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第三单元 细胞的能量供应和利用
时间：75 分钟 分值：100 分
一、选择题（每题2 分，共50 分）
1．为了探究环境因素对酶活性的影响，某同学设计了甲、乙两组实验，分别用于探究温度和pH 对酶活性
的影响。下列设计中最合理的是（ ）
A．甲实验，选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液，观察气泡产生速率
B．甲实验，选用淀粉溶液和淀粉酶溶液，用本尼迪特（斐林）试剂检测
C．乙实验，选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液，观察气泡产生速率
D．乙实验，酶与底物（反应物）混合后迅速放入不同pH 的盐酸溶液中
【答案】C
【详解】A、探究温度对酶活性的影响时，不能用过氧化氢溶液，因为温度升高，过氧化氢自身分解加快，
A 错误；
B、探究温度对酶活性的影响时，选用淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，应该用碘液进行鉴定，因为斐林试
剂水浴加热，会影响酶的活性，B 错误；
C、探究pH 对酶活性的影响时，选用新鲜肝脏研磨液和过氧化氢溶液，观察气泡产生速率，C 正确；
D、探究pH 对酶活性的影响时，酶与底物（反应物）应分别在不同pH 下，然后再混合，D 错误。
故选C。
2．白芸豆种子中的淀粉抑制剂能调节自身淀粉的代谢，在与淀粉消化吸收有关疾病的治疗上有应用价值。
肠淀粉酶从淀粉的非还原端以两个葡萄糖残基为单位，依次水解糖苷键。实验小组从该种豆角种子中提取
出淀粉抑制剂，在不同温度和pH 条件下进行实验，以探究淀粉抑制剂对肠淀粉酶活性（相对）的影响，
结果如图所示。下列有关分析正确的是（ ）
①肠淀粉酶催化淀粉水解的产物是葡萄糖②将淀粉抑制剂和肠淀粉酶液分别保温后再混合均匀③在30～
80℃的温度条件下，淀粉抑制剂的作用效果稳定④在pH 为4～10 的条件下，肠淀粉酶的催化效率较高⑤
单糖的生成量可反映淀粉抑制剂的活性⑥淀粉抑制剂能缓解餐后血糖的快速升高
A．①②④
B．②③⑥
C．①③⑤
D．④⑤⑥
【答案】B
【详解】①肠淀粉酶从淀粉的非还原端以两个葡萄糖残基为单位，依次水解糖苷键，产物为麦芽糖，①错
误；
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②在探究温度对酶活性的影响时，将底物溶液和酶溶液分别保温后再混合均匀，②正确；
③在30～80℃的温度条件下，淀粉抑制剂对肠淀粉酶的抑制率在85%上下，作用效果稳定，③正确；
④在pH 为4～10 的条件下，肠淀粉酶抑制率较高，其活性较低，即催化效率较低，④错误；
⑤该过程的产物是麦芽糖，因此，麦芽糖的生成量可反映淀粉抑制剂的活性，麦芽糖属于二糖，⑤错误；
⑥分析图中信息可知，淀粉抑制剂能抑制肠淀粉酶的活性，缓解淀粉水解过快，从而对缓解餐后高血糖有
应用价值，⑥正确。
综上所述，②③⑥正确，①④⑤错误。
故选B。
3．将药用脐贴贴在患儿肚脐处，12 小时可有效缓解小儿腹泻腹痛。如图所示，贴剂中的丁香酚
经扩散最终进入胃壁细胞，刺激胃蛋白酶和胃酸分泌，进而促进食物的消化。下列相关叙述错误的是（
）
A．丁香酚进入细胞的速度不仅与浓度差有关，也与分子大小有关
B．H+-K+-ATP 酶在转运离子时，会发生磷酸化和去磷酸化
C．H+-K+-ATP 酶可为相关离子转运过程提供活化能
D．H+和胃蛋白酶的排出都需要膜上蛋白质的参与
【答案】C
【详解】A、丁香酚进入细胞的速度不仅与浓度差有关，也与分子大小有关，A 正确；
B、H+-K+-ATP 酶在转运离子时，ATP 水解提供能量，提供磷酸基团，该过程会发生磷酸化与去磷酸化过
程，B 正确；
C、酶的作用是降低化学反应所需的活化能，而不是提供活化能，C 错误；
D、蛋白酶是大分子物质，排出细胞的方式是胞吐，胞吐过程需要膜上蛋白质的参与，由图可知，H+的排
出也需要膜上蛋白质的参与，D 正确。
故选C。
4．中国制茶工艺的历史源远流长。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
催化茶多酚和单宁氧化成红褐色是红茶茶色形成的关键。下列叙述错误的是（ ）
A．多酚氧化酶在细胞中初步合成的场所是内质网
B．多酚氧化酶与茶多酚在细胞中的分布可能不同
C．多酚氧化酶能降低化学反应的活化能
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D．高温处理会破坏多酚氧化酶的构象使其失活
【答案】A
【详解】 A、多酚氧化酶是蛋白质，在核糖体初步合成，而非内质网，内质网主要进行加工、运输，A 错
误；
B、多酚氧化酶催化茶多酚等反应，二者在细胞中分布可能不同（酶在特定部位，底物在相应区域 ），B
正确；
C、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，多酚氧化酶也不例外，C 正确；
D、高温会破坏蛋白质（酶 ）的空间构象，使酶失活，高温干燥工序可让多酚氧化酶失活，终止发酵，D
正确。
故选A。
5．蛋白质合成后，它的第一个氨基酸会被氨基肽酶水解除去，然后由氨酰-tRNA 蛋白转移酶把
一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，若该信号氨基酸为苏氨酸等必需氨基酸之一时，该蛋白质可长时间
发挥作用；若为其它氨基酸，则该蛋白质不久后会与多个泛素分子结合，进入蛋白酶体（一种非膜结构的
细胞器）被降解。下列叙述错误的是（ ）
A．可通过改变信号氨基酸的种类来延长蛋白质的寿命
B．不是细胞内所有酶分子都含有一个信号氨基酸
C．信号氨基酸的氨基与多肽链的羧基会发生脱水缩合
D．蛋白酶体应同时具有识别泛素分子和催化泛素分子脱离蛋白质的作用
