专题2 第1讲 酶、细胞呼吸和光合作用的原理 课堂 抓重难点·讲增分点(Word教师用书)-【新高考方案】2025年高考生物二轮复习专题增分方略(Ⅱ)

第1讲　酶、细胞呼吸和光合作用的原理 主题微课(一)　酶的特性及相关实验设计分析 深化点(一)　与酶相关的曲线分析 1.酶的作用原理曲线 分析:①由图可知,酶的作用原理是降低化学反应的活化能。 ②若将酶变为无机催化剂,则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能,但会提供活化能 2.酶的特性曲线 分析:①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较,表明酶具有高效性。 ②图2中两曲线比较,表明酶具有专一性 3.影响酶促反应速率的因素曲线 (1)温度和pH影响酶促反应速率 ①分析图1和图2:温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。 ②分析图3:OP段限制酶促反应速率的因素是底物浓度,P点以后的限制因素是酶浓度等。 (2)底物浓度和抑制剂影响酶促反应速率 ①作用原理 ②对应曲线 　　[例1]　(2024·重庆一模)中间产物学说认为:酶(E)的活性中心部位首先与底物(S)结合,生成不稳定的中间产物(ES),然后再产生产物(P)的同时释放出酶(E)。根据这一学说,在酶浓度、pH、温度一定的条件下,可以用米氏方程V=表示底物浓度[S]与速率V之间的关系,其坐标曲线如图1,其中“Vmax”表示该条件下最大反应速率,“Km”表示在该条件下达到1/2Vmax时的底物浓度。图2表示竞争抑制剂会与底物竞争结合酶的活性中心。下列叙述正确的是 (　　) A.如果底物浓度足够大,反应速率可以达到Vmax,由此可判断加入竞争抑制剂后,Km值将变小 B.酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示,既可以用P的产生速率表示,也可用E的消耗速率表示 C.通过竞争抑制(如图2)的事实,可以否定酶具有专一性的特性 D.如果要把反应速率控制在1/3Vmax,则应该把底物浓度控制在1/2Km 　　[解析]　竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点从而降低反应物与酶结合的机会,加入竞争性抑制剂,Km值增大,A错误;酶的活性可以用在一定条件下酶所催化的化学反应速率表示,既可以用P的产生速率表示,也可用底物(S)的消耗速率表示,其中E在化学反应前后质量和性质不变,B错误;竞争抑制剂与底物的部分结构相同,以适配酶的活性中心,因此,通过竞争抑制(如图2)的事实并不能否定酶具有专一性的特性,C错误;根据米氏方程,如果要把反应速率控制在1/3Vmax,则应该把底物浓度控制在1/2Km,D正确。 [答案]　D 深化点(二)　与酶相关的实验设计与分析 1.探究酶特性的相关实验分析 2.探究酶实验操作的注意事项 (1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。 (2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂检测时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。 (3)在探究pH对酶活性的影响时,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶溶液接触。 (4)在探究酶的最适温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。 (5)在探究酶的最适pH的实验中,不宜选择淀粉和淀粉酶作实验材料,因为酸性条件会促使淀粉分解,从而影响实验结果。 　　[例2]　(2024·浙江1月选考)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) — 0.2 mL ③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL ④ 试管1加0.2 mL H2O,2支试管置于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,测定2支试管中的产物量 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 　　[解析]　温度过高会使酶失活,因此本实验应在低温条件下对PAL进行提取,以避免PAL失活,A正确;因为试管2在步骤②中加入了HCl溶液,PAL已经变性失活,故试管2中的底物苯丙氨酸不会被PAL催化消耗,B错误;④加0.2 mL H2O,补齐了步骤②试管1中没有加入的液体(0.2 mL HCl溶液)的体积,C正确;pH过低或过高酶均会失活,故步骤⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应,D正确。 　　