2025届高考生物学二轮专项突破卷卷二 细胞的代谢（含答案）

全国100所名校高考专项强化卷·生物
卷二 细胞的代谢
(90分钟 100分)
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.研究人员发现了一种能有效降解塑料垃圾的细菌,并从该细菌中提取出多种能明显降解聚乙烯塑料的酶。下列叙述错误的是
A.该细菌中含量最多的有机化合物以碳链为基本骨架
B.多种酶都能降解聚乙烯,说明酶没有专一性
C.该细菌内多种酶的合成是由核糖体来完成的
D.该细菌的遗传物质呈环状,主要位于拟核中
2.线粒体的内外膜间隙中存在着腺苷酸激酶,它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上,进而形成ADP。下列有关分析错误的是
A.腺苷酸激酶不能直接为ADP的合成提供能量
B.腺苷酸激酶遇强酸后肽键断裂,变性失活
C.腺苷酸激酶与细胞内ATP和ADP的平衡维持有关
D.腺苷酸激酶发挥作用时伴随着特殊化学键“~”的断裂
3.某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验,实验结果如下表所示(表中“+”表示有,“-”表示无)。根据实验结果可以得出的结论是
实验组 ① ② ③ ④ ⑤
底物 + + + + +
RNA组分 + + - + -
蛋白质组分 + - + - +
低浓度Mg2+ + + + - -
高浓度Mg2+ - - - + +
产物 + - - + -
A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性
B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高
C.在高浓度Mg2+条件下,RNA组分具有催化活性
D.在高浓度Mg2+条件下,蛋白质组分具有催化活性
4.酶作为一种生物催化剂,已广泛地应用于轻工业的各个生产领域。近几十年来,酶在工业、农业、医药卫生、能源开发及环境工程等方面的应用越来越广泛。下列有关叙述错误的是
A.水果保鲜过程中,低温可抑制与细胞呼吸有关酶的活性
B.制取果汁时,可以利用纤维素酶和果胶酶提高果汁的澄清度
C.酶比无机催化剂降低活化能的效果明显,酶需在最适温度下保存
D.酶的应用过程中,pH过高、过低都会破坏酶的空间结构
5.能够抑制酶催化作用的物质称为抑制剂。竞争性抑制剂是与酶的正常底物相似的化学物质,可与底物分子竞争酶的活性部位;非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位结合,使酶分子的空间结构发生变化,导致酶的活性部位不能与底物结合。其中竞争性抑制剂的作用是可逆的,可通过增加底物的浓度来解除抑制。下列有关叙述错误的是
A.两种抑制剂与酶结合的部位不同与它们结构的差异有关
B.竞争性抑制剂与酶的活性部位结合后,酶可催化该抑制剂发生反应
C.抑制剂对酶的抑制作用可在一定程度上体现酶催化作用具有专一性
D.若酶的竞争性抑制剂是其所催化反应的产物,则属于反馈调节
6.某兴趣小组在A试管中加入3 mL 2%过氧化氢溶液和少许马铃薯匀浆,在B试管中加入3 mL 2%过氧化氢溶液和少许二氧化锰,研究酶的某种特性。下列有关叙述错误的是
A.与二氧化锰相比,过氧化氢酶具有高效性,不受反应条件限制
B.可将产生气泡的速率或点燃的卫生香燃烧的情况作为检测指标
C.该实验对两种条件下的实验结果进行对比,属于对比实验
D.如果用鸡肝脏的研磨液代替马铃薯匀浆,需要选用新鲜的鸡肝脏
7.ATP在细胞内的主要作用是提供能量,参与脂肪、蛋白质、糖和核酸等的代谢,其在维持生物体的正常机能上有无可替代的作用。下列相关叙述错误的是
A.ATP中的“A”与构成DNA、RNA中的碱基“A”不是同一物质
B.ATP由C、H、O、N、P组成,脱去两个磷酸基团后可形成某些酶的基本单位
C.细胞中ATP的合成速率远大于ATP的分解速率,以保证细胞有充足的能量
D.ATP中的能量可以来源于光能、化学能,也可以转化为光能和化学能
8.我国的酿酒历史悠久,《齐民要术》中“酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽”,记载的就是利用酒曲(内含大量酵母菌)进行酿酒的过程。某同学将酒曲接种在煮熟后冷却的大米中进行实验,不可能得到的结果是
