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第三单元 细胞的代谢
一、单选题
1．下列关于蛋白质结构与功能的叙述中，不正确的是（ ）
A．蛋白质分子都含有C、H、O、N四种元素
B．煮熟后的蛋白质会变性，不利于人体消化
C．活细胞中一定含有具有催化功能的蛋白质
D．细胞中有的蛋白质可以在细胞外发挥作用
【答案】B
【分析】1、蛋白质的基本单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一
个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2、蛋白质是生命活动的主要承担者，有的蛋白质是细胞和生物体结构的重要组成成分，
有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶是蛋白质；有的蛋白质具有运输功能，如血红
蛋白和载体蛋白；有的蛋白质具有进行细胞间的信息传递、调节机体生命活动的功能，
如蛋白质类的激素；有的蛋白质具有免疫功能，如抗体等。
【详解】A、蛋白质分子都含有C、H、O、N四种元素，有的还含有S等元素，A正
确；
B、蛋白质发生热变性后其空间结构变得松散，更利于人体消化吸收，B错误；
C、大部分酶的本质是蛋白质，蛋白质都具有催化功能，活细胞中都含有酶，因此活细
胞中一定含有具有催化功能的蛋白质，C正确；
D、在适宜的条件下，酶既可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，D正确。
故选B。
2．请判断下列利用相关材料、试剂开展的实验，实验目标能够达成的是（ ）
A．利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂探究pH对酶活性的影响
B．利用蔗糖、麦芽糖、蔗糖酶和斐林试剂探究酶的专一性
C．利用淀粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响
D．利用蛋清液、蛋白酶、双缩脲试剂探究pH对酶活性的影响
【答案】C
【分析】常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖等，与斐林试剂在加热的条件下反应
呈现砖红色沉淀。淀粉检测原理是利用了遇碘变蓝是淀粉的特性。双缩脲试剂能与蛋
白质发生紫色反应。双缩脲试剂由A液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和B液
（质量浓度为0.01g/mL硫酸铜溶液）组成，在鉴定蛋白质时，因此要先加A液，摇匀
后再加入B液。酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少
数是RNA；酶的催化具有高效性，专一性，需要活宜的温度和pH值。【详解】A、酸或碱能水解淀粉，所以不能利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂探究pH对酶
活性的影响果，A错误；
B、蔗糖酶可以催化蔗糖水解产生葡萄糖和果糖，而葡萄糖、果糖都是还原糖，与斐林
试剂在加热的条件下反应呈现砖红色沉淀，麦芽糖是由2分子葡萄糖组成的，麦芽糖
和葡萄糖都是还原糖，因此不能判断麦芽糖是否发生水解，故而不能利用蔗糖、麦芽
糖、蔗糖酶和斐林试剂探究酶的专一性，B错误；
C、淀粉酶可以催化淀粉的水解，而淀粉遇碘液变蓝，可以检测淀粉是否被淀粉酶催化
水解，可以利用淀粉、淀粉酶、碘液探究温度对酶活性的影响，C正确；
D、蛋白酶将蛋白质水解为多肽，而双缩脲试剂和蛋白质及多肽都会生成紫色，所以
不能用该组材料鉴定，D错误。
故选C。
3．酶的活性部位是酶分子中同底物特异性结合而起催化作用的区域，含有一些必需基
团（即氨基酸的某些侧链基团）。如图为某种酶活性部位的形成过程。下列说法错误
的是（ ）
A．高温会破坏活性部位的空间结构，从而导致酶失活
B．活性部位形成的场所最可能是内质网
C．由于酶的活性部位与底物的结合具有特异性，所以酶具有专一性
D．酶活性中心的必需基团参与肽键的形成
【答案】D
【分析】由图可知，酶的活性部位是酶分子中同底物特异性结合而起催化作用的区域，
含有一些必需基团，在非活性部位，也存在必需基团。
【详解】A、酶是通过活性部位与底物结合发挥催化作用，高温会破坏活性部位的空
间结构，从而导致酶失活，A正确；
B、具有活性部位是还在是肽链，说明其形成的场所最可能是内质网，B正确；
C、由于酶的活性部位与底物的结合具有特异性，所以一种酶只能结合一种或一类底物，
导致酶具有专一性，C正确；D、若酶活性中心的必需基团参与肽键的形成，则不能正常与底物结合发挥催化作用，
D错误。
故选D。
4．下图表示某类酶作用的模型。相关叙述正确的是（ ）
A．酶只能在活细胞中发挥催化作用
B．图中模型可用来解释酶的催化具有高效性
C．图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化
D．酶为细胞代谢提供能量
【答案】C
【分析】分析题图：图示为某种酶作用的模型，其中A在化学反应前后不发生改变，
表示某种酶；B表示底物；C和D表示水解产物，该模型可以解释酶的专一性。
【详解】A、酶的催化需要适宜的温度和pH值，在细胞内或外，只要条件适宜，酶都
能发挥作用，A错误；
B、图中模型可用来解释酶的催化具有专一性，不能解释高效性，B错误；
C、根据试题的分析，图中A表示酶，反应前后化学性质不发生变化，C正确；
D、酶作用的机理是降低化学反应的活化能，D错误。
故选C。
5．如图表示酶和无机催化剂降低化学反应活化能的示意图。下列相关叙述错误的（
）
A．a表示没有催化剂时的化学反应的活化能
B．b、c分别表示有无机催化剂和酶催化时的化学反应的活化能
