简答题规范练　(一)细胞代谢 (含答案）-2024高考生物二轮复习

专项三　简答题规范练
(一)细胞代谢
1．(2023·江苏南京高三模拟)研究发现，真核细胞质基质中游离的核糖体合成的蛋白质(或短肽)，可以精准地运送到内质网、线粒体、叶绿体、细胞核等结构。回答下列问题：
(1)有些蛋白质在细胞内合成，需要分泌到细胞外起作用，这类蛋白质叫作分泌蛋白，如______________等，此过程需要核糖体、内质网、高尔基体和__________这4种细胞器的参与。囊泡与细胞膜融合，将分泌蛋白分泌到细胞外依赖于膜的________性。
(2)科学家推测，在分泌蛋白的合成过程中，游离核糖体最初合成的一段氨基酸序列作为信号肽，被位于细胞质基质中的信号识别颗粒(SRP)识别，肽链合成暂停。携带着肽链与核糖体的SRP与内质网膜上的SRP受体(DP)结合，核糖体附着于内质网上，继续合成肽链，这就是信号肽假说，如图1所示。
科学家构建了体外的反应体系，证明了该假说。实验分组如表所示。
实验组别 核糖体 信号识别颗粒(SRP) 内质网 实验结果
1 ＋ － － 合成的肽链比正常肽链多一段
2 ＋ ＋ － 合成的肽链比正常肽链少一段
3 ＋ ＋ ＋ 合成的肽链与正常肽链一致
注：“＋”和“－”分别代表反应体系中存在或不存在该结构。
①根据材料分析，假设在合成新生肽阶段切除了信号肽，游离的核糖体________(填“能”或“不能”)附着到内质网上。
②推测组别1的实验结果，核糖体上合成的肽链比正常肽链长的原因是___________________
_______________________________________________________________________________。
③组别2中的肽链____________(填“含有”或“不含有”)信号序列，其合成的肽链比正常肽链短的原因是________________________________________________________________。
④对比组别2和3的结果，结合图中信息可知，只有结合了信号序列的SRP与内质网上的__________________识别并结合后，肽链的延伸才会继续。综合实验结果说明内质网具有________________________________________________________________________的功能。
(3)在病毒侵染等多种因素的作用下，内质网腔内错误折叠或未折叠蛋白一般不会被运输到高尔基体进行进一步的修饰加工，而是引起如图2所示一系列应激过程。
内质网应激蛋白(BiP)与错误折叠或未折叠蛋白结合，最可能运到________(填细胞结构)进行消化分解。内质网膜上的IRE1蛋白被激活，激活的IRE1蛋白促进Hacl mRNA的剪接反应，剪接的Hacl mRNA翻译的Hacl蛋白通过_____________________________________________
________________________________________________________________________进入细胞核，增强BiP基因的表达，目的是___________________________________________________。
2．(2023·江苏常州高三三模)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膜造成的伤害。如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。请回答下列问题：
(1)图中A细胞器是________，3－磷酸甘油醛产生的场所有________________________。据图分析，参与合成异戊二烯的物质有_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)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。
(3)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细胞呼吸降低，使向叶绿体输送的__________________________量增加，促进了异戊二烯的合成。
(4)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，完成表格：
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，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，①(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制剂
设置实验组 第2组②，第3组③
不同温度处理 第1、3组④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
①__________________；②________________；③__________________；④________________。
3．(2023·江苏徐州高三模拟)小麦、玉米是我国的主要粮食作物，图1是小麦、玉米叶片结构及光合作用固定CO2的相关过程。玉米叶片由叶肉细胞和维管束鞘细胞组成，维管束鞘细胞中其中PEPC(酶)与CO2的亲和力比Rubisco(酶)高60多倍。请据图回答下列问题：
