专题02 细胞的能量供应和利用-【好题汇编】2024年高考生物三模试题分类汇编（山东专用）

专题02 细胞的能量供应和利用 一、选择题 1.(2024•菏泽三模)6. 下列有关实验和科学史叙述，正确的是（ ） A. 希尔反应说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程 B. 在对照实验中，控制无关变量可以采用“加法原理”或“减法原理” C. 鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明了光合作用释放的氧气来自水 D. 毕希纳认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但要在细胞死亡裂解后才发挥作用 2. (2024•菏泽三模)2. 关于酶的催化机制，“过渡态理论”认为反应过程中，底物需要经过一个中间的过渡状态，然后才转化成产物。酶与底物的结合可以促进底物形成过渡态，过渡态和酶紧密结合，降低反应活化能，反应速率加快。 以下依据中不支持该理论的有（ ） A. 在酶促反应进程中，确实有高能量的中间状态存在 B. 用底物类似物作为抗原，诱导产生的特异性抗体能够催化反应的进行 C. 酶与底物过渡态的亲和力要远大于酶与底物或产物的亲和力 D. 使用底物过渡态类似物作抑制剂，抑制率小于底物类似物抑制剂 3. (2024•菏泽三模)5. 外植体及愈伤组织褐变是指在获取外植体时，由于部分组织细胞结构被破坏而出现的植物组织褐色化现象。研究发现，褐变过程主要原理是细胞质基质内的多酚氧化酶（PPO）会催化无色的单酚氧化成醌，醌与氨基酸、脂肪等物质结合形成稳定的有色物质，进而形成褐变。下列相关叙述错误的是（ ） A. 醌类化合物的产生与聚集会进一步加剧植物组织褐变 B. 多酚物质和PPO分布场所不同可避免植物组织褐变 C. 连续转移培养可减轻醌类化合物对外植体的毒害作用 D. 将苹果用沸水处理后，高温会破坏膜系统加速褐变 4. (2024•潍坊三模)3. 天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是（ ） A. 据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂 B. ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性 C. 底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少 D. 同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱 5.(2024•济宁三模)3. H2O2可引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变，常用于伤口及环境消毒。CAT是一种过氧化氢酶，普遍存在于动植物细胞内，主要作用是清除代谢中产生的H2O2，避免H2O2积累对细胞产生破坏。下列叙述错误的是（ ） A. 可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2 B. CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性和高效性 C. 可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性 D. 人体细胞既能消耗O2，又能产生O2 6.(2024•山东省实验中学三模)4. 有氧呼吸包括多步化学反应，磷酸果糖激酶催化其中一步化学反应，如图所示。细胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活，被ATP抑制。下列说法正确的是（　　） A. 磷酸果糖激酶在核糖体合成、在细胞质基质发挥作用 B. 有氧呼吸三个阶段均有NADH和高能磷酸化合物产生 C. 葡萄糖经过此过程分解为丙酮酸和二氧化碳 D. 磷酸果糖激酶活性的调节体现了正反馈调节机制 7. (2024•智慧上进5月大联考)4. 人在剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，在剧烈运动后的恢复期，这些乳酸有三个去路：经血液循环到达肝脏细胞后，经糖异生途径产生丙酮酸、草酰乙酸（C4）、磷酸烯醇式内酮酸（PEP）等多种中间产物，并最终转变为葡萄糖；经丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇等物质；经丙酮酸、氨基转换途径生成丙氨酸等物质。下列说法错误的是（ ） A. 人在剧烈运动时所需的能量主要来自产生乳酸的过程 B. 乳酸被彻底氧化产生能量的过程中有[H]的产生和消耗 C. 肝脏细胞代谢需要的原料部分来自乳酸的转化 D. 无法用14C标记的方法追踪糖异生途径各种产物的生成过程 8.(2024•天一大联考)3. 科研人员分离出某植物叶肉细胞的叶绿体，让叶绿体接受5s光照、5s黑暗交替（间歇光）处理，持续进行20min，并用灵敏传感器记录密闭环境中O2和CO2的变化，结果如图所示（S1、S2、S3分别表示相邻的曲线围成的图形面积）。下列相关叙述错误的是（ ） A. ac段，叶绿体的光反应速率明显大于暗反应速率 B. de段，CO2吸收速率变慢的原因是C3还原速率减慢 C. S1+S2的数值可表示光反应速率，S1的数值大于S3 D. 总光照时间相同时，间歇光处理有助于有机物的积累 二、不定项 9.(2024•菏泽三模)16. 某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述错误的是（ ） A. 该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质 B. 切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失 C. 该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料 D. 萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验 10.(2024•泰安四模)16. 化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）浓度梯度差，驱动ATP的合成。为了证明质子梯度差的产生和NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列说法错误的是（　　） A. 实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取 B. 线粒体内的所有酶都是通过膜融合进入的 C. 实验结果可推测，线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙 D. 上述过程建立在生物膜具有选择透过性和流动性的基础上 11.(2024•潍坊三模)16. 乳酸脱氢酶（LDH）能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化，其催化方向取决于细胞中NADH/NAD+的值。在人体肌细胞中产生的乳酸可以通过血液进入肝脏等组织内，重新转变成丙酮酸，转化为葡萄糖后，再次进入组织细胞中参与氧化分解。下列叙述错误的是（ ） A. 丙酮酸在肌细胞细胞质基质中经LDH催化产生乳酸 B. 细胞中乳酸积累过多，可能会影响乳酸脱氢酶的活性 C. LDH催化丙酮酸转化为乳酸，可以释放能量合成ATP D. 与骨骼肌细胞相比，肝脏细胞中NADH/NAD+的值相对较低 12.(2024•智慧上进5月大联考)16. 细胞呼吸产生的内酮酸经扩散作用通过线粒体外膜上的孔蛋白通道后，经内膜上的丙酮酸转运蛋白，并由膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度驱动进入线粒体基质。同时，该质子电化学梯度还驱动内膜上的ATP合酶合成ATP、磷酸转运蛋白转运磷酸基（）进入线粒体基质以及腺苷酸转运蛋白运出ATP、运进ADP（大多情况）等。[H]等物质经电子传递链（受体是O2）释放的能量能够维持膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度。下列叙述错误的是（ ） A. 丙酮酸、H2PO4，ATP、H+穿过线粒体内膜的方式均为主动运输 B. [H]等物质经电子传递链释放的能量直接用于合成ATP C. 无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸、线粒体基质中无ATP合成 D. 阻断[H]电子传递链，细胞将不能正常进行生命活动 13.(2024•泰安四模)18. 水杨酸（SA）对植物抗逆性有一定作用，ICS和 PL是植物水杨酸合成所需的两种重要基因。为研究SA作用机制，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白（D1是促进叶绿体光系统Ⅱ活性的关键蛋白）含量，结果如图甲所示（实验一、二为重复实验）。为探究SA对小麦作用的适宜浓度，科研人员在较强光照强度下做了相关实验，结果如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A. 逆境条件下，小麦的ICS和PL基因表达可能增强从而增加小麦的抗逆性 B. 较强光照下，特定浓度 NaCl与SA对小麦光合作用存在协同作用 C. SA通过减少较强光照造成的D1蛋白含量降低程度，降低抗逆性 D. 为确定SA作用的最适浓度，应在0.2~0.3μmol/L之间进一步实验 14.(2024•山东省实验中学三模)16. 各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　） A. 本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3 B. 寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质 C. 转Z基因能增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D. 喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 15. (2024•山东省实验中学5月)16. 强光胁迫会导致大豆出现光抑制现象。接近光饱和点的强光会导致大豆的光系统II(PSII)出现可逆失活，失活状态的PSII加强了能量耗散，以避免受到进一步破坏。