专题02 细胞的能量供应和利用-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟生物真题分类汇编（辽宁专用）

专题02 细胞的能量供应和利用 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点1 降低化学反应活化能的酶 2023·辽宁 从近三年辽宁省高考试题来看，常出现的考点是酶和细胞呼吸和光合作用，此部分内容集中在非选择题部分考察。 考点2 细胞呼吸和光合作用 2024·2023·2022·辽宁 考点01 降低化学反应活化能的酶 （2023·辽宁） 基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ） A. SDS可以提高MMP2和MMP9活性 B. 10℃保温降低了MMP2和MMP9活性 C. 缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性 D. MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性 考点02 细胞呼吸和光合作用 1.（2024·黑吉辽）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是______过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是______和______。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和______（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是_____________。据图3中的数据______（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是______________________。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______________。 2.（2023·辽宁）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题： （1）花生叶肉细胞中的叶绿素包括_____，主要吸收_____光，可用_____等有机溶剂从叶片中提取。 （2）盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是_____。 （3）在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率_____（填“大于”“等于”或“小于"）HH1的光合速率，判断的依据是_____。在光照强度为1500μmolm2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的_____含量高，光反应生成更多的_____，促进了暗反应进行。 （4）依据图2，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植_____品种。 3.（2022·辽宁）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验： Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定 （1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。 （2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。 样品 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 上层 0.199 0.123 中层 0.228 0123 下层 0684 0.453 数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。 Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定 （3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。 酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。 （4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。 在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。 考点01 降低化学反应活化能的酶 1．（2024·黑龙江双鸭山·三模）一定条件下，酶促反应速率与能接触到反应物的酶量成正相关。研究者将大鼠肝细胞悬浮液置于不同浓度的蔗糖溶液中，提取并检测溶液中两种酶的酶促反应速率，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．酸性磷酸酶和β-葡萄醛酸苷酶催化的反应速率一致 B．检测出的酶促反应速率与膜结构的完整性有关 C．0mol▪L-1的蔗糖溶液中，酶溢出的量少，酶促反应速率大 D．正常细胞中两种水解酶所处溶液的浓度比0.20mol•L-1的蔗糖溶液浓度小 2．（2024·辽宁沈阳·三模）E3泛素连接酶在细胞代谢中发挥重要作用，其功能的发挥依赖于该酶复杂的空间构象。下列叙述错误的是（    ） A．E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能 B．过酸和过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变 C．E3泛素连接酶发挥作用后会立即被细胞内其他酶系降解 D．温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同 3．（2024·辽宁·模拟预测）细胞内的ATP合酶可催化ATP合成，其催化中心的蛋白质有三种不同构象：O态（ATP与酶亲和力低）、L态（ADP、Pi与酶结合疏松）、T态（ADP、Pi与酶结合紧密），ATP合酶的催化功能是由H+跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．原核细胞中存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上 B．T态有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L、T、O的周期性变化 C．ATP合酶催化的结果是使H+势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中 D．温度和pH都仅通过影响蛋白质的结构，进而影响ATP的合成速率 4．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）20世纪60年代以后使用酶替代盐酸催化淀粉水解生产葡萄糖。如图表示在不同pH条件下唾液淀粉酶对淀粉水解作用的实验结果。有关叙述正确的是（    ） A．根据实验结果可推测出淀粉酶的最适pH为7 B．图中pH为3和9的两组条件下酶活性相同 C．pH为13的试管调到pH为7后继续反应，淀粉含量将明显下降 D．实验结果表明过酸、过碱都会使酶活性明显降低 5．（2024·黑龙江·模拟预测）加酶牙膏是将葡聚糖酶、溶菌酶、蛋白酶等多种不同类型酶制剂加入膏体中制成的牙膏，对于解决龋齿、牙龈炎、牙周炎等口腔问题有很好的效果。下列叙述错误的是（    ） A．加酶牙膏能够加快牙渍、齿垢的分解 B．溶菌酶可发挥抗菌、消炎等免疫调节作用 C．加酶牙膏存在保存时间短、不稳定等缺点 D．配合热水使用能增强加酶牙膏的使用效果 6．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（    ） A．水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数 B．先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始 C．各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜 D．该实验装置也可用来验证酶具有高效性 7．（2024·黑龙江·三模）下列关于ATP和酶的叙述，正确的是（    ） A．一个ATP脱去两个磷酸后会产生一个腺苷 B．ATP水解与合成时的放能和吸能是可逆的 C．即使条件适宜，酶在体外也不可能发挥催化作用 D．ATP水解产生的磷酸可使载体蛋白发生磷酸化 8．（2024·吉林·模拟预测）酶是细胞代谢不可或缺的催化剂；ATP是细胞绝大多数生命活动的直接能源物质。下列关于酶和ATP的叙述，正确的是（　　） A．探究温度对酶活性的影响实验中可用斐林试剂检测淀粉的水解产物 B．探究胃蛋白酶的最适pH时，先分别用pH为3、7、11的缓冲液处理酶 C．ATP水解两个特殊化学键后剩余部分可直接参与RNA、DNA的合成 D．正常人某些蛋白酶被ATP水解释放的磷酸基团磷酸化时不受外界环境温度的影响 9．（2024·吉林·模拟预测）为探究过氧化氢在不同条件下的分解，某学习小组进行了如下图所示的四组实验。下列有关分析不合理的是（    ） A．温度、有无催化剂及催化剂的种类都是本实验的自变量 B．第1组和第2组对照，说明温度可以提高化学反应速率 C．第2组和第3组对照，说明无机催化剂可以提高化学反应速度 D．第3组和第4组对照，说明酶降低活化能的作用比无机催化剂显著 10．（2024·吉林·模拟预测）酶A、酶B与酶C是科学家分别从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量三种酶对不同浓度ATP的水解反应速率，实验结果如图。下列叙述错误的是（    ） A．细胞代谢能有条不紊地进行，与酶的专一性分不开 B．在相同的ATP浓度下，酶A催化最终产生的ADP和Pi量最多 C．当反应速率的相对值达到400时，酶A所需要的ATP浓度最低 D．在相同的ATP浓度下，酶A降低活化能作用最显著 考点02 细胞呼吸和光合作用 11．（2024·吉林·模拟预测）何首乌属于多年生藤本植物，其块根可入药，具有极高的药用价值。如图为何首乌叶肉细胞进行光合作用和有氧呼吸的过程，图中A代表细胞结构，3-磷酸丙糖（PGAL）是一种重要的三碳化合物，既参与光合作用又参与呼吸作用，光合作用过程中，部分 PGAL被磷酸转运器转入细胞质基质中生成蔗糖，何首乌合成的有机物主要运输到块根储存。研究发现淀粉积累会导致气孔开放程度降低。