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专题05 细胞的代谢
考点概览
考点01 细胞呼吸作用的原理和应用
考点02 光合作用与能量转化
细胞呼吸作用的原理和应用
1．（2024·四川达州·一模）细胞色素c 氧化酶（CCO）是细胞有氧呼吸的重要电子传递体，参与NADH 和
氧气结合过程，增加ATP 合成。雌激素可显著提高神经元的线粒体中CCO 基因的表达。神经元细胞核
中存在雌激素的两种受体ERα 和ERβ，若ERα 缺失，雌激素的神经保护作用完全消失；但ERβ 缺失对
雌激素的神经保护作用几乎没有影响。下列叙述正确的是（ ）
A．CCO 位于线粒体基质中，通过参与有氧呼吸的第二阶段增加ATP 合成
B．雌激素通过体液定向运输到神经元，以主动运输方式进入神经元内
C．雌激素与ERα 或ERβ 结合，会改变神经元内相关基因的表达而发挥作用
D．ERβ 缺失，雌激素的神经保护作用丧失，说明ERβ 在神经元中是多余的
2．（2024·四川德阳·一模）下列关于生物学研究方法的叙述，正确的是（ ）
A．证明DNA 复制方式实验和探究酵母菌呼吸方式实验都采用了对比实验法
B．DNA 双螺旋结构的发现和种群“J”形增长的研究都采用了建构模型法
C．研究分泌蛋白的分泌过程和人鼠细胞融合实验都采用了同位素标记法
D．孟德尔发现遗传规律和萨顿提出基因在染色体上都采用了假说—演绎法
3．（2024·四川攀枝花·一模）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。下列相关叙述不正确的是（ ）
考点01
A．图中三羧酸循环的代谢反应不需要氧直接参与
B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A 均产生于线粒体基质
C．肿瘤细胞无氧呼吸会减弱细胞毒性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4 步会生成[H]
4．（2024·四川成都·一模）种子在萌发过程中，主要依靠氧化分解细胞内的有机物提供能量，该过程中细
胞大量吸水，以保证新陈代谢的速率。下图为某种子萌发时吸水和呼吸方式变化的曲线。下列叙述错
误的是（ ）
A．种子萌发的第Ⅰ阶段，种子快速吸水，呼吸速率上升
B．种子萌发的第Ⅱ阶段，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行
C．种子萌发的第Ⅲ阶段，氧化分解供能的物质不只有糖类
D．种子萌发过程中所需的能量直接来源于有机物的氧化分解
5．（2024·四川成都·一模）研究表明，低氧应激、线粒体呼吸酶抑制剂等会使线粒体受损，受损的线粒体
通过由内质网等结构组成的自噬系统靶向转运至溶酶体进行降解。下列说法错误的是（ ）
A．可采取差速离心法分离线粒体
B．低氧应激不会抑制有氧呼吸的第一阶段
C．受损的线粒体自噬的过程发生在内环境中
D．靶向转运线粒体的过程需要膜上的蛋白质参与
6．（2024·四川德阳·一模）为了研究水淹胁迫对两个不同品种辣椒根系细胞呼吸的影响，科研人员进行了
相关实验并检测根部细胞中的酒精含量，结果如下表。下列叙述正确的是（ ）
正常栽培(μmol/g)
水淹胁迫(μmol/g)
甲品
种
3
10
乙品
种
3
5
A．正常栽培时，两个品种的辣椒根系产生CO₂ 都来自于线粒体
B．长期水淹胁迫下，乙品种辣椒产量将会明显低于甲品种辣椒
C．长期水淹胁迫下，甲品种根系中积累的NADH 明显多于乙品种
D．只根据水淹胁迫时细胞中有CO₂ 产生无法判断是否有酒精产生
7．（2024·四川泸州·一模）渍害是因洪涝积水或地下水位过度升高，作物根系长期缺氧，而对植株造成的
伤害。发生溃害时，地下部分的一些细胞通过无氧呼吸产生乙醇，乙醇在乙醇脱氢酶的催化下，生成
NADH 等，使乙醇得以分解。下列有关叙述错误的是（ ）
A．发生渍害时，地上部分的细胞仍以有氧呼吸为主
B．乙醇脱氢酶活性升高，有利于减轻植物渍害
C．地下部分细胞产生乙醇的场所是细胞质基质
D．地下部分的细胞能合成NADH，地上部分不能合成
8．（2024·四川内江·一模）乙醇脱氢酶（ADH）和乳酸脱氢酶（LDH）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，
其催化的代谢途径如图1 所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响，研究人员将辣椒
幼苗均分为3 组：甲组（未淹水）、乙组（淹水）和丙组（淹水+Ca2+），在其它条件相同且适宜的条