该过程中其重要作用的是参与构成PSII的D1蛋白。强光下D1即开始降解，其净损失率与PSII单位时间接受的光量子数呈正相关。编码D1的psbA基因定位于叶绿体基因组，科研人员尝试将蓝细菌psbA导入大豆细胞核(纯合品系R)，结果发现在强光下D1的降解率并没有下降，但光饱和点提高了。下列说法正确的是（ ） A. 强光下D1的降解速率可超过其补充速率 B. PSII等吸收的光能一部分储存在ATP、NADPH中 C. 品系R的核psbA表达产物应定位于叶绿体基质 D. 强光下气孔关闭，可能导致C5的含量迅速降低，阻碍暗反应的进行 16.(2024•济宁三模)16. 为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理lh，再光照lh，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等 B. 若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加 C. 30℃条件下，一昼夜光照时间超过8h，该植物幼苗才能生长 D. 温度达到34℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用 三、非选择题 17.(2024•山东省实验中学5月)21. 科学家对光合作用的研究经历了漫长的探索过程： （1）1937年，英国植物学家希尔发现，将叶绿体分离后置于含有一定浓度蔗糖的溶液中，制备成叶绿体悬浮液。若向其中加入适当的“电子受体”如铁盐或其他氧化剂，给予叶绿体一定强度的光照，在没有CO2时就能放出O2，同时电子受体被还原。请回答相关问题： ①希尔反应模拟了叶绿体光合作用中___阶段的部分变化，还原后的电子受体相当于光合作用中的___。 ②希尔反应说明水的光解与糖的合成不是同一个过程，可一般情况下，减少CO2供应，绿色植物的光反应速率也会降低，原因是___。 （2）海洋中的真核藻类，习惯上依颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深。自然状态下，它们都能通过光合作用制造有机物。回答下列问题： ①绿藻叶绿体中的光合色素可对光能进行捕获，吸收的光能主要有两方面用途：一是___，二是___。 ②CO2是光合作用的原料之一，红藻正常生长过程中，其光合作用固定的CO2来自于___（回答2点即可）。 （3）在研究不同光质与光合作用的关系时，恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在M___光区域（填光的类型）。某同学对好氧细菌聚集在M光区域有如下两种解释：①好氧细菌趋氧引起的；②好氧细菌趋M光区域引起的。请你补充实验排除解释②，要求简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：___。 预期结果：___。 18. (2024•天一大联考)21. 科学家为研究不同波长的光对光合速率的影响，以某绿色蔬菜为材料在密闭的玻璃温室内进行了补光实验，所补光源的光照强度均为150lx，CO2吸收速率的单位为，补光时间为上午7：00~10：00，温度及其他条件均适宜，得到了图1所示实验结果。请回答下列问题： （1）7：00时580nm补光组的绿色蔬菜叶肉细胞内能产生ATP的细胞器是____________，此时绿色蔬菜叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸速率。 （2）有同学认为白光对照组从13：00到17：00时间段，该植株的有机物积累量在逐渐减少。你是否赞同该观点，并说明理由：________________________。 （3）若光照过强，植物吸收的光能过剩可导致植物光合作用强度下降，该过程被称为“光抑制”。为研究某植物激素B对光抑制的影响机制，研究人员将长势相同的同种植物幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂M会影响光反应关键蛋白P的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图2所示。 分组 甲 乙 丙 处理 清水 ？ B+M ①表中的“？”应为加入______的处理。 ②与甲组相比，乙组处理后的光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明试剂M对合成蛋白P的生理过程所起的作用是______（填“促进”或“抑制”）。 19. (2024•潍坊三模)21. 科研人员为研究遮阴条件对黄瓜苗生长发育和光合作用的影响，通过盆栽实验，测定了75%遮阴处理和自然条件下黄瓜苗的相关生理指标，实验结果如下表。 叶面积（cm2） 总叶绿素（mg·g-1FW） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 自然条件 2856 141 178 14.05 75%遮阴 3715 1.67 297 4.47 （1）通常采用_________（试剂）对黄瓜苗绿叶中光合色素进行提取。在新鲜叶片量一定的情况下，为了提高提取液色素浓度，可以采取的措施有_________（答出2点即可）。 （2）75%遮阴处理后，黄瓜苗叶绿素含量增加，这对植物适应弱光环境的意义是_________。黄瓜苗产生的适应弱光环境的变化还有_________。 （3）据表分析，与自然条件下相比，75%遮阴处理胞间CO2浓度较高的原因是_________。 （4）研究表明，弱光能间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。由此可推测，75%遮阴处理黄瓜苗的平均株高高于自然条件下的原因是_________。 20.(2024•智慧上进5月大联考)21. 矿质营养元素（如N、P、Mg等）和光照强度均能影响绿色植物（如大豆）的光合作用。植物细胞中存在着PSⅠ（主要吸收>680nm的长波长光）和PSⅡ（主要吸收≤680nm的短波长光），PSⅠ与NADP+的还原有关，PSⅡ含有叶绿体基因psbA编码的D1蛋白，与H2O的光解、O2的释放有关。植物处于逆境（如光照过强）时会启动自我保护机制，从而使代谢活动下降。 （1）P元素含量对光合作用的影响主要体现在作为________等结构的重要组成成分，还是光反应产物________的构成元素。 （2）组成PSⅡ的色素有________。光信号影响、调控植物生长、发育的机制是________。 （3）研究发现，强光照射使大豆吸收光能而产生的激发能过剩，通过光合电子传递链（PETC）产生大量的活性氧（ROS），此时大豆叶肉细胞会关闭光合系统，从而使光合速率下降。请分析，强光下大豆叶肉细胞关闭光合系统的原因是________。 （4）大豆叶肉细胞在强光照射时，暗反应产生的RuBP（C5）会与O2结合生成乙醇酸，经叶绿体、过氧化物酶体、线粒体等的代谢，最终生成CO2。该代谢途径的意义是________。 21.(2024•泰安四模)21. 将长势相同的黑藻均分为八等份，编为A、B两组，每组四等份。将A组分别放入装有300mL自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度分别为0Lux、1500Lux、3000Lux、4500Lux；将B组分别放入装有300mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1％、0.5％、2％NaHCO3的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度为1500Lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况（单位：mg·L﹣1），每2分钟采集一次数据，连续采集10分钟，实验结果如下图所示（忽略不同光照强度对水温的影响）： （1）本实验中涉及的自变量有______________________。 （2）A组实验中，光照强度为3000Lux时，10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为______________________mg；光照强度为4500Lux时，8-10分钟溶解氧量几乎没有发生变化，原因是______________________。 （3）B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化，该烧杯中黑藻所处的实验条件是______________________，此时叶肉细胞中光合速率______________________呼吸速率（填：“＜”或“＝”或“＞”）。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同的原因是______________________。 22.(2024•山东省实验中学三模)21. 植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存部位被称作“库”。图1为光合产物合成及向库运输过程示意图；图2为线粒体内膜进行系列代谢过程；图3为叶绿体中某种生物膜的部分结构及代谢过程的简化示意图。请回答下列问题： （1）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用_________方法分离。光合色素吸收的光能转化为________（图1中A）中的化学能。 （2）图2中的过程发生在有氧呼吸第________阶段，H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输方式为________。 （3）淀粉和蔗糖均是光合产物，分别在叶肉细胞的_______、_______部位合成。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是________。蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是_________。 （4）为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及CO2固定速率。结果如下图4、图5所示。 综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会_________光合作用，结合图1信息，给出作此判断的理由是___________。 23.(2024•济宁三模)21. 持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。 （1）持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于_____（填“红光”、“蓝紫光”或“白光”）下测定吸光度，使用该种光源的原因是_____。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是_____（答出2点）。 （2）强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSII中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→_____→蛋白降解。 （3）强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是_____。 24.(2024•济南三模)21. 大红袍枇杷是常绿植物。在华东地区某校园里有一片大红袍枇杷果园，该校师生成立了兴趣研究小组，对大红袍枇杷不同情况下的净光合速率进行了检测。 （1）研究小组检测了不同光照强度下的净光合速率，发现大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测大红袍枇杷应为_____（填“阴生”或“阳生”）植物。 （2）每到冬季，植物大多落叶凋零。大红袍枇杷开出满树黄白色的花，但干物质质量却不降反升，原因是______。 （3）该研究小组分别在6月和11月晴朗的某一天检测了大红袍枇杷的净光合速率，检测结果如下图所示，表示6月检测的应是______（填“图1”或“图2”），据图分析原因是_____。 （4）大红袍枇杷于1月结幼果，2-3月进入果实膨大期，4-5月果实慢慢成熟，6月采摘。研究小组在不同时间分别检测有果叶片和无果叶片光合速率，结果如下表所示。由表推断，果实的存在能________（填“促进”或“抑制”）枇杷的光合速率，1—5月份，果实对光合速率的影响幅度由大到小依次是__________。请从叶片光合作用角度分析，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是_______。 表一果实对枇杷光合速率的影响（单位：umol·m-2·s-1） 叶片类型 1月 2月 3月 4月 5月 有果叶片 2.63 3.31 4.25 6.23 8.12 无果叶片 2.45 2.91 3.5 5.72 8.0 25.(2024•菏泽三模)21. （硝态氮）和（铵态氮）是植物利用的主要无机氮源，为探究两种氮形态对高粱光合特性的影响，研究人员将长势相同的幼苗移植到3组不同氮处理的营养液中培养21天，测定相关数据如表所示。回答下列问题： 组別 A（） B（） C（+） 平均干量（mg/株） 110 60 130 根冠比 0.26 0.32 0.31 氮含量（μg/mg） 0.03 0.025 0.029 叶绿素含量（mg/g） 2.9 1 2.8 净光合速率［μmolCO2/（m2·s）］ 2.5 05 3 气孔导度［mol/（m2·s）］ 0.07 0.02 0.09 胞间CO2浓度（μmol/mol） 320 350 300 注：各组总氮量相同：根冠比反映植物地下部分（根系）与地上部分（茎、葉等）生物量的相对比例。 （1）叶绿素含量的测定：取叶片剪碎后用丙酮与乙醇混合液在_________（填“光亮处”或“喑处”）提取。 （2）据表分析，硝态氮对根系有诱导作用，可促进侧根发生，提高根冠比。在相同施氮量的前提下，B组氮含量低影响了叶绿素及光反应产物___________的合成，后者直接影响碳反应中___________过程，因而净光合速率明显小于A、C组。综上分析，B组根冠比更高的原因是___________。 （3）C组胞间CO2浓度最低，最可能的原因是__________。生产上，在干旱地区可以适当提高__________态氮的施肥比例，从而有利于高粱从土壤中吸收水分。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 细胞的能量供应和利用 一、选择题 1.(2024•菏泽三模)6. 下列有关实验和科学史叙述，正确的是（ ） A. 希尔反应说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程 B. 在对照实验中，控制无关变量可以采用“加法原理”或“减法原理” C. 鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明了光合作用释放的氧气来自水 D. 毕希纳认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但要在细胞死亡裂解后才发挥作用 【答案】A 【解析】 【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。 【详解】A、希尔反应在叶绿体上只进行了水的光解，可以说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程，A正确； B、在对照实验中，“加法原理”或“减法原理”用于控制自变量，无关变量控制一致即可，B错误； C、鲁宾和卡门利用18O分别标记水和二氧化碳，证明了光合作用释放的氧来自水，但18O是无放射性的同位素，C错误； D、毕希纳认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，这些物质在活的酵母菌中可以起作用，在离开细胞后也可以起作用，D错误。 故选A。 2. (2024•菏泽三模)2. 关于酶的催化机制，“过渡态理论”认为反应过程中，底物需要经过一个中间的过渡状态，然后才转化成产物。酶与底物的结合可以促进底物形成过渡态，过渡态和酶紧密结合，降低反应活化能，反应速率加快。 以下依据中不支持该理论的有（ ） A. 在酶促反应进程中，确实有高能量的中间状态存在 B. 用底物类似物作为抗原，诱导产生的特异性抗体能够催化反应的进行 C. 酶与底物过渡态的亲和力要远大于酶与底物或产物的亲和力 D. 使用底物过渡态类似物作抑制剂，抑制率小于底物类似物抑制剂 【答案】D 【解析】 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶的作用机理是能降低化学反应活化能。酶的特性：①高效性：酶能显著降低反应活化能，加快反应速率；②专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应；③酶的作用条件温和。 【详解】A、底物需要经过一个中间的过渡状态，然后才转化成产物，酶与底物的结合可以促进底物形成过渡态，过渡态和酶紧密结合后，能降低反应活化能，因此在酶促反应进程中，确实有高能量的中间状态存在，之后才会降低反应活化能，A正确； B、用底物类似物作为抗原，诱导产生的特异性抗体能与底物类似物特异结合，形成过渡态，能够催化反应的进行，支持该理论，B正确； C、酶与底物过渡态的亲和力要远大于酶与底物或产物的亲和力，支持过渡态和酶紧密结合，C正确； D、过渡态能和酶紧密结合，使用底物过渡态类似物作抑制剂，抑制率应该大于底物类似物抑制剂，D错误。 故选D。 3. (2024•菏泽三模)5. 外植体及愈伤组织褐变是指在获取外植体时，由于部分组织细胞结构被破坏而出现的植物组织褐色化现象。研究发现，褐变过程主要原理是细胞质基质内的多酚氧化酶（PPO）会催化无色的单酚氧化成醌，醌与氨基酸、脂肪等物质结合形成稳定的有色物质，进而形成褐变。下列相关叙述错误的是（ ） A. 醌类化合物的产生与聚集会进一步加剧植物组织褐变 B. 多酚物质和PPO分布场所不同可避免植物组织褐变 C. 连续转移培养可减轻醌类化合物对外植体的毒害作用 D. 将苹果用沸水处理后，高温会破坏膜系统加速褐变 【答案】D 【解析】 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、多酚物质在多酚氧化酶（PPO）的催化下，生成醌类化合物，醌类化合物与蛋白质聚合，使组织褐变，A正确； B、多酚物质在液泡内，PPO在细胞质基质中，分布场所不同，可避免植物组织褐变，B正确； C、部分组织细胞结构被破坏而产生的醌类化合物会加剧褐变产生，因此，连续转移培养可减轻醌类化合物对外植体的毒害作用，C正确； D、将苹果用沸水处理后，高温除了会破坏膜系统外还会使多酚氧化酶（PPO）失活，不会产生褐变，D错误。 故选D。 4. (2024•潍坊三模)3. 天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是（ ） A. 据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂 B. ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性 C. 底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少 D. 同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱 【答案】C 【解析】 【分析】据图分析，本实验的自变量是底物浓度和ATP/GTP的有无，因变量是反应速率， 据此分析作答。 【详解】A、CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，与对照相比，加入ATP后反应速率加快，加入CTP后反应速率变慢，说明ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂，A正确； B、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性，B正确； C、产物的多少取决于底物量，CTP只是减慢了反应速率，不会改变最终的产生生成量，C错误； D、CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶的结合，从曲线图可以看出，加入ATP后可能增强了酶与底物天冬氨酸的亲和性，使反应进行得更快，加入CTP后在相同底物浓度下反应速率变慢，CTP可作为天冬氨酸转氨甲酰酶的抑制剂发挥作用，若同时加入ATP和CTP，ATP有可能会削弱CTP对该酶的抑制作用，D正确。 故选C。 5.(2024•济宁三模)3. H2O2可引起细菌等微生物细胞内蛋白质结构发生改变，常用于伤口及环境消毒。CAT是一种过氧化氢酶，普遍存在于动植物细胞内，主要作用是清除代谢中产生的H2O2，避免H2O2积累对细胞产生破坏。下列叙述错误的是（ ） A. 可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2 B. CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性和高效性 C. 