细胞代谢-【必背知识+真题回顾】2022年高考生物考前冲刺

专题3细胞代谢

1.核心概念

（D细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。（必修1P78）

（2）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。（必修1P80）

（3）酶：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。（必修1P83）

（4）酶活性：酶对化学反应的催化效率。（必修1P83）

（5）细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成

ATP的过程。（必修1P91）

（6）有氧呼吸：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二

氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。（必修1P94）

（7）光合作用：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释

放出氧气的过程。（必修1P101）

（8）同位素标记法：科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同

位素标记法。同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。（必

修1P102）

（9）化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化

能合成作用。（必修1P105）

2.要语必备

（1）教材黑体字

①同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。（必修1P80）

②酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。（必修1P85）

③ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。（必修1P88）

④吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。（必修1P99）

⑤叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许

多进行光合作用所必需的酶。（必修1P100）

（2）易混重难点

①ATP是细胞的直接能源物质，真核细胞ATP的来源有光反应及细胞呼吸，前者产自绿色植物，后者产自

绿色植物、动物和人等。（必修1P89）

②吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，

释放的能量储存在ATP中。（必修1P89）

③真核细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、［H］、ATP；第二阶段在线粒体基质中

进行，需耗水，产物为C02、|H］、ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，需耗02,能产生水，并产生大量

ATPo（必修1P94）

④叶绿体类囊体膜上4种色素分子的功能是吸收光能，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶

黄素主要吸收蓝紫光。（必修1P99）

⑤光反应可为暗反应提供ATP和［H］,暗反应可为光反应提供ADP和NADP+。（必修1P103）

⑥光合作用产物02中的氧全来自水，有氧呼吸产物H2O中氧全来自02。（必修1P103）

⑦绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被［H］还原.它必须首先与植物体内的C5（一种五碳

化合物）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被［H］

还原。（必修1P104）

⑧硝化细菌不能利用光能，但是能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HN02）,进而将亚硝酸氧化成硝酸

（HN03）。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类。（必修1P105）

3.长句模板

（1）加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别（必修1P80）

加热只是为反应提供能量，并不降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能，只是酶降低活

化能的作用更显著。

（2）绿叶中提取色素的原理（必修1P97实验）

绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。

（3）纸层析法分离色素的原理（必修1P97实验）

色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。

（4）恩格尔曼实验结论是什么？恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？（必修1P100资料分析）

实验结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

巧妙之处：实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。用好氧细菌可确定释

放氧气多的部位。没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰，用极细的光束照射，叶绿体上可分为光

照多和光照少的部位，相当于一组对比实验，临时装片暴露在光下的实验，再一次验证实验结果。

（5）光下培养密闭容器中的植物，容器中二氧化碳浓度先下降后不变的原因

开始时，光合作用吸收二氧化碳量大于细胞呼吸释放二氧化碳量，随着容器中二氧化碳浓度降低，光合作

用减弱，直至光合作用吸收的二氧化碳量与细胞呼吸释放的二氧化碳量达到动态平衡。

（6）二氧化碳浓度突然降低时，三碳化合物、五碳化合物含量分析

当二氧化碳浓度突然降低时，三碳化合物合成速率降低，消耗速率不变，导致三碳化合物减少；五碳化合

物合成速率不变，消耗速率却减慢，导致五碳化合物增多。

4、易错提醒

一、能量来去——酶

1.温度影响的活性实验需合适的材料，比如淀粉和淀粉醐。

2.用淀粉和淀粉酶做温度影响酶活性的实验，检测结果宜用碘液。

3.胰蛋白酶作用的底物（反应物）是蛋白质。

4.新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常

态转变为容易分解的活跃状态。分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。

5.Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，但它们并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解反应的

活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。

6.学科交叉：无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化淀粉水解，也能催化蛋白质水解,

还能催化脂肪水解。

7.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。0C左右时，醐的活性很低，但

酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在低温(0〜4°C)下保存。

8.溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素复合使用，能增强抗生素的疗

效。

9.果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。

10.加酶洗衣粉中添加的是蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等。加酶洗衣粉中的酶可不是直接来自生物体的，而

