专题02 细胞的能量利用-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟生物真题分类汇编（江苏专用）

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 酶与ATP 2024·2022·生物 从近三年江苏省高考试题来看，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 2024·2023·2022·生物 考点3 光合作用 2024·2023·2022·生物 考点01 酶与ATP 1．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（    ） A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP 2．（2024·江苏·高考真题）关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶，下列叙述正确的是（    ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质 C．肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同 D．胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸 考点02 细胞呼吸 1．（2024·江苏·高考真题）图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是（    ） A．该细胞器既产生ATP也消耗ATP B．①②分布的蛋白质有所不同 C．有氧呼吸第一阶段发生在③ D．②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所 2．（2022·江苏·高考真题）下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（    ）    A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP 3．（2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 考点03 光合作用 1．（2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（　　） A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 2．（2022·江苏·高考真题）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题： (1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有 （从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是 。 (2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的 在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 (3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。 ①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于呼吸作用；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于 。 ②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。 (4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过 降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的 价值。 3．（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 考点01 酶与ATP 1．（2024·江苏·模拟预测）下列有关人体中化合物及生化反应描述错误的是（　　） A．乳酸在肝脏中转化成葡萄糖的过程属于吸能反应 B．腺苷是人体重要的化合物，组成元素为C、H、O、N C．性激素通过调节细胞膜上受体传递信息，发挥生物学功能 D．人体中的酶主要分布在细胞中，合成过程都需要RNA聚合酶的参与 2．（2024·江苏·模拟预测）下面为“复方消化酶胶囊”的说明书(节选)。下列相关叙述错误的是（    ） 复方消化酶胶囊说明书 【成分】本品为复方制剂，含胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶…… 【适应证】用于食欲缺乏、消化不良，包括腹部不适、餐后腹胀、恶心…… A．该药属于西药，无毒副作用 B．服用前需要仔细阅读说明书 C．该药不需要医生处方就能购买 D．适用于消化不良患者的治疗 3．（2024·江苏扬州·模拟预测）淀粉酶可以使面粉中的淀粉水解，保证了面团发酵时有足够的糖源，从而加快气体生成速度，使成品更加蓬松柔软。某实验小组用两种淀粉酶进行实验，结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．该实验可通过检测淀粉剩余量来计算酶的相对活性 B．随温度的升高，两种淀粉酶降低活化能的能力逐渐下降 C．在52 ℃左右分别使用两种淀粉酶，气体的产生速率相近 D．淀粉水解的产物可与斐林试剂在水浴加热的条件下反应形成砖红色沉淀 4．（2024·江苏盐城·模拟预测）生物固氮指大气中的N2经生物固氮酶催化还原成氨的过程，该过程还需要大量的ATP和[H]（NADH），同时固氮酶对氧十分敏感，遇氧容易发生不可逆的失活。常见的固氮菌有好氧和厌氧两种类型，固氮总反应式如下。下列有关叙述错误的是（　　） A．温度、pH及气体条件均可通过改变酶的结构来影响酶活性 B．NADH是还原型辅酶Ⅰ，在固氮反应中起还原剂的作用 C．好氧固氮菌可能通过增强呼吸降低局部O2浓度以保证固氮酶活性 D．固氮菌和硝化细菌均属于生态系统的生产者 5．（2024·江苏·三模）下列关于细胞中元素和化合物的叙述，正确的是（    ） A．糖皮质激素和胰高血糖素是大分子激素，且都由内分泌腺分泌 B．ATP中磷酸基团均带正电荷而相互排斥导致特殊化学键容易断裂 C．纤维素和几丁质都属于多糖，都是细胞内的能源物质 D．同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同 6．（2024·江苏徐州·模拟预测）科研人员利用桤叶唐棣和蓝莓混合制作果醋，其主要流程为：桤叶唐棣、蓝莓→清洗破碎→酶解→过滤→混合→成分调整→灭菌→酒精发酵→酒液→醋酸发酵→过滤→陈酿→澄清→消毒→成品。下图分别表示初始糖度对酒精发酵的影响和醋酸菌接种量对总酸的影响，有关叙述正确的是（    ）    A．酶解过程加入纤维素酶和果胶酶有利于提高出汁率 B．酒精发酵和醋酸发酵过程的温度设置不同，其他发酵条件均相同 C．初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵 D．随着醋酸菌接种量的增大，醋酸菌的产酸量增加 7．（2024·江苏·三模）下列关于生物学实验操作或现象的描述，正确的是（    ） A．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞没有颜色，不能用于质壁分离实验 B．植物组织培养过程中，外植体分别用酒精和次氯酸钠消毒30秒 C．“探究H2O2在不同条件下的分解”实验中，控制自变量用了减法原理 D．利用香蕉进行DNA粗提取与鉴定实验中，香蕉研磨后离心取上清液，加入95%的冷酒精，有利于DNA析出 8．（2024·江苏南通·三模）科学家在体外合成了一种能降解某种塑料的“超级酶”。下列有关叙述正确的是（　　） A．适当升高温度即可提高“超级酶”降解塑料的速率 B．使用“超级酶”降解塑料的效率，受到塑料种类的限制 C．“超级酶”的体外合成不受pH、氧气等环境条件的影响 D．探究“超级酶”的高效性需设置自然降解塑料作为对照 9．（2024·湖北黄冈·二模）科学研究离不开实验，下列实验中的操作方法能达到实验目的的是（　　） A．在植物体细胞杂交技术中，采用灭活的病毒诱导原生质体融合 B．在探究温度对淀粉酶活性的影响时，用斐林试剂检测反应产物 C．在培养基中加入刚果红，根据透明圈的大小判断尿素分解菌的分解能力 D．在谷氨酸发酵中，通过控制发酵条件为中性或弱碱性来积累谷氨酸 10．（2024·江苏南京·二模）科学探究是生物学科核心素养之一、下列有关教材实验探究的说法错误的是（    ） A．“探究pH对酶活性的影响”实验，实验温度属于无关变量，实验过程中无需控制 B．“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验需要设置有氧和无氧两种条件，其中有氧的为实验组，无氧的为对照组 C．设计预实验是为了避免实验偶然性，排除其他干扰因素对实验结果的影响 D．“探究土壤微生物的分解作用”实验，实验后观察落叶分解情况，对照组现象比实验组要明显 考点02 细胞呼吸 11．（2024·江苏淮安·模拟预测）如图是某植物种子萌发时吸水和呼吸方式变化的曲线。下列说法中正确的是（    ）    A．为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行灭菌处理 B．在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于渗透吸水，呼吸速率上升 C．在种子吸水的第Ⅱ阶段，主要进行有氧呼吸 D．种子萌发后期，还有其他物质参与氧化分解 12．（2024·江苏南京·二模）下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是（    ） A．同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶 B．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP C．丙酮酸产生于细胞质基质，有无氧气都可以进入线粒体进行分解 D．细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸 13．（2024·江苏·模拟预测）将做好的菜肴用保鲜膜包好并放进冰箱冷藏的目的是（    ） A．防止水分蒸发 B．维持菜肴形状 C．防止营养流失 D．抑制细菌繁殖 14．（2024·江苏·三模）如图为人体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的是（    ） A．三羧酸循环、呼吸链发生场所分别为线粒体内膜和线粒体基质 B．三羧酸循环是多糖和脂肪分解代谢的最终共同途径 C．图示说明脂肪转化为葡萄糖一定需要通过乙酰CoA D．三羧酸循环是有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径 15．（2024·江苏连云港·模拟预测）下图为细胞呼吸各阶段物质转化模式图，下列相关叙述错误的是（    ）   A．原核细胞在结构上只有核糖体一种细胞器，故不能发生②过程 B．人体细胞中只发生①②④过程，但有的生物体中可发生①②③④过程 C．①～④过程中，①过程既需要消耗ATP又能产生ATP，③④过程都不产生ATP D．酵母菌在线粒体中进行②过程，物质a先转化成乙酰辅酶A再进入TCA 16．（2024·江苏南通·三模）锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温度和小麦含水量对锈赤扁谷盗呼吸速率的影响，结果见下表。实验前小麦经过高温烘干和杀虫处理，并通过添加蒸馏水调节小麦含水量，每组加入相同数量的锈赤扁谷盗，相关叙述正确的是（    ） 温度℃ 呼吸速率 CO2μL-1·L-1·min-1·头-1 小麦含水量/% 25℃ 30℃ 35℃ 12 0.14 0.21 0.29 13 0.15 0.23 0.34 14 0.16 0.27 0.52 A．为了维持正常的体温，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快 B．一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测 C．低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用 D．粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水有利于控制锈赤扁谷盗的数量 17．（2024·江苏苏州·三模）有氧条件下，细胞质基质中的NADH不能直接进入线粒体。一部分NADH可通过甘油-α-磷酸穿梭途径进入线粒体，被FAD接受形成FADH₂，进入电子传递链。具体过程如图所示，下列说法错误的是（    ）    A．NADH无法直接通过线粒体内膜与膜蛋白有关、与膜脂无关 B．FADH₂所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水 C．α-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应说明酶不具有专一性 D．被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解 18．（23-24高三上·江苏苏州·期末）生态系统中的分解作用是一个非常复杂的综合性过程，其速率受多种因素影响。表1表示待分解的不同种类资源的分解速率，表2表示各生态系统类型中枯叶输入量与现存量的关系。请回答下列问题： 表1 待分解资源种类 单糖 半纤维素 纤维素 木质素 酚 每年质量减少率（%） 99 90 75 50 10 表2 各生态系统类型 冻原 北方针叶林 温带落叶林 温带草地 热带雨林 枯叶输入量 1.5 7.5 11.5 7.5 30 枯叶现存量 44 35 15 5 5 (1)一般来说，在下列 地带，土壤有机物的分解速率低，易积累有机质。 ①高温、高湿度②高温、干燥③低温、高湿度④低温、干燥 (2)据表2分析，温带草地的分解速率明显 温带落叶林，结合表1分析其主要原因是禾本草类的 。 (3)受水浸泡的沼泽土壤更适宜用来开发成有机肥料的原因有 。一般来说，植物组织中C/N比大约在（40~80）/1,而微生物体内C/N比约为10/1，因此，有机肥料中一般需适度添加 元素。 (4)枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物，它们属于生态系统成分中的 。 (5)微生物一般通过分泌胞外酶把底物分解为简单的分子后吸收，与消费者相比，其优点是 。如果把分解者界定为一个生态系统的亚系统，进入该亚系统的有机物中能量也能通过“营养级”传递，其不同于“消费者亚系统”的特点是 。 19．（2023·江苏·一模）我国科研工作者成功地将改造的菠菜类囊体导入动物软骨细胞，实现了其在哺乳动物骨关节炎疾病治疗上有价值的探索。下图1为叶绿体的局部电镜照片，图2为导入过程示意图。请回答下列问题。 (1)图1中，结构 （填图中标号）是类囊体。类囊体膜中的ATP合酶在降低质子电化学梯度的同时合成的ATP，用于②中多个反应，类囊体上反应的终产物除ATP外还有 。 (2)如果直接将菠菜的类囊体移植到人体内或细胞内，人体内的 （填细胞名称）会将其视作异物清理，细胞内的 （填细胞器名称）也会将其降解。 (3)据图2分析，菠菜类囊体进入动物细胞，实现类囊体跨种“移植”的原理是 ，NTU（纳米类囊体单位）在软骨细胞内能发挥作用，说明NTU保留了类囊体表面的 。 (4)骨关节炎的本质是软骨细胞的退变、老化，它源于软骨细胞内部的合成代谢不足。研究发现，NTU进入退化软骨细胞后，线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加，从而改善了软骨细胞的合成代谢。