可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性 D. 人体细胞既能消耗O2，又能产生O2 【答案】B 【解析】 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA； 酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。 【详解】A、CAT是一种过氧化氢酶，所以可用CAT去除伤口及环境消毒后残余的H2O2，A正确； B、CAT只能催化H2O2分解，体现出CAT的专一性，与无机催化剂作用效果对比才能体现高效性，B错误； C、CAT的活性可用在一定条件下酶所催化某一反应的速率表示，可以通过检测单位时间内H2O2的消耗量或O2的生成量测定CAT的活性，C正确； D、人体细胞有氧呼吸会消耗O2，清除代谢中产生的H2O2时，H2O2的分解可以产生O2，D正确。 故选B。 6.(2024•山东省实验中学三模)4. 有氧呼吸包括多步化学反应，磷酸果糖激酶催化其中一步化学反应，如图所示。细胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活，被ATP抑制。下列说法正确的是（　　） A. 磷酸果糖激酶在核糖体合成、在细胞质基质发挥作用 B. 有氧呼吸三个阶段均有NADH和高能磷酸化合物产生 C. 葡萄糖经过此过程分解为丙酮酸和二氧化碳 D. 磷酸果糖激酶活性的调节体现了正反馈调节机制 【答案】A 【解析】 【分析】有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与；第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。 【详解】A、磷酸果糖激酶本质为蛋白质，在核糖体合成，在细胞质基质中将果糖-6-磷酸转化为果糖-1,6-二磷酸，A正确； B、有氧呼吸第一、二阶段可产生NADH，第三阶段消耗NADH，有氧呼吸的三个阶段均有高能磷酸化合物（ATP）产生，B错误； C、葡萄糖经过此过程分解为丙酮酸，丙酮酸继续分解才能产生二氧化碳，C错误； D、细胞中的磷酸果糖激酶可被ADP、Pi激活，被ATP抑制，即磷酸果糖激酶活性的调节体现了负反馈调节机制，D错误。 故选A。 7. (2024•智慧上进5月大联考)4. 人在剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，在剧烈运动后的恢复期，这些乳酸有三个去路：经血液循环到达肝脏细胞后，经糖异生途径产生丙酮酸、草酰乙酸（C4）、磷酸烯醇式内酮酸（PEP）等多种中间产物，并最终转变为葡萄糖；经丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇等物质；经丙酮酸、氨基转换途径生成丙氨酸等物质。下列说法错误的是（ ） A. 人在剧烈运动时所需的能量主要来自产生乳酸的过程 B. 乳酸被彻底氧化产生能量的过程中有[H]的产生和消耗 C. 肝脏细胞代谢需要的原料部分来自乳酸的转化 D. 无法用14C标记的方法追踪糖异生途径各种产物的生成过程 【答案】A 【解析】 【分析】有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。 无氧呼吸一般是指细胞在无氧（缺氧）条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。人的无氧呼吸产生乳酸。 【详解】A、人在剧烈运动时所需的能量主要来自有氧呼吸，无氧呼吸产生乳酸提供的能量作为补充，A错误； B、乳酸被彻底氧化产生能量的过程首先生成丙酮酸，丙酮酸参与的及后续的有氧呼吸过程中有[H]的产生和消耗，B正确； C、乳酸在肝脏细胞中转化产生的物质可以作为肝脏细胞代谢的原料，C正确； D、乳酸在肝脏细胞中发生多条途径的转化，有多种物质生成，因此无法用14C标记的方法追踪糖异生途径各产物的生成过程，D正确。 故选A。 8.(2024•天一大联考)3. 科研人员分离出某植物叶肉细胞的叶绿体，让叶绿体接受5s光照、5s黑暗交替（间歇光）处理，持续进行20min，并用灵敏传感器记录密闭环境中O2和CO2的变化，结果如图所示（S1、S2、S3分别表示相邻的曲线围成的图形面积）。下列相关叙述错误的是（ ） A. ac段，叶绿体的光反应速率明显大于暗反应速率 B. de段，CO2吸收速率变慢的原因是C3还原速率减慢 C. S1+S2的数值可表示光反应速率，S1的数值大于S3 D. 总光照时间相同时，间歇光处理有助于有机物的积累 【答案】C 【解析】 【分析】本实验以分离出某植物的叶绿体为实验材料，排除了呼吸作用的干扰，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，可以用O2的释放速率代表光反应速率，CO2的吸收速率代表碳反应速率。 【详解】A、由题图信息分析，虚线表示O2释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，ac段O2释放速率大于CO2吸收速率，说明叶绿体的光反应速率明显大于暗反应速率，A正确； B、de段在黑暗条件下进行，导致光反应产生的ATP和NADPH受阻，C3还原速率减慢，CO2固定减慢，所以导致CO2吸收速率变慢，B正确； C、虚线表示O2的释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，在一个光周期内，二者从开始的0经过一段时间的反应以后又变为0，结合光合作用的总反应式来看，S1+S2表示光反应释放的O2总量，S2+S3表示碳反应吸收的CO2总量，在一个光周期内释放的O2总量与暗反应吸收的CO2总量是相等的，S1+S2=S2+S3，所以S1=S3，C错误； D、光照总时间相同的情况下，间歇光与连续光照处理相比，光合作用合成的有机物增多，光合作用效率更高，是因为间歇光处理能充分利用光反应产生的NADPH和ATP，D正确。 故选C。 二、不定项 9.(2024•菏泽三模)16. 某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述错误的是（ ） A. 该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质 B. 切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失 C. 该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料 D. 萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验 【答案】ACD 【解析】 【分析】ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键。ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。ATP来源于光合作用和呼吸作用，场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体。 【详解】A、实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，所以不能证明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，A错误； B、实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，说明有些发光器的生命活性已完全丧失，B正确； C、完整的萤火虫能够通过呼吸提供能量，所以不能用完整的萤火虫，C错误； D、切取萤火虫的发光器放置一段时间消耗掉能量以后才可以用于实验，D错误。 故选ACD。 10.(2024•泰安四模)16. 化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）浓度梯度差，驱动ATP的合成。为了证明质子梯度差的产生和NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列说法错误的是（　　） A. 实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取 B. 线粒体内的所有酶都是通过膜融合进入的 C. 实验结果可推测，线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙 D. 上述过程建立在生物膜具有选择透过性和流动性的基础上 【答案】B 【解析】 【分析】题图分析：图1为实验装置图，图2为利用图1装置所做实验的结果。由图2所示结果可知，当向装置中通入O2后溶液的氢离子浓度立即上升，说明通入O2后，质子立即从内膜向内外膜间隙转运，由此可证明线粒体内外膜间质子梯度差的产生和NADH的氧化有关。 【详解】A、酵母菌为真核生物，代谢类型为兼性厌氧性，霉菌为真核生物，代谢类型为需氧型，两种生物均含线粒体，实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取，A正确； B、线粒体是半自主细胞器，有氧呼吸第三阶段的酶在线粒体内的DNA调控下，由线粒体内的核糖体合成，B错误； C、实验装置中pH电极连接在溶液中，线粒体外膜可自由渗透质子，所以pH电极的测量值只能反映线粒体内外膜间隙氢离子浓度，无法比较线粒体基质中的氢离子浓度与内外膜间隙氢离子浓度的大小。加入氧后，溶液中氢离子浓度立即上升，是因为NADH在有氧条件下氧化产生电子，线粒体内膜上发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）梯度差，随后缓慢下降，推测出线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙，导致H+顺浓度梯度内流驱动ATP的合成，C正确； D、上述过程中H+跨内膜运输需要转运蛋白参与，具有特异性，体现细胞膜具有选择透过性，电子传递过程中各种起电子传递作用的蛋白质分子的移动体现了细胞膜的流动性，D正确。 故选B。 11.(2024•潍坊三模)16. 乳酸脱氢酶（LDH）能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化，其催化方向取决于细胞中NADH/NAD+的值。在人体肌细胞中产生的乳酸可以通过血液进入肝脏等组织内，重新转变成丙酮酸，转化为葡萄糖后，再次进入组织细胞中参与氧化分解。下列叙述错误的是（ ） A. 