C．据图可知，无机催化剂和酶的作用机理相同D．d的数值越大，则表示酶的催化活性越低
【答案】D
【分析】酶可以有效降低化学反应所需的活化能，以保证细胞内的反应在常温、常压
下高效地进行，酶降低的活化能。
【详解】AB、图中的a、b、c、d分别表示没有催化剂时的化学反应的活化能、有无机
催化剂时的化学反应的活化能、酶催化时的化学反应的活化能、酶降低的活化能，AB
正确；
C、据图可知，无机催化剂和酶的作用机理相同，都是降低了化学反应的活化能，C正
确；
D、d的数值越大，说明酶降低的活化能越大，酶的催化活性越高，D错误。
故选D。
6．超氧化物歧化酶（SOD）由两条分别含109个和119个氨基酸的肽链组成，能清除
自由基，其催化活性受下图模型甲、乙所示两种作用机理不同的酶抑制剂影响。下列
说法正确的是（ ）
A．组成SOD的氨基酸可能有多种排列顺序
B．SOD能为清除自由基的反应提供活化能从而发挥催化活性
C．若提高底物浓度后酶促反应速率增大，则抑制剂的作用机理如模型甲所示
D．图示两种类型的抑制剂，均一定程度抑制了酶的调节作用
【答案】C
【分析】分析图甲可知，抑制剂的作用机理是与底物竞争活性部位，这种抑制作用可
以通过增加底物浓度来提高反应速率；分析图乙可知，该抑制剂的作用机理是与酶结
合后改变活性部位的空间结构，使其不能和底物结合，这种抑制作用不能通过增加底
物浓度来提高反应速率。
【详解】A、SOD是一种具体的蛋白质，氨基酸排列顺序是固定的，故组成SOD的氨
基酸排列顺序只有一种，A错误；
B、SOD的作用机理是降低化学反应的活化能，其并不能为清除自由基的反应提供活
化能，B错误；C、分析图甲可知，抑制剂的作用机理是与底物竞争活性部位，若提高底物浓度后酶促
反应速率增大，即底物浓度增加后，酶与底物的结合机会增加，则说明抑制剂的作用
机理如模型甲所示，C正确；
D、酶具有催化作用，即酶能降低化学反应的活化能，并不具有调节作用，D错误。
故选C。
7．哺乳动物体内的Rab8蛋白可分为“活性”与“非活性”两种状态，这两种状态在
一定的条件下可相互转换，其转换过程如下图所示，图中GTP是鸟苷三磷酸。有“活
性”Rab8可与E蛋白发生部分结构的相互作用，进而使其与肌动蛋白相互作用，参与
囊泡运输。下列叙述正确的是（ ）
A．Rab8蛋白最多有一个游离的氨基和一个游离的羧基
B．Rab8蛋白的磷酸化使其从“活性”状态转换为“非活性”状态
C．Rab8蛋白由“非活性”状态转换为“活性”状态时会释放能量
D．Rab8蛋白“活性”与“非活性”状态的转换往往伴随其空间结构的改变
【答案】D
【分析】ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这
些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
【详解】A、游离的氨基和羧基可能位于肽链的两端或R基上，Rab8蛋白至少含有一
条肽链，至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，A错误；
B、根据图示信息，Rab8蛋白的磷酸化使其从“非活性”状态转换为“活性”状态，B
错误；
C、Rab8蛋白由“非活性”状态转换为“活性”状态时GTP转化成了GDP，转化过程
利用了该能量，属于吸能反应，C错误；
D、结构决定功能，Rab8蛋白“活性”与“非活性”状态的转换往往伴随其空间结构
的改变，D正确。
故选D。
8．下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP 的物质或基团，②④表示化学键。
下列叙述错误的是（ ）A．①为腺苷，即ATP中的“A”
B．化学键②易水解，其水解过程总是与吸能反应相联系
C．ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生
变化
D．生物体内ATP与ADP的相互转化体现了生物界的统一性
【答案】A
【分析】ATP的结构简式为A-P～P～P，其中A代表腺苷（腺嘌呤+核糖），P代表磷
酸基团，-代表普通磷酸键，～代表特殊的化学键。图中①表示腺嘌呤，②④表示特殊
化学键，③表示磷酸基团。
【详解】A、①为腺嘌呤，而ATP中的“A”指的是腺苷，A错误；
B、化学键②是远离腺苷的特殊化学键，易于水解，释放的能量可用于吸能反应，B正
确；
C、ATP水解释放的磷酸基团可使细胞膜上的载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，
进而实现物质的转运过程，C正确；
D、生物体内ATP与ADP的相互转化的供能模式在生物体内普遍存在，体现了生物界
的统一性，D正确。
故选A。
9．下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a~e表示物质，①~④表示过
程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O
2
D．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
【答案】C
【分析】题图分析，a～e表示的物质依次为丙酮酸、二氧化碳、[H]、O2和酒精；
①～④表示的过程依次为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段（该过程在细胞质基质中完
成），无氧呼吸的第二阶段（该过程在细胞质基质中完成），有氧呼吸的第三阶段
（在线粒体内膜上完成），有氧呼吸的第二阶段（在线粒体基质中完成）。
【详解】A、②表示无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质中进行；④表示有氧呼吸的
第二阶段，在线粒体基质中进行，A错误；
B、图中物质c为[H]，它能在有氧呼吸、无氧呼吸过程中产生，B错误；
