1选择题
2023年，科学家利用同位素标记技术追踪了癌细胞内某种代谢途径的变化，发现其有氧呼吸过程存在异常。若用¹⁸O标记葡萄糖中的氧原子，追踪其在癌细胞有氧呼吸过程中的转移途径，下列描述正确的是
- A. ¹⁸O的转移途径为：葡萄糖 → 丙酮酸 → O₂ → H₂O
- B. ¹⁸O的转移途径为：葡萄糖 → 丙酮酸 → CO₂
- C. ¹⁸O的转移途径为：葡萄糖 → H₂O → CO₂
- D. ¹⁸O的转移途径为：葡萄糖 → O₂ → 丙酮酸
答案：B
解析：本题以癌细胞代谢研究为情境，综合考查有氧呼吸三个阶段的物质变化，特别是元素（氧原子）的转移路径，属于中等难度。
解题思路：有氧呼吸第一阶段（糖酵解），葡萄糖（C₆H₁₂O₆）在细胞质基质中分解为丙酮酸（C₃H₄O₃）和[H]，此阶段葡萄糖中的氧原子进入丙酮酸。第二阶段（柠檬酸循环），丙酮酸进入线粒体基质，与水（H₂O）反应生成CO₂和[H]，此阶段丙酮酸中的氧原子（即最初来自葡萄糖的氧）进入CO₂。第三阶段（电子传递链），[H]与O₂结合生成H₂O，此阶段O₂中的氧原子全部进入H₂O，与葡萄糖中的氧无关。因此，葡萄糖中的¹⁸O最终出现在CO₂中，转移途径为葡萄糖 → 丙酮酸 → CO₂。
易错点：①误认为水中的氧来自葡萄糖，实际上来自参与反应的水和氧气。②混淆三个阶段的产物和场所，导致路径判断错误。③对同位素标记法追踪元素去向的原理理解不清。
故选B。
2选择题
为响应国家“双碳”目标，科研人员研究利用微藻固碳。微藻在光合作用过程中，能高效固定CO₂。下列关于微藻细胞代谢的叙述，正确的是
- A. 微藻细胞中催化CO₂固定的酶，其化学本质是RNA，发挥作用后会失活
- B. 光照强度主要通过影响光反应，进而影响暗反应中C₃的还原过程，从而影响固碳速率
- C. 若突然停止光照，微藻叶绿体中C₅含量会瞬间增加，C₃含量会瞬间减少
- D. 微藻细胞呼吸作用产生的CO₂全部来自线粒体基质
答案：B
解析：A项错误，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，酶在反应前后其性质和数量不变。B项正确，光照强度影响光反应产生的ATP和[H]的量，而ATP和[H]是暗反应中C₃还原的必需物质，因此光照强度通过影响光反应间接影响暗反应中C₃的还原，进而影响CO₂固定（固碳）速率。C项错误，突然停止光照，光反应停止，ATP和[H]减少，C₃还原受阻，C₃含量会瞬间增加，同时CO₂固定仍在进行消耗C₅，故C₅含量会瞬间减少。D项错误，有氧呼吸第二阶段（丙酮酸分解）在线粒体基质中产生CO₂，但微藻细胞若进行无氧呼吸，其产物（如酒精）也可能释放CO₂，该过程发生在细胞质基质。故选B。
3选择题
我国科学家在深海热液喷口发现了一种新型微生物，其细胞内含有特殊的耐高温酶。研究发现，该酶在80°C时活性最高，当温度超过90°C时，其活性会迅速且不可逆地下降。下列关于该酶的叙述，正确的是（ ）
- A. 该酶的化学本质一定是蛋白质，其空间结构在80°C时最稳定
- B. 将该酶从80°C环境转移到70°C环境，其活性会立即下降，但不会失活
- C. 温度超过90°C导致酶活性迅速下降，是因为高温破坏了酶的肽键
- D. 该酶在80°C时活性最高，说明此温度下酶降低化学反应活化能的效果最显著
答案：D
解析：本题以社会热点（深海极端环境生物研究）为情境，考查酶的化学本质、特性及影响因素。
A选项错误：绝大多数酶是蛋白质，但少数是RNA（核酶），题干未明确其化学本质；且最适温度下酶活性最高，但空间结构并非“最稳定”，而是处于最适合催化反应的构象。
B选项错误：酶在低于最适温度时，活性会降低（因分子运动减慢），但通常不会失活（空间结构未破坏）。从80°C降到70°C，活性会下降，但“立即”一词不够严谨，且“不会失活”表述正确，但整体不如D项准确。
C选项错误：高温破坏酶的空间结构（氢键等次级键断裂），导致其变性失活，但不会破坏肽键（肽键断裂需要蛋白酶或剧烈化学条件）。
