2024届高考生物一轮复习专项练习二细胞的代谢

(2)细胞的代谢

1.耐盐碱水稻是指能在盐(碱)浓度0.3%以上的盐碱地生长且产量良好的水稻品种。

现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用

0.3g・mU的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图所示。下列叙述正确的是

()

时间/h

A.II组水稻原生质体的体积增加，说明II组水稻为耐盐碱水稻

B.n组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性

C.AB段，I组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱

D.BC段细胞原生质休体积增大是由于I组水稻细胞开始主动吸收K+、NO；

2.铁是人体内必不可少的微量元素，下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。

图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf-Fe3+结合形式进入血液。Tf-Fe3+与转铁蛋白受

体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是

()

小肠上.皮细胞

A.Fe?+顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散

B.Tf与TfR结合后携带Fe3+进入细胞的过程属于胞吞

C.蛋白2和转铁蛋白（Tf）都是细胞膜上的载体蛋白

D.H+进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量

3.某实验小组欲利用核桃幼苗研究氮素形态对根系呼吸速率的影响，在其他条件相同

且适宜的情况下，通过调整营养液中NH：-N与NO：；-N的比例，共设置A（100%：

0%）、B（75%：25%）、C（50%：50%）、D（25%：75%）、E（0%：100%）5

个氮素形态，每月测定并统计一次。进行氮素形态处理前对栽培基质浇灌大量清水，

最后测定实验结果如图所示。回答下列问题：

三

三

三

三

三

三

三

（1）有氧条件下，根细胞呼吸作用消耗水的场所是—，有氧呼吸的整个过程是—

（用反应式表示）。检测呼吸速率时，常用的指标是—。

（2）每次进行氮素形态处理前要对栽培基质浇灌大量清水，这样做的目的是—由实

验结果可知，随着处理时间的延长，核桃幼苗根系呼吸速率的变化是—推测与单独

施用NO：「N相比，单独施用NH：-N的核桃幼苗根系呼吸速率一（填“更快”或“更

慢”）。

（3）在农业生产上，要提高根系细胞呼吸速率，除本实验所述的措施外，种植户还可

采取的措施有（答出两点即可）。

4.兴起于19世纪的第一次“绿色革命”获得了水稻半矮化突变体，半矮秆水稻虽抗倒

伏、高产，但对氮的利用效率不高。中国科研团队就如何进一步提高水稻产量，减少

农业生产对环境的影响这一问题进行了持续探索，并于2020年在水稻高产和氮素高效

协同调控机制领域获得重要突破。为探究高浓度CO?下氮素供应形态对植物光合作用

的影响，研究人员以武运粳稻为实验材料，在人工气候室利用无土栽培技术进行了相

关实验，部分结果如下表。请回答有关问题:

氨态氮

理措施硝态氮（NO；）硝态氮（NO；）

检测结最、X（NH：）、身

正常浓浓度C02高浓度CO2

浓度CO2

叶绿素SPAD值50514244

净光合速率17.521.53542.8

注：SPAD值与叶绿素含量呈正相关，净光合速率单位：［nmol/（m2・s）］。

（1）环境中的氮元素进入叶肉细胞后，可用于合成与光合作用相关的酶（如RuBP竣

化酶），RuBP竣化酶分布在—,能将CO2固定为—，再进一步被还原为糖类。

此外氨元素还能用于合成—（答出其中两种），进而促进光合作用。

（2）表中X处理措施应为。据表分析，能够显著提高该水稻净光合速率的氮素

供应形态是_____o从物质跨膜运输的角度分析，原因可能是_____。

（3）植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中

氮素的含量及分配进行了检测，结果如下：

(

卓

)

