1板块一分子与细胞_2025优化方案二轮专题复习生物（新高考）（完结）_2、教师用书word

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板块一 分子与细胞
专题一 细胞的分子组成与基本结构
1.细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白
质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。 2.细胞各部分结
构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。
3.各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异。
大概念整合·一览纵横
【答案】微量； 离子； 细胞； 运输营养物质和代谢产生的废物； 能源； 储
能； 生命活动； 遗传； 纤维素和果胶； 流动性； 糖蛋白； 信息传递； 选
择透过性； 核糖体
命题点1 水和无机盐
知识整合 融会贯通
1．细胞中的水
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（1） 水的存在形式、功能及运输方式
（2） 水与细胞代谢
（3） 水盐平衡调节
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（4）生物学实验中的“四类水”
2．细胞中的无机盐
（1） 无机盐的存在形式及功能
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（2） 无机盐与人体稳态的调节
【答案】（1） 离子；血红蛋白；甲状腺激素；高；低
（2） 无机盐、蛋白质的含量；Na
+；Cl
-；7.35～7.45；醛固酮；重吸收Na
+
 
真题研究 体验领悟
【最新考情】
1．[2024·浙江1 月选考]下列不属于水在植物生命活动中作用的是（  ）
A. 物质运输的良好介质
B. 保持植物枝叶挺立
C. 降低酶促反应活化能
D. 缓和植物温度变化
【答案】C
【解析】选C。水作为良好的溶剂，能运输营养物质和代谢废物，是细胞内良
好的物质运输介质，A 不符合题意；水可以保持植物枝叶挺立，B 不符合题意；
降低酶促反应活化能的是酶，水无此功能，C 符合题意；水分子之间的氢键使
得水具有调节温度的作用，能缓和植物温度变化，D 不符合题意。
2．[2024·湖北选择考]磷酸盐体系( HPO4
2-/ H 2 PO4
-)和碳酸盐体系
( HCO3
-/ H 2CO3)是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（  ）
A. 有氧呼吸的终产物在机体内可转变为HCO3
-
B. 细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关
C. 缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞
D. 过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限
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【答案】C
【解析】选C。有氧呼吸的终产物是CO2
 和水，CO2能溶于水并转化为HCO3
-，
A 正确；磷酸盐体系能提供磷元素和稳定pH
 环境，细胞呼吸过程中磷酸基团与
ADP 结合生成ATP，B 正确；缓冲体系中的离子带电荷，不能通过自由扩散的
方式进出细胞，C 错误；缓冲体系的调节能力有限，过度剧烈运动产生乳酸量
较多时机体不能及时降解，从而引起乳酸中毒，D 正确。
［把脉高考］ 本命题点为低频、较易考点，试题情境多涉及生活和生产的应用，
特别是与人体健康的联系，往往成为命题情境的来源。
【历年考情】
辩正误
（1） [2024·河北T1]细胞内不具备运输功能的物质是结合水。（  ）
（2） [2023·全国乙T1]氨基酸和核苷酸均含有C、H、O、N。（  ）
（3） [2023·全国乙T2]氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素。
（  ）
（4） [2022·湖北T1]水可作为维生素D 等物质的溶剂。（  ）
（5） [2021·山东T16]由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H 2O产生。（  ）
（6） [2021·全国乙T3]细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。（  ）
（7） [2021·浙江T5]Mg
2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中。（  ）
（8） [2019·海南T8]叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合
水。（  ）
（9） [2019·海南T8]根细胞中的K
+不能以简单扩散的方式进入土壤溶液中。
（  ）
（10） [2021·河北T19（1）]植物细胞中自由水的生理作用包括
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的____________，提高
植株氮供应水平。
（11） [2019·全国ⅢT23（2）]农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮( NH 4
+)
和硝态氮( NO3
-)。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH 4
+和
NO3
-的吸收具有偏好性（NH 4
+和NO3
-同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一
种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果
和结论。
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_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________。
【答案】（1） √
（2） √
（3） √
（4） ×
（5） √
（6） ×
（7） ×
（8） ×
（9） √
（10） 提示：是细胞内的良好溶剂，为细胞提供液体环境；参与细胞内的某些
生化反应；运送营养物质和代谢废物（写出两点即可）；吸收和运输
（11） 实验思路：配制营养液（以硝酸铵为唯一氮源），用该营养液培养作物
甲，一段时间后，检测营养液中NH 4
+和NO3
-的剩余量。预期结果和结论：若营
养液中NO3
-的剩余量小于NH 4
+的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO3
-；若营养液
中NH 4
+的剩余量小于NO3
-的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH 4
+
题组模拟 素养提升
1．[2024·南通高三调研]下列关于组成细胞的化合物的叙述正确的是（  ）
A. tRNA和rRNA都属于核酸，都参与蛋白质的合成
B. 纤维素和几丁质都属于多糖，都是细胞内的能源物质
C. 醛固酮和抗利尿激素都属于脂质，都能调节水盐平衡
D. 血红蛋白、呼吸酶都属于蛋白质，都直接参与O2的运输
【答案】A
【解析】选A。tRNA和rRNA 都属于核酸，tRNA负责转运氨基酸，rRNA是核糖
体的组成部分，核糖体是蛋白质合成的场所，故都参与蛋白质的合成，A 正确；
纤维素和几丁质不是能源物质，B 错误；抗利尿激素不属于脂质，其本质是多
肽，C 错误；呼吸酶不能参与O2
 的运输，D 错误。
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2．（多选）水分子由2 个氢原子和1 个氧原子构成，氢原子以共用电子对与氧
原子结合。由于氧具有比氢更强的吸引共用电子的能力，使氧的一端稍带负电
荷，氢的一端稍带正电荷。水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子
成为一个极性分子。水分子间可以靠氢键相互作用在一起，氢键易断裂和形成，
水分子的上述结构特点决定了它具有多种功能。下列相关叙述正确的是（  ）
A. 带有正、负电荷的分子或离子都易与极性水分子结合，因此，自由水是细胞
内良好的溶剂
B. 氢键的存在使水具有较高的比热容，对于维持生命系统的稳定性十分重要
C. 水可以与细胞中的蛋白质、多糖等物质结合，成为生物体的构成成分
D. 自由水与结合水的比值固定不变
【答案】ABC
【解析】选ABC。根据异性电荷相吸引的特点，带有正、负电荷的分子或离子
都易与极性水分子结合，因此，自由水是细胞内良好的溶剂，A 正确；水分子
间可以靠氢键相互作用在一起，氢键的存在使水具有较高的比热容，对于维持
生命系统的稳定性十分重要，B 正确；水可以与细胞中的蛋白质、多糖等物质
结合，形成结合水，成为生物体的构成成分，C 正确；自由水与结合水的比值
可随温度等条件的变化而变化，D 错误。
命题点2 糖类、脂质、蛋白质和核酸
知识整合 融会贯通
1．糖类（葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖是还原糖）
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【答案】高尔基体； 肝脏、肌肉； 能源； 细胞壁
2．脂质
【答案】生物膜； 钙、磷； 储能
3．蛋白质
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【答案】核糖体； 转录和翻译； 蛋白质的结构； 肽链； DNA碱基数量及排
列顺序； 催化； 防御
4．核酸
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【答案】脱氧核糖； 核糖体； 遗传物质；控制蛋白质合成； RNA； 蓝色
5.“四看法”巧判细胞内的有机物或结构
［易错提醒］（1）糖类、脂肪和蛋白质的供能关系：其供能顺序为糖类→ 脂
肪→ 蛋白质。蛋白质一般不供能，只在病理状态或衰老状态下才氧化分解供能。
（2）有机物并非都是能源物质：细胞中核酸的功能是携带遗传信息，一般不提
供能量；多糖中的纤维素主要作为细胞壁的成分，一般不提供能量；单糖中的
核糖和脱氧核糖主要参与核酸的构成，一般不提供能量。
真题研究 体验领悟
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【最新考情】
1．[2024·江苏选择考]关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶，下列叙述正确的
是（  ）
A. 三者都含有的元素是C、H、O、N
B. 细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质
C. 肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同
D. 胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸
【答案】B
【解析】选B。肝糖原和脂肪只含有C、H、O，不含N
 元素，A 错误；动物细
胞中特有的储能物质是肝糖原，动物细胞和植物细胞都含有的储能物质是脂肪，
B 正确；肝糖原的基本组成单位是葡萄糖，胃蛋白酶的基本组成单位是氨基酸，
C 错误；酶具有专一性，胃蛋白酶只能水解蛋白质，不能水解脂肪，D 错误。
2．[2023·江苏选择考]细胞色素c是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电
子传递，在不同物种间具有高度保守性。下列关于细胞色素c的叙述正确的是（ 
）
A. 仅由C、H、O、N四种元素组成
B. 是一种能催化ATP合成的蛋白质
C. 是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D. 不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
【答案】D
【解析】选D。细胞色素c 是一种线粒体内膜蛋白，至少由C、H、O、N四种
元素组成，A 错误；细胞色素c 是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传
递，但催化ATP 合成的蛋白质是ATP 合酶，B 错误；细胞色素c 是由多个氨基酸
通过肽键连接而成的多聚体，C 错误；不同物种间细胞色素c 氨基酸序列的相似
性可作为生物进化的证据，相似度越高，说明生物的亲缘关系越近，D 正确。
［把脉高考］ 细胞中糖类和脂质常为中频考点，试题情境大多结合血糖调节、
高血压、高血脂等，考查糖类和脂质的种类与功能。
蛋白质和核酸常为高频考点，大多结合实例，运用结构与功能观分析二者
的结构与功能。
【历年考情】
辩正误
（1） [2023·北京T1]PET — CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法，所用
示踪剂由细胞能量代谢的重要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可
以反映细胞摄取能源物质的量。这种示踪剂是一种改造过的氨基酸。（  ）
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（2） [2022·浙江6 月T15]染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要
载体。（  ）
（3） [2022·浙江T5]脂肪对植物细胞起保护作用，糖原是马铃薯重要的储能
物质。（  ）
（4） [2021·全国甲T1]酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的，
糖原、脂肪、核酸都是生物大分子，都以碳链为骨架。（  ）
（5） [2021·重庆T1 改编]纤维素不能被人体吸收和利用。（  ）
（6） [2020·江苏T2]糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。
（  ）
（7） [2020·北京T2]蛋白质和DNA具有相同的空间结构，体内合成时都需要
模板、能量和酶。（  ）
（8） [2020·海南T1]维生素D 是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D 会影响
骨骼发育。（  ）
（9） [2019·江苏T30（2）]为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将
不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加______________，进行观察。结果显示，
胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结
论是____________________________________________。
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） √
（6） ×
（7） ×
（8） ×
（9） 提示：稀碘液；玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少
题组模拟 素养提升
突破1 有机物的种类及功能
1．科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”。下列有
关糖RNA、糖蛋白、糖脂分子的叙述，正确的是（  ）
A. 都含有C、H、O、N、S元素
B. 都是以单糖为单体的生物大分子
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C. 都携带并传递细胞中的遗传信息
D. 细胞内糖RNA的合成需要酶的催化
【答案】D
【解析】选D。糖RNA
 中含有C、H、O、N、P元素，不含S 元素，A 错误；多
糖的单体是单糖，糖RNA、糖蛋白、糖脂分子的单体都不只有单糖，B 错误；
糖蛋白、糖脂分子主要进行细胞间的信息传递，不传递遗传信息，C 错误；细
胞内糖RNA 的合成是大分子合成的过程，需要酶的催化，D 正确。
2．[2024·南通高三一模]几丁质广泛存在于昆虫外骨骼中。我国科学家解析了
几丁质合成酶的结构并阐明了几丁质合成的过程，如下图所示。下列叙述正确
的是（  ）
A. 图中的单糖是葡萄糖，是构成几丁质的基本单位
B. 人体骨骼中除了富含钙质外也含丰富的几丁质
C. 几丁质合成酶既具有亲水性也具有疏水性
D. 几丁质合成酶激活剂可用于防治病虫害
【答案】C
【解析】选C。几丁质含有N
 元素，其单糖不可能为葡萄糖，A 错误；几丁质
广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，人体骨骼中不含几丁质，B 错误；
由题图可知，几丁质合成酶一部分与磷脂头部接触，一部分与磷脂尾部接触，
说明其既具有亲水性也具有疏水性，C 正确；几丁质合成酶促进相应的反应利
于害虫合成几丁质，不利于防治虫害，D 错误。
突破2 各类化合物之间的联系
3．糖类是细胞的主要能源物质，也是细胞的结构成分。下图为与糖类有关的物
质组成示意图。据图分析，下列叙述正确的是（  ）
A. ①所示的二糖都能与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀
B. 若A 为脱氧核糖，则⑤是蓝细菌染色体的组成成分
C. 若A 为葡萄糖，则③所示的多糖均为细胞的储能物质
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D. 若A 为核糖，则⑥的合成可能与核仁有关，经核孔进入细胞质
【答案】D
【解析】选D。二糖中的蔗糖不具有还原性，不能与斐林试剂发生反应，A 错
误；蓝细菌是原核生物，没有染色体，B 错误；由葡萄糖缩合而成的多糖中，
纤维素不是细胞的储能物质，C 错误；若A 为核糖，④为核糖核苷酸，则缩合
形成的⑥为RNA，若⑥为rRNA,则其合成与核仁有关，经核孔进入细胞质，D 正
确。
4．[2024·扬州高三四校联考]下列关于蛋白质和核酸的叙述，正确的是（  ）
A. RNA的多样性是蛋白质结构多样性的根本原因
B. 蛋白质空间结构的改变，必定导致蛋白质功能的丧失
C. 蛋白质与核酸彻底水解得到的都是各自的单体
D. 核酸与蛋白质的合成过程中，均会形成核酸—蛋白质复合体
【答案】D
【解析】选D。DNA的多样性是蛋白质结构多样性的根本原因，A 错误；蛋白
质空间结构的改变不一定导致蛋白质失活，B 错误；蛋白质彻底水解得到的单
体是氨基酸，核酸的单体是核苷酸，核苷酸可以继续水解得到磷酸、五碳糖和
碱基，所以核酸彻底水解的产物不是其单体，C 错误；合成核酸时不管是合成
DNA
 还是RNA
 都会有相应的酶（蛋白质）与相应的核酸结合，合成蛋白质时
mRNA
 与核糖体结合，D 正确。
常考的核酸—蛋白质复合体
命题点3 细胞的基本结构
知识整合 融会贯通
1．细胞分类
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【答案】核糖体； 基因突变； 动物细胞； 中心体
2．
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【答案】中心体、核糖体； 叶绿体、线粒体； 高尔基体、内质网、液泡、溶
酶体； 叶绿体； 核糖体； 叶绿体
3．
【答案】糖蛋白； 酶； 核膜； 同位素标记； 酶
真题研究 体验领悟
【最新考情】
1．[2024·江苏选择考]图中①~④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错
误的是（  ）
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A. 
~
①④构成细胞完整的生物膜系统
B. 溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C. ③的膜具有一定的流动性
D. ④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
【答案】A
【解析】选A。完整的生物膜系统包括细胞质膜、核膜和细胞器膜，而图中①
是线粒体，②是内质网，③是高尔基体，④是囊泡，故①~④不能构成细胞完
整的生物膜系统，A 错误；溶酶体能清除衰老、受损的细胞器，所以能够清除
衰老或损伤的①②③，B 正确；③（高尔基体）能够产生囊泡，因此③的膜具
有一定的流动性，C 正确；细胞骨架与物质运输有关，所以④（囊泡）转运分
泌蛋白与细胞骨架密切相关，D 正确。
2．[2023·江苏选择考]植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的
是（  ）
A. 主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B. 核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C. ③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质
D. 植物细胞必须具备①②③才能存活
【答案】D
【解析】选D。分析题图可知，①是染色质，主要由DNA
 和蛋白质组成，只存
在于细胞核中，A 正确；②是细胞质膜，主要由磷脂双分子层构成，核膜和细
胞器膜的基本结构与细胞质膜相似，B 正确；③是细胞壁，主要成分是纤维素
和果胶，纤维素和果胶均是多糖，此外细胞壁也含多种蛋白质，C 正确；部分
植物细胞没有细胞核，即不具备①（染色质），也可以成活，例如植物的筛管
细胞，D 错误。
［把脉高考］ 细胞的类型、结构和功能常为高频考点，大多通过运用结构和功
能观考查真核细胞和原核细胞、考查生物膜系统及分泌蛋白的合成和分泌，命
题素材常来源于生活实践和科学研究的学科情境。
【历年考情】
辩正误
（1） [2023·浙江6 月T6]囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体。（  ）
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（2） [2023·天津T11]叶绿体基质只能合成有机物，线粒体基质只能分解有
机物。（  ）
（3） [2023·天津T11]内质网和高尔基体在细胞分裂前期会破裂成较小的结
构，当细胞分裂完成后，重新组装，故细胞分裂中期可以观察到线粒体与高尔
基体。（  ）
（4） [2023·山东T1]原核细胞无核仁，不能合成rRNA，真核细胞的核糖体蛋
白在核糖体上合成。（  ）
（5） [2022·浙江T15]核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定。（  ）
（6） [2022·广东T7]拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助
mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多
mRNA分布于高尔基体。（  ）
（7） [2021·福建T1]蓝细菌和菠菜光合色素的种类和功能都相同。（  ）
（8） [2021·河北T1]酵母菌和白细胞都有细胞骨架。（  ）
（9） [2021·河北T2]细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出。（  ）
（10） [2020·江苏T3]高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输
紧密相关。（  ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） ×
（6） ×
（7） ×
（8） √
（9） ×
（10） ×
练表达
（11） [2022·海南T16（4）]细胞质膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B
细胞分泌的胰岛素与靶细胞质膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生
理变化，这一过程体现的细胞质膜的功能是______________________________。
（12） [2021·全国甲T29（1）]细胞外的K
+可以跨膜进入植物的根细胞。细
胞质膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是
____________。
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（13） [2021·全国ⅠT29（5）]叶绿体的类囊体膜的功能是
_____________________________________________________________________
___________。
【答案】（11） 提示：进行细胞间信息传递
（12） 具有流动性
（13） 叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上
题组模拟 素养提升
突破1 细胞的结构和功能
1．[2024·泰州高三一模]除了支原体肺炎外，肺炎的种类还有细菌性肺炎、病
毒性肺炎等，下列有关三类肺炎病原体共性的叙述，正确的是（  ）
A. 遗传物质彻底水解得到的碱基都是四种
B. 蛋白质都是在宿主细胞的核糖体上合成的
C. 都没有线粒体，不能通过有氧呼吸产生ATP
D. 肺炎支原体属于原核生物，其细胞壁的成分不同于植物细胞
【答案】A
【解析】选A。细菌、支原体的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA
 或
RNA，它们的遗传物质彻底水解得到的碱基都是四种，分别为A、T、G、C 或
A、U、G、C，A 正确；细菌和支原体的蛋白质是用自己的核糖体合成的，病
毒的蛋白质是在宿主细胞的核糖体上合成的，B 错误；支原体、细菌没有线粒
体，但是有与有氧呼吸相关的酶，能进行有氧呼吸产生ATP，C 错误；支原体
没有细胞壁，D 错误。
2．[2024· 苏锡常镇四市高三二模]下图为线粒体与溶酶体之间的三种相互作
用示意图。下列叙述正确的是（  ）
A. 溶酶体中的水解酶在游离的核糖体中合成，线粒体可以为该过程提供能量
B. 溶酶体水解大分子得到的葡萄糖等产物可进入线粒体，为有氧呼吸提供原料
C. 溶酶体可为线粒体的分裂标记裂变位点，该过程是与细胞分裂同步进行的
D. 功能失调的线粒体产生氧自由基导致细胞衰老，并主要以自噬方式被清除
【答案】D
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【解析】选D。溶酶体中的水解酶先在游离的核糖体上合成一段肽链，这段肽
链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，细胞消耗的能量主要由线粒
体提供，A 错误；葡萄糖不能进入线粒体进行有氧呼吸，B 错误；由题图可知，
溶酶体可为线粒体的分裂标记裂变位点，由题中信息不能得出该过程是与细胞
分裂同步进行的结论，C 错误；功能失调的线粒体会产生氧自由基，这些自由
基会损害细胞并导致细胞衰老，当线粒体功能失调时会被溶酶体通过自噬的方
式清除，以维持细胞内环境的动态平衡，D 正确。
突破2 细胞结构间协调配合
3．[2024·南通高三调研]下图表示高等植物分泌蛋白质的几种途径，其中途径
1 是经典分泌途径，其余是非经典分泌途径。下列叙述错误的是（  ）
A. 参与途径1 的细胞结构有内质网、高尔基体等
B. 途径2、3 分泌的蛋白质包含内源蛋白质和外源蛋白质
C. 途径4 中双层膜分泌泡的两层膜都来自内质网
D. 途径5 通过胞吐分泌蛋白质，体现了膜的流动性
【答案】D
【解析】选D。途径1 是经典分泌途径，需要内质网、高尔基体等结构的参与，
A 正确；途径2、3 涉及细胞间的蛋白质分泌，包括细胞自身合成的蛋白质以及
从外部进入细胞的蛋白质，B 正确；由题图可知，途径4 中双层膜分泌泡来源
于内质网，故其双层膜分泌泡的两层膜都来自内质网，C 正确；途径5 分泌的
蛋白质直接穿膜，没有体现膜的流动性，D 错误。
4．（多选）当细胞中错误折叠蛋白在内质网聚集时，无活性BiP — PERK复合
物发生解离，形成游离的BiP蛋白与PERK蛋白。BiP可以识别错误折叠的蛋白
质，促进它们重新正确折叠并运出。PERK解离后被磷酸化激酶催化发生磷酸
化，一方面抑制肽链进入内质网，另一方面促进BiP表达量增加。下列说法正确
的是（  ）
A. 当BiP — PERK复合物存在时，肽链进入内质网折叠和加工
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B. 当PERK以游离状态存在时，内质网不能产生包裹蛋白质的囊泡
C. 提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常
D. 磷酸化的PERK可以抑制肽链进入内质网
【答案】ACD
【解析】选ACD。由题意可知，当BiP — PERK
 复合物存在时，说明细胞中没
有错误折叠的蛋白质在内质网聚集，则肽链进入内质网折叠和加工，A 正确；
由题意可知，当PERK
 解离并发生磷酸化后，促进BiP
 表达量增加，BiP可以识
别错误折叠的蛋白质，促进它们重新正确折叠并运出，蛋白质被运出需要内质
网形成囊泡，说明当PERK
 以游离状态存在时，内质网能产生包裹蛋白质的囊
泡，B 错误；由题意可知，提高磷酸化激酶活性可促进PERK
 发生磷酸化，从而
促进BiP
 表达量增加，BiP可以识别错误折叠的蛋白质，促进它们重新正确折叠
并运出，即提高磷酸化激酶活性可促进异常蛋白积累的内质网恢复正常，C 正
确；当细胞中错误折叠蛋白在内质网聚集时，即内质网中的肽链较多时，
PERK解离后被磷酸化激酶催化发生磷酸化，形成磷酸化的PERK，抑制肽链进
入内质网，D 正确。
专题强化训练
一、单项选择题
1．[2024·宿迁高三调研]下列关于元素和化合物的叙述，正确的是（  ）
A. 组成蛋白质的各种元素中，N元素主要存在于R中
B. 原核细胞的拟核中不存在DNA —蛋白质复合物
C. 同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
D. 还原型辅酶Ⅱ( NADPH )的化学本质是蛋白质，能催化C3的还原
【答案】C
【解析】选C。组成蛋白质的元素主要是C、H、O、N，可能含有S；N元素
主要存在于— CO — NH —
 中，R中可能含有N
 元素，A 错误；原核细胞的拟核
中存在DNA —
 蛋白质复合物，如原核细胞DNA
 复制时，DNA聚合酶与DNA
 结
合形成了DNA —
 蛋白质复合物，B 错误；骨髓造血干细胞具有分裂能力，有丝
分裂过程中核DNA
 加倍，而浆细胞没有分裂能力，故同一个体的骨髓造血干细
胞和浆细胞的核DNA
 量可能不同，C 正确；还原型辅酶Ⅱ( NADPH )的化学本质
不是蛋白质，在C3
 还原中作为还原剂，不具有催化作用，D 错误。
2．[2024·苏锡常镇四市高三一模]下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是（ 
）
A. 所有脂质都是由C、H、O三种元素组成的
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B. ATP中磷酸基团均带正电荷而相互排斥导致磷酐键易断裂
C. 水支持生命系统的独特性质与其极性及相互间形成的氢键有关
D. 蛋白质变性时氨基酸之间的氢键、二硫键以及肽键会遭到破坏
【答案】C
【解析】选C。脂质主要由C、H、O三种元素组成，A 错误；ATP中两个相邻
的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因使磷酐键易断裂，B 错误；水是极性
分子，水分子间容易形成氢键同时氢键也容易断裂，水的这一独特性质使其能
够支持生命系统，C 正确；蛋白质变性时肽键未遭到破坏，D 错误。
3．[2024·南通高三二模]下列关于细胞中化合物和细胞结构的叙述，正确的是
（  ）
A. 多糖的结构多样性与其单体的种类、数目、排列顺序有关
B. 细菌中DNA不与蛋白质结合成染色体，但能复制和表达
C. 线粒体外膜上存在运输葡萄糖和丙酮酸的载体蛋白
D. 叶绿体膜的内外侧蛋白质分布不对称，脂质对称分布
【答案】B
【解析】选B。多糖中的淀粉、糖原和纤维素的单体都是葡萄糖，其结构的多
样性与其单体的种类无关，A 错误；细菌中DNA
 是裸露的，不与蛋白质结合成
染色体，但能作为模板，进行复制和表达，B 正确；葡萄糖不能进入线粒体，
线粒体外膜上不存在运输葡萄糖的载体蛋白，C 错误；叶绿体膜的内外侧蛋白
质分布不对称，脂质也不对称分布，D 错误。
4．[2024·连云港高三一模]细胞各部分结构分工合作，共同执行细胞的生命活
动。下列相关叙述正确的是（  ）
A. 细胞质膜上的载体蛋白能实现细胞间的识别
B. 细胞核内含有遗传物质，是遗传信息转录和翻译的场所
C. 核基质是细胞核的骨架，与DNA复制、基因表达及染色体的组装与构建存在
密切关系
D. 溶酶体合成多种水解酶，能清除衰老的细胞器，吞噬并分解病菌
【答案】C
【解析】选C。细胞质膜上分布有大量的糖蛋白，能够与信号分子结合实现细
胞识别，载体蛋白是负责运输物质的，A 错误；细胞核内含有遗传物质，是遗
传信息转录的场所，翻译的场所是细胞质，B 错误；核基质是细胞核的骨架，
与DNA
 复制、基因表达及染色体的组装与构建存在密切关系，C 正确；溶酶体
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中含有多种酸性水解酶，能清除衰老的细胞器，某些细胞内的溶酶体也能清除
病原体，水解酶的合成是在核糖体上进行的，D 错误。
5．[2024·盐城高三二模]下列有关细胞器的叙述，正确的是（  ）
A. 洋葱根尖分生区细胞能进行中心体的复制
B. 乳酸菌细胞壁的合成需要高尔基体的参与
C. 被溶酶体分解后的产物将全部被排出细胞
D. 病毒蛋白质外壳的合成是在宿主细胞的核糖体上进行的
【答案】D
【解析】选D。洋葱是高等植物，细胞中没有中心体，A 错误；乳酸菌是原核
生物，没有高尔基体，B 错误；被溶酶体分解后的产物是可以被细胞利用的，
如氨基酸可以用来合成蛋白质，C 错误；病毒没有细胞结构，其蛋白质外壳的
合成是在宿主细胞的核糖体上进行的，D 正确。
6．[2024·盐城六校高三联考]下图为植物的胞间连丝结构示意图，下列叙述错
误的是（  ）
A. ①主要由多糖组成，其形成与高尔基体有关
B. ②主要由脂质和蛋白质组成，具有一定的流动性
C. 某些植物病毒可通过胞间连丝进入另一个细胞
D. 内质网参与形成胞间连丝体现了细胞质膜的信息传递功能
【答案】D
【解析】选D。由题图可知，①表示细胞壁，植物细胞的细胞壁主要由纤维素
和果胶组成，纤维素和果胶均属于多糖，细胞壁的形成与高尔基体有关，A 正
确；由题图可知，②表示细胞质膜，主要由脂质和蛋白质组成，由于蛋白质分
子和磷脂分子具有一定的流动性，故细胞质膜具有一定的流动性，B 正确；高
等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，某些植物病毒可通过胞间连丝进入另
一个细胞，C 正确；内质网参与形成胞间连丝未体现细胞质膜的信息传递功能，
D 错误。
7．低密度脂蛋白( LDL)是一种转运胆固醇进入全身组织的脂蛋白颗粒，LDL水
平升高会增加冠状动脉硬化心脏病的危险。右图为LDL结构示意图，下列相关
分析正确的是（  ）
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A. LDL中只含有C、H、O、N四种元素
B. 血液中LDL含量偏高就会诱发冠状动脉硬化心脏病
C. 反式脂肪酸会升高低密度脂蛋白含量，导致血脂代谢异常
D. 将LDL膜平铺于空气—水界面时其表面积是LDL球面积的两倍
【答案】C
【解析】选C。低密度脂蛋白( LDL)
 是含有蛋白质、胆固醇和磷脂的复合体，
组成元素主要是C、H、O、N、P，A 错误；LDL水平升高会增加冠状动脉硬
化心脏病的危险，不一定诱发冠状动脉硬化心脏病，B 错误；反式脂肪酸会升
高低密度脂蛋白含量，导致血脂代谢异常，引起血脂升高，C 正确；据题图可
知，LDL膜由单层磷脂分子构成，将LDL
 膜平铺于空气—水界面时其表面积与
LDL 球面积差不多，D 错误。
8．心房颤动（房颤）是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究
表明，其致病机理是核孔复合物的运输障碍。该病机理能够说明（  ）
A. 细胞核是细胞生命活动的代谢中心
B. 人体多数心肌细胞中核孔数目很少
C. 蛋白质等生物大分子可自由通过核孔
D. 核质间的物质交换会影响细胞代谢
【答案】D
【解析】选D。细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心，而细胞代谢的中心是细
胞质基质，A 不符合题意；心肌细胞代谢旺盛，核孔数目多，B 不符合题意；
核孔具有选择性，蛋白质等生物大分子可以选择性地通过核孔，C 不符合题意；
核孔实现了核质之间的物质交换和信息交流，核质间的物质交换会影响细胞代
谢，D 符合题意。
9．[2024·江苏四校联考]内共生起源学说认为：原始真核细胞吞噬好氧细菌演
化成线粒体，部分原始真核细胞吞噬光合细菌而演化成叶绿体。下列事实中，
不支持该学说的是（  ）
A. 两种细胞器的外膜成分与真核细胞的细胞质膜相似
B. 两种细胞器所含蛋白质的基本单位都是氨基酸
C. 两种细胞器都存在与细菌类似的核糖体
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D. 两种细胞器所含的DNA裸露且呈环状
【答案】B
【解析】选B。两种细胞器的外膜成分主要是蛋白质和脂质，真核细胞的细胞
质膜的成分主要是蛋白质和脂质，两种细胞器的外膜成分与真核细胞的细胞质
膜相似，能支持内共生起源学说，A 不符合题意；蛋白质的基本单位都是氨基
酸，无法说明线粒体与好氧细菌之间的关系，不支持该学说，B 符合题意；真
核细胞的线粒体和叶绿体中都存在与细菌中类似的核糖体，说明线粒体和叶绿
体与细菌之间存在关联，支持该学说，C 不符合题意；真核细胞的线粒体和叶
绿体的DNA
 裸露且呈环状，可说明线粒体和叶绿体与细菌之间存在关联，支持
该学说，D 不符合题意。
10．液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶使液泡酸化（H
+浓
度高）。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如下图所
示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（  ）
A. O2在线粒体内膜中与[ H ]结合形成水，同时释放出大量能量
B. 抑制液泡膜上Cys转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常
C. Cys从细胞质基质转运进入液泡中不需要消耗能量
D. 图示过程说明液泡和线粒体之间既有分工也有合作
【答案】C
【解析】选C。有氧呼吸的第三阶段，O2在线粒体内膜上与[ H ] 结合形成水，
同时释放出大量能量，A 正确；由题干信息可知，线粒体功能异常的原因之一
是液泡酸化消失，H
+不能顺浓度梯度运出液泡，Cys不能借助液泡膜两侧H
+
 浓
度梯度提供的电化学势能进入液泡，导致细胞质基质中Cys
 的浓度增大，抑制
Fe
 进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，由此推测，抑制液泡膜上
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Cys 转运蛋白的活性也会导致线粒体功能异常，B 正确；液泡是一种酸性细胞器，
其内部H
+
 浓度高，细胞质基质中的Cys
 在电化学势能协助下逆浓度梯度进入液
泡，属于主动运输，需要消耗能量，C 错误；题图过程中液泡酸化消失，线粒
体功能异常，体现了液泡和线粒体之间既有分工也有合作，D 正确。
二、多项选择题
11．溶酶体作为细胞中的“回收站”，内部含有的酸性水解酶能将蛋白质等物
质降解。其内部偏酸的环境( pH约为4.6)，既能保障溶酶体功能，又能防止酸
性水解酶泄露后破坏正常结构（细胞质基质中的pH约为7.2），V 型质子泵
(V - ATPase)在溶酶体内部维持pH的稳态发挥了重要功能，作用机制如下图所
示。下列有关叙述正确的是（  ）
A. V 型质子泵可将细胞质基质中的H
+逆浓度梯度转运进溶酶体
B. 据图1 推测，H
+通过H
+通道运出溶酶体的方式是协助扩散
C. 当pH大于4.6 时，H
+通过V 型质子泵运入溶酶体的数量减少
D. 若溶酶体内pH为3.5 时，膜内向膜外运输的H
+数量将减少
【答案】AB
【解析】选AB。由于细胞质基质中的pH
 约为7.2，而溶酶体内部的pH
 约为4.6，
细胞质基质中H
+
 浓度低于溶酶体，所以V
 型质子泵通过主动运输的方式将细胞
质基质中的H
+
 逆浓度梯度转运进溶酶体，A 正确；据图1 推测，H
+通过H
+
 通道
运出溶酶体是由高浓度一侧运输至低浓度一侧，其运输方式是协助扩散，B 正
确；V 型质子泵通过主动运输将H
+
 运入溶酶体，运输速率受载体蛋白和能量供
应的影响，而溶酶体内部的pH
 增大，不影响其运输速率，所以当pH
 大于4.6
时，H
+通过V
 型质子泵运入溶酶体的数量不变，C 错误；若溶酶体内pH
 为3.5
时，则溶酶体内的H
+
 增多，而H
+
 向细胞质基质的运输是协助扩散，所以膜内向
膜外运输的H
+
 数量将增多，D 错误。
12．在生物体中，细胞间的信息传递是细胞生长、增殖、分化、凋亡等生命活
动正常进行的条件之一，而蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环
节。多数分泌蛋白含有信号肽序列，通过内质网—高尔基体( ER — Golgi)途径
分泌到细胞外，被称为经典分泌途径；但研究表明，真核生物中少数分泌蛋白
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并不依赖ER — Golgi途径，称为非经典分泌途径（如下图所示）。下列相关叙
述正确的是（  ）
A. 在生物体中，蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节
B. 经典的蛋白分泌途径伴随着生物膜的转化，体现了生物膜的流动性
C. 所有细胞都具备如图所示的4 种非经典分泌途径
D. 非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充
【答案】ABD
【解析】选ABD。细胞间的信息传递可以通过蛋白质与靶细胞上的特异性受体
实现，所以蛋白分泌是实现某些细胞间信息传递途径的重要环节，A 正确；经
典分泌途径需要通过囊泡来实现，体现了生物膜的流动性，B 正确；非经典分
泌途径是经典分泌途径的补充，不是所有细胞都具有的，C 错误；非经典分泌
途径是一种不同于经典分泌途径的方式，是对经典分泌途径必要和有益的补充，
D 正确。
13．[2024·泰州高三一模]科学家在探寻人体触感机制过程中发现了触觉受体
Piezo，是由三个相同的叶片状蛋白组成“螺旋桨状”三聚体，能直接响应细胞
上的机械力刺激并介导阳离子进入细胞。下图为Piezo可能的作用机理示意图，
下列相关叙述正确的是（  ）
A. Piezo蛋白既能感受压力，又能作为离子通道
B. Piezo蛋白合成后，需要内质网和高尔基体的加工
C. 机械力刺激导致Piezo蛋白变性，空间结构改变，中央孔打开
D. 开发能抑制Piezo功能的药物，有望治疗对机械力刺激过分敏感而导致的“超
敏痛”
【答案】ABD
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【解析】选ABD。触觉受体Piezo
 能直接响应细胞上的机械力刺激并介导阳离子
进入细胞，因此Piezo 蛋白既能感受压力，又能作为离子通道，A 正确；Piezo蛋
白是膜蛋白，在核糖体上合成，需要内质网和高尔基体加工后运输到膜上，B
正确；由题图可知，机械力刺激导致Piezo
 蛋白构象改变、中央孔打开，离子内
流，该过程不会导致Piezo 蛋白变性，C 错误；结合题意和题图可知，抑制Piezo 
功能，机体不能感受到机械力刺激，因此开发能抑制Piezo
 功能的药物有望用来
治疗机械超敏痛，D 正确。
情境命题最前沿1 病毒的检测与预防
情境链接
1.病毒的组成与生活方式
（1）一种病毒只含有一种核酸：DNA或RNA。
（2）病毒无细胞结构，不参与构成生命系统的结构层次。
（3）病毒没有酶系统，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，因此不能独立生
活，不能独立进行新陈代谢。
（4）病毒只能用活细胞培养，不能用普通培养基培养。
说明：所有成熟的病毒至少是由一种或几种蛋白质和一种核酸组成，只有少数
几种例外，如仅以核酸形式存在的类病毒，只含蛋白质的朊病毒。
2.病毒的分类、繁殖与变异
（3）变异：可遗传变异的来源一般为基因突变。
3.病毒免疫、检测与预防
（1）人体对病毒的免疫
病毒在免疫学上属于抗原。由于病毒都是寄生在活细胞内，而抗体不能进入细
胞，因此病毒进入细胞后，人体往往先通过细胞免疫破坏感染病毒的细胞，再
通过体液免疫来彻底清除病毒。
（2）病毒的检测
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（3）预防：控制传染源；切断传播途径；保护易感人群等。
4.病毒的培养、鉴定与应用
（1）标记培养：先用含放射性原料的培养基培养宿主细胞，再用病毒侵染培养
出来的宿主细胞。
（2）病毒类型的鉴定思路
①酶解法：用DNA酶与RNA酶分别水解病毒核酸提取物，若用DNA酶处理后，
病毒仍有感染能力，RNA酶处理后无感染能力，则为RNA病毒，反之为DNA病
毒。
②同位素标记法：含标记“T”可确认为DNA病毒，含标记“U”可确认为
RNA病毒。
（3）应用
①基因工程中用作载体。
②细胞工程中用作动物细胞融合的“促融剂”。
③免疫学上可制备疫苗。
④研究遗传物质。
⑤进行生物防治。
情境演练
1．下图为甲流病毒的结构模式图。下列相关叙述正确的是（  ）
A. 甲流病毒与T 2噬菌体具有相同的物质组成
B. 甲流病毒必须依赖活细胞完成各项生命活动
C. 甲流病毒属于RNA病毒，其增殖过程与HIV 相同
D. 接种甲流疫苗的保护期主要取决于记忆细胞的寿命
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【答案】B
【解析】选B。甲流病毒为RNA 病毒，其物质组成为RNA 和蛋白质，T 2噬菌体
为DNA
 病毒，其物质组成为DNA 和蛋白质，两者物质组成不同，A 错误；病毒
不能独立地进行新陈代谢，必须依赖活细胞完成各项生命活动，B 正确；甲流
病毒属于RNA
 病毒，是自我复制型病毒，而HIV
 是逆转录病毒，它们的增殖过
程不同，C 错误；接种甲流疫苗主要是使机体产生更多的记忆细胞，保护期主
要取决于记忆细胞的数量，D 错误。
2．[2024·河北选择考]某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所
示，下列叙述正确的是（  ）
碱基种类
A
C
G
 
