【考题猜想】专题三 细胞的代谢（12大命题点+能力限时测）-2024-2025学年高一生物上学期期末考点大串讲（人教版2019）

专题三 细胞的代谢 （知高频命题、练能力提升） · 高频命题点01 酶在代谢中的作用 · 高频命题点02 影响酶促反应速率的因素及曲线分析 · 高频命题点03 ATP在能量代谢中的作用 · 高频命题点04 有氧呼吸 · 高频命题点05 无氧呼吸 · 高频命题点06 影响细胞呼吸的因素和应用 · 高频命题点07 叶绿体与捕获光能的色素 · 高频命题点08 光合作用的探究历程 · 高频命题点09 光合作用的原理 · 高频命题点10 光合作用与细胞呼吸的过程关系 · 高频命题点11 影响光合作用的环境因素及其应用 · 高频命题点12 光合速率与呼吸速率综合分析 ▉命题点1酶在代谢中的作用 【例】1．幽门螺杆菌是引发胃癌的原因之一，其产生脲酶并分泌到细胞外发挥作用，脲酶能催化尿素分解成二氧化碳和氨，相关叙述错误的是（    ） A．美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶结晶并证明脲酶化学本质是蛋白质 B．幽门螺杆菌产生的脲酶需经过内质网和高尔基体的加工才具有生物活性 C．口服13C标记的尿素后吹气检测，若气体中含有13CO2，可能感染幽门螺杆菌 D．幽门螺杆菌可以分解尿素产生氨中和胃酸，适应胃部的酸性环境 【例】2．查尔酮合成酶（CHS）是紫色马铃薯合成水溶性花青素的关键酶。下列叙述不正确的是（    ） A．查尔酮合成酶的基本单位是氨基酸 B．可用分离叶绿体色素的层析液从细胞液中分离花青素 C．CHS可为花青素合成降低所需的活化能 D．不同温度下查尔酮合成酶的活性可能相同 【例】3．某兴趣小组开展对酶的特性的实验探究，在5支注射器中加入试剂的情况如下表所示。在注射器中反应产生的气体推动注射器活塞的同时用计时器记录时间，测定氧气产生速率。下列分析正确的是（    ） A．从实验原则上分析，注射器1仅通过加入蒸馏水作为空白对照来控制变量 B．若注射器1、4、5中氧气产生速率为0mL/s，则证明酶具有专一性 C．注射器2、3的反应体系中氧气产生速率不等，但产生的氧气总量相等 D．若要研究温度对酶活性的影响，应选取注射器4作为注射器3的对照 ▉命题点2影响酶促反应速率的因素及曲线分析 【例】1．下图为不同pH对作用于同一底物的两种酶活性的影响。下列有关叙述正确的是（    ） A．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同 B．酶1和酶2都能催化同一底物体现酶的高效性 C．在任何温度条件下，pH=6时，酶1的活性高于酶2 D．将酶2由pH= 8转移到pH=3的环境中，酶活性逐渐上升 【例】2．科研团队从某种微生物细胞中分离得到了一种酶X，为了探究温度对该酶活性的影响，进行了相关实验，实验进行10分钟后结果如图1所示。图2为酶X在40°C下催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列相关分析错误的是（　　）    A．增加图1每个实验的组数，得到的实验数据更可靠 B．由图1可知，该种微生物更适宜在较高的温度环境中生存 C．图2实验若将温度升高10℃，酶X的活性不一定升高 D．图2实验中，在t₂时限制反应速率的主要因素是底物浓度 ▉命题点3ATP在能量代谢中的作用 【例】1．ATP是细胞的能量“货币”，如图为ATP的分子结构图，a，b、c表示相应的结构，①、②表示化学键。下列叙述错误的是（    ） A．ATP并不是细胞中所有需要能量的生命活动的唯一直接供能物质 B．图中①②对应的特殊化学键都断裂后形成的产物是构成RNA的基本单位之一 C．GTP与ATP结构相似，GTP含有的糖为核糖，其中的“G”叫鸟苷 D．ATP水解产生的能量用于满足各项生命活动，如蔗糖的水解、维持体温等 【例】2．某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．蛋白质磷酸化后空间结构会发生改变 B．起信息传递作用的蛋白质是细胞中重要的结构蛋白 C．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会影响细胞信号传递 D．图中蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了结构与功能相适应的观点 ▉命题点4有氧呼吸 【例】1．研究发现，菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶（一种催化[H]与氧反应的酶）对广泛存在于植物根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。下列有关叙述正确的是（　　） A．NADH脱氢酶分布在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质上 B．NADH脱氢酶所催化的[H]主要来自糖酵解（细胞呼吸第一阶段） C．鱼藤酮可抑制菜粉蝶幼虫细胞中丙酮酸形成CO2和H2O D．鱼藤酮会降低幼虫体细胞内的ATP水平，从而导致幼虫死亡 【例】2．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，相关叙述不正确的是（    ） A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段 B．有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气 C．高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质 D．呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力 ▉命题点5无氧呼吸 【例】1．北欧鲫鱼能在结冰的水下生活，研究发现北欧鲫鱼在缺氧条件下体内存在如图所示的代谢过程。下列叙述正确的是（　　） A．①、②过程所需的酶相同 B．②过程产生的[H]可用于③ C．图中①②③过程均能产生ATP D．图中①②③过程均能发生在人体肌肉细胞中 【例】2．种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子的有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，不正确的是（　　） A．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸且产物是乳酸，则吸收O2分子数等于释放CO2分子数 B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放的CO2的分子数多 C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D．若产生的CO2多于乙醇的分子数，则细胞同时进行有氧和无氧呼吸 ▉命题点6影响细胞呼吸的因素和应用 【例】1．细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（    ） A．小麦种子晾晒降低含水量有利于种子储藏 B．有氧运动可避免肌细胞无氧呼吸产生较多的乳酸 C．采取零下低温、降低氧气含量等措施更有利于果蔬的储藏 D．秧苗田白天保水、夜晚放水能够促进秧苗发育生长 【例】2．食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（    ） A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 【例】3．某同学连通橡皮球(或气泵)让少量空气间歇性地依次通过下图装置中的3个锥形瓶，下列相关叙述正确的是（    ） A．若增加橡皮球(或气泵)的通气量，澄清石灰水变浑浊的速率定会加快 B．在A瓶中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后需水浴加热才会产生灰绿色 C．酒精检测前，需延长酵母菌的培养时间以排除葡萄糖对实验结果的影响 D．将A瓶置于微型振荡器上培养可以降低瓶内酵母菌细胞产生酒精的速率 ▉命题点7叶绿体与捕获光能的色素 【例】1．采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是（    ） A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C．研磨时添加石英砂有助于色素提取 D．画滤液细线时应尽量多画几次 【例】2．如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述错误的是（    ） A．研磨时加入CaCO3可防止色素被破坏 B．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 C．实验验证了该种蓝藻没有叶黄素和叶绿素b D．色素Ⅲ主要吸收红光和蓝紫光 【例】3．研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的固定与的还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析错误的是（    ） A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质 B．该反应体系不断消耗的物质仅是 C．类囊体产生的ATP和参与固定与的还原 D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素 【例】4．叶绿素是由谷氨酸分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下合成的。叶绿素a的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列分析错误的是（　　） A．尾部对于叶绿素a分子在类囊体膜上的固定起重要作用 B．叶绿素a的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物 C．叶绿素a分子、催化其合成的酶及胆固醇共有的元素有四种 D．叶片变黄可能是光照不足导致叶绿素合成减少造成的 ▉命题点8光合作用的探究历程 【例】1．下列有关探究光合作用过程的描述，错误的是（    ） A．阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，该过程总与水的光解相伴随 B．希尔反应证明了光合作用过程中，水的光解与糖类的合成是同一个化学反应 C．恩格尔曼用水绵和好氧细菌做实验，观察到好氧细菌集中在叶绿体被光照的部位 D．卡尔文用同位素示踪技术探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 【例】2．1937年，植物生理学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1%的DCPIP（DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色的）后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出氧气，以上实验证明了（　　） A．光合作用产生的氧气来自于H2O B．光合作用的过程中能产生还原剂和O2 C．光合作用的CO2参与有机物的合成 【例】3．植物学家希尔发现离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐等氧化剂，在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能释放出O2，同时使电子受体（后被证实为]NADP+）还原。希尔实验说明（　　） A．光合作用释放的O2中的氧元素全部来自于水 B．NADPH的形成发生在叶绿体的类囊体薄膜上 C．水的光解与糖的合成不是同一个化学反应 D．光反应为暗反应提供了NADPH和ATP ▉命题点9光合作用的原理 【例】1．在光合作用的光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成电子进行传递。电子从光系统Ⅱ（PSⅡ）通过细胞色素b6f和质体蓝素（PC）转移到光系统I（PSI），最终生成NADPH。除此之外，PSⅡ还负责光合生物中水的光依赖性氧化，同时释放氧气和质子（（H⁺），质子可以推动ATP合成，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ）    A．叶绿体类囊体薄膜上有参与光能转换为化学能的酶 B．破坏PSⅡ会影响光反应中氧气的释放和ATP的合成 C．若降低B侧的H⁺浓度，则有利于光反应过程中产生ATP D．通过光合电子传递链，光能最终转化到了NADPH和ATP中 【例】2．我国在国际上首次完成了水稻全生命周期空间培养实验，获得了成熟的太空水稻种子。图1是水稻光合作用过程示意图，其中①②③代表物质，图2是将水稻植株置于浓度适宜、水分充足的环境中，改变温度和光照强度，测定得到的吸收速率坐标曲线图。    据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．图1中若停止①的供应，短时间内的含量会增加 B．图1中③表示和ADP、Pi，其含量受到光照强度的影响 C．图2中当光照强度大于10时，25℃与15℃条件下叶绿体固定速率相同 D．图2中35℃条件下，光照强度为2时，一昼夜光照12小时，植物不能正常生长 ▉命题点10光合作用与细胞呼吸的过程关系 【例】1．下图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，字母代表有关物质，数字代表代谢过程。下列叙述正确的是（　　） A．a、e和f中含有相同的物质 B．能合成ATP的过程包括①③④⑤ C．①中的产物只有ATP能为②中反应提供能量 D．①和④过程分别发生在类囊体薄膜和线粒体内膜 【例】2．下图是某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸过程中物质变化示意图，其中甲、乙表示气体，①～④表示相关过程。下列说法错误的是（    ） A．甲和乙分别代表CO2和O2 B．①过程发生的场所是细胞质基质 C．③代表光合作用的光反应阶段 D．植物叶片表皮细胞中可以发生过程①② 【例】3．在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链，称为电子传递链或呼吸链，是典型的多酶体系。下图展示的是有氧呼吸部分过程图，下列相关叙述正确的是（    ） A．在电子传递链复合体作用下使线粒体膜间隙呈碱性 B．图中线粒体内膜上ATP合成离不开氢离子的跨膜运输 C．丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质的运输方式是协助扩散 D．有氧呼吸第三阶段利用的NADH也可用于光合作用的暗反应 【例】4.苹果是重要的经济植物，光抑制现象（光照强度超过植物光合作用所能利用的限度，使光合效率下降的现象）严重影响了其光合作用效率，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题。 (1)光合电子传递链主要由光系统Ⅱ（PSIⅡ）、质体醌（PQ）、细胞色素b₆f和光系统I（PSI）等复合体组成。植物体内存在线性电子传递和环式电子传递，过程如图。环式电子传递是植物田进化出光保护机制之一。 ①线性电子传递链中，PSII和PSI共同受光的激发，PSIⅡ从 中夺取e-，最终将e-传递给 。在e-的传递过程中，通过PQ与PQH2的循环转化，将H+转运至类囊体腔中，H+再顺浓度梯度流经 ，推动ATP的合成。在类囊体薄膜上，光能最终被转化为 。 ②过强的光照导致叶绿体中过剩的e-以O2作为最终受体，产生O2-和H2O2损伤类囊体薄膜。强光会激活由 （填“PSI”或“PSII”）推动的环式电子传递途径，一方面消耗过剩光能，减少O2-和H2O2的产生；另一方面，因 产生H+，H+仍能形成跨膜质子梯度，从而使光反应产生的ATP/NADPH的比值 （选填：上升/下降/不变），最终起到光保护作用。 (2)科研人员推测油菜素内酯（BR）可能通过促进光反应关键蛋白的合成，进而减弱光抑制。已知试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，请完善下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 选择实验材料并分组 将生长状况一致的苹果幼苗栽于多个塑料盆，随机均分成甲、乙、丙三组 设置对照组 对甲组叶片每天定时喷洒适量① ； 设置探究BR功能的实验组 对乙组叶片每天定时喷洒等量BR溶液，对丙组叶片② 测定相关指标，减少叶片差异产生的实验误差 取若干健康成熟叶片置于相应溶液中在自然光下蒸腾过夜，24h后每组随机取6片叶片置于强光下处理3h，期间测定叶绿素荧光参数和气体交换参数。实验组和对照组均要测定③ 处理实验数据，预期实验结果 若科研人员的推测是正确的，请根据如图甲、丙两组曲线，预期乙组结果，并在答题纸相应位置绘制曲线④ 。 【例】5.图Ⅰ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。请据图回答下列问题： (1)图Ⅰ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 。 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，从而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的 价值。 【例】6.玉米、高粱等是一类具有高光合作用效率的C4植物，它们的叶片中存在着结构和功能都不同的叶肉细胞和维管束鞘细胞，如下图1所示。进行光合作用时，叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物（C4途径），然后运输到维管束鞘细胞中再分解，释放出CO2用于卡尔文循环。这一“CO2泵”可在维管束鞘细胞中产生CO2浓缩效应，大大提高了光合作用效率，如下图2所示。请回答下列问题： （1）C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞结构和功能不同的根本原因是 。C4植物光反应发生在叶肉细胞的 上，而CO2固定发生在 细胞中。 （2）C4植物光反应阶段产生的[H]与ATP共有的元素有 。暗反应阶段中C3的还原在 细胞中完成，为该过程提供能量的物质是 。 （3）与水稻、小麦等C3植物相比，C4植物的CO2的补偿点较 。高温、干旱时C4植物还能保持高效光合作用的原因是 。 ▉命题点11影响光合作用的环境因素及其应用 【例】1．研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到下图曲线，下列有关叙述错误的是（    ） A．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动 C．在25℃条件下研究时，cd段位置会下移，a点会上移 D．c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的浓度有关 【例】2．农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线（见下图）。下列说法正确的是（    ） A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度 B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度 C．CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降 D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动 【例】3．某小组同学在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，通过移动小烧杯与光源的距离来调节光照强度，观察并记录10分钟内圆形小叶片浮起的数量（每组烧杯中有10个小叶片），实验结果如表所示。下列有关叙述错误的是（    ） 距离/cm 100 90 80 70 60 50 40 浮起数量/个 0 0 2 5 8 10 10 A．距离90cm和距离100cm相比，光照强度不变 B．距离大于90cm时，植物叶片不进行光合作用 C．距离小于80cm时，部分植物叶片的产氧量多于耗氧量 D．距离为50cm和40cm时，光照强度限制植物叶片的光合速率 ▉命题点12光合速率与呼吸速率综合分析 【例】1．将某绿色植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体含量相对值为1），在6h时移至阳光下，日落后移到暗室中，持续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示（两条曲线在20h前沿水平虚线上下对称）。下列有关叙述中，不正确的是（　　） A．只有在8h时光合作用速率=细胞呼吸速率 B．在9～16h，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升 C．该植物体内17h有机物积累量＜19h有机物积累量 D．该植物从20h开始进行乳酸发酵 【例】2．夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．对甲植物来说，a点所表示的含义是此时光合作用强度等于细胞呼吸强度 B．曲线b~c段下降意味着植物的光合速率在下降，但光合速率仍大于呼吸速率 C．乙植物积累的有机物在18时达到最大 D．乙植物在bc段和de段下降的原因相同 【例】3．将置于透明且密闭容器内的某品系水稻在适宜条件下培养一段时间，测得其吸收和产生CO2的速率如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．测定CO2产生速率，需要在黑暗条件下进行 B．A时刻，该植物的光合速率为10mg·h-1 C．B时刻，该植物叶肉细胞的光合速率是呼吸速率的2倍 D．AC段，该植物的总光合速率保持不变 【例】4.利用气压瓶法研究光合作用和呼吸作用速率以及有氧呼吸和无氧呼吸方式判定，下列有关实验的过程与方法不正确的是（　　） A．利用甲装置测绿色植物的呼吸速率，应将装置黑暗处理，红色液滴左移代表耗氧量 B．要进行绿色植物细胞呼吸方式的判定，除黑暗处理的甲装置外，另设一组NaOH换为等量的清水的对照装置，其余条件同甲装置相同 C．将乙装置照光后红色液滴右移代表氧气释放量，测出的是植物的总光合作用速率 D．测定呼吸速率和净光合速率时，如需消除物理误差可通过设置放入死亡的植物的对照组来实现 【例】5．“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列说法错误的是（    ） A．若要测定叶片的呼吸速率，需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重 B．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 C．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率的数值为：（b-a）/4 D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做饥饿处理 【例】6.某研究小组为测定不同光照条件下黑藻的光合速率，将等量且生理状态相同的黑藻植株，分装于6对黑白瓶（白瓶透光，黑瓶不透光）中，并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干净湖水，分别置干六种不同的光照条件下，24h 后6对黑白瓶中溶氧量变化情况（不考虑其它生物）如下表，以下说法错误的是（    ） 光照强度（klx） 0（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量（mg/L） -7 +0 +6 +8 +10 +10 黑瓶溶氧量（mg/L） -7 -7 - 7 -7 -7 A．可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率 B．该实验条件下光照强度为a时白瓶中的黑藻能生长 C．白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，短时间内叶肉细胞中C5化合物含量减少 D．可以根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光强下黑藻的净光合速率 限时：75分钟 一、单选题 1．固氮酶是由钼—铁蛋白和铁蛋白结合而成的一种蛋白复合体，能够催化氮分子还原成氨。这两种蛋白单独存在时，都无固氮酶活性，只有二者结合成复合体后，才具有固氮酶活性。下列相关叙述正确的是（　　） A．钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所都是高尔基体 B．钼和铁都参与了固氮酶基本组成单位的构成 C．固氮酶特定空间结构的形成与钼和铁都有关联 D．固氮酶为氮分子还原成氨的化学反应提供了活化能 2．用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药，其原理为：白色药片中的胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用，操作过程如图1所示。图2曲线b表示在胆碱酯酶的最适温度和最适pH条件下，反应物浓度与反应速率的关系。下列叙述错误的是（    ） A．蓝色越深，胆碱酯酶的活性就越高，有机磷农药残留就越多 B．为使实验结果更具说服力，可以设置滴加蒸馏水组为对照组 C．反应物浓度是限制曲线AB段和A'B'段反应速率的主要因素 D．B点后，出现曲线c所示变化的原因不包括改变温度或pH 3．某同学为研究酶的特性，进行了一系列相关实验，结果如表所示，下列叙述正确的是（　　） 试剂名称 试管A 试管B 试管C 试管D 试管E 质量分数为1%的淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 新鲜唾液 1 mL － － 1 mL 1 mL 蔗糖酶 － 1 mL － － － 恒温水浴 37℃ 37℃ 37℃ 0℃ 80℃ A．本实验的自变量是温度、酶的有无 B．试管A、B对照可证明酶的专一性，检测试剂不能用碘液 C．试管A、C对照可证明酶具有高效性，检测试剂可用斐林试剂 D．试管A、D、E对照可证明酶活性受温度的影响，检测试剂可用碘液 4．ATP的合成是细胞内重要的反应之一，而ATP的合成需要ATP合成酶的参与。ATP合成酶主要由伸在膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成，在跨膜质子（H+）动力势能下推动合成ATP，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．ATP合成酶具有运输和催化的作用 B．如图所示结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜 C．ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，利于与膜结合部位的稳定 D．若ATP中特殊的化学键全部断裂后，产物有腺嘌呤脱氧核苷酸和磷酸 5．图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图，图乙表示某些环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。下列相关叙述正确的是（　　）    A．若只检测是否生成酒精，则无法判断细胞呼吸方式 B．图甲中条件Y下产生物质a的场所是线粒体基质 C．由图乙可知，30℃是酵母菌有氧呼吸的最适温度 D．由图乙可知，当O2浓度为40%时是各温度下的最适氧浓度 6．细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛，以下分析错误的是（　　） A．无氧和零下低温环境不利于水果的保鲜 B．铁钉扎脚形成较深的伤口，应保持通气，以满足伤口处细胞的有氧呼吸 C．稻田定期排水可以促进根的有氧呼吸，避免长时间的无氧呼吸产生酒精导致烂根 D．慢跑等有氧运动有利于人体细胞的有氧呼吸，避免肌细胞积累过多的乳酸 7．酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。如图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列叙述正确的是（    ） A．该实验为对比实验，甲乙装置中的葡萄糖液A、B的量不同 B．可通过检测澄清石灰水是否变浑浊，来判断细胞的呼吸方式 C．可利用酸性重铬酸钾溶液检验酒精的生成，现象为由蓝变绿再变黄 D．在溶液A和B所在的试管中插入温度计，温度都会有所升高 8．如图表示某植物的非绿色器官在不同O2浓度下CO2的生成量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是（    ） A．R点时该植物器官的无氧呼吸最弱，P点时只进行有氧呼吸 B．图中曲线QR段CO2生成量急剧减少的主要原因是O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制 C．若AB=BR，则m浓度下有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等 D．储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度越低越好 9．下图表示酵母菌线粒体内外膜上部分物质运输的结构示意图。下列叙述正确的是（　　） A．丙酮酸通过线粒体外膜的方式为自由扩散 B．丙酮酸通过线粒体内膜时由ATP直接供能 C．H+进出线粒体内膜的方式为协助扩散 D．酵母菌有氧和无氧条件下丙酮酸分解的场所不同 10．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（    ） A．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 B．色素5最可能为花青素，叶绿体中类囊体堆叠成基粒增大了其附着面积 C．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 11．许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是（　　） A．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水 B．希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2，探明光合作用中氧气的来源 C．恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2 D．卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5 12．下图为蓝细菌的结构模式图及部分代谢过程示意图(光合片层是同心环样的膜片层结构，羧酶体是具外壳蛋白的多角形内含体)，下列叙述错误的是（    ） A．蓝细菌光合片层上产生的物质C、F分别为NADPH、ATP B．蓝细菌捕获光能的色素是叶绿素和藻蓝素，暗反应都在羧酶体内进行 C．羧酶体的外壳会阻止O2进入和CO2逃逸，保持羧酶体内高 CO2浓度环境 D．蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，使细胞中的CO2浓度保持在较高水平 13．模型构建法是生物学上常用的研究方法，图示为某种生物细胞内部分代谢活动的概念模型图，其中①～⑤表示代谢过程，a～f表示代谢过程中产生的物质。据图分析，下列结论不能得出的是（　　） A．该生物是真核生物 B．温度的变化可能会影响②过程 C．图示中e代表[H]，①代表光反应 D．④过程产生了d，d应为CO2 14．将小球藻培养在密封玻璃瓶内，实验在保持适宜温度的暗室中进行，5min后开始持续给予充足恒定光照，20min时补充一次NaHCO3（维持瓶内CO2含量的稳定），实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．0~5min时，小球藻仅进行呼吸作用不进行光合作用，其呼吸速率基本不变 B．15~20min，限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度 C．20min后，小球藻光合速率提高是因为光反应速率不变、暗反应速率增强 D．20min时加入NaHCO3，短时间内小球藻叶绿体中ATP、NADPH的含量会下降 15．劳动人民口口相传的农业谚语中蕴藏着丰富的生物学知识，下列分析错误的是（    ） 选项 谚语 生物学知识 A 玉米带大豆，十年九不漏 玉米和大豆的间作套种，充分利用光能促进增产 B 寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水 作物不同时期需水量不同，应合理灌溉 C 深耕一寸顶车粪 深耕松土促进有氧呼吸，利于根部吸收无机盐 D 萝卜过长冬，只要不漏风 降低CO2含量，可以抑制细胞呼吸作用 A．A B．B C．C D．D 二、多选题 16．下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图，多酚氧化酶（PPO）催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测，结果如图2所示。下列说法正确的是（    ） A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制 B．图2实验的自变量是温度和酶的种类，而PPO的初始量、pH等属于无关变量 C．探究酶B的最适温度时，应在40~50℃间设置多个温度梯度进行实验 D．非竞争性抑制剂降低酶活性与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关 17．为研究植物突变和作物产量的关系，研究人员测定了两种突变体植株（Q1、Q2）和正常植株（Q3）的净光合速率和叶绿素的含量，结果如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．可以将叶片放在密闭容器内测定净光合作用速率 B．Q1的净光合速率低于Q3的原因是Q1对O2的固定效率低 C．Q2植株净光合速率较低的主要原因可能是叶绿素含量不足 D．本实验中植株呼吸作用速率是无关变量，不会影响实验结果分析 18．下图为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径——交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶（AOX）的参与下完成的，该过程不发生H+跨膜运输（“泵”出质子）过程，故不能形成驱动ATP合成的膜质子（H+）势差。下列有关分析正确的是（　　） A．膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都可以作为H+转运的载体 B．合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输 C．AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D．AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 19．我国科学家设计了一种人造淀粉合成途径（如图所示），成功将CO2和H2O转化为淀粉。利用该途径有利于缓解粮食短缺问题。下列说法正确的是（    ）    A．①过程模拟植物光合作用的光反应，②③④过程模拟植物叶肉细胞的线粒体 B．结合上图，若固定的CO2量相等，人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量，理由是植物存在呼吸作用，会消耗有机物 C．干旱条件下，很多植物光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭，胞间CO2减少 D．从能量转换角度分析，人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转化为有机物 三、非选择题 20．普鲁士蓝纳米酶(以下简称纳米酶)具有催化H2O2分解的能力，科学家利用该酶进行了一系列实验以研究其特性。    (1)实验发现，少量的纳米酶能够催化 H₂O₂在短时间内大量分解，这说明其具有 的特点，原因是酶具有 的作用机制。 (2)为探究纳米酶在不同pH值下的活性，科学家用溶解氧测定仪测定溶液中的溶氧量得到如图1 所示结果(△DO表示加入H₂O₂5min后的溶氧量变化)，可知纳米酶作用的适宜pH (填“偏酸性”或“偏中性”或“偏碱性”) 。 (3)为监测常用的一种除草剂草甘膦(GLY)对纳米酶的影响，科学家以添加草甘膦的 △DO(△DO(GLY) ) 与不添加草甘膦的△DO(△DO(0) ) 的比值(y) 为纵坐标， GLY浓度 (x)为横坐标，绘制标准曲线如图2，说明草甘膦对纳米酶活性具有 作用。该监测体系也可用于草甘膦浓度的定量检测，使用该监测体系测得某土壤样品 比值为0.2，则该土壤样品的草甘膦浓度约为 μmol/L。 (4)科学家进一步检测在 H₂O₂溶液加入了不同浓度 Cu²⁺混合 5 分钟后溶液的 值，实验结果见图3，可得出的结论是： 。通过查阅资料后发现Cu²⁺对纳米酶的作用有影响，为研究 Cu²⁺对纳米酶活性的影响，进行如下实验，请完善实验思路并预期实验结果。 ①A组： 测定 与30%H₂O₂反应5min后的△DO值； ②B组： 测定不同浓度纳米酶与30%H₂O₂反应5min后的△DO值； ③C组： 测定 与30%H₂O₂反应5min后的△DO值。 实验结果表明，Cu²⁺对纳米酶在催化 H₂O₂分解的影响并非简单的物理叠加，而是具有协同作用，请在答题纸相应的坐标图中画出C组的结果曲线，并完善实验结果图 (不要求具体数值)。 21．环境的变化可能会引起代谢途径的变化。玉米根部受到水淹后处于缺氧状态时，根组织初期阶段主要进行乳酸发酵，随后进行乙醇发酵以适应缺氧状态，从而增强植物在缺氧情况下的生存能力，相关机制见下图，请回答： (1)由图可知，物质A是 （填中文名称），其进入细胞后被磷酸化，磷酸化过程属于 反应（填“吸能”或“放能”）。 (2)磷酸化的A糖酵解生成的丙酮酸在氧气充足时在 （场所）中参与TCA循环。糖酵解过程释放的能量去路有 。 (3)氧气供应不足时，根组织首先在乳酸脱氢酶的作用下将丙酮酸分解成乳酸导致胞内pH降低，从而使乳酸脱氢酶、丙酮酸脱羧酶活性分别 、 ，最终导致乙醇生成量增加。 (4)研究发现水淹会导致土壤中的氧气缺乏，从而制约农业生产。为探究水淹胁迫时间对玉米根细胞产生乳酸和乙醇量的影响，请完善如下实验。 操作流程 主要操作 材料准备 选择① 的玉米12株，4个大小相同的圆柱形塑料盆，将供试土壤风干至8%水分含量（易压实），粉碎过筛 分组处理 T0：正常土壤不水淹处理；T1：正常土壤水淹处理8h；T2：② ；T3：正常土壤水淹处理24h 实验培养 在相同的培养条件下培养一段时间 数据测定 测量各处理组玉米根系中乳酸脱氢酶和丙酮酸脱羧酶的活性，以及③ 的含量 结果显示，在一定范围内随着水淹胁迫时间的增加，乳酸含量先增加后减少，乙醇含量一直增加。