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(共16张PPT)
情境命题最前沿5　提高农作物产量
√
1．(2023·湖北选择考)高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃，水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是(　　)
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
解析：气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成作物减产，A正确；
温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B正确；
温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；
据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，而NADH在呼吸作用过程中产生，D错误。
√
2．关于生物学原理在生产实践中的应用，下列叙述错误的是(　　)
A．“一次施肥不能太多”是为了避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象
B．农家肥在土壤中微生物的分解作用下产生CO2和无机盐，提高光合作用速率
C．“露田、晒田”能为根系提供更多O2，促进细胞呼吸，有利于根吸收无机盐和有机物
D．“肥田之法，种绿豆最佳”，利用根瘤菌和绿豆的互利共生肥田
解析：“露田、晒田”能为根系提供更多O2，促进根细胞有氧呼吸，有利于根吸收更多的无机盐，但不能促进根吸收有机物。
3．间作是指同一生长期内在同一田块上间隔种植不同作物的种植方式。已知氨基酸总量高的鲜叶更适合制作优质绿茶。某科研小组对单作、间作两种种植方式影响茶叶品质的光合作用机制进行了如下研究。
Ⅰ.实验分组：甲组(单作)：只种植茶树(高1米左右)；乙组(间作)：桂花树(高5～6米)与茶树间行种植。
Ⅱ.实验过程：在同一茶厂，试验地坡势平缓度、土壤肥力基本一致，分别于春茶、夏茶的生长季节测定。选择天气晴好的日期，8：00—18：00每隔2 h测一次茶树的相关数据，结果如下图所示。回答下列问题：
(1)图A中，导致8：00—12：00期间甲、乙两组净光合速率均增加的环境变化是____________________________。图B中，与甲组相比，乙组在10：00—12：00期间净光合速率继续增加的原因是_________________________ _______________________________________________________________
________________。茶树对不同元素的吸收量存在差异的直接原因是_____________________________________________________________。
光照强度增加(和温度上升)　
桂花树的遮阴作用使环境温度适宜(或间作使光照强度、温度适宜)，茶树叶片气孔未关闭，不影响CO2的吸收　
(茶树根系)细胞膜上吸收不同离子的载体蛋白的种类和数量存在差异　
解析：题图A中，8：00—12：00期间光照强度增加(和温度升高)导致甲、乙两组净光合速率均增加。题图B中，与甲组相比，乙组在10：00—12：00期间净光合速率继续增加，原因是桂花树的遮阴作用使环境温度适宜(或间作使光照强度、温度适宜)，不影响气孔开度，CO2的吸收不受影响。细胞膜对无机盐的吸收取决于细胞膜上载体蛋白的种类及数量，由于(茶树根系)细胞膜上吸收不同离子的载体蛋白的种类和数量存在差异，故其对不同元素的吸收量具有差异。
(2)实验测得两种种植条件下不同季节对茶叶氨基酸总量(%)的影响如下表所示。由此可知，更适合制作优质绿茶的采摘季节和种植方式分别是_____________________。
处理 春茶 夏茶
甲组 2.38 1.49
乙组 2.96 2.00
解析：氨基酸含量高的鲜叶比较适合制作优质绿茶，据题表数据可知，乙组春茶的氨基酸总量最高，因此更适合制作优质绿茶的采摘季节和种植方式是春季、间作。
春季、间作　
(3)科研人员为研究果实对邻近叶片光合速率的影响。选择若干生理状况相同的植株，随机均分为2组，分别测定第15片叶片光合速率；实验组摘除果实，对照组不摘除果实，再次测定2组第15片叶片光合速率。结果表明：实验组光合速率显著下降。基于上述实验设计的最合理假设是_____________________________________________。
解析：由于摘除果实后光合速率显著下降，故根据实验设计的最合理假设是叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行。
叶片中光合产物的积累会抑制光合作用的进行
4.农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量的目的。请回答下列问题：
(1)轮作是指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式。农民通常将玉米和大豆进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多，而对钙的吸收量较少；豆科植物吸收大量的钙，而对硅的吸收量极少。根据题意可知，将玉米和大豆轮作的好处是___________________
______________________(答出一点即可)。
解析：玉米主要吸收氮和硅，而大豆主要吸收钙，所以二者轮作的好处是防止土壤养分失衡(或充分利用土壤营养)。
防止土壤养分失衡(或充分利用土壤营养)
(2)农民有时也会进行玉米和大豆的间行种植，其生物学原理是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：玉米和大豆间行种植，可利用大豆根瘤菌的固氮作用增加土壤中氮的含量，同时玉米和大豆间行种植可充分利用光能(或提高光能利用率)，提高单位土地面积的粮食产量。
利用大豆根瘤菌的固氮作用增加土壤中氮的含量，同时玉米和大豆间行种植可充分利用光能(或提高光能利用率)，提高单位土地面积的粮食产量　
(3)很多植物不能混合种植，混合种植会导致产量下降。某生物兴趣小组欲通过一次实验进行如下两方面的研究：一是验证甲、乙两种植物混合种植，导致两种植物的单株平均干重均下降；二是探究两种植物根部竞争、茎叶竞争对单株平均干重的影响强度。完成如下实验步骤以及实验结果分析。
①实验步骤：
a．选择生长状况相似的健康甲、乙植株若干，分成适量且等量的几组备用。实验共分四组，编号为A、B、C、D。
b．A、B组的甲、乙植株____________，以此为对照；C组的甲、乙植株种植在同一土壤中但茎叶部分分开，以形成根部竞争；D组的甲、乙植株__________________________________，以形成茎叶竞争。
c．在相同且适宜的条件下培养相同时间，测定各组植株的单株平均干重。
单独种植　
　种植在隔离的土壤中但茎叶部分交织
②实验结果分析：
若_______________________________________________________，则说明根部竞争的影响大；
若________________________________________________________，则说明茎叶竞争的影响大；
若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且两组下降量相当，则说明根部竞争与茎叶竞争的影响强度相当。
C、D组的单株平均干重比A、B组低，且C组下降量大于D组　
C、D组的单株平均干重比A、B组低，且C组下降量小于D组
解析：①b.实验设计时要注意单一变量原则和对照原则，A、B组的甲、乙植株单独种植，以此为对照；C组的甲、乙植株种植在同一土壤中但茎叶部分分开，以形成根部竞争；D组的甲、乙植株种植在隔离的土壤中但茎叶部分交织，以形成茎叶竞争。②若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且C组下降量大于D组，则说明根部竞争的影响大；若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且C组下降量小于D组，则说明茎叶竞争的影响大；若C、D组的单株平均干重比A、B组低，且两组下降量相当，则说明根部竞争与茎叶竞争的影响强度相当。(共11张PPT)
情境命题最前沿6　细胞周期调控
细胞周期检验点负责检查本时期内所执行的“任务”情况，只有完成所有“任务”之后细胞才能被放行进入下一个时期，否则细胞周期将暂停于某个检验点上，以留出时间排除故障或进行修复。每个检验点都有一套监控机制，目前已公认细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)对此发挥了重要调控作用。不同种类的CDK可与相应的细胞周期蛋白结合而被激活，调控细胞周期的检验点。
细胞周期的调控关键在分裂间期。有2个起决定作用的控制点：从G1期进入S期和从G2期进入M期。这2个转变过程都是由一种被称为成熟促进因子(MPF)的蛋白质复合体触发的。组成MPF的是两种蛋白：cdc2的激酶和细胞周期蛋白(cyclin)。cyclin有2种：S-cyclin和M-cyclin。其调控过程如下图所示：
√
1．某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)，两者可组成多种有活性的CDK—cyclin复合体，细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK—cyclin复合体调控，细胞周期如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK—cyclin复合体调控
C．抑制某种CDK—cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的CDK—cyclin复合体会同步发生周期性变化
解析：同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间的长短一般不同，A正确；
由题干信息“细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK—cyclin复合体调控”可知，细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK—cyclin复合体调控，抑制某种CDK—cyclin复合体的活性会使细胞周期停滞在特定阶段，B、C正确；
由于一个细胞周期中，不同阶段的变化不是同步的，因此调控不同阶段的CDK—cyclin复合体不会同步发生周期性变化，D错误。
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2．细胞周期包括物质准备(G1、S、G2)和细胞分裂(M)两个连续的阶段，其连续变化的分子调控机制如下图所示。细胞周期中的检验点是停止前一阶段事件而启动后一阶段事件的节点，类似于“关卡”，且MPF是通过G2检验点必需的蛋白质复合物。CDK与周期蛋白的关系类似于“酶的激活剂”与酶的关系，每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能。下列说法错误的是 (　　)
A．G2期细胞内每条染色体包括两条染色单体，染色体数目不变
B．周期蛋白可看作是CDK的“激活剂”，能循环使用
C．同一种CDK可能有多个结合位点，能与多种周期蛋白结合
D．CDK与周期蛋白特异性结合形成MPF后，才能使细胞通过G2检验点
解析：S期进行的是DNA复制，G2期进行的是细胞分裂所必需的蛋白质的合成，因此G2期细胞内每条染色体包括两条染色单体，染色体数目不变，A正确；
由题图可知，周期蛋白不能循环使用，B错误；
据题干信息可知，一种CDK可与多种周期蛋白结合，推测一种CDK可能有多个结合位点，C正确；
由题图可知，CDK与周期蛋白特异性结合可形成MPF，MPF是通过G2检验点必需的蛋白质复合物，D正确。
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3．在细胞周期中有一系列的检验点对细胞增殖进行严密监控，确保细胞增殖有序进行。周期蛋白cyclin B与蛋白激酶CDK1结合形成复合物MPF后，激活的CDK1促进细胞由G2期进入M期；周期蛋白cyclin E与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后，激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期。上述调控过程中MPF的活性和周期蛋白的浓度变化如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期
B．抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点
C．抑制cyclin E蛋白基因的表达，会促进细胞由G1期进入S期
D．蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
解析：根据题干信息可知，周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期，抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点，A、B正确；
cyclin E蛋白基因的表达产物周期蛋白cyclin E与蛋白激酶CDK2结合形成复合物后，激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期，故抑制cyclin E蛋白基因的表达，会抑制细胞由G1期进入S期，C错误；
激活的CDK2促进细胞由G1期进入S期，S期进行DNA的合成，故蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控，D正确。
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4．一个细胞周期可分为分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)。如下图所示，一个细胞周期存在多个检验点，只有经过各检验点检验合格后，细胞才能顺利进入下一个时期。研究发现，细胞中存在一种有丝分裂促进因子(MPF)，可使A时期细胞顺利通过检验点4进入B时期(已知DNA复制是在D时期完成的)。下列说法错误的是(　　)
A．C、D、A、B的顺序可表示一个细胞周期
B．若用某种药物抑制DNA复制，则细胞不能通过的检验点是4
C．若向A时期细胞显微注射适量的MPF，可使G2期细胞进入M期的时间提前
D．若用某种药物抑制细胞纺锤体的形成，
则细胞不能通过检验点5
解析：题图中DNA的复制是在D时期完成的，则D时期为S期，那么A时期为G2期，B时期为M期，C时期为G1期，所以C、D、A、B的顺序可表示一个细胞周期，A正确；
由于DNA复制是在D时期完成的，所以若用某种药物抑制DNA复制，则细胞不能通过的检验点是2，B错误；
MPF是有丝分裂促进因子，若向A时期细胞显微注射适量的MPF，可使G2期细胞进入M期的时间提前，C正确；
纺锤体在有丝分裂前期形成，若用某种药物抑制细胞纺锤体的形成，则细胞不能通过检验点5，D正确。(共15张PPT)
情境命题最前沿1　病毒的检测与预防
1．病毒的组成与生活方式
(1)一种病毒只含有一种核酸：DNA或RNA。
(2)病毒无细胞结构，不参与构成生命系统的结构层次。
(3)病毒没有酶系统，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，因此不能独立生活，不能独立进行新陈代谢。
(4)病毒只能用活细胞培养，不能用普通培养基培养。
说明：所有成熟的病毒至少是由一种或几种蛋白质和一种核酸组成，只有少数几种例外，如仅以核酸形式存在的类病毒，只含蛋白质的朊病毒。
2．病毒的分类、繁殖与变异
(3)变异：可遗传变异的来源一般为基因突变。
3．病毒免疫、检测与预防
(1)人体对病毒的免疫
病毒在免疫学上属于抗原。由于病毒都是寄生在活细胞内，而抗体不能进入细胞，因此病毒进入细胞后，人体往往先通过细胞免疫破坏感染病毒的细胞，再通过体液免疫来彻底清除病毒。
(2)病毒的检测
(3)预防：控制传染源；切断传播途径；保护易感人群等。
4．病毒的培养、鉴定与应用
(1)标记培养：先用含放射性原料的培养基培养宿主细胞，再用病毒侵染培养出来的宿主细胞。
(2)病毒类型的鉴定思路
①酶解法：用DNA酶与RNA酶分别水解病毒核酸提取物，若用DNA酶处理后，病毒仍有感染能力，RNA酶处理后无感染能力，则为RNA病毒，反之确认为DNA病毒。
②同位素标记法：含标记“T”可确认为DNA病毒，含标记“U”可确认为RNA病毒。
(3)应用
①基因工程中用作载体。
②细胞工程中用作动物细胞融合的“促融剂”。
③免疫学上可制备疫苗。
④研究遗传物质。
⑤进行生物防治。
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1.(2024·山东等级考)乙型肝炎病毒(HBV)的结构模式图如图所示。HBV与肝细胞吸附结合后，脱去含有表面抗原的包膜，进入肝细胞后再脱去由核心抗原组成的衣壳，大量增殖形成新的HBV，释放后再感染其他肝细胞。下列说法正确的是(　　)
A.树突状细胞识别HBV后只发挥其吞噬功能
B．辅助性T细胞识别并裂解被HBV感染的肝细胞
C．根据表面抗原可制备预防乙型肝炎的乙肝疫苗
D．核心抗原诱导机体产生特异性抗体的过程属于细胞免疫
解析：树突状细胞属于抗原呈递细胞中的一种，能摄取和加工处理抗原，并且可以将抗原信息呈递在细胞表面，以便传递给其他免疫细胞，A错误；
能裂解被HBV感染的肝细胞的是细胞毒性T细胞，不是辅助性T细胞，B错误；
根据HBV表面抗原制备的乙肝疫苗注入人体后，可以诱导机体产生能与HBV表面抗原发生特异性结合的抗体和相应的记忆B细胞，当HBV侵入人体后，该抗体可以与HBV的表面抗原结合，同时记忆B细胞能迅速增殖分化为浆细胞，产生大量抗体并发挥免疫作用，C正确；
抗体是在体液免疫过程中产生的，D错误。
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2．(2024·河北选择考)某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是(　　)

A.该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2%
B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D．病毒基因的遗传符合分离定律
碱基种类 A C G T U
含量(%) 31.2 20.8 28.0 0 20.0
解析：该病毒不含碱基T，且互补碱基含量不同，为单链RNA病毒，复制合成的互补链中G＋C含量与该病毒自身C＋G含量一致，为20.8%＋28.0%＝48.8%，A错误；
某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA，从而引起基因突变，故病毒的遗传物质可能引起宿主DNA变异，B正确；
病毒没有细胞结构，没有核糖体，C错误；
真核生物同源染色体上的等位基因的遗传符合分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律，D错误。
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3．(2024·安徽选择考)羊口疮是由羊口疮病毒(ORFV)感染引起的急性接触性人畜共患传染病，宿主易被ORFV反复感染，影响畜牧业发展，危害人体健康。下列叙述正确的是(　　)
A．ORFV感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫
B．ORFV感染宿主后被APC和T细胞摄取、处理和呈递
C．ORFV反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少有关
D．辅助性T细胞在ORFV和细胞因子的刺激下增殖分化
解析：病毒寄生在细胞中会引起细胞免疫，最终需要体液免疫消灭病毒，即ORFV感染宿主引起的特异性免疫反应属于细胞免疫和体液免疫，A错误；
T细胞不具有摄取、处理、呈递抗原的功能，B错误；
ORFV反复感染可能与感染后宿主产生的抗体少，不能彻底消灭相应病毒有关，C正确；
辅助性T细胞的增殖分化不需要细胞因子，D错误。
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4．(2024·甘肃选择考)乙脑病毒进入机体后可穿过血脑屏障侵入脑组织细胞并增殖，使机体出现昏睡、抽搐等症状。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞毒性T细胞被抗原呈递细胞和辅助性T细胞分泌的细胞因子激活，识别并裂解乙脑病毒
B．吞噬细胞表面受体识别乙脑病毒表面特定蛋白，通过内吞形成吞噬溶酶体消化降解病毒
C．浆细胞分泌的抗体随体液循环并与乙脑病毒结合，抑制该病毒的增殖并发挥抗感染作用
D．接种乙脑疫苗可刺激机体产生特异性抗体、记忆B细胞和记忆T细胞，预防乙脑病毒的感染
解析：激活的细胞毒性T细胞识别并裂解被乙脑病毒侵染的靶细胞，而不是识别并裂解乙脑病毒，A错误；
吞噬细胞内吞需要膜上受体与抗原识别，内吞物与溶酶体融合，从而被溶酶体内的多种水解酶降解，B正确；
浆细胞分泌的抗体主要存在于血清中，随体液循环并与乙脑病毒结合，从而抑制该病毒的增殖，C正确；
接种乙脑疫苗可刺激机体产生体液免疫和细胞免疫，D正确。(共19张PPT)
情境命题最前沿4　光系统及电子传递链、光呼吸、CAM途径、C4途径
1．光系统及电子传递链

(1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生O2、H＋和自由电子(e－)，光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。
(2)光反应时，通过光合色素将光能转化为电能，电子在电子传递体之间的传递导致ATP和NADPH的合成。
(3)光合作用ATP的合成依赖ATP合酶，通过光系统中电子传递链释放的能量在类囊体薄膜两侧建立质子梯度，质子顺电化学梯度流动时驱动ATP的合成。
2．光呼吸
(1)光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的C5分解产生CO2的过程。光呼吸是光合作用一个损耗能量的副反应。
(2)与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒体。光呼吸发生的条件是光照、高O2含量和低CO2含量等。
(3)在干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的NADPH和ATP，又可以为暗反应阶段提供原料，因此光呼吸对植物有重要意义。
3．景天科植物(CAM途径)
(1)仙人掌、菠萝和许多肉质植物都进行这种类型的光合作用。这类植物特别适合在干旱地区生长，其特点是气孔在夜间开放，吸收并固定CO2，形成以苹果酸为主的有机酸；白天则气孔关闭，不吸收CO2，但同时却通过光合碳循环将从苹果酸中释放的CO2还原为糖。
(2)这是一种节省水的光合作用，参与CO2转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线粒体和液泡。
4．C4途径