出

去非光合氮素

血

叼捕光氮素

医

会技化氮素

团

帖

注:叶片氮索可分为光合原素和非光合飒素;前者包

括捕光氨索和陵化规素。

检测结果显示：相对于中氨，高氮环境下，氨素从一向—转化，且竣化氮素所占

比例降低，进而影响了光合作用的阶段，导致光合速率下降。

5.随着各种生物技术的发展，科学家对光合作用的研究也越来越深入。如表是科研人

员用番茄大棚和草莓大棚研究不同空气污染情况对大棚温度、光合有效辐射、光合速

率的影响。（光合有效辐射：植物进行光合作用，被光合色素吸收并转化的太阳能）

番茄大棚

光合有效辐射相对

空气质量棚温/℃光合速率相对值

值

良25.698720.4

轻度污染23.4746119.6

重度污染23.547717.1

重度污染23.132511.8

草辑大棚

光合有效辐射相对

空气质量棚温/℃光合速率相对值

值

良27399420.11

轻度污染26.1785518.72

重度污染26.142817.41

重度污染24.642810.10

（1）光合作用过程中，叶肉细胞吸收的C02在中被固定形成C3,C3在阶段

产生的—的作用下，最终生成以糖类为主的有机物。

（2）据表格信息，当空气质量为严重污染时，与中度污染时相比，番茄棚和草莓棚应

分别采取一、—措施来提高植物的光合速率以提高产量。

（3）长久以来普遍认为若持续光照，最终有机物积素量会增加，但科研人员有了新的

发现。给予植物48小时持续光照，测定叶肉细胞中的淀粉积累量，结果如图1所示。

实验结果反映出淀粉积累量的变化规律是____o

150r

1

20

90

60

30

（4）为了解释（3）的实验现象，研究人员提出了两种假设。

假设一：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成停止。

假设二：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成与降解同时存在。

为验证假设，科研人员测定了叶肉细胞的C02吸收量和淀粉降解产物一一麦芽糖的含

量，结果如图2所示。实验结果支持上述哪一种假设？―o请运用图中证据进行阐

述：

♦co2吸收速率+麦芽糖含量

（5）为进一步确定该假设成立，研究人员在第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为

a,为叶片光合作用通入仅含13c标记的C（h4小时，在第16小时测得叶肉细胞中淀粉

总量为b,13c标记的淀粉含量为c。若淀粉量a、b、c的关系满足—（用关系式表

示），则该假设成立。

6.内蒙古锡林郭勒草原南端的浑善达克沙地土壤贫瘠，出现草地退化现象，为保护和

恢复当地生态系统，生物学：家进行了系列研究。

（1）调查发现近几十年畜牧业快速发展，出现过度放牧、大量畜牧产品外销等现象，

导致当地生态系统的—功能失衡，使得土壤中氮等化学元素减少，土壤贫瘠。

（2）非豆科植物黄柳和豆科植物木岩黄黄是当地的优良牧草资源。，长期高浓度CO?

实验发现黄柳生物量无显著增加，木岩黄芭生物量增加明显。这是因为当地土壤中氮

元素匮乏，导致细胞中等物质合成不足，从面影响了非豆科植物光合作用的顺利

进行。

（3）进一步检测黄柳和木岩黄黄的相关生理指标，结果如表所示。

\相关生

、理指标

最大光合速率蒸腾速率(U

叶片氮含量胞间CO2浓度/

(口molCOz-m'molHzOrrT2s

2

植物\(g•m-)大气C02浓度

2-S-1)i)

材料\

黄柳196.31.10.61

木岩黄苗376.51.70.52

①上述两种植物位于生态系统营养结构中的第____营养级。

②据表和(2)信息分析，能否判断木岩黄黄是当地的优势种，请阐释原因

(4)研究发现黄柳比木岩黄芭在高温干旱条件下有机物积累量低，进一步检测黄柳和

木岩黄黄相关酶的活性如图1,相关生理过程如图2。

7

7£

E

♦

.£E0PEP段化曲o8-

25•

・7•口RuBP葭化篇

*oE

B20o6

-•L»・_

O

E15i

6o4±

31a)

s)0

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W0o2W

54•£

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M

¥00o0

•1•深

球<

d

3

dffni

H

NADPHNADP-

草解乙酸果酸(CJ

NA*uBP炭化物

PEP歧化酶

(固定低浓度COJNA。？

暗反应

磷酸烯醉式

r丙IH酸(C3)

丙酮酸(C?)

