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第一周 细胞代谢集训
1.植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列说法错误的是（ ）
条件及产物 组别 果胶 多聚半乳糖醛酸酶 Ca2+ Mn2+ 55℃ 半乳糖醛酸
① + + - - - +
② + + + - - -
③ + + - + - +++
④ + + - - + ++
注：“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①～③组在常温下实验
A.分析①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子的影响
B.分析①④组可知，其自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量
C.55℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度
D.该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性
2.如图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制，磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。相关叙述错误的是（ ）
A.蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
B.蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂产生紫色反应
C.磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象
D.磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应
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（表中“+”表示有，“－”表示无）。
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 + － － + －
根据实验结果可以得出的结论是（ ）
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.ATP合酶可催化ATP的合成，被比喻为生命能量的“印钞机”，该酶也可以水解ATP，发挥离子泵功能，将H+运输到膜外。下列叙述错误的是（ ）
A.ATP合酶将H+运输到膜外的方式是主动运输
B.ATP合酶发挥作用时仅与吸能反应相联系
C.细胞中ATP的水解与合成处于动态平衡
D.原核生物和真核生物都以ATP为直接能源物质
5.所谓细胞的直接能源物质是指通过自身水解可以释放能量，并将能量直接供给细胞内各种代谢反应和生命活动的物质，如细胞内糖原与蔗糖的合成过程，能通过UTP的水解直接供能；在磷脂的合成过程中，ATP与CTP同时为反应提供能量。下列叙述错误的是（ ）
A.细胞中的直接能源物质除ATP外，还应该有UTP、CTP、GTP
B.细胞内糖原与蔗糖的合成过程需要相应酶和UTP共同提供能量
C.磷脂的合成过程中，CTP可通过水解远离C的磷酸键为反应供能
D.细胞呼吸产生的能量可转化成热能和ATP中的化学能，ATP又可为物质运输供能
6.三磷酸腺苷生物发光法是利用ATP与荧光素一荧光素酶复合物的发光反应（荧光素被氧化并发出荧光）来测定ATP含量的方法。由于每种微生物细胞中的ATP含量是相对恒定的，因此该法可用于食物中的细菌等微生物含量的检测。下列叙述错误的是（ ）
A.ATP和ADP相互转化的机制使细胞中的ATP含量相对恒定
B.荧光素发光将化学能转换成了光能，这是一种放能反应
C.为保证该法测定结果的准确性，检测过程在适宜温度下进行
D.若某食物受到细菌的污染，则该法测定的发光度会增强
7.颞下颌关节紊乱综合征是口腔颌面部常见的疾病之一，其发病可能与关节盘细胞的数量减少有关。关节盘细胞处于低氧低糖的内环境中，该细胞所处内环境的氧浓度可能是2%。研究人员研究了不同葡萄糖浓度和氧气含量对颞下颌关节盘细胞增殖和耗氧量的影响（结果如表所示），以期为进一步研究该疾病提供思路。据此推测，下列叙述错误的是（ ）
氧气含量 检测指标 葡萄糖含量
无糖组 低糖组 高糖组
21% 细胞数量相对值 2.71 2.59 2.67
耗氧量/（pmol·min-1） 140 97 65
2% 细胞数量相对值 0.32 2.11 2.09
耗氧量/（pmol·min-1） 21 34 35
A.在21%氧气含量条件下，葡萄糖浓度变化对细胞增殖的影响不明显
B.在2%氧气含量条件下，适当添加葡萄糖可提高细胞增殖速率
C.在21%氧气含量条件下，随葡萄糖浓度的升高，细胞的耗氧量显著增加
D.欲进一步研究细胞的呼吸方式，可增加对葡萄糖摄取量、ATP生成量等的检测
8.ADH（乙醇脱氢酶）和LDH（乳酸脱氢酶）是无氧呼吸的关键酶，其催化代谢途径如图甲所示。探究Ca2+对淹水胁迫的辣椒幼苗根部无氧呼吸的影响的实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是（ ）
A.酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应，说明LDH不具有专一性
B.辣椒幼苗根部每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇
C.Ca2+通过影响ADH、LDH的活性来减少乙醛和乳酸积累对细胞造成的伤害
D.ADH和LDH催化反应过程中释放的能量一部分用于ATP的形成
9.细胞中的有机物在线粒体内经过三羧酸循环（TCA循环）后被彻底氧化分解，生成ATP供生命活动利用，具体过程如图所示下列叙述正确的是（ ）
A.线粒体和叶绿体均通过内膜向内折叠以增大膜面积，利于酶的附着
