2023届高考生物一轮复习细胞的代谢单元测试含答案

这是一份2023届高考生物一轮复习细胞的代谢单元测试含答案，共15页。试卷主要包含了单项选择题，选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题强化训练(二)　细胞的代谢
(分值：100分)
一、单项选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．(2022·淄博一模)下列关于细胞内ATP、NADH、NADPH等活性分子的叙述，错误的是(　　)
A．ATP脱去两个磷酸基团后可参与RNA的合成
B．ATP的合成通常与细胞内的放能反应偶联
C．NADH和NADPH都是具有还原性的活性分子
D．叶肉细胞可通过光合作用和呼吸作用合成NADPH
解析　D　ATP的结构简式是A－P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，水解掉2个磷酸基团后则形成AMP即腺嘌呤核糖核苷酸，即成为组成RNA的基本单位，A正确；ATP合成与细胞中的放能反应相联系，细胞放出能量储存于ATP中，B正确；叶绿体中的NADPH参与C3的还原，线粒体中的NADH与氧结合生成水，二者都具有还原性，C正确；NADH是呼吸作用产生的还原型辅酶Ⅰ，而NADPH是光合作用产生的还原型辅酶Ⅱ，是两种不同的物质，D错误。
2．(2022·烟台调研)下列关于生物体内酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A．乳酸菌和破伤风杆菌进行细胞呼吸各阶段均能生成ATP
B．正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率高于其合成速率
C．酶是通过为化学反应提供所需能量来加快生物化学反应速率的
D．胰腺的内、外分泌部合成和分泌蛋白质过程中均需要ATP的参与
解析　D　乳酸菌和破伤风杆菌都属于厌氧型生物，只能进行无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段不能产生ATP，A错误；ATP在正常细胞中的含量保持动态平衡，正常人运动时肌肉细胞ATP的水解速率等于其合成速率，B错误；酶通过降低化学反应的活化能来加快生物化学反应速率，C错误。
3．(2022·张家口一模)细胞的能量“通货”是ATP。ATP为细胞内绝大多数需要能量的生命活动直接供能。下列与细胞内能量有关的叙述，错误的是(　　)
A．细胞中ATP分子的高能磷酸键中的能量主要来源于细胞呼吸
B．细胞中的糖类、脂肪等有机物通过氧化分解可将能量转移至ATP中
C．细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜均分布着催化ATP合成的酶
D．不是所有细胞都能进行细胞呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞
解析　D　细胞呼吸是细胞内生成ATP的主要途径，故ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源是细胞呼吸，A正确；细胞中的糖类、脂肪等有机物均可作为细胞呼吸的底物，通过氧化分解释放能量，并将部分能量储存在ATP中，B正确；有氧呼吸的三个阶段分别发生在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，三个阶段均可生成ATP，ATP的合成需要酶的催化，C正确；哺乳动物成熟的红细胞不能进行有氧呼吸，但可进行无氧呼吸，D错误。
4．(2022·临沂二模)在无氧条件下，酿酒酵母可将木糖转化为乙醇。大致过程如图，科学家利用蛋白质工程对相关酶进行改造，乙醇产量显著提高。下列说法正确的是(　　)

A．上述过程中利用NAD＋的部位主要在细胞质基质和线粒体基质
B．产生木酮糖时，NAD＋变为NADH，NADH进一步与O2结合生成水
C．科学家利用蛋白质工程对酶改造通过直接改变蛋白质结构来完成
D．木糖转化为乙醇过程中释放能量，其中有少部分用于合成ATP
解析　D　无氧条件下木糖才被转化成乙醇，而线粒体基质是有氧呼吸第二阶段的场所，A错误；产生木酮糖，NAD＋变为NADH是在无氧条件下进行的，所以没有O2与NADH结合生成水，B错误；蛋白质工程的操作对象是基因，而基因是通过控制酶的合成来间接控制生物的性状，C错误；在无氧条件下，大分子的木糖转化成小分子的乙醇，属于细胞呼吸，所以能释放能量并形成少量ATP，D正确。
5．(2022·济宁一中检测)将刚采摘的新鲜蓝莓均分为两份，放在1 ℃的冷库内储藏，其中一份用高浓度的CO2处理48 h，另一份则不作处理。从采摘后算起每10 d取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论不正确的是(　　)

A．比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B．第20 d对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
C．第40 d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D．储藏蓝莓前用高浓度的CO2短时处理，能抑制其在储藏时的无氧呼吸
