2024届高考生物考前冲刺第1篇专题素能提升专题综合限时练2代谢

专题综合限时练(二)一、选择题1.(2023·福建厦门模拟)下列有关ATP的叙述,正确的是(C)A.线粒体是发菜细胞产生ATP的主要场所B.ATP分子由1个腺嘌呤核糖核苷酸和3个磷酸基团组成C.ATP的合成与细胞放能反应相关联D.植物细胞ATP产生的途径有光合作用、细胞呼吸和化能合成作用解析:发菜是原核生物,细胞内没有线粒体;ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成;ATP的合成与细胞放能反应相关联,ATP的水解与细胞的吸能反应相关联;植物细胞ATP产生的途径有光合作用、细胞呼吸。2.(2023·浙江6月选考)植物组织培养过程中,培养基中常添加蔗糖,植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。下列叙述正确的是(B)A.转运蔗糖时,共转运体的构型不发生变化B.使用ATP合成抑制剂,会使蔗糖运输速率下降C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源D.培养基的pH高于细胞内,有利于蔗糖的吸收解析:蔗糖H+共转运体是一种载体蛋白,转运蔗糖时,共转运体的构型会发生变化;据图分析可知,H+向细胞外运输是需要消耗ATP的过程,说明该过程是逆浓度梯度的主动运输,细胞内的H+<细胞外H+,蔗糖转运时通过共转运体依赖于膜两侧的H+浓度差建立的势能,故使用ATP合成抑制剂,会通过影响H+的运输而使蔗糖运输速率下降,而培养基的pH低(H+多)于细胞内,有利于蔗糖的吸收;植物组织培养过程中,蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压,但蔗糖并非唯一碳源,也可能是葡萄糖。3.生物膜上能运输H+的质子泵主要有3类:消耗ATP的同时自身发生磷酸化的P型质子泵、消耗ATP并将H+逆浓度梯度泵入细胞器的V型质子泵、利用H+顺浓度梯度释放的势能合成ATP的F型质子泵。下列说法错误的是(B)A.3类质子泵的运输都受温度变化的影响B.P型质子泵磷酸化后空间结构不会发生变化C.溶酶体膜上V型质子泵的运输方式为主动运输D.线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上都富含F型质子泵解析:P型质子泵与V型质子泵的运输伴随ATP的消耗,F型质子泵的运输伴随ATP的合成,而ATP的消耗与合成都离不开酶的催化作用,酶的活性受温度影响,因此3类质子泵的运输都受温度变化的影响;P型质子泵消耗ATP的同时自身发生磷酸化,导致P型质子泵磷酸化后空间结构发生变化;溶酶体是一种细胞器,V型质子泵消耗ATP并将H+逆浓度梯度泵入细胞器,说明溶酶体膜上V型质子泵的运输方式为主动运输;F型质子泵利用H+顺浓度梯度释放的势能合成ATP,在线粒体内膜上发生的有氧呼吸的第三阶段会生成ATP,在叶绿体的类囊体膜上进行的光反应阶段也能合成ATP,所以线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上都富含F型质子泵。4.(2023·湖北武汉质检)ATP荧光检测仪是基于萤火虫发光原理,利用“荧光素酶—荧光素体系”与ATP发生反应产生光,再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是(D)A.萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所B.荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量C.ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量D.细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量解析:ATP可以和ADP相互转化,但ATP在细胞内的存储较少。5.(2023·湖南衡阳一模)科学家提取到的第一份纯酶结晶是脲酶,与没有催化剂相比,适宜条件下,脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍。幽门螺杆菌是一种与胃部疾病密切相关的细菌,常寄生于胃黏膜组织中,通过分泌脲酶水解尿素产生氨,在菌体周围形成“氨云”保护层,以抵抗胃酸的杀灭作用。下列相关叙述错误的是(B)A.脲酶只能够催化尿素分解,说明脲酶具有专一性B.脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍,说明脲酶具有高效性C.幽门螺杆菌核糖体合成脲酶所需ATP可能来自细胞质基质D.幽门螺杆菌菌体周围形成“氨云”保护层,其适应环境的能力可能与协同进化有关解析:脲酶只能够催化尿素分解符合酶专一性的含义;与没有催化剂相比,适宜条件下,脲酶可以将尿素分解的速率提高1014倍,说明脲酶具有催化功能,若要证明脲酶具有高效性,需与无机催化剂相比;幽门螺杆菌是原核生物,没有线粒体,呼吸作用发生在细胞质基质和细胞膜上,所以其合成脲酶所需ATP可能来自细胞质基质;幽门螺杆菌菌体周围形成“氨云”保护层,可抵抗胃酸的杀灭作用,因而能适应胃部强酸性环境,环境发生改变,生物要想生存下来,就得适应环境的改变,生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展,因此其适应环境的能力可能与协同进化有关。