B.氧气从细胞质基质运输到线粒体中被利用需跨过4层磷脂分子
C.TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸，终产物是CO2和NADH
D.ATP可直接为水通道蛋白运输水等多种生命活动供能
10.研究发现，适当的NAD+/NADH比值对细胞的基本生命活动至关重要。过度还原或氧化所导致的氧化还原稳态失调对身体是有害的。细胞内丙酮酸与乳酸之比通常被作为细胞中NAD+/NADH的代用指标。细胞膜上存在乳酸和丙酮酸的转运蛋白，使乳酸和丙酮酸能通过血液循环在全身范围内协调细胞的NAD+/NADH丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下，使NADH氧化生成NAD+并生成乳酸。下列说法错误的是（ ）
A.细胞有氧呼吸第一、二阶段产生NADH，第三阶段消耗NADH
B.线粒体功能紊乱可导致细胞NAD+/NADH偏低而造成氧化还原失衡
C.当机体对NAD+需求量超过ATP时，细胞可能加快有氧呼吸速率
D.氧气不是细胞进行有氧呼吸或无氧呼吸的唯一决定因素
11.无氧运动能增加肌肉力量，但无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸痛。如图是乳酸在人体内的代谢过程。下列叙述错误的是（ ）
A.肌肉细胞进行无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中转化为葡萄糖
B.肌肉细胞中的肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是因为机体缺乏相关的酶
C.肌肉细胞进行无氧呼吸过程中，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失
D.上述过程可以避免乳酸损失以及防止乳酸堆积引起酸中毒
12.某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓:度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率（Ⅰ）、O2消耗速率（Ⅱ）以及酒精产生速率（Ⅲ）随着时间变化的曲线，如图所示。t时刻，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率（Ⅳ）的曲线。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.t时刻，由于氧气浓度较高，无氧呼吸消失
B.如果改变温度条件，t会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等
C.若S2：S3=2：1， S4：S1=8：1，则O~t时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为2：1
D.若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则O~t时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
13.迁移率是纸层析法中区分混合色素中各种成分的重要指标，也可用于色素的鉴定，迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离。如表是叶绿体中色素纸层析结果（表中移动距离均为相对值）。下列相关叙述正确的是（ ）
溶剂移动距离 色素1移动距离 色素2移动距离 色素3移动距离 色素4移动距离
实验组1 7.8 ？ ？ 1.9 ？
实验组2 8.2 ？ ？ 1.5 ？
实验组3 8.0 ？ ？ 1.4 ？
平均移动距离 8.0 7.6 ？ ？ 0.8
迁移率 无 0.95 0.53 ？ 0.10
A.该实验需先用苯、丙酮、石油醚配制成的层析液提取叶绿体中的色素
B.色素3的迁移率为0.2，若植物体缺Mg2+，色素3含量会减少
C.色素1在层析液中的溶解度最大，色素4在滤纸条上扩散速度最快
D.能够吸收蓝紫光的只有色素1和色素2，主要吸收红光的只有色素3和色素4
14.玉米等C4植物对空气中二氧化碳的浓度要求比较低，这主要与玉米等C4植物的光合作用方式有关，其光合作用特点如图所示，过程是:在PEP羧化酶的催化下，一个CO2分子被磷酸烯醇式丙酮酸固定，生成的草酰乙酸被NADPH还原成苹果酸，苹果酸通过胞间连丝从叶肉细胞转移到维管束鞘细胞，在酶的催化作用下生成丙酮酸和CO2，CO2在Rubisco作用下被C5固定。下列与C4植物有关的叙述错误的是（ ）
A.与Rubisco相比，PEP羧化酶与CO2的亲和力更强
B.叶肉细胞中苹果酸的浓度变化与维管束鞘细胞中的暗反应过程无关
C.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸后，空间结构发生了变化，活性也发生了改变
D.高等植物细胞之间通过胞间连丝连接，有信息交流的作用，还有物质运输的作用
15.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图甲所示。图乙装置是在其他条件适宜时，测定该绿色植物在不同温度下的气体变化情况。结合两图分析，下列叙述错误的是（ ）
A.该绿色植物在30℃时的光合作用强度与35℃时的光合作用强度相等
B.若每天光照12h，则该植物在20℃时生长速率最快
C.若该植物原重Xkg，置于暗处4h后重（X-1）kg，然后光照4h后重（X+2）kg，则总光合速率为3/4kg·h-1
D.光照下乙装置的液滴在25℃时单位时间内移动的距离最大，此时该植物生长最快；若将NaHCO3液换成NaOH溶液，在黑暗条件下可测曲线B
16.取某绿色植物两叶片，将甲叶片置于一密闭、恒温的透明玻璃容器内进行相关实验探究，测得数据如图甲所示。将乙叶片置于开放环境中，在一定实验条件下检测其CO2吸收量和释放量，研究温度对叶片光合作用与呼吸作用的影响，测得数据如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.甲叶片在第30min时，叶肉细胞内产生ATP的部位有叶绿体、线粒体和细胞质基质