T
 
U
 
含量(%)
31.2 20.8
28.0
0
20.0
A. 该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%
B. 病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C. 病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D. 病毒基因的遗传符合分离定律
【答案】B
【解析】选B。该病毒不含碱基T，且互补碱基含量不同，为单链RNA
 病毒，
复制合成的互补链中G+C
 含量与该病毒自身C +G
 含量一致，为
20．8 %+28.0 % = 48．8 %，A 错误；某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的
DNA，从而引起基因突变，故病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA 变异，B 正
确；病毒没有细胞结构，没有核糖体，C 错误；真核生物同源染色体上的等位
基因的遗传符合分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律，D 错误。
3．[2024·安徽选择考]羊口疮是由羊口疮病毒(ORFV )感染引起的急性接触性
人畜共患传染病，宿主易被ORFV 反复感染，影响畜牧业发展，危害人体健康。
下列叙述正确的是（  ）
A. ORFV 感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫
B. ORFV 感染宿主后被APC和T细胞摄取、处理和提呈
C. ORFV 反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少有关
D. 辅助T细胞在ORFV 和细胞因子的刺激下增殖分化
【答案】C
【解析】选C。病毒寄生在细胞中会引起细胞免疫，最终需要体液免疫消灭病
毒，即ORFV
 感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫和体液免疫，A 错
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误；T细胞不具有摄取、处理、提呈抗原的功能，B 错误；ORFV 反复感染可能
与感染后宿主产生的抗体少，不能彻底消灭相应病毒有关，C 正确；辅助T
 细胞
的增殖分化不需要细胞因子，D 错误。
4．[2024·甘肃选择考]乙脑病毒进入机体后可穿过血脑屏障侵入脑组织细胞并
增殖，使机体出现昏睡、抽搐等症状。下列叙述错误的是（  ）
A. 细胞毒性T细胞被抗原提呈细胞和辅助T细胞分泌的细胞因子激活，识别并裂
解乙脑病毒
B. 吞噬细胞表面受体识别乙脑病毒表面特定蛋白，通过内吞形成吞噬溶酶体消
化降解病毒
C. 浆细胞分泌的抗体随体液循环并与乙脑病毒结合，抑制该病毒的增殖并发挥
抗感染作用
D. 接种乙脑疫苗可刺激机体产生特异性抗体、记忆B 细胞和记忆T细胞，预防
乙脑病毒的感染
【答案】A
【解析】选A。激活的细胞毒性T
 细胞识别并裂解被乙脑病毒侵染的靶细胞，
而不是识别并裂解乙脑病毒，A 错误；吞噬细胞内吞需要膜上受体与抗原识别，
内吞物与溶酶体融合，从而被溶酶体内的多种水解酶降解，B 正确；浆细胞分
泌的抗体主要存在于血清中，随体液循环并与乙脑病毒结合，从而抑制该病毒
的增殖，C 正确；接种乙脑疫苗可刺激机体产生体液免疫和细胞免疫，D 正确。
情境命题最前沿2 蛋白质的分选与囊泡运输
情境链接
核糖体、内质网、高尔基体和溶酶体在结构、功能以及发生上是彼此相互
关联的动态整体。关系如下：
1.核糖体与内质网之间的识别
经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。
（1）核糖体—新生肽被引导至内质网后（如下图所示），继续合成肽链，结束
后其信号肽被切除，核糖体脱落。
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（2）肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞质膜分泌到细胞外。
2.内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡有披网格蛋白小泡、COP
Ⅰ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输（图
1），其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2 所示。
3.受体介导的囊泡运输
（1）形成囊泡
高尔基体加工后的蛋白质一般具有特殊的分选信号，经高尔基体的分选、包装
后形成不同的囊泡，运往三个不同的部位：一是进入溶酶体，二是分泌到细胞
外，三是转运到细胞质膜上。
（2）囊泡运输
各类囊泡能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞，是因为靶细胞器或靶细胞具有
特殊的膜标志蛋白，囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别，进行囊泡运输。
情境演练
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1．真核细胞内，蛋白质合成后会被定向和分拣到相应位置行使功能，其定位由
多肽链本身具有的信号肽序列决定，如果蛋白质不含信号肽，则会留在细胞质
基质。下列说法错误的是（  ）
A. 信号肽在游离的核糖体合成
B. 构成染色体的组蛋白分拣后由核孔进入细胞核
C. 若新生肽链不含信号肽，则蛋白质可能停留在细胞质基质
D. 唾液淀粉酶肽链的合成不需要信号肽引导到粗面内质网上继续进行
【答案】D
【解析】选D。信号肽是一段短肽链，最初在游离的核糖体合成，A 正确；构
成染色体的组蛋白属于大分子，由核孔进入细胞核，B 正确；由题干可知，若
新生肽链不含信号肽，则蛋白质可能停留在细胞质基质，C 正确；唾液淀粉酶
属于分泌蛋白，其肽链的合成需要信号肽引导到粗面内质网上继续进行，D 错
误。
2．浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识
别颗粒(SRP)结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核
糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网
腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是
（  ）
A. SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B. SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C. 核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D. 生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
【答案】A
【解析】选A。SRP参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白的合成无
需SRP 参与，所以SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性，A 正确；SRP受体缺
陷的细胞可以合成多肽链，如呼吸酶等，B 错误；核糖体和内质网之间通过
SRP 受体内的通道转移多肽链，核糖体是无膜细胞器，不能形成囊泡，C 错误；
生长激素通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过此途径合成并
分泌，D 错误。
3．膜流是指由于囊泡运输，生物膜在各个膜性细胞器及细胞质膜之间的常态性
转移。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别，囊泡膜与靶膜的
识别原理及融合过程如下图所示，V - SNARE和T - SNARE分别是囊泡膜和靶膜
上的蛋白质。以下分析正确的是（  ）
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A. 如果膜流的起点是细胞质膜，与之对应的物质运输方式是胞吞和胞吐
B. 细胞器之间的膜流不需要V - SNARE和T - SNARE蛋白参与
C. 据图分析，囊泡与靶膜之间的识别这一过程不具有特异性
D. 用❑
3 H标记亮氨酸可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程
【答案】D
【解析】选D。如果膜流的起点是细胞质膜，与之对应的物质运输方式是胞吞，
A 错误；由题干“膜流是指由于囊泡运输，生物膜在各个膜性细胞器及细胞质
膜之间的常态性转移”可知，细胞器之间的膜流需要V - SNARE
 和T - SNARE
 蛋
白参与识别，B 错误；据题图分析，囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并
被靶膜识别，囊泡与靶膜之间的识别这一过程具有特异性，C 错误；用同位素
标记法，用❑
3 H
 标记亮氨酸，可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程，D 正确。
专题二 细胞代谢的保障
1.物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的
正常代谢活动。 2.说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受
到环境因素（如pH和温度等）的影响。 3.解释ATP是驱动细胞生命活动的直接
能源物质。
大概念整合·一览纵横
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【答案】被动运输； RNA； 高效； 降低化学反应的活化能； 温度； 
A — P～P∼P； 细胞呼吸； 光合作用
命题点1 物质进出细胞的方式
知识整合 融会贯通
1．动植物细胞的吸水和失水
【答案】多； 少； 选择透过性； 浓度差
2．物质进出细胞方式的判断方法
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【答案】被动； 胞吞和胞吐； 主动运输； 协助扩散
3．三种跨膜运输方式的曲线图及影响因素
【答案】协助扩散或主动运输； 主动运输
真题研究 体验领悟
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【最新考情】
1．[2024·江苏选择考]有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的
质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是（  ）
A. 制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻
片
B. 用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中
央
C. 用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复
原现象
D. 通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水
状态
【答案】D
【解析】选D。制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕
下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A 不合理；用低倍镜观察刚制成的临时
装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B 不合理；用吸水纸引流
蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察复原现象需要重新用
清水替换蔗糖溶液，C 不合理；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变
小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细
胞是处于吸水还是失水状态，D 合理。
2．[2024·甘肃选择考]维持细胞的Na
+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，
植物细胞质膜（或液泡膜）上的H
+ — ATP酶（质子泵）和Na
+ — H
+逆向转运蛋
白可将Na
+从细胞质基质中转运到细胞外（或液泡中），以维持细胞质基质中的
低Na
+水平（见下图）。下列叙述错误的是（  ）
A. 细胞质膜上的H
+ — ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B. 细胞质膜两侧的H
+浓度梯度可以驱动Na
+转运到细胞外
C. H
+ — ATP酶抑制剂会干扰H
+的转运，但不影响Na
+转运
D. 盐胁迫下Na
+ — H
+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
【答案】C
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【解析】选C。H
+ — ATP酶能将ATP 水解，产生的Pi 使H
+ — ATP 酶发生磷酸化，
导致其空间构象发生改变，A 正确；分析题图，细胞外的H
+
 浓度高于细胞内，
H
+从细胞外顺浓度梯度进入细胞可为Na
+
 从膜内向膜外逆浓度梯度运输提供能
量，B 正确；H
+ — ATP酶抑制剂能抑制H
+ — ATP 酶的活性，从而影响H
+
 的主
动运输，影响细胞质膜内外的H
+
 浓度差，进而影响Na
+
 的转运，C 错误；盐胁
迫下需要将细胞内多余的Na
+
 通过Na
+ — H
+
 逆向转运蛋白转运到细胞外（或液
泡中），以维持细胞内低Na
+
 水平，因此盐胁迫下该逆向转运蛋白的基因表达
水平可能提高，D 正确。
［把脉高考］ 渗透作用的原理、细胞质壁分离和复原实验等是高考考查的重点
内容，高考常聚焦于考查植物细胞的吸水和失水与原生质体体积的变化、渗透
压的变化的关系。
物质进出细胞的方式常为高频考点。高考命题中常以农业生产、生活实践
和科学研究为情境，综合考查考生运用结构与功能观、稳态与平衡观解释和分
析实际问题的学科素养。
【历年考情】
辩正误
（1） [2024·浙江1 月T3]婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，
此过程不涉及消耗ATP和受体蛋白识别。（  ）
（2） [2023·全国甲T1]乙醇是有机物，不能通过简单扩散方式跨膜进入细胞。
（  ）
（3） [2023·全国甲T1]血浆中的K
+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。
（  ）
（4） [2023·浙江6 月T6]囊泡与细胞质膜的融合依赖于膜的选择透过性。（ 
）
（5） [2021·广东T19（1）]原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小
管的细胞质膜，这类跨膜运输的具体方式有协助扩散、主动运输。（  ）
（6） [2021·全国甲T29（2）]离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输具
有选择性。（  ）
（7） [2021·浙江T12]右图为植物细胞质膜中H
+ — ATP酶将细胞质中的H
+转
运到膜外的示意图，该转运可使膜两侧H
+维持一定的浓度差。（  ）
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（8） [2021·湖北T1]真核细胞的细胞质膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨
膜蛋白。（  ）
（9） [2020·山东T3]质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。
（  ）
（10） [2020·全国ⅡT1]新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运
输。（  ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） √
（4） ×
（5） √
（6） √
（7） √
（8） √
（9） ×
（10） ×
练表达
[2021·全国甲T29（3）]（11）细胞外的K
+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入
植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K
+的吸收速率降低，原因
是
_____________________________________________________________________
_________________________________________________。
提示：K
+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量，呼吸抑制剂使细胞呼吸
作用产生的能量减少
题组模拟 素养提升
突破1 细胞的吸水与失水
1．[2024·南通高三调研]中性红是一种活细胞染料，在酸性条件下解离出大量
阳离子而呈樱桃红色。某同学将撕取的洋葱鳞片叶内表皮置于中性红染液中浸
泡染色，然后用清水进行漂洗，再用30 %的蔗糖溶液进行质壁分离，在显微镜
下观察看到如图结果，下列判断正确的是（  ）
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A. 此时细胞正在吸水
B. 液泡被染成樱桃红色
C. 不同细胞的细胞液浓度相同
D. 一段时间后细胞会发生自动复原
【答案】B
【解析】选B。由题图可知，此刻使用蔗糖溶液处理细胞，最有可能发生的是
失水，A 错误；由于中性红是活性染料，因此被处理的细胞液泡被染成樱桃红
色，B 正确；不同细胞的细胞液浓度不相同，C 错误；由于是被蔗糖溶液处理，
蔗糖不能进入细胞质膜，一段时间后细胞不会发生自动复原，D 错误。
2．（多选）某班级为探究外界溶液浓度与植物细胞质壁分离程度的关系，用原
生质体长度(b)与细胞长度(a)的比值(b/a)表示质壁分离程度（植物细胞的原生
质体是指除去细胞壁外的部分），分别用不同浓度的NaCl溶液（标注为1～5
号）进行实验，处理相同时间后测得的结果如下图所示。下列叙述符合该实验
的是（  ）
A. 1 号溶液中水分子不会从植物细胞渗出
B. 2 号溶液中植物细胞主动失去的水分主要是液泡中的水分
C. 实验结束时，3 号溶液中液泡渗透压小于4 号溶液中液泡渗透压
D. 实验结果与细胞壁和原生质层的伸缩性存在差异相关
【答案】CD
突破2 物质进出细胞的方式
3．科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和K
+通道蛋白，共同荣
获诺贝尔化学奖。下列说法错误的是（  ）
A. 水通道蛋白对水有专一性，能使水分子顺浓度梯度进出细胞
B. 离子通道蛋白的运输具有选择性，主要有开与关两种构型
C. 磷脂双分子层内部是疏水的，故水分子都要通过水通道蛋白出入细胞
D. 载体蛋白既可以介导主动运输又可以介导被动运输，而通道蛋白一般只介导
被动运输
【答案】C
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【解析】选C。水通道蛋白对水有专一性，能使水分子顺浓度梯度进出细胞，
A 正确；离子通道可控制带电荷离子的通过，并且具有选择性，它们在生物膜
中主要有开与关两种构型，B 正确；磷脂双分子层内部是疏水的，水分子不容
易通过磷脂双分子层进出细胞，大部分水分子通过水通道蛋白出入细胞，即水
分子进出细胞的方式包括协助扩散和简单扩散，C 错误；主动运输需要借助载
体蛋白完成，一些协助扩散也需要通过载体蛋白实现，而通道蛋白一般只介导
被动运输，D 正确。
4．[2024·南通高三调研]（多选）叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离
子平衡和pH稳定发挥了重要作用。下图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，
下列判断合理的是（  ）
A. K
+通过TPK 3运出类囊体腔的方式属于被动运输
B. H
+通过KEA 1和KEA 2运输的动力来自K
+的浓度差
C. 据图推测细胞质基质中的K
+浓度高于叶绿体基质
D. 类囊体膜上的电子传递链对于维持类囊体腔中的pH起关键作用
【答案】ACD
【解析】选ACD。据题图可知，类囊体腔内的pH
 为6，叶绿体基质中的pH
 为
8，H
+通过KEA 3 从类囊体腔进入叶绿体基质是顺浓度梯度运输，产生的化学势
能将K
+
 逆浓度梯度运进类囊体腔，因此类囊体腔内K
+
 浓度较高，K
+通过TPK 3
 