在软骨细胞内合成的NADPH中的能量，最终在线粒体 （填场所）转移到ATP中。 (5)为了观察、评估软骨细胞膜（CM）协助NTU进入细胞的效果，研究团队完成了以下实验： 实验及组别 培养组合 细胞中荧光平均强度 实验一 1 蓝色荧光标记的巨噬细胞+NTU（红色荧光标记） 强 2 蓝色荧光标记的巨噬细胞+CM-NTU（红色荧光标记） 弱 3 蓝色荧光标记的巨噬细胞+LNP-NTU（红色荧光标记） 强 实验二 1 蓝色荧光标记的软骨细胞+NTU（红色荧光标记） 0．002 2 蓝色荧光标记的软骨细胞+CM-NTU（红色荧光标记） 0．27 3 蓝色荧光标记的软骨细胞+LNP-NTU（红色荧光标记） 0．005 说明：LNP为非细胞膜结构脂质体。 ①实验设置LNP-NTU组的目的是 。 ②根据实验一分析，相比NTU直接进入巨噬细胞，用CM包裹的优点是 。 ③实验二的结果表明： 。 20．（2023·江苏连云港·模拟预测）洗发水等个人护理用品中的氧苯酮（BP-3）对生物的毒性作用已经受到越来越 多学者的关注。图 1 表示野生龙须菜光合作用的主要过程(图中 a～g 为物质，①～⑥为反应 过程)。为探究不同浓度的 BP-3 对野生龙须菜净光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，科研 人员分别用浓度为 0μmol/L、5μmol/L、10μmol/L 和 30μmol/L 的 BP-3 处理龙须菜 8 小时（h），每 2 小时测定一次，实验结果如图 2。        (1)分析图 1，a 可以将光能转化为活跃的化学能储存在 中（用图中字母表示）； 从叶肉细胞中提取 a，利用的原理是 ；当外界 g 含量突然升高时，在短时间内 C3、C5的含量变化分别是 ；b 在龙须菜某细胞器中被消耗的场所是 。 (2)该实验的自变量是 ，因变量是 。 (3)分析图 2，光照条件下随着 BP-3 浓度的增加，净光合放氧速率 ，呼吸耗氧速率 ，且在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞光合作用强度 呼吸作用强度（选填“小于” 或“等于”或“大于”）。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3 对龙须菜呼吸作 用的影响程度 。（选填“更轻”或“基本相同”或“更重”） 考点03 物质进出细胞的方式 21．（2024·江苏淮安·模拟预测）东山枇杷是苏州地区栽培面积最大的品种，其品质国内有名。异地引入东山枇杷，则常会因土壤盐碱度高而导致品质和产量下降。为研究盐胁迫对东山枇杷光合作用的影响，研究人员利用东山枇杷苗开展实验。对照组不进行盐胁迫处理，实验组用NaCI溶液或NaHCO3溶液肋迫处理，90天后检测相关生理指标，结果如下图。请根据相关信息给出正确的选项（    ） A．制作东山枇杷果汁时，加入的果胶酶能将不溶性的淀粉分解为可溶性的半乳糖醛酸 B．异地种植的东山枇杷口感干涩，可能是土壤渗透压高导致其含水量下降 C．盐碱地种植的东山枇杷虽然叶绿素含量少，但气孔导度高，吸收的CO2多，暗反应增强 D．对于含糖量较高、口感干涩的异地东山枇杷，有人建议可直接用枇杷发酵制作果醋出售 22．（2024·江苏南通·模拟预测）下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ）    A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 23．（2024·江苏·模拟预测）植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸途径，该途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图1表示eATP与呼吸链对光合作用相关反应的影响，其中iATP为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。请回答下列问题。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 （答1种即可），叶肉细胞中叶绿素主要吸收 。暗反应阶段，NADPH的作用是 。 (2)图中所示的光系统I和光系统II应位于叶绿体的 （结构）上。强光环境下，植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的 转移出叶绿体，并最终通过AOX的作用，将其中大部分能量以 形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。 (3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶，表明eATP来源于 产生的iATP。据图判断，eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，其判断依据是 。 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型（WT）拟南芥和eATP受体缺失突变体（dorn-1）拟南芥为实验材料，利用交替呼吸抑制剂（SHAM）进行实验，结果如图2所示。 ①据图2分析，在WT叶片中，SHAM处理能够引起实际光系统反应效率 ，对WT叶片添加外源ATP可 SHAM所导致的影响；而在dorn-1叶片中，SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响 。 ②以上结果表明，eATP可通过受体DORN1对 引起的植物光系统反应效率下降进行调控。该实验为进一步研究植物抗胁迫调节机制中呼吸链以及eATP的作用提供依据。 24．（2024·江苏南京·二模）科学家在研究原产热带和亚热带植物时，发现部分植物的光合作用还存在C4途径，而地球上多数植物的光合作用只有C3途径。下图是玉米的光合作用途径（含C4，C3途径）和花生的光合作用途径（只有C3途径）。回答下列问题： (1)结合上图，PEPC酶能催化叶肉细胞周围的CO2和 生成C4酸，C4酸进入维管束鞘细胞再分解为CO2供暗反应利用，由此可见，玉米和花生的C3途径分别发生在 细胞。 (2)叶绿体在 上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是 。光反应阶段的产物是 （答出3点即可）。 (3)研究表明，PEPC酶与CO2的亲和力比Rubisco酶与CO2的亲和力高60多倍，由此推测，在晴朗夏季的中午，玉米的净光合速率可能 （填“高于”“等于”或“低于”）花生的净光合速率，原因是 。 (4)已知光合作用中产生ATP的常见方式是叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨膜的质子梯度（△H＋），形成质子动力势，质子动力势推动ADP和Pi合成ATP。已知NH4Cl可消除类囊体膜内外的质子梯度（△H＋），科研人员利用不同浓度的NH4Cl溶液处理玉米的两种叶绿体，并测定ATP的相对含量，实验结果如下表： 处理 维管束鞘细胞叶绿体光合磷酸化活力 叶肉细胞叶绿体光合磷酸化活力 μmolesATP/mg·chl-1·h-1 μmolesATP/mg·chl-1·h-1 对照 91．10 135．9 1×105 85．82 104．7 1×10-4 77．09 76．24 1×10-3 65．18 35．23 5×10-3 55．39 5．49 ①随着NH4Cl溶液浓度的增加两种叶绿体产生ATP的相对含量下降的原因是 ，其中 细胞叶绿体产生ATP相对含量下降得更明显。 ②根据实验结果，对玉米维管束鞘细胞叶绿体产生ATP的机制进行推测 。 25．（2024·江苏淮安·模拟预测）中国是水稻的原产地之一。中国南方地区农田多以水田为主，粮食作物以种植水稻为主。水稻是禾本科一年生水生草本，科学人员通过某种检测方法，绘制了图1所示的叶片中部分物质代谢的过程；图2所示为图1叶绿体中某一结构的局部放大。请分析回答下列问题。 (1)图1代谢途径中，催化合成3-磷酸甘油酸PGA（C3）的酶在 中，生成一分子蔗糖需要消耗 个磷酸丙糖（TP）。3-磷酸甘油酸（PGA）生成磷酸丙糖（TP）的还原反应属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。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 。 (2)在有光照条件下，图2中的膜A侧的H＋浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）膜B侧。在叶绿体发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在 （填场所）组装。 (3)下图是研究人员用不同浓度的赤霉素溶液处理水稻，测量其光合作用的相关指标。    ①从图中可知，赤霉素会 （填“提高”“降低”或“不影响”）光饱和点。赤霉素会影响光合作用，具体表现是低浓度的赤霉素促进光合作用，高浓度的赤霉素则抑制光合作用，其反应的生理原因最可能是 。 ②强光下，激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体，然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起保护叶绿体的作用。缺乏类胡萝卜素的突变体，光合速率下降，原因是 。 26．（2024·江苏南通·三模）光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和谐有序进行是土壤底栖藻类正常生命活动的基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生醋酸等有机酸（HA），导致类囊体、线粒体酸化，有利于其从黑暗向黎明过渡，相关过程如下图1，字母 B~H 代表相关物质。请回答下列问题。 (1)物质 B是 ，除TCA 循环外，图中能产生物质B的过程还有 ；物质C、H分别是 、 。 (2)黑暗条件下，PQ 等电子传递体处于 （氧化、还原）状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导致 （填字母）量成为卡尔文循环的限制因素，此时吸收的光能过剩，对电子传递链造成压力。 (3)光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（NPQ）。为了探究厌氧发酵产酸对光能利用的影响，研究人员以npq4 突变体（缺失LHCSR 蛋白，LHCSR 催化NPQ）和正常藻为材料，在黑暗中进行厌氧发酵，发酵180min后添加KOH。整个实验过程中连续抽样，在光下测定荧光强度，结果如下图2、图3。相关推断合理的是____。 A．突变体厌氧发酵时间越长，光化学淬灭越强 B．正常藻厌氧发酵后加入 KOH，非光化学淬灭增强 C．正常藻厌氧发酵产生有机酸，降低类囊体pH，促进非光化学淬灭 D．正常藻厌氧发酵产生有机酸，有利于缓解黎明时电子传递链的压力 (4)为进一步研究厌氧发酵产酸对光下放氧的影响，研究人员将正常藻平均分为两组，在黑暗条件下厌氧发酵3小时后，对照组不加KOH，实验组用KOH 处理，在弱光下连续测定放氧量并计算达到最大氧气释放量的百分比，结果如下表。 组别 光照时间/h 0.5 1 2 3 对照组 30% 80% 100% 100% 实验组 0% 0% 60% 100% 放氧速率等于光合作用产生氧气的速率减去呼吸作用消耗氧气的速率。实验数据说明厌氧发酵产酸 （促进、抑制）有氧呼吸。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是 。 27．（2024·江苏扬州·模拟预测）I．根据光合作用中CO2固定方式的不同，可将植物分为C3植物（如小麦）和C4植物（如玉米）。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶，其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。    (1)C4植物光合作用暗反应在 细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的 （填结构）提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和 （填生理过程）。 (2)C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被，叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是 ；同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被 （填物质）“捕获”。 Ⅱ．研究者设计了如图甲所示的实验，分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问题：    (3)图甲的实验设计中，对照组玉米处理的具体条件是 。图乙中，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是 。图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明 。 (4)据丙图可知，光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 裂解放出的电子补充；光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成 。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感，单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因 。 28．（2024·江苏·模拟预测）番茄的维生素含量丰富，深受大众喜爱。某生物兴趣小组研究了其生理活动：图1中的A、B、C分别表示番茄的某些生理过程，图2是大棚内番茄种植密度与有机物制造或消耗的关系图。为了进一步探究番茄幼苗的生理活动，该生物兴趣小组设计了图3所示的实验装置。据图分析并回答下列问题。 (1)图1中根吸收的水分主要用于 (填字母)表示的生理作用，吸收的水分通过 (填结构)运输到植物的各个部位。 (2)当播种密度过大或过小时，番茄产量都不理想。分析图2曲线可知，种植密度为 填“m”“m₂”“m₃”或“m₄”)时，有机物积累得最多。 (3)该生物兴趣小组实验过程如下：将装置一(氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)和装置二在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下照射一段时间，然后从装置一和装置二中各取下一片叶片，除去叶绿素后滴加碘液，实验现象是装置 中的叶片变蓝。装置一和装置二为一组对照实验，该组对照实验的变量是 ，因此可得出的结论是 29．（2024·江苏南京·二模）大气CO2浓度和温度是影响植物光合作用的重要因素，温室效应加剧等气候变化通过光合作用影响着粮食产量。植物细胞中以光合作用的中间产物为底物，吸收O2，释放CO2的过程称为光呼吸，Rubisco是光呼吸的关键酶之一，其羧化作用和氧化作用的相对速率取决于CO2和O2的相对浓度。图1所示为植物细胞内部分物质的代谢关系。①②表示生理过程。请回答下列问题： (1)过程①的产物包括 ，过程②发生的场所是 。 (2)大气CO2浓度升高提高了 的相对值，导致Rubisco羧化效率高于氧化效率，提高光合产量。 把参与光呼吸的三种细胞器分隔开，使反应高效进行。适当的光呼吸对植物体有一定积极意义，据图1推测光呼吸的主要生理意义： （写1点即可）。 (3)科研人员以3个水稻品种SH、HJ和LJ为材料，研究大气CO2浓度升高、温度升高和二者同时升高对水稻叶片叶绿素含量的影响。请完成下表。 