文档内容
押江苏卷
细胞代谢
核心考点 考情统计 押题预测
细胞代谢是高考考查的重点和难点之一,本
专题知识的综合性较强，与生产、生活的联系密
2023年江苏卷第19题 切。从考查题型看,近年高考的考查点主要集中
在以下几个方面:①以文字表述的形式考查光合
2022年江苏卷第20题
作用、细胞呼吸等的基本原理、过程的基础
细胞代谢
题;②以流程图的形式或者信息背景迁移形式考
2021年江苏卷第16题
查光合作用或细胞呼吸的中等难度题);③以图表
的形式考查光合作用和细胞呼吸的综合题。总体
来说,本专题内容侧重于考查学生的理解能力、
获取信息的能力和学科内知识综合应用的能力
1、（2023江苏卷）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所
示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在______（从①~④中选填）；NADPH可用于CO 固定产
2
物的还原，其场所有_____（从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有HO、______（填写
2
2种）等。
（2）研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有______（从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为
PEP，PEP再转化为______进入线粒体，经过TCA循环产生的______最终通过电子传递链氧化产生ATP。
（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的
_______，驱动细胞吸收K+等离子。
（4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓
度提高），导致保卫细胞______，促进气孔张开。
（5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，
对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其
大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。A. 淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B. 光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C. 光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D. 长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
2、（2022江苏卷） 图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco
是光合作用的关键酶之一，CO 和O 竞争与其结合，分别催化C 的羧化与氧化。C 羧化固定CO 合成糖；
2 2 5 5 2
C 氧化则产生乙醇酸（C ），C 在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下
5 2 2
列问题：
（1）图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参
与这些途径的主要色素是___________。
（2）在C 循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化
2
下迅速分解为O 和HO。
2 2
（3）将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO 浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO 浓度的变化，获
2 2得曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t 时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO 源于呼吸作用；t～t 时段，CO 的释放速
1 2 1 2 2
度有所增加，此阶段的CO 源于___________。
2
②曲线b，当时间到达t 点后，室内CO 浓度不再改变，其原因是___________。
2 2
（4）光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜
的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样
性的___________价值。
高考对本专题知识点的考查常结合坐标曲线考查光合作用、细胞呼吸的影响因素及其在生产实践中的
应用，对总光合速率、净光合速率与呼吸速率的考查也较多。强化对相关原理的分析及相关曲线模型的归
纳整合与加强针对性训练是备考的关键。
坐标曲线中，多以时间、位置、温度等易测量的因素为横坐标，以事物的某种性质为纵坐标，用曲线
表示事物的变化及性质间的相互关系，常用来分析生命现象，从而揭示生物体结构、代谢、生命活动及生
物环境相互作用的关系等方面的本质特性。坐标曲线图的类型很多，有单—曲线型、多重曲线型等。坐标
曲线图无论多么复杂，关键是数和形。数就是曲线中的点——起点、转折点和终点;形就是曲线的变化趋势，
乃至将来的动态。解题思维模板如下∶具体分析∶（1）快速确认曲线图中"总光合速率"与"净光合速率"。若光照强度为"0"时，CO 吸收量
2
（或光合速率）从"0"开始，则描述指标为"总光合速率"，若此时CO 吸收量从负值开始，则描述指标应
2
为"净光合速率"。
（2）读曲线图时必须"全线"关注，不可就某些"片段"盲目下结论。
解答光合作用相关曲线的基本步骤如下∶