【答案】C
【详解】A、由题干信息可知，若该信号氨基酸为苏氨酸等必需氨基酸之一时，则该蛋白质可长时间发挥
作用；若该信号氨基酸为其他氨基酸时，则该蛋白质进入蛋白酶体被降解，说明信号氨基酸可决定蛋白质
的寿命，因此可通过改变信号氨基酸的种类来延长蛋白质的寿命，A 正确；
B、绝大部分的酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA，RNA 类型的酶不含氨基酸，故并不是细胞内所有
酶分子中都含有一个信号氨基酸，B 正确；
C、由题意可知，氨酰－tRNA 蛋白转移酶可把一个信号氨基酸加到多肽链的氨基端，因此多肽链与信号氨
基酸脱水缩合发生在肽链的氨基和氨基酸的羧基之间，C 错误；
D、据题干信息可知，若为其它氨基酸，则该蛋白质不久后会与多个泛素分子结合，进入蛋白酶体被降解，
所以蛋白酶体应同时具有识别泛素分子和催化泛素分子脱离蛋白质的作用，D 正确。
故选C。
6．在螺旋链霉菌发酵产生螺旋霉素的过程中，添加锌离子有利于螺旋霉素的生物合成。科研人
员继续探索加入不同浓度的锌离子对螺旋霉素合成的影响（效价越高代表螺旋霉素越多），结果如图所示。
下列说法正确的是（ ）
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A．上述研究应先在实验室中小规模进行，后扩大至发酵罐
B．锌离子可能改变了螺旋霉素合成酶的氨基酸序列以提高其活性
C．锌离子对螺旋链霉菌合成螺旋霉素的影响表现为“低促高抑”
D．可继续在0.24~0.28g/L 间探索促进效果最佳的锌离子浓度
【答案】A
【详解】A、科研人员继续探索加入不同浓度的锌离子对螺旋霉素合成的影响，以便更好地进行发酵生产，
因此上述研究应先在实验室中小规模进行，后扩大至发酵罐，A 正确；
B、锌离子可能改变了螺旋霉素合成酶的空间结构以提高其活性，无法改变其氨基酸序列，B 错误；
C、由图可知，与0 添加相比，锌离子对螺旋链霉菌合成螺旋霉素的影响均表现为促进，C 错误；
D、由图可知，锌离子浓度为0.24g/L 时，效价最高，故可继续在0.2~0.28g/L 间探索促进效果最佳的锌离
子浓度，D 错误。
故选A。
7．鞘磷脂被水解后会产生神经酰胺，研究人员发现一个与鞘磷脂合成或水解相关的代谢酶A，
在对照和表达该酶的细胞中分别检测了鞘磷脂（图A）和神经酰胺（图B）的含量，并在不同条件下对其
活性进行了分析（图C）。其中EDTA 能结合金属离子，使离子无法与酶结合；GSH 会破坏二硫键。下列
说法正确的是（ ）
A．A 酶为鞘磷脂合成酶
B．A 酶在中性条件下活性高于酸性或碱性条件
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C．A 酶的活性不依赖金属离子
D．A 酶的活性依赖二硫键的形成
【答案】B
【详解】AB、鞘磷脂被水解后会产生神经酰胺，加入A 酶后，神经酰胺含量升高，所以A 酶是鞘磷脂水
解酶，且在pH 为7.5 时，活性达到100％，高于酸性或碱性条件，A 错误，B 正确；
CD、EDTA 是金属螯合剂，能与离子结合，使金属离子无法与酶结合，由C 图可知，无金属离子时，酶活
性为0；使用GSH 破坏二硫键时，酶活性无明显下降，说明酶活性依赖于金属离子，二硫键非关键影响因
素，CD 错误。
故选B。
8．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，分子开关的机理如图所示。形成有活性的蛋白质
是一个磷酸化的过程，即“开”的过程，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”的过程。
下列有关分子开关的说法错误的是（ ）
A．细胞呼吸产生的ATP 可以用于分子开关中蛋白质的磷酸化过程
B．分子开关可能是通过改变蛋白质的空间结构来实现“开”和“关”的
C．蛋白质去磷酸化过程是一个放能反应的过程，释放的能量有一部分可用于合成ATP
D．蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP 的水解相联系
【答案】C
【详解】A、通过图示可知，细胞呼吸产生的ATP（被分解后产生磷酸基团）可以用于分子开关中蛋白质
的磷酸化过程，形成有活性的蛋白质，A 正确；
B、ATP 将蛋白质磷酸化，形成ADP 和磷酸化的蛋白质，同时蛋白质的空间结构发生改变，当磷酸化的蛋
白质上的磷酸基团脱落时蛋白质的空间结构会再次发生改变(恢复原状)，因此分子开关可能是通过改变蛋
白质的空间结构来实现“开”和“关”的，B 正确；
C、由图可知蛋白质去磷酸化过程释放的能量不能用于合成ATP，只能为ATP 的合成提供原材料Pi，C 错
误；
D、通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要消耗ATP，是一个吸能反应，与ATP 的水解相联系，D 正确。
故选C。
9．ATP 是活细胞内一种特殊的能量载体，在细胞核、线粒体、叶绿体以及细胞质基质中广泛存在，它不
断与ADP 相互转化形成ATP 系统。下列叙述正确的是（ ）
A．ATP 分子的磷酸基团都带正电荷而相互排斥，导致高能磷酸键不稳定
B．细胞内所有生命活动消耗的能量都由ATP 直接提供
C．ATP 水解脱离下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，可使其构象改变
D．发生放能反应时，ATP 转化成ADP 的量多于ADP 转化成ATP 的量
【答案】C
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【详解】A、磷酸基团带的是负电荷，A 错误；
B、细胞内大多数的生命活动所需能量是由ATP 直接提供的，B 错误；
C、磷酸基团与载体蛋白结合是载体蛋白磷酸化过程，载体蛋白磷酸化会导致其空间结构发生变化，C 正
