專題03細胞代謝（原卷版）

專題三細胞代謝目錄：1.2023年真題展現考向一物質的輸入和輸出考向二降低化學反應活化能的酶考向三細胞呼吸的原理和應用考向四光合作用與能量轉化考向五細胞代謝綜合2.真題考查解讀3.近年真題對比考向一物質的輸入和輸出考向二光合作用與能量轉化考向三細胞代謝綜合（柱狀圖、曲線圖分析）4.命題規(guī)律解密5.名校模擬探源6.易錯易混速記考向一物質的輸入和輸出1．（2023·浙江·高考真題）纈氨霉素是一種脂溶性抗生素，可結合在微生物的細胞膜上，將K＋運輸到細胞外（如圖所示），降低細胞內外的K＋濃度差，使微生物無法維持細胞內離子的正常濃度而死亡。下列敘述正確的是（

）A．纈氨霉素順濃度梯度運輸K＋到膜外 B．纈氨霉素為運輸K＋提供ATPC．纈氨霉素運輸K＋與質膜的結構無關 D．纈氨霉素可致噬菌體失去侵染能力2．（2023·全國·高考真題）物質輸入和輸出細胞都需要經過細胞膜。下列有關人體內物質跨膜運輸的敘述，正確的是（

）A．乙醇是有機物，不能通過自由擴散方式跨膜進入細胞B．血漿中的K+進入紅細胞時需要載體蛋白并消耗ATPC．抗體在漿細胞內合成時消耗能量，其分泌過程不耗能D．葡萄糖可通過主動運輸但不能通過協(xié)助擴散進入細胞考向二降低化學反應活化能的酶3．（2023·浙江·高考真題）某同學研究某因素對酶活性的影響，實驗處理及結果如下：己糖激酶溶液置于45℃水浴12min，酶活性喪失50%；己糖激酶溶液中加入過量底物后置于45℃水浴12min，酶活性僅喪失3%。該同學研究的因素是（

）A．溫度 B．底物 C．反應時間 D．酶量考向三細胞呼吸的原理和應用4．（2023·全國·高考真題）植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環(huán)境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細胞經呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是（

）

A．在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，只進行無氧呼吸產生乳酸B．a~b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程C．每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP比產生乳酸時的多D．植物根細胞無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的過程不需要消耗ATP5．（2023·浙江·高考真題）為探究酵母菌的細胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料進行實驗。下列關于該實驗的敘述，正確的是（

）A．酵母菌用量和葡萄糖溶液濃度是本實驗的自變量B．酵母菌可利用的氧氣量是本實驗的無關變量C．可選用酒精和CO2生成量作為因變量的檢測指標D．不同方式的細胞呼吸消耗等量葡萄糖所釋放的能量相等6．（2023·山西·高考真題）我國勞動人民在漫長的歷史進程中，積累了豐富的生產、生活經驗，并在實踐中應用。生產和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲存，即果實、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進行適度低溫處理③風干儲藏，即小麥、玉米等種子收獲后經適當風干處理后儲藏④光周期處理，即在作物生長的某一時期控制每天光照和黑暗的相對時長⑤合理密植，即栽種作物時做到密度適當，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長期內，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物關于這些措施，下列說法合理的是（

）A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關系B．措施③⑤的主要目的是降低有機物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度7．（2023·廣東·高考真題）在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體內膜上作為反應物的是（

）A．還原型輔酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型輔酶Ⅰ D．二氧化碳8．（2023·山東·高考真題）水淹時，玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足，使液泡膜上的H+轉運減緩，引起細胞質基質內H+積累，無氧呼吸產生的乳酸也使細胞質基質pH降低。pH降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產乳酸途徑轉換為丙酮酸產酒精途徑，延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是（

）A．正常玉米根細胞液泡內pH高于細胞質基質B．檢測到水淹的玉米根有CO2的產生不能判斷是否有酒精生成C．轉換為丙酮酸產酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應不足D．轉換為丙酮酸產酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒考向四光合作用與能量轉化9．（2023·全國·高考真題）植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關葉綠體中色素的敘述，錯誤的是（

）A．氮元素和鎂元素是構成葉綠素分子的重要元素B．葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C．用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰D．葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴散得越慢10．（2023·湖北·高考真題）高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產約3%~8%。關于高溫下作物減產的原因，下列敘述錯誤的是（）A．呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分B．光合作用強度減弱，有機物合成減少C．蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫D．葉綠素降解，光反應生成的NADH和ATP減少11．（2023·湖北·高考真題）植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復合體，PSⅡ光復合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現，PSⅡ光復合體上的蛋白質LHCⅡ，通過與PSⅡ結合或分離來增強或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是（）

