2022年高考生物一轮复习：细胞呼吸与光合作用解题模板与练习题汇编【解题模板】一、细胞呼吸1.细胞呼吸类型的判断2.影响细胞呼吸的因素分析（1）识标：弄清横、纵坐标的含义，区分自变量、因变量（2）曲线上的特殊点，如起点、拐点、交点、终点等隐含的生物学含义（3）折线：依据曲线走势确定因变量随自变量的变化规律，分析多条曲线间的关系3.细胞呼吸计算（以氧化底物为葡萄糖为例）依据底物与产物确定呼吸类型，然后寻找物质间的比例关系，依据反应式进行计算二、光合作用1.实验色素带异常原因分析（“倒推法”探究色素带异常原因）2.色素种类的判断一看位置、二看颜色、三看吸收光谱3.光合作用物质与能量转化分析第26页共26页
4.光合作用相关曲线分析（1）识标：弄清横纵坐标含义，理清自变量与因变量的关系（2）明点：注意曲线拐点、与横纵轴的交点、拐点及不同曲线交点含义（3）析线：依据曲线走势确定因变量随自变量的变化规律，分析多条曲线间的关系5.光合速率测定方法分析6.光合作用与细胞呼吸综合分析7.光合速率日变化曲线分析【练习】1.酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件都能生存，属于兼性厌氧菌。下列相关叙述中正确的是()A.酵母菌细胞内丙酮酸可在细胞质基质和线粒体内膜被消耗B.可以根据溴麝香草酚蓝水溶液是否变成黄色，判断酵母菌进行何种呼吸方式C.在酵母菌无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸的大部分能量存留在酒精中，少部分生成ATPD.用酵母菌使葡萄汁发酵产生葡萄酒，当酒精含量达到12%~16%时，发酵就会停止第26页共26页
2.酵母菌是研究细胞呼吸的好材料，其体内发生的物质变化过程可用图1表示，图2则表示其在不同O2浓度下的O2吸收量和无氧呼吸过程中CO2的释放量。下列有关叙述错误的是()A.图1过程②产生的CO2可用澄清的石灰水检测B.过程③发生在细胞中的具体场所是线粒体基质和线粒体内膜C.图2中乙曲线所代表的生理过程可用图1中过程①③表示D.在甲、乙曲线的交点，若甲消耗了Amol葡萄糖，则乙此时消耗的葡萄糖为mol3.智能温室可实现立体栽培、无土栽培，并通过科学的环境控制手段实现雨水、二氧化碳的全面回收利用，实现高产、节水。图1为智能温室的结构示意图，图2、图3表示某种温室作物在不同环境条件下，CO2吸收或释放速率的变化情况。下列相关叙述错误的是()A.图1中，立体种植能有效利用温室内的空间和光照条件，提高作物种植密度和产量B.图2中，夏季晴朗的中午可使用遮阳棚和风扇降低温度至30℃，以维持较高净光合速率C.图2中，该作物呼吸作用最适温度高于光合作用最适温度；F点时作物的光合作用强度为0D.图3中，中午12时可使用CO2发生器增加室内CO2的浓度，以维持较高净光合速率4.某实验小组为探究细胞中ROCK1（一种蛋白激酶基因）过度表达对细胞呼吸的影响设置了两组实验，对照组为正常成肌细胞，实验组为ROCK1基因过度表达的成肌细胞。向体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率（OCR，可一定程度反映细胞呼吸情况），结果如图所示。下列叙述正确的是()第26页共26页
A.加入寡霉素后，OCR降低的值可代表机体有氧呼吸第三阶段用于ATP合成的耗氧量B.FCCP的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放C.ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加ATP的产生量D.抗霉素A加入后，成肌细胞只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和CO25.PSBS是一种类囊体膜蛋白，它能感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子（e-）在类囊体薄膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物细胞造成损伤。下图是光合作用过程示意图（字母代表物质），下列叙述正确的是()A.光合色素位于类囊体薄膜上，在用无水乙醇进行提取时加入碳酸钙主要是为了使研磨更充分B.若植株既不吸收也不释放CO2，则植株中所有图示细胞产生的A物质全部用于该类细胞的呼吸C.膜蛋白PSBS的激活会抑制C3的还原过程，使光能不能转化为其他形式的能量D.抑制反应Ⅰ中的Z蛋白的活性、阻断反应Ⅱ中的C3还原过程均有利于膜蛋白PSBS发挥作用6.花生是我国重要的经济作物，在盐碱地种植花生可有效缓解我国粮油争地矛盾现象。针对盐碱地花生开花期易遭遇干旱和盐双重胁迫现象，研究人员采用外源NaCl盆栽实验，模拟农田干旱和盐胁迫环境，探究花生开花期在干旱、盐胁迫条件下对花生生长发育及光合特性的影响，实验结果如下表。下列说法不正确的是()第26页共26页