B.甲叶片第15~45min中叶绿体通过光反应产生的O2量为4×10-7mol
C.在10~20℃之间，温度对乙叶片光合作用的影响小于呼吸作用的影响
D.25℃和30℃时乙叶片的真正光合速率相同且积累的有机物的量也相同
17.玉米和大豆进行细胞呼吸的最适温度为30℃，玉米进行光合作用的最适温度为25℃。在大气CO2浓度和30℃条件下，测定玉米和大豆在不同光照条件下的光合速率，结果如表（光补偿点为光合速率与细胞呼吸速率相等时的光强度）。下列叙述错误的是（ ）
光合速率与细胞呼吸速率相等时光强度（klx） 光饱和时光强度（klx） 光饱和时CO2吸收量/（mg·100cm-2叶·h-1） 黑暗条件下CO2吸收量/（mg·100cm-2叶·h-1）
大豆 1 3 11 5.5
玉米 3 9 30 15
A.25℃时玉米的光补偿点小于3klx
B.若增加CO2浓度，大豆光饱和点大于3klx
C.若光强度为9klx，玉米一天至少接受8小时以上的光照，才能积累有机物
D.当30℃和光强度为3klx时，玉米和大豆固定CO2速率的差值为2mg·100cm-2叶·h-1
18.氧化锌（ZnO）纳米材料在生物、医药等多领域有重要的应用价值，但在造福人类的同时也会带来一些影响。研究小组用芦荟叶片为材料进行了相关实验，结果如表。下列描述错误的是（ ）
ZnO纳米离子浓度（mg·L-1） 0 50 100 200
黑暗下溶解氧的浓度变化速率（mg·L-1·h-1） -21.45 -18.37 -15.84 -12.69
光照下溶解氧的浓度变化速率（mg·L-1·h-1） 52.25 44.65 40.73 35.66
A.该实验的自变量是ZnO纳米粒子浓度，因变量是黑暗下和光照下溶解氧的浓度变化速率
B.当ZnO纳米粒子浓度为50 mg·L-1时，该过程产生氧的速率为63.02 mg·L-1·h-1
C.据表分析，光照下溶解氧的浓度变化速率表示芦荟叶片的总光合速率
D.据表分析，ZnO纳米粒子的浓度越高，对芦荟光合作用和呼吸作用的抑制作用越强
19.刚出生的绿叶海蜗牛呈棕色，半透明，从享用完第一顿绿藻大餐起，这种软体动物体内便保留了绿藻的叶绿体，通体绿色，呈现出绿叶的形状。绿叶海蜗牛还能利用体内的绿藻叶绿体进行光合作用，通过间隔补充绿藻，绿叶海蜗牛便可不再食用其他食物。下列相关叙述合理的是（ ）
A.绿叶海蜗牛体色由棕色变为绿色是因为发生了基因突变
B.绿叶海蜗牛变为绿色后，体内会增加细胞壁、叶绿体等结构
C.碳元素只能以含碳有机物的形式流入绿叶海蜗牛
D.绿叶海蜗牛呈现出绿叶的形状是长期进化的结果
20.德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、碳反应分开研究，他的方法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人员重新设计瓦尔堡的实验：分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，部分实验记录如图所示。下列分析正确的是（ ）
A.a~c段为光反应阶段，c~e段为碳反应阶段
B.S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量，且S1=S3
C.由O2的释放速率和CO2的吸收速率推测光反应速率与碳反应速率始终相等
D.与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多
21.用下图中实验装置研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响，先将酶和乳汁分别加入两支试管，然后将两支试管放入同一水浴环境中持续15min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需要的时间。通过多次实验，记录在不同温度下凝乳所需要的时间，结果如下表:
装置 A B C D E F
水浴温度（℃） 10 20 30 40 50 60
凝乳时间（min） 很长 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝固
（1）解释以下两种处理对实验结果的影响。
①将装置A中的混合物加温至40℃，乳汁凝固时间将_______，原因是_______。
②将装置F中的混合物冷却至40℃，则实验结果为_______，原因是_______，将温度降至40℃时不会恢复活性。
（2）若将酶和乳汁先混合再进行F组实验，实验结果会不准确，原因是_______。
（3）根据表格简要写出探究该酶催化作用的最适温度的实验思路。_______。
22.如图甲是发生在番茄叶绿体内的光反应机制，其中PSI和PSⅡ表示光系统I和光系统Ⅱ；图乙表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题：
（1）图甲能完成水光解的结构是________（填“光系统I”或“光系统Ⅱ”）。电子（e-）由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是_____。光反应阶段光系统I和光系统Ⅱ吸收的光能储存在______中。
（2）如图乙所示，番茄细胞进行需氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与需氧呼吸第三阶段，需氧呼吸第三阶段_________（填“需要”或“不需要”）O2参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株，使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图乙分析，转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为__________（填“细胞溶胶”或“线粒体基质”），功能应是将图中物质X更多地转化为_____。
