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高三生物一轮复习经典习题必练 分子与细胞（三）
一、单选题
1．酶的活性常受到某些物质的影响，有些物质能增加酶的活性，称为酶的激活剂；另一些物质则能降低
酶的活性，称为酶的抑制剂。淀粉酶催化淀粉逐步水解的产物与碘的颜色反应如下：淀粉（蓝色）→紫糊
精（紫色）→红糊精（红色）→无色糊精（无色）→麦芽糖（无色）→葡萄糖（无色）。为探究Cl-离子和
Cu2+对唾液淀粉酶活性的影响，有人设计了如下实验，下列有关叙述错误的是（ ）
组别
蒸馏
水
1%NaCl
1%CuSO4
1%淀粉
1%Na2SO4
唾液
加碘现象
试管1
1ml
1ml
1ml
2 滴
无色
试管2
2ml
1ml
2 滴
红色
试管3
1ml
1ml
1ml
2 滴
蓝色
试管4
1ml
1ml
1ml
2 滴
紫色
A．Cl-是唾液淀粉酶的激活剂
B．Cu2+是唾液淀粉酶的抑制剂
C．试管2 和试管4 都起对照作用
D．反应速率为试管1>试管2>试管3>试管4
【答案】D
【分析】酶活性指酶催化特定化学反应的能力，如淀粉酶催化淀粉水解的能力。酶活性可以用一定条件下，
单位时间内、单位体积中反应物的消耗量或产物的增加量来表示。
【详解】A、添加1%NaCl 溶液加点无色，其他组都有颜色，说明淀粉被分解最彻底，则Cl-是唾液淀粉酶
的激活剂，A 正确；
B、加入1%CuSO4，与不加1%CuSO4组相比，加碘，溶液变蓝，说明淀粉被分解的较少，Cu2+是唾液淀粉
酶的抑制剂，B 正确；
C、试管2 没有添加1%NaCl、1%CuSO4、1%Na2SO4，是空白对照，试管4 添加了1%Na2SO4，排除其
1%Na+和SO4
2-的作用，起对照作用，C 正确；
D、据AB 分析，可知反应速率为试管1>试管2>试管4>试管3，D 错误。
故选D。
2．合成生物学被誉为继“DNA 双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后的以工程化手段设计合成
基因组为标志的第二次生物技术革命全球每年约产生800 亿吨纤维素，我国科学家通过设计酵母体外多酶
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分子复合体系，开发了利用玉米秸秆高效生物合成人造淀粉和单细胞蛋白的新技术，为粮食生产提供了新
的途径（如图所示）。下列叙述错误的是（ ）
A．纤维素、淀粉和蛋白质都是以碳链为基本骨架的大分子
B．酵母菌以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，产生的中间产物可转化为氨基酸
C．酵母菌在胞内合成蛋白质时，遗传信息从DNA 流向RNA 发生在核糖体中
D．利用发酵罐扩大生产时，需要在培养液中添加无机氮源
【答案】C
【分析】由图分析，玉米秸秆的纤维素经纤维素酶催化水解产生纤维二糖和葡萄糖，其中纤维二糖经由酵
母菌纤维二糖磷酸化酶、葡萄糖磷酸化酶处理后形成直链淀粉，再用淀粉分支酶处理为支链淀粉；纤维素
或纤维二糖水解产生的葡萄糖进入酵母菌内作为能源物质；酵母菌经过基因重组还能产生单细胞蛋白。
【详解】A、纤维素、淀粉为多糖，和蛋白质都是以碳链为基本骨架的大分子，A 正确；
B、以葡萄糖为底物进行有氧呼吸，产生的中间产物丙酮酸可以转变为丙氨酸，B 正确；
C、酵母菌在胞内合成蛋白质时，遗传信息从DNA 流向RNA 发生在细胞核中，C 错误；
D、该工艺中合成蛋白质需要消耗氮元素，因此利用发酵罐扩大生产时，需要在培养液中添加无机氮源，D
正确。
故选C。
3．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（ ）
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A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段
B．Cyt c 所处的位置为细胞膜外
C．只有线粒体基质能产生NADH
D．H+借助F0和F1，以主动运输的方式进入膜内
【答案】A
【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1 分子的葡萄糖分解成2 分子的丙酮酸，产
生少量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量
的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出
大量的能量。
【详解】A、图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程，有氧呼吸的第三阶段，A 正确；
B、Cyt c 所处的位置线粒体内膜的外侧，B 错误；
C、有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质也能产生NADH，C 错误；
D、H+借助F0和F1进入膜内，不消耗ATP 且合成ATP，不是主动运输，D 错误。
故选A。
4．甲醛（HCHO）是室内空气污染的主要成分之一，室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的
甲醛污染，具体过程如图（其中Hu6P、Ru5P 是中间产物），以下叙述错误的是（ ）
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A．采用同位素示踪法研究碳元素转移路径
B．甲醛可作为碳源参与常春藤的光合作用
C．常春藤分解甲醛的酶分布在叶绿体基质
D．常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比
【答案】D
【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该
过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP 中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二
氧化碳固定是：二氧化碳与1 分子五碳化合物结合形成2 分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳
化合物在光反应产生的还原氢和ATP 的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】A、同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂，对研究对象进行标记的微量分
析方法，故采用同位素示踪法研究碳元素转移路径例如
14C，A 正确；
B、据图可知，甲醛经过图示过程可以产生二氧化碳供给常春藤的光合作用，B 正确；
C、据图分析可知，常春藤分解甲醛的过程发生在叶绿体基质，所以分解甲醛的酶分布在叶绿体基质，C
正确；
D、室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染，不能判断常春藤光合作用强度与甲醛
浓度成正比，D 错误。
故选D。
5．下图为某种物质分泌过程的透射电镜照片，以下叙述错误的是（ ）
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A．该过程不消耗细胞呼吸所释放的能量
B．该过程体现生物膜具有一定的流动性
C．该过程会导致某些生物膜成分的更新
D．突触前膜以图示的方式释放神经递质
【答案】A
【分析】胞吞、胞吐一般是大分子颗粒进出细胞的方式，小分子的神经递质也通过胞吐释放。
【详解】A、胞吐过程消耗细胞呼吸所释放的能量，A 错误；
B、该过程中囊泡与细胞膜融合，体现生物膜具有一定的流动性，B 正确；
C、囊泡与细胞膜融合后，囊泡膜成为细胞膜的一部分，导致细胞膜成分的更新，C 正确；
D、突触前膜以胞吐的方式释放神经递质，可在短时间内释放大量神经递质，使突触后膜发生电位变化，D
正确。
故选A。
6．假如将地球46 亿年的历史压缩为一天，生命诞生在凌晨3 点后，8 点多产生了可以进行光合作用的细