运出类囊体腔是顺浓度梯度运输，是被动运输，A 合理；据题图可知，叶绿体
外的pH
 为7，叶绿体基质中的pH
 为8，H
+通过KEA 1 和KEA 2 运输是顺浓度梯
度运输，不需要能量，它们顺浓度梯度运输时产生的化学势能将K
+
 逆浓度梯度
运出叶绿体，推测细胞质基质中的K
+
 浓度高于叶绿体基质，B 不合理，C 合理；
类囊体膜上的电子传递链在发挥作用的同时能将H
+
 运输到类囊体腔中，从而维
持类囊体腔中的低pH
 环境，D 合理。
命题点2 酶和ATP
知识整合 融会贯通
1．酶、激素、抗体与神经递质的“一同”“四不同”
（1）一同：均需要与特定物质结合（如抗体需与特定抗原结合）后才能发挥作
用。
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（2）四不同
①
②
③
④
【答案】蛋白质； 活细胞； 调节
2．影响酶促反应速率的因素及其机理
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【答案】空间结构
3．探究酶的相关实验
【答案】底物分解速率
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4．以ATP 为核心，构建能量转化模型
【答案】用于各项生命活动； 热能
［易错提醒］(1) ATP产生量与O2供给量间的关系
（2）除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等进行化能合成作用的细菌能
利用体外环境中的某些无机物（如NH 3）氧化时所释放的能量来合成ATP。
真题研究 体验领悟
【最新考情】
1．[2024·河北选择考]下列关于酶的叙述，正确的是（  ）
A. 作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B. 胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存
C. 醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D. 从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
【答案】D
【解析】选D。一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作
用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物为无机物，A 错误；
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，低温下，
酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，因此，胃蛋白酶应在低温下保存，B 错
误；醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C 错误；成年牛、
羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可
以获得纤维素酶，D 正确。
2．[2024·广东选择考]现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4 段序列以
Ce5- Ay 3- Bi -CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，
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并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错
误的是（  ）
肽链
纤维素类底物
褐藻酸类底物
W 1
 
W 2
 
S1
 
S2
 
Ce5- Ay 3- Bi-CB
 
+ 
+++ 
++ 
+++ 
Ce5
 
+ 
++ 
—
—
Ay 3- Bi-CB
 
—
—
++ 
+++ 
Ay 3
 
—
—
+++ 
++ 
Bi
 
—
—
—
—
CB
 
—
—
—
—
注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。
A. Ay 3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B. Bi无催化活性，但可判断与Ay 3的催化专一性有关
C. 该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D. 无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
【答案】B
【解析】选B。由题表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay 3具有催化
褐藻酸类底物的活性，Ay 3与Ce5
 催化功能不同；Ay 3- Bi-CB与
Ce5- Ay 3- Bi -CB
 相比，当缺少Ce5
 时，不能催化纤维素类底物，当Ay 3
 与Ce5
 
同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay 3
 与Ce5
 可能存在相互影响，
A 正确；由题表可知，不论是否与Bi 结合，Ay 3均可以催化S1
 与S2，说明Bi 与
Ay 3 的催化专一性无关，B 错误；由题表可知，Ay 3- Bi-CB与
Ce5- Ay 3- Bi-CB
 相比，去除Ce5
 后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该
酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5 无关，C 正确；需要检测Ce5- Ay 3- Bi 肽
链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB 相关，D 正确。
3．[2024·高考全国卷甲]ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结
构如图所示，图中～表示磷酐键，下列叙述错误的是（  ）
A. ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量
B. 用α 位❑
32 P标记的ATP可以合成带有❑
32 P的RNA
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C. β 和γ 位磷酸基团之间的磷酐键不能在细胞核中断裂
D. 光合作用可将光能转化为化学能储存于β 和γ 位磷酸基团之间的磷酐键
【答案】C
【解析】选C。ATP转化为ADP 时释放的能量可用于离子的主动运输，A 正确；
ATP脱去β 和γ 位磷酸基团后成为RNA
 的基本组成单位之一——腺嘌呤核糖核
苷酸，所以用α 位❑
32 P 标记的ATP
 可以合成带有❑
32 P 的RNA，B 正确；在细胞
核中进行的某些生理活动，如DNA
 的复制、转录等都需要消耗ATP
 中β 和γ 位
磷酸基团之间的磷酐键断裂所释放的能量，C 错误；光合作用的光反应可将光
能转化为化学能储存于β 和γ 位磷酸基团之间的磷酐键，D 正确。
［把脉高考］ 该考点常为中频考点。温度、pH、酶浓度和底物浓度都会影响
酶促反应速率，高考试题多以曲线分析题形式考查。以影响酶促反应速率的因
素为素材，考查模型构建与分析能力。
高考对ATP结构的考查，试题多为结合核酸的结构考查ATP与核酸的关系；
对ATP合成的考查，试题多为结合细胞代谢考查能量的来源和利用。
【历年考情】
辩正误
（1） [2023·广东T5]具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。（ 
）
（2） [2022·浙江T10]稀释100 万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作
用具高效性。（  ）
（3） [2022·湖南T3]加热能使碱性蛋白酶失活，如图所示，加热导致碱性蛋
白酶构象改变是不可逆的。（  ）
（4） [2022·浙江T3]腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解，
从而成为细胞中吸能反应和放能反应的纽带。（  ）
（5） [2021·北京T1]ATP必须在有氧条件下合成。 （  ）
（6） [2020·海南T8]胰蛋白酶和胰岛素发挥作用后都立即被灭活。（  ）
【答案】（1） √
（2） √
（3） ×
（4） ×
（5） ×
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（6） ×
练表达
（7） [2022·海南T16（5）]植物根细胞借助细胞质膜上的转运蛋白逆浓度梯
度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条
件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是
_____________________________________________________________________
_____________。
（8） [2021·全国甲T30（1）（2）]用一段由放射性同位素标记的DNA片段
可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素❑
32 P标记的脱
氧腺苷三磷酸(dATP ,dA — Pα∼Pβ∼Pγ)等材料制备了DNA片段甲（单链），对
W基因在染色体上的位置进行了研究。实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
① 该研究人员在制备❑
32 P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α 位磷酸基团中
的磷必须是❑
32 P，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____。
② 该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中
的RNA分子，去除RNA分子的目的是
_____________________________________________________________________
_______________________。
【答案】（7） 提示：温度降低，酶活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提
供的能量减少
（8） ① dATP分别脱掉γ 位和β 位的磷酸基团后，成为组成DNA的基本单位，
只有α 位的磷酸基团参与形成DNA
② 避免RNA与DNA片段甲形成杂交分子，对基因在染色体上的定位造成干扰
题组模拟 素养提升
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突破1 酶的作用特性及应用
1．酶制剂是指酶经过提纯、加工后的具有催化功能的生物制品，具有效率高、
污染少等优点，广泛用于工农业生产和生活中。下列说法错误的是（  ）
A. 嫩肉粉中的蛋白酶可使肉类制品的口感鲜嫩
B. 使用加酶洗衣粉需考虑衣服材质、污渍类型
C. 酶制剂应在其发挥作用的最适温度条件下保存
D. 酶制剂催化功能的机理是降低化学反应的活化能
【答案】C
【解析】选C。嫩肉粉中的蛋白酶能催化肉类制品分解成小分子的肽和氨基酸，
使肉类制品口感鲜嫩，A 正确；酶具有专一性，因此使用加酶洗衣粉需考虑衣
服材质（防止酶破坏衣物本身的组成成分）、污渍类型，B 正确；酶制剂应在
低温条件下保存，C 错误；酶制剂催化功能的机理是降低化学反应的活化能，
使反应速度加快，D 正确。
2．（多选）核酶是具有催化功能的小分子RNA，在特异地结合并切断特定的
mRNA后，核酶可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其他的mRNA分子。下
列关于核酶的叙述错误的是（  ）
A. 核酶可通过催化磷酸二酯键的断裂，从而阻断靶基因的表达
B. 核酶也能切割DNA，所以没有特异性
C. 与不加核酶组相比，加核酶组mRNA降解较快
D. 核酶与催化底物特异性结合时没有氢键形成
【答案】BD
【解析】选BD。靶基因的表达包括转录和翻译两个过程，转录是将DNA
 的遗传
信息转移到mRNA
 上，翻译是以mRNA
 为模板合成蛋白质，核酶可切断mRNA，
使翻译过程无法进行，可以阻断靶基因的表达，A 正确；核酶特异地结合并切
断特定的mRNA，具有特异性，不能切割DNA，B 错误；因为核酶可以切割
mRNA，所以与不加核酶组相比，加核酶组mRNA 降解较快，C 正确；核酶是
RNA，具有特定的碱基排列顺序，与mRNA
 特异性结合时要进行碱基互补配对，
有氢键形成，D 错误。
突破2 影响酶活性的因素及实验探究
3．[2024·南京、盐城高三一模]淀粉酶有多种类型，如α -淀粉酶可使淀粉内
部随机水解，β -淀粉酶则使淀粉从末端以两个单糖为单位进行水解。下图是对
两种淀粉酶的研究实验结果，下列有关叙述错误的是（  ）
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A. α -淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖，β -淀粉酶水解淀粉的主要产物
为麦芽糖
B. β -淀粉酶在50 ℃条件下处理1 h后，酶的空间结构可能遭到破坏
C. β -淀粉酶的最适pH低于α -淀粉酶，在人的胃内α -淀粉酶活性低于β -淀粉
酶
D. Ca
2+、淀粉与淀粉酶共存时，更有利于较长时间维持β -淀粉酶的热稳定性
【答案】C
【解析】选C。α -淀粉酶可使淀粉内部随机水解，淀粉水解的最终产物中有葡
萄糖，β -淀粉酶从末端以两个单糖为单位进行水解淀粉，故其水解淀粉的主要
产物为麦芽糖，A 正确；β -淀粉酶在50 ℃
 条件下处理1 h 后，酶活性变为
0，很可能是酶的空间结构遭到破坏，B 正确；由题图1 可知，两种淀粉酶在胃
液中会失活，C 错误；由题图2 可知，Ca
2+、淀粉与淀粉酶共存时，β -淀粉酶
的热稳定性维持的时间较长，D 正确。
4．在利用植物性原料制作畜禽饲料时，常添加一些酶制剂来提高饲料的营养价
值，为提高饲料保存过程中酶制剂的稳定性，做了相关实验，结果见下表。下
列叙述错误的是（  ）
MgSO4对酶储存过程中活性的影响
每克酶蛋白加入MgSO4的量/g
0
0.31
0.61
1.19
保存8 周后酶活性损失/%
52
37
26
15
A. 实验开始前，应先测定酶的初始活性
B. 保存温度、保存时间、酶的种类均属于该实验的无关变量
C. 由该实验可知添加的MgSO4越多，越有利于酶活性的保持
D. 在饲料中加入纤维素酶，可使饲料中的能量更多地流向畜禽
【答案】C
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【解析】选C。为了得到准确的结果，应该在实验开始前测定酶的初始活性，
A 正确；本实验探究的是MgSO4
 对酶储存过程中活性的影响，则保存温度、保
存时间、酶的种类均属于该实验的无关变量，B 正确；据题表数据可知，
MgSO4浓度越高酶活性损失越少，但没有更高浓度的实验数据，不能确定添加
的MgSO4
 越多，越有利于酶活性的保持，C 错误；在饲料中加入纤维素酶，纤
维素被分解，动物可更好地吸收，使饲料中的能量更多地流向畜禽，D 正确。
突破3 ATP 的合成及ATP 与ADP 的相互转化
5．[2024·盐城六校高三联考]底物水平磷酸化是指物质在脱氢或脱水过程中，
产生高能代谢物并直接将高能代谢物中能量转移到ADP(GDP)生成ATP(GTP)
的过程，糖酵解和柠檬酸循环过程中可发生底物水平磷酸化，下列相关叙述正
确的是（  ）
A. 该过程的发生与细胞中的吸能反应相关联
B. 细胞质基质和线粒体基质中可发生底物水平磷酸化
C. 酵母菌能发生底物水平磷酸化，而乳酸菌细胞中不能发生
D. 该过程需要建立跨膜质子的电化学梯度来驱动ATP的生成
【答案】B
【解析】选B。放能反应一般与ATP 合成相联系，ATP合成的能量来自放能反
应释放的能量，A 错误；ADP和磷酸脱水合成ATP，形成水的部位可以是细胞
质基质（糖酵解）和线粒体基质（柠檬酸循环），B 正确；酵母菌和乳酸菌均
可以发生糖酵解，都能发生底物水平磷酸化，C 错误；底物水平磷酸化是指物
质在脱氢或脱水过程中，产生高能代谢物并直接将高能代谢物中能量转移到
ADP(GDP)
 生成ATP(GTP)
 的过程，不需要建立跨膜质子的电化学梯度来驱动
ATP 的生成，D 错误。
6．[2024·无锡高三调研]（多选）下图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制，
磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。下列相关叙
述正确的是（  ）
A. 蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
B. 蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C. 磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象
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D. 磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应
【答案】BCD
【解析】选BCD。蛋白质磷酸化的过程是一个吸能反应，与ATP
 的水解相联系，
A 错误。蛋白质去磷酸化后仍具有肽键，仍能与双缩脲试剂发生紫色反应，B
正确。蛋白质在蛋白激酶作用下发生磷酸化后空间结构会发生改变，也可改变
靶蛋白的电荷分布；同理，磷酸化的蛋白质在去磷酸化后，其蛋白质的构象也
会发生改变，靶蛋白的电荷分布也会改变，C 正确。在信号的刺激下，蛋白激
酶催化ATP
 将蛋白质磷酸化，形成ADP
 和磷酸化的蛋白质，使蛋白质的空间结
构发生改变；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落，形成
去磷酸化的蛋白质，从而使蛋白质的空间结构恢复，所以蛋白质磷酸化和去磷
酸化的过程体现了蛋白质结构与功能相适应，D 正确。
专题强化训练
一、单项选择题
1．某兴趣小组将五组相同的白萝卜块、植物甲幼根块分别放入A ∼E五种不同
浓度的蔗糖溶液中，30 分钟后取出称重，重量变化如下表所示。以下相关叙述
错误的是（  ）
组别
30 分钟后重量变化/g
A
B
C
D
E
 
白萝卜块
0
- 4
 
+3
 
-2
 
+1
 
植物甲幼根块
-3
 
-5.5
 
+1
 
- 4
 
-1
 
A. 五种蔗糖溶液浓度由高到低依次是B、D、A、E、C
B. 植物甲在与白萝卜块细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长
C. 该实验的自变量是蔗糖浓度、植物细胞种类、重量变化
D. 通过实验的结果可推测这两种植物细胞的细胞液浓度范围
【答案】C
2．真核细胞中的溶酶体膜上有质子泵，能不断将H
+从细胞质基质泵入溶酶体
内，维持酸性环境。溶酶体内有多种酸性水解酶，能够降解细胞内折叠错误和
受损的蛋白质以及衰老的细胞器等，降解后的物质可被细胞再次利用。下列有
关叙述错误的是（  ）
A. 质子泵将H
+泵入溶酶体的过程需要消耗能量
B. 哺乳动物冬眠时细胞中溶酶体的活动明显减弱
C. 蛋白质的错误折叠可能发生在真核细胞的内质网中
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D. 细胞内少量溶酶体破裂不会使细胞结构严重受损
【答案】B
【解析】选B。质子泵将H
+
 泵入溶酶体的过程是H
+
 从低浓度一侧跨膜运输到高
浓度一侧，是主动运输，需要消耗能量，A 正确；哺乳动物冬眠时，细胞不能
及时从外界获得营养物质，细胞内损伤、衰老的细胞器增多，细胞中溶酶体的
活动明显加强，B 错误；内质网是进行蛋白质合成的场所，因此蛋白质的错误
折叠可能发生在真核细胞的内质网中，C 正确；细胞内少量溶酶体破裂，溶酶
体内的酶在细胞质基质的中性环境中失活，不能发挥水解作用，不会使细胞结
构严重受损，D 正确。
3．在NaCl胁迫下，植物细胞中的H 2O2增多，并通过调节相应膜蛋白的功能提
高耐盐能力（如下图所示）。下列相关叙述正确的是（  ）
A. 蛋白质1 提供活化能，催化O2的生成反应
B. 蛋白质2 被H 2O2激活后，通过不断改变构象运输Ca
2+
C. 蛋白质3 运出Na
+不消耗ATP，属于协助扩散
D. 缺氧条件下，细胞呼吸速率下降，细胞耐盐能力降低
【答案】D
【解析】选D。蛋白质1 为酶，催化相关反应进行的机理是降低化学反应的活
化能，A 错误；蛋白质2 为Ca
2+
 通道蛋白，在跨膜运输Ca
2+
 的过程中不发生构
象的改变，B 错误；蛋白质3 运出Na
+
 属于主动运输，需要消耗能量，C 错误；
缺氧条件下，细胞呼吸速率下降，产生的ATP 减少，细胞耐盐能力降低，D 正
确。
4．[2024·南京、盐城高三一模]脂质体介导基因转移的效率很高，是转基因技
术中常用的方法之一。脂质体是以磷脂等物质制备的中空膜泡状结构的人工膜。
传统的脂质体是将磷脂、胆固醇或其他脂类的乙醚溶液加入DNA溶液中，经特
殊处理而得到单层或双层的带DNA的脂质体小泡，其可被受体细胞内吞而实现
基因转移。下列说法错误的是（  ）
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A. 脂质体介导基因转移的原理是膜的流动性
B. 脂质体介导基因转移可适用于多种受体细胞
C. 转移前对植物受体细胞去壁可提高转移效率
D. 动物对导入的脂质体小泡会产生免疫反应
【答案】D
【解析】选D。根据题意可知，经特殊处理而得到单层或双层的带DNA 的脂质
体小泡，其可被受体细胞内吞而实现基因转移，而细胞内吞的原理是膜的流动
性，A 正确；脂质体可经过内吞进入多种细胞，故脂质体介导基因转移可适用
于多种受体细胞，B 正确；转移前对植物受体细胞去壁有利于脂质体小泡与植
物细胞质膜的融合，可提高转移效率，C 正确；根据题意可知，该脂质体的表
面不含糖蛋白，因此动物不会对导入的脂质体小泡产生免疫反应，D 错误。
5．[2024·南通高三一模]植物组织培养所用的培养基中常添加蔗糖，植物细胞
利用蔗糖的方式如下图所示。下列叙述错误的是（  ）
A. 植物细胞生命系统的边界是细胞壁
B. 蔗糖进入植物细胞的方式是ATP间接供能的主动运输
C. 植物组织培养过程中蔗糖不是植物细胞吸收的唯一碳源
D. 培养基的pH低于细胞内，有利于蔗糖的吸收
【答案】A
【解析】选A。细胞壁具有全透性，植物细胞生命系统的边界是细胞质膜，A
错误；蔗糖进入植物细胞的方式是消耗H
+
 化学势能的主动运输，而H
+
 浓度差的
维持需要ATP 直接供能，B 正确；植物组织培养过程中蔗糖可以作为碳源并有
助于维持渗透压，但不是植物细胞利用的唯一碳源，C 正确；植物细胞运输蔗
糖需要借助膜外的高浓度H
+，因此培养基的pH
 低于细胞内，有利于蔗糖的吸
收，D 正确。
6．[2024·扬州高三四校联考]无酶和有酶条件下某化学反应的能量变化如右图
所示。下列叙述正确的是（  ）
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A. E1表示酶催化反应所需的活化能
B. 若E3越大，则酶的催化效率越高
C. 若将酶改为无机催化剂，则b点应上移
D. 据图分析该化学反应为吸能反应
【答案】C
【解析】选C。E1表示无酶催化需要的活化能，A 错误；E3表示在有酶条件下
反应发生需要的活化能，E3越大，则酶的催化效率越低，B 错误；若将酶改为
无机催化剂，降低的活化能较少，b点应上移，C 正确；分析题图可知，该化学
反应为放能反应，D 错误。
7．在洗涤剂中碱性纤维素酶可大大提高对衣物的洗涤效果。研究人员从某芽孢
杆菌菌株中分离纯化出一种碱性纤维素酶，探究其催化作用的最适pH和温度，
结果如下图所示。下列相关叙述错误的是（  ）
A. 该碱性纤维素酶的催化机理是降低反应的活化能
B. 该碱性纤维素酶催化反应的最适温度可能在50 ℃左右
C. 在不同温度条件下，该碱性纤维素酶的最适pH有差异
D. 相同pH时，不同温度下的碱性纤维素酶的活性均不同
【答案】D
【解析】选D。碱性纤维素酶的催化机理是降低反应的活化能，A 正确；在最
适pH
 内，当温度为50 ℃
 左右时，碱性纤维素酶的活性最高，因此，该碱性纤
维素酶催化反应的最适温度可能在50 ℃
 左右，B 正确；由题图可知，在不同
温度条件下，该酶的最适pH
 有差异，如温度在30 ℃
 时，最适pH
 在8 左右，
温度在50 ℃
 时，最适pH
 在7 左右，C 正确；相同pH
 时，不同温度下的碱性
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纤维素酶的活性可能相同，如当pH
 为8 时，40 ℃和70 ℃
 温度下碱性纤维素
酶的活性相同，D 错误。
8．[2024·扬州高三四校联考]腺苷是动物体内的一种重要的促进睡眠的物质。
图1 为神经元中腺苷合成及转运示意图，图2 是dATP的结构简式。下列说法错
误的是（  ）
A. 该过程中腺苷实际上是一种神经递质，起信息传递的作用
B. 腺苷与觉醒神经元细胞质膜上的受体结合，使突触后膜电位下降
C. dATP中含有磷酐键，可作为直接的能源物质
D. dATP水解后脱去磷酰基的物质能参与RNA的合成
【答案】D
【解析】选D。该过程中腺苷实际上是一种神经递质，由突触前膜释放作用于
突触后膜上的特异性受体，起信息传递的作用，A 正确；由题干可知腺苷是动
物体内的一种重要的促进睡眠的物质，说明腺苷属于抑制性神经递质，与觉醒
神经元细胞质膜上的受体结合，使突触后膜电位下降，B 正确；dATP中含有两
个磷酐键，这两个磷酐键容易断裂释放其中的能量，可作为直接的能源物质，
C 正确；dATP的五碳糖是脱氧核糖，dATP水解后脱去磷酰基的物质能参与DNA 
的合成，D 错误。
二、多项选择题
9．[2024·泰州高三一模]下图为生物体内“泵”的3 种类型，下列相关叙述错
误的是（  ）
A. P型质子泵中的Ca
2+泵磷酸化后运输Ca
2+时构象不改变
B. 神经细胞内高Na
+低K
+的环境依靠P型质子泵来维持
C. 溶酶体膜上存在的V 型质子泵将H
+运入溶酶体
D. F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体膜上
【答案】AB
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【解析】选AB。Ca
2+泵是一种能催化ATP
 水解的载体蛋白，ATP末端的磷酸基
团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生
变化，使Ca
2+
 的结合位点转向膜外，A 错误；维持神经细胞内高K
+
 低Na
+
 的环
境可能与P
 型质子泵（Na
+ — K
+泵）有关，B 错误；溶酶体膜上存在的Ⅴ型质子
泵将H
+
 运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境，C 正确；F型质子泵的作用是运
输质子的同时利用动力势能合成ATP，线粒体内膜和类囊体膜上均需要合成
ATP，可见F
 型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体膜上，D 正确。
10．保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表
皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。
下列叙述错误的是（  ）
A. 比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后的>①处理后的
B. 质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C. 滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D. 推测3 种蔗糖溶液浓度高低为②<①<③
【答案】AD
【解析】选AD。滴加③后，气孔明显增大，保卫细胞吸水，细胞液浓度相较于
初始状态时的浓度降低；滴加①后，气孔略有增大，则保卫细胞吸水，但吸水
量不多，细胞液浓度相较于初始状态时的浓度降低，但比滴加③后降低的幅度
小，故③处理后的细胞液浓度<① 处理后的细胞液浓度，A 错误。分析三种蔗
糖溶液处理，只有②处理保卫细胞后，气孔变小，表明保卫细胞渗透失水，细
胞可能出现质壁分离现象，B 正确。滴加③后，气孔最大，表明细胞吸水较多，
即有较多水分子进入保卫细胞，C 正确。综合上述分析可知，实验所用蔗糖溶
液浓度大小关系为②>①> ③，D 错误。
11．超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新
陈代谢过程中产生的有害物质，进而减缓生物体的衰老。某喜温植物幼苗在低
温锻炼（10 ℃、6 天）后，接着进行冷胁迫(2 ℃、12 h)，其细胞内SOD活
性的变化如下图所示。下列相关分析正确的是（  ）
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A. 该实验目的为探究低温锻炼是否能提高植物抗寒能力
B. 低温锻炼能提高SOD活性且其在冷胁迫后SOD活性相对较稳定
C. 未锻炼组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变
D. 无论是否锻炼，胁迫后SOD降低化学反应活化能的能力均降低
【答案】ABD
【解析】选ABD。分析题图可知，未锻炼组和锻炼组的区别为是否进行低温锻
炼，接着两组进行冷胁迫，检测细胞内SOD
 活性的变化，SOD能够减缓生物体
的衰老，能够反映植物的抗寒能力，故该实验目的为探究低温锻炼是否能提高
植物抗寒能力，A 正确；低温锻炼能提高SOD 活性且其在冷胁迫下活性下降更
慢，说明其SOD 活性相对较稳定，B 正确；低温会使酶的活性降低，但空间结
构不发生改变，C 错误；无论是否锻炼，胁迫后SOD 活性均降低，即SOD 降低
化学反应活化能的能力均降低，D 正确。
三、非选择题
12．涤纶是一种常用作包装材料的高分子化合物。提高涤纶的生物降解效率，
回收水解产物对苯二甲酸( PTA )，能有效减少涤纶对环境的污染。科研工作者
以能降解涤纶的ICCG（一种角质酶）为研究对象开展相关实验。在一定数量的
三角瓶中加入适量的涤纶和磷酸缓冲液、一定浓度的ICCG溶液，设置6 个温度
组别，在适宜条件下反应8 h，根据PTA的浓度来判断ICCG的活性，结果如下
图所示。回答下列问题。
（1） ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，这体现了酶具有____性。
（2） 为探究ICCG催化涤纶水解的适宜温度，科研工作者先在40∼90 ℃进
行________，再选取60∼80 ℃进行实验。在反应体系中加入磷酸缓冲液的目
的是____________________。
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（3） 附着在涤纶表面的重金属污染物可降低ICCG活性，原因是
_____________________________________________________________________
___________。
（4） 为进一步研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响，请完善以下实验步
骤。
实验试剂：一定浓度的ICCG溶液、三种不同浓度的铜离子溶液、涤纶、磷酸缓
冲液等。
实验步骤：
步骤一：向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加
____________________________________，随后在
__℃条件下处理30 min，获得孵育液。
步骤二：在各组三角瓶中加入适量的涤纶、磷酸缓冲液，再分别加入等量的上
述三组孵育液，在适宜条件下反应8 h，检测并比较______________。
【答案】（1） 专一
（2） 预实验；维持溶液的pH
（3） 重金属污染物可以使ICCG的空间结构发生改变，从而使其变性失活
（4） 等量的一定浓度的ICCG溶液；72；PTA浓度
情境命题最前沿3 偶联转运蛋白、ATP 驱动泵、光驱动泵
情境链接
参与主动运输的三种载体蛋白的比较
项目
转运方向
能量来源
举例
ATP驱
动泵
逆浓度梯度
ATP
 
