(　　)
A.H＋进入溶酶体的方式属于主动运输
B.H＋载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D.溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
6．研究者发现一种细菌的细胞膜上有ATP合成酶及光驱动的H＋泵。利用该细菌进行实验，处理及结果如下图所示。对实验结果的分析，不正确的是(　　)
A.黑暗时细菌生命活动消耗胞内的ATP
B.该细菌的线粒体内可进行有氧呼吸合成ATP
C.光照时该细菌能将胞内的H＋运出细胞
D.该细菌可利用胞外积累的H＋合成ATP
7．下图是人的胃壁细胞“分泌”胃酸(HCl)的机制图，下列说法错误的是(　　)
A.Cl－逆浓度梯度从组织液进入胃壁细胞
B.Cl－—HCO反向转运体转运离子时不消耗ATP
C.Cl－和K＋通过载体蛋白进入胃腔，属于主动运输
D.抑制H＋—K＋泵活性的药物可用于治疗胃酸过多
8．酶的活性中心主要由两个功能部位组成：一个是结合部位，酶的底物在此与酶结合；另一个是催化部位，底物的化学结构在此处发生改变。下列有关叙述错误的是(　　)
A.酶的合成场所不一定是核糖体
B.一般在低温、最适pH条件下保存酶
C.某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而可以和底物竞争酶的催化部位
D.除功能部位外，酶的其他部分发生氨基酸序列变化，也可能导致酶活性下降
9．某兴趣小组为了探究不同温度对淀粉酶A和淀粉酶B活性的影响，在10～100 ℃ 间，等温度梯度设置了10组实验，实验结果如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.pH、酶的种类、反应时间均属于该实验的无关变量
B.60 ℃时，淀粉酶A和淀粉酶B的空间结构都发生了不可逆的破坏
C.90 ℃时，相同时间内淀粉酶A组和淀粉酶B组淀粉的剩余量不同
D.实验结果表明：淀粉酶A和淀粉酶B的最适温度分别是50 ℃和70 ℃
10．(多选)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后的>①处理后的
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为③>①>②
11．(多选)为探究两种物质对人的胰淀粉酶活性的影响，研究人员进行了如下实验。下列有关该实验的分析，正确的是(　　)
组别 人的胰 淀粉酶 2.5%茶花粉 提取液 5% 芦笋丁 酶活性 相对值
甲 1 mL － － 100%
乙 1 mL ＋ － 64%
丙 1 mL ＋ ＋ 51%
注：“＋”表示加入该物质，“－”表示未加入该物质。
A.实验中酶活性的测定需要在温度、pH等适宜条件下进行
B.推测服用茶花粉和芦笋丁具有一定的辅助降低血糖的作用
C.若将人的胰淀粉酶换成人的唾液淀粉酶做实验，实验结果可能有差异
D.茶花粉和芦笋丁对人的胰淀粉酶活性的影响，与激素间的相抗衡效果类似
12．(多选)胃酸的分泌需要依赖胃壁细胞的H＋—K＋—ATP酶(是一种质子泵)，质子泵利用ATP水解释放的能量将K＋运入细胞，同时将H＋运到膜外胃腔，其作用机理如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.胞外某些信号分子与受体结合后可通过cAMP和Ca2＋促进胃酸的分泌
B.胃壁细胞通过主动运输的方式分泌H＋，质子泵在运输离子时都会发生自身构象的改变
C.可通过药物奥美拉唑治疗胃溃疡，其作用机理是通过抑制H＋—K＋—ATP酶的活性，减少胃壁细胞分泌胃酸
D.胃蛋白酶从合成、加工、运输、分泌到细胞外的过程中，参与的无膜结构有核糖体和内质网
13．(多选)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.储存在囊泡中的ATP通过胞吐的方式转运至胞外
B.ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2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
二、非选择题
14．涤纶是一种常用作包装材料的高分子化合物。提高涤纶的生物降解效率，回收水解产物对苯二甲酸(PTA)，能有效减少涤纶对环境的污染。科研工作者以能降解涤纶的ICCG(一种角质酶)为研究对象开展相关实验。在一定数量的三角瓶中加入适量的涤纶和磷酸缓冲液、一定浓度的ICCG溶液，设置6个温度组别，在适宜条件下反应8 h，根据PTA的浓度来判断ICCG的活性，结果如下图所示。回答下列问题。
(1)ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，这体现了酶具有________性。
(2)为探究ICCG催化涤纶水解的适宜温度，科研工作者先在40～90 ℃进行________，再选取60～80 ℃进行实验。在反应体系中加入磷酸缓冲液的目的是______________________________________
