内容正文:
专题03 细胞的能量供应和利用
目录
第一部分 高考新风向 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
知识串联·核心必记
要点01 酶与 ATP 的核心概念及代谢关联
要点02呼吸作用的过程与类型辨析
要点03光合作用的核心过程与环境响应
第三部分 分层巧突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 降低化学反应活化能的酶
题型02 ATP的结构、功能
题型03细胞呼吸
题型04光合作用
B组·增分能力练
第四部分 真题刷进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
酶与 ATP 的核心概念及代谢关联
(2025 广东卷)题型新颖灵活,重视在新情境中综合应用
(2024 广东卷)探究银杏绿叶和黄叶色素的差别(实验题)
1.构建"光合-呼吸-能量"整合网络,考查物质与能量在细胞及生态系统中的统一与转化,打破单点知识壁垒。
2.将核心原理嵌入生态修复,农业实践,健康生活等真实复杂情境,考查知识迁移与实际问题解决能力。
3.减少步骤复现,转向考查对机理的本质理解(如酶,ATP的作用)及基于证据的实验分析与推理能力。
呼吸作用的过程与类型辨析
(2024 广东卷)综合考查细胞呼吸和光合作用中的物质与能量变化
(2023 广东卷)在"红树林修复"生态工程情境中作为基础知识应用
光合作用的核心过程与环境响应
(2024 广东卷)综合考查光合作用与细胞呼吸
(2023 广东卷)在生态修复题中考查光合作用的生态意义
新风向演练
1.【新载体·多变量数据表分析】(2025·广东珠海·一模)为探究金属离子对纤维素酶活性的影响,某研究小组将无机盐与酶以不同比例均匀混合,测定酶活力(见表)。下列分析正确的是( )
组别
待测酶液的比例
蒸馏水
MnCl₂
MgCl₂
CuCl₂
1∶10
1∶2
1∶10
1∶2
1∶10
1∶2
酶活力(U/g)
1000
1225
1435
1000
1048
957
902
注:U/g为酶活力单位,值越大代表活性越高
A.MnCl₂能提高该实验化学反应的活化能 B.CuCl₂浓度增加使其对酶活力的激活作用减弱
C.该实验表明Cl⁻对纤维素酶的活力无影响 D.金属离子与酶结合后可能改变了酶的空间结构
【答案】D
【详解】A、酶的作用是降低化学反应的活化能,而不是提高。MnCl2处理后酶活力比蒸馏水组高,说明MnCl2增强了酶活性,更有利于降低反应活化能,A错误;
B、从表格数据看,CuCl2比例为 1:10 时酶活力为 957,1:2 时酶活力为 902,即CuCl2浓度增加,酶活力降低,说明其对酶活力是抑制作用且增强,而不是激活作用减弱,B错误;
C、表格中各实验组都含有Cl-,但酶活力不同,不能说明Cl-对纤维素酶的活力无影响,C错误;
D、金属离子与酶结合后,酶活力发生变化,很可能是改变了酶的空间结构,从而影响酶活性,D正确。
故选D。
2.【新情境·分子马达与疾病机制】(2025·广东汕头·一模)KIF5A蛋白催化ATP水解后发生磷酸化,并沿着细胞骨架定向运动,随后向细胞外分泌KIF5A蛋白所携带的囊泡中的“货物”。KIF5A基因突变会导致肌萎缩侧索硬化(ALS)。下列分析错误的是( )
A.KIF5A蛋白的形成需高尔基体的加工
B.KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构
C.KIF5A蛋白与细胞骨架存在相互识别
D.ALS可能是由细胞内物质堆积引起的
【答案】A
【详解】A、据“KIF5A蛋白催化ATP水解后发生磷酸化,并沿着细胞骨架定向运动,随后向细胞外分泌KIF5A蛋白所携带的囊泡中的货物”可知KIF5A蛋白分布于细胞内或细胞表面,不是分泌蛋白,而是胞内蛋白,KIF5A蛋白的形成需要核糖体和线粒体的参与,不需要高尔基体的加工,A错误;
B、KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构,从而让它沿着细胞骨架定向运动,B正确;
C、KIF5A蛋白能沿着细胞骨架定向运动,所以它与细胞骨架存在相互识别,C正确;
D、KIF5A基因突变可能导致囊泡中的“货物”无法及时分泌出去,从而导致细胞内物质堆积,所以,ALS可能是由细胞内物质堆积引起的,D正确。
故选A。
3.【新载体·代谢通路与实验数据关联】(2025·广东梅州·一模)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图1所示。Ca2+对淹水胁迫的辣椒幼苗根无氧呼吸的影响实验结果,如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应,说明LDH不具有专一性
