2025届高三生物二轮复习真题练习：细胞的能量供应和利用

高三生物二轮复习真题练习：细胞的能量供应和利用 一、选择题 1．（2023·江苏）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．（2024·山东）心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（　　） A．细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B．转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C．该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 3．（2023·全国乙卷）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是 （　　） A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰 D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢 4．（2022·全国乙卷）某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验（表中“+”表示有，“－”表示无）。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 + + + + + RNA组分 + + － + － 蛋白质组分 + － + － + 低浓度Mg2+ + + + － － 高浓度Mg2+ － － － + + 产物 + － － + － 根据实验结果可以得出的结论是（　　） A．酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性 B．蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高 C．在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性 D．在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性 5．（2022·海南）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（　　） A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C．四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 6．（2023·北京）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。 对这一结果正确的理解是（　　） A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能 B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖 C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 7．（2023·全国乙卷）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 8．（2023·北京）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（　　） A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 9．（2024·浙江选考） 红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。 步骤 处理 试管1 试管2 ① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL ② HCl 溶液（6 moL/L） 0 mL 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O。2支试管置30℃水浴1小时 ⑤ HCl 溶液（6 moL/L） 0.2 mL ⑥ 试管2加0.2 mL H2O。2支试管置30℃水浴1小时 下列叙述错误的是（　　） A．低温提取以避免PAL 失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 10．（2022·北京）实验操作顺序直接影响实验结果。表中实验操作顺序有误的是（　　） 选项 高中生物学实验内容 操作步骤 A 检测生物组织中的蛋白质 向待测样液中先加双缩脲试剂A液，再加B液 B 观察细胞质流动 先用低倍镜找到特定区域的黑藻叶肉细胞，再换高倍镜观察 C 探究温度对酶活性的影响 室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后，在设定温度下保温 D 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 将解离后的根尖用清水漂洗后，再用甲紫溶液染色 A．A B．B C．C D．D 11．（2023·山东）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（　　） A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 12．（2022·海南）缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧，导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量（基本通气量为1）之间的关系如图。下列有关叙述错误的是（　　） A．动脉血氧分压从60mmHg降至20mmHg的过程中，肺泡通气量快速增加，以增加组织供氧 B．生活在平原的人进入高原时，肺泡通气量快速增加，过度通气可使血液中CO2含量降低 C．缺氧时，人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量 D．缺氧时，机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应，以维持血液ｐＨ的稳定 二、多项选择题 13．（2022·江苏）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 14．（2022·山东）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是（） A．4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多 C．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少 三、非选择题 15．（2024·贵州）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。 回答下列问题。 （1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 　 　；参与有氧呼吸的酶是 　 　（选填“甲”或“乙”）。 （2）在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 　 　；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μnol•g﹣1•min﹣1，O2吸收量为0.2μmol•g﹣1•min﹣1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 　 　倍。 （3）若水淹3d后排水、植物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 　 　（答出2点即可）。 16．（2024·甘肃） 类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。 （1）提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是　 　，加入少许碳酸钙可以　 　。 （2）野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是　 　。 （3）正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为　 　。 （4）现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②　 　。 （5）纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是　 　。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在　 　条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的　 　。 ③预期结果：　 　。 17．（2024·湖南）钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO2的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： （1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生　 　；光能转化为电能，再转化为　 　中储存的化学能，用于暗反应的过程。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　 　，从叶绿素的合成角度分析，原因是　 　（答出两点即可）。 （3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rtbisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①　 　；②　 　；③　 　；④基因测序；⑤　 　。 答案解析 1．【答案】B 【解析】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，色素包括叶绿素和类胡萝卜素，A不符合题意； B、若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但由于色素含量较多，滤纸条上形成的色素带较宽，则可能会出现色素带重叠的现象，B符合题意； C、该实验中色素利用无水乙醇进行提取，同时使用纸层析法进行分离，可根据滤纸条上呈现的色素带宽窄来比较各种色素的相对含量，但并不能测定绿叶中各种色素的具体含量，C不符合题意； D、花青素在液泡中，易溶于水，但不易溶于有机溶剂，纸层析法对色素进行分离的原理是叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，扩散速度越快，说明其溶解度越大，就会出现在滤纸条的最上方，所以花青素相较于光合色素，在层析液中的溶解度最小，所以与花青素对应的色素带会出现在叶绿素b的下方，D不符合题意。 故答案为：B。 2．【答案】C 【解析】A、巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞作用，该过程需要呼吸作用供能，故细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量，A不符合题意； B、载体蛋白参与主动运输或协助扩散，需要与被运输的物质结合，发生自身构象的改变，故转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变，B不符合题意； C、由题干“心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小”可知，巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸减弱，产生CO2的速率降低，C符合题意； D、溶酶体可分解衰老、损伤的细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病菌、病毒等，故被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解，为机体的其他代谢提供营养物质，D不符合题意。 故答案为：C。 3．【答案】D 【解析】A、叶绿素的组成元素包括C、H、O、N、Mg，所以氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A正确； B、叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素，存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，B正确； C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确； D、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，距离滤液细线越远，D错误。 故答案为：D。 4．【答案】C 【解析】A、由表可知，根据第①组实验结果可知，酶P必须在低浓度Mg2+条件下具有催化活性，A错误； B、由表可知，根据第③组和第⑤组实验结果可知，蛋白质组分在高浓度和低浓度的Mg2+条件下都不具有活性，B错误； C、由表可知，根据第②组和第④组实验结果可知，RNA组分在高浓度Mg2+条件下具有催化活性，C正确； D、由表可知，根据第③组和第⑤组实验结果可知，蛋白质组分在高浓度和低浓度的Mg2+条件下都不具有活性，D错误。 故答案为：C。 5．【答案】B 【解析】A、本实验探究的是 CO2对光合作用的影响 ，NaHCO3浓度（CO2浓度）属于自变量，温度和光照属于无关变量，A错误； B、叶圆片上浮产生氧气的原因，上浮时间的长短取决于光合作用释放的氧气的速率，B正确； C、由图示可知， 2％NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最短，对应的光合速率最高，C错误； D、若在4℃条件下进行本实验，低温下酶活性会降低，整体的光合作用减弱，叶圆片上浮所需的时长都会增加，D错误； 故答案为：B 6．【答案】A 【解析】A、由图可知，当运动强度较低时，脂肪酸供能百分比最高，因此主要利用脂肪酸供能，A正确； B、中等强度运动时，肌糖原供能的百分比最高，是主要供能物质，B错误； C、高强度运动时，糖类通过细胞呼吸提供能量，其中大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，C错误； D、肌糖原在有氧条件和无氧条件均能用于细胞呼吸，氧化分解提供能量，D错误。 故答案为：A。 7．【答案】C 【解析】A、进行产生乳酸的无氧呼吸，不会释放二氧化碳。结合题图，植物在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，可以推断植物只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确； B、进行产生酒精的无氧呼吸，会释放二氧化碳。题干中指出植物是在无氧条件下，因此a~b时间内植物根细胞进行的仍然是无氧呼吸，只是a~b时间内植物根细胞呼吸作用释放了CO2，故推断a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，B正确； C、每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP与产生乳酸时的一样多，C错误； D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，所以植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP，D正确。 故答案为：C。 8．【答案】C 【解析】A、低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是此时叶温不断升高，呼吸速率加快，产生更多CO2，需要从外界吸收的CO2减少，A正确； B、在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是在一定温度范围内，随温度不断升高，光合酶的活性增强，B正确； C、CP点时CO2吸收速率为零，此时呼吸速率等于光合速率，此时植物可以进行光合作用，C错误； D、图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，真光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 故答案为：C。 9．【答案】B 【解析】A、温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，故本实验采用低温提取，以避免PAL失活，A正确； B、试管2在步骤②中加入了HCl，酶已失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误； C、④加H2O补齐了步骤②试管1没有加入的HCl的体积，即补齐反应体系体积，保证无关变量相同，C正确； D、pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCI溶液是为了终止酶促反应，D正确。 故答案为：B。 10．【答案】C 【解析】A、检测蛋白质，利用双缩脲试剂，应先加入试剂A液，再加入试剂B液，A正确； B、观察细胞质流动，需要先用低倍镜找到特定区域的叶肉细胞，再换用高倍镜通过观察叶绿体的运动来间接观察细胞质的流动，B正确； C、探究温度对酶活性的影响，要分别对淀粉溶液和淀粉酶溶液在设定温度下保温后，再混合均匀后测定，C错误； D、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂，需要先对根尖解离，然后后清水漂洗，再进行染色，D正确； 故答案为：C 11．