______。
(3)附着在涤纶表面的重金属污染物可降低ICCG活性，原因是____________________________________。
(4)为进一步研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响，请完善以下实验步骤。
实验试剂：一定浓度的ICCG溶液、三种不同浓度的铜离子溶液、涤纶、磷酸缓冲液等。
实验步骤：
步骤一：向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加____________________________________________________________________________________________，
随后在________℃下处理30 min，获得孵育液。
步骤二：在各组三角瓶中加入适量的涤纶、磷酸缓冲液，再分别加入等量的上述三组孵育液，在适宜条件下反应8 h，检测并比较______________。
答案：
1． B。乙醇属于有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误；血浆中的K＋进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程也消耗能量，C错误；葡萄糖可通过协助扩散的方式进入细胞，如葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。
2． C
3． B。由题图可知，T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞发生质壁分离，即有52%的细胞原生质层与细胞壁分离，A错误；各组蔗糖溶液中，水分子均能从蔗糖溶液进入细胞液，B正确；T1和T2组经清水处理后，由于细胞壁的限制，细胞不会持续吸水，可能最终蔗糖溶液浓度仍低于细胞液浓度，C错误；T3和T4组若持续用清水处理，则两组质壁分离复原的细胞逐渐增多，质壁分离的细胞比例可能下降，D错误。
4．C。有氧条件下和无氧条件下呼吸作用产生的ATP量不同，若两组测得的吸收速率无差异说明根尖细胞吸收物质A不消耗能量，属于被动运输，可能是自由扩散，也可能是协助扩散，A错误；乙组置于无氧条件下，但无氧条件下也可能通过无氧呼吸提供能量，所以仅根据乙组实验结果不能判断物质A的跨膜运输方式是否为协助扩散，B错误；甲组细胞呼吸产生的ATP多于乙组的，若测得甲组的吸收速率大于乙组的，则说明物质A的跨膜运输需要消耗能量，为主动运输，C正确；本实验的结果只能说明根尖细胞吸收物质A的运输方式是主动运输还是被动运输，无法说明根尖细胞对物质A和对水分子的吸收的关系，D错误。
5． D。Cl－/H＋转运蛋白在H＋浓度梯度驱动下，运出H＋的同时把Cl－逆浓度梯度运入溶酶体，说明溶酶体内H＋浓度较高，因此H＋进入溶酶体为逆浓度梯度运输，属于主动运输，A正确；溶酶体内H＋浓度由H＋载体蛋白维持，若H＋载体蛋白失活，溶酶体内pH改变导致溶酶体内的酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确；Cl－/H＋转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl－转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确；细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。
6． B。由题图可知，黑暗时胞内的ATP含量下降，推测减少的ATP被细菌的生命活动消耗了，A正确；细菌为原核生物，无线粒体，B错误；由题干可知，该细菌的细胞膜上有光驱动的H＋泵，再结合题图中胞外的pH变化情况，推测光照时该细菌能将胞内的H＋运出细胞，C正确；该细菌的细胞膜上存在ATP合成酶和光驱动的H＋泵，再结合题图中胞内的ATP和胞外的pH变化情况，推测该细菌可利用胞外积累的H＋合成ATP，D正确。
7． C。Cl－—HCO反向转运体能将Cl－逆浓度梯度运入胃壁细胞，A正确；Cl－—HCO反向转运体转运离子不直接消耗细胞代谢产生的ATP，其消耗的是HCO顺浓度梯度跨膜运输产生的电化学势能，B正确；结合题图可知，Cl－和K＋可通过特异性的离子通道进入胃腔，属于协助扩散，C错误；H＋可通过H＋—K＋泵进入胃腔使其pH下降，抑制H＋—K＋泵活性的药物可用于治疗胃酸过多，D正确。
8． C。绝大多数酶为蛋白质，少数酶为RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，但RNA的合成场所主要是细胞核，A正确；低温条件下，酶的活性被抑制，但并未失活，最适pH条件下酶活性最高，pH过低和过高均会使酶失活，故一般在低温、最适pH条件下保存酶，B正确；某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而可以和底物竞争酶的结合部位，影响酶的底物在此与酶结合，C错误；除功能部位外，酶的其他部分发生氨基酸序列变化，也可能导致酶的空间结构改变，进而导致酶活性下降，D正确。