A.利用酒曲酿酒过程中,在有氧条件下酵母菌能够繁殖
B.利用酒曲酿酒过程中,在有氧条件下会有热量释放
C.利用酒曲酿酒过程中,在无氧条件下能够产生乙醇
D.利用酒曲酿酒过程中,在无氧条件下不会产生CO2,也不会形成气泡
9.种子贮藏过程中,需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,则下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收的O2分子数与释放的CO2分子数相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则既无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则吸收的O2分子数比释放的CO2分子数多
10.在有氧呼吸第三阶段,还原型辅酶(NADH)脱去氢并释放高能电子给质子泵,质子泵利用这一能量将H+泵出线粒体基质,使线粒体内外膜间隙中的H+浓度提高,随后H+通过结构①返回线粒体基质并驱动ATP合成(见下图)。下列叙述错误的是
A.图中结构①是一种具有ATP合成酶活性的通道蛋白
B.图中线粒体内膜上消耗的NADH仅来自丙酮酸的分解
C.图中ATP合成的直接动力是线粒体内膜两侧的H+浓度差
D.图中质子泵将H+泵出线粒体基质的过程中,自身构象可发生改变
11.光合作用的发现是众多科学家不断努力的结果。1880年,科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细的光束照射水绵,发现好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中;1937年,科学家希尔给离体叶绿体悬浮液(不含CO2)照光后发现叶绿体有气泡放出。下列叙述错误的是
A.恩格尔曼实验中,好氧细菌可用来确定水绵释放O2的部位
B.恩格尔曼实验中,没有空气的黑暗环境有利于实验结果的可靠性
C.希尔实验过程中,叶绿体结构完整,可以检测到糖类的生成
D.与恩格尔曼的水绵实验相比,希尔的实验排除了细胞内其他结构的影响
12.碱化土壤中Na+浓度较高,会导致土壤pH升高,Mg2+、Ca2+等沉淀,还会导致土壤板结。植物细胞需要依靠一定浓度的K+来抵御土壤碱化带来的伤害。下列说法错误的是
A.土壤碱化后,植物根系更容易受到酒精的毒害
B.植物根细胞中细胞液浓度高于土壤溶液浓度时,有利于根系吸收水分
C.细胞中的无机盐多以化合物形式存在,离子沉淀有利于根细胞吸收
D.通常生活在碱化土壤中的植物根系细胞膜上K+载体数量会更多
13.光补偿点是指光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量相等时的光照强度。某科研小组利用含有一定浓度的二氧化碳缓冲液和连有氧气分析仪的透明密闭装置进行实验,比较生理状况相同的甲、乙植物的光补偿点大小。下列有关叙述错误的是
A.装有同种植物的装置应设置不同的光照强度、相同的光照时间
B.二氧化碳缓冲液为植物提供二氧化碳,同时维持二氧化碳含量的相对稳定
C.若将乙植物置于缺镁的培养液中,则其光补偿点将变小
D.若甲是阴生植物,乙是阳生植物,则甲的光补偿点一般小于乙的
14.某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象,下列解释合理的是
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率
15.为探究某油料作物种子萌发过程中干重及可溶性糖、脂肪的含量变化,某研究小组将该作物的种子置于温度、水分、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的干重以及脂肪、可溶性糖的含量,结果如图1、2所示。下列有关叙述错误的是
A.实验过程中,前6 d导致种子干重增加的元素主要是O
B.该种子萌发过程中细胞呼吸所消耗的O2量不可能多于其释放的CO2量
C.第10 d时,该油料作物的光合速率与呼吸速率大致相当
D.第10 d后,光照强度、水分和矿质营养会影响种子干重的变化
