1.细胞代谢(考前特色提分测Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考生物大二轮专题复习（单选）

第三部分　大题突破练 1.细胞代谢 【说明】　细胞代谢是高考非选择题的常考点,重点掌握相应试题类型和解题方法尤为重要。 1.(2024·天津卷,T15 )蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。 (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应,反应场所为 细胞质基质 。 (2)光暗循环条件下,将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株(Δxpk)分别用含NaH14CO3的培养基培养,测定其碳固定率和胞内ATP浓度,结果如图2。 在第10~11分钟,野生型菌XPK被激活,将暗反应的中间产物6⁃磷酸果糖等转化为其他物质,导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 抑制剂 (填“激活剂”或“抑制剂”)。在同一时期,Δxpk会继续进行暗反应,此时消耗的ATP和NADPH来源于 第10分钟之前的光反应 。 在第11~13分钟,Δxpk碳固定率继续升高,胞内 细胞呼吸(或呼吸作用) 过程来源的ATP被用于 暗反应(或碳固定,或C3还原,或碳反应) 而消耗,导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。 (3)蓝细菌在高密度培养时,由于互相遮挡,菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下,蓝细菌是否采用上述机制进行调节,可分别使用野生型和Δxpk,选用如下 ①③⑤ (填序号)条件组合进行实验,定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。 ①高浓度蓝细菌　②低浓度蓝细菌　③持续光照　④光暗循环　⑤培养基中加入NaH14CO3　⑥培养基中加入14C6H12O6 解析　(1)蓝细菌为原核生物,题图1为蓝细菌光合作用的暗反应过程,该过程的反应场所为细胞质基质。(2)光暗循环条件下,将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株(Δxpk)分别用含NaH14CO3的培养基培养,测定其碳固定率和胞内ATP浓度,结果如题图2。在第10~11分钟,野生型菌细胞中ATP含量下降,此时XPK被激活,将暗反应的中间产物6⁃磷酸果糖等转化为其他物质,导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的抑制剂。在同一时期,Δxpk会继续进行暗反应,此时消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11~13分钟,Δxpk碳固定率继续升高,此时处于黑暗条件,因而推测,此时碳固定速率上升消耗的ATP来自细胞呼吸,导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。(3)蓝细菌在高密度培养时,由于互相遮挡,菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证蓝细菌是否采用题述机制进行调节,则实验过程中首先需要创造高密度蓝细菌,而后需要持续光照,同时需要在培养基中加入NaH14CO3,因此,实验中可使用野生型和Δxpk,在①高浓度蓝细菌、③持续光照、⑤培养基中加入NaH14CO3条件组合进行实验,定时测定14C固定率和胞内ATP浓度,进而得出相应的结论。 2.(2025·山东卷,T21)高光强环境下,植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤,引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长,其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是 磷脂双分子层 ;叶绿体中含有许多由类囊体组成的 基粒 ,扩展了受光面积。 (2)据图分析,生成NADPH所需的电子源自于 H2O的光解 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向,用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后,以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时,能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、 丙酮酸、[H] 。离心收集绿藻并重新放入含O的培养液中,在适宜光照条件下继续培养,绿藻产生的带18O标记的气体有 O2、CO2 。 (3)据图分析,通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为 途径①以电能的方式耗散光能,途径②以热能的方式耗散光能 。 解析　(1)叶绿体膜属于生物膜,其基本支架是磷脂双分子层。叶绿体中含有许多由类囊体堆叠而成的基粒,扩展了受光面积。(2)据题图可知,H2O光解产生电子,电子的受体为NADP+,因此生成NADPH所需的电子源自于H2O的光解。用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后,3H会通过光合作用进入产物葡萄糖中,使葡萄糖被3H标记,以该葡萄糖为原料进行有氧呼吸时,经有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸和[H]均会被3H标记,丙酮酸进入线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时分解产生[H],故在线粒体基质中被3H标记的物质有H2O、丙酮酸和[H]。