高中生物专题02 细胞的代谢-【口袋书】2020年高考生物必背知识手册

这是一份高中生物专题02 细胞的代谢-【口袋书】2020年高考生物必背知识手册，共17页。试卷主要包含了ATP分子简式等内容，欢迎下载使用。
专题02 细胞的代谢
书本黑体字速记
1.实验过程中可以变化的因素称为变量。人为改变的变量称为自变量：随着自变量的变化而变化的变量称为因变量；除自变量外的变量称为无关变量。
2.除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫作对照实验。一般设置对照组和实验组。
3.细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应统称为细胞代谢。
4.分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
5.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
6.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，少数是RNA。
7.酶的催化作用具有高效性和专一性，酶的催化作用需要适宜的温度和pH等条件。
8.ATP分子简式：A-P~P~P。细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。9.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。
10.有氧呼吸的三个阶段分别在细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜上进行， CO2在第二阶段产生，水在第三阶段产生。无氧呼吸在细胞质基质中进行。
11.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。溴麝香草酚蓝水溶液鉴定CO2(蓝变绿变黄)，酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精(橙色变成灰绿色)。
12.叶绿素a和叶绿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。分布在类囊体的薄膜上。
13.光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的，产物有[H]和ATP。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体基质中进行的，有没有光都可以进行。光合作用释放的氧全部来自水。
14.影响光合作用强度的环境因素有二氧化碳浓度、水分多少、光照强度、光的成分以及温度的高低等。

必背基础知识点
1.ATP是直接能源物质，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
2.ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写，结构式可简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，P代表磷酸基团， ～叫做高能磷酸键。
3.ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的高能磷酸键容易水解，释放大量能量，并形成游离的Pi（磷酸）和ADP。
4.吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。
5.酶的唯一作用是催化，作用机理是降低活化能；酶是由活细胞产生的，可在细胞内外、体外发挥作用；绝大多数酶的本质是蛋白质，少数是RNA，合成原料是氨基酸或核糖核苷酸，场所是核糖体或细胞核。
6.酶的特性是高效性、专一性、作用条件较温和。
7.过酸、过碱和高温都会使酶空间结构破坏失活，低温不会。
8.ATP在细胞中含量很少；ATP与ADP之间的转化时刻处于动态平衡中； 细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。
9.在化学反应前后，酶的化学性质不变。产生激素的细胞一定能产生酶，产生酶的细胞不一定能产生激素。
10.蔬果储存：零上低温、湿度适中（种子为干燥）、低氧。
11.呼吸作用也叫细胞呼吸，真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质。
12.原核细胞有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。
13.无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，无氧呼吸的产物为酒精和CO2或乳酸。
14. ①不能进行有氧呼吸的生物举例：蛔虫、乳酸菌、破伤风杆菌。②有氧呼吸产生H2O中的氧全部来自于氧气。
③线粒体不能直接利用葡萄糖。
15.有氧呼吸一、二阶段产生的[H]来自葡萄糖和水。
16.动物、植物合成ATP的途径分别是呼吸作用、呼吸作用和光合作用。光照有氧下，叶肉细胞合成ATP的场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质。
17.①用无水乙醇提取绿叶中的色素；用层析液将绿叶中的色素分离，分离方法为纸层析法。色素在层析液中溶解度越高，在滤纸条上随层析液扩散得越快。②二氧化硅有助于研磨充分，碳酸钙可防止色素被破坏。
18.叶绿体色素分布场所类囊体膜，包括叶绿素和类胡萝卜素；叶绿素主要吸收波长较短的蓝紫光和波长较长的红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
19.光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP和Pi。光反应的场所是叶绿体类囊体膜，暗反应的场所是叶绿体基质。光反应中产生氧气的氧全部来自于水。
20.呼吸作用中的[H]为NADH,光合作用中的[H]为NADPH。
21.题中表述方式：①呼吸速率：O2吸收量、 CO2释放量、有机物消耗量；②净光合速率：O2释放量、 CO2吸收量、有机物积累量;③总/真光合速率：O2产生量、 CO2固定量、有机物生成（制造）量
22．鲁宾和卡门实验的思路(必修一102页)
分别用氧的同位素标记二氧化碳和水，再分别培养两组植物，最终产生含标记的氧气，只来自标记水的那一组。
23．纸层析法分离色素的原理(必修一97页实验)
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条上扩散得快；反之则慢。
24．二氧化碳减少后三碳化合物、五碳化合物含量分析
当二氧化碳浓度突然降低时，三碳化合物合成速率降低，消耗速率不变，导致三碳化合物减少；五碳化合物合成速率不变，消耗速率却减慢，导致五碳化合物增多。
25．黑暗中培养过的幼苗叶片黄化的原因
黑暗中叶绿素无法合成而且逐渐分解，最终剩下较稳定的类胡萝卜素的黄色。
26．光下培养密闭容器中的植物，容器中二氧化碳浓度先下降后不变的原因
开始时，光合作用吸收二氧化碳量大于细胞呼吸释放二氧化碳量，随着容器中二氧化碳浓度降低，光合作用减弱到光合作用吸收的二氧化碳量与细胞呼吸释放的二氧化碳量达到动态平衡。
27．缺镁时叶片发黄的原因
镁是叶绿素的组成元素，缺镁叶绿素合成受阻，故叶片呈现类胡萝卜素的黄色。
28．纸层析后滤纸条上色素带太浅的原因(必修一98页)
研磨不充分、无水乙醇加入过多、滤纸条未干燥处理、未重复画滤液细线等。
29．测定酶的最适温度的实验思路
在一定的温度范围内，设置多个不同温度的梯度，分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值，峰值即为最适温度，否则继续扩大温度范围，直到测出峰值。
30．加热、无机催化剂和酶加快化学反应速率的区别(必修一80页)
加热只是为反应提供能量，并不降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能，只是酶降低活化能效果更显著。
31．新采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻，可保持其甜味的原因
加热会破坏将可溶性糖(甜)转化为淀粉(不甜)的酶。
32．萌发种子干重减少的原因
种子呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用。