解析　C　当CO2释放量大于O2吸收量时，表明既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；由图可知，第20 d对照组CO2/O2大于1，表明蓝莓进行了无氧呼吸，有乙醇产生，而CO2处理组CO2/O2为1，表明没有进行无氧呼吸，没有乙醇产生；第40 d时，对照组蓝莓CO2释放量和O2吸收量比值约等于2，此时无氧呼吸消耗的葡萄糖大约为有氧呼吸的3倍；分析可知，储藏蓝莓前用高浓度的CO2短时处理，能抑制其无氧呼吸。
6．(2022·潍坊一模)光呼吸是O2/CO2偏高时与光合作用同时发生的生理过程，是经长期进化形成的适应机制。光呼吸和暗反应关系密切，机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．光呼吸可保证CO2不足时，暗反应仍能正常进行
B．光合作用的光反应强于暗反应容易导致光呼吸发生
C．光呼吸过程虽消耗有机物，但不产生ATP
D．抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度
解析　D　当环境中CO2不足时，植物通过光呼吸产生CO2，供暗反应进行，A项正确；光合作用的光反应强于暗反应时，O2/CO2偏高，产生过多的NADPH和ATP，光呼吸容易进行，B项正确；从过程图看出光呼吸过程消耗了C5，消耗ATP，不产生ATP，C项正确；抑制光呼吸能够减少有机物的消耗，但不能大幅度提高光合作用强度，D项错误。
7．(2022·山东实验中学一模)雨生红球藻是一种淡水藻类，与水绵相同，属于绿藻类的自养生物。该藻能大量积累虾青素而呈现红色，虾青素是一种强大的抗氧化剂，具有脂溶性，不溶于水。下列有关红球藻的说法错误的是(　　)
A．红球藻吸收红光和蓝紫光，但不吸收绿光
B．红球藻中的叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上
C．红球藻中的虾青素可以用无水乙醇提取
D．将红球藻置于海水中可能会发生质壁分离
解析　A　红球藻属于绿藻类自养生物，说明它含有叶绿体，能进行光合作用，而叶绿体中的色素能够吸收红光和蓝紫光，也能吸收绿光，只是吸收量很少，A错误；红球藻的结构类似水绵，含有叶绿体，叶绿素位于叶绿体的类囊体薄膜上，B正确；虾青素具有脂溶性，不溶于水，因此可以用有机溶剂无水乙醇来提取，C正确；红球藻生活在淡水中，如果将红球藻置于海水中，可能由于细胞外溶液浓度过高，使红球藻失水，从而发生质壁分离，D正确。
8．(2022·菏泽一模)生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系。后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述错误的是(　　)
A．“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析有光和无光条件下光合作用速率的不同
B．“光合作用的探究历程”中的实验主要是定性分析，以探究光合作用的条件、原料和产物等
C．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件
D．“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用O2释放量作为观测指标
解析　A　探究光照强度对光合作用的影响，自变量应该是光照强度，即定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误；光合作用的探究历程，目的就是确定光合作用这一未知的生理过程的条件、原料、产物、场所等，属于定性分析，B正确；探究光合作用的最适温度，需要先做预实验，也就是先设计一组梯度比较大的温度梯度进行实验，属于定量分析，C正确；探究环境因素对光合作用的影响，自变量是不同的环境因素(光照强度、光质、CO2浓度、温度等)，但因变量都是光合作用速率，而O2释放量是净光合速率，可以代表特定条件下光合速率的大小，D正确。
9．(2022·全国乙卷)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
解析　C　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。
10．(2022·青岛一模)为研究两种呼吸抑制剂的作用，甲组实验在有氧条件下，向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂(R1)。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂(R2)，其他条件相同。下列说法正确的是(　　)
A．R1、R2都是作用于有氧呼吸的第三阶段
B．甲组细胞中的ATP产生量迅速降至零，细胞继而死亡
C．R2的作用效果与将乙组改为无氧条件但不加R2的效果完全相同
D．一段时间内，两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高
