专题2 细胞代谢-【金版教程】2025年高考生物大二轮专题复习冲刺方案课件PPT（创新版 单选版）

　　　　　　　　　　　　　 第一部分　专题复习 专题二　细胞代谢 目录 CONTENTS 02 教材回归 保障学业水平质量 04 教学侧重 实现核心素养培优 01 课标引领 落实立德树人任务 03 真题精析 领悟高考命题导向 01 课标引领 落实立德树人任务 (一)聚焦大概念 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 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．细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。 (二)学业质量水平表现(教师用书独具) 生命观念 2－1　能运用结构与功能观、物质与能量观等观念，举例说明生物体组成结构和功能之间的关系、光合作用和呼吸作用中的物质与能量转换等；在特定的问题情境中，能以生命观念为指导，分析生命现象，探讨生命活动的规律，设计方案解决简单问题。 课标引领 落实立德树人任务 4 3－1　能运用结构与功能观、物质与能量观等观念，举例说明生物体组成结构和功能之间的关系等；在特定的问题情境中，能以生命观念为指导，分析生命现象，探讨生命活动的规律；基于上述观念，能综合运用科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力，设计方案，解决特定问题。 4－1　能运用结构与功能观、物质与能量观等观念，阐释生物体组成结构和功能之间的关系等；在新的问题情境中，能以生命观念为指导，解释生命现象，探究生命活动的规律；基于上述观念，能够将科学、技术、工程学和数学(STEM)知识和能力综合运用在实践活动中，解决生活中的实际问题。 课标引领 落实立德树人任务 5 科学思维 2－2　能基于特定的生物学事实，采用归纳与概括、演绎与推理等方法，以文字、图示的形式，说明细胞代谢等相关概念的内涵；针对生物学相关问题，能运用科学思维方法展开探讨；在面对有争议的社会议题时，能利用生物学重要概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场。 3－2　能基于给定的事实和证据，采用归纳与概括、演绎与推理等方法，以文字、图示或模型的形式，说明细胞代谢等相关概念的内涵，举例说明生物工程与技术的原理及其与社会之间的关系；针对生物学相关问题，能运用科学思维方法展开探讨、审视或论证；在面对有争议的社会议题时，能利用生物学重要概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场，作出决策。 课标引领 落实立德树人任务 6 4－2　能基于事实和证据，采用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等方法，以恰当的形式阐释细胞代谢等相关概念的内涵，论述生物工程与技术的原理及其与社会之间的关系；在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时，能熟练运用科学思维方法展开探讨、审视或论证；在面对有争议的社会议题时，能利用生物学重要概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场，作出决策并解决问题。 课标引领 落实立德树人任务 7 科学探究 2－3　能提出细胞代谢等相关的生物学问题；能熟练地使用常见的实验器具，制订简单的实验方案或在给出的多个方案中选取恰当的方案并实施，如实记录实验数据，并分析各项数据，得出合理的结论；能与他人合作开展探究活动，规范撰写实验报告，与他人交流所得结果和存在的问题。 3－3　能够针对特定情境提出可探究的生物学问题或生物工程需求，基于给定的条件，设计并实施探究实验方案或工程学实践方案，运用多种方法如实记录和分析实验结果；能主动合作，推进探究方案或工程实践的实施，并运用科学术语报告实验结果。 课标引领 落实立德树人任务 8 4－3　能够针对日常生活和生产中的真实情境，提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或生物工程需求，查阅相关资料、设计并实施恰当可行的方案，运用多种方法如实记录，创造性地运用数学方法分析实验结果，并客观分析与评价生物技术产品在生产和生活中的应用所产生的效益和风险；在生物学的探究过程中起组织和引领作用，运用科学术语精确阐明实验结果，善于沟通，开展有效的合作。 课标引领 落实立德树人任务 9 社会责任 2－4　形成热爱生命、人与自然和谐共处的基本观念，养成健康文明的生活方式，并能抵制封建迷信和伪科学，形成敬畏生命的观念，遵循正确的伦理道德，能对有关生物学的社会热点议题进行理性判断。 3－4　形成珍爱生命、人与自然和谐共处的观念，养成健康文明的生活方式，自觉抵制封建迷信和伪科学，形成敬畏生命的观念，遵循正确的伦理道德，能对一些社会热点议题进行科学判断。 4－4　形成珍爱生命、人与自然和谐共处的观念，养成健康文明的生活方式，能鉴别并自觉抵制封建迷信和伪科学，遵循正确的伦理道德，能对一些社会热点议题进行科学的评价。 课标引领 落实立德树人任务 10 教材回归 保障学业水平质量 02 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 12 (1)细胞在什么情况下吸水或失水？ (2)植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么？ 提示：①外界溶液浓度＜细胞内的浓度，细胞吸水膨胀。 ②外界溶液浓度＞细胞内的浓度，细胞失水皱缩。 ③外界溶液浓度＝细胞内的浓度，细胞形态不变。 提示：①植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。②原生质层比细胞壁的伸缩性大。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 13 (3)两种被动运输的方式有什么异同？ 提示：相同点：物质顺浓度梯度进行跨膜运输，不需要消耗能量。 不同点：协助扩散需要借助膜上的转运蛋白。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 14 (4)主动运输与被动运输的区别是什么？这对于细胞的生活有什么意义？ 提示：主动运输与被动运输的区别：①运输方向不同：主动运输逆浓度梯度，被动运输顺浓度梯度；②是否需要蛋白质的参与：主动运输需要载体蛋白参与，被动运输方式中，自由扩散不需要转运蛋白参与，而协助扩散需要转运蛋白的参与；③是否需要细胞提供能量：主动运输需要消耗能量，而被动运输不需要消耗能量。 意义：被动运输在不需要能量的情况下，借助浓度梯度，保证了物质的运输；主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 15 (5)胞吞、胞吐有什么特点？对于细胞的生命活动有什么意义？ 提示：胞吞、胞吐的特点：①需要消耗细胞呼吸所释放的能量。②需要细胞膜上特定蛋白质的识别。③依靠细胞膜的流动性。 胞吞、胞吐对细胞生命活动的意义：完成大分子物质的运输，对生物膜的更新和维持细胞的生存与生长是必要的。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 16 (6)物质跨膜运输的方式与细胞膜的结构有什么关系？ 提示：磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，而一些小分子物质如氧、二氧化碳和一些脂溶性的小分子有机物易通过自由扩散进出细胞；细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础；像蛋白质这样的生物大分子，通过胞吞或胞吐进出细胞，其过程也需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 17 (7)细胞代谢为什么离不开酶？ (8)酶是什么物质？ (9)酶有哪些特性？ 提示：细胞的生命活动离不开能量的供应和利用。细胞的能量获取和利用要经历复杂的物质变化，这些变化是在温和的条件下有序地进行的。这就离不开生物催化剂——酶。 提示：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，少数酶是RNA。 提示：①高效性；②专一性；③反应条件较温和。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 18 (10)酶的活性受哪些条件的影响？ (11)为什么说ATP是细胞的能量“货币”？ (12)ATP与ADP是怎样相互转化的？这有什么意义？ 提示：影响酶活性的因素有：pH、温度、抑制剂、激活剂等。 提示：ATP的合成与水解和细胞内放能反应与吸能反应相联系，即能量通过ATP分子在放能反应和吸能反应之间流通。 提示： 对细胞的正常生活来说，ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，ATP与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 19 (13)细胞中的哪些生命活动需要ATP提供能量？ (14)细胞呼吸过程中能量是怎样转化的？ 提示：ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。主要包括主动运输、物质合成、动植物发光等。 提示：有氧呼吸：有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。有机物中的化学能在酶的催化作用下大部分转化为热能散失，少部分能量存储到ATP中去。其中有氧呼吸第一、二阶段释放少量能量，生成少量ATP；第三阶段释放大量能量，生成大量ATP。 无氧呼吸：只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 20 (15)有氧呼吸和无氧呼吸各有什么特点？ 提示：有氧呼吸需要消耗氧气，将有机物彻底氧化分解为水和二氧化碳，释放能量，生成大量ATP；无氧呼吸不消耗氧气，有机物氧化分解不彻底，释放出少量能量。