(1)玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，适于在高温、干燥和强光的条件下生长。
(2)C4植物叶肉细胞的叶绿体和维管束鞘细胞的叶绿体共同完成CO2的固定。
(3)在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔大量关闭。这时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用(通过CO2泵转变为高浓度的CO2环境)。
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1．下图为类囊体膜蛋白排列和光反应产物形成的示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．水光解产生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿过4层膜
B．NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH
C．产生的ATP可用于暗反应及其他消耗能量的反应
D．电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节
解析：水光解产生O2的场所是叶绿体的类囊体薄膜，若被有氧呼吸利用，则其场所是线粒体内膜，要穿过1层类囊体薄膜、叶绿体的内膜和外膜、线粒体的外膜和内膜，共5层膜，A错误；
光反应中NADP＋与电子(e－)和质子(H＋)结合形成NADPH，供暗反应过程使用，B正确；
由题图可知，产生的ATP可用于暗反应以及核酸代谢、色素合成等其他消耗能量的反应，C正确；
电子(e－)的有序传递是完成光能转换的重要环节，D正确。
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2．(2024·广东肇庆高三二模)大豆、玉米等植物的叶绿体中存在一种名为Rubisco的酶，参与卡尔文循环和光呼吸。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物(RuBP)为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，具体过程如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．大豆、玉米等植物的叶片中消耗O2的场所有叶绿体、线粒体
B．光呼吸发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中
C．有氧呼吸和光呼吸均产生ATP
D．干旱、晴朗的中午，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会降低
解析：玉米、大豆叶片中通过有氧呼吸消耗O2的场所是线粒体内膜，通过光呼吸消耗O2的场所是叶绿体基质，A正确。
由题干信息“在较强光照下，Rubisco以五碳化合物(RuBP)为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸”可知，光呼吸和卡尔文循环发生场所一致，均为叶绿体基质，B错误。
由题图可知，在CO2/O2值低时，RuBP结合O2发生光呼吸，光呼吸会消耗多余的ATP，C错误。
干旱、晴朗的中午，胞间CO2浓度会降低，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会增强，D错误。
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3．原本生活在干旱地区的多肉植物，经研究发现其CO2固定过程非常特殊，被称为景天酸代谢途径。其光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用过程中起重要作用，过程如下图所示。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．进行景天酸代谢的植物白天进行光反应，积累ATP和NADPH，晚上进行暗反应合成有机物
B．图示的代谢方式可以有效地避免植物由蒸腾过度导致的脱水，从而使该类植物适应干旱环境
C．与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是进行景天酸代谢途径的植物
D．多肉植物在其原生地环境中，其液泡中
的pH会呈现白天升高、夜晚降低的周期性变化
解析：由于进行景天酸代谢途径的植物夜晚气孔开放，吸收CO2用于合成苹果酸，苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，同时进行光反应和暗反应，在光照条件下，光反应生成ATP和NADPH用于暗反应，且暗反应所需的CO2来源于苹果酸分解和细胞呼吸，因此，与常见的C3代谢途径植物相比，夜间更适于放置在室内的是进行景天酸代谢途径的植物，A错误，C正确；
图示景天酸代谢途径，白天气孔关闭减少水分散失，可以有效地避免植物由蒸腾过度导致的脱水，从而使该类植物适应干旱环境，B正确；
多肉植物在晚上吸收CO2生成苹果酸储存在液泡中(pH降低)，白天苹果酸分解产生CO2用于暗反应(pH升高)，因此其液泡中的pH会呈现白天升高、夜晚降低的周期性变化，D正确。
4．(2024·山东枣庄高三模拟)小麦、水稻等大多数植物，在暗反应阶段CO2被C5固定以后形成C3，进而被还原成(CH2O)，这类植物称为C3植物。玉米、甘蔗等原产在热带的植物，CO2中的碳首先转移到草酰乙酸(C4)中，然后转移到C3中，这类植物称为C4植物，其固定CO2的途径如图1所示。芦荟、仙人掌等植物白天气孔关闭、夜间气孔开放，这类植物在进化中形成了特殊的固碳途径，如图2所示，这类植物称为CAM植物。(注：PEP羧化酶比RuBP羧化酶对CO2的亲和力更强)
据图回答下列问题：
(1)C4植物的光反应发生在________细胞。在炎热干旱夏季的中午，C4植物比C3植物的优越性表现为__________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：结合题图1可知，叶肉细胞的叶绿体中有类囊体而没有RuBP羧化酶，因此可以进行光反应，不能进行暗反应；C4植物的PEP羧化酶活性较强，对CO2的亲和力很大，该酶起“二氧化碳泵”的作用，把外界CO2“压”进维管束鞘薄壁细胞中，增加维管束鞘薄壁细胞中的CO2。所以，在炎热干旱的环境中，叶片关闭气孔以减少水分的散失，导致叶片中CO2浓度大大下降，在这样的环境中，C4植物在较低CO2浓度时光合速率高于C3植物。
叶肉　
炎热干旱夏季的中午，植物气孔大量关闭，使空气中的CO2不易进入细胞，细胞内CO2浓度较低，而C4植物的PEP羧化酶比RuBP羧化酶对CO2的亲和力更强，可以利用低浓度的CO2　
(2)CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于________________________ _________过程，夜晚其叶肉细胞能产生ATP的场所是____________________。
解析：结合题图2可知，CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于呼吸过程的释放和苹果酸分解；夜晚其叶肉细胞能产生ATP的过程是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体。
苹果酸分解和细胞呼吸(有氧呼吸)　
细胞质基质和线粒体　
(3)蝴蝶兰因花色艳丽、花姿优美、开花期长，一直以来深受爱花者的青睐。有人想在室内大量培养蝴蝶兰，又担心植物过多在夜晚会释放大量的CO2不利于健康。请你根据图1、图2的固碳途径，利用CO2传感器，设计实验探究蝴蝶兰是否是CAM植物。
实验思路：______________________________________________________
___________________________。
实验结果和结论：________________________________________________
________________________________________________________________________。
在密闭装置内种植蝴蝶兰，利用CO2传感器测定其白天和夜晚CO2含量变化的差异
若密闭容器内白天CO2含量不变，晚上CO2含量下降，则为CAM植物；若白天CO2含量下降，晚上CO2含量增多，则不是CAM植物
解析：CAM植物白天气孔关闭、夜间气孔开放，因此要设计实验探究蝴蝶兰是否是CAM植物，可从密闭容器中白天和晚上CO2的变化得知，将蝴蝶兰培养在透明的密闭容器内，置于自然环境中，若白天CO2含量不变，晚上CO2含量下降，则为CAM植物；若白天CO2含量下降，晚上CO2含量增多，则不是CAM植物。(共29张PPT)
专题强化训练
√
一、选择题
1．(2024·湖南长沙高三模拟)下图是厚轴茶花粉母细胞减数分裂显微照片，其中①～④为正常分裂图像，⑤中姐妹染色单体连接在一起形成了“染色体桥”结构。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞减数分裂的排序是③→④→①→②
B．图①、③和④的细胞中均含姐妹染色单体
C．图④细胞通过非姐妹染色单体交换发生基因重组
D．图⑤中“染色体桥”随机断裂将导致染色体结构变异
解析：分析题图可知，①处于减数分裂Ⅰ后期，②处于减数分裂Ⅱ末期，③处于减数分裂Ⅰ前期，④处于减数分裂Ⅰ中期，所以细胞减数分裂的排序依次是③→④→①→②，A正确；
①处于减数分裂Ⅰ后期，③处于减数分裂Ⅰ前期，④处于减数分裂Ⅰ中期，故图①、③和④的细胞中均含姐妹染色单体，B正确；
图④细胞处于减数分裂Ⅰ中期，而非姐妹染色单体交换导致的基因重组发生在减数分裂Ⅰ前期，C错误；
图⑤中“染色体桥”随机断裂会导致姐妹染色单体分离不均等，出现染色体结构变异，D正确。
√
2．(2024·广东汕头高三一模)“凤丹白”是江南牡丹最常见的品种，对其染色体进行分析可为牡丹品种的演化和分类、育性提供参考价值。将凤丹白的染色体按同源染色体进行排列并编号，结果如下图所示。正常情况下，下列分析错误的是(　　)
A．减数分裂Ⅰ前期，染色体2与3相互缠绕并交换相应片段
B．减数分裂Ⅰ前期，初级卵母细胞内可形成5个四分体
C．减数分裂Ⅰ后期，染色体5与6分别位于细胞两极
D．减数分裂Ⅱ后期细胞内染色体组数目与图中的相同
解析：减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体片段互换，染色体2和3是非同源染色体，不会相互缠绕并交换相应片段，A错误；
1个四分体＝1对联会的同源染色体，题图中有5对同源染色体，即初级卵母细胞内可以形成5个四分体，B正确；
减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，染色体5与6是同源染色体，在减数分裂Ⅰ后期分别位于细胞两极，C正确；
减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，变为子染色体，细胞中有2个染色体组，与题图中的染色体组数相同，D正确。
√
3.(2024·辽宁部分学校高三联考)右图为某二倍体动物细胞
分裂某时期的示意图。下列说法正确的是(　　)
A．该细胞处于有丝分裂后期，细胞中同时出现基因 A与a 是由基因突变导致的
B．该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中同时出现基因 A 与 a 是由基因重组导致的
C．该动物为雄性，且体细胞中染色体数最多有16条
D．通过光学显微镜不能观察到图中发生的变异
解析：该细胞中没有同源染色体，且着丝粒分裂、姐妹染色单体分开，则其处于减数分裂Ⅱ后期，据图中染色体的颜色可知，细胞同时出现基因A与a是由基因突变导致的，A、B错误。
该细胞的细胞质均等分裂，可能是次级精母细胞，也可能是第一极体，该动物可能是雄性，也可能是雌性；该细胞处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中有8条染色体，说明该动物体细胞中含有8条染色体，那么在有丝分裂后期染色体数目最多，有16条，C错误。
基因突变无法通过光学显微镜观察到，D正确。
√
4．(2024·山东淄博高三一模)减数分裂时某些同源染色体可发生不等位的互换。下图为一个基因型为AABBCCDD 的植物细胞在减数分裂时的不等位互换。下列说法错误的是(　　)
A．同源染色体联会发生异常是不等位互换的前提
B．染色体的互换过程需要 DNA 连接酶的催化
C．C1D2、D1C2可能分别成为C、D基因的等位基因
D．该细胞减数分裂能产生4 种不同基因型的配子
解析：由题图可知，同源染色体联会发生异常，导致非姐妹染色单体之间发生不等位互换，所以同源染色体联会发生异常是不等位互换的前提，A正确；
在不等位互换过程中，DNA连接酶催化互换的DNA片段的连接，所以染色体的互换过程需要 DNA 连接酶的催化，B正确；
由于发生了不等位互换，产生了新的基因C1D2和D1C2，这两个新的基因有可能替代了原有的C基因和D基因，成为它们的等位基因，C正确；
原始细胞的基因型为AABBCCDD，可能是精原细胞，也可能是卵原细胞，故该细胞经过减数分裂和互换后，产生的配子的基因型可能有3种或1种，D错误。
√
5．(2024·山东济宁高三模拟)下图①②③表示某动物细胞周期中的部分时期。下列说法正确的是(　　)
A．中心体复制后在①时期移向两极
B．纺锤体的形成发生在②时期
C．图示②→③→①可表示一个细胞周期
D．③中细胞染色体与核DNA数目比为1∶1
解析：①可代表分裂间期中的G2期和分裂期，分裂期包括分裂前期、中期、后期和末期，中心体复制后在分裂前期移向两极，A正确；
纺锤体的形成发生在分裂前期，即①时期，B错误；
题图②→③→①→②可表示一个细胞周期，C错误；
③时期为分裂间期中的S期，细胞中正在进行DNA的复制，染色体与核DNA数目比在1∶1和1∶2之间，D错误。
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6．(2024·河北承德高三二模)为探究N末端乙酰转移酶(Naa50)对高等植物拟南芥根尖分生区细胞有丝分裂的影响，某研究小组选择Naa50突变型和野生型拟南芥进行实验。有丝分裂各时期细胞数如下表所示。下列有关叙述中正确的是(　　)
类别 总数 分裂期 前期 中期 后期 末期
野生型 3 526 426 47 20 164 195
突变型 2 265 241 38 34 114 55
A.据表可比较野生型和突变型前期时间的长短
B．Naa50基因突变会导致有丝分裂中期细胞数目增多
C．前期，细胞两极的中心粒发出纺锤丝形成纺锤体
D．后期，着丝粒、染色体、染色单体的数目均加倍
解析：结合细胞总数、不同分裂期细胞数目以及细胞周期持续时间可推测出不同时期的时间，由题干无法得知野生型和突变型的细胞周期持续时间，故无法比较野生型和突变型前期时间的长短，只能比较两株植物各时期所占比例的大小，A错误；
与野生型相比，Naa50基因突变型的中期细胞数目的比例明显增加，故推测该基因突变会导致有丝分裂中期细胞数目增多，B正确；
拟南芥为高等植物，无中心体，前期，从细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体，C错误；
后期，着丝粒、染色体的数目均加倍，着丝粒断裂后，染色单体消失，D错误。
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7．(2024·山东烟台高三一模)姐妹染色单体通过粘连蛋白相互黏附而不能分离。分离酶(SEP)可水解粘连蛋白，其活性受核基因编码的两种蛋白调控：SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，而APC蛋白可催化SCR蛋白水解。下列说法错误的是(　　)
A．SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达
B．SEP的功能异常可能导致子细胞染色体数目异常
C．APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离
D．SCR蛋白基因和APC蛋白基因的表达说明细胞发生了分化
解析：由题意可知，SCR蛋白和APC蛋白在细胞分裂过程中起作用，分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，故SCR蛋白基因和APC蛋白基因可能在分裂间期表达，A正确；
SEP的功能异常会导致粘连蛋白不能正常水解，可能导致子细胞染色体数目异常，B正确；
APC蛋白可催化SCR蛋白水解，而SCR蛋白与SEP结合抑制其活性，故APC蛋白失活会导致姐妹染色单体不能正常分离，C正确；
SCR蛋白基因和APC蛋白基因是与姐妹染色体单体形成和分离相关的基因，二者表达说明细胞发生了增殖，D错误。
√
8．(2024·山东菏泽高三一模)下图分别表示某动物(2n)精巢中处于分裂期的甲细胞和乙细胞，用红色荧光和绿色荧光分别标记其中两条染色体的着丝粒，在荧光显微镜下观察着丝粒随时间的变化，发现其依次出现在细胞①～③(或①～④)的不同位置处。下列说法正确的是(　　)
A．甲细胞和乙细胞中均标记的是一对同源染色体的着丝粒
B．甲细胞的着丝粒到达③位置时，细胞内的染色体数为4n
C．乙细胞的着丝粒从①位置到②位置的过程中DNA数目加倍
D．乙细胞的着丝粒到达④位置时，每条染色体上DNA含量为2
解析：题图乙细胞①→②阶段发生了同源染色体的联会，因而推测乙细胞中标记的两条染色体是一对同源染色体，但题图甲细胞处于有丝分裂或减数分裂Ⅱ，甲细胞中标记的两条染色体不一定是一对同源染色体，A错误；
甲细胞①～③过程可能为有丝分裂或减数分裂Ⅱ过程，若是有丝分裂则细胞内的染色体数为4n，若是减数分裂Ⅱ则细胞内的染色体数为2n，B错误；
乙细胞的着丝粒从①位置到②位置的过程是进行同源染色体联会，DNA数目不变，C错误；
乙细胞的着丝粒到达④位置时，同源染色体分离，此时仍存在姐妹染色单体，因此每条染色体上DNA含量为2，D正确。
√
9．(2024·湖南九校联盟高三联考)人体细胞内的46条染色体，一半来自父方，一半来自母方，如此代代相传，基因传递也相类似。在正常情况下，下列叙述正确的是(　　)
A．人体细胞内的两条性染色体在减数分裂过程中可能联会，也可能不联会，但一定会分离进入不同的子细胞
B．女性色盲患者的两个色盲基因，一个来自祖父或祖母，另一个来自外祖父或外祖母
C．女孩细胞中的所有染色体可能一半来自祖母，一半来自外祖母
D．男孩细胞中的一条染色体上不可能既有来自外祖父的基因，又有来自外祖母的基因
解析：在正常情况下，人体细胞内的两条性染色体一定会发生联会，A错误。
女性色盲患者由父方提供的色盲基因一定来自祖母，不可能来自祖父，B错误。
对女孩而言，从父方获得的23条染色体有可能都来自祖母；同样，从母方获得的23条染色体也有可能都来自外祖母，C正确。
男孩从母方获得的某条染色体可能是母方在减数分裂中发生了染色体互换以后产生的新染色体，这样的染色体既有来自外祖父的基因，又有来自外祖母的基因，染色体易位也可以导致此情况，D错误。
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10．(2024·湖北黄冈高三模拟)鞘脂与细胞增殖、生长、衰老、死亡等有关。随着人的年龄增长，骨骼肌中鞘脂积累，导致肌肉质量和力量降低。相关叙述错误的是(　　)
A．肌肉细胞衰老时，染色质收缩，基因转录减慢
B．自由基攻击蛋白质，会导致肌肉细胞衰老
C．激烈的细胞自噬，导致肌纤维减少，肌肉细胞坏死
D．抑制鞘脂合成可为治疗老年肌肉减少症提供新思路
解析：肌肉细胞衰老时，染色质收缩，DNA双链不易解开，基因转录减慢，A正确；
自由基攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，会导致肌肉细胞衰老，B正确；
激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡，C错误；
由“骨骼肌中鞘脂积累，导致肌肉质量和力量降低”可知，抑制鞘脂合成可为治疗老年肌肉减少症提供新思路，D正确。
√
11．(2024·河北唐山高三一模)成体干细胞不仅可以分化为其他类型细胞，还能用来治疗某些疾病，修复受损的机体。下图为某种成体干细胞应用的示意图。下列有关成体干细胞的说法，错误的是(　　)
A．与胰岛细胞中的RNA种类有所不同
B．分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性
C．具有促进肝脏组织细胞分裂作用
D．具有免疫抑制作用
解析：胰岛细胞由成体干细胞经诱导分化而来，实质上是基因的选择性表达，故二者的RNA种类有所不同，A正确；
细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，而分化成多种类型的细胞不等同于产生完整有机体或分化成其他各种细胞，故不能体现细胞的全能性，B错误；
从题图中可以看出，成体干细胞分泌的细胞因子、生长因子、抗炎介质等物质可以对肝脏进行组织修复，所以成体干细胞具有促进肝脏组织细胞分裂的作用，C正确；
从题图中可以看出，成体干细胞分泌的细胞因子、生长因子、抗炎介质等物质可以抑制浆细胞、炎性巨噬细胞，所以成体干细胞具有免疫抑制作用，D正确。
√
12．(2024·广东部分学校高三联考)自噬作用是细胞成分降解的主要途径之一，在生物个体的发育、细胞内部环境的稳定的维持等方面发挥着重要作用。无论动物细胞、植物细胞还是酵母菌都拥有相同的自噬过程，并且其调控机制高度保守。巨自噬是其中的一种类型，其过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．图中的自噬泡是一种囊泡，不属于细胞器
B．内质网腔内错误折叠的蛋白质一般不会运输到高尔基体进行进一步的修饰加工
C．通过巨自噬，细胞可以实现对降解产物的重新利用
D．损伤的线粒体进入溶酶体后会被降解，原因在于溶酶体合成并储存有多种水解酶
解析：自噬泡是一种囊泡，囊泡属于生物膜系统，不属于细胞器，A正确；
据题图可知，错误折叠的蛋白质会被泛素标记，最终被溶酶体降解，所以不会被运输到高尔基体进行进一步的修饰加工，B正确；
通过题图巨自噬作用过程对细胞内部结构和成分进行调控，可知通过巨自噬，细胞可以实现对降解产物的重新利用，C正确；
溶酶体能储存水解酶但不能合成水解酶，D错误。
二、非选择题
13．(2024·广东肇庆高三二模)关于细胞衰老机制，科学家提出了许多假说，目前大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
(1)老年人的皮肤出现“老年斑”的原因是____________________。
解析：老年人的皮肤出现“老年斑”的原因是衰老细胞中色素积累。
衰老细胞中色素积累　
(2)细胞代谢产生的活性氧(ROS)基团或分子会通过多条途径对线粒体造成损伤(如下图所示)，从而引发细胞衰老甚至死亡。据图可知，ROS对细胞造成的影响有__________________________________________________ _____________________________________________(答出两点即可)，从而引发线粒体功能失常、细胞凋亡或坏死等。结合所学知识，提出一条解决细胞内衰老、损伤的线粒体的途径：_____________________________ _________。
使脂质过氧化；攻击蛋白质的结构，造成线粒体膜氧化损伤；造成mtDNA突变和耗失(答出两点即可)　
启动细胞自噬，分解衰老、损伤的线粒体　
解析：ROS对细胞造成的影响有使脂质过氧化；攻击蛋白质的结构，造成线粒体膜氧化损伤；造成mtDNA突变和耗失。可通过启动细胞自噬，分解衰老、损伤的线粒体解决细胞内衰老、损伤的线粒体。
(3)研究发现，端粒酶能以自身成分为模板合成端粒DNA使端粒延长，从而延缓细胞衰老，不同细胞的端粒酶活性是不同的，据此分析引起细胞衰老的原因可能是___________________________________________。
解析：端粒酶能以自身成分为模板合成端粒DNA使端粒延长，从而延缓细胞衰老，不同细胞的端粒酶活性是不同的，据此分析引起细胞衰老的原因可能是端粒酶的活性下降(或端粒酶的活性受到抑制)。
端粒酶的活性下降(或端粒酶的活性受到抑制)(共36张PPT)
专题强化训练
√
一、选择题
1．(2024·湖南岳阳高三二模)下列关于细胞呼吸相关实验及应用的说法，错误的是(　　)
A．不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型
B．储存水果可采用降低氧气含量的措施来减弱其呼吸作用以延长保质期
C．正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸
D．用酸性重铬酸钾溶液检测人体呼出的气体含有酒精则可判断其细胞进行了无氧呼吸
解析：CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物都有CO2，因此不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型，A正确；
低温、低氧可以有效降低细胞内有机物的消耗，因此储存水果可采用降低氧气含量的措施来减弱其呼吸作用以延长保质期，B正确；
正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]，一部分来自第一阶段葡萄糖的分解，一部分来自第二阶段丙酮酸的分解，C正确；
人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生酒精，D错误。
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2．(2024·辽宁部分学校高三联考)某科学家用兔子肌肉的提取物进行研究，发现新制备的肌肉提取物可以将葡萄糖转变成乳酸，但活性会迅速降低。以下说法错误的是(　　)
A．提取物中起作用成分的化学本质是蛋白质
B．提取物中起作用成分来自肌细胞的线粒体
C．在葡萄糖转化成乳酸的过程中有能量的释放
D．在葡萄糖转化成乳酸的过程中，没有气体的消耗和产生
解析：葡萄糖转变成乳酸的过程即无氧呼吸的过程，催化这一过程的是与无氧呼吸相关的酶，其本质是蛋白质，A正确；
无氧呼吸的场所是细胞质基质，故提取物中的有效成分来自细胞质基质，B错误；
无氧呼吸的第一阶段会释放能量，C正确；
葡萄糖转化为乳酸的无氧呼吸过程没有气体的消耗和产生，D正确。
√
3．(2024·广东惠州高三调研)不同生物在不同O2条件下细胞呼吸的产物可能有差异。在一个密闭的环境内，若只考虑以葡萄糖为呼吸底物，在细胞呼吸前后气体量会发生变化的是(　　)
A．乳酸菌在完全无O2条件下
B．人体肌细胞在O2充足条件下
C．马铃薯块茎在O2不足条件下
D．苹果组织在O2不足条件下
解析：乳酸菌在完全无O2条件下进行无氧呼吸，将葡萄糖分解为乳酸，没有气体生成，所以细胞呼吸前后不会发生气体体积的变化，A不符合题意；
人体肌细胞在O2充足条件下进行有氧呼吸，有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，所以细胞呼吸前后不会发生气体体积的变化，B不符合题意；
马铃薯块茎在O2不足条件下，有氧呼吸与无氧呼吸同时进行，在有氧呼吸的过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸的过程中不消耗O2，产物为乳酸，没有CO2生成，所以细胞呼吸前后不会发生气体体积的变化，C不符合题意；
苹果组织在O2不足条件下，有氧呼吸与无氧呼吸同时进行，在有氧呼吸的过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸的过程中不消耗O2，有CO2生成，因此细胞呼吸前后会发生气体体积变化，D符合题意。
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4．(2024·山东青岛高三一模)动物体内棕色脂肪细胞含有大量线粒体。研究发现细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关，Ca2＋参与调控线粒体基质内的代谢过程，H＋可以通过F0—F1和UCP2蛋白进行跨膜运输，相关机理如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Ca2＋进入内质网消耗的ATP来自细胞呼吸
B．Ca2＋在线粒体中参与调控有氧呼吸第二阶段的反应
C．H＋顺浓度梯度通过F0—F1和UCP2蛋白进行跨膜运输
D．线粒体双层膜结构上均存在F0—F1和UCP2蛋白
解析：由题图可知，Ca2＋进入内质网需要ATP，该过程所需的ATP来自细胞呼吸，A正确；
Ca2＋在线粒体基质中发挥作用，有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，B正确；
据题图可知，H＋通过F0—F1进行跨膜运输时伴随ATP的生成，说明此过程是顺浓度梯度进行的，由此可判断H＋顺浓度梯度通过UCP2蛋白进行跨膜运输，C正确；
据题图可知，H＋可以通过F0—F1进行跨膜运输并生成ATP，线粒体内膜能够进行有氧呼吸第三阶段生成ATP,故F0—F1存在于线粒体内膜上，D错误。
√
5．(2024·广东惠州高三模拟)研究发现外源性甲醛(HCHO)可作为碳源参加常春藤的光合作用，具体过程如下图所示(Ru5P和Hu6P为中间产物)，下列说法错误的是(　　)
A．甲醛通过气孔以自由扩散的方式进入细胞
B．①过程称为暗反应，与基粒的功能无关
C．可用同位素标记法验证②过程
D．细胞同化甲醛的场所是叶绿体基质
解析：甲醛是一种气体，可以通过气孔以自由扩散的方式进入细胞，A正确；
①过程是暗反应，需要光反应提供NADPH和ATP，吸收光能的色素分布在叶绿体基粒上，因此暗反应与基粒的功能有关，B错误；
可采用同位素标记法研究碳元素转移路径，比如用14C标记甲醛中的碳元素则可验证②过程，C正确；
细胞同化甲醛的场所是叶绿体基质，D正确。
√
6．(2024·广东佛山高三二模)PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体，可以使水分解产生H＋和氧释放到类囊体腔中，D1极易受到活性氧(简称ROS，属于自由基)的破坏。光反应过程中可以产生ROS，适宜光照条件下，ROS的产生和消除之间存在动态平衡，不会破坏D1。据此推测下列说法错误的是(　　)
A．PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上，能够利用光能参与水的光解
B．D1蛋白和色素分子都是由核糖体合成后转移到内质网中加工的
C．光照强度过强，可能引起ROS产生过多，导致D1结构被破坏
D．可以用无水乙醇提取并通过层析法分离PSⅡ中的色素分子
解析：由题干可知，PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体，可以使水分解产生H＋和氧释放到类囊体腔中，则PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上，能够利用光能参与水的光解，A正确；
色素分子不是蛋白质，不是由核糖体合成后转移到内质网中加工的，B错误；
适宜光照条件下，ROS的产生和消除之间存在动态平衡，不会破坏D1，但光照强度过强，可能引起ROS产生过多，导致D1结构被破坏，C正确；
色素能够溶解在无水乙醇中，可用无水乙醇提取并通过层析法分离色素分子，D正确。
√
7．(2024·河北承德高三二模)我国科学家设计了一种如下图所示的人造淀粉合成代谢路线(ASAP)，在高密度氢能的作用下，成功将CO2和H2转化为淀粉。ASAP由11个核心反应组成，依赖许多不同生物来源的工程重组酶。下列说法错误的是(　　)

A．该反应器的能量输入需要人工提供高能氢和ATP
B．人工合成淀粉同样需要CO2的固定和C3的再生，最终将C6合成淀粉
C．ASAP代谢路线有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响
D．大量工程重组酶的制备是该项技术走向工业化可能面临的难题
解析：由题图可知该反应器的能量输入需要人工提供高能氢和ATP，A正确；
人工合成淀粉同样需要CO2的固定，但不需要C3的再生，B错误；
由题意可知，ASAP代谢路线无需植物光合作用可直接合成淀粉，有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响，C正确；
该反应器需要酶，大量工程重组酶的制备是该项技术走向工业化可能面临的难题，D正确。
√
8．(2024·山东聊城高三一模)蔗糖是光合作用的主要产物之一。研究发现，甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞；共质体途径和质外体途径分别如图中①②所示。下列说法错误的是(　　)

