五年（2021-2025）高考生物真题分类汇编专题专题02 细胞的能量利用（解析版）（河北专用）

五年（2021-2025）高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题02细胞的能量供应和利用考点5年考情（2021-2025）命题趋势考点1酶与ATP2025、2024、从近五年河北省高考试题来看，细胞呼吸和光合作用是重中之重，常作为非选择题的第一道题出现，是高考考察的重点内容。考点2细胞呼吸2025、2022、2021考点3光合作用2025、2024、2023、2022、2021考点01酶与ATP1、（2025·河北·高考真题）ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是（

）A．肌肉的收缩 B．光合作用的暗反应C．Ca2+载体蛋白的磷酸化 D．水的光解【答案】D【知识点】主动运输、ATP的功能及利用、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化〖祥解〗ATP（腺苷三磷酸）是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它与ADP的相互转化实现储能和放能，从而保证细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是活细胞能通过细胞呼吸生成ATP。【详析】A、肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不符合题意；B、光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP（来自光反应产生的ATP），B不符合题意；C、ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca²⁺载体蛋白磷酸需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不符合题意；D、水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D符合题意。故选D。2、（2025·河北·高考真题）下列过程涉及酶催化作用的是（

）A．Fe3+催化H2O2的分解 B．O2通过自由扩散进入细胞C．PCR过程中DNA双链的解旋 D．植物体细胞杂交前细胞壁的去除【答案】D【知识点】酶的特性、PCR扩增的原理与过程、植物体细胞杂交技术、自由扩散【详析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，具有高效性、专一性和作用条件温和。〖祥解〗A、Fe3+催化H2O2的分解，Fe3+是无机催化剂，不是酶，A错误；B、O2通过自由扩散进入细胞，这是一种简单的物质跨膜运输方式，不涉及酶的催化作用，B错误；C、PCR过程中DNA双链的解旋是通过高温实现的，不需要酶来解旋（在生物体内DNA解旋需要解旋酶），C错误；D、植物体细胞杂交前细胞壁的去除，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，涉及酶的催化作用，D正确。故选D。3、（2024·河北·高考真题）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【答案】D【知识点】真核细胞与原核细胞、细胞器的结构、功能及分离方法、酶的本质〖祥解〗酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，应在最适pH、低温条件下保存。原核生物只有唯一的细胞器核糖体，无细胞核和其他细胞器。【详析】A、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过氧化氢就是无机物，A错误；B、胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误；C、醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误；D、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。故选D。考点02细胞呼吸1、（2022·河北·高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（）A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色【答案】B【知识点】探究酵母菌细胞呼吸的方式〖祥解〗1、无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。【详析】A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。故选B。2、（2021·河北·高考真题）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（

）A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中【答案】D【知识点】生物膜的流动镶嵌模型、主动运输、无氧呼吸过程、协助扩散〖祥解〗1、人体成熟的红细胞在发育成熟过程中，将细胞核和细胞器等结构分解或排出细胞，为血红蛋白腾出空间，运输更多的氧气；2、分析题图可知，①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞。【详析】A、根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；B、①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；C、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；D、成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。故选D。3、（2025·河北·高考真题）玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析正确的是（

）A．线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B．突变体中有氧呼吸的第二阶段增强C．突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D．突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强【答案】ACD【知识点】有氧呼吸过程、无氧呼吸过程、影响细胞呼吸的因素〖祥解〗有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。【详析】A、细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确；B、玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶，T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损，有氧呼吸第二阶段能产生[H]，第三阶段[H]和氧气生成水，导致第一、二阶段积累的[H]被消耗，突变体线粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误；C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确；D、突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损，因此有氧呼吸强度变小，而突变体乳酸含量远大于野生型，因此无氧呼吸增强，D正确。故选ACD。4、（2021·河北·高考真题）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（

）A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间【答案】ACD【知识点】影响细胞呼吸的因素、细胞呼吸原理在生产和生活中的应用、有氧呼吸和无氧呼吸的异同〖祥解〗细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化释放的能量比后者多。温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素，储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间，而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。【详析】A、荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；B、荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；C、温度会影响酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；D、乙烯促进果实成熟，催熟是乙烯最主要和最显著的效应。所以气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬的保鲜时间，D正确。故选ACD。【『点石成金』】考点03光合作用1、（2025·河北·高考真题）对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是（

）A．类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2OB．叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2C．类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2D．叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物【答案】A【知识点】有氧呼吸过程、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化〖祥解〗光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生在类囊体薄膜上，完成水的光解和ATP的合成，暗反应阶段发生在叶绿体基质，完成二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。【详析】A、类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O，A错误；B、叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2，B正确；C、类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确；D、叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物（丙酮酸），生成CO2和NADH，D正确。故选A。2、（2025·河北·高考真题）某科创小组将叶绿素合成相关基因转入小麦愈伤组织，获得再生植株，并进行相关检测。下列实验操作错误的是（

）A．将种子消毒后，取种胚接种到适当的固体培养基诱导愈伤组织B．在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后观察颜色以鉴定DNAC．将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析D．对叶片抽气处理后，转到富含CO2的清水中，探究不同光照下的光合作用强度【答案】C【知识点】绿叶中色素的提取和分离实验、影响光合作用的因素、植物组织的培养及基本过程、DNA的粗提取及鉴定的方法〖祥解〗色素提取的原理：叶绿体中的色素溶解于有机溶剂，如无水乙醇；色素分离的原理：四种色素在层析液中的溶解度不同，因而随层析液在滤纸上扩散的速度不同，溶解度越高，扩散速度越快，溶解度越低，扩散速度越慢。【详析】A、将种子消毒后，取种胚接种到适当的固体培养基可以诱导愈伤组织，这是植物组织培养中常用的获取愈伤组织的方法，A正确；B、在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后会出现蓝色反应，以此来鉴定DNA，B正确；C、在进行色素层析时，色素滴加部位不能浸入层析液，否则色素会溶解在层析液中，无法在滤纸条上进行层析分离，C错误；D、对叶片抽气处理后，转到富含CO2的清水中，通过观察不同光照下叶片上浮的情况等可以探究不同光照下的光合作用强度，D正确。故选C。3、（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。覆膜处理叶绿素含量（mg/g）类胡萝卜素含量（mg/g）白膜1.670.71蓝膜2.200.90绿膜1.740.65回答下列问题：(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中光可被位于叶绿体上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为和。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是。(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为（答出两点即可）。【答案】(1)蓝光类囊体薄膜C5糖类紫外光(2)无水乙醇叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰(3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用【知识点】绿叶中色素的提取和分离实验、叶绿体的结构与功能、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素〖祥解〗光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的产物有O2、ATP和NADPH。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段，CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。【详析】（1）叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。（2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。（3）据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。4、（2023·河北·高考真题）拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段，叶肉细胞H基因表达量下降，细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。回答下列问题：(1)未成熟叶绿体发育所需ATP主要在合成，经细胞质基质进入叶绿体。(2)光照时，叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能，将其转化为ATP和中的化学能，这些化学能经阶段释放并转化为糖类中的化学能。(3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达，对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理，之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度，结果如图。相对于非转基因细胞，转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显。据此推测，H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被（填“叶绿体”或“线粒体”）大量消耗，细胞有氧呼吸强度。