解析　D　有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，也可以合成ATP，所以R1可以作用于有氧呼吸第二和第三阶段，A错误；细胞质基质可以进行有氧呼吸第一阶段的反应，产生少量ATP，所以甲组细胞中仍然可以产生少量ATP，B错误；R2特异性抑制[H]与O2，但细胞可以进行有氧呼吸第二阶段的反应，将丙酮酸彻底分解，而在无氧条件下，细胞不能将丙酮酸分解，只能将其还原为乳酸，因此二者不同，C错误；一段时间后，细胞合成ATP减少，因此需要通过无氧呼吸产生ATP，而无氧呼吸产生的能量较少，所以需要通过更多的分解葡萄糖为生命活动提供能量，因此两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高，D正确。
11．(2022·山东重点中学联考)电子传递链是一系列电子载体按对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是真核生物中细胞呼吸过程(以葡萄糖为呼吸底物)中电子传递链的部分示意图。下列说法错误的是(　　)

A．图示生物膜是线粒体内膜
B．图示中的NADH来自葡萄糖的分解
C．图示过程发生于有氧呼吸第三阶段
D．图中膜蛋白参与了物质运输和能量转换
解析　B　由题干可知，该图是真核生物中细胞呼吸过程中电子传递链的部分示意图，根据有O2及NADH的消耗可知，图示过程属于有氧呼吸第三阶段，因此该生物膜是线粒体内膜，A、C正确；有氧呼吸第三阶段消耗的[H](NADH)，一部分来自有氧呼吸第一阶段葡萄糖的分解，另一部分则来自有氧呼吸第二阶段丙酮酸和H2O的彻底分解，B错误；分析图示可知，NADH分解产生NAD＋等发生在膜蛋白上，将NADH中的化学能转化为电能，实现能量转换，H＋还可以经膜蛋白运输到生物膜的另一侧，实现物质运输，D正确。
12．(2022·潍坊二模)通常情况下，光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，用于光合作用。研究发现某些蓝细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素a的光合系统会失效，而含有叶绿素f的光合系统会启动。进一步研究发现，叶绿素f能吸收、转化红外光，用于光合作用。下列有关叙述正确的是(　　)
A．培养蓝细菌研究光合作用时，需提供葡萄糖作为碳源
B．叶绿素f主要分布在蓝细菌叶绿体类囊体薄膜上
C．叶绿素f能够吸收、转化红外光，体现了蓝细菌对环境的适应
D．在正常光照条件下，蓝细菌会同时吸收可见光和红外光进行光合作用
解析　C　蓝细菌利用CO2进行光合作用，不需要葡萄糖作为碳源，A项错误；蓝细菌没有叶绿体，B项错误；在正常光照条件下，含有叶绿素f的光合系统没有启动，D项错误。
13．(2022·潍坊模拟)在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．AB时间段内，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量
B．若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则B点会向右上方移动
C．若在D点时加入适量的淀粉酶，则曲线的走势不会发生改变
D．BC时间段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低
解析　B　若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则酶促反应速率会加快，底物会更早出现不足，因此B点会向左上方移动，B错误。
14．下图表示高等植物体内某些生理过程。据图分析，下列说法不正确的是(　　)

A．Ⅰ阶段生成ATP和NADPH所需要的能量可以是光能也可以是化学能
B．③和④过程进行的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质
C．Ⅰ、Ⅱ阶段所示的过程是生态系统赖以维持的重要基础
D．④、⑤过程可发生在同一个体不同部位的组织细胞中
解析　A　图示为高等植物的光合作用和细胞呼吸，Ⅰ阶段(光反应)能量来源只能是光能，A错误；③是暗反应，④是无氧呼吸，场所分别是叶绿体基质和细胞质基质，B正确；Ⅰ、Ⅱ表示光合作用，可以将无机物转化为有机物，是生态系统赖以生存的基础，C正确；④是无氧呼吸，⑤是有氧呼吸，可发生在同一个体不同部位的组织细胞中，D正确。
15．(2022·成都模拟)为研究低氧胁迫对青瓜根细胞呼吸的影响，某研究小组用A、B两个青瓜品种进行实验研究，图示结果为一周后测得的根系中乙醇的含量。据图分析，下列说法正确的是(　　)

A．正常通气时青瓜根细胞产生的CO2都来自线粒体
B．在低氧条件下A品种的根细胞只能进行无氧呼吸
C．低氧时B品种根细胞产生ATP的速率较A品种低
D．根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程不会产生ATP