A．图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
B．蔗糖通过蔗糖—H＋同向运输器的运输方式为主动运输
C．H＋—ATP酶起作用时，质外体的pH持续降低
D．加入H＋—ATP酶抑制剂将影响蔗糖进入伴胞细胞的运输速率
解析：高等植物细胞间可以形成通道，细胞间可通过通道进行信息交流，故题图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流，A正确；
据题图可知，H＋运出细胞需要消耗ATP，是逆浓度梯度进行的，故蔗糖通过蔗糖—H＋同向运输器的运输时需要H＋建立的梯度势能，方式是主动运输，B正确；
H＋在H＋—ATP酶的作用下运出细胞，但会在蔗糖—H＋同向运输器的作用下再进入细胞，故质外体的pH 是相对稳定的状态，C错误；
加入H＋—ATP酶抑制剂会影响H＋运出细胞，进而影响细胞对蔗糖的吸收，D正确。
9．(2024·山东济宁高三模拟)生长素运输渠道化理论认为，顶芽产生的生长素通过主茎运输，当主茎中生长素运输流饱和时，会限制侧芽合成的生长素外流，侧芽处于休眠状态，形成顶端优势。研究人员运用水培法探究外源生长素浓度对烟草幼苗光合作用的影响，结果见下表。下列说法错误的是(　　)
组别 外源生长素浓度/ (nmoL·L－1) 净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 叶绿素含量/
(mg·g－1)
CK 0 8.29 0.751
T1 5 10.44 0.885
T2 10 15.66 1.069
T3 20 14.68 0.978
A.不同浓度的外源生长素对植株生长的作用效果可能相同
B．由表可知，外源生长素浓度为20 nmoL·L－1时抑制烟草幼苗生长
C．根据生长素运输渠道化理论，植物去除顶芽后侧芽处生长素外流加强
D．各组应选用生长素合成能力相同、大小一致的烟草幼苗，温度等实验条件相同且适宜
√
解析：由题表可知，随着外源生长素浓度逐渐增加，净光合速率和叶绿素含量先增大后减小，因此不同浓度的外源生长素对植株生长的作用效果可能相同，A正确；
由题表可知，与对照组比较，外源生长素浓度为20 nmoL·L－1时仍促进烟草幼苗生长，B错误；
根据生长素运输渠道化理论，植物去除顶芽后侧芽逐渐生长，说明侧芽处生长素外流加强，C正确；
根据无关变量相同且适宜的原则，各组应选用生长素合成能力相同、大小一致的烟草幼苗，温度等实验条件相同且适宜，D正确。
二、非选择题
10．(2024·湖南大联考高三模拟)科研工作者发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还包括另一条由交替氧化酶(AOX)主导的途径，AOX呼吸途径有重要的光破坏防御作用。图甲表示叶肉细胞内的细胞呼吸途径及AOX呼吸途径的光破坏防御机制。回答下列问题：
(1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，则可以采用的方法是____________(答1种即可)，叶肉细胞中叶绿素主要吸收_________________。
解析：分离细胞器常采用的方法是差速离心法。叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
差速离心法　
红光和蓝紫光　
(2)暗反应阶段，NADPH的作用是_______________________。强光环境下，植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径，将过多的NADPH转移出叶绿体，并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以________的形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。
解析：暗反应阶段，NADPH作为还原剂并提供能量参与C3的还原。由题图可知，强光环境下，植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径，将过多的NADPH转移出叶绿体，并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以热能的形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。
作为还原剂和提供能量　
热能　
(3)目前尚未发现在植物细胞的表面或细胞膜上存在ATP合酶，eATP可来源于____________________(填场所)产生的iATP，据图判断，eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，理由是______________________
___________________________________________________________。
解析：由于目前尚未发现在植物细胞的表面或细胞膜上存在ATP合酶，且细胞内的ATP可由细胞呼吸产生，细胞呼吸发生的场所是细胞质基质、线粒体，故eATP可来源于细胞质基质、线粒体。据题图判断，eATP与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号传导，故eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。
细胞质基质、线粒体　
eATP与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号传导　
(4)为探究eATP对植物光合速率的影响，科研小组用去离子水配制了适宜浓度的eATP溶液，并用其处理菜豆的叶片。一段时间后，测定叶片净光合速率和胞间CO2浓度等的变化，结果如图乙所示。
①该实验对照组的处理方式为_________________________________，并在相同的条件下培养。根据实验结果，eATP能提高菜豆叶片的净光合速率，原因可能是______________________________________________________
_____________________________________________________________。
②活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放，NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶。科研人员用eATP溶液处理NADPH氧化酶基因缺失突变体，发现净光合速率与对照组基本一致。试推测eATP调节植物光合速率的机制：___________________________________________________________。
用等量的去离子水处理菜豆的叶片　
eATP能促进气孔的开放，增大胞间CO2浓度，叶肉细胞吸收更多的CO2参与暗反应，从而提高植物的光合速率
eATP通过促进ROS的合成来促进气孔的开放，从而提高光合速率
解析：①该实验中实验组的处理方法是用去离子水配制了适宜浓度的eATP溶液，并用其处理菜豆的叶片，根据实验设计的单一变量原则和等量原则可知，对照组的处理方式为用等量的去离子水处理菜豆的叶片，并在相同的条件下培养。实验结果显示，eATP能提高菜豆叶片的净光合速率，同时胞间CO2浓度和气孔导度均上升，据此可推测eATP能提高菜豆叶片的净光合速率是通过提高气孔导度，增加了胞间CO2浓度，进而加快了暗反应过程对CO2的利用，从而提高植物的光合速率。②活性氧(ROS)的合成需要NADPH氧化酶的催化，用eATP溶液处理NADPH氧化酶基因缺失突变体，发现净光合速率与对照组基本一致。由此可知：eATP通过促进活性氧(ROS)的合成来促进植物叶肉细胞气孔的开放，进而实现光合速率的提高。
11．(2024·辽宁沈阳高三二模)为提高温室草莓产量，科学家以“红颜”品种草莓为实验材料，对影响其生长发育的相关因素进行了研究，测得结果如下图所示。据图回答下列问题：
(1)由图1和图2可知，与11：00相比，在12：00草莓叶片净光合速率明显降低是由__________(填“气孔”或“非气孔”)限制因素所导致，判断的依据是____________________________________；在16：00～18：00胞间CO2浓度明显升高，其主要原因是______________________，对胞间CO2的消耗减少。
解析：由题图1和题图2可知，与11：00相比，在12：00草莓叶片净光合速率明显降低是由非气孔限制因素所导致，判断的依据是气孔导度升高，而净光合速率却下降。在16：00～18：00胞间CO2浓度明显升高，其主要原因是光照减弱，光合速率下降，消耗的CO2减少，积累在胞间。
非气孔　
气孔导度升高，而净光合速率却下降　
光照减弱，光合速率下降　
(2)图3、图4均是在最适温度下测得的草莓净光合速率变化曲线；图4所示实验的CO2浓度为400 μmol·mol－1。据图分析可知，图3所示实验所使用的光照强度应在____________μmol·m－2·s－1范围内。在适宜光照强度下，提高CO2浓度，可提高植物的光合速率，请结合光反应和暗反应过程分析其原因：_________________________________；________________________
__________________________________________________。
解析：题图3中，CO2浓度为400 μmol·mol－1时，净光合速率为20 μmol·m－2·s－1，题图4为CO2浓度为400 μmol·mol－1时净光合速率随光照强度变化的曲线，净光合速率为20 μmol·m－2·s－1时对应的光照强度为1 200～1 600 μmol·m－2·s－1。在适宜光照强度下，提高CO2浓度，可直接使C3生成速率提高，C3还原过程又消耗了更多的ATP和NADPH，导致光反应速率加快。
1 200～1 600　
提高CO2浓度直接使C3生成速率提高　
C3还原加快会消耗更多的ATP和NADPH，导致光反应速率加快　
(3)实验过程中，科研人员发现以黑色地膜覆盖草莓根部也能有效提高草莓产量，原因是黑色地膜除具无色地膜能保温、保水、保肥的功能外，还可以________________。
解析：黑色地膜除具无色地膜能保温、保水、保肥的功能外，还可以抑制杂草生长。
抑制杂草生长
12．(2024·广东梅州高三一模)盐胁迫会影响光合作用从而导致作物减产，是现阶段农业生产面临的主要问题之一。为了解盐胁迫对玉米光合作用的影响，科研人员进行了相关研究，部分实验结果如下表所示。请回答下列问题：
处理 气孔导度/ (μmol· m－2·s－1) 胞间CO2 浓度/ (μmol·L－1) 叶绿素a/ (mg·g－1) 叶绿素b/
(mg·g－1)
对照(CK) 0.114 56.33 2.55 1.18
低盐胁迫 0.104 72.47 2.31 1.05
高盐胁迫 0.087 88.13 2.01 0.87
(1)玉米叶肉细胞的叶绿素主要吸收的光为______________。可用________法分离绿色植物叶绿体中的色素，色素在滤纸条上的扩散速度与_______________________有关。
解析：玉米叶肉细胞的叶绿素主要吸收的光为红光和蓝紫光。不同色素在层析液中的溶解度不同，故分离叶绿体中的色素的方法是层析法。叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散得快，反之则慢，所以四种色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度有关。
红光和蓝紫光
　层析　
色素在层析液中的溶解度　
(2)请根据表中数据分析并推测，盐胁迫下导致胞间CO2浓度增加的主要原因可能是_________________________________________________________
______________________________________________________。
解析：分析题表数据可知，盐胁迫致使叶绿素含量减少，则ATP和NADPH的含量减少，降低了C3的还原，使玉米对CO2的利用率降低，故盐胁迫下导致胞间CO2浓度增加。
盐胁迫致使叶绿素含量减少，则ATP和NADPH的含量减少，降低了C3的还原，使玉米对CO2的利用率降低　
(3)研究表明，盐胁迫下会使植物体内的脯氨酸(Pro)含量升高，从而减少盐胁迫对水分吸收的影响，可能的原因是____________________________ _____________________________________________________________。
解析：植物体内的脯氨酸(Pro)含量升高能增大细胞内的渗透压，有利于植物通过渗透作用吸水，从而降低盐胁迫对水分吸收的影响。
植物体内的脯氨酸(Pro)含量升高能增大细胞内的渗透压，有利于植物通过渗透作用吸水　
(4)为探究脯氨酸可通过提高液泡内 Na＋浓度来增强植物的吸水能力，科学家以脯氨酸合成相关的基因敲除突变体为材料，然后模拟盐胁迫环境处理，则检测指标应包括____________________________________(答出2点)。
解析：研究脯氨酸通过提高液泡内Na＋浓度来增强植物吸水能力，应以脯氨酸基因敲除突变体为实验组的材料、模拟盐胁迫环境处理，并检测液泡内Na＋浓度、植株吸水能力等。
液泡内Na＋浓度、植株吸水能力(共12张PPT)
情境命题最前沿2　蛋白质的分选与囊泡运输
核糖体、内质网、高尔基体和溶酶体在结构、功能以及发生上是彼此相互关联的动态整体。关系如下：
1．核糖体与内质网之间的识别
经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。
(1)核糖体—新生肽被引导至内质网后(如下图所示)，继续合成肽链，结束后其信号肽被切除，核糖体脱落。
(2)肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。
2．内质网和高尔基体之间的识别
细胞内部产生的蛋白质被包裹于膜泡形成囊泡，囊泡有披网格蛋白小泡、COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡三种类型。三种囊泡介导不同途径的运输(图1)，其中COPⅠ被膜小泡以及COPⅡ被膜小泡的识别和运输过程如图2所示。
3．受体介导的囊泡运输
(1)形成囊泡
高尔基体加工后的蛋白质一般具有特殊的分选信号，经高尔基体的分选、包装后形成不同的囊泡，运往三个不同的部位：一是进入溶酶体，二是分泌到细胞外，三是转运到细胞膜上。
(2)囊泡运输
各类囊泡能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞，是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白，囊泡通过与特殊的膜标志蛋白相互识别，进行囊泡运输。
√
1．(2024·山东济宁高三模拟)真核细胞内，蛋白质合成后会被定向和分拣到相应位置行使功能，其定位由多肽链本身具有的信号肽序列决定，如果蛋白质不含信号肽，则会留在细胞质基质。下列说法错误的是(　　)
A．信号肽在游离的核糖体合成
B．构成染色体的组蛋白分拣后由核孔进入细胞核
C．人类囊性纤维化由蛋白质的定位和分拣异常导致
D．抗体肽链的合成需要信号肽引导到粗面内质网上继续进行
解析：信号肽是一段短肽链，最初在游离的核糖体合成，A正确；
构成染色体的组蛋白属于大分子，由核孔进入细胞核，B正确；
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状：CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维化，C错误；
抗体属于分泌蛋白，其肽链的合成需要信号肽引导到粗面内质网上继续进行，D正确。
√
2．(2024·浙江1月选考)浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链(信号肽)与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是(　　)
A．SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
解析：SRP参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白的合成无需SRP参与，所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性，A正确；
SRP受体缺陷的细胞可以合成多肽链，如呼吸酶等，B错误；
核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链，核糖体是无膜细胞器，不能形成囊泡，C错误；
生长激素通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过此途径合成并分泌，D错误。
√
3．(2024·山东枣庄高三模拟)膜流是指由于囊泡运输，生物膜在各个膜性细胞器及细胞膜之间的常态性转移。囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别，囊泡膜与靶膜的识别原理及融合过程如下图所示，V-SNARE和T-SNARE分别是囊泡膜和靶膜上的蛋白质。以下分析正确的是(　　)
A．如果膜流的起点是细胞膜，与之对应的物质运输方式是胞吞和胞吐
B．细胞器之间的膜流不需要V-SNARE和T-SNARE蛋白参与
C．据图分析，囊泡与靶膜之间的识别这一过程不具有特异性
D．用3H标记亮氨酸可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程
解析：如果膜流的起点是细胞膜，与之对应的物质运输方式是胞吞，A错误；
由题干“膜流是指由于囊泡运输，生物膜在各个膜性细胞器及细胞膜之间的常态性转移”可知，细胞器之间的膜流也需要V-SNARE和T-SNARE蛋白参与识别，B错误；
据题图分析，囊泡可以将“货物”准确运输到目的地并被靶膜识别，囊泡与靶膜之间的识别这一过程具有特异性，C错误；
用同位素标记法，用3H标记亮氨酸，可探究某分泌蛋白通过膜流运输的过程，D正确。(共31张PPT)
专题强化训练
√
一、选择题
1．水分胁迫是指植物水分的散失量超过吸收量，使植物组织细胞含水量下降，进而出现代谢失调的现象。干旱、冰冻、高温或盐渍引起作物发生水分胁迫后，其细胞的合成反应减弱而水解反应增强，最终造成作物减产。下列有关分析错误的是(　　)
A．植物发生水分胁迫后，细胞内结合水与自由水的比值减小
B．水分胁迫会减弱作物的暗反应，导致合成的有机物减少
C．冰冻或高温也能通过改变酶的活性来影响细胞代谢速率
D．水稻长时间淹水会导致根系缺氧产生酒精而损伤根细胞
解析：植物发生水分胁迫后，散失的水分是自由水，因此细胞内结合水与自由水的比值增大，A错误；
水是光反应的原料，光反应可为暗反应提供ATP和NADPH，故水分胁迫会减弱作物的暗反应，导致合成的有机物减少，B正确；
酶可催化生物化学反应，酶的活性受温度影响，故冰冻或高温也能通过改变酶的活性来影响细胞代谢速率，C正确；
水稻无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，水稻长时间淹水会导致根系缺氧产生酒精而损伤根细胞，D正确。
√
2．(2024·广东梅州高三二模)下列有关蛋白质、糖类和脂质的叙述，正确的是(　　)
A．磷脂是构成细胞膜的重要物质，是由甘油、脂肪酸、磷酸构成的多聚体
B．线粒体膜、高尔基体膜、核糖体膜等生物膜上的蛋白质功能有差异
C．细胞中所有蛋白质的合成都需要核糖体、内质网和高尔基体的参与
D．柿子细胞壁中的纤维素和螃蟹壳中的几丁质均属于多糖
解析：磷脂是构成细胞膜的重要成分，是由甘油、脂肪酸、磷酸等构成的小分子，不是多聚体，A错误；
核糖体不具有膜结构，B错误；
并不是所有蛋白质的合成都需要内质网和高尔基体的参与，C错误；
纤维素和几丁质均属于多糖，D正确。
√
3．(2024·河北高三联考)民以食为天，下列关于食物中化合物的叙述，正确的是(　　)
A．摄入过多的脂肪，容易引起心脏病、肥胖和高血压
B．食物中的Na2CO3进入血液可作为调节血浆pH平衡的缓冲物质
C．饮入过多的酒精走路不稳，与酒精能够麻痹脑干有关
D．煮熟牛肉中的蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
解析：摄入过多的脂肪，容易引起心脏病、肥胖和高血压，A正确；
血浆中的缓冲物质有NaHCO3和H2CO3，食物中的Na2CO3进入血液不能作为调节血浆pH平衡的缓冲物质，B错误；
饮入过多的酒精走路不稳，与酒精能够麻痹小脑有关，C错误；
煮熟牛肉中的蛋白质含有肽键，仍能与双缩脲试剂发生反应，D错误。
√
4．(2024·河北承德高三二模)下列关于细胞中化合物的叙述中，不合理的是(　　)
A．生物大分子是以碳链为基本骨架的单体连接而成的多聚体
B．糖类和脂质提供了生命活动的重要能源
C．在鸡蛋清中加入食盐会看到白色絮状物，这一过程改变了蛋白质分子中的肽键数
D．无机盐进入人体细胞后，多数以离子形式存在
解析：生物大分子是由许多单体连接而成的多聚体，每一个单体都以若干个相邻的碳原子构成的碳链为基本骨架，A合理；
糖类是重要的能源物质，脂质中如脂肪是细胞内良好的储能物质，B合理；
在鸡蛋清中加入食盐会看到白色絮状物，是盐析现象，这一过程没有改变蛋白质分子中的肽键数和蛋白质的空间结构，C不合理；
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，故无机盐进入人体细胞后，多数以离子形式存在，D合理。
√
5．(2024·湖南衡阳高三二模)鲎的血浆蛋白中有90%～95%是血蓝蛋白，血蓝蛋白由多个含有铜元素的蛋白亚基组成，每个亚基可以结合一个O2。研究表明，血蓝蛋白具有非特异性抗病毒、参与调节动物蜕皮过程等多种功能。下列相关叙述正确的是(　　)
A．鲎体内的大量元素铜一般以离子形式存在
B．血蓝蛋白热变性后不能用双缩脲试剂检测
C．血蓝蛋白具有多种功能与其空间结构有关
D．血蓝蛋白是在核糖体和内质网中加工形成的
解析：铜为微量元素，A错误；
血蓝蛋白热变性后肽键并未断裂，仍能用双缩脲试剂进行检测，B错误；
结构决定功能，血蓝蛋白具有多种功能与其空间结构有关，C正确；
核糖体是蛋白质合成的场所，内质网是蛋白质合成和加工的场所，D错误。
√
6．(2024·辽宁沈阳高三二模)胰岛素形成的大致过程为前胰岛素原→胰岛素原→胰岛素。当内质网工作负荷过高时，有些前胰岛素原会被加工形成“异常胰岛素原”(如下图)。异常胰岛素原在内质网中堆积过多，可引起胰岛B细胞凋亡。下列叙述错误的是(　　)
A．异常胰岛素原的相对分子质量比正常胰岛素原大
B．异常胰岛素原堆积过多会导致胰岛素的分泌减少
C．高糖饮食可能会造成内质网加工负荷过重
D．胰岛B细胞凋亡过程中，细胞中不再有新的蛋白质合成
解析：由题图可知，异常胰岛素原比正常胰岛素原少了一个二硫键，因此异常胰岛素原的相对分子质量比正常胰岛素原大，A正确；
异常胰岛素原在内质网中堆积过多，可引起胰岛B细胞凋亡，因此异常胰岛素原堆积过多会导致胰岛B细胞分泌胰岛素减少，B正确；
高糖饮食会使胰岛素分泌增多，导致内质网加工负荷过重，C正确；
细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，所以胰岛B细胞凋亡过程中决定细胞凋亡的基因会表达，因此细胞凋亡过程中有新的蛋白质的合成，D错误。
√
7．(2024·湖南张家界高三二模)新合成的肽链易被氧化，从而影响后续折叠形成蛋白质的空间结构。伴侣蛋白GroEL及其辅因子GroES能帮助细胞内已被氧化的多肽链进行折叠，CnoX是一种在此过程中与GroEL结合的蛋白质。下图为大肠杆菌中某多肽链的折叠过程，下列叙述错误的是(　　)

A．该多肽链的折叠需要内质网和高尔基体的参与
B．GroES与GroEL的结合引发CnoX的释放和多肽链的折叠
C．多肽链折叠后的空间结构与氨基酸序列有关
D．CnoX与多肽链形成二硫键，能修正多肽链的氧化
解析：大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，多肽链的折叠发生在大肠杆菌的细胞质中，A错误；
由题图可知，GroES与GroEL的结合引发CnoX的释放和多肽链的折叠，B正确；
多肽链折叠后的空间结构与氨基酸种类、数目、特定的排列顺序以及肽链的盘曲、折叠方式有关，C正确；
CnoX与已被氧化的多肽链之间形成二硫键后，通过再断裂二硫键，将已被氧化的多肽链去氧化，D正确。
√
8．(2024·湖南长沙高三联考)下列关于真核细胞结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．植物细胞的边界是细胞壁，对细胞起支持与保护作用
B．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所
C．内质网是一种膜性管道系统，是某些蛋白质的合成、加工场所和运输通道
D．细胞骨架是由蛋白质和纤维素组成的网架结构，锚定并支撑着许多细胞器
解析：植物细胞的边界是细胞膜，植物细胞的细胞壁对细胞起支持与保护作用，A错误；
线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸第三阶段的场所，CO2是在有氧呼吸第二阶段生成的，有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，B错误；
内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道，是由膜围成的一个连续的内腔相通的膜性管道系统，C正确；
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，D错误。
√
9．(2024·河北保定高三一模)熬夜可能使人体细胞中的“动力车间”——线粒体的昼夜节律被打乱。研究发现，派络维(一种线粒体保护剂)可以延长“熬夜动物”的生理年龄。下列关于线粒体的叙述，正确的是(　　)
A．线粒体是具有单层膜的细胞器，可合成自身所需的部分蛋白质
B．熬夜可能使线粒体的分裂异常，进而引起ATP的供应不足
C．人体内损伤的线粒体通过高尔基体的自噬作用被彻底清除
D．派络维可以减轻熬夜对线粒体的损伤，加速葡萄糖进入线粒体
解析：线粒体是具有双层膜结构的细胞器，A错误；
线粒体是细胞的“动力车间”，能为细胞代谢提供能量，熬夜可能使线粒体的分裂异常，进而引起ATP的供应不足，B正确；
能够完成细胞自噬的细胞器是溶酶体而非高尔基体，C错误；
线粒体能够进行有氧呼吸的第二、三阶段，只能利用葡萄糖分解后的产物丙酮酸，不能直接利用葡萄糖，D错误。
√
10.(2024·广东深圳高三一模)目前学术界普遍认为叶绿体
是由被早期细胞吞噬的光合细菌演化而来，如右图所示。
据此推测合理的是(　　)
A．吞噬光合细菌的早期细胞是一种原核细胞
B．叶绿体内应该也会含有DNA、RNA和核糖体
C．光合作用暗反应场所主要由早期细胞的细胞质基质构成
D．真核细胞的进化历程中叶绿体出现的时间要早于线粒体
解析：由题图可知，早期细胞有核膜包被的细胞核，为真核生物，所以吞噬光合细菌的早期细胞是一种真核细胞，A不合理；
叶绿体起源于光合细菌，光合细菌含有DNA、RNA和核糖体，故叶绿体内应该也会含有DNA、RNA和核糖体，B合理；
光合作用暗反应场所主要由光合细菌的细胞质基质构成，C不合理；
因为几乎所有真核生物都有线粒体，但只有植物有叶绿体，说明植物的某些祖先(原始真核生物)可能只有线粒体而没有叶绿体，推测真核细胞的进化历程中线粒体出现的时间要早于叶绿体，D不合理。
√
11．(2024·河北邯郸高三一模)下图为真核细胞内几种功能不同的蛋白质合成过程示意图，图中序号表示细胞器。下列相关叙述错误的是(　　)