是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定性强。

二、能量来去——ATP

1.消化道中的水解反应与ATP的产生和水解无关，消化酶的分泌与ATP有关。

2.细胞内，吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应-一般与ATP的合成

相联系，释放的能量储存在ATP中。

3.ATP的结构简式为A—P〜P〜P,含三个磷酸基团和一个腺首。

4.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素

和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生

化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。

5.对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，

这样的实验叫做对比实验。探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，需要设置有氧和无氧两种条件,

这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可看出氧气条件对细胞呼吸的影响。

三、能量来去——细胞呼吸

I.细胞呼吸过程中，有机物稳定的化学能转化为热能和活跃的化学能•

2.动物细胞若能产生CO?，则产生于线粒体；植物和酵母菌细胞中的CO2产生于细胞质基质和线粒体；细

菌细胞中的CO2产生于细胞质基质。

3.有氧呼吸产生的CO?中的氧来源于丙酮酸和水。

4.CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使澳麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，根据这种变化，不仅可验

证CO2的有无，还可根据石灰水混浊程度或澳鹿香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短估计CO2的多少。

5.检测酒精的产生：橙色的重倍酸钾溶液，在酸性条件下与乙醉发生化学反应，变成灰绿色。

6.一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺

盛的部位。肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。

7.除没有线粒体的蛔虫等少数动物，大多数动物都能进行有氧呼吸并产生CO?。

8.葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能散失，少数储存到ATP中。

9.一般水果保鲜的条件是低氧、中湿、零上低温。

10.线粒体不能利用葡萄糖的原因是线粒体内缺乏分解葡萄糖所需的酶。

11.人体在剧烈运动时，肌肉处于暂时相对缺氧的状态，葡萄糖的消耗剧增，但产生的ATP并没有明显增

加，这是因为无氧呼吸分解有机物不彻底，能量没有完全释放出来。

12.小麦种子在含水量很低时，呼吸作用较弱，其主要原因是自由水含量少导致代谢反应速率减慢。

13.无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成

少量ATPo葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。

14.破伤风由破伤风芽抱杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就

容易大量繁殖。遇到这种情况，需要及时到医院治疗，如清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。

15.提倡慢跑等有氧运动的原因之一，是不致因剧烈运动导致氧的不足，而使肌细胞因无氧呼吸产生大量

乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。

四、能量来去——光合作用

1.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色

素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤

纸上扩散得快；反之则慢。这样，几分钟后，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

2.二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。

3.将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉

塞将试管口塞严。

4.叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光。

这些色素吸收的光都可用于光合作用。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。

5.学科交叉：光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是390〜760nm。不同波长的光，颜色不同。波长

小于390nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。一般情况下，光合作用所利用的光都是可见

光。

6.根据不同色素对不同波长的光的吸收特点，温室或大棚种植蔬菜时，应选择白色（无色）玻璃、补充蓝紫

光或红光光源。

7.海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、

深，这与光能的捕获有关。水层对光波中的红、橙部分（长波光）吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达