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 21 (16)细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？ 提示：生活中：馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作，现代发酵工业生产青霉素、味精等产品；包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料；提倡慢跑等有氧运动；皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，需及时到医院治疗等。农业生产：中耕松土、适时排水，通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用，以利于作物的生长；在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 22 (17)植物依靠哪些色素捕获光能？ (18)叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？ 提示：植物叶绿体中的光合色素主要有四种：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 提示：叶绿体内部有类囊体堆叠而成的基粒，可以增加膜面积，扩展了受光面积，分布着许多吸收光能的色素分子，有助于植物吸收转化光能；在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多光合作用所必需的酶，这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 23 (19)光合作用是怎样进行的？ 提示：在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H＋等，形成ATP和NADPH，于是光能转化成ATP和NADPH中的化学能；ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2转化为储存化学能的糖类。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 24 (20)光合作用过程中物质变化与能量转化有什么关系？ (21)光合作用原理在生产中有哪些应用？ 提示：物质含有能量，是能量的载体；物质的生成和分解，伴随着能量的储存和释放；能量是推动物质变化的动力。在光合作用过程中随着水的光解、ATP和NADPH的合成，光能转化为ATP、NADPH中的化学能，随着CO2的固定、C3的还原，ATP、NADPH中的化学能转化为糖类中的化学能。 提示：通过合理补充光照、CO2；合理灌溉；合理施肥，合理密植；间作套种等方法提高作物产量。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 25 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 26 例1　(2024·齐齐哈尔模拟)如图表示丙酮酸进入线粒体过程模型。丙酮酸先由线粒体外膜上孔蛋白构成的通道顺浓度梯度进入膜间隙，然后利用内膜两侧H＋电化学梯度提供的能量，依靠H＋载体蛋白通过内膜进入线粒体基质。下列叙述错误的是(　　) A．线粒体内膜上既有丙酮酸的载体蛋白，也有分 解丙酮酸的酶 B．丙酮酸经孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式属于 协助扩散 C．丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质的方式属于主动运输 D．降低膜间隙H＋浓度会降低线粒体外膜对丙酮酸运输的速率，有氧呼吸速率会下降 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 27 解析：由图可知，线粒体内膜上具有载体蛋白，真核生物的有氧呼吸中，丙酮酸的分解发生在第二阶段，场所为线粒体基质，所以分解丙酮酸的酶在线粒体基质中，A错误；由“丙酮酸先由线粒体外膜上孔蛋白构成的通道顺浓度梯度进入膜间隙”可知，丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙需要蛋白质协助，由于是顺浓度梯度运输，所以属于协助扩散，B正确；丙酮酸通过内膜进入线粒体基质时，需要借助H＋载体蛋白，并且由内膜两侧H＋电化学梯度提供能量，所以属于主动运输，C正确；降低膜间隙H＋浓度，H＋电化学梯度会降低，线粒体内膜上丙酮酸的运输速率下降，膜间隙中丙酮酸浓度增大，外膜与膜间隙丙酮酸浓度差减小，外膜对丙酮酸运输速率会下降，丙酮酸进入线粒体基质减少，导致有氧呼吸速率下降，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 28 例2　(2024·安徽鼎尖高三5月月考)离子通道型受体主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其与特定信号分子结合后发生反应，引起门通道蛋白发生构型变化，使“门”打开，介导离子跨膜运输，其过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．离子通道型受体既具有识别功能，也具有物质跨膜运输功能 B．离子通道型受体蛋白合成后，需要内质网和高尔基体的加工 C．兴奋性神经递质可作为一种信号分子开启突触后膜的Na＋通道 D．离子通道型受体在介导转运时离子需要与通道蛋白相结合 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 29 解析：离子通道型受体可与特定信号分子结合后，介导离子跨膜运输，说明其既具有识别功能，也具有物质跨膜运输功能，A正确；离子通道型受体蛋白属于膜蛋白，需要内质网和高尔基体的加工，B正确；兴奋性神经递质可作为一种信号分子开启突触后膜的Na＋通道，传递信息，C正确；离子通道型受体在介导转运时离子不需要与通道蛋白相结合，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 30 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 31 例3　(2023·天津1月)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是(　　) A．该酶基因突变 B．该酶基因启动子甲基化 C．该酶中一个氨基酸发生变化 D．该酶在翻译过程中肽链加工方式变化 解析：基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基的增添、替换或缺失而引起基因碱基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A正确；启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B错误；蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关，故若该酶中一个氨基酸发生变化(氨基酸种类变化)或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，C、D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 32 例4　(2021·辽宁选择性考试)腈水合酶(N0)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N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是(　　) A．N1与N0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N1的过程需要进行转录和翻译 D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 33 解析：在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)，则N1与N0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；蛋白质工程的操作对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；N1为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确；酶具有高效性，为保证实验数据的准确性，检测N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 34 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 35 例5　(2024·山东省滨州市高三3月模拟)GTP(鸟苷三磷酸)的作用与ATP类似，线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白。线粒体分裂时，在其他蛋白的介导下，发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，组装成环线粒体的纤维状结构。该结构缢缩，使线粒体一分为二。下列说法正确的是(　　) A．GTP因含有三个特殊化学键而具有较高能量 B．线粒体分裂体现了发动蛋白具有催化、运动等功能 C．一般情况下，发动蛋白结合到线粒体外膜上等待激活 D．环线粒体的纤维状结构由单糖脱水缩合而成 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 36 解析：分析题意，GTP(鸟苷三磷酸)的作用与ATP类似，推测其结构简式应为G—P～P～P，含有两个特殊化学键，A错误；结合题意分析可知，发动蛋白具有GTP酶活性，说明其具有催化作用，且线粒体分裂时发动蛋白有序地排布到线粒体分裂面的外膜上，该过程体现了发动蛋白具有运动功能，B正确；结合题干信息“线粒体分裂依赖于细胞质基质中具有GTP酶活性的发动蛋白”可知，一般情况下，发动蛋白在细胞质基质中等待激活，C错误；分析题意可知，环线粒体的纤维状结构是由发动蛋白组成的，蛋白质是由氨基酸经脱水缩合形成，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 37 例6　腺苷是一种重要的促眠物质，其与相应受体结合后可促进睡眠；而咖啡因会与腺苷竞争受体，使神经元兴奋，起到提神作用。