B.辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C.与对照组相比,淹水组第6天时乙醇代谢增幅明显大于乳酸代谢增幅
D.Ca2+影响ADH、LDH的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
【答案】D
【详解】A、酶具有专一性,酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,A错误;
B、辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH,故厌氧呼吸既能产生乳酸,也可产生乙醇,B错误;
C、与对照组相比,淹水组第6天时,乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性都升高,且活性都增加了一倍,据此可推测淹水组第6天时乙醇代谢增幅等于乳酸代谢增幅,C错误;
D、由图乙可知,Ca2+能减弱LDH的活性,增强ADH的活性,结合甲图可知,LDH能催化乳酸生成,ADH能催化乙醛生成乙醇,故Ca2+影响ADH、LDH 的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害,D正确。
故选D。
4.【新载体·膜结构与功能机制图示】(2025·广东广州·模拟预测)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)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.PSⅡ 具有吸收利用光能, 并进行电子传递的作用
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,光能可转化到NADPH和ATP中
【答案】C
【详解】A、据图可知,类囊体薄膜上的PSⅡ 具有吸收利用光能,并进行电子传递的作用,A正确;
B、由题意可知:PSⅡ负责光合作用过程中水的光解,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。
5.【新情境·植物生理现象探究】(2025·广东广州·二模)金叶复叶槭是一种观赏性高的彩叶树种。其叶片春季呈金黄色(金黄叶),后逐渐变为黄绿色(复绿叶)。某研究小组以不同叶片为实验材料,测定相关指标,结果如下表。下列敘述正确的是( )
种类
叶绿素/(mg•g-1)
类胡萝卜素/(mg•g-1)
类胡萝卜素/叶绿素
叶绿体长度/μm
叶绿体宽度/μm
金黄叶
0.24
0.15
0.64
0.17
0.08
复绿叶
2.59
0.49
0.19
1.6
0.86
A.叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体基质中能捕获并转化光能
B.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,可用无水乙醇分离叶片中的色素
C.叶片呈金黄色的重要原因是叶绿素含量低,类胡萝卜素/叶绿素的比值高
D.光学显微镜下可观察到金黄叶的叶绿体较小,类囊体数量较少
【答案】C
【详解】A、叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,而不是叶绿体基质中,它们能捕获光能,其中少数处于特殊状态的叶绿素a还能转化光能,A错误;
B、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,常用无水乙醇来提取叶片中的色素,B错误;
C、叶片的颜色主要由所含色素的种类和含量决定。从表格数据可知,金黄叶中叶绿素含量低(0.24mg·g⁻¹),类胡萝卜素含量相对较高,且类胡萝卜素/叶绿素的比值高(0.64),这使得叶片呈现金黄色,C正确;
D、光学显微镜下可观察到叶绿体的形态和分布,但不能观察到类囊体数量,类囊体属于亚显微结构,需要在电子显微镜下才能观察到,D错误。
故选C。
知识串联·核心必记
要点01 酶与 ATP 的核心概念及代谢关联
(1)核心概念与本质
内容
核心要点
酶的本质与特性
1. 化学本质:绝大多数是蛋白质(核糖体合成),少数是 RNA(核仁参与合成)
2. 特性关联:专一性(空间结构决定底物匹配)→ 高效性(降低活化能更显著)→ 作用条件温和(空间结构易受温度、pH 影响)
3. 与基因的关联:酶的合成受基因控制,基因突变可导致酶结构异常(如白化病)
ATP 的结构与功能
1. 结构:A-P~P~P(“A”= 腺苷 = 腺嘌呤 + 核糖;P磷酸基团;~特殊的化学键)
2. 功能定位:直接能源物质,连接 “放能反应”与 “吸能反应”(主动运输)
