课后限时作业2 细胞的代谢（学生用书Word版）-【高考快车道】2026年高考生物大二轮专题复习与策略

课后限时作业(二)　细胞的代谢 (建议用时：40分钟；本套共16小题，共60分。第1~14小题，每小题3分；第15~16小题，每小题9分。) 1．(2025·河北卷)下列过程涉及酶催化作用的是(　　) A．Fe3+催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞 C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除 2．(2025·江苏卷)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 3．(2025·河南卷)甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是(　　) A．酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B．低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C．酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D．呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 4．(2025·山东卷)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是(　　) A．应使用干燥的定性滤纸 B．绿叶需烘干后再提取色素 C．重复画线前需等待滤液细线干燥 D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 5．(2025·安徽卷)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是(　　) A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B．调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验 C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度 D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关 6．(2025·河北卷)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是(　　) A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O B．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 7．(2025·广东江门一模)呼吸作用中P酶通过促进氧气与[H]的结合进而提升低氧条件下的运动耐力，乳酸可结合在P酶特定氨基酸位点使其乳酰化。研究者发现小鼠持续运动30分钟后，肌细胞中P酶乳酰化水平升高且相对活性下降。下列说法错误的是(　　) A．P酶作用的场所最可能在线粒体内膜 B．乳酰化修饰前后P酶的结构发生改变 C．P酶乳酰化水平升高有利于提升运动耐力 D．增加肌细胞氧气供应有利于P酶活性维持 8．(2025·天津二模)酶A、酶B与酶C是科学家分别从三种生物中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量其对不同浓度的ATP的水解反应速率，实验结果如下图。下列叙述错误的是(　　) A．在相同ATP浓度下，酶A催化产生的最终ADP和Pi量最多 B．各曲线达到最大反应速率一半时，三种酶所需要的ATP浓度相同 C．ATP浓度相同时，酶促反应速率大小为酶A>酶B>酶C D．当反应速率相对值达到400时，酶A所需要的ATP浓度最低 9．(2024·新疆乌鲁木齐一模)如图为双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构示意图，下列说法正确的是(　　) A．dNTP 结构不稳定，是因为相邻两个磷酸基团均带负电而相互排斥 B．若在进行DNA 复制的反应体系中加入 ddNTP，子链的ddNTP 间也会形成磷酸二酯键 C．图中 ddNTP 中的五碳糖名称是脱氧核糖 D．若X 表示 OH，碱基为A时，该物质可为C3化合物的还原直接提供能量 10．(2025·河南郑州一模)细胞呼吸是联系糖类、脂肪和蛋白质相互转化的枢纽。人体肝细胞内的部分生化反应如图所示。图中编号表示过程，字母表示物质。下列叙述正确的是(　　) A．脂肪作为主要的能源物质参与细胞呼吸 B．有氧运动会使A转化为甘油、脂肪酸的量减少 C．④过程中大部分化学能转化成ATP中的化学能 D．饥饿时，副交感神经兴奋直接引起肝细胞中甘油、脂肪酸转化为A 11．(2025·华南师大附中模拟)NAD+作为呼吸作用的重要底物，其过度消耗将会影响到线粒体氧化呼吸和ATP合成等细胞生物学功能。已知NAD+的合成场所是细胞质基质，通过线粒体膜需要借助特殊的转运蛋白TF—H。下列有关叙述正确的是(　　) A．催化O2与NAD+反应的酶存在于线粒体内膜上 B．通常动物和植物无氧呼吸过程中会有NADH的积累 C．NAD+的水平下降后只有细胞的有氧呼吸速率会受到影响 D．TF—H缺失的细胞表现出耗氧量下降及ATP生成量减少 12．(2025·广西南宁三模)为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是(　　) A．