（3）PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现亚高温强光（HH）条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白，进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光（HH）对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件处理，实验结果如图丙所示。
据图可知，HH条件下，过剩光能不是气孔因素引起的，理由是______；而是_______，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。
（4）研究发现，D1蛋白周转（D1蛋白更新合成）和叶黄素循环（几种叶黄素在不同条件下的转化）是植物应对高温、高光强条件的重要保护机制。研究人员利用番茄植株进行了四组处理；A组在适宜温度和光强度下培养，B组用H2O处理，C组用叶黄素循环抑制剂（DTT）处理，D组用D1蛋白周转抑制剂（SM）处理，其中B、C、D三组均置于HH条件下培养，结果如图丁所示。据图分析，在HH条件下，D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用______（填“强”或“弱”），理由是_____。
23.马拉松是一项高负荷、大强度、长距离的竞技运动。改善运动肌利用氧的能力是马拉松项目首先要解决的问题。图1是人体运动强度与血液中乳酸含量及氧气消耗速率的关系。图2表示甲、乙两名运动员在不同运动强度下，摄氧量与血液中乳酸含量的变化情况。回答下列问题:
（1）人体骨骼肌细胞中产生乳酸的场所是______________。
（2）剧烈运动中，葡萄糖储存的能量经呼吸作用释放后的去向有_______________。人剧烈运动时主要呼吸方式的反应方程式是______________。
（3）图1中三种运动强度中消耗葡萄糖最少的是______________（填字母）。若运动强度为b时，乳酸含量与氧气消耗速率的物质的量的相对值比例为1:3，则此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量的比例为_______________。
（4）据图2分析，运动员______________（填“甲”或“乙”）更适合从事马拉松运动，理由是______________。
（5）比赛中沿途设有为运动员提供饮用水、饮料及其他用品的区域。运动员根据自己情况选择使用。从迅速提升能量供应的角度，应选用含______________（填“脂肪”或“葡萄糖”）的饮品，理由是______________（答出两点）。
24.某工厂用LED人工光源和密闭环境培养的黑藻制作护肤品。为最大限度省电，科研人员使用图乙装置研究黑藻的光饱和点，得到了图甲曲线，图丙为种植水深梯度与黑藻根系活力的关系。
（1）黑藻光合作用产生氧气的场所是________。图乙的广口瓶中应放置________溶液。图甲表明，黑藻光饱和点是________klx，此时黑藻光合作用固定CO2的速率为________CO2mg·100cm-2·h-1。
（2）科研人员探究黑藻的最适生长水位，发现浅水区（0.5~0.8m）黑藻叶绿素含量随时间延长呈逐渐下降趋势，深水区（0.9~1.4m）黑藻叶绿素含量随时间延长呈逐渐上升趋势。这说明高光照强度对黑藻生长有明显__________（填“抑制”或“促进”）作用。
（3）实验后期观察发现，浅水区（0.5~0.8m）黑藻产生大量的断枝残叶，深水区（0.9~1.4m）黑藻生长相对稳定，叶片呈鲜绿色。根据题图信息分析，这一现象与黑藻____________的变化存在一定的相关性。
（4）研究表明，黑藻对的吸收较困难，而对的吸收较容易，原因是______。因此，该工厂应在广口瓶中加入硝酸盐以保证氮的吸收，配以含镁盐的投入，增加_____的合成，提高光合效率。
（5）为了最大化地保证黑藻生产，科研人员还可以进行哪些有关课题的研究：________（答出两点即可）。
25.线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。如图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”。请回答下列问题:
（1）NADPH是光反应的产物，光反应过程中水的光解为NADPH的合成提供_______，光反应过程中的能量转换是_______。
（2）图中卡尔文循环和三羧酸循环进行的具体场所分别是________，叶肉细胞进行光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），其中一部分C3运到_____中去合成蔗糖，继而运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了_______个CO2分子。
（3）强光条件下，“苹果酸/草酰乙酸穿梭”加快的意义是_________。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的_______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为________中的化学能。
（4）为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法如下:取培养10~14d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定并计算光合放氧速率（单位为μmolO2·mg-1chl·h-1，chl为叶绿素）。完成表格。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组 ①_______________________
