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细胞代谢专题分类整理
细胞代谢专题分类分块研究
近年高考考了什么？
一、ATP的合成、利用及能量代谢
考查的角度：
ATP部分命题较低，多融合有关代谢或生理过程综合考查。
例题：
（2016卷.11）下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成【答案】D
（2016新课标I.29）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。
回答下列问题；
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“α”“β”或“γ”）位上。
【答案】
（1）γ
（2）α
二、酶在代谢中的作用
1、考查形式：
对酶的本质及酶在代谢中作用的理解，多和蛋白质的结构、功能等相关知识结合，以选择题为主；对探究酶的特性及影响酶活性的因素的考查主要是以实验形式进行，题型主要是非选择题，集中在对酶特性曲线的分析和实验设计与分析能力上。
2、命题趋势：
高考对酶的作用及特性的考查将趋向于联系生活实际，结合图表、曲线等以实验分析或设计的形式进行，所占分值较大。
考查形式灵活多变，多以选择形式出现，也会以非选择题形式出现。
3、考查的角度：
酶相关的实验探究是高考的难点，近年来高考对酶的考查也不乏“亮点”与“创新点”如2016年全国卷I第3题考查测定酶活性的实验操作步骤，试题考查的知识简单，主要体现对考生实验探究能力的考查，充分体现了生物学核心素养中的“科学探究”。
预计2019年高考中，以“酶的作用机理”“酶的特性”或“酶活性的影响因素”等知识为背景的实验类试题出现的概率较高。
试题中渗透着科学思维、科学探究等生物学核心素养。
4、例题：
（2016新课标II.29）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：
A组（20℃）、B组（40℃）和C组（60℃），测定各组在不同反应时间的产物浓度（其他条件相同），结果如图。
回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是
组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10℃，那么A组酶催化反应的速度会。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量，原因是。
（4）生物体酶的化学本质是，其特性有（答出两点即可）。
【答案】
（1）B
（2）加快（3）不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也不会增加（4）蛋白质或RNA高效性、专一性
（2016课标1卷.3）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是（）
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
（2017•新课标Ⅱ卷.3）下列关于生物体中酶的叙述，正确的是
A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃
（2018•新课标I卷.2）生物体DNA常与蛋白质结合，以DNA-蛋白质复合物的形式存在。
下列相关叙述错误的是（ ）
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成，则复合物中含有RNA聚合酶
（2018•新课标III卷.30）回答下列与蛋白质相关的问题:
（1）生物体中组成蛋白质的基本单位是 ，在细胞中合成蛋白质时，肽键是在 这一细胞器上形成的，合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如 （填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“氨酸酶”）分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中高尔基体的功能是 。
（2）通常，细胞具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和 结构。
某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解原因是
（3）如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是
【答案】
（1）氨基酸 核糖体 胃蛋白酶 对来自质网的分泌蛋白进行加工、分类、包装和转运
（2）空间 变性蛋白质的空间结构变得伸展、松散，更容易被水解
（3）突变前后mRNA上相应密码子对应同一种氨基酸（密码子的简并性）
三、细胞呼吸
1、考查的角度：
细胞呼吸是高考命题的热点之一，主要考查细胞呼吸的过程，有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系，真枋细胞的呼吸作用场所比较，细胞呼吸在实践中的应用及相关实验探究等。
2、相关考情：
2014-2016年全国卷中有关细胞呼吸的考查较少，但在2017-2018年全国卷中又加大了考查力度。
如：
2017年全国卷第29题将光合作用和细胞呼吸的过程图解相联系，考查了细胞呼吸的场所、条件、ATP的产生部位等；2018年全国卷II第4题考查了水的存在形式及其与细胞呼吸等代谢的关系；2018年全国卷III第5题单独考查生物体中细胞呼吸的相关叙述。
因此，细胞呼吸作为高考的重要考点，2019年高考对期考查的可能性很大。
以细胞呼吸为命题点，将这部分知识进行学科综合或进行相关实验探究类试题出现频率可能较高，在备考时，要注意将各种题型进行梳理。
3、命题趋势：
细胞呼吸过程及影响因素仍将是高考考查的重点，趋向于以图表的形式考查对细胞呼吸原理的理解，并紧密结合日常生活和生产实践，分析影响细胞呼吸的环境因素，考查考生的理解能力，获取信息、处理信息的能力以及实验探究能力。
4、例题：
（2018全国Ⅱ卷，4）有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说法错误的是
A．风干种子中有机物的消耗减慢B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高D．风干种子中结合水与自由水的比值大
（2018天津卷，5）为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。
培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。
有关分析错误的是
A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C．若降低10℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
（2017•卷.5）关于生物体能量代谢的叙述，正确的是
A．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成
B．人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化
C．叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程
D．硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量
（2017•卷.7）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是
A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小
B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸
C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