胞，而人类出现在最后1 分钟。以下叙述正确的是（ ）
A．蓝细菌细胞内含叶绿体能进行光合作用
B．细菌进化的原材料主要来自于基因重组
C．破伤风杆菌细胞内不含线粒体，但可以进行有氧呼吸
D．地球上生物多样性的形成经历了漫长的协同进化历程
【答案】D
【分析】原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核，没有核膜、
核仁和染色体，只有唯一的细胞器核糖体。
【详解】A、蓝细菌属于原核生物，不含叶绿体，A 错误；
B、细菌进化的原材料来自于基因突变，B 错误；
C、破伤风杆菌属于厌氧型原核生物，其细胞内不含线粒体，不能进行有氧呼吸，C 错误；
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D、生物多样性的形成经历了漫长的生物与环境、生物与生物之间的协同进化历程，D 正确。
故选D。
7．下列有关物质分离和鉴定技术的叙述，正确的是（ ）
A．利用DNA 不溶于冷酒精的特点初步提取花椰菜细胞中的DNA
B．利用不同色素在层析液中溶解度差异来提取绿叶中的色素
C．常温条件下，利用双缩脲试剂鉴定豆浆中是否含有氨基酸
D．水浴条件下，利用重铬酸钾溶液鉴定无氧呼吸是否产生乙醇
【答案】A
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验：
①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素。
②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解
度小，扩散速度慢。
2、生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化
为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能
鉴定非还原性糖（如淀粉）。（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或
苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色）。
【详解】A、DNA 不溶于冷酒精，而其他杂质溶于酒精，可利用DNA 不溶于冷酒精的特点初步提取花椰
菜细胞中的DNA，A 正确；
B、各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速
度慢，B 错误；
C、在常温条件下，利用双缩脲试剂检测豆浆中是否含有蛋白质，如出现紫色，说明含有蛋白质，C 错误；
D、在酸性条件下，利用重铬酸钾溶液鉴定无氧呼吸是否产生乙醇，D 错误。
故选A。
8．图中曲线表示温度、pH 和底物浓度对蛋白酶催化相应蛋白质水解速率的影响。下列相关叙述正确的是
（ ）
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A．甲、乙、丙对应的影响因素分别为底物浓度、温度和pH
B．在b 点加入少量同种酶可提高反应速率且增大生成物的总量
C．f 点与i 点酶的空间结构都被破坏，不能与双缩脲试剂发生反应
D．酶制剂适宜在d 点和g 点所对应的相应条件下保存
【答案】A
【分析】分析题图：低温酶的活性很低，但是酶并不失活，酶活性不为0，高温使酶的空间结构发生改变，
酶失活，酶活性为0，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，酶活性为0。故图中乙曲线是温
度对酶活性的影响，丙曲线是pH 值对酶活性的影响；在一定范围内，随着底物浓度上升反应速率上升，
达到一定程度后，酶达到饱和，反应速率不再随着底物浓度上升而上升，如图甲。
【详解】A、低温酶的活性很低，但是酶并不失活，酶活性不为0，高温使酶的空间结构发生改变，酶失活，
酶活性为0，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，酶活性为0．故图中乙曲线是温度对酶活
性的影响，丙曲线是pH 值对酶活性的影响；在一定范围内，随着底物浓度上升反应速率上升，达到一定
程度后，酶达到饱和，反应速率不再随着底物浓度上升而上升，如图甲，因此，甲、乙、丙对应的影响因
素分别为底物浓度、温度和pH，A 正确；
B、图甲中，在一定范围内，随着底物浓度上升反应速率上升，在b 点，酶达到饱和，反应速率不再随着
底物浓度上升而上升，在b 点加入少量同种酶可提高反应速率，但由于底物含量不变，生成物的总量不会
增大，B 错误；
C、f 和i 点由于高温和过碱，酶的空间结构都遭到破坏，肽链变得伸展、松散，但肽键没有破坏，所以仍
能与双缩脲试剂发生反应，C 错误；
D、由于过酸和过碱，酶的空间结构会遭到破坏，所以酶制剂适宜保存的pH 为h 点（最适pH）；由于低
温，酶的活性低，但空间结构稳定，所以酶制剂适宜的保存温度为d 点，D 错误。
故选A。
9．肺炎是秋冬季节困扰人们的一种常见的呼吸道感染疾病。除理化因素、免疫损伤、过敏及药物等因素
外，主要是由细菌、病毒等病原微生物入侵引起的。下列相关叙述正确的是（ ）
A．细菌和病毒都没有生物膜，在人工培养基上均不能增殖
B．细菌和病毒都能发生基因突变，遗传物质都能彻底水解出6 种产物
C．单个细菌和病毒都只含有DNA 或RNA 一种核酸
D．细菌和病毒均不属于生命系统的结构层次
【答案】B
【分析】病毒是非细胞生物，只能寄生在活细胞中进行生命活动。病毒依据宿主细胞的种类可分为植物病
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毒、动物病毒和噬菌体；根据遗传物质来分，分为DNA 病毒和RNA 病毒；病毒由核酸和蛋白质组成。
【详解】A、病毒无细胞结构，不含生物膜，在人工培养基上不能增殖，但细菌属于原核生物，有生物膜，
可以在人工培养基上增殖，A 错误；
B、细菌的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA 或RNA，DNA 彻底水解能得到脱氧核糖、磷酸和4
种碱基，RNA 彻底水解能得到核糖、磷酸和4 种碱基，均为6 种产物，B 正确；
C、细菌属于细胞生物，含有DNA 和RNA 两种核酸，C 错误；
D、病毒无细胞结构，不属于生命系统的结构层次，而细菌有细胞结构，属于生命系统的结构层次，D 错
误。
故选B。
10．金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天，肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同下图表示金鱼
缺氧状态下，细胞中部分代谢途径。下列相关叙述错误的是（ ）
A．过程②不需要O2的参与，产生的“物质X”是丙酮酸
B．过程①②③中均有能量的释放，少部分用于合成ATP
C．过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为催化反应的酶不同
D．图中的过程③④避免了乳酸在体内积累导致酸中毒
【答案】B
【分析】题图分析：图中①为肌糖原的分解，②为细胞呼吸第一阶段，物质X 是丙酮酸，③为酒精是无氧
呼吸第二阶段，④为乳酸转化成丙酮酸的过程，⑤为乳酸是无氧呼吸第二阶段，⑥为乳酸进入肌细胞。
【详解】A、“物质X”是丙酮酸，②为细胞呼吸第一阶段，过程②不需要O2参与，A 正确；
B、③为丙酮酸转变为酒精，是无氧呼吸的第二阶段，不能合成ATP，B 错误；
C、过程③⑤是无氧呼吸的第二阶段，其产物不同是因为催化反应的酶不同，因而产物不同，场所均是细
胞质基质，C 正确；
D、图中的过程④将乳酸转变为丙酮酸进而经过③过程将丙酮酸转变为酒精释放出去，这样能避免乳酸在
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体内积累导致酸中毒，D 正确。
故选B。
11．抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶COX（复合体Ⅳ）活性的氰化物时，仍能继续进行
的呼吸，该过程产生的ATP 较少，抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，其作用机理如图所示。不能