Na
+ — K
+泵、Ca
2+泵、H
+泵等
光驱动
泵
逆浓度梯度
光能
细菌视紫红质等物质利用光能驱动H
+的转
运
偶联转
运蛋白
同时转运两种不
同溶质。一种离
子或分子逆浓度
利用的能
量储存在
其中的一
①动物细胞的细胞质膜上，Na
+是常用的偶
联转运离子，它的电化学梯度为一种分子
的主动运输提供驱动力;
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梯度转运；另外
一种或多种不同
离子顺浓度梯度
转运
种溶质的
电化学梯
度中
②细菌、酵母菌和动物细胞的绝大多数主
动运输靠H
+的电化学梯度来驱动
情境演练
1．Ca
2+泵是存在于细胞质膜及细胞器膜上的跨膜蛋白，是一种Ca
2+激活的ATP
酶，能驱动细胞质基质中的Ca
2+泵出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持
细胞质基质中低浓度的Ca
2+。当细胞受到刺激时，Ca
2+又会从细胞外或内质网
腔中借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关说法正确的是（  ）
A. Ca
2+泵运输Ca
2+的过程中会伴随ATP的水解，属于放能反应
B. Ca
2+泵出细胞或泵入内质网腔中时，Ca
2+泵不会发生自身构象变化
C. Ca
2+从细胞外或内质网腔中进入细胞质基质的过程属于主动运输
D. 蛋白质变性剂和呼吸抑制剂均会降低Ca
2+泵运输Ca
2+的速率
【答案】D
【解析】选D。Ca
2+泵运输Ca
2+
 的过程中会伴随ATP 的水解，属于吸能反应，A
错误；Ca
2+泵出细胞或泵入内质网腔中需要Ca
2+
 泵，Ca
2+泵能运输Ca
2+，运输过
程中会发生自身构象变化，B 错误；Ca
2+从细胞外或内质网腔中进入细胞质基
质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，且需要借助通道蛋白，属于协助扩散，
C 错误；根据题意，Ca
2+泵出细胞或泵入内质网腔中需要Ca
2+
 泵，且需要ATP 水
解提供能量，属于主动运输，所以蛋白质变性剂和呼吸抑制剂均会降低Ca
2+
 泵
运输Ca
2+
 的速率，D 正确。
2．为探究人工膜通过H
+的跨膜转运合成ATP的机制，科学家在脂质体（一种
人工膜）上分别嵌入细菌紫膜质（一种膜蛋白）和ATP合酶，光照后结果如下
图。下列说法正确的是（  ）
A. 光能先转化为ATP中的化学能，再为H
+进入脂质体内部供能
B. ATP合酶既可催化ATP的合成，又是H
+协助扩散的通道
C. 照射细菌紫膜质由强光变为弱光时，ATP的合成速率显著上升
D. 推测线粒体内膜、类囊体膜上也存在图中所示的能量转换机制
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【答案】B
【解析】选B。依据题图可知，脂质体上有ATP 合酶，有光照时，光能在脂质
体上不能直接转化为ATP 中的化学能，A 错误；由图可知，ATP合酶作为转运
蛋白，协助H
+
 扩散出脂质体，同时催化合成ATP，故ATP
 合酶既可催化ATP
 的
合成，又是H
+
 协助扩散的通道，B 正确；由图可知，ATP合酶利用H
+
 浓度差催
化合成ATP，照射细菌紫膜质由强光变为弱光时，H
+浓度差会减小，ATP的合
成速率显著下降，C 错误；图示能量转换机制为光能转化成ATP 中的化学能，
推测类囊体膜上存在图中所示的能量转换机制，但线粒体不能利用光能，故线
粒体内膜上不存在图中所示的能量转换机制，D 错误。
3．细胞内的钙稳态是靠Ca
2+的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca
2+运输系统如
下图所示，①~⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是（  ）
A. ATP水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变
化
B. 抑制呼吸作用会影响③转运Ca
2+的速率
C. ③转运H
+的机制和②⑤转运Ca
2+的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D. ①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca
2+水平
【答案】C
【解析】选C。ATP水解释放的磷酸基团将①和④Ca
2+
 泵磷酸化，Ca
2+泵磷酸
化会导致其空间结构发生变化，A 正确；由图可知，Ca
2+通过③进入液泡的方
式是主动运输，其能量源于H
+
 顺浓度梯度运输的势能，而H
+
 进入液泡需要呼吸
作用释放的能量，故抑制呼吸作用会影响③转运Ca
2+
 的速率，B 正确；由图可
知，③为载体蛋白，②⑤为通道蛋白，③（载体蛋白）转运H
+
 时需要与其结合，
C 错误；由图可知，①介导的转运过程将细胞质基质中的Ca
2+
 运出细胞，③④
介导的转运过程将细胞质基质中的Ca
2+
 运入液泡，从而保证了细胞质基质中低
Ca
2+
 水平，D 正确。
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4．（多选）在盐化土壤中，大量Na
+迅速流入细胞，形成胁迫，影响植物正常
生长。耐盐植物可通过Ca
2+介导的离子跨膜运输，减少Na
+在细胞内的积累，从
而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如下图所示。下列说法正确的是（  ）
A. 在盐胁迫下，Na
+进出细胞的运输方式是主动运输
B. 使用ATP抑制剂处理细胞，Na
+的排出量会明显减少
C. 在高盐胁迫下，胞外Ca
2+抑制转运蛋白A 的转运功能，胞内Ca
2+促进转运蛋
白C 的转运功能
D. 转运蛋白C 能同时转运H
+和Na
+，故其不具有特异性
【答案】BC
【解析】选BC。在盐化土壤中，大量Na
+
 迅速流入细胞，形成胁迫，Na
+进入细
胞是顺浓度梯度，据题图可知，Na
+进入细胞需要转运蛋白A 的协助，所以Na
+
 
进入细胞属于协助扩散，A 错误；据题图可知，H
+运出细胞需要ATP 提供能量，
属于主动运输，H
+顺浓度梯度进入细胞产生的势能驱动Na
+
 经转运蛋白C 运出
细胞，使用ATP
 抑制剂处理细胞，H
+运出细胞的量减少，细胞内外H
+
 浓度差减
小，为Na
+
 运出细胞提供的势能减小，Na
+的排出量会明显减少，B 正确；据题
图可知，在高盐胁迫下，胞外Ca
2+
 抑制转运蛋白A 转运Na
+
 进入细胞，胞内Ca
2+
 
增多促进转运蛋白C 转运Na
+
 出细胞，C 正确；转运蛋白C 能同时转运H
+
 和Na
+，
而不能转运其他离子，故其具有特异性，D 错误。
专题三 细胞呼吸与光合作用
1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动
可以利用的能量。 2.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在
二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
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【答案】CO2+ H 2O 
光能
叶绿体
→
 (CH 2O)+O2； 叶绿体类囊体膜； 
H 2O 
光
→
 
 H
++e
-+O2； ADP+ Pi+能量 
酶
→
 
 ATP、
NADP
++ H
++2e
-→NADPH ； 将光能转变为ATP
 和NADPH
 中的化学能； 
CO2+C5 
酶
→
 
 2C3； 有机物中的化学能； 光、CO2浓度、温度； 
C6 H 12O6+6 H 2O+6O2 
酶
→
 
 6CO2+12 H 2O+能量； 
2C3 H 4O3+6 H 2O 
酶
→
 
 6CO2+20[ H ]+少量能量； 24[ H ]+6O2 
酶
→
 
 12 H 2O+
大量能量； C6 H 12O6 
酶
→
 
 2C2 H 5OH（乙醇）+2CO2+能量； 
C6 H 12O6 
酶
→
 
 2C3 H 6O3（乳酸）+能量； 温度、O2浓度、H 2O
命题点1 细胞呼吸、光合作用过程及其关系
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知识整合 融会贯通
1．光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量转换过程
（1） 物质转换
（2） 能量转换
【答案】（1） CO2；CO2；有氧呼吸；H 2O；暗反应
（2） 光合作用
2．不同条件下光合作用与细胞呼吸的关系
（1）真正光合速率与呼吸速率的关系（图示）
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（2）关系图解
【答案】净光合速率； CO2吸收量
真题研究 体验领悟
【最新考情】
1．[2024·江苏选择考]图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述
错误的是（  ）
A. 该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B. ①②分布的蛋白质有所不同
C. 有氧呼吸第一阶段发生在③
D. ②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所
【答案】C
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【解析】选C。线粒体是细胞呼吸的主要场所，可以分解有机物产生ATP，同
时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等，需要消耗ATP，A 正确；线粒体外
膜和内膜功能不同，所以分布的蛋白质有所不同，B 正确；有氧呼吸第一阶段
发生在细胞质基质，③是线粒体基质，C 错误；②是线粒体内膜，消耗O2，和
[ H ]
 生成水，③是线粒体基质，在该场所丙酮酸和水反应生成CO2，D 正确。
2．[2023·江苏选择考]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CO2固定产物的还原，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H 2O、____________________（填写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，其机理是蓝光激活细胞质膜上的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ntt 1（叶绿体失去
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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ntt 1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
【答案】（1） ④；①④；K
+和Mal
（2） ①②④；丙酮酸；NADH
（3） H
+电化学势能
（4） 吸水
（5） ABD
【解析】
（1） 光照下，光驱动产生的NADPH
 主要出现在④（叶绿体）中，叶绿体是光
合作用的场所；NADPH可用于CO2
 固定产物的还原，即C3
 的还原，该过程发生
在叶绿体基质(④)
 中，据图可知，OAA（CO2的固定产物）的还原也需要
NADPH，该过程发生在细胞质基质(①)
 中。液泡中与气孔开闭相关的主要成分
有H 2O、K
+和Mal
 等，其中K
+
 和Mal
 影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞
的吸水力，影响气孔的开闭。
（2） 研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸
的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP
 的场所有细胞质基质、线粒体、
叶绿体，即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸
进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA
 循环产生的NADH
 最终通
过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。
（3） 蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活细胞质膜上的AHA，消耗ATP 
将H
+
 泵出膜外，形成跨膜的H
+
 浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K
+
 
等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，导致气孔张开。
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（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，
进入细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水，促
进气孔张开。
（5） 结合题图2 可知，黑暗结束时突变体ntt 1 淀粉粒面积远小于WT，突变体
ntt 1
 叶绿体失去运入ATP
 的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼
吸作用提供ATP，A 合理；保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有
关，结合题图1 可知，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，故光照诱导WT
 
气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B 合理；NTT突变体ntt 1 叶绿体失去运入
ATP
 的能力，光照条件下突变体ntt 1
 保卫细胞的淀粉粒几乎无变化，不能说明
该突变体不能进行光合作用，C 不合理；由题图2 可知，较长时间光照可使WT
 
淀粉粒面积增大，推测其叶绿体积累了较多的淀粉，D 合理。
［把脉高考］ 本考点为高频考点。通常以过程图为背景，考查细胞呼吸、光合
作用的场所、物质变化和能量变化。
【历年考情】
辩正误
1．
（1） [2023·广东T7]在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反
应物的是氧化型辅酶Ⅰ。（  ）
（2） [2022·山东T4]植物细胞内10 %～25 %的葡萄糖经过一系列反应，产生
NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物
可进一步生成氨基酸和核苷酸等。则与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径
产生的能量少。（  ）
（3） [2021·全国甲T2]酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。（  ）
（4） [2021·山东T16]植物细胞产生的O2只能来自光合作用。（  ）
（5） [2021·湖南T7]弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。 
（  ）
（6） [2021·湖北T1]葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。
（  ）
（7） [2021·广东T9]无氧条件培养酵母菌时向酵母菌培养液中加入重铬酸钾
以便检测乙醇生成。（  ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） √
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（4） ×
（5） ×
（6） ×
（7） ×
练表达
1．
（8） [2023·全国甲T29（2）（3）]某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬
浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。
① 将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬
浮液中不能产生糖，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________。
② 叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀
粉存在，简要写出实验思路和预期结果。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________。
（9） [2022·全国甲T29（2）]正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运
输到其他部位，原因是________________________________（答出1 点即可）。
（10） [2020·全国ⅡT30（3）]用差速离心法将分离得到的叶绿体悬浮在适
宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破
裂后再照光，__（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是
_____________________________________________________________________
___________________________。
【答案】① 提示：黑暗条件下，光反应无法进行，进行暗反应需要光反应提供
的ATP和NADPH，所以无法形成糖类
② 实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片随机均分为甲、乙两组（均已
进行“饥饿处理”），甲组放置在有光环境中，乙组放置在其他条件与甲组相
同的黑暗环境中，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体并进
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行脱色处理，制成匀浆，分别加入碘液后观察。预期结果：甲组匀浆出现蓝色，
有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生
（9） 自身呼吸作用要消耗一部分
（10） 有；类囊体膜是H 2O裂解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体
膜的功能
题组模拟 素养提升
1．[2024·扬州四校高三联考]（多选）下图为线粒体局部放大示意图，内膜上
多个各不相同的电子传递复合物在依次传递电子的同时将质子排出线粒体基质，
ATP合酶能催化ATP的合成。下列叙述错误的是（  ）
A. 图示过程体现的是有氧呼吸第二、三阶段，分别发生于线粒体基质和内膜上
B. 线粒体内外膜间隙的pH高于线粒体基质
C. 还原型辅酶Ⅰ在细胞质基质和线粒体基质中均能产生
D. 图示过程发生了一系列的能量转换，NADH中的化学能大部分转换为ATP中
的化学能
【答案】ABD
【解析】选ABD。题图过程体现的是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，
A 错误；由题图可知，线粒体内外膜间隙中的H
+
 通过ATP 合酶运输到线粒体基
质，并伴随着ATP
 的生成，该过程是H
+
 顺浓度梯度产生的化学势能为ATP
 合成
提供能量，说明线粒体内外膜间隙的H
+
 浓度高，故线粒体内外膜间隙的pH
 低
于线粒体基质，B 错误；有氧呼吸第一阶段、第二阶段都有还原型辅酶Ⅰ生成，
分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，C 正确；细胞呼吸过程中，NADH中
的化学能小部分转换为ATP 中的化学能，大部分以热能的形式散失，D 错误。
2．[2024· 苏锡常镇四市高三二模]光能为绿色植物光合作用提供动力，但光
照过强会损伤光系统，引起光抑制现象。图1 为叶绿体内的部分代谢过程，其
中①~③表示生理过程。请回答下列问题：
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（1） 光合作用中光反应阶段的发生场所是__________，其上的光系统包括PS
Ⅰ和PSⅡ。当光照强度增强时，光反应产生的______________________等物质
会随之增加，直接影响暗反应中______（填图中序号）过程，此时限制光合速
率的非生物因素主要有______________________。
（2） 当光照过强时,PSⅡ会产生大量的________与O2结合形成O2
-、H 2O2等活
性氧物质，但植物能通过多种方式对自身进行光保护。
① 当光照强度持续增强超过光饱和点后，叶绿体以其窄面向着光源，并沿____
（填“垂直”或“平行”）于入射光方向排列，以减小叶绿体的受光面积。
② 在强光下叶肉细胞中的花青素含量会增加，其在450∼550 nm（蓝绿光）
有吸收峰，可减少________________________（填物质）对光的吸收。
③ 强光下RuBP的氧化过程增强，可通过消耗________________________以减
少活性氧物质的产生，避免损伤光系统；还可通过产生
__________________________，参与卡尔文循环。
（3） 研究发现，强光下脱落酸（ABA ）对清除叶绿体中的H 2O2和缓解光抑
制起重要作用, 主要机理如图2 所示。PP2C是ABA信号途径的关键调节因子，
据图可推测PP2C的作用最可能是____（填“促进”或“抑制”）SnRK 2的活
化, 从而影响APX 2 基因的表达。ABA发挥作用后，除正常降解外，还能形成
糖基化的ABA -≥¿,当需要时ABA -≥¿又可快速水解释放出ABA。这种ABA含量
的动态调控的意义是________________________________________。
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【答案】（1） 类囊体膜；NADPH、ATP；②；温度、CO2浓度
（2） e
-
（2） ① 平行
② 叶绿素和类胡萝卜素
③ 细胞内过多的O2；PGA （和CO2）
（3） 抑制；利于植物体快速响应外界环境变化
【解析】
（1） 光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生的场所是类囊
体膜，类囊体膜上有光系统，包括PSⅠ和PSⅡ，当光照强度增强时，光反应增
强，光反应的产物O2、NADPH和ATP
 增多，NADPH和ATP
 参与三碳化合物的
还原即②，因此暗反应也会加强，此时限制光合速率的非生物因素主要有温度、
CO2浓度。
（2） 当光照过强时,PSⅡ会产生大量的e
-
 与O2
 结合形成O2
-、H 2O2等活性氧物
质。
（2） ① 光照较强时，叶绿体会聚集到细胞顶面，叶绿体平行于入射光方向排
列，其意义是减小叶绿体的受光面积以最大限度的吸收光能，保证高效的光合
作用。
② 在光照较强的条件下，叶绿体会发生适应性变化，减少叶绿素和类胡萝卜素
对光的吸收。
③ 强光下RuBP
 的氧化过程增强，从题图中可以看出， RuBP与O2 发生反应从
而促进PGA
 和磷酸乙醇酸的产生以减少活性氧物质的产生，其中PGA
 可直接参
与卡尔文循环，磷酸乙醇酸也可间接参与卡尔文循环以减少活性氧物质的产生。
（3） 强光下脱落酸ABA 进入细胞后与ABA 受体特异性结合，使PP2C
 与
SnRK 2
 分开并与PP2C
 结合，使得SnRK 2
 活化发挥作用，因此PP2C
 的作用最
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可能是抑制SnRK 2 的活化, 从而影响APX 2 基因的表达。ABA发挥作用后，除
正常降解外，还能形成糖基化的ABA -≥¿,当需要时ABA -≥¿ 又可快速水解释放
出ABA，使得ABA
 含量维持一个相对稳定的动态平衡，目的是让该植物体快速
适应强光和弱光的环境变化。
命题点2 细胞呼吸和光合作用的影响因素
知识整合 融会贯通
1．影响细胞呼吸的因素
【答案】消耗； 有氧呼吸； 无氧呼吸
［易错提醒］不同生物有氧呼吸产物
2．影响光合作用的因素
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【答案】NADPH、ATP； 温度
3．两条变化曲线的比较
【答案】CO2
 浓度
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［易错提醒］（1）如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的
量，则该数据为真正光合速率。
（2）整株绿色植物净光合速率为0 时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸
强度。
（3）叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。
真题研究 体验领悟
【最新考情】
[2024·江苏选择考]科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等
进行了系列研究。图1 是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2 是温度对蓝细
菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题：
（1） 图1 中H
+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类
囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是____________。碳反应中C3在
________________________的作用下转变为(CH 2O)，此过程发生的区域位于蓝
细菌的____________中。
（2） 图2 中蓝细菌光合放氧的曲线是__（从“甲”“乙”中选填），理由为
_____________________________________________________________________
_______________________________________。
（3） 在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含
量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表：
实验目的
简要操作步骤
测定样液蓝细菌数量
按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计
数，取样前需①____
浓缩蓝细菌
________________________________
②
____________
③
将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮
__________________
④
用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放
建立相关曲线
用分光光度计测定叶绿素a含量，计算
【答案】（1） 选择透过性；ATP和NADPH；细胞质基质
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（2） 乙；常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植
物才能积累有机物，正常生长
（3） 摇匀；稀释样液离心，取下层沉淀物；提取叶绿素；防止叶绿素降解
【解析】
（1） 类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体
膜具有选择透过性。碳反应中，C3在光反应产生的ATP
 和NADPH
 的作用下，C3
被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基
质中。
（2） 光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定
温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内
随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸
作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长，所以图2 中蓝细菌
光合放氧的曲线是乙。
（3） 第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。
第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。第三步：将浓缩的蓝
细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素。第四步：用锡箔纸包裹装
有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。
［把脉高考］该知识点属于高频热点，也是难点。试题情境既有农业生产和生
活实践中的学科情境，又有科学实验与探究的学科情境。重点考查对题干信息
的获取、分析和理解以及识图析图的能力。
【历年考情】
辩正误
（1） [2022·全国乙T2]某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适
宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后
保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后
光合速率等于呼吸速率。（  ）
（2） [2021·湖南T12]柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低
呼吸速率，起到保鲜作用。（  ）
（3） [2021·辽宁T2]合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。（  ）
（4） [2021·湖南T7]在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会
暂时下降。 （  ）
（5） [2021·湖南T12]油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用
需要大量氧气。（  ）
【答案】（1） √
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（2） √
（3） √
（4） √
（5） √
练表达
（6） [2023·全国乙T29（2）（3）]保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反
之关闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种
信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K
+。有研究发现用饱和红光（只用红光照射
时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可
达最大开度的60 %左右。
① 红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________。
② 某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步
增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度
梯度吸收K
+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
______________________。
（7） [2022·山东T21（2）]强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应
达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗
反应速率不再增加，可能的原因有
____________________________________________________、
________________________（答出2 种原因即可）；氧气的产生速率继续增加
的原因是
_____________________________________________________________________
_______。
（8） [2020· 全国ⅠT30（3）]农业生产常采用间作（同一生长期内，在同
一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4 种作物，
在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照
强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是
________________，选择这两种作物的理由是
_____________________________________________________________________
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_____________________________________________________________________
__________________________________。
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
65
59
165
光饱和点/( μmol⋅m
-2⋅s
-1)
1 200
1 180
560
623
【答案】① 提示：饱和红光照射时，光合作用产生有机物，保卫细胞内的渗透
压升高，保卫细胞吸水，体积膨大，气孔开放
② 蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K
+，使保卫细胞内的渗
透压升高，促使保卫细胞吸水，体积膨大，气孔开度进一步增大
（7） 五碳化合物供应不足（或暗反应的酶数量有限）； CO2供应不足；强光
照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生氧气的速率加快
（8） A 和C；作物A 光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；
作物C 光饱和点低且长得矮，与作物A 间作后，能利用下层的弱光进行光合作
用
题组模拟 素养提升
1．[2024·南通高三调研]贵州地宝兰具有极高的观赏和药用价值，对环境要求
极高，属于中国特有的珍稀极危植物。野外调查发现，贵州地宝兰一般分布在
60 %∼90 %荫蔽度的林下。为贵州地宝兰就地保护、异地栽培提供依据，科研人
员以贵州地宝兰成年盆栽植株为材料，通过黑色尼龙网遮阴设置不同透光率（
8 %、20 %、45 %和100 %自然光照），处理四个月后测定贵州地宝兰的相关指标，
结果如下图所示。请回答下列问题：
（1） 选择林下基层土壤作为栽培基质是因为林下基层土壤
________________________________________。通过黑色尼龙网遮阴设置8 %、
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20 %、45 %透光率，依据是贵州地宝兰
______________________________________________。
（2） 9：30∼11：00各组叶片净光合速率均上升的主要原因是光照增强，光
反应为暗反应中________________（过程）提供了更多的
________________________。
（3） 在20 %、45 %和100 %透光率下，各组贵州地宝兰均存在光合“午休”现
象，某同学认为该现象是由气孔导度下降引起的。你是否同意他的观点，说明
理由。
________________________________________________________________。
（4） 科学家继续测定了上述各组贵州地宝兰的光补偿点和光饱和点以及各项
生理指标，结果如下表所示：
透光
率
相关参数
光饱和点/( μmol⋅ 
m
-2⋅s
-1)
光补偿点/
( μmol⋅ 
m
-2⋅s
-1)
株高/
cm
最大叶
长/cm
最大叶
宽/cm
叶绿素总
量/
(mg⋅g
-1)
8 %
 
