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細(xì)胞代謝專題 1．溶酶體內(nèi)的pH—般穩(wěn)定在4．6左右。當(dāng)pH升高時(shí)，溶酶體膜上與H+和Na+轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的蛋白V-ATPase和TPC等將發(fā)生相應(yīng)變化（如下圖所示）。下列說法不正確的是 A．溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，其最適pH均接近4．6 B．pH為4．6時(shí)，TPC的活性受mTORCl蛋白的抑制 C．TPC通道打開時(shí)，Na+順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞溶膠 D．pH升高時(shí)，更多的H+以易化擴(kuò)散方式進(jìn)入溶酶體 【答案】D 2．下列有關(guān)酶與ATP的敘述，正確的是 A．酶的作用原理與無機(jī)催化劑不同，酶是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能 B．隨著溫度的升高，酶的最適溫度一般呈先升高后降低的趨勢(shì) C．細(xì)胞中吸能反應(yīng)往往需要消耗ATP，放能反應(yīng)往往產(chǎn)生ATP D．無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少，是因?yàn)橛袡C(jī)物的大部分能量以熱能的形式散失 【答案】C 3．氮元素是組成細(xì)胞的大量元素，下圖為植物根吸收的氮元素在植株中的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，下列相關(guān)說法正確的是 A．在木質(zhì)部中運(yùn)輸NO3—，不運(yùn)輸NH3，說明氮元素在木質(zhì)部中只能以離子形式運(yùn)輸 B．在根尖成熟區(qū)中，由“NH3→氨基酸”可知，根尖細(xì)胞也可將無機(jī)物合成有機(jī)物 C．根尖成熟區(qū)吸收的NO3—可被運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞中，然后被葉肉細(xì)胞直接利用 D．在葉肉細(xì)胞中，氨基酸來源包括：根尖成熟區(qū)、葉綠體合成等 【答案】D 4．2015年8月12日，天津?yàn)I海新區(qū)發(fā)生爆炸事故，造成部分氰化物外漏，由于處理及時(shí)，沒有造成大范圍污染。氰化物是一種劇毒物質(zhì)，其通過抑制[H]與O2的結(jié)合，使得組織細(xì)胞不能利用氧而陷入窒息。下圖為研究植物根尖吸收鉀離子的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。相關(guān)分析錯(cuò)誤的是 A．通過實(shí)驗(yàn)甲可以判斷植物根尖細(xì)胞吸收K+屬于主動(dòng)運(yùn)輸 B．實(shí)驗(yàn)甲中4h后氧氣消耗速率下降是細(xì)胞外K+濃度降低所導(dǎo)致 C．實(shí)驗(yàn)乙中4h后吸收K+的能量可能來自于無氧呼吸 D．光合作用也能生成ATP，也可以為運(yùn)輸提供能量 【答案】D 5．向新鮮的蘋果汁中接種酵母菌，一般不用于 A．探究制作果酒的條件 B．驗(yàn)證酵母菌呼吸方式 C．觀察原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu) D．研究種群數(shù)量的變化 6．下圖為細(xì)胞膜部分結(jié)構(gòu)與功能的示意圖。依據(jù)此圖作出的判斷不正確的是 A．細(xì)胞膜上的鈉—鉀泵同時(shí)具有運(yùn)輸和催化的功能 B．K+通過K+通道的外流最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外K+濃度相等 C．膜兩側(cè)K+、Na+濃度差依靠鈉—鉀泵和脂雙層共同維持 D．細(xì)胞內(nèi)K+外流和細(xì)胞外Na+內(nèi)流的過程不消耗ATP 【答案】B 7．以測(cè)定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對(duì)某綠色植物光合作用與細(xì)胞呼吸的影響，結(jié)果如圖甲所示。下列分析正確的是 A．光照相同時(shí)間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多 B．光照相同時(shí)間，35℃時(shí)光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃相等 C．如果該植物原重Xkg，置于暗處4h后重（X-l）kg，然后光照4h后重（X+2）kg，則總光合速率為3/4kg．h-1 D．若將乙裝置中NaHCO3溶液換成蒸餾水，則在黑暗條件下可測(cè)得B曲線 【答案】B 8．