回答下列问题： (1)结构A是 ，水作为电子供体，释放的高能电子经过一系列的传递，最后在 A 的表面与电子受体 以及H+结合使高能电子的能量转移并储存在NADPH中。 (2)卡尔文循环过程中，每产生6个PGAL就会有1个PGAL离开卡尔文循环，若离开卡尔文循环的PGAL 为2个，则需要 次卡尔文循环。 (3)⑥过程产生CO2的场所是 ，⑧过程电子的供体是 。 (4)科研人员通过实验研究了去留何首乌块根对何首乌植株光合作用的影响。设计了去块根组与不去块根组的对照，其中对照组是 ；结果是去除块根组何首乌保卫细胞（含叶绿体）气孔导度下降，光合速率降低，请分析导致这一结果的主要原因是 。 12．（2024·吉林·模拟预测）如图甲是马铃薯细胞内生命活动示意图，其中①、②、③、④、⑤表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。乙图是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题： (1)甲图中在生物膜上发生的生理过程有 （用图中数字表示），A表示 ，D表示 。 (2)缺氧时马铃薯块茎细胞与玉米根细胞产物不相同，直接原因是 ，马铃薯无氧呼吸的场所是 。 (3)从乙图中可以看出，光合作用速率最大时的温度为 ，假设每天光照12小时，从乙图中可以看出，15℃下植株一昼夜有机物的积累量为 （用CO2的量表示），最有利于植株生长的温度是 。 (4)CO2由②过程产生到⑤过程利用，至少穿过 层磷脂分子层，在研究温度对 光合作用与呼吸作用影响的实验中，应控制的无关变量有 。（列举至少两项） 13．（2024·吉林延边·一模）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量的目的。回答下列问题： (1)植物叶肉细胞中ATP的生成场所是 。 (2)农民通常将玉米和大豆按不同的年份进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多，而对钙的吸收量较少；豆科植物吸收大量的钙，而吸收硅的数量极少。玉米和大豆的根系吸收元素时，具有差异的直接原因是 。将玉米和大豆轮作的好处是 (答出一点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物) 的方法提高农田的光能利用率。下图1为大豆和玉米单独种植时光合速率随时间的变化曲线图。若将玉米和大豆合理间作(如图2)，则12时大豆的光合速率比单独种植时 (填“快”或“慢”)，主要原因是 。 (4)下表为在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定阳生植物与阴生植物叶片的氧气的释放速率。据表可推测阳生植物为 ，当光照强度为100μmol光子m2·s-1时，A、B植物的氧气产生速率大小关系为 (填“A>B”、“A=B”或“A<B”)。 光照强度/(μmol光子·) 0 10 25 50 100 250 500 600 氧气释放速率(μmol氧气·) A植物 -16 -10 -5 -1 5 15 30 30 B植物 -4 -0.5 1.5 3 5 12 12 10 14．（2024·辽宁沈阳·三模）苹果成熟后酸涩度下降，清甜可口。苹果果实采摘后成熟过程中部分物质的含量变化及细胞呼吸强度的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)若要验证苹果组织中的果糖是还原糖，则可选择的试剂是 ，苹果果实细胞中的有机酸主要存在于 中。 (2)果实采摘后成熟过程中酸涩度逐渐下降，甜度逐渐增加。据图分析，其原因可能是细胞中 。 (3)果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高，最后下降的现象，称为呼吸跃变（标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段）。据此分析，在发生呼吸跃变的过程中，苹果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是 。若要延缓果实衰老，下列措施具有可行性的是 。 A．适当降低储藏温度 B．降低储藏环境中的CO2浓度 C．使用一定量的呼吸抑制剂 D．提高储藏环境中的湿度 (4)苹果幼苗在缺乏某些元素时会表现出植株矮小、叶片黄化的现象。种植人员取若干株长势相同且良好的苹果幼苗，分别栽培在完全培养液、相应的缺氮培养液以及缺镁培养液中，其余条件相同且适宜，培养一段时间后，发现A组的苹果幼苗正常生长，而B、C两组的苹果幼苗表现出不同程度的植株矮小，叶片黄化。该实验结果初步说明 。 15．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）下图1是绿色植物叶肉细胞内部分生理过程示意图，请回答问题 (1)过程Ⅰ发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程表示 ，其中ATP合成酶的功能有 。 (2)过程Ⅱ发生的场所是 ，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到 （填物质名称）中。 (3)D1蛋白是光系统Ⅱ的核心蛋白。在正常条件下，植物体内D1蛋白的合成和降解处于动态平衡中。为研究高温、强光胁迫对叶绿体D1蛋白的影响以及水杨酸（SA）的调节作用，科研人员进行了如下实验： ①取生长状况一致的灌浆期小麦若干，均分为A、B两组。A组喷施0.3mmol/L ，B组喷水作为对照，连续喷施3d。 ②将A、B组小麦植株分别均分为A1、A2、A3组和B1、B2、B3组，在人工气候空中进行如下处理：A1、B1（适宜温度中等光强，MTI组）、A2、B2（高温强光，HTI组）、A3、B3（高温强光2h后，再适宜温度中等光强下恢复3h，R组）。 ③提取各组小麦叶片高活性类囊体膜并进行D1蛋白含量测定，结果如图2。 根据图2的实验结果，可以得出的结论有① ；② 。 16．（2024·黑龙江·三模）番茄植株在高CO2环境与高O2环境下C5的代谢途径不同，图甲表示番茄叶肉细胞内CO2和O2与C5的竞争结合途径。图乙表示将番茄叶片置于密闭小室内，分别在CO2浓度为0与0.03%的条件下测得小室内的CO2浓度变化。回答下列问题： (1)番茄叶肉细胞中光合作用产生O2的场所是 。当番茄植株大量失水时，叶片中 （填激素名称）的浓度会升高引起气孔关闭，短期内C3含量将 （填“上升”“不变”或“下降”）。若卡尔文循环合成的糖是葡萄糖，则生成1分子葡萄糖需要消耗 分子CO2。 (2)光呼吸需要在 （填“有光”或“无光”）条件下进行。图甲中参与光呼吸的细胞器是 ，C5与CO2或O2竞争结合的场所是 。 (3)图乙中，曲线a的0～t1时段番茄叶片释放的CO2来源于 （填生理过程），t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2来源于 （填生理过程）。曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。 17．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）通过研究两种光合菌剂（类球红细菌和沼泽红假单胞菌）在不同施用方式（灌根和喷施处理）下对弱光照生态区小麦生长的影响，实验结果如表所示。 处理 孕穗期 开花期 表观光合 速率/ （μmolCO2· m2·s-1） 胞间 CO2浓 度/（μmol/mol） 气孔导 度/（μmol· m2·s-1） 表观光 合速率 /（μmolCO2· m2·s-1） 胞间CO2 浓度/ （μmol/mol） 气孔 导度/ （μmol· m2·s-1） S1 11.1 310.4 493.9 11.7 342.0 693.3 S2 11.7 328.5 504.4 12.2 344.7 783.5 S3 11.9 312.6 617.8 11.5 339.7 776.4 S4 12.5 323.3 721.7 12.9 350.3 843.4 CKp 12.2 322.4 630.6 12.7 341.7 836.2 CKw 10.8 304.1 476.1 11.1 331.3 676.6 注：处理包括类球红细菌灌根（S1）和叶面喷施（S2）、沼泽红假单胞菌灌根（S3）和叶面喷施（S4）、磷酸二氢钾叶面喷施（CKp）和等量清水叶面喷施（CKw）。回答下列问题： (1)该实验的自变量是 。该实验测量小麦表观光合速率的指标采用的是 。 (2)两种光合菌剂分别经叶面喷施后，小麦的光合速率均 （填“低于”或“高于”）灌根处理。在相同施用方式（灌根或叶面喷施处理）下，孕穗期类球红细菌处理时小麦的表观光合速率均 （填“低于”或“高于”）沼泽红假单胞菌处理时的，该结果可以指导小麦的生产实践。 (3)CO2进入小麦叶肉细胞的叶绿体后，与 结合而被固定。 (4)小麦叶片进行的细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体 。 (5)水稻种子和小麦种子的播种有区别，水稻种子可直接撒播于农田，且须灌水覆盖。请推测水稻种子应具有的特性，并说明推测依据。 。 18．（2024·辽宁·二模）细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐步氧化分解并释放能量合成ATP的一系列过程。根据是否有 O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。回答下列问题： (1)如图为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。若只考虑脂肪时，由图推知，人体运动强度为 时，骨骼肌的耗氧量最多；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 ；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导，推测原因是 。请你结合该图给减肥人士一些运动建议： （答一点）。 (2)某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图所示组装装置1和装置2，并进行实验。若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。 ①若O2浓度为0，则装置1和装置2的液滴移动情况分别为 ，此时细胞呼吸的场所为 。 ②若逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时 ；若 ，此时酵母菌只进行有氧呼吸。 19．（2024·吉林长春·模拟预测）盐渍化是影响吉林省生态环境的主要因素之一。甜菜是吉林省主要糖料作物之一具有良好的耐盐性。