实验步骤的目的 部分操作过程 ① CO₂浓度400ppm和环境温度（CK）；CO2浓度700ppm和环境温度（eC）；CO2浓度400ppm和升温2℃处理（eT）；CO2浓度700ppm和升温2℃处理（eCeT） 重复处理 每个处理3次重复，共计144盆随机分配到② 个开顶式气室（可精准控制CO2浓度和温度的装置），每盆播种6粒发芽状态良好的水稻种子，待出苗后除去过大或过小的植株，每盆定苗为3株。 取样 取0.3g分蘖期、开花期和灌浆期水稻功能叶片的中间部位，浸泡于15mL③ 中，常温避光处理24h 测定 用分光光度计测量，计算叶绿素浓度 (4)科研人员测得的部分实验结果如图2、图3所示。分析可知，水稻叶片的叶绿素含量对大气CO2浓度升高、温度升高的响应存在 的差异。图2中，分蘖期CO2浓度升高导致 含量显著增加；图3中，CO2浓度和温度同时升高对水稻LJ叶片不同时期叶绿素含量的影响是 。 30．（2024·江苏苏州·三模）光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。光反应过程中光合电子传递链主要由几大复合体组成，包括光系统Ⅱ（PSII）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统I（PSI）等。有些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。研究人员利用拟南芥对光合电子传递进行了有关研究。 (1)光合作用的光反应发生在 上，光系统是由其上的蛋白与光合色素结合形成的，具有 功能。 (2)光反应中的电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终产生NADPH和ATP；环式电子传递中，电子在PSI和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH。Cb6/f复合体位于PSII和PSI之间，同时参与线性电子传递和环式电子传递（图1）。 ①在光照条件下，光系统Ⅱ（PSII）吸收光能产生高势能电子，PSII中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从 中夺取电子释放O₂。 ②光系统I（PSI）吸收光能产生产生强还原剂，使 还原，其在暗反应中的作用是 ；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSI，在电子传递过程的同时形成跨膜的质子动力势，用于 的合成，同时维持电子传递相对平衡。 ③环式电子传递与线性电子传递相比，能够 （填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例，提高暗反应的效率。 (3)野生型拟南芥能适应一定的强光胁迫，但C37缺失型不能。与图1相比，图2表明在强光胁迫下，C37缺失导致电子从 到 的电子传递受阻，传递效率显著下降，从而产生大量活性氧（ROS）。ROS积累到一定阶段会促进 并引发细胞凋亡，导致萎黄病。 (4)上述研究揭示出植物可以通过 以适应强光胁迫。 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 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点1 酶与ATP 2024·2022·生物 从近三年江苏省高考试题来看，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 2024·2023·2022·生物 考点3 光合作用 2024·2023·2022·生物 考点01 酶与ATP 1．（2022·江苏·高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（    ） A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化 B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇 C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP D．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP 【答案】B 【分析】1、有氧呼吸的过程：第一阶段在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，释放出少量的能量；第二阶段在线粒体基质进行，2分子丙酮酸和6水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，释放出少量的能量；第三阶段在线粒体内膜进行，前两阶段脱下的共24个[H]与6个O2结合成水，释放大量的能量。 2、无氧呼吸在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的乙醇、2分子的二氧化碳并释放出少量的能量，或1分子的葡萄糖分解成2分子的乳酸并释放出少量的能量。 【详解】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误； B、供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ，B正确； C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C错误； D、供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP ，D错误。 故选B。 2．（2024·江苏·高考真题）关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶，下列叙述正确的是（    ） A．三者都含有的元素是C、H、O、N B．细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质 C．肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同 D．胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸 【答案】B 【分析】1、糖类分为单糖、二糖和多糖，糖类是主要的能源物质，组成元素是C、H、O。 2、脂质分为脂肪、磷脂和固醇，固醇包括胆固醇、性激素、维生素D，磷脂的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪的组成元素是C、H、O。 3、胃蛋白酶的本质是蛋白质。 【详解】A、肝糖原和脂肪只含有C、H、O，不含N元素，A错误； B、动物细胞中特有的储能物质是肝糖原，动物细胞和植物细胞都含有的储能物质是脂肪，B正确； C、肝糖原的基本组成单位是葡萄糖，胃蛋白酶的基本组成单位是氨基酸，C错误； D、酶具有专一性，胃蛋白酶只能水解蛋白质，不能水解脂肪，D错误。 故选B。 考点02 细胞呼吸 1．（2024·江苏·高考真题）图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是（    ） A．该细胞器既产生ATP也消耗ATP B．①②分布的蛋白质有所不同 C．有氧呼吸第一阶段发生在③ D．②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所 【答案】C 【分析】图中所示为线粒体的结构，①是线粒体外膜，②是线粒体内膜，③是线粒体基质。 【详解】A、线粒体是细胞呼吸的主要场所，可以分解有机物产生ATP，同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等，需要消耗ATP，A正确； B、线粒体外膜和内膜功能不同，所以分布的蛋白质有所不同，B正确； C、有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，③是线粒体基质，C错误； D、②是线粒体内膜，消耗O2，和[H]生成水，③是线粒体基质，在该场所丙酮酸和水反应生成CO2，D正确。 故选C。 2．（2022·江苏·高考真题）下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（    ）    A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量都储存于ATP 【答案】BC 【分析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，例如柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬酸循环。 【详解】A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗，A错误； B、题图分析可知代谢中间物（例：丙酮酸、乙酰CoA等），将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确； C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确； D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。 故选BC。 3．（2023·江苏·高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题：    (1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO2固定产物的还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 （填写2种）等。 (2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。 (3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的 ，驱动细胞吸收K+等离子。 (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。 (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。    A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 【答案】(1) ④ ①④ K+等无机离子、苹果酸（Mal）等有机酸 (2) ①②④ 丙酮酸 NADH (3)氢离子电化学势能 (4)吸水膨胀（或吸水或膨胀） (5)ABD 【分析】题图分析，图中①表示细胞质基质，②表示线粒体，③表示液泡，④为叶绿体。 【详解】（1）光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④叶绿体中；NADPH可用于CO2固定产物的还原，据图可知，OAA的还原也需要NADPH的参与，NADPH用于CO2固定产物还原的场所有①④。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、钾离子等无机盐离子和Mal等有机酸，其中钾离子和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。 （2）研究证实气孔运动需要ATP，叶绿体可通过光反应产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②④。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的NADH最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。 （3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的氢离子浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。 （4）细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。 （5）A、结合图示可知，黑暗时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A正确； B、保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B正确； C、NTT突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，光照条件下突变体ntt1保卫细胞的的淀粉粒几乎无变化，不能说明该突变体不能进行光合作用，C错误； D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，D正确。 故选ABD.。 考点03 光合作用 1．（2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（　　） A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠 C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间 【答案】B 【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）。 【详解】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A错误； B、画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B正确； C、该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C错误； D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5条色素带，距离滤液细线最近的色素带为花青素，应在叶绿素b的下方，D错误。 故选B。 2．（2022·江苏·高考真题）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题： (1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有 （从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是 。 (2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的 在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 (3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。 ①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于呼吸作用；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于 。 ②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。 (4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过 降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的 价值。 【答案】(1) ①⑥ 叶绿素a和叶绿素b (2)过氧化氢 (3) 光呼吸和呼吸作用 光合作用消耗的CO2等于呼吸作用和光呼吸产生的CO2之和 (4) 将乙醇酸转化为苹果酸 直接 【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[H]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]的作用下还原生成有机物。 