D选项正确：酶的作用机理是显著降低化学反应的活化能。在最适温度（本题为80°C）时，酶的空间结构最适合与底物结合，其降低活化能的效果最显著，因此反应速率最快，即活性最高。故选D。
易错点：误认为酶都是蛋白质（A）；混淆高温破坏的空间结构与肽键（C）；对最适温度下酶作用机理理解不深（D）。
4选择题
某科研团队为优化光合-呼吸综合模型，在人工气候室中研究某作物在不同光照强度下的气体交换情况。测得数据如下：
光照强度（klx） 0 2 4 6 8 10
-------------------------- -- - - - -- --
CO₂吸收速率（mg·dm⁻²·h⁻¹） -4 0 4 8 10 10
已知该作物细胞呼吸速率恒定。下列叙述正确的是（ ）
- A. 光照强度为2klx时，该作物叶肉细胞光合作用速率等于呼吸作用速率
- B. 光照强度由4klx增加到6klx时，叶绿体中C₃的还原速率加快
- C. 光照强度为10klx时，限制光合速率的主要环境因素是CO₂浓度
- D. 光照强度为0klx时的数据表明，该作物所有活细胞每小时呼吸消耗4mg CO₂
答案：B
解析：本题以光合作用与细胞呼吸的综合数据分析为情境，考查光合速率、呼吸速率、光补偿点、光饱和点等概念，以及影响光合速率的因素。
A. 光照强度为2klx时，整株植物的表观光合速率（CO₂吸收速率为0）意味着总光合速率等于呼吸速率。但这是对整株植物而言，叶肉细胞是进行光合作用的主要细胞，其光合速率应大于自身呼吸速率，因为非光合细胞（如根细胞）只进行呼吸作用。因此，叶肉细胞的光合速率 > 叶肉细胞的呼吸速率。A错误。
B. 光照强度从4klx增加到6klx，CO₂吸收速率从4增加到8，说明净光合速率加快，总光合速率也加快。光反应产生的ATP和NADPH增多，为暗反应C₃的还原提供了更多的还原力和能量，因此C₃的还原速率加快。B正确。
C. 光照强度为10klx时，CO₂吸收速率达到最大（10），且与8klx时相同，说明光合速率达到饱和。此时限制因素可能是CO₂浓度、温度或酶活性等，但仅凭此表数据无法确定主要限制因素就是CO₂浓度，也可能是光照已饱和。C错误。
D. 光照强度为0klx时，CO₂吸收速率为-4，表示呼吸作用释放CO₂的速率为4 mg·dm⁻²·h⁻¹。这是指单位叶面积（dm²）的呼吸速率，并非所有活细胞的平均呼吸速率，且不同部位细胞呼吸速率可能不同。D错误。
故选B。
易错点：①误将整株植物的表观光合速率等同于叶肉细胞的光合速率；②不清楚光照增强如何影响暗反应具体过程；③对光饱和点后的限制因素判断过于绝对。
5填空题
“稻虾共作”是一种生态农业模式。小龙虾在稻田中活动能松土、除草，其粪便为水稻提供有机肥。研究发现，该模式下水稻根细胞的有丝分裂指数（处于分裂期的细胞数占细胞总数的比例）高于常规水稻田。请回答下列问题：
(1) 观察水稻根尖分生区细胞有丝分裂时，制作临时装片的步骤依次是______、______、______、制片。其中，解离的目的是______。
(2) 为统计有丝分裂指数，需在显微镜下观察并计数。若观察到的细胞总数为M，其中处于分裂期的细胞数为N，则有丝分裂指数为______。该指数升高，说明根尖分生区细胞______活动旺盛。
(3) 在有丝分裂过程中，DNA加倍发生在______期，染色体数目加倍发生在______期，其加倍的原因是______。
(4) 从细胞分化的角度分析，根尖分生区细胞能持续进行有丝分裂，是因为这些细胞______。
答案：(1) 解离；漂洗；染色；使组织中的细胞相互分离开来
(2) N/M×100%；分裂（或增殖）
(3) 间；后；着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体
(4) 具有全能性（或基因选择性表达，使其保持分裂能力）
