備戰(zhàn)2023高考生物押山東卷第4題 細(xì)胞代謝（解析版）

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1押山東卷第4題細(xì)胞代謝3年考題考情分析光合作用和呼吸作用2020年山東卷第2題2022年山東卷第4題細(xì)胞代謝一直以來都是山東高考的高頻考點(diǎn)，除了簡答題21題，選擇題中也有涉及，常以情境信息為背景，既從基礎(chǔ)性維度考查光合作用和細(xì)胞呼吸的過程和特點(diǎn)，又需考生結(jié)合題目情境綜合性分析。從基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性4個維度進(jìn)行設(shè)計(jì)，維度間既相互關(guān)聯(lián)，又有交叉和遞進(jìn)。既貫穿基礎(chǔ)性和綜合性，又關(guān)注應(yīng)用性和創(chuàng)新性，有利于科學(xué)選拔人才。溫馨提示：押題題號以2022年山東卷題號為依據(jù)，考查細(xì)胞代謝的題號可能出現(xiàn)在2-4題利用題干信息，回憶光合作用和細(xì)胞呼吸過程的相關(guān)知識進(jìn)行作答。解題關(guān)鍵是熟練掌握有氧呼吸、無氧呼吸、光合作用過程中的物質(zhì)變化、能量變化和場所。1.（2020年山東卷T2）癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。下列說法錯誤的是A．“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖B．癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會生成少量ATPC．癌細(xì)胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用D．消耗等量的葡萄糖，癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少【答案】B【解析】由于葡萄糖無氧呼吸時只能釋放少量的能量，故“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要吸收大量的葡萄糖來為生命活動供能，A正確；無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP，B錯誤；由題干信息和分析可知，癌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸，故丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用，C正確；無氧呼吸只有第一階段產(chǎn)生少量的NADH，而有氧呼吸的第一階段和第二階段都能產(chǎn)生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少，D正確。2.（2022年山東卷T4）植物細(xì)胞內(nèi)10%~25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應(yīng)，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進(jìn)一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯誤的是(

)A.磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶不同B.與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少C.正常生理?xiàng)l件下，利用14C標(biāo)記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產(chǎn)物的生成D.受傷組織修復(fù)過程中所需要的原料可由該途徑的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化生成【答案】C【解析】磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶NADH不同，A項(xiàng)正確；葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的中間產(chǎn)物含有NADPH及多種中間產(chǎn)物，其分解不徹底，與有氧呼吸(葡萄糖徹底氧化分解釋放能量的過程)相比，產(chǎn)生的能量少，B項(xiàng)正確；利用14C標(biāo)記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中含有碳元素的產(chǎn)物，不含碳元素的產(chǎn)物無法追蹤，C項(xiàng)錯誤；磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物進(jìn)一步生成氨基酸和核苷酸等，可供組織修復(fù)使用，D項(xiàng)正確。1.(2022山東濰坊一模)高等植物細(xì)胞中RuBP羧化酶(R酶)僅存在于葉綠體中,可催化CO2與RuBP結(jié)合生成2分子C3。R酶由大亞基蛋白(L)和小亞基蛋白(S)組成,相關(guān)基因分別位于葉綠體、細(xì)胞核中。藍(lán)細(xì)菌的R酶活性高于高等植物,現(xiàn)將藍(lán)細(xì)菌的S、L基因轉(zhuǎn)入某去除L基因的高等植物葉綠體中,植株能夠存活并生長,檢測發(fā)現(xiàn)該植株中R酶活性高于普通植株。