解析　D　正常通气时，测得的根系中有少量的乙醇，说明青瓜根细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，所以产生的CO2来自线粒体和细胞质基质，A错误；在低氧条件下A品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比B品种多，但不能确定A品种的根细胞只能进行无氧呼吸，B错误；低氧时B品种根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比A品种少，但有氧呼吸可能比A品种强，所以不能确定其产生ATP的速率较A品种低，C错误；根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程发生在无氧呼吸第二阶段，没有能量释放，所以不会产生ATP，D正确。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分，每小题有一个或多个选项符合题目要求。
16．(2022·山东省实验中学一模)萤火虫尾部发光器能发光的机理如图所示。ATP快速荧光检测仪中含有荧光素、荧光素酶等物质，用来快速检测食品表面的微生物，下列说法正确的是(　　)

A．ATP是细胞中的“能量货币”，细胞中储存大量ATP为生命活动供能
B．ATP快速荧光检测仪只能检测是否有微生物残留，不能检测数量
C．ATP快速荧光检测仪既可以检测残留的需氧型微生物，也可以检测厌氧型微生物
D．荧光素酶可以催化荧光素转化为荧光素酰腺苷酸
解析　C　ATP是细胞中的能量货币，但细胞中储存的ATP较少，需要ATP与ADP不断转化来为生命活动供能，A错误；微生物残留量越多，产生的ATP越多，所发荧光强度越强，所以用荧光检测仪也能检测微生物的数量，B错误；ATP快速荧光检测仪能检测残留的所有能产生ATP的微生物，包括需氧微生物和厌氧微生物，C正确；由图可知，荧光素酶可以催化荧光素酰腺苷酸转化为氧合荧光素，D错误。
17．(2022·烟台一模)氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)不仅参与细胞呼吸过程，也可作为底物通过DNA修复酶参与DNA修复。研究发现提高小鼠体内eNAMPT(合成NAD＋的关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老。下列说法正确的是(　　)
A．核糖体上合成的DNA修复酶通过核孔进入细胞核
B．细胞内NAD＋的数量减少可导致细胞的衰老
C．eNAMPT能够为NAD＋的合成提供活化能
D．衰老小鼠的体细胞中不能合成eNAMPT
解析　AB　DNA修复酶作用场所是细胞核，所以核糖体上合成的DNA修复酶通过核孔进入细胞核，A正确；提高小鼠体内eNAMPT(合成NAD＋的关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老，说明细胞内NAD＋的数量减少可导致细胞的衰老，B正确；eNAMPT能够降低合成NAD＋所需要的活化能，C错误；衰老小鼠的体细胞中eNAMPT含量较少，但是不一定不能合成eNAMPT，D错误。
18．茶树是一年内多轮采摘的叶用植物，对氮元素需求较大，因此生产中施氮量往往偏多，造成了资源浪费和环境污染。为了科学施氮肥，科研小组测定了某品种茶树在不同施氮量情况下净光合速率等指标，结果见下表。表中氮肥农学效率＝(施氮肥的产量－不施氮肥的产量)/施氮肥的量，在茶叶收获后可通过计算得出叶绿素含量、净光合速率能直接用仪器快速检测。下列说法正确的是(　　)
施氮量
/ (g·m－2)
叶绿素含量
/(mg·g－1)
净光合速率/
(μmol·m－2·s－1)
氮肥农学效
率/(g·g－1)
0
1.28
9.96
－
25
1.45
10.41
1.51
40
1.52
12.54
2.42
55(生产中常用施氮量)
1.50
10.68
1.72
A.氮元素与茶树体内叶绿素合成有关，科学施氮肥能够促进光反应
B．在茶树体内，氮元素不参与二氧化碳转化为有机物的过程
C．净光合速率能够反映氮肥农学效率，生产过程中可依此指导科学施氮肥
D．40 g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量还需进一步测定
解析　ACD　氮元素与茶树体内叶绿素合成有关，叶绿素具有吸收、转化、传递光能的作用，科学施氮肥能够促进光反应，A正确；在茶树体内，二氧化碳转化为有机物的过程需要酶、ATP、NADPH，这些化合物中含有氮元素，B错误；从表格数据分析，施氮肥的量不同，净光合速率不同，净光合速率能够反映氮肥农学效率，生产过程中可依此指导科学施氮肥，C正确；40 g·m－2不一定是最佳施氮量，最佳施氮量还需缩小梯度进一步测定，D正确。
19．某植物种子的种皮透水性和透气性极差，导致萌发率低。生物小组为了解该植物种子萌发过程中细胞呼吸的情况，在适宜条件下测得CO2的吸收速率(单位：mL·g－1·h－1)，结果如图。下列有关叙述正确的是(　　)

A．种子萌发前主要进行无氧呼吸，并产生酒精
B．种子萌发后需要先合成相关色素才能进行光合作用
C．在萌发后的第4天，幼苗在线粒体基质中生成CO2
D．在萌发后的第6天，幼苗的总光合速率是30 mL CO2·g－1·h－1
解析　ABC　植物种子通过吸胀作用吸水，种皮坚硬致密，透水性透气性差，所以萌发前主要进行无氧呼吸，无氧呼吸的终产物是酒精和CO2，A正确；光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，其中光反应阶段需要相关色素的参与，故种子萌发后需要先合成相关色素才能进行光合作用，B正确；萌发后的第4天，植物进行光合作用和有氧呼吸，在有氧呼吸第二阶段生成CO2，场所是线粒体基质，C正确；种子萌发后第4天开始生长至第6天，幼苗的总细胞呼吸强度大于第2天的，此时的总光合速率等于净光合速率(15 mL·g－1·h－1)加上呼吸速率(>15 mL·g－1·h－1)，则第6天幼苗的总光合速率大于30 mL CO2·g－1·h－1，D错误。