确；
D、放能反应发生时伴随着ATP 的合成，ADP 转化成ATP 的量较大，D 错误。
故选C。
10．线粒体在足量可氧化底物和ADP 存在的情况下发生的呼吸称为状态3 呼吸，可用于评估线粒体产生
ATP 的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH 为可氧化底物测定离体线粒体状态3 呼吸速率，下列叙述
正确的是（ ）
A．状态3 呼吸不需要氧气参与
B．状态3 呼吸的反应场所是线粒体基质
C．以葡萄糖为底物测定的状态3 呼吸速率为0
D．相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3 呼吸速率较大
【答案】C
【详解】A、线粒体在足量可氧化底物和ADP 存在的情况下发生的呼吸称为状态3 呼吸，若以NADH 为可
氧化底物测定离体线粒体状态3 呼吸速率，此时状态3 呼吸的场所是线粒体内膜，所以需要氧气参与，A
错误；
B、若以NADH 为可氧化底物测定离体线粒体状态3 呼吸速率，此时状态3 呼吸的场所是线粒体内膜，B
错误；
C、葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所
以以葡萄糖为底物测定的状态3 呼吸速率为0，C 正确；
D、NADH 可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH 等物质后再参
与第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH 为底物的状态3 呼吸速率较大，D 错误。
故选C。
11．下列选项中教材实验的操作与目的，不一致的是（ ）
选项
实验操作
目的
A
取事先放在光照、室温条件下培养的黑藻幼
嫩小叶制成临时装片，置于显微镜下观察
观察黑藻叶肉细胞中细胞质的流
动方向和速率
B
模拟生物体维持pH 的稳定实验中，在25mL
肝匀浆中滴入5 滴HCl 溶液后测pH；在
25mL 肝匀浆中滴入5 滴NaOH 溶液后测pH
比较不同pH 条件下酶活性的变化
C
将洋葱研磨液过滤，滤液静置后取上清液，
向上清液中加入等体积、冷却的酒精溶液，
静置几分钟
析出DNA，去除溶于酒精的杂质
D
探究酵母菌细胞呼吸方式时，将酵母菌的培
耗尽培养液中的葡萄糖，防止其
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养时间适当延长
干扰实验结果
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【详解】A、观察黑藻叶肉细胞中细胞质的流动方向和速率，由于叶绿体呈绿色，所以以叶绿体为标记观
察细胞质的流动，实验操作：取事先放在光照、室温条件下培养的黑藻幼嫩小叶制成临时装片，置于显微
镜下观察，A 正确；
B、肝匀浆有缓冲物质，可以维持pH 的平衡，所以不能用肝匀浆作为材料比较不同 pH 条件下酶活性的
变化，B 错误；
C、由于DNA 不溶于酒精，但蛋白质溶于酒精，所以粗分离DNA 时将洋葱研磨液过滤，滤液静置后取上
清液，向上清液中加入等体积、冷却的酒精溶液，静置几分钟，目的是析出DNA，去除溶于酒精的杂质，
C 正确；
D、葡萄糖会和重铬酸钾反应，所以探究酵母菌细胞呼吸方式时，将酵母菌的培养时间适当延长，目的是
耗尽培养液中的葡萄糖，防止其干扰实验结果，D 正确。
故选B。
12．为从甲、乙两个黄瓜品种中选出一种能在高海拔较好生长的品种，科研人员开展了低氧胁迫对细胞呼
吸的影响实验，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A．除自变量外，每组的无关变量应相同且与高海拔一致
B．实验结果表明，品种甲黄瓜较适合在高海拔地区种植
C．对照组黄瓜细胞内消耗NADH 的场所只有线粒体内膜
D．低氧下，品种甲对应组为实验组，品种乙对应组为对照组
【答案】A
【详解】A、由于实验的目的是模拟低氧胁迫对两个黄瓜品种的细胞呼吸影响，并从甲、乙两个品种的黄
瓜中选出一种能在高海拔较好生长的品种，所以除了自变量（黄瓜品种、通气情况）以外，每组的无关变
量应相同且与高海拔一致，A 正确；
B、该实验的结果是低氧均会导致黄瓜体内酒精含量升高，其中品种甲升高更快，酒精不利于黄瓜的生长，
即实验结果表明，品种甲黄瓜不适合在高海拔地区种植，B 错误；
C、正常通气组属于对照组，该对照组的黄瓜植株体内有酒精产生，说明部分细胞也能进行无氧呼吸，而
无氧呼吸消耗NADH 的场所是细胞质基质，C 错误；
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D、低氧下为相互对照，品种甲和品种乙都是实验组，D 错误。
故选A。
13．菜粉蝶幼虫细胞中NADH 脱氢酶（一种催化[H] （NADH）与氧反应的酶）对广泛存在于植物的根韧
皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。下列有关叙述正确的是（ ）
A．NADH 是还原性辅酶II，主要在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质中产生
B．鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段
C．鱼藤酮作用机制是抑制ATP 水解使菜粉蝶幼虫因为缺乏能量而死亡
D．长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加
【答案】B
【详解】A、NADH 是还原性辅酶Ⅰ，主要在有氧呼吸第二阶段产生，即主要在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体
基质中产生，A 错误；