【答案】B 【解析】A、玉米根细胞供能不足使得液泡膜上的H+转运减缓，故液泡膜上的H+转运需要消耗能量属于主动运输，H+为逆浓度梯度运输，则液泡中的pH低于细胞质基质，A错误； B、玉米根细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，CO2的产生不能判断是进行无氧呼吸产生酒精，B正确； C、丙酮酸转化为酒精属于无氧呼吸第二阶段不产生TAP，C错误； D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，但由于不产生乳酸，可缓解酸中毒，D错误。 故答案为：B。 12．【答案】D 【解析】A、由图示可知，动脉血氧分压从60mmHg降至20mmHg的过程中，血液中氧气含量低，为了满足机体的需要，肺泡通气量迅速增加，以增加组织供氧，A正确； B、生活在平原的人进入高原时动脉血氧分压下降，肺泡通气量会迅速增加，过度通气的同时会导致血液中CO2含量降低，B正确； C、在缺氧的情况下，人体的肌细胞会通过无氧呼吸产生能量供机体代谢等，C正确； D、缺氧时，机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应，以维持血液ｐＨ的稳定 ，D错误； 故答案为：D 13．【答案】B,C 【解析】A、三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但是不消耗O2，呼吸链会消耗氧气，A错误； B、由图可知，生物通过代谢中间物，如丙酮酸，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确； C、由图可知，乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位，可以将蛋白质、核酸、多糖、脂肪的代谢联系起来，C正确； D、物质氧化时释放的能量大部分以热能的形式散失掉了，少部分用来合成ATP储存起来了，D错误。 故答案为：BC。 14．【答案】B,C,D 【解析】A、由题意可知，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，由图可知，与25℃相比，4℃时耗氧量增加，说明电子传递未受阻，A错误； B、由图可知，与25℃时相比，4℃时的耗氧量多，但ATP生成量少，则更多的能量以热能的形式散失，B正确； C、由图可知，与25℃时相比，4℃时的耗氧量多，则消耗的葡萄糖多，C正确； D、由题意可知，DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。 故答案为：B、C、D。 15．【答案】（1）有氧条件下，将葡萄糖彻底氧化分解产生能量；乙 （2）O2的含量；3 （3）无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用，3d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用；3d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产能 【解析】（1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。 （2）在水淹0 ~ 3d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μnol·g-1.min-1， O2吸收量为0.2μnol·g-1.min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1： 6： 6，所以有氧呼吸葡萄糖消耗1/3，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1： 2，无氧呼吸产生0.4μnol·g-1.min-1CO2，消耗葡萄糖为1，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 （3）若水淹3d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多； 另一方面，由图可知，第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，3d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用。 ​​​​​​​ 16．【答案】（1）无水乙醇；防止研磨中色素被破坏 （2）叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成 （3）纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求 （4）与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零） （5）细胞分裂素；含水量等适宜；叶绿体的大小及数量，取其平均值；B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组 【解析】(1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。 (2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。 (3)在正常光照下(400μmol-m-2.s-1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。 (4)由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)，说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷。由图可知：纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，据此可推知：X最可能是细胞分裂素。若以上推断合理，则于旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常，类囊体消失”可知：该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题于中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在含水量等适宜条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为 C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量，取其平均值。 ③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量，所以预期的结果是：B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。 17．【答案】（1）O2和H+；ATP和NADPH （2）减少；缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低；缺钾会影响细胞的渗透调节，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，使叶绿素合成减少 （3）分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA；根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物；利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳；和已知基因序列进行比较 【解析】（1）植物光反应过程中水的光解会产生O2和H+，H+和NADP+结合产生NADPH。 该过程中光能转化为电能，电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。 （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量减少，其原因是钾参与酶活性的调节，缺钾会降低叶绿素合成相关酶的活性；钾参与渗透调节，缺钾会影响细胞渗透压，进而影响细胞对Mg、N等的吸收，而Mg和N是合成叶绿素的原料，因此最终会影响叶绿素的合成。 （3）Rubisco由两个基因编码， 这两个基因及两端的DNA序列已知，因此检测其是否突变的基本思路利利用PCR技术扩增突变体的相应基因，测序后和已知序列进行比较。其具体步骤为：①分别提取该组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA；②根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物；③利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳；④基因测序；⑤和已知基因序列进行比较。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$