3. 与核酸的关联:ATP 水解掉两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸(RNA 的基本单位)
(2)跨模块能量流动关联
代谢过程
ATP 的来源与去向
酶的参与角色
细胞呼吸
来源:有氧呼吸(细胞质基质 + 线粒体)、无氧呼吸(细胞质基质);
去向:供细胞各项代谢
核心酶:呼吸酶,调控呼吸速率,受温度、pH 影响
光合作用
来源:光反应(类囊体薄膜,ATP合成酶);
去向:暗反应(C₃还原,ATP水解酶)
核心酶:Rubisco酶(CO₂固定关键酶),受 CO₂浓度、温度调控
物质跨膜运输
去向:主动运输(载体蛋白 + ATP供能)
关联酶:ATP 水解酶(提供能量),与载体蛋白协同作用
基因表达
去向:转录(RNA合成)、翻译(蛋白质合成)
核心酶:RNA聚合酶(转录)、肽酰转移酶(翻译,本质是 rRNA)
发酵工程
来源:微生物呼吸作用;
去向:供微生物合成代谢产物(如酒精、抗生素)
应用酶:固定化酶(提高稳定性,重复利用),优化发酵效率
【易错易混】
1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。除哺乳动物成熟的红细胞等少数细胞之外,一般来说,活细胞都能产生酶。
2.酶在体内和体外均可发挥催化作用。比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中,将肝脏研磨,使其中的过氧化氢酶释放出来,在体外发挥作用。
3.酶专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。例如,蛋白酶并不只催化某一种特定的蛋白质水解,而是水解所有蛋白质类物质中的肽键,使其断裂。
4.无机催化剂能催化多种化学反应,没有专一性。比如,酸能催化蛋白质水解、催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。
5.探究温度对酶活性的影响时,选材有:淀粉、淀粉酶、碘液;不宜选用:过氧化氢、斐林试剂。
6.探究pH对酶活性的影响时,适宜的选材有:过氧化氢、过氧化氢酶;不宜选用:淀粉、斐林试剂或碘液。
7.ATP不是唯一的直接能源物质,直接能源物质还有GTP、UTP、CTP等。
注意:ATP是物质,是能量的载体,但是不等于能量
【典例1】下列关于酶的本质、特性及作用机制的叙述,错误的是( )
A. 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,二者的基本组成单位不同
B. 酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应,与酶的活性中心结构有关
C. 酶通过降低化学反应的活化能加快反应速率,不改变反应的平衡点
D. 低温和高温对酶活性的影响不同,前者不破坏酶的空间结构,后者会导致酶永久失活
【答案】B
【详解】酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应,而非仅一种化学反应,B错误;A选项中,蛋白质类酶的基本组成单位是氨基酸,RNA类酶的基本组成单位是核糖核苷酸,二者不同,A正确;C选项符合酶的作用机制,正确;低温仅抑制酶活性,不破坏空间结构,高温会破坏酶的空间结构导致永久失活,D正确。
要点02呼吸作用的过程与类型辨析
(1)有氧呼吸 vs 无氧呼吸核心对比
对比维度
有氧呼吸
无氧呼吸
跨模块关联点
场所
细胞质基质(第一阶段)→线粒体(第二、三阶段)
全程细胞质基质
线粒体功能异常影响有氧呼吸
物质转化
葡萄糖→CO₂+H₂O(彻底分解)
葡萄糖→酒精+CO₂或乳酸(不彻底分解)
发酵工程核心原理(酵母菌酿酒)
能量释放
多,能量主要来自第三阶段
少,仅第一阶段产 ATP
癌细胞无氧呼吸增强
关键酶
丙酮酸脱氢酶、细胞色素氧化酶(有氧呼吸链)
乳酸脱氢酶(产乳酸)、酒精脱氢酶(产酒精)
酶的专一性体现,受温度、pH 调控
(2)呼吸作用的调控与影响因素
影响因素
作用机制
跨模块应用场景
O₂浓度
低O₂(5%)抑制无氧呼吸,有氧呼吸较弱;
高O₂促进有氧呼吸
果蔬保鲜(低O₂+低温+高CO₂)、发酵工程控氧
温度
影响呼吸酶活性,最适温度(25~35℃)时呼吸速率最高
低温储存食物、温室栽培控温
CO₂浓度
高CO₂抑制呼吸酶活性,降低呼吸速率
密闭保鲜环境调控
遗传因素
基因决定呼吸酶的合成与活性
不同生物呼吸类型差异
激素调控
胰岛素促进细胞摄取葡萄糖并加速呼吸分解
血糖平衡调节
(3)有氧呼吸 vs 无氧呼吸类型判断
模块
必记核心
有氧呼吸阶段定位
有氧呼吸三阶段口诀:一基(细胞质基质)二基(线粒体基质)三膜(线粒体内膜),O₂只在三阶段,CO₂只在二阶段