处理方式叶绿素含量真光合速率干物质量对照组土壤含水量75%++++++++++++干旱胁迫组土壤含水量45%+++++++++盐胁迫组？+++++++++干旱、盐双胁迫土壤含水量45%、NaCl含量0.3%+++A.表中盐胁迫组的处理方式为土壤含水量75%、NaCl含量0.3%B.干旱、盐胁迫都能降低花生产量，干早、盐双胁迫会加剧减产C.干旱、盐双胁迫下，叶绿素含量降低，吸收光能减少，光反应速率下降D.干旱时，若细胞中的可溶性糖含量上升，则不利于增强细胞的吸水能力7.在对弱光照条件下菊花叶片光合作用减弱的机理分析中发现，其他条件不变时，菊花叶片最大净光合速率随着光照减弱以及弱光照射时间的延长呈下降趋势，光补偿点（特定条件下，光合作用速率等于呼吸作用速率时的光照强度）逐渐升高，光饱和点（特定条件下，光合作用速率达到最大值时的最低光照强度）逐渐降低。气孔对于光照强度减弱的响应较为灵敏，随着弱光照射时间的延长，气孔开度减小，从而使空气中CO2分子扩散进入叶肉细胞和溶解于液体中的概率减小。同时，菊花叶片内部通过气孔经蒸腾作用扩散于大气中的水分也相应减少。下列相关叙述正确的是()A.弱光处理可通过同时抑制光反应和暗反应，显著降低菊花叶片的光合速率B.光补偿点的升高，说明弱光条件下植物细胞呼吸可能加快或利用弱光能力下降C.光饱和点的降低，说明弱光条件下植物细胞呼吸加快或利用弱光能力下降D.气孔开度减小，可影响CO2分子的进入、水分的蒸腾和矿质养的运输8.光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径，是“地球上最重要的化学反应”，它是一切生命生存和发展的基础。下图是棉花叶肉细胞的光合作用过程示意图，磷酸丙糖转运器的活性受光的调节，适宜光照条件下，其活性较高。（1）棉花叶片中光合色素有_________。在光照开始一段时间后，棉花叶肉细胞中光合作用的光反应和暗反应两个阶段能够同时、快速、稳定进行的原因是_________。第26页共26页
（2）由图分析可知，C3被还原为磷酸丙糖后，下一步利用的去向是_________。通常情况下，Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1:1反向交换方式进行转运。在环境条件由适宜光照转为较强光照时，短时间内磷酸丙糖的转运速率会_________（填“升高”或“降低”），则更有利于_________（填“淀粉”或“蔗糖”）的合成，原因是_________。（3）为探究CO2浓度对棉花幼苗光合速率的影响，研究人员将棉花幼苗分别进行不同实验处理：甲组提供大气CO2浓度（375μmol·mol-1）；乙组先在CO2浓度倍增环境（750μmol·mol-1）中培养60d，然后在测定前一周恢复为大气CO2浓度，其他条件相同且适宜。在晴天上午测定各组的光合速率，结果乙组光合速率比甲组低，原因可能是长期高浓度CO2环境会降低RuBP羧化酶（固定CO2的酶）的活性。设计实验加以验证这一推测。材料用具：甲、乙两组棉花叶肉细胞RuBP羧化酶提取液，一定浓度的C5溶液，饱和CO2溶液，试管等。实验思路：__________________；预测结果：__________________。9.在植物体内，制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦是重要的粮食作物，其植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图所示)，旗叶对籽粒产量有重要贡献。回答以下问题:(1)旗叶是小麦最重要的“源”。与其他叶片相比，旗叶光合作用更有优势的环境因素是________。在旗叶的叶肉细胞中，叶绿体内有更多的类囊体堆叠，这为________阶段提供了更多的场所。(2)在光合作用过程中，光反应与暗反应相互依存，依据是________。“源”光合作用所制造的有机物一部分用于“源”自身的________和________，另一部分输送至“库”。(3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种，科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究，结果如表所示。表中数值代表相关性，数值越大，表明该指标对籽粒产量的影响越大。表不同时期旗叶光合特性指标与籽粒产量的相关性抽穗期开花期灌浆前期灌浆中期灌浆后期灌浆末期第26页共26页
气孔导度*0.300.370.700.630.350.11胞间CO2浓度0.330.330.600.570.300.22叶绿素含量0.220.270.330.340.480.45*气孔导度表示气孔张开的程度。①气孔导度主要影响光合作用中________的供应。以上研究结果表明，在________期旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期干旱导致气孔开放程度下降，籽粒产量会明显降低，有效的增产措施是________。②根据以上研究结果，在小麦的品种选育中，针对灌浆后期和末期，应优先选择旗叶________的品种进行进一步培育。(4)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系，以下研究思路合理的是________(多选)。A.阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化B.阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化C.使用H218O浇灌小麦，检测籽粒中含18O的有机物的比例D.使用14CO2饲喂旗叶，检测籽粒中含14C的有机物的比例10.某科研小组在研究玉米和水稻的光合作用时发现：在炎热夏季的中午水稻植株会出现“光合午休”现象，而玉米则不会出现。通过查阅资料，绘制成图1的光合作用过程流程图，PEPC、Rubisco为两种酶。回答下列问题：（1）据图1的光合作用过程流程图可知，玉米细胞中与CO2结合的物质为_______，若对玉米和水稻的叶片进行酒精脱色，然后用碘蒸汽处理，呈现蓝色的部位分别为_______。（2）科研小组成员认为，玉米不出现“光合午休”现象，应与玉米存在PEPC酶有关。已知L-Asp是PEPC酶的抑制剂，欲证明PEPC酶能增强玉米的光合速率，实验组玉米应添加_______，对照组玉米添加_______，在不同光照强度下测定并比较两组玉米的_______。（3）科研人员将PEPC基因导入了原种水稻，水稻的单株产量提升了14%~22%。测定不同光照强度下原种水稻和转PEPC基因水稻的气孔导度（气孔张开的程度）和光合速率的变化，变化曲线如图2、图3所示。第26页共26页