下列說法錯誤的是()A.影響暗反應(yīng)的內(nèi)部因素有R酶活性、RuBP含量等B.高等植物的L亞基與S亞基在葉綠體中組裝成R酶C.轉(zhuǎn)基因植株中R酶都是由藍(lán)細(xì)菌的S、L亞基組裝而成D.藍(lán)細(xì)菌R酶可在高等植物中合成體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性【答案】C【解析】A.據(jù)題意可知,R酶可催化CO2與RuBP結(jié)合生成C3,因此影響暗反應(yīng)的內(nèi)部因素有R酶活性、RuBP含量等,A項(xiàng)正確;B.R酶由大亞基蛋白(L)和小亞基蛋白(S)組成,高等植物細(xì)胞中L亞基由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成,S亞基由細(xì)胞核基因編碼并在細(xì)胞質(zhì)中由核糖體合成后進(jìn)入葉綠體,由于R酶催化CO2的固定反應(yīng),因此S亞基在葉綠體的基質(zhì)中與L亞基組裝成有功能的酶,B項(xiàng)正確;C.由題述實(shí)驗(yàn)不能得出“轉(zhuǎn)基因植株中R酶都是由藍(lán)細(xì)菌的S、L亞基組裝而成”的推測,因?yàn)檗D(zhuǎn)基因植株仍包含高等植株的S基因,不能排除轉(zhuǎn)基因植株中R酶由藍(lán)細(xì)菌的L蛋白和高等植株的S蛋白組成的情況,C項(xiàng)錯誤;D.藍(lán)細(xì)菌R酶可在高等植物中合成體現(xiàn)了所有生物共用一套遺傳密碼,體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性,D項(xiàng)正確。2.(2022山東青島模擬)2021年,我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種下圖所示的人造淀粉合成代謝路線(ASAP),成功將CO2和H2轉(zhuǎn)化為淀粉。ASAP由11個核心反應(yīng)組成,依賴許多不同生物來源的工程重組酶?？茖W(xué)家表示,按照目前的技術(shù)參數(shù),在不考慮能量輸入的情況下,1m3生物反應(yīng)器的淀粉年產(chǎn)量,理論上相當(dāng)于種植1/3hm2(1hm2=10000m2)玉米的淀粉年產(chǎn)量。下列敘述錯誤的是()A.該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATPB.人工合成淀粉同樣需要CO2的固定和C5的再生,最終將C6合成淀粉C.ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對環(huán)境造成的負(fù)面影響D.大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化最可能面臨的難題【答案】B【解析】A.該反應(yīng)器需要高能氫以及ATP還原C3,故該反應(yīng)器的能量輸入需要人工提供高能氫和ATP,A項(xiàng)正確;B.人工合成淀粉同樣需要CO2的固定,但不需要C5的再生,B項(xiàng)錯誤;C.ASAP代謝路線有助于減少農(nóng)藥、化肥等對環(huán)境造成的負(fù)面影響,C項(xiàng)正確;D.該反應(yīng)器需要酶,大量工程重組酶的制備是該項(xiàng)技術(shù)走向工業(yè)化最可能面臨的難題,D項(xiàng)正確。3.(2022山東濟(jì)寧模擬)植物接受過多光照會對葉綠體造成損害,因此植物需要“非光化學(xué)淬滅”(NPQ)的機(jī)制來保護(hù)自身,在NPQ的作用下,多余的光能會以熱能的形式散失。該機(jī)制的啟動和關(guān)閉特點(diǎn)如下圖所示,其中符號“”代表抑制作用。下列敘述錯誤的是()A.NPQ直接作用于光合作用中的光反應(yīng)階段B.狀態(tài)②時通過NPQ避免葉綠體受創(chuàng)C.葉綠體中ATP的合成量下降可能導(dǎo)致NPQ機(jī)制關(guān)閉D.狀態(tài)③NPQ機(jī)制緩慢關(guān)閉過程中ATP含量升高【答案】D【解析】A.由題干信息“在NPQ的作用下,多余的光能會以熱能的形式散失”,可以得出NPQ直接作用于光合作用中的光反應(yīng)階段,A項(xiàng)正確;B.植物接受過多光照會對葉綠體造成損害,因此植物需要“非光化學(xué)淬滅”(NPQ)的機(jī)制來保護(hù)自身,狀態(tài)②時通過NPQ避免葉綠體受創(chuàng),B項(xiàng)正確;C.葉綠體中ATP的合成量下降,光反應(yīng)減弱,色素需要吸收的光能減少,可能導(dǎo)致NPQ機(jī)制關(guān)閉,C項(xiàng)正確;D.NPQ機(jī)制緩慢關(guān)閉過程中,色素吸收的光能減少,光反應(yīng)減弱,導(dǎo)致類囊體內(nèi)NADPH濃度下降,ATP的合成量也下降,D項(xiàng)錯誤。4.（2023年山東省煙臺市一模）氣孔的張開與保衛(wèi)細(xì)胞膜上的H+-ATPase有關(guān)。H+-ATPase被藍(lán)光誘導(dǎo)激活后會利用ATP水解釋放的能量將H+運(yùn)到細(xì)胞外，此時細(xì)胞外的K+運(yùn)進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞，同時其他相關(guān)陰離子在H+協(xié)助下也進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，從而使氣孔張開。