A．葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光復合體對光能的捕獲增強B．Mg2+含量減少會導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，不利于對光能的捕獲D．PSⅡ光復合體分解水可以產生H+、電子和O2考向五細胞代謝綜合12．（2023·全國·高考真題）植物的氣孔由葉表皮上兩個具有特定結構的保衛(wèi)細胞構成。保衛(wèi)細胞吸水體積膨大時氣孔打開，反之關閉，保衛(wèi)細胞含有葉綠體，在光下可進行光合作用。已知藍光可作為一種信號促進保衛(wèi)細胞逆濃度梯度吸收K?．有研究發(fā)現，用飽和紅光（只用紅光照射時，植物達到最大光合速率所需的紅光強度）照射某植物葉片時，氣孔開度可達最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。(1)氣孔的開閉會影響植物葉片的蒸騰作用、（答出2點即可）等生理過程。(2)紅光可通過光合作用促進氣孔開放，其原因是。(3)某研究小組發(fā)現在飽和紅光的基礎上補加藍光照射葉片，氣孔開度可進一步增大，因此他們認為氣孔開度進一步增大的原因是，藍光促進保衛(wèi)細胞逆濃度梯度吸收K＋。請推測該研究小組得出這一結論的依據是。(4)已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔（填“能”或“不能”）維持一定的開度。13．（2023·全國·高考真題）某種觀賞植物的花色有紅色和白色兩種?；ㄉ饕怯苫ò曛兴胤N類決定的，紅色色素是由白色底物經兩步連續(xù)的酶促反應形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制?，F有甲、乙兩個不同的白花純合子，某研究小組分別取甲、乙的花瓣在緩沖液中研磨，得到了甲、乙花瓣的細胞研磨液，并用這些研磨液進行不同的實驗。實驗一：探究白花性狀是由A或B基因單獨突變還是共同突變引起的①取甲、乙的細胞研磨液在室溫下靜置后發(fā)現均無顏色變化。②在室溫下將兩種細胞研磨液充分混合，混合液變成紅色。③將兩種細胞研磨液先加熱煮沸，冷卻后再混合，混合液顏色無變化。實驗二：確定甲和乙植株的基因型將甲的細胞研磨液煮沸，冷卻后與乙的細胞研磨液混合，發(fā)現混合液變成了紅色?；卮鹣铝袉栴}。(1)酶在細胞代謝中發(fā)揮重要作用，與無機催化劑相比，酶所具有的特性是（答出3點即可）；煮沸會使細胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高溫破壞了酶的。(2)實驗一②中，兩種細胞研磨液混合后變成了紅色，推測可能的原因是。(3)根據實驗二的結果可以推斷甲的基因型是，乙的基因型是；若只將乙的細胞研磨液煮沸，冷卻后與甲的細胞研磨液混合，則混合液呈現的顏色是。14．（2023·全國·高考真題）某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產生。回答下列問題。(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細胞中的葉綠體與線粒體等其他細胞器分離，可以采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布上，其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍紫光”“紅光”或“綠光”）。(2)將葉綠體的內膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現黑暗條件下懸浮液中不能產生糖，原因是。(3)葉片進行光合作用時，葉綠體中會產生淀粉。請設計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預期結果。【命題意圖】考查物質與能量之間的關系，意圖考查考生的必備基礎知識及探究能力。能從物質的微觀層面理解其物質的本質，及化學反應的過程、科學發(fā)現史，在題目中貫穿物質與能量的變化【考查要點】考查細胞的物質輸入和輸出、降低化學反應活化能的酶、呼吸作用和光合作用相關知識，難度適中，如全國乙卷第2題B選項考察葉綠素和類胡蘿卜素存在的于葉綠體類囊體的薄膜上，C選項考察不同色素吸收光譜的區(qū)別，D考察色素擴散速度與溶解度的關系，考察內容均為基礎知識，主要考查學生對基礎知識掌握的熟練程度。如全國甲卷綜合題考察學生設計實驗解決實際問題的能力，考察學生的科學思維和科學探究能力?！菊n標鏈接】概念2細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應發(fā)生在細胞的特定區(qū)域考向一物質的輸入和輸出15．（2022·全國·高考真題）農業(yè)生產中，農作物生長所需的氮素可以的形式由根系從土壤中吸收。一定時間內作物甲和作物乙的根細胞吸收的速率與O2濃度的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)由圖可判斷進入根細胞的運輸方式是主動運輸，判斷的依據是。(2)O2濃度大于a時作物乙吸收速率不再增加，推測其原因是。(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率時，作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙，判斷依據是。