（2017•卷.8）某染料（氧化型为无色，还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定。
某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。
分组
甲组
乙组
处理
种子与染料混合保温
种子煮沸后与染料混合保温
结果
种子中的胚呈红色
种子中的胚未呈红色
下列叙述错误的是
A．甲组的胚发生了氧化还原反应
B．呼吸作用产生的NADH使染料变成红色
C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞
D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
（2016卷.23）（多选）突变酵母的发酵效率高于野生
型，常在酿酒工业发酵中使用。
下图为呼吸链突变酵母呼
吸过程，下列相关叙述错误的是
A．突变酵母乙醇代谢途径未变
B．突变酵母几乎不能产生[H]
C．氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体
D.通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
（2018全国Ⅲ卷，5）下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
29．（2017•新课标Ⅱ卷.29）（9分）
下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________________、_______________________、_______________________、_________________，[H]代表的物质主要是_________________。
（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。
【答案】
（1）O2NADP+ADP+PiC5NADH（或答：
还原型辅酶Ⅰ）
（2）C和D（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
四、光合作用
1、考查的形式：
无论是选择题还是非选择题，与图表、坐标曲线等结合考查二氧化碳浓度、温度、光照强度等环境因素对光合作用强度的影响是常见的命题形式。
也常以该部分知识点为载体，命制实验探究题考查考生的实验探究能力和综合分析能表述能力。
2、命题趋势：
影响光合作用的环境因素是历年高考考查的重点和热点，光照强度、温度、二氧化碳浓度对光合速率的影响曲线分析仍是主要容，同时考查形式上会保持灵活多变的特点。
图表分析、曲线分析、实验分析、实验设计等都是命题的主要趋势。
3、考情分析：
光合作用是植物细胞代谢的重要生理过程之一，是高考的“常青树”，试题具有以下特点。
2018
2017
2016
2015
全国卷I
T30
T30
T30
T29
全国卷II
T30
T29
T29
全国卷III
T29
T29
多以曲线图为信息载体，如2018年全国卷I第30题、2018年全国卷II第30题和2018年全国卷III第29题。
新瓶装旧酒，试题每年都有一定的创新。
环境因素对光合作用的影响以及光合作用与细胞呼吸的综合几乎每年必考，但试题中都会出现一些变化，如2018年全国卷II第30题考查“树冠不同层叶片”的净光合速率，2018年全国卷III第29题出现“群体光合速率”“阳生植物”“阴生植物”等；2017年全国卷I第30题出现“CO2补尝点”。
预计在2019年高考中关于光合作用的知识会继续重点考查，主要以非选择题的形式出现。
在备考时，考生除进行常规训练外，还要注意“补尝点和饱和点”，光呼吸等新知识，同时还要关注以生产实践或最新科技进展为命题材料的试题。
考查的角度1：
以环境变化为背景的影响光合作用因素
角度
（1）以外界环境变化为视角
（2018全国Ⅰ卷，8）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________，判断的依据是______________________。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是______。
（4）某植物夏日晴天中午12：
00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的_________（填“O2”或“CO2”）不足。
【答案】
（1）甲
（2）甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
（3）乙（4）CO2
（2018全国Ⅱ卷，30）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。
据图回答问题：
（1）从图可知，A叶片是树冠_________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是______________________。
（2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。
（3）若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是______________。
【答案】
（1）下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片
（2）暗（3）无水乙醇
（2018全国Ⅲ卷，29）回答下列问题：
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的_________。
（2）植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示，由图可知：
当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_______。
当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是__________________________。
（3）通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________（填“高”或“低”）。
【答案】
（1）类囊体膜 蓝紫光和红光
（2）增加 群体光合速率不变，
但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低（3）低
（2017•新课标Ⅰ卷.30）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。
回答下列问题：
（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。
培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_________________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率_________________（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。
（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_________________。
【答案】
（1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低大于0
（2）甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加
（2016新课标I.30）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。
培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。
（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高___________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。