①分析图2、图3可知，当光照强度小于700μmol·m-2·s-1时，转基因水稻与原种水稻相比，气孔导度增加，但两者的光合速率却非常接近，由此得到的结论是_______。②当光照强度大于1000mol·m-2·s-1时，图2、图3中的曲线可描述为_______，分析转PFPC基因水稻光合速率升高的原因是_______。11.科研人员对栽培作物油桃和大豆的光合作用进行了相关研究，得到的结果如下。甲图为晴天时露天栽培和大棚栽培油桃的光合速率（Pn）日变化情况乙图为在不同CO2浓度下（其余条件均适宜）大豆的光合作用速率情况。请回答下列问题。（1）研究发现对露天油桃进行适时灌溉可以增加土壤湿度，使M点__________（填“左”或“右”）移，N点__________（填“上”或“下”）移，从而增加有机物的积累。（2）由图可知，在7~8时棚栽油桃的Pn值比露地栽培的要__________（填“大”或“小”），推测其原因主要是油桃__________，加快了光合作用暗反应的速率。另外夜间适当降温也有利于大棚油桃增产，原因是___________。（3）研究表明由于生活环境的不同，同种植物细胞内的叶绿体大小和数目不同。试比较生活于山南侧向阳处与山北侧背阴处油桃的成熟叶肉细胞中二者的关系。叶绿体大小：向阳处__________背阴处（填“大于”“小于”或“等于”）；叶绿体数目：向阳处__________背阴处（填“多于”“少于”或“等于”）。其原因是__________。（4）分析图乙，在CO2浓度倍增时光合作用速率并未倍增，此时限制光合作用速率的因素可能是__________（回答两种因素）。12.某科学家研究高温胁迫对蓝莓光合作用影响实验结果如图所示，其中高温胁迫是指将蓝莓植株置于40℃、其他条件适宜环境下培养；恢复是指将高温胁迫12天的蓝莓植株转移到25℃、其他条件适宜环境下恢复3天。第26页共26页
（1）应选取多株___________的蓝莓植株进行实验处理，选取多株蓝莓进行实验的目的是_________。图1实验结果可以看出高温胁迫对净光合速率的影响是__________。（2）高温对光合作用的影响包括气孔限制因素（CO2供应不足影响光合作用）和非气孔限制因素（非CO2因素限制光合作用）。由图2、图3结果分析，随高温胁迫时间延长，9-12天高温对光合作用的影响主要是______________（填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”），判断依据是______________。（3）qP是一个反映植物的光反应系统将光能转化为化学能的能力指标。据图4分析，高温胁迫9-12天，光合速率较低的原因是光反应有关酶活性下降，生成的_________不足限制了暗反应。13.多肉植物的共同特点是很多肉肉，比较饱满，比较可爱。某班同学在窗台上养了一盆多肉植物，课余时间同学们查阅大量文献后发现该植物在正常和长期干旱(白天气孔关闭、晚上气孔开放)条件下的光合作用途径不同，如图甲(1)所示；图甲(2)表示该植物叶肉细胞CO2吸收速率的日变化情况。乙图表示种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO2含量变化曲线。请据图分析,回答下列问题:第26页共26页
(1)长期干旱条件下，多肉植物在白天会关闭气孔，主要是为了防止__________。在正常条件下，若上午11时突然增加环境中CO2浓度，则短时间内多肉植物叶肉细胞中C5含量会_____(填“增加”或“减少”)，消耗CO2的具体场所是__________。(2)在长期干旱条件下，图甲(2)中0～4时无光照，但该植物叶肉细胞的CO2吸收速率大于0，该时段内吸收的CO2_____(填“能”或“不能”)被直接用来合成(CH2O)，原因_______________________________________________________________。(3)乙图中表示番茄光合作用强度和呼吸作用强度相等的点是__________。(4)乙图中,经过一昼夜后,番茄植株体内有机物含量__________(填“增多”“减少”或“不变”)。(5)将一株生长正常的番茄幼苗对称叶片的一部分(a)遮光,另一部分(b)不做处理(如丙图所示),并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量的转移。在适宜光照下照射6第26页共26页
h后,在a、b的对应部位截取相等面积的叶片,烘干称重,分别记为Ma、Mb。若M=Mb—Ma,则M的确切含义可以描述为______________________________________。14.过多的光能会诱导活性氧的产生，对植物造成伤害。当光能过剩、跨膜质子梯度增高时，紫黄质（叶黄素的一种）在酶的催化下转化为玉米黄质，玉米黄质将吸收的过剩光能直接转化为热能，从而减轻光能对光合器官的伤害，同时导致最大光合效率下降，在弱光时，玉米黄质在酶催化下转变成紫黄质。（1）紫黄质存在于叶绿体的______上，在层析液中的溶解度比叶绿素______，夏季晴朗的中午，植物光合午休时玉米黄质/紫黄质的值会______（填“升高”“降低”或“不变”）。（2）科研人员利用毛竹进行不同强度光照胁迫的实验，得到如图所示实验结果，欲研究叶黄素循环对强光胁迫后毛竹恢复机制的影响应选择______μmol·m-2·s-1的强光为胁迫条件，选择此强光的理由是_______。