解析：(1) 考查观察根尖有丝分裂实验的基本步骤和原理。解离液（盐酸和酒精）的作用是使组织细胞分离。易错点：混淆解离和漂洗的目的，或忘记漂洗步骤。
(2) 考查有丝分裂指数的计算和生物学意义。有丝分裂指数是分裂期细胞数/总细胞数。指数高说明细胞增殖活跃。易错点：计算时忘记乘以100%。
(3) 考查有丝分裂过程中DNA和染色体数量变化的关键时期及原因。DNA复制发生在间期，染色体数目加倍是着丝粒分裂的结果，发生在后期。易错点：将DNA加倍时期误记为前期，或混淆染色体数目加倍与DNA加倍的原因。
(4) 考查细胞分化与细胞分裂能力的关系。分生区细胞是未分化的细胞，具有分裂能力，这从分子水平看是特定基因（维持分裂能力的基因）选择性表达的结果，体现了细胞的全能性。易错点：直接答“未分化”而不从基因表达或全能性角度解释。
6填空题
为探究某新型除草剂对农田土壤微生物呼吸作用的影响，科研人员设置了对照组（不添加除草剂）和实验组（添加除草剂），在适宜温度下培养一段时间后，测定土壤微生物的氧气消耗速率（以单位时间内每克土壤消耗O₂的体积计）。实验结果如下表所示。请回答下列问题：
组别 培养时间（h） 氧气消耗速率（μL·g⁻¹·h⁻¹）
------ ------------- --------------------------
对照组 24 50
对照组 48 55
实验组 24 40
实验组 48 35
(1) 该实验的自变量是__________。
(2) 对照组在48小时时氧气消耗速率比24小时时有所增加，可能的原因是__________（答出一点即可）。
(3) 实验组氧气消耗速率下降，说明该除草剂可能__________（填“促进”或“抑制”）了土壤微生物的__________作用，导致能量释放减少。
(4) 若要验证实验组土壤中微生物是否进行了无氧呼吸，可检测培养瓶内气体成分或__________的变化。
答案：(1) 是否添加除草剂（或有无除草剂）
(2) 微生物数量增加（或微生物对氧气的利用能力增强，或底物增加等，合理即可）
(3) 抑制；有氧呼吸
(4) 酒精（或CO₂，或培养液的pH等，合理即可）
解析：本题综合了对照实验设计、细胞呼吸原理及应用等知识点，并创设了“新型除草剂对土壤微生物影响”的社会热点情境。
(1) 实验组与对照组的区别在于是否添加了除草剂，这是人为改变的变量，即自变量。
(2) 氧气消耗速率反映有氧呼吸强度。对照组中，随着时间推移，微生物可能因适应环境而增殖，数量增多，导致总耗氧量增加；也可能培养条件更适宜，单个微生物代谢增强。
(3) 氧气消耗是有氧呼吸的标志。实验组耗氧速率下降，说明有氧呼吸受抑制，能量释放减少。
(4) 酵母菌等微生物无氧呼吸产生酒精和CO₂。酒精可用酸性重铬酸钾检测；CO₂可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水检测；CO₂产生也可能导致培养液pH下降。
易错点：①混淆自变量与无关变量；②对呼吸速率变化原因的解释不够全面或准确；③不清楚无氧呼吸产物的检测方法。
7解答题
近年来，我国科研团队在探索细胞生命活动规律方面取得新进展。有研究报道，某些慢性炎症与细胞异常死亡有关。请结合所学知识回答下列问题：
(1) 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，其意义在于维持内部环境的稳定。请列举两个发生在个体发育过程中的细胞凋亡实例。
(2) 细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。请比较细胞凋亡与细胞坏死在主动/被动性、对机体利害及基因控制三个方面的主要区别。
(3) 在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，若层析后滤纸条上只得到两条色素带，可能的原因是什么？（答出两点即可）
