专题02 酶与ATP、细胞的代谢（4大串讲+4大题型）（复习讲义）（上海专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

O2.C02.N2学气体 乙醇、甘油特销溶性物西 水分情视》 自由数一 高表京→低应除衣度惊度〕 特点 不消阿能量 被运给 不需转运带白 霜瓷极.是破以及一地离子等 水{大部分情呢) 协世取 宋京→任有度健衣度梯度) 玛斯输一 特点 不待用崖量 需进转运雷白《我体写白/西直带日) K+、Ca2+、N归+等同子 菌藏进入小后上皮组图 物质跨膜运输 主远输 低依度一高衣度（逆衣魔夏） 为销能量 需唐体常白 过程一取排出些大分子或枪物 清耗倦量 点 不需及远正日.色需亚识蛋白 利用如包具有一定的流动性 教本质一绝大取是白质.部分兄职NA 一性 特性 专一性 作用条叶印 成物衣京 彩剩化反皮的因素 常东复/南量 库与ATP 形活性 1个珀分子 中文名你：一 解甘三磷位 3个家暴切 水解 一供防式 ATP 含威基团转移到目标分子上 ATF的台成 ATP与ADP之可的相西转化 ATF的水解 功能一ATP是牛金而们直接能物质 场所一班取历过质 绘一前段够解) 反应式一CdH:Q叠2丙副酸(CHO3+SAD-少量能量 场所一教体调 过程 第二阶®三我酸酥) 上丙制段C)角O+乙胜业A(二量化合物) 反应光 乙猴额简A+HO形CO+3NAD+少星使量 场所一线省体内侧 第三阶段电子传链/氧化南酸北园 反i式一24NADH日)60一442H0+大蒙毫量 有氧明吸 总反应式一 C.H046H0460- 一12H,0+6C0+能量 物质转H化一敢达锡U庄氧化分解为C02和H20 老三转换一蓝药朝分子中的心学图星线共化为大量AT下和格结 所一狂尼历基质 第一阶慢带解) 反M式一C:直：丙明酸（代NAI少量能量 一场所一 细汽西甚质 无呼一 反式一2丙副酸（C,HO,)+4NADH壁2CH.O 编二段一 乳脑友解 一乳酯凿 细胞呼吸 话用生物 所有动冷组3 分洪 植物中的马铃想些.玉米还.到根 反度式一2丙剩限(C,H)+4NADH昏2C,HOH+3C0 棒发管 酵阁堕 活用生物 多数植微组收 多故微生物 内因凉一迪推、生长发育时帆.需高兴型 影野吸作用的因病 外因一温度.0？衣度.C0?浓度.水量 日油一丙酸 三我酸循环 岩验一乙箱的A 出响制离出可被富化分解 氯世酸尿案（的氯基作用！ 蛋白压 氨酸有氧丹饭各个环节 叶黄紧（黄色） 期梦卜京 主云及收蓝紫光 转卜素（检黄色 光合色索 a好色) 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结合内环境、神经调节等知识点进行交叉命题，多维度考察细胞代谢知识点。 新风向演练 1．【新情景·土壤盐渍化】（2023·上海杨浦·模拟预测）土壤盐渍化严重影响农作物的产量。棉花是重要的经济作物。研究显示，改善土壤通气状况能有效减轻盐碱地（盐胁迫）对棉花生长的影响。如图表示在模拟盐胁迫条件下，棉花幼苗的生长状况及气孔开度。 (1)如图表明，在t3之前，盐胁迫导致气孔开度下降，其原因可能是__________。 A．保卫细胞失水皱增 B．胞间渗透压下降 C．根细胞供氧条件差 D．胞间CO2浓度下降 (2)盐胁迫t3天之后，棉花光合速率持续下降的可能原因是__________。 A．气孔开度下降 B．光反应效率降低 C．光合酶活性改变 D．高能化合物形成减缓 (3)土壤板结会影响到土壤的通气状况，从而影响ATP的供应。根据所学知识判断，棉花根细胞能产生ATP的场所包括 。（编号选填） ①类囊体 ②叶绿体基质 ③细胞质基质 ④线粒体膜 ⑤线粒体基质 (4)最新研究显示，盐胁迫会影响叶绿素的合成。为定量测定盐胁迫对叶绿素b合成量的影响。据下图分析。分光光度计的波长应设定在 。（编号选填） ①430mm②450mm③480nm④650mm⑤665mm (5)研究发现，若保持土壤通气状况，能在一定程度上缓解盐胁迫导致的净光合速率下降。可能的原因是_________。 A．增大了叶肉细胞二氧化碳摄入量 B．提高呼吸作用效率，促进根吸收矿质营养 C．增大ATP的供应，提高光合作用产物的输出效率 D．通气促进呼吸作用的效率远大于其对总光合效率的影响 研究还发现，棉花对土壤盐碱化有一定的耐受性，这与Ca2+离子跨膜运输有关，其机理如图所示。 (6)据图分析，盐胁迫条件下，Na+排出细胞的方式是 。 (7)据图简述棉花对土壤盐碱化有一定耐受性的原因 。 (8)研究发现外施乙烯气体会显著增强植物对于盐胁迫的耐受性。乙烯与ABA（脱落酸）的关系为 。（协同/拮抗） (9)盐胁迫等逆境会影响植物的生长和代谢，农技人员不断探索激素对植物调节作用以指导农业生产实践。下列生产实践中，与植物激素及其类似物相关的是_____________。 A．插枝促根 B．秸秆还田 C．棉花打顶 D．无籽果实 【答案】(1)A (2)BCD (3)③④⑤ (4)④ (5)ABC (6)主动运输 (7)一方面Ca2+离子跨膜运输进入棉花细胞，激活钙相应蛋白复合物，促进细胞内多于的Na+排出细胞；另一方面，盐胁迫条件下，细胞内脱落酸浓度升高，激活SNF蛋白，促进基因表达出更多的E蛋白，通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响 (8)协同 (9)ACD 【分析】1、识图分析可知，该图表示在模拟盐胁迫条件下，棉花幼苗的生长状况及气孔开度，图中0mmol/L的NaCl条件下为对照组，100mmol/L的NaCl条件下为实验组，根据图中曲线可知，在盐胁迫条件下，随着时间延长棉花幼苗的净光合速率降低，0-t3天时间段，气孔开度不断减小，t3天以后气孔开度不再发生变化。 2、绿叶中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。叶绿素a和叶绿素b分别在红光区波长约为665nm和650nm处具有最大吸收峰值。 【详解】（1）由于保卫细胞吸水膨胀引起气孔开放、失水收缩引起气孔关闭，因此盐胁迫导致保卫细胞失水皱增，导致气孔开度下降。综上所述，A正确，BCD错误。 故选A。 （2）A、识图分析可知，盐胁迫0-t3天时间段，气孔开度不断减小，t3天以后气孔开度不再发生变化，A错误； B、识图分析可知，盐胁迫t3天之后，气孔开度已经保持不变，但是由于气孔开度较小，导致植物叶肉细胞吸收二氧化碳减少，使得暗反应减慢，消耗的光反应产物ATP、NADPH减少，导致光反应产物积累，光反应效率降低，因此使得棉花光合速率持续下降，B正确； C、t3天以后气孔开度不再发生变化，净光合速率的下降说明光合酶活性改变，C正确； D、根据B选项分析可知，光反应产物积累，使得光反应效率降低，因此高能化合物形成减缓，D正确。 故选BCD。 （3）棉花根细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，因此通过细胞呼吸产生ATP，那么能产生ATP的场所包括：细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。 故选③④⑤。 （4）定量测定叶绿素b含量，需排除其他色素对光吸收的影响，识图分析可知，图中叶绿素b在波长约为650nm处具有较大吸收峰值，因此分光光度计的波长应设定650nm处，即选④。 （5）ABC、若保持土壤通气状况，能够提高根细胞的呼吸作用效率，促进根吸收矿质营养，提高根细胞的渗透压，减少细胞失水，使得气孔开度增大，二氧化碳吸收增多，缓解盐胁迫导致的净光合速率下降；由于提高根细胞的呼吸作用效率，可以增大ATP的供应，提高光合作用产物的输出效率，促进光合作用的进行，也能缓解盐胁迫导致的净光合速率下降，ABC正确； D、若通气促进呼吸作用的效率远大于其对总光合效率的影响，那么净光合速率将会进一步降低，D错误。 故选ABC。 （6）识图分析可知，盐胁迫条件下，Na+排出细胞时逆浓度梯度，同时需要H+顺浓度梯度运输产生的化学势能，因此Na+排出细胞的方式为主动运输。 （7）识图分析可知，一方面Ca2+离子跨膜运输进入棉花细胞，激活钙相应蛋白复合物，促进细胞内多于的Na+排出细胞；另一方面，在盐胁迫条件下，细胞内脱落酸浓度升高，激活SNF蛋白，促进基因表达出更多的E蛋白，通过E蛋白可以进一步调节盐胁迫对棉花的影响。 （8）根据第（7）小问的分析可知，脱落酸升高有助于提高植物对盐碱的耐受性，而外施乙烯气体会显著增强植物对于盐胁迫的耐受性，因此推测乙烯与ABA（脱落酸）在植物对于盐胁迫的耐受性方面表现为协同关系。 （9）生长素及其类似物可以促进扦插枝条生根以及促进果实的发育，因此可以用一定浓度的生长素类似物处理未受精的雌蕊柱头可以获得无籽果实，因此AD都与生长素及其类似物有关；棉花打顶是解除顶端优势的措施，主要与生长素有关；而秸秆还田主要是为了减少土壤中矿质元素的流失。综上所述，B与植物激素及其类似物无关，ACD都与生长素及其类似物有关。 故选ACD。 核心串讲1 细胞通过质膜与外界进行物质交换 1.被动运输 2.渗透现象 3.主动运输 （1） 概念：为了满足正常生理活动的需要，物质逆浓度梯度从细胞外吸收或向细胞外排除一些物质。 （2） 特点：物质逆浓度梯度（分子少的-分子多的地方运输）进出细胞需借助质膜上的载体蛋白，还需要细胞提供能量。 （3） 能量：ATP水解供能；其他物质的电化学势能驱动（协同转运） （4） 实例：K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞；葡萄糖进入小肠上皮细胞。 协同转运：小肠上皮细胞吸收肠腔里的葡萄糖属于协同运输。低浓度-高浓度运输葡萄糖无需能量。因为Na顺浓度梯度运输进来的时候把葡萄糖也带进来了。Na再通过Na-K泵又会把Na泵出去（消耗能量）。总体是消耗能量的属于主动运输。 （5）影响因素：载体蛋白的种类和数量、能量（温度、O2浓度） （6）意义：主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 4.胞吞和胞吐 核心串讲2 酶与ATP 1.观察酶的催化实验 动物肝脏细胞中有丰富的过氧化氢酶，可催化过氧化氢（H2O2）的分解，放出O2。FeCl3是无机催化剂，也可催化H2O2分解。通过比较两种催化反应的气泡产生量，可以判断酶的催化效率。 取3支试管，分别标记为 A、B、C。加入试剂和材料，并用封口膜盖住试管口。观察各试管内气泡产生情况。 （1）实验原理（过氧化氢分解） 2H2O22H2O＋O2↑ （2）实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 2.酶的概念 3.ATP 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光合作用（光能）、细胞呼吸（有机物中的化学能） 储存在特殊化学键中的能量 能量去路 储存在ATP中 水解断裂最外侧高能磷酸键，释放能量用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 结论 ATP与ADP相互转化，所需的酶、能量的来源和去路、反应场所不同，故不是可逆反应 核心串讲3 细胞呼吸 1.细胞呼吸 （1）细胞呼吸定义：细胞通过氧化分解有机物，将有机物中的能量换成可供生命活动直接使用的ATP的过程。 （2）细胞呼吸的类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 2.有氧呼吸 （1）有氧呼吸定义：大多数真核生物细胞呼吸过程有O2的参与。 （2）总化学反应式： （3）有氧呼吸过程： 场所 细胞质基质 线粒体（有氧呼吸的主要场所） 过程 糖酵解 三羧酸循环、电子传递链 产物 丙酮酸（C3H4O3） CO2和H2O 能量 有部分能量储存在ATP中，其余以热能形式释放 释放的能量部分转化生成ATP，部分以热能的形式释放 过程 产物 丙酮酸（C3H4O3）、释放少量能量、形成少量ATP CO2、H+、释放少量能量、形成少量ATP； H2O、释放大量能量、形成大量ATP 物质转换 葡萄糖被彻底氧化分解为CO2和H2O 能量转换 葡萄糖分子中的化学能最终转化为大量ATP和热能 （4）氧化磷酸化 三羧酸循环中，乙酰辅酶A与草酰乙酸（四碳化合物）结合形成柠檬酸（六碳化合物），在一系列酶的催化下，逐步氧化释放 CO2后仍生成草酰乙酸，可再与乙酰辅酶A结合进行下一轮循环。此过程直接产生少ATP和一定量NADH。 NADH携带的电子在线粒体内膜上的传递过程中，内膜上的蛋白质利用电子的能量，将线粒体基质中的H+泵入内外膜间隙，使内膜两侧H+浓度差增加。膜间隙的H+从ATP合酶（一种具有合成ATP功能的酶）处流回基质，驱动ATP合酶将ADP磷酸化形成ATP。此过程的能量来源于NADH的氧化，故称为氧化磷酸化。1分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化分解约产生30个ATP。 3.无氧呼吸 （1）场所：细胞质基质 （2）过程： （3）类型及反应式： 场所 细胞质基质 过程 糖酵解 乳酸发酵或酒精发酵 产物 丙酮酸（C3H4O3） CO2和H2O 过程 能量转换 大部分储存在酒精或乳酸中； 释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 意义 一些动植物细胞和微生物能通过无氧呼吸的方式分解有机物获取能量，以保障短时间缺氧环境下生命活动的进行。 （4）比较有氧呼吸和无氧呼吸 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要氧气、酶和适宜的温度 不需氧气，需要酶和适宜的温度 场所 细胞质基质（第一阶段） 线粒体（第二阶段） 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 分解产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量释放 大量 少量 相 同 点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需 过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 4.其他有机物也可被氧化分解 其他有机物的氧化分解 核心串讲4 光合作用 1.叶绿体是植物光合作用场所 （1）叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础 ①叶片、叶绿体、类囊体、基粒等结构，使光吸收面积最大化，有利于捕获更多的光能。 ②囊体膜上分布着丰富的与光合作用有关的色素和蛋白质，是光能吸收和转换的场所。 （2）高等植物叶绿体中的色素的种类： 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 叶黄素 黄色 最少 最高 最快 胡萝卜素 橙黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 （3）叶绿体色素吸收光谱 ①叶绿体色素的显著特点是能吸收可见光中特定波长的光：主要集中在蓝紫光和红橙光区域，几乎不吸收绿光。 ②不同色素分子吸收的光的波长有差异。 ③叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。④在自然界中，晴天的直射光中红橙光的比例高，阴天的散射光中蓝紫光比例高。 （4）光合色素的功能 ①吸收：叶绿素自身能吸收光能； ②传递：叶绿素把吸收的光能传递给别的分子； ③转化：少数的叶绿素a把吸收的光能转变成电能的作用。 2.光合作用是物质和能量的转换过程 （1） 定义：植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将CO2和H2O变为糖和O2的过程。 （2） 化学式： （2）探索光合作用原理的部分实验 时间/发现者 内容 1642年 比利时科学家赫尔蒙特认为，植物生长增加的质量主要来源于水，而不是土壤。 1771年 英国化学家普里斯特利认为植物能够净化由于蜡烛燃烧、动物呼吸而变得“污浊”空气。 1779年 荷兰科学家英格豪斯发现植物净化空气的必要条件。 1785年 随着空气组成成分的发现，人们才明确植物在光下放出的气体是O2，吸收的是CO2。 1804年 瑞士化学家索绪尔证明植物体的碳来自植物同化大气中的CO2。 