A．图中①②是含有核酸的细胞器，二者共有的核苷酸有4种
B．真核细胞中参与有氧呼吸的酶都在②中，这些酶在①上合成
C．③上合成的有机物可以囊泡的形式运输到④上进行进一步加工
D．④上加工的蛋白质的去向与其功能有关，且与囊泡、细胞结构之间的识别有关
解析：题图中①是核糖体，②是线粒体，核糖体中含有RNA，线粒体中含有DNA和RNA，二者共有的核苷酸是4种核糖核苷酸，A正确；
真核细胞中的有氧呼吸酶部分存在于细胞质基质中，如催化有氧呼吸第一阶段的酶，B错误；
③是内质网，参与蛋白质的合成、加工和运输，内质网合成的蛋白质可以囊泡的形式运输到④(高尔基体)上进行加工，C正确；
④为高尔基体，其加工的蛋白质的去向与其功能相关，为分泌蛋白、膜蛋白或参与形成溶酶体，与囊泡、细胞结构之间的识别有关，D正确。
√
12．(2024·湖北武汉高三联考)线粒体—内质网结构偶联(MAMs)是一个新发现的重要结构，该结构存在于线粒体外膜和内质网膜某些区域，通过蛋白质相互“连接”，但未发生膜融合。MAMs能使线粒体和内质网在功能上联系起来，下列有关叙述错误的是(　　)
A．线粒体产生的CO2若从MAMs部位逸出，需要通过6层磷脂分子层
B．MAMs结构的发现，意味着内质网膜和线粒体膜之间可以相互转化
C．通过蛋白质相互“连接”的地方可能是内质网与线粒体信息传递的通道
D．推测线粒体中一些物质的合成可能需要内质网的参与
解析：线粒体外膜和内质网膜某些区域，通过蛋白质相互“连接”，但未发生膜融合，CO2在线粒体基质中产生，若从MAMs部位逸出，需要通过线粒体的内膜和外膜、内质网膜，故需要通过6层磷脂分子层，A正确；
MAMs结构的发现，说明内质网膜和线粒体膜之间可以建立联系，但不能说明内质网膜和线粒体膜之间能相互转化，B错误；
根据题干信息“MAMs能使线粒体和内质网在功能上联系起来”可推测，内质网与线粒体可能通过蛋白质相互“连接”的地方进行信息传递，使它们功能上相互联系，C正确；
MAMs能使线粒体和内质网在功能上联系起来，推测线粒体中一些物质的合成可能需要内质网的参与，D正确。
√
13．(2024·山东青岛高三一模)荧光漂白恢复(FPR)技术是使用荧光分子，如荧光素、绿色荧光蛋白等与相应分子偶联，检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率。FPR技术的原理是利用高能激光束照射细胞的某一特定区域，使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭，这一区域称光漂白区。一段时间后，光漂白区荧光强度的变化如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．荧光恢复的速度可反映荧光标记分子的运动速率
B．FPR技术只能用于检测活体细胞膜蛋白的动态变化
C．图中曲线上升是由周围非漂白区的荧光分子迁移所致
D．在适当范围内提高温度可以缩短光漂白区荧光恢复的时间
解析：荧光恢复的速度可以反映荧光标记分子的运动速率，A正确；
FPR技术是使用荧光分子，如荧光素、绿色荧光蛋白等与相应分子偶联，检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动及其迁移速率，B错误；
题图中曲线的上升是由于非漂白区的荧光分子迁移，才使原本淬灭的区域恢复荧光，C正确；
适当范围内升高温度，可加快细胞膜上分子的移动速率，进而缩短荧光恢复时间，D正确。
二、非选择题
14．下图为细胞通过形成囊泡运输物质的过程及局部放大示意图，其中X、Y表示囊泡，a～e表示不同的细胞结构。请回答下列问题：
(1)已知囊泡Y内“货物”为水解酶，则结构e可能是________。若该细胞为浆细胞，则乙图中的细胞“货物”最可能是________。
(2)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外，据图推测其原因是_____________________________________________，此过程体现了细胞膜具有___________________的功能。
溶酶体　
抗体
囊泡上的蛋白A与细胞膜上的蛋白B(特异性)结合　
控制物质进出细胞　
(3)Sedlin蛋白是一种转运复合体蛋白，研究表明其在甲图中从c到d的囊泡运输过程中发挥着重要作用。
①已知由53个氨基酸组成的Sedlin蛋白(无二硫键)彻底水解后，总分子量可增加810，据此推测Sedlin蛋白是由________条肽链组成。
②为验证上述题干中Sedlin蛋白的作用机制，现用以下材料设计实验，请完善实验思路并对结果进行讨论。
8　
实验材料：正常小鼠浆细胞、生理盐水、含Sedlin蛋白抑制剂的溶液、放射性标记的氨基酸、放射性检测仪、细胞培养液等。
实验思路：将正常小鼠的浆细胞随机均分为两组，置于含放射性氨基酸的细胞培养液中，编号为Ⅰ、Ⅱ；Ⅰ组细胞注射适量生理盐水，Ⅱ组细胞注射______________________________；一段时间后，用放射性检测仪对________(填甲图中的小写字母)处进行放射性检测。
预期结果：_______________________________________________________ _______________________________________。
等量含Sedlin蛋白抑制剂的溶液　
c、d　
Ⅰ组细胞中c的放射性低于Ⅱ组细胞中c的放射性，且Ⅰ组细胞中d的放射性高于Ⅱ组细胞中d的放射性(共99张PPT)
专题三　细胞呼吸与光合作用
　1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。　2.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
叶绿体类囊体薄膜
ATP、NADP＋＋H＋＋2e－―→NADPH　
将光能转变为ATP和NADPH中的化学能　
有机物中的化学能　
光、CO2、温度　
6CO2＋12H2O＋能量　
6CO2＋20[H]＋能量(少量)　
＋2CO2＋少量能量　
＋少量能量
温度、O2、H2O
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1　细胞呼吸、光合作用的过程及其关系

1．光合作用与细胞呼吸过程中物质和能量转换过程
(1)物质转换
CO2　
CO2　
有氧呼吸
H2O　
暗反应　
(2)能量转换
光合作用　
2．不同条件下光合作用与细胞呼吸的关系
(1)真正光合速率与呼吸速率的关系(图示)
净光合速率　
CO2吸收量
(2)关系图解
1．(必修1 P93相关信息和P103正文)细胞呼吸产生的还原氢是NADH，而光合作用产生的还原氢是NADPH，两种物质不同。
2．(必修1 P94小字)细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
3．(必修1 P99学科交叉)一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，不能利用紫外光和红外光。
4．(必修1 P103图5－14)叶绿体中C3的分子数量和C5的关系：叶绿体中C3的分子数量多于C5的分子数量的原因是暗反应CO2固定时，每消耗1分子C5，产生2分子C3，因此当暗反应速率达到稳定时，C3的分子数量是C5的2倍。
5．(必修1 P104相关信息)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
6．(必修1 P106小字)硝化细菌能利用无机物氧化时释放出的化学能，将CO2和H2O合成糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
√
【最新考情】
1．(2024·安徽选择考)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
解析：细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误。
由题意可知，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，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误。
由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误。
运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多；细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。
2．(2024·黑吉辽选择考)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2的值低时，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。
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。
(1)反应①是________________过程。
解析：题图1中反应①是CO2和C5在酶的作用下形成C3，此反应是发生在叶绿体基质中的CO2的固定过程。
(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_______________。
解析：以葡萄糖为反应物的有氧呼吸会在第一阶段产生少量的NADH，第二阶段产生大量的NADH，有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，第二阶段的场所是线粒体基质。
CO2的固定　
细胞质基质　
线粒体基质
(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)。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________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
光呼吸　
细胞呼吸　
与WT相比，随着光照的增强，改变光呼吸的转基因株系1和2的光呼吸增长较慢，从而使其净光合速率增长较快　
不能　
总光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率＋光呼吸速率，由题图3中的数据无法获得株系1的细胞呼吸速率和光呼吸速率，因此不能计算出株系1的总光合速率　
解析：题图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自细胞呼吸和光呼吸；7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是与WT相比，随着光照的增强，改变光呼吸的转基因株系1和2的光呼吸增长较慢，从而使其净光合速率增长较快；总光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率＋光呼吸速率，由题图3中的数据无法获得株系1的细胞呼吸速率和光呼吸速率，因此不能计算出株系1的总光合速率。
(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_____________________________________________________
____________。
相同光照强度或CO2浓度下，株系1的净光合速率比株系2和WT的更高
解析：据题图2和题图3可知，相同光照强度或CO2浓度下，株系1的净光合速率比株系2和WT的更高，因此其积累的有机物更多，产量可能更具优势。
[把脉高考]　本考点为高频考点。通常以过程图为背景，考查细胞呼吸、光合作用的场所、物质变化和能量变化。
【历年考情】

(1)(2023·广东T7)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是氧化型辅酶 Ⅰ。(　　)
(2)(2022·山东T4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，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。则与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少。(　　)
×　
√　
(3)(2021·全国甲T2)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生 CO2。(　　)
(4)(2021·山东T16)植物细胞产生的O2只能来自光合作用。(　　)
(5)(2021·湖南T7)弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用。 (　　)
(6)(2021·湖北T1)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(　　)
(7)(2021·广东T9)无氧条件培养酵母菌时向酵母菌培养液中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成。(　　)
√　
×　
×　
×　
×　
(8)(2023·全国甲T29节选)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。
①将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是____________________________________ ____________________________________________________________。
黑暗条件下，光反应无法进行，进行暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，所以无法形成糖类　
②叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验思路：将生长状况良好且相同的植物叶片随机均分为甲、乙两组(均已进行“饥饿处理”)，甲组放置在有光环境中，乙组放置在其他条件与甲组相同的黑暗环境中，一段时间后，用差速离心法提取出甲、乙两组的叶绿体并进行脱色处理，制成匀浆，分别加入碘液后观察。预期结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生　
(9)(2022·全国甲T29节选)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是_____________________________(答出1点即可)。
(10)(2022·重庆T23节选)①制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是________________________________________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持__________(填“低温”或“常温”)。
②用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有____________________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有_________________________________(答两点)。
自身呼吸作用要消耗一部分　
保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂　
低温　
NADPH、ATP和CO2　
增加CO2的浓度、适当提高环境温度
√
解析：细胞呼吸和光合作用能产生ATP，可为题图中生命活动提供ATP，A正确；
2．(2024·浙江1月选考)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题：
(1)发生渍害时，油菜地上部分以有氧呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第________阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行酒精发酵。这一过程发生的场所是____________，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使____________得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越________(填“耐渍害”或“不耐渍害”)。
三　
细胞质基质　
葡萄糖分解　
耐渍害　
解析：有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。酒精发酵的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD＋参与，所以促进氢接受体(NAD＋)再生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生越多的能量维持生命活动的进行，越耐渍害。
(2)以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。
项目 光合 速率 蒸腾 速率 气孔 导度 胞间CO2 浓度 叶绿素含
量　
光合速率 1
蒸腾速率 0.95 1
气孔导度 0.99 0.94 1
胞间CO2 浓度 －0.99 －0.98 －0.99 1
叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 －0.93 1
注：表中数值为相关系数(r)，代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。
据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是________________。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈________趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由________________(填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)导致的，理由是_____________________________
___________________。
胞间CO2浓度　
下降　
非气孔限制因素　
胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关　
解析：由题表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，说明二者为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致。
(3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内________(填激素)大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过_____________________，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
解析：脱落酸可提高植物的抗逆性，具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，脱落酸诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细胞通过凋亡(或程序性死亡),从而形成腔隙,进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
脱落酸　
程序性死亡(或凋亡)
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2　细胞呼吸和光合作用的影响因素

1．影响细胞呼吸的因素
消耗　
有氧呼吸　
无氧呼吸　
2．影响光合作用的因素
NADPH、ATP　
温度　
3．两条变化曲线的比较
CO2浓度
[易错提醒] (1)如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据为真正光合速率。
(2)整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。
(3)叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。
1．(必修1 P96拓展应用1)松土对农作物的意义和对全球气候的影响：
(1)松土对农作物生长的意义：松土可以增大土壤的透气性，促进根细胞的有氧呼吸，利于根细胞对矿质离子的吸收，促进土壤中树枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，利于农作物生长。
(2)松土对全球气候的影响：松土有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促进好氧微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也可能导致局部大气CO2浓度上升。
2．(必修1 P106拓展应用1)一天中不同时间光合速率较低的原因分析：
(1)夏季晴朗的白天，中午光合速率下降的原因是光照过强、温度过高，有些植物为了减少水分的散失会关闭部分气孔，导致CO2供应不足直接限制暗反应阶段。
(2)早晨和傍晚光合速率较低的原因是光照较弱，直接限制光反应阶段。
【最新考情】
1．(2024·江西选择考)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如图。回答下列问题：

(1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的____________，其释放的能量一部分用于生成_________，另一部分以________的形式散失。
解析：细胞呼吸的耗氧过程发生在有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜。细胞呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。
内膜　
ATP
　热能　
(2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为________________。
解析：菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，乙烯促进果实成熟，随后会有大量乙烯生成，进而促进果实进一步成熟，这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。
正反馈调节　
(3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是___________。
为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程：
①______________________________________________________________ _________________________
②分别制作匀浆，取等量匀浆液
③__________________________
先上升后下降　
将新采摘的菠萝蜜放置在常温有氧的环境中贮藏，分别在第0、1、2、3、4、5天取等量果实样本　
分别加入等量DNS试剂　
④分别在沸水浴中加热
⑤________________________________________________________
分别用比色仪定量分析溶液中棕红色物质的浓度，并比较分析　
解析：可溶性糖中的葡萄糖是呼吸作用的主要底物。据题图可知，菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率先上升后下降，据此推测菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是先上升后下降。为证实上述推测，可将新采摘的菠萝蜜放置在常温有氧的环境中贮藏，分别在第0、1、2、3、4、5天取等量果实样本，将样本分别制作成匀浆，取等量匀浆液，分别加入等量DNS试剂，然后分别在沸水浴中加热，再分别用比色仪定量分析溶液中棕红色物质的浓度，并比较分析。
(4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是_________________________________________
____________________________。
解析：由题图可知，菠萝蜜在贮藏5天内乙烯释放速率和呼吸速率均呈现先上升后下降的趋势，结合(3)可知，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖也呈现先上升后下降的趋势，据此推断新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯使呼吸速率上升的原因是乙烯能通过调节可溶性糖的上升来调控果实呼吸速率的上升。
乙烯能通过调节可溶性糖的上升来调控果实呼吸速率的上升(合理即可)
2．(2024·甘肃选择考)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400 μmol·m－2·s－1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m－2·s－1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是_____________，加入少许碳酸钙可以________________________。
解析：可以用无水乙醇提取光合色素。加入碳酸钙的目的是防止研磨中色素受到破坏。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是________________________________。
解析：分析题图，正常光下野生型植物叶片叶绿素含量高于弱光下，说明适宜强度的光照有利于叶绿素的合成。
无水乙醇　
防止研磨中色素被破坏　
适宜的光照强度有利于叶绿素合成　
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为__________________________________________________。
解析：分析题图，正常光照组与弱光照组对照分析，纯合突变体在正常光照下叶绿素极少,不能正常生长，白化苗不能存活，因此无法获得种子。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②___________________________________________ ________________。
解析：分析题图，纯合突变体无论在正常光照还是弱光照下，叶片中类胡萝卜素的含量都极少，说明此突变与类胡萝卜素的合成有关。
正常光照下突变体叶绿素含量极低，白化苗无法存活　
在正常光和弱光下，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量均极低　
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是__________。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在______条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的___________。
③预期结果：__________________________________________________。
脱落酸
弱光　
气孔大小　
B组气孔大小明显小于A组，C、D两组气孔大小基本相同
解析：据题中信息“则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量”推知，激素X最可能为脱落酸。①由于正常光照条件下，纯合突变体叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量均极低，不能正常生长，进一步分析可知，种子萌发后需要在弱光条件下培养，以保证纯合突变体能够生长。②脱落酸具有促进气孔关闭的作用，因此在显微镜下观察、测量各组的气孔大小。③据题中信息预测实验结果是野生型脱落酸的含量高，野生型植株中，正常条件下培养的A组的脱落酸的含量低于干旱条件下培养的B组，B组的气孔大小明显小于A组。纯合突变体内脱落酸合成存在缺陷，正常条件下培养的C组和干旱条件下培养的D组的气孔大小基本相同。
[把脉高考]　该知识点属于高频热点，也是难点。试题情境既有农业生产和生活实践中的学科情境，又有科学实验与探究的学科情境。重点考查对题干信息的获取、分析和理解以及识图析图的能力。
【历年考情】

(1)(2022·全国乙T2) 某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。(　　)
(2)(2021·湖南T12)柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用。(　　)
(3)(2021·辽宁T2)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(　　)
√　
√　
√　
(4)(2021·湖南T7)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降。 (　　)
(5)(2021·湖南T12)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。(　　)
√　
√　
(6)(2023·全国乙T29节选)保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。
①红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是__________________________________________________________________________________________________________。
饱和红光照射时，光合作用产生有机物，保卫细胞内的渗透压升高，保卫细胞吸水，体积膨大，气孔开放　
②某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，使保卫细胞内的渗透压升高，促使保卫细胞吸水，体积膨大，气孔开度进一步增大
(7)(2022·山东T21节选)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有________________________________ ___________、________________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是_________________________________________________
________________________________。
五碳化合物供应不足(或暗反应的酶数量有限)　
CO2供应不足　
强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生氧气的速率加快　
(8)(2020·全国ⅠT30节选)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是______，选择这两种作物的理由是________________________________
_________________________________________________________________
______________________________。
作物 A B C D
株高/cm 170 65 59 165
光饱和点/(μmol·m－2·s－1) 1 200 1 180 560 623
A和C　
作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用　
(9)(2018·全国ⅡT30节选)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：
从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是________________________________________________________。
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
1．(2024·广东惠州高三模拟)光质是影响草莓生长发育和果实品质的重要条件。为探究冬季弱光条件下对草莓的最佳补光措施，科研人员以“红颜草莓”为材料，得到以下实验数据：
组别 净光合速率Pn/ (μmolCO2/m2/s) 胞间CO2浓度Ci/ (μmolCO2/mol) 气孔导度Gs/
(μmolH2O/m2/s)
A组(白光) 2.49 340.30 0.056
B组(红光) 1.42 465.44 0.049
C组(蓝光) 1.79 435.53 0.090
D组(红光∶白光＝1∶3) 2.85 444.30 0.060
E组(蓝光∶白光＝1∶3) 4.61 273.41 0.069
注：气孔导度表示的是气孔张开的程度，它是影响植物光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用的主要因素。
回答下列问题：
(1)本实验的对照组是________(填“A”“B”“C”“D”或“E”)组，本实验中测得净光合速率大小的指标为_______________________________。
解析：对照组是不做特殊处理或者实验结果已知的组，本实验中A组用白光处理属于对照组。净光合速率可以用光照条件下单位时间内的O2释放量、CO2吸收量、有机物的积累量表示，由题表可知，本实验表示净光合速率大小的指标为单位时间单位叶面积的CO2吸收量。
A　
单位时间单位叶面积的CO2吸收量　
(2)由上表数据推测，________(填“白”“红”或“蓝”)光可以促进气孔开放。机理是该颜色的光能促进保卫细胞吸收K＋，使保卫细胞内渗透压________，保卫细胞____________，从而促进气孔开放。
解析：与白光处理时相比，红光处理时气孔导度Gs减小，蓝光处理时气孔导度Gs增大，说明蓝光能促进气孔开放，机理是该颜色的光能促进保卫细胞吸收K＋，使保卫细胞内渗透压升高，保卫细胞吸水膨胀，从而促进气孔开放。
蓝　
升高　
吸水膨胀　
(3)在同一大气环境条件下生长的同种植物，胞间CO2浓度＝进入CO2浓度－消耗CO2浓度。与C组相比，E组胞间CO2浓度较低的原因是___________________________________。
解析：与C组相比，E组气孔导度Gs减小，进入细胞的CO2浓度低，胞间CO2浓度＝进入CO2浓度－消耗CO2浓度，所以，E组胞间CO2浓度比C组胞间CO2浓度低。
气孔导度低，进入细胞的CO2浓度低　
(4)有同学认为E组(蓝光∶白光＝1∶3)不一定是最佳补光组合，请据此简要写出进一步探究的实验思路：____________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：有同学认为E组(蓝光∶白光＝1∶3)不一定是最佳补光组合，可以增加不同的光质组合及比例的实验组与E组对照，比较净光合速率大小，确定最佳补光组合，具体思路为可以增加红光、蓝光与白光的补光比例的处理组(并将结果与E组对比)，或增加红光和蓝光不同比例补光的处理组(并将结果与E组对比)，或增加若干实验组，增加不同光质的补光比例组合(并将结果与E组对比)等。
增加红光、蓝光与白光的补光比例的处理组(并将结果与E组对比)；增加红光和蓝光不同比例补光的处理组(并将结果与E组对比)；增加若干实验组，增加不同光质的补光比例组合(并将结果与E组对比)
2．(2024·山东烟台高三一模)为研究纳豆芽孢杆菌菌剂对芒萁耐热能力的影响，科研人员测定了正常温度(25 ℃)，高温胁迫(35 ℃、45 ℃)条件下，不同肥料处理当年生芒萁的相关生理指标，结果如下图所示。请回答相关问题：
(1)实验结果表明芒萁具有一定的耐高温能力，判断依据是_________________________________________________。
解析：据题图可知，与25 ℃相比，35 ℃时芒萁的净光合速率几乎未变，但45 ℃时，净光合速率有所下降，推测芒萁具有一定的耐高温能力。
与25 ℃相比，35 ℃时芒萁的净光合速率几乎未变
(2)根据上述实验，________(填“能”或“不能”)说明高温条件下纳豆芽孢杆菌是通过分解有机肥增加CO2浓度来提高芒萁净光合速率的，理由是_____________________________________________________________________________________________。
解析：高温胁迫下，未施用纳豆芽孢杆菌的组别胞间CO2浓度也很高，说明CO2不是限制光合作用的因素，因此不能说明高温条件下纳豆芽孢杆菌是通过分解有机肥增加CO2浓度来提高芒萁净光合速率的。
不能　
高温胁迫下，未施用纳豆芽孢杆菌的组别胞间CO2浓度也很高，CO2不是限制光合作用的因素
(3)高温胁迫可导致芒萁细胞内自由基增多，自由基可攻击和破坏____________，进而破坏类囊体结构，造成电子传递最终产物__________减少，进一步影响暗反应。自由基可被抗氧化酶清除，结合上述实验结果推测，施用纳豆芽孢杆菌菌剂可增强芒萁耐高温能力的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________。
磷脂分子　
NADPH　
高温胁迫下，纳豆芽孢杆菌可提高抗氧化酶的活性，清除自由基，保护类囊体薄膜结构，避免影响芒萁的光合作用速率
解析：类囊体是膜结构，基本骨架是磷脂双分子层，高温胁迫可导致芒萁细胞内自由基增多，自由基可攻击和破坏磷脂分子，进而破坏类囊体结构。光合作用中电子传递的最终产物是NADPH。高温胁迫下，纳豆芽孢杆菌可提高抗氧化酶的活性，清除自由基，保护类囊体薄膜结构，避免芒萁的光合作用速率受到较大影响，因此施用纳豆芽孢杆菌菌剂可增强芒萁耐高温能力。
3．(2024·湖南衡阳高三二模)在某温度和光照条件下，将等量长势相似的A、B两种植物幼苗分别置于两个相同的密闭容器中，不同时间点测定容器中CO2浓度变化如图1所示；图2表示A植物幼苗在相同温度条件下，于黑暗和某光照条件下CO2产生和固定的相对量。请回答下列问题：
(1)根据图1曲线可以判断，在实验给定的条件下，____植物更能适应较低CO2浓度条件，理由是________________________________。实验时间超过20 min后，A植物的净光合速率______(填“>”“<”或“＝”)B植物的净光合速率。
解析：两种植物的光合作用强度和细胞呼吸强度相等时，B植物所处容器内CO2浓度更低，说明B植物固定CO2的能力比A植物强，则B植物更能适应较低CO2浓度条件。实验20 min以后，A、B两种植物所在的密闭容器中CO2浓度不再变化，说明两种植物既不从外界吸收CO2，也不向外界释放CO2，因此20 min以后，两种植物的净光合速率均为0，即A植物的净光合速率＝B植物的净光合速率。
B　
B植物固定CO2的能力比A植物强　
＝　
(2)图2中光照条件下，A植物CO2固定相对量表示____________强度，该强度不能通过实验直接测得，原因是___________________________________
______________________________________。
解析：题图2中光照条件下，A植物CO2固定相对量表示总光合作用强度，该强度不能通过实验直接测得，原因是在光照条件下植物在进行光合作用的同时也在进行细胞呼吸，会同时放出CO2，因此不能直接测得总光合作用强度。
总光合作用　
在光照条件下，植物在进行光合作用的同时也在进行细胞呼吸，会同时放出CO2　
(3)已知A植物每天接受光照12 h，其他时间保持黑暗且其他条件不变，则图2温度中最适合A植物幼苗生长的是________℃。
解析：由题图2可知，A植物总光合作用强度、呼吸强度、净光合作用的关系如下表所示：
温度/℃ 5 10 15 20 25
总光合相对量 1 1.75 2.5 3.25 4.55
呼吸相对量 0.25 1.05 1.55 2 2.2
净光合相对量 0.75 0.7 0.95 1.25 2.35
25
A植物每天接受光照12 h，其他时间保持黑暗且其他条件不变时，A植物幼苗能正常生长的条件是一昼夜净光合量大于0，即用光下的净光合量减去黑暗条件下的呼吸量大于0植物才能生长，由表可以看出，在25 ℃时最适合A植物幼苗生长。
创设情境 长句特训
PART
03
第三部分
事实概述类
1．研究发现，全光照条件下植物的蒸腾速率较大，水分利用效率较低。据此并结合所学知识分析，育苗时适度遮光的意义为________________________________________________________________
______________________________________________________________。
答案：适度遮光有利于降低温度、减小蒸腾速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率
2．给小球藻提供18O2，在小球藻合成的有机物中检测到了18O，其最可能的转化途径是___________________________________________。
实践应用类
3．粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为___________________________________________________________。
答案：种子在有氧呼吸过程中产生了水
4．相对低温条件有利于储存果实，主要原因是______________________________________________________________。
答案：低温降低了细胞呼吸相关酶的活性，减少了有机物的消耗
5．早春采用密闭玻璃温室育苗时，一段时间后植物光饱和点对应的光合速率往往__________(填“降低”或“升高”)，植物的光补偿点会________(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗质量应当采取__________________________(答出两点即可)等措施。
降低　
升高　
增施农家肥、适当通风
原因分析类
6．光照停止后，植物的光反应立即停止，但暗反应没有立即停止，原因是__________________________________________________。
答案：光反应已经产生的ATP和NADPH还可以供暗反应进行一小段时间
7．在适宜温度下，大田中光照强度处于光补偿点与光饱和点之间时，___________是限制光合作用的主要因素；光照强度高于光饱和点后农作物的光合作用不再增强的外界原因主要是__________________________ ____________________________________。
光照强度　
环境中的CO2浓度较低，导致暗反应速率降低，限制了光反应
8．如果两种农作物的光补偿点相同，则它们在光补偿点时实际光合作用速率____________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，原因是__________________________。
不一定相同　
它们的呼吸速率不一定相同
9．一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置________组实验。下图是某作物(花生或玉米)间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株该作物吸收CO2的速率。假设间作与单作时各农作物间的株距相同。
3　
(1)光照强度为a时，无论间作，还是单作，该作物的光合速率无明显差别，导致该现象的主要原因是__________________________________________
__________________________。
(2)该作物很可能是________，理由是________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________。
此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小　
玉米　
玉米植株比花生植株高，间作情况下玉米与玉米的间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部CO2浓度较高,所以间作时玉米对CO2和光能的利用优于单作，光合速率高
10．植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱和点，测定结果如下表。
项目 植物 玉米 小麦
CO2补偿点 12 μmol/L 23 μmol/L
CO2饱和点 34 μmol/L 50 μmol/L
(1)据表分析，在CO2浓度为40 μmol/L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦幼苗光合速率的主要环境因素是____________。
(2)若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是__________________________________________________________________________________________________________。继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是________，判断理由是__________________________ ________________________________________________。
CO2浓度　
植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于细胞呼吸释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低　
玉米　
玉米的CO2补偿点比小麦的低，在相对较低的CO2浓度下仍然存在有机物的积累
11．CO2浓度增加会对植物光合作用速率产生影响。研究人员以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作为实验材料，分别进行三种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度(375 μmol·mol－1)，乙组提供CO2浓度倍增的环境(750 μmol·mol－1)，丙组先在CO2浓度倍增的环境中培养60 d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。结果如下图所示。
(1)与甲组相比，乙组CO2浓度倍增，光合作用速率并没有倍增，此时限制光合速率增加的因素有_____________________________________________
____________________________________________________________________________。
(2)解释丙组的光合速率比甲组低的原因：__________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
光照强度的限制(NADPH和ATP的供应限制)、固定CO2的酶活性不够高、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等　
植物长期处于CO2浓度倍增的环境下，固定CO2的酶含量或活性降低，当恢复到大气CO2浓度后，已经降低的固定CO2的酶含量或活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会出现比大气CO2浓度下更低的光合速率
12．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。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____________________________________ ___________________________________________________________________________________________________。
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，导致甲植物的净光合速率下降幅度比乙的大
13．科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验。结果如下图：
据图推测，光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量与连续光照下的光合作用合成有机物的量相同吗？________，判断的依据是_____________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
不相同　
光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合作用合成有机物的量较多。因为进行闪光照射时，暗反应能更充分利用光反应提供的NADPH和ATP
实验探究类
14．生活在干旱地区的一些植物 (如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)_______________ ________________________________________________________________。
答案：实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组，将A组置于干旱环境中培养，B组置于水分充足的环境中培养，其他条件保持相同且适宜。培养一段时间后，先在夜晚分别测定A、B两组植物甲细胞液的pH并记录，再在白天分别测定其细胞液的pH并记录。预期结果：与夜晚测量的pH相比，A组白天测量的pH升高，而B组白天测量的pH变化不大，可以证明植物甲在干旱环境下存在这种特殊的CO2固定方式
15．异戊二烯能清除活性氧，降低高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成的伤害。下图是叶肉细胞中合成异戊二烯的有关过程，其中A、B代表相关细胞器。回答下列问题：
(1)当光照强度突然增强时，短时间内A细胞器中的3-磷酸甘油醛的含量________。长时间的高温、强光等环境因素对类囊体薄膜造成伤害后，会直接影响图中____________________________(填物质名称)的产生，进而影响光合作用和细胞呼吸。
(2)高温下呼吸链受抑制，耗氧量下降，异戊二烯合成量增加，主要原因是高温下叶片的呼吸作用降低，使向叶绿体输送的__________________量增加，促进了异戊二烯的合成。
增多
　ATP、NADPH和O2(缺一不可)　
磷酸烯醇式丙酮酸　
(3)为进一步验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，科研人员用呼吸链抑制剂等进行了如下实验，完成下表：
实验步骤 简要操作过程
取材 取生长健壮且长势一致的叶片，均分为3组，将叶片的叶柄浸入相应的完全营养液中
设置对照组 第1组作为对照组，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制剂
设置实验组 第2组__________________，第3组_____________________
不同温度处理 第1、3组_________________处理，第2组高温处理
结果测定 一段时间后，测定3组叶片中的异戊二烯的含量
预期结果 第2、3组叶片中的异戊二烯含量相当，均高于第1组
不加入　
不加入呼吸抑制剂　
加入呼吸抑制剂　
正常温度(或常温)
(1)对于概念、原理、作用等基础知识设问的此类试题，答案一般直接来源于教材，要求学生尽量用教材原话作答，只有按照教材的语言组织答案才能得满分。
(2)对于设问的试题，其方式一般有以下几种：
“……合理的解释是________”“……原因是________”“……判断的依据是________”等。答题模板可归纳整理为“因为……导致……，于是……，所以……”，其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干中的结果，“导致……，于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答题既准确又规范，难点是要运用教材相关知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。
(3)如果是验证类或是探究类实验，那么实验思路要说明自变量如何操作、无关变量的控制、因变量如何检测。复习备考中，学生要熟悉教材基本实验的基本操作、原理及方法，重视对实验探究的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。(共72张PPT)
板块一　分子与细胞
专题一　细胞的分子组成与基本结构
　1.细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。　2.细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。
3．各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异。
微量　
离子　
结构　
运输营养物质和代谢废物　
能源　
储能　
生命活动
　遗传
纤维素和果胶　
流动性　
糖蛋白　
信息交流　
选择透过性　
核糖体
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1　水和无机盐