（3）研究发现D1蛋白的合成在植物叶片光胁迫防御中发挥着重要的作用，为验证该结论，某研究人员进行了相关实验：将长势相似的毛竹平均分成两组，测定毛竹正常光照下的最大光合效率，一组施加一定量的链霉素（D1蛋白合成抑制剂）溶液，另一组施加等量清水，两组在一定强光下处理一段时间后进行弱光恢复（12h），恢复后测定两组最大光合效率并比较，请预测实验结果：_______。15.对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，叶肉细胞能在固定二氧化碳的同时完成三碳化合物的还原，即光反应和暗反应在白天同时进行。许多起源于热带的植物，如景天科等植物的叶肉细胞能实现二氧化碳的固定和三碳化合物的还原在时间上的分离，夜间CO2固定进入叶肉细胞，在细胞质基质中转化为苹果酸，并暂时储存于液泡中，白天苹果酸可进入细胞质基质分解产生CO2，CO2进入叶绿体进行三碳化合物的还原，完成光合作用过程，如图1。原产于热带地区的玉米、甘蔗等绿色植物的光合作用，则由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成，二氧化碳的固定和三碳化合物的还原在空间上有分割。在叶肉细胞的叶绿体中，固定CO2形成四碳化合物，随后四碳化合物进入内层的维管束鞘细胞，在维管束鞘细胞中，四碳化合物再释放出CO2进行三碳化合物的还原，在白天完成光合作用过程，如图2。科学家通过研究还发现，图2中PEP酶与CO2的亲和力远大于Rubisco酶。结合材料和图示回答下列问题：第26页共26页
（1）结合CO2进入叶肉细胞的途径，从生物进化的角度推测景天科植物只有在夜晚时，CO2才能进入叶肉细胞的原因可能是_____________________。从细胞代谢的层面分析，_______的昼夜调节使苹果酸晚上合成，白天分解。大液泡中苹果酸的积累可以提高细胞液的浓度，进而提高了作物对_______的适应能力。（2）图1中叶绿体的结构是不完整的，漏绘的结构是_______，物质a可以进入线粒体直接参与有氧呼吸，推测物质a可能是_______。（3）图2中，由叶肉细胞叶绿体生成，通过胞间连丝进入维管束鞘细胞，且直接参与光合作用的物质，除C4化合物外，还有________。热带植物为了防止水分过多蒸发，常常关闭叶片上的气孔，但研究发现玉米和甘蔗在夏季晴天的正中午，光合作用强度并没有明显减弱，猜测其原因可能是______________________。第26页共26页
答案以及解析1.答案：D2.答案：D解析：本题考查细胞呼吸相关知识。图1过程②产生的CO2既可用溴麝香草酚蓝水溶液检测，也可用澄清的石灰水检测，A正确;过程③是有氧呼吸的第二、三阶段，发生在细胞中的具体场所分别是线粒体基质和线粒体内膜，B正确；图2中乙曲线所代表的生理过程为有氧呼吸，可用图1中过程①③表示，C正确；图2中在氧浓度为b时，甲、乙曲线的交点表示有氧呼吸的O2吸收量与无氧呼吸的CO2释放量相等，即有氧呼吸的CO2释放量与无氧呼吸的CO2释放量相等，此时，有氧呼吸、无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是1：3，若无氧呼吸消耗了Amol的葡萄糖，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为mol，D错误。第26页共26页
3.答案：C解析：立体种植能有效利用温室内的空间和光照条件，提高作物种植密度和产量，A项正确；如图2实线所示温度超过30℃时，植物的净光合作用开始减弱，故可使用遮阳棚和风扇降低温度至30℃，以维持较高净光合速率，B项正确；呼吸作用的最适温度为40℃，大于光合作用的最适温度30℃，F点时作物的光合作用强度与呼吸作用强度相等，表现为净光合强度为0，C项错误；图3所示中午12时植物吸收CO2的速率最大，且温室内CO2浓度开始下降，此时使用CO2发生器增加室内CO2的浓度，可以有效提高光合作用的速率，D项正确。4.答案：A解析：该实验的目的是探究细胞中ROCK1基因（一种蛋白激酶基因）过度表达对细胞呼吸的影响，据图分析，加入寡霉素和抗霉素A后，OCR都下降，加入FCCP后，OCR上升。图中加入寡霉素前可代表细胞的正常OCR，即基础呼吸，寡霉素是ATP合酶抑制剂，加入寡霉素后，OCR降低的值可代表有氧呼吸第三阶段用于ATP合成的耗氧量，A正确；由图可知，FCCP加入后，OCR值升高，细胞耗氧量增加，又因为FCCP可作用于线粒体内膜，使线粒体不能产生ATP，故线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞质基质和线粒体基质中产生的能量还可储存在ATP中，B错误；据图分析可知，ROCK1过度表达增加了细胞的基础呼吸，细胞基础呼吸增加，细胞中ATP的产生量也会增加，C错误；抗霉素A加入后呼吸链被抑制，会使[H]积累从而使细胞只能进行无氧呼吸，但无氧呼吸也会产生[H]，故仍能产生[H]，D错误。5.答案：D解析：光合色素存在于类囊体薄膜上，可用无水乙醇进行提取，在提取时加入碳酸钙主要是为了防止叶绿素被破坏，A错误；若植株既不吸收也不释放CO2，则说明植株的光合作用速率等于呼吸作用速率，植株中有不进行光合作用的细胞，叶肉细胞产生的物质A（O2）除用于自身的呼吸外，还用于其他细胞的呼吸，B错误；分析题干信息可知，膜蛋白PSBS的激活会抑制电子（e-）在类囊体薄膜上的传递，使电子（e-）不能传递给D，抑制C3的还原过程，但是最终过量的光能被转换成热能释放，C错误；由图可知，抑制反应Ⅰ中的Z蛋白的活性、阻断反应Ⅱ中的C3的还原过程都将提高类囊体腔内的H+浓度，从而有利于膜蛋白PSBS发挥作用，D正确。6.答案：D7.答案：ABD8.答案：（1）叶绿素、类胡萝卜素（或胡萝卜素和叶黄素）；NADP+与NADPH之间、ADP和Pi与ATP之间不断迅速转化，且处于动态平衡中第26页共26页
