专题1 微专题(3) 细胞代谢(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2025年高考生物大二轮专题复习（单选）

微专题(三)　细胞代谢 高考考点:1.酶在代谢中的作用。2.ATP在能量代谢中的作用。3.细胞呼吸。4.光合作用的基本过程。 5.影响光合作用速率的环境因素。6.光合作用和呼吸作用在生产、生活中的应用。 考点1　酶与ATP 　 1.酶、激素、抗体与神经递质的“一同”“四不同” (1)一同:均需要与特定物质结合后才能发挥作用，如酶需与特定的底物结合、激素需与特异性受体结合、神经递质需与突触后膜上的特异性受体结合、抗体需与特定抗原结合。 (2)四不同。 ① ② ③ ④ 2.酶的作用机理和特性 影响酶促反应速率的因素及其机理 3.探究酶的相关实验 酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜” (1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用斐林试剂，“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，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。 (3)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。 (4)在探究酶的适宜温度的实验中，“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。 4.以ATP为核心，构建能量转化模型 (1)ATP产生量与O2供给量间的关系。 (2)除光能、有机物中的化学能之外，硝化细菌等进行化能合成作用的细菌能利用体外环境中的某些无机物(如NH3)氧化时所释放的能量来合成有机物。 1.(2023·广东卷，T1)中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是(　　) A.揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触 B.发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C.发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性 D.高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 解析　揉捻可以破坏细胞结构，使多酚氧化酶与茶多酚接触，A项正确;酶的活性受温度、pH等因素的影响，发酵时，保持适宜的温度有利于维持多酚氧化酶的活性，有机酸含量增加会改变pH，进而影响多酚氧化酶的活性，B项正确，C项错误;高温会使多酚氧化酶失活，可防止过度氧化影响茶品质，D项正确。 答案　C 2.(经典高考题)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如表。下列相关叙述正确的是(　　) 管 号 2% H2O2 /mL 缓冲 液/mL 过氧化 物酶溶 液/mL 白菜梗提 取液/mL 煮沸冷却后 的白菜梗提 取液/mL 1%焦性 没食子 酸/mL 1 2 2 - - - 2 2 2 - 2 - - 2 3 2 - - 2 - 2 4 2 - - - 2 2 A.1号管为对照组，其余不都是实验组 B.2号管为对照组，其余都为实验组 C.若3号管显橙红色，无须对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D.若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 解析　由题表分析可知，1号管、2号管是对照组，3号管、4号管是实验组，A项正确，B项错误;实验设置必须遵循对照原则，3号与1、2号对照，3号管、2号管显橙红色，1号不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C项错误;3号管和4号管的自变量是温度，若3号管显橙红色，4号管不显橙红色，说明高温使过氧化物酶变性失活，D项错误。 答案　A 考题纵深进阶 判断正误。 (1)磷酸化酶a能为肝糖原水解提供活化能。(2023·浙江1月选考，T11) (×) (2)蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血。(经典高考题) (×) (3)ATP是细胞内绝大多数生命活动的直接能源物质，ATP的化学性质十分稳定。(经典高考题) (×) (4)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。则32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率不相等。(2021·海南卷，T14) (√) 维度一　ATP的合成、作用及酶的本质、作用(考查科学思维) 1.ATP是细胞内流通的能量“货币”，可由ADP转化而来，下列说法错误的是(　　) A.无氧呼吸的第二阶段有少量ADP的转化 B.叶绿体类囊体膜和叶绿体基质之间能发生ATP和ADP的转移 C.线粒体内膜属于细胞的生物膜系统，存在ATP合酶的位点 D.突触前膜释放神经递质需消耗ATP 解析　无氧呼吸的第二阶段不产生能量，没有少量ADP的转化，A项错误;叶绿体类囊体膜有ATP的生成，叶绿体基质有ATP的消耗，二者之间能发生ATP和ADP的转移，B项正确;生物膜系统包括细胞膜、核膜、细胞器膜等，线粒体内膜属于细胞的生物膜系统，存在ATP合酶的位点，C项正确;突触前膜释放神经递质的方式是胞吐，需消耗ATP，D项正确。 答案　A 2.(2024·衡水调研)抗体酶又称催化抗体，是一种具有催化功能的抗体分子。抗体酶将抗体的高度选择性和酶的高效催化功能巧妙结合，在其可变区赋予了酶的特性。下列相关叙述正确的是(　　) A.该酶可以提高化学反应的活化能 B.该酶彻底水解后的产物是二氧化碳和水 C.探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温 D.