16.在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。该植物光合作用强度减弱的原因可能是
A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入该植物体内的CO2量减少
B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸作用释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力提高
17.细菌中的G蛋白具有特异结构,可以携带疏水药物。人体内的肿瘤微环境中的高浓度ATP可以激发G蛋白改变构象,蛋白构象的变化导致其内部由疏水微环境变成亲水性环境,进而主动释放携带的药物来杀伤肿瘤细胞,实现药物的精准可控释放。下列相关叙述正确的是
A.G蛋白的生成需要多种细胞器的共同参与
B.高浓度ATP激发G蛋白构象改变是不可逆的
C.高浓度ATP的形成场所是细胞质基质和细胞膜
D.高浓度ATP的形成与呼吸速率的加强有关
18.图1表示在最适温度和最适pH条件下,过氧化氢酶催化H2O2分解反应过程中,酶促反应速率与反应物浓度之间的关系。某研究性学习小组设计实验来测量过氧化氢酶催化H2O2分解放出的O2量,在最适条件下得到如图2所示的曲线①。下列有关说法正确的是
A.若过氧化氢酶的数量有限,则图1中BC段生成物的量不再增加
B.若在图1中C点增加酶的浓度,酶促反应速率不会发生变化
C.图2所示实验中,若仅提高环境温度,实验结果如曲线②所示
D.图2所示实验中,若仅提高H2O2溶液的pH,实验结果可能如曲线③所示
19.与传统的水稻、小麦等粮食作物相比,玉米具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性以及极好的环境适应性。玉米的营养价值较高,是优良的粮食作物。下图是玉米不同部位的部分细胞呼吸流程图,下列相关叙述正确的是
A.晴朗夏季的中午,玉米叶肉细胞产生的物质b只可参与光合作用
B.人体细胞中也可产生物质c,c进入血浆后,血浆pH也会基本稳定
C.被水淹的玉米根进行细胞呼吸时,葡萄糖中的能量只有2个去向
D.检测酒精时,试剂甲可以是溶有重铬酸钾的盐酸溶液
20.景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一种很特殊的CO2固定方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,其部分代谢途径如图所示。下列有关分析正确的是
A.如果白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率将随之提高
B.由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C.白天景天科植物叶肉细胞内有机酸和葡萄糖的含量可能呈正相关
D.景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解
题序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案
第Ⅱ卷 (非选择题 共60分)
二、非选择题(本大题共5小题,共60分。)
21.(12分)脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于水后形成铵根离子)。某研究人员利用一定浓度的尿溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验,得到下图所示的结果。请回答下列问题:
(1)1917年,美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结晶,并用多种方法证明了脲酶的化学本质是 。
(2)图中实验的自变量为 ;实验结果表明,随着铜离子浓度的升高,脲酶的活性 。图中显示,脲酶作用的最适温度范围是 ℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度,请写出实验设计的基本思路: 。