进行抗氰呼吸的植物缺乏AOX。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化
酶。下列相关叙述错误的是（ ）
A．抗氰呼吸是一种不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP 较少
B．细胞色素氧化酶和交替氧化酶均能催化O2与NADH 结合生成水
C．与细胞色素氧化酶相比，交替氧化酶对氰化物的敏感性较低
D．臭崧花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉
【答案】A
【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NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和
NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH 反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、抗氰呼吸也是彻底的氧化分解，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多，则合成的ATP 就更少，
A 错误；
B、细胞色素氧化酶和交替氧化酶均参与细胞呼吸的第三阶段，能催化O2与NADH 结合生成水，B 正确；
C、抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，说明存在氰化物时在AOX 的作用下仍能进行呼吸作用，所
以交替氧化酶对氰化物的敏感性较低，C 正确；
D、生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶，可通过抗氰呼吸产生更多的热量促
进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉，D 正确。
故选A。
12．近期，多省爆发诺如病毒感染。一般来说，每年10 月到次年3 月，是诺如病毒感染的高发季。感染诺
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如病毒后，常见呕吐、腹泻、腹痛等不适。下列关于该病原体的叙述错误的是（ ）
A．诺如病毒不能独立完成新陈代谢，只能在宿主细胞内繁殖
B．高温可破坏诺如病毒的蛋白质空间结构，煮沸可将其杀死
C．诺如病毒结构简单，属于生命系统的最小结构层次
D．诺如病毒在光学显微镜下不可见，其核酸初步水解产物有4 种
【答案】C
【分析】生物病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核酸（DNA 或RNA），必须在活细胞内寄生并
以复制方式增殖的非细胞型微生物。
【详解】A、诺如病毒没有细胞结构，不能独立完成新陈代谢，只能在宿主细胞内繁殖，A 正确；
B、蛋白质在高温条件下会变性，煮沸可破坏病毒蛋白质的空间结构，可杀死病毒，B 正确；
C、诺如病毒没有细胞结构，不属于生命系统的结构层次，细胞是生命系统的最小结构层次，C 错误；
D、诺如病毒只能在电子显微镜下可见，只含一种核酸，则其核酸初步水解产物有4 种，D 正确。
故选C。
13．图1 为酶作用模型及两种抑制剂影响酶活性模型。果蔬褐变的主要原因是PPO 催化酚形成黑色素。某
同学设计实验探究不同温度下两种PPO 活性的大小，结果如图2，其中酶A 和酶B 分别为两种不同的
PPO。各组加入的PPO 的量相同，下列叙述错误的是（ ）
A．由图1 推测，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响酶促反应速率
B．非竞争性抑制剂与酶结合后，改变了酶的空间结构，其机理与高温对酶活性抑制的机理相似
C．图2 实验的自变量是温度、酶的种类和抑制剂的种类，PPO 用量是无关变量
D．在研究的温度范围内，图2 中相同温度条件下酶B 催化效率更高
【答案】C
【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、据图可知，竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能
具有类似结构，从而影响酶促反应速率，A 正确；
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B、非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，高温会
使酶的空间结构破坏使酶的活性受到抑制，两者的作用机理相似，B 正确；
C、据图可知，实验2 的自变量包括温度、酶的种类，不包括抑制剂种类，抑制剂的种类和PPO 用量是无
关变量，C 错误；
D、图2 中，各温度条件下酶B 剩余量都最少，与底物结合率最高，所以相同温度条件下酶B 催化效率更
高，D 正确。
故选C。
14．为研究物质甲对α-淀粉酶活性的影响，某同学用物质甲溶液处理α-淀粉酶，在最适条件下测定酶促反
应速率随时间的变化，结果如图所示。下列相关分析错误的是（ ）
A．物质甲可作为激活剂增强α-淀粉酶的活性
B．该实验可滴加碘液来分析还原糖的产生量
C．t1时，两组实验中的α-淀粉酶的活性不同
D．若将反应温度升高10℃，通常情况下t2和t3均右移
【答案】B
【分析】 分析题意可知，该实验研究物质甲对α-淀粉酶活性的影响，自变量物质甲的有无，因变量α-淀
粉酶活性。
【详解】A、根据实验结果，物质甲处理后的淀粉酶活性较强，因此其可作为激活剂增强α–淀粉酶的活性，
A 正确；
B、碘液只能检测淀粉的剩余量，B 错误；
C、t1时，虽然两组实验的酶促反应速率相同，但是实验组完成酶促反应的速度较快，说明该组中α-淀粉酶
活性较强，C 正确；
D、上述实验在最适温度下进行，若将反应温度升高10℃，通常情况下酶促反应速率减慢，t2和t3均右移，
D 正确。
故选B。
15．下图是生物体内ATP 合成与水解示意图。下列叙述正确的是（ ）
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A．能量1 均来自于细胞呼吸释放的能量
B．能量2 可用于蛋白质合成等放能反应
C．ATP 与ADP 相互转化使细胞储存大量ATP
D．此转化机制在所有生物的细胞内都相同
【答案】D
【分析】ATP 的结构简式是A-P～P～P，其中A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基团。
【详解】A、能量1 是合成ATP 所需的能量，可来自于细胞呼吸和光合作用，A 错误；
B、蛋白质合成属于吸能反应，B 错误；
C、ATP 在细胞中的量较少，C 错误；
D、此ATP 与ADP 的转化机制在所有生物的细胞内都相同，体现了细胞的统一性，D 正确。
故选D。
16．为观察小鼠（2n=40）细胞染色体形态和数目，向小鼠腹腔内注射秋水仙素，以富集中期分裂相。3 小
时后收集并固定骨髓细胞，染色后在显微镜下观察（图为一个中期细胞的染色体）。下列叙述错误的是（
）
A．秋水仙素可以抑制纺锤体的形成
B．应先用低倍镜找到观察目标再换高倍镜
C．图示细胞中有四个染色体组
D．图示细胞没有发生同源染色体联会现象
【答案】C
【分析】同源染色体是指一条来自父方、一条来自母方，形态、大小一般相同，在减数分裂过程中能够联
会的染色体，有丝分裂过程中同源染色体不联会。
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【详解】A、秋水仙素是一种生物碱，可以抑制纺锤体的形成，进而形成多倍体，A 正确；
B、使用显微镜时，应现在低倍镜找到目标，再转动转换器换成高倍镜，B 正确；
C、秋水仙素可抑制植物细胞纺锤体形成，对动物细胞主要起到诱发突变的作用，图示仍是两个染色体组
（显示还是40 条染色体），C 错误；
D、图示骨髓细胞进行的是有丝分裂，没有发生同源染色体联会现象，D 正确。
故选C。
17．研究发现姜黄素对缺血性脑损伤具有保护作用。为探究姜黄素在脑缺血中对线粒体的影响，相关实验