下圖是酶催化特性的“酶-底復(fù)合反應(yīng)”模型，圖中數(shù)字表示反應(yīng)過程，字母表示相關(guān)物質(zhì)。則下列各選項(xiàng)對(duì)此圖意的解釋正確的是 A．X是酶，過程①表示縮合反應(yīng) B．Y可表示酶，過程②體現(xiàn)酶的多樣性 C．復(fù)合物Z是酶發(fā)揮高效性的關(guān)鍵 D．①、②可以表示葡萄糖水解過程 【答案】C 9．光合作用和呼吸作用都能產(chǎn)生ATP和[H]。下列有關(guān)敘述中正確的是 A．ATP中的腺苷含有N元素和2個(gè)高能磷酸鍵 B．ATP可以作為復(fù)制DNA分子的原料 C．ATP和[H]都是光合作用和呼吸作用的最終產(chǎn)物 D．[H]是還原型輔酶Ⅰ和還原型輔酶Ⅱ的簡(jiǎn)化表示方式 【答案】D 10．37℃時(shí)，測(cè)量不同pH條件下人體兩種消化酶的活性，結(jié)果如下表。有關(guān)敘述正確的是 A．該實(shí)驗(yàn)的自變量是淀粉酶活性和蛋白酶活性 B．為進(jìn)一步確定該淀粉酶的最適pH，應(yīng)該在4．0到6．O間細(xì)化梯度 C．由表可知不同酶的最適pH不同 D．表中蛋白酶活性可以表示胰蛋白酶的活性 【答案】C 11．下圖為黑藻光合作用過程示意圖，其中A—D表示反應(yīng)過程，①—⑥代表物質(zhì)。 下表為將該黑藻培養(yǎng)液放入密閉容器中，在保持適宜的酸堿度和溫度時(shí)，在不同的操作條件下溶解氧的變化記錄（注意：操作Ⅰ、操作Ⅱ和操作Ⅲ為連續(xù)操作）。 請(qǐng)分析并回答下列問題： （1）①進(jìn)入葉綠體穿過__________層磷脂分子，D表示__________過程，⑤代表的物質(zhì)是__________。 （2）給于光照時(shí)，瞬間④的變化為_________；在填充CO2時(shí)，短時(shí)間內(nèi)C3化合物的變化為_________。 （3）在操作Ⅲ中，2分鐘黑藻光合作用產(chǎn)生O2是__________微摩爾。 （4）分析操作Ⅱ中溶解氧先增加、后穩(wěn)定的原因是___________________。 【答案】4　　暗反應(yīng)　　ATP　　增加　　增加　　40　　溶解氧先增加是由于光合速率大于呼吸速率；溶解氧不再增加而穩(wěn)定是由于光合速率等于呼吸速率 12．絲狀溫度敏感蛋白（FtsZ）是細(xì)菌中一種含量豐富且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，幾乎存在于包括結(jié)核桿菌的所有病原細(xì)菌中。FtsZ也是一種GTP酶，有一個(gè)GTP（三磷酸鳥苷）的結(jié)合位點(diǎn)，在GTP存在的條件下，可以在分裂細(xì)菌中間部位聚集成Z環(huán)，Z環(huán)不斷收縮，引導(dǎo)細(xì)菌的細(xì)胞分裂。尋找靶向FtsZ的抑制劑，可有效抑制細(xì)菌的細(xì)胞分裂。為建立靶向FtsZ的新型抗菌藥篩選模型，科研人員對(duì)大腸桿菌表達(dá)的FtsZ蛋白進(jìn)行了相關(guān)研究。 （1）人類病原微生物耐藥性的提高，嚴(yán)重影響傳染性疾病治療的成功幾率。FtsZ抑制劑與以往的抗菌藥相比不易形成耐藥性，原因是FtsZ蛋白_________________________。 （2）下圖1表示利用熒光散射法測(cè)定FtsZ蛋白在體外的聚集程度。當(dāng)加入__________時(shí)，F(xiàn)tsZ蛋白迅速聚集，由此可見，F(xiàn)tsZ在體外依然具備____________功能。實(shí)驗(yàn)選取BSA作為對(duì)照，原因是_________________________。 圖1 （3）下面兩組實(shí)驗(yàn)研究溫度對(duì)FtsZ酶活性的影響。 實(shí)驗(yàn)一：將FtsZ蛋白分別置于25℃、30℃、37℃、45℃、50℃、55℃，同時(shí)加入等量GTP混勻反應(yīng)30min，測(cè)定酶的活性，結(jié)果見圖2。 實(shí)驗(yàn)二：將FtsZ蛋白分別置于25℃、30℃、37℃、45℃、50℃、55℃保溫2h，然后加入等量GTP混勻，置于37℃反應(yīng)30min，測(cè)定酶的活性，結(jié)果見圖3。 ①37℃不一定是FtsZ酶的最適溫度，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定其最適溫度，實(shí)驗(yàn)思路是__________________。 ②實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二處理的區(qū)別是__________________________________________。 ③實(shí)驗(yàn)二的目的是____________________________________。 ④當(dāng)溫度高于45℃時(shí)，酶的活性迅速喪失，原因是__________________________。 