1．（2024·江苏南通·二模）莱因衣藻可进行光合作用将太阳能转化为氢能，其光合电子传递和产氢过程如
下图1所示，PSI、PSII、Cytb6f表示结构。请回答下列问题：(1)菜因衣藻光合作用产生氢气的场所是 。在光合作用的光反应阶段，类囊体薄膜上的 吸收光能，
并将光能转化为 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。
(2)氢酶对氧气极其敏感，当氧分压达到2%时即可迅速失活。在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低，原
因是 。
(3)在早晚弱光环境及夜晚条件下，无氧呼吸方式对于莱因衣藻的生存很重要，无氧呼吸过程中丙酮酸能够
进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸（HA），导致了类囊体腔的酸化。研究人员根据多项研究提出了
“离子陷阱”模型（如图2）。
①在光照较弱的时候，莱茵衣藻进行无氧呼吸产生HA的场所是 ，HA可进入类囊体腔，并解离出氢
离子，由于 ，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。
②下列可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有 。
A．类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关
B．外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象
C．无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在强光条件下未发现类囊体腔酸化
(4)研究人员用TAP培养液和TAP-S培养液（缺硫）并优化培养条件，研究莱因衣藻的光合产氢量，结果如图3所示。光照72h，产氢量更多的是 培养液培养的莱因衣藻。推测硫可能 （填“促进”或
“抑制”）了PSII或Cytb6f的功能，使类囊体腔中的H+浓度 。
2．（2024·江苏南京·一模）马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏。图1是马铃薯
光合作用产物的形成及运输示意图，图2是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题：
(1)图1所示的代谢过程中，需要光反应产物参与的过程是 （填标号）。为马铃薯叶片提供
C18O，块茎中会出现18O的淀粉，请写出18O转移的路径：C18O→ →淀粉。
2 2
(2)研究发现，叶绿体中淀粉的大量积累会导致 膜结构被破坏，进而直接影响光反应。保卫细胞
中淀粉含量增加会降低气孔导度，使 ，进而抑制暗反应。
(3)图2中甲具有 酶活性。乙（SUT1）是一种蔗糖转运蛋白，在成功导入蔗糖转运蛋白反义基
因的马铃薯植株中SUTl的表达水平降低，叶片中可溶性糖和淀粉总量 ，最终导致块茎产量。
(4)科研人员以Q、NB 、G 三个品种的马铃薯为材料，研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响，在
9 1 2
24h昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h（长日照）、12h（中日照）、8h（短日照）三种光照时间处理，
保持其他条件相同且适宜，培养一段时间后，发现长日照组叶绿素含量最高，但只有中日照和短日照组有
块茎生成，结果如图3。
①分析上述信息可知，光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有 ，
②图3实验结果表明，平均单株产量受到光周期影响程度相对较低的品种是 ；单位时间内光周
期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 。
③进一步研究表明，在16h光照下，G 无匍匐茎生成，Q 和NB 仅有部分植株产生匍匐茎。下列关于16h
2 9 1
光照下没有生成马铃薯块茎的原因可能有 。
A长日照导致暗反应时间不足，光合速率低
B．马铃薯匍匐茎是块茎形成的必要条件
C．长日照导致马铃薯叶片叶绿素含量下降
D．长日照不利于有机物向块茎运输
3．（2024·江苏·一模）图1为拟南芥光合作用部分反应过程示意图，Rubisco是催化CO 固定的关键酶，
2
其活性会因与XuBP结合而受损，但可被Rca酶恢复。①~⑦代表相关代谢过程。请回答下列问题。(1)图中过程②表示 过程，需要光反应为之提供 。为了保证有足够多的RuBP
参与反应，除过程③外，还需通过过程 （填图中序号）促进RuBP的生成：同时，还应抑制
过程 （填图中序号）以保证过程①顺利进行。
(2)研究发现，拟南芥中存在与基因CbbYA结构类似的基因CbbYB，为探究这两个基因编码的酶对植物生
长的影响，科研人员分别对四种拟南芥进行研究，实验结果如图2、3所示。①根据实验设计思路，I 为野生型拟南芥，Ⅲ为基因 CbbYB 缺失型拟南芥，组合Ⅱ、IV 分别为
、 型拟南芥。
②实验结果表明，Ⅱ、Ⅲ型拟南芥的 CO 固定速率 ；与野生型相比，随着光照强度的增加，
2
IV型拟南芥的CO 固定速率的差异值 。
2
(3)综上可知， 会导致植物生长受到明显抑制，其机制是 。为进一步研究这两
种基因在结构上的差异，可通过提取总RNA进行 后，进行PCR鉴定。
4．（2024·江苏泰州·一模）为探究植物抵御高温的生理生态机制和培育抗高温新品种，科学家进行了一系
列相关研究，下图1为高温胁迫下植物光合电子传递链的示意图，图2为高温胁迫诱导植物PSⅡ发生光抑
制的作用机理(ROS：活性氧，OEC：放氧复合体)。请回答下列问题：
(1)图1中双层磷脂分子层及其中蛋白质等组成的结构为 ，是光合作用过程中 阶段发生
的场所。水光解需要的能量由 两类色素捕获而来。
(2)碳固定过程的反应物是 ，还原碳固定产物需要图1结构上合成的 提供还原力。(3)高温胁迫下，由于膜的流动性 ，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光合电子传递，导致