合理的解释是④ 。 22．中国的饮食讲究色、香、味俱全。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长速度较快的水葫芦为材料进行如下实验： I、获取叶绿素粗产品： Ⅱ、探究pH对叶绿素稳定性的影响（提示：叶绿素被破坏后变成黄褐色），取适量叶绿素粗产品，配制成一定浓度的溶液，在室温25℃下进行实验，结果如下表所示。结合所学知识和实验结果，请回答： 实验组编号 叶绿素溶液（mL） pH 处理时间（min） 溶液颜色 ① 3 Y 10 绿色 ② 3 7.0 10 绿色 ③ 3 6.0 10 黄绿色 ④ 3 5.0 10 黄褐色 (1)提取食用叶绿素的溶剂X为 ，才尽可能对人体不产生危害。 (2)表中Y应该为 ；由实验Ⅱ的结论可以得出：天然叶绿素作食用色素不适用于 性食品。 (3)小李同学想进一步了解粗产品中是否含有其它色素，继而用层析液对其进行了分离，结果如下图所示。由结果可知叶绿素粗产品中含有 种其它色素，条带③是否属于杂质 （填“是”或“否”）。 (4)条带①②主要吸收 光。 23．研究发现，磷对植物光合作用产物的合成与转移分配具有一定的影响，其部分机理如下图，其中A、B表示相关物质，TPT为磷酸转运体，活性会受光抑制。请回答下列问题。 (1)图中1,5-二磷酸核酮糖与CO2生成3-磷酸甘油酸的过程称为 。物质A、B分别为 ，其反应产物可转移至 (结构)以实现再生。 (2)白天光合作用强，[3-磷酸甘油酸]/[Pi]的比值 ，叶绿体中会积聚大量淀粉颗粒。夜间，叶绿体中的淀粉颗粒发生水解，为细胞生命活动提供 。 (3)葡萄糖中的醛基能与蛋白质中的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输，其原因是 。 (4)为研究磷(P)和烯效唑(Un)对甜菜光合特性和产糖量的影响，科研人员采用叶面喷施的方法处理甜菜植株，处理16天后测定净光合速率、胞间CO2浓度及叶面积指数(叶片总面积/土地面积)，收获时测定块根产量及产糖量，结果如下表（CK：清水对照；P：2 mg·L-1 KH2PO4；Un：30 mg·L-1烯效唑；P＋Un：2 mg·L-1 KH2PO4＋30 mg·L-1烯效唑）。 处理 净光合速率/μmol·m-2·s-1 胞间CO2浓度/μmol·mol-1 叶面积指数 块根产量/t·hm-2 产糖量/t·hm-2 CK 25.25 296.23 3.14 97.4 15.44 P 27.07 296.40 3.35 107.21 17.66 Un 27.06 314.42 4.21 99.2 15.93 P＋Un 33.22 381.77 3.83 108.1 18.88 ①净光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示。 ②与CK组相比，P组块根产量与产糖量均较高，原因是 ；与P组相比，Un组植株积累的有机物总量 ，判断的依据是 。 ③科研人员建议甜菜生产中应采用磷和烯效唑联合喷施，依据有 。 24．下图甲表示某同学利用轮叶黑藻(一种沉水植物)探究“光照强度对光合速率的影响”的实验装置；图乙是轮叶黑藻细胞光合作用相关过程示意图(研究表明，水中( 浓度降低能诱导轮叶黑藻光合途径由C₃途径向效率更高的C₄途径转变，而且两条途径可在同一细胞中进行)。    (1)对图甲装置进行遮光处理可测定轮叶黑藻有氧呼吸速率，此时有色液滴移动方向是 (填：“向左”或“向右”)，原因是 。若给与适宜的光照强度时，图甲中有色液滴的移动方向是 (填: “向左”或“向右”) 。 (2)图乙CO₂转变为HCO₃⁻过程中，生成的H⁺以 的方式运出细胞； 催化过程①和过程④中CO₂固定的两种酶(PEPC、Rubisco)中,与CO₂亲和力较高的是 ,判断的依据是 。过程②消耗的NADPH产生于 (填场所)；丙酮酸产生的过程除了图示③以外，还有发生在 (填过程)。 (3)研究人员通过测定并比较不同CO₂浓度下PEPC酶的活性。证明低浓度CO₂能诱导轮叶黑藻光合途径的转变。请填写下表有关实验过程的内容并预期实验结果。 实验材料 处理方法 结果检测 预期结果 甲组—对照组 适量的轮叶黑藻 ② 甲乙两组PEPC酶的活性 ③ 乙组一实验组 ① 低浓度CO₂处理 试举出本实验中的两个无关变量④ 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 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 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题三 细胞的代谢 （知高频命题、练能力提升） · 高频命题点01 酶在代谢中的作用 · 高频命题点02 影响酶促反应速率的因素及曲线分析 · 高频命题点03 ATP在能量代谢中的作用 · 高频命题点04 有氧呼吸 · 高频命题点05 无氧呼吸 · 高频命题点06 影响细胞呼吸的因素和应用 · 高频命题点07 叶绿体与捕获光能的色素 · 高频命题点08 光合作用的探究历程 · 高频命题点09 光合作用的原理 · 高频命题点10 光合作用与细胞呼吸的过程关系 · 高频命题点11 影响光合作用的环境因素及其应用 · 高频命题点12 光合速率与呼吸速率综合分析 ▉命题点1酶在代谢中的作用 【例】1．幽门螺杆菌是引发胃癌的原因之一，其产生脲酶并分泌到细胞外发挥作用，脲酶能催化尿素分解成二氧化碳和氨，相关叙述错误的是（    ） A．美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶结晶并证明脲酶化学本质是蛋白质 B．幽门螺杆菌产生的脲酶需经过内质网和高尔基体的加工才具有生物活性 C．口服13C标记的尿素后吹气检测，若气体中含有13CO2，可能感染幽门螺杆菌 D．幽门螺杆菌可以分解尿素产生氨中和胃酸，适应胃部的酸性环境 【答案】B 【分析】幽门螺旋杆菌为原核生物，没有细胞核，只有核糖体一种细胞器，以DNA为遗传物质，产生的脲酶催化分解尿素为NH3和CO2。 【详解】A、美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶的化学本质是蛋白质，A正确； B、幽门螺杆菌为原核生物，细胞中不具有内质网和高尔基体，其产生的脲酶不需经过内质网和高尔基体的加工，B错误； C、口服13C标记的尿素后吹气检测，若气体中含有13CO2，说明尿素在脲酶的催化下分解，而脲酶是由幽门螺杆菌产生的，因此能说明测试中可能感染幽门螺杆菌，C正确； D、幽门螺杆菌在脲酶的作用下分解尿素产生氨，中和其中的胃酸，使其适应胃部的强酸环境，D正确。 故选B。 【例】2．查尔酮合成酶（CHS）是紫色马铃薯合成水溶性花青素的关键酶。下列叙述不正确的是（    ） A．查尔酮合成酶的基本单位是氨基酸 B．可用分离叶绿体色素的层析液从细胞液中分离花青素 C．CHS可为花青素合成降低所需的活化能 D．不同温度下查尔酮合成酶的活性可能相同 【答案】B 【分析】液泡中储存细胞液，细胞液中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质。 【详解】A、查尔酮合成酶（CHS）的本质为蛋白质，其基本单位为氨基酸，A正确； B、叶绿体中色素为脂溶性色素，而液泡内的色素为水溶性色素，因此不能用分离叶绿体色素的层析液从细胞液中分离花青素，B错误； C、CHS可降低花青素合成过程所需要的活化能，C正确； D、温度会影响酶的活性，在最适温度两侧存在两个不同的温度下酶的活性相同，因此不同温度下查尔酮合成酶的活性可能相同，D正确。故选B。 【例】3．某兴趣小组开展对酶的特性的实验探究，在5支注射器中加入试剂的情况如下表所示。在注射器中反应产生的气体推动注射器活塞的同时用计时器记录时间，测定氧气产生速率。下列分析正确的是（    ） A．从实验原则上分析，注射器1仅通过加入蒸馏水作为空白对照来控制变量 B．若注射器1、4、5中氧气产生速率为0mL/s，则证明酶具有专一性 C．注射器2、3的反应体系中氧气产生速率不等，但产生的氧气总量相等 D．若要研究温度对酶活性的影响，应选取注射器4作为注射器3的对照 【答案】C 【分析】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。过酸、过碱及高温会使酶失活。 【详解】A、从实验原则上分析，注射器1不仅通过加入蒸馏水作为空白对照来控制变量，加入相同体积的溶液也能达到控制变量的目的，A错误； B、虽然注射器5中加入的多酶片中含有淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶，但其不能催化H2O2水解；注射器4中加入的高温处理的猪肝液中H2O2酶失活，因此，若注射器1、4、5中氧气产生速率为0mL/s，不能证明酶具有专一性，B错误； C、注射器3的反应体系中氧气产生速率比注射器2的快，但由于底物量相等，因此产生的氧气总量相等，C正确； D、若要研究温度对酶活性的影响，应选取注射器1、4作为注射器3的对照，D错误。 故选C。 ▉命题点2影响酶促反应速率的因素及曲线分析 【例】1．下图为不同pH对作用于同一底物的两种酶活性的影响。下列有关叙述正确的是（    ） A．在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同 B．酶1和酶2都能催化同一底物体现酶的高效性 C．在任何温度条件下，pH=6时，酶1的活性高于酶2 D．将酶2由pH= 8转移到pH=3的环境中，酶活性逐渐上升 【答案】A 【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，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、由图分析可知，在最适pH值的两侧，在两种不同的pH条件下，酶1活性可能相同，A正确； B、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能更显著，酶1和酶2都能催化同一底物不能体现酶的高效性，B错误； C、高温能使酶变性失活，若在高温环境条件下，pH=5时，酶1和酶2都失去活性，则酶1的活性等于酶2，C错误； D、过酸、过碱使酶变性失活，pH=8的环境下，酶2的空间结构被破坏，即使pH值恢复到最适的pH=3时，酶的活性也不能恢复，所以将将酶2由pH= 8转移到pH=3的环境中，酶活性不变，D错误。 故选A。 【例】2．科研团队从某种微生物细胞中分离得到了一种酶X，为了探究温度对该酶活性的影响，进行了相关实验，实验进行10分钟后结果如图1所示。图2为酶X在40°C下催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列相关分析错误的是（　　）    A．增加图1每个实验的组数，得到的实验数据更可靠 B．由图1可知，该种微生物更适宜在较高的温度环境中生存 C．图2实验若将温度升高10℃，酶X的活性不一定升高 D．图2实验中，在t₂时限制反应速率的主要因素是底物浓度 【答案】C 【分析】1、分析图甲：在所给的温度条件下，随着温度的升高，底物剩余量减少，说明酶活性增强，但由于没有出现峰值，故不能判断该酶的最适温度。 2、分析图乙：在40℃下，底物一定时，随时间延长，生成物的量逐渐增加，直至稳定。 【详解】A、增加图1每组实验的组数，可减小误差，可使得到的实验数据更可靠，A正确； B、由图1可知，该种微生物在一定范围内随温度升高酶活性更高，更容易在较高的温度环境中生存，B正确； C、由图2可知，实验中若升高温度10℃，底物剩余量减少，酶X的活性也随之升高，C错误； D、由图2可知实验中t2之后生成物的量不再增加，是因为底物消耗殆尽，反应结束，此时限制反应速率的主要因素是底物浓度，D正确。故选C。 ▉命题点3ATP在能量代谢中的作用 【例】1．ATP是细胞的能量“货币”，如图为ATP的分子结构图，a，b、c表示相应的结构，①、②表示化学键。下列叙述错误的是（    ） A．ATP并不是细胞中所有需要能量的生命活动的唯一直接供能物质 B．图中①②对应的特殊化学键都断裂后形成的产物是构成RNA的基本单位之一 C．GTP与ATP结构相似，GTP含有的糖为核糖，其中的“G”叫鸟苷 D．ATP水解产生的能量用于满足各项生命活动，如蔗糖的水解、维持体温等 【答案】D 【分析】分析题图可知，a表示腺苷（腺嘌呤核苷），b表示腺嘌呤核糖核苷酸，c表示三磷酸腺苷（即ATP），①②是特殊化学键。ATP和ADP的转化过程中，能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自远离腺苷的特殊化学键水解的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。 【详解】A、ATP并不是细胞中所有需要能量的生命活动的唯一直接供能物质，细胞中还有GTP、CTP等直接供能物质，A正确； B、图中①②对应的特殊化学键都断裂后形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，B正确； C、GTP是三磷酸鸟苷，与ATP结构相似，GTP含有的糖为核糖，其中的“G”叫鸟苷，C正确； D、蔗糖的水解不耗能，维持体温的能量主要来自细胞呼吸释放的热能，D错误。 故选D。 【例】2．某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．蛋白质磷酸化后空间结构会发生改变 B．起信息传递作用的蛋白质是细胞中重要的结构蛋白 C．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会影响细胞信号传递 D．图中蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了结构与功能相适应的观点 【答案】B 【分析】分析图示：磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团取代，变成有活性有功能的蛋白质；去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团，复原成羟基，失去活性的过程。 【详解】A、蛋白质的活性与空间结构有关，蛋白质磷酸化变成有活性的蛋白质，空间结构会发生改变，A正确； B、构成细胞结构的重要组成成分的蛋白称为结构蛋白，起信息传递作用的蛋白质不是结构蛋白，B错误； C、磷酸化需要特定的氨基酸序列，失去特定氨基酸，将无法磷酸化。因此这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会影响细胞信号传递，C正确； D、磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团取代，变成有活性有功能的蛋白质；去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团，复原成羟基，失去活性的过程。这些过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点，D正确。 故选B。 ▉命题点4有氧呼吸 【例】1．研究发现，菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶（一种催化[H]与氧反应的酶）对广泛存在于植物根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫。下列有关叙述正确的是（　　） A．NADH脱氢酶分布在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体基质上 B．NADH脱氢酶所催化的[H]主要来自糖酵解（细胞呼吸第一阶段） C．鱼藤酮可抑制菜粉蝶幼虫细胞中丙酮酸形成CO2和H2O D．鱼藤酮会降低幼虫体细胞内的ATP水平，从而导致幼虫死亡 【答案】D 【分析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的NADH，同时释放出少量的能量，这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和NADH，同时释放出少量的能量，这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的NADH，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量，发生在线粒体内膜上。 【详解】A、NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶，[H]与氧反应发生在线粒体内膜上，因此NADH脱氢酶分布在菜粉蝶幼虫细胞的线粒体内膜上，A错误； B、糖酵解（细胞呼吸第一阶段）只能产生4分子[H]，而有氧呼吸第二阶段能产生20分子的[H]，所以NADH脱氢酶所催化的[H]主要来自有氧呼吸第二阶段，B错误； C、NADH脱氢酶（一种催化[H]与氧反应的酶）对广泛存在于植物根皮部中的鱼藤酮十分敏感，说明鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，C错误； D、鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段，而有氧呼吸第三阶段生成的ATP最多，所以鱼藤酮会降低幼虫体细胞内的ATP水平，从而导致幼虫死亡，D正确。 故选D。 【例】2．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，相关叙述不正确的是（    ） A．图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段 B．有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气 C．高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质 D．呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力 【答案】C 【分析】据图分析：图示过程表示在线粒体内膜上发生的一系列化学反应，在线粒体内膜中存在一群电子传递链，在电子传递链中，特殊的分子所携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后形成水，在这个过程中产生大量的ATP。 【详解】A、据图可知，图示为线粒体内膜的过程，表示有氧呼吸的第三阶段，该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段，A正确； B、在电子传递链中，有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气，生成水，B正确； C、高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体膜间隙，C错误； D、电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，使能量转换成H+电化学势能，为ATP的合成提供了驱动力，D正确。故选C。 ▉命题点5无氧呼吸 【例】1．北欧鲫鱼能在结冰的水下生活，研究发现北欧鲫鱼在缺氧条件下体内存在如图所示的代谢过程。下列叙述正确的是（　　） A．①、②过程所需的酶相同 B．②过程产生的[H]可用于③ C．图中①②③过程均能产生ATP D．图中①②③过程均能发生在人体肌肉细胞中 【答案】B 【分析】无氧呼吸全过程： 第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同。