1．细胞中的水
(1)水的存在形式、功能及运输方式
运输营养物质和代谢废物　
为细胞提供液体环境　
(2)水与细胞代谢
第三阶段　
光反应　
第二阶段　
淀粉　
蛋白质　
脂肪　
DNA　
体温
肾小管、集合管　
自由水　
少　
结合水
(3)水盐平衡调节
大脑皮层　
肾小管和集合管　
(4)生物学实验中的“四类水”
2．细胞中的无机盐
(1)无机盐的存在形式及功能
离子　
血红素
甲状腺激素　
高　
低　
(2)无机盐与人体稳态的调节
无机盐、蛋白质的含量　
Na＋　
Cl－　
7.35～7.45　
醛固酮　
重吸收Na＋
1．(必修1 P22思考·讨论)N、Mg是构成叶绿素的元素，N、P是构成叶绿体类囊体膜和ATP的元素，N也是构成光合酶的元素，因此植物缺少N、Mg、P会影响光合作用。
2．(必修1 P22正文)人体内Na＋缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低的原因：Na＋主要存在于人体的细胞外液中，人体内Na＋缺乏引起神经细胞、肌肉细胞的动作电位的峰值变小。
√
【最新考情】
1．(2024·浙江1月选考)下列不属于水在植物生命活动中作用的是(　　)
A．物质运输的良好介质
B．保持植物枝叶挺立
C．降低酶促反应活化能
D．缓和植物温度变化
解析：水作为良好的溶剂，能运输营养物质和代谢废物，是细胞内良好的物质运输介质，A不符合题意；
水可以保持植物枝叶挺立，B不符合题意；
降低酶促反应活化能的是酶，水无此功能，C符合题意；
水分子之间的氢键使得水具有调节温度的作用，能缓和植物温度的变化，D不符合题意。
√
磷酸盐体系能提供磷元素和稳定pH环境，细胞呼吸过程中磷酸基团与ADP结合生成ATP，B正确；
缓冲体系中的离子带电荷，不能通过自由扩散的方式进出细胞，C错误；
缓冲体系的调节能力有限，过度剧烈运动产生乳酸量较多时机体不能及时降解，从而引起乳酸中毒，D正确。
[把脉高考]　本命题点为低频、较易考点，试题情境多涉及生活和生产的应用，特别是与人体健康的联系，往往成为命题情境的来源。
(1)(2024·河北T1)结合水是细胞内不具备运输功能的物质。(　　)
(2)(2023·全国乙T1)氨基酸和核苷酸均含有C、H、O、N。(　　)
(3)(2023·全国乙T2)氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素。(　　)
(4)(2022·湖北T1)水可作为维生素D等物质的溶剂。(　　)
(5)(2021·山东T16)由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生。(　　)
(6)(2021·全国乙T3)细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。(　　)
(7)(2021·浙江6月T5)Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中。(　　)
【历年考情】
√　
√　
√　
×　
√　
×　
×　
(8)(2021·河北T19节选)植物细胞中自由水的生理作用包括____________________________________________________________________________________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的_______________，提高植株氮供应水平。
是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的某些生物化学反应；为细胞提供液体环境；运输营养物质和代谢废物(写出两点即可)　
吸收和运输　
实验思路：______________________________________________________
_________________________________________________。
预期结果和结论：_________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________。
√
1．(2024·湖南长沙高三联考)水是生命之源，无机盐在生物体内也具有重要作用。下列有关叙述错误的是(　　)
A．合成蛋白质、DNA和RNA时都要产生水
B．北方冬小麦在冬天来临前，自由水/结合水的值会逐渐减小，有利于小麦抗寒
C．农作物中的无机盐离子不一定要溶解在水中才能行使生物学功能
D．如果土壤中缺乏镁元素，分离叶绿体中色素后得到的结果是4条色素带均变窄
解析：形成肽键和磷酸二酯键时都产生水，A正确；
北方冬小麦在冬天来临前，自由水/结合水的值会逐渐减小，细胞代谢减弱，抗逆性增强，有利于小麦抗寒，B正确；
无机盐离子具有多种作用，如无机盐可参与构成细胞结构，不一定溶解在水中才能行使生物学功能，C正确；
分离叶绿体中的色素后得到的色素带，从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，缺乏镁元素，会影响叶绿素a、叶绿素b的合成，而不影响胡萝卜素、叶黄素的合成，所以结果是2条色素带变窄，D错误。
2．(2024·湖北武汉高三联考)农谚有云：“有收无收在于水，收多收少在于肥。”水和无机盐在农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列关于水和无机盐的叙述，正确的是(　　)
A．水在细胞中的存在形式有结合水和自由水，可作为有氧呼吸第三阶段的原料
B．在冬季对农田进行灌溉，有利于农作物越冬
C．农作物从外界吸收的磷酸盐，可用于细胞内合成DNA、RNA和ATP
D.活性蛋白失去结合水后会改变空间结构，重新得到结合水后能恢复其活性
√
解析：水在细胞中的存在形式有结合水和自由水，其中自由水可作为有氧呼吸第二阶段的原料，有氧呼吸第二阶段丙酮酸与H2O反应生成CO2和[H]，A错误；
冬季植物需要增加结合水来增强抗逆性，对农田进行灌溉，不利于农作物越冬，B错误；
DNA、RNA和ATP的元素组成均为C、H、O、N、P，含有磷元素，故农作物从外界吸收的磷酸盐可用于细胞内合成DNA、RNA和ATP，C正确；
活性蛋白失去结合水后会改变空间结构，导致蛋白质失活，重新得到结合水后不能恢复其活性，D错误。
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2　糖类、脂质、蛋白质和核酸

1．糖类
　　
葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖是还原糖
高尔基体　
肝脏、肌肉　
能源
　细胞壁　
2．脂质
生物膜　
钙、磷　
储能　
3．蛋白质
核糖体
转录和翻译　
蛋白质的结构　
肽链　
DNA碱基数量及排列顺序　
催化　
免疫　
4．核酸
脱氧核糖　
核糖体　
遗传物质　
RNA　
蓝色
5．“四看法”巧判细胞内的有机物或结构
[易错提醒] (1)糖类、脂肪和蛋白质的供能关系：其供能顺序为糖类→脂肪→蛋白质。蛋白质一般不供能，只在病理状态或衰老状态下才氧化分解供能。
(2)有机物并非都是能源物质：细胞中核酸的功能是携带遗传信息，一般不提供能量；多糖中的纤维素主要作为植物细胞壁的成分，一般不提供能量；单糖中的核糖和脱氧核糖主要参与核酸的构成，一般不提供能量。
1．(必修1 P25正文)几丁质是一种多糖，又称为壳多糖。
2．(必修1 P27正文)糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
3．(必修1 P30图2－11)二硫键形成：由于两个氨基酸的R基上各含有一个巯基(—SH)，每个巯基脱去一个H后形成—S—S—(二硫键)，因此每形成一个二硫键，相对分子质量减少 2。
4．(必修1 P31相关信息)人类的许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维化、阿尔茨海默病、帕金森病等，这体现了蛋白质的结构决定蛋白质的功能。
5．(必修1 P32与社会的联系)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。又如，经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。
6．(必修1 P37本章小结)多糖、蛋白质和核酸分别以单糖、氨基酸和核苷酸为单体组成多聚体，相对分子质量很大，称为生物大分子。生物大分子以碳链为骨架。
√
【最新考情】
1．(2024·高考新课标卷)大豆是我国重要的粮食作物。下列叙述错误的是(　　)
A．大豆油含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈液态
B．大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量
C．大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸
D．大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素
解析：脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，动物脂肪大多含饱和脂肪酸，植物脂肪大多含不饱和脂肪酸。大豆油属于植物脂肪，含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈液态，A正确。
大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分别水解为氨基酸、甘油和脂肪酸、葡萄糖，再氧化分解并产生能量，B正确。
组成人体细胞的氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，人体不能合成只能从外界获取的氨基酸是必需氨基酸。大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸，C正确。
大豆中的脂肪只含有碳、氢、氧3种元素，D错误。
√
2．(2024·黑吉辽选择考)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2＋感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2＋。下列叙述错误的是(　　)
A．钙调蛋白的合成场所是核糖体
B．Ca2＋是钙调蛋白的基本组成单位
C．钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D．钙调蛋白结合Ca2＋后，空间结构可能发生变化
解析：由题意可知，钙调蛋白广泛存在于真核细胞中，化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，A正确；
蛋白质的基本组成单位是氨基酸，B错误；
构成钙调蛋白的氨基酸之间可以形成氢键，因此使钙调蛋白形成球形结构，C正确；
钙调蛋白是Ca2＋感受器，结合Ca2＋后钙调蛋白的空间结构可能会发生改变，从而引起相应生理功能的变化，D正确。
[把脉高考]　细胞中糖类和脂质常为中频考点，试题情境大多结合血糖调节、高血压、高血脂等，考查糖类和脂质的种类与功能。
蛋白质和核酸常为高频考点，大多结合实例，运用结构与功能观分析二者的结构与功能。
【历年考情】
(1)(2023·北京T1)PET—CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法，所用示踪剂由细胞能量代谢的重要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。这种示踪剂是一种改造过的氨基酸。(　　)
(2)(2022·浙江6月T15)染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体。(　　)
(3)(2022·浙江6月T5)脂肪对植物细胞起保护作用，糖原是马铃薯重要的储能物质。(　　)
×　
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(4)(2021·重庆T1改编)纤维素不能被人体吸收和利用。(　　)
(5)(2021·全国甲T1)酶、抗体、激素都是由氨基酸通过肽键连接而成的，糖原、脂肪、核酸都是生物大分子，都以碳链为骨架。(　　)
(6)(2020·北京T2)蛋白质和DNA具有相同的空间结构，体内合成时都需要模板、能量和酶。(　　)
(7)(2020·江苏T2)糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。(　　)
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(8)(2019·江苏T30节选)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加______________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是_____________________________________。
碘液　
玉米发芽过程中胚乳中的淀粉逐渐减少
√
突破1　有机物的种类及功能
1．(2024·河北衡水高三一模)科研人员在多种细胞中发现了一种RNA上连接糖分子的“糖RNA”，而之前发现的糖修饰的分子是细胞膜上的糖蛋白和糖脂。下列有关糖RNA、糖蛋白和糖脂的叙述，正确的是(　　)
A．组成元素都含有C、H、O、N、P
B．都在细胞核中合成后转移到细胞膜
C．糖蛋白和糖RNA都是以碳链为骨架的生物大分子
D．细胞膜外表面的糖蛋白也叫作糖被
解析：糖RNA的元素组成为C、H、O、N、P，糖蛋白的元素组成为C、H、O、N(、S)等，糖脂的元素组成为C、H、O、P，有的含有N，A错误；
糖RNA、糖蛋白和糖脂都是在细胞质中合成后转移到细胞膜的，B错误；
蛋白质和RNA是以碳链为骨架的生物大分子，故糖RNA和糖蛋白都是以碳链为骨架的生物大分子，C正确；
细胞膜上的糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被， D错误。
√
2．(2024·山东泰安高三一模)“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，如RNA聚合酶、肌球蛋白等，它能利用化学能进行机械做功，从而使自身或与其结合的分子产生运动。下列说法错误的是(　　)
A．“分子马达”与细胞骨架的结合是可逆的
B．“分子马达”可能具有ATP水解酶的作用
C．RNA聚合酶是沿DNA模板移动的“分子马达”
D．“分子马达”的形成过程都需要核糖体、内质网和高尔基体的参与
解析：“分子马达”可以沿着细胞骨架运动，与细胞骨架的结合是可逆的，运动时结合，不运动时分离，A正确；
“分子马达”能利用化学能进行机械做功，其可能具有ATP水解酶的作用，B正确；
RNA聚合酶属于“分子马达”，能利用化学能进行机械做功，从而使自身沿DNA模板移动，C正确；
“分子马达”是一类蛋白质，其形成过程需要核糖体和线粒体的参与，但是胞内蛋白的形成并非都需要内质网和高尔基体的参与，D错误。
√
突破2　化合物的功能与人体健康
3．(2024·辽宁名校联盟高三一模)组成人体的化合物因各自有其重要的功能而与健康密切相关。下列叙述正确的是(　　)
A．每天必须摄食一定量葡萄糖才可满足机体的能量供应
B．血脂高的患者要避免食用维生素D含量较高的食物
C．蛋白质营养价值的高低与其所含氨基酸的总数有关
D．甲状腺功能低下时可以通过口服甲状腺激素类药物来治疗
解析：除了糖类，蛋白质和脂肪也可以为机体提供能量，A错误；
血脂高的患者要避免食用脂肪和胆固醇含量较高的食物，B错误；
蛋白质营养价值的高低与其所含必需氨基酸的含量有关，C错误；
甲状腺激素是小分子物质，不会被消化，所以甲状腺功能低下时可以通过口服甲状腺激素类药物来治疗，D正确。
√
4．(2024·湖南长沙高三模拟)肥胖问题是全球热议的话题，有研究预测超重、肥胖率将从2020年的38%迅速增加到2035年的51%。下列叙述错误的是(　　)
A．淀粉和脂肪组成元素相同，但淀粉比脂肪氧的含量高
B．摄食过量的糖类后，多余的糖类会在体内转化为脂肪
C．肥胖患者通过控制饮食保持能量平衡，可有效减轻体重
D．脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能
解析：淀粉和脂肪组成元素相同，均为C、H、O，但淀粉比脂肪氧的含量高，A正确；
细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的，当过多摄入糖类，糖类会大量转化为脂肪，B正确；
控制饮食保持能量平衡可以有效控制体重，但不一定能减轻体重，C错误；
脂肪一般只在糖类供能不足时，才会分解供能，D正确。
命题点3
PART
03
第三部分
命题点3　细胞的基本结构

1．细胞分类
核糖体　
基因突变　
动物细胞　
中心体　
2．主要细胞器的分类
　　　　 用差速离心法分离
中心体、核糖体
　叶绿体、线粒体　
高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
　叶绿体
核糖体　
叶绿体　
3．细胞的生物膜系统 真核细胞才具有
糖蛋白
　酶　
核膜　
同位素标记　
能量转化　
酶
1．(必修1 P40问题探讨)用台盼蓝染色法鉴定死细胞和活细胞，只有死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色，主要原因是死细胞的细胞膜丧失了选择透过性。
2．(必修1 P42思考·讨论)组成动物细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
3．(必修1 P45正文)细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
4．(必修1 P47科学方法)差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。
5．(必修1 P52正文)分泌蛋白的合成：首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程。
6．(必修1 P53与社会的联系)透析型人工肾替代病变的肾行使功能，体现了细胞膜的选择透过性。
√
【最新考情】
1．(2024·高考全国卷甲)细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是(　　)
A．病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物
B．原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸
C．哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同
D．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生
解析：病毒没有细胞结构，不属于单细胞生物，A错误；
原核生物虽然没有线粒体，但某些原核生物细胞中含有与有氧呼吸相关的酶，故能进行有氧呼吸，如硝化细菌，B错误；
哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同，如哺乳动物处于有丝分裂后期的细胞中染色体数目加倍，C正确；
小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由线粒体产生，D错误。
√
2．(2024·黑吉辽选择考)下图表示某抗原呈递细胞(APC)摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)