【详解】（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。 （2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。 （3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸、细胞呼吸和光合作用达到了平衡。 （4）图Ⅲ代谢途径，通过将乙醇酸转化为苹果酸降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，体现了遗传多样性的直接价值。 3．（2024·江苏·高考真题）科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图，图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题： (1)图1中H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶，而O2能自由通过类囊体膜，说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为（CH2O），此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 （从“甲”“乙”中选填），理由为 。 (3)在一定条件下，测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量，建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线，用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 测定样液蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液，分别用血细胞计数板计数，取样前需① 浓缩蓝细菌 ② ③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量，计算 【答案】(1) 选择透过性 ATP和NADPH 细胞质基质 (2) 乙 常温下光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样植物才能积累有机物，正常生长 (3) 摇匀 稀释样液离心，取下层沉淀物 提取叶绿素 防止叶绿素降解 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）类囊体膜允许某些物质通过，而限制另一些物质通过，这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中，C3在光反应产生的ATP和NADPH的作用下，三碳化合物被还原为糖类等有机物，蓝细菌是原核生物，此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。 （2）光合作用产生氧气，而呼吸作用消耗氧气。一般来说，光合作用在一定温度范围内随温度升高而增强，产生的氧气增多；呼吸作用在一定温度范围内随温度升高而增强，消耗的氧气增多。但通常光合作用产生氧气的量大于呼吸作用消耗氧气的量，这样  植物才能积累有机物，正常生长，所以图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙。 （3）第一步：测定样液蓝细菌密度时，取样前需摇匀，以保证计数的准确性。 第二步：浓缩蓝细菌，将稀释样液离心，取下层沉淀物。 第三步：将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮，是为了提取叶绿素 。 第四步：用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管，避光存放，以防止叶绿素降解。 考点01 酶与ATP 1．（2024·江苏·模拟预测）下列有关人体中化合物及生化反应描述错误的是（　　） A．乳酸在肝脏中转化成葡萄糖的过程属于吸能反应 B．腺苷是人体重要的化合物，组成元素为C、H、O、N C．性激素通过调节细胞膜上受体传递信息，发挥生物学功能 D．人体中的酶主要分布在细胞中，合成过程都需要RNA聚合酶的参与 【答案】C 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶的蛋白质，少数酶是RNA。 2、细胞内的吸能反应一般需要ATP水解提供能量。 【详解】A、乳酸在肝脏中转化成葡萄糖的过程需要消耗能量，属于吸能反应，A正确； B、腺苷是人体重要的化合物，由腺嘌呤碱基和核糖组成，组成元素为C、H、O、N，B正确； C、性激素通过调节细胞内的受体传递信息，发挥生物学功能，C错误； D、人体中的酶主要分布在细胞中，酶的本质大部分蛋白质，少部分是RNA，合成过程都需要经过转录过程，需要RNA聚合酶的参与，D正确。 故选C。 2．（2024·江苏·模拟预测）下面为“复方消化酶胶囊”的说明书(节选)。下列相关叙述错误的是（    ） 复方消化酶胶囊说明书 【成分】本品为复方制剂，含胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶…… 【适应证】用于食欲缺乏、消化不良，包括腹部不适、餐后腹胀、恶心…… A．该药属于西药，无毒副作用 B．服用前需要仔细阅读说明书 C．该药不需要医生处方就能购买 D．适用于消化不良患者的治疗 【答案】A 【分析】安全用药是指根据病情需要，正确选择药物的品种、剂量和服用时间等，以充分发挥最佳效果，尽量避免药物对人体产生的不良作用或危害。 【详解】A、该药由多种消化酶和辅助成分组成，其中消化酶来源于消化酶来源于动物、植物或微生物，辅助成分可通过化学合成，属于西药，食用后可能出现呕吐、腹泻等不良反应，A错误； B、科学合理用药的基本要求就是通过药品说明书了解药物的功效、副作用、用法用量、注意事项等信息后，再开始药物治疗，B正确； C、药品分处方药和非处方药，非处方药是不需要医师处方，可自行判断、购买和使用药品，复方消化酶胶囊属于非处方药，C正确； D、根据说明该药书可知，该药适用于食欲缺乏、消化不良，包括腹部不适、餐后腹胀、恶心等患者的治疗，D正确。 故选A。 3．（2024·江苏扬州·模拟预测）淀粉酶可以使面粉中的淀粉水解，保证了面团发酵时有足够的糖源，从而加快气体生成速度，使成品更加蓬松柔软。某实验小组用两种淀粉酶进行实验，结果如下图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．该实验可通过检测淀粉剩余量来计算酶的相对活性 B．随温度的升高，两种淀粉酶降低活化能的能力逐渐下降 C．在52 ℃左右分别使用两种淀粉酶，气体的产生速率相近 D．淀粉水解的产物可与斐林试剂在水浴加热的条件下反应形成砖红色沉淀 【答案】B 【分析】由曲线图分析可知，该实验的自变量是温度和淀粉酶的种类，因变量是酶的相对活性，两种淀粉酶都是先随着温度的升高，酶的相对活性增强，超过一定温度后，酶的相对活性随着温度升高而降低，两曲线比较可知，普通淀粉酶比耐热淀粉酶对温度更敏感。 【详解】A、该实验的自变量是温度和淀粉酶的种类，因变量是酶的相对活性，一段时间后可通过检测淀粉剩余量来计算酶的活性，A正确； B、随温度的升高，两种淀粉酶的相对活性先升高后降低，即两种淀粉酶降低活化能的能力先升高后降低，B错误； C、由图可知在52 ℃左右时，两条曲线出现了交点，因此在52 ℃左右分别使用两种淀粉酶，气体的产生速率相近，C正确； D、淀粉水解的产物是麦芽糖等，可与斐林试剂在水浴加热的条件下反应形成砖红色沉淀，D正确。 故选B。 4．（2024·江苏盐城·模拟预测）生物固氮指大气中的N2经生物固氮酶催化还原成氨的过程，该过程还需要大量的ATP和[H]（NADH），同时固氮酶对氧十分敏感，遇氧容易发生不可逆的失活。常见的固氮菌有好氧和厌氧两种类型，固氮总反应式如下。下列有关叙述错误的是（　　） A．温度、pH及气体条件均可通过改变酶的结构来影响酶活性 B．NADH是还原型辅酶Ⅰ，在固氮反应中起还原剂的作用 C．好氧固氮菌可能通过增强呼吸降低局部O2浓度以保证固氮酶活性 D．固氮菌和硝化细菌均属于生态系统的生产者 【答案】D 【分析】生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程，固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。固氮酶是一种能够将分子氮还原成氨的酶。 【详解】A、酶是具有催化作用的有机物，温度和pH都会影响酶的活性，酶在最适的温度和最适的pH条件下酶的活性最高，而固氮酶对氧十分敏感，遇氧气容易失活，所以气体条件也会影响酶的活性，A正确； B、NADH是还原型辅酶Ⅰ，主要在细胞中参与物质和能量代谢，在固氮反应中起还原剂的作用，B正确； C、固氮酶对氧十分敏感，遇氧容易发生不可逆的失活，所以好氧固氮菌可能通过增强呼吸降低局部O2浓度以保证固氮酶活性，C正确； D、硝化细菌属于生态系统的生产者，而固氮菌有的是分解者，有的是消费者，D错误。 故选D。 5．（2024·江苏·三模）下列关于细胞中元素和化合物的叙述，正确的是（    ） A．糖皮质激素和胰高血糖素是大分子激素，且都由内分泌腺分泌 B．ATP中磷酸基团均带正电荷而相互排斥导致特殊化学键容易断裂 C．纤维素和几丁质都属于多糖，都是细胞内的能源物质 D．同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同 【答案】D 【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文缩写，由于腺苷三磷酸中两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因，使得特殊化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。 【详解】A、糖皮质激素属于肾上腺皮质激素，是一种类固醇激素为小分子，A错误； B、ATP中磷酸基团均带负电荷而相互排斥导致特殊化学键易断裂，B错误； C、纤维素和几丁质都属于多糖，不能充当能源物质，C错误； D、骨髓造血干细胞具有分裂能力，进行有丝分裂过程中时核DNA加倍，而浆细胞没有分裂能力，因此在有丝分裂的过程中，同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同，D正确。 故选D。 6．（2024·江苏徐州·模拟预测）科研人员利用桤叶唐棣和蓝莓混合制作果醋，其主要流程为：桤叶唐棣、蓝莓→清洗破碎→酶解→过滤→混合→成分调整→灭菌→酒精发酵→酒液→醋酸发酵→过滤→陈酿→澄清→消毒→成品。下图分别表示初始糖度对酒精发酵的影响和醋酸菌接种量对总酸的影响，有关叙述正确的是（    ）    A．酶解过程加入纤维素酶和果胶酶有利于提高出汁率 B．酒精发酵和醋酸发酵过程的温度设置不同，其他发酵条件均相同 C．初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵 D．随着醋酸菌接种量的增大，醋酸菌的产酸量增加 【答案】A 【分析】果酒制作菌种是酵母菌，代谢类型是异养兼性厌氧型真菌，属于真核细胞，条件是18～30℃、前期需氧，后期不需氧；果醋制作菌种是醋酸菌，属于原核细胞，适宜温度为30～35℃，需要持续通入氧气。 【详解】A、酶解过程主要加入的是纤维素酶和果胶酶，水解植物细胞细胞壁，有利于细胞膜破裂提高出汁率，A正确； B、酒精发酵为无氧环境，温度通常为18～30℃；而醋酸发酵过程中需要通入氧气，温度控制为30～35℃，B错误； C、结合图示可知，在一定范围内，初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵，但高于图中的18%，则酒精度反而有所下降，C错误； D、结合图示可知，在醋酸接种量在12%~15%之间时，随着醋酸菌接种量的增大，醋酸菌的产酸量减少，D错误。 故选A。 7．（2024·江苏·三模）下列关于生物学实验操作或现象的描述，正确的是（    ） A．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞没有颜色，不能用于质壁分离实验 B．植物组织培养过程中，外植体分别用酒精和次氯酸钠消毒30秒 C．“探究H2O2在不同条件下的分解”实验中，控制自变量用了减法原理 D．利用香蕉进行DNA粗提取与鉴定实验中，香蕉研磨后离心取上清液，加入95%的冷酒精，有利于DNA析出 【答案】D 【分析】1、质壁分离产生的内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；质壁分离产生的外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度。 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。 3、DNA粗提取和鉴定的原理：（1）DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。（2）DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 【详解】A、紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞虽然没有颜色，但属于成熟的植物细胞，具有大液泡和细胞壁，可用于质壁分离实验，A错误； B、植物组织培养过程中，外植体用体积分数为70%的酒精浸泡30s→无菌水冲洗→吸干表面的水分，放入质量分数为0.1%的氯化汞和（或）质量分数为1%的次氯酸钙溶液中2～4min→无菌水再冲洗3～5次，B错误； C、“探究H2O2在不同条件下的分解”实验中，加入了无机催化剂、肝脏研磨液等，控制自变量用了加法原理，C错误； D、DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精而某些蛋白质溶于酒精，香蕉研磨后离心取上清液，加入95%的冷酒精，有利于DNA析出，D正确。 故选D。 8．（2024·江苏南通·三模）科学家在体外合成了一种能降解某种塑料的“超级酶”。下列有关叙述正确的是（　　） A．适当升高温度即可提高“超级酶”降解塑料的速率 B．使用“超级酶”降解塑料的效率，受到塑料种类的限制 C．“超级酶”的体外合成不受pH、氧气等环境条件的影响 D．探究“超级酶”的高效性需设置自然降解塑料作为对照 【答案】B 【分析】酶是指活细胞产生具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的特性有高效性、专一性、反应条件较温和。 【详解】AB、酶的催化速率受到温度和pH、塑料种类等多种因素的影响，故适当升高温度不一定提高“超级酶”降解塑料的速率，A错误，B正确； C、“超级酶”的体外合成受pH、氧气等环境条件的影响，C错误； D、酶的高效性是指酶与无机催化剂相比，降低化学反应活化能的效果更显著，探究“超级酶”的高效性需设置无机催化剂组别，D错误。 故选B。 9．（2024·湖北黄冈·二模）科学研究离不开实验，下列实验中的操作方法能达到实验目的的是（　　） A．在植物体细胞杂交技术中，采用灭活的病毒诱导原生质体融合 B．在探究温度对淀粉酶活性的影响时，用斐林试剂检测反应产物 C．在培养基中加入刚果红，根据透明圈的大小判断尿素分解菌的分解能力 D．在谷氨酸发酵中，通过控制发酵条件为中性或弱碱性来积累谷氨酸 【答案】D 【分析】诱导植物原生质体融合的方法有物理法：包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂诱导融合。 刚果红可与纤维素形成红色复合物，但并不和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖发生颜色反应，当纤维素被纤维素酶水解后，刚果红—纤维素复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此，可利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌。 