深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光

和绿光较多的红藻分布于深层。

8.光合作用过程中，光照强度突然增大，C3的合成速率增大。

9.叶绿体中的色素，提取时常用无水乙醇，层析液用于色素的溶解和分离。

10.植物光合作用所需的酶分布在叶绿体基质和类囊体薄膜。

11.光合作用实验中对叶片进行暗处理的目的是消耗掉叶片内的淀粉，防止干扰实验。

12.植物无土栽培的营养液应含有：水和各种植物必需的无机盐。

13.夏季晴天中午植物光合作用有所减弱，外界主要限制因素是C02浓度。

14.植物干旱缺水时光合作用减弱的主要原因是干旱导致气孔关闭，影响C02的吸收。

15.温度会影响光合作用的光反应和暗反应阶段，主要影响暗反应阶段。

16.利用层析法分离光合色素时，要注意不能让层析液淹没色素滤液细线。

17.夏季晴天中午时分及黄昏时分植物光合作用减弱的外界主要限制因素分别是C02浓度和光照强度。

18.研究植物的光合作用与呼吸作用时，通过测定气体变化量作为指标，光下测到的二氧化碳吸收量一般

应理解为净光合作用，在二氧化碳、氧气、葡萄糖相关计算中，一定要根据相关物质的摩尔数之比进行计

算后再按题意答题。

19.研究光合作用，需要考虑多方面的影响因素时，若题目没有特别限制，外因（如光照强度、温度等）和内

因（如色素和酶的数量）更优先的是外因；在外因中，变化幅度大的更优先（如pH一般变化不大，不考虑），

没有达到饱和点的更优先，直接因素优先于间接因素。

20.在暗反应阶段中，绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被［H］还原。它必须首先与植物

体内的C5（一种五碳化合物）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以

后，很快形成两个C3（一种三碳化合物）分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被［H］

还原。随后，一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化，形成糖类；另一些接受能量并被还原的C3则

经过一系列的化学变化，又形成C5,从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。在光合作用的过程中，

光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。

21.光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。

22.除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来

制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。例如，生活在土壤中的硝化细

菌，不能利用光能，但是能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HNO2）,进而将亚硝酸氧化成硝酸（HNO3）。

硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细

菌维持自身的生命活动。

5、重温真题

1.（2021.江苏.高考真题）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是（）

A.用摄子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验

B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态

C.为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液

D.实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡

【答案】A

【解析】

【分析】

把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞

液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中，使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生

质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了

质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中，

发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。

【详解】

A、叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中还含有叶绿体，而洋葱外表皮细胞

呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；

B、显微镜的使用方法是先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，B错误；

C、为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重:复几次，洋葱细胞

就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；

D、紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮，D错误。

故选Ao

2.（2021•江苏•高考真题）细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是（）

A.物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关

B.小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关

C.神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性

D.肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸

【答案】B

【解析】

【分析】

小分子物质物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输。自由扩散不需要载体和能量；协助扩

散需要载体，但不需要能量：主动运输需要载体，也需要能量：自由扩散和协助扩散是由高浓度向低浓度

运输，是被动运输。大分子物质通过胞吞和胞吐出入细胞，胞吞和胞吐过程依赖于生物膜的流动性结构特

点，需要消耗能量。

【详解】

A、物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关，也与分子大小有关，A正确；

B、小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关，与细胞质中其他溶质分子的浓度无

关，B错误；

C、膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分

子或离了通过，通道蛋白只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，C

正确；

D、肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输，D正确。

故选B。

3.（2021・海南•高考真题）某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有

A.该酶可耐受一定的高温

B.在L时，该酶催化反应速率随温度升高而增大

C.不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同

D.相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同

【答案】D

【解析】

【分析】

据图分析可知，在图示温度实验范围内，50℃酶的活性最高，其次是60℃时，在40℃时酶促反应速率随时

间延长而增大。

【详解】

A、据图可知，该酶在70℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；

B、据图可知，在td寸，酶促反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40℃<<50℃<60℃

<70℃,B正确；

C、由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率（曲线变平缓）时所需时间不同，其中70℃

达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；

D、相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率（曲线平缓）之后的反应

速率相同，D错误。

故选D。

4.（2021.海南•高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，l~2min后迅速分离得到细胞

内的ATPo结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几

乎一致。下列有关叙述正确的是（）

A.该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP

B.32P标记的ATP水解产生的腺昔没有放射性

C.32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等

D.ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内

【答案】B

【解析】

【分析】

ATP乂叫三磷酸腺甘，简称为ATP,其结构式是：A-P〜P〜P,A-表示腺昔、T-表示三个、P-表示磷酸基团，

“〜”表示高能磷酸键。

【详解】

A、根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP,A错误；

B、根据题干信息“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性

强度几乎一致。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺首没有放射性，B正确；

C、根据题干信息“放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团”可知，32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概

率不同，C错误；

D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。

故选Bo

5.（2021・海南•高考真题）研究发现，人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白下列

有关叙述箱号的是（）

A.该酶的空间结构由氨基酸的种类决定

B.该院的合成需要mRNA、IRNA和rRNA参与

C.“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂

D.“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用

【答案】A

【解析】

【分析】

酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数为蛋白质。

【详解】

A、根据题意可知：该酶的化学本质为蛋白质，蛋白质空间结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、