20．(2022·潍坊一模)叶面积系数是指单位土地面积上的叶面积总和，它与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图1所示。图2为来自树冠不同层的甲、乙两种叶片的净光合速率变化图解。下列说法错误的是(　　)

A．a点后群体干物质积累速率变化对于合理密植有重要指导意义
B．a～b段群体光合速率增加量大于群体呼吸速率增加量
C．c点时甲、乙两种叶片固定CO2的速率相同
D．甲净光合速率最大时所需光照强度高于乙，可判断甲叶片来自树冠上层
解析　BC　由图可知，当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升，当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，据此可以看出过度密植会导致产量下降，因而图示的研究对于合理密植具有重要指导意义，A正确；a～b段群体光合速率增加量小于群体呼吸速率增加量，因而当叶面积系数大于a时，群体干物质积累速率下降，B错误；c点时甲、乙两种叶片净光合速率相等，均为零，此时光合速率等于呼吸速率，但两种叶片的呼吸速率不同，因此，此时甲、乙两种叶片固定CO2的速率不同，C错误；由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知，甲叶片位于树冠上层，D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21．(11分)(2022·湖南卷)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温度为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时。回答下列问题：
(1)在此条件下，该水稻种子________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是_______________________________________________ ______________________________________________________________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)，其他条件与上述实验相同，该水稻________(填“能”或“不能”)繁育出新的种子，理由是________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有________特性。
解析　种子萌发初期，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，有机物含量逐渐减少；当幼苗出土、形成绿叶后，开始通过光合作用合成有机物，但光合作用大于呼吸作用时，植株有机物开始增加。(1)种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。(2)将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
答案　(1)能　种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
(2)不能　光照强度为10 μmol/(s·m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花　(3)耐受酒精毒害
22．(11分)(2022·潍坊一模)线粒体对缺氧敏感，高海拔低氧可引起线粒体氧化应激平衡失调，严重低氧可导致细胞死亡。研究人员以雄性健康大鼠为材料，采用低压舱模拟不同海拔低氧的方法研究低氧环境下细胞的适应性功能改变。
(1)大鼠有氧呼吸过程中，O2在______________(填写具体场所)参与反应，该阶段释放出的能量将转化为_____________________________________________________________。
(2)当细胞中O2含量低时，受损线粒体代谢中会产生更多的活性氧等自由基，自由基对细胞的损害主要表现在___________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少答出两个方面)。
(3)将大鼠细胞分别用常氧(甲)、适度低氧(乙)和严重低氧(丙)处理24 h后，三类细胞受损线粒体的自噬情况如图1所示；三类细胞经3­甲基腺嘌呤(自噬抑制剂)处理相同时间后细胞内活性氧含量情况如图2所示。

①受损线粒体可经自噬途径被细胞中的________(结构)降解，激烈的自噬可能诱导细胞发生________现象。
②综合分析图1、图2结果，可推测适度低氧能________。
(4)模拟实验发现，大鼠暴露到5000～7000米海拔10天，心肌细胞中线粒体的DNA和RNA合成显著增加。请从线粒体角度推测低氧下心肌细胞内发生的适应性改变有哪些？______________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两条即可)。