19世纪中期 德国物理学家迈尔发现植物把太阳能转化成化学能贮存起来，成为能量的供给者。 1864年 德国植物生理学家萨克斯说明叶片在光下制造了淀粉。 1897年 法国科学家佩弗将绿色植物利用太阳能将CO2和H2O合成为有机物并释放O2的过程。 1941年 美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法实验为O2的来源提供直接的证据。 20世纪40年代 美国科学家卡尔文团队使用同位素标记和双向纸层析技术研究光合作用中怎样固定CO2。 1929年 中国科学家殷宏章发现“光色瞬变效应”，进一步证实了光合作用有两种光系统。 （3）光合作用过程 光反应阶段 碳反应阶段 比较项目 区别 反应场所 叶绿体的类囊体膜上 叶绿体的基质中 反应速度 较快 较缓慢 与光的关系 必须在光下进行 不需要叶绿素和光，需要多种酶 物质变化 C的转移 O的转移 14CO2→14C3→14CH2O（碳反应） H218O→18O2（光反应）；C18O2→C3→CH218O（碳反应） 能量变化 光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→糖分子中稳定的化学能 联系 ①光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应提供NADPH和ATP（ATP从类囊体膜移向叶绿体基质）；碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋（ADP从叶绿体基质移向类囊体膜）； ②没有光反应，碳反应缺乏NADPH和ATP无法进行；碳反应受阻，光反应因产物积累也不能正常进行。可见，二者相互制约； ③光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于碳反应，不用于其他生命活动过程。 （4）光合作用中的物质变化（C3和C5含量变化） 条件 光照由强到弱CO2供应不变 光照由弱到强CO2供应不变 CO2供应由充足到不足，关照不变 CO2供应由不足到充足，关照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 NADPH和ATP 减少或没有 增加 增加 减少 能力1 物质跨膜运输比较 能力2 细胞呼吸的影响因素及其应用 1．内部因素 （1）遗传特性：实例：旱生植物＜水生植物，阴生植物＜阳生植物； （2）生长发育时期：实例：幼苗期＞成熟期； （3）器官类型：实例：生殖器官＞营养器官。 2.外部因素 因素 温度 O2浓度 CO2浓度 水 原理 主要影响酶活性 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 曲线 应用 ①零上低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗； ②温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累 ①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡； ②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等 对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 ①粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗； ②干种子萌发前进行浸泡处理 能力3 细胞呼吸的影响因素及其应用 1.光合作用的强度（又称光合速率） （1）定义：单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的O2量或消耗的CO2量来表示，植物的光合速率不仅受内在因素的控制，还受多种环境因素的影响。 （2）辨析总光合速率和净光合速率 项目 表示方法（单位：g·cm－2·h－1） 呼吸速率 线粒体释放CO2量（m1）；黑暗条件下细胞（植物体）释放CO2量 线粒体吸收O2量（n1）； 黑暗条件下细胞（植物体）吸收O2量 有机物（葡萄糖）消耗量 净光合速率 细胞（植物体）从外界吸收的CO2量（m2） 细胞（植物体）释放到外界的O2量（n2） 植物（叶片）积累的有机物（葡萄糖）量 真正（总）光合速率 叶绿体利用、固定/消耗CO2量m3或（m1＋m2） 叶绿体产生、释放O2量n3或（n1＋n2） 植物（叶绿体）光合作用产生/实际制造的有机物（葡萄糖）量 植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 2.影响光合作用强度的因素 （1）环境因素（外因） ①光照强度 总光合项目 生理过程 气体交换 生理状态模型 A点 只进行呼吸作用 吸收O2、释放CO2 AB段 呼吸作用＞光合作用 （净光合速率＜0） 吸收O2、释放CO2 B点 呼吸作用=光合作用 （净光合速率=0） 不与外界进行气体交换 B点以后 呼吸作用＜光合作用（净光合速率＞0） 吸收CO2、释放O2 C点 随光照强度增加，光合速率不再增大。限制因素：CO2浓度，酶，色素等。 应用 温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。 ☆光补偿点和光饱和点的移动 环境变化 光补偿点 光饱和点 适当增大CO2浓度 左移 右移 适当减小CO2浓度 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 ②CO2浓度： CO2是光合作用的原料，大气中CO2浓度约为0.03%，基本稳定。 原理：CO2影响碳反应阶段，制约C3的形成。 原理 CO2是光合作用的原料，大气中CO2浓度约为0.03%，基本稳定。 分析 图1 A点表示CO2补偿点； 此点植物代谢特点：光合速率=细胞呼吸速率 图2 A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度； B点和B'点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。 应用 在人工温室栽培时补充室内CO2的浓度，可使一些作物生长加快，增产效果明显。 ③温度、水和无机盐 外部环境因素 温度 水、无机盐 原理 温度主要影响酶的活性和蛋白质的功能 ①水是光合作用的原料，缺水会导致光合作用速率的减慢甚至停止。许多陆生植物叶片表面有厚的蜡质层，还有一些植物 在中午阳光直射时会关闭气孔，从而减少水分蒸腾； ②无机盐影响叶绿素等有关化合物的合成（缺镁叶绿素的形成，影响光反应，缺氮、缺磷（ATP、NADPH不能合成），所以都会影响光合作用。 应用 合理灌溉施肥 ④光质 原理：光合作用强度与光质（不同波长的光）有关，在可见光光谱的范围内，不同波长的光下，光合作用效率是不同的。白光为复合光，光合作用能力最强。红光、蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下植物的光合作用强度最弱。 （2）影响因素-内因 ①与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 ②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 注：影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 ③叶面积指数 能力4 光合作用与呼吸作用的综合应用 1.光合作用和呼吸作用的联系 光合作用 有氧呼吸 代谢类型 合成作用（或同化作用） 分解作用（或异化作用） 物质变化 无机物有机物 有机物无机物 能量变化 光能―→化学能（储能） 化学能―→ATP、热能（放能） 实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 叶绿体 活细胞（主要在线粒体） 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 联系 2.光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向（元素转移） C：14CO2 14C3→有机物丙酮酸14CO2 O：H218O18O2H218O； H218OC18O2→C3→有机物丙酮酸C18O2 3.能量转化 光能ATP和NADPH中的能量（CH2O）中的能量 4.呼吸速率、净光合速率和总光合速率的表示方法（净光合速率=总光合速率-呼吸速率） 检测指标 净光合速率 总光合速率 呼吸速率 CO2 吸收量 固定量、消耗量 释放量 O2 释放量 产生量 吸收量 有机物 积累量 产生量、制造量 消耗量 01 细胞通过质膜与外界进行物质交换 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）盐胁迫下的细胞应对机制 研究表明，在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜借助质子泵（H+-ATP酶）使两侧H+形成的电化学梯度，借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，使其能在土壤盐分为3%~12%的中重度盐碱地生长。 (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于_____的浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至导致萎蔫。（单选） A．细胞质基质 B．植物细胞外的间隙液 C．液泡内的细胞液 (2)当盐浸入到根周围的环境时，Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞，在此情况下，SOS1发生磷酸化，导致Na+通过 方式运出细胞的能力增强，同时细胞质基质中的Ca2+浓度增加会_______HKT1活性，________AKT1活性，使细胞内的代谢恢复正常。 （单选） A．激活、激活            B．抑制、激活            C．激活、抑制            D．抑制、抑制 (3)据图分析，各结构中H+浓度分布存在差异，该差异主要由位于 上的质子泵转运H+来维持的。这种H+的分布特点为SOS1和NHX两种转运蛋白运输Na+提供了动力，帮助根细胞将Na+转运到细胞膜外和液泡内，从而减少Na+对胞内代谢的影响。Na+通过NHX进入液泡的运输方式是 。 (4)若使用ATP抑制剂处理细胞，Na+的排出量会明显减少，其原因是 。 (5)图是NaCl处理模拟盐胁迫，甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。根据结果可知，盐胁迫下，GB可通过 提高玉米的耐盐性。 【答案】(1)C (2)主动运输 B (3)细胞膜和液泡膜 主动运输 (4)由于H+逆浓度运出细胞的方式为主动运输，需要ATP为其提供能量，使用ATP抑制剂处理细胞，H+运出细胞减少，而Na+的排出依赖于H+浓度差，因此Na+排出量减少 (5)提高液泡膜NHX载体活性 【分析】题图分析，根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输，运输方式为主动运输。SOS1将H+运进细胞质基质的同时，将Na+排出细胞。NHX将H+运入细胞质基质的同时，将Na+运输到液泡内，即钠离子的排出消耗的是氢离子的梯度势能，该过程使得细胞质基质中钠离子浓度维持相对较低的状态，有利于缓解盐胁迫。 【详解】（1）盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞液泡内的细胞液，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长，C正确，AB错误。 故选C。 （2）当盐浸入到根周围环境时，Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞，SOS1发生磷酸化，导致Na+通过主动运输方式运出细胞的能力增强，能量来自H+顺浓度梯度产生的电化学势能，Ca2+能调节Na+、K+转运蛋白的功能，为使细胞内代谢恢复正常，要减少Na+进入细胞，增加K+进入细胞，所以细胞质基质中Ca2+浓度增加会抑制HKT1（Na+进入细胞的载体）活性，激活AKT1（K+进入细胞的载体）活性，B正确，ACD错误。 故选B。 （3）据图分析，图示各结构中H+浓度分布存在差异，图示H+浓度的运输需要借助于细胞膜上的SOS1和液泡膜上的NHX，且同时实现钠离子的逆浓度梯度转运，即通过盐分的排出和盐分集中到液泡中的过程实现了细胞质基质中钠离子含量的相对稳定，可见图示各部分中H+浓度分布存在差异，主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵转运H+来维持的，即实现了膜外和液泡内H+的高浓度。对于Na+进入液泡是逆浓度梯度，由H+浓度差提供动力，属于主动运输。 （4）由题目信息，由于H+逆浓度运出细胞的方式为主动运输，需要ATP为其提供能量，使用ATP抑制剂处理细胞，H+运出细胞减少， 而Na+的排出依赖于H+浓度差，因此Na+排出量减少。 （5）从图2可以看出，NaCl处理模拟盐胁迫下，添加GB时，液泡膜NHX载体活性比单独NaCl处理时高，说明GB可通过提高液泡膜NHX载体活性而提高玉米的耐盐性。 02 酶催化细胞的化学反应 2.（2025高二下·上海宝山·学业考试）过氧化物酶体是细胞内的一种囊泡状细胞器，内含氧化酶和过氧化氢酶，可氧化细胞内的有毒物质和极长链脂肪酸等，其发生途径如图所示。 (1)从发生途径可推测，下列细胞可能不含过氧化物酶体的是__。 A．叶肉细胞 B．大肠杆菌细胞 C．肾细胞 D．肝细胞 (2)据图可知，与过氧化物酶体结构较为相似的细胞器是 。 ①中心体   ②线粒体   ③溶酶体 (3)过氧化物酶体的基质蛋白可能出现的结构有________ A．细胞质基质 B．内质网 C．过氧化物酶体 D．过氧化物酶体的前体 (4)过氧化物酶体膜蛋白和基质蛋白间一定存在的差异有 。 ①元素的种类②氨基酸的种类③氨基酸序列④空间结构⑤各自的功能⑥指导其合成的基因 (5)相较于消化酶等分泌蛋白，过氧化物酶体膜蛋白从合成到参与构成过氧化物酶体，缺少的生理过程是 。 ①细胞核转录   ②核糖体翻译   ③内质网加工   ④囊泡转运   ⑤高尔基体修饰 (6)过氧化物酶体膜允许氨基酸、蔗糖、乳酸等小分子物质自由穿越，在一定条件下允许一些大分子物质无需囊泡协助进行穿膜转运，由此可见，物质可能以 （编号选填）方式进出过氧化物酶体，它的膜通透性较质膜 （编号选填）。 ①被动运输   ②主动运输   ③胞吞胞吐   ④高   ⑤低   ⑥基本相同 (7)有关过氧化物酶体中氧化酶和过氧化氢酶描述合理的有_______。 A．两类酶的活性中心结构不同 B．两类酶的最适pH差异应该较大 C．两类酶的最适温度差异应该较小 D．两类酶都能在体内外发挥催化作用 (8)据图可知细胞内过氧化物酶体的发生途径有 。 ①内质网脱囊泡形成前体后发育而成 ②核糖体直接构建出前体后发育而成 ③已有的过氧化物酶体分裂增殖 【答案】(1)B (2)③ (3)ACD (4)③④⑤⑥ (5)④⑤ (6)①② ④ (7)ACD (8)①③ 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶能在体内外发挥作用。 【详解】（1）过氧化物酶体的合成需要细胞核的参与，大肠杆菌细胞没有细胞器，可能不含过氧化物酶体。ACD错误，B正确。 故选B。 （2）过氧化物酶体是细胞内的一种囊泡状细胞器，内含氧化酶和过氧化氢酶，可氧化细胞内的有毒物质和极长链脂肪酸等，所以与过氧化物酶体结构较为相似的细胞器是溶酶体。①②错误，③正确。故选③。 （3）从图中可以看出过氧化物酶体的基质蛋白可能出现在细胞质基质、过氧化物酶体，以及过氧化物酶体的前体。B错误，ACD正确。 故选ACD。 （4）据图判断形成过氧化物酶体膜蛋白和基质蛋白的模板不一样，所以指导其合成的基因不同，氨基酸的排列顺序、空间结构以及功能均不同，但元素一般相同，氨基酸的种类也可能相同。