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第11 讲 细胞代谢综合分析
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01 课标达标练
02 能力突破练
03 高考溯源练
1．下列发生在高等植物细胞内的化学反应，只能在细胞器中进行的是（ ）
A．CO2的生成
B．肽链的形成
C．RNA 的合成
D．葡萄糖的分解
2．有关细胞代谢的说法正确的是（ ）
A．细胞代谢过程中会产生对细胞有利的物质，如过氧化氢
B．秋天叶片黄化后，叶片中的光合色素吸收的红光会大幅度减少
C．肌肉细胞进行无氧呼吸时，葡萄糖分子中的大部分能量转化为热能
D．异养生物只能利用环境中现成的有机物，也只能进行有氧呼吸
3．下图为动物细胞模式图，正常生理状态下能在该细胞中发生的过程是（ ）
A．氨基酸→RNA 聚合酶；[H]+O2→H2O
B．葡萄糖→淀粉；H2O→CO2
C．氨基酸→胰岛素；ATP→ADP+Pi
D．葡萄糖→丙酮酸；染色质→染色体
4．下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。有关叙述正确的是（ ）
A．过程②产生的能量全部储存在 ATP 中
B．过程①产生的（CH2O）中的氧全部来自 H2O
C．过程②只在线粒体中进行，过程①只在叶绿体中进行
D．蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过过程②联系起来
5．生命活动中某些“比值”的变化可作为监测其生命活动状态的参考指标。下列关于“比值”的说法，
正确的是（ ）
A．休眠种子萌发的早期阶段，细胞内结合水/自由水的比值升高
B．洋葱根尖有丝分裂过程中，细胞中染色体数/核DNA 数的比值不变
C．洋葱表皮细胞在质壁分离过程中，细胞液浓度/外界溶液浓度的比值变大
D．向缺氧的培养液中通入氧气，酵母菌消耗葡萄糖量与生成CO2量的比值不变
6．正常生命活动运转依赖于能量驱动，不同生物获取能量的方式不尽相同，而物质又是能量流动的载体。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．T2噬菌体主要从宿主细胞的线粒体获取能量
B．黑藻通过捕获光能和分解有机物获取能量
C．马拉松比赛时，人体肌肉细胞主要通过无氧呼吸供能
D．洋葱根尖细胞和管状叶细胞中ATP 合成的场所相同
7．分析，图中①②③④所代表的生理过程依次是（ ）
A．化能合成作用、乳酸发酵、酒精发酵、细胞呼吸
B．光合作用、无氧呼吸、化能合成作用、有氧呼吸
C．光合作用、化能合成作用、酒精发酵、有氧呼吸
D．主动运输、自由扩散、无氧呼吸、有氧呼吸
8．大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回
答，有关叙述错误的是（ ）
A．催化PGA 合成的酶存在于叶绿体类囊体上，催化TP 合成蔗糖的酶存在于细胞质基质中
B．根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成
C．叶绿体中合成ATP 的能量来自光能，根瘤中合成ATP 的能量主要源于糖类的分解
D．大多数植物长距离运输的主要有机物是蔗糖而不是葡萄糖，原因之一是蔗糖是非还原糖，性质较稳
定
9．有关“一定”的说法正确的有几项（ ）
①光合作用一定要在叶绿体中进行 ②有细胞结构的生物遗传物质一定是DNA ③有氧呼吸的第二、三阶
段一定在线粒体中进行 ④酶催化作用的最适温度一定是37℃ ⑤没有细胞结构的生物一定是原核生
物 ⑥有H2O 生成一定不是无氧呼吸 ⑦产生CO2一定不是无氧呼吸产生乳酸的过程
A．3
B．4
C．5
D．2
10．在植物叶肉细胞中会同时进行光合作用和呼吸作用两种生理过程，下面是相关物质变化示意图，其中
A～E 为生理过程，请回答：
(1)上述A～E 过程中，能够产生ATP 的过程是 （填字母），B 过程中突然减少CO2的供应，C5的含
量短时间内将 （填“上升”、“下降”、“不变”），黑暗条件下，能产生[H]的场所是 ，若该
细胞为植物根细胞，可进行的过程是 （填字母）。
(2)过程A 发生的场所是 。过程B 发生的场所是 。过程A 为过程B 提供的物质有 和
。 标记的
14CO2在 （填场所）被C5固定后才能被 还原。
(3)有氧呼吸与无氧呼吸的共同阶段是 （填字母），该阶段反应发生的场所是 ；细胞呼吸生成的
[H]指的是 。细胞呼吸过程中释放出能量最多的过程是 （填字母）过程。
1．下列关于细胞生命活动过程中ATP、ADP 的说法中，不正确的是（ ）
A．细胞在耗能时总是与ATP 水解反应相联系
B．细胞内储存了大量的ATP，ATP 含2 个高能磷酸键，A 代表腺嘌呤
C．光反应过程中，叶绿体中ADP 由叶绿体基质向类囊体膜运动