(也0)4

AMPATP

图2

由图分析木岩黄芭在高温干旱的浑善达克沙地仍能积累较多有机物的原因:

(5)综合以上研究，请提出修复浑善达克沙地生态系统的合理建议:

7.为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种Si.

S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2所示。RuBP竣化酶（简称R酶）是

催化Cs和C02生成C3的酶。R酶的激活需ATP的参与，ATP的含量和R酶的活性均

可测定。叶绿体中的可溶性糖可以在叶绿体中合成淀粉，暂时贮存起来，也可以运出

叶绿体合成蔗糖等，过程如图3所示。请回答以下问题：

(

.S

EI/1120

100

QE180

360

岭40

坐20

左

米

（1）最适宜在果树林下套种的品种是_____，最适应较高光强的品种是_____O

（2）在S植株处于光补偿点时，其叶肉细胞利用的C02来自____o

（3）光合作用旺盛时，若叶绿体中合成淀粉过程出现障碍，则可能导致叶绿体发生

破损，出现这种现象的原因是____。

（4）请设计实验来验证使R酶活性增强的ATP来自光反应（简要写出实验思路和预

期结果）。

实验思路：0

预测结果：0

8.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

增加产量等目的。

请回答下列问题：

（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽

培措施对作物的作用有（回答2点）。

（2）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

法以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最小光照强度）如表。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，选择这两种作物的依据是—o

作物ABCD

株高/cm1706559165

光饱和点/(u

12001180560623

mol-m^-s1)

(3)如图所示为一段时间内番茄植株光合速率和呼吸速率变化曲线。4~6h间，检测

发现番茄体内有机物含量的变化是容器内02含量增加的原因是一o

(4)进行实验时，番茄叶片出现黄斑，工作人员猜测是缺少镁元素引起的。请利用这

些有黄斑的番茄，设计一简单实验加以证明。实验思路是_____o

答案以及解析

1.答案：A

解析：A对，根据分析可知，II组水稻是在盐碱条件下生活良好的耐盐碱水稻，【组

水稻是普通水稻；B错，因为细胞壁伸缩性有限和细胞内外溶液浓度差制约，II组水

稻曲线不能无限上升；C错，I组水稻细胞在AB段失水，细胞液浓度升高，吸水能

力增强；D错，I组水稻细胞从实验开始时就吸收K+和N（）3,细胞液浓度升高，B点

开始细胞液浓度高于外界溶液浓度，原生质体吸水大于失水，体积增大。

2.答案：C

解析：A、由图分析，Fe?-顺浓度梯度通过蛋白通道的过程属于协助扩散，协助扩散需

要载体蛋白但无需能量，A正确；B、胞吞是胞外物质通过质膜包裹，质膜内陷并形成

膜包被的囊泡进入细胞内的生理活动，图中Tf和TfR结合后携带F/+进入细胞的过程

为胞吞，B正确:C、通过图知,为2+通过蛋白1被吸收和H+通过蛋白2进入囊泡可

知，蛋白1为细胞膜上的载体蛋白，蛋白2是囊泡上的载体蛋白；而转铁蛋白（Tf）

是一种分泌蛋白，属于转铁蛋白家族，由肝脏表达并分泌到血浆中，C错误；D、由图

观察，H+从浓度低的地方到浓度高的地方逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗

能量，D正确。故选：Co

3.答案:（1）线粒体基质;C6H12O6+6O2+6H2O->6CO2+12H2O+能量;单位时间内二

氧化碳的释放量或氧气消耗量

（2）避免氮素在栽培基质中累积影响实验结果（合理即可）；先上升后下降;更快

（3）大田种植时，适时松土、适量浇水等；大棚种植时，适当控制温度等（合理即

可）

解析：（1）根细胞有氧呼吸第二阶段消耗水，场所为线粒体基质，常用单位时间内

02的减少量或C02的增加量作为检验呼吸速率的指标。

（2）对栽培基质大量浇灌清水可防止氮素在栽培基质中累积，从而对实脸结果造成干

扰。

5、6、7月份，A蛆根以Jfc呼吸速率均显著高于E也.8月份A组和卜：蛆根fw的呼吸速率相近，推测与单

孜施用NO；—N（E姐）相比，单独施MNH；-N（Afil）的标桃幼苗根系呼吸速率更快。

品0.6

■A处理"a^NH；-N：0%N。；N.