①②错误，③④⑤⑥正确。 （5）过氧化物酶体膜蛋白不需要高尔基体加工，不需要分泌到细胞外，也就不需要囊泡转运。①②③错误，④⑤正确。 （6）过氧化物酶体膜允许氨基酸、蔗糖、乳酸等小分子物质自由穿越，属于被动运输，在一定条件下允许一些大分子物质无需囊泡协助进行穿膜转运，属于主动运输，它的膜通透性较质膜高。 （7）A、过氧化物酶体中氧化酶和过氧化氢酶的活性中心结构不同，A正确； B、两类酶的最适pH差异应该较小，B错误； C、两类酶的最适温度差异应该较小，C正确； D、酶都能在体内外发挥作用，D正确。 故选ACD。 （8）据图判断，细胞内过氧化物酶体的发生途径有内质网脱囊泡形成前体后发育而成，已有的过氧化物酶体分裂增殖。②错误，①③正确。 03 细胞通过分解有机分子获取能量 3．（25-26高二上·上海·阶段练习）莱茵衣藻不仅能进行光合作用，还能有氧呼吸和无氧呼吸，是科学家研究三者之间相互作用的理想模式生物，其细胞结构和部分代谢过程如图所示。 (1)据图和所学知识判断，下列细胞结构与莱茵衣藻最为相似的是________。 A．脂肪细胞 B．蓝细菌 C．黑藻的叶肉细胞 D．洋葱鳞片叶表皮细胞 (2)图中，生理过程X发生的场所、物质Y分别是________。 A．细胞质基质和丙酮酸 B．细胞质基质和乙酰辅酶A C．叶绿体基质和丙酮酸 D．叶绿体基质和乙酰辅酶A (3)在光照适宜且氧气充足的条件下，莱茵衣藻细胞内存在的能量转换有 。（编号选填） ①葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能 ②光能转换成ATP和NADPH 分子中活跃的化学能 ③ATP和NADPH分子活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能 ④葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能 (4)若探究莱茵衣藻细胞内光合色素种类与绿色植物的差异，下列操作合理的是__________。（多选） A．用 95%乙醇提取光合色素 B．用聚酰胺薄膜层析分离光合色素 C．取双缩脲试剂与光合色素混合 D．用分光光度计测定665nm波长处的吸光值 (5)图中发生的光能吸收和转换过程中能产生H+，后者来自于________。 A．水的光解 B．NADPH的分解 C．ATP的水解 D．叶绿素a释放电子 莱茵衣藻无氧呼吸会产生有机小分子弱酸（HA），后者能跨膜进入类囊体，并在类囊体内释放出H+。过量H+在类囊体腔中的积累导致类囊体酸化，进而影响光合作用正常进行。 (6)图中HA从产生部位进入类囊体，需要跨越的生物膜层数为 层。 (7)研究人员用适宜浓度的HCl和HA 分别处理莱茵衣藻，发现HA处理可造成莱茵衣藻类囊体酸化，而HCl处则不会，可能的原因是______。（多选） A．HA呈弱酸性 B．HA不带电荷 C．HA是小分子 D．HCl全部电离 莱茵衣藻白天进行有氧呼吸，而夜间则依靠无氧呼吸维持能量供应。为进一步研究莱茵衣藻无氧呼吸对其新陈代谢的影响，研究人员开展下列实验：（1）在光照适宜且氧气充足的条件下测定莱茵衣藻类囊体膜上的电子传递速率（如图）。（2）在氧气充足的条件下，测定不同环境 pH下莱茵衣藻的O2消耗速率，发现随环境 pH 下降，莱茵衣藻单位时间内 O2消耗速率逐渐下降。 (8)据上述实验结果推断，莱茵衣藻无氧呼吸对光合作用和有氧呼吸的影响分别是______。 A．促进、促进 B．促进、抑制 C．抑制、促进 D．抑制、抑制 【答案】(1)C (2)B (3)①②③④ (4)AB (5)A (6)3 (7)ABD (8)D 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）A、莱茵衣藻是真核生物，具有叶绿体和线粒体等细胞器，脂肪细胞属于动物细胞，没有叶绿体，与莱茵衣藻结构差异较大，A错误； B、蓝细菌是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，也没有复杂的细胞器，与莱茵衣藻结构不同，B错误； C、黑藻的叶肉细胞是真核植物细胞，含有叶绿体和线粒体等细胞器，与莱茵衣藻结构最为相似，C正确； D、洋葱鳞片叶表皮细胞是植物细胞，但没有叶绿体，与莱茵衣藻结构有差异，D错误。 故选C。 （2）葡萄糖在细胞中首先进行呼吸作用第一阶段的反应，即葡萄糖分解产生PYR（丙酮酸）和少量能量，该过程发生在细胞质基质中，葡萄糖经过呼吸作用第一阶段产生的PYR（丙酮酸）进一步反应生成Y（乙酰辅酶A），然后进入线粒体参与有氧呼吸的后续过程，所以生理过程X（葡萄糖分解产生丙酮酸以及丙酮酸转化为乙酰辅酶A的过程）发生的场所是细胞质基质，物质Y是乙酰辅酶A，B正确。 故选B。 （3） ①葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能,，即细胞呼吸过程，可以发生在莱茵衣藻细胞内，①正确； ②在光照适宜且氧气充足的条件下，莱茵衣藻可以进行光合作用，在光反应阶段，光能转换成ATP和NADPH分子中活跃的化学能，②正确； ③在暗反应阶段，ATP和NADPH分子活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能，该过程可以发生在莱茵衣藻细胞内，③正确； ④莱茵衣藻细胞内可以进行有氧呼吸，在有氧呼吸过程中，葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能以及ATP和NADH中活跃的化学能，④正确。 故选①②③④。 （4）A、光合色素能溶解在有机溶剂中，95%乙醇可以作为提取光合色素的有机溶剂，所以用95%乙醇提取光合色素是合理的，A正确； B、聚酰胺薄膜层析法是分离光合色素的常用方法之一，不同的光合色素在聚酰胺薄膜上的吸附-解吸附能力不同，从而实现分离，B正确； C、双缩脲试剂是用来检测蛋白质的，光合色素不是蛋白质，不能用双缩脲试剂与光合色素混合，C错误； D、在665nm波长处主要吸收红光，对应的色素是叶绿素（叶绿素a和叶绿素b），而莱茵衣藻细胞和绿色植物都含有叶绿素，所以不能用分光光度计测定665nm波长处的吸光值来探究莱茵衣藻细胞内光合色素种类与绿色植物的差异，D错误。 故选AB。 （5）在光合作用的光反应中，水在光下分解产生氧气和H+，这是光反应中H+的来源，而NADPH的分解、ATP的水解、叶绿素a释放电子都不是光反应中产生H+的过程，所以在光能吸收和转换过程中产生的H+来自于水的光解，A正确。 故选A。 （6） 莱茵衣藻无氧呼吸产生HA的场所是细胞质基质，类囊体是叶绿体中的结构，叶绿体有双层膜，HA从细胞质基质进入类囊体需要跨越叶绿体的两层膜以及类囊体膜1层，共3层生物膜。 （7） A、HCl是强酸，可能会破坏类囊体膜的结构，使其失去相应的功能，而HA呈弱酸性，能跨膜进入类囊体，并在类囊体内释放出H+，过量H+在类囊体腔中的积累导致类囊体酸化，A正确； B、HA不带电荷，这使得它能够更容易地跨膜进入类囊体，而HCl在溶液中会电离出H+和Cl-，带电粒子跨膜相对困难，所以HA能进入类囊体释放H⁺导致酸化，而HCl不能，B正确； C、HA是小分子不是其能造成类囊体酸化而HCl不能的关键因素，小分子不一定就能跨膜进入类囊体并产生酸化效果，C错误； D、HCl会电离产生的H+和Cl-，由于带电难以跨膜进入类囊体，所以不会造成类囊体酸化，D正确。 故选ABD。 （8）从图2可以看出，HA处理（模拟无氧呼吸产生HA的情况）后类囊体膜上的电子传递速率降低，说明无氧呼吸对光合作用有抑制作用；从“在氧气充足的条件下，测定不同环境pH下莱茵衣藻的O2消耗速率，发现随环境pH下降，莱茵衣藻单位时间内O2消耗速率逐渐下降”可知，无氧呼吸对有氧呼吸有抑制作用，所以莱茵衣藻无氧呼吸对光合作用和有氧呼吸的影响都是抑制，D正确。 故选D。 04 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中 4．（25-26高二上·上海浦东新·阶段练习）民以食为天，水稻是中华大地上最主要的粮食作物之一，提高水稻产量是人们亘古不变的话题。如图为水稻光合作用过程模式图，A-J表示物质或结构。 (1)白天，水稻叶肉细胞不能产生ATP的场所是___________。(单选) A．类囊体 B．叶绿体基质 C．线粒体内膜 D．线粒体基质 (2)图中，J的化学本质和E所表示的物质分别是___________。(单选) A．蛋白质和ATP B．多糖和NADPH C．RNA和ATP D．蛋白质和NADPH (3)反应I类囊体腔中积累H+的生理意义是___________。(多选) A．为水的光解提供能量 B．形成膜内外两侧的H+浓度差 C．为ATP合成提供能量 D．防止叶绿体色素被破坏 (4)图中，反应Ⅱ为光合作用的 阶段，反应场所为 。在该阶段中， 和 中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能。(物质填写图中字母) (5)突然停止光照，图中C和三碳化合物的含量变化分别是 和 。(编号选填) ①升高   ②不变   ③下降 研究者研究了不同强度紫外线对水稻光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强25%组(R1)、紫外线强度增强50%组(R2)三组，每组处理3个重复，连续处理56天。获得的总叶绿素含量变化数据如图。研究者还用显微镜观察了三组细胞结构，发现： CK组：大量叶绿体紧贴细胞边缘，呈长椭圆形，膜结构完整，内部结构清晰，基粒排列整齐而致密。 R1组：叶绿体数目减少，明显肿胀变形，叶绿体膜完整性有轻微破坏，基粒松散。 R2组：叶绿体数目很少，肿胀加剧，呈梭形；叶绿体膜边缘模糊部分破损缺失；基粒膨胀松散，排列稀疏紊乱，类囊体模糊不清。 (6)据图推测CK、R1、R2三组实验中水稻的净光合速率的大小___________。(单选) A．CK>R1=R2 B．CK>R1>R2 C．CK<R1<R2 D．CK>R1≈R2 (7)根据本实验中获取的数据和资料，结合光合作用过程阐述高强度紫外线辐射影响水稻光合作用的机制∶ 。 袁隆平院士在抗盐碱“海水稻”的研究中发现，突变型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，但固定CO2的酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在25℃不同光照强度下的CO2吸收速率。请回答∶ (8)b点时，限制突变型和野生型光合作用速率的主要环境因素都是___________。(单选) A．光照强度 B．温度 C．CO2浓度 D．O2浓度 (9)为探究野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量，通过实验对比色素带宽度，突变型水稻的颜色为___________的色素带会明显变窄。(多选) A．橙黄色 B．黄色 C．蓝绿色 D．黄绿色 (10)c点时海水稻叶绿体产生气体的去向是 (填空)，而根缺氧时，根细胞中的丙酮酸转化生成 (单选) A．CO2+H2O B．CO2+酒精 C．乳酸 D．CO2+乳酸 【答案】(1)B (2)D (3)BC (4)暗反应/碳反应 叶绿体基质 C/E E/C (5)③ ① (6)B (7)辐射增强会使叶绿体数量减少，使叶绿体膜、叶绿体基粒和类囊体结构受到破坏，进而导致吸收太阳光能的色素系统受到破坏，叶绿体吸收光能减少，影响光合过程中的电子传递，使ATP和NADPH生成减少，进而影响碳反应中三碳化合物的还原，光合速率降低 (8)A (9)CD (10)叶肉细胞线粒体、外界环境 B 【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；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】（1）白天，水稻叶肉细胞中的线粒体基质（有氧呼吸第二阶段）和线粒体内膜（有氧呼吸第三阶段）能产生ATP，叶肉细胞叶绿体类囊体薄膜上也能合成ATP（光反应合成ATP），叶绿体基质（暗反应）消耗ATP，ACD错误；B正确。 故选B。 （2）据图分析可知，J是氢离子通道蛋白，E是NADPH，ABC错误，D正确。 故选D。 （3） 图中反应Ⅰ是光反应，在类囊体腔中水光解为氢离子和氧气及电子，故氢离子可以与叶绿体基质中的氢离子之间形成浓度差，同时氢离子通道开放，氢离子顺浓度梯度外流驱动ATP的合成，AD错误，BC正确。 故选BC。 （4）图中，反应Ⅱ为光合作用的暗反应/碳反应阶段，在叶绿体基质中进行，C(ATP）和E（NADPH）中的活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能。 （5）图中C是ATP，突然停止光照，光反应停止，ATP生成减少，含量下降；同时三碳化合物的还原受阻，消耗减少，短时间内其来源不变，最终导致其含量升高。 （6）据图可知，辐射处理期间，总叶绿素含量先升高后降低，不同处理间变化趋势相同。与CK相比，R1、R2均下降，其中R2下降幅度更高，因此净光合速率CK>R1>R2，A、C、D错误，B正确。 故选B。 （7）叶绿体是光合作用的场所，类囊体薄膜上分布有光合色素和光反应所需要的酶。据题干信息，不同强度的紫外线处理，紫外线强度越大，叶绿体的数目越少，叶绿体膜、类囊体破坏越严重，总叶绿素含量越少，从而导致叶绿体吸收光能减少，光反应减弱，ATP和NADPH生成减少，进而影响暗反应中三碳化合物的还原，使光合速率降低。 （8）b点时，突变型和野生型光合作用速率随光照强度的增大而增大，限制其光合作用的的主要环境因素都是光照强度，BCD错误，A正确。 故选A。 （9）突变型叶绿素含量高于野生型，叶绿素包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），A、B错误，C和D正确。 故选CD。 （10）据图可知，c点时海水稻的光合速率大于呼吸速率，叶绿体产生的氧气除了用于叶肉细胞线粒体呼吸还有多余的释放到外界环境中。根缺氧时，根细胞进行无氧呼吸产生酒精和CO2，A、C、D错误，B正确。 故选B。 1．（2025·上海浦东新·二模）我国栽培水稻主要有籼稻和粳稻。籼稻适合低海拔湿热地区种植，而粳稻则适合高海拔种植。花期时，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花。如图表示水稻颖花结构和开花调控机制，其中OsMYB8和OsJAR1为相关调控基因，颖花开花是由于浆片吸水膨胀使外稃和内移打开，露出雌雄蕊。“”表示基因能够表达。 (1)图中水稻A为 （籼稻/粳稻）。 (2)籼稻和粳稻开花时间点不同，体现______。 A．自然选择的作用 B．水稻对海拔的主动适应 C．水稻变异方向的不同 D．两种水稻具有共同祖先 (3)据图中信息推测，此时水稻A开花而水稻B不开花的分子机理可能是______。 A．浆片细胞内OsMYB8基因启动子活性不同 B．浆片细胞内OsMYB8基因的表达量不同 C．浆片细胞内OsMYB8基因表达的时间不同 D．浆片细胞内茉莉酸类物质的含量不同 (4)图中“相关基因”可能为______。 A．水通道蛋白基因 B．糖转运蛋白基因 C．离子转运蛋白基因 D．茉莉酸类物质合成酶基因 (5)综合上述信息，推测12点时粳稻开花的调控过程 。 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。 (6)要研究水稻“源”和“库”关系，可以采用______。 A．阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B．阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌小麦，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D．使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 (7)籼稻、粳稻花时不遇，且每天花开约1小时。若要人工杂交，可采取的措施有______。 A．提高籼稻OsMYB8基因的表达量 B．将籼稻OsMYB8的启动子导入粳稻 C．对粳稻喷洒茉莉酸类物质 D．