色素1、2、3、4易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 B．色素1、2、3、4可能分布在叶绿体中，色素5可能存在于液泡中 C．色素1、2的含量较多，缺Mg会影响色素1和2的含量 D．色素1在层析液中的溶解度最大 13．(2025·湖北武汉三模)大豆叶片气孔黑暗条件下处于关闭状态，光照后逐渐开放。壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，在适宜温度下测定光合速率，结果如下图所示。下列分析正确的是(　　) A．当光照强度为0时，两组细胞的胞间CO2浓度相等 B．提高环境温度，两组的最大光合作用强度都会下降 C．光照3 min时，A组叶片有机物积累的速率大于B组 D．光照10 min时，限制两组光合速率的主要因素是光照时间 14．(2025·安徽淮北模拟)PHO蛋白是植物体内重要的磷转运蛋白，其在叶片中的作用过程如图所示。有研究发现：PHO突变植株的种子中Pi浓度增加，而叶片中Pi浓度降低。下列叙述正确的是(　　) A．磷元素是ATP和NADPH、叶绿素等物质的重要组成部分 B．当PHO被抑制时，植物的光反应被抑制，暗反应不受影响 C．据图分析，磷酸丙糖转运蛋白转运磷酸丙糖对Pi转运的影响属于负反馈 D．根据信息可推断PHO蛋白还可能参与植物体不同器官中Pi的重新分配 15．(9分)(2025·海南海口模拟)我国科学家将ATP合酶和光系统Ⅱ(PSⅡ)纯化并重组到磷脂囊泡膜上，如图1所示，并引入藻蓝蛋白增强其光收集能力，提高光能利用效率和ATP的产量，然后将该磷脂囊泡和碳固定途径成功包封到巨型磷脂囊泡内，构建出人工光合细胞器，如图2所示(IDH、ACO、ACL均是酶)。回答下列问题： (1)图1中的磷脂囊泡膜相当于叶绿体结构的____________；从膜结构分析，人工光合细胞器与叶绿体最明显的区别是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ATP合酶的作用有___________________________________________________ ___________________________________________________________________ __________________(答出2点)。 (2)已知乙酰辅酶A是细胞代谢和物质合成过程中的关键中间产物，且后续可用于磷脂合成。结合图示分析，人工光合细胞器的构建为进一步实现具有自主生长能力的人造细胞奠定了基础，理由是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (答出1点，可从生物膜、细胞代谢或能量的角度进行分析)。 (3)同等条件下，与植物叶肉细胞相比，人工光合细胞积累有机物的效率______(填“较高”或“较低”)，原因是___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 16．(9分)(2025·四川攀枝花三模)研究人员通过人工诱变筛选出一株水稻突变体，其叶绿素含量仅为普通水稻的56%。图1表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体和普通水稻的净光合速率，图2中A、B两图表示某光照强度下该突变体与普通水稻的气孔导度(单位时间进入叶片单位面积的CO2量)和胞间CO2浓度。回答下列问题： (1)叶绿素主要吸收________光用于光合作用。水稻根部从土壤中吸收的磷元素可用于合成ATP、NADPH等有机物，参与光合作用。其中NADPH的作用是___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)图1所示，当光照强度低于a点时，突变体水稻的净光合速率低于普通水稻，其可能的原因是__________________________________。 当光照强度高于a点时，突变体水稻却具有较高的净光合速率，结合图1、图2所示推测可能的原因是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。(答出1点) (3)另一研究表明水稻将光合作用产生的有机物运输至籽粒中，并以淀粉形式储存，称为籽粒灌浆，籽粒灌浆情况直接决定农作物产量。研究人员分别检测野生型(WT)和P基因缺失突变型(pho)水稻籽粒重量和有机物合成量，结果如图3和图4所示。据图3可知，相对于WT，________________________；结合图4结果推测，P蛋白的作用可能是______________________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 课后限时作业(二) 1．D　[Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催化剂，不是酶，A错误；O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B错误；PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的，不需要酶来解旋(在生物体内DNA解旋需要解旋酶)，C错误；植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。] 2．