即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量。 第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。无氧呼吸第二阶段不产生能量。 题图分析，①为无氧呼吸，产物为乳酸；②为无氧呼吸的第一阶段，③为无氧呼吸的第二阶段，产物为酒精。 【详解】A、①过程为乳酸发酵的两个阶段，②过程有氧呼吸和无氧呼吸过程的第一阶段，显然①、②过程所需的酶不完相同，A错误； B、②过程为有氧呼吸和无氧呼吸过程的第一阶段，该过程中有少量的还原氢生成，可在③过程中被消耗，B正确； C、图中①②过程均能产生ATP，但③过程中没有ATP生成，C错误； D、人体内不能进行③产酒精的无氧呼吸第二阶段，是因为缺乏相关的酶，D错误。 故选B。 【例】2．种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子的有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，不正确的是（　　） A．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸且产物是乳酸，则吸收O2分子数等于释放CO2分子数 B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放的CO2的分子数多 C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D．若产生的CO2多于乙醇的分子数，则细胞同时进行有氧和无氧呼吸 【答案】B 【分析】有氧呼吸的反应式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量； 无氧呼吸的反应式为：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 或 C6H12O62C3H6O3+能量。 【详解】A、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，且无氧呼吸产乳酸，则只有有氧呼吸消耗氧气产生二氧化碳，因此消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量，A正确； B、若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量等于生成的二氧化碳量，B错误； C、若只进行无氧呼吸产生乳酸，说明不消耗氧气，也不会产生二氧化碳，C正确； D、若产生的CO2多于乙醇的分子数，说明细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D正确。 故选B。 ▉命题点6影响细胞呼吸的因素和应用 【例】1．细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（    ） A．小麦种子晾晒降低含水量有利于种子储藏 B．有氧运动可避免肌细胞无氧呼吸产生较多的乳酸 C．采取零下低温、降低氧气含量等措施更有利于果蔬的储藏 D．秧苗田白天保水、夜晚放水能够促进秧苗发育生长 【答案】C 【分析】细胞呼吸原理的应用：种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。 【详解】A、晒种降低含水量，降低细胞呼吸强度，有利于种子储藏，A正确； B、肌细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧运动可避免肌细胞无氧呼吸产生较多的乳酸，防止乳酸的大量积累使肌肉酸痛，B正确； C、储藏果蔬应零上低温保存，C错误； D、夜晚放水，增加秧田的氧气浓度，防止根细胞无氧呼吸产生酒精毒害细胞，D正确。 故选C。 【例】2．食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（    ） A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 【答案】C 【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。 【详解】A、干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确； B、腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确； C、低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误； D、高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，有利于食品保存，D正确。 故选C。 【例】3．某同学连通橡皮球(或气泵)让少量空气间歇性地依次通过下图装置中的3个锥形瓶，下列相关叙述正确的是（    ） A．若增加橡皮球(或气泵)的通气量，澄清石灰水变浑浊的速率定会加快 B．在A瓶中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后需水浴加热才会产生灰绿色 C．酒精检测前，需延长酵母菌的培养时间以排除葡萄糖对实验结果的影响 D．将A瓶置于微型振荡器上培养可以降低瓶内酵母菌细胞产生酒精的速率 【答案】CD 【分析】探究酵母菌细胞呼吸的方式原理：酵母菌在有氧条件下和无氧条件下都能进行细胞呼吸；在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。 【详解】A、若增加像皮球（或气泵）的通气量，即增大了进入装置中的氧气量，不一定能增大酵母菌有氧呼吸作用强度，一种可能性是酵母菌呼吸强度已达到最大，增大氧气含量对其无影响，另一种可能是在反应的末期，葡萄糖消耗殆尽，二氧化碳产生速率不再变化，A错误； B、在A瓶中的培养液加入酸性重铬酸钾，是为了检测酒精的产生，酒精与酸性重铬酸钾发生化学反应，变成灰绿色，不需要进行水浴加热，B错误； C、由于葡萄糖也可与酸性重铬酸钾发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长，以耗尽溶液中的葡萄糖，C正确； D、将A装置于微型振荡器培养，是为了让瓶中的氧气充分溶解在酵母菌培养液中，好加强酵母菌有氧呼吸作用强度，而且氧气的存在会抑制无氧呼吸，从而降低酵母菌细胞产生酒精的速率，D正确。 故选CD。 ▉命题点7叶绿体与捕获光能的色素 【例】1．采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是（    ） A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C．研磨时添加石英砂有助于色素提取 D．画滤液细线时应尽量多画几次 【答案】B 【分析】叶绿素的提取和分离实验的原理：无水乙醇能溶解绿叶中的各种光合色素；不同色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上随层析液的扩散速度也有差异。 【详解】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确； B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误； C、研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确； D、画滤液细线时应尽量多画几次增加色素的含量，D正确。 故选B。 【例】2．如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述错误的是（    ） A．研磨时加入CaCO3可防止色素被破坏 B．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 C．实验验证了该种蓝藻没有叶黄素和叶绿素b D．色素Ⅲ主要吸收红光和蓝紫光 【答案】B 【分析】色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质，色素的提取常采用菠菜为原料，光合色素是脂溶性的，因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为：研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。 【详解】A、研磨时加入CaCO3可防止叶绿素被破坏，A正确； B、画滤液线时，滤液在点样线上多画几次，增加色素的附着量，B错误； C、与菠菜相比，蓝藻条带上缺少第2条和第4条，证明了该种蓝藻没有叶黄素和叶绿素b，C正确； D、色素Ⅲ为叶绿素a，主要吸收红光和蓝紫光，D正确。 故选B。 【例】3．研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的固定与的还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析错误的是（    ） A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质 B．该反应体系不断消耗的物质仅是 C．类囊体产生的ATP和参与固定与的还原 D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素 【答案】BCD 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的还原氢和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。 【详解】A、题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A正确； B、该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有CO2、H2O等，B错误； C、类囊体产生的ATP参与C3的还原，O2不参与CO2固定与C3的还原，C错误； D、该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。 故选BCD。 【例】4．叶绿素是由谷氨酸分子经过一系列酶的催化作用，在光照条件下合成的。叶绿素a的分子结构如图所示，其头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列分析错误的是（　　） A．尾部对于叶绿素a分子在类囊体膜上的固定起重要作用 B．叶绿素a的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物 C．叶绿素a分子、催化其合成的酶及胆固醇共有的元素有四种 D．叶片变黄可能是光照不足导致叶绿素合成减少造成的 【答案】C 【分析】无机盐的主要存在形式是离子，有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分；许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还对维持渗透压和酸碱平衡具有重要作用。 【详解】A、叶绿素a的尾部具有亲脂性，而生物膜的基本骨架由磷脂双分子层构成，故叶绿素a的尾部有利于固定在类囊体膜上，A正确； B、如图叶绿素a中含有Mg，Mg属于无机盐，叶绿素a的元素组成说明无机盐能构成复杂的化合物，B正确； C、胆固醇属于固醇类，其组成元素是C、H、O，含有3种元素，C错误； D、叶片变黄可能是光照不足导致叶绿素合成减少造成的，也有可能是温度下降叶绿素降解加快导致的，D正确。 故选C。 ▉命题点8光合作用的探究历程 【例】1．下列有关探究光合作用过程的描述，错误的是（    ） A．阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，该过程总与水的光解相伴随 B．希尔反应证明了光合作用过程中，水的光解与糖类的合成是同一个化学反应 C．恩格尔曼用水绵和好氧细菌做实验，观察到好氧细菌集中在叶绿体被光照的部位 D．卡尔文用同位素示踪技术探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 【答案】B 【分析】光合作用的发现历程： （1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气； （2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能； （3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉； （4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体； （5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水； （6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。 【详解】A、阿尔农发现在光照下，叶绿体可以合成ATP，并且叶绿体合成ATP的过程总是与水的光解相伴随，A正确； B、希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可释放氧气，说明离体叶绿体在适当条件下能进行水的光解，产生氧气，但是糖的合成需要原料CO2，希尔的实验利用离体叶绿体在适当条件下，可以发生水的光解并产生氧气，且实验中没要加入CO2，因此该实验证明了光合作用过程中水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，B错误； C、恩格尔曼在无空气的黑暗环境里，用极细的光束照射水绵，发现好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近，C正确； D、美国科学家卡尔文用经过14C 标记的CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C 的去向，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，D正确。 故选B。 【例】2．1937年，植物生理学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1%的DCPIP（DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色的）后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出氧气，以上实验证明了（　　） A．光合作用产生的氧气来自于H2O B．光合作用的过程中能产生还原剂和O2 C．光合作用的CO2参与有机物的合成 D．光合作用的产物有淀粉 【答案】B 【分析】本实验的目的是验证光合作用的产物，据题干DCPIP是一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色的，故可用于检测还原态氢的形成。 【详解】A、判断光合作用产生的氧气的来源需用同位素标记法，本实验无法判断光合作用产生的氧气的来源，A错误； B、溶液由蓝色变成无色，说明产物中有还原态氢，并放出氧气，故说明光合作用的过程中能产生还原剂和O2，B正确； C、本实验不能判断光合作用的CO2参与有机物的合成，C错误； D、本实验没有信息可以得出光合作用的产物有淀粉，D错误。 故选B。 【例】3．植物学家希尔发现离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐等氧化剂，在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能释放出O2，同时使电子受体（后被证实为]NADP+）还原。希尔实验说明（　　） A．光合作用释放的O2中的氧元素全部来自于水 B．NADPH的形成发生在叶绿体的类囊体薄膜上 C．水的光解与糖的合成不是同一个化学反应 D．光反应为暗反应提供了NADPH和ATP 【答案】C 【分析】由题意可知，希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 【详解】A、希尔反应不能证明植物光合作用释放的O2中的氧元素全部来自于水，也可能来自其他有机物，A错误； BD、希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应，该过程并未探明NADPH形成的具体场所，也不能证明光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，BD错误； C、希尔反应的悬浮液中只有水，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，C正确。 故选C。 ▉命题点9光合作用的原理 【例】1．在光合作用的光反应中，叶绿素吸收的光能会被转化成电子进行传递。电子从光系统Ⅱ（PSⅡ）通过细胞色素b6f和质体蓝素（PC）转移到光系统I（PSI），最终生成NADPH。除此之外，PSⅡ还负责光合生物中水的光依赖性氧化，同时释放氧气和质子（（H⁺），质子可以推动ATP合成，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ）    A．叶绿体类囊体薄膜上有参与光能转换为化学能的酶 B．破坏PSⅡ会影响光反应中氧气的释放和ATP的合成 C．若降低B侧的H⁺浓度，则有利于光反应过程中产生ATP D．通过光合电子传递链，光能最终转化到了NADPH和ATP中 【答案】C 【分析】根据题图分析，该生物膜为类囊体薄膜，即PSⅠ和PSⅡ分布在叶绿体的类囊体薄膜上，绿叶中的色素可用于吸收、传递、转化光能，光合作用包括光反应和暗反应，光反应中H2O分解为O2和H+，同时光反应还产生了NADPH和ATP，用于暗反应C3的还原过程。 【详解】A、光合作用的光反应阶段发生在类囊体薄膜上，因此叶绿体类囊体薄膜上有参与光能转换为化学能的酶，A正确； B、由题意得：PSⅡ负责光合生物中水的光依赖性氧化，同时释放氧气和质子（H⁺），质子可以推动ATP合成，因此破坏PSⅡ会影响该过程中氧气的释放和ATP的合成，B正确； C、降低B侧的H⁺浓度会减小类囊体膜两侧H⁺浓度差，不利于H⁺顺浓度运输到膜外，不利于ATP的合成，C错误； D、叶绿素接受光的照射后被激发，在PSⅡ发生H₂O的光解，释放势能高的e⁻，e⁻的最终供体是H₂O，通过光合电子传递链，光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能，D正确。 故选C。 【例】2．我国在国际上首次完成了水稻全生命周期空间培养实验，获得了成熟的太空水稻种子。图1是水稻光合作用过程示意图，其中①②③代表物质，图2是将水稻植株置于浓度适宜、水分充足的环境中，改变温度和光照强度，测定得到的吸收速率坐标曲线图。    据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．图1中若停止①的供应，短时间内的含量会增加 B．图1中③表示和ADP、Pi，其含量受到光照强度的影响 C．图2中当光照强度大于10时，25℃与15℃条件下叶绿体固定速率相同 D．图2中35℃条件下，光照强度为2时，一昼夜光照12小时，植物不能正常生长 【答案】C 【分析】据图分析：图1是水稻植株光合作用示意图，图中①表示二氧化碳，②表示NADPH和ATP，③表示NADP+和ADP和Pi；图2中研究了光照强度和温度对光合速率和呼吸速率的影响。 