②_______________________________ 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③_______________________________ 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、由①②③条件为离子不同，因变量为半乳糖醛酸的量，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，A正确；
B、由①④组条件只有温度不同，自变量为温度，检测指标为半乳糖醛酸的量，反映多聚半乳糖醛酸酶的活性，B正确；
C、55℃温度下，半乳糖醛酸的含量低于组③，说明55℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度，C正确；
D、多聚半乳糖醛酸酶只能催化果胶的分解，具有专一性，D错误。
故选D。
2.答案：A
解析：A、蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，A错误；
B、蛋白质去磷酸化后仍具有肽键，能与双缩脲试剂发生紫色反应，B正确；
C、蛋白质在蛋白激酶作用下发生磷酸化后空间结构会发生改变，也可改变靶蛋白的电荷分布；同理，磷酸化的蛋白质在去磷酸化后，其蛋白质的构象也会发生改变，靶蛋白的电荷分布也会改变，C正确；
D、在信号的刺激下，蛋白激酶催化ATP将蛋白质磷酸化，形成ADP和磷酸化的蛋白质，使蛋白质的空间结构发生改变；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落，形成去磷酸化的蛋白质，从而使蛋白质空间结构的恢复，所以蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程体现了蛋白质结构与功能相适应，D正确。
故选A。
3.答案：C
解析：本题考查酶的组成、影响酶活性的因素。实验组①给予的条件为低浓度Mg2+，有产物生成，表明该条件下酶P具有催化活性，A项不符合题意；实验组③和实验组⑤只有酶P的蛋白质组分，自变量为Mg2+的浓度，两组实验都无产物生成，说明蛋白质组分不具有催化活性，B项和D项不符合题意；实验组②和实验组④只有酶P的RNA组分，自变量为Mg2+的浓度，低浓度Mg2+组无产物生成，说明在低浓度Mg2+条件下RNA组分不具有催化活性，高浓度Mg2+组有产物生成，说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性，C项符合题意。
4.答案：B
解析：由题可知，ATP合酶水解ATP将H+运输到膜外，说明该运输方式属于消耗能量的主动运输，A正确；ATP合酶既可以合成ATP，也可以水解ATP，因此发挥作用时既可以与放能反应相联系，也可以与吸能反应相联系，B错误；细胞中ATP的水解与合成即ATP与ADP的转化处于动态平衡，C正确；细胞是原核生物和真核生物进行生命活动的基本单位，ATP是细胞生命活动的直接能源物质，D正确。
5.答案：B
解析：由题意可知，细胞中的直接能源物质除ATP外，还应该有UTP、CTP、GTP，A项正确；细胞内糖原与蔗糖的合成过程需要UTP提供能量，而酶是催化反应的，不能提供能量，B项错误；在磷脂的合成过程中，CTP（胞苷三磷酸）可为反应提供能量，CTP通过水解远离C的磷酸键为反应供能，C项正确；细胞呼吸产生的能量可转化成热能和ATP中的化学能，ATP又可为物质运输供能，D项正确。
6.答案：B
解析：正常细胞中，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，这保证了细胞中ATP含量的相对恒定，A正确；细胞内的吸能反应往往与ATP的水解相联系，细胞内的放能反应往往与ATP的合成相联系，ATP水解释放的能量可用于荧光素发光这一吸能反应，B错误；该法检测过程实质是一个酶促反应，温度会影响酶的活性，因此检测过程在适宜温度下进行，C正确；微生物细胞中的ATP含量是相对恒定的，若某食物受到细菌的污染，则微生物数量增加，ATP总量也增多，因此该法测定的发光度会增强，D正确。
7.答案：C
解析：
细胞呼吸方式有两种，分别是有氧呼吸和无氧呼吸。产生等量的ATP，与有氧呼吸相比，无氧呼吸消耗的葡萄糖较多：消耗等量的葡萄糖，与有氧呼吸相比，无氧呼吸产生的ATP较少，故D正确。
8.答案：C
解析：酶具有专一性，酶的专一性是指一种酶只能催化一种或者一类化学反应，A错误；辣椒幼苗根部每个细胞都含有ADH和LDH，故其无氧呼吸既能产生乳酸，也能产生乙醇，B错误；由题图解读可知，Ca2+能减弱LDH的活性，增强ADH的活性，结合图甲可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2+通过影响ADH、LDH的活性来减少乙醛和乳酸积累对细胞造成的伤害，C正确；无氧呼吸只有第一阶段才有少量能量释放，由图甲可知，ADH和LDH不在第一阶段发挥作用，故ADH和LDH催化反应过程中不会释放能量，D错误。
9.答案：B
解析：线粒体通过内膜向内折叠以增大膜面积，而叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒来扩大膜面积，A错误；在有氧呼吸中，氧气被利用的场所是线粒体内膜，所以氧气从细胞质基质运输到线粒体中被利用，需要跨过线粒体外膜和内膜，每层膜有2层磷脂分子，因此需跨过4层磷脂分子，B正确；由题图可知，TCA循环的底物是由丙酮酸和脂肪酸生成的乙酰CoA，C错误，通过水通道蛋白运输水的方式为协助扩散，该方式不需要ATP供能，D错误。
10.答案：C