结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．线粒体不能直接水解葡萄糖为大脑供能
B．假手术组的目的是排除手术本身对实验结果的影响
C．缺血组线粒体数量减少是线粒体被降解导致的
D．实验结果表明姜黄素明显提高缺血细胞内线粒体数量
【答案】C
【分析】据题意可知，本实验目的是探究姜黄素在脑缺血中对线粒体的影响，自变量为是否含有姜黄素及
姜黄素浓度，因变量为线粒体数量，实验结果表明姜黄素明显提高缺血细胞内线粒体数量。
【详解】A、葡萄糖需要在细胞质基质中分解形成丙酮酸，然后才能进入线粒体内继续氧化分解，为大脑
供能，线粒体不能直接利用葡萄糖，A 正确；
B、实验要遵循对照原则，假手术组的目的是排除手术本身对实验结果的影响，B 正确；
C、血液中含有血红蛋白，血红蛋白具有运输氧气的作用，线粒体中进行有氧呼吸第三阶段需要氧气参与，
因此缺血组，线粒体数量减少，C 错误；
D、据图可知，与缺血组相比，低剂量姜黄素组和高剂量姜黄素组线粒体数量都增加，且高剂量姜黄素组
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线粒体数量更多，推测姜黄素明显提高缺血细胞内线粒体数量，D 正确。
故选C。
18．将刚采摘的新鲜蓝莓随机均分为两份，放在1℃的冷库中贮藏，其中一份用高浓度的CO2处理48h．另
一份则不做处理。从采摘后算起每10 天取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者
的比值得到如下图所示结果。下列有关叙述不正确的是（ ）
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 天CO2处理组蓝莓产生的酒精量低于对照组
C．第40 天对照组蓝莓有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
D．贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理一定时间，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
【答案】C
【分析】分析题图：当储藏天数小于等于10 天时，两组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，说明
都只进行有氧呼吸；当储藏天数大于10 天时，对照组的CO2释放量和O2吸收量的比值大于1，说明蓝莓既
进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸；CO2处理组当储藏天数小于等于20 天时，蓝莓的CO2释放量和O2吸收
量的比值等于1，说明只进行有氧呼吸；当储藏天数大于20 天时，蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值大
于1，说明蓝莓既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。
【详解】A、有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，无氧呼吸不吸收氧只释放二氧化碳，CO2
释放量和O2吸收量的比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，A 正确；
B、分析题图曲线知，第20 天，处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，只进行有氧呼吸，对照组大
于1，存在无氧呼吸，对照组酒精量高于CO2处理组，B 正确；
C、分析题图曲线知，第40 天，对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为
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x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有关系式 (6x+2y) ÷6x=2， 解得x: y=1: 3，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，
C 错误；
D、分析题图曲线知，储藏蓝莓前用CO2短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸，D 正确。
故选 C。
19．如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖进入上皮细胞不需要消耗能量
B．葡萄糖由上皮细胞进入血液的方式为主动运输
C．Na+-K+泵消耗ATP 以维持膜内外Na+浓度差
D．转运蛋白转运物质时不需要改变自身构象
【答案】C
【分析】据图可知，小肠上皮细胞吸收葡萄糖时同时会将Na+吸收进去，吸收葡萄糖是逆浓度梯度，吸收
Na+时是顺浓度梯度，Na+的吸收可以为葡萄糖的吸收提供电势能，所以小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运
输。葡萄糖由上皮细胞进入血液时是顺浓度梯度，需要葡萄糖转运蛋白，属于协助扩散。Na+-K+泵在运输
Na+、K+都是逆浓度梯度，所以属于主动运输。
【详解】A、葡萄糖进入上皮细胞是通过主动运输进入细胞内，需要消耗能量，A 错误；
B、葡萄糖由上皮细胞进入血液是顺浓度梯度属于协助扩散，B 错误；
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C、据图可知，Na+-K+泵将K+由细胞外泵入细胞内，将Na+由细胞内泵出细胞外都是逆浓度梯度，需要消
耗ATP，C 正确；
D、转运蛋白转运物质时自身构象会发生改变，D 错误。
故选C。
20．生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是（ ）
A．RNA 是原核生物的遗传物质
B．部分蛋白质能调节机体生命活动
C．糖原是马铃薯重要的储能物质
D．纤维素是细胞膜的重要组成成分
【答案】B
【分析】组成细胞的化合物分为有机物和无机物，其中有机物主要包括蛋白质、核酸、糖类和脂质。
【详解】A、原核生物含有DNA 和RNA，DNA 是原核生物的遗传物质，A 错误；
B、部分蛋白质能作为信息分子，如激素，能调节机体生命活动，B 正确；
C、糖原是动物细胞特有的多糖，淀粉是马铃薯重要的贮能物质，C 错误；
D、纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质，D 错误。
故选B。
21．下列生物学实验的相关操作，叙述正确的是（ ）
A．二苯胺鉴定DNA 粗提物——借助显微镜观察实验结果
B．培养液中酵母菌种群数量变化——先向计数室滴加培养液再盖好盖玻片
C．探究pH 对H2O2酶的影响——先向酶溶液中加不同pH 的缓冲液再加底物
D．模拟生物体维持pH 的稳定——滴加酸碱前无需测试溶液的起始pH
【答案】C
【分析】培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，应先盖好盖玻片，再向计数室滴加培养液，若先向计数
室滴加培养液再盖好盖玻片则会导致实验数据偏大。
【详解】A、二苯胺试剂鉴定DNA 粗提物是将DNA 溶于NaCl 中加入二苯胺试剂沸水浴加热，该过程无需
使用显微镜观察，A 错误；
B、培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，应先盖好盖玻片，再向计数室滴加培养液，若先向计数室滴
加培养液再盖好盖玻片则会导致实验数据偏大，B 错误；
C、酶具有高效性，酶一旦与底物接触，反应就开始了，所以在探究pH 对H2O2酶的影响的实验中，应先
向酶溶液中加不同pH 的缓冲液再加底物，C 正确；
D、模拟生物体维持pH 的稳定的实验中，在滴加酸碱前需测试溶液的起始pH，作为pH 的起始对照，D 错
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误。
故选C。
22．下列生物学实验中，实验目的与观察指标对应不合理的是（ ）