件下进行实验，结果如图2 所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图1 中LDH 和酶E 分别在细胞质基质、线粒体基质中发挥作用
B．丙酮酸生成乳酸或乙醇时产生的ATP 量相同，且均有NADH 积累
C．淹水胁迫时，辣椒幼苗根细胞产生乙醇的速率大于产生乳酸的速率
D．淹水胁迫时，添加Ca2+可减少酒精和乳酸积累，减缓对根细胞的伤害
9．（2024·四川德阳·一模）生物兴趣小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤
是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌T，培养一段时间后(清水淋
洗时菌T 不会流失)，在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵。下列说法正确的是（ ）
A．菌T 可产生分解纤维素的酶，其分解产物是酵母菌的碳源
B．为了不破坏淋洗液中的营养物质，对淋洗液进行巴氏消毒
C．为提高发酵的乙醇产量，需始终保持发酵瓶处于密闭状态
D．发酵后，产生的乙醇使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
10．（2024·四川眉山·一模）水淹、灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足，造成低氧胁迫。某研究小组
利用水培技术探究了低氧条件对A、B 两个黄瓜品种根细胞呼吸的影响，测得第6 天时根细胞中丙酮
酸和乙醇的含量，结果如图1、2 所示。下列说法正确的是（ ）
A．该实验的自变量是通气情况、黄瓜品种，因变量是丙酮酸和乙醇的含量
B．氧气充足时，黄瓜根细胞产生丙酮酸的场所是线粒体基质
C．正常通气情况下，根细胞只进行有氧呼吸，而在低氧胁迫情况下则进行有氧呼吸和无氧呼吸
D．低氧胁迫情况下，品种A 的根细胞中催化丙酮酸转化为乙醇的酶的活性低于品种B 的
11．（2024·四川绵阳·一模）耐力运动是一种重要的体育锻炼方式。图甲表示在耐力运动过程中人体肌细
胞出现的一些物质变化，图乙表示开始训练或停止训练时，人体肌纤维中线粒体数量出现的适应性变
化。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中X 可表示丙酮酸和还原型辅酶I
B．催化b 的酶位于线粒体的基质和内膜上
C．持续训练的时间越长，线粒体数量增加的越多
D．停训1 周后再进行训练，线粒体数量可以恢复
12．（2024·四川巴中·一模）某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象，酸奶中可能含有的微生物有乳
酸菌、酵母菌等。下列分析合理的是（ ）
A．乳酸菌与酵母菌遗传物质均主要分布在细胞核中
B．出现涨袋现象是乳酸菌细胞呼吸产生气体造成的
C．酸奶制作时有机物释放的能量大部分以热能形式散失
D．涨袋的酸奶如果在保质期内，则可以继续食用
13．（2024·四川巴中·一模）某位同学剧烈运动后出现肌肉酸痛的现象，几天后自行缓解。查阅资料得知，
肌细胞生成的乳酸可在肝脏转化为葡萄糖被细胞再利用。下列叙述正确的是（ ）
A．剧烈运动时主要通过无氧呼吸供能
B．酸痛是因为乳酸积累导致血浆pH 显著下降
C．肌细胞生成的乳酸进入肝细胞只需通过组织液
D．肌细胞产生乳酸的过程中，会合成少量ATP
光合作用与能量转化
1．（2024·四川达州·一模）下图为高等绿色植物叶肉细胞进行光合作用的部分过程示意图。下列分析错误
的是（ ）
考点02
A．光系统I 和Ⅱ中分布有光合色素，图示的膜是类囊体薄膜
B．CF0-CF1以协助扩散方式转运H+的同时，催化ATP 的合成
C．经图示过程，光能转化为NADPH 和ATP 中活跃的化学能
D．图中O2被该叶肉细胞有氧呼吸消耗，至少穿过4 层生物膜
2．（2024·四川眉山·一模）为探究远红光（红外光的一种）对植物生长的影响，某研究小组在自然光照条
件下，使用黑色尼龙纱和远红光LED 灯来控制大豆冠层光照，在相同且适宜的条件下测定了大豆在不
同光照条件下、不同时间的株高和干重，结果如下图所示。下列有关分析正确的是（ ）
A．正常光照下，远红光能为植物光合作用提供能量
B．正常光照下，补充远红光能实现大豆产量的增加
C．“低光照+远红光”组大豆的光合速率会低于呼吸速率
D．相同时间内的不同光照下大豆株高与光合作用强度均呈正相关