【详解】A、在植物体细胞杂交技术中，不能采用灭活的病毒诱导原生质体融合，采用灭活的病毒诱导动物细胞融合，A错误； B、在探究温度对淀粉酶活性的影响时，斐林试剂检测使用时需要加热，所以不能用斐林试剂检测反应产物，B错误； C、在培养基中加入刚果红，根据透明圈的大小判断纤维素分解菌的分解能力，C错误； D、在谷氨酸发酵中，通过控制发酵条件为中性或弱碱性来积累谷氨酸，D正确。 故选D。 10．（2024·江苏南京·二模）科学探究是生物学科核心素养之一、下列有关教材实验探究的说法错误的是（    ） A．“探究pH对酶活性的影响”实验，实验温度属于无关变量，实验过程中无需控制 B．“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验需要设置有氧和无氧两种条件，其中有氧的为实验组，无氧的为对照组 C．设计预实验是为了避免实验偶然性，排除其他干扰因素对实验结果的影响 D．“探究土壤微生物的分解作用”实验，实验后观察落叶分解情况，对照组现象比实验组要明显 【答案】ABC 【分析】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。 【详解】A、探究pH对酶活性影响的实验，实验的自变量是pH，温度属于无关变量，应保持等量且适宜，并不是无需控制的，A错误； B、“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验，通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式，运用对比实验法，有氧条件和无氧条件都是实验组，B错误； C、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，C错误； D、在“探究自然状态下土壤微生物对落叶的分解作用”的实验中，对照组的土壤不做处理（自然状态），实验组的土壤要进行处理，以尽可能排除土壤微生物的作用，实验组中落叶的分解速度明显低于对照组的分解速度，D正确。 故选ABC。 考点02 细胞呼吸 11．（2024·江苏淮安·模拟预测）如图是某植物种子萌发时吸水和呼吸方式变化的曲线。下列说法中正确的是（    ）    A．为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行灭菌处理 B．在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于渗透吸水，呼吸速率上升 C．在种子吸水的第Ⅱ阶段，主要进行有氧呼吸 D．种子萌发后期，还有其他物质参与氧化分解 【答案】D 【分析】有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 【详解】A、为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理，A错误； B、在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于吸胀吸水，呼吸速率上升，B错误； C、在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用CO2的产生量要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸，C错误； D、种子萌发后期，O2吸收量大于CO2释放量，说明除了糖类参与氧化分解外，还有其他物质参与氧化分解，如脂肪，D正确。 故选D。 12．（2024·江苏南京·二模）下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是（    ） A．同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶 B．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP C．丙酮酸产生于细胞质基质，有无氧气都可以进入线粒体进行分解 D．细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸 【答案】D 【分析】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]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量。 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，由于不同生物体中相关的酶不同，在一些植物细胞和酵母菌中无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，在人体和乳酸菌中无氧呼吸产生乳酸。 【详解】A、马铃薯部分细胞无氧呼吸产生酒精，部分细胞无氧呼吸产生乳酸，故同一植物的不同细胞中可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶，A错误； B、有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分能量用于生成ATP，B错误； C、丙酮酸产生于细胞质基质，需要有氧气存在时才能进入线粒体进行分解，C错误； D、非必需氨基酸是人体细胞能够合成的，细胞呼吸的中间产物会转化为甘油、氨基酸等非糖物质，D正确。 故选D。 13．（2024·江苏·模拟预测）将做好的菜肴用保鲜膜包好并放进冰箱冷藏的目的是（    ） A．防止水分蒸发 B．维持菜肴形状 C．防止营养流失 D．抑制细菌繁殖 【答案】D 【分析】食物腐败变质是由于微生物的生长和大量繁殖而引起的。根据食物腐败变质的原因，食品保存就要尽量的杀死或抑制微生物的生长和大量繁殖，传统的食品保存方法有盐腌、糖渍、干制、酒泡等.现代的贮存方法主要有罐藏、脱水、冷冻、真空包装、添加防腐 剂、溶菌酶等。 【详解】冰箱中温度低，能抑制细菌、真菌等微生物的生长和繁殖，使其繁殖速度慢，数量少，不能充分分解食物，达到保鲜的目的，ABC错误，D正确。 故选D。 14．（2024·江苏·三模）如图为人体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的是（    ） A．三羧酸循环、呼吸链发生场所分别为线粒体内膜和线粒体基质 B．三羧酸循环是多糖和脂肪分解代谢的最终共同途径 C．图示说明脂肪转化为葡萄糖一定需要通过乙酰CoA D．三羧酸循环是有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径 【答案】B 【分析】由图可以推知葡萄糖和脂肪相互转化过程，以及葡萄糖和脂肪的分解过程。葡萄糖分解成物质A，其为丙酮酸，丙酮酸进入三羧酸循环生成二氧化碳，所以三羧酸循环发生在线粒体基质。 【详解】A、三羧酸循环产生CO2和[H]是有氧呼吸的第二阶段，发生在线粒体基质，呼吸链消耗氧气，生成ATP，发生场所为线粒体内膜，A错误； B、据图可知，多糖和脂肪都能分解为乙酸CoA然后进入线粒体进行三羧酸循环，所以三羧酸循环是多糖和脂肪分解代谢的最终共同途径，B正确； C、脂肪转化为葡萄糖可以通过脂肪→甘油和脂肪酸→葡萄糖途径进行，可以不通过乙酰CoA，C错误； D、三羧酸循环发生在线粒体基质看，无氧呼吸的全过程都是在细胞质基质中进行的，因此三羧酸循环不是有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径，D错误。 故选B。 15．（2024·江苏连云港·模拟预测）下图为细胞呼吸各阶段物质转化模式图，下列相关叙述错误的是（    ）   A．原核细胞在结构上只有核糖体一种细胞器，故不能发生②过程 B．人体细胞中只发生①②④过程，但有的生物体中可发生①②③④过程 C．①～④过程中，①过程既需要消耗ATP又能产生ATP，③④过程都不产生ATP D．酵母菌在线粒体中进行②过程，物质a先转化成乙酰辅酶A再进入TCA 【答案】A 【分析】有氧呼吸的过程分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖分解产生丙酮酸和还原氢，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，发生在线粒体基质中；第三阶段是还原氢与氧气结合形成水，发生在线粒体内膜上。 【详解】A、②过程为有氧呼吸的二、三阶段，原核细胞在结构上只有核糖体一种细胞器，但是有有氧呼吸有关的酶，依然可以进行②过程，A错误； B、①②为有氧呼吸的过程，①④为乳酸型无氧呼吸的过程，①③为酒精型无氧呼吸，能进行不同类型的呼吸的直接原因是是否有相应的酶，人体细胞中只发生①②④过程，但有的生物体中可发生①②③④过程，B正确； C、③④过程为无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，①过程为细胞细胞第一阶段，①过程既需要消耗ATP又能产生ATP，C正确； D、酵母菌在线粒体中进行②过程，物质a为丙酮酸，丙酮酸先转化成乙酰辅酶A再进入TCA（柠檬酸循环），D正确。 故选A。 16．（2024·江苏南通·三模）锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温度和小麦含水量对锈赤扁谷盗呼吸速率的影响，结果见下表。实验前小麦经过高温烘干和杀虫处理，并通过添加蒸馏水调节小麦含水量，每组加入相同数量的锈赤扁谷盗，相关叙述正确的是（    ） 温度℃ 呼吸速率 CO2μL-1·L-1·min-1·头-1 小麦含水量/% 25℃ 30℃ 35℃ 12 0.14 0.21 0.29 13 0.15 0.23 0.34 14 0.16 0.27 0.52 A．为了维持正常的体温，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快 B．一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测 C．低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用 D．粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水有利于控制锈赤扁谷盗的数量 【答案】BC 【分析】锈赤扁谷盗是一种昆虫，是变温动物，没有自主调节体温的机制，当外界环境的温度升高时，它们的代谢率随之升高，体温也逐渐上升；当外界环境的温度降低时，它们的代谢率也随之降低，体温也逐渐下降。 【详解】A、锈赤扁谷盗是变温动物，据表可知，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越慢，A错误； B、锈赤扁谷盗的呼吸作用产生二氧化碳，一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测，B正确； C、低温能降低呼吸酶的活性，会抑制仓储粮食和锈赤扁谷盗的呼吸作用，C正确； D、粮食入仓前尽量晒干会去除细胞内绝大部分的自由水，以降低细胞代谢，但结合水难以失去，D错误。 故选BC。 17．（2024·江苏苏州·三模）有氧条件下，细胞质基质中的NADH不能直接进入线粒体。一部分NADH可通过甘油-α-磷酸穿梭途径进入线粒体，被FAD接受形成FADH₂，进入电子传递链。具体过程如图所示，下列说法错误的是（    ）    A．NADH无法直接通过线粒体内膜与膜蛋白有关、与膜脂无关 B．FADH₂所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水 C．α-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应说明酶不具有专一性 D．被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解 【答案】AC 【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和NADH，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的NADH，经过一系列反应，与氧气结合生成水，释放出大量的能量。 【详解】A、NADH携带的氢借助α-磷酸甘油进入线粒体基质，说明NADH的转运与脂膜有关，A错误； B、电子传递链下游最终的电子受体是氧，FADH₂所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水，B正确； C、酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应，α-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应，不能说明酶不具有专一性，C错误； D、被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解，D正确。 故选AC。 18．（23-24高三上·江苏苏州·期末）生态系统中的分解作用是一个非常复杂的综合性过程，其速率受多种因素影响。表1表示待分解的不同种类资源的分解速率，表2表示各生态系统类型中枯叶输入量与现存量的关系。请回答下列问题： 表1 待分解资源种类 单糖 半纤维素 纤维素 木质素 酚 每年质量减少率（%） 99 90 75 50 10 表2 各生态系统类型 冻原 北方针叶林 温带落叶林 温带草地 热带雨林 枯叶输入量 1.5 7.5 11.5 7.5 30 枯叶现存量 44 35 15 5 5 (1)一般来说，在下列 地带，土壤有机物的分解速率低，易积累有机质。 ①高温、高湿度②高温、干燥③低温、高湿度④低温、干燥 (2)据表2分析，温带草地的分解速率明显 温带落叶林，结合表1分析其主要原因是禾本草类的 。 (3)受水浸泡的沼泽土壤更适宜用来开发成有机肥料的原因有 。一般来说，植物组织中C/N比大约在（40~80）/1,而微生物体内C/N比约为10/1，因此，有机肥料中一般需适度添加 元素。 (4)枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物，它们属于生态系统成分中的 。 (5)微生物一般通过分泌胞外酶把底物分解为简单的分子后吸收，与消费者相比，其优点是 。如果把分解者界定为一个生态系统的亚系统，进入该亚系统的有机物中能量也能通过“营养级”传递，其不同于“消费者亚系统”的特点是 。 【答案】(1)④ (2) 高于 木质素和酚的含量较低（或单糖、半纤维素和纤维素含量较高） (3) 有机物含量丰富，缺氧抑制微生物的分解作用，（有机质积累多） N（氮） (4)分解者 (5) 无需摄食，减少能量浪费 不存在未利用的能量 【分析】枯叶现存量可代表有机物积累量，根据枯叶输入量远大于枯叶现存量，土壤中有机物积累量最少的生态系统是热带雨林，这是因为枯叶被分解者分解后又迅速被植物吸收，土壤中养分贮存很少，热带雨林中的分解者的分解能力最强。 【详解】（1）一般来说，在下列④低温、干燥地带，土壤有机物的分解速率低，易积累有机质，原因是低温、干燥条件下，土壤微生物酶活性较低，代谢较慢。 （2）据表2分析，温带草地的枯叶输入量与枯叶现存量的比值低于温带落叶林，说明温带草地分解速率明显高于温带落叶林，结合表1分析其主要原因是禾本草类的木质素和酚的含量较低（或单糖、半纤维素和纤维素含量较高）。 （3）受水浸泡的沼泽土壤更适宜用来开发成有机肥料的原因有有机物含量丰富，缺氧抑制微生物的分解作用，（有机质积累多）。一般来说，植物组织中C/N比大约在（40~80）/1，而微生物体内C/N比约为10/1，因此，有机肥料中一般需适度添加N（氮）元素，有利于植物从土壤中吸收氮元素。 （4）枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物，它们属于生态系统成分中的分解者。 （5）能量沿着食物链流动过程中是逐级递减的，微生物一般通过分泌胞外酶把底物分解为简单的分子后吸收，与消费者相比，其优点是无需摄食，减少能量浪费。