2025年上學期高一生物價格思維衡量交換測評試題一、選擇題（每題3分，共60分）細胞的物質交換與能量代價細胞膜上的載體蛋白通過主動運輸吸收某離子時，需消耗ATP。若該離子在細胞外濃度為1mmol/L，細胞內濃度為10mmol/L，運輸1mol離子至少需要消耗的ATP數(shù)量為（已知1molATP可提供30.54kJ能量，離子跨膜運輸?shù)哪芰抗綖棣=RTln(C內/C外)，R=8.314J/(mol·K)，T=310K）A.1molB.2molC.3molD.4mol光合作用的“成本-收益”分析某植物葉片每固定1molCO?需消耗8mol光子（假設全部用于光反應），每mol光子能量約為170kJ。已知1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870kJ能量，若該植物通過光合作用合成1mol葡萄糖（C?H??O?），其能量轉化效率約為（）A.12%B.24%C.36%D.48%酶催化反應的“性價比”比較下表為三種酶催化同一底物的動力學參數(shù)，若底物濃度為10mmol/L，哪種酶的催化效率（單位時間內產(chǎn)物生成量）最高？|酶類型|Km（mmol/L）|Vmax（μmol/min）||--------|-------------|------------------||酶A|2|100||酶B|5|200||酶C|10|300|A.酶AB.酶BC.酶CD.無法確定細胞呼吸的“能量投資回報比”酵母菌在有氧條件下每消耗1mol葡萄糖可產(chǎn)生38molATP，在無氧條件下產(chǎn)生2molATP。若酵母菌消耗等量葡萄糖，有氧呼吸與無氧呼吸的能量“收益率”之比為（）A.9:1B.19:1C.38:1D.76:1生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)代價氮元素在大氣（N?）與生物群落間循環(huán)時，固氮菌通過固氮作用將N?轉化為NH?，每消耗1molN?需消耗16molATP。若某農田生態(tài)系統(tǒng)每年需補充100kg氮元素，至少需要固氮菌消耗的ATP數(shù)量為（）A.5.6×10?molB.8.9×10?molC.1.1×10?molD.1.4×10?mol有絲分裂的“時間成本”分配某細胞周期中，G?期占10小時，S期占6小時，G?期占4小時，M期占2小時。若該細胞群體中有1000個細胞處于分裂間期，處于M期的細胞數(shù)量約為（）A.50個B.100個C.150個D.200個主動運輸?shù)摹澳芰績?yōu)先級”當細胞缺氧導致ATP合成減少時，下列哪種物質的運輸最可能優(yōu)先被抑制？A.水分子通過自由擴散進入細胞B.葡萄糖通過協(xié)助擴散進入紅細胞C.K?通過鈉鉀泵運出細胞D.乙醇通過自由擴散出細胞光合作用的“光強閾值”分析某植物光補償點為50μmol/m2·s，光飽和點為800μmol/m2·s。若自然光照強度在100~600μmol/m2·s范圍內波動，該植物白天（12小時）積累的有機物量與光照強度的關系是（）A.線性正相關B.先增后減C.指數(shù)增長D.飽和增長細胞凋亡的“代謝代價”評估細胞凋亡過程中，需消耗能量降解DNA、分解細胞器等。若某細胞凋亡時共消耗5molATP，這些能量相當于多少個葡萄糖分子徹底氧化分解產(chǎn)生的能量（）A.5×1021個B.1×1022個C.5×1022個D.1×1023個生態(tài)位的“資源分配”模型草原生態(tài)系統(tǒng)中，牛、羊、兔三種動物均以草為食，其食物中纖維素、蛋白質、脂肪的比例及消化效率如下表。若三種動物攝入等量食物，哪種動物獲得的能量最多？