（2）转化为C5，或合成淀粉和蔗糖；降低；淀粉；一方面，叶绿体内磷酸丙糖积累使浓度升高，从而促进淀粉合成；另一方面，由细胞质基质转入叶绿体的Pi减少，促进磷酸丙糖向产生Pi和淀粉的方向进行（答出第一方面即可）（3）实验思路：取两支试管编号A、B，各加入等量的一定浓度的C3溶液和等量的饱和CO2溶液，再分别加入等量的甲组、乙组棉花叶肉细胞RuBP羧化酶提取液，一段时间后，检测并比较A、B两组溶液中C3的含量；预期结果：A组中C3的含量高于B组解析：9.答案：(1)光照强度（或：光照强度和CO2浓度）；光反应(2)光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；呼吸作用；生长发育(3)①CO2；灌浆前；合理灌溉；②叶绿素含量高(4)ABD解析：（1）与其他叶片相比，旗叶位于植株的最上部，能充分接受光照。类囊体是光合作用光反应的场所，旗叶叶肉细胞的叶绿体内有更多的类囊体堆叠，这为光反应阶段提供了更多的场所。（2）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，这两个阶段相互影响、相互依存，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。叶肉细胞通过光合作用制造的有机物一部分用于“源”（叶片）自身的呼吸作用和生长发育，另一部分输送至“库”。（3）①气孔是气体进出叶片的主要途径，气孔导度主要影响光合作用中CO2的供应。表中数据显示，在灌浆前期气孔导度和胞间CO2浓度与籽粒产量的相关性均最大，说明这一时期需要较多的CO2，此时的旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降，籽粒产量会明显降低，所以应在灌浆前期合理灌溉，避免因干旱造成减产。②根据以上研究结果，在小麦的灌浆后期和末期，籽粒产量与气孔导度和胞间CO2浓度的相关性下降，而与叶绿素含量的相关性增加，因此针对灌浆后期和末期，应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。（4）阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化，若籽粒的产量有所下降，说明旗叶为籽粒提供有机物，A合理；如果旗叶和籽粒之间有“源”“库”关系，阻断籽粒有机物的输入，旗叶会因有机物积累引起光合作用速率下降，B合理；使用H218O浇灌小麦，H218O会进入小麦全身细胞，无法确定籽粒中含18O的有机物是否来自旗叶，C不合理；使用14CO2饲喂旗叶，旗叶进行光合作用将14C固定在有机物中，检测籽粒中含14C的有机物所占的比例，可以证明旗叶是否为籽粒提供有机物，D合理。10.答案：（1）C3、C5；维管束鞘细胞、叶肉细胞（2）一定量的L-Asp；等量的清水；净光合速率（合理即可）第26页共26页
（3）①在一定光强范围内，转基因水稻光合速率的增加不是通过气孔导度的增大实现的（合理即可）；②两种水稻气孔导度开始下降，原种水稻光合速率基本不变，而转基因水稻的光合速率却大幅增加PEPC酶能提高CO2的利用效率，从而提高光合速率解析：11.答案：（1）右；上（2）大；经过一夜的细胞呼吸，大棚内积累了大量的CO2；降低了（呼吸作用）有机物的消耗（3）小于；少于；背阴处光照强度较低，生活在此处的植物为更充分地吸收光能，细胞内的叶绿体体积较大，数目也比向阳处的植物细胞内叶绿体数目要多（4）NADPH和ATP的供应受限、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解析：12.答案：(1)生长状况相同；控制无关变量，防止生物自身等偶然性因素的出现，以保证实验结果的准确性；抑制了净光合作用(2)非气孔限制因素；9-12天气孔导度和7-8天相同，但胞间CO2浓度比7-8天高(3)[H]和ATP13.答案：(1)因蒸腾作用过强而散失大量水分减少叶绿体基质(2)不能没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和[H](3)B、D(4)增多(5)b叶片被截取部分在6小时内(或实验过程中)光合作用合成的有机物总量14.答案：（1）类囊体薄膜；大；升高（2）1200；该光照胁迫后毛竹最大光合效率下降明显，弱光恢复后毛竹能够恢复原本最大光合效率（3）清水组毛竹经弱光恢复后最大光合效率与原本最大光合效率基本一致，链霉素组毛竹的最大光合效率则无法恢复到原本水平解析：（1）叶黄素等捕获光能的色素位于类囊体薄膜上，纸层析法分离色素时由于叶黄素的溶解度较大，比叶绿素扩散的快，色素带位于叶绿素上方。当光能过剩、跨膜质子梯度增高时，紫黄质（叶黄素的一种）在酶的催化下转化为玉米黄质，植物光合午休时玉米黄质/紫黄质的值会升高。（2）研究叶黄素循环对强光胁迫后毛竹恢复机制的影响，一要光胁迫现象明显以便于对比；二要最大光合效率能恢复到原本水平，以避免过强的光照造成的细胞结构损伤，使叶黄素恢复时，最大光合效率也无法恢复，影响判断。故选用图中1200μmol·m-2.s-1的强光为胁迫条件。第26页共26页