6.(2023·湖南岳阳二模)鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸,能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼类鲜味下降外因的系列实验中,实验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是(D)A.本实验的自变量只有pH和温度,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性B.不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同C.pH低于3.8、温度超过60℃,对鳝鱼体内酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理不同D.由图可知,放置相同的时间,鮰鱼在pH=6.0、温度40℃条件下,鱼肉鲜味下降最快解析:由图示曲线可知,本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类,因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性;不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异,根本原因在于控制合成ACP的基因不同;温度超过60℃与pH低于3.8,鳝鱼体内ACP都会因为空间结构的改变失去活性,影响机理是相同的;由图示曲线可知,鮰鱼在pH=6.0、温度40℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高,鱼肉鲜味下降最快。7.(2021·河北卷改编)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述错误的是(B)A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行,第三阶段受到抑制C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可延长果蔬保鲜时间解析:荫坑和气调冷藏库降低了储藏温度和氧气浓度,降低了呼吸作用,减少了有机物消耗,减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解;荫坑和气调冷藏库中温度较低,酶的活性较低,抑制了有氧呼吸的第一、第二、第三阶段;温度会影响酶的活性,荫坑和气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性,减弱呼吸作用;乙烯具有催熟作用,气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯,可以延长果蔬保鲜时间。8.(2023·福建宁德期中)研究表明石斛多糖是石斛的主要药效成分之一,具有消炎、抗氧化和增强免疫功能的作用,而多糖的合成离不开光合作用。石斛夜晚打开气孔吸收CO2,并将其转化为苹果酸储存于液泡,白天气孔关闭无法与外界进行气体交换,但可利用苹果酸分解产生的CO2进行光合作用合成多糖,这种光合作用途径被称为景天酸代谢。以下说法错误的是(C)A.夜晚石斛液泡中的pH将下降B.从CO2的固定到糖类的生成还需经历C3的还原C.白天石斛进行光合作用时,参与卡尔文循环的CO2均来自苹果酸分解D.景天酸代谢途径有利于提高植物对干旱环境的适应性解析:石斛夜晚打开气孔吸收CO2,并将其转化为苹果酸储存于液泡,因此,夜晚石斛液泡中的pH将下降;从CO2的固定到糖类的生成属于暗反应过程,该过程还包括C3的还原过程;白天石斛进行光合作用时,固定的CO2除来自苹果酸分解外,还包括线粒体产生的CO2;景天酸代谢途径中表现为白天气孔关闭,降低蒸腾作用减少水分的散失,晚上气孔打开进行气体交换,为光合作用积累CO2,可见该途径是对干旱环境的适应,即景天酸代谢途径有利于提高植物对干旱环境的适应性。9.(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(C)A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2解析:由题可知,LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化,叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,LHCⅡ与PSⅡ分离减少,会使PSⅡ光复合体对光能的捕获增强;Mg2+是叶绿素的组成成分,其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少,导致对光能的捕获减弱;由图可知,弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,有利于对光能的捕获;PSⅡ光复合体含有光合色素,在光反应中能吸收光能,并分解水,水的光解产生H+、电子和O2。