丙酮酸在肌细胞细胞质基质中经LDH催化产生乳酸 B. 细胞中乳酸积累过多，可能会影响乳酸脱氢酶的活性 C. LDH催化丙酮酸转化为乳酸，可以释放能量合成ATP D. 与骨骼肌细胞相比，肝脏细胞中NADH/NAD+的值相对较低 【答案】CD 【解析】 【分析】骨骼肌细胞中乳酸脱氢酶（LDH）能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化，即催化丙酮酸生成乳酸，该反应属于无氧呼吸第二阶段，场所是细胞质基质。 【详解】A、丙酮酸经LDH催化产生乳酸，属于无氧呼吸第二阶段，场所在细胞质基质，A正确； B、细胞中乳酸积累过多，会降低细胞中的pH，可能会影响乳酸脱氢酶的活性，B正确； C、LDH催化丙酮酸转化为乳酸，属于无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，C错误； D、在人体肌细胞中产生的乳酸可以通过血液进入肝脏等组织内，重新转变成丙酮酸，该过程还会产生NADH，所以与骨骼肌细胞相比，肝脏细胞中NADH/NAD+的值相对较高，D错误。 故选CD。 12.(2024•智慧上进5月大联考)16. 细胞呼吸产生的内酮酸经扩散作用通过线粒体外膜上的孔蛋白通道后，经内膜上的丙酮酸转运蛋白，并由膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度驱动进入线粒体基质。同时，该质子电化学梯度还驱动内膜上的ATP合酶合成ATP、磷酸转运蛋白转运磷酸基（）进入线粒体基质以及腺苷酸转运蛋白运出ATP、运进ADP（大多情况）等。[H]等物质经电子传递链（受体是O2）释放的能量能够维持膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度。下列叙述错误的是（ ） A. 丙酮酸、H2PO4，ATP、H+穿过线粒体内膜的方式均为主动运输 B. [H]等物质经电子传递链释放的能量直接用于合成ATP C. 无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸、线粒体基质中无ATP合成 D. 阻断[H]电子传递链，细胞将不能正常进行生命活动 【答案】ABD 【解析】 【分析】质子顺梯度从膜间隙经内膜上的通道（ATP合成酶）返回到线粒体基质中，说明需要载体协助，但不消耗能量。因此H+从膜间隙进入到线粒体基质的跨膜运输方式为协助扩散。 【详解】A、丙酮酸、H2PO3−、ATP的转运既需要转运载体，又需要膜间隙与线粒体基质间质子（H+）的电化学梯度驱动，属于主动运输，而H+穿过线粒体内膜进入线粒体基质需要载体，顺电化学梯度进行，属于协助扩散，A错误； B、[H]等物质经电子传递链释放的能量用于驱动质子移向膜间隙，不直接用于合成ATP，B错误； C、无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸，进行无氧呼吸第二阶段，无ATP生成，C正确； D、阻断[H]电子传递链，即阻断有氧呼吸途径，细胞可进行无氧呼吸、短期内仍能正常进行生命活动，D错误。 故选ABD。 13.(2024•泰安四模)18. 水杨酸（SA）对植物抗逆性有一定作用，ICS和 PL是植物水杨酸合成所需的两种重要基因。为研究SA作用机制，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下的D1蛋白（D1是促进叶绿体光系统Ⅱ活性的关键蛋白）含量，结果如图甲所示（实验一、二为重复实验）。为探究SA对小麦作用的适宜浓度，科研人员在较强光照强度下做了相关实验，结果如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A. 逆境条件下，小麦的ICS和PL基因表达可能增强从而增加小麦的抗逆性 B. 较强光照下，特定浓度 NaCl与SA对小麦光合作用存在协同作用 C. SA通过减少较强光照造成的D1蛋白含量降低程度，降低抗逆性 D. 为确定SA作用的最适浓度，应在0.2~0.3μmol/L之间进一步实验 【答案】BCD 【解析】 【分析】植物蒸腾作用旺盛会导致叶片气孔开度下降，气孔开度下降又引起细胞吸收的CO2减少，导致叶肉细胞间的CO2不足，使午后小麦光合速率降低。图甲显示，较强光照会导致D1蛋白含量下降，喷洒适宜浓度的SA会减弱较强光照造成的D1蛋白含量降低，能提高抗逆性，据此，若要提高小麦产量，从外源因素考虑，可喷洒适宜浓度的水杨酸，从分子水平考虑，可通过提高D1蛋白的含量来实现。 【详解】A、由图可知，较强光照会导致D1含量下降，较强光下用SA处理后D1含量虽仍低于CK组，但明显高于W2组，可推测经SA处理后，SA通过减少较强光照造成的D1蛋白含量及光系统Ⅱ活性降低程度，提高抗逆性，A正确； B、由图乙可知，在较强光照下，与清水组相比，单独使用特定浓度 NaCl处理后，小麦光合相对值降低，而与特定浓度 NaCl 与 SA共同处理组相比，小麦光合相对值有所提高，说明特定浓度 NaCl 与 SA对小麦光合作用存在拮抗作用，B错误； C、由题干信息可知，水杨酸（SA） 对植物抗逆性有一定作用，ICS 和 PL是植物水杨酸合成中两种重要基因，所以在不利条件下，小麦的 ICS 和 PL基因表达可能增强从而增加小麦的抗逆性，C错误； D、由图乙可知，为确定SA作用的最适浓度，应在0.1~0.3μmol/L之间进一步实验，D错误。 故选BCD。 14.(2024•山东省实验中学三模)16. 各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　） A. 本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3 B. 寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质 C. 转Z基因能增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D. 喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 【答案】D 【解析】 【分析】据图分析：该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，因变量是光合速率。W+寡霉素对光合速率具有抑制作用，其余各组实验均能够有效缓解干旱胁迫，使光合速率增强，其中T+硫酸氢钠组效果最好。 【详解】A、该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，A错误； B、寡霉素会抑制光合作用中ATP合成酶的活性，水稻细胞光合作用中ATP合成的场所为叶绿体的类囊体薄膜，因此寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的类囊体薄膜，B错误； C、对比分析(W+H2O) 与(T+H2O) 的实验结果可知：转Z基因能够提高光合作用的效率，对比分析(W+寡霉素)与(T+寡霉素)的实验结果可知：转Z基因可以减缓寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误； D、对比分析(W+H2O) 、(W+寡霉素) 与(W+NaHSO3) 的实验结果可知:喷施NaHSO3能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。 故选D。 15. (2024•山东省实验中学5月)16. 强光胁迫会导致大豆出现光抑制现象。接近光饱和点的强光会导致大豆的光系统II(PSII)出现可逆失活，失活状态的PSII加强了能量耗散，以避免受到进一步破坏。该过程中其重要作用的是参与构成PSII的D1蛋白。强光下D1即开始降解，其净损失率与PSII单位时间接受的光量子数呈正相关。编码D1的psbA基因定位于叶绿体基因组，科研人员尝试将蓝细菌psbA导入大豆细胞核(纯合品系R)，结果发现在强光下D1的降解率并没有下降，但光饱和点提高了。下列说法正确的是（ ） A. 强光下D1的降解速率可超过其补充速率 B. PSII等吸收的光能一部分储存在ATP、NADPH中 C. 品系R的核psbA表达产物应定位于叶绿体基质 D. 强光下气孔关闭，可能导致C5的含量迅速降低，阻碍暗反应的进行 【答案】AB 【解析】 【分析】光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】 A、强光下D1的降解速率可超过其补充速率，导致PSII单位时间接受的光量子数减少，A正确; B、PSII等吸收的光能一部分储存在ATP、NADPH中，一部分以热能的形式散失，B正确; C、叶绿体基因组编码的蛋白质定位于叶绿体中，C错误; D、强光下气孔关闭，CO2吸收减少，CO2的固定减慢，C3的还原不变，C5的含量会积累，阻碍暗反应的进行，D错误。 故选AB。 16.(2024•济宁三模)16. 为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理lh，再光照lh，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等 B. 若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加 C. 30℃条件下，一昼夜光照时间超过8h，该植物幼苗才能生长 D. 温度达到34℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用 【答案】AC 【解析】 【分析】暗处理1h前后的重量变化反映呼吸速率；光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率。 【详解】A、32℃时，暗处理lh后的重量变化是-4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0mg，光合速率-2×呼吸速率=0，此条件下光合速率是8mg/h，净光合速率是4，同理可推知，26℃时，呼吸速率是1mg/h光合速率是5mg/h，净光合是4mg/h，A正确； B、当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了三碳化合物的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误； C、30℃条件下，呼吸强度为3mg/h，光合作用的强度是9mg/h，一昼夜光照时间等于8h则光合产生有机物为72mg，呼吸消耗为3×24=72mg，则大于8h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确； D、34℃时呼吸速率是2mg/h，光照1h后比案处理前减少了3mg，光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率，说明此时光合速率为1mg/h，D错误。 