C、①④③过程为分别为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2，C
正确；
D、图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为酒精，D错误。
故选C。
10．科研人员发现，在细胞中有一种名为MTCH2的蛋白质，能够将细胞质中合成的
某些蛋白质插入线粒体外膜中。下列关于MTCH2蛋白的说法，错误的是（ ）
A．构成MTCH2的基本单位是氨基酸
B．合成MTCH2的过程发生在核糖体上
C．MTCH2的空间结构发生改变会影响其功能
D．被MTCH2转运的蛋白质可以参与有氧呼吸第三阶段
【答案】D
【分析】构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少H都含有一个氨基和
一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一
个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。
【详解】A、MTCH2为蛋白质，基本单位是氨基酸，A正确；
B、MTCH2为蛋白质，合成场所发生在核糖体上，B正确；
C、MTCH2为蛋白质，其空间结构发生改变会影响其功能，C正确；
D、MTCH2能够将细胞质中合成的某些蛋白质插入线粒体外膜中，不参与有氧呼吸第
三阶段，D错误。
故选D。
11．如图为葡萄糖在细胞内氧化分解的途径，X、Y表示物质，①②③④⑤表示过程，
下列有关叙述错误的是（ ）A．X为O，Y为CO
2 2
B．④和⑤在无氧条件下进行
C．①②③过程都能产生ATP
D．破伤风杆菌可进行①②③④⑤过程
【答案】D
【分析】题图分析：①为有氧呼吸第一阶段，②为有氧呼吸第二阶段，③为有氧呼吸
第三阶段；④⑤为无氧呼吸的第二阶段，即①②③为有氧呼吸，①④为无氧呼吸产生
乳酸的反应；①⑤为无氧呼吸产生酒精的反应。
【详解】A、在有氧呼吸的第三阶段，X与[H] 结合产生水，故X为O2，在有氧呼吸
的第二阶段，丙酮酸和水反应生成[H] 和二氧化碳，故Y为CO2，A正确；
B、④和⑤为无氧呼吸的第二阶段，在无氧条件下进行，B正确；
C、①②③过程为有氧呼吸的三个阶段，都能产生ATP，其中第③阶段产生的ATP最
多，C正确；
D、破伤风杆菌为厌氧型微生物，不可进行有氧呼吸过程（②③过程不能进行），D错
误。
故选D。
12．ATP合酶位于线粒体内膜，在合成ATP的过程中其头部结构变化如图所示。其中
β亚基能够与特定的底物结合并催化特定的反应，L（loose，松弛）、T（tight，紧
密）、O（open，开放）表示β亚基的不同构象，γ亚基表示可旋转的“中央轴”。γ
亚基的旋转由膜两侧H＋的跨膜运输提供能量，并驱动β亚基的构象发生改变，从而完成ATP的合成。据研究，ATP合酶的能量转化效率接近100％。下列关于该ATP合
酶及其机制的说法，不正确的是（ ）
A．中央轴旋转360°能够催化三个ATP的合成
B．中央轴的旋转伴随β亚基构象改变，只有T构象能够催化ADP、Pi合成ATP
C．中央轴旋转的能量来源于膜两侧H＋的浓度差，并最终将其转化为ATP中的化
学能
D．根据ATP合酶的能量转化效率可知，葡萄糖氧化分解所释放的能量几乎全部
用于合成ATP
【答案】D
【分析】ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写，ATP分子的结构式可以简写成A-P～P～
P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团；ATP的化学性质不稳定，在有关酶的催化作用
下，ATP分子远离A那个高能磷酸键很容易水解，于是远离A那个P就脱离开来，形
成游离的Pi,同时释放出大量的能量，ATP就转化成了ADP。
【详解】A、由图可知，中央轴旋转360°能够催化三个ATP合成，A正确；
B、由图可知，γ亚基旋转后β亚基构象发生改变，且只有T构象能够催化合成ATP，
B正确；
C、据题意可知，γ亚基的旋转由膜两侧H+的跨膜运输提供能量，而离子跨膜运输的
动力来自离子浓度差，因此，合成ATP的能量来自H+的浓度差，C正确；
D、虽然ATP合酶的转化效率接近100%，但该酶所催化的反应仅为有氧呼吸第三阶段
中的一部分，从宏观来看，葡萄糖氧化分解释放的能量主要转变为热能散失，D错误。
故选D。
13．将酵母菌研磨后取出一部分匀浆进行离心，得到了上清液（含细胞质基质）和沉
淀物（含各种细胞器且不含细胞质基质）。将等量上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆
分别放入甲、乙、丙三支敞口试管中，下列相关叙述正确的是（ ）A．向甲试管中滴入适量葡萄糖溶液，不发生反应
B．向乙试管中滴入适量丙酮酸溶液，试管中的最终产物是CO 和HO
2 2
C．向丙试管中滴入适量葡萄糖溶液，最终产物中有CO，葡萄糖中的能量大部分
2
储存在ATP中
D．在无氧条件下向三支试管分别滴入等量葡萄糖溶液，能使酸性重铬酸钾发生变
色的是乙
【答案】B
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒
体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是
丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成
水，合成大量ATP。
【详解】A、甲试管中是上清液，含有细胞质基质，滴入适量葡萄糖溶液，可进行无
氧呼吸，产生酒精和CO2，A错误；
B、乙试管中是沉淀物，含有线粒体，滴入一定量的丙酮酸，可继续完成有氧呼吸的第
二阶段和第三阶段，试管中的最终产物是CO2和H2O，B正确；