|動物|纖維素（50%）消化率|蛋白質（30%）消化率|脂肪（20%）消化率||------|---------------------|---------------------|-------------------||牛|80%|70%|90%||羊|70%|80%|80%||兔|60%|90%|70%|A.牛B.羊C.兔D.三者相同DNA復制的“保真代價”DNA聚合酶在復制時每摻入10?個堿基會出現(xiàn)1個錯誤，而錯配修復系統(tǒng)可將錯誤率降至10?。若某DNA分子含10?個堿基對，經(jīng)過一次復制后，未被修復的錯誤堿基數(shù)約為（）A.0個B.2個C.20個D.200個細胞分化的“基因表達成本”神經(jīng)細胞與肌肉細胞均由受精卵分裂分化而來，其基因表達的差異主要體現(xiàn)在（）A.基因復制的速度不同B.基因轉錄的“啟動子選擇”成本不同C.核糖體數(shù)量的多少差異D.tRNA的種類差異滲透作用的“水勢平衡”計算25℃時，0.3mol/L蔗糖溶液的滲透壓為π?，0.2mol/LNaCl溶液的滲透壓為π?（假設完全解離），則兩者的關系是（）A.π?=π?B.π?>π?C.π?<π?D.無法比較有氧呼吸的“階段效率”比較有氧呼吸三個階段產(chǎn)生的ATP數(shù)量分別為：第一階段2mol，第二階段2mol，第三階段34mol。若1mol葡萄糖徹底氧化分解共釋放2870kJ能量，第三階段的能量轉化效率約為（）A.30%B.50%C.70%D.90%種群增長的“環(huán)境容納量”分析某魚塘中草魚種群的K值為1000條，若初始種群數(shù)量為200條，種群增長符合邏輯斯諦模型（dN/dt=rN(1-N/K)，r=0.5/年），則第2年種群數(shù)量約為（）A.300條B.400條C.500條D.600條酶抑制劑的“成本效益”分析某競爭性抑制劑與酶的結合常數(shù)Ki=1mmol/L，底物Km=2mmol/L。若抑制劑濃度為3mmol/L，底物濃度為6mmol/L時，酶的催化速率與無抑制劑時的比值為（）A.1/2B.2/3C.3/4D.4/5光合作用的“碳同化效率”比較C3植物和C4植物的光合碳同化途徑差異如下表，若大氣CO?濃度為400ppm，哪種植物的光合效率更高？|植物類型|酶對CO?親和力|光呼吸|碳同化場所||----------|--------------|--------|------------||C3|低（Km=450ppm）|強|葉肉細胞||C4|高（Km=10ppm）|弱|維管束鞘細胞|A.C3植物，因碳同化場所單一B.C4植物，因光呼吸消耗少C.兩者相同，因CO?濃度相同D.無法比較，需考慮溫度因素細胞癌變的“代謝重編程”代價癌細胞主要通過無氧呼吸供能，即使在有氧條件下也如此（Warburg效應）。若癌細胞和正常細胞消耗等量葡萄糖，癌細胞產(chǎn)生的ATP數(shù)量約為正常細胞的（）A.1/19B.1/10C.1/5D.1/2生態(tài)系統(tǒng)的“能量流動效率”計算某農田生態(tài)系統(tǒng)中，水稻固定太陽能為10000kJ，初級消費者（昆蟲）同化能量為800kJ，次級消費者（青蛙）同化能量為60kJ，三級消費者（蛇）同化能量為5kJ。該系統(tǒng)的能量傳遞效率（相鄰營養(yǎng)級間）約為（）A.5%B.7.5%C.10%D.12.5%DNA轉錄的“堿基錯配代價”RNA聚合酶轉錄時的錯配率為10?，若某基因含1000個堿基對，轉錄出的mRNA中錯誤堿基的數(shù)量約為（）A.0.1個B.1個C.10個D.100個二、非選擇題（共40分）光合作用與呼吸作用的“能量收支”模型（12分）某植物在適宜條件下進行光合作用和呼吸作用，其光合速率（P）和呼吸速率（R）隨溫度變化的曲線如圖所示（P單位：μmolCO?