10.(2023·北京一模)研究人员在适宜温度、水分和一定CO2浓度条件下,分别测定了植株甲和植株乙CO2吸收速率与光照强度的关系。下列相关叙述错误的是(B)A.光照强度为a时,甲的总光合作用强度与呼吸作用强度相等B.光照强度为b时,甲、乙总光合作用强度相等C.限制P点CO2吸收速率的因素可能是CO2浓度D.光照强度为c时,甲、乙光合作用强度的差异可能与相关酶的数量有关解析:CO2吸收速率反映的是净光合速率,光照强度为a时,甲的净光合速率为0,净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率,即光照强度为a时,甲的总光合作用强度与呼吸作用强度相等;光照强度为b时,甲、乙的净光合速率相等,要比较总光合速率还需知道甲、乙各自的呼吸速率,而题中无法得知二者的呼吸速率,故无法比较甲、乙的总光合速率;P点之后,光照强度继续增大而光合速率不变,即光照强度不再是限制光合速率的因素,限制P点CO2吸收速率的因素可能是CO2浓度;光照强度为c时,光照强度不再是影响光合速率的因素,造成甲、乙光合作用强度的差异可能与相关酶的数量有关,酶可以催化反应的进行,提高反应速率。11.(2023·广东二模)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图所示。下列叙述正确的是(A)A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段B.Cytc所处的位置为细胞膜外C.只有线粒体基质能产生NADHD.H+借助F0和F1,以主动运输的方式进入膜内解析:图示过程进行的是NADH与氧气结合生成水的过程,属于有氧呼吸的第三阶段;Cytc所处的位置为线粒体内膜的外侧;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,在细胞质基质中也能产生NADH;H+借助F0和F1进入膜内,不消耗ATP且合成ATP,不是主动运输。12.(2023·广东韶关二模)试管苗的光合作用能力较弱,需要逐步适应外界环境才能往大田移栽,研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验。图甲是在适宜温度、CO2浓度的培养条件下,试管苗在不同光照强度下的光合速率;图乙是在不加蔗糖的培养条件下,测得的密闭试管中一天24小时的CO2浓度变化。结果分析正确的是(D)A.由图甲可知,试管苗在不加蔗糖的培养基中的光饱和点更低、光合速率更高B.图乙bc段上升缓慢的原因是呼吸作用释放的CO2比光合作用吸收的CO2少C.图乙11点时忽然提高光照强度,试管苗叶肉细胞叶绿体中的C5减少、C3增多D.不加蔗糖、适当提高CO2浓度的培养条件可缩短试管苗的适应过程解析:由图甲可知,在同等光照强度下,不加蔗糖试管苗光合速率始终高于加蔗糖试管苗,在不加蔗糖的培养基中光饱和点更高;bc段为黑暗条件,不进行光合作用,bc段上升缓慢的原因是此段时间温度较低,相关酶活性降低,且CO2浓度过高使呼吸速率减慢,导致CO2释放速率减慢;图乙11点时光照强度较高,达到光饱和点,此时忽然提高光照强度,试管苗叶肉细胞光合速率基本不变,叶绿体中的C5、C3含量基本不变;由图甲和图乙结果推知,采用无蔗糖培养基、适当增加光照强度、延长光照时间、适当增加CO2浓度等措施均可缩短试管苗的适应过程。13.(2023·湖南岳阳一模)生物兴趣小组为探究酶对苹果出汁率的影响,进行了四组实验,根据实验结果画出了如下曲线(曲线序号同实验组号),其中②曲线是在10g果肉+8mg果胶酶条件下所得到的结果。下列分析错误的是(A)A.①组中加入的酶量和果肉质量都一定大于②B.若实验②④组研究的自变量是果肉的质量,则每组实验中加入的酶量要相同C.②③两组对比研究的自变量可能是温度或pHD.若④组和②③两组加入的果肉质量一致,则其可能是没有加果胶酶解析:①组最终果汁体积大于②组,说明①组加入的果肉质量大于②组,①组反应速率大于②组,但①组中酶量不一定大于②组中的,也可能是①组中酶的活性更大;若实验②④组研究的自变量是果肉的质量,则酶的量为无关变量,每组实验中加入的酶量要相同;不同温度或pH时酶的活性不同,催化反应的速率不同,但最终产物的量相同,因此②③两组对比研究的自变量可能是温度或pH;果胶酶能分解果胶,提高出汁率,若④组和②③两组加入的果肉质量一致,则其可能是没有加果胶酶,使出汁率降低。二、非选择题14.O2是人和多数动物维持生命活动所必需的物质,适度低氧下细胞可正常存活,严重低氧可导致细胞死亡。当氧含量低时,线粒体会产生并积累活性氧从而损伤大分子物质和线粒体。科研人员用常氧(20%O2)、适度低氧(10%O2)和严重低氧(0.3%O2)分别处理大鼠肿瘤细胞,24h后检测肿瘤细胞的线粒体自噬水平,结果如图1所示。为研究线粒体自噬与活性氧含量的关系,用线粒体自噬抑制剂3MA处理肿瘤细胞,检测肿瘤细胞的活性氧含量,结果如图2所示。(1)大鼠组织液中的O2以的方式跨膜运输到肌细胞中,在细胞呼吸过程中,O2参与反应的场所是。