®0.5

9B处理即单独葩用NH；—N°

票0.4

客

目C处理

送0.3

总0.2□D处理

又■E处理*%附1；—N：100%NOj—N.

密0.1

炭CK处理即单独施秘。；一.

0

月份

随#处现时间的延长，楹机幼茹根系呼喂速率矍体上呈现先上升后下降的迫势。

（3）温度、土壤氧气浓度、土壤含水量等均会影响根系细胞呼吸速率，故要提高根系

细胞呼吸速率，大田种植时可适时松土、适量浇水，大棚种植时适当控制温度等。

4.答案：（1）叶绿体基质；C3（三碳化合物）；叶绿素、NADPH、ATP、ADP（答出

两种即可）

（2）氨态氮（NH；）、正常浓度CCh;氨态氮（NH；）；根细胞膜上转运氨态氮的

转运蛋白的数量多于硝态氮

（3）光合氨素（竣化氨素）；非光合氮素；暗反应

解析：（1）RuBP竣化酶将CO2中的碳固定在C3中，C3经一系列反应转化为糖类，

氨元素合成叶绿素、NADPH、ATP、ADP等光合作用所需物质可促进光合作用。

（2）实验分析。

实验目的探究高浓度CO,下策去供应形态对植物光

合作用的影响

由此可知，相同的CO?浓度处理下，能够显著提

高该水带净光合速率的氮素供应影各是象态象。

从物质跨膜运输的角度分析，可能因为根细胞膜上转运氨态氮的转运蛋白（载体蛋

白）的数量多于硝态氨，植物细胞获得更多的氨元素用于合成与光合作用相关的物

质，从而提高光合作用强度。

（3）据图可知，相对于中氨，高氮环境下，非光合氮素增多，核化氮素减少，说明高

氨环境下，氮素从光合氨素（捕光氮素和竣化氨素）向非光合氮素转化。结合RuBP

竣化酶参与二氧化碳的固定，可知竣化氮素所占比例降低，细胞中RuBP段化酶数量

减少，进而影响了光合作用的暗反应（碳反应）阶段。

5.答案：（1）叶绿体基质；光反应；NADPH和ATP

（2）增加光照;升高温度

（3）最初一段时间内，随着光照时间增加淀粉积累量逐渐增加，之后几乎不增加

（4）假设二；叶肉细胞持续（或并未停止）吸收C02；淀粉分解产物麦芽糖含量快速

上

（5）b-a<c（或b<a+c）

解析：（1）光合作用过程中，叶肉细胞吸收的C02在暗反应阶段被利用，在「绿体基

质中被固定形成C3；C3在光反应阶段产生的NADPH和ATP的作用下，最终生成以糖

类为主的有机物。

（2）据表格信息，当空气质量为严重污染时，与中度污染相比，草莓的光合有效辐射

相对值不变（相对值仍为428）,但是棚温下降，说明温度影响了细胞与光合作用有

关酶的活性，导致草莓光合速率下降；而番茄大棚的光合有效辐射相对值降低，故番

茄棚和草莓棚应分别采取增加光照、升高温度措施来提高植物的光合速率以提高产

量。

（3）由图1结果可知，淀粉积累量的变化规律是在最初一段时间内，随着光照时间增

加，淀粉积累量逐渐增加，之后几乎不增加，保持相对稳定。

（4）结合题干信息对实验分析如下：

（5）第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a,第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量