如果把分解者界定为一个生态系统的亚系统，进入该亚系统的有机物中能量也能通过“营养级”传递，其不同于“消费者亚系统”的特点是不存在未利用的能量。 19．（2023·江苏·一模）我国科研工作者成功地将改造的菠菜类囊体导入动物软骨细胞，实现了其在哺乳动物骨关节炎疾病治疗上有价值的探索。下图1为叶绿体的局部电镜照片，图2为导入过程示意图。请回答下列问题。 (1)图1中，结构 （填图中标号）是类囊体。类囊体膜中的ATP合酶在降低质子电化学梯度的同时合成的ATP，用于②中多个反应，类囊体上反应的终产物除ATP外还有 。 (2)如果直接将菠菜的类囊体移植到人体内或细胞内，人体内的 （填细胞名称）会将其视作异物清理，细胞内的 （填细胞器名称）也会将其降解。 (3)据图2分析，菠菜类囊体进入动物细胞，实现类囊体跨种“移植”的原理是 ，NTU（纳米类囊体单位）在软骨细胞内能发挥作用，说明NTU保留了类囊体表面的 。 (4)骨关节炎的本质是软骨细胞的退变、老化，它源于软骨细胞内部的合成代谢不足。研究发现，NTU进入退化软骨细胞后，线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加，从而改善了软骨细胞的合成代谢。在软骨细胞内合成的NADPH中的能量，最终在线粒体 （填场所）转移到ATP中。 (5)为了观察、评估软骨细胞膜（CM）协助NTU进入细胞的效果，研究团队完成了以下实验： 实验及组别 培养组合 细胞中荧光平均强度 实验一 1 蓝色荧光标记的巨噬细胞+NTU（红色荧光标记） 强 2 蓝色荧光标记的巨噬细胞+CM-NTU（红色荧光标记） 弱 3 蓝色荧光标记的巨噬细胞+LNP-NTU（红色荧光标记） 强 实验二 1 蓝色荧光标记的软骨细胞+NTU（红色荧光标记） 0．002 2 蓝色荧光标记的软骨细胞+CM-NTU（红色荧光标记） 0．27 3 蓝色荧光标记的软骨细胞+LNP-NTU（红色荧光标记） 0．005 说明：LNP为非细胞膜结构脂质体。 ①实验设置LNP-NTU组的目的是 。 ②根据实验一分析，相比NTU直接进入巨噬细胞，用CM包裹的优点是 。 ③实验二的结果表明： 。 【答案】(1) ①③（或①、③） NADPH和O2 (2) 巨噬细胞 溶酶体 (3) 细胞膜融合（细胞膜的流动性） （光合作用所需的）光合色素和蛋白质（酶） (4)内膜上 (5) 作为对照 减少巨噬细胞对NTU的吞噬 CM-NTU能更有效的被软骨细胞内化（吸收） 【分析】类囊体为单层膜结构，类囊体在叶绿体中堆叠形成基粒，是光合作用光反应的场所，动物细胞膜为单层膜结构，具有一定的流动性。 【详解】（1）图1为叶绿体的局部电镜照片，叶绿体包括外膜、内膜、基粒和基质，基粒是由多个类囊体堆叠形成的具膜结构，基粒与基粒之间通过膜结构相连，图中①③表示类囊体。类囊体薄膜是光合作用光反应阶段的场所，包括水的光解和ATP的合成，故类囊体上反应的终产物包括ATP、NADPH和O2。 （2）如果直接将菠菜的类囊体移植到人体内或细胞内，人体内的免疫系统将视类囊体为异己，巨噬细胞会对其进行吞噬，细胞内的溶酶体是“消化车间”，其中的水解酶能将溶酶体消化降解。 （3）结合图2可知，被细胞膜包被的NTU以胞吞的方式进入动物细胞内，说明菠菜类囊体进入动物细胞的过程中发生了细胞膜融合，体现了细胞膜具有一定流动性的特点，NTU（纳米类囊体单位）在软骨细胞内能发挥作用，说明类囊体仍可作为光反应的场所，可见NTU保留了类囊体表面的进行光合作用所需的光合色素和蛋白质（酶），保证类囊体仍能利用光能进行光反应。 （4）NTU进入退化软骨细胞后，线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加，说明NTU中类囊体产生的NADPH可以参与线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段，NADPH与氧气结合生成水，同时产生大量能量，形成ATP，NADPH中的能量转移到ATP中。 （5）该实验目的是观察、评估软骨细胞膜（CM）协助NTU进入细胞的效果，实验一和实验二均设置了三组实验，其中设置LNP-NTU组的目的是作为对照组，以保证细胞中荧光平均强度的变化是由CM引起的。实验一中CM-NTU组的细胞中荧光平均强度较弱，而另两组则较强，可见用CM包裹NTU协助其进入细胞可减少巨噬细胞对NTU的吞噬消化。实验二中，CM-NTU组的细胞中荧光平均强度均明显高于另两组，说明软骨细胞膜（CM）能有效地协助NTU进入细胞内，即CM-NTU能更有效的被软骨细胞内化（吸收）。 20．（2023·江苏连云港·模拟预测）洗发水等个人护理用品中的氧苯酮（BP-3）对生物的毒性作用已经受到越来越 多学者的关注。图 1 表示野生龙须菜光合作用的主要过程(图中 a～g 为物质，①～⑥为反应 过程)。为探究不同浓度的 BP-3 对野生龙须菜净光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响，科研 人员分别用浓度为 0μmol/L、5μmol/L、10μmol/L 和 30μmol/L 的 BP-3 处理龙须菜 8 小时（h），每 2 小时测定一次，实验结果如图 2。        (1)分析图 1，a 可以将光能转化为活跃的化学能储存在 中（用图中字母表示）； 从叶肉细胞中提取 a，利用的原理是 ；当外界 g 含量突然升高时，在短时间内 C3、C5的含量变化分别是 ；b 在龙须菜某细胞器中被消耗的场所是 。 (2)该实验的自变量是 ，因变量是 。 (3)分析图 2，光照条件下随着 BP-3 浓度的增加，净光合放氧速率 ，呼吸耗氧速率 ，且在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞光合作用强度 呼吸作用强度（选填“小于” 或“等于”或“大于”）。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3 对龙须菜呼吸作 用的影响程度 。（选填“更轻”或“基本相同”或“更重”） 【答案】(1) c、e a（色素）能溶于无水乙醇等有机溶剂 升高、下降 线粒体内膜 (2) 氧苯酮(BP-3)的浓度、时间、有无光照 净光合放氧速率和呼吸耗氧速率 (3) 不断下降（下降幅度增大） 不断下降 大于 更重 【分析】1、由图分析可知：①植物从土壤中吸收水分，②ATP的合成，③水的光解，④CO₂的固定，⑤⑥C₃的还原。 2、a是色素，b是O₂，c是ATP，d是ADP，e是NADPH，f是NADP⁺，g是CO₂。 3、提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高， 随层析液在滤纸上扩散的速度越快。 4、色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素被破坏。 【详解】（1）色素吸收的光能，在叶绿体中转化为活跃的化学能储存在，c（ATP）和e（NADPH）中；叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素；当外界 g（CO₂）含量突然升高时，使光合作用的暗反应增强，C5→C3的转化速率加快，使C5减少C3增加；b（O₂）在有氧呼吸第三阶段消耗，场所是线粒体内膜。 （2）根据题图可知，该探究实验的自变量是BP-3的浓度、时间、有无光照；因变量是光合放氧速率和呼吸耗氧速率。 （3）分析图2-A可知，在无BP-3处理组中，野生龙须菜的净光合速率最大，经5、10、30 umol/L-1BP-3处理后，龙须菜净光合放氧速率下降；而黑暗中（图2-B），野生龙须菜在黑暗条件下，无BP-3处理组和经5、10、30umol/L-1BP-3处理后，呼吸速率几乎不变。在该实验时间内，龙须菜叶肉细胞的净光合速率均大于0，说明光合作用强度大于呼吸作用强度。与黑暗条件相比，光照条件下，BP-3对龙须菜呼吸作用的影响程度比黑暗时更重。 考点03 物质进出细胞的方式 21．（2024·江苏淮安·模拟预测）东山枇杷是苏州地区栽培面积最大的品种，其品质国内有名。异地引入东山枇杷，则常会因土壤盐碱度高而导致品质和产量下降。为研究盐胁迫对东山枇杷光合作用的影响，研究人员利用东山枇杷苗开展实验。对照组不进行盐胁迫处理，实验组用NaCI溶液或NaHCO3溶液肋迫处理，90天后检测相关生理指标，结果如下图。请根据相关信息给出正确的选项（    ） A．制作东山枇杷果汁时，加入的果胶酶能将不溶性的淀粉分解为可溶性的半乳糖醛酸 B．异地种植的东山枇杷口感干涩，可能是土壤渗透压高导致其含水量下降 C．盐碱地种植的东山枇杷虽然叶绿素含量少，但气孔导度高，吸收的CO2多，暗反应增强 D．对于含糖量较高、口感干涩的异地东山枇杷，有人建议可直接用枇杷发酵制作果醋出售 【答案】BD 【分析】分析题图可知，盐胁迫会导致砂糖橘落叶重量增大，叶绿素含量下降，气孔导度和净光合速率降低。 【详解】A、根据酶的专一性，东山枇杷果汁制作中加入果胶酶，其能将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，A错误； B、土壤盐碱度高，土壤渗透压高，根不易吸水，最终导致果实含水量下降，B正确； C、盐碱地种植的东山枇杷气孔导度低，吸收的CO2减少，暗反应减弱，C错误； D、东山枇杷含糖量很高，可直接用枇杷发酵获得果醋。因为在糖源、氧气充足的条件下醋酸菌能直接将葡萄糖转化为醋酸，D正确。 故选BD。 22．（2024·江苏南通·模拟预测）下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ）    A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 【答案】AD 【分析】题图分析，①为有氧呼吸的第三阶段，②为光反应中水的光解，③为暗反应，④有氧呼吸的第一、第二阶段，a为O2，b为CO2，据此答题。 【详解】A、a为水的光解产生的O2，b为暗反应的原料CO2，A正确； B、④为有氧呼吸第一、第二阶段，发生的场所在细胞质基质和线粒体基质，B错误； C、过程③消耗的ATP是由光反应产生提供，即过程②，C错误； D、①④为细胞呼吸，②③光合作用，故只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行，D正确。 故选AD。 23．（2024·江苏·模拟预测）植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸途径，该途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图1表示eATP与呼吸链对光合作用相关反应的影响，其中iATP为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。请回答下列问题。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 （答1种即可），叶肉细胞中叶绿素主要吸收 。暗反应阶段，NADPH的作用是 。 (2)图中所示的光系统I和光系统II应位于叶绿体的 （结构）上。强光环境下，植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的 转移出叶绿体，并最终通过AOX的作用，将其中大部分能量以 形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。 (3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶，表明eATP来源于 产生的iATP。据图判断，eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，其判断依据是 。 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型（WT）拟南芥和eATP受体缺失突变体（dorn-1）拟南芥为实验材料，利用交替呼吸抑制剂（SHAM）进行实验，结果如图2所示。 ①据图2分析，在WT叶片中，SHAM处理能够引起实际光系统反应效率 ，对WT叶片添加外源ATP可 SHAM所导致的影响；而在dorn-1叶片中，SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响 。 ②以上结果表明，eATP可通过受体DORN1对 引起的植物光系统反应效率下降进行调控。该实验为进一步研究植物抗胁迫调节机制中呼吸链以及eATP的作用提供依据。 【答案】(1) 差速离心 红光和蓝紫光 作为还原剂和提供能量 (2) 类囊体(薄)膜 NADPH 热能 (3) 线粒体、 叶绿体和细胞质基质 eATP需要与 (细胞膜上)的DORNI受体结合后才能激发细胞内的信号转导 (4) 降低 缓解 不明显 交替呼吸 (途径)抑制 【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） 若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是差速离心法，叶肉细胞中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。暗反应阶段，NADPH的作用是作为还原剂和提供能量。 （2） 图中所示的光系统I和光系统II中光合色素吸收、传递和转化光，应该位于叶绿体的类囊体薄膜上。由图可知，植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的NADPH合成苹果酸，转移出叶绿体，并最终通过AOX的作用，将其中大部分能量以热能形式散失。 （3）目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶，说明eATP来源于能产生iATP的线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）、叶绿体（光反应阶段）和细胞质基质（细胞呼吸的第一阶段）。据图可知，eATP与DORNI受体结合，激发细胞内的信号转导，据此可推测eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。 （4）①与对照组相比可知，在WT叶片中，SHAM处理组实际光系统反应效率降低。在WT叶片中，与SHAM处理组相比，SHAM+ATP组实际光系统反应效率更高，说明对WT叶片添加外源ATP可缓解SHAM所导致的影响。而在dorn-1叶片中，对照组与SHAM处理组、ATP组的实际光系统反应效率相差不大，说明SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响不明显。 ②将WT叶片组与dorn-1叶片相比，WT叶片组的实际光系统反应效率更低，表明eATP可通过受体DORN1对交替呼吸（途径）抑制引起的。 24．（2024·江苏南京·二模）科学家在研究原产热带和亚热带植物时，发现部分植物的光合作用还存在C4途径，而地球上多数植物的光合作用只有C3途径。下图是玉米的光合作用途径（含C4，C3途径）和花生的光合作用途径（只有C3途径）。回答下列问题： (1)结合上图，PEPC酶能催化叶肉细胞周围的CO2和 生成C4酸，C4酸进入维管束鞘细胞再分解为CO2供暗反应利用，由此可见，玉米和花生的C3途径分别发生在 细胞。 (2)叶绿体在 上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是 。光反应阶段的产物是 （答出3点即可）。 (3)研究表明，PEPC酶与CO2的亲和力比Rubisco酶与CO2的亲和力高60多倍，由此推测，在晴朗夏季的中午，玉米的净光合速率可能 （填“高于”“等于”或“低于”）花生的净光合速率，原因是 。 (4)已知光合作用中产生ATP的常见方式是叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨膜的质子梯度（△H＋），形成质子动力势，质子动力势推动ADP和Pi合成ATP。