(1)小麦叶肉细胞中，进行C3途径的场所是__________，该过程需要光反应提供____________。
(2)玉米叶片细胞中，C3途径和C4途径固定CO2时，与CO2反应的物质分别是______________。维管束鞘细胞中产生丙酮酸的过程除图示过程外还有________________。
(3)叶肉细胞和维管束鞘细胞紧密相连成“花环形”结构，其意义是_____________________
_______________________________________________________________________________。
(4)研究人员在晴朗的白天测定玉米和小麦净光合速率(单位时间单位叶面积吸收CO2的量)的变化，结果如图2所示。请据图回答下列问题：
①中午11：00时，玉米叶片的气孔导度降低，但净光合速率不降低，结合图1分析其主要原因是____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②研究表明Rubisco既能催化C5和CO2反应，也能催化C5和O2反应生成CO2(称为光呼吸)，光呼吸会降低光合效率。中午11：00时，玉米的光呼吸不明显，其原因是_______________
_______________________________________________________________________________。
③11：00时小麦净光合速率明显降低，其原因是：一方面蒸腾作用过于旺盛，导致__________，光合速率显著降低，另一方面叶肉细胞中的CO2浓度较低，___________________________。
4．(2023·江苏南京高三期末)图甲表示某植物细胞代谢的某些过程，图乙表示该植物光照强度与CO2变化量的关系。请据图回答问题(图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器)：
(1)图甲中，细胞器a为________。细胞器c进行有氧呼吸的__________________阶段。
(2)若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，该过程中氧原子的转移途径是____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)从图乙中可发现，影响A点光合速率的因素是____________________________。将植物从图乙A点环境移入黑暗环境中，其他条件不变，短时间内C3的含量变化是________。单位时间内，植物光合作用制造的有机物的量A点______B点。
(4)在图丙中a点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有____________________________，p点称为____________。
(5)当植物缺镁时(其他外界条件不变)，图丙中的b点将________(填“左移”或“右移”)。
(6)为测定野生型和突变型植物叶片中的叶绿素含量，常用无水乙醇提取色素，其原理是________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(一)细胞代谢
1．(1)消化酶或抗体(合理即可)　线粒体　流动　(2)①不能　②无SRP，肽链可继续合成，但无法进入内质网切除信号肽　③含有　SRP不能与DP结合，导致肽链无法继续合成　④DP　加工蛋白质　(3)溶酶体　核孔　恢复内质网的功能
解析　(1)分泌蛋白有消化酶、抗体、蛋白质类激素等，分泌蛋白合成与分泌过程为：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。囊泡与细胞膜融合，将分泌蛋白通过胞吐的方式运出细胞，最终分泌至细胞外发挥作用，这一过程依赖于生物膜的流动性。(2)①据题意可知，信号肽被核糖体的SRP识别后与内质网膜上的SRP受体(DP)结合，核糖体附着到内质网上，继续合成肽链，因此假设在合成新生肽阶段就切除了信号序列，则游离的核糖体不能附着到内质网上。②分析图1可知，信号序列需要在内质网中被切除，对比组别1和3的结果，组别1反应体系中不存在SRP和内质网，肽链可继续合成，但无法进入内质网切除信号肽，因此核糖体上合成的肽链比正常肽链长。③④结合图1中信息可知，只有结合了信号序列的SRP与内质网上的DP(SRP受体)识别并结合后，肽链的延伸才会继续，对比组别2和3的结果，组别2反应体系中不存在内质网，SRP不能与DP结合，导致肽链无法继续合成，则合成的肽链比正常肽链少一段。综合实验结果说明内质网具有加工蛋白质的功能。(3)溶酶体中含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌，推测内质网应激蛋白(BiP)与错误折叠或未折叠蛋白结合，最可能运到溶酶体进行消化分解。核孔是核质之间进行频繁物质交换和信息交流的通道，是大分子物质进出细胞核的通道，剪接的Hacl mRNA在细胞质中翻译成剪接的Hacl蛋白，该蛋白(大分子)通过核孔进入细胞核内，作为转录因子增强BiP基因的表达，BiP基因表达产物BiP蛋白转移至内质网膜上，有利于恢复内质网的功能。
2．(1)叶绿体　叶绿体(基质)和细胞质基质　ATP、NADPH、磷酸烯醇式丙酮酸、3－磷酸甘油醛　(2)增多　ATP、NADPH和O2　(3)磷酸烯醇式丙酮酸