【详解】A、图1中①是二氧化碳，若停止二氧化碳的供应，则短时间内C5的消耗量减少，但来源暂时不变，故含量增加，A正确； B、图1中③表示碳反应阶段为光反应阶段提供的ADP、Pi和NADP+，光照强度直接影响光反应进而影响整个光合作用，故光照强度可通过直接影响光反应阶段ATP、NADPH的合成量进而影响ADP、Pi和NADP+的含量，B正确； C、叶绿体固定二氧化碳速率表示总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，光照强度大于10时，25℃与15℃条件下，二者净光合速率相同，但15℃下呼吸速率低于25℃下的呼吸速率，故光照强度大于10时，25℃的总光合速率大于15℃下的总光合速率，C错误； D、35°C条件下，如果光照强度为2时，光照12小时光合作用积累有机物约等于1（相对值），少于黑暗12小时呼吸作用消耗的2（相对值），所以该植光照12小时，黑暗12小时，植物不能正常生长，D正确。 故选C。 ▉命题点10光合作用与细胞呼吸的过程关系 【例】1．下图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，字母代表有关物质，数字代表代谢过程。下列叙述正确的是（　　） A．a、e和f中含有相同的物质 B．能合成ATP的过程包括①③④⑤ C．①中的产物只有ATP能为②中反应提供能量 D．①和④过程分别发生在类囊体薄膜和线粒体内膜 【答案】B 【分析】由题图分析可知：①表示光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上；②表示暗反应，发生在叶绿体基质上；③表示有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质上；④表示有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质上；⑤表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上；a表示NADPH和ATP；b表示NADP＋、ADP和Pi；c表示CO2；d表示丙酮酸；e表示[H]（NADH）；f表示[H]（NADH）；g表示O2；h表示H2O。 【详解】A、a表示NADPH和ATP，e表示[H]（NADH），f表示[H]（NADH），其中e和f表示相同的物质，a中没有相同的物质，A错误； B、①表示光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上；②表示暗反应，发生在叶绿体基质上；③表示有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质上；④表示有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质上；⑤表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上；其中可以合成ATP的过程有光反应、有氧呼吸整个过程，即①③④⑤，B正确； C、①表示光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，产生的ATP能为②光合作用暗反应阶段提供能量， 其中①光反应阶段中所产生的NADPH也储存部分能量供暗反应阶段利用，C错误； D、①表示光反应，发生在叶绿体类囊体薄膜上，④表示有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质上，D错误。 故选B。 【例】2．下图是某植物叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸过程中物质变化示意图，其中甲、乙表示气体，①～④表示相关过程。下列说法错误的是（    ） A．甲和乙分别代表CO2和O2 B．①过程发生的场所是细胞质基质 C．③代表光合作用的光反应阶段 D．植物叶片表皮细胞中可以发生过程①② 【答案】B 【分析】分析图：甲为二氧化碳，乙为氧气，①为细胞呼吸第一二阶段，②为有氧呼吸第三阶段，③为光反应，④为暗反应。 【详解】A、因为CO2既是有氧呼吸的产物，又是光合作用暗反应阶段的原料。因此甲和乙分别代表CO2和O2，A正确； B、过程①代表有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，场所是细胞质基质和线粒体基质，B错误； C、③代表光合作用的光反应阶段，C正确； D、O2即是有氧呼吸的原料，又是光合作用的产物。②代表有氧呼吸的第三阶段，植物叶片表皮细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，能进行细胞呼吸，可以发生过程①②，D正确。 故选B。 【例】3．在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链，称为电子传递链或呼吸链，是典型的多酶体系。下图展示的是有氧呼吸部分过程图，下列相关叙述正确的是（    ） A．在电子传递链复合体作用下使线粒体膜间隙呈碱性 B．图中线粒体内膜上ATP合成离不开氢离子的跨膜运输 C．丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质的运输方式是协助扩散 D．有氧呼吸第三阶段利用的NADH也可用于光合作用的暗反应 【答案】B 【分析】据题意可知：电子传递链或呼吸链主要分布于线粒体内膜上，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，参与有氧呼吸的第三阶段，据此分析作答。 【详解】A、据图可知，在电子传递链复合体作用下H＋进入线粒体膜间隙，故可使线粒体膜间隙呈酸性，A错误； B、据图可知，线粒体内膜上ATP经由ADP和Pi合成的过程中需要氢离子的作用，即图中线粒体内膜上ATP合成离不开氢离子的跨膜运输，B正确； C、丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要载体蛋白的协助，也需要能量，故方式为主动运输，C错误； D、光合作用的暗反应中能量来自光反应的NADPH，D错误。 故选B。 【例】4.苹果是重要的经济植物，光抑制现象（光照强度超过植物光合作用所能利用的限度，使光合效率下降的现象）严重影响了其光合作用效率，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题。 (1)光合电子传递链主要由光系统Ⅱ（PSIⅡ）、质体醌（PQ）、细胞色素b₆f和光系统I（PSI）等复合体组成。植物体内存在线性电子传递和环式电子传递，过程如图。环式电子传递是植物田进化出光保护机制之一。 ①线性电子传递链中，PSII和PSI共同受光的激发，PSIⅡ从 中夺取e-，最终将e-传递给 。在e-的传递过程中，通过PQ与PQH2的循环转化，将H+转运至类囊体腔中，H+再顺浓度梯度流经 ，推动ATP的合成。在类囊体薄膜上，光能最终被转化为 。 ②过强的光照导致叶绿体中过剩的e-以O2作为最终受体，产生O2-和H2O2损伤类囊体薄膜。强光会激活由 （填“PSI”或“PSII”）推动的环式电子传递途径，一方面消耗过剩光能，减少O2-和H2O2的产生；另一方面，因 产生H+，H+仍能形成跨膜质子梯度，从而使光反应产生的ATP/NADPH的比值 （选填：上升/下降/不变），最终起到光保护作用。 (2)科研人员推测油菜素内酯（BR）可能通过促进光反应关键蛋白的合成，进而减弱光抑制。已知试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，请完善下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 选择实验材料并分组 将生长状况一致的苹果幼苗栽于多个塑料盆，随机均分成甲、乙、丙三组 设置对照组 对甲组叶片每天定时喷洒适量① ； 设置探究BR功能的实验组 对乙组叶片每天定时喷洒等量BR溶液，对丙组叶片② 测定相关指标，减少叶片差异产生的实验误差 取若干健康成熟叶片置于相应溶液中在自然光下蒸腾过夜，24h后每组随机取6片叶片置于强光下处理3h，期间测定叶绿素荧光参数和气体交换参数。实验组和对照组均要测定③ 处理实验数据，预期实验结果 若科研人员的推测是正确的，请根据如图甲、丙两组曲线，预期乙组结果，并在答题纸相应位置绘制曲线④ 。 【答案】(1) H2O NADP+ ATP合酶 ATP和NADPH中活跃的化学能 PSI PQH2转化成PQ 上升 (2) 蒸馏水（或清水） 每天定时喷洒等量BR+L溶液 随机测定多株苹果植株多片叶片 【分析】光系统涉及两个反应中心：光系统Ⅱ（PSⅡ）和光系统Ⅰ（PSⅠ）。PSⅡ光解水，PSI还原NADP+。光系统Ⅱ的色素吸收光能以后，能产生高能电子，并将高能电子传送到电子传递体PQ，传递到PQ上的高能电子依次传递给细胞色素b6f和PC。光系统I吸收光能后，通过PC传递的电子与H+、NADP+在类囊体薄膜上结合形成NADPH。水光解产生H+，使类囊体腔内H+浓度升高，H+顺浓度梯度运输到类囊体腔外，而H+在类囊体薄膜上与NADP+结合形成NADPH使类囊体腔外中H+浓度降低，同时还可以通过PQ运回到类囊体腔内，这样就保持了类囊体薄膜两侧的H+浓度差。ATP合成酶利用类囊体薄膜两侧的H+浓度差，类囊体膜上的ATP合成酶合成了ATP。 【详解】（1）①在线性电子传递链中，PSII从水（H2O）中获取e-，因为水在光下会发生光解，产生氧气、H+和电子（e-），最终将e-传递给NADP+，e-与H+结合形成NADPH，在e-的传递过程中，H+再顺浓度梯度流经ATP合酶，推动ATP的合成。在类囊体薄膜上，光能最终被转化为ATP和NADPH中活跃的化学能； ②强光会激活由PSI推动的环式电子传递途径。因为PSI在光抑制现象中有重要作用。环式电子传递过程中，因电子传递过程产生H+，由于环式电子传递增加了H+的产生，更多的H+形成跨膜质子梯度，推动ATP合成，而NADPH的合成不变，所以光反应产生的\ATP与\NADPH的比值上升，最终起到光保护作用； （2）因为甲组为对照组，且乙组是喷洒BR溶液探究其功能，丙组是用试剂L抑制光反应关键蛋白合成，所以甲组应该喷洒等量的蒸馏水，这样可以排除其他因素对实验结果的干扰；丙组是用试剂L抑制光反应关键蛋白合成，所以对丙组叶片每天定时喷洒等量试剂BR+L溶液；为了减少实验误差，实验组和对照组均要进行多次测定，这里每组随机取6片叶片进行测定，是为了通过多次测量取平均值的方法来减少误差；若科研人员的推测正确，即油菜素内酯（BR）可能通过促进光反应关键蛋白的合成，进而减弱光抑制。那么乙组喷洒了BR溶液，其叶绿素荧光参数和气体交换参数应该比甲组（喷洒蒸馏水）要好，比丙组（用试剂L抑制光反应关键蛋白合成）也要好。因此绘制的曲线如图所示： 【例】5.图Ⅰ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。请据图回答下列问题： (1)图Ⅰ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 。 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，从而降低了光呼吸，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 光合作用强度等于呼吸作用强度 (4)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NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH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NADPH与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。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，用红光照射参与反应的主要是叶绿素a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）①曲线 a，在t1～t2时段有光照，CO2是由光呼吸和呼吸作用共同产生的，所以CO2的释放速度较之前有所增加。 ②曲线b有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明细胞呼吸和光合作用达到了平衡，此时光合作用强度等于呼吸作用强度。 （4）图Ⅲ代谢途径降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值的体现。 【例】6.玉米、高粱等是一类具有高光合作用效率的C4植物，它们的叶片中存在着结构和功能都不同的叶肉细胞和维管束鞘细胞，如下图1所示。进行光合作用时，叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物（C4途径），然后运输到维管束鞘细胞中再分解，释放出CO2用于卡尔文循环。这一“CO2泵”可在维管束鞘细胞中产生CO2浓缩效应，大大提高了光合作用效率，如下图2所示。请回答下列问题： （1）C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞结构和功能不同的根本原因是 。C4植物光反应发生在叶肉细胞的 上，而CO2固定发生在 细胞中。 （2）C4植物光反应阶段产生的[H]与ATP共有的元素有 。暗反应阶段中C3的还原在 细胞中完成，为该过程提供能量的物质是 。 （3）与水稻、小麦等C3植物相比，C4植物的CO2的补偿点较 。高温、干旱时C4植物还能保持高效光合作用的原因是 。 【答案】 基因的选择性表达 叶绿体类囊体薄膜 叶肉细胞和维管束鞘 C、H、O、N、P 维管束鞘 [H]（NADPH）和ATP 低 PEP羧化酶对CO2具有高亲和力，C4植物可利用低浓度的CO2进行光合作用 【分析】C4植物，叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEPC酶催化CO2固定产生四碳化合物，然后运输到维管束鞘细胞中分解，释放出CO2用于卡尔文循环，这使得C4植物能利用环境中较低CO2进行光合作用，大大提高了光合作用效率。 【详解】（1）C4植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞都是由受精卵分裂和分化而来，其遗传物质相同，两者细胞结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达。由图可知，C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，而CO2在维管束鞘细胞中能固定形成C4，CO2在叶肉细胞中能固定形成C3，因此CO2固定发生在叶肉细胞和维管束鞘。 （2）C4植物光反应阶段产生的[H]为NADPH，与ATP含有的化学元素都是C、H、O、N、P。由图可知，卡尔文循环发生在维管束鞘细胞中，卡尔文循环包括二氧化碳的固定和C3的还原，因此暗反应阶段中C3的还原在维管束鞘细胞中完成，C3的还原需要消耗能量，提供能量的物质是[H]（NADPH）和ATP。 （3）C4植物的CO2先被PEP羧化酶催化固定成四碳化合物，四碳化合物释放出CO2用于卡尔文循环，因此C4植物较低浓度的CO2植物也可以吸收并利用进行光合作用，而C3植物低浓度的CO2不能生长，因此C4植物的CO2的补偿点较低。高温、干旱时，C3植物的部分气孔关闭，导致吸收CO2减少，光合作用降低，而C4植物还能保持高效光合作用，其原因是C4植物中的PEP羧化酶对CO2具有高亲和力，C4植物可利用低浓度的CO2进行光合作用。 【点睛】本题考查光合作用过程，要求考生识记C4植物光合作用的特点，能正确分析图形获取有效信息，再结合所学知识正确判断。 ▉命题点11影响光合作用的环境因素及其应用 【例】1．研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到下图曲线，下列有关叙述错误的是（    ） A．a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动 C．在25℃条件下研究时，cd段位置会下移，a点会上移 D．c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的浓度有关 【答案】C 【分析】分析题图：图中a点光照强度为0，只进行呼吸作用；b点时，二氧化碳吸收量为0，表示光合作用强度等于呼吸作用强度，表示光合作用的光补偿点；c点以后光照强度增加，二氧化碳的吸收量不增加，表示光合作用的光饱和点。 【详解】A、a点时，光照强度为零，故小麦只通过呼吸作用产生ATP，进行的场所是细胞质基质和线粒体，其中线粒体是细胞器，故a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体，A正确; B、Mg是植物合成叶绿素的必须元素，叶绿素在光合作用时可以吸收和传递光能，在其他条件适宜的情况下，当缺少Mg元素时，叶绿素的合成就会受阻，从而使光合作用的强度降低，因为呼吸作用的强度不受影响，所以要让光合作用和呼吸作用相等，就必须要增加光照强度以提高光合作用强度，因此b点右移，B正确; C、图示二氧化碳吸收量代表光合作用强度，二氧化碳释放量代表呼吸作用强度，当温度升高为25℃时，因为在适宜温度范围内，所以呼吸作用和光合作用强度都会增大，两者的差值变化情况不知，cd段变化情况不知，但a点表示呼吸作用强度，a点会下移，C错误; D、据图可以知道，c点是光饱和点，c点之后光合作用强度不再随光照强度增大而增大，此时影响的因素可能是色素含量、原料、酶的浓度等，D正确。 故选C。 【例】2．农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线（见下图）。下列说法正确的是（    ） A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度 B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度 C．CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降 D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动 【答案】B 【分析】据图分析：该实验的目的是探究光照强度和CO2浓度对甘蔗光合作用强度的影响，自变量是光照强度和二氧化碳浓度，因变量是光合作用强度。影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。 【详解】A、曲线代表总光合强度，呼吸强度未知，A错； B、d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度，B正确； C、CO2浓度由b点调至c点瞬间，C3的合成增加，消耗暂时不变，所以 C3含量上升，C错； D、突然降低温度，光合速率降低，d点会向左下方移动，D错。 故选B。 【例】3．某小组同学在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，通过移动小烧杯与光源的距离来调节光照强度，观察并记录10分钟内圆形小叶片浮起的数量（每组烧杯中有10个小叶片），实验结果如表所示。下列有关叙述错误的是（    ） 距离/cm 100 90 80 70 60 50 40 浮起数量/个 0 0 2 5 8 10 10 A．距离90cm和距离100cm相比，光照强度不变 B．距离大于90cm时，植物叶片不进行光合作用 C．距离小于80cm时，部分植物叶片的产氧量多于耗氧量 D．距离为50cm和40cm时，光照强度限制植物叶片的光合速率 【答案】ABD 【分析】实验目的是探究光照强度对光合作用强度的影响，自变量光照强度（光源与烧杯的距离），因变量是光合作用速率（圆形小叶的上浮数量）。 