无氧呼吸物质变化
仅第一阶段(细胞质基质)产生ATP,第二阶段不产生ATP;
特殊生物产物:人 、动物、马铃薯块茎产生乳酸,酵母菌、大多数植物根产生酒精和 CO₂
呼吸类型判断
判断方法:① 若生物产乳酸不产 CO₂,推测仅无氧呼吸;② 若产生CO₂,需结合O₂消耗情况,有氧呼吸消耗的 O₂等于产生的CO₂,无氧呼吸不消耗O₂
原核 vs 真核呼吸差异
真核有氧呼吸场所细胞质基质、线粒体;原核有氧呼吸场所细胞质基质 、细胞膜(含呼吸酶)
【易错易混】
1.不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
2.无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中;而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
3.无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一阶段产生的,场所是细胞质基质。其中[H]在第二阶段被全部消耗。无氧呼吸第二个阶段不产生ATP。
4.储藏水果、粮食就是储存有机物,要在低氧条件下储存而不是无氧条件。
因为无氧条件下无氧呼吸旺盛,对有机物的消耗多;而低氧条件下,无氧呼吸受抑制,有氧呼吸也比较弱,对有机物消耗少。
【典例2】如下图表示细胞呼吸的主要过程,下列说法正确的是( )
A.过程①②③④都能在植物细胞中发生
B.破伤风杆菌能进行过程①②
C.人体中进行过程②的场所是线粒体内膜
D.过程①②③④都能产生[H]
【答案】A
【详解】A、植物细胞可进行有氧呼吸(①②),部分植物细胞无氧呼吸可产生酒精(③,如水稻根)或乳酸(④,如马铃薯块茎),故①②③④都能在植物细胞中发生,A正确;
B、破伤风杆菌是厌氧型生物,只能进行无氧呼吸,不能进行有氧呼吸第二阶段(②),B错误;
C、人体中过程②(有氧呼吸第二、三阶段)的场所是线粒体基质(第二阶段)和线粒体内膜(第三阶段),并非仅线粒体内膜,C错误;
D、过程③④为无氧呼吸第二阶段,不产生[H],D错误。
故选A。
要点03光合作用的核心过程与环境响应
1.光反应与暗反应的比较
光反应阶段
暗反应阶段
条件
光、色素、酶
不需光、酶、NADPH、ATP
场所
叶绿体类囊体薄膜
叶绿体基质中
物质变化
水的光解; ATP、NADPH的生成
CO2的固定; C3的还原
能量变化
光能→ATP、NADPH中活跃化学能
活跃化学能→有机物中稳定的化学能
联系
光反应是暗反应的基础,为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+ 。
2.光合色素与光反应关联
色素类型
吸收光谱
功能定位
叶绿素( 叶绿素a、叶绿素b)
红光、蓝紫光
叶绿素a(少数):转化光能;叶绿素b:传递光能
类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)
蓝紫光
传递光能,保护叶绿素(防强光破坏)
3.关键影响因素及作用机制
影响因素
作用环节
跨模块应用场景
光照强度
影响光反应(ATP、NADPH 生成量)
温室补光(选红光/蓝紫光,提高光合效率)、植物向光性
CO₂浓度
影响暗反应(CO₂固定速率)
大棚增施CO₂(如有机肥分解)、气孔开闭对CO₂吸收的影响
温度
影响光合酶活性(光反应、暗反应均受影响)
温室控温(白天适温提光合,夜间低温抑呼吸)
矿质元素
镁(叶绿素成分)、氮(酶 / ATP 成分)
合理施肥→促进光合色素合成与酶活性
水
主要影响气孔开闭,影响CO₂的供应
光合午休现象、合理灌溉
【易错易混】
1.滤纸条上的色素带,
条数:与色素种类有关,4条说明有四种色素;
宽窄:表示色素的含量,越宽说明此色素含量越高;
位置:表明色素带的扩散速度,与溶解度有关;
颜色:表示素的吸收光谱。
2.大棚栽培时,注意是选择“塑料篷布的颜色”,还是“补光颜色”
塑料大棚的篷布,通常选择的是“无色塑料”,以便太阳的全色光都能透过,提高光能利用率。
而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时,则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡,从而节省能源。
3.光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。
4.温度改变,既影响光合作用的光反应,也影响暗反应。但对暗反应影响更大,因为与光反应相比,参与暗反应的酶的种类和数量更多。
【典例3】图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系,下列说法正确的是( )