(3)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首,该微生物也可以产生脲酶,并将脲酶分泌到细胞外发挥作用,该微生物合成脲酶的过程中,参与的细胞器是 。 13C呼气试验检测系统是国际公认的幽门螺杆菌检查的“金标准”,被测者先口服用13C标记的尿素,然后向专用的呼气卡中吹气留取样本,即可准确检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明13C呼气试验检测的原理: 。
22.(11分)科研人员从小鼠细胞中分离出线粒体,并将其放入测定仪内的生理盐水中保持活性,然后按图示顺序向生理盐水中依次加入相应物质,其中X物质不包括还原性氢,从加入线粒体开始测定O2消耗速率,结果如图1所示。图2为ATP的结构示意图,①②表示相应的物质。请回答下列问题:
(1)图1中X物质可能表示 ,图1的4个区间(Ⅰ~Ⅳ)中,线粒体内有水生成的区间是 。线粒体内释放的能量的去向包括 。
(2)图2中,与②相比,①中特有的元素为 。根据ATP水解的产物推测,催化ATP水解的酶的最适宜pH应偏 (填“酸性”或“碱性”)。
(3)现代生物学技术为研究代谢过程提供了更直接的手段。把用 32P标记的磷酸加入细胞培养液中,短时间内快速分离出细胞内的ATP,结果发现ATP浓度变化不大,但部分ATP上的磷酸基团却已带上了放射性标记。该过程采用了 技术。这一事实证明 。
23.(12分)研究发现,肝癌肿瘤中心区域细胞中线粒体融合增强(会导致线粒体嵴密度增大、呼吸链复合体的活性增强、细胞耗氧速率增加等),细胞长度变长。为研究在营养缺乏时线粒体融合对肝癌细胞糖代谢的调控,研究者用肝癌细胞进行了实验,实验结果如下表(注:线粒体嵴密度=嵴数目/线粒体长度)。请回答下列有关问题:
指标组别 细胞耗 氧速率 线粒体ATP 产生量 胞外乳 酸水平 线粒体 嵴密度 呼吸链复合 体的活性 乳酸脱氢 酶的量
甲组:常规培养组 4.2 1.0 0.35 10.1 0.9 1.01
乙组:营养缺乏组 5.6 1.4 0.28 17.5 2.39 0.25
丙组:营养缺乏+ 抑制DRP1S637磷酸化 3.1 0.8 0.38 9.8 1.22 1.22
(1)线粒体是细胞进行 的主要场所,其增大膜面积的方式是 ,膜面积增大的意义是 。
(2)据表分析,DRP1S637磷酸化与线粒体融合的关系是 (填“促进”或“抑制”),得出该结论的依据是 。
(3)根据实验结果将下列选项排序,从而完善肝癌细胞在营养缺乏条件下的代谢调控途径,对应字母排列顺序是 。
营养缺乏 产能效率提高适应营养缺乏环境
a.线粒体融合增强 b.DRP1S637磷酸化增强 c.细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加 d.线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加
24.(12分)科学研究发现,在水分胁迫条件下,由于气孔导度的限制,胞间CO2浓度不能满足光合作用的需求而引起的光合作用强度降低,称为光合作用的气孔限制;另一方面,由叶绿体活性与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活性降低、核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)再生能力降低等引起的光合作用强度降低,称为光合作用的非气孔限制。请回答下列问题:
(1)正常生长的植物,遭受水分胁迫,在气孔导度限制的状况下,短时间内叶肉细胞中核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)含量会 (填“增加”或“减少”),原因是 。
(2)植物叶肉细胞光合作用需要的CO2除通过气孔来自外界之外,还有一部分来自 (填生理过程),水作为反应物参与该生理过程的第 阶段,该阶段除生成能量外,还伴随 的生成。
(3)一定条件下光合作用的主要限制因子可用气孔与非气孔限制值(Ls)进行判断。目前最常用的Ls计算方法是Ls=1-Ci/Ca,其中Ci为胞间CO2浓度,Ca为大气中CO2浓度。现有遭受同等程度水分胁迫的两种植物A和B,通过计算二者的Ls,发现A植物主要为非气孔限制,B植物主要为气孔限制,则A植物的Ls (填“大于”或“小于”)B植物的。相对于B植物而言,A植物的 ,导致其固定CO2的能力下降。