提高粳稻OsJARI基因的表达量 【答案】(1)籼稻 (2)AC (3)ABD (4)ABC (5)粳稻中OsMYB8基因的启动子被激活，促进OsMYB8基因的表达，OsMYB8基因的表达产物与OsJAR1基因的启动子结合，促进OsJAR1的表达，合成茉莉酸类物质，12点左右粳稻浆片细胞内茉莉酸类物质积累到一定的浓度，使得相关基因表达从而促进浆片细胞吸水膨胀，引起开花 (6)ABD (7)BCD 【分析】基因表达包括转录和翻译过程，转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【详解】（1）根据题意可知，花期时，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花。图中时间为10时，水稻A开花，而水稻B没有开花，故水稻A为籼稻。 （2）籼稻适合低海拔湿热地区种植，而粳稻则适合高海拔种植。籼稻和粳稻开花时间点不同，是在所生活的环境下形成的一种适应性特征，变异是不定向的，而环境选择是定向的，因此在不同环境的选择下保留了不同的适应环境的特征，根据题意不能确定两种水稻具有共同祖先，即AC符合题意，BD不符合题意。 故选AC。 （3）据图可知，水稻A中OsMYB8和OsJAR1基因的表达量高，形成的茉莉酸类物质多，表现为开花，而水稻B中OsMYB8和OsJAR1基因的表达量低，形成的茉莉酸类物质少，表现为不开花，因此此时水稻A开花而水稻B不开花的分子机理可能是浆片细胞内OsMYB8基因启动子活性不同，使浆片细胞内OsMYB8基因表达量不同；浆片细胞内茉莉酸类物质的含量不同，最终引起相关基因的表达不同，而由图可知，两种水稻细胞内OsMYB8基因均进行了表达，综上分析，ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 （4）已知颖花开花是由于浆片吸水膨胀使外稃和内移打开，露出雌雄蕊，若要使其吸水，说明细胞液的浓度增加了，或是细胞膜上的水通道蛋白增加了，促进了水分子的吸收，若糖转运蛋白基因表达增多，会促进细胞对糖的吸收，增加细胞内的渗透压，同理若离子转运蛋白基因表达增加，会增加细胞对离子的吸收，增加细胞内的渗透压，因此图示茉莉酸类物质调节的相关基因可能是水通道蛋白基因、糖转运蛋白基因、离子转运蛋白基因，即ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 （5）根据图示相关基因的调控过程，可推测12点时粳稻开花的调控过程为：12点时粳稻中OsMYB8基因的启动子被激活，促进OsMYB8基因的表达，OsMYB8基因的表达产物与OsJAR1基因的启动子结合，促进OsJAR1的表达，合成茉莉酸类物质，12点左右粳稻浆片细胞内茉莉酸类物质积累到一定的浓度，使得相关基因表达从而促进浆片细胞吸水膨胀，引起开花。 （6）根据题意可知，将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”，“源”和“库”之间运输的是有机物，若要研究生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量，则可以采取中断“源”和“库”之间有机物的运输，检测“库”内有机物的含量来判断，也可以标记“源”内的有机物，研究“库”内有机物来自“源”的比例，水是无机物，水内的氧一般会以氧气释放到细胞外，虽然部分水参与有氧呼吸第二阶段形成C18O2，但光合作用所需的二氧化碳还有来自细胞外的，因此使用H218O浇灌小麦，检测花器官中含18O的蔗糖的比例不能代表“源”内的有机物运输到“库”内的总量，综上分析，ABD符合题意，C不符合题意。 故选ABD。 （7）A、根据图示可知，影响开花的时间与细胞内OsMYB8和OsJAR1基因的表达量以及细胞内积累的茉莉酸类物质的总量有关，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花，且每天花开约1小时，因此若要进行人工杂交，需要让粳稻开花时间提前，提高籼稻OsMYB8基因的表达量，会使籼稻开花时间提前，不利于杂交，A错误； BC、将籼稻OsMYB8的启动子导入粳稻，可促进OsMYB8基因的表达，进而促进茉莉酸类物质的积累，对粳稻喷洒茉莉酸类物质，也能提高茉莉酸类物质的积累，进而促进开花，BC正确； D、提高粳稻OsJARI基因的表达量，可提高茉莉酸类物质的积累，进而促进开花，D正确。 故选BCD。 2．（2025·上海静安·模拟预测）植物的叶是光合作用的主要器官，光合产物转变后可运输到植物的其他器官。下图表示苹果树光合作用及产物转变的部分过程，其中Ⅰ～Ⅲ表示过程，SS表示蔗糖合成酶。 (1)图1中的结构甲表示______（单选）。 A．叶绿体 B．类囊体 C．线粒体 D．嵴 (2)光能的捕获与转换发生在过程 ，三碳化合物还原发生在过程 （编号选填）。 ①Ⅰ ②Ⅱ ③Ⅲ (3)下列关于蔗糖合成酶（SS）的叙述中，正确的是______（单选）。 A．SS上与蔗糖结合的区域称为活性中心 B．SS活性中心的改变会导致其活性改变 C．SS的活性受温度、光强、CO2浓度等因素的影响 D．1分子SS和1分子磷酸己糖结合形成1分子蔗糖 (4)下列关于图1中3种转运蛋白异同的分析中，正确的是______（多选）。 A．空间结构相同 B．肽键结构不同 C．结构单位相同 D．肽链结构不同 (5)由图1中的信息可知，合成1分子蔗糖，需要消耗 分子磷酸丙糖。 (6)结构甲中既可以合成淀粉，也可以储存淀粉，下列相关分析合理的有______（多选）。 A．结构甲中合成淀粉，可保证光合作用的进程快于蔗糖的利用 B．结构甲中合成淀粉，有利于减少光合作用的直接产物的积累 C．结构甲中的淀粉作为储能物质，可以在夜间为植物提供能源 D．结构甲中的淀粉作为储能物质，可在结构甲中彻底氧化分解 (7)与长日照下的植物相比，短日照下的植物会更多地将光合产物转化为 （淀粉/蔗糖），以保障植物全天的能量供应平衡。 氮、钾都是苹果树生长代谢的重要元素，研究人员研究了不同供钾水平对苹果生长代谢的影响，部分结果见表1。 表1 组别 供钾水平/mmol·L-1 生物量/g·株-1 SS活性/mg·g-1·h-1 净光合速率/μmol·m-2·s-1 N吸收总量/mg·株-1 N利用率/% K0 0 3.36±0.26d 62.4±3.8d 10.0±0.8d 5.36±0.35c 6.0±0.38c K1 3 4.06±0.11bc 80.9±4.1c 12.7±0.4c 8.93±0.43c 9.9±0.51c K2 6 4.94±0.25a 135.3±5.7a 15.5±0.6a 16.11±0.51a 17.9±0.58a K3 9 4.41±0.24b 90.6±4.3b 14.1±0.5b 11.68±0.37b 13.0±0.42b K4 12 3.65±0.28cd 83.3±3.8bc 12.9±0.6c 7.15±0.62d 7.9±0.70c 注：同列数据后不同字母表示组间存在显著差异。 (8)由表1可知， mmol·L-1供钾水平最有利于苹果树对氮素的吸收和利用。 (9)苹果树吸收的氮素可以用于合成 （编号选填）。 ①叶绿素 ②腺苷三磷酸 ③淀粉 ④转运蛋白 ⑤蔗糖合成酶 (10)苹果树的根主要以主动运输的方式吸收、等氮素，适宜供钾水平促进氮素吸收的机制可以用图2所示的模型表示，“↑”表示增强或增大，请结合题意补全图2 （编号选填）。 ①光合速率②气孔开放程度③根毛数量④N利用率⑤呼吸速率⑥转运蛋白合成⑦ATP合酶⑧氮素吸收 近年来，我国部分苹果园出现了钾肥投入过量的现象，影响了苹果的产量和品质。有文献显示，钾镁之间存在一定的拮抗作用，为此，有学者研究了高钾条件下（18mmol·L-1）镁对苹果树代谢的影响，部分研究结果见表2，其中，气孔导度表示气孔的开放程度，根系活力泛指根的吸收和合成能力，是植物生长的重要生理指标之一。 表2 组别 供镁水平/mmol·L-1 生物量/g·株-1 SS活性/mg·g-1·h-1 气孔导度/μmol·m-2·s-1 电子传递速率/ETR 根系活力/μg·g-1·h-1 Mg0.1 0.1 1.58±0.07c 13.5±0.2c 107±7c 136±6c 45±2c Mg3 3 2.46±0.06b 15.9±0.2b 160±4b 184±6b 67±4b Mg6 6 2.63±0.04a 16.6±0.3a 171±4a 196±9a 72±3a 注：同列数据后不同字母表示组间存在显著差异。SS活性的测定方式与表1不同。 (11)苹果树的细胞中含有包括钾、镁在内的多种无机盐，下列关于无机盐的叙述正确的是______（多选）。 A．在细胞中的含量很少 B．能构成叶绿素等化合物 C．大多以离子状态存在 D．能帮助细胞从外界吸水 (12)甜度是苹果品质的重要指标，苹果中的“甜味”物质主要储存在______（单选）。 A．叶绿体 B．线粒体 C．溶酶体 D．液泡 (13)根据题意可知，在钾含量高的土地种植苹果树，可以通过 来提高苹果产量，理由是： 。 【答案】(1)A (2)① ① (3)B (4)CD (5)4/四 (6)ABC (7)淀粉 (8)6/六 (9)①②④⑤ (10)①④⑥⑧ (11)ABCD (12)D (13)适当补充镁 随着供镁水平的增加，电子传递速率提高，增加了光反应速率，为碳反应提供充足的ATP 和NADPH，同时气孔导度增加，有利于吸收更多的二氧化碳用于碳反应，合成更多的有机物;sS活性升高，有利于光合产物从叶肉细胞运输至果实，提高产量；根系活力升高，有利于苹果树吸收足够的水分和无机盐，保证苹果树生长发育的物质需求。 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）结构甲将水和二氧化碳转变为淀粉，表示叶绿体。 故选A。 （2）Ⅰ过程将水和二氧化碳转化为氧气和磷酸丙糖，因此此时发生了光反应和暗反应中三碳化合物还原，所以光能的捕获与转换发生在过程①Ⅰ中，三碳化合物还原发生在过程①Ⅰ中。 （3）A、活性中心是与底物结合并催化反应的区域，而非仅与蔗糖结合，A错误； B、活性中心结构改变会影响酶与底物的结合或催化能力，B正确； C、SS活性主要受温度、pH等影响，与光强、CO₂浓度无直接关系，C错误； D、SS催化蔗糖合成需消耗1分子UDP-葡萄糖和1分子果糖，而非直接与磷酸己糖结合，D错误。 故选B。 （4）A、不同蛋白质功能不同，所以空间结构不同，A错误； B、不同蛋白质都是氨基酸通过肽键连接，所以肽键是相同的，B错误； CD、转运蛋白均为蛋白质，基本单位相同（氨基酸），肽链结构不同，CD正确。 故选CD。 （5）蔗糖由1分子葡萄糖和1分子果糖组成，含有12个碳，而1分子磷酸丙糖含有3个碳，所以合成1分子蔗糖，需要消耗4分子磷酸丙糖。 （6）A、淀粉作为临时储能物质，可缓冲光合产物过剩，保证光合作用的进程快于蔗糖的利用，A正确； B、结构甲中合成淀粉，有利于减少光合作用的直接产物（葡萄糖）的积累，有利于光合作用持续进行，B正确； C、从右图看出，结构甲中的淀粉作为储能物质，可以在夜间分解为麦芽糖和淀粉为植物提供能源，C正确； D、淀粉不能再叶绿体中彻底氧化分解，D错误。 故选ABC。 （7）短日照时光合时间缩短，植物将更多光合产物转为淀粉储存，以维持夜间能量供应，从而保证植物全天的能量供应平衡。 （8）表1中K2组（6 mmol/L）的N吸收总量、净光合作用速率、生物量均显著最高，所以最有利于苹果树对氮素的吸收和利用。 （9）①叶绿素、②腺苷三磷酸、④转运蛋白、⑤蔗糖合成酶都含有氮元素，所以苹果树吸收的氮素可以用于合成①②④⑤。 （10）苹果树的根主要以主动运输的方式吸收氮素，主动运输需要消耗能量，同时需要载体蛋白的协助，所以补充钾可以提高SS活性，同时提高①光合作用速率和④N利用率，提高⑥转运蛋白合成，促进⑧氮素吸收。 所以（1）是①光合作用速率，（2）是④N利用率，（3）是⑥转运蛋白合成，（4）是⑧氮素吸收。 （11）A、无机盐在细胞中含量少，A正确； B、镁构成叶绿素，B正确； C、无机盐大多以离子状态存在，C正确； D、无机盐调节渗透压，帮助细胞从外界吸水，D正确。 故选ABCD。 （12）液泡是植物细胞储存糖类等物质的场所。 故选D。 （13）随着供镁水平的增加，电子传递速率提高，增加了光反应速率，为碳反应提供充足的ATP 和NADPH，同时气孔导度增加，有利于吸收更多的二氧化碳用于碳反应，合成更多的有机物；SS活性升高，有利于光合产物从叶肉细胞运输至果实，提高产量；根系活力升高，有利于苹果树吸收足够的水分和无机盐，保证苹果树生长发育的物质需求。所以在钾含量高的土地种植苹果树，可以通过补充镁来提高苹果产量。 3．（2024·上海嘉定·一模）在光合作用过程中，叶绿体仅能利用可见光范围的光能，紫外或近紫外光难以被植物利用。荧光硅量子点(SiQDs)是一种良好的能量传递中间体，能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收的光。图为研究人员将SiQDs液稀释到一定浓度后测其荧光激发发射光谱和叶绿体可见光吸收光谱。 (1)在光合作用过程中，叶绿体利用可见光的光合色素位于________（单选）。 A．叶绿体膜 B．叶绿体基质 C．类囊体膜 D．类囊体腔 (2)据图分析荧光硅量子点（SiQDs）能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收光的最合理由是_（单选）。 A．叶绿体只能吸收可见光，不能吸收紫外光 B．叶绿体色素吸收的可见光主要是红橙光和蓝紫光 C．叶绿体吸收的可见光波长和SiQDs的荧光激发发射光谱都在400-600nm D．SiQDs的荧光激发发射光谱和叶绿体可见光吸收光谱都在450nm左右吸光度最高 为了验证叶绿体是否将SiQDs荧光激发发射的可见光用于光合作用，科研人员设计实验观察不同浓度SiQDs对叶绿体还原DCPIP的影响，结果如表。DCPIP还原量代表光合电子传递链上的电子传递速率。 组别 DCPIP还原量（ΔAbs） 0min 1min 2min 3min 4min 5min 对照组（CK组） 0 0.2 0.45 0.75 0.8 0.81 5mg/LSiQDs 0 0.26 0.52* 0.8* 0.84 0.81 50mg/LSiQDs 0 0.26 0.53* 0.8* 0.91* 0.91* 100mg/LSiQDs 0 0.26 0.61* 0.89* 0.91* 0.91* 注：*代表与CK组有显著差异 (3)叶绿体还原DCPIP过程发生在光合作用的 （光反应/碳反应）阶段，在该阶段发生的物质变化和能量转换有 （编号选填）。 ①水分子裂解产生O2 ②二氧化碳固定 ③光能转换为活跃化学能 ④合成糖等有机物 ⑤合成ATP和NADPH ⑥活跃化学能转换为稳定化学能 (4)请根据表中结果分析叶绿体将SiQDs荧光激发发射的可见光用于光合作用，理由是________（单选）。 A．随着SiQDs浓度的提高，DCPIP还原量增多 B．不同浓度SiQDs处理的DCPIP还原量无差异 C．DCPIP的还原量越多，代表叶绿体光合速率越强 D．随着时间延长，不同浓度SiQDs处理的DCPIP还原量都增多 为探讨不同锌掺杂量Si@ZnQDs作为叶面光肥对生菜生长的影响，科研人员设计了以下实验。 组别 处理 对照组（CK组） SiQDs处理生菜 实验组1 Si@Zn0.05%QDs处理生菜 实验组2 Si@Zn0.10%QDs处理生菜 实验组3 I________处理生菜 (5)请将实验补充完整：I 。可以 作为实验的检测指标（编号选填）。 ①O2吸收速率 ②生菜叶片叶绿体色素含量 ③葡萄糖的分解速率 ④蛋白质含量 ⑤生菜干、鲜质量 ⑥可溶性糖含量 SiQDs中含有大量的Si元素。为验证Si元素可缓解干旱胁迫对植物生长的影响，对玉米进行不同干旱处理，分别为正常水分处理（CK）、中度干旱胁迫处理（MD）和重度干旱胁迫处理（SD）。同时将各水分胁迫处理的植株，分别喷洒蒸馏水和5、10、15g·L⁻1的外源Si。3周后测定其光合和生理指标含量变化如下图所示。MDA的含量能反映膜脂过氧化反应程度，其含量越高，膜损伤程度越高；CAT是一种抗氧化酶，其活性越高，植物的抗性越强。 (6)请根据图实验结果，阐述Si缓解干旱胁迫对植物生长影响的机理 。 【答案】(1)C (2)C (3)光反应 ①③⑤ (4)A (5)Si@Zn0.20%QDs或Si@Zn0.15%QDs ②④⑤⑥ (6)从图实验结果可知，在无外源Si处理的情况下，CK组植物MDA含量较低，干旱胁迫后，MDA和CAT含量逐渐增加，净光合速率下降。