C、丙试管是匀浆，含有无氧呼吸所需要的酶，则向丙试管中滴入适量的葡萄糖液，可
通过无氧呼吸产生酒精和CO2，释放少量能量，大部分能量储存在酒精当中，C错误；
D、据ABC分析可知，在无氧条件下向三个试管分别滴入等量的葡萄糖液，能使重铬
酸钾变色（检测酒精）的是甲、丙，D错误。
故选B。
14．已知小麦光合作用最适温度为25℃，呼吸作用最适温度为30℃，科学家研究小麦
20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图曲线。下列有关叙述错误的是（
）A．在25℃条件下研究时，a点会下移
B．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体
C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动
D．c点之后小麦光合作用强度不再增加，可能与叶绿体中酶的浓度有关
【答案】C
【分析】分析题图：a点时光照为零，细胞只进行呼吸作用；b点光合作用强度与呼吸
作用强度相等，bc段光合作用强度大于呼吸作用强度，cd段光合作用强度不再增加。
【详解】A、酶的活性受温度的影响，由题文知小麦光合作用最适温度为25℃，呼吸
作用最适温度为30℃，题图是小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，25℃条件
下呼吸作用强度会因为酶的活性增强而上升，a点会下移，A正确；
B、a点时因没有光照，叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体；B
正确；
C、Mg是合成叶绿素的元素，当植物缺Mg时，叶绿素减少，光合作用减弱，b点表
示光合作用等于呼吸作用，因此要想光合作用等于呼吸作用，需要增大光照强度，即
b点将向右移动，C错误；
D、外界条件均适宜时，c点之后小麦光合作用强度不再增加是内因造成的，故可能与
叶绿体中酶的浓度、光合色素含量等有关，D正确。
故选C。
15．RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco，CO 和O 竞争性与Rubisco结合，当CO 浓度
2 2 2
高时，Rubisco催化C 与CO 反应；当O 浓度高时，Rubisco催化C 与O 反应生成磷
5 2 2 5 2
酸乙醇酸和C ，磷酸乙醇酸经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成CO 和
3 2
C ，这一过程称为光呼吸。植物细胞产生的ATP和NADPH过多时会破坏细胞。如图
3
为小麦叶肉细胞中的部分生理活动过程，大写字母代表相应的物质。下列叙述合理的
是（ ）A．A表示NADPH，B表示NADP+，C表示ATP，D表示ADP+Pi
B．植物叶肉细胞中，Rubisco发挥作用的场所是叶绿体基质和线粒体内膜
C．夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，植物光呼吸的强度较通常会有所增大
D．光呼吸和细胞呼吸都会吸收O 和释放CO，同时为生命活动供能
2 2
【答案】C
【分析】图中A-F依次表示NADPH、NADP+、ADP+Pi、ATP、C3、C5。
【详解】A、由图可知，H++B→A，故A表示NADPH，B表示NADP+，光反应过程
由C形成D，则C表示ADP+Pi，D表示ATP，A错误；
B、由图可知，Rubisco发挥作用的场所是叶绿体基质，参与暗反应过程，B错误；
C、夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，气孔关闭，二氧化碳不能正常进入叶肉细胞，
但光反应正常进行，导致叶肉细胞内氧气浓度较高，氧气和五碳化合物结合几率增加，
因此植物光呼吸的强度较通常会有所增大，C正确；
D、光呼吸和细胞呼吸都会吸收O2和释放CO2，但光呼吸不能产生ATP，不能为生命
活动供能，D错误。
故选C。
二、多选题
16．研究人员对日光温室内的番茄叶片补充等强度不同波长的光，测得番茄光合速率
的日变化情况如图。下列叙述错误的是（ ）A．据图分析，在10：00左右适当补充红光，对番茄的生长最有效
B．14：00～16：00，引起三组黄瓜光合速率均降低的主要因素是室内CO 浓度过
2
低
C．9：00～11：00对照组CO 固定量比补蓝光组多
2
D．12：30时，若适当提高温室内CO 浓度，短时间番茄植株中三碳化合物的合
2
成速率上升
【答案】BD
【分析】光合色素主要吸收红光和蓝紫光。分析题图可知该实验的自变量是补充不同
波长的光和处理时间，因变量是光合速率，在10：00前适当补充红光对黄瓜的生长最
有效，在12：30左右出现了光合午休现象，三种不同波长的光处理下番茄叶片光合速
率均明显下降且较低。
【详解】A、据题图分析可知，若采取在10：00前适当补充红光措施，对黄瓜的生长
最有效（该时间补充红光时，光合速率最大），A正确；
B、 14：00～16：00，三组的光照强度均下降，三组黄瓜光合速率均降低，故引起三
组黄瓜光合速率均降低的主要因素是光照强度，B错误；
C、由题图可知：9：00～11：00，对照组的光合速率高于蓝光组，故对照组CO2固定
量比补蓝光组多，C正确；
D、12：30时，三种不同波长的光下，番茄叶片光合速率均下降且较低，这是由于中
午时分温度过高，番茄气孔关闭出现了光合午休现象，若适当提高温室内CO2浓度，
短时间番茄植株中三碳化合物的合成速率不变，D错误。
故选BD。
17．下图表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置，氧气传感器可监测 O 浓度的
2
变化， 下列叙述正确的是（ ）A．该实验探究不同单色光对光合作用强度的影响