A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关
B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③
C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系
D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面
解析：由题图可知，抗原呈递细胞(APC)摄取抗原的方式为胞吞，此过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白有关，A错误；
①不是细胞器，且由题图可知，②没有直接加工处理抗原，B错误；
抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的间接联系，C错误；
高尔基体加工后的MHCⅡ类分子由囊泡包裹与包含抗原肽段的囊泡融合，抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面，D正确。
[把脉高考]　细胞的类型、结构和功能常为高频考点，大多通过运用结构和功能观考查真核细胞和原核细胞、考查生物膜系统及分泌蛋白的合成和分泌，命题素材常来源于生活实践和科学研究的学科情境。
(1)(2023·浙江6月T6)囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体。(　　)
(2)(2023·天津T11)叶绿体基质只能合成有机物，线粒体基质只能分解有机物。(　　)
(3)(2023·天津T11)内质网和高尔基体在细胞分裂前期会破裂成较小的结构，当细胞分裂完成后，重新组装，故细胞分裂中期可以观察到线粒体与高尔基体。(　　)
(4)(2023·山东T1)原核细胞无核仁，不能合成rRNA，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成。(　　)
【历年考情】
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(5)(2022·浙江6月T15)核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定。(　　)
(6)(2022·广东T7)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于高尔基体。(　　)
(7)(2021·福建T1)蓝细菌和菠菜光合色素的种类和功能都相同。(　　)
(8)(2021·河北T1)酵母菌和白细胞都有细胞骨架。(　　)
(9)(2021·河北T2)细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出。(　　)
(10)(2020·江苏T3)高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关。(　　)
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(11)(2022·海南T16节选)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是______________________。
(12)(2021·全国甲T29节选)细胞外的K＋可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是_______________。
进行细胞间信息交流
具有流动性　
(13)(2020·全国ⅠT29节选)叶绿体的类囊体膜的功能是________________________________________________________________。
叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上
√
突破1　细胞的结构和功能
1．(2024·湖南新高考联盟高三联考)幽门螺杆菌常寄生在胃黏膜组织中，损伤胃黏膜屏障，感染后可引起慢性胃炎和消化性溃疡甚至胃癌，被世界卫生组织列为第一类生物致癌因子。下列说法正确的是(　　)
A．幽门螺杆菌细胞内有五种碱基、八种核苷酸
B．幽门螺杆菌细胞内能进行碱基互补配对的细胞器有线粒体和核糖体
C．可以通过药物抑制幽门螺杆菌细胞核内DNA聚合酶的活性,抑制其繁殖
D．幽门螺杆菌必须依赖于活细胞生存，因此与被感染者一同进食，不会被传染
解析：幽门螺杆菌属于原核生物，细胞内含有DNA和RNA，故细胞内有五种碱基、八种核苷酸，A正确；
幽门螺杆菌属于原核生物，只有唯一的细胞器核糖体，不含有线粒体，B错误；
幽门螺杆菌属于原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，可以通过药物抑制幽门螺杆菌拟核区DNA聚合酶的活性，抑制其繁殖，C错误；
幽门螺杆菌常寄生在胃黏膜组织中，可通过消化道传播，接触被感染者污染的食物或餐具等易被传染，可见与被感染者一同进食，会被传染，D错误。
√
2．(2024·安徽选择考)变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是(　　)
A．被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关
B．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子
C．变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要质膜上的蛋白质参与
D．变形虫移动过程中，纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
解析：科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长，细胞骨架对细胞形态的维持有重要作用，锚定并支撑着许多细胞器，所以被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关，A正确；
摄入的食物进入溶酶体中，被溶酶体中的水解酶分解为小分子，B错误；
变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程需要质膜上的蛋白质进行识别，C错误；
变形虫移动过程中，纤维的消长是由其构成蛋白的不断组装与去组装所致，D错误。
√
突破2　细胞结构间协调配合
3．(2024·广东惠州高三联考)高尔基体形成的囊泡可以通过持续型分泌和调节型分泌两种途径将物质分泌到细胞外，具体过程如下图所示。下列分析错误的是(　　)
A．上图所示分泌过程可使细胞膜成分发生更新
B．信号分子不进入细胞也可以调控胞吐的过程
C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D．神经递质和激素的分泌主要属于调节型分泌
解析：题图所示分泌过程存在与细胞膜的融合，可使细胞膜成分发生更新，A正确；
信号分子不进入细胞也可以与细胞膜上的受体结合，参与调控胞吐的过程，B正确；
囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性，C 错误；
神经递质的释放需要轴突的兴奋，激素的分泌也需要一定的刺激，由题图可知二者主要属于调节型分泌，D正确。
√
4．(2024·湖南邵阳高三联考)多数分泌蛋白的肽链氨基端含有信号肽序列，依赖于经典分泌途径通过内质网—高尔基体分泌到细胞外，但此途径中发生翻译后的修饰会使分泌出的有些蛋白质不具有生物活性，研究表明，真核细胞中有少数蛋白质的分泌不能通过经典分泌途径，而依赖于直接跨膜到细胞外等非经典分泌途径。下列叙述正确的是(　　)
A．原核细胞存在经典分泌途径和非经典分泌途径
B．分泌蛋白通过经典分泌途径排到细胞外需要穿过3层生物膜
C．信号肽序列引导多肽进入内质网的过程与细胞间的信息交流有关
D．非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持生物活性
解析：原核细胞不含内质网、高尔基体等细胞器，因此不存在经典分泌途径，A错误；
分泌蛋白通过经典分泌途径排到细胞外是由囊泡包裹着运输到细胞膜，通过胞吐的方式排到细胞外，无需穿过生物膜，B错误；
信号肽序列可引导多肽进入内质网进行加工、修饰，这发生在同一细胞内，不能体现细胞间的信息交流，C错误；
经典分泌途径中发生翻译后的修饰会使分泌出的有些蛋白质不具有生物活性，非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持生物活性，D正确。(共25张PPT)
热考提升练(一)　细胞呼吸和光合作用的综合应用
1．(2024·湖南株洲高三一模)科研人员开发由硅纳米线和细菌组成的人工光合系统，硅纳米线像太阳能电池板一样捕获光能，产生电子，并将其传递给附着的细菌。最后细菌吸收二氧化碳，进行化学反应，产出氧气和乙酸盐。回答下列有关物质和能量转化有关的问题。
(1)该人工光合系统的____________相当于绿色植物的光合色素。
解析：硅纳米线像太阳能电池板一样捕获光能，产生电子，并将其传递给附着的细菌，相当于绿色植物的光合色素。
硅纳米线　
(2)有些光合细菌光反应的底物是H2O，而有的却是H2S，该人工光合系统中的细菌光反应的底物是________，作出此判断的理由是_______________________________。
解析：该人工光合系统中的细菌进行光合作用产生了O2，说明其光反应的底物是H2O，而非H2S。
H2O　
该细菌进行光合作用产生了O2　
(3)该人工光合系统实现了3.6%的光能转化效率，远高于绿色植物，其原因是______________________________________________________________ _______________________。
解析：该人工光合系统能充分利用各种波长的光，而绿色植物的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故该人工光合系统的光能转化效率远高于绿色植物。
该人工光合系统能充分利用各种波长的光，而绿色植物的光合色素主要吸收红光和蓝紫光　
(4)低氧时莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性提高，使H＋转变为氢气。莱茵衣藻在产生氢气时会表现出生长不良的现象，请从光合作用物质转化的角度分析其原因____________________________________________________
_________________________________________。在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产生氢气的原因可能是_____________________________________ ____________。
解析：莱茵衣藻在产生氢气时会表现出生长不良的现象，因为若光反应产生的H＋转变成氢气，则会使光反应产生的NADPH含量减少，暗反应减弱，有机物的生成量减少。在自然条件下，O2浓度相对较高，莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性低，故在自然条件下莱茵衣藻几乎不产生氢气。
光反应产生的H＋转变成氢气，使光反应产生的NADPH含量减少，暗反应减弱，有机物的生成量减少　
自然条件下，O2浓度相对较高，产氢酶的活性较弱
2．(2024·山东淄博高三一模)高等植物依赖光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)完成光反应。 图甲中的PQ、Cytb6f、PC是电子传递载体， 实线为电子传递过程，虚线为H＋运输过程。科研人员用低温光胁迫(0 ℃，100 μmol·m－2·s－1)处理黄瓜新叶6 h(－6～0 h)后， 在室温(25 ℃)、不同光照条件下测得PSⅠ和PSⅡ活性的变化如图乙。回答下列问题：
(1)PSⅠ和PSⅡ位于_____________________上，其主要功能是________________。
解析：高等植物依赖光系统Ⅰ(PSⅠ) 和光系统Ⅱ(PSⅡ)完成光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，所以，PSⅠ和PSⅡ位于叶绿体的类囊体薄膜上，其功能是吸收和转化光能。
叶绿体的类囊体薄膜　
吸收、转化光能　
(2)图甲中的电子供体和最终电子受体分别为_______________________，通过光反应，光能最终转移到_______________中。合成ATP依赖于类囊体膜两侧的H＋浓度差，图中使膜两侧H＋浓度差变大的过程有____________
___________________________________________________________________________。
解析：依据题图信息可知，电子的供体来自水的光解，最终电子的受体为氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)，通过光反应过程，光能转移至ATP和NADPH中。合成 ATP 依赖于类囊体膜两侧的 H＋浓度差，即题图中下侧的H＋的浓度高于上侧，所以下侧产生H＋的过程和上侧H＋被运走的过程都会使浓度差加大，根据题图信息使膜两侧H＋浓度差变大的过程有①水光解产生 H＋；②PQ在传递电子的同时将H＋运输到类囊体中；③H＋在膜外与NADP＋形成NADPH。
H2O、NADP＋(不可颠倒)　
NADPH、ATP　
水光解产生 H＋；PQ在传递电子的同时将H＋运输到类囊体中；H＋在膜外与NADP＋形成NADPH　
(3)低温光胁迫对黄瓜新叶________(填“PSⅠ”或“PSⅡ”)的活性影响较大。 在PSⅡ早期恢复(0～48 h) 过程中，较强光照________(填“利于”或“不利于”) 其活性恢复。
解析：根据题图乙信息可知，当黄瓜新叶受到低温光胁迫时，PSⅠ的下降幅度更大，说明低温光胁迫对黄瓜新叶PSⅠ的活性影响较大。在PSⅡ早期恢复(0～48 h)过程中，光照越强，活性恢复程度较小，说明较强光照不利于PSⅡ活性恢复。
PSⅠ　
不利于
(4)光反应的运作是以PSⅡ和PSⅠ为中心的线性模式。光照初期(0～3 h)，光反应速率并没有上升，从电子传递的角度分析，出现上述现象的原因是________________________________________________________________________________(答出2 点)。
解析：光照初期(0～3 h)，光反应速率并没有上升，从电子传递的角度分析，可能是因为PSⅡ的活性继续下降，电子的生成不足；光照初期PSⅠ的活性较低，电子的传递受阻。
PSⅡ的活性继续下降，电子的生成不足；光照初期PSⅠ的活性较低，电子的传递受阻
3．(2024·山东菏泽高三一模)研究发现，常春藤可吸收并同化家装过程中的污染气体甲醛，其细胞内部分物质代谢如下图所示。请回答下列问题。

(1)常春藤的色素分布在__________________(细胞器)中。甲醛经气孔进入叶肉细胞，在____________(场所)中被同化生成己酮糖-6-磷酸。卡尔文循环中第一个光合还原产物是_______________(填具体名称)。
解析：花青素存在于液泡中，叶绿体的光合色素分布在类囊体薄膜上；甲醛经气孔进入叶肉细胞，在叶绿体基质中被同化生成己酮糖-6-磷酸，由题图可知，卡尔文循环中第一个光合还原产物是3-磷酸甘油醛。
叶绿体、液泡　
叶绿体基质　
3-磷酸甘油醛
(2)研究表明，甲醛胁迫可使常春藤细胞的膜脂和蛋白质受到氧化损伤。为探究常春藤对不同浓度甲醛的耐受性，科研人员分别测定了叶片气孔导度(气孔的开放程度)、甲醛脱氢酶(FALDH，甲醛代谢过程中的关键酶)活性的相对值以及可溶性糖含量的变化，结果如下图：
①常春藤经2 mmol·L－1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，可能原因是__________________________________________________________________________________________。
②6 mmol·L－1甲醛处理第3天后，常春藤细胞由于_____________________，使光合强度降低，可溶性糖含量显著减少。
③结果显示，常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，其机制是_______________________________________________________________________________。
甲醛被常春藤吸收后在甲醛脱氢酶作用下生成CO2，为光合作用提供原料，使可溶性糖含量增加　
叶绿体膜结构受损　
降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力
解析：①常春藤经 2 mmol·L－1甲醛处理后细胞中可溶性糖含量较高，可能原因是甲醛被常春藤吸收后在甲醛脱氢酶作用下生成 CO2 ，为光合作用提供原料，使可溶性糖含量增加。②甲醛胁迫可使常春藤细胞的膜脂和蛋白质受到氧化损伤，处理第3天后，常春藤细胞由于叶绿体膜结构受损，使光合强度降低。③常春藤对低浓度甲醛具有一定的耐受性，其机制是降低气孔导度，减少甲醛的吸收；提高FALDH的活性，增强对甲醛的代谢能力。
4．(2024·广东惠州高三调研)胡杨具有维持荒漠区脆弱环境生态平衡的功能，其成树期有披针形叶(A1)、卵圆形叶(A2)和阔卵圆形叶(A3)，在模拟干旱环境下测定三种叶片的光合速率与光照强度关系，结果如下图所示。回答下列问题：
(1)胡杨叶片中光合色素具有__________________等功能。
解析：胡杨叶片中含有光合色素，如叶绿素、类胡萝卜素，光合色素具有吸收、转化光能等功能。
吸收、转化光能　
(2)当光照强度小于250 μmol·m－2·s－1时，限制三种叶净光合速率的环境因素为__________；当光照强度为1 500 μmol·m－2·s－1时，造成三种叶净光合速率差异的内因有___________________________________________ ____________________(答2点)，其中________(填“A1”“A2”或“A3”)最能适应极端干旱和强烈光照环境，判断依据是_______________________ _____________________________________________________________________________________________________。
光照强度　
光合色素含量不同、叶绿体数量不同、酶的含量不同等(答2点即可)　
A3　
在光照强度为250～2 000 μmol·m－2·s－1时的净光合速率最高，且在另外两种叶净光合速率达到最大时A3的净光合速率仍呈上升趋势　
解析：当光照强度小于250 μmol·m－2·s－1时，三种叶的净光合速率基本相同，此时限制三种叶净光合速率的环境因素为光照强度。当光照强度为 1 500 μmol·m－2·s－1时，三种叶的净光合速率A3>A2>A1，造成三种叶净光合速率差异的内因有光合色素含量不同、叶绿体数量不同、酶的含量不同等。据题图可知，在光照强度为250～2 000 μmol·m－2·s－1时，A3的净光合速率最高，且在另外两种叶净光合速率达到最大时A3的净光合速率仍呈上升趋势，即A3有较高的光饱和点，故三种叶中A3最能适应极端干旱和强烈光照环境。
(3)聚天冬氨酸(PASA)是一种新型的绿色环保型保水剂，利于胡杨幼苗在干旱环境下成活生长。研究者用胡杨幼苗采取根施的方法做了5组实验，结果见下表。
用量/(g/株) 光饱和点/(μmol· m－2·s－1) 光补偿点/(μmol· m－2·s－1) 最大净光合速率/
(μmol CO2·
m－2·s－1)
0 1 124.88 27.68 17.26
5 1 381.50 34.66 18.69
10 2 124.85 15.28 22.77
15 1 590.39 22.55 21.73
20 1 997.37 17.61 21.52
据表数据可知，该保水剂10 g/株的根施量是比较合适的，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：据题表数据可知，该保水剂10 g/株的根施量是比较合适的，因为此时植物光补偿点最低，光饱和点最高，扩大了其适应光照强度的范围，利于适应干旱强光环境；且此条件下最大净光合速率最大，有利于积累有机物，促进植物生长。
光补偿点最低，光饱和点最高，扩大了其适应光照强度的范围，利于适应干旱强光环境；最大净光合速率最大，利于积累有机物，促进植物生长
5．(2024·河北唐山高三一模)宁夏枸杞是著名的耐盐药用植物。为深入了解植物响应盐胁迫的机理，科研人员以宁夏枸杞幼苗为材料，利用四种不同浓度的NaCl溶液进行胁迫试验，收集相关数据，其中测定的叶片细胞相关基因相对表达量及核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶活性结果如图1所示(CLH2、PAO基因分别代表叶绿素酶合成关键基因和叶绿素降解关键基因，核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶能催化CO2固定)。回答下列问题：
(1)A～D四组中属于对照组的是________组。为了研究盐胁迫条件对叶绿体形态及功能的影响，研究人员将不同盐胁迫条件下培养的宁夏枸杞幼苗叶片研磨，通过____________法获得的叶绿体加入含有一定量蔗糖的溶液中制成悬液，以保证叶绿体结构的完整。其中蔗糖溶液能使叶绿体结构完整的原理是_______________________________________。
解析：题图中A组CLH2基因相对表达量最高，核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶活性最大，说明A组应为叶片细胞未受到盐胁迫时的最佳状态。分离细胞器的方法是差速离心法；为维持叶绿体的正常形态和功能，需保持细胞液内外的渗透压平衡，即需要形成等渗溶液，故配制叶绿体悬液时应加入一定浓度的蔗糖溶液。
A　
差速离心　
维持叶绿体膜内外溶液的渗透压
(2)盐胁迫过程中枸杞叶片净光合速率随盐胁迫程度增大而逐渐下降。结合图1及光合作用的原理分析：①由于________________________________ _______________________________________________________，导致参与暗反应的光反应产物___________________减少；②由于___________________________________，使固定的CO2减少。
解析：由题图可知，盐胁迫会抑制CLH2基因表达，导致叶片细胞中叶绿素含量下降，影响光能的吸收与转化，导致光反应减弱，光反应阶段产物NADPH、ATP减少，进而降低暗反应过程；盐胁迫会抑制核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶活性，导致CO2固定速率降低，进而降低光合作用。
CLH2基因表达量下降，(PAO基因表达量几乎不变，)使叶绿素合成减少，吸收、利用光能减少　
NADPH和ATP　
核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶活性降低　
(3)进一步研究发现，宁夏枸杞对高盐胁迫有一定的耐受性与根细胞的Ca2＋跨膜运输有关，其机理如图2所示。据图分析宁夏枸杞对高盐胁迫有一定耐受性的原因是___________________________________________________
______________________________。
解析：由题图分析可知，Ca2＋跨膜运输进入根细胞，激活钙响应蛋白复合物，促进细胞内多余的Na＋排出细胞。
Ca2＋跨膜运输进入根细胞，激活钙响应蛋白复合物，促进细胞内多余的Na＋排出细胞(共10张PPT)
情境命题最前沿3　偶联转运蛋白、ATP驱动泵、光驱动泵
参与主动运输的三种载体蛋白的比较
项目 转运方向 能量来源 举例
偶联转 运蛋白 同时转运两种不同溶质。一种离子或分子逆浓度梯度转运；另外一种或多种不同离子顺浓度梯度转运 利用的能量储存在其中的一种溶质的电化学梯度中　 ①动物细胞的细胞膜上，Na＋是常用的偶联转运离子，它的电化学梯度为一种分子的主动运输提供驱动力；
②细菌、酵母菌和动物细胞的绝大多数主动运输靠H＋的电化学梯度来驱动
项目 转运方向 能量来源 举例
ATP 驱动泵 逆浓度梯度 ATP Na＋—K＋泵、
Ca2＋泵、H＋泵等
光驱动泵 逆浓度梯度 光能 细菌视紫红质等物质利用光能驱动H＋的转运
√
1．Ca2＋泵是存在于细胞膜及细胞器膜上的跨膜蛋白，是一种Ca2＋激活的ATP酶，能驱动细胞质基质中的Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔中储存起来，以维持细胞质基质中低浓度的Ca2＋。当细胞受到刺激时，Ca2＋又会从细胞外或内质网腔中借助通道蛋白进入细胞质基质。下列相关说法正确的是(　　)
A．Ca2＋泵运输Ca2＋的过程中会伴随ATP的水解，属于放能反应
B．Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔中时，Ca2＋泵不会发生自身构象变化
C．Ca2＋从细胞外或内质网腔中进入细胞质基质的过程属于主动运输
D．蛋白质变性剂和呼吸抑制剂均会降低Ca2＋泵运输Ca2＋的速率
解析：Ca2＋泵运输Ca2＋的过程中会伴随ATP的水解，属于吸能反应，A错误；
Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔中需要Ca2＋泵，Ca2＋泵能运输Ca2＋，运输过程中会发生自身构象变化，B错误；
Ca2＋从细胞外或内质网腔中进入细胞质基质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，且需要借助通道蛋白，属于协助扩散，C错误；
根据题意，Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内需要Ca2＋泵，需要ATP水解提供能量，属于主动运输，所以蛋白质变性剂和呼吸抑制剂均会降低Ca2＋泵运输Ca2＋的速率，D正确。
√
2．(2024·广东江门高三一模)为探究人工膜通过H＋的跨膜转运合成ATP的机制，科学家在脂质体(一种人工膜)上分别嵌入细菌紫膜质(一种膜蛋白)和ATP合酶，光照后结果如下图。下列说法正确的是(　　)

A．光能先转化为ATP中的化学能，再为H＋进入脂质体内部供能
B．ATP合酶既可催化ATP的合成，又是H＋协助扩散的通道
C．照射细菌紫膜质由强光变为弱光时，ATP 的合成速率显著上升
D．推测线粒体内膜、类囊体薄膜上也存在图中所示的能量转换机制
解析：依据题图可知，脂质体上有ATP合酶，有光照时，光能在脂质体上不能直接转化为ATP中的化学能，A错误；
由图可知，ATP 合酶作为转运蛋白，协助H＋扩散出脂质体，同时催化合成ATP，故ATP 合酶既可催化ATP的合成,又是H＋协助扩散的通道，B正确；
由图可知，ATP合酶利用H＋浓度差催化合成ATP，照射细菌紫膜质由强光变为弱光时，H＋浓度差会减小，ATP的合成速率显著下降，C错误；
图示能量转换机制为光能转化成ATP中的化学能，推测类囊体薄膜上存在图中所示的能量转换机制，但线粒体不能利用光能，故线粒体内膜上不存在图中所示的能量转换机制，D错误。
√
3．(2024·山东烟台高三一模)细胞内的钙稳态是靠Ca2＋的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca2＋运输系统如下图所示，①～⑤表示相关的转运蛋白。下列说法错误的是(　　)
A．ATP水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化
B．抑制呼吸作用会影响③转运Ca2＋的速率
C．③转运H＋的机制和②⑤转运Ca2＋的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D．①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2＋水平
解析：ATP水解释放的磷酸基团将①和④Ca2＋泵磷酸化，Ca2＋泵磷酸化会导致其空间结构发生变化，A正确；
由图可知，Ca2＋通过③进入液泡的方式是主动运输，其能量源于H＋顺浓度梯度运输的势能，而H＋进入液泡需要呼吸作用释放的能量，故抑制呼吸作用会影响③转运Ca2＋的速率，B正确；
由图可知，③为载体蛋白，②⑤为通道蛋白，③(载体蛋白)转运H＋时需要与其结合，C错误；
由图可知，①介导的转运过程将细胞质基质中的Ca2＋运出细胞，③④介导的转运过程将细胞质基质中的Ca2＋运入液泡，从而保证了细胞质基质中低Ca2＋水平，D正确。(共30张PPT)
专题强化训练
√
一、选择题
1．(2024·甘肃选择考)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是(　　)
A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
解析：浇水过多导致土壤中的氧气含量较少，兰花根进行无氧呼吸产生的能量相较于有氧呼吸产生的能量少，而根通过主动运输吸收无机盐等养分时需要消耗能量，A正确；
水分的运输方式为协助扩散和自由扩散，这两种方式都不需要消耗能量，B错误；
浇水过多会导致根部缺氧，有氧呼吸受抑制，缺氧的条件促进了根系细胞进行无氧呼吸，C正确；
无氧呼吸发生的场所是细胞质基质，兰花根系细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，酒精对细胞有毒害作用，随着无氧呼吸的进行，细胞中酒精含量增加，D正确。
√
2．(2024·广东江门高三一模)离子通道Piezo1由三个Piezo1蛋白组成。该通道感受机械力刺激后开放，引起Ca2＋内流，通过一系列信号传导，促进心肌细胞肥大相关因子转录，引起心肌细胞肥大等病症。下列说法正确的是(　　)
A．Ca2＋通过该通道时需要消耗ATP
B．Ca2＋先与该通道结合，再迅速内流
C．敲除Piezo1基因后，可延缓心肌细胞肥大进程
D．该通道开放时，比通道直径小的物质都能通过
解析：Ca2＋通过离子通道Piezo1进入细胞属于协助扩散，不需要消耗ATP，A错误；
Ca2＋通过通道蛋白时，不需要与该通道蛋白结合，B错误；
敲除Piezo1基因后，不能产生Piezo1蛋白，Ca2＋无法内流，故可延缓心肌细胞肥大进程，C正确；
该通道开放时，只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，D错误。
√
3．(2024·广东肇庆高三二模)普洱茶含有脂肪酶，可促进脂肪分解，达到减肥的效果，因此备受人们喜爱。普洱茶的制作工艺流程一般为采摘→萎凋→杀青→揉捻→解块、晾晒→发酵→干燥、筛分、存储。下列说法错误的是(　　)
A．萎凋的目的是使脂肪酶活化，发挥其降低化学反应活化能的作用
B．干燥过程中的高温使酶失活，冷却降温后酶的活性恢复正常
C．酶的活性受温度等因素的影响，因此在发酵过程中需控制好发酵温度
D．喝普洱茶可以减肥，说明酶可以在生物体外起作用
解析：萎凋的目的是减少水分，使脂肪酶活化，发挥其降低化学反应活化能的作用，A正确；
高温使酶变性失活，冷却降温后酶的活性不能恢复，B错误；
温度等因素会影响酶的活性，因此在发酵过程中需控制好发酵温度，C正确；
喝普洱茶可以减肥，说明酶可以在生物体外起作用，D正确。
√
4．(2024·广东佛山高三二模)靶点发现是药物研发的起点。靶点是指与有效药物相结合并在生物体内发挥特定功能的生物分子，包括受体、酶、离子通道等类型。下列有关说法错误的是(　　)
A．有效药物与受体结合后可能改变受体细胞的生理活动
B．有效药物与酶结合后可能影响相关细胞代谢的速率
C．有效药物与离子通道结合后可能改变生物膜的通透性
D．受体、酶和离子通道都是由氨基酸脱水缩合形成的
解析：靶点是指与有效药物相结合并在生物体内发挥特定功能的生物分子，包括受体、酶、离子通道等类型，有效药物与受体结合后可能改变受体细胞的生理活动，与酶结合后可能会影响相关细胞代谢的速率，与离子通道结合后可能改变生物膜的通透性，从而发挥药物的作用，A、B、C正确；
少部分酶的本质是RNA，RNA的基本单位是核糖核苷酸，D错误。
√
5．(2024·湖北七市高三联考)ATP同葡萄糖相比有两个特点：一是1分子ATP水解释放的能量只有1分子葡萄糖彻底氧化分解释放能量的1/94；二是ATP分子中储存的化学能活跃，而葡萄糖分子中储存的化学能稳定，其能量无法直接被生命活动利用。根据以上资料不能推出(　　)
A．ATP适合作为直接能源物质，而葡萄糖更适合作为储能物质
B．ATP和葡萄糖并不等价于能量，但二者都可作为能量的载体
C．葡萄糖氧化分解产生的能量可能先转移到多个ATP中，然后再从ATP中释放
D．葡萄糖氧化分解释放的能量只有少部分储存在ATP中，绝大部分以热能形式散失
解析：据题干信息可知，ATP分子中储存的能量比葡萄糖分子中储存的能量活跃，且ATP水解释放的能量相对较少，故ATP适合作为直接能源物质，而葡萄糖更适合作为储能物质，A不符合题意；
ATP和葡萄糖都是化学物质，虽然水解或氧化分解会释放能量，但不能等价于能量，二者都可作为能量的载体，B不符合题意；
据题干信息可知，葡萄糖中储存的能量稳定，不能直接被生命活动利用，而ATP中储存的能量活跃，故葡萄糖氧化分解产生的能量可能先转移到多个ATP中，然后再从ATP中释放，C不符合题意；
据题干信息无法得出葡萄糖与ATP之间的转化效率，故无法得出该结论，D符合题意。
√
6．(2024·山东齐鲁名校高三联考)胞吞可分为两种类型，当胞吞物为溶液时，形成的囊泡较小，称为胞饮；当胞吞物为大的颗粒状物质时，形成的囊泡较大，称为吞噬。下列叙述错误的是(　　)
A．两种类型的胞吞过程均与胞吞物的状态、大小有关
B．两种类型的胞吞对细胞外物质的转运不具有选择性
C．两种类型的胞吞过程均需要消耗能量
D．两种类型的胞吞过程中，囊泡的形成均依赖于膜的流动性
解析：由题干信息“当胞吞物为溶液时，形成的囊泡较小，称为胞饮；当胞吞物为大的颗粒状物质时，形成的囊泡较大，称为吞噬”可知，两种类型的胞吞过程均与胞吞物的状态、大小有关，A正确。
两种类型的胞吞对细胞外物质的转运具有选择性，B错误。
胞吞过程需要消耗能量，C正确。
两种类型的胞吞过程中，囊泡的形成依赖于膜的流动性，D正确。
√
7.(2024·广东湛江高三二模)将紫色洋葱外表皮细胞置于
某种无机盐溶液中，其质壁分离程度随时间变化的情况
如右图所示。下列推测正确的是(　　)
A．t1与t3时刻的洋葱外表皮细胞中的溶质含量相等
B．t2时刻，洋葱外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子
C．在实验过程中，洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅
D．t4时刻之后，洋葱外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破
解析：题图中细胞发生了质壁分离后的复原，是因为溶质进入细胞导致细胞液浓度增大，细胞吸收水分，因此t3时刻的洋葱外表皮细胞中的溶质含量多于t1时刻的，A错误；
t2时刻细胞开始发生复原，所以在这之前，洋葱外表皮细胞已经开始吸收溶液中的无机盐离子，B错误；
该实验过程中，细胞先失水，然后吸水，所以洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅，C正确；
洋葱细胞具有细胞壁，不会吸水涨破，D错误。
√
8．(2024·山东泰安高三一模)物质进入细胞的“载体假说”认为：载体R首先与待运输的膜外物质结合成复合体，然后此复合体转向膜内，将运输的物质释放到膜内，载体再恢复原状，继续与新的待转运物质结合，其运输过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．R结合Mo后，发生磷酸化，旋转变形转运物质
B．通过该方式运输不会使Mi和Mo在细胞内外的浓度趋于一致
C．甲状腺激素和生长激素都可以通过该方式在细胞之间进行运输
D．可用该假说解释神经细胞通过Na＋—K＋泵运输K＋
解析：由题图可知，载体蛋白R转运Mo是一个消耗能量的过程，R结合Mo后发生磷酸化，随后MR通过旋转变形转运物质，A正确；
主动运输是细胞选择性吸收所需要物质的过程，从而保证细胞和个体生命活动的需要，不会使被转运物质在膜内外浓度趋于一致，B正确；
生长激素不进入细胞，与细胞膜表面的受体结合后引起细胞相应生理变化，C错误；
神经细胞通过Na＋—K＋泵可同时转运两种离子，且属于主动运输的过程，故可用该假说解释神经细胞通过Na＋—K＋泵运输K＋，D正确。
√
9．(2024·湖南永州高三二模)ATP驱动泵能将小分子或离子进行跨膜转运，主要有下图所示的3种类型。下列相关叙述错误的是(　　)