A．获得酵母菌纯培养物：菌落的颜色、形状和大小
B．探究酵母菌呼吸方式：澄清石灰水浑浊程度
C．观察细胞质的流动：细胞质基质的流动方向
D．探究绿叶中色素种类和含量：色素带的颜色和宽窄
【答案】C
【分析】叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观
察它的形态。细胞质流动的观察以叶绿体作为参照物。
色素分离结果，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄、橙黄色）、叶黄素（第2 窄、黄色）、叶绿素
a（最宽、蓝绿色）、叶绿素b（第2 宽、黄绿色），色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、获得酵母菌纯培养物：可通过菌落的颜色、形状和大小等菌落特征进行判断，A 正确；
B、二氧化碳浓度越高，澄清石灰水越浑浊，溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间越短，因此可以根据石灰
水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短检测CO2产生情况，进而判断酵母菌的呼吸方式，
B 正确；
C、观察细胞质的流动一般以叶绿体作为参照物，C 错误；
D、不同色素的颜色和含量不一样，通过观察每条色素带的颜色和宽窄来判断，D 正确。
故选C。
23．近年兴起的“科技食品”细胞培养肉是通过体外培养动物细胞制造出来的肉类，其生产流程如下图所
示，相关叙述不正确的是（ ）
A．肌卫星细胞应具有较强的细胞增殖和肌肉分化能力
B．用纤维素酶处理剪碎的肌肉组织以分离肌卫星细胞
C．无血清培养基的组分明确可控、病毒感染风险小
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D．生产细胞培养肉存在食品安全、技术滥用的风险
【答案】B
【分析】由题意可知，细胞培养肉是将肌肉细胞经分离脱分化得到肌卫星细胞后，在无血清培养基上进行
培养，随后经加工形成的。
【详解】A、由图可知，肌卫星细胞由肌肉细胞脱分化得到，属于干细胞，应具有较强的细胞增殖和肌肉
分化能力，A 正确；
B、用胰蛋白酶酶处理剪碎的肌肉组织以分离肌卫星细胞，B 错误；
C、无血清培养基是人工合成培养基，组分明确可控、病毒感染风险小，C 正确；
D、生产细胞培养肉存在食品安全（如未经检测流入市场）、技术滥用（如用于其他领域）的风险，D 正
确。
故选B。
24．从葡萄试管苗上分别剪取带有上位叶、中位叶和下位叶的茎段，转接到培养瓶中，在不同温度条件下
培养4h，测定不同叶位叶片的CO2吸收速率，结果如下图。由图不能得出的结论是（ ）
A．随温度升高不同叶位叶片的CO2吸收速率先升后降
B．35T 时中位叶和下位叶的真正（总）光合速率相等
C．不同叶位的叶片在上述温度下均能积累有机物
D．上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差
【答案】B
【分析】分析图可知，温度和不同部位的叶片为自变量，CO2吸收速率为因变量。
真正的光合作用=呼吸作用+净光合作用。影响光合作用的因素：二氧化碳的浓度、温度、光照强度、水分、
矿质元素等。
【详解】A、由图可知，随着温度升高（15-25 摄氏度）不同叶位叶片的CO2吸收速率升高，25-35 摄氏度
不同叶位叶片的CO2吸收速率下降，A 正确；
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B、图中只能看出不同叶位叶片的CO2吸收速率，不知道不同叶位叶片的呼吸速率，无法计算总光合速率，
B 错误；
C、由图分析可知，不同叶位的叶片在上述温度下始终保持着对CO2吸收速率，说明净光合作用大于零，
有机物积累，C 正确；
D、由图分析可知，上位叶在高温下，CO2吸收率下降，说明叶片气孔关闭，减少水分的散失，而下位叶
在高温下，CO2吸收率下降小于上位叶，故上位叶对高温的耐受力较中、下位叶片差，D 正确。
故选B。
25．绿弯菌是一类可借助深海中微弱的生物发光和地质光进行光合作用的细菌。下列有关绿弯菌叙述错误
的是（ ）
A．没有叶绿体，但能利用光能
B．没有核膜包围的细胞核，但有DNA
C．没有线粒体，但能细胞呼吸
D．没有核糖体，但能合成蛋白质
【答案】D
【分析】细胞包括真核细胞和原核细胞，真、原核细胞最大的区别在于是否含有成形的细胞核。原核细胞
只含有核糖体这一种细胞器。常见的原核生物有衣原体、支原体、蓝细菌、细菌、放线菌等，常见的真核
生物有动植物和真菌。题干中的绿弯菌也是原核生物。
【详解】A、由题干可知，绿弯菌是细菌，属于原核生物，没有叶绿体，但是可以利用光能进行光合作用，
A 正确；
B、绿弯菌是细菌，属于原核生物，没有核膜包围的细胞核，但有DNA，B 正确；
C、绿弯菌是原核生物，没有线粒体，但是可以进行细胞呼吸，产生能量，进行各项生命活动，C 正确；
D、绿弯菌是原核生物，有核糖体，D 错误。
故选D。
二、非选择题
26．硝酸盐是植物主要的氮肥形式，植物能感知硝酸盐并快速诱导基因表达，调控生长发育。为了研究植
物如何感知硝酸盐，科学家进行了相关研究。
(1)植物吸收氮元素后可以用于合成 等组成生物大分子的单体。
(2)细胞膜上的C 蛋白一直被认为能够感受和转运硝酸盐。在以硝酸盐为唯一氮源的培养基上，同时培养野
生型、C 基因缺失突变体和N 基因缺失突变体拟南芥，结果如下图。研究者认为N 蛋白更可能是硝酸盐的
受体，而C 蛋白不是，作出此判断的依据是 。
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(3)进一步实验结果表明，N 蛋白可以直接结合硝酸盐，之后会引起N 蛋白 的改变，使N 蛋白两
端相互靠近，从而激活其转录调节功能，通过 进入细胞核内调节相关基因表达。
(4)利用N 蛋白与硝酸盐结合的特点，研究者通过基因工程将黄色荧光蛋白基因切成两半分别连接到N 基因
的两端，转入野生型拟南芥，试图构建一个结合硝酸盐后可以发出荧光的硝酸盐感受器。
①请以拟南芥为材料设计实验检测该感受器是否构建成功。
②在实际生产中，为提高作物产量经常过量使用氮肥，因此会对生态环境造成破坏。请从可持续发展角度
分析该硝酸盐感受器的应用价值。
【答案】(1)氨基酸、核苷酸
(2)相对于野生型，C 基因缺失突变体生长发育情况（鲜重）变化不大，而N 基因缺失突变体生长（鲜重）
明显受到抑制（降低）
(3) 空间结构 核孔
(4) 分别对野生型拟南芥和转基因拟南芥施加硝酸盐，检测是否发出黄色荧光；若野生型拟南芥不发
黄色荧光，转基因拟南芥发出黄色荧光说明构建成功 可以实时监测植物体内硝酸盐的浓度，从而降
低对氮肥的依赖，以免过度施肥造成环境污染和浪费以及影响植物生长
【分析】硝酸盐是植物主要的氮肥形式，氮元素在细胞中主要用于合成蛋白质、核酸等含氮有机物；植物
根部以主动运输的方式吸收无机盐，以被动运输的方式运输吸水，如果土壤中无机盐浓度过大，可能会造
成植物根部难以吸水甚至失水死亡。
【详解】（1）含有氮元素的生物大分子有蛋白质和核酸，它们的单体分别是氨基酸和核苷酸；
（2）C 基因缺失突变体缺乏C 蛋白拟南芥，N 基因缺失突变体拟南芥缺乏蛋白；由图分析可知，纵坐标为
鲜重，鲜重中含量最高的化合物为蛋白质，鲜重的高低体现了拟南芥吸收氮元素的多少；相比于野生型，
缺乏C 蛋白的突变体氮元素吸收减少得不多，缺乏N 蛋白的突变体显著降低了氮元素的吸收，因此N 蛋白
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更可能是硝酸盐的受体，而C 蛋白不是；
（3）N 蛋白要激活其功能，需要改变空间结构，再通过核孔（大分子进出细胞核通过核孔）进入细胞核行
使功能；
（4）该感受器结合硝酸盐后可以发出荧光，要检测该感受器是否构建成功，分别对野生型拟南芥（对照
组）和转基因拟南芥施加硝酸盐，检测是否发出黄色荧光；若野生型拟南芥不发黄色荧光，转基因拟南芥
发出黄色荧光说明构建成功；
要避免过量使用氮肥，需要获得植物体内硝酸盐浓度并实时监控，硝酸盐不足时再施氮肥，过量使用氮肥。
【点睛】本题考查细胞中有机物的组成与特点，考查学生探究实验的设计与结果分析能力。