表明随着干旱程度增加，植物细胞膜脂过氧化反应明显加强，细胞膜受损伤程度增大。（中度和重度）干旱胁迫下，不同浓度外源Si都可进一步促进CAT活性的增加，植物的抗氧化性增强，同时MDA含量下降，减轻细胞膜的氧化损伤，从而缓解因干旱胁迫引起的植物净光合速率的下降 【分析】光合色素主要位于叶绿体的类囊体薄膜上，提取光合色素可以用无水乙醇，分离色素常常使用纸层析法。光合作用的影响因素内因有色素的含量和酶的活性等，外因有光照强度、二氧化碳、温度等因素，气孔导度可以影响细胞对二氧化碳的吸收。 【详解】（1）在光合作用过程中，叶绿体利用可见光的光合色素位于叶绿体的类囊体膜上，因此叶绿体类囊体薄膜是光合作用光反应的场所。C正确。 故选C。 （2）A、叶绿体色素只能吸收可见光，不能吸收紫外光，该事实不能解释荧光硅量子点（SiQDs）能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收光，A错误； B、叶绿体色素吸收的可见光主要是红橙光和蓝紫光，该事实不能解释荧光硅量子点（SiQDs）能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收光，B错误； C、叶绿体吸收的可见光波长和SiQDs的荧光激发发射光谱都在400-600nm，该事实可以作为荧光硅量子点（SiQDs）能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收光的理由，C正确； D、SiQDs的荧光激发发射光谱和叶绿体可见光吸收光谱都在450nm左右吸光度最高，该事实不能解释荧光硅量子点（SiQDs）能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收光，D错误。 故选C。 （3）叶绿体还原DCPIP过程发生在光合作用的光反应阶段，在该阶段发生的物质变化和能量转换有①水分子裂解产生O2、③光能转换为活跃化学能和⑤合成ATP和NADPH。 （4）A、随着SiQDs浓度的提高，DCPIP还原量增多，说明光反应增强，该事实支持叶绿体是将SiQDs荧光激发发射的可见光用于光合作用，A正确； B、叶绿体色素吸收的可见光主要是红橙光和蓝紫光，该事实不支持题中的结论，B错误； C、DCPIP的还原量越多，代表叶绿体光合速率越强，但不能说明叶绿体是将SiQDs荧光激发发射的可见光用于光合作用，C错误； D、随着时间延长，不同浓度SiQDs处理的DCPIP还原量反而有下降趋势，且均未表现出无限持续增多，D错误。 故选A。 （5）本实验的目的是探究不同锌掺杂量Si@ZnQDs作为叶面光肥对生菜生长的影响，实验的自变量为锌掺杂量的变化，因此实验组3的处理为Si@Zn0.20%QDs或Si@Zn0.15%QDs，因变量为生菜的生长情况，相应的因变量为②生菜叶片叶绿体色素含量（间接反应光合作用的强弱）、④蛋白质含量⑤生菜干、鲜质量和⑥可溶性糖含量（均通过衡量光合产物来衡量光合作用强弱）。 （6）根据图示的实验结果可以看出，在无外源Si处理的情况下，CK组植物MDA含量较低，干旱胁迫后，MDA和CAT含量逐渐增加，净光合速率下降。表明随着干旱程度增加，植物细胞膜脂过氧化反应明显加强，细胞膜受损伤程度增大。（中度和重度）干旱胁迫下，不同浓度外源Si都可进一步促进CAT活性的增加，植物的抗氧化性增强，同时MDA含量下降，减轻细胞膜的氧化损伤，从而缓解因干旱胁迫引起的植物净光合速率的下降，即Si缓解干旱胁迫是通过提高CAT活性和减少MDA含量实现的。 1．（2024·上海·高考真题）水稻是重要的粮食作物，高温会引起水稻减产。科学家对抗高温能力弱的水稻W进行改良。获得了水稻S。如图显示了高温条件下水稻W和水稻S响应高温的部分机制。其中T1和T2为不同蛋白，T2在液泡中被降解。箭头的粗细代表物质的量。 (1)要对比高温条件下水稻W和水稻S的产量，必须保持相同的实验条件______。 A．地上部分生长量 B．高温处理时间 C．水稻幼苗数量 D．水稻种植时间 (2)据图，水稻感受高温信号的是 （T1/T2）；被T2破坏的细胞器是 。 (3)据图可知，相同高温条件下，与水稻W相比，水稻S增产的原因是______。 A．进入液泡内的T1更多 B．细胞质基质内T1更少 C．进入液泡内的T2更多 D．细胞质基质内T2更少 (4)据图，相同高温条件下，与水稻W相比，推测水稻S的细胞______。 A．净光合速率较高 B．呼吸作用产生ATP的量较少 C．糖类输出量较少 D．转换光能效率较高 (5)据图，水稻W改良为水稻S时，所采取的措施是 ，若要进一步提高水稻S的抗高温能力，可采取的策略是 。（编号选填） ①提高T1的量        ②提高T2的量            ③降低T1的量 ④降低T2的量        ⑤改变T1的结构            ⑥改变T2的结构 【答案】(1)BCD (2)T1 叶绿体 (3)C (4)AD (5)⑤ ①④⑤⑥ 【分析】光合作用概括地分为光反应和暗（碳）反应两个阶段，光反应中会发生水的分解和ATP、NADPH的合成，发生在类囊体（薄）膜上，暗（碳）反应中会发生二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，发生在叶绿体基质。 【详解】（1）在对比高温条件下水稻 W 和水稻 S 产量时，需遵循单一变量原则，除水稻品种不同外，其他可能影响产量的因素都要保持一致。高温处理时间、水稻幼苗数量、水稻种植时间均会对水稻最终产量产生影响，所以都应相同。地上部分生长量为本实验的因变量，不需保持相同。 （2）从图中能看到，高温信号首先作用于 T1，所以水稻感受高温信号的是 T1 ；同时，图中呈现 T2 作用的目标细胞器是叶绿体，即被 T2 破坏的细胞器是叶绿体。 （3）观察图可知，在相同高温条件下，水稻 S 与水稻 W 相比，进入液泡内的 T2 更多。T2 在液泡中被降解，使得细胞质基质内 T2 减少，减轻了 T2 对叶绿体的破坏，保障光合作用正常进行，进而实现增产，C正确，ABD错误。 （4）A、水稻 S 中更多 T2 进入液泡被降解，对叶绿体破坏小，光合作用能较好进行，所以净光合速率较高，A正确； B、图中未体现呼吸作用产生 ATP 量的差异，B错误； C、水稻 S 光合作用受影响小，糖类输出量应较多，C错误； D、水稻 S 叶绿体受 T2 破坏小，能更好地进行光合作用，转换光能效率较高 ，D正确。 故选AD。 （5）对比水稻 W 和水稻 S 的机制图，水稻 S 中 T1 和 T2 结合后进入液泡的量更多，且 T2 对叶绿体破坏小，推测可能是改变了 T1 的结构（⑤），让 T1 能更有效地结合 T2 并转运至液泡降解。要进一步提升水稻 S 抗高温能力，可降低 T2 的量（④），减少其对叶绿体的潜在破坏；改变 T2 的结构（⑥），使其失去破坏叶绿体的能力；还能提高 T1 的量（①），促进更多 T2 转运到液泡降解；也可以继续改变优化T1 的结构（⑤），让 T1 能更有效地结合 T2 并转运至液泡降解。 2．（2023·上海·高考真题）精氨酸可以促进细胞生长因子的分泌，从而促进伤口愈合。其可通过微生物发酵大量生产。研究人员研究了大肠杆菌的精氨酸合成过程，并对菌株进行改造，获得了高产菌株。以下是该项研究的部分内容及结果。 【精氨酸合成机制研究】 精氨酸在大肠杆菌体内的合成过程如图1所示。在大肠杆菌细胞内，过多的精氨酸会抑制ArgA的活性。 (1)图1所示LysE转运精氨酸至胞外的方式属于___（单选）。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吐 (2)据图1推测，下列蛋白质中，降低其表达量可提高精氨酸产量的是___（单选）。 A．ArgE B．ArgF C．ArgG D．ArgH (3)将另一种细菌来源的ArgA引入大肠杆菌，发现该酶不受过量精氨酸抑制。这是因为该酶与大肠杆菌的ArgA相比___（单选）。 A．催化类型不同 B．分子结构不同 C．底物不同 D．最适温度不同 【筛选方法设计】 为提高目标菌株的筛选效率，研究人员构建了重组质粒，部分结构如图10。导入该重组质粒的大肠杆菌中，荧光蛋白表达量和精氨酸的量正相关。图2中启动子是RNA聚合酶结合的特定DNA序列，与转录起始有关。 (4)据图2解释，为何荧光蛋白的表达量可反映精氨酸的量： 。 【菌株的诱变和筛选】 将上述重组质粒导入大肠杆菌中，获取菌株A。对菌株A进行诱变，以筛选高产菌株，操作过程如图3，图中1～V是操作步骤。 (5)图3的步骤I～V中，须无菌操作的是 ；须对菌株进行培养的是 。 (6)结合实验目的，下列关于培养基①~④的叙述正确的是___（多选）。 A．②是选择培养基 B．①~④的碳源的种类可以完全相同 C．④是选择培养基 D．①②的氮源及其比例可以与③④的不同 【高产机制分析】 研究人员对筛选到的高产精氨酸菌株B进行基因测序，发现10个基因存在突变，将这10个突变基因分别替换菌株A中的相应基因，获得A1～A10菌株，并测定精氨酸产量，结果如图4所示。 (7)分析并阐述菌株A6的精氨酸产量介于A、B之间的原因： 。 【答案】(1)C (2)A (3)B (4)精氨酸含量较低时，ArgP蛋白基因表达出的ArgP蛋白能与启动子2结合，影响RNA聚合酶与启动子2的结合，导致荧光蛋白基因表达量下降。当精氨酸含量升高时，精氨酸能与ArgP蛋白结合，解除ArgP蛋白对启动子2的影响，荧光蛋白基因表达形成的荧光蛋白增多 (5)I～V I、Ⅱ、Ⅳ (6)BD (7)A6和A、B的基因的碱基序列不同，导致转录和翻译产生相关的酶不同，所以催化底物转化为精氨酸的量不同 【分析】物质进出细胞的方式有主动运输、协助扩散、自由扩散、胞吞和胞吐。 【详解】（1）由图可知，精氨酸至胞外需要载体并消耗能量，所以运输方式是主动运输，C正确，ABD错误。 故选C。 （2）由图可知，谷氨酸会在ArgA的作用下转化为鸟氨酸，在ArgE的作用下转化为乙酸，为了提高精氨酸产量，可降低ArgE表达量，A正确，BCD错误。 故选A。 （3）两种不同来源的ArgA均可以催化谷氨酸经过一系列反应转化为精氨酸，但发现从另一种细菌来源的ArgA引入大肠杆菌，不受过量精氨酸抑制，这是因为该酶与大肠杆菌的ArgA相比分子结构不同，B正确，ACD错误。 故选B。 （4）荧光蛋白的表达量可反映精氨酸的量，其原因是精氨酸含量较低时，ArgP蛋白基因表达出的ArgP蛋白能与启动子2结合，影响RNA聚合酶与启动子2的结合，导致荧光蛋白基因表达量下降。当精氨酸含量升高时，精氨酸能与ArgP蛋白结合，解除ArgP蛋白对启动子2的影响，荧光蛋白基因表达形成的荧光蛋白增多。 （5）由题图信息可知，该操作是为了对菌株A进行诱变，以筛选高产菌株，为了保证实验结果更准确，整个操作流程都需要保证无菌，即对应步骤I～V，由图3操作步骤可知，须对菌株进行培养的是I、Ⅱ、Ⅳ。 （6）A、②是固体培养基，目的是可以形成单菌落，便于挑取单菌落并转接，A错误； B、①~④的培养基都是培养菌种A，碳源的种类可以完全相同，B正确； C、④是液体培养基，扩大培养，C错误； D、该操作的目的是筛选精氨酸产量高的菌株，所以①②的氮源及其比例可以与③④的不同，D正确。 故选BD。 （7）由题干信息可知，研究人员对筛选到的高产精氨酸菌株B进行基因测序，发现10个基因存在突变，将这10个突变基因分别替换菌株A中的相应基因，获得A1～A10菌株，发现菌株A6的精氨酸产量介于A、B之间，其原因是A6和A、B的基因的碱基序列不同，导致转录和翻译产生相关的酶不同，所以催化底物转化为精氨酸的量不同。 3．（2024·上海·高考真题）磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、CO2浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图1。 (1)当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有___（单选）。 A．淀粉 B．高能电子 C．麦芽糖 D．叶绿体外膜 (2)根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积___（单选）。 A．生成H2O的量 B．吸收CO2的量 C．吸收O2的量 D．释放CO2的量 (3)分析图1数据可得到的结论是___（单选）。 A．磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料 B．总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低 C．过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率 D．当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收 研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中P缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。图2是该机制示意图，♡表示无机磷。 (4)从下列①~④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组 ；实验组： 。 ①选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基 ②选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基 ③检测H6基因转录水平 ④检测光合作用相关基因转录水平 (5)结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时： 。外界磷缺乏时： 。 ①质膜上的H6数量少 ②质膜上的H6数量多 ③M6抑制H6的转运功能 ④M6促进H6的转运功能 ⑥M6不影响H6的转运功能 ⑤细胞内磷元素维持在正常水平 ⑦细胞内外磷含量一致 【答案】(1)D (2)B (3)C (4)①③ ②③ (5)①③⑤ ②④⑤ 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）A、淀粉只含有C、H、O元素，不含P，A错误； B、高能电子不含有元素，B错误； C、麦芽糖只含有C、H、O元素，不含P，C 错误； D、叶绿体外膜主要成分是蛋白质和磷脂，含有P元素，D正确。 故选D。 （2）图1中因变量指标之一为净光合速率，可用单位时间单位面积植物吸收CO2的量表示；根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积吸收CO2的量，B正确，ACD错误。 故选B。 （3）A、组成叶绿素的元素是C、H、O、N、Mg，所以磷元素不是当归叶肉细胞合成叶绿素的原料，A错误； B、由图1可知，该实验自变量为磷元素的含量，因此总叶绿素含量随磷元素的增加先升高再降低，B错误； C、400kg/hm2的磷含量溶液中净光合速率低于0kg/hm2的磷含量的净光合速率，所以过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率，C正确； D、在一定范围内，当归叶片磷含量的提高促进叶肉细胞净光合速率，但没有显示净光合速率升高可促进磷元素的吸收，D错误。 故选C。 （4）由于磷含量的变化会对植物根细胞质膜上H6数量的影响，则探究短期缺磷对小麦磷稳态的影响时，对照组①选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷充足培养液中，③检测H6基因转录水平，故选①③。实验组②选取长势一致的小麦幼苗若干种植于磷不足培养液中，③检测H6基因转录水平，根据根细胞质膜上磷转运蛋白的数量的大小来判断，故选②③。 （5）植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6，外界磷浓度变化会影响根细胞质膜上磷转运蛋白的数量，根据图中信息可知，外界磷充足时①质膜上的H6数量少、③M6抑制H6的转运功能、⑤细胞内磷元素维持在正常水平；外界缺磷时，②质膜上的H6数量多、④M6促进H6的转运功能、⑤细胞内磷元素维持在正常水平。 