D．有氧呼吸过程中产生大量ATP 的阶段需要氧气参与
2．某研究小组随机选取100 粒小麦种子，检测了不同萌发时间的各项数据，得到平均值如下表所示。下列
有关分析正确的是（ ）
1
萌发时间
0 天
1 天
2 天
3 天
4 天
1
整株鲜重（g）
5．31
9．11
9．79
14．
81
14．87
2
整株干重（g）
4．88
4．
60
4．51
4．38
4．19
3
根苗鲜重（g）
0
0
1．58
7．13
6．43
4
籽粒浸出液与双缩脲试剂反应结果
-
+
+++
+++
++
注：根苗指植物的根和最初突破种皮长出的部分；表格中“-”表示无阳性反应，“+”表示有阳性反应，
“+”越多阳性反应结果越显著。
A．第2 行显示整株干重下降是由于有机物的总量和种类都减少
B．第4 行显示种子萌发时可能在细胞代谢过程中合成了新的蛋白质
C．第1 行和第3 行数据说明根苗鲜重增加就是整株植物鲜重增加的原因
D．在此期间细胞内部的有机物逐渐减少，推测细胞渗透吸水能力逐渐下
3．如图为人体内能源物质代谢的部分过程图解，下列相关叙述正确的是（ ）
A．氨基酸与葡萄糖氧化分解时，生成的代谢终产物相同，都是CO2和H2O
B．甘油和脂肪酸组成的脂肪中氧的含量比糖类高，所以单位质量所含能量也比糖类多
C．若细胞呼吸以葡萄糖为底物，则图中的[H]全部来自于葡萄糖
D．人体所需的葡萄糖最终来源于绿色植物的光合作用
4．我国人民在漫长的历史进程中，积累了许多生活、生产经验，如：①人们晨跑时提倡慢跑；
②作物生长期内常进行中耕松土；③储藏水果和蔬菜的仓库往往要降低温度和氧气；④包扎伤口时，需要
选用透气的消毒纱布。关于这些做法和措施，下列叙述合理的是（ ）
A．①④均是为了降低细胞的无氧呼吸强度
B．①③中均存在细胞质基质中产生CO2的过程
C．②④中均存在葡萄糖在线粒体中氧化分解过程
D．②③的主要目的是降低细胞呼吸的强度
5．在特定的无氧环境下，某些植物根部细胞中相关酶的基因均可表达，能同时产生乳酸和乙醇。
图为某植物根部在无氧条件下 CO₂ 释放速率随时间的变化曲线。下列叙述正确的是（ ）
A．a 点前，根部细胞的呼吸作用中不发生能量的转移
B．b 点时，根部细胞进行呼吸作用的场所包括线粒体
C．a~b 段，细胞呼吸分解每克葡萄糖会生成等量的ATP
D．a 点后，细胞呼吸产物可使酸性重铬酸钾溶液先变绿再变黄
6．炎热条件下，植物体内用于散失的水分多少与气孔开放度大小呈正相关。为了探究光照强度和土壤含
水量对密闭容器中某植株光合速率的影响，研究小组进行了相关实验，实验处理及其结果如下表所示。请
回答下列问题：
光照强度
光合速率
土壤含水量
20%
40%
60%
强
13.3（A 组）
13.9（B 组）
14.5（C 组）
中
19.3（D 组）
20.4（E 组）
21.5（F 组）
弱
10.1（G 组）
11.1（H 组）
12.3（Ⅰ
组）
注：光合速率单位为mgCO2·dm-2·h-1，密闭容器中每组的温度和CO2浓度均相同
(1)由实验可知，对该植株的光合速率影响较大的因素是 ，判断依据是
。
(2)炎热的中午植物会产生“光合午休”现象。通常认为引起植物“光合午休”的原因包括两个方面：一是
气孔限制值增大引起 ，直接影响暗反应；二是温度升高，导致 上的光合色素或
者酶的活性降低，使光反应减弱，供给暗反应的 减少，导致叶片光合作用能力降低。
(3)炎热条件下，适当提高土壤含水量能提高光合速率的原理是 。
(4)当土壤中含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有 （答出两点即可）。
7．设施栽培是指在由人工保护设施所形成的小气候条件下进行的植物栽培，是重要的农业生产方式之一，
其生产过程与光照条件等密切相关。研究者探究了不同光照强度对草莓植株生长和光合性能的影响，结果
如下表所示。回答下列问题：
不同光照强度处理
100%光照
75%光照
50%光照
叶绿素/（g•cm-2）
0.503
0.536
0.497
类胡萝卜素/（g•cm-2）
0.139
0.145
0.131
气孔导度/（mmol•m-2•s-1）
0.19
0.27
0.22
胞间CO2浓度/（mol•mol-1）
257
271
248
光合速率/（mol•m-2•s-1）
15.4
16.3
15.2
三出复叶面积/cm2
107.1
121.7
129.9
叶柄长度/cm
18.0
19.6
20.2
注：三出复叶是指仅有3 片小叶着生在总叶柄的顶端；气孔导度表示气孔张开的程度。
(1)光合色素在植物光合作用中具有吸收、传递和转换光能等重要功能，其中分布在 （填具体
场所）的叶绿素主要吸收 光。
(2)随着光照强度的减弱，草莓植株叶面积和叶柄长度均有不同程度的 。此外，光还作为一种
被 接收后，通过影响基因的表达，进而调控植株的形态。