易错易混考点
一、能量来去——酶
1．温度影响酶活性实验需合适的材料，比如淀粉和淀粉酶。
2．用淀粉和淀粉酶做温度影响酶活性的实验，检测结果宜用碘液。
3．胰蛋白酶作用的底物(反应物)是蛋白质。
二、能量来去——ATP
4．消化道中的水解反应与ATP的产生和水解无关，消化酶的分泌与ATP有关。
5．细胞内，吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，为其提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，使其放出的能量暂时储存在ATP中。
6．ATP的结构简式为A—P～P～P，含三个磷酸基团和一个腺苷。
三、能量来去——细胞呼吸
7．细胞呼吸过程中，有机物中稳定的化学能转化为热能和活跃的化学能。
8．动物细胞若能产生CO2，则产生于线粒体；植物和酵母菌细胞中的CO2产生于细胞质基质和线粒体；细菌细胞中的CO2产生于细胞质基质。
9．有氧呼吸产生的CO2中的氧来源于丙酮酸和水。
10．CO2可使澄清的石灰水变混浊和溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，不仅可验证CO2的有无，还可根据变混浊或变色程度估计CO2的多少。
11．能进行有氧呼吸并产生CO2的动物有：除没有线粒体的蛔虫等少数之外的大多数动物。
12．线粒体释放的能量大部分以热能形式散失，少数储存到ATP中。
13．一般水果保鲜的条件是低氧、适宜湿度、零上低温。
14．线粒体不能利用葡萄糖的原因是线粒体内缺乏分解葡萄糖所需的酶。
15．人体在剧烈运动时，肌肉处于暂时相对缺氧的状态，葡萄糖的消耗剧增，但产生的ATP并没有明显增加，这是因为无氧呼吸分解有机物不彻底，能量没有完全释放出来。
16．小麦种子在含水量很低时，细胞呼吸较弱，其主要原因是自由水含量少导致代谢反应速度减慢。
四、能量来去——光合作用
17．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
18．光合作用过程中，光照强度突然增大，C5的合成速率增大。
19．叶绿体中的色素，提取时常用无水乙醇，层析液用于色素的溶解和分离。
20．植物光合作用所需的酶分布在叶绿体基质和类囊体薄膜。