将离心收集的绿藻重新放入含有O的培养液中,在适宜的光照条件下继续培养,绿藻中的O经过光合作用产生了18O2;而18O2中的18O可通过有氧呼吸第三阶段进入H2O中,再通过有氧呼吸第二阶段可进入CO2中,故绿藻产生的带18O标记的气体有O2和CO2。(3)据题图可知,过剩的光能可通过途径①以电能的方式耗散;还可通过途径②以热能的方式耗散,减轻光合系统的损伤。 3.(2024·浙江6月选考,T24)原产热带的观赏植物一品红,花小,顶部有像花瓣一样的红色叶片,下部叶片绿色。回答下列问题: (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色,提出了问题:红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料:植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法,先将叶片浸入沸水处理;再转入热甲醇处理;然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开,滴加碘-碘化钾溶液(或碘液),观察颜色变化。 ③结合上述资料,作出可通过实验验证的假设: 假设一:若一品红的红色叶片具有光合作用的能力,则红色叶片内可检测到淀粉;假设二:若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力,则红色叶片内无法检测到淀粉 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理,并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ.红叶+光照 ⅱ.变蓝(对应假设一)或不变蓝(对应假设二) ⅲ.红叶+黑暗 ⅳ.不变蓝 ⑤分析:检测叶片淀粉的方法中,叶片浸入沸水处理的目的是 增加细胞透性,使水溶性色素渗出 。热甲醇处理的目的是 充分去除脂溶性色素 。 (2)对一品红研究发现,红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02 g(Chl)·m-2和0.20 g(Chl)·m-2,红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率(ETR)值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力;ETR值反映光合膜上电子传递的速率,与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知,在光照强度为500~2 000 μmol·m-2·s-1范围内,相对于绿叶,红叶的 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能 能力较弱。分析图乙可知,在光强800~2 000 μmol·m-2·s-1范围内,红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 抑制 现象。结合图丙可知,强光下,贮藏于红叶细胞 液泡 内的花青素可通过 吸收过剩光能的 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实,生长在高光强环境下的一品红,红叶叶面积大,颜色更红。综合上述研究结果可知,在强光环境下,红叶具有较高花青素含量和较大叶面积,其作用除了能进行光合作用外,还有保护 自身和下部绿叶 的功能。一品红的花小,不受关注,但能依赖花瓣状的红叶吸引 媒介昆虫(蜜蜂、蝴蝶等) ,完成传粉。 解析　(1)③根据实验的问题,提出假设一:若一品红的红色叶片具有光合作用的能力,则红色叶片内可检测到淀粉;假设二:若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力,则红色叶片内无法检测到淀粉。④为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力,需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立,则红叶+光照组中,溶液变蓝;红叶+黑暗组中,溶液不变蓝。若假设红叶不具有光合作用能力成立,则红叶+光照组中,溶液不变蓝;红叶+黑暗组中,溶液不变蓝。⑤整个实验步骤中,先用沸水处理叶片,增加细胞透性,使水溶性色素渗出;再将叶片转移到热甲醇溶液中充分去除脂溶性色素,以免影响后续实验结果的观察。(2)①分析题图甲可知,自变量为光照强度和叶片颜色,因变量为qNP值,当光照强度为500~2 000 μmol·m-2·s-1范围内时,红叶的qNP值较小,即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。分析题图乙可知,随着光照强度的增加,绿叶的ETR值明显增大,当光照强度超过800 μmol·m-2·s-1时,ETR值减小,即随着光照强度增加,绿叶光合速率先增大后减小,推出光照强度超过一定范围时,绿叶的光合作用反而被抑制。而根据题图乙可知,在光照强度为800~2 000 μmol·m-2·s-1范围内时,红叶并未出现光合作用被抑制的情况。红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低,结合题图丙可知,贮藏在细胞液泡内的花青素,可通过吸收过剩光能的方式,从而保护叶绿体不受强光损伤。②综合上述研究结果可知,在强光环境下,大面积的红叶细胞中富含花青素,能有效保护自身和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小,不受关注,但能依赖花瓣状的红叶吸引媒介昆虫(蜜蜂、蝴蝶等),为其完成传粉工作。 学科网（北京）股份有限公司 $