537
2.58
15
2.58
2.67
1.72
20 %
 
542
3.31
15.25
3.31
3.30
1.5
45 %
 
447
3.87
13.67
3.87
2.37
0.98
100 %
 
407
5.77
12
5.77
2.35
0.48
① 测定光饱和点和光补偿点时，应控制______________________
等外界因素相同且适宜，并设置不同的__________测定净光合速率，绘制叶片
的光合—光响应曲线。
② 由表可知，光补偿点随着透光率的增加而逐渐升高，依据表格中的数据尝试
解释原因：随着透光率的增加
______________________________________________________________。
（5） 在就地保护中，对处于不同荫蔽度下的贵州地宝兰应该采取怎样的措施？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__。
【答案】（1） 富含无机盐，有利于贵州地宝兰存活；一般分布在60 %∼90 %荫
蔽度的林下
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（2） C3的还原；ATP和NADPH
（3） 不同意，中午气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升
（4） ① 温度、CO2浓度；光照强度
② 叶绿素的总量下降，需要更强的光照才能补偿呼吸消耗
（5） 对生长在荫蔽度较高环境中的贵州地宝兰，要对周围植物进行适当砍伐；
对生长在荫蔽度较低环境中的贵州地宝兰适当遮阴
【解析】
（1） 选择林下基层土壤作为栽培基质是因为林下基层土壤富含无机盐，有利
于贵州地宝兰存活，通过黑色尼龙网遮阴设置8 %、20 %、45 %、100 %透光率，
依据是贵州地宝兰一般分布在60 %∼90 %
 荫蔽度的林下。
（2） 分析图1 可知，9：30∼11：00各组叶片净光合速率均上升的主要原因
是光照增强，光反应为暗反应中C3
 的还原提供更多的ATP
 和NADPH。
（3） 在20 %、45 %和100 % 透光率下，各组贵州地宝兰均存在光合“午休”现
象，分析图2 和图3 可知，20 %、45 %和100 % 透光率下，中午气孔导度下降，但
胞间CO2
 浓度却上升，由此推断光合“午休”现象不是由气孔导度下降引起的。
（4） ① 测定光饱和点和光补偿点时，光照强度属于自变量，其他影响光合作
用的外界因素属于无关变量，故应控制温度、CO2浓度等外界因素相同且适宜，
并设置不同的光照强度测定净光合速率，绘制叶片的光合—光响应曲线。
② 由题表可知，光补偿点随着透光率的增加而逐渐升高，依据题表中的数据可
知原因是随着透光率的增加叶绿素的总量下降，需要更强的光照才能补偿呼吸
消耗。
（5） 在就地保护中，对生长在荫蔽度较高环境中的贵州地宝兰，要对周围植
物进行适当砍伐；对生长在荫蔽度较低环境中的贵州地宝兰适当遮阴。
2．番茄植株生长发育适宜的温度及光照强度分别为15∼32 ℃、
500∼800 μmol⋅m
-2⋅s
-1。我国北方日光温室夏季栽培生产过程中常遭遇
35 ℃亚高温并伴有强光辐射的环境，会造成作物减产。请回答下列问题：
（1） 下图为番茄叶绿体类囊体膜上发生的部分反应过程。
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① 图中PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，具有
__________________光能的作用。
② 据图可知，如图过程最终实现光能转变为____________和ATP中的能量，其
中促进ATP合成的直接动力是____________________________________。
（2） 为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，研究者将番茄植株在不同培
养环境下培养5 天后测定相关指标如下表所示。
组别
对照组(CK ) 亚高温高光
组( HH )
温度/℃
25
35
光照强度/( μmol⋅m
-2⋅s
-1)
500
1 000
净光合速率/( μmol⋅m
-2⋅s
-1)
12.1
1.8
气孔导度/(mmol⋅m
-2⋅s
-1)
114.2
31.2
胞间CO2浓度/ppm
308
448
Rubisco活性/(U ⋅m
-1)
189
61
① 从表中数据可知，亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起
的，理由是________________________________________________。
② Rubisco是催化暗反应阶段中________________（过程）的关键酶，亚高温
高光条件下该酶活性的下降导致暗反应速率下降，光反应产物NADPH和ATP在
细胞中的含量____，进而抑制光反应。
（3） 植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSⅡ复合物的组
成部分，对维持PSⅡ 的结构和功能起重要作用。已有研究表明，在亚高温高
光下，过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白植物应对亚高温高光逆
境的机制进行了研究，请完成下表。
实
验
步
骤
简要操作过程
实
验
材
选取①________________________________的番茄植株18 株，均分为甲、
乙、丙三组
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料
的
准
备
对
照
组
处
理
甲组的处理如（2）中的CK组
实
验
组
处
理
乙组的处理为②__________________________________；
丙组用适量的SM（SM可抑制D1蛋白的合成）处理番茄植株并在亚高温高光
( HH )下培养
结
果
测
定
和
处
理
定期测定各组植株的净光合速率( Pn)，绘制曲线如下图所示
实
验
结
果
分
析
根据实验结果分析番茄植株缓解亚高温高光对光合作用抑制的机制：
③_________________________________________________________________
___________。
Deg蛋白酶位于类囊体腔侧，主要负责受损D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白
酶的活性，请你预测在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度并说明理由：
__________________________________________________________________
④
___________________________________________________________________
_______________________
【答案】① 吸收、传递、转化
② NADPH；类囊体膜两侧的H
+浓度差
（2） ① 气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升
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② CO2固定；增加
（3） 生长状况（或生理状态）相似；在亚高温高光( HH )下培养；番茄通过合
成新的D1蛋白来缓解亚高温高光对光合作用的抑制；抑制程度会加剧，因为
Deg蛋白酶的活性被抑制后不能把受损的D1蛋白降解，新合成的D1蛋白无法
修复PSⅡ的结构和功能
【解析】
① PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有吸收、传
递和转化光能的作用。
② 光合作用的光反应阶段发生在类囊体膜上，PSⅡ中的光合色素吸收光能后，
将水裂解为O2
 和H
+，同时产生的电子传递给PSⅠ，可用于NADP
+
 和H
+
 结合形
成NADPH。同时在ATP
 合酶的作用下，H
+顺浓度梯度转运提供分子势能，促
使ADP
 与Pi
 反应形成ATP，故通过光反应过程，将光能转变为NADPH
 和ATP
 中
的化学能。
（2） ① 为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光
照强度，题表数据显示亚高温高光组与对照组相比，气孔导度下降，但胞间
CO2
 浓度却上升，说明亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引
起的。
② Rubisco
 是催化暗反应中CO2
 固定的关键酶，发生的反应是CO2+C5→2C3。
该酶活性下降导致C3
 合成减少，C3还原需要的光反应产物NADPH
 和ATP
 减少，
而光反应产物NADPH
 和ATP
 生成不变，所以细胞中两者含量会增加，进而引起
光能转化率降低，即抑制光反应。
（3） ①为了减少实验误差，实验的无关变量应该保持一致，所以实验材料为
生长状况（或生理状态）相似的番茄植株18 株，均分为甲、乙、丙三组。②本
实验是为了探究D1
 蛋白植物应对亚高温高光( HH )
 逆境的机制，所以实验的自
变量为是否提供亚高温高光( HH )
 条件，则实验组乙组是在亚高温高光( HH )
 下
培养，丙组用适量的SM
 处理番茄植株并在亚高温高光( HH )
 下培养。③根据实
验结果可知，对照组Pn
 变化不大，乙组Pn
 下降，丙组Pn
 显著下降，说明番茄
通过合成新的D1
 蛋白来缓解亚高温高光对光合作用的抑制。④Deg蛋白酶主要
负责受损D1
 蛋白的降解，如果抑制Deg
 蛋白酶的活性，则不能把受损的D1
 蛋
白降解，新合成的D1
 蛋白无法修复PSⅡ的结构和功能，在亚高温高光下番茄
光合作用受抑制程度会加剧。
创设情境 长句特训
事实概述类
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1．研究发现，全光照条件下植物的蒸腾速率较大，水分利用效率较低。据此并
结合所学知识分析，育苗时适度遮光的意义为
_____________________________________________________________________
_______________________________。
【答案】适度遮光有利于降低温度、减小蒸腾速率，提高植物的水分利用效率，
提高幼苗的成活率
2．给小球藻提供❑
18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了❑
18O，其最可能的
转化途径是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________。
【答案】有氧呼吸第三阶段❑
18O2与[ H ]结合生成了H 2
18O，有氧呼吸第二阶段
利用H 2
18O生成C
18O2，C
18O2再参与光合作用的暗反应阶段生成含❑
18O的有机
物(CH 2
18O)
实践应用类
3．粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为
____________________________________。
【答案】种子在有氧呼吸过程中产生了水
4．相对低温条件有利于储存果实，主要原因是
____________________________________________________________。
【答案】低温降低了细胞呼吸相关酶的活性，减少有机物消耗
5．早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往
往____（填“降低”或“升高”），植物的光补偿点会____（填“降低”或
“升高”），因此要提高育苗质量应当采取________________________（答出
两点即可）等措施。
【答案】降低； 升高； 增施农家肥，适当通风
原因分析类
6．光照停止后，植物的光反应立即停止，但暗反应没有立即停止，原因是
_____________________________________________________________________
_____________。
【答案】光反应已经产生的ATP和NADPH还可以供暗反应进行一小段时间
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7．在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，
__________是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光
合作用不再增强的外界原因主要是
______________________________________________________________。
【答案】光照强度； 环境中的CO2浓度较低，导致暗反应限制了光反应
8．如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率
____________（填“相同”“不同”或“不一定相同”），原因是
________________________________。
【答案】不一定相同； 它们的呼吸速率不一定相同
9．一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科
所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置______组实验。
下图是某作物（花生或玉米）间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株该
作物吸收CO2的速率。假设间作与单作时各农作物间的株距相同。
（1） 光照强度为a时，无论间作，还是单作，该作物的光合速率无明显差别，
导致该现象的主要原因是
_____________________________________________________________________
___________。
（2） 该作物很可能是____，理由是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___。
【答案】3（1） 此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速
率均较小
（2） 玉米；玉米植株比花生植株高，间作情况下玉米与玉米的间距较大，不
会彼此遮光，且有利于行间通风，局部二氧化碳浓度较高，所以间作时玉米对
二氧化碳和光能的利用优于单作，光合速率高
10．植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，
CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、
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一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱
和点，测定结果如下表所示。
项目
植物
玉米
小麦
CO2补偿点
12 μmol/ L
 
23 μmol/ L
 
CO2饱和点
34 μmol / L
 
50 μmol/ L
 
（1） 据表分析，在CO2浓度为40 μmol/ L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦
幼苗光合速率的主要环境因素是________________。
（2） 若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间
后发现两种植物的光合速率都降低，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
______________。
继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是____，判断理由是
_____________________________________________________________________
_________________________________。
【答案】（1） CO2浓度
（2） 植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密
闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低；玉米；玉米的CO2补偿点比小麦
的低，在相对较低的CO2浓度下仍然存在有机物的积累
11．CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、
花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气
CO2浓度(375 μmol⋅mol
-1)，乙组提供CO2浓度倍增的环境(750 μmol⋅mol
-1)，
丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。
整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。
结果如下图所示。
（1） 与甲组相比，乙组CO2浓度倍增，光合作用速率并没有倍增，此时限制
光合速率增加的因素有
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_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________________________。
（2） 解释丙组的光合速率比甲组低的原因：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________。
【答案】（1） 光照强度的限制（或NADPH和ATP的供应限制）、固定CO2的
酶活性不够高、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等
（2） 植物长期处于CO2倍增环境下，降低了固定CO2的酶含量或活性，当恢复
到大气CO2浓度后，已经降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢复，又失去了
高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合速率
判断依据类
12．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如右图所示。甲、乙两
种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物
是__，判断的依据是
_____________________________________________________________________
_____________________________。
【答案】甲； 种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物的净光合
速率下降幅度比乙的大
13．科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适
宜条件下进行闪光实验。结果如下图所示：
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据图推测，光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有
机物的量与连续光照下的光合作用合成有机物的量相同吗？________，判断的
依据是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________。
【答案】不相同； 光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用
合成有机物的量较多。因为闪光照射，暗反应更能充分利用光反应提供的
NADPH和ATP
实验探究类
14．异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体膜造成的伤
害。下图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B 代表相关细胞器。
回答下列问题：
（1） 当光照强度突然增强时，短时间内A 细胞器中的3-磷酸甘油醛的含量
____。长时间的高温、强光等环境因素对类囊体膜造成伤害后，会直接影响图
中________________________________________________（填物质名称）的产
生，进而影响光合作用和细胞呼吸。
（2） 高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，主要原因是
高温下叶片的呼吸作用降低，使向叶绿体输送的____________________量增加，
促进了异戊二烯的合成。
（3） 为进一步验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人
员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表：
实验步骤
简要操作过程
取材
取生长健壮且长势一致的叶片，均分为3 组，将叶片的叶柄浸
入相应的完全营养液中
设置对照组
第1 组作为对照组，________（填“加入”或“不加入”）呼
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吸抑制剂
设置实验组
第2 组____________________，
第3 组__________________
不同温度处理第1、3 组____________________处理，第2 组高温处理
结果测定
一段时间后，测定3 组叶片中的异戊二烯的含量
预期结果
第2、3 组叶片中的异戊二烯含量相当，均高于第1 组
【答案】（1） 增多；ATP、NADPH和O2（缺一不可）
（2） 磷酸烯醇式丙酮酸
（3） 不加入；不加入呼吸抑制剂；加入呼吸抑制剂；正常温度（或常温）
（1）对于概念、原理、作用等基础知识设问的此类试题，答案一般直接来源于
教材，要求学生尽量用教材原话作答，只有按照教材的语言组织答案才能得满
分。
（2）对于设问的试题，其方式一般有以下几种：
“……合理的解释是     
 
  
  ”“……原因是        
 
  
  ”
“……判断的依据是     
 
  
  ”等。答题模板可归纳整理为“因为……导致
⋯⋯ ，于是⋯⋯ ，所以……”，其中“因为……”照抄题干中的已知条件，
“所以……”照抄题干中的结果，“导致⋯⋯ ，于是……”
是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是
能够使答题既准确又规范，难点是要运用教材相关知识把已知条件与结果之间
的逻辑关系一层一层地分析清楚。
（3）如果是验证类或是探究类实验，实验思路要说明自变量如何操作，无关变
量的控制，因变量如何检测。复习备考中，学生要熟悉教材基本实验的基本操
作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并
进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。
专题强化训练
一、单项选择题
1．细胞呼吸是细胞的重要生理活动，对细胞内其他的生命活动的进行有着直接
的影响。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（  ）
A. 细胞呼吸过程中产生的中间产物，可以用于合成细胞内其他重要物质
B. 无论是否自养，细胞内完成生命活动所需的能量，主要来自有氧呼吸
C. 真核细胞中，细胞呼吸的过程主要在线粒体中进行，都有氧气参与
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D. 没有氧气参与的细胞呼吸本质上不属于氧化反应，但属于分解反应
【答案】A
【解析】选A。细胞呼吸是细胞代谢活动的枢纽，该过程中产生的中间产物，
可以用于合成细胞内其他重要物质，如丙酮酸可用于合成丙氨酸，A 正确；无
论是否自养，细胞内完成生命活动所需的能量主要来自细胞呼吸，对于厌氧型
生物来讲，其细胞内完成生命活动所需的能量主要来自无氧呼吸，B 错误；真
核细胞中，细胞呼吸的过程主要在线粒体中进行，且氧气的参与发生在线粒体
中的有氧呼吸的第三阶段，而有氧呼吸的前两个阶段都没有氧气的参与，C 错
误；无氧呼吸虽不需氧气参与，但属于氧化反应，D 错误。
2．[2024·盐城六校高三联考]氧化型辅酶 Ⅰ( NAD
+)是参与细胞呼吸重要的物
质，线粒体内膜上的MCART 1蛋白能转运NAD
+进入线粒体。下列叙述正确的是
（  ）
A. NAD
+可在线粒体基质中转化为NADH
B. MCART 1基因只在骨骼肌细胞中特异性表达
C. MCART 1蛋白异常导致细胞无法产生ATP
D. NAD
+和MCART 1蛋白的元素组成相同
【答案】A
【解析】选A。细胞呼吸过程中第一、二阶段产生的H
+
 与NAD
+
 结合生成还原
型辅酶Ⅰ( NADH )，则NAD
+
 发挥作用的场所是细胞质基质和线粒体基质，A 正
确；线粒体内膜上的MCART 1
 蛋白能转运NAD
+
 进入线粒体，说明MCART 1
 基
因也可在具有线粒体的细胞中特异性表达，不只是骨骼肌细胞，B 错误；
MCART 1蛋白异常，不能转运NAD
+
 进入线粒体，但细胞质基质依然可以进行细
胞呼吸产生ATP，C 错误；氧化型辅酶Ⅰ的元素组成有C、H、O、N、P，
MCART 1是蛋白质，元素组成主要有C、H、O、N，D 错误。
3．[2024·泰州高三一模]耐力性运动是指机体所进行的时长超过30 min的步
行、游泳等运动。研究人员探究了在耐力性运动训练中肌纤维出现的变化，实
验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（  ）
A. 有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式
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B. 坚持训练使肌纤维中线粒体的数量持续不断增加
C. 耐力性运动训练影响某些基因的表达水平和方向
D. 耐力性运动对某些类型糖尿病有一定的预防作用
【答案】B
【解析】选B。有氧呼吸能提供大量的能量，是耐力性运动中能量供应的主要
方式，A 正确；据题图分析可知，5 周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线
粒体数量成正比关系，超过5 周继续耐力性运动训练，线粒体的数量不再增加，
B 错误；耐力性运动训练影响某些基因的表达水平和方向，如线粒体的产生，C
正确；长期耐力性运动训练，可使肌纤维中线粒体数量增加，从而增加对糖类
等能源物质的消耗，对某些类型糖尿病有一定的预防作用，D 正确。
4．[2024·南通高三调研]南通某中学利用层析柱进行色素的分离、收集实验。
各种色素在层析柱填充物硅胶上的吸附力不同，当使用层析液分离时，吸附力
强的组分在层析柱中移动速度慢，反之则快。下列相关叙述错误的是（  ）
A. 层析液应该从层析柱的上端滴入从下端流出
B. 叶黄素的吸附力最强在层析柱中移动的速度最慢
C. 色素从上到下依次是叶黄素、叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素
D. 本实验的主要原理是色素在层析液中的溶解度不同
【答案】D
【解析】选D。层析液应该从层析柱的上端滴入从下端流出，以便于色素的分
离，A 正确；由题图可知，叶黄素（黄色）的吸附力最强在层析柱中移动的速
度最慢，位于最上端，B 正确；根据色素的颜色可判断，从上到下依次是叶黄
素、叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素，C 正确；由题意可知，本实验的主要原理
是色素在层析柱填充物硅胶上的吸附力不同，D 错误。
5．[2024·宿迁高三调研]下图是光合作用过程示意图（字母代表物质），
PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H
+的浓度而被激活，激活的
PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止
强光对植物细胞造成损伤。下列说法错误的是（  ）
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A. H
+经过Z蛋白外流的同时，利用B 物质来合成C 物质
B. 叶绿素分子中被光激发的e
-，经传递到达D 结合H
+后生成E
C. 物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5的含量将降低
D. 降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能
【答案】C
【解析】选C。由题图可知，C、E可用于C3
 的还原且E 由D、H
+和e
-
 合成，故
E 是NADPH，B 是ADP 和Pi，C 是ATP。当H
+
 顺浓度梯度经过Z
 蛋白运输时，
利用化学势能将ADP 和Pi 转化为ATP，即B 物质被用来合成C 物质，A 正确。
叶绿素分子中被光激发的e
-，经传递到达D( NADP
+) 的同时结合H
+
 合成E，即
NADPH，B 正确。物质F
 是CO2，CO2浓度降低至原浓度一半时，C3的生成速
率降低，但C3
 的还原速率不变，故C5
 的含量将升高，C 错误。由题意可知，
PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H
+
 的浓度而被激活，激活的
PSBS
 抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止
强光对植物细胞造成损伤。降低Z
 蛋白的活性会减少H
+
 向外运输，阻断卡尔文
循环中F
 的供应会导致暗反应减弱，进而抑制光反应中ATP
 和NADPH
 的合成，
因此都将有利于PSBS 发挥功能，防止强光对植物细胞造成损伤，D 正确。
6．农业生产过程中，常采取一些特殊的栽培措施以提高产量，下列措施中，无
法达到目的的是（  ）
A. 将玉米和大豆一起套种，有利于充分利用光能，增加经济收益
B. 用温室大棚种植蔬菜时，增加CO2浓度有利于增产
C. 通过修剪果树枝条，减少叶片相互遮挡，有利于提高果树的产量
D. 在辣椒生长期松土，有利于辣椒根系吸收和利用土壤中的有机物
【答案】D
【解析】选D。套种是指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的
种植方式，有利于充分利用光能，增加经济收益，A 不符合题意；CO2是光合
作用的原料，适度增加大棚中的CO2
 浓度有利于增产，B 不符合题意；修剪果
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树枝条可以减少呼吸消耗，提高产量，C 不符合题意；植物不能利用土壤中的
有机物，D 符合题意。
二、多项选择题
7．[2024·无锡高三调研]人骨骼肌常分为快肌纤维、慢肌纤维等。相较于慢肌
纤维，快肌纤维更适合无氧呼吸，且收缩速度更快。下图是两种肌纤维呼吸作
用的关系图，MCT 1、MCT 4为膜上的转运蛋白。下列推测不合理的是（  ）
A. 慢肌纤维内线粒体体积较大、周围毛细血管的数量较多
B. 慢肌纤维由躯体运动神经支配，而快肌纤维由自主神经支配
C. MCT 1对乳酸的亲和力低于MCT 4，对乳酸的转运速率更慢
D. 剧烈运动时，快肌纤维的糖原也能直接分解成葡萄糖，为快速收缩供能
【答案】BCD
【解析】选BCD。由题图可知，慢肌纤维将乳酸转化为丙酮酸，利用丙酮酸进
行有氧呼吸，产生CO2
 和H 2O
 并供能，这个过程要在线粒体中进行，则线粒体
体积较大，需要O2，排出CO2，所以周围毛细血管的数量较多，A 合理；慢肌
纤维和快肌纤维都属于骨骼肌的一部分，都是由躯体运动神经支配，B 不合理；
由题中信息无法确定MCT 1
 和MCT 4
 对乳酸的亲和力，也无法确定乳酸的转运
速率，C 不合理；剧烈运动时，快肌纤维可以进行无氧呼吸提供能量，肌糖原
不能直接分解成葡萄糖，D 不合理。
8．[2024·南京、盐城高三一模]光合作用与细胞呼吸相互依存、密不可分，各
自又具有相对的独立性。下图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图，其中
Ⅰ∼Ⅶ代表物质，①~⑤代表过程。下列叙述错误的是（  ）
A. 图中Ⅶ被相邻细胞利用至少需要穿过5 层生物膜
B. 图中Ⅱ和Ⅴ、Ⅲ和Ⅶ分别是同一种物质，Ⅰ和Ⅳ是不同物质
C. 图中①~⑤均伴随着ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用
D. 光合作用的产物脂肪、糖类、蛋白质的合成或分解都可通过细胞呼吸联系起
来
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【答案】AC
【解析】选AC。题图中Ⅶ
 是有氧呼吸第二阶段的产物，表示CO2，产生场所是
线粒体基质，被相邻细胞利用发生在相邻细胞的叶绿体基质中，至少需要穿过
线粒体（2 层膜）、线粒体所在细胞的细胞质膜（1 层膜）、相邻细胞的细胞质
膜（1 层膜）、相邻细胞的叶绿体（2 层膜），至少需要穿过6 层生物膜，A 错
误；题图中Ⅱ是水在光下分解的产物O2，Ⅲ能与C5
 结合形成C3，故Ⅲ表示CO2，
Ⅴ与有氧呼吸前两个阶段产生的Ⅳ参与有氧呼吸第三阶段形成水，因此Ⅴ是O2，
Ⅳ是[ H ]，Ⅶ是有氧呼吸第二阶段的产物CO2，Ⅱ(O2)和Ⅴ(O2)是同一种物质，
Ⅲ(CO2)和Ⅶ(CO2)
 是同一种物质，Ⅰ是NADPH，是还原型辅酶Ⅱ，Ⅳ是
NADH，是还原型辅酶Ⅰ，是不同物质，B 正确；据题图可知，①表示CO2
 固定，
②表示C3
 还原，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第三阶段，⑤表示
有氧呼吸第二阶段，其中①过程无ATP
 的合成和水解，②过程伴随着ATP
 的水
解，③④⑤过程伴随着ATP 的合成，③合成的ATP 不能被②利用，C 错误；呼
吸作用一方面能为生物体的生命活动提供能量，另一方面能为体内其他化合物
的合成提供原料，光合作用的产物脂肪、糖类、蛋白质的合成或分解都可通过
细胞呼吸联系起来，D 正确。
9．图甲为黑藻在适宜温度下O2释放速率随光照强度的变化。图乙是将黑藻放在
适宜温度的密闭环境中，（不同时间内光照强度不同）测得的密闭环境中CO2
浓度随时间变化的情况。下列叙述错误的是（  ）
甲
乙
A. 图甲中，当光照强度相对值为2 时，黑藻的O2产生速率相对值为0
B. 图甲中，当光照强度相对值为7 时，若要提高黑藻光合速率，可适当增加
CO2浓度
C. 图乙中，黑藻的光合速率等于呼吸速率的时间段是4～6 h、8～10 h
D. 由图乙分析，黑藻在该密闭环境中经过12 h后有机物的含量下降
【答案】AD
【解析】选AD。由图甲可知，光照强度相对值为2 时，黑藻的O2
 释放速率相对
值为0，其细胞呼吸消耗O2
 的速率相对值为2，所以其产生O2
 的速率相对值为
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2，A 错误；图甲中，当光照强度相对值为7 时，继续增加光照强度黑藻光合速
率不能提高，已知黑藻处于适宜温度下，故可通过增加环境中CO2 浓度来提高
光合速率，B 正确；图乙中，在4∼6 h、8∼10 h内，密闭环境中CO2
 浓度没
有发生变化，黑藻光合作用固定CO2
 的量与呼吸作用释放CO2
 的量相等即光合速
率等于呼吸速率，C 正确；据图乙可知，黑藻在该密闭环境中经过12 h 后，密
闭环境中的CO2
 浓度比起始时的浓度低，所以黑藻光合速率大于呼吸速率，有
机物含量上升，D 错误。
三、非选择题
10．[2024·南通高三调研]光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损
伤膜结构。光呼吸（图中虚线所示）可促进草酰乙酸—苹果酸的穿梭，输出叶
绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保护，其中过程③是光呼吸速率的限制因
素，线粒体中的电子传递链对该过程有促进作用，相关机制如下图所示。请回
答下列问题：
（1） 图中过程①进行的场所是____________，叶绿体和线粒体中电子传递链
分别位于____________________________________。
（2） 图中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有
________________________________、__________________________，过剩的
NADPH通过草酰乙酸—苹果酸穿梭，在光呼吸的过程______（填序号）消耗。
（3） 线粒体中的电子传递链促进过程③的机理是
_____________________________________________________________________
_____________________________________。
（4） 线粒体电子传递链有细胞色素途径(CP)和交替氧化途径( AP)。CP途径
有ATP的合成；AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失。为了进一步研
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究不同环境条件对两条途径的影响，科研人员利用正常植株和aoxla突变体（
AP功能缺陷）进行了相关实验，结果如下图所示。
① 正常情况下，黑暗时电子传递链以________途径为主。
② 光照过强时，光保护主要依赖于________途径，而不是另一途径，从物质和
能量变化的角度分析其原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________。
③ 温度与光保护机制的关系是
____________________________________________________________。
【答案】（1） 叶绿体基质；叶绿体的类囊体膜、线粒体内膜
（2） C3的还原（卡尔文循环）；草酰乙酸转变为苹果酸；④
（3） 电子传递过程中促进NADH向NAD
+转化，为过程③提供NAD
+等，促进
过程③的进行
（4） ① CP
② AP；AP途径能量以热能的形式散失，而CP途径受细胞内ADP和Pi等的限
制
③ 温度较高时光保护机制加强，低温时光保护机制下降
【解析】
（1） 过程①是光呼吸中O2
 在Rubisco 的催化作用下生成乙醇酸的阶段，这一阶
段主要发生在叶绿体基质中。叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于叶绿体的
类囊体膜和线粒体内膜。
（2） 叶绿体中C3
 的还原（卡尔文循环）、草酰乙酸转变为苹果酸均需要
NADPH
 的参与。过剩的NADPH
 通过草酰乙酸—苹果酸穿梭，在光呼吸的过程
④消耗。
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（3） 线粒体中的电子传递链促进过程③的机理是电子传递过程中促进NADH
 