B、NADH 脱氢酶对鱼藤酮十分敏感，NADH 脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶，主要作用于有氧呼吸第
三阶段，故说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，B 正确；
C、鱼藤酮作用机制是抑制ATP 合成使菜粉蝶幼虫因为缺乏能量而死亡，C 错误；
D、鱼藤酮不会导致菜粉蝶基因突变，鱼藤酮起选择作用，改变了种群抗药性基因频率，D 错误。
故选B。
14．某种酵母菌以葡萄糖为底物的3 种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述错误的是（ ）
A．真核细胞发生途径一细胞需具备线粒体的结构
B．途径二和途径三的存在，提升了酵母菌对环境的适应力
C．途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇、少量ATP 和热能中
D．酵母菌酿酒过程葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
【答案】D
【详解】A、途径一是有氧呼吸，真核细胞中，有氧呼吸的第二、三阶段在线粒体中进行，所以真核细胞
发生途径一细胞需具备线粒体的结构，A 正确；
B、途径二是无氧条件酸性环境下的无氧呼吸，途径三是无氧条件碱性环境下的无氧呼吸，不同环境下有
不同的呼吸途径，这提升了酵母菌对环境的适应力，B 正确；
C、途径二是无氧呼吸，葡萄糖中的能量一部分转移到乙醇中，一部分用于合成少量ATP，还有一部分以
热能形式散失，C 正确；
D、酵母菌酿酒过程葡萄糖转化为乙醇是无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，所需的酶存在于细胞
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质基质中，不存在于线粒体，D 错误。
故选D。
15．在有氧呼吸第三阶段，线粒体内的NADH 和FADH2（与NADH 作用相似，是一种还原型辅
酶），通过电子传递链最终将电子传递给氧气，该过程释放的能量推动H+进入线粒体膜间隙，H+经ATP
合酶回到线粒体基质的过程会推动ATP 的合成，具体过程如图。下列叙述正确的是（ ）
A．大肠杆菌和酵母菌细胞中的电子传递链均在线粒体内膜上
B．NADH 释放的电子通过复合体Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ最终被传递给氧气
C．H⁺在ATP 合酶的作用下顺浓度梯度跨膜运输并推动ATP 合成
D．辅酶Q 和Cytc 的结构异常均会导致细胞内无法合成ATP
【答案】C
【详解】A、大肠杆菌为原核生物没有线粒体，酵母菌细胞中的电子传递链在线粒体内膜上，A 错误；
B、NADH 释放的电子通过复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ最终被传递给氧气，B 错误；
C、据图可知，H＋顺浓度梯度沿ATP 合成酶复合体的质子通道进入线粒体基质，并推动ATP 合成，C 正确；
D、辅酶 Q 和 Cytc 的结构异常会影响电子传递链，但细胞还可以通过无氧呼吸等方式合成 ATP，并非
无法合成 ATP，D 错误。
故选C。
16．哺乳动物细胞的需氧呼吸需要依赖电子传递链完成，细胞色素C 氧化酶（COX）是电子传递链的末端
酶，可将呼吸底物的电子传递给O2.，下列推测不合理的是（ ）
A．COX 是含氮有机物
B．COX 位于线粒体内膜上
C．COX 能催化［H］生成
D．COX 缺乏症患者乳酸产生量增加
【答案】C
【详解】A、酶的化学本质大多数是蛋白质，少数是RNA，蛋白质和RNA 都含有氮元素，所以COX 作为
一种酶，是含氮有机物，A 正确；
B、有氧呼吸电子传递链发生在线粒体内膜，COX 是电子传递链的末端酶，所以COX 位于线粒体内膜上，
B 正确；
C、［H］是有氧呼吸第一、二阶段产生的，而 COX 是电子传递链（有氧呼吸第三阶段）的末端酶，不
能催化［H］生成，C 错误；
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D、COX 缺乏症患者，有氧呼吸电子传递链受阻，细胞会更多地进行无氧呼吸产生乳酸，导致血液乳酸含
量增加，D 正确。
故选C。
17．下列有关细胞呼吸的应用与细胞呼吸的原理匹配错误的是（ ）
A．利用乳酸菌酿造酸奶时，尽量密封发酵装置，以提供无氧的环境
B．农业生产中适当降温，以降低作物的呼吸强度，减少有机物的消耗
C．皮肤受伤时选用透气纱布包扎，以促进皮肤细胞的有氧呼吸，防止伤口感染
D．播种油料种子时适当浅播，以保证氧气的供应，利于种子的萌发和生长
【答案】C
【详解】A、乳酸菌是厌氧菌，进行无氧呼吸产生乳酸。酿造酸奶时密封发酵装置是为了提供无氧环境，
促进乳酸发酵，A 正确；
B、适当降温可以降低酶的活性，从而减弱细胞呼吸强度，减少有机物的消耗，有利于作物积累有机物，B
正确；
C、皮肤受伤时，选用透气纱布包扎是为了保持伤口干燥，抑制厌氧菌的繁殖，防止感染，而非为了促进
皮肤细胞的有氧呼吸，C 错误；
D、油料种子含脂肪较多，脂肪氧化分解需要更多氧气。浅播可以保证氧气供应，促进种子萌发和生长，D
正确。
故选C。
18．下图是在不同温度下，测定光照强度相同时植物幼苗CO2吸收速率的变化曲线和黑暗条件下CO2释放
速率的变化曲线，下列说法正确的是（ ）
A．光照条件下，植物体内ATP 的产生场所是叶绿体和线粒体
B．光合作用的最适温度高于细胞呼吸的最适温度
C．为使该植物生长最快，白天应将其置于25℃环境中
D．35℃时，该植物细胞呼吸强度和光合作用强度相等
【答案】C
【详解】A、光照条件下，植物细胞呼吸（细胞质基质、线粒体）和光合作用（叶绿体）均产生ATP，不