排列顺序和肽链的空间结构不同造成的，A错误；

B、根据题意可知：该酶的化学本质为蛋白质，合成蛋白质要经过转录和翻译过程，mRNA、tRNA和rRNA

都参与了翻译过程，因此该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与，B正确；

C、“废物蛋白”被该酶切割的过程中会发生分解，肽键断裂，C正确；

D、氨基酸是蛋白质的基本单位，因此“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用，D正确。

故选A,

6.（2021・湖北・高考真题）红细胞在高渗NaCl溶液（浓度高于生理盐水）中体积缩小，在低渗NaCl溶液

（浓度低于生理盐水）中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是（）

A.细胞膜对Na+和C「的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液

B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和CL水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液

C.细胞膜对Na+和C1-的通透性远高于水分子，Na+和从高渗溶液扩散至低渗溶液

D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,Na+和从高渗溶液扩散至低渗溶液

【答案】B

【解析】

【分析】

自由扩散：顺浓度梯度运输、不需要载体、不消耗能量；协助扩散：顺浓度梯度运输、需要载体、不消耗

能量；主动运输：逆浓度梯度运输、需要载体、消耗能量。

【详解】

大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na+和以主动运

输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和

Cr«由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液扩

散至高渗溶液，Na+和CI-从低渗溶液扩散至高渗溶液，B正确，ACD错误。

故选B。

7.（2021.湖北.高考真题）酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿宽属植物叶片嫩而多肉，深受大象喜

爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上，遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿览属植物会关闭

气孔，在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象，下列叙述错误的是（）

A.大象和马齿览属植物之间存在共同进化

B.大象和马齿范属植物存在互利共生关系

C.水分是马齿范属植物生长的主要限制因素

D.白天马齿宽属植物气孔关闭，仍能进行光合作用

【答案】B

【解析】

【分析】

1、不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。

2、互利共生是指两种生物生活在一起，彼此有利，两者分开以后双方的生活都要受到很大影响，甚至不能

生活而死亡。

【详解】

A、大象和马齿宽属植物属于不同种生物，它们之间相互影响，不断进化和发展，存在共同进化，A正确；

B、酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿宽属植物叶片嫩而多肉，深受大象喜爱，因此大象和马齿宽属

植物存在捕食关系，B错误：

C、酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿范属植物，酷热干燥缺少水分，因此水分是马齿苑属植物生长

的主要限制因素，C正确；

D、白天马齿览属植物会关闭气孔，但在凉爽的夜晚吸收CCh并储存起来，这些CO?在白天释放出来供给

马齿宽属植物光合作用需要，因此白天马齿宽属植物气孔关闭，仍能进行光合作用，D正确。

故选B。

8.（2021•湖北•高考真题）反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制。下列在生理或自然现象中，不属于

反馈调节的是（）

A.干旱时，植物体内脱落酸含量增加，导致叶片气孔大量关闭

B.某湖泊中肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙形成的种群数量动态变化

C.下丘脑产生的TRH刺激垂体分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的释放

D.动物有氧呼吸过程中ATP合成增加，细胞中ATP积累导致有氧呼吸减缓

【答案】A

【解析】

【分析】

负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化：

正反馈调节是指某一生成的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化。

【详解】

A、干旱时，植物体内脱落酸含量增加，导致叶片气孔大量关闭是植物对于环境的一种适应，不属于反馈调

节，A符合题意：

B、某湖泊中肉食性鱼类甲捕食草食性鱼类乙会导致乙的数量减少，乙数量的减少会导致甲的数量随之减少,

两种鱼形成的种群数量动态变化属于反馈调节，B不符合题意；

C、下丘脑产生的TRH刺激垂体分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的释放，该过程中存在TSH对TRH的负

反馈调节，C不符合题意；

D、动物有氧呼吸过程中ATP合成增加，细胞中ATP积累导致有氧呼吸减缓，该过程属于负反馈调节，D

不符合题意。

故选Ao

9.（2021.湖北•高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐

褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（）

A.常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏

B.密封条件下，梨呼吸作用导致Ch减少，CO2增多，利于保鲜

C.冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓

D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓

【答案】C

【解析】

【分析】

1、自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，抗逆性越差。

2、水果、蔬菜的储藏应选择零上低温、低氧等环境条件。

【详解】

A、常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮藏，A正确；

B、密封条件下，梨呼吸作用导致02减少，C0?增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故

利于保鲜，B正确；

C、细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C错误；

D、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐

变，密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。

故选C。

10.（2021•湖北・高考真题）在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下

列叙述错误的是（）

A.葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜

B.细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白

C.溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解

D.叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质

【答案】A

【解析】

【分析】

1、生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等组成.生物膜系统在成分和结构上相似，结构与功能上联系。

2、生物膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性.