解析　(1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒体内膜；在有氧呼吸第三阶段，释放出的能量将转化为热能(大部分)和ATP中的化学能(少部分)。(2)细胞代谢过程中会产生自由基，其攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基，这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，损伤生物膜结构与功能；此外，自由基还会攻击DNA，造成基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性降低，导致细胞衰老。(3)①溶酶体是细胞的消化车间，内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，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；激烈的细胞自噬可能诱导细胞发生细胞凋亡现象。②分析图1可知，与甲组(常氧)和丙组(严重低氧)相比，乙组(适度低氧)细胞内线粒体自噬情况相对值最高；分析图2可知，用自噬抑制剂处理后，各组的活性氧含量均有所升高，且乙组与对照组活性氧的差值最大，故可推测适度低氧可促进受损线粒体自噬，使细胞的活性氧减少。(4)综合上述信息可知，大鼠暴露到5000～7000米海拔10天，低氧条件下心肌细胞中线粒体的DNA和RNA合成显著增加，推测低氧可能促进相关基因的表达，导致线粒体数目增加，线粒体中与有氧呼吸相关的酶数量增加，以适应低氧环境。
答案　(1)线粒体内膜　热能和ATP中的化学能
(2)攻击生物膜，损伤生物膜结构与功能；攻击DNA，造成基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性降低
(3)①溶酶体　细胞凋亡　②促进受损线粒体自噬，使细胞的活性氧减少
(4)线粒体数目增加；线粒体中有氧呼吸酶数量增加
23．(11分)(2022·日照一模)干旱对植物生长有较严重影响，研究人员从盐生植物碱蓬中获得了两个特有的基因：CYC基因和AFP基因，为进一步研究两基因的功能，研究人员通过基因工程技术获得了转CYC基因水稻植株、转AFP基因水稻植株，并进行了相关实验，结果如下表所示。回答下列问题：
分组处理
根部细胞无机盐
含量/(mg·g－l)
叶片叶绿
素含量/
(mg·g－l)
光合速率/
(μ mol CO2·
m－2·s－1)
普通水稻植株、湿度70%
1.31
3.22
21.17
普通水稻植株、湿度30%
1.36
2.41
16.32
转CYC基因水稻植株、湿度70%
1.32
3.24
21.23
转CYC基因水稻植株、湿度30%
1.67
2.43
18.92
转AFP基因水稻植株、湿度70%
1.29
3.31
21.32
转AFP基因水稻植株、湿度30%
1.37
3.18
19.97
(1)测定水稻叶片中的叶绿素含量时，需要先提取色素，提取绿叶中光合色素的原理是________。利用纸层析法分别分离正常条件下和干旱条件下的叶片中的光合色素，所得的滤纸条自上到下第________条色素带存在明显差异。
(2)与普通水稻相比，湿度30%条件下，转AFP基因水稻光合速率下降不明显，根据实验结果分析其原因是____________________________________________________________。
(3)结合上述研究结果分析，碱蓬能够在盐碱、干旱条件下保持较好生长状态的原因是________________________________________________________________________。
解析　(1)提取色素原理是色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中。正常情况下，在光合色素分离的滤纸条上，从上至下的色素条带依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。分析表格可知，正常条件下和干旱条件下的叶片中叶绿素(包含叶绿素a和叶绿素b)的含量相差较大，所以两种条件下提取出的色素在滤纸条自上到下第三、四条色素带存在明显差异。(2)与普通水稻相比，湿度30%条件下，转AFP基因水稻的叶片中叶绿素含量明显提高，有利于光合作用光反应的进行，故转AFP基因水稻光合速率仍维持较高水平。(3)分析表格数据可知，与对照相比，转CYC基因水稻植株在湿度为30%的条件下，根部细胞中无机盐含量升高，而叶片中叶绿素含量差别不大，光合速率有所提高，故推测CYC基因的功能是通过促进根部细胞对无机盐的吸收，增大细胞的渗透压，增强根部吸水能力来适应盐生环境的；湿度降低后，与普通水稻相比，转AFP基因水稻的叶片中叶绿素含量明显提高，有利于光合作用光反应的进行，转AFP基因水稻光合速率仍维持较高水平，故推测AFP基因可以促进合成叶绿素来适应干旱环境。
答案　(1)色素易溶于有机溶剂　三、四
(2)叶绿素含量较高，吸收利用光能较多，光反应速率较高
(3)提高根部细胞无机盐的含量，使细胞渗透压升高，增强根部细胞的吸水能力；保持较高的叶绿素含量，维持较高的光合速率