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仅是叶绿体和线粒体，A 错误；
B、光合作用最适温度（CO₂ 吸收速率峰值，约25℃）低于细胞呼吸最适温度（CO₂ 释放速率峰值，约
40℃），B 错误；
C、植物生长最快需净光合速率最大。25℃时CO₂ 吸收速率（净光合速率）最高，因此白天置于25℃环境
生长最快，C 正确；
D、35℃时，CO₂ 吸收速率（净光合速率）为4，CO₂ 释放速率（呼吸速率）也为4。总光合速率=净光合
速率+呼吸速率=8，光合强度大于呼吸强度，D 错误。
故选C。
19．在农业生产中，播种密度会影响作物的产量。研究人员发现，在一定范围内，当其他条件相同时，水
稻的播种密度与单位面积水稻产量之间的关系如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．播种密度小于a 时，水稻对光能的利用率随播种密度的增加而提高
B．播种密度a 是该条件下水稻获得最大产量的最佳播种密度
C．播种密度大于b 时，水稻产量的变化主要由种内竞争所致
D．水稻产量与播种密度有关，与土壤中的无机盐含量无关
【答案】D
【详解】A、根据图示，播种密度小于a 时，单位面积水稻产量增加，水稻对光能的利用率随播种密度的
增加而提高，A 正确；
B、播种密度a 是该条件下水稻获得最大产量的最佳播种密度，B 正确；
C、种群密度增大，种内竞争加剧，对阳光等的竞争增强，C 正确；
D、土壤中的无机盐可以合成多种物质，可以参与光合作用，如NADPH 等，故水稻产量与播种密度有关，
与土壤中的无机盐含量也有关，D 错误。
故选D。
20．下列关于科学史的叙述错误的是（ ）
A．列文虎克是细胞的发现者和命名者，用显微镜观察植物的木栓组织发现了细胞。
B．罗伯特森在电镜下看到细胞膜“暗-亮-暗”三层静态结构。
C．切赫和奥尔特曼发现少数RNA 也具有催化功能。
D．鲁宾和卡门用
18O 同位素分别标记H2O 和CO2，探究O2的来源。
【答案】A
【详解】A、细胞的发现者和命名者是罗伯特·胡克，他通过显微镜观察软木塞的薄片，发现并命名了“细
胞”。列文虎克改进了显微镜，观察到活细胞（如红细胞、细菌等），但并非细胞的发现者和命名者，A
错误；
B、罗伯特森在电镜下可看到生物膜的暗-亮-暗的三层结构，认为生物膜由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组
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成，而且是静态的结构，三层结构模型认为蛋白质在膜中的分布是均匀的和静态的，B 正确；
C、切赫与奥尔特曼发现少数RNA 也具有生物催化作用，C 正确；
D、鲁宾和卡门通过同位素标记法，分别用
18O 标记H2O 和CO2，证明光合作用释放的O2来源于H2O，D
正确。
故选A。
21．蓝细菌进化出一种高效的CO2浓缩机制（如图所示），其光合作用依赖于光合片层和羧化
体，光合片层上有光合色素，羧化体具有蛋白质外壳，CO2无法直接进出。研究发现，R 酶还能催化O2与
C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R 酶同一位点。下列说法错误的是（ ）
A．蓝细菌的光合片层膜上有叶绿素和藻蓝素，可进行光反应过程
B．CO2分别以自由扩散和主动运输的方式穿过细胞膜和光合片层膜
C．羧化体是暗反应的场所，其蛋白质外壳没有特异的选择通透性
D．该浓缩机制可促进CO2与R 酶的结合率，提高光合作用效率
【答案】C
【详解】A、 蓝细菌是原核生物，其光合片层膜上含有叶绿素和藻蓝素，能吸收光能进行光反应过程，A
正确；
B、由图可知，CO2通过细胞膜不需要转运蛋白，不需要能量，属于自由扩散；通过光合片层均需要转运
蛋白和能量，属于主动运输，B 正确；
C、羧化体中能进行CO2的固定（CO2与C5结合形成C3），是暗反应的场所，羧化体具有蛋白质外壳，
CO2无法直接进出,明蛋白质外壳具有特异的选择通透性，C 错误。
D、该浓缩机制可使羧化体中CO2浓度升高，促进CO2与R 酶的结合率，减少O2与R 酶的结合，从而提高
光合作用效率，D 正确。
故选C。
22．下图为植物叶肉细胞内的部分代谢过程，①~⑦为相关生理过程。下列叙述正确的是（ ）
A．干旱缺水时和植物缺铁时，首先受到影响的均为过程③
B．转运蛋白在过程①和②中均可起重要作用
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C．若③中 O2 的产生量等于⑥中 O2 的吸收量，则该细胞所在植株的有机物总量将增加
D．图中③⑤⑥⑦过程均可产生 ATP
【答案】B
【详解】A、干旱缺水时，会引起叶片气孔关闭，首先受到影响的是过程④，A 错误；
B、过程①表示水分子进入细胞，其方式有自由扩散和协助扩散，过程②表示无机盐离子进入细胞，主要
通过主动运输方式，因此转运蛋白在过程①和②中均可起重要作用，B 正确；
C、图中光反应过程③中O2的产生量等于有氧呼吸过程⑥中O2的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量等于
0，该细胞所在植株的有机物总量将减少，C 错误；
D、无氧呼吸第二阶段不产生ATP，因此图中产生ATP 的过程有③⑤⑥，D 错误。
故选B。
23．某兴趣小组以新鲜菠菜成熟叶作为材料进行“绿叶中色素的提取和分离”实验。将材料用清水清洗、
沥干、切碎后加入丙酮一无水乙醇混合提取剂，同时加入少量碳酸钙（CaCO3）和二氧化硅（SiO2）进行
浸提、研磨、过滤，过滤后采用纸层析法分离光合色素。下列叙述错误的是（ ）
A．加入CaCO3能中和细胞液中的有机酸，防止色素被破坏
B．加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放