故选AC。 三、非选择题 17.(2024•山东省实验中学5月)21. 科学家对光合作用的研究经历了漫长的探索过程： （1）1937年，英国植物学家希尔发现，将叶绿体分离后置于含有一定浓度蔗糖的溶液中，制备成叶绿体悬浮液。若向其中加入适当的“电子受体”如铁盐或其他氧化剂，给予叶绿体一定强度的光照，在没有CO2时就能放出O2，同时电子受体被还原。请回答相关问题： ①希尔反应模拟了叶绿体光合作用中___阶段的部分变化，还原后的电子受体相当于光合作用中的___。 ②希尔反应说明水的光解与糖的合成不是同一个过程，可一般情况下，减少CO2供应，绿色植物的光反应速率也会降低，原因是___。 （2）海洋中的真核藻类，习惯上依颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深。自然状态下，它们都能通过光合作用制造有机物。回答下列问题： ①绿藻叶绿体中的光合色素可对光能进行捕获，吸收的光能主要有两方面用途：一是___，二是___。 ②CO2是光合作用的原料之一，红藻正常生长过程中，其光合作用固定的CO2来自于___（回答2点即可）。 （3）在研究不同光质与光合作用的关系时，恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在M___光区域（填光的类型）。某同学对好氧细菌聚集在M光区域有如下两种解释：①好氧细菌趋氧引起的；②好氧细菌趋M光区域引起的。请你补充实验排除解释②，要求简要写出实验思路和预期结果。 实验思路：___。 预期结果：___。 【答案】（1） ①. 光反应 ②. NADPH（[H]） ③. 停止CO2供应，暗反应无法进行，不能为光反应提供ADP、Pi和NADP+ （2） ①. 将水分解为O2和[H]（NADPH） ②. 促成ADP和Pi合成ATP ③. 海水环境中的CO2、细胞呼吸释放的CO2 （3） ①. 红光和蓝紫 ②. 把载有有死水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，之后用透过三棱镜的光（M光/红光和蓝紫光）照射临时装片，一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况 ③. 好氧细菌均匀地分布在死水绵周围 【解析】 【分析】绿色植物的光合作用是指绿色植物在细胞的叶绿体里，利用光能，把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转化成化学能储存在制造的有机物中的过程。 【小问1详解】 ①希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化；电子受体由氧化态变为还原态的NADPH，即还原后的电子受体相当于光合作用中的NADPH。 ②光反应和暗反应彼此制约，若停止 CO2 供应，暗反应无法进行，不能为光反应提供ADP、Pi和 (NADP+)，故减少 CO2 供应，绿色植物的光反应速率也会降低。 【小问2详解】 ①绿藻叶绿体中的光合色素可对光能进行捕获，吸收的光能主要有两方面用途：一是将水分解为O2和[H]，二是促成ADP和Pi合成ATP。 ②CO2是光合作用原料之一，红藻正常生长过程中，其光合作用固定的CO2来自于海水环境中的CO2、细胞呼吸释放的CO2。 【小问3详解】 水绵主要吸收红光和蓝紫光进行光合作用，所以恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在M红光和蓝紫光区域； 要验证好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域不是好氧细菌趋红光和蓝紫光引起的，可设置如下实验： 实验思路：把载有有死水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，之后用透过三棱镜的光（M光/红光和蓝紫光）照射临时装片，一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况 预测结果：好氧细菌均匀地分布在水绵体表面上。 18. (2024•天一大联考)21. 科学家为研究不同波长的光对光合速率的影响，以某绿色蔬菜为材料在密闭的玻璃温室内进行了补光实验，所补光源的光照强度均为150lx，CO2吸收速率的单位为，补光时间为上午7：00~10：00，温度及其他条件均适宜，得到了图1所示实验结果。请回答下列问题： （1）7：00时580nm补光组的绿色蔬菜叶肉细胞内能产生ATP的细胞器是____________，此时绿色蔬菜叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“等于”或“小于”）呼吸速率。 （2）有同学认为白光对照组从13：00到17：00时间段，该植株的有机物积累量在逐渐减少。你是否赞同该观点，并说明理由：________________________。 （3）若光照过强，植物吸收的光能过剩可导致植物光合作用强度下降，该过程被称为“光抑制”。为研究某植物激素B对光抑制的影响机制，研究人员将长势相同的同种植物幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂M会影响光反应关键蛋白P的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图2所示。 分组 甲 乙 丙 处理 清水 ？ B+M ①表中的“？”应为加入______的处理。 ②与甲组相比，乙组处理后的光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明试剂M对合成蛋白P的生理过程所起的作用是______（填“促进”或“抑制”）。 【答案】（1） ①. 叶绿体和线粒体 ②. 大于 （2）不赞同，该时间段CO2的吸收速率下降意味着有机物的积累速率变慢，但CO2吸收速率仍大于0，即有机物的积累量仍在增加 （3） ①. （激素）B ②. 减弱 ③. 抑制 【解析】 【分析】影响光合作用的因素有：光照强度、光质、二氧化碳浓度、温度、水分、色素等。叶绿体中色素提取分离的结果：从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 【小问1详解】 7：00时，580nm补光组的绿色蔬菜叶肉细胞内光合作用与呼吸作用都可以进行，所以产生ATP的部位有叶绿体、线粒体、细胞质基质，能产生ATP的细胞器是叶绿体、线粒体，此时绿色蔬菜光合速率=整株绿色植物呼吸速率，因此绿色蔬菜叶肉细胞的光合速率大于绿色蔬菜叶肉细胞呼吸速率。 【小问2详解】 白光对照组从13：00到17：00时间段，CO2的吸收速率下降意味着有机物的积累速率变慢，但CO2吸收速率仍大于0，即有机物的积累量仍在增加，因此该同学观点错误。 小问3详解】 ①研究某植物激素B对光抑制的影响机制，试剂M会影响光反应关键蛋白P的合成，因此表中的“？”应为加入等量的B。②与甲组相比，乙组处理后光合作用相对值减弱幅度变小，因此与甲组相比，乙组处理后的光抑制减弱；乙组与丙组相比，丙组的光合作用相对值减小，说明M抑制蛋白P合成。 19. (2024•潍坊三模)21. 科研人员为研究遮阴条件对黄瓜苗生长发育和光合作用的影响，通过盆栽实验，测定了75%遮阴处理和自然条件下黄瓜苗的相关生理指标，实验结果如下表。 叶面积（cm2） 总叶绿素（mg·g-1FW） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 自然条件 2856 141 178 14.05 75%遮阴 3715 1.67 297 4.47 （1）通常采用_________（试剂）对黄瓜苗绿叶中光合色素进行提取。在新鲜叶片量一定的情况下，为了提高提取液色素浓度，可以采取的措施有_________（答出2点即可）。 （2）75%遮阴处理后，黄瓜苗叶绿素含量增加，这对植物适应弱光环境的意义是_________。黄瓜苗产生的适应弱光环境的变化还有_________。 （3）据表分析，与自然条件下相比，75%遮阴处理胞间CO2浓度较高的原因是_________。 （4）研究表明，弱光能间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。由此可推测，75%遮阴处理黄瓜苗的平均株高高于自然条件下的原因是_________。 【答案】（1） ①. 无水乙醇 ②. 加二氧化硅、加碳酸钙、减少乙醇用量 （2） ①. 有利于提高叶片对光能的吸收利用 ②. 叶面积增大 （3）光照强度弱，净光合速率较低，叶肉细胞单位时间内消耗CO2较少，导致胞间CO2浓度较高 （4）在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配的比例增多所致 【解析】 【分析】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。 【小问1详解】 光合色素易溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇对黄瓜苗绿叶中光合色素进行提取。加二氧化硅、加碳酸钙、减少乙醇用量可提高提取液色素浓度。 【小问2详解】 据表分析，与自然条件相比，75%遮荫处理一段时间后，黄瓜幼苗的总叶绿素含量增加，叶面积增大，这些变化均有利于提升光能利用率。 【小问3详解】 自然条件下胞间CO2浓度更低，75%遮阴处理胞间CO2浓度较高，这是因为75%遮阴处理光照强度弱，净光合速率较低，叶肉细胞单位时间内消耗CO2较少，导致胞间CO2浓度较高。 【小问4详解】 在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配的比例增多，导致75%遮阴处理黄瓜苗的平均株高高于自然条件下的株高。 20.(2024•智慧上进5月大联考)21. 矿质营养元素（如N、P、Mg等）和光照强度均能影响绿色植物（如大豆）的光合作用。植物细胞中存在着PSⅠ（主要吸收>680nm的长波长光）和PSⅡ（主要吸收≤680nm的短波长光），PSⅠ与NADP+的还原有关，PSⅡ含有叶绿体基因psbA编码的D1蛋白，与H2O的光解、O2的释放有关。植物处于逆境（如光照过强）时会启动自我保护机制，从而使代谢活动下降。 （1）P元素含量对光合作用的影响主要体现在作为________等结构的重要组成成分，还是光反应产物________的构成元素。 （2）组成PSⅡ的色素有________。光信号影响、调控植物生长、发育的机制是________。 （3）研究发现，强光照射使大豆吸收光能而产生的激发能过剩，通过光合电子传递链（PETC）产生大量的活性氧（ROS），此时大豆叶肉细胞会关闭光合系统，从而使光合速率下降。请分析，强光下大豆叶肉细胞关闭光合系统的原因是________。 （4）大豆叶肉细胞在强光照射时，暗反应产生的RuBP（C5）会与O2结合生成乙醇酸，经叶绿体、过氧化物酶体、线粒体等的代谢，最终生成CO2。该代谢途径的意义是________。 【答案】（1） ①. 叶绿体膜、类囊体膜 ②. ATP、NADPH （2） ①. 叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素 ②. 光照使光敏色素的结构发生变化，该变化信息通过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达 （3）大量ROS会破坏光合色素、PSⅠ和PSⅡ，并抑制叶绿体基因psbA的表达，此时叶肉细胞启动自我保护机制 （4）消耗掉细胞中过多的ROS，保护光合系统 【解析】 【分析】光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）。PSⅡ光解水，PSI还原NADP+。光系统II的色素吸收光能以后，能产生高能电子，并将高能电子传送到电子传递体PQ，传递到PQ上的高能电子就好像接力赛跑中的接力棒一样，依次传递给细胞色素b6f和PC。光系统I吸收光能后，通过PC传递的电子与H+、NADP+在类囊体薄膜上结合形成NADPH。水光解产生H+，使类囊体腔内H+浓度升高，H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外中H+浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差。ATP合成酶利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。 【小问1详解】 P元素是磷脂的组成元素，而磷脂又是叶绿体膜和类囊体膜的重要组成成分，同时P元素还是光反应阶段产生的ATP和NADPH的构成元素。 【小问2详解】 PSⅡ主要吸收≤680mm的短波长光，根据教材中植物光合色素的吸收光谱，PSⅡ主要含有叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素。光信号影响、调控植物生长、发育的机制是光照使光敏色素的结构发生变化，该变化信息通过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达。 【小问3详解】 大量ROS会破坏光合色素、PSⅠ和PSⅡ，并抑制叶绿体基因psbA的表达，此时叶肉细胞启动自我保护机制，是一种光抑制现象。 【小问4详解】 大豆叶肉细胞在强光照射时，暗反应产生的RuBP（C5）会与O2结合生成乙醇酸，经叶绿体、过氧化物酶体、线粒体等的代谢，最终生成CO2，这是一种光呼吸现象，光呼吸是植物在长期进化过程中，为了适应高O2、低CO2的环境，提高抗逆性而形成的一条代谢途径，可以消耗掉细胞中过多的ROS，保护光合系统，对于植物体具有重要的生理意义。 21.(2024•泰安四模)21. 将长势相同的黑藻均分为八等份，编为A、B两组，每组四等份。将A组分别放入装有300mL自来水的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度分别为0Lux、1500Lux、3000Lux、4500Lux；将B组分别放入装有300mL自来水且溶解有NaHCO3浓度依次为0、0.1％、0.5％、2％NaHCO3的4只烧杯中，放入光照培养箱中，控制光照强度为1500Lux。用溶解氧传感器检测两组烧杯中黑藻的放氧情况（单位：mg·L﹣1），每2分钟采集一次数据，连续采集10分钟，实验结果如下图所示（忽略不同光照强度对水温的影响）： （1）本实验中涉及的自变量有______________________。 （2）A组实验中，光照强度为3000Lux时，10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为______________________mg；光照强度为4500Lux时，8-10分钟溶解氧量几乎没有发生变化，原因是______________________。 （3）B组实验中有一只烧杯溶解氧量几乎未发生变化，该烧杯中黑藻所处的实验条件是______________________，此时叶肉细胞中光合速率______________________呼吸速率（填：“＜”或“＝”或“＞”）。该烧杯中溶解氧量变化与其他三只烧杯明显不同的原因是______________________。 【答案】（1）光照强度、NaHCO3浓度、时间 （2） ①. 1．5 ②. 随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不变 （3） ①. 2％NaHCO3．1500 Lux ②. ＞ ③. NaHCO3浓度较高，植物吸水困难，光合作用和细胞呼吸强度均减弱，而且氧气产生量和消耗量相等 【解析】 【分析】总光合速率=净光合速率+呼吸速率。 【小问1详解】 不同功率的灯泡代表不同强度的光照，不同浓度的NaHCO3浓度代表不同浓度的CO2，探究了光照强度和CO2对光合作用的影响，因此本实验中涉及的自变量有：光照强度、NaHCO3浓度、时间。 【小问2详解】 光合作用产生氧气量表示总光合，总光合速率=净光合速率+ 呼吸速率，无光照时黑藻只进行呼吸作用，10分钟内黑藻通过呼吸作用吸收了(4-2)mg/L×0.3L=0.6mg的氧气，光照强度为3000Lux时，10分钟内氧气的释放量为(7-4)mg/L×0.3L=0.9mg，故10分钟内黑藻通过光合作用产生的氧气量大约为0.9+0.6=1.5mg；光照强度为4500Lux时，随植物光合作用进行，自来水中CO2浓度降低，植物光合速率下降，与呼吸速率大概相等，溶解氧量几乎不发生变化。 【小问3详解】 烧杯溶解氧量几乎未发生变化，在实验结果的图中表现出来的是溶解氧保持稳定，没有明显的上升或下降趋势，即A组实验结果中的光照强度为1500 Lux，B组实验结果中的2％NaHCO3；烧杯溶解氧量几乎未发生变化，说明植物净光合速率为0，而植物细胞除了进行光合作用的叶肉细胞外，还有一些只进行呼吸作用的细胞（如根尖分生区细胞），所以此时叶肉细胞中光合速率大于（＞）呼吸速率。分析B组实验结果可知，在一定范围内，随着二氧化碳浓度的增大，光合作用增强，而2％NaHCO3浓度较高，使得外界溶液浓度较大，细胞吸水困难，水作为光合作用和呼吸作用的原料，水的减少使得光合作用和细胞呼吸强度均减弱，并且强度相等，即光合作用氧气产生量和呼吸作用氧气消耗量相等。 【点睛】利用实验装置探究了光照强度对光合作用的影响，要求考生具有一定的分析能力和理解能力，并能够掌握对照实验的单一变量原则进行解题。 22.(2024•山东省实验中学三模)21. 植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存部位被称作“库”。图1为光合产物合成及向库运输过程示意图；图2为线粒体内膜进行系列代谢过程；图3为叶绿体中某种生物膜的部分结构及代谢过程的简化示意图。请回答下列问题： （1）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用_________方法分离。光合色素吸收的光能转化为________（图1中A）中的化学能。 （2）图2中的过程发生在有氧呼吸第________阶段，H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输方式为________。 （3）淀粉和蔗糖均是光合产物，分别在叶肉细胞的_______、_______部位合成。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是________。蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是_________。 （4）为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及CO2固定速率。结果如下图4、图5所示。 综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会_________光合作用，结合图1信息，给出作此判断的理由是___________。 【答案】（1） ①. 纸层析法 ②. NADPH（或[H]）和ATP （2） ①. 三 ②. 协助扩散 （3） ①. 叶绿体基质 ②. 细胞质基质 ③. 保持叶绿体正常形态，防止吸水涨破 ④. 非还原糖较稳定 （4） ①. 抑制 ②. 去棉铃相当于去掉了光合产物的“库”，导致蔗糖和淀粉因输出减少而积累，导致丙糖磷酸积累，抑制碳反应，导致光合速率下降 【解析】 【分析】光合作用分为光反应和暗反应。光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。经过光合作用，将无机物转变成糖类等有机物。通过图1可知，暗反应的产物丙糖磷酸有两条去路，在叶绿体中转化为淀粉，在细胞质基质中转化成蔗糖。这样可以减少丙糖磷酸在叶绿体中的积累，以调节渗透压；以及以非还原糖的形式将有机物运输至植物体其他部位。图4、5两幅图横坐标都是去除棉铃的百分率，纵坐标观察的指标不同。综合分析联系两幅图，随去除果实百分率增加，叶肉细胞干重增加；二氧化碳固定速率下降，二氧化碳固定速率代表光合作用的速率。 【小问1详解】 高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用纸层析法分离色素。光反应阶段，光合色素吸收的光能转化为NADPH（或[H]）和ATP中的化学能。 【小问2详解】 从图2中可知，H+的运输是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白协助，故该过程属于协助扩散。运输方向是膜间隙向线粒体基质运输，并且在运输过程中合成了ATP，即有氧呼吸前两阶段所产生的H+，在线粒体内膜上与氧气结合形成水，并释放大量能量，属于有氧呼吸的第三阶段。 【小问3详解】 从图1中可知，暗反应中初产物丙糖磷酸，一部分丙糖磷酸继续在叶绿体基质中最终形成淀粉；另一部分丙糖磷酸从叶绿体运输至细胞质基质，在细胞质基质中合成蔗糖。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，可以保持叶绿体正常形态，防止吸水涨破。