2021年高考生物真题模拟试题专题汇编细胞代谢（word版+答案+解析）

细胞代谢——2021年高考生物真题模拟试题专题汇编
【2021年山东卷，2】1.液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是(
)
A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B.Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C.加入H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过CAX的运输速率变慢
D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
【2021年湖南卷，3】2.质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(
)
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D.1
mol/L
NaCl溶液和1
mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【2021年湖南卷，7】3.绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(
)
A.弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C.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
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【2021年湖南卷，12】4.下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(
)
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40
℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C.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
D.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
【2021年广东卷，12】5.在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是(
)
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO2固定需要ATP
D.Rubisco催化C5和CO2结合
【2021年广东卷，13】6.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开，适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(
)
A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
【2021年广东卷，15】7.与野生型拟南芥WT相比。突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图）。造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(
)
A.t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）
B.t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）
C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
【2021年河北卷，4】8.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O2
B.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
【2021年全国甲卷，2】9.某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(
)
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【2021年河北卷，14】（多选题）10.《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
【2021年山东卷，21】11.光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
SoBS浓度（mg/L）
0
100
200
300
400
500
600
光合作用强度（CO2?mol·m2·s-1）
18.9
20.9
20.7
18.7
17.6
16.5
15.7
光呼吸强度（CO2?mol·m2·s-1）
6.4
6.2
5.8
5.5
5.2
4.8
4.3
(1)光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的______中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是______。
(2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度______(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【2021年全国乙卷，29】12.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。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有______________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和_______________释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止_____________，又能保证___________正常进行。
（3）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）
【2021年湖南卷，18】13.图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
（1）图b表示图a中的___________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为____________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会_____________（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体A：双层膜结构完整
叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤
叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂
叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量
100
167.0
425.1
281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量
100
106.7
471.1
109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以__________（填“Fecy”
或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是____________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于___________________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：________________。
【2021年河北卷，19】14.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（12
g·m-2）；（3）水+氮组，补充尿素（12
g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
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____________________。
【2021年全国甲卷，29】15.植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题：
（1）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_____________。
（2）细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由____________复合物构成的，其运输的特点是________________（答出一点即可）。
（3）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__________________。
答案以及解析
1.答案：A
2.答案：D
解析：本题考查植物细胞的质壁分离与复原的有关知识。施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A项正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B项正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C项正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积内溶液中溶质微粒的数目，NaCl在溶液中可电离Na+和Cl-，葡萄糖在溶液中不能电离，在摩尔浓度相同的情况下，NaCl溶液中溶质微粒数目较葡萄糖溶液中的多，故其渗透压更髙，D项错误。
3.答案：A
解析：本题考查光合作用的有关知识。
选项
正误
原因
A
×