下列分析錯誤的是（）A.激活的H+-ATPase通過主動運(yùn)輸將細(xì)胞內(nèi)的H+運(yùn)出保衛(wèi)細(xì)胞B.其他相關(guān)陰離子在H+協(xié)助下進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞的過程不需要消耗能量C.藍(lán)光誘導(dǎo)下，氣孔開啟后短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞消耗C5的速率會增大D.離子進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞使其滲透壓升高，導(dǎo)致細(xì)胞吸水，氣孔張開：【答案】B【解析】A、激活的H+-ATPase會利用ATP水解釋放的能量將H+運(yùn)到細(xì)胞外，可見H+運(yùn)出保衛(wèi)細(xì)胞是通過主動運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，A正確；B、其他相關(guān)陰離子在H+協(xié)助下進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞的過程需要消耗能量，只不過消耗的是氫離子的梯度勢能，B錯誤；C、藍(lán)光誘導(dǎo)下，氣孔開啟后，吸收的二氧化碳增多，二氧化碳固定速率上升，因而短時間內(nèi)葉肉細(xì)胞消耗C5的速率會增大，C正確；D、離子進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞會導(dǎo)致細(xì)胞液濃度上升，使其滲透壓升高，導(dǎo)致細(xì)胞吸水，進(jìn)而使氣孔張開，促進(jìn)二氧化碳的吸收，有利于光合作用的進(jìn)行，D正確。5.(2022·山東棗莊二模)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)脂肪的合成與有氧呼吸過程有關(guān)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的蛋白A可以在蛋白S的協(xié)助下促進(jìn)Ca2＋進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并最終進(jìn)入線粒體。Ca2＋促進(jìn)丙酮酸在線粒體內(nèi)轉(zhuǎn)化成脂肪的合成原料檸檬酸，相關(guān)過程如圖所示。有關(guān)敘述正確的是()A.Ca2＋以協(xié)助擴(kuò)散方式通過通道蛋白A進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)B.M代表丙酮酸，在線粒體基質(zhì)產(chǎn)生后參與檸檬酸循環(huán)C.檸檬酸循環(huán)的產(chǎn)物N代表的物質(zhì)是CO2和NADHD.在有氧條件和無氧條件下，D代表的能量值相等【答案】D【解析】由圖可知，Ca2＋進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)需要消耗ATP、需要載體、逆濃度梯度，故Ca2＋以主動運(yùn)輸方式進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，A錯誤；葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中氧化分解為丙酮酸，M代表丙酮酸，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生，B錯誤；檸檬酸循環(huán)主要指有氧呼吸的第二階段，圖中產(chǎn)物N釋放出線粒體，則N代表的物質(zhì)是CO2，而NADH在有氧呼吸的第三階段與氧氣結(jié)合形成水，C錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸第一階段是相同的，都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，都是消耗一分子葡萄糖，產(chǎn)生兩分子丙酮酸和四個還原性氫和少量能量，故D代表的能量值相等，D正確。6.(2022·山東濟(jì)南調(diào)研)如圖為某植物細(xì)胞內(nèi)某生物膜上發(fā)生的生理過程，虛線代表電子的傳遞路徑。請據(jù)圖分析，下列說法正確的是()A.該生物膜為葉綠體的類囊體薄膜，B側(cè)為葉綠體基質(zhì)B.膜A側(cè)的pH高于B側(cè)C.復(fù)合物Ⅲ運(yùn)輸H＋和ATP合成酶運(yùn)輸H＋的方式分別為協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸D.若圖中的O2用18O標(biāo)記，一段時間后在二氧化碳中能檢測到18O【答案】D【解析】該生物膜上有水生成，應(yīng)該為線粒體內(nèi)膜，A錯誤；據(jù)圖可知，膜A側(cè)H＋運(yùn)輸?shù)紹側(cè)需要ATP合成酶的協(xié)助，且不需要消耗ATP，屬于協(xié)助擴(kuò)散，即為順濃度梯度進(jìn)行，所以膜A側(cè)pH低于B側(cè)，B錯誤；復(fù)合物Ⅲ運(yùn)輸H＋是逆濃度梯度進(jìn)行的，方式為主動運(yùn)輸，ATP合成酶運(yùn)輸H＋是順濃度梯度進(jìn)行的，方式為協(xié)助擴(kuò)散，C錯誤。7.