某研究组利用一定浓度NaCl溶液和Na2SO4溶液探究盐胁迫对甜菜幼苗光合作用的影响，部分实验结果如图1、图2所示。低温弱光是影响甜菜幼苗正常生长发育、限制稳产与高产的主要障碍因子。下表为该研究组在实验组温度为10℃、光照强度为4klx，对照组温度为25℃、光照强度为20klx，对不同品种甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量结果。回答下列问题： 品种 光合速率 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a+b 品种1 -13.79 -23.94 -28.76 -25.34 品种2 -40.55 +24.77 +12.37 +21.28 品种3 -48.50 -61.20 -80.27 -69.09 品种4 -63.89 -24.73 +7.100 -16.79 品种5 -54.37 -62.42 -64.64 -63.08 注：表中数据为实验进行到第7天时的测量结果与对照组的±%； 光合速率单位为μmol·m-2·s-1，叶绿素单位为mg·g-1。 (1)在实验期间，不管哪种盐胁迫，甜菜的光合作用强度均 （填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。 (2)据图分析，当Na+浓度为140mmol·L-1时， （填“NaCl”“Na2SO4”或“混合盐”）胁迫对甜菜净光合速率影响最小。有同学据图1得出结论，“用NaCl和Na2SO4溶液对甜菜幼苗进行处理一定会减弱光合速率”，这种说法 （填“正确”或“不正确”）。 (3)据表分析，与常温相比，低温条件下甜菜的光饱和点 （填“增大”“不变”或“减小”）。根据5个甜菜品种的光合速率大小 （填“能”或“不能”）判断它们的产量高低，原因是 。 (4)据表推测，对低温弱光适应性较好的是品种1和品种2，判断依据是 。 20．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成，保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。研究发现光照能促进气孔打开，下图（只显示一个保卫细胞）是短时光照诱导拟南芥气孔打开的相关机制。请回答下列问题。 (1)拟南芥叶肉细胞的卡尔文循环中被NADPH还原的物质是 （填“3-磷酸甘油酸”或“核酮糖-1，5-二磷酸”），该过程的产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质转变为 （填“葡萄糖”或“蔗糖”或“淀粉”）后进入筛管，再通过 运输到植株各处。 (2)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答出2点即可）等生理过程。 (3)保卫细胞叶绿体合成淀粉是一种 （填“吸能”或“放能”）反应，该细胞中产生ATP的场所有 。 (4)短时光照促进气孔打开的原因之一是蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA，后者将H+泵出膜外，AKT打开，K+进入细胞并进入液泡，使细胞液渗透压 ，细胞吸水，促进气孔张开。上述过程中蓝光作为一种 ，调控植物的生命活动。 (5)另有研究发现，用饱和红光（只用红光）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。已知红光可促进光合作用，据图推测红光促进气孔开放的机制 。 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 $$ 专题02 细胞的能量供应和利用 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点1 降低化学反应活化能的酶 2023·辽宁 从近三年辽宁省高考试题来看，常出现的考点是酶和细胞呼吸和光合作用，此部分内容集中在非选择题部分考察。 考点2 细胞呼吸和光合作用 2024·2023·2022·辽宁 考点01 降低化学反应活化能的酶 （2023·辽宁） 基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ） A. SDS可以提高MMP2和MMP9活性 B. 10℃保温降低了MMP2和MMP9活性 C. 缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性 D. MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性 【答案】BC 【解析】 【分析】分析题干，MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，MMP2和MMP9活性越高，明胶被分解的越多，蓝色颜色越淡或蓝色消失。 【详解】A、37℃保温、加SDS、加缓冲液那组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液那组的MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A错误； B、与30℃（不加SDS）相比，10℃（不加SDS），MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2和MMP9活性，B正确； C、缓冲液可以维持pH条件的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确； D、MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。 考点02 细胞呼吸和光合作用 1.（2024·黑吉辽）在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 （1）反应①是______过程。 （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是______和______。 （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和______（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是_____________。据图3中的数据______（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是______________________。 （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______________。 【答案】（1）CO2的固定 （2） ①. 细胞质基质 ②. 线粒体基质 （3） ①. 光呼吸 ②. 呼吸作用 ③. 7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程 ④. 不能 ⑤. 总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率， （4）与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大 【解析】 【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①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；②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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物；光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。 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NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。 【小问1详解】 在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 【小问2详解】 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NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 【小问3详解】 由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。 【小问4详解】 由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 2.（2023·辽宁）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题： （1）花生叶肉细胞中的叶绿素包括_____，主要吸收_____光，可用_____等有机溶剂从叶片中提取。 （2）盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是_____。 （3）在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl添加的条件下，LH12的光合速率_____（填“大于”“等于”或“小于"）HH1的光合速率，判断的依据是_____。在光照强度为1500μmolm2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的_____含量高，光反应生成更多的_____，促进了暗反应进行。 （4）依据图2，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植_____品种。 【答案】（1） ①. 叶绿素a和叶绿素b ②. 红光和蓝紫 ③. 无水乙醇 （2）HH1 （3） ①. 大于 ②. 在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和， ③. 叶绿素 ④. ATP和NADPH （4）LH12 【解析】 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【小问1详解】 花生叶肉细胞中的叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，可用无水乙醇等有机溶剂从叶片中提取，因为叶片中的色素能溶解到有机溶剂中。 