【答案】結(jié)構(gòu)穩(wěn)定　　GTP　催化　　不會(huì)在GTP的誘導(dǎo)下發(fā)生聚合反應(yīng)　　在30~45℃溫度范圍設(shè)置溫度梯度；重復(fù)實(shí)驗(yàn)一；酶活性最高時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度是最適溫度實(shí)驗(yàn)一是先混勻再在不同溫度下反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)二是先保溫再加GTP測(cè)定酶具有催化活性的溫度范圍溫度過高使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致酶失活 13．研究小組將生長(zhǎng)狀況相似的菠菜幼苗均分為A、B兩組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。A組培養(yǎng)在完全培養(yǎng)液中，B組培養(yǎng)在缺Mg2+的培養(yǎng)液中，其他條件相同且適宜。一段時(shí)間后，給兩組菠菜幼苗持續(xù)提供14C標(biāo)記的CO2。請(qǐng)回答下列問題： （1）菠菜細(xì)胞吸收Mg2+的過程___________（填“消耗”或“不消耗”）ATP。 （2）請(qǐng)列舉出本實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)無關(guān)變量____________________。 （3）在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)6s后含有14C的物質(zhì)種類要比0．5s后的多。菠菜最初產(chǎn)生含有14C的物質(zhì)為___________，場(chǎng)所是___________。 （4）一段時(shí)間后檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)B組產(chǎn)生的含14C標(biāo)記的（CH2O）的量比A組低，原因是______。 【答案】消耗　　溫度、光照強(qiáng)度（pH等）　　C3（三碳化合物）　　葉綠體基質(zhì)　　缺少M(fèi)g2+導(dǎo)致葉片中葉綠素含量減少，從而直接影響光合作用的光反應(yīng) 14．cAMP（環(huán)化一磷酸腺苷）是一種細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子。研究表明，cAMP對(duì)初級(jí)卵母細(xì)胞完成減數(shù)第一次分裂有抑制作用，大致機(jī)理如下圖所示。 （1）由圖可知，被激活的酶A能催化ATP脫去兩個(gè)_______基團(tuán)并發(fā)生環(huán)化形成cAMP，cAMP能活化酶P。 （2）女性在胚胎時(shí)期卵原細(xì)胞就發(fā)育成為初級(jí)卵母細(xì)胞，但初級(jí)卵母細(xì)胞啟動(dòng)減數(shù)第一次分裂則需要等到進(jìn)入青春期之后。依據(jù)上圖推測(cè)，進(jìn)入青春期后女性的初級(jí)卵母細(xì)胞恢復(fù)分裂的信號(hào)途徑是____________，細(xì)胞內(nèi)的cAMP濃度降低，活化的酶P減少，解除了對(duì)減數(shù)第一次分裂的抑制作用。 （3）初級(jí)卵母細(xì)胞的不均等分裂依賴于細(xì)胞膜內(nèi)陷位置形成的縊縮環(huán)。有人認(rèn)為cAMP抑制減數(shù)第一次分裂是因?yàn)橛绊懥丝O縮環(huán)，為此搜集了小鼠的初級(jí)卵母細(xì)胞，在誘導(dǎo)恢復(fù)分裂后，用兩種特異性藥物（藥物H和藥物F）進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示。 ①應(yīng)從小鼠的_______（器官）中獲取初級(jí)卵母細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)移到37℃、含5％CO2的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。 ②根據(jù)上述結(jié)果推測(cè)，藥物F對(duì)酶A有________作用，cAMP抑制減數(shù)第一次分裂的原因除了阻止縊縮環(huán)的形成，還可能是______________。 【答案】磷酸　信號(hào)分子2作用于S2蛋白，通過G2蛋白抑制酶A　卵巢　激活　干擾縊縮環(huán)的定位 15．研究證實(shí)ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子，其作為信號(hào)分子的作用機(jī)理如圖所示。請(qǐng)分析回答： 　　　　　　　　　　 （1）神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來自___________（生理過程），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______。