25.(13分)下图1是研究人员通过实验得出的温度对某大棚蔬菜光合作用的影响。为探究高温对大棚蔬菜光合速率的影响,研究人员将甲、乙两种大棚蔬菜从25 ℃环境中移入40 ℃环境中培养,测得的相关数据如图2所示。请回答下列问题:
(1)据图1分析,该大棚蔬菜生长的最适温度 (填“是”、“不是”或“不一定是”)其光合作用的最适温度,原因是 。
(2)若测得40 ℃培养条件下该大棚蔬菜叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35 ℃培养条件下的,据图1分析,其主要原因是 。
(3)据图2分析,在40 ℃环境中,大棚蔬菜甲的光合速率降低的原因主要是其 ;大棚蔬菜乙的光合速率下降的原因主要是 。
全国100所名校高考专项强化卷·生物
卷二参考答案
1.B 【解析】:该细菌中含量最多的有机化合物是蛋白质,蛋白质以碳链为基本骨架,A项正确;酶的专一性是指一种酶只能催化一种或者一类化学反应,多种酶都能降解聚乙烯,仍然说明酶具有专一性,B项错误;该细菌有核糖体,其内多种酶的合成由核糖体来完成,C项正确;该细菌是原核生物,其遗传物质呈环状,主要位于拟核中,D项正确。
2.B 【解析】:酶的作用机理是降低化学反应的活化能,腺苷酸激酶不能直接为ADP的合成提供能量,A项正确;腺苷酸激酶遇强酸后空间结构被破坏,变性失活,该过程中肽键没有断裂,B项错误;据题意可知,腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上,进而形成ADP,说明腺苷酸激酶与细胞内ATP和ADP的平衡维持有关,C项正确;腺苷酸激酶发挥作用时,ATP分子中远离“A”的特殊化学键“~”断裂,使末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上,进而形成ADP,D项正确。
3.C 【解析】:第①组中,酶P在低浓度Mg2+条件下有产物生成,说明酶P在该条件下具有催化活性,A项错误;第③组和第⑤组对照,无关变量是底物和蛋白质组分,自变量是Mg2+浓度,无论是高浓度Mg2+条件下还是低浓度Mg2+条件下,两组均没有产物生成,说明蛋白质组分无催化活性,B、D两项错误;第②组和第④组对照,无关变量是底物和RNA组分,自变量是Mg2+浓度,第④组在高浓度Mg2+条件下有产物生成,第②组在低浓度Mg2+条件下没有产物生成,说明在高浓度Mg2+条件下,RNA组分具有催化活性,C项正确。
4.C 【解析】:本题考查酶的应用、影响酶活性的因素等知识内容。水果保鲜过程中,低温可抑制与细胞呼吸有关酶的活性,A项正确;制取果汁时,细胞壁中的纤维素和果胶会降低果汁的澄清度,可以利用纤维素酶和果胶酶提高果汁的澄清度,B项正确;酶一般在低温下保存,低温可抑制其活性,C项错误;pH过高、过低都会破坏酶的空间结构,使酶失活,D项正确。
5.B 【解析】:本题考查影响酶催化作用的因素。两种抑制剂分别与酶的活性部位和非活性部位结合,这与它们结构的差异有关,其中竞争性抑制剂与底物的结构相似,A项正确;竞争性抑制剂与酶的活性部位结合后,酶不能催化该抑制剂发生反应,否则就不存在抑制作用,B项错误;抑制剂对酶的抑制作用与酶、抑制剂、底物的结构有关,可在一定程度上体现酶催化作用具有专一性,C项正确;若酶的竞争性抑制剂是其所催化反应的产物,即酶促反应的产物可抑制反应的进行,属于反馈调节,D项正确。
6.A 【解析】:本题考查酶高效性的探究实验。与二氧化锰相比,过氧化氢酶具有高效性,但受反应条件限制,A项错误;过氧化氢分解产生水和氧气,故可将产生气泡的速率或点燃的卫生香燃烧的情况作为检测指标,B项正确;该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性,属于对比实验,C项正确;鸡肝脏的研磨液和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶,新鲜的鸡肝脏中过氧化氢酶的活性较高,D项正确。