下列叙述正确的是(　　) A．1分子ATP脱去2个磷酸基团后生成腺苷 B．DNA和RNA的基本组成单位中都含有腺苷 C．咖啡因和腺苷均可与受体结合，说明受体没有特异性 D．咖啡因与神经元上受体结合后会引起Na＋内流 解析： 1分子ATP脱去2个磷酸基团后生成腺苷一磷酸(腺嘌呤核糖核苷酸)，A错误；RNA的基本组成单位中含有腺苷(腺嘌呤＋核糖)，DNA的基本组成单位之一是腺嘌呤脱氧核苷酸，与腺嘌呤结合的是脱氧核糖，因此不含腺苷，B错误；该受体可以与咖啡因和腺苷特异性结合，但不能与其他分子结合，故具有特异性，C错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 38 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 39 例7　无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸胀乏力，乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程如下图。下列叙述错误的是(　　) A．无氧运动时丙酮酸分解为乳酸可以为肌细胞迅速供能 B．肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖 C．肌细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是缺乏相关的酶 D．乳酸在肝脏中的代谢过程可防止乳酸堆积引起酸中毒 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 40 解析：无氧运动时丙酮酸分解为乳酸过程不产生ATP，A错误；由图可知，肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能在肝脏中先转化为丙酮酸，再转化为葡萄糖，B正确；糖原分解需要酶催化，肌细胞中肌糖原不能分解产生葡萄糖可能是缺乏相关的酶，C正确；乳酸在肝脏中的代谢过程消耗掉乳酸，可防止乳酸堆积引起酸中毒，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 41 例8　番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。 (1)如图1所示，酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环。 丙酮酸 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 42 (2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶，从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符合：发挥作用的位置应为____________(选填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将物质X更多地转化为____________。 细胞质基质 番茄红素 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 43 (3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45 h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。 ①0～45 h，酵母菌L先后利用的有机物有______________。 ②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括____________________________________(至少两个方面)。 葡萄糖、酒精 适当补充葡萄糖、定时收集番茄红素 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 44 解析：(1)有氧呼吸第一阶段的产物X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质参与有氧呼吸第二阶段。 (2)若想使番茄红素积累，需要提高合成番茄红素酶的量，该酶在细胞质基质发挥作用，将物质X更多地转化为番茄红素。 (3)①0～20 h，葡萄糖的量大幅下降，说明酵母菌L先利用葡萄糖，20～45 h，葡萄糖几乎被耗尽，酒精的量下降，说明此时利用的有机物是酒精。②从图3可看出，补充葡萄糖可提高番茄红素的生成量，且定期收集番茄红素，可防止番茄红素积累过多抑制其生成。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 45 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 46 例9　(2024·湖北七市联考)A、B两种植物在不同温度下(其他条件适宜)光合速率和呼吸速率如图所示。下列说法正确的是(　　) 注：光合速率和呼吸速率以与30 ℃时的数据比较所得的百分比表示。 A．温度由40 ℃升至45 ℃，植物B叶绿体中ATP的合成速率增大 B．环境温度由57 ℃降至30 ℃，植物B光合速率将升高 C．若植物A长期处于45 ℃环境中，有机物积累量比30 ℃条件下低 D．植物A光合作用比呼吸作用对高温更敏感，可能是光合作用酶的最适温度更低 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 47 解析：温度由40 ℃升至45 ℃，植物B光合速率下 降，故植物B叶绿体中ATP的合成速率下降，A错误； 从47 ℃开始植物B叶片细胞光合速率降至0，由此推测， 57 ℃时相关酶失活，故环境温度由57 ℃降至30 ℃，植 物B光合速率不会变化，B错误；45 ℃时植物A的光合速 率为30 ℃时的100%，而细胞呼吸速率为30 ℃时的100%，故植物A长期处于45 ℃环境中，有机物积累量与30 ℃条件下相同，C错误；植物A的光合速率在温度为50 ℃时就开始下降，而呼吸速率在温度为55 ℃条件下才开始下降，因此植物A的光合作用对高温较为敏感，可能是光合作用酶的最适温度更低，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 48 例10　(2024·安徽鼎尖高三5月月考)科研人员将长势一致的桃树幼苗平均分成正常灌水、干旱、干旱后恢复供水三组，只在幼苗枝条中部成熟叶片供给14CO2，一段时间后检测幼根、幼叶与茎尖的光合产物分布，实验结果如下图所示。回答下列问题： 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 49 (1)14CO2在叶肉细胞中利用的具体场所是______________，其转移的途径为 _____________________________________________________________________。 (2)从图中可以看出，干旱处理使叶片中的光合产物输出量________，从而会________光合作用。桃树幼苗干旱处理后，向幼根、幼叶和茎尖分配的光合产物的比例发生变化，这一现象具有的适应意义为_______________________________ _____________________________________________________________________。 (3)大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开闭，称为“气孔振荡”。“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行，其原因是___________________________________________ ___________________________。 叶绿体基质 减少 抑制 向幼根分配的光合产物增多，促进了桃树幼根生长，从而能从土壤更深处吸收到更多的水分，以适应干旱环境 既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 50 (4)研究发现，在干旱条件下，化学物质ABA会促进光合色素降解，其浓度与光合色素降解程度呈正相关。给予长势相同的桃树ABA缺失突变体若干(基因突变导致不能合成ABA)、不同浓度的ABA溶液等材料，设计实验验证该结论，写出实验思路和预期结果。 实验思路：_______________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________； 预期结果：_______________________________________________________ ___________________________________。 取长势相同的桃树ABA缺失突变体若干，测定光合色素的含量，平均分成3组(至少3组以上)，用等量不同浓度的ABA溶液处理，再置于相同且干旱条件下培养，一段时间后，测定各组叶片的光合色素含量 ABA处理的桃树植株光合色素含量都有降低，且ABA浓度越高，光合色素的减少越多 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 51 解析：(4)在干旱条件下，化学物质ABA会促进光合色素降解，其浓度与光合色素降解程度呈正相关，本实验的自变量为是否干旱及化学物质ABA的浓度，因变量为光合色素降解程度，故实验思路为：取正常生长且长势相同的桃树ABA缺失突变体若干，测定光合色素的含量，随机均等分组并编号，用等量不同浓度的ABA溶液处理，再置于相同且干旱条件下培养，一段时间后，测定各组叶片的光合色素含量；由于是验证实验，即ABA会促进光合色素降解，其浓度与光合色素降解程度呈正相关；预期结果为：ABA处理的桃树植株光合色素含量都有降低，随着ABA浓度的增大，桃树ABA缺失突变体(不能合成ABA)中光合色素减少越多。