C．光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解
D．采用纸层析法分离色素后，滤纸条上类胡萝卜素条带宽于叶绿素条带
【答案】D
【详解】A、加入碳酸钙的目的是中和细胞液的有机酸，防止色素被破坏，使实验现象更加明显，A 正确；
B、加入SiO2的作用是使研磨更充分，以利于光合色素的释放，B 正确；
C、光合色素的浸提等工序应在避光处进行，以防止色素被光解，因为色素在光下易分解，C 正确；
D、类胡萝卜素含量少于叶绿素，采用纸层析法分离色素后，叶绿素的条带宽于类胡萝卜素的条带，D 错
误。
故选D。
24．某实验小组研究了不同温度和不同播种时间对小麦生长的影响，结果如表所示。下列叙述正确的是（
）
生长温
度
播种时间
光合速率
（μmol·m-2·s-1）
气孔导度
（μmol·m-2·s-1）
胞间CO2浓度
（μmol·mol-1）
叶绿素含量
（mg·g-1）
常温
常规播种
17.8
430
288
1.9
推迟播种
17.9
450
295
2.2
高温
常规播种
10
250
302
0.9
推迟播种
14.5
350
312
1.5
A．光照下单位时间内小麦的CO2吸收量即为其光合速率
B．CO2在小麦叶肉细胞的叶绿体基质中被C3固定为C5
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C．推测高温下，推迟播种能减缓高温对小麦光合作用的抑制作用
D．常温下小麦光合速率较高只与气孔导度较大、吸收的CO2较多有关
【答案】C
【详解】A、表中光合速率是指净光合速率与呼吸速率之和。光照下测定单位时间内小麦的CO2吸收量为
净光合速率，A 错误；
B、CO2由C 固定形成C3，B 错误；
C、高温条件下，推迟播种比常规播种时小麦的光合速率大，推测高温条件下推迟播种能减缓高温对小麦
光合作用的抑制作用，C 正确；
D、常温下小麦光合速率较高与气孔导度较大、吸收的CO2较多、叶绿素含量较多有关，D 错误。
故选C。
25．盐碱胁迫包括NaCl、Na2SO4等中性盐造成的盐胁迫和由NaHCO3、Na2CO2等碱性盐造成的碱性盐胁迫，
它会引起植物离子平衡、渗透平衡被破坏及自由基的产生，导致水分亏缺、细胞生物膜透性发生变化、代
谢紊乱以及蛋白合成受阻等现象，进而使作物减产或死亡，是植物生长发育过程中面临的非生物胁迫之一。
下列叙述错误的是（ ）
A．盐碱胁迫可能导致植物气孔开放程度下降，光合速率降低
B．自由基的产生可能导致细胞衰老加快
C．盐碱胁迫是通过高pH 破坏酶活性从而对细胞造成毒害
D．液泡可以适当缓解轻度盐碱胁迫对细胞的破坏作用
【答案】C
【详解】A、盐碱胁迫会导致水分亏缺，植物为了减少水分散失，会使气孔开放程度下降。气孔开放程度
下降，二氧化碳吸收量减少，暗反应中二氧化碳的固定受影响，进而影响光合速率，导致光合速率降低，
A 正确；
B、自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，如攻击磷脂分子、蛋白质、DNA 等，可能
导致细胞衰老加快，B 正确；
C、盐碱胁迫不仅是通过高pH 破坏酶活性对细胞造成毒害，还会破坏离子平衡、渗透平衡，产生自由基等
多方面对细胞造成毒害，C 错误；
D、液泡内含有细胞液，细胞液具有一定的浓度，当外界溶液浓度变化时，液泡可以通过吸水或失水来调
节细胞内的渗透压，所以可以适当缓解轻度盐碱胁迫对细胞的破坏作用，D 正确。
故选C。
二、非选择题题（共5 小题，共50 分）
26．（9 分，除标明外，每空1 分）Fe₃O₄ 纳米酶是一类具有类酶催化活性的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米材料。
Fe3 O4纳米酶具有催化 H2 O2分解的能力，可用于环境中除草剂草甘膦(GLY)浓度的定量测定。研究人员对
纳米酶的功能特性展开研究，结果如图所示，图中“△DO”表示加入 H2 O2 5min 后反应体系中溶氧量的
变化。
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(1)活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是 （2 分），相比于天然酶，Fe3
O4纳米酶这种无机催化剂具有的优越性是： (答出一点即可，2 分)。
(2)图甲为探究 的实验结果。图乙为探究草甘膦(GLY)对纳米酶作用影响的实验结果，以
添加草甘膦的△DO(GLY)与不添加草甘膦的△DO(0)的比值为纵坐标，GLY 浓度为横坐标，绘制标准曲线
如图乙。由此图可知GLY (填“促进”“抑制”或“不影响”)纳米酶的作用。使用该实验体系测
得某土壤样品△DO(GLY)/
DO(0)
△
的比值为0.3，则该土壤样品的草甘膦浓度约为 。
(3)当常温且pH=7 时，反应体系中不同能量的H2 O2分子数量呈正态分布，其分布规律如图中“钟”形实
线所示，阴影部分表示底物分子能量达到活化能，可以发生反应。若反应体系原本没有酶，则加入纳米酶
之后的活化能可以用 表示(选填序号“①”“②”“③”)；若反应体系原本没有酶，则加热之
后的活化能可以用 (选填序号“①” “②” “③”)表示。
【答案】(1)蛋白质或RNA（2 分） 具有更好的稳定性；能在较宽的温度、pH 范围内保持催化活性
（2 分）
(2)pH 对纳米酶活性的影响 抑制 5μmol/L
(3)
①
②
【详解】（1）活细胞产生的具有催化作用的天然酶的化学本质是蛋白质或RNA，相比于天然酶，Fe3O4纳
米酶这种无机催化剂具有的优越性是：具有更好的稳定性；能在较宽的温度、pH 范围内保持催化活性。
（2）图甲中自变量为pH，因变量为溶液的溶氧量（△DO），因此图甲为探究纳米酶在不同pH 下的活性
