2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 017-高考真题集训3 细胞的能量供应和利用（教用）

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1．（2025· 黑吉辽蒙卷·1）下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是（ ）
A. 基本单位是脱氧核苷酸
B. 在细胞内或细胞外均可发挥作用
C. 当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应
D. 为维持较高活性，适宜在70℃～75℃下保存
【答案】B
【解析】DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，A错误；DNA聚合酶发挥作用需要模板、原料和适宜的条件等，如进行PCR时需要模板DNA、引物、4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和含Mg2+的缓冲液（激活DNA聚合酶）等，C错误；耐高温的DNA聚合酶在高温下具有较高活性，但需在低温环境中长期保存，D错误。
2．（2023·浙江1月选考卷·8）某同学研究某因素对酶活性的影响,实验处理及结果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min,酶活性丧失50%;己糖激酶溶液中加入过量底物后置于45℃水浴12min,酶活性仅丧失3%。该同学研究的因素是（ ）
A. 温度B. 底物C. 反应时间D. 酶量
【答案】B
【解析】该同学两次操作的差异是第一次未加底物，第二次加了过量底物，即该同学研究的因素（题述实验的自变量）是底物，故选B。
3．（2023·广东卷·1）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（ ）
A. 揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B. 发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C. 发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D. 高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
【答案】C
【解析】揉捻可破坏细胞结构，使多酚氧化酶与茶多酚充分接触，促进茶黄素的形成，A正确；适宜的温度可以维持酶的活性，B正确；pH影响酶活性，有机酸含量增加会影响多酚氧化酶的活性，C错误；高温可以使多酚氧化酶失活，可防止发酵完成后过度氧化，从而影响茶的品质，D正确。
4．（2025·河北卷·1）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（ ）
A. 肌肉的收缩B. 光合作用的暗反应
C. Ca2+载体蛋白的磷酸化D. 水的光解
【答案】D
【解析】肌肉收缩需要消耗ATP；光合作用过程中暗反应消耗ATP；Ca2+载体蛋白磷酸化后结构发生改变，该过程需要消耗ATP，A、B、C不符合题意。光合作用中水的光解利用光能，不消耗ATP，D符合题意。
5．（2023·重庆卷·10）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH([H])。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAM
B. 静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH
C. 食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD+
D. 肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自NADH
【答案】D
【解析】静脉注射标记的NA，NA可以在组织细胞内转化为NAD+，NAD+可以在组织细胞内转化为NAM，NAM可以进入肠腔，因此肠腔内会出现标记的NAM，A正确；静脉注射标记的NAM，NAM可以在组织细胞内转化为NAD+，NAD+可以在组织细胞内转化为NADH，因此细胞质基质会出现标记的NADH，B正确；结合题图，食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NA合成NAD+，进而转化成NAM，可再进行NAD+的合成，C正确；肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自无氧呼吸，D错误。
6．（2023·浙江1月选考卷·16）为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A. 酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B. 酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C. 可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D. 不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
【答案】C
【解析】探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，有无O2是实验的自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度皆属于无关变量，A、B错误；可用酒精和CO2的生成量作为实验因变量的检测指标，C正确；消耗等量的葡萄糖，需（有）氧呼吸比厌（无）氧呼吸释放的能量多，D错误。
7．（2023·全国乙卷·2）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A. 氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B. 叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C. 用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D. 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
【答案】D
【解析】叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，反之则越慢，D错误。
8．（2025·重庆卷·16）（12分）科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。
（1） 为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见表。
结果表明，X能够促进水绵利用_ _ _ _ 光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 时，水绵光能利用效率最佳。
（2） 为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。
① 用离体叶绿体、X和Y（可与NADPH发生反应的化合物）进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能_ _ _ _ （填“促进”或“抑制”）叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y+经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线_ _ _ _ （填“甲”或“乙”或“丙”）。
② 将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 绿；类囊体/基粒
（2） ① 促进；丙
② X溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快
（3） 脱落酸含量增加
【解析】
（1） 分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量明显增加，由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，因此X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体（或基粒）时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。
（2） ① Y可与NADPH发生反应，由图可知，与Y+叶绿体组相比，Y+叶绿体+X组中Y的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理获得的结果最符合图中曲线丙。
② 将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是X溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快。
（3） 脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植物激素是脱落酸，且其含量增加。
9．（2025· 陕晋宁青卷·17）（10分）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图（b）。回答下列问题。
图（a）
图（b）
（1） R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的_ _ _ _ ,产物C3在光反应生成的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 参与下合成糖类等有机物。
（2） 植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W,原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率_ _ _ _ （填“增大”或“减小”）;相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度_ _ _ _ （填“大”“小”或“无法判断”）。
（4） 若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 基质；ATP、NADPH
（2） 植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨酸和CO2，释放的CO2转化成HCO3−，促进可溶性糖等溶质的生成，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞渗透压增大吸水，气孔开度增大，有利于CO2的吸收，暗反应速率加快，提高了叶片的净光合速率，所以植株S叶片的净光合速率高于植株W
（3） 减小；小
（4） 实验思路：构建保卫细胞中G酶基因缺失的突变体（或构建敲除了保卫细胞中G酶基因的植株），与野生型植株W在相同且适宜的条件下培养一段时间后，测定两组植株在不同光照强度下的净光合速率。预期结果：突变体植株在不同光照强度下的净光合速率小于野生型植株W
【解析】
（1） 叶绿体中，CO2固定的场所是叶绿体基质。C3的还原需要光反应提供的ATP和NADPH参与。
（2） 由图（a）可知，G酶增加会促进甘氨酸转化为丝氨酸和CO2，释放的CO2转化成HCO3−，促进可溶性糖等溶质的生成，保卫细胞渗透压升高吸水使气孔开度增大，有利于增加暗反应原料CO2的供应，暗反应速率加快，提高了叶片的净光合速率，所以植株S叶片的净光合速率高于植株W。
（3） 根据图（a）信息，O2会与CO2竞争R酶同一活性位点，因此增大环境中O2浓度，会使植株S净光合速率减小。与植株W相比，植株S保卫细胞中G酶基因表达量增加，将甘氨酸转化为丝氨酸和CO2的量增加，使植株光合作用中可利用的CO2增多，故环境O2浓度升高时植株S光合速率的降低幅度较小，且两植株呼吸速率接近，故植株S的净光合速率降低幅度较小。
（4） 前述实验中，已进行了植株W（野生型）和植株S（保卫细胞中G酶表达量增加）间的比较，为了进一步证明G酶的作用，可以新增保卫细胞中G酶基因缺失突变体（或G酶基因敲除的植株）作为实验组，在与前述实验相同的条件下处理以进行对照实验观察净光合速率的变化。光质
蓝光
绿光
黄光
橙光
红光
处理
培养液（对照）
150
12
10
14
89
培养液+X
139
28
7
13
88