向NAD
+
 转化，为过程③提供NAD
+
 等，促进过程③的进行。
（4） ① 正常情况下，黑暗时电子传递链主要通过CP 途径进行。
② 光照过强时，光保护主要依赖于AP
 途径，而不是CP
 途径，原因是AP
 途径
无ATP
 的合成，能量以热能的形式散失，这样可以避免过剩的还原能导致自由
基的产生，损伤膜结构。
③ 温度与光保护机制的关系是温度越高，光保护机制越活跃。这是因为高温可
以加速生物体内的化学反应速率，从而使光保护机制更加迅速地消耗过剩的还
原能，保护细胞免受损伤。
11．[2024·盐城高三二模]气孔是由两个保卫细胞（含有叶绿体）围成的空腔，
主要分布在植物叶片表皮。研究者利用拟南芥对气孔开闭的条件和机理进行了
相关的研究。回答下列问题：
（1） 提取拟南芥叶片中的色素时，为使充分研磨，可加入
____________________________，提取过程加入碳酸钙的作用是
__________________________________________。用层析法分离色素时，叶绿
素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是______________。
（2） 干旱可诱导拟南芥体内脱落酸（ABA）含量增加以减少失水，催化ABA
的生物合成需要关键酶N和分泌型短肽C（由C基因表达产生）。分别用微量的
分泌型短肽C 或ABA处理拟南芥根部后测定叶片气孔开度，实验结果如下表所
示（已知拟南芥根部处理前的气孔开度为0.9）。该实验的因变量是__________。
与处理前比较，分泌型短肽C 和ABA均能够____（填“增加”或“降低”）气
孔开度，据此说明干旱环境中用分泌型短肽C 和ABA处理拟南芥均可增强植株
抗旱能力的机制是
_____________________________________________________________________
_____________。
处理方式
不同处理时长下的气孔开放（宽度/长度）
1 h
 
3 h
 
ABA处理
0.6
0.4
分泌型短肽C 处理
0.8
0.5
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（3） 为进一步探究分泌型短肽C 的作用机制，分别在正常和干旱环境下处理
两种拟南芥（野生型和C基因缺失突变体），实验结果如上图所示。经干旱处
理后C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型，但都高
于对照组（正常环境），说明
_____________________________________________________________________
___________；C基因缺失突变体在正常和干旱环境中ABA含量都> 0，说明
_____________________________________________________________________
_______。
【答案】（1） 二氧化硅（或SiO2）；防止叶绿素分子被破坏（或保护色素）；
叶绿素a
（2） 气孔开度；降低；干旱环境中分泌型短肽C 和ABA均可通过降低气孔开
度减少失水
（3） 分泌型短肽C 可能通过促进N基因表达，进而促进ABA合成；没有分泌
型短肽C 的作用，植物在两种条件下也可合成ABA
【解析】
（1） 光合色素是脂溶性的，可以用无水乙醇提取，二氧化硅有助于充分研磨，
碳酸钙能够防止叶绿素分子被破坏。用层析法分离色素时，叶绿素a
 和叶绿素b
 
在层析液中溶解度较大的是叶绿素a。
（2） 由题干信息“分别用微量的分泌型短肽C
 或ABA 处理拟南芥根部后测定
叶片气孔开度”可知，实验的自变量是不同的处理方式，因变量是气孔开度。
由题表可知，分泌型短肽C
 和ABA 处理1 h 后，气孔开度分别为0.8 和0.6，与处
理前比较，分泌型短肽C
 和ABA
 均能够降低气孔开度，据此说明干旱环境中分
泌型短肽C
 和ABA
 均可通过降低气孔开度减少失水，以增强植株抗旱能力。
（3） 实验目的是探究分泌型短肽C
 的作用机制，据柱形图分析，经干旱处理
后C
 基因缺失突变体中的N
 基因表达量和ABA
 含量均显著低于野生型，但都高
于对照组，说明在干旱环境下，分泌型短肽C
 可能通过促进N
 基因表达，进而
促进ABA
 合成；C基因缺失突变体在正常（对照）和干旱环境中ABA
 含量都>0，
说明两种条件下都能合成ABA。
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12．[2024·南京、盐城高三一模]植物光合作用的场所是叶绿体，其光合速率
受多种外界因素的影响。回答下列问题：
（1） 叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA
编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分代谢途径如图1 所示。
图1
① 酶R的小亚基在________中的核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的____中
与酶R的大亚基组装成有功能的酶。
② 进行光合作用时，光能转化为ATP中的化学能是在__________（填场所）上
完成的。活化的酶R催化__________________产生C3，C3需被____________还
原，被还原的C3一部分进一步合成糖类，另一部分合成X，X为________。在
叶绿体中，糖类主要以淀粉形式储存，光合作用旺盛时，若植物合成的糖类以
可溶性糖形式储存在叶绿体中，则可能导致叶绿体__________。
（2） 科研人员以甜瓜为对象，研究温度和CO2浓度对甜瓜净光合速率（即光
合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）的影响，结果如图
2 所示。
图2
① 据2 图分析，甜瓜净光合速率并不与环境温度始终正相关，得出此结论的依
据是
_____________________________________________________________________
_________________________________________。
② 在一般情况下光合作用酶的最适温度比呼吸作用酶低。结合图中信息分析
26 ℃、CO2浓度为1.2～1.6 mL/ L时，净光合速率显著上升的原因是
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_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________。
【答案】① 细胞质；基质
② 类囊体膜；CO2的固定；NADPH；C5；吸水涨破
（2） ① 温度为36 ℃时的净光合速率低于温度为12 ℃、26 ℃和30 ℃时
的净光合速率
② 光合作用酶的最适温度比呼吸作用酶的低，因此26 ℃时光合作用酶的活性
高于呼吸作用酶的；CO2浓度为1.2～1.6 mL/ L时，CO2浓度升高，暗反应速
率增大，光合作用合成有机物的速率增大；同时，CO2浓度高抑制呼吸作用，
呼吸速率下降，所以26 ℃、CO2浓度为1.2～1.6 mL/ L时，净光合速率显著
上升
【解析】
① 由图1 可知，在细胞质中的核糖体上翻译形成的小亚基进入叶绿体内与在叶
绿体中的核糖体上进行翻译形成的大亚基，在叶绿体的基质中组装成有功能的
酶R。
② 光合作用过程中光反应阶段合成ATP
 是在叶绿体的类囊体膜上完成的。活化
的酶R
 催化CO2
 固定产生C3，C3还原需要NADPH
 作为还原剂。C3的还原产物除
了糖类外，还有C5，因此X
 为C5（五碳化合物）。光合作用合成的糖类，如以
大量可溶性糖的形式存在于叶绿体中，则可能使叶绿体内溶液的浓度升高，渗
透压增大，进而导致叶绿体吸水涨破。
（2） ① 据图2 分析，当环境温度由12 ℃
 到26 ℃
 再到30 ℃
 变化时，甜瓜
净光合速率在升高，但当环境温度为36 ℃
 时，甜瓜净光合速率下降，因此甜
瓜净光合速率并不与环境温度始终正相关。
② CO2
 是光合作用的原料，CO2浓度为1.2～1.6 mL/ L
 时，CO2浓度升高，暗
反应速率增大，光合作用合成有机物的速率增大；同时，CO2浓度高抑制呼吸
作用，呼吸速率下降；光合作用酶的最适温度比呼吸作用酶的低，因此26 ℃
 
时光合作用酶的活性高于呼吸作用酶的，所以26 ℃、CO2浓度为
1.2～1.6 mL/ L
 时，净光合速率显著上升。
热考提升练（一） 细胞呼吸和光合作用的综合应用
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1．[2024·南通高三二模]莱茵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图1 所示，PSⅠ、PSⅡ、Cyt b6 f 表示结构。请回答
下列问题：
图1
（1） 莱茵衣藻光合作用产生H 2的场所是____________。在光合作用的光反应
阶段，类囊体膜上的____________________________________吸收光能，并将
光能转化为________________________中的化学能参与到暗反应阶段。
（2） 氢酶对O2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
中莱茵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茵衣藻的生存很重
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 所示）。
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、乙酸等弱酸后莱茵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
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（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
莱茵衣藻的光合产氢量，结果如图3 所示。光照72 h，产氢量更多的是
____________培养液培养的莱茵衣藻。推测硫可能____（填“促进”或“抑
制”）了PSⅡ或Cyt b6 f 的功能，使类囊体腔中的H
+浓度____。
图3
【答案】（1） 叶绿体基质；光合色素（或PSⅠ、PSⅡ）；ATP和NADPH
（2） 光合作用的光反应阶段会产生O2，O2浓度升高使氢酶失活而不能生成H 2
（3） ① 细胞质基质；氢离子无法直接穿过类囊体膜
 AB
②
（4） TAP- S；抑制；降低
【解析】
（1） 由题图可知，类囊体腔内建立了高浓度的H
+，H
+除了来源于水的光解，
还来源于Cyt b6 f
 的传递，题图上方表示叶绿体基质，因此莱茵衣藻光合作用
产生H 2
 的场所是叶绿体基质。光反应阶段，类囊体膜上的光合色素（或PSⅠ、
PSⅡ）吸收光能，并将光能转化为ATP
 和NADPH
 中的化学能参与到暗反应阶
段。
（2） 分析题意可知，氢酶对O2
 极其敏感，当氧分压达到2% 时即可迅速失活，
光合作用的光反应阶段会产生O2，O2浓度升高使氢酶失活而不能生成H 2，故在
光合作用过程中莱茵衣藻通常产氢量较低。
（3） ① 无氧呼吸的场所是细胞质基质；由题图可知，弱酸分子可进入类囊体
腔，并解离出氢离子，由于氢离子无法直接穿过类囊体膜，且类囊体腔内的缓
冲能力有限，导致腔内氢离子不断积累，出现酸化。
② 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，即无氧呼
吸产生弱酸的总积累量多，进而类囊体腔内的酸化程度高，可说明无氧呼吸产
生弱酸导致类囊体腔酸化，A 符合题意；甲酸、乙酸都是弱酸，外源添加弱酸
后莱茵衣藻均出现类囊体腔酸化的现象，可说明无氧呼吸产生弱酸导致类囊体
腔酸化，B 符合题意；无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在黑暗条件下未发
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现类囊体腔酸化，可能与突变等现象有关，不能直接证明无氧呼吸产生弱酸导
致类囊体腔酸化，C 不符合题意。
（4） 据题图可知，实验的自变量是光照时间和培养液类型，因变量是光合产
氢量，光照72 h，产氢量更多的是TAP- S 培养液培养的莱茵衣藻；结合（1）
可知，Cyt b6 f 能促进H
+
 的传递，而TAP- S
 培养液（缺硫）条件下光合产氢量
更大，说明硫可能抑制了PSⅡ或Cyt b6 f
 的功能，使类囊体腔中的H
+
 浓度降低。
2．图1 为叶绿体中卡尔文循环的三个阶段和碳输出的过程，图2 为卡尔文循环
中某些酶活性转换的示意图，请据图回答下列问题：
图1
（1） 图1 中b过程需要的能量由________________________提供，c过程需要
的酶位于____________。
（2） 精细的调控机制保障了卡尔文循环中能量的有效利用：
① 当叶绿体中二磷酸核酮糖含量低时，可通过
____________________________________________________方式增加其含量。
② 磷酸丙糖通过叶绿体膜上的Pi运转器运入细胞质的同时将等量的Pi运入叶绿
体。磷酸丙糖合成蔗糖时会释放Pi，如果蔗糖的输出受阻，则其合成速率会
____，造成____________________________，从而影响卡尔文循环的正常运转。
③ 叶绿体卡尔文循环中酶的数量和活性都会受到调控，其酶数量可通过调控
________________________的表达水平来实现。图2 表示卡尔文循环中某些酶
在黑暗中巯基会氧化形成________，从而使酶失活。
（3） 图1 中a过程的酶催化效率极低，而且该酶是双功能酶，当CO2与O2浓度
比例__时，该酶能催化二磷酸核酮糖与O2结合，从而使光合效率降低。
【答案】（1） ATP和NADPH；叶绿体基质
（2） ① 磷酸丙糖不输出循环，从而增强图中c过程
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② 降低；磷酸丙糖在叶绿体中积累
③ 细胞核和叶绿体基因；二硫键
（3） 低
【解析】
（1） 图1 中b 过程需要的能量来自ATP 和NADPH，均由光反应提供。c过程也
是C3
 还原的一部分，场所是叶绿体基质。
（2） ① 据图1 分析可知，如果磷酸丙糖含量过多，就会形成淀粉和蔗糖，运
输到细胞质基质。当叶绿体中二磷酸核酮糖含量低时，可通过磷酸丙糖不输出
循环，从而增强图中c
 过程。
② 磷酸丙糖合成蔗糖时会释放Pi，如果蔗糖的输出受阻，则反应物消耗减少，
生成受阻，蔗糖合成速率会降低，造成磷酸丙糖在叶绿体中积累，影响卡尔文
循环的正常运转。
③ 叶绿体是半自主性细胞器，也含有DNA，故其酶数量可通过调控细胞核和
叶绿体基因的表达水平来实现。图2 表示卡尔文循环中某些酶在黑暗中巯基会
氧化形成二硫键，从而使酶失活。（3）图1 中a 过程的酶催化效率极低，而且
该酶是双功能酶，受CO2 与O2 浓度的影响，当CO2 与O2 浓度比例低时，该酶能
催化二磷酸核酮糖与O2
 结合，从而使光合效率降低。
3．[2024·连云港高三一模]图1 为牡丹光反应过程示意图，图2、图3、图4
分别为在干旱胁迫下测定的大花黄牡丹与滇牡丹净光合速率、气孔导度、水分
利用效率的值。据图回答下列问题：
图1
图2
图3
图4
（1） 图1 中叶绿素、类胡萝卜素复合体的作用是________________________。
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（2） 光反应中最初电子供体是__________。伴随着电子的传递，H
+通过
__________方式从叶绿体基质转运至________腔积累，形成H
+浓度梯度，驱动
________的合成。当电子传递到光系统Ⅰ后，其作用是参与合成____________。
（3） 两种牡丹在干旱胁迫下，净光合速率降低的原因是
_____________________________________________________________________
_________________________________。在极度干旱条件下，两种牡丹中，调节
能力更强的是____________，判断的依据是
______________________________________________________。
（4） 浇水可缓解干旱胁迫，给植物浇H 2
18O形成C6 H 12
18O6，此过程中❑
18O的最
短转移途径是
________________________________________________________________（用
文字和箭头的形式加以描述，箭头上标注主要生理过程）。
【答案】（1） 吸收、传递和转化光能
（2） H 2O；主动运输；类囊体；ATP；NADPH
（3） 缺少水分，保卫细胞失水，部分气孔关闭，二氧化碳吸收减少，暗反应
减弱，净光合速率降低；大花黄牡丹；它在干旱时气孔导度较低，可以防止水
分的散失
（4） H 2
18O 
呼吸作用
→
 
 C
18O2 
光合作用
→
 
 C6 H 12
18O6
【解析】
（1） 由题图可知，叶绿素、类胡萝卜素复合体能够吸收、传递和转化光能。
（2） 题图中光反应中最初电子供体是H 2O。伴随着电子的传递，将两个H
+
 脱
下并逆浓度梯度释放到类囊体腔中，即H
+
 通过主动运输的方式从叶绿体基质转
运至叶绿体类囊体腔积累，形成一定的H
+
 浓度梯度，驱动ATP
 合成，最终实现
光能转化为ATP
 中活跃的化学能。当电子传递到光系统Ⅰ后，其作用是参与合
成NADPH。
（3） 干旱胁迫下，缺少水分，保卫细胞失水，部分气孔关闭，二氧化碳吸收
减少，暗反应减弱，净光合速率降低。在极度干旱条件下，两种牡丹中，调节
能力更强的是大花黄牡丹，因为它在干旱时气孔导度较低，可以防止水分的散
失。
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（4） 给植物浇H 2
18O 形成C6 H 12
18O6，此过程中❑
18O 的最短转移途径是H 2
18O 参
与有氧呼吸的第二阶段，产生C
18O2，C
18O2参与光合作用的暗反应产生
C6 H 12
18O6，即H 2
18O 
呼吸作用
→
 
 C
18O2 
光合作用
→
 
 C6 H 12
18O6
 
4．光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反
应释放CO2的过程称为光呼吸，其过程如下图所示。科学家采用基因工程获得
了酶A 缺陷型的水稻突变株，在不同条件下检测突变株与野生型水稻植株的生
长情况与物质含量，实验结果如下表所示。请回答下列问题：
条
件
0.5 %CO2
 
0.03 %CO2
 
0.03 %CO2
 
0.03 %CO2
 
指
标
平均株高/
cm
平均株高/
cm
乙醇酸含量/（μ g⋅g
-1叶
重）
乙醛酸含量/（μ g⋅g
-1叶
重）
突
变
株
42
24
1 137
1
野
生
型
43
42
1
1
（1） 取野生型水稻新鲜叶片烘干粉碎，提取光合色素。提取时，需加入无水
乙醇和碳酸钙，如未加碳酸钙，提取液会偏__色。用层析法分离光合色素时，
因四种色素随层析液在滤纸上的__________不同而出现色素带分层的现象。若
用不同波长的光照射叶绿素a的提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸
收率，可绘制出该色素的吸收光谱，其中在________________区明显偏暗。
（2） 产生乙醇酸的场所是____________。根据实验结果推测酶A 的功能是
__________________________。
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（3） 用电子显微镜可观察到叶绿体内有一些被称为“脂质仓库”的颗粒，其
体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是其中的脂质参与构成叶绿体中
的__结构。
（4） 大气中CO2含量约为0.03 %，根据题干信息，分析自然状态下突变株长势
不如野生型的原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________。
（5） 水稻光呼吸过程需要额外消耗能量，降低净光合效率，但在进化过程中
得以长期保留，其对植物的意义是消耗过剩的________________________，减
少对细胞的损害，同时还可以补充__________。
【答案】（1） 黄；扩散速度；红光和蓝紫光
（2） 叶绿体基质；催化乙醇酸生成乙醛酸
（3） 膜
（4） 因酶A 缺陷，乙醇酸无法转变为C3，C5生成受阻，而自然状态下CO2含
量较低，固定效率较低，积累有机物较少
（5） ATP和NADPH；CO2
5．同一地区种植玉米（C4植物）和水稻（C3植物）两种作物，夏季晴朗的白
天，水稻出现“光合午休”现象，而玉米没有此现象。研究发现：玉米叶肉细
胞含有典型叶绿体，维管束鞘细胞含有的叶绿体只能进行暗反应。请结合下图
回答下列问题：
图1
图2
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（1） 玉米维管束鞘细胞含有的叶绿体只能进行暗反应，因此玉米叶片光反应
发生在________________________________（填具体场所）上。由图1 可知，
CO2先后与____________________物质结合。玉米叶肉细胞和维管束鞘细胞结
构和功能不同的根本原因是____________________。
（2） 玉米维管束鞘细胞与相邻叶肉细胞通过胞间连丝相连，其作用是
________________________________________。
与水稻相比，玉米的CO2的补偿点较__。高温、干旱时玉米还能保持高效光合
作用的原因是
_____________________________________________________________________
___________________________。据此推测，图2 中______（填“A”或“B”）
植物为C4植物。
（3） 为了让水稻获得C4途径中固定CO2的酶，提高对CO2的亲和力，利用所学
的生物技术与工程相关知识，提出你的设计思路：
_____________________________________________________________________
___________________________。
（4） 强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可
导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑
制的影响机制，设计了下表实验方案（试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成），
请将表格补充完整。
实验步骤的目的
简要操作过程
获取实验材料
将生长状况一致的苹果幼苗栽于多个塑料盆中，
平均分成甲、乙、丙三组
设置对照组
对甲组叶片每天定时喷洒适量蒸馏水
设置探究BR功能的实验组
_________________________________________
①
___________________
测定叶绿素荧光参数和气体
交换参数
取若干健康成熟叶片置于相应溶液中在常光下蒸
腾过夜，24 h后每组随机取6 片叶置于强光下处
理4 h，测定相关指标
_______________________
②
___________
对照组和实验组均随机测定多个植株多片叶片
实验结果与分析
③实验结果如图3 所示，通过对乙组与丙组曲线
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的分析，推测BR可能是通过
________________________________发挥作用
图3
【答案】（1） 叶肉细胞的叶绿体类囊体膜；PEP、C5；基因的选择性表达
（2） 实现细胞间的物质运输和信息传递；低；玉米叶肉细胞中固定CO2的酶
亲和力更高，可利用低浓度CO2进行光合作用；A
（3） 获取C4途径固定CO2的酶的基因（PEP羧化酶基因），将其导入水稻细
胞
（4） 将乙组用等量BR处理，丙组用等量BR+ L处理；减少叶片差异产生的实
验误差；促进光反应关键蛋白的合成
情境命题最前沿4 光系统及电子传递链、光呼吸、CAM 途径、C4途
径
情境链接
1.光系统及电子传递链
（1）光系统 Ⅱ 进行水的裂解，产生O2、H
+和自由电子(e
-),光系统 Ⅰ 主要
是介导NADPH的产生。
（2）光反应时，通过光合色素将光能转化为电能，电子在电子传递体之间的传
递导致ATP和NADPH的合成。
（3）光合作用ATP的合成依赖ATP合酶，通过光系统中电子传递链释放的能量
在类囊体膜两侧建立质子梯度，质子顺电化学梯度流动时驱动ATP的合成。
2.光呼吸
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（1）光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的C5分解产生CO2
的过程。光呼吸是光合作用一个损耗能量的副反应。
（2）与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒体。光呼吸发生的条件是光
照、高O2含量和低CO2含量等。
（3）在干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭。
此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的NADPH和ATP，又可以为暗反
应阶段提供原料，因此光呼吸对植物有重要意义。
3.景天科植物（CAM
 途径）
（1）仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种类型的光合作用。这类植物特别
适合于干旱地区生长，其特点是气孔夜间开放，吸收并固定CO2，形成以苹果
酸为主的有机酸；白天则气孔关闭，不吸收CO2，但同时却通过光合碳循环将
从苹果酸中释放的CO2还原为糖。
（2）这是一种节省水的光合作用，参与CO2转化的细胞器除了叶绿体之外，还
有线粒体和液泡。
4.C4
 植物（C4
 途径）
（1）玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高温、干燥和强光的条件下生长。
（2）C4植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘细胞的叶绿体共同完成CO2的固定。
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（3）在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔大量关闭。这时，C4
植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用（通过CO2泵转变
为高浓度的CO2环境）。
情境演练
1．下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述
错误的是（  ）
A. 水裂解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4 层膜
B. NADP
+与电子(e
-)和质子( H
+)结合形成NADPH
C. 产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D. 电子(e
-)的有序传递是完成光能转换的重要环节
【答案】A
【解析】选A。水裂解产生O2
 的场所是叶绿体的类囊体膜，若被有氧呼吸利用，
其场所是线粒体内膜，要穿过1 层类囊体膜、叶绿体的内膜和外膜、线粒体的
外膜和内膜，共5 层膜，A 错误；光反应中NADP
+
 与电子(e
-) 和质子( H
+) 结合
形成NADPH，供暗反应过程使用，B 正确；由题图可知，产生的ATP 可用于暗
反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应，C 正确；电子(e
-) 的有
序传递是完成光能转换的重要环节，D 正确。
2．光呼吸是进行光合作用的细胞为适应O2/CO2气体环境变化，提高抗逆性而
形成的一条代谢途径。该过程是叶肉细胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2生成
CO2，并消耗能量的反应，过程如下图所示。下列叙述错误的是（  ）
A. 环境中O2/CO2的值升高，有利于有机物的积累
B. 光呼吸和有氧呼吸相似，都能消耗O2并产生CO2
C. 从能量利用角度看，光呼吸与暗反应都消耗ATP
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D. 光呼吸是植物在不利条件下，对细胞的一种保护措施
【答案】A
3．原本生活在干旱地区的多肉植物，经研究发现其CO2固定过程非常特殊，被
称为景天酸代谢途径。其光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用
过程中起重要作用，过程如下图所示。据图分析，下列叙述错误的是（  ）
A. 进行景天酸代谢的植物白天进行光反应，积累ATP和NADPH，晚上进行暗
反应合成有机物
B. 图示的代谢方式可以有效地避免植物由蒸腾过度导致的脱水，从而使该类植
物适应干旱环境
C. 与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是进行景天酸代谢
途径的植物
D. 多肉植物在其原生地环境中，其液泡中的pH会呈现白天升高、晚上降低的
周期性变化
【答案】A
【解析】选A。白天在光照条件下，进行景天酸代谢的植物通过光反应生成
NADPH
 和ATP，用于暗反应，晚上植物没有NADPH
 和ATP
 的供应，暗反应不
能进行，A 错误；图示景天酸代谢途径，白天气孔关闭减少水分散失，可以有
效地避免植物由蒸腾过度导致的脱水，从而使该类植物适应干旱环境，B 正确；
由于进行景天酸代谢途径的植物晚上气孔开放，不断吸收CO2
 用于合成苹果酸，
空气中的CO2
 减少，因此，与常见的C3
 代谢途径植物相比，夜间更适于放置在
室内的是进行景天酸代谢途径的植物，C 正确；多肉植物在晚上吸收CO2
 生成
苹果酸储存在液泡中（pH降低），白天苹果酸分解产生CO2
 用于暗反应（pH
升高），因此其液泡中的pH
 会呈现白天升高、晚上降低的周期性变化，D 正确。
4．小麦、水稻等大多数植物，在暗反应阶段CO2被C5固定以后形成C3，进而被
还原成(CH 2O)，这类植物称为C3植物。玉米、甘蔗等原产在热带的植物，CO2
中的碳首先转移到草酰乙酸(C4)中，然后转移到C3中，这类植物称为C4植物，
其固定CO2的途径如图1 所示。芦荟、仙人掌等植物白天气孔关闭、夜间气孔
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开放，这类植物在进化中形成了特殊的固碳途径，如图2 所示，这类植物称为
CAM植物。（注：PEP羧化酶比RuBP羧化酶对CO2的亲和力更强）
图1
图2
据图回答下列问题：
（1） C4植物的光反应发生在____细胞。在炎热干旱夏季的中午，C4植物比C3
植物的优越性表现为
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_________________________________。
（2） CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于
________________________________________过程，夜晚其叶肉细胞能产生
ATP的场所是________________________。
（3） 蝴蝶兰因花色艳丽、花姿优美、开花期长，一直以来深受爱花者的青睐。
有人想在室内大量培养蝴蝶兰，又担心植物过多在夜晚会释放大量的CO2不利
于健康。请你根据图1、图2 的固碳途径，利用CO2传感器，设计实验探究蝴蝶
兰是不是CAM植物。
实验思路：
_____________________________________________________________________
___________________________________。
实验结果和结论：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________。
【答案】（1） 叶肉；炎热干旱夏季的中午，植物气孔大量关闭，使空气中的
CO2不易进入细胞，细胞内CO2浓度较低，而C4植物的PEP羧化酶比RuBP羧化
酶对CO2的亲合力更强，可以利用低浓度的CO2
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（2） 苹果酸分解和细胞呼吸（有氧呼吸）；细胞质基质和线粒体
（3） 在密闭装置内种植蝴蝶兰，利用CO2传感器测定其白天和夜晚CO2含量变
化的差异；若密闭容器内白天CO2含量不变，晚上CO2含量下降，则为CAM植
物；若白天CO2含量下降，晚上CO2含量增多，则不是CAM植物
【解析】
（1） 结合题图1 可知，叶肉细胞的叶绿体中有类囊体而没有RuBP 羧化酶，因
此可以进行光反应，不能进行暗反应；C4植物的PEP
 羧化酶活性较强，对CO2
 