(3)进行草莓设施栽培时，为提高草莓植株的光合性能及产量，可将光照强度设置为 （填
“100%”“75%”或“50%”）光照，原因是 （从光合作用过程角度作答）。
8．图1 表示绿色植物叶肉细胞内发生的光合作用和有氧呼吸的过程，①~④表示相关过程，图2 分别表示
外界相关条件对整个植物的光合作用和呼吸作用的影响。请据图回答：
(1)图1 中在生物膜上进行的生理过程是 （填序号）。
(2)如果在图2 的乙处突然停止光照，短时间内叶绿体中C₃ 的含量变化是 。在乙光照强度下，叶肉
细胞的总光合作用强度 （填“>”或“=”或“<”）呼吸作用强度。
(3)用大棚种植蔬菜时，白天最好控制光照强度为图2 中的 点对应的光照强度，施加有机肥可以增
加CO₂ 浓度，导致乙点向 移动，丁点向 移动。
(4)有研究关于光照时长对植物生长的影响，植物生长先光照6 小时后黑暗6 小时情况下有机物积累量小于
先光照5 秒后黑暗5 秒、间隔进行总时长也是12 小时时的有机物积累量，请解释背后的原理
。
(5)研究小组另选甲、乙两种植物，分别从两种植物上取等量相似的叶片，在最适温度条件下分别测定在不
同光照强度下甲、乙植物叶片的二氧化碳吸收速率，所得数据如下表所示：
光照强度/klx
0
1
3
5
7
9
11
13
二氧化碳吸收速率
叶片
甲
1
5
13
2
2
29
3
0
30
叶片
乙
-4
1.5
5
14
1
6
18
1
8
18
从表中可以看出光照强度为 klx 时，甲、乙两叶片中叶绿体的二氧化碳固定速率相等。
9．水稻是我国重要的粮食作物之一，开展水稻高产攻关是促进粮食高产优产、筑牢粮食安全根基的关键
举措。为获得优质的水稻品种，科学家开展了多项研究。分析回答下列问题。
(1)水稻将H2O 分解为NADPH 和氧气的场所是叶绿体的 ，发生的能量转换是 。科研
人员将水稻植株置于透明且密闭的容器内，给予适宜强度的光照，并通入一定比例的
18O2和CO2，结果在
光合作用产生的有机物中检测到了
18O，请写出该过程中氧元素的转移途径： 。
(2)为研究水稻对弱光和强光的适应性，科研人员对水稻叶片照光1h 后，通过观察发现弱光照射的细胞中
叶绿体集中分布在细胞的受光面，生理意义是 。
(3)在强光条件下，叶肉细胞气孔关闭使CO2吸收受阻，此时过高的O2会在R 酶的作用下氧化C5，生成
CO2，被称为光呼吸，研究人员通过研究光呼吸拟通过在植物体内构建人工代谢途径进一步提高植物的固
碳能力。光呼吸与光合作用相伴发生，其过程如图所示：
①已知R 酶具有双重催化功能，既可催化CO2与C5结合，生成C3；又能催化O2与C5结合，生成C3和乙醇
酸（C2）。实际生产中，可以通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请从光合作用原理和R 酶的作用特
点两个方面解释其原理： 。
②研究人员利用水稻自身的基因成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC 支路，并成功将支路导入水
稻叶绿体，该支路的作用是使光呼吸的中间产物C2直接在叶绿体内代谢释放CO2，请分析该支路能显著提
高水稻产量的原因： 。
10．在光合作用的研究中，植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物或营养物质卸出和储存部位称
作“库”。“库”“源”关系及其机理如图所示，回答下列问题：
(1)光合作用的光反应需要的色素包括 。光反应的产物被利用的场所是 ，其被利用后产生
的丙糖磷酸并非二氧化碳固定后的产物C3，判断依据是 。
(2)叶肉细胞合成的蔗糖可能通过 的方式进入筛管，使筛管中的蔗糖积累到很高的浓度，再进一步
运输到根、茎等库。
(3)去掉“库”后，推测植物的光合速率会 ，请用流程图的形式解释原因： （用文字和
“→”表示）。为验证该推测，某研究小组以桃树为材料进行实验，实验处理及部分结果如表所示，实验
结果支持该推测。
实验处理
净光合速率/（μmol·m-2·s-1）
气孔导度/（mmol·m-2·s-1）
实验组（去果）
5.39
51.41
对照组（留果）
2.48
29.70
注：气孔导度可表示气孔开放的程度。
请指出表中一处错误的地方： 。据表可知，去果还可通过气孔导度影响 ，从而影响暗
反应。
1．（2021·上海·高考真题）小麦密植容易出现黄叶，通过合理密植后提高光合作用速率提高产量，合理密
植对光合作用的影响是（ ）
A．光反应速率提高
B．暗反应速率提高
C．光反应和暗反应速率都提高
D．光反应和暗反应速率都不提高
2．（2024·安徽·高考真题）在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共
同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是（ ）