（pH 对纳米酶活性的影响）。随着除草剂草甘膦（GLY）的浓度增大，添加草甘膦的△DO(
DO(GLY) )
△
与不添加草甘膦的△DO(
DO(0) )
△
的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图乙中数据
可知，△DO(GLY)/
DO(0)
△
比值为0.3 时，草甘膦浓度约为5μmol/L。
（3）若反应体系原本没有酶，加入纳米酶之后的活化能进一步降低，应比实线所示的活化能能量更低，
不能用②表示，可以用①表示。若反应体系原本没有酶，加热之后的活化能可以用②表示。
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27．（12 分，除标明外，每空1 分）盐超敏感（SOS）系统是植物感受以及传导盐胁迫信号的主要环节，
该系统有四个成员：SOS1、SOS2、SOS3、NHX。SOS 信号通路如下图所示，其中SOS1 和AtNHX1 均属
于Na+/H+逆向转运蛋白。回答下列问题：
(1)图中H+-ATP 酶的作用是 （2 分）。H+-ATP 酶运输H+的动力来自ATP（A-Pα~Pβ~Pγ）中 （填
“a”“β”或“γ”）位磷酸基团脱离时释放的能量。H+与H+-ATP 酶结合时，H+-ATP 酶构象 （填“会”
或“不会”）发生改变。
(2)SOS3 位于SOS 途径的最上游，当感知高Na+胁迫后，Ca2+开始与SOS3 结合，同时SOS2 被激发，活化
的SOS2 通过使SOS1 载体蛋白磷酸化，以激活SOS1 将Na+排出胞外。此外，植物通过SOS 系统消除
Na+毒害的另一途径为 （2 分），其意义除了降低Na+毒害外还可以 （2 分）。
(3)星星草兼具高抗盐性及高饲草价值，目前被广泛用于盐碱化草地的恢复及利用。某同学欲设计实验探究
星星草的根部吸收无机盐K+是被动运输还是主动运输，请简要写出实验思路和预期结果及结论。
①实验思路： （2 分）。
②预期实验结果及结论： （2 分）。
【答案】(1)催化和运输（2 分） γ 会
(2)通过液泡膜上的AtNHX1 将细胞质中过多的Na+区域化在液泡中（2 分） 将Na+作为一种有益的渗
透调节剂来增大细胞液的渗透压，从而达到适应盐渍环境的目的（2 分）
(3)取甲、乙两组生长状况基本相同的星星草幼苗，放入适宜浓度的含有K+的溶液中，甲组给予正常的细胞
呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸，在适宜条件下培养一段时间后测定两组植物根系对K+的吸收速率（2 分）
若甲组星星草对K+的吸收速率大于乙组，说明星星草根部吸收K+是主动运输；若甲组和乙组星星草对
K+的吸收速率无明显差别，说明星星草根部吸收K+是被动运输（2 分）
【详解】（1）①根据图中信息可知，H+-ATP 酶在将ATP 水解为ADP 的同时，还能将H+由细胞质基质运
输至液泡内，由此可得，H+-ATP 酶具有催化和运输的作用；
ATP
②
水解时，是末端磷酸基团脱离而释放能量，即H+-ATP 酶运输H+的动力来自ATP（A-Pα~Pβ~Pγ）中γ
位磷酸基团脱离时释放的能量；
③根据①分析可得，H+-ATP 酶运输H+的方式为主动运输，该过程中会发生H+-ATP 酶构象的改变。
（2）①根据图中信息可知，植物通过SOS 系统消除Na+毒害的另一途径为通过液泡膜上的AtNHX1 将细
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胞质中过多的Na+区域化在液泡中；
②该途径的意义除了降低Na+的毒害外，还能够将Na+作为一种有益的渗透调节剂来增大细胞液的渗透压，
从而达到适应盐渍环境的目的。
（3）①主动运输与被动运输最大的区别是主动运输需要细胞呼吸作用来提供ATP，因此欲设计实验探究
星星草的根部吸收无机盐K+是被动运输还是主动运输，其实验设计思路为取甲、乙两组生长状况基本相同
的星星草幼苗，放入适宜浓度的含有K+的溶液中，甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸，在
适宜条件下培养一段时间后测定两组植物根系对K+的吸收速率；
②预期实验结果及结论为：若甲组星星草对K+的吸收速率大于乙组，说明星星草根部吸收K+是主动运输；
若甲组和乙组星星草对K+的吸收速率无明显差别，说明星星草根部吸收K+是被动运输。
28．（9 分，除标明外，每空1 分）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。如
图为有氧呼吸第三阶段的示意图。据图回答下列问题：
(1)线粒体内膜与外膜功能不同的主要原因是 。线粒体增大膜面积的方式是 。
(2)虽然线粒体具有自己的遗传物质和进行蛋白质合成的全套装置，但线粒体却被称为“半自主性细胞器”，
推测其原因是组成线粒体的各种蛋白质是由 共同编码的。线粒体中分布的细胞器是 。图中
H+从线粒体基质到膜间隙的运输方式为 。
(3)图中物质A 是 （2 分）。据图分析可知，驱动ATP 合成的直接能量是 （2 分）。
【答案】(1)线粒体内膜上附着有大量的与有氧呼吸相关的酶 内膜向内腔折叠形成嵴
(2)核基因和线粒体基因 核糖体 主动运输
(3)ADP、Pi（2 分） H+顺浓度梯度所产生的电化学势能（2 分）
【详解】（1）线粒体具有双层膜，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜与外膜相比较，其功能
不同的主要原因是线粒体内膜上附着有大量的与有氧呼吸相关的酶。线粒体增大膜面积的方式线粒体内膜
向内腔折叠形成嵴。
（2）之所以线粒体却被称为“半自主性细胞器”，其原因是组成线粒体的各种蛋白质是由细胞核基因和
线粒体基因共同编码的。线粒体中分布的细胞器是核糖体。据图可知，当H+从膜间隙到线粒体基质运输的