[答案]　B [微课测评作业] 考法(一)　酶的本质和作用 1.(2024·九江三模)1982年某科研团队首先发现四膜虫核糖体RNA具有自我催化功能,之后某实验室也进一步证明了RNA的催化功能。1994年两位科学家利用SELEX技术合成了一种以单链DNA为基础成分的核酶,它能在Pb2+的辅助下水解RNA特定位置的磷酸二酯键。结合上述信息推测下列有关叙述正确的是 (　　) A.酶都是在细胞内发挥作用 B.酶的功能是催化物质的分解 C.酶的化学本质是蛋白质或RNA D.DNA核酶是通过人工合成的 解析:选D　酶也可以在生物体外发挥作用,例如淀粉酶能将试管中的淀粉分解,A错误;酶能催化物质的合成或分解,B错误;大多数酶的化学本质是蛋白质,少数是RNA,由题意可知利用SELEX技术人工合成的一种核酶是以单链DNA为基础成分的,C错误,D正确。 2.咽喉反流是指胃内容物反向流动进入食管、咽、喉等部位,反流之后会对咽、喉造成一定损伤(如出现嗓子沙哑等症状),这与胃液中的胃酸及胃蛋白酶有关。科研人员探究了pH对胃蛋白酶相对活性的影响(如图),下列相关叙述正确的是 (　　) A.胃蛋白酶在细胞内的溶酶体中合成,存在于内环境中 B.胃蛋白酶的最适pH为2 C.将胃蛋白酶置于强碱环境中一定时间后再放入酸性环境中,胃蛋白酶活性会升高 D.咽喉反流后立即食用碱性食物可能会缓解嗓子沙哑等症状 解析:选D　胃蛋白酶在核糖体中合成,存在于胃部,胃部与外界环境相通,不属于内环境,A错误。由题图可以得出胃蛋白酶的最适pH在1.5~2.5,但因为只给出了几组pH,不能确定2就是胃蛋白酶的最适pH,B错误。将胃蛋白酶置于强碱环境中,胃蛋白酶会失去活性,再置于酸性环境中,酶活性不会恢复,C错误。由题干信息可知,咽喉反流与胃液中的胃酸及胃蛋白酶有关,因此咽喉反流后立即食用碱性食物可能会缓解嗓子沙哑等症状,D正确。 考法(二)　与酶有关的曲线分析 3.(2024·保定二模)β⁃葡萄糖苷酶能催化纤维素水解,实验小组测定了温度对该酶活性的影响,实验结果如图所示。根据实验结果,不能得出的结论是 (　　) A.高温保存会破坏酶的空间结构,降低其活性 B.42 ℃时,随着反应时间的延长,酶的稳定性逐渐下降 C.各温度条件下,酶的活性可用斐林试剂进行检测 D.37 ℃时,纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同 解析:选C　高温保存会破坏酶的空间结构,降低其活性,甚至使酶失活,A正确;由图可知,在42 ℃时,随着反应时间的延长,酶的活性逐渐下降,酶的稳定性逐渐下降,B正确;使用斐林试剂进行检测时需水浴加热,会改变该实验的反应条件,影响准确性,故酶的活性不可用斐林试剂进行检测,C错误;37 ℃时,纤维素反应60 min的消耗量与反应120 min的不同,因为两温度下酶活性几乎相同,反应时间越长底物消耗量越多,D正确。 4.(2024·张家口三模)图示曲线为最适温度下底物浓度对酶促反应速率的影响,相关叙述正确的是 (　　) A.若将温度升高10 ℃,则d点右移、e点上移 B.P点后曲线不再上升的原因是底物已经全部分解 C.P点前后限制反应速率的主要因素均为酶浓度和酶活性 D.若在P点时向反应体系中加入少量同种酶,e点将上移 解析:选D　实验中酶的温度已达最适温度,若在此基础上将温度升高10 ℃,酶活性会降低,d点左移、e点下移,A错误;自变量为底物浓度,P点前限制反应速率的主要因素为底物浓度,P点后限制反应速率的主要因素为酶浓度和酶活性的影响,B、C错误;若在P点时向反应体系中加入少量同种酶,会使酶浓度增大,反应速率加快,e点将上移,D正确。 考法(三)　与酶有关的实验设计与分析 5.(2024·成都三模)生物兴趣小组拟进行“探究温度对淀粉酶活性影响”的实验。下列关于该实验的叙述,正确的是 (　　) A.各个组别的温度和pH都应该相同且适宜 B.向淀粉溶液中加入酶液后再迅速调节温度 C.可用碘液检测来判断最适温度的大致范围 D.反应结束后的产物总量能够表示酶的活性 解析:选C　实验的目的是“探究温度对淀粉酶活性影响”,则各组的温度应不相同,A错误;应把淀粉溶液和酶液分别在相同温度下保温一段时间,然后再混合反应,B错误;淀粉遇碘呈蓝色,在最适温度范围淀粉分解最多,颜色最浅,可根据颜色深浅判断大致的最适温度范围,C正确;在此实验中起始时反应物的总量是无关变量,每组实验应设置成相同且适宜,因此,反应结束后每组实验的产物总量也是相同的,反应结束后的产物总量不能表示酶的活性,D错误。 