（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。
根据这一结果能够得到的初步结论是。
【答案】
（1）光照强度
（2）CO2浓度
（3）乙组光合作用强度与甲组的不同，是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
（2012大纲.31）金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示（图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每棵鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示）。
（1）该研究探讨了对金鱼藻的影响，其中，因变量是
。
（2）该研究中净光合速率达到最大时的光照度为lx。
在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气μmol。
（3）该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是。
【答案】
（1）光照强度、二氧化碳浓度和pH（净）光合速率净光合速率（或每小时每克释放氧气的微摩尔数
（2）12.5x1038（3）酶活性受pH影响；在小于最适pH的围，随着pH的增大，酶的活性升高，净光合速率不断增大；在高于最适pH的围，随着pH的增大，酶的活性降低，净光合速率不断减小。
（2013卷.33）为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响，在不同浓度NaCl条件下，对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定，结果如下图。
检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。
请参照图回答下列问题:
（1）叶绿体中色素的功能是。
（2）大气中的CO2可通过植物叶片表面的进入植物体。
光合作用产生的有机物（C6H12O6）中的氧来源于原料中的，有机物（C6H12O6）中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物中。
（3）当NaCl浓度在200~250mmol/L时净光合速率显著下降，自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。
前者主要是由于，后者主要是由于。
（4）总光合速率可用单位时间单位叶面积上表示。
请在答题卡指定位置的坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。
【答案】
（1）吸收、传递、转换光能
（2）气孔CO2CO2
（3）光合色素含量降低胞间CO2浓度降低
（4）光合作用消耗的CO2量（光合作用产生的O2量
或光合作用产生的有机物的量）
绘图：
角度
（2）以光合作用产物变化为视角
（2013卷.29）为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。
结果如图。
（1）光合作用暗反应利用光反应产生的ATP和___，在____中将CO2转化为三碳化合物，进而形成淀粉和蔗糖。
（2）由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率_____。
本实验中对照组（空白对照组）植株的CO2固定速率相对值是___。
（3）由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中______增加。
已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，______降低，进而在叶片中积累。
（4）综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会_____光合作用。
（5）一种验证上述推测的方法为：
去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测______叶片的光合产物含量和光合速率。
与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是_____，则支持上述推测。
【答案】
（1）[H]/NADPH叶绿体基质
（2）逐渐下降28
（3）淀粉和蔗糖的含量输出量
（4）抑制（5）未遮光光合产物含量下降，光合速率上升
（11年新课标卷.29）在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如下图。
回答问题：
⑴图中物质A是______（C3、C5）
⑵在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_______；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是______________。
⑶若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________（低、高）。
⑷CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_______（高、低），其原因_______。
【答案】⑴C3⑵暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定。
根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。
当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累。
⑶高⑷低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少。
（09年卷.30）在春末晴朗白天，某蔬菜基地测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用强度（实际光合作用强度与呼吸作用强度之差），结果见图1（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同）。
⑴在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体C3与C5化合物相对含量较高的是（C3或C5）；在11时和13时分别摘取植株上部成熟叶片用碘蒸气处理，13时所取叶片显色较（深或浅）。
⑵曲线b的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是（光照强度、环境温度、空气中CO2含量）。
曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的
用于CO2还原。
⑶6～9时和16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚较高。
答案⑴C5 深；⑵光照强度、空气中CO2含量 ATP、[H]⑶温度
角度（3）以光合作用的实验为视角
（2016新课标II.31）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。
某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：
用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。
各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离（cm）
20
遮光*
100
80
60
40
20
50min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则
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