已知NH4Cl可消除类囊体膜内外的质子梯度（△H＋），科研人员利用不同浓度的NH4Cl溶液处理玉米的两种叶绿体，并测定ATP的相对含量，实验结果如下表： 处理 维管束鞘细胞叶绿体光合磷酸化活力 叶肉细胞叶绿体光合磷酸化活力 μmolesATP/mg·chl-1·h-1 μmolesATP/mg·chl-1·h-1 对照 91．10 135．9 1×105 85．82 104．7 1×10-4 77．09 76．24 1×10-3 65．18 35．23 5×10-3 55．39 5．49 ①随着NH4Cl溶液浓度的增加两种叶绿体产生ATP的相对含量下降的原因是 ，其中 细胞叶绿体产生ATP相对含量下降得更明显。 ②根据实验结果，对玉米维管束鞘细胞叶绿体产生ATP的机制进行推测 。 【答案】(1) C3酸 维管束鞘细胞、叶肉 (2) 类囊体薄膜 叶绿素、类胡萝卜素 O2、NADPH和ATP (3) 高于 玉米为C4植物，细胞中有与CO2亲和力强的PEPC酶，在晴朗夏季的中午，叶片气孔开度下降时，玉米能利用较低浓度的CO2进行光合作用 (4) 随着NH4Cl溶液浓度的增加，明显消除类囊体膜内外质子梯度（ΔH+），降低质子动力势，导致推动ADP和Pi合成ATP的量减少 叶肉 通过质子动力势推动ADP和Pi合成ATP 【分析】左图是玉米C4途径光合作用过程，玉米光合作用过程中，二氧化碳在叶肉细胞的叶绿体内与C3酸反应形成四碳化合物，四碳化合物进入维管束鞘细胞的叶绿体，四碳化合物形成二氧化碳和C3，二氧化碳进行卡尔文循环，再与五碳化合物结合形成C3，C3被NADPH和ATP还原形成糖和C5。玉米属于C4植物，构成维管束鞘的细胞比较大，里面含有没有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体比较大，叶肉细胞则含有正常的叶绿体。维管束鞘细胞不能进行光反应，但是叶绿体也能利用叶肉细胞产生的ATP和NADPH进行暗反应。 【详解】（1）由图可知，PEPC酶能催化叶肉细胞周围的CO2和C3酸生成C4酸，C4酸进入维管束鞘细胞再分解为CO2供暗反应利用，由图可知，玉米和花生的C3途径分别发生在维管束鞘细胞、叶肉细胞内。 （2）吸收光能的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，分布在类囊体薄膜上，因此在叶绿体的类囊体薄膜上，将光能转化为化学能。光反应包括水的光解和ATP的合成，其产物包括O2、NADPH和ATP。 （3）由图可知，在玉米叶肉细胞中含有PEPC酶，该酶与CO2亲和力较强，因此玉米的叶肉细胞可以在较低浓度二氧化碳的条件下，通过PEPC酶固定二氧化碳，然后泵入维管束鞘细胞中利用，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，因此在晴朗夏季的中午，叶片气孔开度下降时，玉米作为C4植物，能利用较低浓度的CO2进行光合作用，使玉米光合作用速率基本不受影响，而花生属于C3植物，当气孔关闭后，胞间CO2浓度降低，导致光合速率降低。 （4）①根据题意可知，NH4Cl可消除类囊体膜内外质子梯度（ΔH+），因此随着NH4Cl溶液浓度的增加，对类囊体膜内外质子梯度（ΔH+）的消除能力增强，形成质子动力势逐渐减小，导致质子动力势推动ADP和Pi合成ATP减少，导致两种叶绿体产生ATP的相对含量下降，分析表中数据可知，叶肉细胞叶绿体光合磷酸化活力降低更多，因此叶肉细胞叶绿体产生ATP相对含量下降得更明显。 ②根据实验结果，表中随着NH4Cl溶液浓度的增加，维管束鞘细胞叶绿体光合磷酸化活力也下降，因此推测玉米维管束鞘细胞叶绿体是通过质子动力势推动ADP和Pi合成ATP。 25．（2024·江苏淮安·模拟预测）中国是水稻的原产地之一。中国南方地区农田多以水田为主，粮食作物以种植水稻为主。水稻是禾本科一年生水生草本，科学人员通过某种检测方法，绘制了图1所示的叶片中部分物质代谢的过程；图2所示为图1叶绿体中某一结构的局部放大。请分析回答下列问题。 (1)图1代谢途径中，催化合成3-磷酸甘油酸PGA（C3）的酶在 中，生成一分子蔗糖需要消耗 个磷酸丙糖（TP）。3-磷酸甘油酸（PGA）生成磷酸丙糖（TP）的还原反应属于 （填“吸能反应”或“放能反应”）。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 。 (2)在有光照条件下，图2中的膜A侧的H＋浓度 （填“大于”“小于”或“等于”）膜B侧。在叶绿体发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在 （填场所）组装。 (3)下图是研究人员用不同浓度的赤霉素溶液处理水稻，测量其光合作用的相关指标。    ①从图中可知，赤霉素会 （填“提高”“降低”或“不影响”）光饱和点。赤霉素会影响光合作用，具体表现是低浓度的赤霉素促进光合作用，高浓度的赤霉素则抑制光合作用，其反应的生理原因最可能是 。 ②强光下，激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体，然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起保护叶绿体的作用。缺乏类胡萝卜素的突变体，光合速率下降，原因是 。 【答案】(1) 叶绿体基质 4 吸能反应 非还原糖较稳定 (2) 大于 类囊体（薄）膜 (3) 提高 叶绿素的合成改变，导致光合速率也随之改变 该突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段， 涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+，使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。 暗反应阶段暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】（1）由图1可知，该过程为光合作用的暗反应阶段的反应，因此催化合成3-磷酸甘油酸PGA（C3）的酶在叶绿体基质中；蔗糖是二糖，含12个碳原子，磷酸丙糖（TP）含3个碳原子，生成一分子蔗糖需要消耗4个磷酸丙糖（TP）；卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成磷酸丙糖是一个还原反应，需要吸收ATP释放的能量才能完成，故是一个吸能反应；与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是蔗糖是非还原糖，比较稳定； （2）由图2可知，生物膜侧浓稠的液体称为叶绿体基质，在有光照条件下膜A侧的H+浓度大于膜B侧，在该膜上光能转变成的化学能贮存在ATP和NADPH中；在叶绿体发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在类囊体（薄）膜组装； （3）①据图可知，赤霉素能提高光饱和点。用质量浓度为60mg/L的赤霉素处理组光合速率小于其他组，而胞间CO2浓度大于其他组，说明限制光合速率的因素不是胞间CO2浓度。由图中曲线可知，随着赤霉素浓度的增加，叶绿素含量、光合速率都先上升后下降，说明低浓度的赤霉素促进光合作用，高浓度的赤霉素抑制光合作用，其反应的生理原因最可能是叶绿素的合成改变，导致光合速率也随之改变； ②缺乏类胡萝卜素的突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，所以其光合速率较小。 26．（2024·江苏南通·三模）光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和谐有序进行是土壤底栖藻类正常生命活动的基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生醋酸等有机酸（HA），导致类囊体、线粒体酸化，有利于其从黑暗向黎明过渡，相关过程如下图1，字母 B~H 代表相关物质。请回答下列问题。 (1)物质 B是 ，除TCA 循环外，图中能产生物质B的过程还有 ；物质C、H分别是 、 。 (2)黑暗条件下，PQ 等电子传递体处于 （氧化、还原）状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导致 （填字母）量成为卡尔文循环的限制因素，此时吸收的光能过剩，对电子传递链造成压力。 (3)光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（NPQ）。为了探究厌氧发酵产酸对光能利用的影响，研究人员以npq4 突变体（缺失LHCSR 蛋白，LHCSR 催化NPQ）和正常藻为材料，在黑暗中进行厌氧发酵，发酵180min后添加KOH。整个实验过程中连续抽样，在光下测定荧光强度，结果如下图2、图3。相关推断合理的是____。 A．突变体厌氧发酵时间越长，光化学淬灭越强 B．正常藻厌氧发酵后加入 KOH，非光化学淬灭增强 C．正常藻厌氧发酵产生有机酸，降低类囊体pH，促进非光化学淬灭 D．正常藻厌氧发酵产生有机酸，有利于缓解黎明时电子传递链的压力 (4)为进一步研究厌氧发酵产酸对光下放氧的影响，研究人员将正常藻平均分为两组，在黑暗条件下厌氧发酵3小时后，对照组不加KOH，实验组用KOH 处理，在弱光下连续测定放氧量并计算达到最大氧气释放量的百分比，结果如下表。 组别 光照时间/h 0.5 1 2 3 对照组 30% 80% 100% 100% 实验组 0% 0% 60% 100% 放氧速率等于光合作用产生氧气的速率减去呼吸作用消耗氧气的速率。实验数据说明厌氧发酵产酸 （促进、抑制）有氧呼吸。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是 。 【答案】(1) CO2 丙酮酸分解为乙酰辅酶A（或醋酸）、丙酮酸分解为酒精 H2O ATP (2) 氧化 F、H (3)CD (4) 抑制 实验组与对照组光合作用放氧速率相当，实验组有氧呼吸速率大于对照组 【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应阶段： （1）光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 （2）暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，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三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 2、影响光合作用的因素外在环境因素主要是光照强度、二氧化碳浓度和温度，内在因素主要是酶的含量、叶绿素的含量和五碳化合物的含量。 【详解】（1）在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中生成二氧化碳。据图可知，丙酮酸进入线粒体后在线粒体基质中生成B，因此，B为二氧化碳。据图可知，除TCA 循环外，图中能产生物质B的过程还有丙酮酸分解为乙酰辅酶A（或醋酸）、丙酮酸分解为酒精。据图可知，物质C在类囊体膜上经光解成H+和D，可知，物质C是水。据图可知，物质G在类囊体膜上利用H+顺浓度运输提供的能量，反应生成物质H，因此可知，物质H为ATP。 （2）黑暗条件下，类囊体膜上不发生水的光解，PQ 等电子传递体无法获得电子，因此，它们处于氧化状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，产生的ATP和NADPH少，导致暗反应的卡尔文循环受限。据图可知，F和H分别代表ATP和NADPH。因此，从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导致F、H量成为卡尔文循环的限制因素。 （3）A、据图2可知，突变体厌氧发酵时间越长，荧光强度基本保持不变，说明光化学淬灭并没有变强，推断不合理，A不符合题意； B、据图2可知，正常藻厌氧发酵后加入 KOH，荧光强度明显增强，并未淬灭，推断不合理，B不符合题意； C、正常藻在厌氧发酵产生有机酸，类囊体pH降低，光反应减慢，合成的ATP减少，热能散失增加，促进非光化学淬灭，推断合理，C符合题意； D、正常藻厌氧发酵产生有机酸，酸化类囊体，减少对光的吸收，能缓解黎明时电子传递链的压力，推断合理，D符合题意。 故选CD。 （4）据表中数据表明，加了KOH的实验组，在相同时间内，氧气释放量低，说明此时有氧呼吸强消耗了氧气。由此可推断，厌氧发酵产酸对有氧呼吸有抑制作用。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是实验组与对照组光合作用放氧速率相当，实验组有氧呼吸速率大于对照组。 27．（2024·江苏扬州·模拟预测）I．根据光合作用中CO2固定方式的不同，可将植物分为C3植物（如小麦）和C4植物（如玉米）。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶，其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。    (1)C4植物光合作用暗反应在 细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的 （填结构）提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和 （填生理过程）。 (2)C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被，叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是 ；同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被 （填物质）“捕获”。 Ⅱ．研究者设计了如图甲所示的实验，分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问题：    (3)图甲的实验设计中，对照组玉米处理的具体条件是 。图乙中，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是 。图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明 。 (4)据丙图可知，光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 裂解放出的电子补充；光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成 。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感，单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因 。 【答案】(1) 维管束鞘 类囊体 有氧呼吸的第二阶段（呼吸作用） (2) 叶绿体中基粒发育不全（没有类囊体） PEP羧化酶 (3) 适宜的温度和水分 单一冷害（C组） 干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合（和生长）等造成的损伤 (4) ATP H2O NADPH 冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递，进而减少NADPH与ATP的生成，导致暗反应速率减慢 【分析】1、C4植物光合作用过程主要涉及两个关键步骤：C4途径和C3途径（这两个步骤在C4植物中是分开的，而C3植物中则是同时进行的）。 C4途径：  在C4植物的叶肉细胞中，CO2首先被固定形成一种称为C4的化合物。 随后，C4化合物进入维管束鞘细胞，在那里释放出一个CO2分子，并形成丙酮酸。 释放出的CO2随后被C5固定，形成两个C3化合物。 C3化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原为有机物； C3途径：  发生在维管束鞘细胞的叶绿体中，与C4途径不同，C3途径直接将CO2固定为C3化合物。 