24．(11分)(2022·菏泽一模)菏泽牡丹历史悠久，具有较高的科研价值。科研人员利用密闭玻璃容器探究光照强度对牡丹光合作用速率的影响，甲、乙两图是在温度、CO2浓度均适宜的条件下测得的相关曲线。请回答下列问题：


(1)图甲中B点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器是________，在叶绿体中为C3的还原提供能量的物质是________，分离叶绿体中色素所用试剂是________。
(2)据图乙曲线分析，给植株光照时间共有____h，其中有光照且光照强度一定保持不变的时间段有________(用字母回答)。
(3)若在图甲实验的环境条件下，每天光照12 h，则光照强度至少要大于________ klx时，植株才能够正常生长。
(4)你认为图丙装置________(填“能”或“不能”)准确测出图甲中A点的数值，并说明理由________________________________________________________________________。
解析　(1)图甲的B点是净光合速率为0的点，此时的叶肉细胞在进行光合作用和呼吸作用，所以B点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体；在光合作用的暗反应中为C3的还原提供能量的物质是ATP和NADPH；提取和分离叶绿体中色素所用试剂分别是无水乙醇和层析液。(2)对比甲、乙两图可知，图乙中A点时开始进行光合作用，G点时光合作用消失，所以图乙曲线的实验中，给植株光照时间共有14 h；图乙中的AB段和CD段，氧气的产生速率分别为－1 mmol/h和1 mmol/h，结合图甲可确定它们所对应的光照强度非常弱，分别为1 klx和3 klx，所以有光照且光照强度一定保持不变的时间段有AB段和CD段；EF已经达到光合速率的最大值，所以限制EF段光合速率的因素主要是CO2浓度，由于是在密闭容器中，CO2浓度不断下降，要维持最大光合速率，所以推测EF段的光照强度是偏大的。(3)在图甲实验的环境条件下，每天在光照的8 h内，光合作用实际合成的有机物的量大于一昼夜呼吸作用消耗的有机物的量，植株才能够正常生长。分析图甲可知，纵坐标表示净光合速率，每小时呼吸作用氧气的量即呼吸速率为2 mmol/h，则一昼夜呼吸作用消耗氧气量为2×24＝48 mmol。若每天光照12小时，则平均每小时氧气的实际产生生最即实际光合速率应大于48÷12＝4 mmol/h时，植株才能够正常生长。依据净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，可解得净光合速率＝2 mmol/h，所对应的光照强度为4 klx。(4)丙装置缺乏相应的对照组，无法排除外界环境条件对红色液滴移动的影响，因此不能准确测出A点数值。
答案　(1)叶绿体和线粒体　ATP和NADPH　层析液
(2)14　AB段和CD段　(3)4
(4)不能　该装置缺乏对照，不能排除外界环境条件对红色液滴移动的影响
25．(11分)(2022·广东六校联考)酶抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，如模型A所示；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，能改变酶的构型，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，如模型B所示。
　
(1)酶催化作用的机理是____________________________________________________。
(2)结合图示信息判断：高温、过酸、过碱对酶活性的影响与________的作用相同，通过增加底物浓度的方法可以降低或解除________对酶的抑制作用。
(3)研究发现某氨基酸能降低酶G的活性。请设计实验探究某氨基酸降低酶G活性的作用方式属于模型A还是模型B，简要写出实验思路和预期实验结果及结论。
①实验思路：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
②预期实验结果及结论：_____________________________________________________
________________________________________________________________________
解析　(1)酶催化作用的本质是降低化学反应的活化能。(2)高温、过酸、过碱能够改变酶的空间结构，使酶失去活性，与模型B中的非竞争性抑制剂对酶的影响相同。底物浓度逐渐增大时，竞争性抑制剂的作用会降低或解除。(3)探究某氨基酸抑制酶G的活性的作用方式是哪一种，应在酶的反应体系中加入该氨基酸后，不断提高底物浓度，然后测定酶促反应速率，观察反应速率是否恢复。
答案　(1)降低化学反应的活化能　(2)非竞争性抑制剂(模型B)　竞争性抑制剂(模拟A)　(3)①在酶G量一定且底物浓度合适的反应体系中加入某氨基酸，同时不断提高底物浓度，测定酶促反应速率变化。　②若酶促反应速率能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型A；若酶促反应速率不能恢复，则说明该氨基酸降低酶活性的作用方式属于模型B。