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 教材回归 保障学业水平质量 52 真题精析 领悟高考命题导向 03 1．(2024·全国甲卷，2，改编)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～表示特殊化学键，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32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的化学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位磷酸基团之间的化学键 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 54 解析：ATP为直接能源物质，～表示特殊化学键，γ位磷酸基团脱离ATP生成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确；ATP分子水解两个特殊化学键后，得到RNA的组成单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；ATP可在细胞核中发挥作用，如为DNA和RNA合成提供能量，故β和γ位磷酸基团之间的化学键能在细胞核中断裂，C错误；光合作用的光反应，可将光能转化为活跃的化学能，储存于ATP的β和γ位磷酸基团之间的化学键中，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 55 2．(2024·北京，4)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(　　) A．增加叶片周围环境CO2浓度 B．将叶片置于4 ℃的冷室中 C．给光源加滤光片改变光的颜色 D．移动冷光源缩短与叶片的距离 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 56 解析：题图曲线体现了光照强度对光合速率的 影响，当氧气释放速率达到X时，氧气释放速率已不 再随光照强度的增加而增大，要提高X，就需要考虑 改变影响光合作用的其他因素，如可采取增加叶片周 围环境CO2浓度，A正确；在4 ℃的冷室中，叶片中 与光合作用有关的酶活性降低，光合速率下降，不能 提高X，B错误；给光源加滤光片等同于降低光照强度，X可能降低，缩小冷光源与叶片的距离可增加光照强度，但对X无影响，C、D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 57 3．(2024·广东，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B．线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP 解析：线粒体碎片化后，Δsqr突变株无法正常进行有氧呼吸，A正确；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，故线粒体数量减少可使有氧呼吸减弱，B正确；有氧呼吸可以产生大量能量，Δsqr线粒体碎片化且数量减少，其有氧呼吸强度比WT低，因此生长速度比WT慢，C正确；无氧条件下，WT和Δsqr均进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，两者产生ATP的量应基本相同，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 58 4．(2023·全国乙卷，2)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是(　　) A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰 D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢 解析：叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素(叶绿素和类胡萝卜素)分布在类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的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，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 59 5．(2023·全国甲卷，1)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　) A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B．血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 解析：乙醇属于有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误；血浆中的K＋进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程也消耗能量，C错误；葡萄糖可通过协助扩散进入细胞，如葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 60 6．(2024·黑吉辽，18，改编)研究人员对小鼠 进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种 草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对 于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的 相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅 B．模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻 C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放 D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 61 解析：水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少致病菌排放，C正确；治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 62 7．(2024·山东，4)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是(　　) A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大 B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离 D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 63 解析：植物细胞失水时，细胞液中的水会透过原生质层进入外界，从而使细胞液的浓度增大，A正确；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，单糖通过脱水缩合形成多糖，溶质物质的量浓度降低(内部薄壁细胞降低更快)，引起细胞液浓度变小，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高，B错误；当失水比例相同的情况下，与内部薄壁细胞相比，外层细胞的细胞壁伸缩性小而易与细胞膜分开，更易发生质壁分离，C正确；外层细胞进行光合作用合成的单糖(葡萄糖)可转移到内部薄壁细胞合成多糖，干旱环境下合成多糖的速率加快，可促进外层细胞单糖的转移，进而促进光合作用中对单糖的生成，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 64 8．(2024·安徽，3)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 65 解析：根据题干信息“细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶”推测，在细胞质基质中，PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等，而是参与其中部分酶促反应，A错误；当PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变，活性发生改变，但不会变性失活，B错误；当ATP/AMP浓度比较高时，ATP与PFK1结合增多，改变PFK1活性(使PFK1活性降低)，减小细胞呼吸速率，当ATP/AMP浓度比较低时，AMP与PFK1结合增多，同样改变PFK1活性(使PFK1活性升高)，促进细胞呼吸，因此，ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节，C错误；运动时，肌细胞需要的能量多，细胞中ATP减少，AMP与PFK1结合增多，使细胞呼吸速率加快，产生更多的能量，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 66 9．