(2)在O2充足的情况下,大鼠肿瘤细胞也会进行无氧呼吸,此时消耗等量的葡萄糖,肿瘤细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞(填“多”或“少”);无氧呼吸产生乳酸,但血浆的pH不会发生明显变化,原因是

。(3)损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的降解。分析图1可知,适度低氧导致;分析图2可得出结论;据图分析,严重低氧会导致大鼠肿瘤细胞死亡,推测其原因是

。解析:(1)大鼠组织液中的O2浓度高于肌细胞,以自由扩散的方式跨膜运输到肌细胞中。在细胞呼吸过程中,O2参与有氧呼吸第三阶段,反应的场所是线粒体内膜。(2)无氧呼吸只有第一阶段产生NADH,有氧呼吸第一、第二阶段都会产生NADH,且无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段产生NADH一样多,因此消耗等量的葡萄糖,肿瘤细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少。大鼠肿瘤细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,但缓冲物质能与乳酸发生中和反应,以维持血浆pH的稳定,因此其血浆pH不会发生明显变化。(3)溶酶体是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,因此损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的溶酶体降解。由图1可知,适度低氧(10%O2)时线粒体自噬水平相对值比常氧(20%O2)时线粒体自噬水平相对值大得多,说明适度低氧导致线粒体的自噬水平显著提高。由图2可知,相对于对照组来说,3MA处理组活性氧含量相对值更高,说明线粒体自噬可以消耗活性氧,使细胞中活性氧含量下降。图1和图2显示,严重低氧时,线粒体自噬水平有所提高,但活性氧含量仍较高,活性氧会损伤大分子物质和线粒体,可推测严重低氧促进了线粒体自噬,但还不足以清除细胞中的活性氧,活性氧在细胞中积累,最终导致细胞死亡。答案:(1)自由扩散线粒体内膜(2)少血浆中的缓冲物质能与乳酸发生中和反应,以维持血浆pH的稳定(3)溶酶体线粒体的自噬水平显著提高线粒体自噬可以消耗活性氧,使细胞中活性氧含量下降严重低氧促进线粒体自噬,但还不足以清除细胞中的活性氧,活性氧在细胞中积累,最终导致细胞死亡15.生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题。(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和释放的CO2。

(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止,又能保证正常进行。

(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)解析:(1)白天植物的叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用,光合作用过程中产生ATP的场所是叶绿体,呼吸作用过程中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。据题干信息可知,白天储存在液泡中的苹果酸脱羧释放出CO2用于光合作用,同时叶肉细胞也进行有氧呼吸,有氧呼吸释放出来的CO2也可用于光合作用。(2)干旱的环境中,白天气孔关闭可以降低蒸腾作用,避免植物细胞过度失水;夜间气孔打开吸收CO2,通过生成苹果酸储存在液泡中,白天苹果酸脱羧释放的CO2为光合作用的进行提供原料,保证了光合作用的正常进行。(3)本实验目的是“验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式”,根据题干信息“晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中”推断,苹果酸的存在导致细胞液呈酸性,白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放CO2,苹果酸分解释放出CO2后,使得细胞液的pH升高或趋向于呈中性,则实验的自变量为时间,因变量是细胞液的pH,可通过检测白天和夜晚的叶肉细胞中细胞液的pH验证其CO2固定方式。答案:(1)叶绿体、细胞质基质、线粒体有氧呼吸(2)蒸腾作用过强导致植物失水光合作用(3)实验思路:植物甲在干旱的环境条件下(其他条件适宜)培养一段时间,分别在白天和晚上测定植物甲液泡内的pH,统计分析实验数据。预期结果:晚上的pH明显低于白天。16.(2023·山东济南一模)茉莉酸甲酯(MeJA)是一种新型植物生长调节物质,与植物抗逆性有关。为研究MeJA和激素S对干旱条件下萱草(中药材)光合作用的影响,某研究小组测定萱草植株的指标及结果如下表所示。回答下列问题。处理叶绿素含量(mg·g-1)类胡萝卜素含量(mg·g-1)气孔导度(mmol·m-2·s-1)净光合速率(μmol·m-2·s-1)对照6.8302.5540.09819.000干旱5.7712.2100.03012.756干旱+MeJA6.2052.3820.05716.785干旱+MeJA+激素S5.8522.3050.04313.549注:干旱处理为对萱草植株不进行灌溉。(1)直到20世纪70年代,人们才发现MeJA是一种新型植物激素,其在植物体内含量极少,不容易被提取分离出来。MeJA被确认为植物激素的依据是。

(2)萱草叶肉细胞中,光合色素分布于,主要作用是在吸收传递光能的同时,将光能转变为中的化学能,为暗反应提供能量。

(3)在获得上表数据后,研究人员想要获得不同处理条件下萱草植株适时的实际光合速率,则进一步的操作思路应为。

(4)上表中,萱草的对照处理应该为。结合上表分析,从激素S和MeJA对干旱条件下萱草光合作用的影响来看,二者存在(填“协同”或“拮抗”)关系。

(5)结合上表分析,与对照相比,干旱会导致萱草光合速率下降,其原因是(答出2点)。若要在常年降水偏少的地区提高萱草产量,结合MeJA和激素S的作用分析,采取的措施是