B．加入 NaHCO 溶液是为了吸收呼吸作用释放的 CO
3 2
C．拆去滤光片，单位时间内，氧气传感器测到的 O 浓度高于单色光下 O 浓度
2 2
D．若将此装置放在黑暗处，可测定金鱼藻的细胞呼吸作用强度
【答案】ACD
【分析】分析题图：自然光经滤光片处理可得到单色光，金鱼藻吸收单色光进行光合
作用，释放氧气，氧气传感器可测定氧气浓度的变化，从而测定金鱼藻的光合作用强
度，故该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响。可将此装置放在黑暗
处，测定金鱼藻的细胞呼吸作用强度。
【详解】A、分析题图，自然光经滤光片处理可得到单色光，金鱼藻吸收单色光进行
光合作用，释放氧气，氧气传感器可测定氧气浓度的变化，从而测定金鱼藻的光合作
用强度，故该实验的目的是探究不同单色光对光合作用强度的影响，A正确；
B、加入NaHCO3溶液是为了提供光合作用需要的CO2，B错误；
C、相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用要强，因此拆去滤光片，单位时间内，
氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度，C正确；
D、若将此装置放在黑暗处，金鱼藻只进行呼吸作用，氧气传感器可测出氧气的消耗
情况，从而测定金鱼藻的呼吸作用强度，D正确。
故选ACD。
18．丙酮酸进入线粒体的过程如图所示。孔蛋白为亲水通道，分子量较小的物质可自
由通过。丙酮酸通过内膜时，所需的能量不是直接来源于ATP，下列说法错误的是（
）A．孔蛋白是专一运输丙酮酸的载体蛋白
B．细胞呼吸过程中丙酮酸进行化学反应的场所只能是线粒体基质
C．丙酮酸进入线粒体的外膜和内膜的方式都属于被动运输
D．由图可知丙酮酸进入线粒体的过程所需能量来自膜两侧H+浓度梯度
【答案】ABC
【分析】孔蛋白，又称通道形成蛋白，它的跨膜结构域常常仅有10~12个氨基酸残基，
形成β折叠片结构，反向平行的β折叠片相互作用形成非特异的跨膜通道，允许相对
分子质量小于10000D的小分子自由通过。
【详解】A、由题可知，孔蛋白为亲水通道，分子量较小的物质可自由通过，不是专
一运输丙酮酸的载体蛋白，A错误；
B、细胞呼吸过程中在细胞质基质中丙酮酸可通过无氧呼吸的第二阶段被还原，B错误；
C、丙酮酸进入线粒体的过程需要能量，不属于被动运输，C错误；
D、丙酮酸进入线粒体内膜的过程是逆浓度梯度进行的，需要利用质子的势能，D正确。
故选ABC。
19．蛋白酶体是一种大分子复合体，其作用是降解细胞内异常的蛋白质。泛素（Ub）
是一种多肽，细胞中错误折叠的蛋白质被泛素绑定标记后，最终被送往蛋白酶体中降
解，降解需要消耗能量。据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．该过程中可能发生了泛素的磷酸化，蛋白质被降解前，需要多次泛素化标记
B．原核细胞中的蛋白质无需折叠加工，因此无泛素存在C．若靶蛋白含有M个氨基酸、N条肽链，则此蛋白质至少含有氧原子数
（N+M）个
D．泛素的合成发生在核糖体，泛素的降解发生在蛋白酶体
【答案】AC
【分析】氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链
数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或
羧基数=肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，
氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子
数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数
×18。
【详解】A、分析题意，泛素与异常蛋白质结合的过程以及蛋白酶体降解蛋白质的过
程均ATP供能，在这个过程中发生了泛素的磷酸化，且蛋白质被降解前，需要多次泛
素化标记，A正确；
B、原核细胞没有内质网，但存在与蛋白质加工有关的酶，所以也可以对蛋白质进行折
叠和加工，也可能存在泛素，B错误；
C、若靶蛋白含有M个氨基酸、N条肽链，则该蛋白质分子中至少含有氧原子数=肽键
数+2×肽链数=（M-N）+2×N=（M+N）个，C正确；
D、泛素（Ub）是一种多肽，其合成发生在核糖体，降解发生在溶酶体中，D错误。
故选AC。
20．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结
果如下表所示。下列叙述正确的是（ ）
不同时间测定的相对压强(kpa)
组
甲中溶液(0.2mL) 甲中溶液(2mL)
别
0s 50s 100s 150s 200s 250s
I 肝脏提取液 HO 溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
2 2II FeCl HO 溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
3 2 2
III 蒸馏水 HO 溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
2 2
A．HO 分解生成O 导致压强改变 B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计
2 2 2
时
C．250s时I组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行 D．实验结果说明酶的催化作
用具有高效性
【答案】ABD
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是
RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学