(4)综合上述分析，叶肉细胞通过下调阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体，从而防止线粒体，以保证光合产物可转运到其他细胞供能。【答案】(1)线粒体（或“线粒体内膜”）(2)NADPH（或“还原型辅酶Ⅱ”）暗反应（或“卡尔文循环”）(3)降低叶绿体升高(4)H基因表达（或“H蛋白数量”）过多消耗光合产物（或“有氧呼吸增强”）【知识点】有氧呼吸过程、影响细胞呼吸的因素、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、ATP的功能及利用〖祥解〗由题干可知，拟南芥发育早期的叶肉细胞中，未成熟叶绿体发育需要来自细胞质基质的ATP，ATP是细胞中的直接能源物质，主要细胞呼吸和光合作用产生，其中细胞呼吸产生的ATP可以用于各种生命活动，因此未成熟的叶绿体发育所需的ATP来自细胞呼吸，细胞有氧呼吸产生大量ATP，有氧呼吸的场所主要在线粒体，因此细胞线粒体产生大量ATP通过叶绿体膜上的H蛋白转运至叶绿体促进其发育。待叶绿体发育成熟，H基因表达量下降，细胞有氧呼吸产生的ATP向叶绿体转运受阻，ATP可用于其他的生命活动，避免有机物的过度消耗。【详析】（1）由题干可知，拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍在发育且时，消耗的ATP主要来自自身线粒体。线粒体通过有氧呼吸为细胞提供生命活动所需的大约95%的能量。线粒体中能够大量合成ATP的化学反应在线粒体内膜上进行。（2）在植物光合作用的光反应阶段，光能被光合色素捕获后，转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和NADPH中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。（3）由图可知，叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中H基因表达下调，细胞质基质ATP浓度远高于叶绿体基质。H基因过表达后，细胞质基质中ATP含量下降，且叶绿体基质中ATP含量未显著升高，表明叶绿体消耗了从细胞质基质中转入的ATP。推测，H基因过表达后，大量的ATP转运至叶绿体中被消耗，细胞需代偿性提高线粒体呼吸强度，以补充细胞质基质中的ATP。（4）由题分析可知，ATP由细胞质基质向叶绿体转运过程中，H转运蛋白的数量是限制运输速率的一个主要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H基因的表达下调，H转运蛋白的数量减少，进而ATP向叶绿体的流入被有效阻止，细胞质基质ATP可保持正常生理水平，从而避免了线粒体呼吸作用的额外增强、过多消耗光合产物，保证光合产物能被转运到其他细胞供能。5、（2022·河北·高考真题）某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题：(1)从叶片中分离叶绿体可采用法。(2)经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是（写出两点即可）。(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少。(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于中的基因编码。【答案】(1)差速离心(2)叶绿体内部结构解体；光合色素减少(3)水分的散失(4)细胞核叶绿体【知识点】基因、蛋白质与性状的关系、影响光合作用的因素、细胞器的结构、功能及分离方法〖祥解〗1、分离各种细胞器的方法是差速离心法。2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。【详析】（1）叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。（2）光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。（4）叶绿体属于半自主性细胞器，其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于细胞质中（叶绿体）的基因编码。6、（2021·河北·高考真题）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水+氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度（mmol·m-2s-1）8565196叶绿素含量（mg·g-1）9.811.812.6RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）316640716光合速率（μmol·m-2s-1）6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题：（1）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。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动两种物质的合成以及的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到分子上，反应形成的产物被还原为糖类。（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是。【答案】细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物主动吸收镁ATP和NADPH水C5（或RuBP）气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大【知识点】细胞中的水、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、影响光合作用的因素〖祥解〗分析题意可知，该实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，实验分成三组：对照组、施氮组、水+氮组；分析表格数据可知：自由水与结合水的比值：对照组＜施氮组＜水+氮组；气孔导度：对照组＞施氮组＜水+氮组；叶绿素含量：对照组＜施氮组＜水+氮组；RuBP羧化酶活性：对照组＜施氮组＜水+氮组；光合速率：对照组＜施氮组＜水+氮组。【详析】1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。【『点石成金』】本题考查水的存在形式和作用、光合作用的过程、影响光合作用的因素等相关知识，意在考查考生把握知识间的相互联系，运用所学知识解决生物学实际问题的能力，难度中等。一、单选题1．（2025·河北保定·二模）葡萄糖传感器是患者在糖尿病管理中用于实时监测血糖水平的核心设备，其核心原理依赖于葡萄糖氧化酶（GOD）的生物催化作用，反应式如图所示。下列叙述错误的是（