7.C 【解析】:本题考查ATP的结构及功能的知识内容。ATP中的“A”为腺苷,DNA和RNA中的“A”为腺嘌呤,A项正确;若去掉ATP的两个磷酸基团,则形成腺嘌呤核糖核苷酸,其是组成RNA的基本单位,即可形成化学本质为RNA的酶的基本单位,B项正确;细胞中的ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,C项错误;ATP中的能量可以来源于光合作用中的光能、呼吸作用中的化学能,也可以转化为光能和化学能,D项正确。
8.D 【解析】:本题考查细胞呼吸的知识内容。在有氧条件下,酵母菌能够进行有氧呼吸放出热量,并大量繁殖,A、B两项不符合题意;酵母菌在无氧时能分解有机物产生酒精和二氧化碳,会出现气泡,C项不符合题意,D项符合题意。
9.D 【解析】:呼吸底物是葡萄糖时,若细胞只进行有氧呼吸,则消耗的O2量等于生成的CO2量;若细胞只进行无氧呼吸,当呼吸产物是酒精时,生成的酒精量等于生成的CO2量。若CO2的生成量等于酒精的生成量,则说明不消耗O2,故细胞只进行无氧呼吸,A项正确。若细胞只进行有氧呼吸,则消耗的O2量等于生成的CO2量,B项正确。若细胞只进行无氧呼吸,说明不消耗O2,产生乳酸的无氧呼吸不会产生CO2,C项正确。细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时,若无氧呼吸产生酒精,则消耗的O2量小于生成的CO2量;若无氧呼吸产生乳酸,则消耗的O2量等于生成的CO2量,D项错误。
10.B 【解析】:结构①能够驱动ATP合成,因此是一种具有ATP合成酶活性的通道蛋白,A项正确;在线粒体内膜上消耗的NADH来自有氧呼吸的第一和第二阶段,故线粒体内膜上消耗的NADH可来自的物质有丙酮酸、水和葡萄糖,B项错误;根据题意可知,大部分H+通过特殊的结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP合成,说明ADP和Pi合成ATP的直接动力是膜内外的H+浓度差,C项正确;图中质子泵(化学本质是蛋白质)将H+泵出线粒体基质的过程中,自身空间结构可发生改变,D项正确。
11.C 【解析】:本题考查光合作用的发现过程的经典实验。恩格尔曼实验中,好氧细菌可用来确定水绵释放O2的部位,A项正确;恩格尔曼实验中,需要通过光束控制光照部位,并且需要排除空气中O2的影响,没有空气的黑暗环境有利于实验结果的可靠性,B项正确;希尔实验过程中,离体叶绿体悬浮液中不含CO2,暗反应无法正常进行,糖类无法生成,C项错误;希尔的实验将叶绿体离体,使其与细胞内其他结构分开,排除了其他结构在光合作用中可能造成的影响,D项正确。
12.C 【解析】:土壤碱化后,会造成土壤板结,根系的有氧呼吸受阻,无氧呼吸过程加剧,无氧呼吸的产物酒精会使根系被毒害,A项正确;植物根细胞中细胞液浓度高于土壤溶液浓度时,根细胞的渗透压大,有利于根系吸收水分,B项正确;细胞中的无机盐多以离子形式存在,C项错误;K+的跨膜运输需要载体协助,分析题意可知,碱化土壤中Na+浓度较高,且有Mg2+、Ca2+等沉淀,故推测生活在碱化土壤中的植物根系细胞膜上K+载体数量会更多,D项正确。
13.C 【解析】:本题考查细胞呼吸、光合作用的知识内容。测定植物的光补偿点,应在不同光照强度下测定该植物的净光合作用量,净光合作用量为0时所对应的光照强度为该植物的光补偿点,所以装有同种植物的装置应设置不同的光照强度、相同的光照时间,A项正确;二氧化碳缓冲液为植物提供二氧化碳,同时维持二氧化碳含量的相对稳定,B项正确;镁是叶绿素的组成元素之一,缺镁会导致叶绿素不能合成,光合速率下降,为使光合速率等于呼吸速率,需提高光照强度,故光补偿点变大,C项错误;若甲是阴生植物,乙是阳生植物,则甲的光补偿点一般小于乙的,D项正确。
14.D 【解析】:根据题意分析,小麦被置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下,初期容器内的CO2含量降低,说明植物光合速率大于呼吸速率,但由于CO2含量逐渐降低,植物光合速率也逐渐降低,直到光合速率与呼吸速率相等,容器中气体趋于稳定。综上所述,D项合理。
15.B 【解析】:本题考查种子萌发过程中物质的变化、细胞呼吸、光合作用等知识内容。实验过程中,前6 d脂肪转化为可溶性糖,与等质量的脂肪相比,可溶性糖含氧多、含氢少,导致种子干重增加的元素主要是O,A项正确;该种子萌发过程中葡萄糖和脂肪都可能作为呼吸底物,其中葡萄糖进行有氧呼吸时所消耗的O2量等于所释放的CO2量,脂肪进行有氧呼吸时所消耗的O2量多于所释放的CO2量,B项错误;第10 d时,萌发种子(含幼苗)的干重最小,该油料作物的光合速率与呼吸速率大致相当,C项正确;第10 d后,光照强度、水分和矿质营养会影响植物的光合作用,进而影响干重的变化,D项正确。