反应所需的活化能。
【详解】A、H2O2分解产物是H2O和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A正
确；
B、据表分析可知，甲中溶液酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶
液混合时开始计时，B正确；
C、三组中的H2O2溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s时
I组反应已结束，但II组和III组压强仍未达到I组的终止压强10.0，故250s时Ⅱ组和
Ⅲ组反应仍在进行，C错误；
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比
I、II组可知，在相同时间内I组（含过氧化氢酶）相对压强变化更快，说明酶的催化
作用具有高效性，D正确。
故选ABD。
三、综合题
21．下图中图甲表示真核生物细胞呼吸的过程，图中a~d各表示某种物质，①~⑤各表
示某一代谢过程；图乙为表示某植物器官在不同氧浓度下的CO 释放量和O 吸收量的
2 2
变化。据图回答：(1)图甲中物质b与物质 （“a”或“c”或“d”）表示相同的物质。
(2)某同学参加了体能测试以后，腿部肌肉感到酸痛，这是由于部分肌细胞进行了上述
代谢过程中的①和 （填数字序号）。上述过程中，细胞产生ATP最多的代谢过
程是 （填数字序号）。
(3)据乙图分析随着氧浓度的增大，达到图乙中 点对应的氧浓度时只进行有氧呼
吸。若图乙的器官是某种子，则储存该种子最合适的氧气浓度是图中 点对应的
浓度，原因是 。
【答案】(1)c
(2) ⑤
③(3) C B 此时种子的细胞呼吸总量最低
【分析】由图甲可知，a为C3H4O3(丙酮酸)，b为 H2O(水)，c为H2O(水)，d为
CO2(二氧化碳)；①表示有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，②表示有氧呼吸第二阶段，③
表示有氧呼吸第三阶段，④表示生成酒精的无氧呼吸第二阶段，⑤表示生成乳酸的无
氧呼吸第二阶段。
【详解】（1）图甲中物质b为 H2O(水)，与物质c表示相同的物质都是水。
（2）体能测试中氧气供应不足，部分肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，导致肌肉感到酸
痛，生成乳酸的无氧呼吸过程即①⑤；细胞提供能量最多的代谢过程是③，③为有氧
呼吸第三阶段，氧气和[H]结合，产生水，释放大量能量。
（3）C点是CO2释放量与O2吸收量曲线的相交点，此点所对应的氧浓度下只进行有
氧呼吸；若图乙的器官是某种子，则储存该种子最合适的氧气浓度是图中B点对应的
浓度，原因是在B点所对应的氧浓度下种子的细胞呼吸释放的 CO2量最少，细胞呼吸
作用弱，有机物消耗最少。
22．科学家在研究线粒体组分时，首先将线粒体放在低渗溶液中获得涨破的外膜，经
离心后将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开。再用超声波破坏线粒体内膜，破裂的内
膜自动闭合成小泡，然后用尿素处理这些小泡，实验结果如图1所示。请分析回答：
(1)将线粒体放入低渗溶液中，外膜涨破的原理是 。用离心方法能将外膜与线粒体
内膜包裹的基质分开，原因是 。
(2)研究人员发现，在适宜成分溶液中，线粒体含F—F 内膜小泡能完成有氧呼吸第三
0 1
阶段的反应，即实现 的氧化，生成 ，并能合成大量ATP。
(3)线粒体内膜上的F—F 颗粒物是ATP合成酶（见图2），其结构由突出于膜外的亲
0 1
水头部和嵌入膜内的 尾部组成，其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP。
为了研究ATP合成酶的结构与合成ATP的关系，用尿素破坏内膜小泡将F 颗粒与小泡
1
分开，检测处理前后ATP的合成。若处理之前，在 条件下，含 颗粒内膜小泡能合成ATP；处理后含 颗粒内膜小泡不能合成ATP，说明F 颗粒的功能是
1
催化ATP的合成。
【答案】(1) 渗透作用 两个结构的大小、密度、质量不同
(2) NADH（[H]、还原性氢） 水
(3) 疏水 有跨膜H+浓度梯度 含F0—F1 含F0
【分析】1、有氧呼吸可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催
化。第一个阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释
放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行的。第二个阶段
是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧
的参与，是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一
系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，
是在线粒体内膜上进行的。
2、题图F0—F1颗粒物是ATP合成酶，由亲水头部F1和嵌入膜内的疏水尾部F0组成，
在有氧呼吸第三阶段起作用，其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP。
【详解】（1）将线粒体放入低渗溶液中，线粒体会渗透作用吸水使外膜涨破；用离心
方法能将外膜与线粒体内膜包裹的基质分开，原因是两个结构的大小、密度、质量不
同，离心时，离心时受力不同，运动速度不同，可以被分到不同的层次。
（2）有氧呼吸第三阶段是前两阶段产生的NADH（[H]、还原性氢）与O2结合生成水，