研究發(fā)現(xiàn)，正常成年人安靜狀態(tài)下24小時(shí)有40kgATP發(fā)生轉(zhuǎn)化，而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2~10mmnol/L，為滿足能量需要，人體解決這一矛盾的合理途徑是_________________。 （2）由圖可知，細(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來，最后剩下的是_____。 （3）一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能作用于靶細(xì)胞膜上特異性的_____，從而引起細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測(cè)ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子的實(shí)驗(yàn)思路是：用化學(xué)物質(zhì)阻斷神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)________________。 （4）為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞處理24h，然后測(cè)量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如下表所示： 實(shí)驗(yàn)組編號(hào) X物質(zhì)的濃度（mg?mL-1） 細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度（mmol?mL-1） 細(xì)胞死亡的百分率 A 0 80 1 B 2 70 2 C 4 50 10 D 8 20 25 E 16 5 70 F 32 1 95 ①該實(shí)驗(yàn)的因變量是________。 ②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該實(shí)驗(yàn)的因變量之間有何聯(lián)系？_________。 【答案】（1）有氧呼吸　　A-P~P~P　　ATP和ADP相互迅速轉(zhuǎn)化 （2）腺苷 （3）受體　　受體細(xì)胞能接受到部分神經(jīng)信號(hào)（或受體細(xì)胞的膜電位發(fā)生變化） （4）細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率　　細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加 16．為研究酵母菌的呼吸方式，某生物小組制作了如圖甲、乙中a~f所示裝置，（呼吸底物是葡萄糖）請(qǐng)據(jù)圖回答問題： （1）圖甲中能夠驗(yàn)證酵母菌進(jìn)行有氧呼吸的裝置是_________（用字母按順序表示），可用圖丙中的_________過程表示（用標(biāo)號(hào)表示）；如果將d裝置內(nèi)的酵母菌換成乳酸菌，并與b連接，能否觀察到b中出現(xiàn)混濁的現(xiàn)象?_________，其原因是_________。 （2）圖乙中，X燒杯中放置的是_________溶液。如果e的液滴不移動(dòng)，f的液滴右移，則此時(shí)酵母菌進(jìn)行的呼吸方式是_________。 （3）圖丙是酵母菌的呼吸過程，產(chǎn)生物質(zhì)B的過程的酶存在于細(xì)胞的_________，物質(zhì)E可用_________試劑檢測(cè)，其中釋放能量最多的是_________（填序號(hào)）。 （4）圖丁是酵母菌在不同氧濃度時(shí)，CO2釋放量和O2吸收量的變化。氧濃度為b時(shí)，有_________葡萄糖進(jìn)行無氧呼吸。 【答案】c-a-b　　①④③　　否　　乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2　　NaOH　　無氧呼吸　　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體（或線粒體基質(zhì)）　　酸性的重鉻酸鉀　?、邸　?/6 17．植物細(xì)胞受損后通常會(huì)釋放出酚氧化酶，使無色的酚氧化生成褐色的物質(zhì)。例如，切開的馬鈴薯放置一會(huì)兒后表面會(huì)變色，就是酚氧化酶引起酶促褐變?cè)斐傻?。?qǐng)據(jù)資料分析回答： （1）酚氧化酶與酚類底物分別儲(chǔ)存在細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)中。能實(shí)現(xiàn)這樣的分類存放是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)具有__________系統(tǒng)，酚氧化酶具有催化作用的機(jī)理是酶能夠_____________________。 （2）把含有酚氧化酶的提取液做如上表的處理，試管A、B對(duì)照，說明酚氧化酶的化學(xué)本質(zhì)是________。