6.(2024·聊城三模)植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸,能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性,进行以下4组实验,条件及结果如下表。下列说法错误的是 (　　) 条件及 产物组别 果胶 多聚半乳糖 醛酸酶 Ca2+ Mn2+ 55 ℃ 半乳糖 醛酸 ① + + - - - + ② + + + - - - ③ + + - + - +++ ④ + + - - + ++ 注:“+”表示存在和量的多少,“-”表示无。①~③组在常温下实验 A.分析①②③组可知,多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子的影响 B.分析①④组可知,其自变量为温度,因变量为多聚半乳糖醛酸酶活性 C.55 ℃可能高于多聚半乳糖醛酸酶的最适温度 D.该实验可证明多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 解析:选D　由①②③组自变量为离子不同,因变量为多聚半乳糖醛酸酶活性,表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受不同离子影响,A正确;由①④组条件只有温度不同可知,自变量为温度,因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性,检测指标为半乳糖醛酸的生成量,B正确;④组在55 ℃下,半乳糖醛酸的含量高于①组,说明55 ℃时多聚半乳糖醛酸酶的活性高于常温,则55 ℃可能高于、低于或等于最适温度,C正确;该实验中,多聚半乳糖醛酸酶只催化了果胶的分解,未证明其不具有专一性,D错误。 主题微课(二)　细胞呼吸和光合作用的原理 深化点(一)　细胞呼吸与光合作用中的电子传递 1.细胞呼吸与电子传递 在真核细胞有氧呼吸的第三阶段中,还原型辅酶I (NADH)脱去氢并释放电子(e-),电子最终传递给O2。电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质跨膜运输到线粒体内、外膜的间隙,从而建立H+浓度梯度,随后H+在ATP合酶的协助下顺浓度梯度运输到线粒体基质,并生成大量ATP,过程如图所示。 2.光合作用中光系统及电子传递链 (1)光系统Ⅱ进行水的光解,产生O2、H+和自由电子(e-),电子(e-)经过电子传递链传递,最终介导还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的产生。 (2)电子传递过程中释放能量,利用这部分能量将质子(H+)逆浓度从叶绿体基质侧泵入类囊体囊腔侧;光系统Ⅱ在类囊体的囊腔侧进行的水的光解产生质子(H+);在叶绿体基质侧H+和NADP+形成NADPH的过程消耗H+。通过以上途径建立了质子(H+)浓度(电化学)梯度。 (3)类囊体膜对质子(H+)是高度不通透的,类囊体内的高浓度质子只能通过ATP合酶顺浓度梯度流出,而ATP合酶利用质子顺浓度流出的能量来合成ATP。 情境迁移训练 (1)真核细胞有氧呼吸的第三阶段中,电子传递过程发生在线粒体内膜(填场所),电子最终传递给O2后会参与H2O(填物质)的生成, ATP合酶的功能是运输H+和催化ATP的生成(答出两点)。 (2)已知DNP不影响线粒体的电子传递,但能使部分H+不经过ATP合酶而进入线粒体基质。为研究短时低温对线粒体电子传递的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及实验结果如图1所示。 若要产生等量ATP, 4 ℃条件比25 ℃条件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多(填“相等”“更多”或“更少”)。根据实验结果推测:低温条件下ATP生成量减少的原因是有氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失,用于合成ATP的能量很少,发生该变化的意义是增加植物的抗逆性。 (3)水的光解发生在类囊体薄膜,其上发生的反应产物有O2、H+和e-。