低温和高温均会使该酶失活 解析　酶的作用原理是降低化学反应的活化能，A项错误;抗体酶是一种具有催化功能的抗体分子，其本质为蛋白质，则彻底水解后的产物是氨基酸，B项错误;探究该酶的最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，C项正确;低温不会使该酶失活，D项错误。 答案　C 维度二　结合生产、生活考查影响酶促反应的因素(考查科学思维) 3.酶抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种类型，竞争性抑制剂能与底物竞争结合酶的活性部位;而非竞争性抑制剂与活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变。两种常用农药久效磷、敌百虫都是通过抑制害虫体内某消化酶活性来杀灭害虫的。为确定两种农药抑制酶活性的机制，某小组进行了实验，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量 B.久效磷可能与底物竞争酶的结合部位，抑制作用可逆 C.敌百虫可能导致酶的活性部位功能丧失，抑制作用不可逆 D.这两种农药对消化酶活性的抑制都不能通过增加底物浓度来缓解 解析　该实验的测量指标可以是单位时间内底物的消耗量，A项正确;施加久效磷后，随着底物浓度增加，酶促反应速率提高，所以久效磷可能与底物竞争酶的结合部位，抑制作用可逆，是竞争性抑制剂，B项正确;分析题图可知，施加敌百虫后，随着底物浓度增加，酶促反应速率在较低的水平保持稳定，所以敌百虫是非竞争性抑制剂，敌百虫可能导致酶的活性部位功能丧失，抑制作用不可逆，C项正确;根据BC选项，施加久效磷后，可以通过增加底物浓度缓解，而施加敌百虫后不能，D项错误。 答案　D 4.(2024·黑龙江九省联考)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，条件及结果如表。下列叙述错误的是(　　) 组别 条件及产物 ① ② ③ ④ 果胶 + + + + 多聚半乳糖醛酸酶 + + + + Ca2+ - + - - Mn2+ - - + - 55 ℃ - - - + 半乳糖醛酸 + - +++ ++ [注]　“+”表示存在和量的多少，“-”表示无。①~③组在常温下实验。 A.①④组的自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量 B.由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响 C.该实验说明，喷施Mn2+制剂可缩短果实成熟期 D.该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性 解析　①④组的条件只有温度不同，即自变量为温度，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量，A项正确;①②③组的条件为离子不同，因变量为半乳糖醛酸的量，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，B项正确;喷施Mn2+制剂，半乳糖醛酸增多，能促进果实的软化和成熟脱落，缩短果实成熟期，C项正确;多聚半乳糖醛酸酶具有专一性，D项错误。 答案　D 考点2　细胞呼吸与光合作用的过程 　 1.图解呼吸作用与光合作用的过程 (1)有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解。 (2)光合作用过程分析。 (1)光合作用和有氧呼吸的结构基础——ATP合酶。 ATP合酶分子结构 ATP产生机制:线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜的磷脂双分子层对质子高度不通透，因此膜高浓度侧的质子只能通过ATP合酶顺浓度梯度流出，而ATP合酶把质子的电化学势能转化成ATP中的化学能。 (2)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不能产生ATP，[H]在第一阶段产生，第二阶段被利用，无[H]的积累。 (3)光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的NADPH和ATP还可以维持一段时间的暗反应。 (4)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体，酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质;植物固定CO2的场所是叶绿体基质，蓝细菌、硝化细菌等固定CO2的场所是细胞质。 2.改变条件后，C3、C5、NADPH、ATP的含量及(CH2O)合成量变化 分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后，C3、C5、NADPH、ATP、ADP、NADP+的含量及(CH2O)合成量的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来分析，从具体的反应过程提炼出模型:“来源→某物质→去路”，通过分析其来源和去路的变化来确定含量变化。 如图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化: 1.(2023·湖北卷，T8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是(　　) A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获 D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 解析　据题图可知，在强光下，PSⅡ与LHCⅡ分离，减弱PSⅡ光复合体对光能的捕获;在弱光下，PSⅡ与LHCⅡ结合，增强PSⅡ光复合体对光能的捕获。LHCⅡ和PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，会导致类囊体膜上PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合增多，从而使PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A项正确。