）葡萄糖+O2葡萄糖酸+H2O2A．该传感器中GOD能够降低葡萄糖氧化反应的活化能B．该传感器须在适宜的温度条件下使用，高温会破坏酶的空间结构C．利用葡萄糖传感器监测血糖时，GOD在传感器中能反复利用D．该传感器的反应速率仅与葡萄糖浓度有关，与酶的含量无关【答案】D〖祥解〗酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，酶的催化具有高效性、专一性、需要适宜的温度和pH值。【详析】A、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，因此葡萄糖氧化酶（GOD）能够降低葡萄糖氧化反应的活化能，A正确；B、温度会影响酶的活性，因此该传感器须在适宜的温度条件下使用，高温会破坏酶的空间结构使酶的活性降低甚至丧失活性，B正确；C、酶在催化化学反应前后结构不变，因此可以反复利用，即利用葡萄糖传感器监测血糖时，GOD在传感器中能反复利用，C正确；D、底物的浓度、酶的数量、酶的活性等均会影响反应速率，因此该传感器的反应速率不仅与葡萄糖浓度有关，也与酶的含量有关，D错误。故选D。2．（2025·河北石家庄·二模）为了提高生物学实验的科学性和有效性，实验设计至关重要。下列相关叙述正确的是（）A．设计预实验是为了避免实验偶然性，排除其他干扰因素对正式实验的影响B．“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对照组是正常形态的细胞C．15N同位素标记法适用于研究分泌蛋白的分泌途径D．运用“减法原理”控制自变量可用于探究细胞核的功能【答案】D〖祥解〗设计实验方案时，要求只能有一个变量，这样才能保证实验结果是由你所确定的实验变量引起的，其他因素均处于相同理想状态，这样便于排除因其他因素的存在而影响、干扰实验结果的可能。预实验的目的是为正式实验摸索实验条件，检验实验设计的科学性与可行性。【详析】A、进行预实验的目的是为正式实验摸索实验条件，检验实验设计的科学性与可行性，减少浪费，A错误；B、“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，进行了两次自身对照，第一次为发生质壁分离的细胞与正常形态的细胞（对照组），第二次为质壁分离复原后的细胞与质壁分离的细胞（对照组），因此对照组为正常形态的细胞和质壁分离的细胞，B错误；C、15N同位素无放射性，不适合用于研究分泌蛋白的分泌途径，C错误；D、自变量控制中的“减法原理”可用于探究细胞核的功能，即实验中的自变量为有无细胞核，D正确。故选D。3．（2025·河北唐山·二模）青花椒采摘初期水分含量高、酶活性强，放置在空气中极易氧化褐变和组织软烂。下列有关青花椒储藏技术的说法，错误的是（）A．高温瞬时处理可以有效降低青花椒中氧化酶活性，防止褐变B．低温处理可改变氧化酶的空间结构延长青花椒的贮藏时间C．调节密闭贮藏环境中的气体成分比例对贮藏效果有重要影响D．干燥处理可以降低青花椒细胞中自由水比例，防止组织软烂【答案】B〖祥解〗自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，抗逆性越差；水果、蔬菜的储藏应选择零上低温、低氧等环境条件。【详析】A、青花椒采摘初期水分含量高、酶活性强，放置在空气中极易氧化褐变和组织软烂。高温瞬时处理可以使青花椒中氧化酶的空间结构改变，有效降低青花椒中氧化酶活性，防止褐变，A正确；B、低温条件下酶的活性较低，但低温不会改变酶的空间结构，B错误；C、低温、低氧可降低细胞的有氧呼吸，延长储藏时间，因此调节密闭贮藏环境中的气体成分比例对贮藏效果有重要影响，C正确；D、干燥处理通过去除青花椒中的水分，降低了细胞中自由水的比例，这不仅有助于阻止微生物的生长和酶促反应的发生，还减少了组织软烂的可能性。此外，干燥处理还能减缓青花椒的新陈代谢，从而延长其保质期，D正确。故选B。4．（2025·河北·二模）实验小组从某微生物中提取出一种酶，在不同温度条件下进行相关实验，其他条件相同且适宜。分别在反应1h末和2h末测定产物的含量，实验结果如下表。下列叙述正确的是（）温度15℃25℃35℃45℃产物含量相对值1h末0.311.50.12h末0.61.81.80.1A．实验的自变量是产物含量，因变量是反应温度与反应时间B．实验开始时应将酶与底物混合后再置于对应的温度下保温C．根据表中实验结果可推知，该酶的最适温度在25℃到45℃之间D．25℃时的产物含量和酶活性与35℃时的产物含量和酶活性相同【答案】C〖祥解〗酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性、酶需要适宜的温度和pH。【详析】A、该实验是在不同的时间检测不同温度下产物的生成量，实验的自变量为反应时间和反应温度，因变量为产物含量，A错误；B、实验前需分别在相应温度下处理酶与底物，待酶与底物达到相应温度后，再混合并在相应温度下保温，使其进行反应，B错误；C、根据1h末的实验结果，与其他温度下相比较，35℃时产物含量最大，因此该酶的最适温度在25℃到45℃之间，C正确；D、由1h末的产物含量不同可知25℃与35℃实验组的酶活性不同，但在反应2h末，两温度条件下产物含量相等，此时25℃实验组与35℃实验组在2h末反应都已经结束，D错误。故选C。5．（2025·河北沧州·一模）衣原体属于严格的胞内寄生原核生物，没有合成ATP和GTP的能力，靠寄主提供能量。衣原体感染人体可引起衣原体肺炎，青霉素一般对其不起作用。下列相关叙述错误的是（）A．衣原体的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸B．ATP合成需要酶，衣原体不能产生ATP，说明其细胞中无核糖体C．衣原体可能以二分裂方式增殖，但不可能以有丝分裂方式进行增殖D．用青霉素治疗衣原体肺炎无效可能与衣原体为严格的胞内寄生有关【答案】B〖祥解〗衣原体属于原核生物，细胞结构中含有蛋白质，故其细胞结构中没有以核膜为界限的细胞核，有核糖体。【详析】A、衣原体是细胞生物，其遗传物质是DNA，DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，A正确；B、ATP合成需要ATP合成酶，其化学本质为蛋白质，蛋白质的合成需要细胞内相关基因的指导合成，衣原体不能合成ATP，可能原因是细胞中没有指导合成ATP合成酶的基因或相关基因不能表达，衣原体细胞中有蛋白质，合成场所是细胞中的核糖体，故衣原体细胞中有核糖体，B错误；C、衣原体属于原核细胞，其增殖方式可以是二分裂的方式，有丝分裂是真核细胞特有的增殖方式，C正确；D、衣原体是严格的胞内寄生原核生物，青霉素通过干扰细菌细胞壁的合成导致细菌裂解，从而达到杀菌的目的，青霉素治疗衣原体肺炎无效的原因可能是其不能被人体细胞吸收导致其无法作用于衣原体，D正确。故选B。6．（2025·河北·模拟预测）ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的。下列叙述正确的是（