【小问2详解】 结合图1实验结果可以看出，盐添加量不同的条件下，叶绿素含量受影响最显著的品种是HH1，因为该品种的叶绿素含量受盐浓度变化影响更显著。　 【小问3详解】 在光照强度为500μmol·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下，LH12的净光合速率和HH1的净光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和，因此可以判断，LH12的光合速率大于HH1的光合速率。在光照强度为1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量为3．0g·kg¹的条件下，HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25的叶绿素含量高与其他三个品种，光反应生成更多的ATP和NADPH，进而促进了暗反应进行，提高了光合速率。 【小问4详解】 根据图2数据可知，在中盐（2．0g·kg-1）土区适宜选择种植LH12品种，因为该条件下，该品种的净光合速率更大，说明产量更高，因而更适合在该地区种植。 3.（2022·辽宁）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验： Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定 （1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。 （2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。 样品 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 上层 0.199 0.123 中层 0.228 0123 下层 0684 0.453 数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。 Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定 （3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。 酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。 （4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。 在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。 【答案】（1） ①. 类胡萝卜素 ②. 叶绿体的类囊体薄膜##类囊体薄膜 （2）下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光， （3） ①. 酶变性(防止酶降解和保证酶空间结构稳定，防止酶丧失活性） ②. 维持pH值 ③. 上清液 （4） ①. 1800（1800-1900之间都可以） ②. 抑制 【解析】 【分析】绿叶中色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素； 色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。 【小问1详解】 浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。 【小问2详解】 由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。 【小问3详解】 粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。 【小问4详解】 分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。 考点01 降低化学反应活化能的酶 1．（2024·黑龙江双鸭山·三模）一定条件下，酶促反应速率与能接触到反应物的酶量成正相关。研究者将大鼠肝细胞悬浮液置于不同浓度的蔗糖溶液中，提取并检测溶液中两种酶的酶促反应速率，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A．酸性磷酸酶和β-葡萄醛酸苷酶催化的反应速率一致 B．检测出的酶促反应速率与膜结构的完整性有关 C．0mol▪L-1的蔗糖溶液中，酶溢出的量少，酶促反应速率大 D．正常细胞中两种水解酶所处溶液的浓度比0.20mol•L-1的蔗糖溶液浓度小 【答案】B 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。酶具有专一性和高效性。 【详解】A、图中显示的是两种酶促反应速率随着蔗糖浓度的改变而发生的变化，不是反应速率数据的真实反应，可见酸性磷酸酶和β-葡萄醛酸苷酶催化的反应速率不一定一致，A错误； B、题干信息：一定条件下，酶促反应速率与能接触到反应物的酶量成正相关；而膜结构的破坏程度与能接触到反应物的酶量成正比，可见检测出的酶促反应速率与膜结构的完整性有关，B正确； C、0mol▪L-1的蔗糖溶液中，酶溢出的量多，酶促反应速率大，C错误； D、图中可以看出两种水解酶在 0.2mol▪L−1和 0.25mol▪L−1 的溶液中酶促反应速率基本持平，则此时细胞不再吸水涨破，由此推断正常细胞中的浓度高于 0.2mol▪L−1 的，D错误。 2．（2024·辽宁沈阳·三模）E3泛素连接酶在细胞代谢中发挥重要作用，其功能的发挥依赖于该酶复杂的空间构象。下列叙述错误的是（    ） A．E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能 B．过酸和过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变 C．E3泛素连接酶发挥作用后会立即被细胞内其他酶系降解 D．温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同 【答案】C 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA； 2、酶的特性．①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍；②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应；③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，因此，E3泛素连接酶能够与底物结合并降低化学反应的活化能，A正确； B、酶的作用条件温和，高温或过酸、过碱都会导致E3泛素连接酶的空间构象发生改变，B正确； C、E3泛素连接酶发挥作用后不会立即被细胞内其他酶系降解，C错误； D、温度过高和过低对E3泛素连接酶造成的影响不相同，前者会导致酶失活，而后者会引起酶活性下降，但适宜温度后可酶活性会提高，D正确。 3．（2024·辽宁·模拟预测）细胞内的ATP合酶可催化ATP合成，其催化中心的蛋白质有三种不同构象：O态（ATP与酶亲和力低）、L态（ADP、Pi与酶结合疏松）、T态（ADP、Pi与酶结合紧密），ATP合酶的催化功能是由H+跨膜回流时驱动这三种构象的动态变化实现的，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．原核细胞中存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶仅存在于线粒体内膜上 B．T态有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L、T、O的周期性变化 C．ATP合酶催化的结果是使H+势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中 D．温度和pH都仅通过影响蛋白质的结构，进而影响ATP的合成速率 【答案】C 【分析】据图分析：图示酶结构通过改变其构象催化ATP的合成和水解，且ATP的合成和水解同时进行。 【详解】A、原核细胞中有ATP合成，因此存在ATP合酶，叶肉细胞中ATP合酶存在于线粒体内膜、类囊体薄膜，A错误； B、催化中心的蛋白质呈O态时，ATP与酶亲和力低，有利于ATP释放，推测该酶催化中心构象呈L态、T态、O态的周期性变化，B错误； C、ATP合酶催化的结果是将ADP、Pi合成ATP，该过程中H+势能转化为化学能，储存到特殊的化学键中，C正确； D、温度和pH不仅影响蛋白质的结构，还通过影响H+跨膜回流的速度影响ATP的合成，D错误。 4．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）20世纪60年代以后使用酶替代盐酸催化淀粉水解生产葡萄糖。如图表示在不同pH条件下唾液淀粉酶对淀粉水解作用的实验结果。有关叙述正确的是（    ） A．根据实验结果可推测出淀粉酶的最适pH为7 B．图中pH为3和9的两组条件下酶活性相同 C．pH为13的试管调到pH为7后继续反应，淀粉含量将明显下降 D．实验结果表明过酸、过碱都会使酶活性明显降低 【答案】D 【分析】酶的特性：高效性、专一性、作用条件较温和（高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活）。 【详解】A、分析柱形图可知，淀粉酶的最适pH在7左右，并不是最适pH为7，A错误； B、分析柱形图可知，pH为3条件下和pH为9条件下淀粉剩余量基本相等，而由于淀粉在酸性条件下易分解，因此pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件，B错误； C、pH为13的试管调到pH为7后继续反应，由于酶已经失活，则淀粉含量将不会明显下降，C错误； D、由实验结果可知，过酸、过碱都会使酶活性明显降低，D正确。 5．（2024·黑龙江·模拟预测）加酶牙膏是将葡聚糖酶、溶菌酶、蛋白酶等多种不同类型酶制剂加入膏体中制成的牙膏，对于解决龋齿、牙龈炎、牙周炎等口腔问题有很好的效果。下列叙述错误的是（    ） A．加酶牙膏能够加快牙渍、齿垢的分解 B．溶菌酶可发挥抗菌、消炎等免疫调节作用 C．加酶牙膏存在保存时间短、不稳定等缺点 D．配合热水使用能增强加酶牙膏的使用效果 【答案】D 【分析】1、获取酶制剂要将细胞破碎，释放出细胞内的酶分子，提取到的酶即可称为酶制剂。2、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，即酶大多数是蛋白质类物质，少数为RNA。3、特性：酶具有高效性，酶具有专一性，酶的作用条件比较温和。