答案：(1) 蝌蚪尾部的消失；人胚胎发育过程中指（趾）间蹼的消失；胎儿手的发育过程中，指间细胞的自动死亡等（合理即可）。
(2) 比较项 细胞凋亡 细胞坏死
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主动/被动性 主动的，由基因调控的程序性死亡 被动的，由外界不利因素引起的死亡
对机体利害 对机体通常是有利的 对机体是有害的
基因控制 受基因严格控制 不受基因控制
(3) ①研磨不充分，色素未能充分释放；②层析时滤液细线触及层析液，导致色素溶解在层析液中；③选取的叶片不是新鲜浓绿的（或叶片放置时间过长，色素被分解）；④未加碳酸钙，部分色素被破坏（如叶绿素）。（答出两点即可）
解析：本题综合考查了细胞凋亡与坏死的辨析、细胞凋亡的生物学意义以及光合色素提取分离实验的异常分析。
(1) 考查细胞凋亡的实例，需联系个体发育过程。易错点是将细胞凋亡实例与细胞坏死实例混淆，例如脑细胞因缺氧死亡是坏死。
(2) 考查两种细胞死亡方式的本质区别，需从发生机制、对机体影响等角度对比。易错点是表述不准确，例如将“主动/被动”说成“有利/有害”，或遗漏“基因控制”这一关键区别。
(3) 考查实验操作细节对结果的影响。易错点是对实验原理理解不透，不能全面分析原因。关键要围绕色素提取（研磨、试剂）和分离（层析操作）两个核心步骤进行思考。
题目背景结合了社会热点（慢性炎症与细胞死亡）和实验探究，旨在考查学生综合运用知识分析实际问题的能力。
8解答题
为响应国家“双碳”目标，某地区推广“光伏农业”模式，即在农田上方架设光伏板发电，下方种植作物。科研人员研究了该模式下，不同遮光比例（对照组为自然光照）对某作物光合速率和呼吸速率的影响，结果如下表所示（单位：μmol CO₂·m⁻²·s⁻¹）。
遮光比例 净光合速率 呼吸速率
------------ ---------- --------
对照组（0%） 15.2 5.8
20% 18.6 5.5
40% 12.4 4.8
60% 7.1 4.2
请回答下列问题：
（1）该作物在对照组（自然光照）下的总光合速率为______ μmol CO₂·m⁻²·s⁻¹。
（2）与对照组相比，20%遮光组净光合速率反而升高，可能的原因是______。
（3）在“光伏农业”模式中，若要使该作物有机物积累量最大，应选择的遮光比例约为______%，判断依据是______。
（4）请从细胞代谢的角度，解释60%遮光组呼吸速率最低的原因。
答案：（1）21.0。总光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 = 15.2 + 5.8 = 21.0 μmol CO₂·m⁻²·s⁻¹。
（2）适当遮光（20%）可能降低了叶片温度，减少了因高温引起的气孔关闭和光合作用相关酶（如Rubisco）的活性下降，从而提高了光合作用效率；或者避免了强光导致的“光抑制”现象。
（3）20%。判断依据：有机物积累量取决于净光合速率，20%遮光组的净光合速率（18.6 μmol CO₂·m⁻²·s⁻¹）最高。
（4）60%遮光组光照严重不足，光合作用产生的有机物（如糖类）和ATP、NADPH大幅减少，导致细胞呼吸（尤其是有氧呼吸第三阶段）缺乏充足的底物，同时细胞整体代谢活动减弱，因此呼吸速率最低。
解析：本题以社会热点“光伏农业”为情境，综合考查光合作用与细胞呼吸的关系、影响因素及应用。
（1）考查总光合速率的计算，易错点是混淆净光合与总光合，误将净光合速率当作总光合速率。
（2）考查影响光合作用的因素及实际应用分析。易错点是只考虑光照强度一个因素，忽略温度、气孔等协同变化。
（3）考查净光合速率与有机物积累的关系。易错点是误选呼吸速率最低的60%组，未理解积累量由净光合决定。
（4）考查细胞呼吸与光合作用的物质联系。易错点是脱离表格数据，泛泛而谈“光照影响呼吸”，未能结合具体数据（60%组净光合最低）从底物供应角度分析。