A．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜、叶绿体的类囊体薄膜上
B．Ca2＋泵磷酸化导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2＋的转运
C．维持神经细胞内高K＋低Na＋的环境可能与P型泵有关
D．溶酶体维持其体内的酸性环境，可能与F型质子泵有关
解析：F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP，真核细胞中能合成ATP的生物膜是线粒体内膜和类囊体薄膜，A正确；
Ca2＋泵催化ATP水解，ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，进而完成Ca2＋的转运，B正确；
维持神经细胞内高K＋低Na＋的环境可能与P型泵(Na＋—K＋泵)有关，即通过主动运输维持高K＋低Na＋，C正确；
溶酶体维持其体内的酸性环境需要泵入H＋，为主动运输，可能与V型质子泵有关，D错误。
10．(2024·四川部分学校高三联考)人体肾小管上皮细胞内Ca2＋的浓度远低于肾小管液和组织液中的。重吸收Ca2＋的过程中，肾小管液中的Ca2＋进入肾小管上皮细胞，细胞内的Ca2＋在钙泵和Na＋—Ca2＋反向转运载体的作用下被运出细胞。下列图中符合Ca2＋重吸收过程的是(　　)
√
解析：由题干信息可知，肾小管液中的Ca2＋顺浓度梯度以协助扩散的方式进入肾小管上皮细胞。组织液中的Ca2＋浓度高，Ca2＋经过钙泵运出细胞属于主动运输，需要消耗能量。Ca2＋经过Na＋—Ca2＋反向转运载体转运到细胞外时，Na＋的浓度梯度提供了能量。综上所述，C符合题意。
√
11.(2024·辽宁名校联盟高三一模)使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂，激活剂大多数为金属阳离子，少数为阴离子。选择性使酶活性降低或丧失的物质称为酶的抑制剂，其中与底物竞争酶的活性中心，抑制酶促反应的称为竞争性抑制剂；与酶活性中心外的必需基团结合，使酶活性丧失而抑制酶促反应的称为非竞争性抑制剂。图中②为体系中具有淀粉溶液和淀粉酶时在适宜温度下的反应曲线。下列叙述正确的是(　　)
A．适当提高反应温度，曲线②的a点会升高
B．a点后限制反应速率的因素最可能为底物浓度
C．出现曲线①的结果一定是在反应体系中加入了淀粉酶的激活剂
D．出现曲线③的结果可能是在体系中加入了非竞争性抑制剂
解析：题图中②为体系中具有淀粉溶液和淀粉酶时在适宜温度下的反应曲线，适当提高反应温度，则酶活性下降，因此，曲线②的a点会下降，A错误；
a点后随着底物浓度增大，反应速率不再上升，则此时限制反应速率的因素不再是底物浓度，而是除了底物浓度以外的其他因素，B错误；
出现曲线①的结果说明反应速率提高了，原因可能是加入了酶的激活剂，也可能是酶量增加，C错误；
根据题干信息“与酶活性中心外的必需基团结合，使酶活性丧失而抑制酶促反应的称为非竞争性抑制剂”可知，出现曲线③的结果可能是在体系中加入了非竞争性抑制剂，因为随着底物浓度的增加，反应速率没有提高，D正确。
√
12．(2024·湖南张家界高三二模)胰脂肪酶和α-淀粉酶是影响消化吸收的关键酶，控制其活性可以有效减少糖类、脂质的吸收。为研究花椒(ZBM)和辣椒(CAL)的提取物对脂肪酶和α-淀粉酶活性的影响，某研究小组进行了相关探究，实验结果如下图所示。下列有关叙述中，错误的是(　　)
A．酶的催化机理是降低化学反应的活化能
B．ZBM对两种酶活性均具有较强的抑制作用
C．奥利司他组和阿卡波糖组均为对照组
D．CAL对α-淀粉酶的抑制能力较弱
解析：酶具有催化作用，其催化机理是降低化学反应的活化能，A正确；
奥利司他和阿卡波糖分别是脂肪酶和α-淀粉酶的抑制剂，奥利司他组和阿卡波糖组均为对照组，据题图可知，ZBM和奥利司他对脂肪酶的抑制效果基本相同，ZBM和阿卡波糖对α-淀粉酶的抑制效果也较为接近，故ZBM对脂肪酶和α-淀粉酶活性具有较为显著的抑制作用，B、C正确；
CAL与阿卡波糖的IC50值相差很大，无法判断CAL对α-淀粉酶是抑制作用还是促进作用，D错误。
二、非选择题
13．涤纶是一种常用作包装材料的高分子化合物。提高涤纶的生物降解效率，回收水解产物对苯二甲酸(PTA)，能有效减少涤纶对环境的污染。科研工作者以能降解涤纶的ICCG(一种角质酶)为研究对象开展相关实验。在一定数量的三角瓶中加入适量的涤纶和磷酸缓冲液、一定浓度的ICCG溶液，设置6个温度组别，在适宜条件下反应8 h，根据PTA的浓度来判断ICCG的活性，结果如下图所示。回答下列问题。
(1)ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，这体现了酶具有______性。
解析：ICCG能催化涤纶水解却不能催化橡胶水解，这体现了酶具有专一性的特点。
(2)为探究ICCG催化涤纶水解的适宜温度，科研工作者先在40～90 ℃进行________，再选取60～80 ℃进行实验。在反应体系中加入磷酸缓冲液的目的是__________________。
解析：在探究ICCG催化涤纶水解的适宜温度时，应先进行预实验。在进行正式实验时，在反应体系中加入磷酸缓冲液的目的是维持溶液的pH。
专一　
预实验　
维持溶液的pH　
(3)附着在涤纶表面的重金属污染物可降低ICCG活性，原因是_______________________________________________________________。
解析：通过题干信息可知，ICCG的化学本质是蛋白质，重金属污染物可以使蛋白质的空间结构发生改变，从而使蛋白质变性失活。
重金属污染物可以使ICCG的空间结构发生改变，从而使其变性失活　
(4)为进一步研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响，请完善以下实验步骤。
实验试剂：一定浓度的ICCG溶液、三种不同浓度的铜离子溶液、涤纶、磷酸缓冲液等。
实验步骤：
步骤一：向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加__________________________，随后在________℃条件下处理30 min，获得孵育液。
步骤二：在各组三角瓶中加入适量的涤纶、磷酸缓冲液，再分别加入等量的上述三组孵育液，在适宜条件下反应8 h，检测并比较_______________。
等量的一定浓度的ICCG溶液　
72　
PTA浓度
解析：研究不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响时，应向等量的三种浓度的铜离子溶液中分别滴加等量的一定浓度的ICCG溶液，随后在72 ℃条件下处理30 min，获得孵育液。可通过检测并比较PTA浓度来确定不同浓度的铜离子对ICCG活性的影响。(共65张PPT)
专题四　细胞增殖、分化、衰老和死亡
　1.阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞的过程。　2.说明进行有性生殖的生物体，其遗传信息通过配子传递给子代。　3.细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。
DNA　
分裂期　
纺锤体　
漂洗　
染色
　同源染色体　
着丝粒　
均等　
变形　
基因的选择性表达　
形成不同组织、器官
持久　
含有本物种的全套遗传物质　
离体后形成新个体或分化成其他各种细胞　
原癌基因或抑癌基因发生突变　
无限增殖
活性降低　
基因控制的细胞程序性死亡
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1　细胞的有丝分裂与减数分裂

1．聚焦染色体，辨别细胞分裂方式及时期
(1)前期：染色体散乱排列在纺锤体中央。
①依据
②图像
(2)中期：染色体排列在赤道板上或赤道板两侧。
①依据
赤道板　
②图像
(3)后期：染色体移向细胞两极。
①依据
②图像
2．细胞分裂中常考的3类特殊图形
(1)每条染色体中DNA含量的变化曲线图
姐妹染色单体　
(2)同源染色体对数和染色体组数目的变化曲线图
(3)核DNA相对含量和染色体数目柱形图
有丝分裂　
3．生物变异在不同分裂方式中发生的原因
缺失
秋水仙素
1．(必修1 P111表6—1)同种生物的细胞或不同生物的细胞的细胞周期持续时间有差异，共性是分裂间期所经历的时间长于分裂期。
2．(必修2 P20正文)四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段。减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂Ⅰ。减数分裂Ⅰ与减数分裂Ⅱ之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
3．(必修2 P28拓展应用1)经过减数分裂形成的精子或卵细胞，染色体数目不一定是体细胞的一半，如人类的“13三体综合征”患者就是由含有24条染色体(其中13号染色体是2条)的精子或卵细胞与正常的卵细胞或精子结合后发育而来的。
4．(必修2 P28拓展应用2)骡的体细胞(包括原始生殖细胞)中含有63条染色体，其中32条来自马，31条来自驴，骡的原始生殖细胞中不存在同源染色体，在进行减数分裂时染色体不能联会，故不能形成正常的配子，因此骡不能繁殖后代。
√
【最新考情】
1．(2024·广东选择考)克氏综合征是一种性染色体异常疾病。某克氏综合征患儿及其父母的性染色体组成见图。Xg1和Xg2为X染色体上的等位基因。导致该患儿染色体异常最可能的原因是(　　)
A．精母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
B．精母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
C．卵母细胞减数分裂Ⅰ性染色体不分离
D．卵母细胞减数分裂Ⅱ性染色体不分离
解析：根据题图可知，父亲的基因型是XXg1Y，母亲的基因型是XXg2XXg2，患者的基因型是XXg1XXg2Y，故父亲产生的异常精子的基因型是XXg1Y，原因是同源染色体在减数分裂Ⅰ后期没有分离，A符合题意。
√
2．(2024·江苏选择考改编)图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述正确的是(　　)
A．有丝分裂或减数分裂前，普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体
B．有丝分裂或减数分裂时，丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体
C．有丝分裂后期着丝粒分开，导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍
D．减数分裂Ⅰ完成时，能形成基因型为MmNnTt的细胞
解析：在有丝分裂或减数分裂前的间期，染色体以染色质形式存在，呈丝状，在普通光学显微镜下不可见，A错误；
纺锤体的作用是牵引染色体运动，而不是使丝状染色质螺旋化成染色体，B错误；
有丝分裂后期着丝粒分开，姐妹染色单体分离，导致染色体数目加倍，但基因数量不变，C错误；
在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体间可能会发生互换，增加了配子基因组合的多样性，所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞，D正确。
[把脉高考]　细胞分裂与遗传、变异的联系是高考中的高频考点，综合性较强。常借助细胞分裂模式图考查减数分裂的特点及变异导致配子形成的多样性问题。
【历年考情】

(1)(2022·浙江6月T8)用同位素标记法检测小鼠杂交瘤细胞是否处于细胞周期的S期，放射性同位素最适合标记在胞嘧啶。(　　)
(2)(2021·河北T2)有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现。(　　)
(3)(2021·浙江1月T8)植物细胞有丝分裂前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍。(　　)
(4)(2020·浙江7月T8)高等动物胚胎干细胞分裂过程中，染色单体的形成和着丝粒的分裂可发生在同一时期。(　　)
×　
√　
×　
×　
(5)(2020·天津T7)一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因与染色体的位置关系如下图。导致该结果最可能的原因是同源染色体非姐妹染色单体发生互换。(　　)
(6)(2019·江苏T2)细胞分裂前的间期既有基因表达又有DNA复制。(　　)
√　
√　
(7)(2019·全国ⅡT30节选)与初级精母细胞相比，精细胞的染色体数目减半，原因是在减数分裂过程中________________________________________。
(8)(2017·全国ⅢT29节选)培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是______________________ ______________________________________(答出一点即可)。
染色体复制一次，而细胞连续分裂两次　
完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质　
(9)(经典高考题)某小鼠的基因型为A1ABB，其中基因A1、A、B分别标有3种不同的荧光，若发现某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光点，其原因是_________________________________________________________。
基因A与A1所在同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换
√
突破1　细胞分裂的过程及特点
1．(2024·湖南邵阳高三联考)蜜蜂群体中，蜂王和工蜂都由受精卵发育形成，而雄蜂由未受精的卵细胞发育形成。下图是处于分裂后期的细胞模式图(显示部分染色体)，下列分析错误的是(　　)
A．图甲所示细胞不会出现在蜂王生殖腺内
B．图乙所示细胞中有两个染色体组
C．图丙所示细胞可能存在于雄蜂生殖腺内
D．图丁所示细胞在三种蜜蜂体内都可出现
解析：题图甲为二倍体生物处于减数分裂Ⅰ后期的细胞图像，存在于蜂王生殖腺内的处于减数分裂Ⅰ后期的初级卵母细胞应该不均等分裂，因此题图甲所示细胞不会出现在蜂王生殖腺内，A正确；
题图乙所示细胞不含同源染色体且正在发生着丝粒分裂，处于减数分裂Ⅱ后期，细胞中有两个染色体组，B正确；
题图丙表示雄蜂减数分裂Ⅰ后期特殊的分裂形式，题图丙所示细胞可能存在于雄蜂生殖腺内，C正确；
题图丁为二倍体生物处于有丝分裂后期的细胞图像，其所示细胞仅存在于蜂王和工蜂体内，D错误。
√
2．图甲是某二倍体动物的精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数变化的曲线图；图乙表示该动物的某细胞中每条染色体上的DNA含量变化；图丙表示该动物某细胞中染色体组数的变化。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图乙中的DE段细胞中可能不含X染色体
B．图甲和图丙中FG段均可发生基因重组
C．图甲中CD段和图丙中HJ段细胞内都含有2条Y染色体，图丙FL段细胞内都含有同源染色体
D．图甲中的HI段可能发生等位基因分离
解析：题图乙中的DE段可表示有丝分裂后期和末期、减数分裂Ⅱ后期和末期，其中减数分裂Ⅱ后期和末期细胞中可能含有0条或2条X染色体，A正确。
题图甲中FG段表示减数分裂Ⅰ，该过程中可发生基因重组；题图丙表示有丝分裂，不会发生基因重组，B错误。
题图甲中CD段和题图丙中HJ段都可表示有丝分裂后期，该时期着丝粒分裂，细胞内都含有2条Y染色体，题图丙表示有丝分裂，有丝分裂各个时期细胞内都含有同源染色体，C正确。
题图甲中的HI段表示减数分裂Ⅱ，在减数分裂Ⅱ后期也可能会发生等位基因的分离，D正确。
突破2　细胞分裂过程中的变异问题
3．(2024·湖北武汉高三联考)右图为某哺乳动物的一个初级卵母细胞的染色体示意图，图中E/e、F/f表示染色体上的两对等位基因。下列叙述正确的是(　　)
A．图中该初级卵母细胞发生的染色体行为属于染色体结构变异
B．图中非姐妹染色单体发生交换，基因E和基因F发生了重组
C．基因F/f的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
D．该细胞减数分裂完成后产生EF、eF、Ef、ef四种基因型的卵细胞
√
解析：该细胞正在发生同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组，染色体结构变异中的易位发生在非同源染色体之间，A错误；
题图中非姐妹染色单体发生交换，基因E和f、基因e和F发生了重组，B错误；
由于发生互换，等位基因F/f的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ，C正确；
该哺乳动物减数分裂完成后可能产生EF、eF、Ef、ef四种基因型的卵细胞，但该初级卵母细胞减数分裂完成后只能产生一种基因型的卵细胞，D错误。
4．(2024·湖南永州高三二模)现建立“动物精原细胞(2n＝4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。将染色体DNA都被32P标记的1个精原细胞置于不含32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为下图细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示，H/h、R/r是其中的两对基因。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞①中含32P的核DNA分子数是4或5
B．细胞①的形成过程中发生了基因突变和基因重组
C．细胞④～⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、0
D．该模型中动物精原细胞的基因型为HhRr或Hhrr
√
解析：细胞①是由染色体DNA都被32P标记的1个精原细胞置于不含32P的培养液中正常培养，经有丝分裂形成的子细胞发育而来的，根据DNA分子半保留复制，经过一次有丝分裂，该精原细胞产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含有32P，另一条链不含32P，正常情况下，该子细胞经过减数分裂前的间期复制，形成的细胞①中每条染色体只有一条染色单体的DNA分子的一条链中含32P，共四条染色单体含32P，所以含32P的核DNA分子数是4，细胞①发生了互换，则含32P的核DNA分子数是4或5，A正确；
细胞①发生了基因H和h的互换(基因重组)，且发生了R、r的基因突变，B正确；
如果细胞②的基因H和R所在染色体含有32P，且基因h所在染色体含有32P，则基因r所在染色体不含有32P，因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个，细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个，由于细胞③的基因型为Hhrr，基因h所在的染色体与其中一个基因r所在的染色体含有32P(基因H和另一个基因r所在的染色体不含32P)，细胞⑥和⑦含32P的核DNA分子数相加应为2，C错误；
细胞①发生了基因H和h的互换(基因重组)，且发生了基因R、r的基因突变，故该模型中动物精原细胞的基因型为HhRr或Hhrr，D正确。
利用模型图推断减数分裂异常的原因
突破3　通过同位素标记法考查细胞分裂的过程
5．将某一DNA经 3H 充分标记的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含 3H 的培养基中培养，该细胞分裂两次后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是(　　)
A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含 3H 的染色体数一定为N
B.若子细胞中染色体数为N，则其中含 3H 的DNA数为N/2
C．若子细胞中染色体都含 3H ，则细胞分裂过程中可能会发生基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含 3H ，则细胞分裂过程中发生了同源染色体分离
√
解析：若进行有丝分裂，则DNA复制两次，第二次分裂形成的子细胞中含 3H 的染色体数为0～2N不等；若进行减数分裂，则DNA只复制一次，子细胞中所有DNA均含 3H 。
6.(2024·浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(　　)
A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色
C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色
√
解析：大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条掺入3H-脱氧核苷，另一条未掺入3H-脱氧核苷，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条掺入3H-脱氧核苷，另一条未掺入的DNA分子为模板，结合题干显色情况可知，DNA双链区段①显浅色，②中两条链均掺入3H-脱氧核苷，显深色，③中一条链掺入3H-脱氧核苷，一条链未掺入3H-脱氧核苷，显浅色，B符合题意。
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2　细胞的分化、衰老和死亡

1．细胞分化与细胞的全能性
(1)细胞分化的机理

DNA　
mRNA　
蛋白质　
(2)细胞分化的“变”与“不变”
变 mRNA、蛋白质的种类；细胞的形态、结构和功能→ 如细胞器的种类和数量存在差异
不变 ______、tRNA、rRNA；细胞的数目
DNA　
(3)细胞全能性的判断标准
收缩　
水分　
色素　
物质运输　
2.
[易错提醒] 多细胞生物个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体衰老。
3.
自动　
被动
[易错提醒] (1)细胞凋亡与基因的选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。
(2)注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况。若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。
1．(必修1 P119正文)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
2．(必修1 P124正文)自由基是指异常活泼的带电分子或基团。自由基的危害：攻击生物膜，造成其损伤；攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使其活性下降，导致细胞衰老。
3．(必修1 P124正文)端粒是指每条染色体的两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。
4．(必修1 P126正文)在成熟的生物体中，细胞的自然更新，某些被病原体感染的细胞的清除都是通过细胞凋亡完成的。
5．(必修1 P126小字)处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
√
【最新考情】
1．(2024·湖南选择考)部分肺纤维化患者的肺泡上皮细胞容易受损衰老。下列叙述错误的是(　　)
A．患者肺泡上皮细胞染色体端粒可能异常缩短
B．患者肺泡上皮细胞可能出现DNA损伤积累
C．患者肺泡上皮细胞线粒体功能可能增强
D．患者肺泡上皮细胞中自由基可能增加
√
2．(2024·黑吉辽选择考)手术切除大鼠部分肝脏后，残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞，使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是(　　)
A．肝细胞增殖过程中，需要进行DNA复制
B．肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程
C．卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达
D．卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性
解析：肝细胞的增殖方式为有丝分裂，在有丝分裂前的间期需要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，A正确；
肝细胞的自然更新是通过细胞凋亡和细胞增殖等过程实现的，B正确；
根据题意，卵圆细胞分化形成新的肝细胞过程中细胞的形态、结构和生理功能发生改变，其实质是基因的选择性表达，C正确；
细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，卵圆细胞形成新的肝细胞，既没有产生完整的有机体，也没有分化出其他各种细胞，因此不能证明其具有全能性，D错误。
[把脉高考]　细胞的分化、衰老和死亡常为高频考点，大多以简单的科学发现、科技成果、实验研究等试题情境进行考查。
【历年考情】