A.图甲中,光照强度为B时,水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B.图甲中,光照强度为D时,水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2
C.图乙中,光照强度为X时,蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.图乙中,限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度
【答案】B
【详解】A、分析甲图可知,光照强度为B时,CO2释放量和O2产生总量相等,都为3单位,呼吸作用释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界,说明此时呼吸作用大于光合作用,A错误;
B、光照强度为D时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率,光照强度为A时,CO2释放量即为呼吸速率,则光照强度为D时,O2产生总量为8单位,需要消耗的CO2也为8单位,所以单位时间内需从外界吸收CO2为2单位,B正确;
C、蓝细菌是原核生物,没有线粒体和叶绿体,图乙中,光照强度为X时,产生ATP的场所是细胞质基质,C错误;
D、图乙中,限制G点光合作用速率的因素不是光照强度,可能是二氧化碳浓度及温度等,D错误。
故选B。
01 降低化学反应活化能的酶
1.(2025·广东肇庆·一模)某兴趣小组研究影响酶促反应速率的因素,设置了三个实验组:甲组、乙组、丙组。在其他条件相同且适宜的情况下,测定各组在不同反应时间内的底物剩余量,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该小组研究的影响因素可能是酶的种类、酶浓度、底物浓度
B.该小组研究的影响因素可能是温度,结果表明乙组的温度为该酶最适温度
C.该小组研究的影响因素可能是pH,结果表明乙组的pH低于丙组
D.甲组t2∼t3时底物剩余量不再改变,表明该酶空间结构遭到破坏
【答案】D
【详解】A、如果研究的影响因素是酶浓度,酶浓度越高,反应速率越快,酶浓度越低,反应速率越慢,最终底物剩余量应都为零,不会出现甲组这种底物剩余量后期不变的情况,A错误;
B、如果研究的影响因素是温度,仅根据这三组的底物剩余量不能确定乙组的温度就是该酶的最适温度,还需要更多的温度梯度实验来确定,B错误;
C、如果研究的影响因素是pH,在一定范围内,随pH升高,酶促反应速率先增大后减小,从图可以看出甲组有底物剩余,说明甲组的酶失活了,丙组和乙组均几乎没有底物剩余,乙组反应速率比丙组快,但并不能得出丙组的pH高于乙组的结论,C错误;
D、从图可以看出甲组t2∼t3时底物剩余量不再改变,说明甲组的酶失活了,因此该酶空间结构遭到破坏,D正确。
故选D。
2.(2025·广东·模拟预测)某同学从紫冠豆角的种子中提取某种蛋白成分,在不同温度和pH条件下处理20min,用以研究该蛋白对α-淀粉酶活性的抑制效果,结果如下图所示。下列分析正确的是( )
A.实验时应将蛋白成分与α-淀粉酶混匀后,再设置不同的温度和pH
B.该实验可通过检测还原糖的含量来判断该蛋白成分的抑制效果
C.该蛋白成分在80~100℃条件不能抑制α-淀粉酶活性
D.该蛋白成分在pH=4~10条件下对α-淀粉酶的催化效率高
【答案】B
【详解】A、蛋白成分与α-淀粉酶混匀前,需要分别设置α-淀粉酶最适的温度和pH再将底物和酶混合,进行反应,A错误;
B、α-淀粉酶水解淀粉生成还原糖,实验通过检测还原糖的含量计算α-淀粉酶的活力,也反映该蛋白成分抑制活性的强弱,B正确;
C、该蛋白成分在80℃条件对α-淀粉酶活性的抑制效果较强,C错误;
D、由图可知,在pH=4~10的条件下,α-淀粉酶抑制率较高,其活性较低,催化效率低,D错误。
故选B。
3.(2025·广东惠州·三模)碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上具有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),两者的工作模式如图所示。硝酸根离子(NO3-)能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+-I-共转运体将I-转运进细胞内的过程不消耗能量
B.Na+-K+泵的化学本质为蛋白质,具有运输和催化作用
C.药物X可使细胞膜上的Na+-I-共转运体的活动减弱
D.NO3-能抑制甲状腺滤泡细胞吸收I-,引起血浆中的甲状腺激素减少
【答案】A
【详解】A、Na⁺-I⁻共转运体需要利用钠离子(Na⁺)的浓度梯度(电化学势能)来驱动碘离子(I⁻)的转运,故该过程消耗能量,A错误;