（3）D1蛋白的合成在植物叶片光胁迫防御中发挥着重要的作用，清水组毛竹D1蛋白的合成不受影响，因此弱光恢复后最大光合效率基本恢复，而链霉素组毛竹由于无法合成D1蛋白，造成植物叶片无法有效对光胁迫产生防御，细胞结构受到损伤，这时其最大光合效率无法恢复到正常水平。15.答案：（1）起源于热带的景天科植物，经过高温环境的长期自然选择，植物中那些白天气孔关闭，晚上气孔开放的植物生存了下来；酶活性；高温和干旱（2）基粒；丙酮酸（3）ATP和NADPH；PEP酶对CO2有很强的亲和力，即使夏季晴天的正中午气孔关闭，其也能够结合叶片内细胞间隙中含量很低的二氧化碳解析：（1）CO2通过叶片上的气孔进入叶肉细胞，起源于热带的景天科植物，只有在夜晚时，CO2才能进入叶肉细胞的原因可能是经过高温环境的长期自然选择，植物中具有白天气孔关闭，夜晚气孔打开特点的植株生存了下来。从细胞代谢的层面分析，酶活性的昼夜调节使苹果酸晚上合成，白天分解。大液泡中苹果酸的积累提高了细胞液的浓度，提高了细胞的吸水能力，进而提高了作物对高温、干旱的适应能力。（2）叶绿体是由双层膜、叶绿体基质和基粒组成的，图1中的叶绿体没有画出基粒。苹果酸可进入细胞质基质分解产生CO2和物质a，物质a可以直接进入线粒体参与有氧呼吸，由此推测物质a可能是丙酮酸。（3）由图2中的信息可知，叶肉细胞叶绿体有类囊体，能进行光反应，生成ATP和NADPH，维管束鞘细胞的叶绿体没有类囊体，不能进行光反应，还原三碳化合物所需要的NADPH和ATP来自叶肉细胞，其通过胞间连丝进入维管束鞘细胞。由题干信息“PEP酶与CO2的亲和力远大于Rubisco酶”，推测PEP酶与CO2有很强的亲和力，能够结合低浓度的二氧化碳，所以玉米和甘蔗在夏季晴天的正中午，光合作用强度并没有明显减弱。第26页共26页
2022年高考生物一轮复习：细胞的生命历程解题模板与练习题汇编【解题模板】一、有丝分裂1.细胞周期的表示与判断方法看时间：长短看时期：间期+前期+中期+后期+末期2.判断各时期物质、结构的变化规律3.有丝分裂抑制剂作用结果的判断看细胞比例变化：a.核DNA含量为4a的细胞比例增大，细胞一分为二过程被抑制b.核DNA含量为2a的细胞比例增大，间期DNA复制过程被抑制二、细胞分化、与细胞衰老、凋亡、癌变的分析第26页共26页
【练习】1.研究表明，持续的肺部炎症会导致休眠癌细胞的周围出现中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和基质金属蛋白酶9(MMP9)，能将肺部组织中的层粘连蛋白切割，暴露出一个名为“表位”的新表面，附近的休眠癌细胞能识别“表位”并被唤醒。下列有关叙述错误的是()A.休眠癌细胞能通过特异性受体蛋白识别“表位”B.NE和MMP9的分泌过程伴随有生物膜的转化C.被唤醒的癌细胞细胞周期会缩短，自由水含量会增加D.为防止癌症复发，应大量使用抗生素来根治器官炎症2.细胞周期包括DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）与DNA合成后期（G2期）和分裂期（M期），若某动物细胞的G1、S、G2、M期经历的时间依次为10h、7h、3h、1h。研究人员利用DNA合成阻断剂3H-TdR（只影响DNA合成，不影响其他生命活动）可使细胞周期同步化（即利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段），进行的部分实验如下：用含3H-TdR的培养液培养该动物细胞群，经X小时后获得细胞群甲；随后将3H-TdR洗脱，转移至不含3H-TdR的培养液中继续培养得到细胞群乙，Y小时后，加入3H-TdR可获得细胞周期同步化的细胞群丙。下列叙述正确的是()A.X必须大于或等于7hB.细胞群甲均停留在S期C.Y应大于14hD.细胞群丙均停留在G1/S交界处3.一个细胞周期可为分裂间期(G1、S、G2)和分裂期(M)。如图1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)，图2表示MPF在细胞周期中的活性变化。下列说法错误的是()A.A、B、C、D的顺序可表示一个细胞周期B.若用某种药物抑制DNA复制，则细胞不能通过检验点4C.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第26页共26页
4.磷酸化的Cdc2发生去磷酸化后才能被激活从面使细胞进入分裂期，Cdc2的磷酸化受基因Cdc25和基因Weel调节。裂殖酵母经过自身延长后从中间断裂进行生殖，科研人员通过培养野生型、Weel突变体和Cdc25突变体裂殖酵母进行了细胞周期的研究，表现型如下图所示。下列相关叙述错误的是()A.基因Cdc25表达、基因Weel不表达时细胞才能正常分裂B.基因Weel和基因Cdc25分别抑制和促进了Cdc2的去磷酸化C.正常细胞中磷酸化的Cdc2发生去磷酸化后，核膜解体D.基因Cdc25在分裂期表达，基因Weel在间期表达5.动粒是位于姐妹染色单体着丝粒两侧的多蛋白结构（如图所示），负责将着丝粒与纺锤丝连结在一起。近期研究发现，纤维冠（corona）主要是由围绕在动粒外层的促使染色体分离的马达蛋白组成，与纺锤丝微管连接，支配染色体的运动和分离。下列相关叙述正确的是()A.在正常情况下，图中所示的姐妹染色单体含有等位基因B.若动粒外层的纤维冠缺失，可导致核DNA无法平均分配C.纺锤丝变短导致着丝粒分离，姐妹染色单体移向细胞两极D.有丝分裂后期，秋水仙素能作用于动粒抑制纺锤体的形成6.细胞分裂过程中染色体的正确分离需要细胞内的监控机制来保证，如下图所示。纺锤体组装检验点依赖SAC蛋白（该机制的重要蛋白质），它监控着纺锤丝与着丝点之间的连接。一开始SAC蛋白位于②上，后来脱离，当所有的SAC蛋白都脱离后，细胞进入图D所示的时期，APC被激活。下列相关说法错误的是()A.图示细胞分裂方式为有丝分裂B.图示①中心体是在间期复制形成的C.图示中SAC蛋白与APC的激活没有关系第26页共26页