为b,则b-a代表通入”CO2的4小时内淀粉的积累量，若小于这4小时内淀粉合成总

量c,即b-a<c,则说明一部分淀粉被分解，假设二成立。

6.答案：（1）物质循环

（2）ATP、NADPH、与光合作用相关的酶（合理即可）

⑶①一

②不能，表中数据和（2）的实验结果只提供了木岩黄黄代谢水平和个体生长状态方面

的数据，缺少物种多样性和种群密度等证据支撑，所以不能判断木岩黄芭为当地的优

势种（合理即可）

（4）木岩黄黄细胞中的RuBP峻化酶和PEP竣化酶的活性均比黄柳细胞中的高，可以

补偿高温干旱导致的气孔关闭、C02供应不足，提高C02固定的效率，使得暗反应效

率提高，光合速率增强，从而积累较多的有机物

（5）人工播种豆科植物、投放自生固氮菌（合理即可）

解析：（1）物质循环是指在生态系统中，组成生物体的C、H、0、N、P、S等元

素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。

根据“过度放牧、大量畜牧产品外销等现象”，“使得土壤中氨等化学元素减少，土

壤贫瘠”可知，氮等化学元素的循环受阻，生态系统的物质循环功能失衡。

（2）光合作用过程中，光反应发生水的光解、ATP和NADPH的生成，暗反应发生

CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH,ATP、NADPH以及光合作用相关酶等

物质均含有氮元素，因此当地土壤中氨元素匮乏，导致细胞中ATP、NADPH、光合作

用相关的酶等物质合成不足，从而影响了非豆科植物光合作用的顺利进行。

（3）①黄柳和木岩黄苗这两种植物都是生产者，在生态系统中属于第一营养级；②优

势种是指群落中占优势的种类，包括群落每层中数量最多、体积最大、对生境影响最

大的种类。表中数据和（2）的实验现象只提供了代谢水平和个体生长状态方面的证

据，缺少物种多样性和种群密度的证据支撑，所以不能判断木岩黄黄为本地的优势

种。

（4）据图甲可知，木岩黄黄比黄柳细胞中的RuBP峻化酶和PEP叛化酶的活性高，可

以补偿由于高温、干旱导致的气孔关闭所引起的C0?供应不足，提高C02固定的效

率，使得暗反应效率提高，光合速率增强，从而积累较多的有机物。

（5）据题意可知，内蒙古锡林郭勒草原南端的浑善达克沙地土壤中氨等化学元素减

少，土壤贫瘠，因此修复浑善达克沙地生态系统的合理建议为人工播种豆科植物并还

田，播种自生固氮菌。

7.答案：（1）①.S2

②.S3

（2）线粒体和外界

（3）光合作用旺盛时，合成的可溶性还原糖增多，若叶绿体中合成淀粉的过程出现障

碍，则叶绿体中会储存较多的可溶性糖，使得叶绿体渗透压升高引起吸水，而过度吸

水则可能导致叶绿体吸水涨破，进而导致叶绿体发生破损

（4）①.选择适宜强光照的S3品种幼苗若干，随机均分为两组，一组置于黑暗条件

下，另一组置于适宜的光照条件下，一段时间后检测叶肉细胞中R酶的活性，通过比

较得出相应的结论

②.光照条件细胞幼苗叶肉细胞中R酶的活性高于黑暗条件下，因而能证明相应的结

论

解析：（1）由分析可知，三种植物光饱和点和光补偿点均最小的是S2,适于弱光下

生长，因此可以在果树林下套种；光饱和点最大的是品种S3,因此品种S3是最适应较

高光强的品种。

（2）在S植株处于光补偿点时，说明其光合作用速率和呼吸速率相等，由于植物体中

有许多不能进行光合作用的细胞，但它们在进行呼吸作用，也就是说这些细胞需要消

耗来自叶肉细胞的有机物，故此时叶肉细胞的净光合速率是大于零的，即对于叶肉细

胞来说，其光合速率大于呼吸速率，其光合作用利用的C02来自呼吸作用通过线粒体

产生的和外界吸收的。

（3）光合作用旺盛时，合成的