【详解】AB、距离90cm和距离100cm相比，光照强度增大，但是植物叶片的光合速率小于呼吸速率，氧气没有净增加，叶片不能上浮，A、B错误； C、距离小于80cm时，部分植物叶片上浮，说明部分植物叶片的产氧量多于耗氧量，氧气净增加，C正确； D、距离为50cm和40cm时，光照强度增大，但是叶片上浮数量不变，说明限制光合速率的因素可能是其他因素，如CO2浓度等，D错误。 故选ABD。 ▉命题点12光合速率与呼吸速率综合分析 【例】1．将某绿色植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体含量相对值为1），在6h时移至阳光下，日落后移到暗室中，持续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示（两条曲线在20h前沿水平虚线上下对称）。下列有关叙述中，不正确的是（　　） A．只有在8h时光合作用速率=细胞呼吸速率 B．在9～16h，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升 C．该植物体内17h有机物积累量＜19h有机物积累量 D．该植物从20h开始进行乳酸发酵 【答案】ACD 【分析】分析题图：光照条件下，在密闭容器中的植物同时进行光合作用和细胞呼吸，容器中氧气浓度增加（或二氧化碳浓度降低），表示植物的光合速率大于呼吸速率。6～8时，光合速率＜呼吸速率，容器中氧气浓度下降，二氧化碳浓度上升；8时和17时，曲线出现拐点，此时光合速率=呼吸速率；8时以后～17时以前，氧气浓度上升，二氧化碳浓度下降，植物的光合速率＞呼吸速率，积累有机物；17时以后，氧气浓度下降，二氧化碳浓度上升，植物体内的有机物减少。20时以后二氧化碳增加的相对值大于氧气减少的相对值，说明植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 【详解】A、光合作用与呼吸作用相等的点是氧气增加为0（或二氧化碳减少为0）点，即8时、17时光合作用速率=呼吸作用速率，A错误； B、在9～16时之间，氧气浓度不断上升，二氧化碳浓度不断下降，光合速率大于呼吸速率，B正确； C、8时以后～17时以前，光合作用速率大于呼吸作用速率，到17时植物体内有机物积累量最大，17时以后，光合作用小于呼吸作用，植物体内的有机物减少，即该植物体内17h有机物积累量＞19h有机物积累量，C错误； D、20时以后二氧化碳增加的相对值大于氧气减少的相对值，说明植物呼吸作用吸收的氧气小于产生的二氧化碳，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但乳酸发酵不产生二氧化碳，D错误。 故选ACD。 【例】2．夏季晴朗的一天，甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．对甲植物来说，a点所表示的含义是此时光合作用强度等于细胞呼吸强度 B．曲线b~c段下降意味着植物的光合速率在下降，但光合速率仍大于呼吸速率 C．乙植物积累的有机物在18时达到最大 D．乙植物在bc段和de段下降的原因相同 【答案】D 【分析】据题可知，图中是甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化，甲植株的光合速率大于乙植株，且甲植株未出现午休现象，而乙植株出现午休现象。 【详解】A、a点的CO2吸收速率为0，此时光合速率=呼吸速率，对甲植物来说，a点所表示的含义是此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，A正确； B 、曲线b~c段下降意味着植物的光合速率在下降，但是CO2吸收速率大于0，因此光合速率仍大于呼吸速率，B正确； C、在18时光合速率=呼吸速率，在此之后，光合速率<呼吸速率，消耗有机物的量大于合成有机物的量，故乙植物积累的有机物在18时达到最大，C正确； D、乙植物在bc段光合速率下降是因为中午气孔关闭，CO2吸收下降导致的，而de段下降的原因是因为光照强度下降导致的，D错误。 故选D。 【例】3．将置于透明且密闭容器内的某品系水稻在适宜条件下培养一段时间，测得其吸收和产生CO2的速率如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．测定CO2产生速率，需要在黑暗条件下进行 B．A时刻，该植物的光合速率为10mg·h-1 C．B时刻，该植物叶肉细胞的光合速率是呼吸速率的2倍 D．AC段，该植物的总光合速率保持不变 【答案】A 【分析】题图中的CO2吸收速率表示净光合速率，CO2产生速率表示呼吸速率。总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 【详解】A、由于光合作用会吸收二氧化碳，因此测定CO2产生速率，需要在黑暗条件下进行，以排除光合作用的干扰，A正确； B、A时刻，该植物的净光合速率为l0mg·h·-1，呼吸速率为2mg·h-1，因此A时刻的光合速率为10＋2＝12mg·h-1，B错误； C、B时刻，该植物的净光合速率等于呼吸速率，而总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此B时刻该植物的光合速率是呼吸速率的2倍，但该植物中还存在不能进行光合作用的细胞，因此B时刻该植物叶肉细胞的光合速率大于2倍的呼吸速率，C错误； D、A时刻，该植物的总光合速率为10＋2＝12mg·h-1，B时刻，该植物的总光合速率为4＋4＝8mg·h-1。可见，AC段该植物的总光合速率在不断改变，D错误。 故选A。 【例】4.利用气压瓶法研究光合作用和呼吸作用速率以及有氧呼吸和无氧呼吸方式判定，下列有关实验的过程与方法不正确的是（　　） A．利用甲装置测绿色植物的呼吸速率，应将装置黑暗处理，红色液滴左移代表耗氧量 B．要进行绿色植物细胞呼吸方式的判定，除黑暗处理的甲装置外，另设一组NaOH换为等量的清水的对照装置，其余条件同甲装置相同 C．将乙装置照光后红色液滴右移代表氧气释放量，测出的是植物的总光合作用速率 D．测定呼吸速率和净光合速率时，如需消除物理误差可通过设置放入死亡的植物的对照组来实现 【答案】C 【分析】题图分析：装置甲中由于放置了NaOH溶液，因此图中液滴的移动监测的是密闭容器中氧气的变化，在黑暗条件下，能测定有氧呼吸速率，即装置甲中液滴左移的距离代表了有氧呼吸的速率，装置乙中碳酸氢钠溶液是二氧化碳的缓冲液，该装置中植物能进行光合作用，液滴移动的距离可表示光合作用释放氧气的量，即可以检测净光合速率的大小。 【详解】A、利用甲装置测绿色植物的呼吸速率，应将装置黑暗处理，可以避免光合作用产生的氧气对呼吸速率的干扰，因此若利用甲装置测绿色植物的呼吸速率，需要将装置黑暗处理，红色液滴左移代表耗氧量，A正确； B、要进行绿色植物细胞呼吸方式的判定，除黑暗处理的甲装置外，另设一组NaOH换为等量的清水的对照装置，其余条件同甲装置相同，这样可以一组测有氧呼吸，另一种测无氧呼吸，B正确； C、将乙装置照光后红色液滴右移代表氧气释放量，测出的是植物释放的氧气，因此，测出的是植物的净光合作用速率，C错误； D、测定呼吸速率和净光合速率时，如需消除物理误差可通过设置放入死亡的植物的对照组来实现，从而对实验的数据进行校正，减小误差，D正确。 故选C。 【例】5．“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列说法错误的是（    ） A．若要测定叶片的呼吸速率，需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重 B．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 C．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率的数值为：（b-a）/4 D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做饥饿处理 【答案】C 【分析】在遮光环境中叶片只进行呼吸作用，会不断消耗细胞内有机物，使叶片重量减小；而光照条件下，叶片进行光合作用合成有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物。 【详解】A、黑暗条件下植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，因此对称叶的遮光部分在单位时间内干重的减少量为细胞呼吸速率，因此若要测定叶片的呼吸速率，需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重，作为起始干重，A正确； B、本实验的自变量为是否光照，叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等属于无关变量，各组应保证其他条件相同且适宜，否则会导致实验结果不准确，B正确； C、该叶片的净光合作用速率=（b－初始干重）÷4，初始干重=a+呼吸速率×4，因此净光合作用速率=（b－a－呼吸速率×4）÷4，由于初始干重和呼吸速率都是未知的，因此不能确定该叶片的净光合作用速率，C错误； D、若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做饥饿处理，以排除自身储存的淀粉对实验结果的影响，D正确。 故选C。 【例】6.某研究小组为测定不同光照条件下黑藻的光合速率，将等量且生理状态相同的黑藻植株，分装于6对黑白瓶（白瓶透光，黑瓶不透光）中，并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干净湖水，分别置干六种不同的光照条件下，24h 后6对黑白瓶中溶氧量变化情况（不考虑其它生物）如下表，以下说法错误的是（    ） 光照强度（klx） 0（黑暗） a b c d e 白瓶溶氧量（mg/L） -7 +0 +6 +8 +10 +10 黑瓶溶氧量（mg/L） -7 -7 - 7 -7 -7 A．可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率 B．该实验条件下光照强度为a时白瓶中的黑藻能生长 C．白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，短时间内叶肉细胞中C5化合物含量减少 D．可以根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光强下黑藻的净光合速率 【答案】BC 【分析】题意分析，黑瓶为不透光，不能进行光合作用，因此黑瓶中氧气的减少是由于呼吸作用消耗，单位时间氧气变化代表呼吸作用强度；白瓶透光，能进行光合作用，溶液中氧气的变化是光合作用和呼吸作用的综合结果，单位时间氧气的变化可以代表净光合作用强度；实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度。 【详解】A、由分析可知，黑瓶中不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，其中溶解氧的减少代表水体中生物的呼吸速率，而干净的湖水意味着其中没有其他生物，只有黑藻，故可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率，A正确； B、表中光照强度为a时，白瓶中溶解氧变化量为0，说明此时黑藻的净光合速率为0，因此，该光照条件下的黑藻不能生长，B错误； C、白瓶中，当光照强度为d时，若其他条件不变，显著降低CO2浓度，则会导致C5的消耗减少，而C3的还原过程基本不变，因此，短时间内叶肉细胞中C5化合物含量增加，C错误； D、结合分析可知，白瓶中溶氧量的变化代表黑藻的净光合速率，因此可根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光强下黑藻的净光合速率，D正确。故选BC。 限时：75分钟 一、单选题 1．固氮酶是由钼—铁蛋白和铁蛋白结合而成的一种蛋白复合体，能够催化氮分子还原成氨。这两种蛋白单独存在时，都无固氮酶活性，只有二者结合成复合体后，才具有固氮酶活性。下列相关叙述正确的是（　　） A．钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所都是高尔基体 B．钼和铁都参与了固氮酶基本组成单位的构成 C．固氮酶特定空间结构的形成与钼和铁都有关联 D．固氮酶为氮分子还原成氨的化学反应提供了活化能 【答案】C 【分析】蛋白质的合成场所为核糖体，蛋白质的基本单位是氨基酸，酶的作用机理为降低化学反应的活化能。 【详解】A、钼—铁蛋白和铁蛋白的合成场所是核糖体，A错误； B、固氮酶的基本组成单位是氨基酸，构成蛋白质的氨基酸中不含钼和铁，B错误； C、蛋白质发挥作用依赖于其复杂的空间结构，固氮酶空间结构的形成与钼和铁都有关联，C正确； D、酶能降低化学反应的活化能，但不能提供活化能，D错误。故选C。 2．用涂有胆碱酯酶的“农药残留速测卡”检测菠菜表面是否残留有机磷农药，其原理为：白色药片中的胆碱酯酶催化红色药片中的物质水解为蓝色物质，有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用，操作过程如图1所示。图2曲线b表示在胆碱酯酶的最适温度和最适pH条件下，反应物浓度与反应速率的关系。下列叙述错误的是（    ） A．蓝色越深，胆碱酯酶的活性就越高，有机磷农药残留就越多 B．为使实验结果更具说服力，可以设置滴加蒸馏水组为对照组 C．反应物浓度是限制曲线AB段和A'B'段反应速率的主要因素 D．B点后，出现曲线c所示变化的原因不包括改变温度或pH 【答案】A 【分析】酶：（1）定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。（2）本质：大多数是蛋白质，少数是RNA。（3）特性：高效性、专一性、作用条件较温和。 【详解】A、蓝色越深，白色药片中的胆碱酯酶活性越高，说明酶被农药有机磷影响的程度就越低，则有机磷农药残留就越少，A错误； B、为排除无关变量对实验结果造成干扰，使实验结果更具说服力，可以设置滴加蒸馏水组为对照组，B正确； C、分析题图2可知，曲线AB段和A'B'段，随反应物浓度增加，反应速率逐渐提高，说明限制曲线AB段和A'B'段反应速率的主要因素是反应物浓度，C正确； D、图2曲线b表示在胆碱酯酶的最适温度和最适pH条件下测定的，B点后，若改变温度或pH，反应速率均会降低，不会出现曲线c所示变化，D正确。 故选A。 3．某同学为研究酶的特性，进行了一系列相关实验，结果如表所示，下列叙述正确的是（　　） 试剂名称 试管A 试管B 试管C 试管D 试管E 质量分数为1%的淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 新鲜唾液 1 mL － － 1 mL 1 mL 蔗糖酶 － 1 mL － － － 恒温水浴 37℃ 37℃ 37℃ 0℃ 80℃ A．本实验的自变量是温度、酶的有无 B．试管A、B对照可证明酶的专一性，检测试剂不能用碘液 C．试管A、C对照可证明酶具有高效性，检测试剂可用斐林试剂 D．试管A、D、E对照可证明酶活性受温度的影响，检测试剂可用碘液 【答案】D 【分析】设计探究酶的专一性及影响酶活性因素的实验中，应遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则。本题的设计自变量有三个，即酶的有无、酶的种类和温度；探究酶具有专一性时，可以选取组合试管A、B做对照，探究影响酶活性因素时可选A、D、E作对照。 【详解】A、根据表格可知，本实验的自变量是酶的有无、酶的种类、温度，A错误； B、试管A、B中自变量为酶的种类不同，底物相同，二者比较可证明酶的专一性，检测试剂可用碘液，以检测反应底物淀粉溶液是否被催化分解，未被分解的呈蓝色，B错误； C、若要探究酶的高效性，应再添加一组无机催化剂的作对照，A和C对照，不能证明酶的催化作用具有高效性，C错误； D、A、D、E三支试管只有反应温度不同，其他无关变量一致，故可证明酶活性受温度影响，可通过碘液检测淀粉被分解的量，D正确。 故选D。 4．ATP的合成是细胞内重要的反应之一，而ATP的合成需要ATP合成酶的参与。ATP合成酶主要由伸在膜外的亲水性头部和嵌入膜内的疏水性尾部组成，在跨膜质子（H+）动力势能下推动合成ATP，其工作原理如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．ATP合成酶具有运输和催化的作用 B．如图所示结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜 C．ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，利于与膜结合部位的稳定 D．若ATP中特殊的化学键全部断裂后，产物有腺嘌呤脱氧核苷酸和磷酸 【答案】D 【分析】ATP是各种活细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，ATP合成酶广泛分布于细胞质基质、线粒体基质和内膜、叶绿体类囊体膜上，该酶能催化ADP与Pi形成ATP。 【详解】A、ATP合成酶既可协助H+运输，也能催化ATP形成，故ATP合成酶具有运输和催化的作用，A正确； B、如图所示为膜结构上 ATP 的合成，所以该结构为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜，B正确； C、ATP合成酶跨膜部位是磷脂的尾部，呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定，C正确； D、ATP中全部特殊的化学键断裂后，形成一个腺嘌呤核糖核苷酸和两个磷酸，D错误。 故选D。 5．图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图，图乙表示某些环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。下列相关叙述正确的是（　　）    A．若只检测是否生成酒精，则无法判断细胞呼吸方式 B．图甲中条件Y下产生物质a的场所是线粒体基质 C．由图乙可知，30℃是酵母菌有氧呼吸的最适温度 D．由图乙可知，当O2浓度为40%时是各温度下的最适氧浓度 【答案】B 【分析】分析图1，条件X为无氧条件，物质a为二氧化碳，条件Y为有氧条件，物质b为水。 分析图2，图为氧气浓度和温度对有氧呼吸速率的影响 。 【详解】A、酵母菌无氧呼吸能产生酒精，有氧呼吸不会产生酒精，因此若只检测是否生成酒精，可以判断细胞呼吸方式，A错误； B、物质a是二氧化碳，在图甲中条件Y表示有氧条件，有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，B正确； C、根据图乙只能判断酵母菌有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右，不能说就是30 ℃，C错误； D、据图乙可知，在不同温度条件下，O2浓度饱和点不同，比如温度为30 ℃和35℃下，O2浓度为40%是最适氧浓度，但温度为15 ℃和20℃下，O2浓度为30%是最适氧浓度，D错误。 故选B。 6．细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛，以下分析错误的是（　　） A．无氧和零下低温环境不利于水果的保鲜 B．铁钉扎脚形成较深的伤口，应保持通气，以满足伤口处细胞的有氧呼吸 C．稻田定期排水可以促进根的有氧呼吸，避免长时间的无氧呼吸产生酒精导致烂根 D．慢跑等有氧运动有利于人体细胞的有氧呼吸，避免肌细胞积累过多的乳酸 【答案】B 【分析】较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。