【详解】

A、葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误；

B、真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白，该类蛋白发挥作用时可催化ATP水解，

为跨膜运输提供能量，B正确；

C、溶酶体内有多种水解酶，能溶解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解,

C正确；

D、叶绿体的类囊体膜是光反应的场所，其上分布着光合色素和蛋白质（曲等），利于反应进行，D正确。

故选A。

11.（2021.北京.高考真题）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（）

A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液

B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA

C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离

D.利用与双缩版试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质

【答案】C

【解析】

【分析】

绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和

碳酸钙（防止色素被破坏）：分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析

液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄

色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。

【详解】

A、肝脏细胞中存在过氧化氢酶，故需要破碎细胞制成肝脏研磨液来获得过氧化氢酶的粗提液，A正确；

B、不同物质在酒精溶液中的溶解度不同，故可粗提取DNA,B正确；

C、依据光合色素在层析液中的溶解度不同，对光合色素进行纸层析分离，C错误；

D、蛋白质与双缩胭试剂会发生紫色反应，可以利用与双缩胭试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质，D正

确。

故选C。

12.（2021•辽宁•高考真题）旗水合醐（No）广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利

用蛋白质工程技术在No的a和B亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型盾水合酶（ND。下列

有关叙述错误的是（）

A.Ni与No氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一

B.加入连接肽需要通过改造基因实现

C.获得N,的过程需要进行转录和翻译

D.检测Ni的活性时先将Ni与底物充分混合，再置于高温环境

【答案】D

【解析】

【分析】

1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对

现有蛋白质进行改造，或制造•种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只

能生产自然界已存在的蛋白质）。

2、蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质。

3、蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途

径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核甘

酸序列（基因）。

【详解】

A、在No的a和p亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型月青水合酶（M）,则Ni与No氨基酸

序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确；

B、蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；

C、Ni为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转隶和翻译两个过程，C正确；

D、酶具有高效性，检测Ni的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。

故选D。

13.（2021・辽宁・高考真题）科研人员发现，运动能促进骨骼肌细胞合成FDC5蛋白，该蛋白经蛋白酶切割,

产生的有活性的片段被称为莺尾素。莺尾素作用于白色脂肪细胞，使细胞中线粒体增多，能量代谢加快。

下列有关叙述错误的是（）

A.脂肪细胞中的脂肪可被苏丹HI染液染色

B.莺尾素在体内的运输离不开内环境

C.蛋白酶催化了莺尾素中肽键的形成

D.更多的线粒体利于脂肪等有机物的消耗

【答案】C

【解析】

【分析】

1、脂肪被苏丹in染成橘黄色，被苏丹iv染成红色。

2、蛋白酶能催化蛋白质的水解。

【详解】

A、脂肪可被苏丹HI染液染成橘黄色，A正确；

B、有活性的片段莺尾素通过体液运输作用于脂肪细胞，促进脂肪细胞的能量代谢，B正确；

C、蛋白酶切割FDC5蛋白形成有活性的莺尾素片段，蛋白酶催化肽键的断裂，C错误；

D、线粒体是有氧呼吸的主要场所，脂肪细胞线粒体增多，有利于脂肪细胞消耗更多的脂肪，D正确。

故选Co

14.（2021•辽宁・高考真题）蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关叙述错误的是（）

A.叶绿体中存在催化ATP合成的蛋白质

B.胰岛B细胞能分泌调节血糖的蛋白质

C.唾液腺细胞能分泌水解淀粉的蛋白质

D.线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质

【答案】D

【解析】

【分析】

蛋白质的功能——生命活动的主要承担者：（1）构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头

发、蛛丝、肌动蛋白。（2）催化作用：如绝大多数酶。（3）传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激