的亲合力很大，该酶起“CO2泵”的作用，把外界CO2“压”进维管束鞘薄壁细
胞中，增加维管束鞘薄壁细胞中的CO2。所以，在炎热干旱的环境中，叶片关
闭气孔以减少水分的散失，导致叶片中CO2
 浓度大大下降，在这样的环境中，
C4植物在较低CO2
 浓度时光合速率高于C3
 植物。
（2） 结合题图2 可知，CAM植物参与卡尔文循环的CO2
 直接来源于呼吸过程
的释放和苹果酸分解；夜晚其叶肉细胞能产生ATP
 的过程是呼吸作用，场所是
细胞质基质和线粒体。
（3） CAM
 植物白天气孔关闭、夜间气孔开放，因此要设计实验探究蝴蝶兰是
不是CAM
 植物，可从密闭容器中白天和晚上CO2
 的变化得知，将蝴蝶兰培养在
透明的密闭容器内，置于自然环境中，若白天CO2 含量不变，晚上CO2 含量下降，
则为CAM
 植物；若白天CO2 含量下降，晚上CO2 含量增多，则不是CAM
 植物。
情境命题最前沿5 提高农作物产量
情境链接
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情境演练
1．松土是很多农作物栽培中经常采取的一项措施。农田松土对农作物生长和水
土保持都可能带来影响。下列叙述正确的是（  ）
A. 农田松土可促进植物根系吸收无机盐
B. 农田松土可促进植物根系吸收有机物
C. 农田松土可促进土壤微生物厌氧呼吸
D. 农田松土可加重农作物病虫害
【答案】A
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2．高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研
究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3 %∼8 %。关于高温下
作物减产的原因，下列叙述错误的是（  ）
A. 呼吸作用变强，消耗大量养分
B. 光合作用强度减弱，有机物合成减少
C. 蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D. 叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
【答案】D
【解析】选D。呼吸作用的最适温度高于光合作用的最适温度，气温升高，植
物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A 正确；温度升高，可
能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B
正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，从而影响正常的生命
活动，造成减产，C 正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高
温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH
 和ATP
 减少，NADH在呼吸作用过程
中产生，D 错误。
3．关于生物学原理在生产实践中的应用，下列叙述错误的是（  ）
A. “一次施肥不能太多”是为了避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象
B. 农家肥在土壤中微生物的分解下产生CO2和无机盐，提高光合作用速率
C. “露田、晒田”能为根系提供更多O2,促进细胞呼吸，有利于根吸收无机盐和
有机物
D. “肥田之法，种绿豆最佳”，利用根瘤菌和绿豆的互利共生肥田
【答案】C
【解析】选C。“露田、晒田”能为根系提供更多O2，促进根细胞有氧呼吸，
有利于根吸收更多的无机盐，但不能促进根吸收有机物。
4．间作是指在同一田地上同时分行种植两种或两种以上作物的种植方式。研究
者进行了田间试验，比较了在不同施肥条件下，玉米单作，苜蓿（绿色豆科植
物）—玉米间作模式中的玉米相关指标的变化，结果如下图所示。回答下列问
题：
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（1） CO2在叶绿体中经过________________________________两个过程可以
被转化为(CH 2O)，转化过程中NADPH的作用是
______________________________________；据图分析，间作时玉米对CO2的
利用率____单作，判断的依据为____________________________________。
（2） 据图分析，施肥对玉米光合速率的影响为
_____________________________________________________________________
_______________________________________________。有人推测，间作时增施
N肥可以增加叶绿素的含量，请设计实验进行验证，写出实验思路：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__________________________________________________。
（3） 玉米和苜蓿的根系深浅不同，植株高矮不同，玉米间作套种苜蓿可充分
利用________________________________________（至少答出2 点）等资源提
高农作物产量。
【答案】（1） CO2固定和C3还原；还原C3并为该过程提供能量；大于；间作
时玉米的光合速率大于单作
（2） 玉米单作时，施肥能够提高玉米的光合速率，但效果不明显；间作时，
施肥能够显著提高玉米的光合速率；分别取生长状态相似的间作对照组和施N
组玉米叶片，用无水乙醇提取色素，并利用层析法对提取的色素进行分离，观
察叶绿素a和叶绿素b色素带的宽窄
（3） 光照、土壤水分、无机盐和CO2
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【解析】
（1） CO2
 在叶绿体中经过CO2
 固定和C3
 还原过程可以被转化为(CH 2O)，转化
过程中NADPH
 的作用是还原C3
 并为该过程提供能量；据图分析，间作时玉米
的光合速率大于单作，据此推测间作时玉米对CO2
 的利用率大于单作。
（2） 据图分析，玉米单作时，施肥能够提高玉米的光合速率，但效果不明显；
间作时，施肥能够显著提高玉米的光合速率。为了验证间作时增施N
 肥可以增
加叶绿素的含量，取生长状态相似的间作对照组和施N
 组玉米叶片，用无水乙
醇提取色素，并利用层析法对提取的色素进行分离，观察叶绿素a
 和叶绿素b
 色
素带的宽窄。
（3） 玉米和苜蓿的根系深浅不同，植株高矮不同，玉米间作套种苜蓿可充分
利用光照、土壤水分、无机盐和CO2
 等资源提高农作物产量。
5．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，
达到增加产量的目的。请回答下列问题：
（1） 轮作是指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的
种植方式。农民通常将玉米和大豆进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较
多，而对钙的吸收量较少；豆科植物吸收大量的钙，而对硅的吸收量极少。根
据题意可知，将玉米和大豆轮作的好处是
________________________________________________（答出一点即可）。
（2） 农民有时也会进行玉米和大豆的间行种植，其生物学原理是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__________________________。
（3） 很多植物不能混合种植，混合种植会导致产量下降。某生物兴趣小组欲
通过一次实验进行如下两方面的研究：一是验证甲、乙两种植物混合种植，导
致两种植物的单株平均干重均下降；二是探究两种植物根部竞争、茎叶竞争对
单株平均干重的影响强度。完成如下实验步骤以及实验结果分析。
① 实验步骤：
a．选择生长状况相似的健康甲、乙植株若干，分成适量且等量的几组备用。实
验共分四组，编号为A、B、C、D。
b．A、B 组的甲、乙植株__________，以此为对照；
C 组的甲、乙植株种植在同一土壤中但茎叶部分分开，以形成根部竞争；D 组
的甲、乙植株__________________________________________，
以形成茎叶竞争。
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c．在相同且适宜的条件下培养相同时间，测定各组植株的单株平均干重。
② 实验结果分析：
若
_____________________________________________________________________
_________________________，则说明根部竞争的影响大；
若
_____________________________________________________________________
_________________________,则说明茎叶竞争的影响大；若C、
D 组的单株平均干重比A、B 组低，且两组下降量相当，则说明根部竞争与茎
叶竞争的影响强度相当。
【答案】（1） 防止土壤养分失衡（或充分利用土壤营养）
（2） 利用大豆根瘤菌的固氮作用增加土壤中氮的含量，同时玉米和大豆间行
种植可充分利用光能（或提高光能利用率），提高单位土地面积的粮食产量
（3） ① 单独种植；种植在隔离的土壤中但茎叶部分交织
 C
②
、D 组的单株平均干重比A、B 组低，且C 组下降量大于D 组；C、D 组的
单株平均干重比A、B 组低，且C 组下降量小于D 组
【解析】
（1） 玉米主要吸收氮和硅，而大豆主要吸收钙，所以二者轮作的好处是防止
土壤养分失衡（或充分利用土壤营养）。
（2） 玉米和大豆间行种植，可利用大豆根瘤菌的固氮作用增加土壤中氮的含
量，同时玉米和大豆间行种植可充分利用光能（或提高光能利用率），提高单
位土地面积的粮食产量。
（3） ① b．实验设计时要注意单一变量原则和对照原则，A、B组的甲、乙植
株单独种植，以此为对照；C组的甲、乙植株种植在同一土壤中但茎叶部分分
开，以形成根部竞争；D组的甲、乙植株种植在隔离的土壤中但茎叶部分交织，
以形成茎叶竞争。
② 若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且C
 组下降量大于D
 组，则说明根
部竞争的影响大；若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且C
 组下降量小于
D
 组，则说明茎叶竞争的影响大；若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且
两组下降量相当，则说明根部竞争与茎叶竞争的影响强度相当。
专题四 细胞增殖、分化、衰老和死亡
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1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞的过程。 
2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。 3.细胞会经
历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。
大概念整合·一览纵横
【答案】DNA； 分裂期； 纺锤体； 漂洗； 染色； 同源染色体； 姐妹染色
单体； 均等； 变形； 基因的选择性表达； 形成不同组织、器官； 持久； 
含有本物种的全套遗传信息； 离体后形成新个体； 原癌基因或抑癌基因发生
突变； 无限增殖； 活性降低； 基因控制的细胞程序性死亡
命题点1 有丝分裂与减数分裂
知识整合 融会贯通
1．细胞周期中需关注的几个知识点
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【答案】姐妹染色单体； 前； 末； 前； 末； 前； 末； 姐妹染色单体
［易错提醒］（1）姐妹染色单体分离并非纺锤丝牵引的结果。姐妹染色单体先
分离，之后纺锤丝牵引（实验证据：低温或秋水仙素处理抑制纺锤体形成时，
染色体不能移向细胞两极，从而导致染色体加倍）。
（2）分裂后子细胞的三种去向：①继续分裂（如干细胞）；②暂不分裂（如肝
细胞）；③细胞分化（如神经细胞）。
2.聚焦染色体，辨别细胞分裂方式及时期
（1）前期：染色体散乱排列在细胞中。
①依据
②图像
（2）中期：染色体排列在赤道面上。
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①依据
②图像
（3）后期：染色体移向细胞两极。
①依据
②图像
3．细胞分裂中常考的3 类特殊曲线图
（1）每条染色体中DNA
 含量的变化
（2）同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线
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（3）核DNA
 相对含量和染色体数目柱形图
【答案】姐妹染色单体； 有丝分裂
4.生物变异在不同分裂方式中发生的原因
真题研究 体验领悟
【最新考情】
1．[2023·江苏选择考]由三条21 号染色体引起的唐氏综合征是一种常见遗传
病，患者常伴有自身免疫病。下列相关叙述错误的是（  ）
A. 病因主要是母亲的卵母细胞减数分裂时染色体不分离
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B. 通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断
C. 患者性母细胞减数分裂时联会紊乱不能形成可育配子
D. 降低感染可减轻患者的自身免疫病症状
【答案】C
【解析】选C。该病患病的原因理论上是患者的父亲或母亲减数分裂的过程中
出现异常，常染色体中的21 号染色体在减数第一次分裂后期没有分别移向细胞
两极，而是移向了细胞的同一极或是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后
没有移向细胞两极，以至于产生了含有2 条21 号染色体的精子或卵细胞，而后
参与受精形成了含有3 条21 号染色体的受精卵，但在现实生活中，唐氏综合征
发病主要原因是高龄孕妇产生了异常的卵细胞，A 正确；染色体变异可以通过
显微镜进行观察，三体中染色体数量增加一条，可统计染色体条数来进一步确
定，即可通过分析有丝分裂中期细胞的染色体组型进行产前诊断，B 正确；患
者含有3 条21 号染色体，其性母细胞减数分裂时这三条21 号染色体随机分开，
因而能形成可育配子，C 错误；由题意可知，唐氏综合征患者常伴有自身免疫
病，因此若降低感染可减轻患者的自身免疫病症状，D 正确。
2．[2024·江苏选择考]（多选）图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及
其相关基因。下列相关叙述错误的有（  ）
A. 有丝分裂或减数分裂前，普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B. 有丝分裂或减数分裂时，丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C. 有丝分裂后期姐妹染色单体分离，导致染色体数目及其3 对等位基因数量加
倍
D. 减数第一次分裂完成时，能形成基因型为MmNnTt的细胞
【答案】ABC
【解析】选ABC。在有丝分裂或减数分裂前间期，染色质进行复制，但此时形
成的染色单体在普通光学显微镜下不可见，A 错误；纺锤体的作用是牵引染色
体运动，而不是使丝状染色质螺旋化成染色体，染色质螺旋化是自身的变化，
B 错误；有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，导致染色体数目加倍，但基因数
量不变，C 错误；在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体可能
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会发生交换，增加了配子基因组合的多样性，所以减数第一次分裂完成时能形
成基因型为MmNnTt
 的细胞，D 正确。
［把脉高考］ 细胞分裂与遗传、变异的联系是高考中的高频考点，综合性较强。
常借助细胞分裂模式图考查减数分裂的特点及变异导致配子形成的多样性问题。
【历年考情】
辩正误
（1） [2022·浙江T8]用同位素标记法检测小鼠杂交细胞是否处于细胞周期的
S期，放射性同位素最适合标记在胞嘧啶。（  ）
（2） [2021·河北T2]有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。（ 
）
（3） [2021·浙江T8]植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数
目加倍。（  ）
（4） [2020·浙江T8 改编]高等动物胚胎干细胞分裂过程中，染色单体的形成
和姐妹染色单体的分离可发生在同一时期。（  ）
（5） [2019·江苏T2]细胞分裂前的间期既有基因表达又有DNA复制。（  ）
（6） [2017·江苏T16]假如右图是某生物体(2n= 4)正常的细胞分裂示意图，
若染色体①有基因A，则④有基因A 或a；而若图中的②表示X染色体，则③表
示Y染色体。（  ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） ×
（5） √
（6） √
练表达
（7） [2019·全国ⅡT30（2）]与初级精母细胞相比，精细胞的染色体数目减
半，原因是在减数分裂过程中
__________________________________________________。
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（8） [2017·全国ⅢT29（3）]培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，
以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是
____________________________________________________________（答出一
点即可）。
【答案】（7） 提示：染色体复制一次，而细胞连续分裂两次
（8） 完成DNA复制和有关蛋白质的合成、细胞适度生成
题组模拟 素养提升
突破1 细胞分裂的过程及特点
1．[2024·宿迁高三调研]图1 是洋葱根尖分生区细胞分裂图，①～⑤表示不同
的细胞分裂时期。图2 为二倍体水稻(2 N =24)花粉母细胞减数分裂某一时期的
显微图像，下列叙述正确的是（  ）
A. 图1①时期整个细胞的DNA与染色体数量之比等于1
B. 图1④时期细胞内两个中心体发出纺锤丝构成纺锤体
C. 图2 含12 对同源染色体，48 条染色单体
D. 图2 中可观察到X、Y 同源染色体联会，而图1 中观察不到该现象
【答案】C
【解析】选C。①表示有丝分裂后期，染色单体消失，每条染色体上含有1 个
DNA，但细胞质中也含有DNA，因此整个细胞的DNA
 与染色体数量之比大于
1，A 错误；④表示有丝分裂前期，洋葱是高等植物，不含中心体，B 错误；二
倍体水稻共有24 条染色体，故水稻细胞减数第一次分裂前期时共含有12 个四
分体，1 个四分体是由1 对同源染色体联会形成的，含有4 条染色单体，因此图
2 含12 对同源染色体，48 条染色单体，C 正确；洋葱是雌雄同体生物，所以图
2 和图1 中都观察不到X、Y同源染色体联会，D 错误。
2．下图是某雄性动物精巢中细胞进行分裂时，相关物质数量变化的部分曲线图。
下列叙述错误的是（  ）
A. 该图不可表示减数分裂过程中染色单体的数量变化
B. 若该图表示人体内细胞减数分裂时细胞中染色体的数量变化，则a=23
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C. 若a=1,则该图可以表示有丝分裂或减数分裂时一条染色体上DNA数量的变化
D. 若该图表示有丝分裂中核DNA数量变化，则BC段染色体数∶核DNA数=1:2
或1:1
【答案】A
【解析】选A。减数第一次分裂结束后染色单体数量减半，因此题图可表示减
数分裂过程中染色单体的数量变化，A 错误；人体精原细胞在减数分裂过程中
染色体数量变化为46→23→46→23，因此若题图表示减数分裂时细胞中染色
体数量的变化，则a=23，B 正确；若a=1，则题图既能表示减数分裂时一条染
色体上DNA
 数量的变化，也能表示有丝分裂时一条染色体上DNA
 数量的变化，
C 正确；若题图表示有丝分裂中核DNA
 数量变化，CD段表示细胞分裂，姐妹染
色单体分离发生在BC
 段，则BC
 段染色体数∶核DNA
 数可能为1:2
 也可能是1:1，
D 正确。
突破2 细胞分裂过程中的变异问题
3．如图为某哺乳动物的一个初级卵母细胞的染色体示意图，图中E /e、F / f 表
示染色体上的两对等位基因。下列叙述正确的是（  ）
A. 图中该初级卵母细胞发生的染色体行为属于染色体结构变异
B. 图中非姐妹染色单体发生交换，基因E和基因F发生了重组
C. 基因F / f 的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
D. 该细胞减数分裂完成后产生EF、eF、Ef 、ef 四种基因型的卵细胞
【答案】C
【解析】选C。该细胞正在发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换，属
于基因重组，染色体结构变异中的易位发生在非同源染色体之间，A 错误；题
图中非姐妹染色单体发生交换，基因E 和f 、基因e 和F
 发生了重组，B 错误；由
于发生交换，等位基因F / f
 的分离可发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂，
C 正确；该哺乳动物减数分裂完成后可能产生EF、eF、Ef 、ef 四种基因型的卵
细胞，但该初级卵母细胞减数分裂完成后只能产生一种基因型的卵细胞，D 错
误。
4．（多选）下图表示人体精巢中某细胞的分裂过程（仅显示部分染色体）。下
列有关叙述正确的是（  ）
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A. 过程Ⅰ发生了姐妹染色单体间的交换
B. 过程Ⅱ发生了姐妹染色单体的分离
C. 精巢中，a类型细胞数量与b类型细胞数量相当
D. 细胞c中不存在同源染色体
【答案】BD
【解析】选BD。据题图中染色体颜色可知，过程 Ⅰ 发生了同源染色体非姐妹
染色单体间的交换，A 错误；Ⅱ表示减数第二次分裂，在减数第二次分裂后期
会发生姐妹染色单体的分离，B 正确；细胞a 未发生变异，细胞b 发生了基因重
组，因此a 类型细胞的数量多于b 类型细胞的数量，C 错误；题图中次级精母细
胞中不存在同源染色体，故细胞c 中不存在同源染色体，D 正确。
突破3 通过同位素标记法考查细胞分裂的过程
5．[2024·浙江1 月选考]大肠杆菌在含有❑
3 H -脱氧核苷培养液中培养，
❑
3 H -脱氧核苷掺入新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺
入❑
3 H -脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。
掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2 次复制时，局部示意图如图。DNA双链区
段①、②、③对应的显色情况可能是（  ）
A. 深色、浅色、浅色
B. 浅色、深色、浅色
C. 浅色、浅色、深色
D. 深色、浅色、深色
【答案】B
【解析】选B。大肠杆菌在含有❑
3 H - 脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方
式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA
 第1 次复制后产生的子代DNA 的两条链一
条掺入❑
3 H - 脱氧核苷，另一条未掺入❑
3 H - 脱氧核苷，大肠杆菌拟核DNA
 第2
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次复制时，以两条链中一条掺入❑
3 H - 脱氧核苷，另一条未掺入的DNA
 分子为
模
板，结合题干显色情况可知，DNA双链区段①显浅色，②中两条链均掺入
❑
3 H - 脱氧核苷，显深色，③中一条链掺入❑
3 H - 脱氧核苷，一条链未掺入
❑
3 H - 脱氧核苷，显浅色，B 符合题意。
6．将两条单链均被❑
32 P标记的基因A 导入不含❑
32 P标记的某动物精原细胞中，
且基因A 的插入位置如下图所示。将该精原细胞置于不含❑
32 P的培养液中培养，
得到4 个子细胞，检测子细胞中的标记情况。若不考虑交换和染色体变异，则
下列叙述错误的是（  ）
A. 可能出现2 个子细胞中含❑
32 P，2 个不含❑
32 P的情况
B. 可能出现3 个子细胞中含❑
32 P，1 个不含❑
32 P的情况
C. 若4 个子细胞中均含❑
32 P，则该精原细胞一定进行了减数分裂
D. 若3 个子细胞中含❑
32 P，则该精原细胞一定进行了有丝分裂
【答案】C
命题点2 细胞的分化、衰老和死亡
知识整合 融会贯通
1．细胞分化与细胞的全能性
（1） 细胞分化的机理
（2） 细胞分化的“变”与“不变”
变
mRNA、蛋白质的种类；细胞的形态结构和生理功能如细胞器的种类和
数量存在差异
不变
________
④
、tRNA、rRNA；细胞的数目
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（3）细胞全能性的判断标准
2．
  
【答案】固缩； 水分； 色素； 降低
［易错提醒］多细胞生物个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中
有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体衰老。
3．细胞凋亡与细胞坏死的比较
 