叶绿素接受光的照射后被激发,释放高势能的电子,电子的最终供体是水,水的光解造成膜内外质子(H+)势能差,而高势能的电子沿电子传递链传递时又促进H+的转运,进一步加大了质子(H+)势能差,导致质子(H+)势能差加大的另一个原因是氧化型辅酶Ⅱ与H+、e-结合形成还原型辅酶Ⅱ时消耗叶绿体基质中的H+,还原型辅酶Ⅱ(NADPH)在暗反应中的作用是既能为暗反应提供能量,又能为暗反应提供还原剂。 (4)研究人员在黑暗条件下将叶绿体的类囊体放入烧杯中,人为调整类囊体膜两侧的pH,并适时加入适量的ADP和Pi,过程如图2所示。一段时间后检测,只有实验组有ATP产生。结合光系统及电子传递链图解和实验结果,可得出的实验结论是在光合作用光反应中,ATP合成所需的直接能量可能来自类囊体膜内外的H+浓度差。 深化点(二)从“物质与能量观”的角度分析光合作用和细胞呼吸 1.细胞呼吸和光合作用的物质转化关系 (1)“三种”元素转移途径 (2)NADPH、NADH和ATP的来源与去路 项目 来源 去路 NADPH 光反应阶段产生 用于还原C3并为C3还原供能 NADH 有氧呼吸 第一、二阶段 用于第三阶段和O2结合生成H2O 无氧呼吸 第一阶段 在第二阶段被全部消耗 ATP 光合作用 光反应阶段产生 为C3还原供能 细胞呼吸 有氧呼吸三个阶段、无氧呼吸第一阶段 用于绝大多数需要能量的生命活动 2.细胞呼吸和光合作用的能量转化关系 　　[典例]　(2024·衡水模拟)研究表明,相对于动物,植物的细胞呼吸还包括另一条由交替氧化酶(AOX)主导的途径,该呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境,具体过程如图所示,其中iATP为细胞内ATP,eATP为细胞外ATP。 (1)据图推测,图中的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于　　　　　　膜上。在暗反应阶段,NADPH参与卡尔文循环时的具体作用是　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。  (2)强光下,光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量,使叶绿体内NADP+含量　　　　。植物细胞通过“苹果酸—草酰乙酸穿梭”途径,将过多的NADPH转移出叶绿体,并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以　　　　的形式散失,从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。同时,eATP通过DORN1受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降,进一步避免光抑制现象产生,因此强光照射下植物可避免光抑制,该调节过程为　　　　　　(填“正反馈”或“负反馈”)。  (3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶,eATP可来源于　　　　　　　　　　　　(填场所)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,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  　　[解析]　(1)分析题图可知,光系统Ⅰ和光系统Ⅱ参与光反应,故光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于类囊体膜上;在暗反应阶段,NADPH作为还原剂促进C3的还原并提供能量。 (2)NADP+是暗反应NADPH供氢和供能后的产物,是光反应的原料,因此强光下,光反应产生的NADPH量大于暗反应的消耗量,使叶绿体内NADP+含量减少。由题图可知,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NADPH转移出叶绿体,并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以热能的形式散失,从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。eATP通过DORN1受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降,进一步避免光抑制现象产生,因此强光照射下植物可避免光抑制,该调节过程为负反馈。 (3)据题图可知,eATP可来源于细胞呼吸和AOX呼吸途径产生的iATP,发生的场所是细胞质基质、线粒体。