21．硝化细菌是化能自养型生物，其利用氧化无机物所得能量合成有机物叫做化能合成作用。
22．给黑暗中植物浇带有放射性氧的水，最先由植物放出有放射性的物质是蒸腾出的水。
23．光合作用实验中对叶片进行暗处理的目的是：消耗掉叶片内的淀粉防止干扰实验。
24．植物无土栽培的营养液应含有：水和各种植物必需的无机盐。
25．夏季晴天中午植物光合作用有所减弱，主要外界因素是CO2浓度。
26．植物干旱缺水时光合作用减弱的主要原因是干旱导致气孔关闭影响CO2的吸收。
27．温度会影响光合作用的光反应和暗反应阶段，主要影响暗反应。
28．利用纸层析法分离光合色素时，要注意不能让层析液淹没色素滤液细线。
29．夏季晴天中午时分及黄昏时分植物光合作用减弱的外界主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度。
30．研究植物的光合作用与细胞呼吸时，通过测定气体变化量作为指标，光下测到的二氧化碳吸收量一般应理解为净光合作用，在二氧化碳、氧气、葡萄糖相关计算中，一定要根据相关物质的摩尔数之比进行计算后再按题意答题。
31．研究光合作用，需要考虑多方面的影响因素时，若题目没有特别限制，外因(如光照强度、温度等)和内因(如色素和酶的数量)更优先考虑的是外因；在外因中，变化幅度大的更优先(如pH一般变化不大，不考虑)，没有达到饱和点的更优先，直接因素优先于间接因素。
32．植物叶片呈现绿色的原因：含叶绿体且色素对绿光吸收最少，反射绿光。
19年真题赏析
考点1 酶的本质和特性
1.（2019浙江4月选考，2分）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3 mL
3 mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
—
3
加入二氧化锰
—
少许
4
检测







据此分析，下列叙述错误的是
A.实验的可变因素是催化剂的种类
B.可用产生气泡的速率作检测指标
C.该实验能说明酶的作用具有高效性
D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
【答案】.D
【解析】本题考查酶的相关知识，意在考查考生的分析能力和理解能力。比较表中试管A和试管B中加入的物质，可知本实验的自变量是催化剂的种类，A正确。本实验的检测指标可以是卫生香的燃烧程度也可以是产生气泡的速率，B正确。马铃薯匀浆中含有过氧化氢酶，二氧化锰属于无机催化剂，通过比较二者催化过氧化氢分解的情况，可以证明酶具有高效性，C正确。鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶，所以可以用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验，D错误。
考点2 ATP在能量代谢中的作用
2.（2019天津理综，6分）下列过程需ATP水解提供能量的是
A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解 D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
【答案】.B
【解析】本题考查淀粉的水解、生长素的极性运输、光反应、细胞呼吸等相关知识，意在考查考生的理解能力。唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的能量，A项错误；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量，B项正确；光反应阶段中水在光下分解产生[H]和氧气，不需要消耗ATP水解释放的能量，C项错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸在酶的催化作用下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D项错误。
考点3 捕获光能的色素和叶绿体
3.（2019江苏，2分）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是

A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作
D.实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
【答案】.D
【解析】本题考查光合色素的提取和分离实验中试剂的作用、实验结果分析，意在考查考生的理解能力和实验分析能力。研磨时加入CaCO3能防止叶绿素被破坏，A项错误；层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。
考点4 光合作用
4.（2019全国Ⅰ理综，6分）将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自于
A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水
C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气
【答案】.A
【解析】本题考查植物生长过程中的物质变化，意在考查考生的理解能力。水是占细胞鲜重最多的化合物，矿质元素是构成细胞中主要化合物的基础，植物幼苗生长过程中可从土壤中吸收水分和矿质元素使植株质量增加；另外，植物在光照条件下可进行光合作用，通过吸收空气中的CO2合成有机物使植株质量增加。故A符合题意。
5.（2019天津理综，6分）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,其叶绿体基粒类囊体减少,光合速率减小,液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是
A.红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别
B.两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察
C.两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较
D.红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定
【答案】.C
【解析】本题考查基因突变、光合作用、植物细胞的吸水和失水实验等相关知识，旨在考查考生理解所学知识的要点并进行分析判断的能力。染色体的某一位点上发生的基因突变在普通光学显微镜下是无法观察到的，A项错误；用普通光学显微镜无法观察到两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异，若要观察两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异，需要借助电子显微镜观察，B项错误；与绿叶杨相比，红叶杨的叶绿体基粒类囊体减少，而叶绿体基粒类囊体薄膜是进行光反应的部位，因此，两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较，C项正确；“植物细胞的吸水和失水”实验可用来判断细胞的死活、植物细胞液的大致浓度等，但不能用来测定红叶杨细胞中花青素的绝对含量，D项错误。