释放大量能量，并能合成大量ATP的过程。
（3）由b所示知，F0-F1颗粒物即ATP合成酶由亲水的F1（头部）与疏水的F0（尾
部）组成，其功能是在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP；用尿素破坏内膜小泡将F1
颗粒与含F0的小泡分开，若在跨膜H+浓度梯度推动下，含F0—F1颗粒内膜小泡能合成ATP，处理后含F0颗粒的内膜小泡不能合成ATP，说明F1颗粒的功能是催化ATP
的合成。
23．为探究影响酶活性的因素，某同学利用过氧化氢酶进行了下列三项实验。请回答
相关问题：
(1)在pH为7的条件下，取四支盛有等量过氧化氢溶液的试管，分别保温在0℃、
30℃、60℃、90℃的恒温水浴锅中，再滴加2滴对应温度的肝脏研磨液探究温度对过
氧化氢酶活性的影响。该实验能获得正确结论吗？ ，理由是
。
(2)在温度为37 ℃的条件下，取等量肝脏研磨液分别加入四支盛有等量过氧化氢溶液的
试管中，再滴加盐酸或氢氧化钠溶液改变各试管pH分别为3、5、7、9，以探究pH对
过氧化氢酶活性的影响。该实验能获得正确结论吗？ ，理由是
。
(3)利用新鲜的莴苣、菠菜、白菜叶片，进行如下实验：
Ⅰ．取5g新鲜莴苣叶片剪碎放入研钵，加入少量石英砂进行快速、充分研磨。
Ⅱ．向研磨液中加入50mL蒸馏水并搅拌，再用纱布过滤，得到酶提取液。
Ⅲ．将酶提取液分别用pH为4、5、6、7、8、9、10的7种缓冲液稀释2倍，低温保
存。
Ⅳ．用注射器吸取5mL体积分数为3%的过氧化氢，将注射器中的气体排出，然后吸
入5mL酶提取液，将针口处密封。
Ⅴ．室温下记录实验数据。
另取新鲜的菠菜、白菜叶片重复上述操作步骤。实验结果如图：
①该实验的自变量为 ，无关变量是 （写出2点即可）。
②该同学想进一步研究其他因素对过氧化氢酶活性的影响，最好选择 叶片作为
生物材料，并用pH为 的缓冲液稀释酶提取液。
③据图分析，如要测得菠菜细胞中过氧化氢酶的最适pH，下一步的具体做法是。
【答案】(1) 不能 高温下过氧化氢会大量分解
(2) 不能 控制pH之前过氧化氢已在酶的催化下分解
(3) pH、植物种类 温度、过氧化氢的体积/浓度、稀释倍数、叶片的质量等
莴苣 7 pH在7～8设立较小等梯度的分组实验，比较不同pH条件下该酶的
活性（氧气的生成速率）
【分析】温度和pH是通过影响酶的活性来影响酶促反应速率的。底物浓度和酶浓度是
通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。探究某种环境
因素（如温度或pH）对酶活性的影响，自变量是某种环境因素，因变量是酶活性（可
以通过酶促反应速率的快慢来加以体现），而其他对实验结果有影响的无关变量应控
制血糖且适宜。
【详解】（1）过氧化氢酶能催化过氧化氢水解。探究温度对过氧化氢酶活性的影响，
自变量是温度的不同。由于高温下过氧化氢会大量分解，对实验结果产生干扰，所以
该实验不能获得正确结论。
（2）肝脏研磨液中含有过氧化氢酶。在温度为37 ℃的条件下，取等量肝脏研磨液分
别加入四支盛有等量过氧化氢溶液的试管中，再滴加盐酸或氢氧化钠溶液改变各试管
pH分别为3、5、7、9，以探究pH对过氧化氢酶活性的影响。由于在控制pH之前，
过氧化氢已在过氧化氢酶的催化下被分解了，所以该实验不能获得正确结论。
（3）①由题意和图示分析可知：该实验是探究pH对新鲜的莴苣、菠菜、白菜叶片中
过氧化氢酶活性的影响，因此该实验的自变量为pH和植物种类，温度、过氧化氢的体
积或浓度、稀释倍数、叶片的质量等都属于无关变量。
②题图显示：与菠菜和白菜相比，在不同pH条件下，莴笋的氧气生成量最高，且pH
为7时氧气生成量最大，说明pH为7时酶的活性最高。由此可见，若想进一步研究其
他因素对过氧化氢酶活性的影响，最好选择莴苣叶片作为生物材料，并用pH为7的缓
冲液稀释酶提取液。
③题图显示：菠菜叶片的氧气生成量的最大值，在pH为7和8时均为0.9mL·min −1，
说明菠菜细胞中过氧化氢酶的最适pH在7和8之间，因此若要测得菠菜细胞中过氧化
氢酶的最适pH，下一步的具体做法是：pH在7～8的范围内，设立较小等梯度的分组
实验，比较不同pH条件下该酶的活性（氧气的生成速率）。
24．C 植物指碳（暗）反应时形成的第一个化合物是三碳有机物的植物，如小麦、水
3稻等，体内只有一条固定CO 的途径，即卡尔文循环，其光合作用发生在叶肉细胞中。
2
C 植物指碳反应时形成的第一个化合物是四碳有机物的植物，如玉米、高粱、甘蔗、
4
苋菜等产自热带的植物。玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，叶肉细胞中的叶
绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO 被整合到 C 化合物中，随后C 化合物进入维
2 4 4
管束鞘细胞，维管束鞘细胞中的叶绿体几乎无基粒，在维管束鞘细胞中，C 化合物释
4
放出的 CO 参与卡尔文循环，进而生成有机物（如下图）。PEP羧化酶被形象地称为
2
“CO 泵”，能利用较低浓度的CO 进行光合作用，它提高了C 植物固定CO 的能力，
2 2 4 2
使C 植物比C 植物具有较强光合作用（特别是在高温、光照强烈、干旱条件下）能力，
4 3
并且无光合午休现象。回答下列问题：
(1)C 植物和C 植物光合作用光反应阶段的产物都是 。玉米维管束鞘细胞叶绿体
3 4
中只能进行 反应，其原因是缺少 （结构）。
(2)C 植物固定CO 的物质是 和 。
4 2
(3)正常条件下，植物叶片的光合产物一般以 （填物质）运输，但不会全部运输
到其他部位，原因是 （答出1点即可）。
(4)干旱条件下，很多植物的光合作用速率降低，主要原因是 。
一般来说，C 植物与C 植物相比， 植物的CO 补偿点较低，原因是 。
4 3 2