保持透气的环境、避免厌氧菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。植物根部细胞无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。 【详解】A、低氧和零上低温环境有利于水果的保鲜，A正确； B、铁钉扎脚形成较深的伤口，应保持通气，避免厌氧菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，B错误； C、稻田定期排水可以促进根的有氧呼吸，避免长时间的浸泡导致根部无氧呼吸产生酒精进而导致烂根现象，C正确； D、慢跑时，氧气供应充足，有利于人体细胞有氧呼吸，避免肌细胞进行无氧呼吸积累过多的乳酸，D正确。 故选B。 7．酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。如图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列叙述正确的是（    ） A．该实验为对比实验，甲乙装置中的葡萄糖液A、B的量不同 B．可通过检测澄清石灰水是否变浑浊，来判断细胞的呼吸方式 C．可利用酸性重铬酸钾溶液检验酒精的生成，现象为由蓝变绿再变黄 D．在溶液A和B所在的试管中插入温度计，温度都会有所升高 【答案】D 【分析】1、呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。 2、CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 3、检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。 【详解】A、在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，需要设置有氧和无氧两种条件，为自变量，葡萄糖液A、B的量为无关变量，应保持相同，A错误； B、酵母菌在有氧条件下产生CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2，有氧无氧条件都能产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，B错误； C、可利用酸性重铬酸钾溶液检验酒精的生成，现象为由橙色变成灰绿色，C错误； D、无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，都会产生能量，且释放出的能量中大部分均以热能形式散失，所以在溶液A和B所在的试管中插入温度计，温度都会有所升高，D正确。 故选D。 8．如图表示某植物的非绿色器官在不同O2浓度下CO2的生成量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是（    ） A．R点时该植物器官的无氧呼吸最弱，P点时只进行有氧呼吸 B．图中曲线QR段CO2生成量急剧减少的主要原因是O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制 C．若AB=BR，则m浓度下有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等 D．储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度越低越好 【答案】B 【分析】分析曲线图可知，在0＜O2浓度＜10％时，细胞的有氧呼吸和无氧呼吸都能进行。在O2浓度为A时，CO2生成量最小，细胞的呼吸作用最弱。在O2浓度≥10％时，细胞仅进行有氧呼吸。当O2浓度达到20％以后，CO2释放总量不再继续随O2浓度的增加而增加，即有氧呼吸强度不再增强。 【详解】A、R点时该植物器官的CO2生成量最少，说明呼吸作用最弱，无氧呼吸不一定最弱，P点时CO2的生成量等于O2吸收量，说明只进行有氧呼吸，A错误； B、QR段，随氧气浓度增加，无氧呼吸过程受抑制，此阶段有氧呼吸由于氧气浓度低而非常微弱，因此细胞呼吸产生的二氧化碳总量降低，B正确； C、若AB=BR，则m浓度下有氧呼吸的CO2产生量和无氧呼吸的CO2产生量相等，结合有氧呼吸和无氧呼吸的反应式（有氧呼吸1摩尔葡萄糖生成6摩尔二氧化碳，无氧呼吸1摩尔葡萄糖生成2摩尔二氧化碳）可推知：有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值之比1∶3，C错误； D、储藏该植物器官，应控制空气流通，使氧浓度保持在m，此时呼吸作用最弱，有机物消耗最少，D错误。 故选B。 9．下图表示酵母菌线粒体内外膜上部分物质运输的结构示意图。下列叙述正确的是（　　） A．丙酮酸通过线粒体外膜的方式为自由扩散 B．丙酮酸通过线粒体内膜时由ATP直接供能 C．H+进出线粒体内膜的方式为协助扩散 D．酵母菌有氧和无氧条件下丙酮酸分解的场所不同 【答案】D 【分析】1、物质通过简单的扩散作用顺浓度梯度进出细胞的方式，叫作自由扩散。借助膜上的转运蛋白，物质顺浓度梯度进行跨膜运输，不消耗能量，这种进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散。自由扩散和协助扩散都属于被动运输。 2、物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。细胞内化学反应所释放的能量主要来自细胞呼吸。 【详解】A、据图可知，线粒体外膜分布着由孔蛋白构成的通道蛋白，丙酮酸穿过线粒体外膜借助通道蛋白协助，属于协助扩散，A错误； B、丙酮酸通过内膜时，丙酮酸要借助特异性转运蛋白，利用H+（质子）协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，因此消耗氢离子的梯度势能，不消耗ATP，B错误； C、H+进入线粒体内膜是顺浓度梯度运输，是协助扩散；出线粒体内膜是逆浓度运输，是主动运输，C错误； D、酵母菌在有氧条件下，丙酮酸在线粒体基质中被分解；在无氧条件下，丙酮酸在细胞质基质中被分解，丙酮酸分解的场所不同，D正确。 故选D。 10．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（    ） A．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 B．色素5最可能为花青素，叶绿体中类囊体堆叠成基粒增大了其附着面积 C．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 【答案】B 【分析】纸层析法分离色素的原理是不同的色素分子在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上的扩散速率快，反之则慢。 【详解】A、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A正确； B、色素5最可能为花青素，在于植物液泡中，不在类囊体膜上，B错误； C、色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素1和2即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光，C正确； D、根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，色素1是胡萝卜素，其颜色最可能为橙黄色，D正确。 故选B。 11．许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是（　　） A．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水 B．希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2，探明光合作用中氧气的来源 C．恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2 D．卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5 【答案】D 【分析】光合作用发现历程：（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能；（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；（4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体；（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2来自水；（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。 【详解】A、鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的O2全部都来自水，但18O不是放射性同位素，A错误； B、希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2，只能说明水的光解会产生O2，并没有探明光合作用中氧气的来源，B错误； C、恩格尔曼利用水绵和需氧细菌，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2，即叶绿体是光合作用的场所，C错误； D、卡尔文用放射性同位素（14C）示踪法，探明了CO2中碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5，D正确。 故选D。 12．下图为蓝细菌的结构模式图及部分代谢过程示意图(光合片层是同心环样的膜片层结构，羧酶体是具外壳蛋白的多角形内含体)，下列叙述错误的是（    ） A．蓝细菌光合片层上产生的物质C、F分别为NADPH、ATP B．蓝细菌捕获光能的色素是叶绿素和藻蓝素，暗反应都在羧酶体内进行 C．羧酶体的外壳会阻止O2进入和CO2逃逸，保持羧酶体内高 CO2浓度环境 D．蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，使细胞中的CO2浓度保持在较高水平 【答案】B 【分析】根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类，原核细胞是组成原核生物的细胞这类细胞主要特征是没有以核膜为界限的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核。根据外表特征，可把原核生物分为放线菌、细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等。 【详解】A、G被光解形成A和O2，则A是H+，H++B+e-=C，则C是NADPH，F和C用于还原C3，则F是ATP，A正确； B、据图可知C3的还原在羧酶体外，所以并不是所有的暗反应过程都在羧酶体内进行，B错误； C、据图可知，羧酶体的外壳会阻止O2进入，同时有多个途径运输碳酸氢根，防止CO2逃逸，保持羧酶体内高 CO2浓度环境，C正确； D、蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，能使细胞中的CO2浓度保持在较高水平，有利于光合作用的进行，D正确。 故选B。 13．模型构建法是生物学上常用的研究方法，图示为某种生物细胞内部分代谢活动的概念模型图，其中①～⑤表示代谢过程，a～f表示代谢过程中产生的物质。据图分析，下列结论不能得出的是（　　） A．该生物是真核生物 B．温度的变化可能会影响②过程 C．图示中e代表[H]，①代表光反应 D．④过程产生了d，d应为CO2 【答案】A 【分析】根据题意和图示分析可知：图中，①表示光反应，②表示暗反应，⑤表示细胞呼吸的第一阶段，④表示有氧呼吸的第二阶段，③表示有氧呼吸的第三阶段。a表示[H]和ATP，b表示ADP和Pi,c表示氧气，d表示二氧化碳，e表示[H]，f表示丙酮酸。 【详解】A、该生物既能进行光合作用，又能进行有氧呼吸，可能是真核生物，也可能是蓝细菌，A错误； B、温度的变化可能会影响酶的活性，进而影响②过程，B正确； C、图示中e代表[H]，参与有氧呼吸第三阶段，①代表光反应，C正确； D、④过程表示有氧呼吸的第二阶段，产生的d是CO2，D正确。 故选A。 14．将小球藻培养在密封玻璃瓶内，实验在保持适宜温度的暗室中进行，5min后开始持续给予充足恒定光照，20min时补充一次NaHCO3（维持瓶内CO2含量的稳定），实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．0~5min时，小球藻仅进行呼吸作用不进行光合作用，其呼吸速率基本不变 B．15~20min，限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度 C．20min后，小球藻光合速率提高是因为光反应速率不变、暗反应速率增强 D．20min时加入NaHCO3，短时间内小球藻叶绿体中ATP、NADPH的含量会下降 【答案】C 【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】A、0~5min时，小球藻处于黑暗条件下，仅进行呼吸作用不进行光合作用，氧气含量下降速率不变，说明其呼吸速率基本不变，A正确； B、15~20min氧气含量基本不增加，说明达到饱和点，20min时加入NaHCO3，CO2浓度增加，氧气含量增加，说明加入的CO2能促进光合作用进行，则15~20min，限制小球藻光合作用的主要因素不是光照强度而是CO2浓度，B正确； C、暗反应速率加快也能促进光反应速率加快，C错误； D、20min时加入NaHCO3，CO2浓度增加，短时间内生成的C3增多，促进C3还原的进行，则对ATP、NADPH的消耗增多，ATP、NADPH的含量会下降，D正确。 故选C。 15．劳动人民口口相传的农业谚语中蕴藏着丰富的生物学知识，下列分析错误的是（    ） 选项 谚语 生物学知识 A 玉米带大豆，十年九不漏 玉米和大豆的间作套种，充分利用光能促进增产 B 寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水 作物不同时期需水量不同，应合理灌溉 C 深耕一寸顶车粪 深耕松土促进有氧呼吸，利于根部吸收无机盐 D 萝卜过长冬，只要不漏风 降低CO2含量，可以抑制细胞呼吸作用 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】1、植物光合作用受诸多因素的影响，最大限度地满足农作物光合作用对水、无机盐、温度、光照等方面的要求，农业生产就能获得丰收。 2、种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。 【详解】A、“玉米带大豆，十年九不漏”描述的是玉米和大豆间作，不仅充分利用了群落的空间，还因为豆科植物常有根瘤菌与其共生而增加了土壤中的含氮量，促进玉米增产，A正确； B、“寸麦不怕尺水，尺麦但怕寸水”，寸麦指的是小麦苗期，而尺麦指的是小麦已经拔节了。小麦返青拔节是需要水，缺水不行，说明作物不同时期需水量不同，应合理灌溉，B正确； C、“深耕一寸顶车粪”，是因为勤耕深耕可以松土，有利于根细胞呼吸，有利于植物根细胞吸收无机盐，C正确； D、萝卜过长冬，只要不漏风，是指相对密闭、空气不流通的环境下，萝卜可以保存一冬天，这主要是因为细胞呼吸产生的CO2释放到环境中，高浓度的CO2可抑制细胞呼吸对有机物的消耗，进而延长萝卜的储存，D错误。 故选D。 二、多选题 16．下图1为酶的作用机理及两种抑制剂影响酶活性的示意图，多酚氧化酶（PPO）催化酚形成黑色素是储存和运输过程中引起果蔬褐变的主要原因。为探究不同温度条件下两种PPO活性的大小，某同学设计了实验并对各组酚的剩余量进行检测，结果如图2所示。下列说法正确的是（    ） A．由图1模型推测，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制 B．图2实验的自变量是温度和酶的种类，而PPO的初始量、pH等属于无关变量 C．探究酶B的最适温度时，应在40~50℃间设置多个温度梯度进行实验 D．非竞争性抑制剂降低酶活性与高温抑制酶活性的机理相同，都与酶的空间结构改变有关 【答案】ABD 【分析】题图分析：竞争性抑制剂与底物结构相似，可与底物竞争性结合酶的活性部位，随着底物浓度的增加底物的竞争力增强，酶促反应速率加快，即底物浓度的增加能缓解竞争性抑制剂对酶的抑制作用。非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位功能丧失，即使增加底物浓度也不会改变酶促反应速率。 【详解】A、图1所示，酶的活性中心有限，竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性中心，从而影响酶促反应速率，可通过增加底物浓度来降低竞争性抑制剂对酶活性的抑制，A正确； B、由图2可知，该实验的自变量是温度、酶的种类，而 PPO 的初始量、 pH 等属于无关变量，应保持相同且适宜，B正确； C、根据图2可知，在几个试验温度当中，40℃时酚剩余量最低，在最适温度两侧总有两个不同温度对应的酶活性相同，因此要探究酶B的最适温度，应在30—50℃间设置多个温度梯度进行实验，C错误； D、非竞争性抑制剂可与酶的非活性部位不可逆性结合，从而使酶的活性部位空间结构改变而功能丧失，其机理与高温对酶活性抑制的机理相似，D正确。 故选ABD。 17．为研究植物突变和作物产量的关系，研究人员测定了两种突变体植株（Q1、Q2）和正常植株（Q3）的净光合速率和叶绿素的含量，结果如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．可以将叶片放在密闭容器内测定净光合作用速率 B．Q1的净光合速率低于Q3的原因是Q1对O2的固定效率低 C．Q2植株净光合速率较低的主要原因可能是叶绿素含量不足 D．本实验中植株呼吸作用速率是无关变量，不会影响实验结果分析 【答案】AC 【分析】分析题文和题图：该实验的目的是研究水稻突变对光合作用的影响，实验的自变量是突变体的种类，因变量是净光合速率和叶绿素含量。图中显示，与对照组相比，两种突变体的净光合速率都下降了，且突变体T2下降得更多；与对照组相比，突变体1的叶绿素含量增加了，而突变体2的叶绿素含量降低了。 【详解】A、净光合速率=总光合速率-呼吸速率，可以将叶片放在密闭容器内测定净光合作用速率，单位时间内释放出的氧气量或消耗的二氧化碳量即代表净光合速率，A正确； B、光合作用是利用二氧化碳、释放氧气的过程，B错误； C、叶绿素可吸收、转化、利用光能，据图可知，Q2的叶绿素含量较低，故Q2植株净光合速率较低的主要原因可能是叶绿素含量不足，C正确； D、净光合速率=总光合速率-呼吸速率，本实验中呼吸速率要是自变量，会对实验结果造成影响，D错误。 故选AC。 18．下图为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径——交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶（AOX）的参与下完成的，该过程不发生H+跨膜运输（“泵”出质子）过程，故不能形成驱动ATP合成的膜质子（H+）势差。下列有关分析正确的是（　　） A．膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都可以作为H+转运的载体 B．合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输 C．AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D．AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 【答案】ACD 【分析】有氧呼吸过程：（1）第一阶段：场所：细胞质基质。过程：1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]并释放少量能量。 （2）第二阶段：场所：线粒体基质。过程：丙酮酸和水彻底反应生成CO2和[H]，并释放少量能量。 （3）第三阶段：场所：线粒体内膜。过程：前两个阶段产生的[H]与O2结合反应生成H2O，同时释放大量能量。 【详解】A、由图可知，膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都可以作为H+转运的载体，A正确； B、H+逆浓度跨膜运输，消耗能量，不能为ATP的合成提供能量，B错误； C、在线粒体内膜上发生的反应是[H]+O2→H2O+ATP，故推测AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成，C正确； D、交替呼吸途径不发生H+跨膜运输，故不能形成驱动ATP合成的膜质子（H+）势差，因此推测AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失，D正确。 故选ACD。 19．我国科学家设计了一种人造淀粉合成途径（如图所示），成功将CO2和H2O转化为淀粉。利用该途径有利于缓解粮食短缺问题。下列说法正确的是（    ）    A．①过程模拟植物光合作用的光反应，②③④过程模拟植物叶肉细胞的线粒体 B．结合上图，若固定的CO2量相等，人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量，理由是植物存在呼吸作用，会消耗有机物 C．干旱条件下，很多植物光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭，胞间CO2减少 D．从能量转换角度分析，人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转化为有机物 【答案】BCD 【分析】光合作用，通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP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】A、①为水裂解产生H+、e-、O2，模拟的是光合作用的光反应阶段；②③④过程模拟植物叶肉细胞的暗反应阶段，发生在叶肉细胞的叶绿体基质中，A错误； B、由于植物存在呼吸作用，会将光合产物有机物降解，因此若固定的CO2量相等，人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量，B正确； C、CO2是暗反应的原料，干旱条件下，温度过高，蒸腾作用过旺，水分供应不足，部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率下降，光合速率下降，C正确； D、人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转变为有机物的过程，D正确。 故选BCD。 三、非选择题 20．普鲁士蓝纳米酶(以下简称纳米酶)具有催化H2O2分解的能力，科学家利用该酶进行了一系列实验以研究其特性。    (1)实验发现，少量的纳米酶能够催化 H₂O₂在短时间内大量分解，这说明其具有 的特点，原因是酶具有 的作用机制。 (2)为探究纳米酶在不同pH值下的活性，科学家用溶解氧测定仪测定溶液中的溶氧量得到如图1 所示结果(△DO表示加入H₂O₂5min后的溶氧量变化)，可知纳米酶作用的适宜pH (填“偏酸性”或“偏中性”或“偏碱性”) 。 (3)为监测常用的一种除草剂草甘膦(GLY)对纳米酶的影响，科学家以添加草甘膦的 △DO(△DO(GLY) ) 与不添加草甘膦的△DO(△DO(0) ) 的比值(y) 为纵坐标， GLY浓度 (x)为横坐标，绘制标准曲线如图2，说明草甘膦对纳米酶活性具有 作用。该监测体系也可用于草甘膦浓度的定量检测，使用该监测体系测得某土壤样品 比值为0.2，则该土壤样品的草甘膦浓度约为 μmol/L。 (4)科学家进一步检测在 H₂O₂溶液加入了不同浓度 Cu²⁺混合 5 分钟后溶液的 值，实验结果见图3，可得出的结论是： 。通过查阅资料后发现Cu²⁺对纳米酶的作用有影响，为研究 Cu²⁺对纳米酶活性的影响，进行如下实验，请完善实验思路并预期实验结果。 ①A组： 测定 与30%H₂O₂反应5min后的△DO值； ②B组： 测定不同浓度纳米酶与30%H₂O₂反应5min后的△DO值； ③C组： 测定 与30%H₂O₂反应5min后的△DO值。 实验结果表明，Cu²⁺对纳米酶在催化 H₂O₂分解的影响并非简单的物理叠加，而是具有协同作用，请在答题纸相应的坐标图中画出C组的结果曲线，并完善实验结果图 (不要求具体数值)。 【答案】(1) 高效性 更显著地降低生化反应的活化能 (2)偏碱性 (3) 抑制 10 (4) 一定浓度范围内 Cu²⁺促进H₂O₂分解 适宜(一定)浓度的Cu²⁺ 不同浓度纳米酶分别与 A 组浓度的 Cu²⁺的混合液    【分析】1、图一中自变量为pH，因变量为溶液的溶氧量（△DO）；图二中自变量为除草剂草甘膦（GLY）的浓度，因变量为添加草甘膦的△DO(△DO(GLY) ) 与不添加草甘膦的△DO(△DO(0) ) 的比值；图三中自变量为 Cu²⁺的浓度，因变量为溶液的溶氧量（△DO）。 2、酶 （1）概念：酶是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(作用机理：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的有机物。 （2）本质：大多数酶的化学本质是蛋白质，也有少数是RNA。 （3）特性：高效性、专一性、酶需要较温和的作用条件 【详解】（1）酶是活细胞(来源)所产生的具有催化作用的有机物，其作用机理为降低化学反应活化能，提高化学反应速率。少量的纳米酶能够催化 H₂O₂在短时间内大量分解，体现了酶的高效性。 （2）根据图一结果可知，当pH为8.0时的溶氧量高于其他组，证明纳米酶作用的适宜pH偏碱性。 （3）根据图二结果可知，随着除草剂草甘膦（GLY）的浓度增大，添加草甘膦的△DO(△DO(GLY) ) 与不添加草甘膦的△DO(△DO(0) ) 的比值减小，说明草甘膦对纳米酶活性具有抑制作用。分析图中数据可知，△DO比值为0.2时，草甘膦浓度约为10μmol/L。 （4）根据图三结果可知，在一定浓度范围内，随着 Cu²⁺浓度增加，△DO增大，说明一定浓度范围内 Cu²⁺促进H₂O₂分解。 为研究 Cu²⁺对纳米酶活性的影响，需要设置三组（A、B、C）实验。三组实验试管均加入等量30%H₂O₂，再分别测定加入适宜浓度的Cu²⁺（A组）、不同浓度纳米酶（B组）、不同浓度纳米酶分别与 A 组浓度的 Cu²⁺的混合液（C组）反应5min后的溶氧量（△DO）。结合图三结果可知，加入不同浓度纳米酶分别与 A 组浓度的 Cu²⁺的混合液（C）的结果图如下：    21．环境的变化可能会引起代谢途径的变化。玉米根部受到水淹后处于缺氧状态时，根组织初期阶段主要进行乳酸发酵，随后进行乙醇发酵以适应缺氧状态，从而增强植物在缺氧情况下的生存能力，相关机制见下图，请回答： (1)由图可知，物质A是 （填中文名称），其进入细胞后被磷酸化，磷酸化过程属于 反应（填“吸能”或“放能”）。 (2)磷酸化的A糖酵解生成的丙酮酸在氧气充足时在 （场所）中参与TCA循环。糖酵解过程释放的能量去路有 。 (3)氧气供应不足时，根组织首先在乳酸脱氢酶的作用下将丙酮酸分解成乳酸导致胞内pH降低，从而使乳酸脱氢酶、丙酮酸脱羧酶活性分别 、 ，最终导致乙醇生成量增加。 (4)研究发现水淹会导致土壤中的氧气缺乏，从而制约农业生产。为探究水淹胁迫时间对玉米根细胞产生乳酸和乙醇量的影响，请完善如下实验。 操作流程 主要操作 材料准备 选择① 的玉米12株，4个大小相同的圆柱形塑料盆，将供试土壤风干至8%水分含量（易压实），粉碎过筛 分组处理 T0：正常土壤不水淹处理；T1：正常土壤水淹处理8h；T2：② ；T3：正常土壤水淹处理24h 实验培养 在相同的培养条件下培养一段时间 数据测定 测量各处理组玉米根系中乳酸脱氢酶和丙酮酸脱羧酶的活性，以及③ 的含量 结果显示，在一定范围内随着水淹胁迫时间的增加，乳酸含量先增加后减少，乙醇含量一直增加。合理的解释是④ 。 【答案】(1) 果糖 吸能 (2) 线粒体基质 NADH和ATP中活跃的化学能和热能 (3) 下降 上升 (4) 生长状况良好且相似 正常土壤水淹处理16h 乳酸和乙醇 乳酸积累导致胞内pH降低，乳酸脱氢酶活性下降、丙酮酸脱羧酶活性上升，最终导致乳酸含量下降，乙醇含量增加 【分析】米根部受到水淹后处于缺氧状态时，根组织初期阶段主要进行乳酸发酵，随后进行乙醇发酵以适应缺氧状态，从而增强植物在缺氧情况下的生存能力。 【详解】（1）分析图，物质A是果糖，可以和葡糖糖结合构成蔗糖；进入细胞后被磷酸化，该过程消耗ATP释放的能量，属于吸能反应。 （2）图中磷酸化的A糖酵解生成的丙酮酸在氧气充足时在线粒体基质中进行有氧呼吸，参与TCA循环；糖酵解过程其实就是细胞呼吸的过程，释放的能量去路有NADH和ATP中活跃的化学能和大部分热能。 （3）氧气供应不足时进行无氧呼吸，植物的根组织细胞进行乙醇式的无氧呼吸，因此乳酸脱氢酶的作用下将丙酮酸分解成乳酸导致胞内pH降低，使乳酸脱氢酶活性降低，丙酮酸脱羧酶活性上升，最终导致乙醇生成量增加。 （4）为探究水淹胁迫时间对玉米根细胞产生乳酸和乙醇量的影响： ①无关变量保持相同且适宜，材料选择生长状况良好且相似的玉米； ②实验的自变量是水淹胁迫时间，因此T0：正常土壤不水淹处理；T1：正常土壤水淹处理8h；T2：正常土壤水淹处理16h；T3：正常土壤水淹处理24h； ③实验的自变量的因变量是乳酸和乙醇的含量； ④结果显示，在一定范围内随着水淹胁迫时间的增加，乳酸含量先增加后减少，乙醇含量一直增加。合理的解释是乳酸积累导致胞内pH降低，乳酸脱氢酶活性下降、丙酮酸脱羧酶活性上升，最终导致乳酸含量下降，乙醇含量增加。 22．中国的饮食讲究色、香、味俱全。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长速度较快的水葫芦为材料进行如下实验： I、获取叶绿素粗产品： Ⅱ、探究pH对叶绿素稳定性的影响（提示：叶绿素被破坏后变成黄褐色），取适量叶绿素粗产品，配制成一定浓度的溶液，在室温25℃下进行实验，结果如下表所示。结合所学知识和实验结果，请回答： 实验组编号 叶绿素溶液（mL） pH 处理时间（min） 溶液颜色 ① 3 Y 10 绿色 ② 3 7.0 10 绿色 ③ 3 6.0 10 黄绿色 ④ 3 5.0 10 黄褐色 (1)提取食用叶绿素的溶剂X为 ，才尽可能对人体不产生危害。 (2)表中Y应该为 ；由实验Ⅱ的结论可以得出：天然叶绿素作食用色素不适用于 性食品。 (3)小李同学想进一步了解粗产品中是否含有其它色素，继而用层析液对其进行了分离，结果如下图所示。由结果可知叶绿素粗产品中含有 种其它色素，条带③是否属于杂质 （填“是”或“否”）。 (4)条带①②主要吸收 光。 【答案】(1)食用酒精（可食用的有机溶剂） (2) 8.0 酸 (3) 2 否 (4)蓝紫光 【分析】光合色素易溶于有机溶剂，一般用无水乙醇提取光合色素，光合色素有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和为叶绿素b，胡萝卜素、叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a和为叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。 【详解】（1）叶绿素易溶于有机溶剂，一般用无水乙醇提取叶绿素，为了尽可能不对人体产生危害，所以选择食用酒精（可食用的有机溶剂）； （2）由表中可知，该实验以1为pH梯度进行实验，所以Y为8.0；由表格可知，叶绿素在酸性条件下变为黄褐色，所以天然叶绿素作食用色素不适用于酸性食品 （3）由图可知条带①为胡萝卜素，②为叶黄素，③为叶绿素a，④为叶绿素b。叶绿素粗产品中含有2种其它色素，条带③不属于杂质。 （4）条带①为胡萝卜素，②为叶黄素，主要吸收蓝紫光。 23．研究发现，磷对植物光合作用产物的合成与转移分配具有一定的影响，其部分机理如下图，其中A、B表示相关物质，TPT为磷酸转运体，活性会受光抑制。请回答下列问题。 (1)图中1,5-二磷酸核酮糖与CO2生成3-磷酸甘油酸的过程称为 。物质A、B分别为 ，其反应产物可转移至 (结构)以实现再生。 (2)白天光合作用强，[3-磷酸甘油酸]/[Pi]的比值 ，叶绿体中会积聚大量淀粉颗粒。夜间，叶绿体中的淀粉颗粒发生水解，为细胞生命活动提供 。 (3)葡萄糖中的醛基能与蛋白质中的氨基结合。光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输，其原因是 。 (4)为研究磷(P)和烯效唑(Un)对甜菜光合特性和产糖量的影响，科研人员采用叶面喷施的方法处理甜菜植株，处理16天后测定净光合速率、胞间CO2浓度及叶面积指数(叶片总面积/土地面积)，收获时测定块根产量及产糖量，结果如下表（CK：清水对照；P：2 mg·L-1 KH2PO4；Un：30 mg·L-1烯效唑；P＋Un：2 mg·L-1 KH2PO4＋30 mg·L-1烯效唑）。 处理 净光合速率/μmol·m-2·s-1 胞间CO2浓度/μmol·mol-1 叶面积指数 块根产量/t·hm-2 产糖量/t·hm-2 CK 25.25 296.23 3.14 97.4 15.44 P 27.07 296.40 3.35 107.21 17.66 Un 27.06 314.42 4.21 99.2 15.93 P＋Un 33.22 381.77 3.83 108.1 18.88 ①净光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示。 ②与CK组相比，P组块根产量与产糖量均较高，原因是 ；与P组相比，Un组植株积累的有机物总量 ，判断的依据是 。 ③科研人员建议甜菜生产中应采用磷和烯效唑联合喷施，依据有 。 【答案】(1) CO2的固定 ATP、NADPH 类囊体（薄膜，或叶绿体基粒） (2) 升高 物质和能量 (3)蔗糖是非还原性糖，不与蛋白质结合 (4) O2的释放量（或CO2的吸收量，或有机物的积累量） 磷既能促进光合作用，使有机物大量积累，又能促进磷酸丙糖输出合成蔗糖，并向块根转移 多 净光合速率相近，但Un组叶面积指数高（叶面积大） 联合喷施甜菜块根产量高，产糖量高 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】（1）图中1，5-二磷酸核酮糖（C5）与CO2生成3-磷酸甘油酸（C3）的过程称为二氧化碳固定。3-磷酸甘油酸还原为3-磷酸甘油醛需要光反应产生的ATP和NADPH，因此物质A、B分别为ATP、NADPH。反应产物是ADP和NADP+，可以重新回到类囊体（薄膜，或叶绿体基粒）作为光反应产物再生为ATP和NADPH。 （2）白天光合作用强，3-磷酸甘油酸含量增加，TPT活性会受光抑制，导致Pi含量低，故［3-磷酸甘油酸］/［Pi］的比值升高。夜间，叶绿体中的淀粉颗粒发生水解，淀粉水解为葡萄糖，为细胞生命活动提供物质和能量。 （3）葡萄糖是还原糖，葡萄糖中的醛基能与蛋白质中的氨基结合，而蔗糖是非还原性糖，不与蛋白质结合，故光合产物以蔗糖的形式能较稳定的进行长距离运输。 （4）①净光合速率的检测指标可以是二氧化碳吸收、氧气释放以及有机物积累，因此净光合速率可用单位时间内单位叶面积上O2的释放量（或CO2的吸收量，或有机物的积累量）表示。②与CK组相比，P组块根产量和产糖量均较高，原因是施磷处理能抑制ADPG焦磷酸化酶活性，减少磷酸丙糖转变为淀粉，从而促进磷酸丙糖输出合成蔗糖，并向块根转移，且磷是ATP和NADPH等物质的组成元素，能促进光合作用。据表可知，P组和Un组的净光合速率相近，但Un组叶面积指数高（叶面积大），因此与P组相比，Un组植株积累的有机物总量多。③据表可知，采用磷和烯效唑联合喷施植物，净光合速率更大，且快根产量和产糖量更多，所以科研人员建议甜菜生产中应采用磷和烯效唑联合喷施。 24．下图甲表示某同学利用轮叶黑藻(一种沉水植物)探究“光照强度对光合速率的影响”的实验装置；图乙是轮叶黑藻细胞光合作用相关过程示意图(研究表明，水中( 浓度降低能诱导轮叶黑藻光合途径由C₃途径向效率更高的C₄途径转变，而且两条途径可在同一细胞中进行)。    (1)对图甲装置进行遮光处理可测定轮叶黑藻有氧呼吸速率，此时有色液滴移动方向是 (填：“向左”或“向右”)，原因是 。若给与适宜的光照强度时，图甲中有色液滴的移动方向是 (填: “向左”或“向右”) 。 (2)图乙CO₂转变为HCO₃⁻过程中，生成的H⁺以 的方式运出细胞； 催化过程①和过程④中CO₂固定的两种酶(PEPC、Rubisco)中,与CO₂亲和力较高的是 ,判断的依据是 。过程②消耗的NADPH产生于 (填场所)；丙酮酸产生的过程除了图示③以外，还有发生在 (填过程)。 (3)研究人员通过测定并比较不同CO₂浓度下PEPC酶的活性。证明低浓度CO₂能诱导轮叶黑藻光合途径的转变。请填写下表有关实验过程的内容并预期实验结果。 实验材料 处理方法 结果检测 预期结果 甲组—对照组 适量的轮叶黑藻 ② 甲乙两组PEPC酶的活性 ③ 乙组一实验组 ① 低浓度CO₂处理 试举出本实验中的两个无关变量④ 。 【答案】(1) 向左 黑暗条件下轮叶黑藻只进行呼吸作用，广口瓶内氧气减少，而二氧化碳含量稳定 向右 (2) 主动运输 PEPC 酶 PEPC 酶能固定更低浓度的CO₂ 类囊体薄膜 细胞呼吸第一阶段(糖酵解) (3) 生理状态一致且等量的轮叶黑藻 大气中的(或适宜浓度)CO₂处理 乙组PEPC 酶活性高于甲组 相同且适宜光照强度和温度，相同的光照时间处理等 【分析】1、图甲装置中，灯泡作为光源，一般可通过改变广口瓶与光源之间的距离改变光照强度，装置甲有色小液滴移动，可代表其中的气体压强变化。 2、光反应过程需要光照、叶绿素等光合色素、酶等条件，光反应产生 ATP、NADPH、O2。 【详解】（1）对图甲装置进行遮光处理可测定轮叶黑藻有氧呼吸速率，黑暗条件下轮叶黑藻只进行呼吸作用，广口瓶内氧气减少，而二氧化碳含量稳定，此时有色液滴移动方向是向左。图甲中CO2缓冲液的作用是维持瓶内二氧化碳浓度相对稳定，光照强度适宜时，光合作用速率大于呼吸作用速率，广口瓶有氧气的释放，则有色液滴右移。 （2）根据图示，H+转运需要相应转运蛋白参与并消耗ATP，属于主动运输；根据题干信息“水中CO2浓度降低，能诱导其光合途径由C3型向C4型转变”，说明C4循环中PEPC与CO2的亲和力高于C3循环中的Rubisco；图示结构A为叶绿体类囊体薄膜，是光反应场所，光反应过程需要光照、叶绿素等光合色素、酶等条件，光反应产生ATP、NADPH、O2；除了图示③以外，细胞中的丙酮酸还可以由细胞呼吸第一阶段(糖酵解)产生。 （3）欲证明低浓度CO2能诱导轮叶黑藻光合途径转变，则实验的自变量是CO2的浓度，因变量可测量PEPC酶的活性，具体实验思路为，将生理状态一致的轮叶黑藻随机分为两组，甲组为对照组，加入适量的轮叶黑藻，大气中的CO2浓度处理，乙组加入生理状态一致且等量的轮叶黑藻，低浓度CO2浓度处理，相同光照条件和光照时间下，检测甲乙两组的PEPC酶的活性，预期结果，乙组PEPC酶活性高于甲组。本实验中的两个无关变量为相同且适宜光照强度和温度，相同的光照时间处理等。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 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 学科网（北京）股份有限公司 $$