27．超负荷压力会导致人的头发加速变白，研究人员对此进行了研究。
(1)在头发生长的过程中，头皮中的色素干细胞被激活，分化出色素细胞，进而合成黑色素。同时色素干细
胞通过 实现有限的自我更新，使头发可以在一生中的大部分时间保持黑色。
(2)研究人员利用动物模型探究白发产生的机制，他们通过在几个月内让小鼠昼夜颠倒、长期熬夜或限制活
动等方法，建立压力模型鼠（图1）。使用免疫荧光染色技术观察白毛毛囊处的细胞，结果如图2。由图可
知持续压力使 细胞消失，当毛囊进入新的生长周期时，由于没有黑色素的合成，只会长出白毛。
(3)毛囊周围有丰富的神经纤维、血管和免疫细胞。人们普遍认为压力会导致免疫功能紊乱和压力相关激素
分泌增加，进而导致头发变白。研究人员进行动物实验，结果发现白毛的产生与免疫调节和激素调节无关，
请完善下表内容。
实验对象
实验操作
实验结果
正常小鼠
几个月内持续施加压力
产生白毛
①
产生白毛
压力激素缺陷小鼠
②
(4)研究人员去除正常小鼠毛囊中的交感神经，之后再给予同等压力，结果发现白毛数量显著减少，从而证
明了白毛产生与毛囊处的交感神经激活呈正相关。研究人员又对图3 中正常小鼠圆圈处进行 处理，
结果在没有经历压力的情况下圆圈中产生白毛再次证实了上述结论。
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(5)进一步的研究发现，交感神经被过度激活后会释放大量去甲肾上腺素。
导致白发产生的机制为：超负荷压力使交感神经过度激活
释放大量去甲肾上腺素
无法合成黑色素，产生白发。
【答案】(1)细胞分裂
(2)色素干细胞
(3) 免疫缺陷小鼠 产生白毛
(4)毛囊处交感神经的激活
(5) 色素干细胞消失 色素细胞减少
【分析】神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节，通过信息分子构成一个复杂网络。
【详解】（1）色素干细胞通过细胞分裂实现有限的自我更新，
（2）由图2 可知，与压力前相比，压力后的色素干细胞消失，因此当毛囊进入新的生长周期时，由于没有
黑色素的合成，只会长出白毛
（3）人们认为压力会导致免疫功能紊乱和压力相关激素分泌增加，进而导致头发变白，因此，可设置3 组
实验，一组正常小鼠，一组免疫缺陷型小鼠，一组压力激素缺陷小鼠，进行压力实验，结果发现白毛的产
生与免疫调节和激素调节无关，说明三组实验结果无差别，都产生白毛。
（4）若想证明白毛产生与毛囊处的交感神经激活呈正相关，可对图3 中正常小鼠圆圈处进行激活毛囊处的
交感神经处理，结果在没有经历压力的情况下圆圈中产生白毛，可证实上述结论。
（5）由于交感神经被过度激活后会释放大量去甲肾上腺素。因此可推测导致白发产生的机制为：超负荷
压力使交感神经过度激活，并释放大量去甲肾上腺素，甲肾上腺素可使色素干细胞消失，使色素细胞数量
减少，导致色素细胞无法合成黑色素，产生白发
28．Ⅱ型糖尿病患者早期表现为高胰岛素血症，而后逐步导致胰岛功能受损。A 酶是催化某些蛋白质去除
棕榈酰化的酶，血糖升高导致A 酶活性降低。科研人员通过实验探究A 酶与Ⅱ型糖尿病的联系。
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(1)正常人体血糖浓度升高时，葡萄糖进入胰岛B 细胞内经一系列变化促使Ca2+通道开放，胞内Ca2+浓度升
高，引起包裹胰岛素的囊泡与 融合，胰岛素以 方式释放到胞外。
(2)科研人员用动态浓度的葡萄糖灌注A 基因敲除鼠（KO）和野生型鼠（WT），检测二者胰岛素分泌量，
结果如图1。
①曲线 为KO 鼠的胰岛素分泌量，说明A 酶抑制胰岛素分泌。
②为解释上述结果产生的原因，科研人员提出两种假设：
假设1：A 酶抑制胰岛素的合成进而抑制其分泌；
假设2：A 酶影响胞内Ca2+信号参与的胰岛素释放进而抑制其分泌。
与WT 鼠相比，若K0 鼠胰岛细胞的胞内胰岛素总量和Ca2+浓度分别表现为 （升高/降低/无明显差
异），则排除假设1，且说明A 酶作用于Ca2+信号下游。
(3)进一步研究发现KO 小鼠体内棕榈酰化的S 蛋白（在Ca2+信号下游促进囊泡融合）含量升高。为验证A
酶通过去除S 蛋白的棕榈酰化来抑制胰岛素分泌，科研人员向体外培养的正常胰岛细胞和A 酶活性降低的
胰岛细胞中过量导入不同外源基因，并检测胰岛素分泌量，实验处理及结果见图2。
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①第4 组胰岛素分泌量低于第2 组的可能原因是 。
②请在答题纸相应位置补充图2 中第5、6 两组的实验结果 。
(4)综合以上研究成果并结合胰岛素的生理作用，阐明正常人偶尔高糖饮食可维持血糖平稳，但长期高糖饮
食可能引发Ⅱ型糖尿病的原因 。
【答案】(1) 细胞膜 胞吐
(2) A 无明显差异、无明显差异
(3) 4 组添加过量外源S 基因会表达过量S 蛋白，由A 酶催化产生了比2 组更多的去除棕榈酰化的S 蛋
白。 5、6 组结果差异不大，比1 组低（与3 组比可高可低可一样）。
(4)偶尔高糖饮食血糖升高使A 酶活性降低，去棕榈酰化的S 蛋白减少，胰岛素释放量增加，通过促进组织
细胞对葡萄糖的摄取、利用和转化而降低血糖。长期高糖饮食导致胰岛素持续释放，损伤胰岛B 细胞而引
发Ⅱ型糖尿病。
【分析】胰岛素由胰岛B 细胞合成并分泌，其作用是①促进组织细胞中葡萄糖的氧化分解②促进葡萄糖合
成肝糖原和肌糖原③促进葡萄糖转化为非糖物质④抑制肝糖原分解⑤抑制非糖物质转化为血糖。
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【详解】（1）胰岛素是大分子物质，其以胞吐的方式释放出来，因此包裹胰岛素的囊泡与细胞膜融合，
进而被释放到胞外。
（2）①由结论“说明A 酶抑制胰岛素分泌”可以推断，A 基因敲除鼠由于不含有A 基因，而无法表达A
酶，因此不能抑制胰岛素分泌，导致胰岛素分泌量高于野生型鼠，从图上来看，曲线A 的胰岛素分泌量较
高，因此曲线A 代表KO 鼠的胰岛素分泌量。
②若要排除假设1，则说明A 酶并不抑制胰岛素合成，则KO 鼠胰岛细胞的胞内胰岛素总量与WT 鼠无明
显差异，若要进一步说明A 酶作用于Ca2+信号下游从而抑制胰岛素分泌，则KO 鼠胰岛细胞的Ca2+通道正
常开放，Ca2+正常内流，那么KO 鼠胰岛细胞的胞内Ca2+浓度与WT 鼠无明显差异。
（3）由图可知，第2 组在A 酶活性降低胰岛细胞中不转入外源基因，第4 组在A 酶活性降低胰岛细胞中
转入过量外源S 基因，第4 组S 基因表达的S 蛋白在A 酶的催化作用下，更多的被去除棕榈酰化，从而导
致包裹胰岛素的囊泡与细胞膜融合减少，最终释放较少的胰岛素。
第5 组正常胰岛细胞和第6 组A 酶活性降低胰岛细胞均导入过量外源S 突变基因，这两个组外源S 突变基
因表达的S 蛋白棕榈酰化完全消除，因此这两个组中包裹胰岛素的囊泡和细胞膜融合的情况无明显差异，
释放的胰岛素也无明显差异，与第3 组正常胰岛细胞导入过量外源S 基因相比（其S 蛋白较多去乙酰化），
其释放的胰岛素含量可能较多或较少，也可能与第3 组无明显差异。
（4）正常人的胰岛细胞功能正常时，偶尔高糖饮食后血糖升高，血糖升高导致A 酶活性降低，去除棕榈
酰化的S 蛋白减少，导致胰岛素释放量增加，胰岛素促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖，进而降低血
糖。但是长期高糖饮食导致胰岛素持续释放，损伤胰岛B 细胞，胰岛素分泌减少，进而引发Ⅱ型糖尿病。
29．Rubisco 酶（R 酶）是植物光合作用时固定CO2的一种酶，科研人员试图改善其自然状态下催化效率较
低的问题。
(1)R 酶催化 反应中CO2的固定，生成的
在光反应产生的 作用下，最终将CO2转化为糖类等有
机物。
(2)科研人员发现某种自养型细菌的R 酶有很强的催化活性，欲用其替代烟草自身的R 酶，以增强CO2的固
定效率，研究情况如下。
①敲除烟草自身的R 酶基因，将含有 的DNA 片段与载体连接，构建表达载体，导入烟草细胞后，通
过 技术获得转基因烟草植株，并检测CO2吸收速率如图1 所示。
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②地球表面平均大气CO2浓度在400μmolmol-1左右，据图1 可知，与野生型相比，胞间CO2浓度低于