6.（2019浙江4月选考，7分）回答与光合作用有关的问题:
（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1％CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量
会 。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会 。研究发现Rubisco是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体 中。
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。
【答案】.（每空1分）（1）增加 ATP和NADPH 增加 基质 （2）类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温
【解析】 本题考查光合作用的知识，意在考查考生的理解能力和运用能力。（1）光合色素对绿光吸收最少，所以用绿光照射后短时间内三碳酸的还原速率下降，二氧化碳固定速率不变，所以3-磷酸甘油酸的含量会增加。光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质。若停止CO2供应，短期内三碳酸的还原速率不变，二氧化碳的固定速率下降，则RuBP的含量会增加。碳反应发生的场所是叶绿体基质。（2）提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素为胡萝卜素和叶黄素，合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。
7.（2019全国Ⅰ理综，12分）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力 。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的主要原因是 。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
【答案】.（除标明外，每空1分）(1)增强 (2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少（2分） (3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。（3分） 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。（5分）
【解析】 本题考查植物渗透吸水、光合作用和植物激素调节等内容。（1）经干旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增大，细胞液和外界溶液的浓度差增大，植物的吸水能力增强。（2）干旱处理后，叶片气孔开度减小，使CO2供应不足，暗反应减弱，从而导致光合作用减弱。（3）本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。
8.（2019北京理综，16分）光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。
(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的 。在碳（暗）反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3。影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括 (写出两个)；内部因素包括 （写出两个）。
(2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的 中与L组装成有功能的酶。
(3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物。有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。
①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请说明理由。
②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 。
a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质
b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定
c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成
d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同
【答案】.（1）光能(2分) 温度、CO2浓度(2分) R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（答出其中两个即可，2分) （2）细胞质(2分) 基质(2分) （3）①不能。转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因，无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性(4分) ②a、b、c(2分)
【解析】 本题考查了光合作用的能量来源、影响暗反应的因素、叶绿体蛋白质的来源等知识，根据高等植物和蓝藻中暗反应相关酶的组成，设计了转基因实验，意在考查考生的理解能力、实验分析能力和综合运用能力。（1）光合作用可将光能（太阳能）转变为有机物中稳定的化学能，以供地球上的生命活动利用。影响光合作用的主要环境因素是光照、温度、CO2浓度，光照可直接影响光反应进而影响暗反应，温度主要通过影响光合作用（光反应阶段和暗反应阶段）所需酶的活性来影响光合作用，CO2是暗反应的原料。C5含量、pH、R酶的含量及活性可影响暗反应的进行。（2）叶绿体为半自主性细胞器，其蛋白质主要由细胞核基因控制合成，合成场所为细胞质中的核糖体，少数由叶绿体自身DNA控制合成，合成场所是叶绿体基质中的核糖体。S与L在叶绿体的基质中组装成有功能的R酶。（3）①实验中只去除了高等植物甲的L基因，但没有去除其S基因，转基因植株中可能有植物甲S基因的表达产物，也可能有蓝藻S基因的表达产物，故不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。②a、b、c选项分别体现了高等植物和蓝藻在遗传物
质、新陈代谢、细胞结构和功能等方面具有统一性，d选项体现了生物多样性。
9.（2019江苏，8分）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题:

(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是 。
(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在
上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-Ⅰ还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤需要 作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外,还必须合成化合物X以维持卡尔文循环,X为 。
(3)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有 (填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。
【答案】.(除标明外，每空1分)（1）转录 tRNA （2）类囊体 [H] C5（五碳化合物） （3）①②③④（2分） （4）吸水涨破
【解析】 本题主要考查光合作用的过程、基因表达、影响光合作用的因素等相关知识，意在考查考生获取信息的能力和分析问题的能力。（1）遗传信息从DNA流动到RNA的过程叫转录。参与蛋白质合成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA等，由于tRNA与特定的氨基酸相结合，其功能具有特异性，种类最多。 （2）光合作用过程中，发生在类囊体薄膜上的光反应，将光能转化成ATP中的化学能。光反应为暗反应提供了[H]和ATP，其中[H]是将C3-Ⅰ还原形成C3-Ⅲ的还原剂。暗反应过程中，C5和CO2结合形成C3，其中一部分C3又会被还原成C5，从而使卡尔文循环持续地进行下去。（3）凡是影响光反应和暗反应的因素，都可以引起C3、C5相对含量的暂时变化。外界环境的CO2浓度改变，会暂时影响C5的消耗；叶绿体接受的光照强度变化，会暂时影响C5的生成；C3-Ⅱ的输出速度会影响C5的生成；酶R催化C5与O2结合产生C2化合物的强度会直接影响C5的浓度。（4）若叶绿体中存在大量可溶性糖，其渗透压会增大，造成叶绿体大量吸水而涨破。
【信息转换】 本题题图信息比较复杂，结合题干中的文字叙述，不难发现图中物质变化关系的核心过程为光合作用的过程和基因表达的过程。以此为主线和突破口，按照图中箭头流向，依次获取相关步骤的信息，联系所学的光反应和暗反应、基因转录和翻译的相关知识，结合题目问题，分析作答。
考点5 细胞呼吸
10.（2019全国Ⅱ理综，6分）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
【答案】.B
【解析】本题考查细胞呼吸的相关知识，意在考查考生的理解能力。考查的生物学科核心素养为生命观念。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A选项错误；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B选项正确；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，C选项错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D选项错误。
11.（2019全国Ⅲ理综，6分）若将 n 粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到 n 株黄化苗。那么,与萌发前的这 n 粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为
A.有机物总量减少,呼吸强度增强B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱 D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
【答案】.A
【解析】本题考查呼吸作用的相关知识，意在考查考生的理解能力。种子在黑暗中萌发得到黄化苗，该过程中细胞代谢增强，呼吸强度增加，由于整个过程中不能进行光合作用，而且细胞呼吸需要消耗有机物，所以有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
12.（2019浙江4月选考，2分）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：

下列叙述正确的是
A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B.若不断提高温度，根细胞吸收H2PO-4的量会不断增加
C.若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO-3的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
【答案】.D
【解析】本题考查物质的跨膜运输以及细胞呼吸的知识，意在考查考生的分析能力和理解能力。据表可知根细胞吸收镁离子的方式是主动转运，主动转运需要消耗能量，A错误。根细胞吸收H2PO-4的方式是主动转运，若不断提高温度，最终可能会导致酶变性失活，使根细胞吸收H2PO-4的量减少，B错误。豌豆根细胞厌氧呼吸产生的是酒精和二氧化碳，不会产生乳酸，C错误。据表可知，根细胞吸收这些离子的方式均为主动转运，需要消耗能量，细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能，D正确。
13.（2019浙江4月选考，2分）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是
A.将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1
B.严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低
C.富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1
D.某动物以草为食，推测上述比值接近1
【答案】.A
【解析】本题考查细胞呼吸、糖类和油脂等知识，意在考查考生的获取信息能力和综合运用能力。将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，则细胞基本进行厌氧呼吸，绝大部分果蔬厌氧呼吸生成的是酒精和CO2，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值大于1，A错误。油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多，细胞以油脂作为呼吸底物时，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值小于1，严重的糖尿病患者，其细胞利用糖类的能力减弱，细胞会以油脂作为能源物质，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值小于1，B、C正确。草食性动物一般是以糖类作为细胞呼吸底物，所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D正确。
考点6 光合作用与细胞呼吸的综合
14.（2019全国Ⅱ理综节选，7分）(2)通常,对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量,可在该水生生态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份,一份直接测定O2含量( A )；另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量( B )和乙瓶中的O2含量( C )。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下,本实验中 C与A 的差值表示这段时间内 ； C与B 的差值表示这段时间内 ； A与B 的差值表示这段时间内 。
【答案】.（2）生产者净光合作用的放氧量(2分) 生产者光合作用的总放氧量（3分） 生产者呼吸作用的耗氧量(2分)
【解析】 本题考查植物的光合作用与呼吸作用的关系等，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。（2）若干小时后，透光的乙瓶中的氧气含量（ C ）与水样中氧气的初始含量（ A ）的差值表示这一时间段内生产者净光合作用的放氧量；水样中氧气的初始含量（ A ）与不透光的甲瓶中的氧气含量（ B ）的差值表示这一时间段内生产者呼吸作用的耗氧量； C与B 的差值表示这一时间段内生产者光合作用的总产氧量。
【高分必备】 总光合作用=净光合作用+呼吸作用。即总光合作用产生的有机物的量等于呼吸作用消耗的有机物量与净光合作用积累的有机物量的总和。