）A．T2噬菌体增殖过程中所消耗的能量，由其细胞内ATP水解提供B．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质磷酸化，改变蛋白质的活性C．代谢旺盛的细胞中ATP的水解速率远大于合成速率D．ATP可以为DNA复制及转录提供原料和能量【答案】B〖祥解〗ATP的结构简式为A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊化学键。水解时远离A的特殊化学键易断裂，释放大量的能量，供给各项生命活动，所以ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。【详析】A、T2噬菌体为病毒，无细胞结构，其增殖所需能量来自宿主细胞ATP的水解，A错误；B、ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，B正确；C、细胞代谢旺盛时，ATP的水解速率和ATP的合成速率都升高，两者处于平衡状态，C错误；D、ATP可以为DNA复制及转录提供能量，ATP断裂两个高能磷酸键后产物为腺嘌呤核糖核苷酸，只能为RNA的合成提供原料，D错误。故选B。7．（2025·河北邯郸·模拟预测）啤酒生产时，麦芽中多酚氧化酶PPO的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽的过程中需降低其活性。如下图为不同pH和温度对PPO活性影响的曲线。下列叙述正确的是（

）

A．本实验的自变量是pH，温度是无关变量B．相同pH条件下时，随着温度升高，酶促反应产物越多C．把制备麦芽的反应条件控制在温度80℃、pH8.4是制备啤酒最佳条件D．低温不能破坏PPO的空间结构，高温能够破坏PPO的空间结构【答案】D〖祥解〗分析题图曲线可知，该实验的自变量是温度和pH，因变量是PPO的活性，由曲线可知，同一温度条件下酶活性有最适宜pH，pH过高或过低都会影响酶的活性，同一pH条件下温度过高或过低都会使酶活性降低，不同温度条件下的最适宜pH相同。【详析】A、依据曲线图可知，为单坐标多曲线，其自变量不止一个，其中横坐标的pH及温度都是自变量，A错误；B、由题图可知，同一pH条件下，在一定范围内，随着温度升高，酶促反应速率变大，单位时间内酶促反应产物越多，但超过一定温度后，随着温度升高，酶促反应速率下降，单位时间内酶促反应产物越少，B错误；C、由题意知，麦芽中多酚氧化酶（PPO）的作用会降低啤酒质量，因此，制备麦芽过程中需降低其活性，而题图中显示在温度80℃、pH8.4时酶活性最强，C错误；D、低温抑制酶的活性，但不破坏酶的空间结构，高温使酶失活的原因是破坏了酶的空间结构，D正确。故选D。8．（2025·河北张家口·三模）下列有关细胞呼吸过程的叙述，错误的是（

）A．有氧呼吸既消耗水，又产生水B．无氧呼吸既不消耗氧气，也不消耗水C．有氧呼吸和无氧呼吸均主要在最后一个阶段释放能量D．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量均主要以热能形式散失【答案】C〖祥解〗1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。【详析】A、有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，A正确；B、无氧呼吸将葡萄糖分解为乳酸或酒精和CO2，该过程既不消耗氧气，也不消耗水，B正确；C、有氧呼吸第三阶段释放的能量多于前两个阶段，无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，C错误；D、有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量均主要以热能形式散失，D正确。故选C。9．（2025·河北邢台·模拟预测）“曲径接芳塘，文鳞散霞绮。”金鱼作为我国“国鱼”有着悠久的培养历史，其耐低氧的能力明显强于其他鱼类。如图表示金鱼在低氧条件下的部分代谢过程。据图分析，下列相关叙述错误的是（

）A．图中③过程有ATP的合成，⑤过程没有ATP的合成B．向金鱼的培养液中加入酸性的重铬酸钾溶液后可能会呈现由橙色变成灰绿色的现象C．在缺氧环境下，金鱼不同组织细胞中参与呼吸作用的酶是相同的D．金鱼神经细胞无氧呼吸产生的乳酸可以经血液运输进入肌细胞转化成丙酮酸之后被继续利用，这样可以防止其对神经细胞产生毒害作用【答案】C〖祥解〗1、金鱼细胞厌氧呼吸产生乳酸或者酒精。2、在酸性条件下，酒精与重铬酸钾溶液反应呈现灰绿色。3、金鱼神经元无氧呼吸产生乳酸，乳酸没有排出体外，进入肝细胞转化成丙酮酸；金鱼的肝细胞无氧呼吸产生酒精，酒精被排出体外。【详析】A、图中③过程为无氧呼吸第一阶段，有ATP的合成，⑤过程为无氧呼吸第二阶段，没有ATP的合成，A正确；B、据图可知，金鱼肌细胞无氧呼吸的产物酒精会被排出体外，酒精与酸性的重铬酸钾溶液反应可呈现由橙色变为灰绿色的现象，B正确；C、金鱼在神经细胞与肌细胞中无氧呼吸的产物不同，即金鱼不同组织细胞中参与呼吸作用的酶不同，C错误；D、组织细胞无氧呼吸产生的乳酸积累过多会对细胞产生毒害作用，而金鱼神经细胞无氧呼吸的产物乳酸可经血液运输进入肌细胞形成丙酮酸后被继续利用，可防止乳酸对神经细胞的毒害，D正确。故选C。10．（2025·河北邯郸·模拟预测）下列有关绿色植物光合作用与细胞呼吸的叙述，正确的是（）A．光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所在线粒体B．光合作用的光反应吸收的能量均转化为ATP中的化学能C．细胞呼吸产生的ATP和[H]均可供给可用于光合作用的暗反应D．细胞呼吸与光合作用的物质联系有葡萄糖、二氧化碳、水和氧气等【答案】D〖祥解〗光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，色素吸收光能、转化光能，将光能储存在[H]和ATP中。暗反应阶段发生在叶绿体基质中，有光或无光均可进行，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物，三碳化合物在条件有还原氢、酶、ATP的作用下生成有机物。【详析】A、真核细胞光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所主要是在线粒体，A错误；B、光合作用的光反应阶段吸收的能量，有一部分储存在ATP中，也有一部分储存在NADPH中，B错误；C、细胞呼吸产生的ATP用于大部分的生命活动，产生的还原氢（NADH）最终和氧气结合生成水，而光合作用的暗反应需要的ATP和还原氢则由光反应提供，C错误；D、细胞呼吸与光合作用的物质联系有葡萄糖、二氧化碳、水和氧气等，D正确。故选D。11．（2025·河北石家庄·一模）下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（