1500μmolmol-1时， 。科研人员证实，CO2浓度低于1500μmolmol-1，转基因植物中R 酶的活性不是光
合作用的限制因素。
请在表横线上填写为此说法提供证据的检测参数及结果。
检测参数
野生型
转基因烟草
R 酶含量
高
低
叶绿素含
量
相近
相近
气孔导度
相近
相近
(3)实验室检测发现，转基因烟草在CO2浓度大约为10000μmolmol-1时催化活性明显提高。请对上述科研结
果进行评价并阐述理由。
【答案】(1) 碳（或暗） ATP、NADPH（[H ]）
(2) 自养型细菌的R 酶基因 植物组织培养 转基因烟草的CO2吸收速率更低 R 酶活性
较低（或相近） 较高（或相近）
(3)实验是不成功的，因为转基因烟草高CO2吸收速率需要的CO2浓度远远高于正常大气中的CO2浓度，没
有达到实验目的。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，随着水的光
解，同时光能转变为ATP 和NADPH 中活跃的化学能，暗反应阶段发生在叶绿体基质中，通过CO2固定和
C3还原生成有机物，并将ATP 和NADPH 中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。
【详解】（1）CO2固定发生在暗反应，由题干“Rubisco 酶（R 酶）是植物光合作用时固定CO2的一种
酶”可知，R 酶在暗反应中起催化作用。暗反应中C3还原，需要光反应提供ATP 和NADPH。
（2）①由题干“欲用其替代烟草自身的R 酶”可知，该基因工程的目的基因是该自养型细菌的R 酶基因，
需要将该基因和载体结合构建构建表达载体，导入烟草细胞后，以该细胞作为外植体，进行植物组织培养
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获得转基因植株。
②由图1 可知，胞间CO2浓度低于1500μmolmol-1时，转基因烟草的CO2吸收速率均低于野生型。
由表中数据可知，野生型植株和转基因植株在叶绿素含量和气孔导度相近的情况下，转基因烟草R 酶含量
低于野生型，若转基因植株的R 酶活性高于野生型（或二者R 酶活性相近），说明在CO2浓度低于
1500μmolmol-1时，R 酶含量是光合作用的限制因素，R 酶活性不是。
（3）由于大气中CO2浓度为400μmolmol-1左右，远远低于该转基因烟草R 酶催化活性明显上升时所需的
CO2浓度，没有达到实验目的，因此该实验是不成功的。
30．细胞周期受到一系列蛋白的精准调控，细胞分裂周期蛋白CDC6 是其中之一，这些蛋白决定细胞能否
正常增殖。
(1)细胞在分裂间期完成 ，为后续的细胞分裂提供物质准备。
(2)科研人员检测了正常细胞株系（甲）和结直肠癌细胞株系（乙）中CDC6 的含量，结果如图1 所示。
据图1 分析，CDC6 基因属于 （原癌/抑癌）基因，结合原癌或抑癌基因的概念说明判断的理由
。
(3)为进一步探究CDC6 基因的功能，科研人员设计实验干扰细胞株系乙中该基因的表达，实验处理如下：
I 组：细胞株系乙
II 组：细胞株系乙+无关小RNA
ID 组：细胞株系乙+与CDC6mRNA 互补的小RNA
①II 组中“无关小RNA”的序列最佳设计为：与Ⅲ组小RNA 相比， 。
②与CDC6 mRNA 互补的小RNA 能促使mRNA 降解从而干扰翻译过程，因此可检测和比较各组中
的含量以确定干扰是否成功。
(4)C 酶调控细胞周期从G1向S 期过渡，但需要与细胞周期蛋白D1 结合后才具有活性，磷酸化的E 酶可诱
导D1 的表达。科研人员分别统计了以上三组实验中各时期细胞占比情况，并检测了E 酶表达量，结果如
图2。
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请结合以上信息及图2 实验结果，用“文字+箭头+连接词”的方式从分子水平．阐明CDC6 基因与细胞增
殖的关系 。
【答案】(1)DNA 的复制和有关蛋白质的合成
(2) 原癌
原癌基因维持细胞正常增殖，过量表达导致癌变，而CDC6 在癌细胞乙中表达量明显高于正常细胞
(3) 碱基数目相同，顺序不同
（CDC6 基因mRNA 和）CDC6 蛋白
(4)
【分析】分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞
有适度的生长；原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因表达的蛋白质是
细胞正常生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细
胞癌变。
【详解】（1）分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成，同时
细胞有适度的生长。
（2）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常
生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，
图1 中结直肠癌细胞株系（乙）中CDC6 的含量高于正常细胞株系（甲），故CDC6 基因属于原癌基因。
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（3）①为了尽量保证实验的准确性和严谨性，所加入的无关小RNA 和与CDC6mRNA 互补的小RNA 除了
碱基序列不同，其他均要相同，即无关小RNA 与Ⅲ组小RNA 相比，碱基数目相同，顺序不同。
②结合题干“与CDC6 mRNA 互补的小RNA 能促使mRNA 降解从而干扰翻译过程”可知，若干扰成功则
CDC6 基因mRNA 和CDC6 蛋白的含量均减少，故可检测和比较各组中（CDC6 基因mRNA 和）CDC6 蛋
白的含量以确定干扰是否成功。
（4）分析题图以及题干中相关信息可知：CDC6 基因表达可以促进E 酶的磷酸化，结合题干，磷酸化的E
酶可以诱导D1 蛋白质的合成，从而激活C 酶，C 酶进一步促进细胞周期中G1 向S 期过渡，从而启动
DNA 的复制，促进细胞的增殖，若用“文字+箭头+连接词”的方式从分子水平，表述CDC6 基因与细胞增
殖的关系为：
31．植物每年所固定的碳约占大气中碳总量的1/5，约等于化石燃料燃烧所排碳量的10 倍之多。研究人员
拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固碳能力，助力减少大气中的CO2浓度，实现“碳
中和、碳达峰”。
(1)光能被叶绿体内 上的光合色素捕获后，将水分解，形成O2、ATP 和NADPH。ATP 和
NADPH 驱动在 中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。
(2)绿色植物在光照条件下还能进行光呼吸，具体过程如图1 所示。R 酶具有双重催化功能，在光照、高
CO2浓度、低O2浓度时，催化CO2与C5结合，生成C3：在光照、低CO2浓度、高O2浓度时，催化O2与C5
结合，生成C3和乙醇酸。从物质、能量及反应条件的角度比较光呼吸与植物细胞有氧呼吸的异同点：
。
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(3)有些生活在海水中的藻类具有图2 所示的无机碳浓缩过程，能够减弱光呼吸，提高光合作用效率，其原
因是：植物通过 方式吸收HCO3
-，最终使 。
(4)研究人员通过向水稻叶绿体中引入人工设计合成的一条代谢途径（GOC），能直接在叶绿体中催化乙醇
酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率。GOC 型
水稻净光合速率高于野生型水稻的原因包括________________。
A．GOC 型水稻新增的代谢途径，增加了乙醇酸利用率
B．GOC 型水稻新增的代谢途径，直接加速了C3再生C5
C．GOC 型水稻新增的代谢途径，减少了叶绿体中CO2损失
D．GOC 型水稻内催化乙醇酸转化成CO2的酶活性比R 酶活性高
(5)基于上述研究成果，提出两条改造农作物以提高产量的措施。