据题图判断,eATP与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号转导,故eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。 [答案]　(1)类囊体　作为还原剂并提供能量 (2)减少(下降)　热能　负反馈　(3) 细胞质基质、线粒体(线粒体内膜、线粒体基质)　eATP与细胞膜上的DORN1受体结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号转导 [微课测评作业] 考法(一)　细胞呼吸的原理和过程 1.(2024·衡水模拟)真核细胞的有氧呼吸分为三个阶段,第一阶段是糖酵解、第二阶段是柠檬酸循环,第三阶段是电子传递链,具体过程如图所示(部分中间产物未标出),其中丙酮酸脱去CO2的反应属于柠檬酸循环。有氧呼吸产生的许多中间产物可以参与蛋白质或脂肪的代谢。下列相关叙述错误的是 (　　) A.糖酵解的场所内含有能降低化学反应活化能的酶 B.单糖中蕴含的能量可部分转移至ATP和丙酮酸中 C.有氧呼吸过程产生的丙酮酸有些可能不用于柠檬酸循环 D.柠檬酸循环不消耗水,而电子传递链会消耗水 解析:选D　糖酵解的场所是细胞质基质,该场所有反应所需的酶,而酶具有降低化学反应活化能的作用,A正确;单糖经糖酵解,一部分能量会以热能形式散失,还有一部分能量转移至ATP 和丙酮酸中,B正确;丙酮酸是有氧呼吸过程中产生的中间产物,这些中间产物(包括丙酮酸)有些可参与蛋白质或脂肪的代谢,而没有用于柠檬酸循环,C正确;柠檬酸循环也就是有氧呼吸的第二阶段,该阶段消耗水,而电子传递链(即有氧呼吸第三阶段)会产生水,D错误。 2.[多选](2024·滨州二模)有氧呼吸过程中,线粒体中的NADH脱去氢释放的电子经内膜传递给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。已知丙酮酸是可以被氧化分解的物质;叠氮化物可抑制电子传递给氧;2,4⁃二硝基苯酚(DNP)使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,图中x、y、z分别是上述3种物质中的一种,①②表示生理过程。下列说法错误的是 (　　) A.有氧呼吸第三阶段中的NADH全部来自丙酮酸的氧化分解 B.物质x是丙酮酸,过程①②均发生在线粒体内膜上 C.物质y是叠氮化物,该物质可解除电子传递和ATP合成之间的联系 D.物质z是DNP,该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加 解析:选ABC　有氧呼吸第三阶段中的NADH除了来自丙酮酸的氧化分解,还有葡萄糖分解为丙酮酸的过程所产生的,A错误。物质x是丙酮酸,过程①消耗的O2量处于较低水平,且相对稳定,属于有氧呼吸第二阶段,发生于线粒体基质;过程②消耗的O2量增加,属于有氧呼吸第三阶段,发生于线粒体内膜,B错误。物质y是叠氮化物,依据题图可知,加入y之前与加入y之后,消耗的O2量均与合成的ATP量的曲线基本一致,即物质y没有解除电子传递和ATP合成之间的联系,C错误。细胞呼吸释放的能量一部分用于合成ATP,另一部分以热能的形式释放。据题图可知,加入z后,消耗的O2量增加,可知细胞呼吸产生的总能量增多,而合成的ATP量变化不大,故该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加,则物质z为DNP,D正确。 考法(二)　光合作用的原理和过程 3.研究人员利用菠菜叶绿体的类囊体和类似于“卡尔文循环”的“Cetch循环体系”构建了一种人造叶绿体(如下图),能够高效地将CO2转化为羟基乙酸,羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。下列分析错误的是 (　 ) A.为了使人造叶绿体能持续地运作,需要源源不断地输入光能 B.图中的Cetch循环需要NADP+、ADP和Pi作为直接原料 C.因为没有呼吸作用的消耗,人造叶绿体比天然叶绿体制造有机物的效率更高 D.若人造叶绿体得到广泛应用,一定程度上可减弱碳排放的影响 解析:选B　人造叶绿体需要源源不断地输入光能,以通过叶绿体的类囊体膜,将NADP+、ADP和Pi转化为NADPH、ATP,Cetch循环需要NADPH、ATP、CO2等作为直接原料,相当于光合作用暗反应阶段,A正确,B错误;因为没有呼吸作用的消耗,人造叶绿体比天然叶绿体制造有机物的效率更高,若人造叶绿体得到广泛应用,一定程度上可减弱碳排放的影响,C、D正确。 4.[多选](2024·南通模拟)下图是叶绿体淀粉合成的调节过程示意图,光下TPT活性受到限制。