弱光条件下植物没有O2的释放，有可能是光合作用产生的O2量小于或等于呼吸作用消耗的O2量
B
√
光合作用暗反应过程中，CO2先被固定成C3，再被［H］还原成有机物
C
√
在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降
D
√
合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度
4.答案：B
解析：本题考查细胞呼吸原理应用的有关知识。
选项
正误
原因
A
√
南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40
℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气
B
×
无氧条件下农作物进行无氧呼吸，消耗有机物多于低氧条件，因此低氧才能明显降低种子的细胞呼吸
C
√
油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播
D
√
柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件
5.答案：D
解析：本题考查光合作用的暗反应的相关知识。
选项
正误
原因
A
×
C5和CO2形成C3的反应是在叶绿体基质中发生的，故Rubisco存在于叶绿体基质中
B
×
CO2的固定在有光、无光条件下都可进行，所以激活Rubisco不需要黑暗条件
C
×
CO2的固定过程不需要ATP提供能量，C3的还原才需要ATP提供能量
D
√
由题意可知，Rubisco催化CO2的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程
6.答案：A
解析：本题考查植物细胞失水和吸水的相关知识。根据题图可知，蔗糖溶液①处理保卫细胞后，保卫细胞的气孔开度变化不大，说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近，保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后，保卫细胞的气孔开度变大，说明细胞吸水，保卫细胞的细胞液浓度下降，因此③处理后<①处理后，A项错误，C项正确；蔗糖溶液②处理后，保卫细胞的气孔开度变小，说明保卫细胞失水，可观察到质壁分离现象，B项正确；根据以上分析，蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液，蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液，蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液，故三种蔗糖溶液的浓度大小为②>①>③，D项正确。
7.答案：D
解析：本题考查影响光合速率的因素的相关知识，根据题意可知，t1的叶绿体相对受光面积大于t2的，因此，t1在较小的光照强度下就能达到光补偿点和光饱和点，A、B项正确；由题意可知，叶绿素含量及其他性状基本一致，故三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C项正确；三者的光合速率差异是由叶绿体在细胞中的分布及位置不同引起的，与光照强度无关，D项错误。
8.答案：D
解析：本题考查红细胞的相关知识。人体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，D项错误。
9.答案：B
解析：本题考查酵母菌的细胞呼吸类型、条件及产物。
选项
正误
原因
A
√
酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。在有氧条件下酵母菌进行有氧呼吸，能够大量繁殖
B
×
细胞无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同，即1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，同时释放出少量的能量
C
√
酵母菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸在酶的催化作用下，分解成酒精和CO2
D
√
酵母菌在有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段都能产生CO2
10.答案：ACD
解析：本题考查细胞呼吸的应用的相关知识。荫坑和气调冷藏库环境中氧气含量降低，有氧呼吸减弱，减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A项正确；荫坑和气调冷藏库中的低温会降低呼吸作用相关酶活性，对有氧呼吸三个阶段均有影响，B项错误；温度影响酶的活性，低温可降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，降低呼吸速率，减少有机物的消耗，C项正确；乙烯具有催熟作用，利用气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间，D项正确。
11.答案：（1）基质；光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多
（2）低；喷施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等
（3）100～300
12.答案：（1）细胞质基质、线粒体、叶绿体；细胞呼吸
（2）水分大量散失；光合作用（暗反应）
（3）实验思路：将植物甲置于干旱条件下培养一段时间，分别在白天和晚上每隔一定时间取少量植物甲的叶片，测定叶肉细胞（液泡）的pH值并记录。
预期结果：叶肉细胞（液泡）的pH值在晚上逐渐降低，白天逐渐升高
解析：本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。
（1）白天叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用，合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧以及细胞呼吸产生的CO2。
（2）这类植物生活在干旱的环境中，白天温度高，蒸腾作用旺盛，故白天气孔关闭可防止蒸腾作用丢失大量水分，晚上气孔打开吸收CO2，保证光合作用暗反应的正常进行。
（3）植物甲在干旱环境中晚上吸收CO2，生成苹果酸储存在液泡中，pH降低，故可通过检测不同时间段液泡的pH值来验证这种特殊的CO2固定方式。
13.答案：（1）类囊体膜；NADPH；减慢
（2）①Fecy；Fecy具有亲水性，对叶绿体双层膜的通透性较差，当叶绿体双层膜局部受损时，即叶绿体B，相对于叶绿体A，相对放氧量明显提高；而以亲脂性的DCIP为电子受体进行实验时，相对放氧量无明显变化；②电子受体接近类囊体膜，提高电子传递效率；③ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体膜的受损程度依次增大，不利于氢离子浓度梯度的建立，因此ATP的产生效率逐渐降低
解析：本题考查光合作用的有关知识和实验结果分析能力。
（1）据题图分析，题图b表示题图a中的类囊体膜结构；光反应过程中，光能先转化为电能，最后转化为NADPH和ATP中活跃的化学能；若CO2浓度降低，C3合成减少，NADPH消耗减少，光照强度不变，合成NADPH的速率不变，于是叶绿体中电子受体NADP+减少，电子传递速率会减慢。
（2）①分析题表中数据可知，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，这是因为Fecy具有亲水性，对叶绿体双层膜的通透性较差；实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，这是因为DCIP具有亲脂性，对叶绿体双层膜的通透性本来就比较强。故叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上各种电子受体接近膜而接受电子，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③ATP的合成依赖于氢离子顺浓度梯度通过类囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，不利于氢离子浓度梯度的建立，因此ATP的产生效率逐渐降低。
14.答案：（1）细胞内良好的溶剂；细胞生存的液体环境；
吸收
（2）镁；NADPH和ATP；H2O；C5
（3）施氮同时补充水分，叶绿素的合成增加，RuBP羧化酶的活性增强，光合速率增大，需要较多的CO2
解析：本题考查影响光合作用因素的相关知识。
（1）植物细胞中自由水的生理作用：①细胞内良好的溶剂；②细胞生存的液体环境；③参与细胞代谢；④运输营养物质和代谢废物。由题表可知，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，促进玉米根系对氮的吸收，提高植株氮供应水平。
（2）叶绿素的组成元素是C、H、O、N、Mg，可推测叶绿素分子中氮与镁离子参与组成的环式结构使其能够吸收光能，用于光反应，驱动NADPH和ATP的合成以及H2O的分解；RuBP羧化酶催化CO2的固定，即将CO2转变为羧基加到C5分子上，形成C3。
（3）施氮同时补充水分使气孔导度增加，叶绿素的合成增加，RuBP羧化酶的活性增强，光合速率增大，需要较多的CO2供应。
15.答案：（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中
（2）蛋白质；一种离子通道只允许一种离子通过
（3）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
解析：本题考查生物膜的结构特点、物质运输等相关知识。
（1）细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。
（2）镶嵌在生物膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白，转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。离子通过离子通道的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度跨膜运输，不需要消耗能量；一种离子通道只允许一种离子通过。
（3）由题意可知，细胞外的K+逆浓度梯度进入根细胞，属于主动运输，主动运输需要消耗能量。呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，从而减少能量的供应，使根细胞对K+的吸收速率降低。