D.APC被激活与保证细胞染色体平均分配有关7.WDR26蛋白在真核生物中广泛存在，该蛋白与调控细胞增殖的某信号途径密切相关。为研究WDR26蛋白对细胞增殖的影响，某团队以HeLa细胞为材料进行研究，实验组为WDR26蛋白过量表达的HeLa细胞，对照组为WDR26蛋白正常表达的HeLa细胞，结果如图所示。下列叙述正确的是()A.由图1可知，WDR26蛋白能促进HeLa细胞增殖B.WDR26蛋白可以使HeLa细胞周期变长C.图2中M点包含的HeLa细胞在细胞周期中所处的时期是分裂期D.在实验组中加入DNA合成抑制剂，图2中N点对应的细胞数量将增多8.一项研究发现，寿命超过100岁的人中许多都拥有FOXO3基因的不寻常的版本，该基因可以保护大脑中的神经干细胞（NSPC）免受应激的有害影响，阻止大脑中的神经干细胞（NSPC）分裂直到环境支持新产生的细胞生存，从而保存了大脑的再生能力。大脑中缺乏该基因的小鼠受到不利因素的影响时脑细胞逐渐死亡。下列叙述中不正确的是()A.神经干细胞产生新的脑细胞是特定基因表达的结果B.人体衰老可能与FOXO3基因有关，该基因会影响脑细胞数量C.不利的环境因素可能导致NSPC保持休眠状态，保存了分裂、分化能力D.过度激活FOXO3基因可产生更多脑细胞，长寿的人该基因一直处于开启状态9.在胚胎发育期间，秀丽新小杆线虫有1090个体细胞，但在发育过程中有131个体细胞程序性死亡。研究发现细胞程序性死亡与4组共15个基因共同作用有关，如下图所示。遗传学研究发现：ced-3、ced-4、ced-9这3个基因在所有131个程序性死亡的细胞中都起作用，ced-9可阻断ced-3、ced-4的作用，防止细胞死亡；ced-3或ced-4突变体中，应该死去的131个细胞都活下来了；nuc-1突变体中，DNA裂解受阻，但细胞仍然死亡。根据以上信息，下列推断不合理的是()第26页共26页
A.健康细胞接受内外信号从而启动程序性死亡B.组1两个基因对ced-9基因的开启与关闭具有调控作用C.ced-9与ced-3、ced-4在细胞程序性死亡中的作用是相互拮抗的D.ced-3、ced-4、nuc-1中任意1个基因发生突变都会导致细胞凋亡受阻10.最新研究报告称：在人类肿瘤细胞中存在大量环状染色体外DNA（即ecDNA）。肿瘤细胞分裂时，ecDNA被随机分配到子细胞中；ecDNA部分携带癌基因，还能够改变癌基因的表达模式，促进肿瘤细胞的恶性增殖，并且在肿瘤快速生长和抵御威胁（比如化疗、放疗和其他疗法）中扮演着非常关键的角色。下列叙述错误的是()A.ecDNA为环状DNA，游离磷酸基团的数目为0B.肿瘤细胞可以发生基因突变、基因重组和染色体变异C.不同肿瘤细胞中ecDNA的数目不同，其癌基因的数目也可能不同D.研发能降解ecDNA的药物，是治疗癌症的新思路11.科学家对于衰老起因的研究仍在摸索前行，《衰老生物学》中将衰老的定义修正为“衰老是由时间推移，以及与环境相互作用而引起的分子、细胞和机体结构与功能的随机改变，衰老增加死亡的可能性”。下列说法正确的是()A.衰老细胞的细胞膜通透性降低，物质运输能力也减弱B.细胞的死亡不利于机体更好地实现自我更新C.胚胎发育过程中，细胞会衰老，但不会凋亡D.细胞衰老后可通过细胞自噬将其清除，这与细胞内溶酶体有关12.细胞的生命历程包括：细胞分裂、细胞分化、细胞衰老和细胞凋亡等过程，人类深入研究的细胞衰老和细胞凋亡机制可为延长人类寿命及治疗癌症等提供理论依据。请阅读以下资料：资料1：研究发现，NSD2酶可调节许多基因的表达，同时能够阻止细胞衰老；通过进一步实验表明，抑制正常细胞的NSD2酶的功能会导致细胞衰老加速，衰老细胞中NSD2酶的数量明显减少。第26页共26页
资料2：当凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后，通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因，细胞凋亡的关键因子Dnase酶和Caspase酶被激活，Dnase酶能切割DNA形成DNA片段，Caspase酶能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，凋亡小体进而被吞噬细胞吞噬清除。下列相关叙述错误的是()A.NSD2酶通过调节基因的表达会导致细胞新陈代谢的速率减慢B.细胞裂解后形成的凋亡小体通过胞吞的方式进入吞噬细胞内C.增加癌细胞中Caspase酶的活性可为癌症的治疗提供新的思路D.处于衰老阶段的细胞和处于凋亡阶段的细胞中表达的基因相同13.MTT比色法是一种检测细胞存活的方法，其检测原理为活细胞的线粒体中存在的某种酶，可将黄色的MTT还原为结晶状的蓝紫色甲瓒，而死细胞中此酶无活性。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的甲瓒，用酶联免疫检测仪在540nm波长处测定溶解了甲瓒的DMSO的光吸收值(OD540值)。活细胞数量与光吸收值成正比。研究人员采用MTT比色法检测不同浓度的姜黄素对离体肝癌细胞增殖的影响，实验结果如下图所示。有关分析错误的是()A.本实验的自变量是姜黄素的浓度和处理时间，因变量是OD540值B.姜黄素能抑制肝癌细胞增殖，且在一定范围内，随溶液浓度的增加而增大C.与其它时间段相比，在48～72h间姜黄素对肝癌细胞增殖抑制作用最明显D.为观察姜黄素对肝癌细胞的作用，后续相关实验可将姜黄素处理时间限定在48h14.在生殖系细胞和癌细胞中存在端粒酶（由RNA和蛋白质形成的复合体），能够将变短的DNA末端重新加长（端粒酶作用机理如图所示）。下列相关叙述正确的是()A.端粒中“AAUCCC”重复序列有利于保护正常基因序列B.将双缩脲A液与B液混合后滴加到待测端粒酶样液中可以鉴定端粒酶的成分C.体细胞不能无限正常分裂的原因是不含端粒酶基因D.端粒酶可以连接两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键第26页共26页