C　[葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，人体细胞和酵母菌的场所相同，A错误；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，O2参与的是第三阶段(与[H]结合生成水)，B错误；人体细胞和酵母菌有氧呼吸各阶段均能产生ATP，第一、第二阶段能产生[H]，第三阶段利用[H]，无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP(后续被消耗)，因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP，C正确；人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2，酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精，D错误。] 3．B　[酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误；在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，甜菜产量减少，D错误。] 4．B　[光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸，水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离，A正确；提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，否则会导致滤液细线变粗，最终导致分离的色素条带不清晰，C正确；提取光合色素一般用无水乙醇，若没有无水乙醇，可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代，D正确。] 5．C　[依据单一变量原则，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确；调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以模拟不同的光照强度，该实验都是实验组，为对比实验，B正确；实际光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时O2浓度变化，只可计算出净光合作用强度，无法得知呼吸强度，无法计算出实际光合作用强度，C错误；同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关，D正确。] 6．A　[类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O，A错误；叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行CO2的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2和NADH，B正确；类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确；叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物(丙酮酸)，生成CO2和NADH，D正确。] 7．C　[ P酶在呼吸作用中促进氧气与[H]的结合，这一过程是有氧呼吸的第三阶段，通常发生在线粒体内膜，A正确；蛋白质的结构决定其功能，乳酸结合在P酶的特定氨基酸位点使其乳酰化，这种修饰会导致P酶的结构发生改变，从而影响其活性，B正确；根据题干信息可知，呼吸作用中P酶通过促进氧气与[H]的结合进而提升低氧条件下的运动耐力，而P酶乳酰化水平升高后，其相对活性下降，即P酶的功能减弱，不利于提升运动耐力，C错误；乳酸可结合在P酶特定氨基酸位点使其乳酰化，而乳酸是无氧呼吸的产物，因此增加肌细胞氧气供应有助于维持P酶的活性，D正确。] 8．A　[据图可知，在相同ATP浓度下，酶A催化产生的反应速率相对值最高，但ADP和Pi的生成量与底物ATP的量有关，在相同ATP浓度下，三者产生的最终ADP和Pi量相同，A错误；据图可知，酶A、酶B和酶C的最大反应速率分别是1 200、 800和400，各曲线达到最大反应速率一半时，三种酶需要的ATP浓度分别是10、 10和10，三者相同，B正确；据图可知，ATP浓度相同时，酶促反应速率大小为酶A＞酶B＞酶C，C正确；当反应速率相对值达到400时，酶A、酶B和酶C的所需要的ATP浓度依次增加，即酶A所需要的ATP浓度最低，D正确。] 9．A　[dNTP结构不稳定，是因为相邻两个磷酸基团均带负电而相互排斥，A正确；ddNTP中3′无—OH，无法形成磷酸二酯键，B错误；ddNTP中3′无—OH，不是脱氧核糖，C错误；若X表示OH，碱基为A时，该物质为dATP，不是ATP，不能为C3化合物的还原提供能量，D错误。] 10．B　[细胞呼吸中主要的能源物质是糖类，脂肪是良好的储能物质，A错误；有氧运动会促进细胞呼吸，A(丙酮酸)会更多地进入线粒体进行有氧呼吸，转化为甘油、脂肪酸的量减少，B正确； ④过程(有氧呼吸第三阶段)中大部分化学能以热能形式散失，只有少部分转化成ATP中的化学能，C错误；饥饿时，交感神经兴奋直接引起胰高血糖素分泌增加，促进肝细胞中肝糖原分解为葡萄糖和非糖物质(如甘油、脂肪酸)转化为葡萄糖，D错误。] 11．D　[催化O2与NADH反应的酶存在于线粒体内膜上，而不是NAD＋，A错误；通常情况下，动物和植物无氧呼吸第一阶段产生的NADH，会在第二阶段被消耗掉，而不会积累，B错误；NAD＋生成NADH发生在无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸的第一、二阶段，故NAD＋水平下降会同时影响有氧呼吸和无氧呼吸过程，C错误；TF—H缺失使得NAD＋无法进入线粒体，导致线粒体中产生的还原氢不足，最终使有氧呼吸第三阶段受阻，表现出耗氧量下降及ATP生成量减少，D正确。] 