Mg2+是合成叶绿素的原料，叶绿素能吸收、传递和转化光能，若Mg2+含量减少，PSⅡ光复合体含有的光合色素含量降低，导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱，B项正确。弱光下PSⅡ光复合体与LHCⅡ结合，有利于对光能的捕获，C项错误。类囊体膜上的PSⅡ光复合体含有光合色素，在光反应中，其能吸收光能并分解水产生H+、电子和O2，D项正确。 答案　C 2.(2023·山东卷，T4)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 解析　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，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A项错误;玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，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，B项正确;转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C项错误;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]量相同，D项错误。 答案　B 考题纵深进阶 判断正误与填充。 (1)酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体。(2022·河北卷，T4) (×) (2)呼吸作用中有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中。(2022·河北卷，T4) (×) (3)光反应阶段中水在光下分解需ATP水解提供能量。(经典高考题) (×) (4)(经典高考题)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。如图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率小于(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素(或叶黄素和胡萝卜素)(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的NADPH和ATP减少，光合速率降低。 (5)(经典高考题)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。 (6)(2022·全国甲卷，T29节选)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是自身呼吸消耗或建造植物体结构(答出1点即可)。 维度一　光合作用与细胞呼吸的基本过程(考查科学思维) 1.(2024·烟台一模)科学家从菠菜中分离出类囊体，将其与多种辅因子和多样化的还原酶一起包裹在油包水滴中，构建出如图所示能实现CO2的连续转化且可编辑的人工光合细胞。下列说法错误的是(　　) A.人工光合细胞膜应该由单层磷脂分子组成 B.需持续加入多种辅因子为CO2转化提供能量和还原剂 C.通过改变还原酶的种类能实现可定制的CO2转化 D.与菠菜叶肉细胞相比，人工光合细胞更有利于有机物积累 解析　人工光合细胞膜外面是油里面是水，磷脂分子的头部亲水，尾部疏水，人工光合细胞膜中磷脂分子的排布呈单层排列，且表现为头部朝里，尾部朝外，A项正确;ATP和NADPH能为CO2转化提供能量和还原剂，由光反应提供，而多种辅因子参与CO2的固定，且C3还原能产生，故不需持续加入多种辅因子，B项错误;通过改变还原酶的种类能实现可定制的CO2转化，从而得到不同的有机物，C项正确;叶肉细胞需要进行消耗有机物的细胞呼吸，而人工光合系统能够进行光合作用，不能进行呼吸作用，能够更有效地积累有机物，D项正确。 答案　B 2.(2024·重庆联考)如图表示绿色植物光合作用光反应过程中质子(H+)和电子(e-)的传递情况，实线代表H+传递，虚线代表e-传递，PQ既可传递e-，又可传递H+。请回答下列问题: (1)类囊体薄膜的主要成分有_______，该生物膜具有流动性，主要表现为____________________和_________________________。 (2)少数处于特殊状态的叶绿素分子在光能激发下失去高能e-，失去e-的叶绿素分子，能够从水分子中夺取e-，使水分解为_____;e-经光系统Ⅱ→PQ→细胞色素b6f→PC→光系统Ⅰ等最终传递给__________，合成NADPH;伴随着e-的传递，H+通过_______方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累，形成一定的H+梯度，驱动ATP合成，最终实现光能转换为__________。 (3)当植物处于NADP+缺乏状态时将启动循环电子转运，该状态下叶绿体中_______(填“能”或“不能”)合成ATP。 解析　(3)据题图可知，当植物体处于NADP+缺乏状态时，NADPH的合成受到影响，将启动循环电子转运，H+通过与PQ结合生成PQH2途径进入类囊体腔，然后通过ATP合酶被转运到叶绿体基质的同时促进ATP的合成。 答案　(1)脂质和蛋白质　磷脂分子可以侧向自由移动　蛋白质大多能运动　(2)氧和H+　NADP+　主动运输　(活跃的)化学能　(3)能 维度二　辨析条件骤变引起代谢过程中物质含量的变化(考查科学思维) 3.阳光穿过森林会在地上投下“光斑”。如图显示了生长旺盛的某植物的一片叶子在“光斑”照耀前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的情况。