）A．线粒体中呼吸酶的数量和活性不能直接影响细胞有氧呼吸的强度B．有氧呼吸过程中NADH的产生过程均需要氧气的直接参与C．稻田适时排水可通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用D．剧烈运动时细胞呼吸速率加快导致细胞内ATP含量显著增加【答案】C〖祥解〗1、有氧呼吸分为三个阶段：有氧呼吸的第一阶段的葡萄糖酵解产生丙酮酸、[H]，并释放少量能量；第二阶段的丙酮酸和水反应产生二氧化碳、[H]，并释放少量能量；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气结合形成水，释放大量能量。2、无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或者是乳酸，不论是有氧呼吸还是无氧呼吸，第一阶段都相同。【详析】A、线粒体是有氧呼吸的主要场所，呼吸酶直接参与有氧呼吸的过程，其数量和活性会直接影响有氧呼吸的速率，进而影响有氧呼吸的强度。例如，在细胞代谢旺盛时，线粒体中呼吸酶的数量可能会增加，活性也可能增强，以满足细胞对能量的需求。所以线粒体中呼吸酶的数量和活性能够直接影响细胞有氧呼吸的强度，A错误；B、有氧呼吸过程分为三个阶段，在第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸和少量NADH，该过程不需要氧气参与；在第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量NADH，此过程也不需要氧气直接参与；只有在第三阶段，前两个阶段产生的NADH与氧气结合生成水，该阶段需要氧气的直接参与，B错误；C、水稻的根系在水中容易进行无氧呼吸，产生酒精等有害物质，对根系造成伤害。稻田适时排水可以改善氧气供应，使根系能够进行有氧呼吸，为根系的生命活动提供足够的能量，促进根系的生长和对矿质元素等的吸收，C正确；D、细胞内ATP的含量是相对稳定的，剧烈运动时细胞呼吸速率加快，会产生更多的ATP来满足细胞对能量的需求，但同时ATP也会迅速被消耗，用于各种生命活动，所以细胞内ATP含量不会显著增加，而是处于动态平衡之中，D错误。故选C。12．（2025·河北衡水·模拟预测）下列关于人体内环境的叙述，正确的是（）A．向健康实验鼠颈动脉内灌注高渗盐水后，会出现血浆渗透压迅速升高，尿量增加B．细胞代谢产生的葡萄糖，乳酸和CO2都可以进入组织液中进而进入血浆C．肾小管细胞和下丘脑神经内分泌细胞能够选择性表达抗利尿激素受体基因D．内环境中发生的丙酮酸氧化分解给细胞提供能量，有利于生命活动的进行【答案】B〖祥解〗人体的细胞外液血浆、淋巴（液）和组织液构成了人体的内环境，凡是血浆、淋巴（液）、组织液的成分，都是内环境的成分。内环境的成分有：机体从消化道吸收的营养物质；细胞产生的代谢废物如尿素；机体细胞分泌的物质如激素、分泌蛋白等；氧气、二氧化碳。【详析】A、向实验狗的颈动脉内灌注高渗盐水后，血浆渗透压迅速升高，抗利尿激素增加，促进肾小管和结合管对水分的重吸收，尿量减少，A错误；B、细胞生活的内环境包括血浆、组织液和淋巴（液）等，细胞代谢产生的葡萄糖，呼吸作用产生乳酸和CO2都可以进入组织液中进而进入血浆，B正确；C、抗利尿激素作用于肾小管和集合管，激素发挥作用需要与相应受体结合，故肾小管细胞能够选择性表达抗利尿激素受体基因，而下丘脑神经内分泌细胞不能够选择性表达抗利尿激素受体基因，C错误；D、丙酮酸的氧化分解发生在细胞内，而非内环境中，D错误。故选B。13．（2025·河北秦皇岛·一模）在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上发生多次电子传递过程，最终将电子传递给氧气，该过程释放的能量推动H+从线粒体基质运输到内外膜间隙的过程如图所示。通常每消耗1原子的氧，可以合成1.5～2.5个ATP，即磷氧比（P/O）为1.5~2.5。大肠杆菌在没有氧气时，可利用环境中的硝酸根等氧化性物质接受电子维持呼吸。下列叙述错误的是（）A．上述过程中氧气夺取的电子来自于有机物和水B．若人体细胞中没有氧气，NADH会在细胞质基质中大量积累C．若2,4-二硝基苯酚可以介导H+的跨膜运输，则使线粒体的磷氧比下降D．大肠杆菌依赖硝酸根的呼吸过程，产能效率高于产生酒精的无氧呼吸【答案】B〖祥解〗有氧呼吸第一阶段场所为细胞质基质，利用葡萄糖生成丙酮酸、还原氢和少量能量；第二阶段发生在线粒体基质，利用丙酮酸和水生成还原氢和少量能量；第三阶段在线粒体内膜，还原氢和氧气生成水，释放大量能量。【详析】A、在有氧呼吸过程中，第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和少量[H]（即NADH），第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量[H]，这些[H]在第三阶段将电子传递给氧气，所以氧气夺取的电子来自于有机物（葡萄糖等）和水，A正确；B、若人体细胞中没有氧气，细胞会进行无氧呼吸，在无氧呼吸的第一阶段产生NADH，在第二阶段NADH会被利用来还原丙酮酸生成乳酸等，不会在细胞质基质中大量积累，B错误；C、正常情况下，有氧呼吸第三阶段电子传递过程释放的能量推动H⁺从线粒体基质运输到内外膜间隙，形成H⁺浓度梯度，进而驱动ATP的合成。若2,4-二硝基苯酯可以介导H⁺的跨膜运输，使得H⁺浓度梯度减小，用于合成ATP的能量减少，每消耗1原子的氧合成的ATP减少，即线粒体的磷氧比下降，C正确；D、大肠杆菌依赖硝酸根的呼吸过程，是一种无氧呼吸的替代方式，硝酸根作为电子受体，与产生酒精的无氧呼吸相比，电子传递过程相对更高效，产能效率更高，D正确。故选B。14．（2025·河北承德·模拟预测）大肠杆菌和酵母菌既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。科研人员拟对野生型大肠杆菌的代谢途径进行改造，以生产更多的莽草酸（SA），如图为相关代谢过程。下列叙述正确的是（）A．酵母菌内的丙酮酸与[H]结合可同时产生酒精、CO2和乳酸B．野生型大肠杆菌线粒体内膜上生成的水可通过水通道蛋白进行转运C．野生型大肠杆菌通过柠檬酸循环产生的能量一部分转移至SA中D．提高b酶和c酶活性可以使更多的PEP转化为代谢产物SA【答案】D〖祥解〗有氧呼吸的能量变化：有机物中的化学能经氧化分解大部分以热能形式散失，少部分合成ATP。无氧呼吸能量大部分留在不彻底氧化产物中，少部分在ATP中。【详析】A、酵母菌进行无氧呼吸时丙酮酸与[H]结合的产物为酒精和CO2，没有乳酸，A错误；B、大肠杆菌为原核生物，无线粒体，B错误；C、据图可知，野生型大肠杆菌通过柠檬酸循环产生的能量不会转移至SA中，C错误；D、据图可知，提高b酶和c酶活性可以使更多的PEP转化为代谢产物SA，D正确。故选D。15．（2025·河北承德·一模）下列有关高中生物学相关实验的叙述，正确的是（