蔗糖是二糖，以蔗糖形式运输，其溶液中溶质分子个数相对较小，渗透压稳定，且蔗糖是非还原糖，性质较稳定。 【小问4详解】 从图4可知，随着去除棉铃百分比的增加，叶肉细胞中的蔗糖和淀粉等有机物均增加；图5可知，随着去除棉铃百分比的增加，叶肉细胞中二氧化碳固定速率降低。去棉铃相当于去掉了光合产物的“库”，导致蔗糖和淀粉因输出减少而积累，导致丙糖磷酸积累，抑制碳反应，导致光合速率下降。 23.(2024•济宁三模)21. 持续强光照射会导致绿色植物光系统损伤，最终产生光抑制。绿色植物通过如图所示的三重防御机制有效避免光系统损伤。回答下列问题。 （1）持续强光照射前后，叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于_____（填“红光”、“蓝紫光”或“白光”）下测定吸光度，使用该种光源的原因是_____。持续强光照射条件下，与正常植株相比，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是_____（答出2点）。 （2）强光条件下产生的光有毒产物，会攻击PSII中的色素和D1蛋白，使D1蛋白高度磷酸化，并形成D1蛋白交联聚合物，随后发生D1蛋白降解。为探究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化，还是先发生D1蛋白交联聚合物解聚，科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→_____→蛋白降解。 （3）强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是_____。 【答案】（1） ①. 红光 ②. 叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰 ③. 对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物 （2）D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化 （3）切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等 【解析】 【分析】叶片中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 【小问1详解】 叶片中的叶绿素含量可通过实验测定，先用有机溶剂提取绿叶中的色素，然后将提取到的色素溶液置于红光条件下，测定吸光度，使用该种光源的原因是叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不吸收红光；用红光检测可排除类胡萝卜素对结果的干扰；据图可知，第二道防线是类胡萝卜素的清除作用，类胡萝卜素合成受阻突变体的光合速率下降更明显，原因是对蓝紫光的吸收减少，无法及时清除光有毒产物 【小问2详解】 科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后，结果显示D1蛋白总量几乎无变化，但D1蛋白交联聚合物则明显减少。说明D1蛋白降解过程：形成D1蛋白交联聚合物→D1蛋白交联聚合物解聚→D1蛋白去磷酸化→蛋白降解 【小问3详解】 强光条件下，给植物提供35S标记的甲硫氨酸，发现短时间内PSII中约有30~50%的放射性D1蛋白，但D1蛋白含量没有明显变化，其原因可能是切除损伤的D1蛋白与新合成的D1蛋白速率基本相等，所以D1蛋白含量没有明显变化。 24.(2024•济南三模)21. 大红袍枇杷是常绿植物。在华东地区某校园里有一片大红袍枇杷果园，该校师生成立了兴趣研究小组，对大红袍枇杷不同情况下的净光合速率进行了检测。 （1）研究小组检测了不同光照强度下的净光合速率，发现大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测大红袍枇杷应为_____（填“阴生”或“阳生”）植物。 （2）每到冬季，植物大多落叶凋零。大红袍枇杷开出满树黄白色的花，但干物质质量却不降反升，原因是______。 （3）该研究小组分别在6月和11月晴朗的某一天检测了大红袍枇杷的净光合速率，检测结果如下图所示，表示6月检测的应是______（填“图1”或“图2”），据图分析原因是_____。 （4）大红袍枇杷于1月结幼果，2-3月进入果实膨大期，4-5月果实慢慢成熟，6月采摘。研究小组在不同时间分别检测有果叶片和无果叶片光合速率，结果如下表所示。由表推断，果实的存在能________（填“促进”或“抑制”）枇杷的光合速率，1—5月份，果实对光合速率的影响幅度由大到小依次是__________。请从叶片光合作用角度分析，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是_______。 表一果实对枇杷光合速率的影响（单位：umol·m-2·s-1） 叶片类型 1月 2月 3月 4月 5月 有果叶片 2.63 3.31 4.25 6.23 8.12 无果叶片 2.45 2.91 3.5 5.72 8.0 【答案】（1）阴生 （2）大红袍枇杷为常绿植物，冬季也能进行一定强度的光合作用，且温度低呼吸作用弱，有机物逐渐积累使干物质量增加 （3） ①. 图1 ②. 6月光照强度和温度远高于11月，光合作用较强，净光合作用强度要高很多；6月中午因气温高，气孔关闭，光合速率降低，表现出明显的光合午休现象 （4） ①. 促进 ②. 3、2、4、1、5 ③. 果实的发育需要叶片提供充足的营养物质，避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制 【解析】 【分析】光合作用分为光反应和暗反应阶段，光反应的产物是NADPH和ATP等，场所是叶绿体的类囊体薄膜；暗反应的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和C3的还原过程，光反应为暗反应提供还原氢和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi；影响光合作用速率的外界因素主要有光照强度、二氧化碳浓度和温度。 【小问1详解】 大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低，据此推测大红袍枇杷应为阴生植物。 【小问2详解】 大红袍枇杷开出满树黄白色的花过程中，干物质质量却不降反升，原因是大红袍枇杷为常绿植物，冬季也能进行一定强度的光合作用，且温度低呼吸作用弱，有机物逐渐积累使干物质量增加。 【小问3详解】 6月检测大红袍枇杷的净光合速率的是图1，原因是6月光照强度和温度远高于11月，光合作用较强，净光合作用强度要高很多；6月中午因气温高，气孔关闭，光合速率降低，表现出明显的光合午休现象。 【小问4详解】 据表分析，有果叶片的光合速率大于无果叶片的光合速率，推断果实的存在能促进枇杷的光合速率，1—5月份，有果叶片光合速率与无果叶片光合速率的差值分别是0.18umol·m-2·s-1、0.6umol·m-2·s-1、0.75umol·m-2·s-1、0.51umol·m-2·s-1、0.12umol·m-2·s-1，1—5月份，果实对光合速率的影响幅度由大到小依次是3、2、4、1、5，果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是果实的发育需要叶片提供充足的营养物质，避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制。 25.(2024•菏泽三模)21. （硝态氮）和（铵态氮）是植物利用的主要无机氮源，为探究两种氮形态对高粱光合特性的影响，研究人员将长势相同的幼苗移植到3组不同氮处理的营养液中培养21天，测定相关数据如表所示。回答下列问题： 组別 A（） B（） C（+） 平均干量（mg/株） 110 60 130 根冠比 0.26 0.32 0.31 氮含量（μg/mg） 0.03 0.025 0.029 叶绿素含量（mg/g） 2.9 1 2.8 净光合速率［μmolCO2/（m2·s）］ 2.5 05 3 气孔导度［mol/（m2·s）］ 0.07 0.02 0.09 胞间CO2浓度（μmol/mol） 320 350 300 注：各组总氮量相同：根冠比反映植物地下部分（根系）与地上部分（茎、葉等）生物量的相对比例。 （1）叶绿素含量的测定：取叶片剪碎后用丙酮与乙醇混合液在_________（填“光亮处”或“喑处”）提取。 （2）据表分析，硝态氮对根系有诱导作用，可促进侧根发生，提高根冠比。在相同施氮量的前提下，B组氮含量低影响了叶绿素及光反应产物___________的合成，后者直接影响碳反应中___________过程，因而净光合速率明显小于A、C组。综上分析，B组根冠比更高的原因是___________。 （3）C组胞间CO2浓度最低，最可能的原因是__________。生产上，在干旱地区可以适当提高__________态氮的施肥比例，从而有利于高粱从土壤中吸收水分。 【答案】（1）暗处 （2） ①. ATP、NADPH ②. C3 的还原/三碳糖的还原和五碳糖的再生 ③. 植物吸收硝态氮的能力弱/硝态氮的转运 蛋白数量不足，需长出更多的根 （3） ①. 净光合速率与 CO2扩散速率差值最大(或净光合速率上升， 消耗的 CO2 增多 ，且快于 CO2 扩散进入细胞的速率) ②. 硝 【解析】 【分析】分析题意，本实验目的是探究两种氮形态对高粱光合特性的影响，实验的自变量是氮形态的不同，因变量是植物的光合特性，可通过平均干重、净光合速率等指标进行测定，据此分析作答。 【小问1详解】 叶绿素含量测定时，为保证其不被分解，且防止实验中叶片进行光合作用影响实验结果，取叶片剪碎后用丙酮与乙醇混合液在喑处提取。 【小问2详解】 合表格可知，B、C组和A组对比，含有NO3-时根冠比值较大，NO3-对根系有诱导作用，可促进侧根发生，提高根冠比；氮含量低影响了叶绿素及光反应产生的ATP、NADPH的量，ATP、NADPH被暗反应利用，用于三碳酸（C3）的还原和五碳糖的再生；综上分析，B组根冠比更高的原因是植物吸收硝态氮的能力弱，硝态氮的转运蛋白数量不足，需长出更多的根。 【小问3详解】 C组胞间CO2浓度最低，最可能的原因是净光合速率与CO2扩散速率差值最大，CO2被更多的被光合作用利用；结合表格可知，使用硝态氮的组别气孔导度最低，可有效降低蒸腾作用，故生产上，在干旱地区可以适当提高硝态氮的施肥比例，从而有利于高粱从土壤中吸收水分。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$