3．（2024·四川内江·一模）叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器。叶绿体中蛋白质不具
备的功能是（ ）
A．运输物质
B．催化作用
C．参与组成叶绿体结构
D．与DNA 结合形成拟核
4．（2024·四川内江·一模）叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器。叶绿体中蛋白质不具
备的功能是（ ）
A．运输物质
B．催化作用
C．参与组成叶绿体结构
D．与DNA 结合形成拟核
5．（2024·四川内江·一模）分光光度法是通过测定物质在特定波长下的吸光度，进而对该物质进行定性和
定量分析的方法。某兴趣小组为探究红枫的叶色在秋季呈现“绿→黄→红”的原因，利用分光光度法
测定了叶肉细胞中色素含量的变化，发现光合色素的含量逐渐减少、花青素的含量逐渐增多。下列有
关叙述错误的是（ ）
A．可用无水乙醇提取叶肉细胞中的光合色素
B．测定叶绿素的含量时选用蓝紫光波段最佳
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．红枫秋季叶片变红与花青素含量增多有关
6．（2024·四川·模拟）图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D 时的CO2释放速率和O2
产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，光照强度为B 时，水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B．图甲中，光照强度为D 时，水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2
C．图乙中，光照强度为X 时，蓝细菌产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．图乙中，限制E、F、G 点光合速率的主要因素是光照强度
7．（2024·四川·模拟）下列对教材相关实验结果的分析，正确的是（ ）
A．观察黑藻的叶绿体时，可见叶绿体呈椭圆形，基粒结构明显
B．洋葱鳞片叶外表皮细胞失水时，可观察到液泡膜与细胞壁分离
C．分离菠菜叶的光合色素时，最接近滤液细线的色素带呈蓝绿色
D．观察洋葱根尖细胞的有丝分裂时，部分细胞的染色体数目不同
8．（2024·四川绵阳·一模）水稻的剑叶是水稻的重要器官，剑叶细胞进行的相关生理过程的图解，如图所
示。剑叶有直立剑叶和水平剑叶两种类型，某生物科研小组在相同且适宜的光照下测定两种剑叶的气
孔导度（气孔开放程度）、胞间CO2浓度和净光合速率，结果如下表所示。下列叙述错误的是（ ）
剑叶
类型
气孔导度
（molH2O·m-2s-1）
胞间CO2浓度
（μmolCO2·mol-1）
净光合速率
（umolCO2·m-2·s-1）
直立
剑叶
0.76
257
12
水平
剑叶
0.75
168
23
A．晴朗的白天，剑叶细胞中产生ATP 的过程是①②④
B．若给水稻叶片提供C18O2，水稻根中的糖类会含有
18O
C．水平剑叶与光照方向几乎垂直，有利于最大程度地利用光能
D．水平剑叶比直立剑叶从胞间吸收的CO2更多，净光合速率更强
9．（2024·四川南充·一模）某实验小组为了探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响，将四组等量菠菜
叶圆片排气后，分别置于等体积不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同浓度的适宜光照，记录叶圆片上
浮的时长，如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．叶圆片上浮时长所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
B．本实验也可将同一时间段内各组装置中叶圆片浮起的数量作为因变量
C．若继续增大NaHCO3溶液浓度，叶圆片上浮所需时长会继续缩短
D．若想探究光照强度对光合作用的影响，可通过调节光源与烧杯的距离实现
10．（2024·四川成都·一模）盐碱地中含过量的钠盐会对普通水稻的生存造成威胁，同时普通水稻也会因
遭受一些病原菌感染而影响其正常生长。袁隆平院士的团队经过不懈努力，培育出抵抗逆境而耐盐碱
的海水稻，并将其推广种植，为农业的可持续发展作出了重大贡献。下图为海水稻抗逆性特征相关的
生理过程示意图。回答下列问题：
注：SOS1 和NHX 为膜上两种蛋白质
(1)盐碱地土壤中过多的无机盐增大了土壤溶液的渗透压，使植物吸水困难，产生渗透胁迫。据图分析，