【答案】自动； 被动
［易错提醒］（1）细胞凋亡与基因的选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。
（2）注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况。若是被病原体感染而
死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统消除，则属于细胞凋亡。
真题研究 体验领悟
【最新考情】
1．[2024·江苏选择考]我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞，再用小分
子TH 34成功诱导衍生成胰岛B 细胞。下列相关叙述错误的是（  ）
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A. 基因选择性表达被诱导改变后，可使体细胞去分化成多能干细胞
B. 在小分子TH 34诱导下，多能干细胞发生基因突变，获得胰岛素基因
C. 衍生的胰岛B 细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素，才可用于移植治疗糖尿
病
D. 若衍生的胰岛B 细胞中凋亡基因能正常表达，细胞会发生程序性死亡
【答案】B
【解析】选B。被诱导改变后，可使体细胞去分化成多能干细胞这个说法是正
确的。体细胞可以通过特定的因子导入和培养条件，基因的调控和表达模式的
改变，使得原本专一功能的体细胞去分化成为多能干细胞，A 正确；小分子药
物通常是通过调节现有的生物通路和基因表达来实现其功能，而胰岛素基因在
人体所有细胞中都存在，但只有在胰岛细胞中才会表达，所以多能干细胞在诱
导分化的过程中不会突然发生基因突变获得胰岛素基因，B 错误；胰岛B 细胞
在较高的血糖浓度下分泌胰岛素，降低血糖，所以衍生的胰岛B 细胞需在葡萄
糖的诱导下成功表达胰岛素，以确保衍生的胰岛B 细胞能够正常发挥作用，才
可用于移植治疗糖尿病，C 正确；凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛B 细
胞发生程序性死亡，也就是发生细胞凋亡，D 正确。
2．[2023·江苏选择考]下列关于细胞生命历程的叙述错误的是（  ）
A. 细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量
B. 抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老
C. 细胞自噬降解细胞内自身物质，维持细胞内环境稳态
D. DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变
【答案】B
【解析】选B。细胞分裂可以增加细胞数目，细胞凋亡会减少细胞数目，所以
细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量，A 正确；端粒酶是细胞中
一种延长端粒的酶，可以延缓细胞的衰老，故可以通过提高端粒酶的活性或数
量来延缓细胞衰老的过程，B 错误；细胞自噬是细胞通过溶酶体或液泡与双层
膜包裹的细胞自身物质融合，从而降解细胞自身物质的过程，有利于维持细胞
内环境稳态，C 正确；抑癌基因编码产生的蛋白质可以抑制细胞异常增殖，故
抑癌基因的突变或甲基化可能诱发细胞癌变，D 正确。
［把脉高考］ 细胞的分化、衰老和死亡常为高频考点，大多以简单的科学发现、
科技成果、实验研究等试题情境进行考查。
【历年考情】
辩正误
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（1） [2022·浙江T4]细胞凋亡受基因调控，仅发生在胚胎发育过程中。
（  ）
（2） [2020·浙江T7]愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中
mRNA的种类和数量相同。（  ）
（3） [2020·浙江T7]高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过程序性细
胞死亡实现的。（  ）
（4） [2019·全国ⅠT1]清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。
（  ）
（5） [2019·江苏T2]细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动。（  ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） √
（4） ×
（5） √
练表达
[2016·全国ⅡT40（4）]（6）与克隆羊“多莉”培育成功一样，其他克隆动
物的成功获得也证明了
______________________________________________________。
提示：动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
题组模拟 素养提升
突破1 细胞分化与细胞衰老
1．[2024·南京、盐城高三一模]2012 年10 月诺贝尔生理学或医学奖被科学家
约翰·格登和医学教授山中伸弥夺得，他们在细胞核重新编程研究领域做出了杰
出贡献。目前，山中伸弥和其他研究小组已把多种组织（包括肝、胃和大脑）
的细胞，转变成了诱导多功能干细胞，并让诱导多功能干细胞分化成了皮肤、
肌肉、软骨、神经细胞以及可以同步搏动的心脏细胞。下列相关叙述错误的是
（  ）
A. 成熟细胞被重新编程的过程中细胞的分化程度逐渐降低
B. 诱导多功能干细胞能分化成神经细胞，神经细胞不能脱分化成诱导多功能干
细胞
C. 诱导多功能干细胞与成熟细胞相比，细胞内DNA的含量不变，RNA的含量发
生了变化
D. 诱导多功能干细胞分化的过程与基因有关，与细胞直接生活的微环境有关
【答案】B
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【解析】选B。细胞重新编程是将成熟体细胞重新诱导回早期干细胞状态，用
于发育成各种类型的细胞，此时诱导多功能干细胞的分化程度比成熟细胞低，
A 正确；由题干信息可知，通过细胞核重新编程，成熟细胞（包括肝、胃和大
脑）也能分化成诱导多功能干细胞，B 错误；细胞都是由一个受精卵发育而来
的，细胞核内DNA
 一样，但基因是选择性表达的，所以转录出来的RNA
 不同，
合成的蛋白质也不同，C 正确；细胞分化的过程是基因选择性表达的过程，基
因选择性表达的过程不仅与基因有关，也会受细胞直接生活的微环境影响，D
正确。
2．[2024·南通高三调研]细胞衰老的原因有复制性衰老（生理因素引起的细胞
分裂能力减退最终消失）、应激性衰老（外界环境各种刺激导致细胞寿命缩
短）和发育程序性衰老（生命体在胚胎时期就开始的衰老）等。下列相关叙述
错误的是（  ）
A. 染色体端粒随DNA复制缩短促使细胞衰老属于复制性衰老
B. 紫外线照射引起的自由基过多促使细胞衰老属于应激性衰老
C. 胚胎期相关基因表达促使细胞衰老属于发育程序性衰老
D. 应激性衰老和发育程序性衰老均不利于个体生命活动的正常进行
【答案】D
【解析】选D。染色体端粒随DNA 复制缩短促使细胞衰老属于复制性衰老，为
生理因素引起的细胞分裂能力减退最终消失，A 正确；紫外线照射引起的自由
基过多促使细胞衰老属于外界环境各种刺激导致细胞寿命缩短，属于应激性衰
老，B 正确；生命体在胚胎时期相关基因表达促使细胞衰老属于发育程序性衰
老，C 正确；发育程序性衰老有利于细胞的自然更新，有利于个体生命活动的
正常进行，D 错误。
突破2 细胞死亡
3．[2024·南通高三二模]细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是细胞被病原体感染而
发生的程序性死亡。细胞感知来自细菌、病毒等信号的刺激，蛋白酶E被激活，
剪切焦孔素D，产生N末端的氨基肽段和C 末端的羧基肽段，其N末端会引起
细胞质膜溶解，释放大量炎性细胞因子，快速启动机体天然免疫。下列说法正
确的是（  ）
A. 细胞焦亡与细胞凋亡的区别是前者会产生炎症反应，而后者不会出现
B. 焦孔素D 本质是蛋白质，激活蛋白酶E能将其水解成氨基酸
C. mRNA和tRNA种类的变化都可以作为判断癌细胞是否凋亡的依据
D. 细胞焦亡的本质是细胞坏死，不利于维持生物体内部环境的稳定
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【答案】A
【解析】选A。细胞焦亡会引起细胞质膜溶解，释放大量炎性细胞因子，细胞
焦亡与细胞凋亡的区别是前者会产生炎症反应，而后者不会出现，A 正确；蛋
白酶E 被激活，剪切焦孔素D，产生N
 末端的氨基肽段和C 末端的羧基肽段，
并不能彻底水解为氨基酸，B 错误；tRNA转运氨基酸，其种类通常是固定的，
不能作为判断癌细胞是否凋亡的依据，C 错误；细胞焦亡又称细胞炎性坏死，
是细胞被病原体感染而发生的程序性死亡，不同于细胞坏死，对于机体维持稳
态是有利的，D 错误。
4．[2024· 苏锡常镇四市高三一模]（多选）Annexin V / PI双染法是常用的
细胞凋亡检测方法，其原理是凋亡细胞质膜内侧的磷脂酰丝氨酸会发生外翻，
与绿色荧光素标记的AnnexinV 特异性结合；细胞中的DNA也能与红色荧光标记
的核酸染料结合，具体过程如下图所示。下列相关叙述正确的是（  ）
A. 正常细胞中观察不到红色荧光的原因是PI被细胞分解
B. PS外翻后细胞内酶的活性不都降低
C. 哺乳动物成熟红细胞在凋亡晚期时会出现图示所有现象
D. 该双染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞
【答案】BD
【解析】选BD。正常细胞中观察不到红色荧光的原因是核酸染料无法进入细胞
与DNA
 结合，A 错误；PS外翻后细胞内与凋亡有关的酶的活性会升高，B 正确；
哺乳动物成熟红细胞无细胞核，在凋亡晚期时不会出现题图所有现象，C 错误；
凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞均会发生细胞质膜破裂而检测到荧光，故该双
染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞，D 正确。
细胞凋亡、自噬、坏死的类型
类型
代表性实例
三类凋自然更新小肠上皮细胞、皮肤表皮细胞不断凋亡，机体不断产生新细
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亡
胞来替换
免疫防御
某些被病原体感染的细胞被细胞毒性T细胞裂解死亡
正常发育
脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50 %的细胞凋亡
二类自
噬
正常发育
处于营养缺乏的细胞
代谢受损
受到损伤、微生物入侵或衰老的细胞
一类坏
死
代谢受损机械损伤、药物毒害、病毒侵染等引起细胞代谢受损的死亡
专题强化训练
一、单项选择题
1．下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是（  ）
A. 根据自由基学说理论，清除细胞中的自由基可延缓细胞衰老
B. 植物组织培养的再分化过程中存在基因选择性表达
C. 靶细胞与细胞毒性T细胞结合后裂解属于细胞凋亡
D. 抑癌基因甲基化导致基因突变或降低基因表达
【答案】D
【解析】选D。根据自由基学说理论，自由基可攻击磷脂、蛋白质和DNA，导
致细胞衰老，因此，清除细胞中的自由基可延缓细胞衰老，A 正确；植物组织
培养的再分化过程中存在细胞分化，而细胞分化的本质是基因选择性表达，B
正确；细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程，故靶细胞与细胞毒性T
 细胞结合
后裂解属于细胞凋亡，C 正确；抑癌基因甲基化不会导致基因碱基序列改变，
但会影响基因的表达，进而引起表型改变，D 错误。
2．下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是（  ）
A. 植物组织培养的脱分化过程中没有发生基因选择性表达
B. 随着细胞分裂次数的增多，端粒逐渐变短，细胞核体积减小
C. 原癌基因突变或过量表达导致相应蛋白质活性过强可引起细胞癌变
D. “老年斑”的形成是因为核膜皱折，染色质固缩、染色加深
【答案】C
【解析】选C。脱分化过程是分化的细胞形成愈伤组织的过程，该过程存在基
因的选择性表达，A 错误；位于染色体两端的端粒随细胞分裂次数的增多而缩
短，缩短到一定程度时，细胞就无法继续分裂，从而导致细胞衰老与死亡，一
般情况下，细胞核会在分裂后恢复原来的大小，B 错误；原癌基因突变或过量
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表达导致相应蛋白质活性过强可引起细胞癌变，C 正确；老年人出现老年斑是
由于细胞内的色素随着细胞衰老而积累造成的，D 错误。
3．下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（  ）
A. 分化的细胞不具有发育成完整个体的潜能和特性
B. 衰老细胞的细胞质膜通透性和细胞骨架均发生改变
C. 凋亡的细胞会产生凋亡小体引发炎症反应导致机体损伤
D. 癌变细胞的细胞质膜表面糖蛋白增加导致其容易发生转移
【答案】B
【解析】选B。高度分化的细胞也具有发育成完整个体的潜能和特性，原因是
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完
整个体所必需的全部基因，比如高度分化的成熟叶肉细胞通过组织培养技术形
成完整植株，A 错误；衰老细胞的细胞质膜通透性和细胞骨架均发生改变，导
致物质运输等生命活动受到影响，B 正确；细胞凋亡受基因控制，有利于个体
生长发育，凋亡中形成的凋亡小体，不会引起炎症反应，C 错误；癌变细胞的
细胞质膜表面糖蛋白减少，黏着性下降，导致其容易发生扩散和转移，D 错误。
4．[2024·盐城高三二模]下图为二倍体水稻(2n=24)花粉母细胞减数分裂不同
时期的图像。下列叙述正确的是（  ）
A. 图 B→E 细胞正在进行减数第一次分裂
B. 图B 和图C 细胞中均含有24 个四分体
C. 图C→D 着丝粒分裂导致DNA数目加倍
D. 图D 细胞中的染色体组数是图B 细胞的2 倍
【答案】A
【解析】选A。题图中A 细胞处于减数分裂前间期，B 细胞处于前期Ⅰ，C 细
胞处于中期Ⅰ，D 细胞处于后期Ⅰ，E细胞处于末期Ⅰ，图B→E 细胞正在进行
减数第一次分裂，A 正确；图B 细胞处于同源染色体联会形成的四分体时期，
有12 个四分体，图C 细胞处于中期Ⅰ，无四分体，B 错误；图C 细胞处于中期
Ⅰ，图D 细胞处于后期Ⅰ，着丝粒未分裂，DNA数目不变，C 错误；图D 细胞
处于后期Ⅰ，图B 细胞处于同源染色体联会形成的四分体时期，图D 细胞中的
染色体组数和图B 细胞中的染色体组数相同，D 错误。
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5．[2024·无锡高三调研]在“建立雄性果蝇减数分裂染色体变化的模型”的实
践活动中，某同学采用橡皮泥为主体材料捏出每条染色体，并在每条染色体的
适宜位置嵌上1 粒小纽扣来模拟着丝粒。下列叙述错误的是（  ）
A. 减数分裂四分体时期，用于模拟每个四分体着丝粒的小纽扣数为2 粒
B. 减数第一次分裂后期，制作每对分离的染色体所用橡皮泥量必须完全相同
C. 减数第二次分裂中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤道面位置
D. 减数第一次分裂和减数第二次分裂后期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣总
数是相同的
【答案】B
【解析】选B。1 个四分体包含2 条染色体，故减数分裂四分体时期，用于模拟
每个四分体着丝粒的小纽扣数为2 粒，A 正确；雄性果蝇的X、Y 染色体大小不
一样，故减数第一次分裂后期，制作每对分离的染色体所用橡皮泥量不完全相
同，B 错误；减数第二次分裂中期，用于模拟染色体着丝粒的小纽扣排列在赤
道面上，C 正确；减数第一次分裂和减数第二次分裂后期，染色体的数目是相
同的，故用于模拟染色体着丝粒的小纽扣总数是相同的，D 正确。
6．雄果蝇(2n=8)基因型为AaBb，A、B 基因位于同一条常染色体上，该雄果
蝇某精原细胞减数分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段交换，
产生一个基因型为Ab的精子。该精原细胞进行减数分裂过程中，某两个分裂期
的染色体数量与核DNA分子数如下图所示。下列叙述正确的是（  ）
A. 甲、乙两时期细胞中的染色单体数均为8 条
B. 乙时期细胞中可能含有2 条X染色体
C. 来自另一个次级精母细胞的一个精子的基因型是ab或aB
D. 该雄果蝇产生的配子比例为1:1:1:1
【答案】B
【解析】选B。图甲中核DNA
 分子数是染色体数量的2 倍，此时染色单体数= 核
DNA
 分子数=8；图乙中染色体数量与核DNA
 分子数之比为1:1，细胞中无染色
单体，A 错误；图乙可表示减数第二次分裂后期、末期或减数分裂前间期，因
该果蝇为雄性，若题图表示减数分裂前间期，则乙时期细胞中含有1 条X
 染色
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体；若题图表示减数第二次分裂后期、末期，则乙时期细胞中可能含有2 条X
 
染色体，B 正确；产生该精子时，若是A、a基因所在的片段发生交换，则来自
另一个次级精母细胞的精子的基因型是AB 或aB；若是B、b基因所在的片段发
生交换，则来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是ab
 或aB，综合两种情况，
来自另一个次级精母细胞的精子的基因型是ab 或aB 或AB，C 错误；该雄果蝇基
因型为AaBb，A、B 基因位于同一条常染色体上，不考虑交换，能产生基因型
为AB
 和ab
 的精子，考虑交换，能产生基因型为AB、Ab、aB、ab的精子，交换
概率较低，因此产生四种精子的概率不是1:1:1:1，D 错误。
7．[2024·连云港高三一模]甲、乙为某高等雄性动物细胞不同分裂时期的模式
图，丙为分裂过程中每条染色体上DNA含量变化的示意图。下列相关叙述正确
的是（  ）
A. 甲、乙两细胞可能来自同一个次级精母细胞
B. 甲、乙两细胞中都含4 条染色体，甲细胞中有的染色体不含有染色单体
C. ①与②是染色体片段交换形成的，该变异属于染色体易位
D. 同源染色体联会、分离发生在丙图中的BC段
【答案】D
【解析】选D。若甲、乙两细胞来自同一个次级精母细胞，则乙细胞的染色体
应与甲大体相同，根据题图可知，甲细胞的子细胞与乙大致呈互补关系，所以
来自同一个初级精母细胞，A 错误；染色体的数目等于着丝粒的数目，所以甲、
乙两细胞中都含有4 条染色体，甲细胞中每条染色体上含有2 条染色单体，B
错误；①、②是在减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发
生了交换导致的，染色体易位发生在非同源染色体之间，C 错误；同源染色体
的联会、分离分别发生在减数第一次分裂的前期和后期，始终存在姐妹染色单
体，每条染色体上含有2 个DNA
 分子，即BC
 段，D 正确。
8．将某一经❑
3 H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2 N）置于不含
❑
3 H的培养基中培养，该细胞分裂两次后形成四个大小相等的子细胞。下列有
关说法正确的是（  ）
A. 若子细胞中染色体数为2 N，则其中含❑
3 H的染色体数一定为N
B. 若子细胞中染色体数为N，则其中含❑
3 H的DNA数为N /2
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C. 若子细胞中染色体都含❑
3 H ，则细胞分裂过程中可能会发生基因重组
D. 若子细胞中有的染色体不含❑
3 H ，则细胞分裂过程中发生了同源染色体分
离
【答案】C
【解析】选C。若进行有丝分裂，则细胞中DNA
 复制两次，第二次分裂形成的
子细胞中含❑
3 H
 的染色体数为0～2 N
 不等；若进行减数分裂，则DNA
 只复制一
次，子细胞中所有DNA
 均含❑
3 H，故A、B、D 错误。
二、多项选择题
9．[2024·南通高三调研]为探究重金属Cr
6+对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响，
将萌发的蚕豆种子在胚根长到1 cm时，转入盛有一定浓度Cr
6+溶液的培养皿中
浸泡处理，每隔24 h更换溶液，处理72 h后，制作有丝分裂装片，镜检、观
察，拍摄到如甲、乙所示的两幅图片，下列相关叙述正确的是（  ）
A. 制作有丝分裂装片时解离的时间要适当，确保根尖组织细胞分散
B. 压片中单层细胞区比多层细胞区更容易找到理想的分裂期细胞
C. 图甲所示细胞中姐妹染色单体正在分离，部分染色体出现断裂现象
D. 图乙所示细胞处于分裂末期，箭头所指微核是由断裂的染色体形成的
【答案】ABD
【解析】选ABD。制作洋葱根尖有丝分裂装片时，解离的时间不能过短或过长，
否则会导致根尖细胞重叠或过于酥软，不便于后续操作，A 正确；压片中单层
细胞区比多层细胞区更容易找到理想的分裂期细胞，B 正确；图甲中细胞染色
体的着丝粒排列在赤道面上，该细胞处于有丝分裂中期，C 错误；图乙细胞一
分为二，处于分裂末期，箭头所指为细胞中断裂的染色体片段由于在细胞分裂
末期不能进入子细胞核，而成为细胞核外的团块，称为微核，D 正确。
10．[2024· 苏锡常镇四市高三二模]基因型为CcShsh的玉米进行减数分裂时，
某一个卵母细胞内第9 对染色体可发生如右图所示的两种单交换。下列相关叙
述正确的是（  ）
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A. 图示变异发生在四分体时期的姐妹染色单体之间
B. Cc和Shsh两对基因间由于交换而发生基因重组
C. 若交换发生在Cc和Shsh两对基因相连区段内，则产生的是重组型配子
D. 若产生ShC和shc配子各占1/2，则交换发生在Cc和Shsh两对基因相连区段外
【答案】BD
【解析】选BD。题图变异是发生在四分体时期的同源染色体的非姐妹染色单体
之间，A 错误；根据题图可知，Cc和Shsh 两对基因间由于交换而发生基因重组，
B 正确；若交换发生在Cc 和Shsh 两对基因相连区段内，说明C、c和Sh、sh这两
对基因的位置不会改变，产生的配子情况与不发生交换的基因型细胞产生的配
子相同，因此不会产生重组型配子，C 错误；根据题图可知，基因型为CcShsh 
的玉米进行减数分裂时，不发生交换时产生的配子基因型为ShC
 和shc，题图中
左侧单交换没有改变Cc
 和Shsh
 这两对基因的位置，因此产生的配子与不发生交
换的基因型个体产生的配子相同，配子基因型有ShC
 和shc
 两种；而右侧单交换
改变了C、c这对基因的位置，说明交换发生在C、c这对基因所在的区段。若
产生的ShC
 和shc
 配子各占1/2，说明该交换方式不会改变基因的位置，则交换
发生在Cc 和Shsh 两对基因相连区段外，D 正确。
11．[2024·泰州高三一模]随细胞分裂次数的增加，端粒DNA序列被截短，使
细胞活动渐趋异常。人的癌细胞中，在端粒酶（由RNA和蛋白质组成）的作用
下，会伸长已缩短的染色体末端。研究发现，控制饮食和抑制胰岛素信号转导
可以降低RNA聚合酶Ⅱ（polⅡ）在合成RNA时沿着模板链的移动速率，从而延
缓细胞衰老。下列有关说法正确的是（  ）
A. 细胞衰老发生时，细胞核变大，水分减少，物质运输功能降低
B. 人的癌细胞中，端粒酶通过逆转录过程来修复缩短的染色体末端
C. 通过控制饮食可降低polⅡ在RNA上的移动速率，进而延缓细胞衰老
D. 胰岛素通过参与细胞代谢来影响细胞衰老进程
【答案】AB
【解析】选AB。细胞衰老发生时，细胞内的水分减少，体积变小，细胞核体积
变大，染色质固缩，物质运输功能降低，A 正确；人的癌细胞中，端粒酶通过
逆转录过程来修复缩短的染色体末端，B 正确；RNA聚合酶结合的位点在DNA
 
上，通过控制饮食可降低polⅡ在DNA
 上的移动速率，进而延缓细胞衰老，C 错
误；胰岛素作为一种激素，能调节血糖平衡，不参与细胞代谢，D 错误。
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12．细胞自主有序的死亡过程称为细胞凋亡。这一过程涉及内外因素的相互作
用以及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，如下图所示。下列说法正
确的是（  ）
A. 凋亡诱导因素往往来自细胞外，这些信号需要经过信号转导才能转变为图中
的死亡信号，据此推测，图中X指的是特异性受体
B. 癌细胞难以凋亡往往是因为凋亡相关基因已经突变无法发挥作用，据此推测
凋亡相关基因可能属于抑癌基因
C. 蛋白酶激活后可作用于蛋白质的肽键，限制性内切核酸酶激活后可作用于核
酸内部的氢键
D. 人体内凋亡小体的形成与细胞质膜的流动性有关，且最终可被吞噬细胞吞噬
【答案】ABD
【解析】选ABD。结合题图，凋亡诱导因素往往来自细胞外，想要传导进入细
胞，需要传递信息，而细胞质膜上的特异性受体能与其结合，从而起传递信息
的作用，故题图中X
 指的是特异性受体，A 正确。抑癌基因是一类存在于正常
细胞内可抑制细胞异常增殖，从而潜在抑制细胞癌变的基因。当抑癌基因发生
突变、缺失或失活时可引起细胞恶性转化而导致肿瘤发生，故据此推测凋亡相
关基因可能属于抑癌基因，B 正确。限制性内切核酸酶作用于磷酸二酯键，而
不是氢键，C 错误。凋亡过程中，以小泡形式形成由细胞质膜包裹的凋亡小体，
体现了细胞质膜的流动性，最终可以被吞噬细胞吞噬处理，D 正确。
三、非选择题
13．图甲表示小鼠上皮细胞一个细胞周期的4 个阶段（M表示分裂期，分裂间
期包括G1期、S期和G2期。G1期主要合成RNA和蛋白质；S期是DNA合成期；G2
期DNA合成终止，合成RNA及蛋白质）。图乙表示细胞群体中处于不同时期的
细胞数量和DNA的相对含量。请据图回答下列问题：
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（1） 用图甲中所示字母与箭头表示一个完整的细胞周期
____________________。
（2） 在M期，染色体数与核DNA数之比为1:2的时期是______期。末期不能
在细胞中部看到细胞板，从形成两个子代细胞的原因分析是因为
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________。
（3） 图乙中细胞数量呈现两个峰值，右侧峰值表示图甲中的
____________________期细胞。
（4） 若向小鼠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，
而处于其他时期的细胞不受影响。现测得小鼠肠上皮细胞周期各阶段时间如下
表所示：
分裂时期
分裂间期
分裂期
合
计
G1 
S
 
G2 
M
 
时长/h
3.4
7.9
2.2
1.8
15.3
预计加入过量胸苷约____h后，细胞都将停留在S期。
（5） 如果将一个小鼠体细胞中的核DNA全部用❑
32 P标记，放在不含❑
32 P标
记的培养液中分裂两次形成的四个子细胞中，含有放射性的细胞个数可能有
______个。
【答案】（1） G1→S→G2→M
（2） 前、中；动物细胞分裂成两个子代细胞是细胞质膜在赤道面位置处向内
凹陷，将细胞质一分为二，一个亲代细胞缢裂成两个子代细胞，不形成细胞板
（3） G2期和M
（4） 7.4
（5） 2、3、4
情境命题最前沿6 细胞周期调控
情境链接
细胞周期检验点负责检查本时期内所执行的“任务”情况，只有完成所有
“任务”之后细胞才能被放行进入下一个时期，否则细胞周期将暂停于某个检
验点上，以留出时间排除故障或进行修复。每个检验点都有一套监控机制，目
前已公认细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK )对此发挥了重要调控作用。不同种类
的CDK均可与相应的细胞周期蛋白结合而被激活，调控细胞周期的检验点。
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细胞周期的调控关键在分裂间期。有2 个起决定作用的控制点，从G1期进
入S期和从G2期进入M期。这2 个转变过程都是由一种被称为成熟促进因子
( MPF )的蛋白质复合体触发的。组成MPF的是两种蛋白：cdc 2的激酶和细胞周
期蛋白(cyclin)。cyclin有2 种：S -cyclin和M -cyclin。其调控过程如下图所示：
情境演练
1．某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激
酶(CDK )，两者可组成多种有活性的CDK -cyclin复合体，细胞周期各阶段间的
转换分别受特定的CDK -cyclin复合体调控，细胞周期如图所示，下列叙述错误
的是（  ）
A. 同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B. 细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK -cyclin复合体调控
C. 抑制某种CDK -cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D. 一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK -cyclin复合体会同步发生周期性变化
【答案】D
【解析】选D。同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间的长短一般不同，
A 正确；根据题意“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK -cyclin 复合体
调控”可知，细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK -cyclin 复合体调控，B
正确；由于细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK -cyclin
 复合体调控，因
此抑制某种CDK -cyclin 复合体的活性会使细胞周期停滞在特定阶段，C 正确；
由于一个细胞周期中，不同阶段的变化不是同步的，因此调控不同阶段的
CDK -cyclin 复合体不会同步发生周期性变化，D 错误。
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2．为保证细胞周期的正常进行，细胞中存在一系列检验点：检验点①评估细胞
是否适合进行DNA复制；检验点②评估是否有未复制的DNA；检验点③评估
DNA是否损伤及全部复制完成；检验点④评估是否所有染色体都与纺锤体相连
并排列在赤道面上。下列叙述错误的是（  ）
A. 通过检验点①，细胞核内将进行DNA复制
B. 通过检验点②，染色质高度螺旋化形成染色体
C. 通过检验点③，染色体与核DNA的数量比为1:2
D. 若用秋水仙素处理，细胞将停留在检验点④所处的时期
【答案】B
【解析】选B。检验点①评估细胞是否适合进行DNA
 复制，因此通过检验点①，
细胞核内将进行DNA
 复制，A 正确；检验点②评估是否有未复制的DNA，说明
该检测点在S
 期和G2
 期之间，而染色质高度螺旋化形成染色体是分裂期中的前
期特征，因此通过检验点②，若不能通过G2
 期的检测，也不能进入分裂期，B
错误；检验点③评估DNA
 是否损伤及全部复制完成，说明该检测点在S
 期后，
DNA已经完成了复制，每条染色体上含有两条DNA，即染色体与核DNA
 的数量
比为1:2，C 正确；秋水仙素可抑制细胞分裂时纺锤体的形成，若用秋水仙素处
理，纺锤体不能形成，则不能通过检验点④，故细胞将停留在检验点④所处的
时期，D 正确。
3．细胞周期包括物质准备(G1、S、G2)和细胞分裂( M )两个连续的阶段，其连
续变化的分子调控机制如下图所示。细胞周期中的检验点是停止前一阶段事件
而启动后一阶段事件的节点，类似于“关卡”，且MPF是通过G2检验点必需的
蛋白质复合物。CDK与周期蛋白的关系类似于“酶的激活剂”与酶的关系，每
种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能。下列说法错误的是 （  ）
A. G2期细胞内每条染色体包括两条染色单体，染色体数目不变
B. 周期蛋白可看作是CDK的“激活剂”，能循环使用
C. 同一种CDK可能有多个结合位点，能与多种周期蛋白结合
D. CDK与周期蛋白特异性结合形成MPF后，才能使细胞通过G2检验点
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【答案】B
【解析】选B。S期进行的是DNA
 复制，G2期进行的是细胞分裂所必需的蛋白
质合成，因此G2
 期细胞内每条染色体包括两条染色单体，染色体数目不变，A
正确；由题图可知，周期蛋白不能循环使用，B 错误；据题干信息可知，一种
CDK
 可与多种周期蛋白结合，推测一种CDK
 可能有多个结合位点，C 正确；由
题图可知，CDK与周期蛋白特异性结合可形成MPF，MPF是通过G2
 检验点必
需的蛋白质复合物，D 正确。
4．在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控，确保细胞增殖有
序进行。周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK 1结合形成复合物MPF后，激活的
CDK 1促进细胞由G2期进入M期；周期蛋白cyclin E与蛋白激酶CDK 2结合形成
复合物后，激活的CDK 2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性
和周期蛋白的浓度变化如下图所示。下列有关叙述错误的是（  ）
A. 周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期
B. 抑制CDK 1的活性可使细胞周期停滞在G2/ M检验点
C. 抑制cyclin E基因的表达，会促进细胞由G1期进入S期
D. 蛋白激酶CDK 2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
【答案】C
【解析】选C。根据题干信息“周期蛋白cyclin B 与蛋白激酶CDK 1
 结合形成复
合物MPF
 后，激活的CDK 1
 促进细胞由G2
 期进入M
 期；周期蛋白cyclin E
 与蛋
白激酶CDK 2
 结合形成复合物后，激活的CDK 2
 促进细胞由G1
 期进入S
 期”可知，
周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期，若抑制CDK 1
 的活性可使细胞周期停
滞在G2/ M
 检验点，A、B 正确；cyclin E基因的表达产物与蛋白激酶CDK 2
 结
合形成复合物后，激活的CDK 2
 促进细胞由G1
 期进入S
 期，故抑制cyclin E
 基因
的表达不能促进细胞由G1
 期进入S
 期，C 错误；激活的CDK 2
 能促进细胞由G1
 期
进入S
 期，故蛋白激酶CDK 2
 可能参与解旋酶和DNA
 聚合酶合成的调控，D 正确。
5．（多选）一个细胞周期可分为分裂间期(G1、S、G2)和分裂期( M )。如下图
所示，一个细胞周期存在多个检验点，只有经过各检验点检验合格后，细胞才
能顺利进入下一个时期。研究发现，细胞中存在一种有丝分裂促进因子( MPF )，
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可使A 时期细胞顺利通过检验点4 进入B 时期（已知DNA复制是在D 时期完成
的）。下列说法错误的是（  ）
A. A →B→C →D可表示一个细胞周期
B. 若用某种药物抑制DNA复制，则细胞不能通过的检验点是4
C. 若向A 时期细胞显微注射适量的MPF，可使G2期细胞进入M期的时间提前
D. 若用某种药物抑制细胞纺锤体的形成，则细胞不能通过检验点5
【答案】AB
【解析】选AB。题图中DNA 复制是在D 时期完成的，则D 时期为S 期，那么A
时期为G2
 期，B 时期为M
 期，C 时期为G1
 期，所以C →D→A →B
 可表示一个
细胞周期，A 错误；由于DNA
 复制是在D 时期完成的，所以若用某种药物抑制
DNA
 复制，则细胞不能通过的检验点是2，B 错误；MPF是有丝分裂促进因子，
若向A 时期细胞显微注射适量的MPF，可使G2
 期细胞进入M
 期的时间提前，C
正确；纺锤体在有丝分裂前期形成，若用某种药物抑制细胞纺锤体的形成，则
细胞不能通过检验点5，D 正确。