解析：A、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中将一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，产生少量NADH；第二阶段在线粒体基质中将两分子丙酮酸分解成CO2和NADH；第三阶段在线粒体内膜上，将第一、二阶段产生的NADH与O2结合生成水，A正确；B、线粒体功能紊乱，可能会使有氧呼吸第三阶段无法正常进行而不能消耗NADH，导致细胞内积累较多的NADH，致使NAD+/NADH比值降低，从而使细胞内氧化还原稳态失衡，B正确；C、无氧呼吸第二阶段中丙酮酸被还原为乳酸，该阶段生成NAD+不产生ATP，当机体对NAD+需求量超过ATP时，细胞可以通过加速细胞内无氧呼吸的速率，从而积累细胞中的NAD+，满足细胞对NAD+的需求，C错误；D、因为细胞对NADH和NAD+需求量不同，可以通过增加有氧呼吸或无氧呼吸速率加以调节，故氧气不是细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸的唯一决定因素，D正确。故选C。
11.答案：C
解析：由图可以直接看出，肌肉细胞进行无氧呼吸产生的乳酸能通过血液运输到肝脏，并在肝脏中转化为葡萄糖，A正确。肌肉细胞中的肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是因为机体缺乏相关的酶，B正确。肌肉细胞进行无氧呼吸过程中，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸中，C错误。由图可知，糖酵解途径中生成的乳酸通过血液运输到肝脏，并通过糖异生途径转化为葡萄糖，该过程可以避免乳酸损失以及防止乳酸堆积引起酸中毒，D正确。
12.答案：D
解析：t时刻，酒精产生速率为0，O2消耗速率等于CO2产生速率，酵母菌只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确。如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，：会左移或右移，O~t产生的CO2量=S1+S2+S3+S4；无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同，即无氧呼吸产生的CO2量= S2+S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量，即有氧呼吸产生的CO2量= S2+S4，得S1+S2+S3+S4=S2+S3+ S2+S4，故S1和S2的值始终相等，B正确。S1=S2，若S2：S3=2:1，S4：S1=8:1，则S4：S2=8:1，有氧呼吸产生的CO2量= S2+S3=9S2，无氧呼吸产生的CO2量= S2+S3=1.5S2有氧呼吸产生的CO2量：无氧呼吸产生的CO2量=6:1；有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳，因此O~t时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为2:1，C正确。乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸的速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，故Ⅳ时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。
13.答案：B
解析：根据表格进行分析，色素3平均移动距离=（1.9+1.5+1.4）/3=1.6，迁移率=1.6/8.0=0.2，根据迁移率的大小可确定色素在层析液中的溶解度的高低，可知色素1表示胡萝卜素，色素2表示叶黄素，色素3表示叶绿素a，色素4表示叶绿素b。层析液是用来分离叶绿体中的色素的，应用无水乙醇来提取叶绿体中的色素，A错误；色素3表示叶绿素a，Mg2+参与组成叶绿素a和叶绿素b，若植物体缺Mg2+，色素3含量会减少，B正确；色素1表示胡萝卜素，在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，C错误；叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光，故四种色素都能够吸收蓝紫光，只有色素3和色素4主要吸收红光，D错误。
14.答案：B
解析：分析题意可知，C4植物能浓缩空气中低浓度的CO2用于光合作用，进而推知，PEP羧化酶与CO2的亲和力强于Rubisco与CO2的亲和力，A正确；由题干“苹果酸通过胞间连丝从叶肉细胞转移到维管束鞘细胞，在酶的催化作用下生成丙酮酸和CO2，CO2在Rubisco作用下被C5固定”可知，叶肉细胞中苹果酸的浓度变化与维管束鞘细胞中的暗反应过程有关，B错误；丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸后，空间结构发生了变化，由于结构决定功能，故活性也发生了改变，C正确；高等植物细胞之间通过胞间连丝连接，有信息交流的作用，本题中还体现出胞间连丝具有物质运输的作用，D正确。
15.答案：C
解析：A、在光照时间相同的情况下，30℃时光合作用的总量为3.50（净合成量）+3.00（呼吸消耗量）=6.50mg/h，35℃时光合作用的总量为3.00（净合成量）+3.50（呼吸消耗量）=6.50mg/h，二者相同，A正确；B、若每天交替进行12小时光照，12小时黑暗，则幼苗积累有机物为12小时的净光合-12小时的呼吸，数值最大的是20℃，B正确；C、该植物原重Xg，置于暗处4h后重（X-1）g，然后光照4h后重（X+2）g，则4h内的净光合量为3g，总光合量为（3＋1）g，故总光合速率为1g/h，C错误；D、图乙中NaHCO3溶液作为CO2缓冲液，因此水滴的移动方向与距离与装置中的O2变化有关，光照下乙装置的液滴在25℃时单位时间内移动的距离最大，即净光合速率最强，此时该植物生长最快；若将NaHCO3液换成NaOH溶液，在黑暗条件下可测曲线B（表示呼吸作用强度），D正确。故选C。
16.答案：A