4、目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，洗涤效果与水温、酸碱度、污物或衣物的性质都有关，酶的活性受温度、酸碱度等外界条件的影响，另外酶具有专一性。 【详解】A、生物酶牙膏中含有酶，能够加快牙渍、齿垢的分解，A正确； B、溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用，B正确； C、加酶牙膏中的酶活性易受环境因素的影响，存在保存时间短、不稳定等缺点，C正确； D、热水温度过高，会使加酶牙膏中的酶活性丧失，不利于加酶牙膏的使用效果，D错误。 6．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）为探究“pH对酶活性的影响”，某同学对实验装置进行了改进，如图所示。只松开分止水溶液不会注入各试管中。下列叙述不正确的是（    ） A．水槽中滴几滴黑墨水的作用是便于观察量筒内的氧气体积读数 B．先打开总止水夹，再打开分止水夹可保证各组实验同时开始 C．各个试管中除了缓冲液的pH不同外，其他条件应相同且适宜 D．该实验装置也可用来验证酶具有高效性 【答案】B 【分析】影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度 (pH)前，随着温度(pH)的升高，酶活性增强；到达最适温度(pH) 时，酶活性最强，超过最适温度(pH)后，随着温度(pH) 的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。 【详解】A、水槽中滴几滴黑墨水，量筒中收集气体后可形成透明空气柱，便于观察量筒内的氧气体积读数，A正确； B、先打开分止水夹，再打开总止水夹才能使H2O2溶液同时注入各个试管，可保证各组实验同时开始，B错误； C、本实验是探究pH对过氧化氢酶活性的影响，除了自变量缓冲液的pH不同外，其他无关变量应保持相同且适宜，C正确； D、可用该装置进一步验证“过氧化氢酶的高效性”，则实验的自变量为催化剂的种类不同，即在缓冲液中加入氯化铁溶液，其他条件均相同，D正确。 7．（2024·黑龙江·三模）下列关于ATP和酶的叙述，正确的是（    ） A．一个ATP脱去两个磷酸后会产生一个腺苷 B．ATP水解与合成时的放能和吸能是可逆的 C．即使条件适宜，酶在体外也不可能发挥催化作用 D．ATP水解产生的磷酸可使载体蛋白发生磷酸化 【答案】D 【分析】酶的本质是有机物，大多数酶是蛋白质，还有少量的RNA，高温、强酸、强碱会使蛋白质的空间结构发生改变而使酶失去活性。 ATP中文名叫腺苷三磷酸，结构式简写A-P～P～P，其中A表示腺苷，T表示三个，P表示磷酸基团，几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解，由ADP合成ATP 所需能量，动物来自呼吸作用，植物来自光合作用和呼吸作用，ATP可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。 【详解】A、一个ATP脱去三个磷酸才能产生一个腺苷，A错误； B、ATP水解与合成时的放能和吸能是不可逆的，B错误； C、酶作用的条件比较温和，只要条件适宜，在体外也能发挥催化作用，C错误； D、主动运输过程中，ATP水解产生的磷酸可使载体蛋白发生磷酸化，使载体蛋白的空间结构发生改变，D正确。 8．（2024·吉林·模拟预测）酶是细胞代谢不可或缺的催化剂；ATP是细胞绝大多数生命活动的直接能源物质。下列关于酶和ATP的叙述，正确的是（　　） A．探究温度对酶活性的影响实验中可用斐林试剂检测淀粉的水解产物 B．探究胃蛋白酶的最适pH时，先分别用pH为3、7、11的缓冲液处理酶 C．ATP水解两个特殊化学键后剩余部分可直接参与RNA、DNA的合成 D．正常人某些蛋白酶被ATP水解释放的磷酸基团磷酸化时不受外界环境温度的影响 【答案】D 【分析】1、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，ATP是生命活动中的直接能源物质。 2、酶具有催化作用，其活性受温度、pH等条件影响。 【详解】A、探究温度对酶活性的影响实验中，温度为自变量应严格控制，而斐林试剂的使用需要水浴加热会改变温度，故不能用斐林试剂检测淀粉的水解产物，A错误； B、胃蛋白酶发挥作用的场所是胃液，胃液的pH为0.9~1.5，因此探究胃蛋白酶的最适pH时应在较低的pH范围内进行，B错误； C、ATP含有的五碳糖为核糖，ATP水解两个特殊化学键后剩余部分可直接参与RNA，不能参与DNA合成，C错误； D、人是恒温动物，外界环境温度改变时，人体温度基本不变，因此正常人某些蛋白酶被ATP水解释放的磷酸基团磷酸化时不受外界环境温度的影响，D正确。 9．（2024·吉林·模拟预测）为探究过氧化氢在不同条件下的分解，某学习小组进行了如下图所示的四组实验。下列有关分析不合理的是（    ） A．温度、有无催化剂及催化剂的种类都是本实验的自变量 B．第1组和第2组对照，说明温度可以提高化学反应速率 C．第2组和第3组对照，说明无机催化剂可以提高化学反应速度 D．第3组和第4组对照，说明酶降低活化能的作用比无机催化剂显著 【答案】C 【分析】1、酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶在化学反应中起催化作用，其催化活性受温度、pH等条件的影响。 2、实验中的变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。自变量是想研究且可人为改变的变量称为自变量，对照实验中的自变量要唯一； 因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。无关变量是在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，对照实验中的无关变量应保持适宜且相同。 【详解】A、本实验1、2组对照自变量为实验温度不同，1、3组对照和1、4组对照自变量为有无催化剂，3、4组对比实验自变量为催化剂种类，A正确； B、1、2组对照，自变量为实验温度不同，2组温度较高，通过气泡产生速率可知2组反应速率较快，说明温度可提高化学反应速率，B正确； C、第2组和第3组实验温度不同，有无添加催化剂条件也不同，不满足单一变量原则，不能得出实验结论，C错误； D、FeCl3与肝脏研磨液种过氧化氢酶均属催化剂，作用机理均为通过降低化学反应所需的活化能而加快化学反应速率，3、4两组实验自变量为催化剂种类不同，4组为生物催化剂酶，4组反应速率更快，说明酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著，D正确。 10．（2024·吉林·模拟预测）酶A、酶B与酶C是科学家分别从菠菜叶、酵母菌与大肠杆菌中纯化出的ATP水解酶。研究人员分别测量三种酶对不同浓度ATP的水解反应速率，实验结果如图。下列叙述错误的是（    ） A．细胞代谢能有条不紊地进行，与酶的专一性分不开 B．在相同的ATP浓度下，酶A催化最终产生的ADP和Pi量最多 C．当反应速率的相对值达到400时，酶A所需要的ATP浓度最低 D．在相同的ATP浓度下，酶A降低活化能作用最显著 【答案】B 【分析】实验探究的是三种酶在不同浓度的ATP中的水解反应速率。由图可知，一定浓度范围内，ATP浓度越高，反应速率越快；相同ATP浓度时，反应速率酶A>酶B>酶C。 【详解】A、细胞代谢能够有条不紊地进行，主要由酶的专一性决定，A正确； BD、酶催化的本质是降低化学反应的活化能，由图可知，在相同的ATP浓度下，三种酶催化最终产生的ADP和Pi量一样多，酶A降低活化能的作用更显著，反应速率更快，B错误，D正确； C、当反应速率的相对值达到400时，酶A所需要的ATP浓度小于10，酶B所需要的ATP浓度为10，酶C所需要的ATP浓度为50，所以酶A所需要的ATP浓度最低，C正确。 考点02 细胞呼吸和光合作用 11．（2024·吉林·模拟预测）何首乌属于多年生藤本植物，其块根可入药，具有极高的药用价值。如图为何首乌叶肉细胞进行光合作用和有氧呼吸的过程，图中A代表细胞结构，3-磷酸丙糖（PGAL）是一种重要的三碳化合物，既参与光合作用又参与呼吸作用，光合作用过程中，部分 PGAL被磷酸转运器转入细胞质基质中生成蔗糖，何首乌合成的有机物主要运输到块根储存。研究发现淀粉积累会导致气孔开放程度降低。回答下列问题： (1)结构A是 ，水作为电子供体，释放的高能电子经过一系列的传递，最后在 A 的表面与电子受体 以及H+结合使高能电子的能量转移并储存在NADPH中。 (2)卡尔文循环过程中，每产生6个PGAL就会有1个PGAL离开卡尔文循环，若离开卡尔文循环的PGAL 为2个，则需要 次卡尔文循环。 (3)⑥过程产生CO2的场所是 ，⑧过程电子的供体是 。 (4)科研人员通过实验研究了去留何首乌块根对何首乌植株光合作用的影响。设计了去块根组与不去块根组的对照，其中对照组是 ；结果是去除块根组何首乌保卫细胞（含叶绿体）气孔导度下降，光合速率降低，请分析导致这一结果的主要原因是 。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 NADP+ (2)6 (3) 线粒体基质 NADH (4) 不去块根组 去除块根组保卫细胞中淀粉积累，导致气孔导度下降，CO2供应减少，使得暗反应原料不足，光合速率降低。 【分析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成：暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，光反应为暗反应提供的是ATP和NADPH，暗反应为光反应提供的是ADP、Pi和NADP+；影响光合作用的环境要素主要是温度、二氧化碳浓度、光照强度。 【详解】（1）据图分析，A可以进行ATP的合成以及NADPH的合成，因此结构A为叶绿体类囊体薄膜，水作为电子供体，释放的高能电子经过一系列的传递，最后在 A 的表面与电子受体NADP+以及H+结合使高能电子的能量转移并储存在NADPH中。 （2）每产生6个PGAL就会有1个PGAL离开卡尔文循环，PGAL为三碳化合物，1次卡尔文循环中，1个CO2经过固定形成2个三碳化合物（PGAL），因此若离开卡尔文循环的PGAL 为2个，则需要6次卡尔文循环。 （3）⑥过程为有氧呼吸第二阶段，产生CO2的场所是线粒体基质。⑧过程为有氧呼吸第三阶段，电子的供体是NADH。 （4）对照实验中，实验组为人为改变的结果未知，对照组结果已知，因此不去块根组为对照组，去块根组为实验组；去除块根组保卫细胞中淀粉积累，导致气孔导度下降，CO2供应减少，使得暗反应原料不足，光合速率降低。 12．