C3化合物在光反应的帮助下被还原为有机物。 C4植物的特点是它们能够通过C4途径有效地利用低浓度的CO2，并在干旱条件下仍能进行光合作用。这种能力使得C4植物在高温、低CO2浓度或干旱条件下比C3植物更能有效地进行光合作用。 2、由图甲、图乙可知，实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期，因变量为玉米的净光合速率，由于胁迫期C&D组（干旱+冷害）净光合速率小于C组（单一冷害），而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。 【详解】（1）C4植物光合作用暗反应在维管束鞘细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的类囊体提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和有氧呼吸的第二阶段（呼吸作用）； （2）C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被，叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是叶绿体中基粒发育不全（没有类囊体）；同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被PEP羧化酶“捕获”； （3）由图甲、图乙可知，实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期，因变量是玉米的净光合速率，为了排除除自变量之外其他因素对实验结果的影响，故对照组玉米的处理是在适宜的温度和水分条件下培养；由图乙的实验结果可知，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是单一冷害（C组），图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合（和生长）等造成的损伤； （4）由图丙可知，光系统Ⅱ中的叶绿素、类胡萝卜素复合体吸收光能后，使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便驱动ADP和Pi转化为ATP；而光系统Ⅱ中丢失的电子可由光反应中H2O的光解放出的电子补充；光系统Ⅰ中的色素吸收光能后也有高能电子产生，其作用是与H+和NADP+合成为NADPH；上述过程为光反应，其发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜上；研究表明，玉米幼苗对低温较敏感。单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因：冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递，进而减少NADPH与ATP的生成，导致暗反应速率减慢。 28．（2024·江苏·模拟预测）番茄的维生素含量丰富，深受大众喜爱。某生物兴趣小组研究了其生理活动：图1中的A、B、C分别表示番茄的某些生理过程，图2是大棚内番茄种植密度与有机物制造或消耗的关系图。为了进一步探究番茄幼苗的生理活动，该生物兴趣小组设计了图3所示的实验装置。据图分析并回答下列问题。 (1)图1中根吸收的水分主要用于 (填字母)表示的生理作用，吸收的水分通过 (填结构)运输到植物的各个部位。 (2)当播种密度过大或过小时，番茄产量都不理想。分析图2曲线可知，种植密度为 填“m”“m₂”“m₃”或“m₄”)时，有机物积累得最多。 (3)该生物兴趣小组实验过程如下：将装置一(氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)和装置二在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下照射一段时间，然后从装置一和装置二中各取下一片叶片，除去叶绿素后滴加碘液，实验现象是装置 中的叶片变蓝。装置一和装置二为一组对照实验，该组对照实验的变量是 ，因此可得出的结论是 【答案】(1) B 导管 (2)m2 (3) 二 二氧化碳 二氧化碳是光合作用原料 【分析】1、光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2、呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。 3、植物的蒸腾作用是指植物体内的水通过气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。 4、图1中，呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳，因此A表示呼吸作用；蒸腾作用释放水蒸气，因此B表示蒸腾作用；光合作用吸收二氧化碳产生氧气，因此C表示光合作用。 【详解】（1）图甲中根吸收的水分主要用于植物体的B蒸腾作用，只有很少部分水分参与植物的光合作用等生命活动。吸收的水分通过导管运输到植物的各个部位。 （2）合理密植，有利于农作物充分利用光能，提高光合作用效率。种植过密，植物叶片相互遮盖，只有上部叶片进行光合作用，种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低。只有合理密植才是最经济的做法。光合作用制造有机物，呼吸作用分解有机物。植物积累有机物的量-植物进行光合作用制造有机物的量-植物进行呼吸作用消耗有机物的量。分析图2曲线可知，种植密度为m2时，有机物积累的最多。 （3）由两个装置图可知，装置一和装置二为一组对照实验，该组对照实验的变量是二氧化碳的有无。最终实验现象为装置一中的叶片不变蓝，因为没有进行光合作用合成有机物，装置二变蓝，因为装置二中有二氧化碳，能进行光合作用制造有机物，所以叶片变蓝，证明二氧化碳是光合作用的原料。 29．（2024·江苏南京·二模）大气CO2浓度和温度是影响植物光合作用的重要因素，温室效应加剧等气候变化通过光合作用影响着粮食产量。植物细胞中以光合作用的中间产物为底物，吸收O2，释放CO2的过程称为光呼吸，Rubisco是光呼吸的关键酶之一，其羧化作用和氧化作用的相对速率取决于CO2和O2的相对浓度。图1所示为植物细胞内部分物质的代谢关系。①②表示生理过程。请回答下列问题： (1)过程①的产物包括 ，过程②发生的场所是 。 (2)大气CO2浓度升高提高了 的相对值，导致Rubisco羧化效率高于氧化效率，提高光合产量。 把参与光呼吸的三种细胞器分隔开，使反应高效进行。适当的光呼吸对植物体有一定积极意义，据图1推测光呼吸的主要生理意义： （写1点即可）。 (3)科研人员以3个水稻品种SH、HJ和LJ为材料，研究大气CO2浓度升高、温度升高和二者同时升高对水稻叶片叶绿素含量的影响。请完成下表。 实验步骤的目的 部分操作过程 ① CO₂浓度400ppm和环境温度（CK）；CO2浓度700ppm和环境温度（eC）；CO2浓度400ppm和升温2℃处理（eT）；CO2浓度700ppm和升温2℃处理（eCeT） 重复处理 每个处理3次重复，共计144盆随机分配到② 个开顶式气室（可精准控制CO2浓度和温度的装置），每盆播种6粒发芽状态良好的水稻种子，待出苗后除去过大或过小的植株，每盆定苗为3株。 取样 取0.3g分蘖期、开花期和灌浆期水稻功能叶片的中间部位，浸泡于15mL③ 中，常温避光处理24h 测定 用分光光度计测量，计算叶绿素浓度 (4)科研人员测得的部分实验结果如图2、图3所示。分析可知，水稻叶片的叶绿素含量对大气CO2浓度升高、温度升高的响应存在 的差异。图2中，分蘖期CO2浓度升高导致 含量显著增加；图3中，CO2浓度和温度同时升高对水稻LJ叶片不同时期叶绿素含量的影响是 。 【答案】(1) O2、H+ 叶绿体基质 (2) CO2与O2浓度比例 生物膜 回收碳元素 (3) 设置对照 12 无水乙醇 (4) 品种和时期 水稻LJ叶片的叶绿素a 使叶绿素b的含量在分蘖期、开花期、灌浆期减少：使叶绿素a+b的含量呈分蘖期增加，开花期和灌浆期减少的趋势 【分析】1、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。 叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。 一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 2、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。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5（一种五碳化合物）结合，这个过程称作CO2的固定。 一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，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。这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。 【详解】（1）过程①是光反应阶段水的光解，水分解为氧和H+，，氧直接以氧分子（O2）的形式释放出去。过程②属于暗反应阶段，场所为叶绿体基质。 （2）图1中，大气CO2浓度升高提高了CO2和O2的相对比值，导致Rubisco羧化效率高于氧化效率，提高光合产量。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。光呼吸指植物细胞中以光合作用的中间产物为底物，吸收O2，释放CO2，适当的光呼吸对植物体有一定积极意义，图1中，通过光呼吸可以回收乙醇酸中的碳元素。 （3）CO₂浓度400ppm和环境温度（CK）为对照组，CO2浓度700ppm和环境温度（eC）；CO2浓度400ppm和升温2℃处理（eT）；CO2浓度700ppm和升温2℃处理（eCeT）三组为实验组，步骤一的目的是设置对照。有一组对照组（CK），三组实验组（eC、eT、eCeT），共四组，每个处理3次重复，共需要12个开顶式气室，因此144盆随机分配到12个开放式气室。取样时，用无水乙醇提取色素。 （4）图2、图3中，与对照组（CK）相比，不同品种和时期水稻叶片的叶绿素含量有差异。图2中，分蘖期CO2浓度升高（eC）导致水稻LJ叶片的叶绿素a含量显著增加，图3中，与对照组（CK）相比，CO2浓度和温度同时升高（eCeT）对水稻LJ叶片不同时期叶绿素含量的影响是，叶绿素b的含量在分蘖期、开花期、灌浆期减少：使叶绿素a+b的含量呈分蘖期增加，开花期和灌浆期减少的趋势。 30．（2024·江苏苏州·三模）光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。光反应过程中光合电子传递链主要由几大复合体组成，包括光系统Ⅱ（PSII）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统I（PSI）等。有些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。研究人员利用拟南芥对光合电子传递进行了有关研究。 (1)光合作用的光反应发生在 上，光系统是由其上的蛋白与光合色素结合形成的，具有 功能。 (2)光反应中的电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终产生NADPH和ATP；环式电子传递中，电子在PSI和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH。Cb6/f复合体位于PSII和PSI之间，同时参与线性电子传递和环式电子传递（图1）。 ①在光照条件下，光系统Ⅱ（PSII）吸收光能产生高势能电子，PSII中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从 中夺取电子释放O₂。 ②光系统I（PSI）吸收光能产生产生强还原剂，使 还原，其在暗反应中的作用是 ；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSI，在电子传递过程的同时形成跨膜的质子动力势，用于 的合成，同时维持电子传递相对平衡。 ③环式电子传递与线性电子传递相比，能够 （填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例，提高暗反应的效率。 (3)野生型拟南芥能适应一定的强光胁迫，但C37缺失型不能。与图1相比，图2表明在强光胁迫下，C37缺失导致电子从 到 的电子传递受阻，传递效率显著下降，从而产生大量活性氧（ROS）。ROS积累到一定阶段会促进 并引发细胞凋亡，导致萎黄病。 (4)上述研究揭示出植物可以通过 以适应强光胁迫。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 吸收、传递、转化光能 (2) H2O C3 作为还原剂使C3还原为有机物核C5，提供能量 ATP 提高 (3) Cb6/f复合体 PSⅠ 叶绿素分解 (4)通过调节光合电子传递链上的电子流动速率 【分析】光合作用的光反应是一 个非常复杂的物质与能量转变过程，它需要类囊体上多种蛋白复合体和电子传递体的参与才能将光能转变成电能，进而转变电势能和化学能。PSI和PSII指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，叶绿素a 与 蛋白质结合构成PSI和PSII。 转化时处于特殊状态的叶绿素a在光的照射下可以得失电子，从而将光能转换成电能。叶绿素a被激发而失去电子(e-) ，最终传递给NADP+。 失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子(H+) ，叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。 【详解】（1）真核细胞中，光反应需要的光合色素、酶等分布于叶绿体类囊体膜上，因此光合作用光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上；由图可知，由相关蛋白质于光合色素结合形式的光系统具有吸收、传递和转化光能的作用。 （2）①由图可知，光系统Ⅱ在强光下导致部分叶绿素a失去电子后，使水光解产生O2、H+以及电子，即PSII中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从水中夺取电子释放O2。 ②由图可知光系统②吸收光能后产生的强还原剂是NADPH，它能是三碳化合物还原为碳水化合物和五碳化合物，它在暗反应过程中能作为还原剂将三碳化合物还原，同时也为碳反应过程中有机物的合成提供能量；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSI，在电子传递过程的同时形成跨膜的质子动力势，这部分势能为光反应过程中ATP合成提供能量。 ③由图可知，环式电子传递与线性电子传递相比，环式电子传递导致NADPH合成量减少，能够提高ATP/NADPH比例。 （3）由图可知，C37缺失突变体中电子积累在Cb6/f复合体之前，说明C37缺失导致电子从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递受阻。C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻，传递效率显著下降，从而产生大量活性氧（ROS）导致活性氧积累，活性氧积累到一定阶段可能会促进叶绿素分解，较少电子传递链中电子的来源，同时引发细胞凋亡，导致叶片枯萎发黄。 （4）上述研究表明，电子传递链中电子传递受阻会导致ROS积累引发细胞凋亡，对植物体造成损伤，因此，植物可通过调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫。 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 $$