素。（4）免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）。（5）运输作用：如红细胞中的血红蛋白。

【详解】

A、叶绿体类囊体薄膜是进行光合作用的场所，能合成ATP,则存在催化ATP合成的酶，其本质是蛋白质,

A正确；

B、胰岛B细胞能分泌胰岛素，降低血糖，胰岛素的化学本质是蛋白质，B正确；

C、唾液腺细胞能分泌唾液淀粉酶，唾液淀粉酶属于分泌蛋白，能水解淀粉，C正确；

D、葡萄糖分解的场所在细胞质基质，线粒体膜上不存在运输葡萄糖的蛋白质，D错误。

故选D。

15.（2021•辽宁・高考真题）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（）

选项实验名称观察指标

A探究植物细胞的吸水和失水细胞壁的位置变化

B绿叶中色素的提取和分离滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄

C探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液的浑浊程度

D观察根尖分生组织细胞有丝分裂纺锤丝牵引染色体的运动

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【解析】

【分析】

1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）

和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层

析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄

色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）；

2、观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗

去解离液，便于染色）、染色（用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细

胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）；

3、观察植物细胞质壁分离及复原实验的原理：（1）原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大.（2）当外界

溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层收缩进而质壁分离.（3）当细胞液浓度大于外界溶液浓

度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原。

【详解】

A、在植物细胞质壁分离和复原的实验中，中央液泡大小、原生质层的位置和细胞大小都应该作为观察对象,

A正确；

B、绿叶中色素的提取和分离，观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄，B正确；

C、探究酵母菌细胞呼吸的方式，观察指标是培养液的滤液能否使重铝酸钾转变成灰绿色，C错误；

D、观察根尖分生组织细胞有丝分裂，细胞在解离的时候已经死亡，看不到纺锤丝牵引染色体的运动，D错

误。

故选B。

16.（2021・天津•高考真题）孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合

性。''下列实验材料选择不适合的是（）

A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象

B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂

C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素

D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA

【答案】C

【解析】

【分析】

洋葱是比较好的实验材料：

①洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂：

②洋葱鳞片叶外表皮细胞，色素含量较多，用于观察质壁分离和复原；

③洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验，叶肉细胞做细胞质流动实验。

④洋葱的内表皮细胞颜色浅、由单层细胞构成，适合观察DNA、RNA在细胞中的分布状况。

【详解】

A、洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为紫色，便于观察细胞的质壁分离和复原现象，A正确；

B、洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛，可以用来观察细胞有丝分裂，B正确；

C、洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素，C错误；

D、洋葱鳞片叶细胞有细胞核且颜色浅，可以用来粗提取DNA,D正确。

故选C。

17.（2021.天津.高考真题）富营养化水体中，藻类是吸收磷元素的主要生物，下列说法正确的是（）

A.磷是组成藻类细胞的微量元素

B.磷是构成藻类生物膜的必要元素

C.藻类的ATP和淀粉都是含磷化合物

D.生态系统的磷循环在水生生物群落内完成

【答案】B

【解析】

【分析】

1、组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、0、N、P、S、

K、Ca>Mg等，微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

2、生态系统的物质循环是指组成生物体的元素在生物群落与非生物环境间循环的过程，具有全球性。

【详解】

A、磷属于大量元素，A错误；

B、磷脂中含磷元素，磷脂双分子层是构成藻类生物膜的基本支架，故磷是构成藻类生物膜的必要元素，B

正确；

C、ATP由C、H、O、N、P组成，淀粉只含C、H、0三种元素，C错误；

D、物质循环具有全球性，生态系统的磷循环不能在水生生物群落内完成，D错误。

故选B。

18.（2021•北京•高考真题）在有或无机械助力两种情形下，从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗

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A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多

B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源

C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩

D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应

【答案】D

【解析】

【分析】

葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质：ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，其水解释放的

能量可满足细胞各项生命活动对能量的需求。

【详解】

A、由图可知，走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多，A正确；

B、葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”，B正确；

C、爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩，部分会转化为热能，C正确；

D、有机械助力时人确实比无机械助力消耗的能量少，但机械助力会消耗更多的能量，不利于缓解温室效应,

D错误。

故选D。

19.（2021.北京•高考真题）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正

常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（）

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01020304050

-叶片温度(℃)