(2023·全国乙卷，3)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行 无氧呼吸产生乳酸 B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒 精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 67 解析：在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，说明 此时段植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确； 在无氧条件下，a～b时间内植物根细胞释放CO2，推测 该时段植物根细胞存在产生酒精和CO2的无氧呼吸过程， B正确；在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程中， 只有第一阶段释放能量，这两个过程的第一阶段相同，故消耗1分子葡萄糖，这两个过程生成的ATP相同，C错误；酒精跨膜运输的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 68 10．(2023·湖北，8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(　　) A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B．Mg2＋含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获 D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 69 解析：据图可知，在强光下，PSⅡ与LHCⅡ分离，减弱PSⅡ光复合体对光能的捕获；在弱光下，PSⅡ与LHCⅡ结合，增强PSⅡ光复合体对光能的捕获。LHCⅡ和PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，会导致类囊体上PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合增多，从而使PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；镁是合成叶绿素的原料，叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2＋含量减少，PSⅡ光复合体含有的光合色素含量降低，导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱，B正确；弱光下PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合，有利于对光能的捕获，C错误；类囊体膜上的PSⅡ光复合体含有光合色素，在光反应中，其能吸收光能并分解水产生H＋、电子和O2，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 70 11．(2024·安徽，16)为探究基因OsNAC对光合作用的影响，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量，结果见下表。 净光合速率(μmol·m－2·s－1) 叶绿素含量(mg·g－1) WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 71 回答下列问题。 (1)旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖­1，5­二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3­磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3­磷酸甘油酸接受________________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为____________。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的___________、_____________(填科学方法)。 ATP和NADPH 糖类和C5 减法原理 加法原理 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 72 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率________。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因： ①__________________________________________________________； ②_________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 增大 与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，促进旗叶光合作用 与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出，从而促进旗叶的光合作用 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 73 解析：(1)旗叶从外界吸收的CO2用于暗反应。在特定酶的作用下，1分子的CO2与核酮糖­1，5­二磷酸(C5)结合，形成2分子的3­磷酸甘油酸(C3)。接着在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原，随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类，另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。 (2)在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”，即与常态比较，人为增加或去除某种影响因素。根据题干信息，与WT相比，KO是OsNAC敲除突变体，相当于人为去除了某种影响因素，属于“减法原理”；OE是OsNAC过量表达株，相当于增加了某种影响因素，属于“加法原理”。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 74 (3)据表中数据分析可知，WT组净光合速率为24.0 μmol·m－2·s－1，而OE组净光合速率为27.7 μmol·m－2·s－1，故OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大。①据表中数据分析可知，与WT组相比，OE组叶绿素含量较高，可以使旗叶捕获更多的光能，促进其光合作用，使其净光合速率增大；②根据柱形图分析可知，与WT组相比，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，蔗糖转运蛋白可以及时将更多的光合产物(蔗糖)从叶绿体中运出，避免光合产物的积累影响光合作用的速率，从而促进旗叶的光合作用，使其净光合速率增大。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 75 12．(2023·湖南，5)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是(　　) A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 76 解析：水是微生物生长的必要条件，在缺水的情况下，微生物不易生长和繁殖，A正确；高渗环境可使微生物渗透失水，影响代谢，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；零下低温会使蔬菜、水果等鲜活食品的细胞死亡，从而使其变质，C错误；高温可使蛋白质变性失活，杀死食品中绝大部分微生物的同时，也可破坏食品中的酶类，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 77 13．(2021·辽宁选择性考试)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是(　　) A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度 B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同 C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量 D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 78 解析：不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合速率，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 79 14．(2024·黑吉辽，21)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 80 (1)反应①是____________过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是____________和_________________。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT)，得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自________和____________(填生理过程)。 CO2的固定 细胞质基质 线粒体基质 光呼吸 呼吸作用 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 81 7～10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是____________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。