解析：甲叶片在第30min时，叶肉细胞内产生ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用，产生ATP的部位有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A正确；甲叶片第15~45min中，既通过有氧呼吸消耗O2，也通过光合作用的光反应过程产生O2，叶绿体通过光反应产生的O2量为容器内增加的O2量与细胞呼吸消耗的O2量之和，由题图甲可知，前15min只进行细胞呼吸，可以计算出前15min细胞呼吸消耗的O2量为1×10-7mol，则第15~45min消耗的O2量应为2×10-7mol，据此可以计算第15~45min叶绿体产生的氧气量为（8-4）×10-7+2×10-7=6×10-7mol，B错误；在10~20℃之间，乙叶片的真正光合速率明显上升，但是呼吸速率变化不大，说明温度对乙叶片光合作用的影响大于对呼吸作用的影响，C错误；叶片积累的有机物量为净光合产生的有机物量，由于净光合速率=真正光合速率-呼吸速率，据题图乙可以看出，25℃和30℃时对应的真正光合速率相同，但是30℃时的呼吸速率更高，因此30℃时叶片积累的有机物的量低于叶片25℃时积累的有机物量，D错误。
17.答案：D
解析：分析题意，题表中是30℃条件下测定的数据，即30℃条件下，玉米的光补偿点是3klx，玉米进行光合作用的最适温度为25℃，故25℃时玉米的光补偿点小于3 klx，A正确；分析题表可知，大豆光饱和时光强度为3klx，若增加CO2浓度，大豆光饱和点大于3klx， B正确：30℃条件下，若光强度为9klx，设玉米一天至少接受光照X小时，才能正常生长，则30X=15（24-X），解得X=8，即玉米一天至少接受光照8小时，才能正常生长，C正确；当光强度为3klx时，大豆固定的CO2为11+5.5=16.5g·100cm-2叶·h-1，而玉米光合作用和细胞呼吸作用相等，为15mg·100cm-2叶·h-1，所以二者相差1.5mg·100cm-2叶·h-1，D错误。
18.答案：C
解析：分析题表可知，实验的自变量是ZnO纳米粒子浓度，因变量是黑暗下和光照下溶解氧的浓度变化速率，A正确；总光合速率=净光合速率+呼吸速率，当ZnO纳米粒子浓度为50mg·L-1时，芦荟叶片的净光合速率为44.65mg·L-1·h-1，呼吸速率为18.37mg·L-1·h-1，故该过程产生氧的速率为44.65+18.37=63.02（mg·L-1·h-1），B正确；光照下溶解氧的浓度变化速率只能表示芦荟叶片的净光合速率，若要计算芦荟叶片的总光合速率，需要芦荟叶片的净光合速率加上呼吸速率，故光照下溶解氧的浓度变化速率不能表示芦荟叶片总光合速率的大小，C错误；结合表格数据进行分析可知，与ZnO纳米粒子浓度为0mg·L-1时相比，随ZnO纳米粒子浓度增大，黑暗下溶解氧的浓度变化速率（绝对值）和光照下溶解氧的浓度变化速率都在减小，从而说明不同浓度的ZnO纳米粒子对芦荟光合作用和呼吸作用均有抑制作用，且ZnO纳米粒子的浓度越高，对芦荟光合作用和呼吸作用的抑制作用越强，D正确。
19.答案：D
解析：绿叶海蜗牛体色由棕色变为绿色是由于保留了绿藻的叶绿体，A不合理；题干信息仅显示绿叶海蜗牛会保留绿藻的叶绿体，推测绿藻的细胞壁会被分解，难以保留，B不合理；绿叶海蜗牛可利用体内的绿藻叶绿体进行光合作用，此时碳元素以CO2的形式流入绿叶海蜗牛，C不合理；绿叶海蜗牛呈现出绿叶的形状是长期进化的结果，D合理。
20.答案：D
解析：光反应阶段需要光照，碳反应阶段有光无光都可以进行，a~c段既有光反应，也有碳反应，c~e段在黑暗开始之前也有光反应，黑暗开始之后，只有碳反应，没有光反应，A错误；虚线表示。2释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，结合题图可知，S1+S2表示光反应释放的O2总量，S2+S3表示碳反应吸收的CO2总量，B错误；从图中光照开始来看，一段时间内O2的释放速率明显大于CO2的吸收速率（即光反应速率大于碳反应速率），而碳反应速率限制了光反应的速率，所以才会导致O2的释放速率下降，C错误；如果是持续光照，那么光反应可为碳反应持续提供NADPH和ATP，使碳反应不间断进行且反应速率保持不变，则与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多，D正确。
21.答案：（1）①明显缩短；40℃时凝乳酶活性高，乳汁凝固时间短；②乳汁不能凝固；60℃时凝乳酶已失活
（2）酶具有高效性，若将酶和乳汁先混合再进行F组实验，在混合时就已发生凝固反应而使实验结果不准确
（3）在30~50℃范围内设置更小的温度梯度，其他条件不变，重新进行实验；凝乳时间最短时对应的温度接近凝乳酶的最适温度
解析：（1）①低温不破坏酶的空间结构，在一定范围内升高温度，酶的活性可以发挥出来。由表格可知，该酶的最适温度在40℃左右，因此如果将A组的水温逐渐提高至40℃，酶活性提高，乳汁凝固时间明显缩短。②温度过高会破坏酶的空间结构，使酶永久失活，即使温度降低，酶的活性也不能恢复，装置F组中的酶已经失活，将F组混合物冷却至40℃，乳汁凝固时间不变（不能凝固）。
（2）酶具有高效性，若将酶和乳汁先混合再进行F组实验，会因为在混合时就已发生凝固反应而使实验结果不准确。
（3）分析表格数据可知，该酶催化作用的最适温度在30~50℃，若探究该酶催化作用的最适温度，在30~50℃范围内设置更小的温度梯度，其他条件不变，重新进行实验，凝乳时间最短时对应的温度接近凝乳酶的最适温度。
22.答案：（1）光系统Ⅱ；NADP+（或辅酶Ⅱ）；NADPH和ATP
（2）丙酮酸；不需要；细胞溶胶番茄红素
（3）气孔开度降低，但胞间CO2浓度升高；RBP羧化酶活性下降
（4）强；与对照组相比，C组和D组番茄光合效率下降，且D组下降得更多
解析：（1）如图甲所示，水光解（H2O→1/2O2+2H++2e-）的过程发生在光系统Ⅱ中；电子由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是NADP+，反应式为NADP++H++2e-→NADPH；H+通过载体蛋白形成电化学势能，使ADP+Pi在ATP合酶的催化下生成ATP，光能储存在NADPH、ATP中。