A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近

B.35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等

C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能

D.HT植株表现出对高温环境的适应性

【答案】B

【解析】

【分析】

I、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或02的

释放量。净光合速率可用单位时间内的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。

2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。

【详解】

A、由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol”cm2sLA正确；

B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净

光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时两组植株的真正（总）光合速率无法比较，B错误：

C、由图可知，50℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大于

零，说明不能积累有机物，C正确；

D、由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT

植株对高温环境较适应，D正确。

故选B.

20.（2021•北京・高考真题）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（）

A.含有C、H、0、N、PB.必须在有氧条件下合成

C.胞内合成需要酶的催化D.可直接为细胞提供能量

【答案】B

【解析】

【分析】

A代表腺昔，P代表磷酸基团，ATP中有1个腺甘，3个磷酸基团，2个高能磷酸键，结构简式为A-P〜P〜

P。

【详解】

A、ATP中含有腺喋吟、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、0、N、P,A正确；

B、在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP,B错误；

C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确：

D、ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。

故选B。

21.（2021.江苏.高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚

线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。

（1）叶绿体在—上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是O

（2）光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3）,为维持光合作用持续进行，部分新

合成的C3必须用于再生______；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于

固定了一个CO2分子。

（3）在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地

将光照产生的中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为中的化学能。

（4）为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养10~14d

大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，

计算光合放氧速率（单位为RmolO2・mg"chl・lri,chi为叶绿素）。请完成下表。

实验步骤的目的简要操作过程

配制不同浓度的寡霉素丙酮寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药

溶液物浓度，用于加入水中

设置寡霉素为单一变量的对

①_______________

照组

②_______________对照组和各实验组均测定多个大麦叶片

光合放氧测定用氧电极测定叶片放氧

③_______________称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定

【答案】(1)类囊体薄膜叶绿素、类胡萝卜素

(2)C512

⑶[H]

ATP

(4)在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮减少叶片差异造成的误差

叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量)

【解析】

【分析】

图示表示植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖的合成以及呼吸作用过程的代谢途径，设计实验研究线粒

体对光合作用的影响。

(1)

光合作用光反应场所为类囊体薄膜，将光能转变成化学能，参与该反应的光和色素是叶绿素、类胡萝卜素。

(2)

据题意在暗反应进行中为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用；一分子蔗糖

含12个C原子，C5含有5个碳原子，据图固定1个CO2合成1个C3,应为还要再生出C5,故需要12个

C02合成-分子蔗糖。

(3)

NADPH起还原剂的作用，含有还原能，呼吸作用过程中能量释放用于合成ATP中的化学能和热能。

(4)

设计实验遵循单一变量原则，对照原则，等量原则，对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素丙酮溶液。

对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差.称重叶片，加乙醇研磨，定容,

离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。

【点睛】

本题主要考查光合作用与呼吸作用的过程，线粒体与叶绿体功能的理解和应用，意在增强学生设计实验的

能力，题目难度中等。

22.(2021•海南・高考真题)植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工

厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。

(1)植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是。除通气外，还需

更换营养液，其主要原因是。

(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是o生菜成熟叶片在不同光

照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在___________点所对应的光照强度；为提

高生菜产量，可在培植区适当提高CCh浓度，该条件下B点的移动方向是。

光照强度

(3)将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h,研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果

如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度;若将培植区的温度从T5调至T6,培植24h后,

与调温前相比，生菜植株的有机物积累量_________________________。

光合速率

呼吸速率：；

fI1I123.

TiT2T3T4T5T6T7

处理温度》C

【答案】(1)增加培养液中的溶氧量，促进根部细胞进行呼吸作用根细胞通过呼吸作用产生二氧化碳

溶于水形成碳酸，导致营养液pH下降；植物根系吸收了营养液中的营养元素，导致营养液成分发生改变

(2)植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光B右上方

(3)低

下降

【解析】

【分析】

影响光合作用的主要因素有：光照强度、二氧化碳浓度、温度等：第(2)题图表示光照强度对光合速率的

影响，第(3