4．（2023·上海·高考真题）人体血液中微量的分子X可促进肾小管上皮细胞的能量代谢和膜上转运蛋白合成，从而影响肾小管上皮细胞对Na+、K+的转运，如图。 (1)从下列①~⑥中选择并按顺序表示Na+转运蛋白从合成到定位的路径： 。 ①核糖体 ②内质网 ③溶酶体 ④高尔基体 ⑤质膜 ⑥胞外 (2)据图分析，健康人体内分子X的含量升高时，肾小管腔的Na+浓度会 （升高/降低/不变），血液中的K+浓度会 （升高/降低/不变）。 (3)下列与分子X有关的事件中，发生在人体内环境的是___（单选）。 A．分子X的合成 B．肾小管腔中Na+浓度变化 C．分子X的运输 D．分子X与分子的受体结合 (4)根据X发挥作用的过程，可归纳分子X的特点是___（多选）。 A．属于信号分子 B．少量即可对细胞产生较广泛的影响 C．属于无机盐 D．只与特定分子发生作用 (5)下列因素中，会对分子X的作用效果产生影响的是 （编号选填）。 ①饮水量 ②膳食营养结构 ③外界环境温度 ④神经系统兴奋性 【答案】(1)①→②→④→⑤ (2)降低 降低 (3)C (4)ABD (5)①②③④ 【分析】分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在 游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合 成过程，并且边合成边转移到内质网腔内， 再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一 部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修 饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融 合，将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。 【详解】（1）Na+转运蛋白属于膜蛋白，其合成场所在核糖体，加工场所是内质网和高尔基体，其在细胞膜上发挥作用，故Na+转运蛋白从合成到定位的路径为①→②→④→⑤。 （2）据图分析可知，分子X可以促进Na+转运蛋白将Na+从肾小管腔转入肾小管上皮细胞，促进K+从毛细血管进入肾小管上皮细胞，若健康人体内分子X的含量升高时，肾小管腔的Na+浓度会降低，血液中的K+浓度会降低。 （3）题图可知分子X与细胞内的相应受体结合而发挥作用，可见分子X属于信息分子，其在细胞内合成，然后分泌到细胞外，通过体液运输。 A、分子X的合成是在细胞内，不符合题意，A错误； B、肾小管腔与外界相通，属于外环境，不属于内环境，不符合题意，B错误； C、分子X的运输是通过体液来实现的，发生在内环境，符合题意，C正确； D、由图2可知，分子X与X的受体结合是发生在肾上管上皮细胞内，不符合题意，D错误。 故选C。 （4）根据题干信息可知，分子X可能是某种激素，X属于信息分子，其具有微量高效、与相应受体结合而发挥作用，具有特异性等特点，ABD正确，C错误。 故选ABD。 （5）由题干信息和题图分析可知，分子X可能是某种激素，饮水量、膳食营养结构、外界环境温度、神经系统兴奋性等均会对分子X的作用效果产生影响，故选①②③④。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 酶与ATP、细胞的代谢 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲1 细胞通过质膜与外界进行物质交换 串讲 2 酶与ATP 串讲3 细胞呼吸 串讲4光合作用 能力进阶 能力1 物质跨膜运输比较 能力2 细胞呼吸的影响因素及其应用 能力3细胞呼吸的影响因素及其应用 能力4光合作用与呼吸作用的综合应用 第四部分 分层精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 细胞通过质膜与外界进行物质交换 题型02 酶催化细胞的化学反应 题型0 3 细胞通过分解有机分子获取能量 题型0 4 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中 B组· 增分能力练 第五部分 真题 实战进阶 对标高考，感悟考法 ) （附高清PDF） 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 酶与ATP、细胞的代谢 （2024上海卷）光合作用、呼吸作用、细胞通过质膜与外界进行物质交换 （2022上海卷）呼吸作用、细胞通过质膜与外界进行物质交换 （2023上海卷）细胞通过质膜与外界进行物质交换 （2021上海卷）光合作用、呼吸作用、细胞通过质膜与外界进行物质交换 1. 结合最新科技研究成果综合考查光合作用和细胞呼吸，重点在于呼吸和光合的联系； 2. 结合新材料考察细胞通过质膜与外界进行物质交换，重点考察各种跨膜运输方式的区别； 3. 结合内环境、神经调节等知识点进行交叉命题，多维度考察细胞代谢知识点。 新风向演练 1．【新情景·土壤盐渍化】（2023·上海杨浦·模拟预测）土壤盐渍化严重影响农作物的产量。棉花是重要的经济作物。研究显示，改善土壤通气状况能有效减轻盐碱地（盐胁迫）对棉花生长的影响。如图表示在模拟盐胁迫条件下，棉花幼苗的生长状况及气孔开度。 (1)如图表明，在t3之前，盐胁迫导致气孔开度下降，其原因可能是__________。 A．保卫细胞失水皱增 B．胞间渗透压下降 C．根细胞供氧条件差 D．胞间CO2浓度下降 (2)盐胁迫t3天之后，棉花光合速率持续下降的可能原因是__________。 A．气孔开度下降 B．光反应效率降低 C．光合酶活性改变 D．高能化合物形成减缓 (3)土壤板结会影响到土壤的通气状况，从而影响ATP的供应。根据所学知识判断，棉花根细胞能产生ATP的场所包括 。（编号选填） ①类囊体 ②叶绿体基质 ③细胞质基质 ④线粒体膜 ⑤线粒体基质 (4)最新研究显示，盐胁迫会影响叶绿素的合成。为定量测定盐胁迫对叶绿素b合成量的影响。据下图分析。分光光度计的波长应设定在 。（编号选填） ①430mm②450mm③480nm④650mm⑤665mm (5)研究发现，若保持土壤通气状况，能在一定程度上缓解盐胁迫导致的净光合速率下降。可能的原因是_________。 A．增大了叶肉细胞二氧化碳摄入量 B．提高呼吸作用效率，促进根吸收矿质营养 C．增大ATP的供应，提高光合作用产物的输出效率 D．通气促进呼吸作用的效率远大于其对总光合效率的影响 研究还发现，棉花对土壤盐碱化有一定的耐受性，这与Ca2+离子跨膜运输有关，其机理如图所示。 (6)据图分析，盐胁迫条件下，Na+排出细胞的方式是 。 (7)据图简述棉花对土壤盐碱化有一定耐受性的原因 。 (8)研究发现外施乙烯气体会显著增强植物对于盐胁迫的耐受性。乙烯与ABA（脱落酸）的关系为 。（协同/拮抗） (9)盐胁迫等逆境会影响植物的生长和代谢，农技人员不断探索激素对植物调节作用以指导农业生产实践。下列生产实践中，与植物激素及其类似物相关的是_____________。 A．插枝促根 B．秸秆还田 C．棉花打顶 D．无籽果实 核心串讲1 细胞通过质膜与外界进行物质交换 1.被动运输 2.渗透现象 3.主动运输 （1） 概念：为了满足正常生理活动的需要，物质逆浓度梯度从细胞外吸收或向细胞外排除一些物质。 （2） 特点：物质逆浓度梯度（分子少的-分子多的地方运输）进出细胞需借助质膜上的载体蛋白，还需要细胞提供能量。 （3） 能量：ATP水解供能；其他物质的电化学势能驱动（协同转运） （4） 实例：K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞；葡萄糖进入小肠上皮细胞。 协同转运：小肠上皮细胞吸收肠腔里的葡萄糖属于协同运输。低浓度-高浓度运输葡萄糖无需能量。因为Na顺浓度梯度运输进来的时候把葡萄糖也带进来了。Na再通过Na-K泵又会把Na泵出去（消耗能量）。总体是消耗能量的属于主动运输。 （5）影响因素：载体蛋白的种类和数量、能量（温度、O2浓度） （6）意义：主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 4.胞吞和胞吐 核心串讲2 酶与ATP 1.观察酶的催化实验 动物肝脏细胞中有丰富的过氧化氢酶，可催化过氧化氢（H2O2）的分解，放出O2。FeCl3是无机催化剂，也可催化H2O2分解。通过比较两种催化反应的气泡产生量，可以判断酶的催化效率。 取3支试管，分别标记为 A、B、C。加入试剂和材料，并用封口膜盖住试管口。观察各试管内气泡产生情况。 （1）实验原理（过氧化氢分解） 2H2O22H2O＋O2↑ （2）实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 2.酶的概念 3.ATP 项目 ATP的合成 ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光合作用（光能）、细胞呼吸（有机物中的化学能） 储存在特殊化学键中的能量 能量去路 储存在ATP中 水解断裂最外侧高能磷酸键，释放能量用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 结论 ATP与ADP相互转化，所需的酶、能量的来源和去路、反应场所不同，故不是可逆反应 核心串讲3 细胞呼吸 1.细胞呼吸 （1）细胞呼吸定义：细胞通过氧化分解有机物，将有机物中的能量换成可供生命活动直接使用的ATP的过程。 （2）细胞呼吸的类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 2.有氧呼吸 （1）有氧呼吸定义：大多数真核生物细胞呼吸过程有O2的参与。 （2）总化学反应式： （3）有氧呼吸过程： 场所 细胞质基质 线粒体（有氧呼吸的主要场所） 过程 糖酵解 三羧酸循环、电子传递链 产物 丙酮酸（C3H4O3） CO2和H2O 能量 有部分能量储存在ATP中，其余以热能形式释放 释放的能量部分转化生成ATP，部分以热能的形式释放 过程 产物 丙酮酸（C3H4O3）、释放少量能量、形成少量ATP CO2、H+、释放少量能量、形成少量ATP； H2O、释放大量能量、形成大量ATP 物质转换 葡萄糖被彻底氧化分解为CO2和H2O 能量转换 葡萄糖分子中的化学能最终转化为大量ATP和热能 （4）氧化磷酸化 三羧酸循环中，乙酰辅酶A与草酰乙酸（四碳化合物）结合形成柠檬酸（六碳化合物），在一系列酶的催化下，逐步氧化释放 CO2后仍生成草酰乙酸，可再与乙酰辅酶A结合进行下一轮循环。此过程直接产生少ATP和一定量NADH。 NADH携带的电子在线粒体内膜上的传递过程中，内膜上的蛋白质利用电子的能量，将线粒体基质中的H+泵入内外膜间隙，使内膜两侧H+浓度差增加。膜间隙的H+从ATP合酶（一种具有合成ATP功能的酶）处流回基质，驱动ATP合酶将ADP磷酸化形成ATP。此过程的能量来源于NADH的氧化，故称为氧化磷酸化。1分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化分解约产生30个ATP。 3.无氧呼吸 （1）场所：细胞质基质 （2）过程： （3）类型及反应式： 场所 细胞质基质 过程 糖酵解 乳酸发酵或酒精发酵 产物 丙酮酸（C3H4O3） CO2和H2O 过程 能量转换 大部分储存在酒精或乳酸中； 释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 意义 一些动植物细胞和微生物能通过无氧呼吸的方式分解有机物获取能量，以保障短时间缺氧环境下生命活动的进行。 （4）比较有氧呼吸和无氧呼吸 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要氧气、酶和适宜的温度 不需氧气，需要酶和适宜的温度 场所 细胞质基质（第一阶段） 线粒体（第二阶段） 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 分解产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量释放 大量 少量 相 同 点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需 过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 4.其他有机物也可被氧化分解 其他有机物的氧化分解 核心串讲4 光合作用 1.叶绿体是植物光合作用场所 （1）叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础 ①叶片、叶绿体、类囊体、基粒等结构，使光吸收面积最大化，有利于捕获更多的光能。 ②囊体膜上分布着丰富的与光合作用有关的色素和蛋白质，是光能吸收和转换的场所。 （2）高等植物叶绿体中的色素的种类： 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 叶黄素 黄色 最少 最高 最快 胡萝卜素 橙黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 （3）叶绿体色素吸收光谱 ①叶绿体色素的显著特点是能吸收可见光中特定波长的光：主要集中在蓝紫光和红橙光区域，几乎不吸收绿光。 ②不同色素分子吸收的光的波长有差异。 ③叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。④在自然界中，晴天的直射光中红橙光的比例高，阴天的散射光中蓝紫光比例高。 （4）光合色素的功能 ①吸收：叶绿素自身能吸收光能； ②传递：叶绿素把吸收的光能传递给别的分子； ③转化：少数的叶绿素a把吸收的光能转变成电能的作用。 2.光合作用是物质和能量的转换过程 （1） 定义：植物细胞叶绿体将太阳能转换成化学能、将CO2和H2O变为糖和O2的过程。 （2） 化学式： （2）探索光合作用原理的部分实验 时间/发现者 内容 1642年 比利时科学家赫尔蒙特认为，植物生长增加的质量主要来源于水，而不是土壤。 1771年 英国化学家普里斯特利认为植物能够净化由于蜡烛燃烧、动物呼吸而变得“污浊”空气。 1779年 荷兰科学家英格豪斯发现植物净化空气的必要条件。 1785年 随着空气组成成分的发现，人们才明确植物在光下放出的气体是O2，吸收的是CO2。 1804年 瑞士化学家索绪尔证明植物体的碳来自植物同化大气中的CO2。 19世纪中期 德国物理学家迈尔发现植物把太阳能转化成化学能贮存起来，成为能量的供给者。 1864年 德国植物生理学家萨克斯说明叶片在光下制造了淀粉。 1897年 法国科学家佩弗将绿色植物利用太阳能将CO2和H2O合成为有机物并释放O2的过程。 1941年 美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法实验为O2的来源提供直接的证据。 20世纪40年代 美国科学家卡尔文团队使用同位素标记和双向纸层析技术研究光合作用中怎样固定CO2。 1929年 中国科学家殷宏章发现“光色瞬变效应”，进一步证实了光合作用有两种光系统。 （3）光合作用过程 光反应阶段 碳反应阶段 比较项目 区别 反应场所 叶绿体的类囊体膜上 叶绿体的基质中 反应速度 较快 较缓慢 与光的关系 必须在光下进行 不需要叶绿素和光，需要多种酶 物质变化 C的转移 O的转移 14CO2→14C3→14CH2O（碳反应） H218O→18O2（光反应）；C18O2→C3→CH218O（碳反应） 能量变化 光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→糖分子中稳定的化学能 联系 ①光反应是碳反应的基础，光反应为碳反应提供NADPH和ATP（ATP从类囊体膜移向叶绿体基质）；碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋（ADP从叶绿体基质移向类囊体膜）； ②没有光反应，碳反应缺乏NADPH和ATP无法进行；碳反应受阻，光反应因产物积累也不能正常进行。可见，二者相互制约； ③光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于碳反应，不用于其他生命活动过程。 （4）光合作用中的物质变化（C3和C5含量变化） 条件 光照由强到弱CO2供应不变 光照由弱到强CO2供应不变 CO2供应由充足到不足，关照不变 CO2供应由不足到充足，关照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 NADPH和ATP 减少或没有 增加 增加 减少 能力1 物质跨膜运输比较 能力2 细胞呼吸的影响因素及其应用 1．内部因素 （1）遗传特性：实例：旱生植物＜水生植物，阴生植物＜阳生植物； （2）生长发育时期：实例：幼苗期＞成熟期； （3）器官类型：实例：生殖器官＞营养器官。 2.外部因素 因素 温度 O2浓度 CO2浓度 水 原理 主要影响酶活性 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 曲线 应用 ①零上低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗； ②温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累 ①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡； ②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等 对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 ①粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗； ②干种子萌发前进行浸泡处理 能力3 细胞呼吸的影响因素及其应用 1.光合作用的强度（又称光合速率） （1）定义：单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的O2量或消耗的CO2量来表示，植物的光合速率不仅受内在因素的控制，还受多种环境因素的影响。 （2）辨析总光合速率和净光合速率 项目 表示方法（单位：g·cm－2·h－1） 呼吸速率 线粒体释放CO2量（m1）；黑暗条件下细胞（植物体）释放CO2量 线粒体吸收O2量（n1）； 黑暗条件下细胞（植物体）吸收O2量 有机物（葡萄糖）消耗量 净光合速率 细胞（植物体）从外界吸收的CO2量（m2） 细胞（植物体）释放到外界的O2量（n2） 植物（叶片）积累的有机物（葡萄糖）量 真正（总）光合速率 叶绿体利用、固定/消耗CO2量m3或（m1＋m2） 叶绿体产生、释放O2量n3或（n1＋n2） 植物（叶绿体）光合作用产生/实际制造的有机物（葡萄糖）量 植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 2.影响光合作用强度的因素 （1）环境因素（外因） ①光照强度 总光合项目 生理过程 气体交换 生理状态模型 A点 只进行呼吸作用 吸收O2、释放CO2 AB段 呼吸作用＞光合作用 （净光合速率＜0） 吸收O2、释放CO2 B点 呼吸作用=光合作用 （净光合速率=0） 不与外界进行气体交换 B点以后 呼吸作用＜光合作用（净光合速率＞0） 吸收CO2、释放O2 C点 随光照强度增加，光合速率不再增大。限制因素：CO2浓度，酶，色素等。 应用 温室大棚中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。 ☆光补偿点和光饱和点的移动 环境变化 光补偿点 光饱和点 适当增大CO2浓度 左移 右移 适当减小CO2浓度 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 ②CO2浓度： CO2是光合作用的原料，大气中CO2浓度约为0.03%，基本稳定。 原理：CO2影响碳反应阶段，制约C3的形成。 原理 CO2是光合作用的原料，大气中CO2浓度约为0.03%，基本稳定。 分析 图1 A点表示CO2补偿点； 此点植物代谢特点：光合速率=细胞呼吸速率 图2 A'点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度； B点和B'点对应的CO2浓度都表示CO2饱和点。 应用 在人工温室栽培时补充室内CO2的浓度，可使一些作物生长加快，增产效果明显。 ③温度、水和无机盐 外部环境因素 温度 水、无机盐 原理 温度主要影响酶的活性和蛋白质的功能 ①水是光合作用的原料，缺水会导致光合作用速率的减慢甚至停止。许多陆生植物叶片表面有厚的蜡质层，还有一些植物 在中午阳光直射时会关闭气孔，从而减少水分蒸腾； ②无机盐影响叶绿素等有关化合物的合成（缺镁叶绿素的形成，影响光反应，缺氮、缺磷（ATP、NADPH不能合成），所以都会影响光合作用。 应用 合理灌溉施肥 ④光质 原理：光合作用强度与光质（不同波长的光）有关，在可见光光谱的范围内，不同波长的光下，光合作用效率是不同的。白光为复合光，光合作用能力最强。红光、蓝紫光下植物的光合作用强度较大，绿光下植物的光合作用强度最弱。 （2）影响因素-内因 ①与植物自身的遗传特性有关，以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 ②植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶 注：影响叶绿素合成的因素还有光照、温度和矿质元素等。 ③叶面积指数 能力4 光合作用与呼吸作用的综合应用 1.光合作用和呼吸作用的联系 光合作用 有氧呼吸 代谢类型 合成作用（或同化作用） 分解作用（或异化作用） 物质变化 无机物有机物 有机物无机物 能量变化 光能―→化学能（储能） 化学能―→ATP、热能（放能） 实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 叶绿体 活细胞（主要在线粒体） 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 联系 2.光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向（元素转移） C：14CO2 14C3→有机物丙酮酸14CO2 O：H218O18O2H218O； H218OC18O2→C3→有机物丙酮酸C18O2 3.能量转化 光能ATP和NADPH中的能量（CH2O）中的能量 4.呼吸速率、净光合速率和总光合速率的表示方法（净光合速率=总光合速率-呼吸速率） 检测指标 净光合速率 总光合速率 呼吸速率 CO2 吸收量 固定量、消耗量 释放量 O2 释放量 产生量 吸收量 有机物 积累量 产生量、制造量 消耗量 01 细胞通过质膜与外界进行物质交换 1．（25-26高三上·上海·阶段练习）盐胁迫下的细胞应对机制 研究表明，在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图，其根细胞生物膜借助质子泵（H+-ATP酶）使两侧H+形成的电化学梯度，借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，使其能在土壤盐分为3%~12%的中重度盐碱地生长。 (1)盐碱地上大多数植物很难生长，主要原因是土壤溶液浓度大于_____的浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至导致萎蔫。（单选） A．细胞质基质 B．植物细胞外的间隙液 C．液泡内的细胞液 (2)当盐浸入到根周围的环境时，Na+顺浓度梯度大量进入根部细胞，在此情况下，SOS1发生磷酸化，导致Na+通过 方式运出细胞的能力增强，同时细胞质基质中的Ca2+浓度增加会_______HKT1活性，________AKT1活性，使细胞内的代谢恢复正常。 （单选） A．激活、激活            B．抑制、激活            C．激活、抑制            D．抑制、抑制 (3)据图分析，各结构中H+浓度分布存在差异，该差异主要由位于 上的质子泵转运H+来维持的。这种H+的分布特点为SOS1和NHX两种转运蛋白运输Na+提供了动力，帮助根细胞将Na+转运到细胞膜外和液泡内，从而减少Na+对胞内代谢的影响。Na+通过NHX进入液泡的运输方式是 。 (4)若使用ATP抑制剂处理细胞，Na+的排出量会明显减少，其原因是 。 (5)图是NaCl处理模拟盐胁迫，甘氨酸甜菜碱（GB）影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。根据结果可知，盐胁迫下，GB可通过 提高玉米的耐盐性。 02 酶催化细胞的化学反应 2.（2025高二下·上海宝山·学业考试）过氧化物酶体是细胞内的一种囊泡状细胞器，内含氧化酶和过氧化氢酶，可氧化细胞内的有毒物质和极长链脂肪酸等，其发生途径如图所示。 (1)从发生途径可推测，下列细胞可能不含过氧化物酶体的是__。 A．叶肉细胞 B．大肠杆菌细胞 C．肾细胞 D．肝细胞 (2)据图可知，与过氧化物酶体结构较为相似的细胞器是 。 ①中心体   ②线粒体   ③溶酶体 (3)过氧化物酶体的基质蛋白可能出现的结构有________ A．细胞质基质 B．内质网 C．过氧化物酶体 D．过氧化物酶体的前体 (4)过氧化物酶体膜蛋白和基质蛋白间一定存在的差异有 。 ①元素的种类②氨基酸的种类③氨基酸序列④空间结构⑤各自的功能⑥指导其合成的基因 (5)相较于消化酶等分泌蛋白，过氧化物酶体膜蛋白从合成到参与构成过氧化物酶体，缺少的生理过程是 。 ①细胞核转录   ②核糖体翻译   ③内质网加工   ④囊泡转运   ⑤高尔基体修饰 (6)过氧化物酶体膜允许氨基酸、蔗糖、乳酸等小分子物质自由穿越，在一定条件下允许一些大分子物质无需囊泡协助进行穿膜转运，由此可见，物质可能以 （编号选填）方式进出过氧化物酶体，它的膜通透性较质膜 （编号选填）。 ①被动运输   ②主动运输   ③胞吞胞吐   ④高   ⑤低   ⑥基本相同 (7)有关过氧化物酶体中氧化酶和过氧化氢酶描述合理的有_______。 A．两类酶的活性中心结构不同 B．两类酶的最适pH差异应该较大 C．两类酶的最适温度差异应该较小 D．两类酶都能在体内外发挥催化作用 (8)据图可知细胞内过氧化物酶体的发生途径有 。 ①内质网脱囊泡形成前体后发育而成 ②核糖体直接构建出前体后发育而成 ③已有的过氧化物酶体分裂增殖 03 细胞通过分解有机分子获取能量 3．（25-26高二上·上海·阶段练习）莱茵衣藻不仅能进行光合作用，还能有氧呼吸和无氧呼吸，是科学家研究三者之间相互作用的理想模式生物，其细胞结构和部分代谢过程如图所示。 (1)据图和所学知识判断，下列细胞结构与莱茵衣藻最为相似的是________。 A．脂肪细胞 B．蓝细菌 C．黑藻的叶肉细胞 D．洋葱鳞片叶表皮细胞 (2)图中，生理过程X发生的场所、物质Y分别是________。 A．细胞质基质和丙酮酸 B．细胞质基质和乙酰辅酶A C．叶绿体基质和丙酮酸 D．叶绿体基质和乙酰辅酶A (3)在光照适宜且氧气充足的条件下，莱茵衣藻细胞内存在的能量转换有 。（编号选填） ①葡萄糖分子中稳定的化学能转换成热能 ②光能转换成ATP和NADPH 分子中活跃的化学能 ③ATP和NADPH分子活跃的化学能转换成糖分子中稳定的化学能 ④葡萄糖分子中稳定的化学能转换成ATP和NADH中活跃的化学能 (4)若探究莱茵衣藻细胞内光合色素种类与绿色植物的差异，下列操作合理的是__________。（多选） A．用 95%乙醇提取光合色素 B．用聚酰胺薄膜层析分离光合色素 C．取双缩脲试剂与光合色素混合 D．用分光光度计测定665nm波长处的吸光值 (5)图中发生的光能吸收和转换过程中能产生H+，后者来自于________。 A．水的光解 B．NADPH的分解 C．ATP的水解 D．叶绿素a释放电子 莱茵衣藻无氧呼吸会产生有机小分子弱酸（HA），后者能跨膜进入类囊体，并在类囊体内释放出H+。过量H+在类囊体腔中的积累导致类囊体酸化，进而影响光合作用正常进行。 (6)图中HA从产生部位进入类囊体，需要跨越的生物膜层数为 层。 (7)研究人员用适宜浓度的HCl和HA 分别处理莱茵衣藻，发现HA处理可造成莱茵衣藻类囊体酸化，而HCl处则不会，可能的原因是______。（多选） A．HA呈弱酸性 B．HA不带电荷 C．HA是小分子 D．HCl全部电离 莱茵衣藻白天进行有氧呼吸，而夜间则依靠无氧呼吸维持能量供应。为进一步研究莱茵衣藻无氧呼吸对其新陈代谢的影响，研究人员开展下列实验：（1）在光照适宜且氧气充足的条件下测定莱茵衣藻类囊体膜上的电子传递速率（如图）。（2）在氧气充足的条件下，测定不同环境 pH下莱茵衣藻的O2消耗速率，发现随环境 pH 下降，莱茵衣藻单位时间内 O2消耗速率逐渐下降。 (8)据上述实验结果推断，莱茵衣藻无氧呼吸对光合作用和有氧呼吸的影响分别是______。 A．促进、促进 B．促进、抑制 C．抑制、促进 D．抑制、抑制 04 叶绿体将光能转换并储存在糖分子中 4．（25-26高二上·上海浦东新·阶段练习）民以食为天，水稻是中华大地上最主要的粮食作物之一，提高水稻产量是人们亘古不变的话题。如图为水稻光合作用过程模式图，A-J表示物质或结构。 (1)白天，水稻叶肉细胞不能产生ATP的场所是___________。(单选) A．类囊体 B．叶绿体基质 C．线粒体内膜 D．线粒体基质 (2)图中，J的化学本质和E所表示的物质分别是___________。(单选) A．蛋白质和ATP B．多糖和NADPH C．RNA和ATP D．蛋白质和NADPH (3)反应I类囊体腔中积累H+的生理意义是___________。(多选) A．为水的光解提供能量 B．形成膜内外两侧的H+浓度差 C．为ATP合成提供能量 D．防止叶绿体色素被破坏 (4)图中，反应Ⅱ为光合作用的 阶段，反应场所为 。在该阶段中， 和 中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能。(物质填写图中字母) (5)突然停止光照，图中C和三碳化合物的含量变化分别是 和 。(编号选填) ①升高   ②不变   ③下降 研究者研究了不同强度紫外线对水稻光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强25%组(R1)、紫外线强度增强50%组(R2)三组，每组处理3个重复，连续处理56天。获得的总叶绿素含量变化数据如图。研究者还用显微镜观察了三组细胞结构，发现： CK组：大量叶绿体紧贴细胞边缘，呈长椭圆形，膜结构完整，内部结构清晰，基粒排列整齐而致密。 R1组：叶绿体数目减少，明显肿胀变形，叶绿体膜完整性有轻微破坏，基粒松散。 R2组：叶绿体数目很少，肿胀加剧，呈梭形；叶绿体膜边缘模糊部分破损缺失；基粒膨胀松散，排列稀疏紊乱，类囊体模糊不清。 (6)据图推测CK、R1、R2三组实验中水稻的净光合速率的大小___________。(单选) A．CK>R1=R2 B．CK>R1>R2 C．CK<R1<R2 D．CK>R1≈R2 (7)根据本实验中获取的数据和资料，结合光合作用过程阐述高强度紫外线辐射影响水稻光合作用的机制∶ 。 袁隆平院士在抗盐碱“海水稻”的研究中发现，突变型水稻叶片的叶绿素含量为野生型的一半，但固定CO2的酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在25℃不同光照强度下的CO2吸收速率。请回答∶ (8)b点时，限制突变型和野生型光合作用速率的主要环境因素都是___________。(单选) A．光照强度 B．温度 C．CO2浓度 D．O2浓度 (9)为探究野生型和突变型水稻叶片中的叶绿素含量，通过实验对比色素带宽度，突变型水稻的颜色为___________的色素带会明显变窄。(多选) A．橙黄色 B．黄色 C．蓝绿色 D．黄绿色 (10)c点时海水稻叶绿体产生气体的去向是 (填空)，而根缺氧时，根细胞中的丙酮酸转化生成 (单选) A．CO2+H2O B．CO2+酒精 C．乳酸 D．CO2+乳酸 1．（2025·上海浦东新·二模）我国栽培水稻主要有籼稻和粳稻。籼稻适合低海拔湿热地区种植，而粳稻则适合高海拔种植。花期时，籼稻在上午10时左右开花，粳稻在正午12时左右开花。