(5)科学家以14CO 为原料，通过 法探明了玉米光合作用过程中CO 中的碳最终
2 2
转移到有机物中的具体转移途径为 （用物质名称和箭头表
示）。
【答案】(1) O2、ATP和NADPH 碳（暗） 叶绿体基粒（类囊体）
(2) PEP C5
(3) 蔗糖 自身呼吸消耗或建造植物体结构
(4) 叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 C4 C4植物的CO2先被
PEP羧化酶催化固定成C4，C4 释放出CO2用于卡尔文循环，因此C4植物在较低浓度的CO2条件下，也可以吸收并利用CO2进行光合作用，而 C3植物不能（合理即
可）
(5) （放射性）同位素标记 CO2→C4→CO2→C3→有机物（CH2O）
【分析】题图分析：图示为C4植物叶肉细胞和维管束鞘细胞进行C4途径的光合作用
过程。由图可知，叶肉细胞中含有的PEP与CO2结合生成C4化合物，C4化合物转移
至维管束鞘细胞把CO2释放出来，进入卡尔文循环。由于叶肉细胞中的PEP对CO2
具有很强的亲和力，使得叶肉细胞能利用较低浓度的CO2进行光合作用，因此C4植
物比C3植物更能适应高温、光照强烈、干旱条件。
【详解】（1）C3植物和C4植物光合作用碳反应阶段都需要光反应提供ATP和
NADPH；玉米维管束鞘细胞中的叶绿体几乎无基粒，所以玉米维管束鞘细胞叶绿体中
只能进行碳（暗）反应。
（2）由图可知，C4植物固定CO2的物质是PEP和C5化合物。
（3）正常条件下，植物叶片的光合产物一般以蔗糖运输，但由于构成叶片的细胞也要
进行呼吸作用，叶片自己也要生长，所以植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部
位。
（4）干旱条件下，空气湿度大，叶片蒸腾作用强，为了降低蒸腾作用强度，叶片气孔
开度降低，同时通过气孔吸收的二氧化碳减少，使光合作用碳反应降低，光合作用速
率降低。由于C4植物中PEP羧化酶能利用较低浓度的CO2进行光合作用，它提高了
C4植物固定CO2的能力，所以C4植物的CO2补偿点较低。
（5）研究元素的转移使用的是同位素示标记法，玉米是C4植物，光合作用过程中
CO2中的碳最终转移到有机物中的具体转移途径为CO2→C4→CO2→C3→有机物
（CH2O）。
25．图1为某种植物光合作用与有氧呼吸的部分过程示意图，其中①~ ④表示相关生
理过程；图2表示该植物在最适温度、不同光照强度下净光合作用速率（用CO 吸收
2
速率表示）的变化，净光合作用速率是指总光合作用速率与呼吸作用速率之差。分析
图示，回答下列问题：(1)图1中过程②属于有氧呼吸的第 阶段，过程③发生的场所是 。
(2)图2中C点时该植物总光合作用速率 （填“ >”“ =”或“ <”）呼吸作用速率。
B点对应的条件下，该植物能完成图1中的生理过程有 （填序号）。
(3)当光照强度突然增大，在其他条件不变的情况下，叶肉细胞中 C 含量短时间内会
3
（填“增加”“不变”或“减少”）。当光照强度为C点对应 的光照强度时，限制光
合作用速率不再增加的环境因素主要是 。
(4)如果将该植物先放置在图2中 A 点对应的条件下4h，B 点对应的条件下6h，接着
放置在 C点对应的条件下 14h，则在这24h内该植物每平方厘米叶面积的有机物积累
量（用 CO 吸收量表示）为 mg。
2
(5)研究小组另选甲、乙两种植物，分别从两种植物上取多片彼此相似且等量的叶片，
在最适温度条件下分别测定不同光照强度下甲、乙两植物叶片的CO 吸收速率，所得
2
数据如表所示：
光照强度 0 1 3 5 7 9 11 13
叶片 -
甲 5 0．5 5 16 25 29 30 30
CO 吸收速率（μmol。 叶片 -
2
m-2．s-1） 乙 4 1．5 5 8 10 12 12 12
从表中可以看出光照强度为 klx 时，甲、乙两叶片中叶绿体的 CO 固定速率相等。
2
【答案】(1) 一、二 叶绿体类囊体薄膜
(2) > ①②③④
(3) 减少 CO2浓度
(4)260
(5)1
【分析】1、图1中①③分别表示光合作用的暗反应和光反应，②④分别表示有氧呼吸
第一、二阶段和有氧呼吸第三阶段。
2、图2表示光照强度对植物体净光合速率的影响，其中A点由于没有光照，所以只进行细胞呼吸，B点为光的补偿点，此点表示光合速率等于呼吸速率，C点为光饱和点，
此时净光合速率最大。
【详解】（1）图中②表示有氧呼吸第一、二阶段，④属于有氧呼吸的第三阶段；①表
示暗反应场所是叶绿体基质，③表示光合作用的光反应阶段，发生的场所是叶绿体类
囊体膜。
（2）图2中C点为光饱和点，此时净光合速率最大，即C点时该植物总光合作用速率
大于呼吸作用速率。图2中B点为光的补偿点，此点表示光合速率等于呼吸速率，即
植物可同时进行光合作用和呼吸作用，故该植物能完成图1中的生理过程有①②③④。
（3）当光照强度突然增大，光反应增强，产生的[H]（或NADPH）和ATP增多，在
其他条件不变的情况下，C3还原加快，而CO2的固定不变，故叶肉细胞中C3含量短
时间内会减少；当光照强度为C时，为植物的光饱和点，由于是在最适温度下进行的，
故限制光合作用不再增加的环境因素是二氧化碳浓度。
（4）如果将该植物先放置在图2中A点的条件下4小时，即只进行呼吸作用，有机物
消耗量为5×4=20mg，B点的条件下6小时，即光合作用与呼吸作用相等，此阶段有机
物的制造量与有机物的消耗量相同，接着放置在C点的条件下14小时，有机物的积累
量为20×14=280mg，故在这24小时内该植物单位叶面积的有机物积累量=14×20－
5×4=260mg。
（5）二氧化碳固定速率表示总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，当光照
强度为1klx时，甲的总光合速率=0.5+5=5.5，乙的总光合速率=1.5+4=5.5，故二者的二
氧化碳固定速率相等。