虚线代表O2的释放速率，实线代表CO2的吸收速率，下列判断错误的是(　　) A.a点细胞中ATP的产量增加 B.a点后O2释放速率下降与ADP和NADP+供应不足有关 C.c与d的面积可能相等 D.b点细胞中C5含量增加 解析　a点时，由于光照强度突然增强，光反应速率加快，产生的O2、ATP、NADPH增加，但a点后暗反应速率较慢，从而限制了光合速率，光反应减弱，O2释放速率下降，A、B两项正确;在较理想的情境中，整个光合作用过程中O2的释放量和CO2的吸收量相等，c、d的面积分别代表二者之间的差值的绝对值，理论上应该相等，故在具体情境中c、d的面积有可能相等，C项正确;b点光照强度突然减弱，光反应速率降低，ATP、NADPH产量减少，C3还原速率下降，C5的合成减少，短时间内C5的消耗量不变，故b点时细胞中C5含量会减少，D项错误。 答案　D 4.某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗光合速率的变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.若b点时天气突然转阴，叶肉细胞叶绿体中C3含量降低 B.一天中不同时间的光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同 C.cd段最可能是光照强度过强损坏了叶绿体，致使光合速率下降 D.若a点时叶片的净光合速率为0，则此状态下苦菊幼苗的干重保持不变 解析　若b点时天气突然转阴，则光反应速率下降，光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少，暗反应中C3的还原速率下降，叶肉细胞叶绿体中C3含量升高，A项错误;题图中a、b、c中的b点是上午某个时间点，d、e、b中的b点是下午某个时间点，一天中不同时间的光照强度下，苦菊幼苗的光合速率可能相同，B项正确;cd段光照强度过强导致部分气孔关闭，细胞吸收的CO2减少，光合速率下降，C项错误;若a点时叶片的净光合速率为0，则此时叶片的真正光合速率等于呼吸速率，而幼苗的根、茎等器官只进行呼吸作用分解有机物，则此状态下苦菊幼苗的干重下降，D项错误。 答案　B 考点3　影响光合作用与细胞呼吸的因素 　 1.影响细胞呼吸的四类曲线 (1)水果、蔬菜和种子都需要在零上低温、低氧、高CO2浓度条件下储存;但水果、蔬菜需要适宜水分条件(一定湿度)，种子需要在干燥条件下储存。 (2)包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。 (3)作物栽培的过程中及时松土，保证根细胞的正常呼吸;提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生过多乳酸;稻田定期排水，抑制根细胞无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。 2.影响光合作用的三类曲线 (1)光照强度。 (2)CO2浓度。 (3)温度。 3.两条变化曲线的比较 (1)如果题干中给出的信息是叶绿体消耗CO2或叶绿体产生O2的量，则该数据为真正光合速率。 (2)整株绿色植物净光合速率为0时，叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。 (3)叶肉细胞的液泡中含有的一些水溶性色素，不能用于光合作用。 1.(经典高考题)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是(　　) A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度 B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度 C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度 解析　随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大时对应着一个温度，即最适温度，低于或高于此温度，净光合速率都将下降，随着温度升高，净光合速率不应先升高后趋于稳定，所以无法确定在CO2浓度足够大时，较高温度下的净光合速率高于较低温度，A、B两项不符合题意;由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C项不符合题意;随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够时，较高的CO2浓度下净光合速率较大，D项符合题意。 答案　D 2.(2024·山东卷，T21)从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度 (μmol CO2·mol-1) 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度 (mol H2O·m-2·s-1) 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 (1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有_________________。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是___________________________________。 (2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点_______(填“高”或“低”)，理由是_______________________ __________________________________________________。 (3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是__________________________________________________________。 解析　(1)光反应阶段生成的NADPH和ATP可供暗反应利用，其中NADPH作为还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时储存部分能量和ATP一起供暗反应阶段利用。