(1)(2022·浙江6月T4)细胞凋亡受基因调控，仅发生于胚胎发育过程中。(　　)
(2)(2020·浙江7月T7)愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中mRNA的种类和数量相同。(　　)
(3)(2020·浙江7月T7)高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过程序性细胞死亡实现的。(　　)
(4)(2019·全国ⅠT1)清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。(　　)
(5)(2019·江苏T2)细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动。(　　)
×　
×　
√　
×　
√　
(6)(2016·全国ⅡT40节选)与克隆羊“多莉”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了____________________________________________。
动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性
√
突破1　细胞的分化、衰老和死亡
1．(2024·湖南九校联盟高三联考)人类造血干细胞是具有高度自我复制能力的专能干细胞，但它的恶性增殖可能导致白血病等疾病，下列关于它的说法正确的是(　　)
A．它有较高的全能性，能够分裂分化产生身体的各种组织细胞
B．它能产生红细胞、白细胞、T细胞、淋巴细胞等，且都是基因选择性表达的结果
C．它在经过一个细胞周期活动以后会产生两个与分裂前性质相同的干细胞，因此正常情况下在骨髓中是不会凋亡的，它将伴随人的一生
D．目前常用干细胞移植治疗白血病，可用的干细胞包括造血干细胞、神经干细胞等
解析：造血干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不能产生各种组织细胞，A错误；
红细胞、白细胞、T细胞、淋巴细胞之间既有并列关系又有包含关系，归类混乱，并不能笼统地说都是基因选择性表达的结果，B错误；
造血干细胞具有高度自我更新能力，在经过一个细胞周期活动以后会产生两个与分裂前性质相同的干细胞，因此正常情况下在骨髓中是不会凋亡的，它将伴随人的一生，C正确；
神经干细胞具有组织特异性，只能增殖分化成神经细胞，不能治疗白血病，D错误。
√
2．(2024·广东梅州高三一模)人的角膜是覆盖眼睛的透明组织层，主要由角膜干细胞维持。角膜干细胞通过增殖分化产生角膜上皮细胞来取代垂死的细胞，并修复较小的角膜损伤。相关研究显示，短期睡眠不足增加了角膜干细胞的增殖分化速度，长期睡眠不足会造成角膜严重受损，如角膜变薄。下列相关叙述正确的是(　　)
A．角膜干细胞中的染色体数目为92条时说明细胞正在进行分化
B．角膜干细胞增殖分化产生角膜上皮细胞的过程体现了细胞的全能性
C．短期睡眠不足能减缓角膜上皮细胞衰老的进程
D．角膜上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡
解析：角膜干细胞中的染色体数目为92条时说明细胞正在进行分裂，A错误；
角膜干细胞通过增殖分化产生角膜上皮细胞，没有产生完整个体或分化成其他各种细胞，不能体现细胞的全能性，B错误；
据题意可知，短期睡眠不足增加了角膜干细胞的增殖分化速度，而角膜干细胞的增殖分化是为了更新角膜上皮细胞，角膜干细胞的增殖分化速度增加说明角膜上皮细胞衰老的速度加快了，C错误；
角膜上皮细胞的自然更新，属于细胞凋亡，D正确。
√
突破2　综合考查细胞的生命历程
3．(2024·山东临沂高三模拟)细胞衰老过程中，线粒体功能下降，导致活性氧自由基(ROS)增加。ROS会导致端粒功能障碍，进而抑制PGC1－α/β基因的表达，PGC1－a/β 的减少会进一步导致线粒体功能降低，加速细胞衰老。细胞凋亡诱导因子与细胞膜上受体结合后，激活相关基因使Dnase和Caspase两类酶被激活。Dnase能将DNA切割成DNA片段，Caspase能选择性地将某些蛋白质切割成不同长度的肽段，从而导致凋亡小体的形成，最终被吞噬细胞吞噬清除。下列叙述正确的是(　　)
A．ROS攻击DNA分子，可能会引发基因突变
B．ROS增加进一步导致线粒体功能降低属于负反馈调节
C．细胞凋亡是基因控制的程序性死亡，不受环境因素影响
D．凋亡小体的形成与Dnase、Caspase作用于磷酸二酯键有关
解析：根据自由基学说的观点，活性氧自由基(ROS)攻击DNA分子，可能会引发基因突变，A正确；
由题意可知，ROS会导致线粒体功能降低，故ROS增加进一步导致线粒体功能降低属于正反馈调节，B错误；
细胞凋亡是基因控制的程序性死亡，但也受环境因素影响，如环境中的射线可作为凋亡诱导因子诱导细胞凋亡，C错误；
根据题干信息“Dnase能将DNA切割成DNA片段，Caspase能选择性地将某些蛋白质切割成不同长度的肽段”可知，Dnase作用于磷酸二酯键、Caspase作用于肽键，D错误。
√
4．(2024·辽宁协作校高三联考)“毛痣”处存在毛发过度生长的现象，这是因为其毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的Sppl分子活化了毛囊干细胞，主要机制如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．释放Sppl分子的黑色素细胞物质运输功能上升
B．衰老的黑色素细胞内黑色素会过度积累，导致“老年斑”
C．Sppl分子会诱导毛囊干细胞DNA序列改变，引起细胞分化
D．Sppl分子能够调控毛囊干细胞的细胞周期，加快细胞分裂
解析：Sppl分子是由毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的，细胞衰老后，细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，A错误；
老年人的皮肤上会长出“老年斑”，这是细胞内色素积累的结果，该色素主要为脂褐素，B错误；
细胞分化的实质是基因的选择性表达，其不改变细胞DNA序列，C错误；
Sppl分子能够活化毛囊干细胞，由题图可知，活化的毛囊干细胞开始进行细胞分裂，所以Sppl分子能够调控毛囊干细胞的细胞周期，加快细胞分裂，D正确。
细胞凋亡、自噬、坏死的类型
项目 类型 代表性实例
三类凋亡 自然更新 小肠上皮细胞、皮肤表皮细胞不断凋亡，机体不断产生新细胞来替换
免疫防御 某些被病原体感染的细胞被细胞毒性T细胞裂解死亡
正常发育 脊椎动物的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞凋亡
二类自噬 正常发育 处于营养缺乏条件下的细胞
代谢受损 受到损伤、微生物入侵或衰老的细胞
一类坏死 代谢受损 机械损伤、药物毒害、病毒侵染等引起细胞代谢受损的死亡(共65张PPT)
专题二　细胞代谢的保障
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．说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
3．解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
被动运输　
RNA　
高效　
降低化学反应的活化能　
温度　
A—P～P～P　
细胞呼吸　
光合作用
命题点1
PART
01
第一部分
命题点1　物质进出细胞的方式

1．动植物细胞的吸水和失水
多　
少　
选择透过性　
浓度差　
2．物质进出细胞方式的判断方法
被动　
胞吞和胞吐　
主动运输　
协助扩散　
3．三种跨膜运输方式的曲线图及影响因素
协助扩散或主动运输　
主动运输
1．(必修1 P66正文)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
2．(必修1 P67正文)水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
3．(必修1 P70与社会的联系)囊性纤维化的直接病因是细胞表面转运氯离子的载体蛋白的空间结构发生改变，载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。根本病因是细胞中控制合成转运氯离子载体蛋白的基因发生了改变(即基因突变)。理论上根治这一疾病应使用的方法是基因治疗(即用正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因)。
4．(必修1 P72正文)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。
√
【最新考情】
1．(2024·山东等级考)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
解析：细胞失水过程中，主要失去了细胞液中的水，细胞液浓度增大，A正确。
细胞中单糖合成多糖，溶质微粒数减少，渗透压降低。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，渗透压降低速率比外层细胞快，细胞液浓度比外层细胞低，B错误。
由题意知，与外层细胞相比，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更容易发生质壁分离，C正确。
干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，渗透压降低更明显，更容易通过渗透作用将水分渗透到外层细胞，有利于外层细胞进行光合作用，D正确。
√
2．(2024·甘肃选择考)维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋—ATP酶(质子泵)和Na＋—H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平(见下图)。下列叙述错误的是(　　)

A．细胞膜上的H＋—ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B．细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外
C．H＋—ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运
D．盐胁迫下Na＋—H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
解析：H＋—ATP酶能将ATP水解，产生的Pi使H＋—ATP酶发生磷酸化，导致其空间构象发生改变，A正确；
分析题图，细胞外的H＋浓度高于细胞内，H＋从细胞外顺浓度梯度进入细胞可为Na＋从膜内向膜外逆浓度梯度运输提供能量，B正确；
H＋—ATP酶抑制剂能抑制H＋—ATP酶的活性，从而影响H＋的主动运输，影响细胞膜内外的H＋浓度差，进而影响Na＋的转运，C错误；
盐胁迫下需要将细胞内多余的Na＋通过Na＋—H＋逆向转运蛋白转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞内低Na＋水平，因此盐胁迫下该逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高，D正确。
[把脉高考]　渗透作用的原理、细胞质壁分离和复原实验等是高考考查的重点内容，高考常聚焦于考查植物细胞的吸水和失水与原生质体体积的变化、渗透压的变化的关系。
物质进出细胞的方式常为高频考点。高考命题中常以农业生产、生活实践和科学研究为情境，综合考查考生运用结构与功能观、稳态与平衡观解释和分析实际问题的学科素养。
【历年考情】

(1)(2024·浙江1月T3)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及消耗ATP和受体蛋白识别。(　　)
(2)(2023·全国甲T1)乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞。(　　)
(3)(2023·全国甲T1)血浆中的K＋进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP。(　　)
(4)(2023·浙江6月T6)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。(　　)
×　
×　
√　
×　
(5)(2021·广东T19)原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有协助扩散、主动运输。(　　)
(6)(2021·全国甲T29)离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输具有选择性。(　　)
√　
√　
(7)(2021·浙江1月T12)右图为植物细胞膜中H＋—ATP酶将
细胞质中的H＋转运到膜外的示意图，该转运可使膜两侧
H＋维持一定的浓度差。(　　)
(8)(2021·湖北T1)真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白。(　　)
(9)(2020·山东T3)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(　　)
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×　
(10)(2022·海南T16节选)细胞膜上的H＋—ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋—ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是____________________________________________。
(11)(2021·全国甲T29节选)细胞外的K＋可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K＋的吸收速率降低，原因是_________________________________________________________
______________________________________。
降低　
载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变　
K＋通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量，呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少
√
突破1　细胞的吸水与失水
1．(2024·湖北武汉高三联考)以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和0.3 g/mL的蔗糖溶液为实验材料，模拟探究细胞膜的选择透过性，下图为不同处理时间对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离的影响。下列叙述正确的是(　　)
A．该过程中原生质体的体积与细胞体积的变化完全吻合
B．该过程中蔗糖和水能自由通过洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁
C．在处理时间为10 min时，洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力最弱
D．0～2 min时，洋葱鳞片叶外表皮细胞主动吸水导致细胞液浓度下降
解析：原生质体的伸缩性较大，而细胞壁的伸缩性较小，原生质体的体积变小，而细胞体积几乎不变，A错误；
细胞壁是全透性的，蔗糖和水都能自由进出细胞壁，B正确；
随着质壁分离程度增大，洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力增强，故在处理时间为10 min时洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力最强，C错误；
外界溶液浓度比细胞液大，0～2 min时细胞失水，但还未出现质壁分离，且为被动运输，细胞未主动吸水，D错误。
√
2．某班级为探究外界溶液浓度与植物细胞质壁分离程度的关系，用原生质体长度(b)与细胞长度(a)的比值(b/a)表示质壁分离程度(植物细胞的原生质体是指除去细胞壁外的部分)，分别用不同浓度的NaCl溶液(标注为1～5号)进行实验，处理相同时间后测得的结果如下图所示。下列叙述符合该实验的是(　　)
A．1号溶液中水分子不会从植物细胞渗出
B．2号溶液中植物细胞主动失去的水分主要是液泡中的水分
C．实验结束时，3号溶液中液泡渗透压大于4号溶液中液泡渗透压
D．实验结果与细胞壁和原生质层的伸缩性存在差异相关
突破2　物质进出细胞的方式
3.(2024·湖南九校联盟高三联考)水分子小，人们曾经认为它们是自由通过细胞膜分子间隙进出细胞的，后来通过大量研究，人们不但认识到了水通道蛋白的存在，还从许多生物细胞内分离出了水通道蛋白。下列有关说法错误的是(　　)
A．人体细胞内都有水通道蛋白基因(少数高度分化的细胞除外)，但不是每个细胞膜上都有水通道蛋白
B．在有关水分子进出细胞机理的研究中，科学家运用了同位素标记的方法对水分子通过细胞膜和人工膜的速度进行比较
C．物质通过载体蛋白进出细胞必须与其结合，而且这种结合每次都会引发其构象的改变，但水分子通过通道蛋白进出细胞是不需要与其结合的
D．水通道蛋白是协助水分子通过细胞膜的蛋白质，
所以水分子进出细胞都属于协助扩散
√
解析：人体细胞都有水通道蛋白基因，但在细胞分化过程中由于基因的选择性表达，导致人体只有红细胞、肾小管上皮细胞等部分细胞的细胞膜上有水通道蛋白，A正确；
在有关水分子进出细胞机理的研究中，科学家运用了同位素标记的方法对水分子通过细胞膜和人工膜的速度进行比较，B正确；
当物质通过载体蛋白进出细胞时，载体蛋白的构象会发生改变，而水分子通过通道蛋白进出细胞时，不需与水通道蛋白结合，C正确；
水分子进出细胞的方式既有自由扩散又有协助扩散，只有通过水通道蛋白进出时才是协助扩散，D错误。
4．(2024·广东部分学校高三联考)如下图所示，在小肠腔面，细胞膜上的蛋白S有两个结合位点：一个与Na＋结合，另一个与葡萄糖分子结合。当蛋白S将Na＋顺浓度梯度运输进入小肠上皮细胞时，葡萄糖分子也随之进入细胞，下列叙述正确的是(　　)
A．葡萄糖在蛋白S的协助下进入小肠上皮细胞的方式为协助扩散
B．小肠上皮细胞基膜上Na＋—K＋泵的功能是催化ATP水解和运输Na＋、K＋
C．蛋白S作为载体，既能运输葡萄糖，又能运输Na＋，说明载体运输不具有专一性
D．Na＋—K＋泵使膜内外Na＋浓度趋于一致，
以维持细胞正常的新陈代谢
√
解析：蛋白S将Na＋顺浓度梯度运输进入小肠上皮细胞时，葡萄糖也随之进入细胞，葡萄糖进入细胞所需的能量直接来自Na＋浓度差产生的电化学梯度势能，属于主动运输方式，A错误；
据题图可知，小肠上皮细胞基膜上Na＋—K＋泵能完成Na＋、K＋的运输和催化ATP水解，B正确；
小肠细胞膜上的蛋白S作为载体虽然既能顺浓度梯度将Na＋转运进入细胞，也能逆浓度梯度将葡萄糖转运进入细胞，但不能转运其他物质，因此能说明载体运输具有专一性，C错误；
Na＋—K＋泵将细胞内相对浓度较低的Na＋运出细胞，使细胞内外Na＋浓度差进一步增大，D错误。
命题点2
PART
02
第二部分
命题点2　酶和ATP

1．酶、激素、抗体与神经递质的“一同”“四不同”
(1)一同：均需要与特定物质结合后才能发挥作用。
　　　　　　　　　　　　　如抗体需与特定抗原结合
(2)四不同
①
蛋白质　
②
③
活细胞　
调节　
④
2．影响酶促反应速率的因素及其机理
空间结构　
3．探究酶的相关实验
底物分解速率　
4．以ATP为核心，构建能量转化模型
用于各项生命活动
　热能
[易错提醒] (1)ATP产生量与O2供给量间的关系
(2)除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成ATP。
1．(必修1 P84与社会的联系)20世纪60年代以前，医院里用的葡萄糖是用盐酸催化淀粉水解的方法来生产的。
2．(必修1 P85科学·技术·社会)溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
3．(必修1 P86问题探讨)萤火虫发光是因为萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，萤火虫发光是一个能量转化过程。萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递信号，以便繁衍后代。
4．(必修1 P86正文)当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
5．(必修1 P88图5－7) ATP为Ca2＋主动运输提供能量的机制：参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了；在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着能量的转移，这就是载体蛋白的磷酸化；载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。
6．(必修1 P89拓展应用3)ATP的进化观
在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，这种现象从进化的角度说明生物有共同的起源。
√
【最新考情】
1．(2024·河北选择考)下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B．胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存
C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
解析：一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物为无机物，A错误；
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，低温下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，因此，胃蛋白酶应在低温下保存，B错误；
醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；
成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。
2．(2024·广东选择考)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2
Ce5-Ay3-Bi-CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ — —
Ay3-Bi-CB — — ＋＋ ＋＋＋
Ay3 — — ＋＋＋ ＋＋
Bi — — — —
CB — — — —
注：—表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
√
解析：由题表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同；Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5时，不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；
由题表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误；
由题表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确；
需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。
3．(2024·高考全国卷甲)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～表示特殊的化学键，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位磷酸基团之间的特殊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位磷酸基团之间的特殊的化学键
√
解析：ATP转化为ADP时释放的能量可用于离子的主动运输，A正确；
ATP脱去β和γ位磷酸基团后成为RNA的基本组成单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，所以用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确；
在细胞核中进行的某些生理活动，如DNA的复制、转录等都需要消耗ATP中β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键断裂所释放的能量，C错误；
光合作用的光反应可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊的化学键，D正确。
[把脉高考]　该考点常为中频考点。温度、pH、酶浓度和底物浓度都会影响酶促反应速率，高考试题多以曲线分析题形式考查。以影响酶促反应速率的因素为素材，考查模型构建与分析能力。
高考对ATP结构的考查，试题多为结合核酸的结构考查ATP与核酸的关系；对ATP合成的考查，试题多为结合细胞代谢考查能量的来源和利用。
【历年考情】

(1)(2023·广东T5)具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充。(　　)
(2)(2022·浙江6月T10)稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性。(　　)
(3)(2022·湖南T3)加热能使碱性蛋白酶失活，如图所示，则加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的。(　　)
√　
√　
×　
(4)(2022·浙江1月T3)腺苷三磷酸分子在水解酶的作用下不断地合成和水解，从而成为细胞中吸能反应和放能反应的纽带。(　　)
(5)(2021·北京T1)ATP必须在有氧条件下合成。(　　)
×　
×　
(6)(2022·海南T16节选)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是__________________________________
__________________________________。
温度降低，酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少　
(7)(2021·全国甲T30节选)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素 32P 标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)，对W基因在染色体上的位置进行了研究。实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
①该研究人员在制备 32P 标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是 32P，原因是_________________________________________
______________________________________________________。
②该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是___________________________
_______________________________________________。
dATP脱掉γ位和β位的磷酸基团后成为组成DNA的基本单位，只有α位的磷酸基团参与形成DNA　
避免RNA与DNA片段甲形成杂交分子，对基因在染色体上的定位造成干扰
√
突破1　酶的作用特性及应用
1．(2024·广东惠州高三调研)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，在细胞代谢中起着重要作用，在食品生产中，酶的应用非常广泛，下列说法错误的是(　　)
A．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎作用
B．酶都需在核糖体中才能合成，且只能在细胞内起作用
C．果胶酶能分解果胶，提高果汁产量和澄清度
D．工业化生产啤酒时，α-淀粉酶可以增强糖化作用
解析：溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，A正确；
绝大多数酶是蛋白质，需在核糖体中合成，少数酶是RNA，其合成场所不是核糖体，酶发挥作用的场所可以是细胞内、细胞外和体外，B错误；
果胶酶可将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，因此生产果汁时加入果胶酶可以提高果汁产量，还能提高果汁的澄清度，C正确；
工业化生产啤酒时，ɑ-淀粉酶可以增强糖化作用，D正确。
√
2．抗体酶又称催化抗体，是一种具有催化功能的抗体分子。抗体酶将抗体的高度选择性和酶的高效催化功能巧妙结合，在其可变区赋予了酶的特性。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该酶可以提高化学反应的活化能
B．该酶彻底水解后的产物是二氧化碳和水
C．探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温
D．低温和高温均会使该酶失活
解析：酶的作用机理是降低化学反应的活化能，A错误；
抗体酶是一种具有催化功能的抗体分子，其本质为蛋白质，则彻底水解后的产物是氨基酸，B错误；
探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，C正确；
低温不会使该酶失活，D错误。
√
突破2　影响酶活性的因素及实验探究
3．(2024·湖北武汉高三联考)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶，板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，结果如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和pH，不符合单一变量原则
B．由图可知，板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用
C．实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.2
D．加入板栗壳黄酮，不影响胰脂肪酶的最适pH
解析：据题图可知，实验的自变量是不同pH(横坐标表示含义)和是否加入板栗壳黄酮(与对照组相比)，但比较实验结果时可确定一个变量进行比较即可，故仍符合单一变量原则，A错误；
与对照组相比，加入板栗壳黄酮组的酶活性降低，说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用，B正确；
据题图可知，实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.4，C错误；
结合图示可知，未加入板栗壳黄酮时最适pH约为7.4，加入后最适pH约为7.7，说明加入板栗壳黄酮影响胰脂肪酶的最适pH，D错误。
4．(2024·湖南新高考联盟高三联考)某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件，某同学进行了下列5组实验(表中“＋”代表添加该物质或能检测到该物质，“/”代表不添加该物质或不能检测到该物质)。根据实验结果可以得出的结论是(　　)
实验组别 ① ② ③ ④ ⑤
底物 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
RNA组分 ＋ ＋ / ＋ /
蛋白质组分 ＋ / ＋ / ＋
低浓度Mg2＋ ＋ ＋ ＋ / /
高浓度Mg2＋ / / / ＋ ＋
产物 ＋ / / ＋ /
A.酶P必须在高浓度Mg2＋条件下才具有催化活性
B．蛋白质组分的催化活性随Mg2＋浓度升高而升高
C．在高浓度Mg2＋条件下RNA组分具有催化活性
D．酶P能够为化学反应提供能量，从而加快反应速率
√
解析：由①组可知酶P在低浓度Mg2＋条件下具有催化活性，A错误；
由③、⑤组对比可知，在低浓度Mg2＋条件和高浓度Mg2＋条件下，蛋白质组分单独存在时均没有催化活性，B错误；
由②、④组对比可知，RNA组分单独存在时在低浓度Mg2＋条件下没有催化活性，在高浓度Mg2＋条件下有催化活性，C正确；
酶的作用是降低化学反应的活化能，从而加快反应速率，而不是为化学反应提供能量，D错误。
突破3　ATP的合成及ATP与ADP的相互转化
5．(2024·湖北武汉高三联考)ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。细胞内有多种高能磷酸化合物，如NTP和dNTP，每个NTP分子失去两个磷酸基团后的产物是核糖核苷酸，而每个dNTP分子失去两个磷酸基团后的产物是脱氧核糖核苷酸。图1为ATP的结构式，图2为NTP和dNTP的结构式。下列叙述正确的是(　　)
A．①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成DNA的基本单位
B．④中含有两个特殊化学键③，两个特殊化学键都断裂会生成ADP和Pi
C．若图2中2′连接的X表示H，则该结构代表物质NTP
D．dATP的末端磷酸基团转移，可为某些吸能反应供能
√
解析：题图1中②代表的是核糖，则①和②再加一个磷酸基团形成的整体，是构成RNA的基本单位，A错误；
④中含有两个特殊化学键③，断裂末端的③会生成ADP和Pi，两个③都断裂会形成AMP和两个Pi，B错误；
若题图2中2′连接的X表示H，则为脱氧核糖，该结构代表物质dNTP，C错误；
dATP的末端磷酸基团转移，可释放能量，可以为某些吸能反应供能，D正确。
6．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为分子开关，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”，机制如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)


A．ATP与ADP具有相同的组成元素和脱氧核糖,均含有可转移的磷酸基团
B．适宜光照下，叶肉细胞内的吸能反应均伴随着ATP的合成过程
C．蛋白质被磷酸化激活的过程中,周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累
D．Ca2＋逆浓度梯度出细胞需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化
√
解析：ADP是ATP水解掉一个磷酸基团形成的，ATP与ADP具有相同的组成元素和核糖，均含有可转移的磷酸基团，A错误；
ATP的合成过程需要吸收能量，所以适宜光照下，叶肉细胞内的放能反应伴随着ATP的合成过程，B错误；
分析题图可知，蛋白质被磷酸化激活的过程中，蛋白质需要连接一个磷酸分子，所以周围环境中会有ADP的积累，不会有磷酸分子的积累，C错误；
Ca2＋逆浓度梯度出细胞是主动运输，需要消耗能量，因此该过程需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化，D正确。

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