）A．用溴麝香草酚蓝溶液检测酒精时，不需要水浴加热B．科学家运用放射性同位素标记技术证明DNA是以半保留方式复制的C．秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制后期着丝粒的分裂D．探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中无需设置空白对照组【答案】D〖祥解〗橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色，二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。【详析】A、应用酸性的重铬酸钾溶液检测酒精，A错误；B、15N是稳定同位素，因此科学家是运用同位素标记技术证明DNA是以半保留方式复制的，B错误；C、秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，并不能抑制后期着丝粒的分裂，C错误；D、探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中无需设置空白对照组，实验设计遵循自身前后对照的原则，D正确。故选D。16．（2025·河北承德·一模）糖酵解是指葡萄糖被分解成为丙酮酸的过程。研究发现，高渗透压刺激时TPM4等微丝结合蛋白可以更多的定位到微丝骨架（细胞骨架的一部分）上，并招募多种糖酵解酶形成TPM4凝聚体，随后TPM4凝聚体分离促进糖酵解，并促进细胞应激下的微丝骨架重排。下列叙述正确的是（

）A．糖酵解发生在细胞质基质中，能产生少量的NADPH和ATPB．细胞的微丝骨架与生物膜的基本支架的化学本质相同C．微丝骨架的重排与细胞分裂及物质运输等过程相关，与信息传递无关D．TPM4的缺失会降低高渗环境下细胞的糖酵解水平，并抑制微丝骨架重排【答案】D〖祥解〗真核细胞中存在有维持细胞形态、保护细胞内部结构有序性的细胞骨架，它是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、能量转换等生命活动密切相关。【详析】A、糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，该过程发生在细胞质基质中，能产生少量的NADH和ATP，A错误；B、细胞的微丝骨架的化学本质是蛋白质，而生物膜的基本支架的化学本质是磷脂，二者化学本质不同，B错误；C、细胞骨架与细胞运动、能量转换等生命活动密切相关，因此微丝骨架的重排与细胞分裂、物质运输及信息传递等过程均相关，C错误；D、TPM4凝聚体分离可以促进糖酵解，并促进细胞应激下的微丝骨架重排，当TPM4缺失时，会降低高渗环境下细胞的糖酵解水平，并抑制微丝骨架重排，D正确。故选D。17．（2025·河北沧州·一模）下图表示绿色植物光合作用过程中物质的变化，A和B表示不同的过程，①～④表示代谢产物。下列叙述错误的是（

）

A．绿色植物中没有叶绿体的细胞无法发生图示A、B过程B．①产生后可在同一细胞的线粒体内膜上被利用C．③生成后会从叶绿体基质移动至类囊体薄膜D．若突然提高光照强度，短时间内②和④的含量均会减少【答案】D〖祥解〗光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能将二氧化碳和水转变为储存能量的有机物，同时释放氧气的过程。光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段。其中光反应可以为暗反应通过[H]和ATP，暗反应可以分为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。【详析】A、绿色植物没有叶绿体不能进行光合作用，A和B分别表示光反应和暗反应，A正确；B、①是氧气，产生后可在同一细胞中被细胞呼吸第三阶段（在线粒体内膜）利用或释放出细胞，B正确；C、③是ADP和Pi，在叶绿体基质中产生后将移动至类囊体薄膜合成ATP，C正确；D、②是NADP＋，④是C5，若突然提高光照强度，光反应增强，生成的NADPH增多，则短时间②内的含量会减少，④的含量会增多，D错误。故选D。18．（2025·河北唐山·一模）下列关于大豆根细胞结构和功能的叙述，错误的是（

）A．细胞膜上存在多种与物质跨膜运输有关的转运蛋白B．细胞液浓度较高的根毛细胞通过渗透作用吸水C．根细胞长期水淹会因无氧呼吸产生酒精而导致烂根D．根尖材料经解离→染色→制片后即可观察染色体存在状态【答案】D〖祥解〗在缺氧条件下，植物只能进行无氧呼吸，暂时维持其生命活动；无氧呼吸最终会使植物受到危害，其原因可能是由于有机物进行不完全氧化产生酒精、且产生的能量较少。【详析】A、细胞膜上存在多种转运蛋白，如载体蛋白和通道蛋白等，这些转运蛋白与物质的跨膜运输密切相关，协助物质进行跨膜运输，A正确；B、根毛细胞细胞液浓度较高时，外界溶液浓度相对较低，根毛细胞通过渗透作用吸水，B正确；C、根细胞长期水淹，氧气供应不足，会进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，从而导致烂根，C正确；D、根尖材料经解离后，需要先漂洗，洗去解离液，防止解离过度，然后再进行染色、制片，才能观察染色体存在状态，若不漂洗直接染色，解离液会影响染色效果，导致无法清晰观察染色体，D错误。故选D。19．（2025·河北保定·模拟预测）生态浮岛是利用生态工程原理，以水生植物为主体，以高分子材料等为载体，运用无土栽培技术降低富营养化水体中氮、磷含量的生态修复技术。如图是生态浮岛示意图，下列叙述错误的是（）A．淡水水体富营养化容易导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖而形成水华B．水生植物从水体中吸收的P元素可用于合成磷脂、核苷酸、ADP等物质C．没有设置气孔则容易烂根是因为无氧呼吸产生的CO2使根细胞中毒死亡D．该生态浮岛可以自我更新和维持，体现了生态工程的自生原理【答案】C〖祥解〗生态工程的基本原理有：自生、协调、循环、整体。【详析】A、淡水水体富营养化指的是水体中N和P含量过多，可导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖，从而形成水华，A正确；B、磷脂、核苷酸和ADP中都含有P，所以水生植物从水体中吸收的P元素可用于合成磷脂、核苷酸、ADP等物质，B正确；C、没有设置气孔则容易烂根是因为无氧呼吸产生的有毒物质（主要是酒精）使根细胞中毒死亡，CO2不会使根细胞中毒死亡，C错误；D、生态工程的原理是整体、协调、循环和自生，该生态浮岛可以自我更新和维持，体现出了生态工程中的自生原理，D正确。故选C。20．（2025·河北沧州·一模）癌细胞的细胞代谢较正常细胞旺盛，在有氧条件下产生的ATP总量与正常细胞没有明显差异，但消耗的葡萄糖比正常细胞消耗的葡萄糖多。如图表示有氧条件下，某种癌细胞的细胞呼吸过程。下列相关叙述正确的是（）