A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体
B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用
C．ATP 水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合，使其去磷酸化而有活性
D．活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化
3．（2024·福建·高考真题）科研人员用CCK-8 试剂盒检测化合物M 对肝细胞增殖的作用效果。该试剂盒
的检测原理：在活细胞线粒体脱氢酶催化产物的介导下，试剂盒中无色的WST-8 被还原成橙黄色甲攒，通
过检测反应液颜色深浅判定活细胞的相对数量。下列叙述正确的是（ ）
A．WST-8 可影响肝细胞线粒体脱氢酶的专一性
B．线粒体脱氢酶参与肝细胞有氧呼吸的第一阶段
C．用该方法对肝细胞增殖情况检测无需控制反应温度
D．若M 促进肝细胞增殖能力越强则反应液颜色越深
4．（2024·重庆·高考真题）肿瘤所处环境中的细胞毒性T 细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC 酶和
PDH 酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC 酶的活性会增加琥珀酸的
释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T 细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC 酶的活性会被抑制。
下列叙述正确的是（ ）
A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧
B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A 均产生于线粒体内膜
C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T 细胞的杀伤能力
D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5 步会生成［H］
5．（2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件
相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，
溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（ ）
A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
6．（2025·宁夏银川·模拟预测）高温、干旱和强光等非生物胁迫是影响植物光合作用的主要因素，自然界
的植物丰富多样，对环境的适应也有差异；自卡尔文发现光合作用中碳元素的行踪后，又有科学家发现碳
元素行踪的其他路径。请据图回答下列问题。
(1)图1 是C3植物碳元素代谢途径的示意图，则物质①、④依次是 、 ；D 过程是
。
(2)暗反应中CO2的固定是由Rubisco 酶催化进行的，但O2也能与CO2竞争Rubisco 酶，使该酶催化C5和O2
反应，生成C3和CO2，此反应过程消耗ATP 和NADPH，被称为光呼吸。光呼吸过程中，C5和O2反应的场
所为 ； 该过程 （填“降低了”“促进了”或“不影响”）光合作用效率，同时使细胞
内O2/CO2的值降低，有利于生物适应 （填“高氧低碳”或“低氧高碳”）的环境。
(3)图2 是C4植物和CAM 植物利用CO2途径的示意图，由图可知，C4植物是在不同 进行CO2
的固定，而CAM 植物是在不同 进行CO2固定。两种植物固定CO2的酶比C3植物多一种
酶，从该酶功能的角度推测这两类植物更能适应高温、干旱的环境的原因是 。
(4)典型的CAM 植物如仙人掌在夜晚吸收的CO2不能立即用于C3途径，可能的原因是
。
7．（2024·广西·高考真题）珊瑚是一类低等动物，可从环境中获取单细胞真核藻类虫黄藻，让其共生于自
己细胞内，成为珊瑚-虫黄藻共生体。共生体的营养来源包括虫黄合成的有机物和摄取的浮游生物。研究人
员在实验室研究温度升高对某珊瑚-虫黄藻共生体的两种类型（A 型和B 型）的影响，结果见下图。回答下
列问题：
(1)珊瑚细胞获取虫黄藻的方式是 （填物质运输方式）；虫黄藻可利用CO2和H2O 在 （填细胞
器名称）合成糖类，为珊瑚提供营养。
(2)当光合呼吸比约等于1 时，A 型共生体仍能生长，其原因是 。
(3)常温条件下，在缺少浮游生物的贫瘠海域，更具生存优势的共生体类型是 ，理由是 。
(4)若升温后B 型共生体的呼吸速率变化不明显，则据图分析B 型共生体内的单个虫黄藻光合速率将 ，