16.A 【解析】:夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入该植物体内的CO2量减少,暗反应减慢,光合作用强度明显减弱,A项正确;夏季中午气温过高,光合酶活性降低,呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶),光合作用强度减弱,但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度,即呼吸作用释放的CO2量小于光合作用固定的CO2量,B项错误;光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而非叶绿体内膜上,C项错误;夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入该植物体内的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产生反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,光合作用强度明显减弱,D项错误。
17.D 【解析】:G蛋白源自细菌,细菌属于原核生物,原核细胞中只有核糖体一种细胞器,A项错误;由题中信息无法判断高浓度ATP激发G蛋白构象改变是不可逆的,B项错误;高浓度ATP的形成发生于人体细胞中,场所是细胞质基质和线粒体,C项错误;正常情况下,生物体内ATP的含量是相对稳定的,人体内的ATP由呼吸作用产生,因此高浓度ATP的形成是由于呼吸速率的加强,释放大量能量产生大量的ATP,D项正确。
18.D 【解析】:本题考查外界条件对酶活性的影响。若过氧化氢酶的数量有限,则图1中BC段酶促反应速率达到最大,生成物的量会增加,A项错误;图1中C点限制酶促反应速率的因素为酶的数量,故增加酶的浓度,酶促反应速率会增大,B项错误;图2所示实验中,若仅提高环境温度,由于底物的量不变,O2释放总量与①相同,C项错误;图2所示实验中,若仅提高H2O2溶液的pH,酶的活性会下降,实验结果可能如曲线③所示,D项正确。
19.B 【解析】:物质b为水,水可参与光合作用,也可参与有氧呼吸第二阶段,A项错误;人体细胞进行无氧呼吸能产生乳酸,但血浆中存在缓冲物质,故血浆pH不会明显改变,而会基本稳定,B项正确;被水淹的玉米根进行无氧呼吸,葡萄糖中的能量大部分转移到酒精中,少部分释放出来变成热能和ATP中的化学能,故有3个去向,C项错误;检测酒精时,试剂甲可以是溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液,不能用盐酸溶液代替浓硫酸溶液,D项错误。
20.B 【解析】:如果白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率不会提高,因为此时叶肉细胞的气孔是关闭的,A项错误;由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区,原因是该植物叶肉细胞气孔白天关闭正好应对高温干旱的环境,避免水分大量蒸发,同时其固定CO2的机制也保证光合作用正常进行,B项正确;白天景天科植物叶肉细胞内的有机酸会通过脱羧作用形成CO2,参与光合作用,进而合成葡萄糖,因此白天有机酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关,C项错误;结合题图可知,景天科植物参与卡尔文循环的CO2除来源于苹果酸的分解外,还来自有氧呼吸,D项错误。
21.(1)蛋白质(1分)
(2)温度和铜离子浓度(2分) 降低(1分) 40~60(1分) 在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下,在温度为40~60 ℃范围内设置更小的温度梯度进行实验,测定尿素分解速率(3分)