A．①过程发生于细胞质基质中，能产生少量的ATPB．②③过程发生在线粒体中，均能产生较多的ATPC．②过程中产生的CO2中的氧元素全部来自丙酮酸D．癌细胞比正常细胞消耗的葡萄糖多，说明癌细胞的能量利用效率高【答案】A〖祥解〗有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的[H]，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和[H]，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的[H]，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。【详析】A、①过程为糖酵解，发生在细胞质基质中，葡萄糖产生[H]、丙酮酸和少量的ATP，A正确；B、②过程为有氧呼吸的二、三阶段，发生在线粒体中，第三阶段产生较多的ATP，③过程为无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质中，不产生ATP，B错误；C、②过程中产生的CO2来自有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水生成CO2和[H]并产生少量能量，因此CO2中的氧元素来自丙酮酸和水，C错误；D、癌细胞主要进行无氧呼吸，无氧呼吸消耗等质量的葡萄糖产生的ATP比有氧呼吸少得多，因此癌细胞对葡萄糖中的化学能利用效率低于正常细胞，D错误。故选A。21．（2025·河北邯郸·二模）有氧条件下，细胞有氧呼吸产生的柠檬酸和大量ATP能够抑制无氧呼吸中的关键酶——磷酸果糖激酶的活性，进而抑制无氧呼吸的进行。下列叙述错误的是（

）A．肝脏细胞有氧呼吸产生ATP的主要部位是线粒体内膜B．有氧条件下，哺乳动物成熟的红细胞中无氧呼吸受到抑制C．骨骼肌细胞的细胞质基质中含有磷酸果糖激酶D．柠檬酸是细胞有氧呼吸的中间产物而非最终产物【答案】B〖祥解〗有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质。【详析】A、有氧呼吸第三阶段的反应场所是线粒体内膜，该阶段可产生大量ATP，A正确；B、哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，因此有氧条件下不进行有氧呼吸，不能产生大量ATP和柠檬酸，不能抑制其无氧呼吸，B错误；C、磷酸果糖激酶是无氧呼吸中的关键酶，无氧呼吸的场所是细胞质基质，C正确；D、有氧呼吸的最终产物是二氧化碳和水，因此柠檬酸是细胞有氧呼吸的中间产物而非最终产物，D正确。故选B。22．（2025·河北秦皇岛·三模）某科研人员为了研究石油醚、苯、丙酮在色素分离中的各自功能，分别用标准层析液（石油醚：丙酮：苯=20：2：1）、石油醚、苯、丙酮等4种液体来分离菠菜叶中的色素，分离时间为140秒，实验结果如图所示，下列分析正确的是（

）A．标准层析液的实验结果中最窄的是叶黄素B．层析液中石油醚的主要作用是分离菠菜叶片中的胡萝卜素C．层析液中苯的作用是分离胡萝卜素和叶绿素aD．层析液中丙酮的功能是分离菠菜叶中的叶黄素【答案】B〖祥解〗1、叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮、无水乙醇等。所以可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素。2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。【详析】A、标准层洗液中滤纸条从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，据图可知，最窄的是胡萝卜素，A错误；B、石油醚分离出的橙黄色的胡萝卜素，而其他色素还分布在起始线附近，可见其他色素在石油醚中的溶解度很低，石油醚难以将其分离，B正确；C、与对照组相比，苯分离出的3条色素带从上向下依次是叶黄素，叶绿素a和叶绿素b，C错误；D、与对照组相比，丙酮不能将菠菜叶中的4种色素较好的分离出来，3条色素带混在一起，离起始线较远而且起始线处几乎没有任何色素，D错误。故选B。二、多选题23．（2025·河北沧州·一模）Rubisco催化CO2的固定，其活性易受低CO2浓度的抑制。为了适应水中低CO2环境，地球上几乎所有水生藻类都进化出一种被称为蛋白核的特殊结构，为Rubisco提供浓缩的CO2，而陆地农作物细胞中通常不含这种蛋白核。下列推断不合理的是（）A．低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而会抑制光合作用速率B．高等植物的Rubisco最可能分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上C．光合作用中Rubisco催化CO2的固定需消耗ATP和NADPHD．导入蛋白核合成基因的农作物可能将不存在光合“午休”现象【答案】BC〖祥解〗光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。【详析】A、Rubisco催化CO2的固定，低CO2浓度抑制Rubisco的活性进而抑制光合作用速率，A正确；B、Rubisco催化CO2的固定，即暗反应的过程，故高等植物的Rubisco最可能主要分布在细胞的叶绿体基质中，B错误；C、光反应产生的ATP和NADPH参与暗反应过程C3的还原，光合作用过程中Rubisco催化CO2的固定不需要ATP和NADPH，C错误；D、光合“午休”现象是由于气孔关闭导致二氧化碳不足造成的，导入蛋白核合成基因的农作物为Rubisco提供浓缩的CO2，可能不存在光合“午休”现象，D正确。故选BC。24．（2025·河北张家口·二模）氧气是食物腐烂的主要原因之一，充氮保鲜可有效阻断氧气供应，减缓氧化反应的进行，从而延长食品保鲜期。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响，科研人员在0℃贮藏温度下进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是（）A．与对照组相比，实验组的樱桃果实进行无氧呼吸的时间早B．9天时实验组樱桃果实产生二氧化碳的场所是细胞质基质C．充氮完全阻断氧气供应时果实细胞产生的NADH会不断积累D．充氮保鲜可以有效阻断氧气供应，贮藏时间可以不断延长【答案】AB〖祥解〗细胞呼吸原理的应用：（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收；（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头；（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜；（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂；（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风；（6）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力；（7）储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间，而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。【详析】A、充氮保鲜可以有效阻断氧气供应，与对照组相比，实验组的樱桃果实二氧化碳释放速率下降提前，进行无氧呼吸的时间早，A正确；B、9天时实验组樱桃果实产生二氧化碳的速率相对稳定，判断其只进行无氧呼吸，产生二氧化碳的场所是细胞质基质，B正确；C、充氮完全阻断氧气供应时果实细胞产生的NADH会参与无氧呼吸第二阶段，不会积累，C错误；D、充氮保鲜可以有效阻断氧气供应，但贮藏时间不能不断延长，因为无氧呼吸产生的酒精对果实有危害作用，会使果实腐烂，D错误。故选AB。25．（2025·河北沧州·模拟预测）Na是植物生长所需的矿质元素，主要储存在液泡中。如图为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞内液泡吸收Na+的过程。下列有关叙述错误的是（）