B、据图可知,Na⁺-K⁺泵是一种膜蛋白,其化学本质是蛋白质,能运输Na⁺和K⁺,同时能催化ATP水解,故具有运输和催化作用,B正确;
C、Na⁺-I⁻共转运体需要利用钠离子的浓度梯度来驱动碘离子的转运,药物X通过阻断Na⁺-K⁺泵的作用,减弱细胞内外的钠离子浓度梯度,进而使Na+-I-共转运体的转运效率降低,C正确;
D、NO3-能与I-竞争NIS(Na+-I-共转运体),使得甲状腺滤泡细胞对I-的吸收减少,进而抑制甲状腺激素的合成,会引起血浆中的甲状腺激素减少,D正确。
故选A。
4.(2025·广东潮州·二模)某兴趣小组对酶的特性开展实验探究,按下表进行操作。在推动注射器的同时用计时器记录时间,测定氧气产生速率。下列分析错误的是( )
加入试剂或材料
注射器1
注射器2
注射器3
注射器4
注射器5
3%H2O2/mL
2
2
2
2
2
蒸馏水/mL
1
-
-
-
-
3.5%FeCl3/mL
-
1
-
-
-
新鲜猪肝匀浆液/mL
-
-
1
-
-
高温处理的猪肝液/mL
-
-
-
1
-
多酶片溶液/mL
-
-
-
-
1
氧气产生速率/(mL·s-1)
注:多酶片中含有淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶
A.从实验原则上分析,注射器1加入等量蒸馏水作为空白对照组
B.注射器中短时间内积累的气体量可以直观显示出反应速率的差异
C.注射器2和3反应体系中氧气产生速率不相等,但产生的氧气总量相等
D.若注射器1、4、5中氧气产生速率为0 mL·s-1,则证明酶具有专一性
【答案】D
【详解】A、注射器1加入蒸馏水是为了排除溶剂对实验的干扰,属于空白对照,A正确;
B、本实验的底物是H2O2,产物有氧气,氧气产生速率可以通过单位时间内气体量的变化直接反映,B正确;
C、注射器2中FeCl₃是无机催化剂,催化H₂O₂分解速率较慢,注射器3中新鲜猪肝匀浆液含过氧化氢酶,催化效率更高,氧气产生速率更快,但氧气总量由H₂O₂的量决定,两者H₂O₂量相同,最终氧气总量相等,C正确;
D、注射器1(蒸馏水)无催化剂,氧气速率为0,注射器4(高温处理的猪肝液),高温使酶失活,氧气速率为0,说明酶活性被破坏,注射器5(多酶片溶液)含淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶,但均不能催化H₂O₂分解,氧气速率为0,此结果只能说明多酶片中的酶对H₂O₂无作用,但未与其他底物对比,无法直接证明专一性,D错误。
故选D。
02 ATP的结构、功能
5.(2025·广东深圳·一模)ATP检测试剂盒检测微生物数量的原理是:试剂盒中含充足荧光素和荧光素酶,荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶的催化下产生荧光,根据荧光的强度可推算出待测样品中微生物的数量。上述推算依据的主要前提是( )
A.试剂盒中ATP的含量相同
B.试剂盒中荧光素的含量相同
C.每个活细胞中ATP的含量大致相同
D.微生物细胞中ATP的合成场所相同
【答案】C
【详解】A、试剂盒中ATP的含量相同与否并不是推算待测样品中微生物数量的主要依据。因为检测的是样品中微生物自身产生的ATP所带来的荧光强度来推算微生物数量,而不是依赖试剂盒中ATP的含量,A不符合题意;
B、试剂盒中荧光素的含量相同也不是关键前提。虽然荧光素在反应中起到接受能量产生荧光的作用,但只要荧光素能满足反应需求,其含量是否与推算微生物数量没有直接的必然联系,关键是微生物细胞内ATP的情况,B不符合题意;
C、每个活细胞中ATP的含量大致相同。由于荧光素接受ATP提供的能量在荧光素酶催化下产生荧光,荧光的强度与ATP的量相关。如果每个活细胞中ATP含量大致相同,那么样品中微生物数量越多,释放出的ATP总量就越多,产生的荧光强度也就越强。这样就可以根据荧光强度来推算待测样品中微生物的数量,C符合题意;
D、微生物细胞中ATP的合成场所相同与通过荧光强度推算微生物数量没有直接关系。我们关注的是微生物细胞内ATP的总量以及它所产生的荧光强度,而不是ATP的合成场所,D不符合题意。
故选C。
6.(2025·广东湛江·二模)磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸(()基团,磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”作用,能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化
B.ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