(3)核糖体(1分) 幽门螺杆菌会产生脲酶,脲酶能将尿素分解成NH3和 13CO2,如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2,则说明被测者被幽门螺杆菌感染(3分)
22.(1)丙酮酸(1分) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(2分) 大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中(2分)
(2)N(1分) 酸性(1分)
(3)同位素标记(1分) 细胞内的ATP含量保持动态稳定,细胞内可同时发生ATP的水解、合成(3分)
【解析】:本题考查细胞呼吸的过程、ATP的合成等知识内容。
(1)X物质不包括还原性氢,图1中加入X物质,O2消耗速率增加较多,物质X可能表示丙酮酸,丙酮酸分解可产生较多还原性氢。图1的4个区间(Ⅰ~Ⅳ)中,均消耗O2、有水生成。线粒体内释放的能量大部分以热能形式散失,少部分储存在ATP中。
(2)图2中,①为腺嘌呤,属于含N碱基,②为核糖,不含有N。根据ATP水解的产物中包括磷酸推测,催化ATP水解的酶的最适宜pH应偏酸性。
(3)把用32P标记的磷酸加入细胞培养液中,短时间内快速分离出细胞内的ATP,结果发现ATP浓度变化不大,但部分ATP上的磷酸基团却已带上了放射性标记。该过程采用了同位素标记技术。这一事实证明细胞内的ATP含量保持动态稳定,细胞内可同时发生ATP的水解、合成。
23.(1)有氧呼吸(1分) 内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴(2分) 在相同的体积范围内,线粒体膜面积增大可增加酶的附着位点,从而提高有氧呼吸的速率(3分)
(2)促进(1分) 乙组与甲组相比,细胞耗氧速率、线粒体ATP产生量、线粒体嵴密度和呼吸链复合体的活性均增加,表明营养缺乏会导致线粒体融合;丙组与乙组相比,丙组抑制DRP1S637磷酸化后,上述指标都下降,表明抑制DRP1S637磷酸化会抑制线粒体融合,因此DRP1S637磷酸化能促进线粒体融合(3分)
(3)badc(2分)
24.(1)增加(1分) 胞间CO2浓度降低,RuBP消耗减慢,RuBP生成速度基本不变,因而RuBP含量增加(2分)
(2)呼吸作用(或有氧呼吸或细胞呼吸)(2分) 二(1分) NADH、CO2(2分)
(3)小于(1分) 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活性降低、核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)再生能力降低(3分)
25.(1)不一定是(1分) 实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,35 ℃条件下该大棚蔬菜的净光合速率最大,但没有测定该温度下该大棚蔬菜的呼吸速率,所以不能确定35 ℃是否是其光合作用的最适温度(3分)
(2)40 ℃培养条件下,放氧速率降低,净光合速率降低,叶肉细胞对CO2的吸收速率降低(3分)
(3)光能捕获率大幅度下降,导致光反应受到了限制(3分) 气孔导度下降,植物吸收的CO2量减少,导致暗反应受到了限制(3分)
【解析】:本题考查温度变化等对植物光合作用和细胞呼吸的影响。
(1)据图1分析,该大棚蔬菜生长的最适温度不一定是其光合作用的最适温度,原因是实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,35 ℃条件下该大棚蔬菜的净光合速率最大,但没有测定该温度下其呼吸速率,所以不能确定35 ℃是否是其光合作用的最适温度。
(2)若测得40 ℃培养条件下,该大棚蔬菜叶肉细胞间隙的CO2浓度高于35 ℃培养条件下的,据图1分析,其主要原因是40 ℃培养条件下,放氧速率降低,净光合速率降低,叶肉细胞对CO2的吸收速率降低。
(3)限制植物光合作用强度的主要外界因素有光照强度和CO2浓度等。据图2分析,在40 ℃环境中,大棚蔬菜甲的光合速率降低的原因主要是其光能捕获率大幅度下降,导致光反应受到了限制;大棚蔬菜乙的光合速率下降的原因主要是气孔导度下降,植物吸收的CO2量减少,导致暗反应受到了限制。