15.结肠癌是常见的恶性肿瘤之一，结肠干细胞中转录活化因子（STAT3）异常活化后会导致其无限增殖。研究发现，毛钩藤碱可通过抑制细胞周期蛋白CyclinD1（过度表达可导致细胞增殖失控）的活性、促进半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Caspase-3）基因的表达来抑制结肠癌细胞的增殖，促进其凋亡，为结肠癌的治疗提供新思路。下列有关说法错误的是()A.结肠干细胞既有分裂能力又有分化能力B.结肠癌细胞存在细胞周期，在分裂后期形成细胞板C.STAT3可能通过促进CyclinD1基因的表达来发挥作用D.结肠癌细胞中控制Caspase-3合成的基因不表达，从而不会发生凋亡答案以及解析1.答案：D2.答案：D解析：第一次用含3H-TdR的培养液培养动物细胞群，可使细胞停留在S期或G1/S交界处，所以X应大于（G2+M+G1）对应的时间，即X大于14h，A、B错误；对细胞群乙进行处理时，应使原来处于S期的细胞度过S期且不进入下一个S期，使原来处于G1/S交界处的细胞度过S期，故Y应该大于S期对应的时间但小于（M+G1+G2）对应的时间，即大于7h小于14h，C错误；DNA合成阻断剂3H-TdR只影响DNA合成，不影响其他生命活动，所以第二次加入阻断剂后，所有细胞均停留在G1/S交界处，D正确。3.答案：AB第26页共26页
解析：本题以细胞周期为背景，考查细胞周期的概念和细胞周期中各时期的特征。已知核DNA的复制是在D时期完成的，则D时期为S期，A时期为G2期，则B为分裂期（M），C为Gl期C→D→A→B表示一个细胞周期，A错误；若用某种药物抑制DNA复制，DNA复制不完全，则细胞不能通过检验点2，B错误；若向A时期（G2）细胞显微注射适量的MPF，因MPF可使A时期细胞顺利通过检验点4进入B时期，故G2期细胞进入M期的时间提前，C正确；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。4.答案：AD5.答案：B6.答案：C解析：本题考查细胞有丝分裂过程。题图为有丝分裂过程，A正确；中心体的复制是在间期完成的，B正确；由图可知，无活性的SAC蛋白都脱离后细胞进入图D所示时期，APC由无活性转为有活性，SAC蛋白与APC的激活有关系，C错误；激活APC后，细胞进入后期，从而保证姐妹染色单体都能平均分配进入子细胞，维持子代细胞遗传性状的稳定性，D正确。7.答案：A解析：由图1可知，实验组细胞数比对照组多，说明WDR26蛋白可以促进HeLa细胞增殖，A正确；分析图1，相同时间内实验组细胞数多于对照组，说明实验组HeLa细胞分裂次数较多，即实验组HeLa细胞周期短，B错误；从图2可以看出，图中M点包含的HeLa细胞在细胞周期中所处的时期是间期，C错误；如果在实验组中加入DNA合成抑制剂，则会抑制DNA的合成，N点对应的细胞数量将减少，D错误。8.答案：D解析：神经干细胞具有分化的能力，分化为新的脑细胞是基因选择性表达的结果，A正确；FOXO3基因可阻止大脑中神经干细胞的分裂，影响脑细胞的数量，而人体衰老的过程中神经干细胞的分裂、分化能力降低，脑细胞的数量减少，B正确；不利的环境因素下神经干细胞的分裂能力下降，可能导致NSPC保持休眠状态，保存了大脑的再生能力，C正确；不利的环境条件下，FOXO3基因可阻止大脑中NSPC分裂，过度激活FOXO3基因不能促进脑细胞大量产生，长寿的人该基因不会一直处于开启状态，D错误。9.答案：D10.答案：B第26页共26页
解析：本题考查细胞癌变与信息提取能力。正常染色体DNA为双链结构，非环状，游离磷酸基团的数目为2，而ecDNA为环状DNA，游离磷酸基团的数目为0，A正确；肿瘤细胞不能进行减数分裂，不能发生基因重组，B错误；由题干信息“肿瘤细胞分裂时，ecDNA被随机分配到子细胞中”和“ecDNA部分携带癌基因”可知，不同肿瘤细胞中ecDNA的数目不同，癌基因的数目也不同，C正确；ecDNA部分携带癌基因，还能够改变癌基因的表达模式，促进肿瘤细胞的恶性增殖，并在肿瘤快速生长和抵御威胁（如化疗、放疗和其他治疗）中发挥关键作用，因此研发能降解ecDNA的药物是治疗癌症的新思路，D正确。11.答案：D解析：本题考查细胞衰老和死亡的特征及意义。衰老细胞的细胞膜通透性改变而非降低，A错误；细胞凋亡于机体有利，其也属于细胞死亡，B错误；胚胎发育过程中，有的细胞会衰老，有的细胞会凋亡，C错误；在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构通过溶酶体降解后再利用，D正确。12.答案：AD解析：细胞衰老时，细胞新陈代谢的速率减慢，NSD2酶能够阻止细胞衰老，故不会导致细胞新陈代谢的速率减慢，A错误；凋亡小体通过胞吞的方式进入吞噬细胞内，B正确；根据资料2可知，增加Caspase酶的活性，可促进细胞凋亡，故增加癌细胞中Caspase酶的活性可为癌症的治疗提供新的思路，C正确；在细胞的生命历程中，处于不同阶段的细胞中均有与其所在阶段相关的基因进行表达，即不同阶段细胞表达的基因存在一定的差异，D错误。13.答案：C14.答案：D15.答案：B解析：本题主要考查细胞的生命历程。结肠干细胞同时具有分裂和分化能力，A正确；结肠癌细胞能连续分裂，存在细胞周期，但动物细胞没有细胞板，植物细胞在分裂末期形成细胞板，B错误；由题意可知，CyclinD1过度表达可导致细胞增殖失控，STAT3异常活化后会导致细胞无限增殖，说明两者之间有一定的关联，推测STAT3可能通过促进CyclinD1基因的表达来发挥作用，C正确；毛钩藤碱通过促进Caspase-3的表达来促进结肠癌细胞的凋亡，因此，结肠癌细胞中控制Caspase-3的基因不表达，其不会发生凋亡，D正确。第26页共26页