C.蛋白质等分子被磷酸化后空间结构不会发生改变
D.主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移
【答案】D
【详解】A、丙酮酸反应生成乳酸的过程并没有释放能量,因此没有发生ADP的磷酸化,也没有生成ATP,A错误;
B、ATP中最末端的磷酸基团才具有较高的转移势能,B错误;
C、蛋白质等分子被磷酸化后空间结构会发生改变,活性也会发生改变,C错误;
D、主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移,D正确。
故选D。
7.(2024·广东湛江·模拟预测)NTP家族由 ATP(三磷酸腺苷)、GTP(三磷酸鸟苷)、三磷酸尿苷(UTP)和 CTP(三磷酸胞苷)构成。它们的结构只是碱基不同,如图是ATP的化学结构图,A、B表示物质,α﹣γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是( )
A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖,A和B组成腺苷
B.许多吸能反应与 ATP的水解反应相联系
C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
D.CTP 中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成
【答案】D
【详解】A、ATP的结构式可简写成A-P~P~P,式中A代表腺苷,由腺嘌呤(A)和核糖(B),A正确;
B、ATP的水解反应是放能反应,与之相联系的是吸收能量的反应,B正确;
C、1分子GTP彻底水解可得到鸟嘌呤(G)、核糖和磷酸,C正确;
D、CTP中的胞苷(C)由胞嘧啶和核糖构成,D错误。
故选D。
03 细胞呼吸
8.(2025·广东深圳·二模)细胞呼吸过程中,由葡萄糖分解产生丙酮酸的过程称为糖酵解。下列叙述正确的是( )
A.糖酵解是在线粒体基质中进行
B.有氧呼吸中糖酵解产能效率最高
C.无氧呼吸也要经过糖酵解过程
D.糖酵解过程需要氧气的参与
【答案】C
【详解】A、糖酵解发生在细胞质基质中,而非线粒体基质,A错误;
B、有氧呼吸中第三阶段产能效率最高,而非糖酵解阶段(第一阶段),B错误;
C、无氧呼吸(如乳酸发酵或酒精发酵)的第一阶段同样是糖酵解,之后丙酮酸在无氧条件下进一步转化为乳酸或酒精,C正确;
D、糖酵解过程在细胞质基质中进行,不需要氧气参与,D错误。
故选C。
9.(2025·广东深圳·一模)某兴趣小组用如图装置进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实践。下列叙述正确的是( )
A.甲瓶封口后立即与乙瓶连通确保反应同步进行
B.乙瓶的溶液变浑浊表明酵母菌已经产生了CO2
C.甲瓶排出的CO2可能产自酵母菌的线粒体基质
D.检测乙醇时向乙瓶加含重铬酸钾的浓硫酸溶液
【答案】C
【详解】A、甲瓶封口后不能立即与乙瓶连通。因为甲瓶封口后需要先让酵母菌在有氧条件下进行一段时间的呼吸,消耗掉瓶内原有的氧气,使瓶内处于无氧环境,这样才能保证后续实验中无氧呼吸情况的准确探究。如果立即连通,会导致实验结果不准确,A错误;
B、乙瓶中由蓝变绿再变黄,则可表明产生了二氧化碳,不是澄清的石灰水,不会变浑浊,B错误;
C、酵母菌有氧呼吸时,产生二氧化碳的场所是线粒体基质。在有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸进入线粒体基质,分解产生二氧化碳和NADH。所以甲瓶排出的 CO2有可能产自酵母菌的线粒体基质(当甲瓶内有氧呼吸进行时),C正确;
D、应在充分反应后(葡萄糖消耗完),从甲瓶中取适量滤液,加入重铬酸钾以便检测乙醇生成,因为葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾发生反应,D错误。
故选C。
10.(2025·广东肇庆·一模)气调保鲜技术是指在冷冻贮藏的基础上,通过控制氮气、二氧化碳和氧气的比例来创造一个适合特定食品的包装条件,以减慢食品腐败的速度。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响,科研人员在0℃贮藏温度下进行实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.据图可知,该实验的自变量为储藏时间和有无充入氮气
B.与实验组相比,对照组的樱桃果实进行无氧呼吸的时间晚
C.9d时,实验组樱桃果实细胞产生二氧化碳的场所为细胞质基质
D.若继续延长储藏时间,实验组的CO2释放速率不可能升高
【答案】D