理由是 。
8．（2025·浙江·高考真题）西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、
老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。
实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球
均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。
回答下列问题：
(1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2
和 。
(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3 天日光组和红光组的质量损失率
低于黑暗组，原因有 。第4 天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱
导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。
(3)第4 天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，
因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。
(4)第4 天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果，
处理对西兰花花球保鲜效果最明显。
9．（2024·重庆·高考真题）重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的
光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。
(1)探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果见图1。
①黄连的光饱和点约为 umol*m-2*s-1。光强大于1300umol*m-2*s-1后，胞间二氧化碳浓度增加主要
是由于 。
②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 （答2 点）。
(2)黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋
白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（题图2）的比例，提升修复能力等防
御机制，具体可包括 （多选）。①叶片叶绿体避光运动，②提高光合产物生成速率，③自由基清
除能力增强，④提高叶绿素含量，⑤增强热耗散。
(3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施施及
其作用是 。
10．（2023·福建·高考真题）秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用
措施，研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配
施的模式对玉米光合作用的影响，测定相关指标，结果如图所示。
注:SR 表示秸秆还田，NSR 表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。
回答下列问题:
(1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收 光。据图1、2 可推测，等量配施氮肥条件下，与NSR 相比，
SR 的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的 。据图2 可知，与NSR 相比，SR 显著提高了净光合
速率，其净光合速率随着施氮量的增加呈 。
(2)根据图中实验结果，下列关于玉米光合作用的叙述正确的是 。
A．胞间CO₂ 浓度与气孔开放程度及细胞对CO₂ 的固定量有关
B．与SR 相比，NSR 会降低蒸腾速率，但有利于细胞对CO2的吸收
C．与SR 相比，NSR 的胞间CO2浓度更高，细胞对CO2的固定量更多
D．当配施氮肥量为180kg·hm-2时，细胞加大了对CO2的固定，导致胞间CO2浓度降低
E．与配施氮肥量为180kg·hm-2相比，过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少，最终导致叶绿素转化光
能的效率下降
(3)结合上述实验结果，从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因 。