（2）需氧呼吸第一阶段，葡萄糖氧化分解生成丙酮酸；丙酮酸可跨膜转运至线粒体基质形成乙酰COA，再参与需氧呼吸第三阶段，该过程不需要O2参与；如图乙所示，番茄红素的合成场所是细胞溶胶；转基因植株细胞过度表达的酶能将丙酮酸更多地转化为番茄红素，提高其积累量。
（3）据图丙可知，与对照组相比HH组气孔开度降低，但胞间CO2浓度升高，由此推测HH条件下过剩光能产生的原因不是气孔开度降低，而是RuBP羧化酶活性下降。
（4）图丁中HH条件处理一段时间后，B、C、D三组光合效率都下降。由题意分析可知，A、B组为对照组，C组抑制叶黄素循环，D组抑制D1蛋白周转，与对照组相比，C组与D组光合效率都下降且D组下降更明显，说明D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用更强。
23.答案：（1）细胞质基质
（2）以热能形式散失，用于合成ATP，储存在乳酸中
（3）a1:1
（4）乙在摄氧量（运动强度）相同并较高的情况下，乙产生的乳酸少，乙的肌细胞利用氧的能力强（或随运动强度增加，乙的乳酸值上升比甲慢）
（5）葡萄糖①葡萄糖可以被直接吸收，供能快，脂肪需经消化后才能被吸收，供能慢；②与糖类相比，脂肪的含氢量更高，氧化分解脂肪消耗的氧气更多
解析：（1）人体骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，场所为细胞质基质。
（2）剧烈运动的过程中，人体细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，释放的能量都是多数以热能的形式散失，少数用于合成ATP；无氧呼吸的过程中，葡萄糖分解不彻底，其大部分能量存留在产物乳酸中。
（3）据图1可知，运动强度为α时，氧气消耗速率相对值和乳酸含量相对值均最低，说明此时消耗葡萄糖最少。在有氧呼吸过程中，每氧化分解1mol葡萄糖，消耗6mol氧气：在无氧呼吸过程中，每氧化分解1mol葡萄糖，产生2mol乳酸。若运动强度为b时，乳酸含量与氧气消耗速率的物质的量相对值比例为1:3：设乳酸含量相对值为x，则氧气消耗速率物质的量相对值为3x，无氧呼吸分解的葡萄糖的量为），有氧3x x呼吸分解的葡萄糖的量为62，故此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量的比例约为1:1。
（4）根据图2可知，在摄氧量（运动强度）相同并较高的情况下，乙产生的乳酸少，乙的肌细胞利用氧的能力更强。
（5）一方面葡萄糖可以被直接吸收，供能快，脂肪需经消化后才能被吸收，供能慢：另一方面，脂肪的含氢量高，氧化分解消耗的氧气比糖类多，故为了迅速提升能量供应，应选用富含葡萄糖的饮品。
24.答案：（1）叶绿体类囊体（薄）膜；NaHCO3；6；18
（2）抑制
（3）根系活力
（4）细胞膜上两种离子载体的数量不同；叶绿素
（5）探究温度、CO2浓度、各种无机盐浓度等对黑藻光合速率的影响
解析：（1）黑藻光合作用中光反应产生氧气，其场所是叶绿体类囊体（薄）膜；题图乙的广口瓶中可用NaHCO3溶液为黑藻提供一定浓度的CO2；光饱和点是指达到最大光合速率时的光照强度，由题图可知，黑藻光饱和点是6klx；此时黑藻光合作用固定CO2的速率为12+6=18（CO2mg·100cm-2·h-1）。
（2）浅水区黑藻叶绿素含量随时间延长呈逐渐下降趋势，深水区黑藻叶绿素含量随时间延长呈逐渐上升趋势，说明高光照强度会导致黑藻光合速率下降，进而对黑藻生长有明显抑制作用。
（3）浅水区黑藻产生大量的断枝残叶，深水区黑藻生长相对稳定，叶片呈鲜绿色，据题图丙可知，浅水区黑藻根系活力较低，而深水区较高，推测上述现象与黑藻根系活力的变化存在一定的相关性。
（4）同一细胞对不同离子的吸收速率不同是因为细胞膜上不同离子载体的数量不同。组成叶绿素的元素有氮、镁，因此保证氮、镁的吸收可增加叶绿素的合成。
（5）为了最大化地保证黑藻生产，科研人员还可以选择探究各种因素对光合速率的影响。
25.答案：（1）H+和e-；光能→ATP、NADPH中的化学能
（2）叶绿体基质、线粒体基质；细胞质基质；12
（3）减少NADPH积累，避免对叶绿体的伤害；NADPH；ATP
（4）①在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮
②减少叶片差异造成的误差
③叶绿素定量测定（或测定叶绿素含量）
解析：（1）光反应过程中，水分解为氧和H+的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP与H+结合形成NADPH。因此，水的光解为NADPH的合成提供H+和e-。光反应过程中的能量转换是光能转化为储存在ATP、NADPH中的化学能。
（2）由图可知，卡尔文循环和三羧酸循环进行的具体场所分别是叶绿体基质、线粒体基质，叶肉细胞进行光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），其中一部分C3，运到细胞质基质中去合成蔗糖，继而运出细胞。蔗糖属于二糖一分子蔗糖含12个C原子，故每运出一分子蔗糖相当于固定了12个CO2分子。
（3）强光条件下，“苹果酸/草酰乙酸穿梭”加快能够减少NADPH积累，避免对叶绿体的伤害。由图可知，草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的NADPH中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为ATP中的化学能。
（4）①设计实验应遵循单一变量原则、对照原则、等量原则，所以对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮。②对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的目的是减少叶片差异造成的误差。③称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。

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