如图表示水稻颖花结构和开花调控机制，其中OsMYB8和OsJAR1为相关调控基因，颖花开花是由于浆片吸水膨胀使外稃和内移打开，露出雌雄蕊。“”表示基因能够表达。 (1)图中水稻A为 （籼稻/粳稻）。 (2)籼稻和粳稻开花时间点不同，体现______。 A．自然选择的作用 B．水稻对海拔的主动适应 C．水稻变异方向的不同 D．两种水稻具有共同祖先 (3)据图中信息推测，此时水稻A开花而水稻B不开花的分子机理可能是______。 A．浆片细胞内OsMYB8基因启动子活性不同 B．浆片细胞内OsMYB8基因的表达量不同 C．浆片细胞内OsMYB8基因表达的时间不同 D．浆片细胞内茉莉酸类物质的含量不同 (4)图中“相关基因”可能为______。 A．水通道蛋白基因 B．糖转运蛋白基因 C．离子转运蛋白基因 D．茉莉酸类物质合成酶基因 (5)综合上述信息，推测12点时粳稻开花的调控过程 。 若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。 (6)要研究水稻“源”和“库”关系，可以采用______。 A．阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B．阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌小麦，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D．使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 (7)籼稻、粳稻花时不遇，且每天花开约1小时。若要人工杂交，可采取的措施有______。 A．提高籼稻OsMYB8基因的表达量 B．将籼稻OsMYB8的启动子导入粳稻 C．对粳稻喷洒茉莉酸类物质 D．提高粳稻OsJARI基因的表达量 2．（2025·上海静安·模拟预测）植物的叶是光合作用的主要器官，光合产物转变后可运输到植物的其他器官。下图表示苹果树光合作用及产物转变的部分过程，其中Ⅰ～Ⅲ表示过程，SS表示蔗糖合成酶。 (1)图1中的结构甲表示______（单选）。 A．叶绿体 B．类囊体 C．线粒体 D．嵴 (2)光能的捕获与转换发生在过程 ，三碳化合物还原发生在过程 （编号选填）。 ①Ⅰ ②Ⅱ ③Ⅲ (3)下列关于蔗糖合成酶（SS）的叙述中，正确的是______（单选）。 A．SS上与蔗糖结合的区域称为活性中心 B．SS活性中心的改变会导致其活性改变 C．SS的活性受温度、光强、CO2浓度等因素的影响 D．1分子SS和1分子磷酸己糖结合形成1分子蔗糖 (4)下列关于图1中3种转运蛋白异同的分析中，正确的是______（多选）。 A．空间结构相同 B．肽键结构不同 C．结构单位相同 D．肽链结构不同 (5)由图1中的信息可知，合成1分子蔗糖，需要消耗 分子磷酸丙糖。 (6)结构甲中既可以合成淀粉，也可以储存淀粉，下列相关分析合理的有______（多选）。 A．结构甲中合成淀粉，可保证光合作用的进程快于蔗糖的利用 B．结构甲中合成淀粉，有利于减少光合作用的直接产物的积累 C．结构甲中的淀粉作为储能物质，可以在夜间为植物提供能源 D．结构甲中的淀粉作为储能物质，可在结构甲中彻底氧化分解 (7)与长日照下的植物相比，短日照下的植物会更多地将光合产物转化为 （淀粉/蔗糖），以保障植物全天的能量供应平衡。 氮、钾都是苹果树生长代谢的重要元素，研究人员研究了不同供钾水平对苹果生长代谢的影响，部分结果见表1。 表1 组别 供钾水平/mmol·L-1 生物量/g·株-1 SS活性/mg·g-1·h-1 净光合速率/μmol·m-2·s-1 N吸收总量/mg·株-1 N利用率/% K0 0 3.36±0.26d 62.4±3.8d 10.0±0.8d 5.36±0.35c 6.0±0.38c K1 3 4.06±0.11bc 80.9±4.1c 12.7±0.4c 8.93±0.43c 9.9±0.51c K2 6 4.94±0.25a 135.3±5.7a 15.5±0.6a 16.11±0.51a 17.9±0.58a K3 9 4.41±0.24b 90.6±4.3b 14.1±0.5b 11.68±0.37b 13.0±0.42b K4 12 3.65±0.28cd 83.3±3.8bc 12.9±0.6c 7.15±0.62d 7.9±0.70c 注：同列数据后不同字母表示组间存在显著差异。 (8)由表1可知， mmol·L-1供钾水平最有利于苹果树对氮素的吸收和利用。 (9)苹果树吸收的氮素可以用于合成 （编号选填）。 ①叶绿素 ②腺苷三磷酸 ③淀粉 ④转运蛋白 ⑤蔗糖合成酶 (10)苹果树的根主要以主动运输的方式吸收、等氮素，适宜供钾水平促进氮素吸收的机制可以用图2所示的模型表示，“↑”表示增强或增大，请结合题意补全图2 （编号选填）。 ①光合速率②气孔开放程度③根毛数量④N利用率⑤呼吸速率⑥转运蛋白合成⑦ATP合酶⑧氮素吸收 近年来，我国部分苹果园出现了钾肥投入过量的现象，影响了苹果的产量和品质。有文献显示，钾镁之间存在一定的拮抗作用，为此，有学者研究了高钾条件下（18mmol·L-1）镁对苹果树代谢的影响，部分研究结果见表2，其中，气孔导度表示气孔的开放程度，根系活力泛指根的吸收和合成能力，是植物生长的重要生理指标之一。 表2 组别 供镁水平/mmol·L-1 生物量/g·株-1 SS活性/mg·g-1·h-1 气孔导度/μmol·m-2·s-1 电子传递速率/ETR 根系活力/μg·g-1·h-1 Mg0.1 0.1 1.58±0.07c 13.5±0.2c 107±7c 136±6c 45±2c Mg3 3 2.46±0.06b 15.9±0.2b 160±4b 184±6b 67±4b Mg6 6 2.63±0.04a 16.6±0.3a 171±4a 196±9a 72±3a 注：同列数据后不同字母表示组间存在显著差异。SS活性的测定方式与表1不同。 (11)苹果树的细胞中含有包括钾、镁在内的多种无机盐，下列关于无机盐的叙述正确的是______（多选）。 A．在细胞中的含量很少 B．能构成叶绿素等化合物 C．大多以离子状态存在 D．能帮助细胞从外界吸水 (12)甜度是苹果品质的重要指标，苹果中的“甜味”物质主要储存在______（单选）。 A．叶绿体 B．线粒体 C．溶酶体 D．液泡 (13)根据题意可知，在钾含量高的土地种植苹果树，可以通过 来提高苹果产量，理由是： 。 3．（2024·上海嘉定·一模）在光合作用过程中，叶绿体仅能利用可见光范围的光能，紫外或近紫外光难以被植物利用。荧光硅量子点(SiQDs)是一种良好的能量传递中间体，能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收的光。图为研究人员将SiQDs液稀释到一定浓度后测其荧光激发发射光谱和叶绿体可见光吸收光谱。 (1)在光合作用过程中，叶绿体利用可见光的光合色素位于________（单选）。 A．叶绿体膜 B．叶绿体基质 C．类囊体膜 D．类囊体腔 (2)据图分析荧光硅量子点（SiQDs）能够吸收紫外光并转化为叶绿体色素可吸收光的最合理由是_（单选）。 A．叶绿体只能吸收可见光，不能吸收紫外光 B．叶绿体色素吸收的可见光主要是红橙光和蓝紫光 C．叶绿体吸收的可见光波长和SiQDs的荧光激发发射光谱都在400-600nm D．SiQDs的荧光激发发射光谱和叶绿体可见光吸收光谱都在450nm左右吸光度最高 为了验证叶绿体是否将SiQDs荧光激发发射的可见光用于光合作用，科研人员设计实验观察不同浓度SiQDs对叶绿体还原DCPIP的影响，结果如表。DCPIP还原量代表光合电子传递链上的电子传递速率。 组别 DCPIP还原量（ΔAbs） 0min 1min 2min 3min 4min 5min 对照组（CK组） 0 0.2 0.45 0.75 0.8 0.81 5mg/LSiQDs 0 0.26 0.52* 0.8* 0.84 0.81 50mg/LSiQDs 0 0.26 0.53* 0.8* 0.91* 0.91* 100mg/LSiQDs 0 0.26 0.61* 0.89* 0.91* 0.91* 注：*代表与CK组有显著差异 (3)叶绿体还原DCPIP过程发生在光合作用的 （光反应/碳反应）阶段，在该阶段发生的物质变化和能量转换有 （编号选填）。 ①水分子裂解产生O2 ②二氧化碳固定 ③光能转换为活跃化学能 ④合成糖等有机物 ⑤合成ATP和NADPH ⑥活跃化学能转换为稳定化学能 (4)请根据表中结果分析叶绿体将SiQDs荧光激发发射的可见光用于光合作用，理由是________（单选）。 A．随着SiQDs浓度的提高，DCPIP还原量增多 B．不同浓度SiQDs处理的DCPIP还原量无差异 C．DCPIP的还原量越多，代表叶绿体光合速率越强 D．随着时间延长，不同浓度SiQDs处理的DCPIP还原量都增多 为探讨不同锌掺杂量Si@ZnQDs作为叶面光肥对生菜生长的影响，科研人员设计了以下实验。 组别 处理 对照组（CK组） SiQDs处理生菜 实验组1 Si@Zn0.05%QDs处理生菜 实验组2 Si@Zn0.10%QDs处理生菜 实验组3 I________处理生菜 (5)请将实验补充完整：I 。可以 作为实验的检测指标（编号选填）。 ①O2吸收速率 ②生菜叶片叶绿体色素含量 ③葡萄糖的分解速率 ④蛋白质含量 ⑤生菜干、鲜质量 ⑥可溶性糖含量 SiQDs中含有大量的Si元素。为验证Si元素可缓解干旱胁迫对植物生长的影响，对玉米进行不同干旱处理，分别为正常水分处理（CK）、中度干旱胁迫处理（MD）和重度干旱胁迫处理（SD）。同时将各水分胁迫处理的植株，分别喷洒蒸馏水和5、10、15g·L⁻1的外源Si。3周后测定其光合和生理指标含量变化如下图所示。MDA的含量能反映膜脂过氧化反应程度，其含量越高，膜损伤程度越高；CAT是一种抗氧化酶，其活性越高，植物的抗性越强。 (6)请根据图实验结果，阐述Si缓解干旱胁迫对植物生长影响的机理 。 1．（2024·上海·高考真题）水稻是重要的粮食作物，高温会引起水稻减产。科学家对抗高温能力弱的水稻W进行改良。获得了水稻S。如图显示了高温条件下水稻W和水稻S响应高温的部分机制。其中T1和T2为不同蛋白，T2在液泡中被降解。箭头的粗细代表物质的量。 (1)要对比高温条件下水稻W和水稻S的产量，必须保持相同的实验条件______。 A．地上部分生长量 B．高温处理时间 C．水稻幼苗数量 D．水稻种植时间 (2)据图，水稻感受高温信号的是 （T1/T2）；被T2破坏的细胞器是 。 (3)据图可知，相同高温条件下，与水稻W相比，水稻S增产的原因是______。 A．进入液泡内的T1更多 B．细胞质基质内T1更少 C．进入液泡内的T2更多 D．细胞质基质内T2更少 (4)据图，相同高温条件下，与水稻W相比，推测水稻S的细胞______。 A．净光合速率较高 B．呼吸作用产生ATP的量较少 C．糖类输出量较少 D．转换光能效率较高 (5)据图，水稻W改良为水稻S时，所采取的措施是 ，若要进一步提高水稻S的抗高温能力，可采取的策略是 。（编号选填） ①提高T1的量        ②提高T2的量            ③降低T1的量 ④降低T2的量        ⑤改变T1的结构            ⑥改变T2的结构 2．（2023·上海·高考真题）精氨酸可以促进细胞生长因子的分泌，从而促进伤口愈合。其可通过微生物发酵大量生产。研究人员研究了大肠杆菌的精氨酸合成过程，并对菌株进行改造，获得了高产菌株。以下是该项研究的部分内容及结果。 【精氨酸合成机制研究】 精氨酸在大肠杆菌体内的合成过程如图1所示。在大肠杆菌细胞内，过多的精氨酸会抑制ArgA的活性。 (1)图1所示LysE转运精氨酸至胞外的方式属于___（单选）。 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吐 (2)据图1推测，下列蛋白质中，降低其表达量可提高精氨酸产量的是___（单选）。 A．ArgE B．ArgF C．ArgG D．ArgH (3)将另一种细菌来源的ArgA引入大肠杆菌，发现该酶不受过量精氨酸抑制。这是因为该酶与大肠杆菌的ArgA相比___（单选）。 A．催化类型不同 B．分子结构不同 C．底物不同 D．最适温度不同 【筛选方法设计】 为提高目标菌株的筛选效率，研究人员构建了重组质粒，部分结构如图10。导入该重组质粒的大肠杆菌中，荧光蛋白表达量和精氨酸的量正相关。图2中启动子是RNA聚合酶结合的特定DNA序列，与转录起始有关。 (4)据图2解释，为何荧光蛋白的表达量可反映精氨酸的量： 。 【菌株的诱变和筛选】 将上述重组质粒导入大肠杆菌中，获取菌株A。对菌株A进行诱变，以筛选高产菌株，操作过程如图3，图中1～V是操作步骤。 (5)图3的步骤I～V中，须无菌操作的是 ；须对菌株进行培养的是 。 (6)结合实验目的，下列关于培养基①~④的叙述正确的是___（多选）。 A．②是选择培养基 B．①~④的碳源的种类可以完全相同 C．④是选择培养基 D．①②的氮源及其比例可以与③④的不同 【高产机制分析】 研究人员对筛选到的高产精氨酸菌株B进行基因测序，发现10个基因存在突变，将这10个突变基因分别替换菌株A中的相应基因，获得A1～A10菌株，并测定精氨酸产量，结果如图4所示。 (7)分析并阐述菌株A6的精氨酸产量介于A、B之间的原因： 。 3．（2024·上海·高考真题）磷是维持植物正常生长发育所必需的元素。研究人员在相同光照强度、CO2浓度等条件下，对长势一致的4组当归植株，分别补充P1、P2、P3、P4量的磷，测定其叶肉细胞的净光合速率（指光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）和总叶绿素含量，结果如图1。 (1)当归叶肉细胞内的下列物质或结构中，含有磷元素的有___（单选）。 A．淀粉 B．高能电子 C．麦芽糖 D．叶绿体外膜 (2)根据图1数据判断，P3组一定高于P1组的是当归叶肉细胞单位时间单位叶面积___（单选）。 A．生成H2O的量 B．吸收CO2的量 C．吸收O2的量 D．释放CO2的量 (3)分析图1数据可得到的结论是___（单选）。 A．磷元素是当归叶肉细胞合成光合色素的原料 B．总叶绿素含量随光照强度的增加先升高再降低 C．过高浓度的磷会抑制当归叶肉细胞的净光合速率 D．当归叶肉细胞的净光合速率提高可促进对P的吸收 研究人员发现，植物根细胞质膜上存在负责吸收磷的磷转运蛋白H6。环境中P缺乏时，H6的数量会发生变化，同时其功能受一种胞内蛋白M6的调节。图2是该机制示意图，♡表示无机磷。 (4)从下列①~④中选择并形成实验方案，以探究缺磷对植物根细胞质膜上H6数量的影响。对照组 ；实验组： 。 ①选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷充足培养基 ②选取长势一致的同种植物幼苗若干种植于磷不足培养基 ③检测H6基因转录水平 ④检测光合作用相关基因转录水平 (5)结合题中信息分析植物根细胞对外界磷浓度变化的反应，并用下列编号表示。外界磷充足时： 。外界磷缺乏时： 。 ①质膜上的H6数量少 ②质膜上的H6数量多 ③M6抑制H6的转运功能 ④M6促进H6的转运功能 ⑥M6不影响H6的转运功能 ⑤细胞内磷元素维持在正常水平 ⑦细胞内外磷含量一致 4．（2023·上海·高考真题）人体血液中微量的分子X可促进肾小管上皮细胞的能量代谢和膜上转运蛋白合成，从而影响肾小管上皮细胞对Na+、K+的转运，如图。 (1)从下列①~⑥中选择并按顺序表示Na+转运蛋白从合成到定位的路径： 。 ①核糖体 ②内质网 ③溶酶体 ④高尔基体 ⑤质膜 ⑥胞外 (2)据图分析，健康人体内分子X的含量升高时，肾小管腔的Na+浓度会 （升高/降低/不变），血液中的K+浓度会 （升高/降低/不变）。 (3)下列与分子X有关的事件中，发生在人体内环境的是___（单选）。 A．分子X的合成 B．肾小管腔中Na+浓度变化 C．分子X的运输 D．分子X与分子的受体结合 (4)根据X发挥作用的过程，可归纳分子X的特点是___（多选）。 A．属于信号分子 B．少量即可对细胞产生较广泛的影响 C．属于无机盐 D．只与特定分子发生作用 (5)下列因素中，会对分子X的作用效果产生影响的是 （编号选填）。 ①饮水量 ②膳食营养结构 ③外界环境温度 ④神经系统兴奋性 / 学科网（北京）股份有限公司 $