A．转运蛋白I具有ATP酶活性，转运的H+无需与其结合B．不同转运蛋白可转运同一种物质，不同物质不能由同一种转运蛋白运输C．用呼吸抑制剂处理该细胞，会影响细胞液的pH，但不影响Na+的运输D．消耗的ATP可来自该细胞的线粒体和细胞质基质【答案】ABC〖祥解〗据图分析，H+进入液泡时需要消耗ATP，且需要转运蛋白Ⅰ的协助，属于主动运输，进而说明液泡中H+浓度比细胞质基质中的高，因此H+进入液泡的运输方式为主动运输、H+出液泡的运输方式是顺浓度梯度的协助扩散。【详析】A、转运蛋白I是向液泡内主动运输H+的载体蛋白，具有ATP酶活性，转运H+时H+需与其结合，A错误；B、转运蛋白I和转运蛋白Ⅱ都能转运H+，转运蛋白Ⅱ可转运H+也可转运Na+，B错误；C、用呼吸抑制剂处理该细胞会影响ATP的产生，进而影响H+向液泡内的主动运输，导致细胞液的pH改变，Na+的运输需要借助H+在液泡膜两侧形成的浓度差，因此也会受到影响，C错误；D、该细胞进行细胞呼吸产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，D正确。故选ABC。26．（2025·河北唐山·一模）线粒体内膜上存在一种ATP敏感型钾离子通道蛋白，其活性随ATP浓度升高而被显著抑制。体外实验发现，线粒体会随着该蛋白的含量高低发生肿胀和紧缩。下列叙述正确的是（

）A．K+与通道蛋白结合后进行跨膜运输B．K+通过钾离子通道时需要消耗ATPC．O2浓度升高可能会抑制钾离子通道的活性D．线粒体的功能可能受钾离子通道数量的影响【答案】CD〖祥解〗物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散、主动运输和胞吞胞吐。【详析】A、K+通过通道蛋白进行跨膜运输时不会和通道蛋白结合，A错误；B、K+通过通道蛋白进行跨膜运输为协助扩散，不需要消耗ATP，B错误；C、O2浓度升高有氧呼吸可能增强，产生的ATP增多，ATP增多会抑制钾离子通道蛋白的活性，C正确；D、线粒体会随着钾离子通道蛋白的含量高低发生肿胀和紧缩，线粒体的肿胀和紧缩影响了线粒体的功能，D正确。故选CD。27．（2025·河北保定·模拟预测）某兴趣小组测得小麦种子在萌发前后CO2的吸收速率如图所示。下列叙述错误的是（）A．种子萌发前随时间的推移呼吸速率增加，萌发后第4天种子幼苗开始进行光合作用B．萌发的种子内结合水/自由水比值降低，但种子中总的含水量升高C．种子萌发后第6天光合作用利用CO2的速率约为30mL·g-1·h-1D．可能影响CO2释放速率的因素有温度、种子含水量和氧气浓度等【答案】AC〖祥解〗由图分析可知，种子萌发后的第2天CO2的释放速率大于萌发前，萌发前种子只能进行细胞呼吸，且细胞呼吸速率低；萌发后幼苗可同时进行有氧呼吸和光合作用。【详析】A、小麦种子萌发后，在第4天前就已经开始了光合作用，A错误；B、种子萌发要吸收水，所以种子总含水量升高，其中大部分为自由水，所以结合水/自由水比值降低，B正确；C、根据图中的信息无法得知种子萌发后第6天种子呼吸作用产生CO2的速率，所以无法计算光合作用利用CO2的速率，C错误；D、影响种子呼吸作用产生CO2的因素很多，例如温度、种子的含水量和氧气浓度等，D正确。故选AC。28．（2025·河北邯郸·三模）细胞呼吸是所有生物体中细胞将有机物转化成能量（ATP）的过程，这个过程对于维持生命活动至关重要。图表示人在进行不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。下列叙述正确的是（

）A．与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量多B．人进行低强度运动时，骨骼肌的脂肪消耗比例最高C．人在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导D．进行较长时间的高强度运动对肥胖人群的减肥最有效【答案】AC〖祥解〗分析题图，图中横坐标表示不同的运动强度，纵坐标表示供能物质的质量百分比，机体不同运动强度下，各供能物质所占百分比不同。【详析】A、与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是脂肪中氧的含量少而氢的含量多，其彻底氧化分解产生的[H]多，消耗的氧气多，释放的能量也多，A正确；B、由图可知：人进行低强度运动时，脂肪酸消耗比例最高，B错误；C、在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导的原因主要是高强度运动情况下，肌细胞会快速消耗大量能量，C正确；D、据图可知，在中、低强度运动情况下，脂肪酸和脂肪供能占比较多，故进行较长时间的中、低强度运动更有利于减肥人士减肥，D错误。故选AC。29．（2025·河北保定·三模）α-淀粉酶及β-淀粉酶各有其一定的特性，如β-淀粉酶不耐热，在高温下易钝化，而α-淀粉酶不耐酸，在pH3.6及以下则发生钝化。通常生物提取液中同时含有这两种淀粉酶，某实验小组欲测定萌发的小麦种子中淀粉酶的活性，进行了如下实验。下列相关叙述正确的是（

）1号试管2号试管3号试管4号试管各加入1mL萌发的小麦种子磨成的匀浆，在恒温水浴中加热15min，取出后迅速在自来水中冷却各加入1mLpH为5.6的柠檬酸缓冲液加入4mL0.1mol/LNaOH