植物对光能的利用效率降低。据图1判断，高温胁迫时植物会通过增强图中依赖 途径的环式
电子传递方式来起到光保护作用。
(4)据图2可知，ROS过量合成除可直接导致PSⅡ失活外，还能通过 途径引起PSⅡ失活，发
生光抑制现象。
(5)植物净光合速率在很大程度上取决于Rubisco (C 的羧化酶/加氧酶)的活性，该酶在叶绿体中的存在部位
5
是 。Rubisco活性受到Rubisco活化酶(RCA)的调节，RCA活性易受高温胁迫抑制。据此，结
合生物技术与工程知识，提出一个缓解高温胁迫对光合能力和作物产量影响的方案：
。
5．（2024·江苏南通·一模）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。Rubisco酶既可催化RuBP与CO
2
反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O 反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O 并释放CO 的
2 2 2
反应）。PEPC酶催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO 反应生成C ，固定产物C 转运到维管束鞘细胞后
2 4 4
释放CO，再进行卡尔文循环。玉米的PEPC酶对CO 的亲和力比水稻的Rubisco酶高，能固定低浓度下的
2 2
CO。请回答下列问题：
2(1)水稻和玉米最初固定CO 的底物分别是 ；固定CO 的场所分别是 。
2 2
(2)光合作用的产物主要以淀粉的形式储存在叶绿体中，一般不以葡萄糖或蔗糖的形式储存，一方面淀粉不
易溶于水，有利于维持叶绿体中 的稳定，另一方面减少 等物质的积累，避免对光合作用的抑
制。
(3)从能量代谢的角度看，光呼吸与有氧呼吸最大的区别是 。
(4)玉米在干旱、高光照条件下光合作用强度高的原因有 。
(5)将玉米的PEPC基因导入水稻后，测得在不同光照强度下转基因水稻和原种水稻气孔导度和光合速率，
如下图。当光照强度为 时，转基因水稻叶肉细胞的胞间CO 浓度比原种水稻 ，
2
但光合速率却相当，此时限制原种水稻光合速率的主要环境因素是 ，影响转基因水稻光合速率的主
要原因是 。
6．（2024·江苏泰州·一模）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，光照能促进气孔打开，下图1是
短时光照和长时光照诱导拟南芥气孔打开的相关机制。请回答下列问题。(1)与叶肉细胞相比，保卫细胞固定CO 特有的场所是 ，TCA发生的场所是 ，保卫细胞呼吸作用
2
产生的NADH除用于ETC外，还可在图中 （过程）被利用。
(2)短时光照促进气孔打开，其原因有：
①蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA，AHA消耗ATP将H+泵出膜外，使膜电位的绝对值 ，AKT
打开，细胞吸收K+。
②叶肉细胞和保卫细胞叶绿体向保卫细胞细胞质输送已糖，已糖经图中 （过程）生成PEP，PEP经一
系列酶促反应生成Mal。K+、Mal等进入液泡，使其渗透压 ，细胞吸水，促进气孔张开。
(3)长时光照导致CO 浓度下降影响pH，使PEPC（PEPC催化PEP和CO 生成OAA）活性 最终促进
2 2
气孔开放。保卫细胞叶绿体合成淀粉需要ATP，产生ATP的场所有 、细胞质基质、线粒体。保卫细
胞叶绿体白天贮存淀粉，一方面可为其夜间生命活动提供 ，另一方面在夜间过后，短时光照时 。
(4)为了研究保卫细胞叶绿体中的淀粉合成与叶肉细胞有机物输送的关系。研究人员用DCMU（光系统Ⅱ抑
制剂）处理拟南芥野生型WT和STP突变体stp，测定保卫细胞的淀粉粒面积，其大小变化如图2，
WT+DCMU组在光照2小时内保卫细胞中淀粉含量快速降低，其主要原因是 。7．（2024·江苏宿迁·一模）三峡库区支流通常在春夏之交和夏季爆发大规模蓝藻及绿藻水华，课题组成员
对水华优势藻中蓝藻的CO 浓缩机制（CCM）进行研究。CCM包括三个部分：无机碳跨膜转运，羧体内
2
CO 固定，逃逸CO 部分回收。蓝藻细胞中，碳酸酐酶（CA）是一种含锌的金属酶，可以催化OH-+CO
2 2 2
⇌
互相转化，存在着α-CA、β-CA、γ-CA类型，在不同位置，CA催化方向有所差异。水体中无机碳
形式主要有CO(或HCO) 、 等，A～D为运载体，①～⑤为生理过程, Rubisco是催化五碳化合物
2 2 3
（RUBP）和CO 或O 反应的酶，PGA是三碳化合物，PSⅠ和PSⅡ是光合系统，请结合下图回答问题：
2 2
(1)上图蓝藻光合作用光反应场所在 ，过程 （填①～⑤）需要提供能量。
(2)蓝藻中存在无机碳跨膜转运机制，从而能够在细胞质内积累高出细胞外500～1000倍无机碳，蓝藻细胞
周层区域由于PH和外泌α/β-CA催化等原因，水体无机碳主要以 （CO/ ）形式进入细胞质，
2从而达到浓缩碳的目的。上图中 和Na+通过运载体A进入细胞的运输方式 (是/否)相同。利用载
体C逆浓度运输的物质为 ，H+通过D运出细胞由 提供动力。
(3)羧体在蓝藻CCM机制中起关键作用，细胞中绝大部分Rubisco位于羧体内。羧体第一个功能就是充当
微室，羧体对 透性强，在羧体内存在许多β/γ-CA可以将进入羧体内 催化成CO 形式，使羧体
2
内CO 浓度升高，从而抑制过程 （填①或⑤）进行。羧体第二个功能可以防止CO 逃逸，目前有部
2 2
分学者认为羧体鞘由蛋白质组成，对气体透性低，有的学者持不同意见，认为可能是羧体中Rubisco和β/γ-
CA排布引起。在羧体内两者紧密排列在一起， 排列在中间， 排列在周围，CO 生成后立即参加
2
①过程反应，以防CO 逃逸。
2
(4)逃逸CO 部分回收，科学家利用蓝藻大量吸收CO 后，很难观察到CO 泄漏现象。原因是位于细胞
2 2 2
上有许多β-CA将CO 转化成 ，使细胞内 （填上图中场所）处CO 浓度最低，CO 很难逃逸出
2 2 2
细胞。