9． C。分析题意可知，该实验的自变量是酶的种类和温度，pH和反应时间属于该实验的无关变量，A错误；60 ℃低于淀粉酶B的最适温度，淀粉酶B的空间结构未被破坏，但高于淀粉酶A的最适温度，淀粉酶A的空间结构受到了一定程度的破坏，B错误；据题图可知，90 ℃的实验条件下，淀粉酶A完全失活，淀粉剩余量为100%，淀粉酶B有活性，淀粉剩余量小于100%，C正确；由于各组的温度梯度较大，故淀粉酶A和淀粉酶B的最适温度分别是50 ℃左右和70 ℃左右，并非50 ℃和70 ℃，为进一步确定最适温度，应缩小温度梯度进行进一步实验，D错误。
10． AD。滴加③后，气孔明显增大，保卫细胞吸水，细胞液浓度相较于初始状态时的浓度降低；滴加①后，气孔略有增大，则保卫细胞吸水，但吸水量不多，细胞液浓度相较于初始状态时的浓度降低，但比滴加③后降低的幅度小，故③处理后细胞液浓度<①处理后细胞液浓度，A错误。分析三种蔗糖溶液处理，只有②处理保卫细胞后，气孔变小，表明保卫细胞渗透失水，细胞可能出现质壁分离现象，B正确。滴加③后，气孔最大，表明细胞吸水较多，即有较多水分子进入保卫细胞，C正确。综合上述分析可知，实验所用蔗糖溶液浓度大小关系为 ②>①>③，D错误。
11． ABC。本实验的自变量为加入物质的种类，其他无关变量如温度、pH等均保持相同且适宜，A正确；人的胰淀粉酶可以促进淀粉水解，进一步提高血糖的含量，而题表中丙组中加入的是2.5%茶花粉提取液和5%芦笋丁，与对照组相比，酶活性相对值有所下降，则服用茶花粉和芦笋丁会使胰淀粉酶的活性降低，故推测服用茶花粉和芦笋丁具有一定的辅助降低血糖的作用，B正确；人的胰淀粉酶和人的唾液淀粉酶的最适温度和最适pH等不同，若将人的胰淀粉酶换成人的唾液淀粉酶做实验，实验结果可能有差异，C正确；分析题表可知，乙组与甲组相比，酶活性相对值有所下降，丙组与乙组相比，酶活性相对值有所下降，故茶花粉提取液与芦笋丁对人的胰淀粉酶活性的影响与激素间的协同效果类似，均为降低酶的活性，D错误。
12． ABC。据题图分析可知，胞外某些信号分子与受体结合后可通过cAMP和Ca2＋促进H＋—K＋—ATP酶的作用，从而促进胃酸的分泌，A正确；由题图可知，H＋运到膜外胃腔需要质子泵的协助，并且消耗ATP水解释放的能量，因此属于主动运输，质子泵每次转运时都会发生自身构象的改变，B正确；药物奥美拉唑可治疗胃溃疡(胃酸分泌过多)，其作用机理是抑制H＋—K＋—ATP酶的活性，从而减少H＋进入胃腔，C正确；胃蛋白酶在核糖体上合成，合成后转移到内质网腔进行加工、折叠，内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡，囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外，参与此过程的无膜结构是核糖体，D错误。
13． AC。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，A正确；ATP的结构简式为A—P～P～P，A为腺苷，所以ATP需要被膜外或膜内的水解酶分解，脱去3个磷酸才能产生腺苷，B错误；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；腺苷是一种重要的促眠物质，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，所以，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。
14．解析：(1)ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，这体现了酶具有专一性的特点。(2)在探究ICCG催化涤纶水解的适宜温度时，应先进行预实验。在进行正式实验时，在反应体系中加入磷酸缓冲液的目的是维持溶液的pH。(3)通过题干信息可知，ICCG的化学本质是蛋白质，重金属污染物可以使蛋白质的空间结构发生改变，从而使蛋白质变性失活。(4)研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响时，应向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加等量的一定浓度的ICCG溶液，随后在72 ℃条件下处理30 min，获得孵育液。可通过检测并比较PTA浓度来确定不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响。
答案：(1)专一　(2)预实验　维持溶液的pH　(3)重金属污染物可以使ICCG的空间结构发生改变，从而使其变性失活　(4)等量的一定浓度的ICCG溶液　72　PTA浓度