【答案】(1) 类囊体薄膜 叶绿体基质
(2)相同点：都是利用O2，分解有机物，释放CO2
不同点：光呼吸在光照条件下进行，有氧呼吸在光照和黑暗条件下都能进行；
光呼吸消耗ATP，有氧呼吸合成ATP；
光呼吸利用O2和C5，生成C3和乙醇酸：有氧呼吸利用葡萄糖和O2，生成丙酮酸。
光呼吸在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中进行，有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。
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(3) 主动运输 R 酶附近的CO2浓度提高，促进CO2与C5结合，减少O2与C5结合
(4)AC
(5)①改造农作物的R 酶基因，增强CO2固定能力
②将CO2浓缩机制相关基因转入农作物中；将人工设计的代谢路径引入到农作物中，抑制农作物的光呼吸
过程。
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH 与氧气，以及
ATP 的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供
的ATP 和NADPH 的作用下还原生成有机物。
光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一
个损耗能量的副反应。光呼吸可消除多余的NADPH 和ATP，减少细胞受损的可能，有其正面意义。
【详解】（1）光合作用的光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上（色素和光反应有关的酶在类囊体膜
上）；光合作用的暗反应阶段场所是叶绿体的基质中。
（2）从图1 可以看光呼吸通过消耗光反应产生的过剩NADPH、ATP 减少能量积累对叶绿体的伤害。光呼
吸在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧
气被消耗，并且会生成二氧化碳。光呼吸与有氧呼吸区别光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP，光呼吸光
下才能发生有氧呼吸黑暗和光照都能发生。相同点是都消耗O2释放CO2。
（3）图示可知，HCO3
-运输需要消耗ATP，说明HCO3
-离子是通过主动运输的；HCO3
-离子进入叶绿体后产
生CO2，使R 酶附近的CO2浓度提高，促进CO2与C5结合，减少O2与C5结合。
（4）GOC 型水稻新增的代谢途径，能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇
酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率，增加了乙醇酸利用率，减少了叶绿体中CO2损失，
BD 错误，AC 正确，故选AC。
（5）GOC 型水稻新增的代谢途径，能直接在叶绿体中催化乙醇酸转化成CO2，同时抑制叶绿体膜上乙醇
酸转运蛋白基因的表达，最终提高了水稻的净光合速率，所以植物增加GOC 型新增的代谢途径，就会提
高产量，可以将CO2浓缩机制相关基因转入农作物中；也可将人工设计的代谢路径引入到农作物中，抑制
农作物的光呼吸过程。
32．学习以下材料，回答（1）～（4）题。
线粒体在神经元轴突的运输与锚定
细胞主要通过有氧呼吸产生ATP。尽管ATP 很容易在细胞内扩散，但在极长的轴突中，ATP 的扩散能力相
当有限。因此，对主要依赖线粒体来提供ATP 的神经元而言，线粒体的迁移与锚定至关重要。
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在神经元中，线粒体产生于细胞体，而神经末梢的生长、分支和突触传递等生理过程，均消耗大量能量。
为了使ATP 供应快速适应局部能量变化，轴突线粒体表现出复杂的运动模式：双向运动、暂停和频繁地改
变方向。这种运动行为是通过马达蛋白（K 和D）、锚蛋白（S）等蛋白质来实现的，这些蛋白质可以及时
协调响应神经元活动的变化及代谢和能量状态的变化。
动作电位产生时，首先
进入神经元与M 蛋白结合，破坏马达蛋白（K）与线粒体的耦合，暂时阻止线
粒体的运动。接着，S 通过抑制马达蛋白中的ATP 水解酶活性，使马达蛋白因能量不足而稳定地锚定轴突
线粒体（图1）。随着突触前神经元ATP 大量消耗，ATP 含量下降激活AMPK-PAK 信号通路，促进M Ⅵ
蛋白和S 将线粒体锚定在突触前膜的细胞骨架上，从而维持突触前膜中能量的供应（图2）。
研究发现，大脑损伤、脑卒中等中枢神经系统急性损伤会直接破坏轴突线粒体的完整性，造成局部能量危
机使轴突再生变得更加困难。科学家希望通过轴突线粒体的运输与锚定功能入手，提出新的治疗思路。
(1)神经元是神经系统 的基本单位，线粒体的物质和能量转变发生在线粒体基质和 ，该生理过程
的意义是 。
(2)图2 中出现ATP 大量消耗的原因为 。
(3)下列实验结果支持线粒体运动与锚定模型的实验结果有（ ）
A．小鼠中线粒体发生损伤后被溶酶体吞噬
B．小鼠中敲除S 基因，则神经元的轴突中线粒体的运动加强
C．小鼠中过表达M 基因，会降低神经末梢线粒体的密度
D．突触前神经元细胞骨架降解时，递质释放减少
(4)ATP 除了作为生命活动的直接能源物质外，在本文中还介绍了ATP 调控线粒体的运动和锚定，体现了
ATP 作为 分子的功能。
【答案】(1) 结构和功能（结构和生命活动、生命活动） 线粒体内膜 氧化分解有机物，为
生命活动提供能量
(2)突触小泡与突触前膜融合释放递质需要消耗能量
(3)BCD
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(4)信息
【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】（1）神经元的基本结构包括细胞体和突起两部分，神经元（又叫神经细胞）是神经系统结构和
功能的基本单位。有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量
ATP；第三阶段发生在线粒体内膜，是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP，因此线粒体的物质和能量转
变发生在线粒体基质和线粒体内膜。对生物体来说，呼吸作用的生理意义表现在两个方面：一是氧化分解
有机物，为生物体的生命活动提供能量，二是为体内其它化合物的合成提供原料。
（2）据图2 可知，该细胞正在进行突触小泡向突触前膜移动，和突触前膜融合，释放神经递质，神经递质
释放属于胞吐作用，这些生理过程都需要能量，因此图2 中出现ATP 大量消耗。
（3）A、溶酶体中含有多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，小鼠中线粒体发生损
伤后被溶酶体吞噬，不能支持线粒体运动与锚定模型，A 错误；
B、S 通过抑制马达蛋白中的ATP 水解酶活性，使马达蛋白因能量不足而稳定地锚定轴突线粒体，小鼠中
敲除S 基因，这样就不能锚定轴突线粒体，神经元的轴突中线粒体的运动加强，这个实验结果支持线粒体
运动与锚定模型，B 正确；
C、在神经元中，线粒体产生于细胞体，小鼠中过表达M 基因，表达出的M 蛋白与进入神经元的Ca2+结合，
破坏马达蛋白（K）与线粒体的耦合，暂时阻止线粒体的运动，降低神经末梢线粒体的密度，这个实验结
果支持线粒体运动与锚定模型，C 正确；
D、M Ⅵ蛋白和S 将线粒体锚定在突触前膜的细胞骨架上，如果突触前神经元细胞骨架降解时，线粒体不
能锚定，不能为神经递质释放提供能量，递质释放减少，这个实验结果支持线粒体运动与锚定模型，D 正
确。
故选BCD。
（4）信息分子是指生物体内的某些化学分子，既非营养物，又非能源物质和结构物质，而且也不是酶，
它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息，ATP 能调控线粒体的运动和锚定，体现了ATP 作为信息分子
的功能。
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