同时，在ATP 合酶的催化下，合成ATP，说明该运输过程是不消耗能量的协助扩散，即膜间隙中的H+浓度
大于线粒体基质，故图中H+从线粒体基质到膜间隙的运输，为逆浓度梯度进行，属于主动运输。
（3）结合第二小问，可知，H+从膜间隙到线粒体基质运输是不消耗能量的协助扩散，该过程中，在ATP
合酶的催化下，合成ATP，驱动ATP 合成的直接能量为H+顺浓度梯度所产生的电化学势能，同时需要物质
A（ADP 和Pi）的参与。
29．（9 分，除标明外，每空1 分）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓
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度等条件。研究人员探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图1 所示。图2 是
以马铃薯植株为实验材料，探究遮光处理对马铃薯植株光合作用影响的实验结果。
注：正常光照（CK）、单层遮光网遮盖处理（Z1）、双层遮光网遮盖处理（Z2）、气孔导度（Gs）、净光
合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）。
(1)CO2进入叶绿体后，在 （场所）被固定形成C3分子，随后为C3的还原提供能量的化合物为
（2 分）。
(2)由图1 可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工
厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高。
(3)遮光后，植物短时间内C5含量将 ；若在正常生长的马铃薯块茎膨大期去除块茎，则马铃薯叶片
的光合速率将 。
(4)根据图2 分析，遮光条件下，Ci 值增大，其原因是 （2 分）。
【答案】(1)叶绿体基质 ATP 和NADPH（2 分）
(2)光合速率最大且增加值最高 升高温度
(3)减少 降低
(4)虽然气孔导度（Gs）减小，导致CO2吸收减少，但净光合速率（Pn）减小幅度更大，叶肉细胞消耗CO2
更少（2 分）
【详解】（1）CO2进入叶绿体后，在叶绿体基质参与光合作用的暗反应阶段，首先与C5结合被固定形成
C3分子，随后在光反应产物ATP 和NADPH 的作用下完成C3的还原形成储存能量的有机物。
（2）由图1 可知，在25℃时，增加二氧化碳浓度，光合速率最大且增加值最高，据此可知，在25℃时，
提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高
CO2浓度，还可以升高温度，使光合作用有关酶活性增强，进而使光合速率进一步提高。
（3）遮光后，光反应速率下降，光反应产生的ATP 和NADPH 减少，则C3还原速率下降，产生的C5减少，
但短时间内，二氧化碳固定过程和C5的消耗过程正常进行，因此，植物短时间内C5含量将减少，若在正
常生长的马铃薯块茎膨大期去除块茎，光合产物没有了储存的场所，进而影响了光合产物的运输，因而马
铃薯叶片的光合速率将降低。
（4）图2 显示，遮光条件下，胞间二氧化碳浓度上升，原因是遮光条件下，净光合速率下降，说明利用的
二氧化碳减少，且此时气孔导度（Gs）也减小，导致CO2吸收减少，但由于净光合速率（Pn）减小幅度更
大，因此，叶肉细胞消耗CO2更少，Ci 值增大。
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30．（11 分，除标明外，每空1 分）某科研团队为研究大豆植株遭遇干旱胁迫时的生理响应机制，在大豆
开花期和鼓粒期两个关键生育期进行一定程度的干旱胁迫处理，测定光合作用相关生理指标，结果如图所
示。请分析回答：
(1)光合作用过程中，光反应为暗反应提供ATP 和 ，后者的作用是 （2 分）。
(2)图3 中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照强度 （填“升高”
“降低”或“不变”），结合图1 分析原因可能是 （2 分）。
(3)图3 中鼓粒期干旱胁迫下，大豆植株净光合速率低于对照组，据图2 分析，导致鼓粒期净光合速率降低
的主要因素是 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）（2 分），判断依据是 （2 分）。
(4)进一步研究表明，大豆植株在鼓粒期遭受干旱胁迫造成的减产程度更大，推测原因可能与缺水影响光合
产物以 （填“蔗糖”“淀粉”或“蛋白质”）形式通过韧皮部运输有关。
【答案】(1)NADPH 还原C3，并提供能量（2 分）
(2)降低 干旱条件下Ls 增大，胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢，导致光反应减弱（2 分）
(3)非气孔（2 分） 因素鼓粒期干旱胁迫下，Ls 低于对照组，但胞间CO2浓度高于对照组（2 分）
(4)蔗糖
【详解】（1）光合作用过程中，光反应为卡尔文循环提供ATP 和NADPH，NADPH 可以还原C3，并提供
能量。
（2）分析图1，干旱条件下Ls 增大，胞间CO2浓度降低，暗反应速率减慢，产生ADP 和NADP+的速率降
低，从而导致光反应减弱，所以图3 中开花期干旱胁迫下，大豆植株的净光合速率最大时所需的最小光照
强度降低。
（3）图2 中显示鼓粒期干旱组与鼓粒期对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明导致鼓
粒期净光合速率降低的主要因素是非气孔因素。
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（4）光合作用的产物主要以蔗糖形式通过韧皮部运输到植株各处。
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