相关叙述正确的是 (　　) A.TPT分布在叶绿体外膜中,具有专一性和饱和性 B.与晚上相比,白天光合速率快,叶绿体中3⁃磷酸甘油酸与Pi的比值低 C.细胞质基质中的Pi浓度降低时,丙糖磷酸运出叶绿体受抑制 D.白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成 解析:选CD　叶绿体是双层膜结构,外膜的外面是细胞质基质,据题图可知,TPT既能转运丙糖磷酸又能转运Pi,具有专一性和饱和性,但位于叶绿体内膜上,A错误;TPT能将丙糖磷酸不断运到叶绿体外,同时将释放的Pi运回叶绿体基质,当细胞质基质中Pi浓度降低时,会抑制丙糖磷酸从叶绿体中运出,C正确;白天,光照较强,光合作用形成较多3⁃磷酸甘油酸,促进ADPG焦磷酸化酶催化淀粉形成,且光下TPT活性受到限制,TPT不能将Pi运回叶绿体基质,不会抑制ADPG焦磷酸化酶活性,因此白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成;晚上,光反应停止,TPT活性提高,积累在叶绿体里的Pi浓度便升高,因此,白天或光照下3⁃磷酸甘油酸与Pi的比值相对较高,B错误,D正确。 5.(2024·菏泽二模)光系统Ⅱ(PSⅡ)、Cb6/f和光系统Ⅰ(PS Ⅰ)等结构形成线性电子传递和环式电子传递两条途径,两条途径在光反应过程中均产生ATP。亲环素蛋白C37调控电子传递效率,提高植物对强光的适应性(如图)。在强光下,C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧,活性氧积累使叶绿素降解增加,活性氧积累到一定量使细胞凋亡。回答下列问题: (1)光合色素吸收光能后,将水分解为O2和H+,同时产生电子;电子经过电子传递链,可用于　　　　　结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭,CO2供应不足,短时间内暗反应中C3含量　　　　。环式电子传递与线性电子传递相比,NADPH与ATP的比值　　　　(填“较大”“较小”或“相等”)。  (2)根据题干信息,对强光下植物光合电子传递链调控机制的理解,说法正确的有　　　　。  A.强光下,C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程 B.强光下,C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率 C.C37缺失使电子传递受阻,进而降低活性氧的含量,可导致植物叶片变黄 D.C37缺失突变体转入高表达的C37基因,可降低强光下的细胞凋亡率 (3)现有分离得到的分别含C37和不含C37的类囊体,根据题干光反应机制,简要写出鉴定这两种类囊体的实验设计思路:　　　　　 　　　 　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后,一方面将水分解为O2和H+,同时,电子经传递,可用于NADP+与H+结合形成NADPH;强光环境会导致气孔关闭,CO2供应不足,短时间内暗反应中C3含量降低;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。因此环式电子传递与线性电子传递相比,NADPH与ATP的比值较小。 (2)强光下,C37还可以调控光合电子传递链中的环式电子传递过程,A错误;由题图可知,在强光胁迫下,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,因此C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率,B正确;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,导致活性氧积累,使叶片枯萎发黄,C错误;活性氧超过一定水平后会引发细胞凋亡,C37缺失突变体转入高表达的C37基因,可降低强光下的细胞凋亡率,D正确。 (3)由题意可知,在强光下,C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧,活性氧积累使叶绿素降解增加,活性氧积累到一定量使细胞凋亡,因此可以取强光下的分别含C37和不含C37的类囊体,提取、分离色素,比较色素带上叶绿素条带的宽度,叶绿素条带宽的为含C37的类囊体,叶绿素条带窄的为不含C37的类囊体。 答案:(1)NADP+与H+　降低　较小　(2)BD (3)取强光下的分别含C37和不含C37的类囊体,提取、分离色素,比较色素带上叶绿素条带的宽度 学科网（北京）股份有限公司 $$