(4)據圖可知，在農業(yè)生產中，為促進農作物對的吸收利用，可以采取的措施是。16．（2021·全國·高考真題）植物的根細胞可以通過不同方式吸收外界溶液中的K+?；卮鹣铝袉栴}：（1）細胞外的K+可以跨膜進入植物的根細胞。細胞膜和核膜等共同構成了細胞的生物膜系統(tǒng)，生物膜的結構特點是。（2）細胞外的K+能夠通過離子通道進入植物的根細胞。離子通道是由復合物構成的，其運輸的特點是（答出1點即可）。（3）細胞外的K+可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細胞對K+的吸收速率降低，原因是?？枷蚨夂献饔门c能量轉化17．（2022·全國·高考真題）根據光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環(huán)境CO2濃度降低導致光合速率與呼吸速率相等時的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉栴}。(1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反應階段的產物是相同的，光反應階段的產物是（答出3點即可）。(2)正常條件下，植物葉片的光合產物不會全部運輸到其他部位，原因是（答出1點即可）。(3)干旱會導致氣孔開度減小，研究發(fā)現在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的原因是。18．（2021·全國·高考真題）生活在干旱地區(qū)的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：（1）白天葉肉細胞產生ATP的場所有。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和釋放的CO2。（2）氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環(huán)境的一種方式，這種方式既能防止，又能保證正常進行。（3）若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。（簡要寫出實驗思路和預期結果）19．（2021·河北·高考真題）為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：（1）對照組；（2）施氮組，補充尿素（12g·m-2）（3）水+氮組，補充尿素（12g·m-2）同時補水。檢測相關生理指標，結果見下表。生理指標對照組施氮組水+氮組自由水/結合水氣孔導度（mmol·m-2s-1）8565196葉綠素含量（mg·g-1）RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）316640716光合速率（μmol·m-2s-1）注：氣孔導度反映氣孔開放的程度回答下列問題：（1）植物細胞中自由水的生理作用包括等（寫出兩點即可）。補充水分可以促進玉米根系對氮的，提高植株氮供應水平。（2）參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與離子參與組成的環(huán)式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于驅動兩種物質的合成以及的分解；RuBP羧化酶將CO2轉變?yōu)轸然拥椒肿由希磻纬傻漠a物被還原為糖類。（3）施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應。據實驗結果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的原因是?？枷蛉毎x綜合（柱狀圖、曲線圖分析）20．（2022·浙江·高考真題）不同光質及其組合會影響植物代謝過程。以某高等綠色植物為實驗材料，研究不同光質對植物光合作用的影響，實驗結果如圖1，其中氣孔導度大表示氣孔開放程度大。該高等植物葉片在持續(xù)紅光照射條件下，用不同單色光處理（30s/次），實驗結果如圖2，圖中“藍光+綠光”表示先藍光后綠光處理，“藍光+綠光+藍光”表示先藍光再綠光后藍光處理?；卮鹣铝袉栴}：(1)高等綠色植物葉綠體中含有多種光合色素，常用方法分離。光合色素吸收的光能轉化為ATP和NADPH中的化學能、可用于碳反應中的還原。(2)據分析，相對于紅光，藍光照射下胞間CO2濃度低，其原因是。氣孔主要由保衛(wèi)細胞構成、保衛(wèi)細胞吸收水分氣孔開放、反之關閉，由圖2可知，綠光對藍光刺激引起的氣孔開放具有阻止作用，但這種作用可被光逆轉。由圖1圖2可知藍光可刺激氣孔開放，其機理是藍光可使保衛(wèi)細胞光合產物增多，也可以促進K+、Cl-的吸收等，最終導致保衛(wèi)細胞，細胞吸水，氣孔開放。(3)生產上選用LED燈或濾光性薄膜獲得不同光質環(huán)境，用于某些藥用植物的栽培。紅光和藍光以合理比例的或、合理的光照次序照射，利于次生代謝產物的合成。21．（2021·海南·高考真題）植物工廠是全人工光照等環(huán)境條件智能化控制的高效生產體系。生菜是植物工廠常年培植的速生蔬菜?；卮鹣铝袉栴}。