分析野生型和突变体的①组数据可知，与野生型相比，突变体类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性均较高;分别对比野生型和突变体的②③组数据可知，细胞分裂素可以提高类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性。结合题干信息“该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性”推测，与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，促进了叶绿素合成，从而导致开花后突变体叶片变黄的速度较慢。(2)分析题表可知，与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，说明其CO2利用率较大，光饱和点较高。(3)已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，进而导致籽粒合成的淀粉减少。 答案　(1)ATP、NADPH　与野生型相比，突变体叶片合成的细胞分裂素较多，类囊体膜蛋白稳定性较高，可促进叶绿素的合成(合理即可) (2)高　与野生型相比，开花14天后突变体的胞间CO2浓度较低、气孔导度较大(进入叶肉细胞的CO2较多)，CO2利用率较大 (3)突变体蔗糖转化酶活性较高，能够催化更多的蔗糖分解为单糖，导致运输到籽粒的蔗糖减少，籽粒合成的淀粉减少(合理即可) 考题纵深进阶 判断正误。 (1)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。(2022·全国乙卷，T2) (√) (2)柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用。(2021·湖南卷，T12) (√) (3)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(2021·辽宁卷，T2) (√) (4)在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降。(2021·湖南卷，T7) (√) (5)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。(2021·湖南卷，T12) (√) 维度一　环境因素对细胞呼吸和光合作用的影响(考查科学思维) 1.在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是(　　) A.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C.类囊体薄膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降 解析　夏季中午叶片蒸腾作用强，植物失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱， A、D两项不符合题意;夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高于光合酶)，光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B项符合题意;夏季中午气温过高，叶绿体类囊体膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低，从而导致光合作用强度减弱，C项不符合题意。 答案　B 2.已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，细胞呼吸最适温度为30 ℃，科学家研究小麦30 ℃时光照强度与光合作用强度的关系，得到如图所示曲线。下列有关叙述错误的是(　　) A.在25 ℃条件下研究时，cd段位置会上移，a点会上移 B.b点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 C.其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动 D.c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与光合色素的量有关 解析　已知小麦光合作用最适温度为25 ℃，呼吸作用最适温度为30 ℃，题图曲线反映的是小麦在30 ℃时光照强度与光合作用强度的关系，若在25 ℃条件下研究，则光合作用强度增大，呼吸作用强度减小，cd段位置会上移，a点会上移，A项正确;b点时小麦的CO2吸收量和释放量均为0，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体，B项正确;Mg是构成叶绿素的元素，其他条件适宜，当植物缺Mg时，叶绿素含量减少，光合作用强度减弱，细胞呼吸强度不变，b点将向右移动，C项错误;c点之后小麦光合作用强度不再增加，此时限制小麦光合作用强度的内部因素可能是叶绿体中酶的数量、光合色素的含量等，D项正确。 答案　C 3.(2024·黑龙江九省联考)为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如图所示。回答下列问题: 图1 图2 图3 [注]　自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率(%)。 (1)图1表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是_____________________________________________;在线粒体中_____经过一系列化学反应与氧结合形成水，催化这一反应过程的酶分布在_____上。 (2)据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是_____ μmol·m-2·s-1。 (3)根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是_____，依据是___________________________________。 (4)图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异(简要写出实验思路和预期结果)__________________________________。 解析　(1)植株在遮光环境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗，确保自身有机物正常积累，从而保证自身正常生长。在线粒体中，有氧呼吸第一阶段和第二阶段产生的[H]和氧气结合，形成水和大量能量，此过程为有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜进行，所以催化这一反应过程的酶分布在线粒体内膜。(2)据题图1、2可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是总光合速率=净光合速率+呼吸速率=6.0+1.50=7.50 μmol·m-2·s-1。(3)根据题述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多。(4)实验思路:取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲、乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组中叶绿素的含量。预期结果:75%透光率的组内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量。 答案　(1)通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗，确保自身有机物正常积累，从而保证自身正常生长。　[H]　线粒体内膜　(2)7.50　(3)75%　此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多　(4)实验思路:取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲、乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组中叶绿素的含量。 预期结果:75%透光率的组内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量 维度二　围绕农作物增产，考查光合速率与呼吸速率的关系(考查科学思维) 4.在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果如表。下列说法正确的是(　　) 盐浓度/ (mmol·) 最大光合速率/ [μmol (CO2)· ·] 呼吸速率/[μmol (CO2)··] 0(对照) 31.65 1.44 100(低盐) 36.59 1.37 500(中盐) 31.75 1.59 900(高盐) 14.45 2.63 A.细胞中大多数无机盐以化合物形式存在 B.植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸产生的CO2量来测定 C.与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多 D.高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降 解析　细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，A项错误;要测定植物的呼吸速率，实验材料应该是整株植物，即测定该植物所有细胞的呼吸速率，而不是只测定根细胞的呼吸速率，B项错误;在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，产生的有机物更多，消耗的有机物更少，C项错误;高盐条件下，植物的最大光合速率下降，可能是因为外界溶液的浓度过高，使植物细胞失水，从而使气孔关闭，CO2吸收减少，D项正确。 答案　D 5.(2024·河南联考)一氧化氮(NO)是一种气体信号分子，对植物的生命活动具有重要的调控作用。某研究小组为探究NO对植物光合作用强度的影响，进行了如下实验。实验中用硝普钠(SNP)作为NO的供体。回答下列问题。 (1)设置两组实验，甲组喷施蒸馏水于叶片背面，乙组喷施等量一定浓度的SNP溶液，一段时间后，采用有机溶剂_______提取色素。提取液中的叶绿素主要吸收_______光，类胡萝卜素主要吸收_______光，据此可测定色素的含量。 (2)测定叶片的NO含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和气孔导度，结果如图。相较于甲组，推测乙组叶片的光合作用强度较_______(填“强”或“弱”)，其依据是__________________________________________。 (3)进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是__________________________________。 解析　(1)叶片中的色素能够溶解到有机溶剂中，因此可以利用无水乙醇对色素进行提取。提取液中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，通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量。(2)根据图示结果可知，与甲组相比，乙组叶片中光合色素含量低，抑制光反应，气孔导度变小，可以减少水分的蒸发，响应干旱胁迫，但是会抑制二氧化碳的吸收，影响暗反应过程，从而直接影响光合速率。(3)进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是有效提高了植物的渗透调节能力，增强了植物的抗逆性。 答案　(1)无水乙醇　蓝紫光和红　蓝紫　(2)弱　乙组叶片中光合色素含量低，抑制光反应阶段，气孔导度低，二氧化碳吸收少，抑制暗反应阶段　(3)有效提高了植物的渗透调节能力，增强了植物的抗逆性 学科网（北京）股份有限公司 $$