(4)①不加入　②不加入呼吸抑制剂　③加入呼吸抑制剂
④正常温度(常温)
解析　(1)分析题图可知，A细胞器中能进行卡尔文循环，故该细胞器为叶绿体。CO2与C5结合生成的3－磷酸甘油酸在ATP和NADPH的作用下可还原为3－磷酸甘油醛，该过程发生的场所为叶绿体基质。在细胞器A外，葡萄糖能够转化为3－磷酸甘油醛，该过程发生的场所是细胞质基质。分析题图可知，3－磷酸甘油醛、磷酸烯醇式丙酮酸在ATP和NADPH的作用下可生成异戊二烯。(2)若光照强度突然增强，则短时间内光反应产生的ATP和NADPH增多，3－磷酸甘油酸被还原为3－磷酸甘油醛的速率增加，而短时间内3－磷酸甘油醛的利用速率不变，故短时间内A细胞器中3－磷酸甘油醛的含量增加。光反应发生的场所是类囊体膜，当类囊体膜受损时，会直接影响ATP、NADPH和O2的产生。(3)高温下叶片的细胞呼吸降低，丙酮酸的消耗量减少，磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸的量减少，而进入叶绿体的量增加，从而促进了异戊二烯的合成。(4)该实验的目的是验证高温可使呼吸链受抑制，导致异戊二烯合成增多，作为对照组的第1组不需要加入呼吸抑制剂，第2组和第3组是实验组，据表格信息可知，对第2组进行了高温处理，因此第2组不需要加呼吸抑制剂，第3组正常温度(常温)处理，需要加入呼吸抑制剂。
3．(1)叶绿体基质　ATP和NADPH　(2)C5(或五碳化合物)、PEP　细胞呼吸的第一阶段
(3)有利于叶肉细胞向维管束鞘细胞中运输CO2
(4)①气孔导度降低，导致胞间CO2浓度降低，细胞中PEPC与CO2亲和力高，可以利用较低浓度的CO2进行光合作用　②维管束细胞中CO2浓度高，抑制光呼吸的进行　③部分气孔关闭　O2竞争Rubisco的能力增强，光呼吸增强
解析　(1)小麦叶肉细胞中，进行C3途径，即暗反应阶段的场所是叶绿体基质，该过程需要光反应提供的ATP和NADPH。(2)玉米叶片细胞中，C3途径和C4途径固定CO2时，与CO2反应的物质分别是C5、PEP，图1中显示，维管束鞘细胞中产生丙酮酸的过程实现了CO2的转移，除图1过程外，细胞呼吸第一阶段也有丙酮酸产生，该阶段发生在细胞质基质中。(3)叶肉细胞和维管束鞘细胞紧密相连成“花环形”结构，该结构有利于叶肉细胞向维管束鞘细胞中运输CO2，维持维管束鞘细胞中高浓度的CO2，进而促进光合速率。(4)①气孔导度降低导致胞间CO2浓度降低，但玉米是C4植物，PEPC(酶)与CO2的亲和力比Rubisco(酶)高60多倍，可以利用胞间较低浓度的CO2进行光合作用，所以气孔导度降低对其光合作用无影响。②Rubisco既能催化C5和CO2反应，也能催化C5和O2反应生成CO2(称为光呼吸)，CO2浓度高时，CO2与C5结合，O2浓度高时，O2与C5结合，玉米是C4植物，PEPC与CO2的亲和力高，经过一系列变化，在维管束鞘细胞中释放CO2，因此CO2浓度较高，与O2竞争Rubisco的能力强，光呼吸不明显。③小麦是C3植物，11：00时小麦净光合速率明显降低，其原因是：一方面蒸腾作用旺盛，导致保卫细胞失水，部分气孔关闭，胞间CO2浓度降低，CO2是光合作用的原料，光合速率显著降低；另一方面叶肉细胞中的CO2浓度较低，小麦叶片吸收的CO2减少，O2竞争Rubisco的能力增强，使光呼吸增强。
4．(1)液泡　第二、第三　(2)C18O2→HO→18O2　(3)温度和光照强度　增加　大于　(4)线粒体、叶绿体、细胞质基质　光饱和点　(5)右移　(6)色素易溶于无水乙醇
解析　(1)分析题图可知，图甲中细胞器b吸收光照，将①②转变成葡萄糖可知，b是叶绿体、①是水分子、②是CO2；细胞器a具有调节渗透压的功能，是液泡；K＋在⑤协助下进入细胞中可知，⑤是ATP；葡萄糖变成④，并加入c与③生成⑤⑥可知，c是线粒体、③是O2、④是丙酮酸、⑥是CO2，c线粒体中进行有氧呼吸的第二、三阶段。(2)18O2来自水的光解，因此水中的氧是18O，若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，说明C18O2中的18O转移到了水中了，故转移途径应为C18O2→HO→18O2。(3)据图乙中两曲线变化情况分析可知，在A点所对应的光照强度下，15 ℃和25 ℃下CO2吸收量不同，说明了A点光合速率受温度影响；同时对于25 ℃温度曲线中，A点对应的光照强度未达到光饱和点，因此A点光合速率也受光照强度影响；将植物从图乙A点环境移入黑暗环境中，其他条件不变，则光反应减慢，产生的NADPH和ATP的减少，C3的还原减少，但是短时间内C3的生成量不受影响，故短时间内C3的含量增加；单位时间内，植物光合作用制造的有机物的量＝净光合速率＋细胞呼吸速率，在净光合作用相同时，A点对应的曲线细胞呼吸强度大，故单位时间内，植物光合作用制造的有机物的量A点大于B点。(4)图丙中a点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度，叶肉细胞中产生ATP的场所有线粒体(有氧呼吸第二、三阶段产生ATP)、叶绿体(光反应阶段产生ATP)、细胞质基质(细胞呼吸第一阶段产生ATP)，p点对应的光照强度是野生型植物达到最大光合作用强度时所需要的最小光照强度，p点称为光饱和点。(5)当植物缺镁时，影响叶绿素的合成，进而影响光反应，图丙中的b点光合作用强度等于细胞呼吸强度，光反应减弱则需要吸收更大的光照强度，故b点会右移。