(1)植物工廠用營養(yǎng)液培植生菜過程中，需定時向營養(yǎng)液通入空氣，目的是。除通氣外，還需更換營養(yǎng)液，其主要原因是。(2)植物工廠選用紅藍光組合LED燈培植生菜，選用紅藍光的依據是。生菜成熟葉片在不同光照強度下光合速率的變化曲線如圖，培植區(qū)的光照強度應設置在點所對應的光照強度；為提高生菜產量，可在培植區(qū)適當提高CO2濃度，該條件下B點的移動方向是。(3)將培植區(qū)的光照/黑暗時間設置為14h/10h，研究溫度對生菜成熟葉片光合速率和呼吸速率的影響，結果如圖，光合作用最適溫度比呼吸作用最適溫度；若將培植區(qū)的溫度從T5調至T6，培植24h后，與調溫前相比，生菜植株的有機物積累量。分析近三年的高考試題，可以發(fā)現高考試題均考查細胞的代謝，但是考查內容比較綜合。如2023年主要考察細胞的物質輸入和輸出、呼吸作用和光合作用的基礎過程和應用。如2022年主要考察不同情景下的綜合知識考察，如在農業(yè)中應用、C3植物和C4植物等類型的區(qū)別。如2021年主要考察學生對于柱狀圖、曲線圖等圖像識別能力?？疾榉绞街饕跃C合方式。。2024年高考很可能在呈現現實中的問題情景，讓學生在真實的背景下發(fā)揮核心價值引領，運用必備知識全面綜合展現學科素養(yǎng)水平，需關注細胞物質的輸入和輸出的不同方式條件及影響因素、呼吸作用和光合作用的基礎過程反應物和產物、新情境資料分析和書本基礎知識的聯系。需要熟練掌握基礎知識、綜合分析能力和探究能力。22．（2023·河南安陽·安陽一中?？寄M預測）人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。（1）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是，模塊3中的甲可與CO2結合，甲為。（2）若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將（填：增加或減少）。若氣泵停轉時間較長，模塊2中的能量轉換效率也會發(fā)生改變，原因是。（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量（填：高于、低于或等于）植物，原因是。（4）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應用前景。23．（2023·北京海淀·一模）葉片是給植物其他器官提供有機物的“源”，果實是儲存有機物的“庫”?，F以某植物為材料研究不同庫源比（以果實數量與葉片數量比值表示）對葉片光合作用和光合產物分配的影響，實驗結果見表1。表1項目甲組乙組丙組處理庫源比1/21/41/6單位葉面積葉綠素相對含量凈光合速率（μmol·m－2·s－1）果實中含13C光合產物（mg）單果重（g）注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個果實并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應給各組保留的葉片進行光合作用。②凈光合速率：單位時間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量?；卮鹣铝袉栴}：(1)葉片葉綠素含量測定時，可先提取葉綠體色素，再進行測定。提取葉綠體色素時，選擇乙醇作為提取液的依據是。(2)研究光合產物從源分配到庫時，給葉片供應13CO2，13CO2先與葉綠體內的結合而被固定，形成的產物還原為糖需接受光反應合成的中的化學能。合成的糖分子運輸到果實等庫中。在本實驗中，選用13CO2的原因有（答出2點即可）。(3)分析實驗甲、乙、丙組結果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率（填“升高”或“降低”）、果實中含13C光合產物的量（填“增加”或“減少”）。庫源比降低導致果實單果重變化的原因是。(4)為進一步研究葉片光合產物的分配原則進行了實驗，庫源處理如圖所示，用13CO2供應給保留的葉片進行光合作用，結果見表2。果實位置果實中含13C光合產物（mg）單果重（g）第1果第2果第3果根據表2實驗結果，從庫與源的距離分析，葉片光合產物分配給果實的特點是。(5)綜合上述實驗結果，從調整庫源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實產量（單果重10g以上為合格）的是哪一項？__________A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土1.大分子和顆粒物質進出細胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用，需要消耗能量（特例:）2.滲透平衡時，半透膜兩側水分子，此時膜兩側溶液的濃度不一定相等。=1\*GB3①外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度=2\*GB3②內因：細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性4.酶本質：活細胞產生的有機物，5.酶的功能：催化作用；6.酶的作用機理：（注：）7.酶的特性：①：酶在降低反應的活化能方面比無機催化劑更顯著，因而催化效率更高（例：H2O2酶和FeCl3的比較）②：每種酶只能催化