(2022·山東平度模擬)ATP的合成是生物有機(jī)體中主要的化學(xué)反應(yīng)之一，而合成ATP需要ATP合成酶的參與，該酶的作用機(jī)理是參與生物體的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜質(zhì)子(H＋)動力勢能的推動下合成ATP，下列說法錯誤的是()A.該酶廣泛分布于線粒體、葉綠體的內(nèi)外膜和原核細(xì)胞的細(xì)胞膜上B.ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于與膜結(jié)合部位的穩(wěn)定C.H＋跨膜驅(qū)動ATP合成的運(yùn)輸方式是協(xié)助擴(kuò)散，需要載體協(xié)助D.ATP的合成在細(xì)胞中時刻進(jìn)行并與ATP的水解處于動態(tài)平衡【答案】A【解析】由題可知，該酶的作用機(jī)理是參與生物體的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜質(zhì)子(H＋)動力勢能的推動下合成ATP，線粒體的外膜和葉綠體的內(nèi)外膜上不會合成ATP，因此線粒體的外膜和葉綠體的內(nèi)外膜上都沒有該酶，A錯誤；磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水性的，ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，這樣才能與磷脂雙分子層牢固結(jié)合，B正確；在跨膜質(zhì)子(H＋)動力勢能的推動下合成ATP，故H＋跨膜運(yùn)輸方向是從高濃度到低濃度，這樣才可以產(chǎn)生動力勢能，因此H＋跨膜驅(qū)動ATP合成的運(yùn)輸方式是協(xié)助擴(kuò)散，該過程需要載體協(xié)助，C正確；ATP的合成在細(xì)胞中時刻進(jìn)行并與ATP的水解處于動態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)能量的供應(yīng)，D正確。8.(2022·山東青島一模)為研究兩種呼吸抑制劑的作用，甲組實(shí)驗(yàn)在有氧條件下，向以葡萄糖為供能物質(zhì)的肌細(xì)胞中加入一種高效的特異性線粒體ATP合成酶抑制劑(R1)。乙組實(shí)驗(yàn)換成高效的特異性抑制[H]與O2結(jié)合的試劑(R2)，其他條件相同。下列說法正確的是()A.R1、R2都是作用于有氧呼吸的第三階段B.甲組細(xì)胞中的ATP產(chǎn)生量迅速降至零，細(xì)胞繼而死亡C.R2的作用效果與將乙組改為無氧條件但不加R2的效果完全相同D.一段時間內(nèi)，兩組細(xì)胞的葡萄糖消耗速率都可能升高【答案】D【解析】R1是作用于有氧呼吸的第二、三階段，R2作用于第三階段，A錯誤；甲組細(xì)胞抑制了線粒體ATP合成酶的活性，細(xì)胞可以通過細(xì)胞呼吸第一階段生成ATP，所以ATP產(chǎn)生量不會迅速降至零，B錯誤；R2的作用效果只是抑制有氧呼吸的第三階段，將乙組改為無氧條件但不加R2時細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸，C錯誤；一段時間內(nèi)，甲組抑制了線粒體ATP合成酶的活性，導(dǎo)致細(xì)胞只能通過細(xì)胞呼吸第一階段供能，乙組進(jìn)行有氧呼吸的第一、二階段，提供的能量少，由于甲、乙兩組提供的能量均較少，所以消耗的葡萄糖增多，D正確。9.(2022·山東泰安二模)植物的細(xì)胞代謝也受微生物的影響，被病原微生物感染后的植物，感染部位呼吸作用會大大加強(qiáng)。其原因一方面是病原微生物打破了植物細(xì)胞中酶和底物之間的間隔；另一方面是植物感染后，染病部位附近的糖類會集中到該部位，呼吸底物增多。下列說法錯誤的是()A.在有氧的條件下，呼吸底物氧化分解釋放的能量去向主要是生成ATPB.酶與底物的間隔被打破后能直接和底物接觸，從而降低細(xì)胞呼吸的活化能C.病原微生物和植物的呼吸產(chǎn)物不同，其直接原因在于兩者的呼吸酶不同D.染病組織呼吸作用加強(qiáng)可能會加快植物中毒素的分解，以減輕對細(xì)胞代謝的影響【答案】A【解析】細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸時，呼吸底物氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失，少部分用于ATP的合成，A錯誤；酶催化化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理是酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，B正確；病原微生物和植物屬于不同的生物，其呼吸產(chǎn)物不同的根本原因在于兩者的遺傳信息(即基因)不同，直接原因在于兩者的呼吸酶不同，C正確；染病組織呼吸作用加強(qiáng)會給細(xì)胞提供較多能量，加速新陳代謝，可能會加快植物中毒素的分解，防止病情的擴(kuò)展，D正確。10.(2022山東泰安一模)FOXO蛋白是哺乳動物抵抗逆境(寒冷、干旱、饑餓等)的“主控開關(guān)”。下列生理活動中與FOXO蛋白發(fā)揮作用無關(guān)的是()A.有氧呼吸轉(zhuǎn)換為無氧呼吸，提高葡萄糖的利用效率B.促進(jìn)細(xì)胞自噬作用，增加營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)C.增加細(xì)胞抗氧化能力，減少自由基的產(chǎn)生D.加強(qiáng)對脂肪的分解，增強(qiáng)細(xì)胞的能量供