海水稻细胞通过将无机盐离子跨膜运输进入细胞，从而增大细胞液的 以应对渗透胁迫，其根细
胞吸收水分的方式是 。
(2)过多的无机盐使盐碱地土壤pH 呈碱性，但海水稻根细胞的细胞间pH 小于7，据图分析，原因是根
尖细胞将细胞质基质中的H+通过 的方式跨膜运输到细胞膜外，以中和盐碱地中过多的碱。H+也
能由细胞外进入细胞质基质，其跨膜运输方式和H+由液泡进入细胞质基质的跨膜运输方式 （填
“相同”或“不同”）。
(3)为抵抗病原菌的感染，海水稻会向细胞外分泌一些抗菌蛋白。储存抗菌蛋白的囊泡与细胞膜融合，
体现了细胞膜具有 的结构特点。
(4)海水稻在种植过程中也要像种植普通水稻一样对稻田进行定期排水晒田，从物质跨膜运输的角度分
析，定期排水晒田有利于 。
(5)虽然海水稻能在一定盐浓度的环境中生存，但其耐受环境胁迫的能力仍十分有限，如在灌溉时，仍
需将盐度高的海水经过一定的淡化处理后再流入水稻田。结合实际情况，提出1 个进一步改良海水稻
抗逆性状的方案： 。
11．（2024·四川达州·一模）玉米的CST1 基因缺失会明显降低光合作用速率，科研人员利用CST1 基因缺
失突变体研究了光合作用产物对光合作用速率的反馈调节机制。
(1)传粉前玉米叶肉细胞光合作用合成的有机物，一部分用于建造植物体本身，一部分用于 作
用；传粉后大部分运输到种子中积累、储存。研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度（如图
1），此结果说明野生型植株中CST1 蛋白能够 气孔打开。
(2)研究人员测定了野生型植株在不同条件下CST1 基因的表达量。图2 结果显示A 组CST1 基因表达
量在光照时下降，黑暗时上升；B 组CST1 基因在连续黑暗处理下 ；C 组CST1 基因在连续光
照处理下持续低水平表达。
(3)据上述结果，研究人员进一步推测CST1 基因表达受到光合作用产物（如蔗糖等）的调控，进而影
响气孔开放程度。在玉米传粉后第15 天分别向野生型玉米和突变型玉米的茎注射蔗糖溶液，对照组
注射等量蒸馏水，48 小时后检测叶片气孔开放程度。若实验结果为野生型蔗糖组气孔开放程度明显
（填“高于”或“低于”）野生型蒸馏水组，且高于突变型蔗糖组和突变型蒸馏水组，突变型蔗糖组
和突变型蒸馏水组气孔开放程度相同，则可证明上述推测。
(4)结合以上研究结果，研究人员建立的光合作用产物对光合作用速率的反馈调节机制模型为：某些原
因造成叶中光合产物积累→CST1 基因表达量 （填“增加”或“减少”）→气孔开放程度
（填“升高”或“降低”）→CO2吸收量减少→光合作用速率降低。
12．（2024·四川德阳·一模）细胞外ATP（eATP）广泛存在于动植物细胞间隙中。eATP 可作为一种信号分
子参与植物诸多生理反应的调节。为了研究eATP 对植物光合速率的影响机理，科研人员选取野生型
拟南芥（WT）和eATP 受体缺失拟南芥（dorn-1）为实验材料，分别用不同浓度的ATP 溶液处理，测
定其净光合速率和气孔导度，其结果如图1 和图2 所示，请分析回答：
(1)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP 合成酶，这表明eATP 可能来源于细胞中的
。
(2)当ATP 浓度为1.0mmol·L⁻¹ 时，与dorn-1 植株相比，WT 植株叶肉细胞内的C₃ 含量更 ；在该
ATP 浓度下WT 植株比dorn-1 植株的总光合作用速率 （填“大”、“小”或“不能确定”），
原因是 。
(3)进一步研究发现：活性氧能促进植物叶肉细胞气孔的开放，NADPH 氧化酶是活性氧产生的关键酶，
科研人员先使用NADPH 氧化酶的抑制剂——二亚苯基碘处理WT 植株，再用eATP 处理，发现WT 植
株的净光合速率基本不变。试推测eATP 调节植物光合速率的可能机制： 。
13．（2024·四川泸州·一模）图Ⅰ中放一盆正常生长的大豆，Ⅱ处为一U 形管，Ⅲ处放一只健康的小白鼠，
V 使装置中的空气以一定速度按箭头方向流动．根据装置图分析回答问题．
(1)开关①打开，②③关闭，如果不给光照，装置内空气中 （物质）含量增加．
(2)与（1）相同条件，给装置Ⅰ中的植物适量的水、矿质元素，同时给以适宜光照，一段时间后，B、
D 两处的成分主要差别是 ．
(3)开关①关闭，②③打开，同样光照条件下，Ⅰ中生物叶肉细胞的C3含量 ；C5含量 ；
C 处液面 ．（上升、下降）
(4)在（3）中条件下，Ⅰ中生物刚开始产生O2较多，但随时间延长，O2产生量越来越少，原因是
一段时间后，Ⅲ中的小白鼠体内 （填物质的名称）将会略有积累．