/m2·s，R單位：μmolCO?/m2·s）。（1）計算25℃時該植物的凈光合速率，并說明此時光合作用積累的有機物量與呼吸作用消耗的有機物量的比例。（2）若該植物在30℃時每天光照10小時，黑暗14小時，判斷其能否正常生長，并通過計算說明理由。（3）從“能量代價”角度分析，為何植物在高溫（40℃以上）時光合速率下降幅度大于呼吸速率？主動運輸?shù)摹澳芰糠峙洹睂嶒灧治觯?0分）某實驗小組用帶有放射性標記的K?和Ca2?溶液處理洋蔥表皮細胞，測量不同氧氣濃度下兩種離子的吸收速率，結果如下表：氧氣濃度（%）K?吸收速率（μmol/h）Ca2?吸收速率（μmol/h）010854030106050206050（1）解釋氧氣濃度為0時，細胞仍能吸收K?和Ca2?的原因，并計算此時兩種離子吸收的能量來源（假設僅來自無氧呼吸，1mol葡萄糖產(chǎn)生2molATP）。（2）當氧氣濃度從5%升至10%時，K?吸收速率增加20μmol/h，計算該過程中ATP的額外消耗量（假設1molATP可運輸2molK?）。（3）分析氧氣濃度達到20%后，吸收速率不再增加的原因，從“載體數(shù)量”和“能量供應”兩個角度解釋。生態(tài)系統(tǒng)的“物質循環(huán)與能量代價”綜合題（18分）森林生態(tài)系統(tǒng)中，碳元素通過光合作用進入生物群落，通過呼吸作用和分解作用返回大氣。某森林年固定CO?量為1000t，其中：植物自身呼吸消耗占30%，被初級消費者（植食動物）攝食占20%，進入分解者（微生物）占50%。（1）計算該森林年積累的有機物量（以葡萄糖計，C?H??O?分子量180，CO?分子量44）。（2）初級消費者攝食的植物中，20%的能量用于生長發(fā)育繁殖，80%用于呼吸消耗。若初級消費者的同化效率為30%，計算其年同化能量及生長發(fā)育繁殖的能量。（3）微生物分解植物殘體時，若1mol葡萄糖通過有氧呼吸分解，釋放的能量中有60%以熱能形式散失，40%用于自身生命活動。計算分解者分解500t植物殘體（以葡萄糖計）時，釋放的熱能總量（1mol葡萄糖氧化分解釋放2870kJ能量）。（4）從“碳循環(huán)代價”角度分析，若人類大量砍伐森林，對大氣CO?濃度的影響及長期后果。三、拓展探究題（共20分）“生物代謝的經(jīng)濟模型”構建（20分）生命活動可視為一種“資源交換”過程，細胞通過消耗能量（ATP）獲取物質，通過代謝轉化實現(xiàn)“收益”（如生長、繁殖）。請結合高中生物知識，回答下列問題：（1）構建“主動運輸?shù)某杀?收益模型”：以小腸上皮細胞吸收葡萄糖為例，說明載體蛋白數(shù)量、ATP供應、葡萄糖濃度如何影響運輸效率，并分析當葡萄糖濃度過高時（如糖尿病患者），細胞可能面臨的“代謝過載”風險。（2）設計“光合作用的光強-CO?濃度雙因素優(yōu)化實驗”：假設你是農業(yè)技術員，需通過實驗確定某作物的最佳種植條件（光強和CO?濃度組合），以最小的能源成本（如人工照明、CO?施肥）獲得最大產(chǎn)量。寫出實驗思路、變量控制方法及數(shù)據(jù)分析指標。（3）論證“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與資源分配效率的關系”：以熱帶雨林和草原生態(tài)系統(tǒng)為例，比較兩者的生物多樣性、能量傳遞效率及抗干擾能力，說明“資源分配越均衡，系統(tǒng)穩(wěn)定性越高”的生物學機制。（注：全卷共24題，總分120分