（2024·吉林·模拟预测）如图甲是马铃薯细胞内生命活动示意图，其中①、②、③、④、⑤表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。乙图是温度影响某绿色植物光合作用与呼吸作用的研究结果。请据图回答下列问题： (1)甲图中在生物膜上发生的生理过程有 （用图中数字表示），A表示 ，D表示 。 (2)缺氧时马铃薯块茎细胞与玉米根细胞产物不相同，直接原因是 ，马铃薯无氧呼吸的场所是 。 (3)从乙图中可以看出，光合作用速率最大时的温度为 ，假设每天光照12小时，从乙图中可以看出，15℃下植株一昼夜有机物的积累量为 （用CO2的量表示），最有利于植株生长的温度是 。 (4)CO2由②过程产生到⑤过程利用，至少穿过 层磷脂分子层，在研究温度对 光合作用与呼吸作用影响的实验中，应控制的无关变量有 。（列举至少两项） 【答案】(1) ③和④ 丙酮酸 ATP和[H] (2) 两者无氧呼吸第二阶段的酶的种类不相同 细胞质基质 (3) 30℃ 18mg 20℃ (4) 8 每次实验时间、光照强度、二氧化碳浓度等 【分析】分析图甲：①是细胞质基质，②是线粒体基质，③是线粒体内膜，④是类囊体薄膜，⑤是叶绿体基质；A是丙酮酸，B是NADH，C是ADP、Pi和NADP+，D是ATP和NADPH；乙图表示在不同的温度下的净光合作用强度和呼吸作用强度，从图中可以看出：光合作用的最适温度为30℃，而呼吸作用强度在35℃最大，所以从图中看出光合作用和呼吸作用的酶所需要的最适温度不同。 【详解】（1）③是线粒体内膜进行有氧呼吸的第三阶段，④是类囊体薄膜进行光反应。A是有氧呼吸第一阶段的产物之一丙酮酸，D是光反应的产物ATP和NADPH（[H]）。 （2）马铃薯块茎细胞缺氧时进行的是乳酸途径的无氧呼吸，玉米根细胞缺氧时进行的是酒精途径的无氧呼吸，两者无氧呼吸第二阶段的酶的种类不相同。马铃薯无氧呼吸的场所是细胞质基质。 （3）乙图中，光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，最大的光合作用强度=3.5+3=6.5，对应的温度为30℃，在15℃时，净光合作用速率为2.5，呼吸作用速为1，一昼夜有机物的积累量为12×（2.5+1）-24×1=18mg二氧化碳。白天黑夜都是12小时，所以最有利于生长的温度的计算公式就是：净光合作用强度×12-呼吸作用强度×12=（净光合作用强度-呼吸作用强度）×12，差值最大的就是在20℃。 （4）CO2由②线粒体基质产生，穿过线粒体内膜和线粒体外膜，进入叶绿体（叶绿体外膜和叶绿体内膜）的基质中被利用，至少穿过8层磷脂分子层，研究温度对光合作用与呼吸作用影响的实验中，自变量是温度，无关变量有每次实验时间、光照强度、二氧化碳浓度等。 13．（2024·吉林延边·一模）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量的目的。回答下列问题： (1)植物叶肉细胞中ATP的生成场所是 。 (2)农民通常将玉米和大豆按不同的年份进行轮作。玉米对土壤中氮和硅的吸收量较多，而对钙的吸收量较少；豆科植物吸收大量的钙，而吸收硅的数量极少。玉米和大豆的根系吸收元素时，具有差异的直接原因是 。将玉米和大豆轮作的好处是 (答出一点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物) 的方法提高农田的光能利用率。下图1为大豆和玉米单独种植时光合速率随时间的变化曲线图。若将玉米和大豆合理间作(如图2)，则12时大豆的光合速率比单独种植时 (填“快”或“慢”)，主要原因是 。 (4)下表为在适宜温度条件下，逐渐增加光照强度，测定阳生植物与阴生植物叶片的氧气的释放速率。据表可推测阳生植物为 ，当光照强度为100μmol光子m2·s-1时，A、B植物的氧气产生速率大小关系为 (填“A>B”、“A=B”或“A<B”)。 光照强度/(μmol光子·) 0 10 25 50 100 250 500 600 氧气释放速率(μmol氧气·) A植物 -16 -10 -5 -1 5 15 30 30 B植物 -4 -0.5 1.5 3 5 12 12 10 【答案】(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体 (2) 不同植物根系细胞膜上吸收离子的载体蛋白的种类和数量存在差异 充分利用土壤中的矿质资源(或改善土壤、防止土壤养分失衡等) (3) 快 玉米和大豆间作，可以降低大豆的光合午休的程度 (4) A A>B 【分析】 光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜中，主要包括水的光解和ATP的合成两个过程；暗反应发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。 【详解】（1）产生ATP的反应是光合作用和呼吸作用，植物叶肉细胞中ATP的生成场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。 （2）玉米和大豆的根系吸收元素时，具有差异的直接原因是不同植物根系细胞膜上吸收离子的载体的种类和数量存在差异。玉米根系细胞膜上运输氮和硅的载体蛋白较多，而运输钙的载体蛋白较少；豆科植物根系细胞膜上运输钙的载体蛋白较多，而运输硅的载体蛋白数量极少。据此可推知，将玉米和大豆轮作可以充分利用土壤中的矿质资源。 （3）据图可知，大豆单独种植时，在中午12：00时，由于光照强度太强，植物会出现光合午休现象，若将玉米和大豆间作，由于玉米植株比大豆植株高，对大豆植株有遮阴的效果，可以降低光合午休的程度，因此12时大豆的光合速率比单独种植大豆时光合作用的速率快。 （4）分析表格数据可知：氧气的释放速率表示净光合作用速率，A植物的呼吸作用速率为16µmolO2/（m-2•s-1），B植物的呼吸作用速率为4µmolO2/（m-2•s-1）；随光照增强，A植物的净光合速率逐渐增加，直至不变；随光照增强，B植物的净光合速率逐渐增加，当光照强度为250µmol光子/（m-2•s-1）时，净光合作用速率达到最大，再增加光照强度，净光合速率反而下降，由此可知，A植物是阳生植物，B植物是阴生植物。当光照强度为100µmol光子/（m-2•s-1）时，A、B植物氧气的产生速率的大小关系为A＞B。原因是：当光照强度为100µmol光子/（m-2•s-1）时，A植物的氧气释放速率（净光合速率）与B植物相等，但A植物的呼吸速率明显大于B植物，因此A植物氧气产生速率（真光合速率）大于B植物。 14．（2024·辽宁沈阳·三模）苹果成熟后酸涩度下降，清甜可口。苹果果实采摘后成熟过程中部分物质的含量变化及细胞呼吸强度的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)若要验证苹果组织中的果糖是还原糖，则可选择的试剂是 ，苹果果实细胞中的有机酸主要存在于 中。 (2)果实采摘后成熟过程中酸涩度逐渐下降，甜度逐渐增加。据图分析，其原因可能是细胞中 。 (3)果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高，最后下降的现象，称为呼吸跃变（标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段）。据此分析，在发生呼吸跃变的过程中，苹果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是 。若要延缓果实衰老，下列措施具有可行性的是 。 A．适当降低储藏温度 B．降低储藏环境中的CO2浓度 C．使用一定量的呼吸抑制剂 D．提高储藏环境中的湿度 (4)苹果幼苗在缺乏某些元素时会表现出植株矮小、叶片黄化的现象。种植人员取若干株长势相同且良好的苹果幼苗，分别栽培在完全培养液、相应的缺氮培养液以及缺镁培养液中，其余条件相同且适宜，培养一段时间后，发现A组的苹果幼苗正常生长，而B、C两组的苹果幼苗表现出不同程度的植株矮小，叶片黄化。该实验结果初步说明 。 【答案】(1) 斐林试剂 液泡 (2)果肉细胞中果糖含量上升，有机酸含量下降 (3) 先上升而后下降 AC (4)缺N和缺Mg均会引起叶片黄化和植株矮小。 【分析】生物大分子的检测方法：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应；淀粉遇碘液变蓝；还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；观察DNA和RNA的分布，需要使用甲基绿吡罗红染色，DNA可以被甲基绿染成绿色，RNA可以被吡罗红染成红色，脂肪需要使用苏丹III（苏丹IV）染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色（红色）的脂肪颗粒。 【详解】（1）若要验证苹果组织中的果糖是还原糖，则可选择的试剂是斐林试剂，通过与斐林试剂反应观察是否有砖红色沉淀出现做出判断，苹果果实细胞中的有机酸主要存在于液泡中。 （2）图中显示，果实采摘后果肉细胞中果糖含量上升，有机酸含量下降，据此可推测，果实成熟过程中酸涩度逐渐下降，甜度逐渐增加。 （3）果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高，最后下降的现象，称为呼吸跃变（标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段）。据此分析，在发生呼吸跃变的过程中，苹果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是先上升，而后下降。若要延缓果实衰老，则需要设法推迟呼吸跃变出现的时间。 A、适当降低储藏温度可以降低呼吸作用有关酶活性，进而延缓果实衰老，A正确； B、降低储藏环境中的CO2浓度，则不能起到抑制呼吸作用的目的，因而不能起到延缓果实衰老的作用，B错误； C、使用一定量的呼吸抑制剂可以抑制细胞呼吸，进而起到延缓衰老的作用，C正确； D、提高储藏环境中的湿度则会增加果实中自由水的含量，因而不利于呼吸速率下降，因而也不能起到延缓衰老的作用，D错误。 故选AC。 （4）苹果幼苗在缺乏某些元素时会表现出植株矮小、叶片黄化的现象。种植人员取若干株长势相同且良好的苹果幼苗，分别栽培在完全培养液、相应的缺氮培养液以及缺镁培养液中，其余条件相同且适宜，培养一段时间后，发现A组的苹果幼苗正常生长，而B、C两组的苹果幼苗表现出不同程度的植株矮小，叶片黄化。该实验结果初步说明缺N和缺Mg均会引起叶片黄化和植株矮小，为了进一步确定可在后两组的实验中分别添加适宜的N元素和Mg元素，而后观察植株的生长状态即可。 15．