据图3中的数据________(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率，理由是_________________________________________________ ____________________________________________________。 7～10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，与O2反应的C5减少，更多的C5参与CO2的固定，故吸收的CO2增多，与WT相比，株系1和2的净光合速率较高 不能 总光合速率等于净光合速率＋呼吸速率，呼吸速率未知，所以无法计算株系1的总光合速率 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 82 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是_____________________________________________________。 与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 83 15．(2024·湖北，21)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 84 回答下列问题： (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞________(填“吸水”或“失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率________(填“增大”或“不变”或“减小”)。 (2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。 (3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是__________________________________________________________________ _______________________________________________________。 (4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是________(填“ht1”或“rhc1”)。 失水 减小 促进 干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存 rhc1 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 85 解析：(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的渗透压降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后，CO2吸收减少，光合速率减小。 (2)r组是rhc1基因功能缺失突变体，即缺少rhc1基因产物，wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2，高浓度CO2时，wt组气孔开放度低于r组，说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。 (4)分析图1可知，缺失蛋白乙的功能时，蛋白甲不能发挥作用，即缺失蛋白乙功能的个体和蛋白乙、蛋白甲功能都缺失的个体性状表现一样。所以ht1基因编码蛋白乙，rhc1基因编码蛋白甲。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 86 16．(2023·浙江6月，22)植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组(白光)、A组(红光∶蓝光＝1∶2)、B组(红光∶蓝光＝3∶2)、C组(红光∶蓝光＝2∶1)，每组输出的功率相同。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 87 回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供________，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因________作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为__________________，最有利于生菜产量的提高，原因是__________________________________________________________ _____________________________________________________。 能量 渗透 与CK组(白光)相比，A、B、C组使用的是红光和蓝光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，A、B、C组对光的吸收更充分，光合作用速率更高，植物干重更高 红光∶蓝光＝3∶2 相对于其他组，红光∶蓝光＝3∶2，即B组时，生菜叶绿素含量、氮含量更高，干物质积累更多，最有利于提高产量 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 88 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是______________________________________________________________ _______________________________________________________。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以___________，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有_____________________ _________________________________________________。 高CO2浓度下，25 ℃时生菜的光合速率最高，且25 ℃时高CO2浓度下的光合速率与大气CO2浓度下生菜的光合速率的差值最大 提高温度 有利于实现物质的循环利用，提高能量利用率，减少环境污染 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 89 解析： (1)叶绿体中的光合色素能够吸收、传递和转化光能。光为生菜的光合作用提供了能量。若营养液中的离子浓度过高，则营养液的浓度大于根细胞的细胞液浓度，可导致根细胞发生渗透失水。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 真题精析 领悟高考命题导向 90 教学侧重 实现核心素养培优 04 被动运输、主动运输 例1　(2024·雅礼中学高三自主测试一)物质进出细胞 的方式由膜和物质本身的属性来决定。如图所示为主动运 输的类型模式图，包括ATP驱动泵(利用ATP水解供能)、协 同转运(利用离子梯度动力)、光驱动泵(利用光能)三种，光 驱动泵主要在细菌细胞中发现。下列相关叙述正确的是(　　) 概念2.1　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 教学侧重 实现核心素养培优 92 A．方式a是协同转运，利用离子(▲)的梯度动力运输物质(■) B．方式b中的载体蛋白是ATP驱动泵，该驱动泵可能具有催化功能 C．方式c中的载体蛋白是光驱动泵，该驱动泵分布在类囊体薄膜上 D．葡萄糖通过方式b进入哺乳动物红细胞以及小肠绒毛上皮细胞 教学侧重 实现核心素养培优 93 解析：根据图示，方式a中利用了离子梯度动力， 并且需要载体蛋白，属于协同转运，■是高浓度到低 浓度，▲是低浓度到高浓度，利用离子(■)的梯度动力 运输物质(▲)，A错误；方式b中的载体蛋白是ATP驱 动泵，能利用ATP水解供能，因此该驱动泵可能具有催 化功能，催化ATP水解，B正确；方式c中的载体蛋白是光驱动泵，由于该驱动泵主要在细菌细胞中发现，而细菌只有核糖体一种细胞器，因此该驱动泵不可能分布在类囊体薄膜上，C错误；方式b是主动运输，葡萄糖通过协助扩散进入哺乳动物红细胞，葡萄糖通过主动运输进入小肠绒毛上皮细胞，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 94 显微观察法 例2　(2024·辽宁沈阳模拟)某同学为观察植物细胞的质壁分离和复原，将同一植物相同部位的细胞分别置于物质的量浓度一定且相等的物质A溶液和物质B溶液中，发生质壁分离后再置于蒸馏水中，实验过程中两组细胞的液泡体积随时间的变化曲线Ⅰ、Ⅱ如下图所示。下列相关推测正确的是(　　) A．a点前，有物质A和水分子通过细胞膜进出细胞 B．a点前，细胞体积与原生质体体积变化量相等 C．b点前，液泡中的渗透压大于外界的渗透压 D．c点前，两组实验中细胞的细胞液浓度相等 教学侧重 实现核心素养培优 95 解析：分析题图可知，两种溶液的物质的量浓度 相同，而两条曲线失水速率不同，可推测a点前，有水 分子和物质A分子通过细胞膜进出细胞，导致A溶液中 细胞的失水速率减慢，A正确；由于细胞壁的伸缩性和 原生质体的伸缩性不同，所以a点前失水过程中细胞的 体积变化量小于原生质体的体积变化量，B错误；b点 前，细胞处于失水状态，液泡中的渗透压小于外界的渗透压，C错误；置于蒸馏水中后，细胞渗透吸水，但由于细胞壁的限制，至c点时，液泡体积均达到最大，但在a点前有物质A进入细胞内，故到达平衡时两组细胞液浓度不相等，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 96 例3　取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是(　　) A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高 B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零 C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶细胞可能发生了质壁分离 D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 教学侧重 实现核心素养培优 97 解析：由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 98 例4　(2024·黄山模拟)研究表明，Ca2＋代谢异常可导致多种疾病的发生。