推測(cè)實(shí)驗(yàn)后，試管C中的顏色是_____________，因?yàn)開_____________。步驟②中加入緩沖液的作用是_________________________。 【答案】生物膜　　降低反應(yīng)的活化能　　蛋白質(zhì)　　無色　　強(qiáng)酸使酶失活　　維持適宜的酸堿度 18．鎘鹽在水中多以離子狀態(tài)存在，對(duì)水生植物的影響尤為嚴(yán)重。某科研小組研究不同濃度的鎘對(duì)水生植物紫萍生理的影響，結(jié)果見下圖。該小組對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)MDA（膜脂分解最重要的產(chǎn)物之一）的含量與鎘濃度呈正相關(guān)關(guān)系。請(qǐng)回答下列問題： （1）由圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量為___________，由圖1得出的結(jié)論是____________________________。 （2）可溶性蛋白含量是衡量植物總體代謝的重要指標(biāo)。圖2中，在0～5mg/kg鎘濃度條件下，植物中可溶性蛋白含量呈上升趨勢(shì)，進(jìn)而植物的代謝增強(qiáng)，原因可能是少量的鎘被紫萍吸收后，貯存在________（填細(xì)胞器）中，不會(huì)對(duì)主要生理過程產(chǎn)生危害；鎘濃度超過5mg/kg后，鎘通過破壞可溶性蛋白的_________使其溶解度下降，因此對(duì)光合作用中____________階段的影響更大。 【答案】鎘的濃度和處理時(shí)間　　隨著鎘濃度的增大，葉綠素的含量逐漸降低，葉綠素a受影響的幅度更大　　液泡　　空間結(jié)構(gòu)　　暗反應(yīng) 19．聚乙二醇（PEG）對(duì)花生種子萌發(fā)初期的能量代謝有促進(jìn)作用?，F(xiàn)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的PEG溶液和清水分別浸泡花生種子，洗去PEG溶液，培養(yǎng)兩組花生種子使其萌發(fā)。在種子萌發(fā)初期的10小時(shí)（h）內(nèi)，測(cè)定其呼吸強(qiáng)度和ATP含量，結(jié)果如下： （1）ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的__________物質(zhì)。ATP的主要來源是細(xì)胞呼吸，在花生種子萌發(fā)過程中，合成ATP最多的場(chǎng)所是細(xì)胞的__________。 （2）據(jù)甲圖分析，PEG溶液浸泡后的花生種子，在開始萌發(fā)時(shí)呼吸強(qiáng)度比對(duì)照組__________（填“高”、“低”或“相等”）。 （3）據(jù)乙圖分析，在花生種子萌發(fā)初期的10h內(nèi)，經(jīng)PEG處理的種子與對(duì)照組相比，ATP含量變化是____________________，原因是PEG處理的種子生理活動(dòng)提前啟動(dòng)，各種代謝活動(dòng)增強(qiáng)，一方面合成較多ATP，另一方面__________，導(dǎo)致2小時(shí)后ATP含量低于對(duì)照組。 【答案】直接能源　　線粒體內(nèi)膜　　高　　在前2小時(shí)內(nèi)下降較快；在2-10小時(shí)內(nèi)含量比對(duì)照組低　　消耗較多ATP 20．下表為不同濃度鎘（Cd）脅迫對(duì)水稻葉片中葉綠素含量和抗氧化酶（包含SOD、POD、CAT）活性的影響。右圖是在光照、溫度等適宜的條件下，培養(yǎng)水稻幼苗的密閉容器中的CO2在1h內(nèi)含量變化?；卮鹣铝袉栴}： （1）提取光合色素時(shí)，若沒有無水乙醇，則可向體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇中加入適量的________，以除去乙醇中的水。在鎘濃度為1．0mmol/L時(shí)，濾紙條上___________（顏色）色素帶變窄最明顯。 （2）表中隨著鎘濃度升高，總?cè)~綠素含量減少，抗氧化酶活性升高，據(jù)此分析葉綠素減少可能的原因_____________________。 （3）圖中AB段CO2濃度降低的原因是____________，B點(diǎn)時(shí)，葉綠體基質(zhì)中_______（物質(zhì)）會(huì)積累。 （4）若要測(cè)量裝置中植物的真正光合速率，圖中的“條件”應(yīng)設(shè)置為____________條件，該條件下，裝置中綠色植物前30min真正光合作用的平均速率為_________________（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）μL?L-1CO2?min-1。 【答案】無水碳酸鈉　　黃綠色　　抗氧化酶能促進(jìn)葉綠素的分解（合理即可）　　光合作用速率大于呼吸速率　　ATP和[H]　　黑暗（無光）　　146．67