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）下图1是绿色植物叶肉细胞内部分生理过程示意图，请回答问题 (1)过程Ⅰ发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程表示 ，其中ATP合成酶的功能有 。 (2)过程Ⅱ发生的场所是 ，该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到 （填物质名称）中。 (3)D1蛋白是光系统Ⅱ的核心蛋白。在正常条件下，植物体内D1蛋白的合成和降解处于动态平衡中。为研究高温、强光胁迫对叶绿体D1蛋白的影响以及水杨酸（SA）的调节作用，科研人员进行了如下实验： ①取生长状况一致的灌浆期小麦若干，均分为A、B两组。A组喷施0.3mmol/L ，B组喷水作为对照，连续喷施3d。 ②将A、B组小麦植株分别均分为A1、A2、A3组和B1、B2、B3组，在人工气候空中进行如下处理：A1、B1（适宜温度中等光强，MTI组）、A2、B2（高温强光，HTI组）、A3、B3（高温强光2h后，再适宜温度中等光强下恢复3h，R组）。 ③提取各组小麦叶片高活性类囊体膜并进行D1蛋白含量测定，结果如图2。 根据图2的实验结果，可以得出的结论有① ；② 。 【答案】(1) 光反应 催化作用、运输作用 (2) 细胞质基质、线粒体 腺苷三磷酸 (3) 水杨酸 高温、强光胁迫会降低叶绿体D1蛋白含量 水杨酸（SA）能缓解叶绿体D1蛋白降低的幅度 【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，然后发生三碳化合物的还原。 【详解】（1）类囊体薄膜是光反应的场所，过程Ⅰ发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该过程表示光反应。由图可知，ATP合酶能催化ATP合成，并能参与运输H+，因此ATP合酶的功能有催化作用、运输作用。 （2）过程Ⅱ过程发生有机物（CH2O）分解成CO2和NADH，表示有氧呼吸第一阶段和第二阶段，发生的场所是细胞质基质、线粒体。NADH参与还原氧气，产生水并产生大量的ATP，故该过程形成的NADH中的能量通过呼吸链转移到腺苷三磷酸（ATP）中。 （3）①为研究高温、强光胁迫对叶绿体D1蛋白的影响以及水杨酸（SA）的调节作用，B组喷水作为对照（对照组），连续喷施3d，则A组应该喷施0.3mmol/L水杨酸（SA），连续喷施3d。 ③比较B组，适宜温度和中等光强下，叶绿体D1蛋白相对含量多，而高温、强光下叶绿体D1蛋白相对含量少，说明高温、强光胁迫会降低叶绿体D1蛋白含量。比较A和B组，高温、强光胁迫下，水杨酸（SA）处理后，叶绿体D1蛋白相对含量降低幅度更小，说明高温、强光胁迫下，水杨酸（SA）能缓解叶绿体D1蛋白降低的幅度。 16．（2024·黑龙江·三模）番茄植株在高CO2环境与高O2环境下C5的代谢途径不同，图甲表示番茄叶肉细胞内CO2和O2与C5的竞争结合途径。图乙表示将番茄叶片置于密闭小室内，分别在CO2浓度为0与0.03%的条件下测得小室内的CO2浓度变化。回答下列问题： (1)番茄叶肉细胞中光合作用产生O2的场所是 。当番茄植株大量失水时，叶片中 （填激素名称）的浓度会升高引起气孔关闭，短期内C3含量将 （填“上升”“不变”或“下降”）。若卡尔文循环合成的糖是葡萄糖，则生成1分子葡萄糖需要消耗 分子CO2。 (2)光呼吸需要在 （填“有光”或“无光”）条件下进行。图甲中参与光呼吸的细胞器是 ，C5与CO2或O2竞争结合的场所是 。 (3)图乙中，曲线a的0～t1时段番茄叶片释放的CO2来源于 （填生理过程），t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2来源于 （填生理过程）。曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。 【答案】(1) （叶绿体）类囊体薄膜 脱落酸 下降 6 (2) 有光 叶绿体、线粒体 叶绿体基质 (3) 细胞呼吸 细胞呼吸和光呼吸 光合作用强度等于呼吸作用和光呼吸强度 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。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，同时合成ATP。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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）番茄叶肉细胞进行光合作用时，在光反应阶段，水光解产生氧气和NADPH，并且光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体的薄膜上；当番茄植株大量失水时，叶片中脱落酸的浓度会升高引起气孔关闭，导致二氧化碳供应减少，短期内C3​含量将下降。若卡尔文循环合成的糖是葡萄糖，则生成1分子葡萄糖需要消耗6分子CO2​。 （2）光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。所以光呼吸需要在有光条件下进行。根据图甲可知，光呼吸过程中C5​在高二氧化碳时生成2C3进入叶绿体参与卡尔文循环生成糖类​，在高氧气环境下生成1C3进入线粒体生成二氧化碳，故参与光呼吸的细胞器是叶绿体和线粒体；暗反应发生在叶绿体基质中，所以C5​与CO2​或O2​竞争结合的场所是叶绿体基质。 （3）图乙中，曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于细胞呼吸，t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于细胞呼吸和光呼吸。曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是光合作用强度等于呼吸作用。 17．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）通过研究两种光合菌剂（类球红细菌和沼泽红假单胞菌）在不同施用方式（灌根和喷施处理）下对弱光照生态区小麦生长的影响，实验结果如表所示。 处理 孕穗期 开花期 表观光合 速率/ （μmolCO2· m2·s-1） 胞间 CO2浓 度/（μmol/mol） 气孔导 度/（μmol· m2·s-1） 表观光 合速率 /（μmolCO2· m2·s-1） 胞间CO2 浓度/ （μmol/mol） 气孔 导度/ （μmol· m2·s-1） S1 11.1 310.4 493.9 11.7 342.0 693.3 S2 11.7 328.5 504.4 12.2 344.7 783.5 S3 11.9 312.6 617.8 11.5 339.7 776.4 S4 12.5 323.3 721.7 12.9 350.3 843.4 CKp 12.2 322.4 630.6 12.7 341.7 836.2 CKw 10.8 304.1 476.1 11.1 331.3 676.6 注：处理包括类球红细菌灌根（S1）和叶面喷施（S2）、沼泽红假单胞菌灌根（S3）和叶面喷施（S4）、磷酸二氢钾叶面喷施（CKp）和等量清水叶面喷施（CKw）。回答下列问题： (1)该实验的自变量是 。该实验测量小麦表观光合速率的指标采用的是 。 (2)两种光合菌剂分别经叶面喷施后，小麦的光合速率均 （填“低于”或“高于”）灌根处理。在相同施用方式（灌根或叶面喷施处理）下，孕穗期类球红细菌处理时小麦的表观光合速率均 （填“低于”或“高于”）沼泽红假单胞菌处理时的，该结果可以指导小麦的生产实践。 (3)CO2进入小麦叶肉细胞的叶绿体后，与 结合而被固定。 (4)小麦叶片进行的细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体 。 (5)水稻种子和小麦种子的播种有区别，水稻种子可直接撒播于农田，且须灌水覆盖。请推测水稻种子应具有的特性，并说明推测依据。 。 【答案】(1) 光合菌剂种类、施用方式和小麦生长期 单位时间单位叶面积二氧化碳的吸收量 (2) 高于 低于 (3)五碳糖 (4)代谢的枢纽 (5)农田须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过厌氧呼吸分解有机物供能，厌氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性 【分析】分析表格可知，该实验的自变量为光合菌剂种类、施用方式和小麦生长期，因变量为光合速率。根据数据可知，叶面喷施光合菌剂后，小麦的光合速率均高于灌根处理。 【详解】（1）由题干信息“通过研究两种光合菌剂（类球红细菌和沼泽红假单胞菌）在不同施用方式（灌根和喷施处理）下对弱光照生态区小麦生长的影响”可知，该实验的自变量有光合菌剂种类、施用方式。表观光合速率为净光合速率，表格中测定光合速率的指标是二氧化碳，因此该实验测量小麦表观光合速率的指标采用的是单位时间单位叶面积二氧化碳的吸收量。 （2）类球红细菌灌根（S1）和叶面喷施（S2），沼泽红假单胞菌灌根（S3）和叶面喷施（S4），根据四组数据可知，叶面喷施后小麦的光合速率均高于灌根处理。对比题表中S1与S3的数据、S2与S4的数据可知，在相同施用方式下，孕穗期类球红细菌处理时小麦的光合速率均低于的沼泽红假单胞菌处理时。 （3）CO2进入小麦叶肉细胞的叶绿体后，与五碳糖结合形成六碳分子，随即分解形成三碳酸分子。 （4）小麦叶片进行的细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。 （5）根据题干信息可知，水稻种子撒播于农田后，须灌水覆盖，灌水覆盖会造成低氧环境，此时水稻种子获得的氧气较少，其可通过无氧呼吸分解有机物供能，而无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，故推测水稻种子应具有耐受酒精毒害的特性。 18．（2024·辽宁·二模）细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐步氧化分解并释放能量合成ATP的一系列过程。根据是否有 O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。回答下列问题： (1)如图为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。若只考虑脂肪时，由图推知，人体运动强度为 时，骨骼肌的耗氧量最多；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 ；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导，推测原因是 。请你结合该图给减肥人士一些运动建议： （答一点）。 (2)某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图所示组装装置1和装置2，并进行实验。若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。 ①若O2浓度为0，则装置1和装置2的液滴移动情况分别为 ，此时细胞呼吸的场所为 。 ②若逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时 ；若 ，此时酵母菌只进行有氧呼吸。 【答案】(1) 中 脂肪中O元素含量少，H元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多 高强度运动时肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能分解供能，因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量 进行较长时间的中低强度的运动 (2) 不移动、右移 细胞质基质 有氧呼吸强度＜酒精发酵强度 装置1液滴左移距离继续增大，装置2液滴右移距离为0 【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。 【详解】（1）据图可知，若只考虑脂肪时，人体运动强度为中度时，骨骼肌消耗的脂肪占比最多，故骨骼肌的耗氧量最多；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O元素含量少，H元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多；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在于高强度运动情况下，肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能被分解供能，因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量，而肝糖原在能量供应不足时，能够及时转化为葡萄糖，氧化分解；据图可知，在中低强度下，脂肪酸和脂肪的占比较多，故减肥人士可进行较长时间的中低强度运动。 （2）①当O2浓度为0时，装置1和装置2均进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，区别在于装置1中烧杯内是NaOH，可以吸收CO2，所以装置1红色液滴不移动；装置2中是蒸馏水，不能吸收CO2，会引起装置内压强的变化，红色液滴向右移动。 ②有氧呼吸过程中每分解1分子葡萄糖，消耗1分子的氧气，产生6分子的CO2，无氧呼吸过程中每消耗1分子葡萄糖，产生2分子CO2，装置1中红色液滴移动的距离反映了有氧呼吸O2的消耗量，而装置2中红色液滴移动的距离反映了CO2产生量与O2消耗量的差值，即无氧呼吸CO2的释放量，所以逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，则说明了有氧呼吸强度<酒精发酵强度；当酵母菌只进行有氧呼吸时，则装置1红色液滴左移的距离逐渐增大，装置2则不移动，或者说右移距离为0。 19．（2024·吉林长春·模拟预测）盐渍化是影响吉林省生态环境的主要因素之一。甜菜是吉林省主要糖料作物之一具有良好的耐盐性。某研究组利用一定浓度NaCl溶液和Na2SO4溶液探究盐胁迫对甜菜幼苗光合作用的影响，部分实验结果如图1、图2所示。低温弱光是影响甜菜幼苗正常生长发育、限制稳产与高产的主要障碍因子。下表为该研究组在实验组温度为10℃、光照强度为4klx，对照组温度为25℃、光照强度为20klx，对不同品种甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量结果。回答下列问题： 品种 光合速率 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a+b 品种1 -13.79 -23.94 -28.76 -25.34 品种2 -40.55 +24.77 +12.37 +21.28 品种3 -48.50 -61.20 -80.27 -69.09 品种4 -63.89 -24.73 +7.100 -16.79 品种5 -54.37 -62.42 -64.64 -63.08 注：表中数据为实验进行到第7天时的测量结果与对照组的±%； 光合速率单位为μmol·m-2·s-1，叶绿素单位为mg·g-1。 (1)在实验期间，不管哪种盐胁迫，甜菜的光合作用强度均 （填“大于”“等于”或“小于”）呼吸作用强度。 (2)据图分析，当Na+浓度为140mmol·L-1时， （填“NaCl”“Na2SO4”或“混合盐”）胁迫对甜菜净光合速率影响最小。有同学据图1得出结论，“用NaCl和Na2SO4溶液对甜菜幼苗进行处理一定会减弱光合速率”，这种说法 （填“正确”或“不正确”）。 (3)据表分析，与常温相比，低温条件下甜菜的光饱和点 （填“增大”“不变”或“减小”）。根据5个甜菜品种的光合速率大小 （填“能”或“不能”）判断它们的产量高低，原因是 。 (4)据表推测，对低温弱光适应性较好的是品种1和品种2，判断依据是 。 【答案】(1)大于 (2) NaCl 不正确 (3) 减小 不能 甜菜产量取决于光合速率、呼吸速率、有机物在不同器官中的分配 (4)品种1光合速率下降比例最低，品种2叶绿素含量比例最高 【分析】影响光合作用强度的限制因素有：温度、光照强度、二氧化碳浓度、水、土壤中矿质元素含量，由于在大田中，一般水分和矿质元素的供应往往是充足的，所以平时影响光合作用的因素主要是温度、光照强度和二氧化碳浓度。 【详解】（1）植物的净光合速率=总光合速率-呼吸速率，据图可知，在实验期间，不管哪种盐胁迫，甜菜的净光合速率均＞0，说明光合作用强度大于呼吸作用强度。 （2）据图分析，与对照相比，当Na+浓度为140mmol·L-1时，NaCl胁迫净光合速率下降最少，说明其对甜菜净光合速率影响最小；图1中只有两种NaCl和Na2SO4溶液的混合处理，没有其它浓度的实验，故不能得出用NaCl和Na2SO4溶液对甜菜幼苗进行处理一定会减弱光合速率的结论。 （3）表中为该研究组在实验组温度为10℃、光照强度为4klx，对照组温度为25℃、光照强度为20klx，对不同品种甜菜的光合速率和叶绿素含量的测量结果，表中不种品种的光合速率均降低，说明低温条件下甜菜的光饱和点降低；由于甜菜产量取决于光合速率、呼吸速率、有机物在不同器官中的分配等，故根据5个甜菜品种的光合速率大小不能判断它们的产量高低。 （4）叶绿素可参与光合作用的光反应过程，而光合速率能反映植物的适应能力，据表可知，品种1光合速率下降比例最低，品种2叶绿素含量比例最高，故对低温弱光适应性较好的是品种1和品种2。 20．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成，保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。研究发现光照能促进气孔打开，下图（只显示一个保卫细胞）是短时光照诱导拟南芥气孔打开的相关机制。请回答下列问题。 (1)拟南芥叶肉细胞的卡尔文循环中被NADPH还原的物质是 （填“3-磷酸甘油酸”或“核酮糖-1，5-二磷酸”），该过程的产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质转变为 （填“葡萄糖”或“蔗糖”或“淀粉”）后进入筛管，再通过 运输到植株各处。 (2)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答出2点即可）等生理过程。 (3)保卫细胞叶绿体合成淀粉是一种 （填“吸能”或“放能”）反应，该细胞中产生ATP的场所有 。 (4)短时光照促进气孔打开的原因之一是蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA，后者将H+泵出膜外，AKT打开，K+进入细胞并进入液泡，使细胞液渗透压 ，细胞吸水，促进气孔张开。上述过程中蓝光作为一种 ，调控植物的生命活动。 (5)另有研究发现，用饱和红光（只用红光）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。已知红光可促进光合作用，据图推测红光促进气孔开放的机制 。 【答案】(1) 3-磷酸甘油酸 蔗糖 韧皮部（或维管/输导组织） (2)光合作用、呼吸作用 (3) 吸能 细胞质基质、线粒体、叶绿体 (4) 升高 信号 (5)红光促进光合作用，使光合产物增多（答图中具体物质含量变化也可以），保卫细胞内液体（细胞液）渗透压升高，有利于细胞吸水，气孔开放 【分析】1、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。 2、气孔既是CO2进出的场所，也是蒸腾作用的通道，气孔张开既能增加蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行。 【详解】（1）CO2被固定后形成的物质是3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸在叶肉细胞的卡尔文循环中被NADPH还原，在叶绿体内形成己糖，己糖进入细胞质转变为蔗糖，然后进入筛管，通过韧皮部（或维管/输导组织）运输到植株各处。 （2）气孔是植物体与外界气体交换的通道，光合作用、呼吸作用与蒸腾作用中氧气、二氧化碳和水蒸气都是经过气孔进出植物叶肉细胞的，故气孔开闭影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等生理过程。 （3）保卫细胞叶绿体合成淀粉需要消耗能量是吸能反应，保卫细胞含有叶绿体，既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，所以产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体。 （4）短时光照促进气孔打开的原因之一是蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA，后者将H+泵出膜外，AKT打开，K+进入细胞并进入液泡，导致细胞液的浓度上市，使细胞液渗透压升高，细胞吸水，促进气孔张开。上述过程中蓝光作为一种信号，调控植物的生命活动。 （5）红光促进光合作用，使光合产物增多（答图中具体物质含量变化也可以），保卫细胞内液体（细胞液）渗透压升高，有利于细胞吸水，气孔开放，有利于CO2进入细胞，所以红光可促进光合作用。 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 $$