CLAC通道是细胞应对内质网钙超载的保护机制，该通道依赖的TMCQ1(内质网跨膜蛋白)可以感知内质网中过高的Ca2＋浓度，并形成具有活性的Ca2＋通道，将内质网中过多的Ca2＋排出。一旦内质网中的Ca2＋浓度恢复到正常水平，Ca2＋通道的活性会随之消失。TMCQ1基因敲除的小鼠能够模拟痴呆、颅面、胸畸形患者的主要病理特征。下列说法正确的是(　　) A．内质网中的Ca2＋经激活的Ca2＋通道排出的过程可被呼吸抑制剂直接抑制 B．失活的Ca2＋通道会立刻被降解为其基本组成单位 C．内质网中的Ca2＋可作为信号分子调节Ca2＋通道蛋白的活性 D．痴呆、颅面和胸畸形的原因与内质网中Ca2＋浓度过低有关 教学侧重 实现核心素养培优 99 解析：据题意，TMCQ1可以感知内质网中过高的Ca2＋浓度，并形成具有活性的Ca2＋通道，将内质网中过多的Ca2＋排出，一旦内质网中的Ca2＋浓度恢复到正常水平，Ca2＋通道的活性随之消失，可知Ca2＋排出内质网的过程为协助扩散，不需要消耗细胞呼吸提供的能量，A错误；根据题干信息“一旦内质网中的Ca2＋浓度恢复到正常水平，Ca2＋通道的活性会随之消失”，可能是其空间结构改变而失活并没有被降解，B错误；过高的Ca2＋浓度时，具有活性的Ca2＋通道可将内质网中过多的Ca2＋排出，一旦内质网中的Ca2＋浓度恢复到正常水平，Ca2＋通道的活性随之消失，可知Ca2＋通道蛋白的活性受内质网中的Ca2＋调节，C正确；结合题意“TMCQ1基因敲除的小鼠能够模拟痴呆、颅面、胸畸形患者的主要病理特征”而TMCQ1可以感知内质网中过高的Ca2＋浓度，故推知内质网中Ca2＋浓度过高是导致患者痴呆、颅面和胸畸形的主要原因，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 100 教学侧重 实现核心素养培优 101 教学侧重 实现核心素养培优 102 (1)影响酶活性的因素 例1　(2022·广东，13)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　) 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 概念2.2　细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 教学侧重 实现核心素养培优 103 A．该酶的催化活性依赖于CaCl2 B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度 C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 解析：分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90 ℃、70 ℃，故自变量为温度，B正确；②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70 ℃，但由于分组较少，不能说明最适温度为70 ℃，最适pH为9，C错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。 教学侧重 实现核心素养培优 104 (2)ATP水解后物质磷酸化改变功能 例2　一些蛋白质平时处于失活状态，必须被激酶磷酸化之后才可以发挥活性；而有些正好相反，这些蛋白磷酸化时是失活的，必须经过磷酸酶去磷酸化才可以激活。据图分析，下列说法错误的是(　　) A．磷酸化过程结合了ATP水解释放的磷酸基团 B．磷酸化过程吸收ATP分解释放的能量 C．去磷酸化过程释放能量，并用于ATP的合成 D．蛋白质的空间结构在磷酸化和去磷酸化过程 中均发生变化 教学侧重 实现核心素养培优 105 解析：分析图示可以看出，蛋白质在蛋白激酶的作用下发生磷酸化需要ATP供能，和水解ATP后产生的磷酸基团，A、B正确；去磷酸化过程并不会释放能量，C错误；蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中功能发生了改变，所以蛋白质的空间结构发生了改变，D正确。 教学侧重 实现核心素养培优 106 (3)细胞呼吸的原理及应用 例3　(2024·广东模拟)细胞呼吸与生产、生活密切相关，细胞呼吸原理的应用也比较广泛。某科研小组将小的完整马铃薯块茎放入保温桶中，测定了初始O2、CO2的浓度以及温度，然后密闭放置，一段时间后观测保温桶中O2的减少量与CO2的增加量相等，并且保温桶壁上出现了水珠。下列分析错误的是(　　) A．实验中气体量的变化，说明马铃薯只进行了有氧呼吸 B．马铃薯块茎在有氧呼吸过程中[H]的来源有葡萄糖、丙酮酸和水 C．欲观察创伤对细胞呼吸的影响，可将等量的马铃薯进行刀切 D．实验结束后，保温桶中温度会升高，该部分能量来自有机物 教学侧重 实现核心素养培优 107 解析：马铃薯的无氧呼吸产物为乳酸，不会产生二氧化碳，因此实验中O2的减少量与CO2的增加量相等，并不能说明马铃薯只进行了有氧呼吸，A错误；欲观察创伤对细胞呼吸的影响，则自变量为是否有创伤，所以可将等量的马铃薯进行刀切，C正确；细胞呼吸释放的有机物中的能量，一部分转移到ATP，还有一部分以热能形式散失，因此实验结束后，保温桶中温度会升高，该部分能量来自有机物，D正确。 教学侧重 实现核心素养培优 108 (4)光合作用的原理及应用 例4　(2024·武汉五校期中考试)与野生型拟南芥WT相 比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的 分布及位置不同(图a)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)， 进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。 光饱和点和光补偿点是反映植物需光特性的两个主要指标(图c)， 在不考虑叶绿体运动的前提下。下列叙述正确的是(　　) A．t1比t2具有更高的光饱和点 B．t2比WT具有更低的光补偿点 C．与WT相比，t2适合在更强的光照条件下生存，t1则相反 D．t1在图c中C点的限制因素主要为光照强度、温度和二氧化碳浓度 教学侧重 实现核心素养培优 109 解析：在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于t1，则二者光合作用速率相同时，t2所需的光照强度高于t1，因此当二者光合速率分别达到最大时，t2所需光照强度高于t1，即t2具有比t1更高的光饱和点，A错误；在正常光照下，t2中叶绿体的相对受光面积低于WT，吸收光能更少，因此当呼吸作用释放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率时，t2所需光照强度高于WT，即t2的光补偿点＞WT的光补偿点，B错误；据图b可知，叶绿体相对受光面积大小为t1＞WT＞t2，当三者光合作用速率相同时，t2所需光照强度最高，t1所需光照强度最低，因此与WT相比，t2适合在更强的光照条件下生存，t1则相反，C正确；由图c可知，在C点对应的光照强度下，光合作用强度不再随光照强度的增加而变大，因此t1在图c中C点的限制因素主要为温度和二氧化碳浓度，没有光照强度，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 110 (5)光合作用与呼吸作用的关系 例5　(2024·北京西城模拟)某研究小组将玉米叶肉细胞置于密闭的透明玻璃容器内进行相关研究，实验数据如图。下列叙述不合理的是(　　) A．N点时刻叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率 B．M至N时段叶肉细胞能产生ATP的部位不只是线粒体和叶绿体 C．根据黑暗阶段曲线推测，该玻璃罩内应是恒温的 D．N点时刻氧气含量不再增加的限制因素可能是CO2浓度 教学侧重 实现核心素养培优 111 解析：0～15 min容器内O2含量下降，处于黑暗 环境中，只进行呼吸作用，MN段，O2含量上升，说 明光合速率大于呼吸速率，N点后O2浓度不变，说明 光合速率等于呼吸速率，A错误；M至N时段叶肉细胞 能产生ATP的部位不只是线粒体和叶绿体，还包括细 胞质基质，B正确；黑暗阶段曲线是直线下降，说明呼吸速率不变，推测该玻璃罩内应是恒温的，C正确；密闭的容器内，在MN段光合速率一直大于呼吸速率，容器中二氧化碳浓度下降，N点时刻氧气含量不再增加的限制因素可能是CO2浓度，D正确。 教学侧重 实现核心素养培优 112 (1)同位素标记法 例6　(2021·海南高考)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。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水解产生的腺苷没有放射性 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 教学侧重 实现核心素养培优 113 解析：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；腺苷由腺嘌呤和核糖构成，不含磷元素，无放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 114 (2)光合作用路径研究方法：缩短时间＋放射自显影 例7　(2024·福建泉州教学质量检测二)卡尔文与同事利用 14C探明光合作用中的碳固定途径。