12．C　[色素1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A、B正确。色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素1和2即胡萝卜素和叶黄素含量较少，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b含量较多，另外Mg只参与构成叶绿素，故缺Mg会影响色素3和4的含量，C错误。根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，D正确。] 13．B　[在光照强度为0时，二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，所以两组细胞的胞间CO2浓度不相等，A错误；由题干可知，该实验是在最适温度下测的光合速率，因此提高环境温度，两组的最大光合作用强度都会下降，B正确；光照3 min时，两组的光合速率曲线相交，两组的光合速率相同，有机物的制造量相同，但无法得知两组的呼吸速率，因此无法判断两组的有机物积累的速率，C错误；10 min后，B组光合速率相对值不再改变，限制因素不是光照时间，D错误。] 14．D　[磷元素是ATP、NADPH的组成成分，但叶绿素不含磷元素，A错误；光反应为暗反应提供ATP和NADPH，若PHO蛋白被抑制导致光反应受阻，暗反应因缺乏ATP和NADPH必然受影响，B错误；图中显示磷酸丙糖转运蛋白将磷酸丙糖(TP)运出叶绿体基体时，需消耗Pi(无机磷酸)，当Pi浓度不足时，磷酸丙糖转运受阻，导致磷酸丙糖积累并反馈抑制光合作用，此过程属于负反馈调节，C错误；PHO突变植株的种子Pi浓度增加、叶片Pi浓度降低，表明PHO蛋白可能负责将Pi从种子转运至叶片(或其他器官)，即可能参与器官间Pi的重新分配，D正确。] 15．解析：(1)在叶绿体中，光反应发生在类囊体薄膜上，图 1 中进行光反应相关过程(有光系统Ⅱ等参与光反应)的磷脂囊泡膜相当于叶绿体结构的类囊体薄膜。 叶绿体有双层膜结构，而人工光合细胞器是由磷脂囊泡构成，从膜结构分析，人工光合细胞器与叶绿体最明显的区别是人工光合细胞器具有单层膜，而叶绿体具有两层膜。从图 1 可以看到，ATP 合酶一方面能催化 ADP 和 Pi 合成 ATP，另一方面它还能作为H＋的通道，允许H＋通过磷脂囊泡膜。(2)从细胞代谢角度分析，人工光合细胞器中能通过一系列反应产生乙酰辅酶 A，乙酰辅酶A是细胞代谢和物质合成过程中的关键中间产物，后续可参与合成多种细胞生长发育所需的物质。从能量角度分析，人工光合细胞器可利用光能合成有机物，为细胞代谢(包括物质合成等)提供能量，有助于实现人造细胞的自主生长。从生物膜角度分析，人工光合细胞器可利用光能合成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A可用于合成磷脂，利于生物膜的构建和更新，支持人造细胞的自主生长。(3)同等条件下，与植物叶肉细胞相比，人工光合细胞积累有机物的效率较高。因为人工光合细胞引入了藻蓝蛋白，增强了光收集能力，能更有效地利用光能，提高了光能利用效率和 ATP 的产量，从而为碳固定(暗反应)提供更多的 ATP 和 NADPH，促进有机物的合成，所以积累有机物的效率较高。同时人工光合细胞不进行细胞呼吸消耗有机物。 答案：(每空1.5分，共9分)(1)类囊体薄膜　人工光合细胞器具有单层膜，而叶绿体具有两层膜　催化ATP合成；运输H＋　(2)人工光合细胞器可利用光能合成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A可用于合成磷脂，磷脂是生物膜的主要成分；乙酰辅酶A是细胞代谢和物质合成过程中的关键中间产物，后续可参与合成多种细胞生长发育所需的物质；人工光合细胞器可利用光能合成有机物，为人造细胞的生命活动提供能源物质　(3)较高　人工光合细胞不进行细胞呼吸消耗有机物(或人工光合细胞光收集能力强，光能利用效率高，光反应速率高，故光合作用积累有机物的速率高) 16．解析：(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用。NADPH的作用是作为暗反应的还原剂、为暗反应提供能量。(2)由题干可知，突变体叶绿素含量仅为普通水稻的56%，当光照强度低于a点时，突变体水稻叶绿素含量低，吸收的光能少，光反应速率低，导致突变体水稻的净光合速率低于普通水稻。由图2可知，突变体水稻的气孔导度大于普通水稻，但胞间CO2浓度与普通水稻相近，说明突变体水稻的暗反应效率较高；当光照强度高于a点时，充足的光能弥补了色素缺乏的不利影响，此时突变体水稻具有较高的净光合速率。(3)据图3可知，相对于WT曲线，pho曲线在下方且更平缓，说明其籽粒重量低且增长缓慢。由图4可知，相对于WT组，pho组的葡萄糖含量高，淀粉含量低，说明P蛋白的作用可能是促进葡萄糖转化为淀粉。 答案：(每空1.5分，共9分)(1)红光和蓝紫　作为暗反应的还原剂、为暗反应提供能量　(2)突变体水稻叶绿素含量低，吸收的光能少，光反应速率低　突变体水稻的气孔导度大于普通水稻，但胞间CO2浓度与普通水稻相近，说明突变体水稻的暗反应效率较高；充足的光能弥补了色素缺乏的不利影响　(3)pho籽粒重量低且增长缓慢　促进葡萄糖转化为淀粉 学科网（北京）股份有限公司 $