他们将小球藻放置在密闭 容器中培养，然后将14CO2注入容器，隔一段时间取部分小球 藻浸入热乙醇中杀死，提取溶液中的分子，利用双向纸层析法 分离各种化合物，通过放射自显影分析带有放射性的物质。根 据带有放射性物质出现的时间顺序就能知道暗反应中CO2参与 生成的物质顺序。其中隔30 s和隔5 s的层析结果分别如图1、 图2所示(注：图中阴影面积越大、颜色越深，表示放射性物质越多)。据图分析，回答下列问题： 教学侧重 实现核心素养培优 115 (1)CO2固定的场所是_____________。CO2生成糖类需要光反应产生的________________为其提供能量。 (2)根据双向层析结果推测图2中最先合成的化合物是________。 (3)为了确定光合作用暗反应中固定CO2所形成第一种化合物，应进一步进行的实验处理是__________________________________。 叶绿体基质 ATP、NADPH PGA 缩短小球藻利用14CO2同化的时间 教学侧重 实现核心素养培优 116 (4)卡尔文对C3的分子结构进行分析后发现，形成的C3中只有一个碳原子带有放射性，另外两个碳原子则不带放射性，这说明C3不是由3个14CO2生成的，而是由一个14CO2和其他物质结合生成的(X物质＋CO2→C3)。为了进一步探究14CO2和什么物质结合生成C3，卡尔文在反应中将1%浓度的14CO2突然降低到0.003%浓度检测部分物质的含量变化，结果如图3所示。 据图3分析，这个X物质是___________，判断依据是______________________ __________________________________________________________________。 RuBP(C5) 当CO2浓度突然下降时，RuBP(C5)即刻呈现上升趋势，随后随着C3含量下降而下降直到同步稳定 教学侧重 实现核心素养培优 117 解析：(1)CO2固定发生在暗反应，暗反应的场所是叶绿体基质。CO2生成糖类需要光反应产生的ATP和NADPH为其提供能量。 (2)14CO2同化5 s的结果显示，PGA的阴影面积最大，故最先合成的化合物是PGA。 (3)为了确定光合作用暗反应中固定CO2所形成第一种化合物，应进一步进行的实验处理是缩短小球藻利用14CO2同化的时间，直到只有一种化合物出现放射性为止。 (4)由题图可以看出，当CO2浓度突然下降时，RuBP(C5)即刻呈现上升趋势，随后随着C3含量下降而下降直到同步稳定，故这个X物质是RuBP(C5)。 教学侧重 实现核心素养培优 118 例8　(2024·安徽鼎尖高三5月月考)植物细胞内10%～25%的葡萄糖直接氧化脱氢和脱羧，不必经过有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，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。6­磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的关键酶，NADPH既是它的产物，又是它的抑制剂。下列说法正确的是(　　) A．植物细胞内NADPH均是由磷酸戊糖途径产生的 B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量更多 C．NADPH能抑制磷酸戊糖途径关键酶的活性体现了分子水平的稳态 D．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成 教学侧重 实现核心素养培优 119 解析：植物叶肉细胞的叶绿体通过光反应也可生成NADPH，A错误；有氧呼吸是有机物彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生很多中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量较少，B错误；NADPH能抑制磷酸戊糖途径关键酶的活性体现了分子水平的稳态，C正确；植物细胞内只有10%～20%的葡萄糖通过磷酸戊糖途径代谢，还有其他代谢途径，故利用14C标记的葡萄糖追踪的产物不一定是磷酸戊糖途径中生成，如14CO2可能来自磷酸戊糖途径，也可能来自正常的有氧呼吸，D错误。 教学侧重 实现核心素养培优 120 例9　(2024·北京朝阳模拟)光呼吸是植物利用光能，吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因(GLO、CAT、GCL、TSR)导入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢支路(GCGT支路)，如图虚线所示。 据图分析，下列推测错误的是(　　) A．光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上 B．光呼吸可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环 C．GCGT支路有利于减少H2O2对叶绿体的损害 D．GCGT支路可以降低光呼吸从而提高光合效率 教学侧重 实现核心素养培优 121 解析：C5在叶绿体中形成，所以C5和O2的结合发生在叶绿体中，A错误；GCGT支路中，甘油酸可转化为PGA，进而将碳重新回收进入卡尔文循环，B正确；GCGT支路中，H2O2可被分解为H2O和O2，有利于减少其对叶绿体的损害，C正确；光呼吸代谢支路(GCGT支路)可以使光呼吸产生的乙醛酸直接在叶绿体中产生CO2，提高其内部的CO2浓度，CO2浓度增加可以提高CO2与O2竞争C5的能力，进而抑制光呼吸，D正确。 教学侧重 实现核心素养培优 122 例10　(2024·福建高三适应性考试)落地生根、景天等景天科植物具有一个很特殊的二氧化碳同化方式，该类植物夜晚气孔开放，白天气孔关闭，其气孔开、闭情况及相关代谢途径如图所示。回答下列有关问题： 教学侧重 实现核心素养培优 123 (1)景天科植物夜晚利用二氧化碳的场所是______________，该类植物夜晚气孔开放，白天气孔关闭的生物学意义是______________________________________ ______________________________________________________________，气孔开闭的特点与其生活环境相适应，推测景天科植物生活的环境的特点可能是________。 (2)景天科植物在进行卡尔文循环过程中，提供能量的物质是____________，若只在白天提高大气中的二氧化碳浓度，则景天科植物的光合速率将________，判断依据是_________________________。 细胞质基质 干旱炎热 白天气孔关闭，能降低蒸腾作用，有利于减少水分散失，夜间气孔开放，可以吸收CO2在白天时进行光合作用 NADPH和ATP 不变 景天科植物白天气孔关闭 教学侧重 实现核心素养培优 124 (3)景天科植物叶肉细胞细胞质中丙酮酸的去向及参与的生理过程有_____________________________________________________________________________________________________(写出两个)。 (4)在极其恶劣的条件下，景天科植物会在夜晚关闭气孔，而在其体内进行C循环，假设其他过程不受影响，则这一机制____________(填“能”或“不能”)使植物正常生长，原因是______________________________________________。 丙酮酸生成丙糖磷酸再进入叶绿体合成淀粉，在有氧呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段 不能 该机制下，一天内植物几乎没有有机物的积累 教学侧重 实现核心素养培优 125 教学侧重 实现核心素养培优 126 　　　　　　　　　　　　　 R 在叶绿体中：C5＋CO2eq \o(――→,\s\up17(酶R))2C3① C5＋O2eq \o(――→,\s\up17(酶R))C3＋C2② 在线粒体中：2C2＋BAD′eq \o(――→,\s\up17(酶))C3＋CO2＋NADH＋H＋③ 注：C2表示不同种类的二碳化合物，C3也类似。 图1 例5　(2024·平度市二模)甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍。血浆中I－进入滤泡上皮细胞是由钠碘同向转运体(NIS)介导的，如图所示。已知哇巴因是钠钾泵抑制剂，硝酸根离子(NOeq \o\al(－,3))可以与I－竞争NIS。下列叙述正确的是(　　) A．NIS运输I－的方式与其运输Na＋的方式相同 B．NOeq \o\al(－,3)能够同时影响Na＋和I－进入甲状腺滤泡上皮细胞 C．哇巴因可抑制甲状腺滤泡细胞吸收碘，从而影响甲状腺激素的合成 D．寒冷信号能直接刺激甲状腺滤泡细胞合成并分泌更多甲状腺激素 解析：甲状腺滤泡细胞内的I－浓度是血浆中I－浓度的30倍，NIS运输I－的方式为主动运输，运输Na＋的方式为协助扩散，A错误；NOeq \o\al(－,3)可以与I－竞争NIS，因此NOeq \o\al(－,3)只影响I－进入甲状腺滤泡上皮细胞，B错误；哇巴因是钠钾泵抑制剂，会抑制Na＋运出甲状腺滤泡细胞，导致细胞内外Na＋浓度差变小，NIS运输I－时需要借助Na＋的浓度梯度产生的电化学势能，因此哇巴因可抑制甲状腺滤泡细胞吸收碘，从而影响甲状腺激素的合成，C正确；寒冷信号能直接刺激皮肤冷觉感受器，传入下丘脑体温调节中枢，然后由下丘脑、垂体分泌相应的激素，促进甲状腺分泌更多的甲状腺激素，下丘脑体温调节中枢兴奋后，也可直接促进甲状腺激素的分泌，D错误。 解析：(1)根据图示信息，夜晚二氧化碳进入细胞质基质先生成HCOeq \o\al(－,3)，再生成草酰乙酸，最后生成苹果酸储存在液泡中，因此景天科植物夜晚利用二氧化碳的场所是细胞质基质。 (2)在进行卡尔文循环过程中，ATP和NADPH都能提供能量，同时NADPH还可作为还原剂。景天科植物白天气孔关闭，因此白天提高大气中二氧化碳浓度对其光合速率无影响。 (3)根据图示信息，白天苹果酸分解产生的丙酮酸生成丙糖磷酸再进入叶绿体合成淀粉，另外在有氧呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段。 $$