【详解】A、分析题意和题图可知该实验的自变量有两个:一个是横坐标——储藏时间,一个是有无充入氮气,A正确;
B、与对照组相比,实验组的樱桃果实二氧化碳释放速率下降更快,进行无氧呼吸的时间早,B正确;
C、6~9d时,实验组樱桃果实产生二氧化碳的速率相对稳定,由此判断该阶段其只进行无氧呼吸,因此9d时,实验组樱桃果实细胞产生二氧化碳的场所是细胞质基质,C正确;
D、若继续延长储藏时间,实验组因充氮保鲜有效阻断氧气供应,但无氧呼吸强度会增大,可能导致CO2释放速率升高,D错误。
故选D。
11.(2025·广东深圳·一模)探究肌细胞在耐力性运动训练(进行30分钟以上的低中强度运动)中出现的适应性变化,实验结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.有氧呼吸是耐力性运动训练中能量供应的主要方式
B.停训1周后再恢复训练至少经4周才能使线粒体数量达到最大
C.训练后期线粒体数量达到最大时,机体不再产生乳酸
D.长期耐力性运动训练后,肌纤维周围毛细血管数量可能会增加
【答案】C
【详解】A、有氧呼吸能提供大量的能量,是耐力性运动中能量供应的主要方式,A正确;
B、停训1周后肌纤维中的线粒体数量减少,但随着训练的恢复,肌纤维中线粒体的数量能较快的恢复到训练过程中的状态,根据曲线信息至少经4周才能使线粒体数量达到最大,B正确;
C、训练后期线粒体数量达到最大时,依旧存在无氧呼吸,因此还是有乳酸的产生,C错误;
D、长期耐力性运动训练后,肌纤维周围毛细血管数量可能会增加,加速氧气和二氧化碳的运输,D正确。
故选C。
12.(2025·广东珠海·模拟预测)很多物质会影响细胞呼吸过程,进而造成中毒症状,部分物质作用机制如下:
2-脱氧葡萄糖
与葡萄糖竞争性结合酶活性位点,抑制酶的功能
砷
抑制线粒体基质中某些酶的活性
氰化钾
影响线粒体内膜的功能
某中毒者肌肉细胞中的丙酮酸浓度正常、NADH浓度偏高。下列说法正确的是( )
A.2-脱氧葡萄糖只影响有氧呼吸第一阶段ATP的产生
B.氰化钾中毒者的线粒体可能无法利用O2
C.砷中毒可能影响细胞无氧呼吸的进行
D.该中毒者可能是砷中毒
【答案】B
【详解】A、2-脱氧葡萄糖与葡萄糖竞争性结合酶活性位点,抑制酶功能,而有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段反应相同,都会受其影响,不只是影响有氧呼吸第一阶段ATP产生,A错误;
B、氰化钾影响线粒体内膜功能,而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段NADH和O2结合生成水的场所,所以氰化钾中毒者的线粒体可能无法利用O2,B正确;
C、砷抑制线粒体基质中某些酶的活性,无氧呼吸场所是细胞质基质,所以砷中毒不影响细胞无氧呼吸进行,C错误;
D、中毒者肌肉细胞中丙酮酸浓度正常、NADH浓度偏高,砷抑制线粒体基质中某些酶活性,会使丙酮酸不能顺利进入线粒体进一步氧化分解,丙酮酸浓度应升高,所以该中毒者不是砷中毒,D错误。
故选B。
04 光合作用
13.(2025·广东·二模)深秋时节,大自然调出绚丽的色彩,或金黄,或火红,引人入胜。下列叙述正确的是( )
A.树叶由绿变黄的原因是叶黄素和胡萝卜素大量增加
B.导致树叶变红的色素可能位于一种单层膜细胞器中
C.为分析叶片变黄的原因,常用无水乙醇分离叶片中的色素
D.树叶变黄、变红并脱落,不利于植物适应环境
【答案】B
【详解】A、秋季树叶变色的原因是叶绿素分解,叶黄素和胡萝卜素显现,使叶片变黄;花青素积累,使叶片变红,A错误;
B、花青素位于液泡中,液泡是一种单层膜细胞器,B正确;
C、无水乙醇用于提取色素而非分离,C错误;
D、树叶变色脱落是植物适应环境的方式,D错误。
故选B。
14.(2025·广东潮州·模拟预测)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”(如图1)。正常情况下,植物体内代谢源与库之间是相互协调的,在对光合产物的需求量大时,叶的光合速率也较大,反之亦然。下列相关叙述错误的是( )
A.迅速生长的植株或叶片的光合速率较成熟植株或叶片大
B.叶腋有花或果实的叶片的光合速率较叶腋无花或果实的叶片大
C.摘去花、果以及除去植株顶端分生组织等都使叶的光合速率升高
D.图2的实验结果说明叶片光合产物分配给果实的特点是就近分配
【答案】C
【详解】A、题意显示,在对光合产物的需求量大时,叶的光合速率也较大,据此推测,迅速生长的植株或叶片的光合速率较成熟植株或叶片大,A正确;
B、叶腋有花或果实的叶片的光合速率较叶腋无花或果实的叶片大,因为叶腋有花或果实对光合产物的需求更大,因而其光合速率更高,B正确;
C、摘去花、果以及除去植株顶端分生组织等会导致果实储存有机物的库减少,因而都使叶的光合速率下降,C错误;
D、图2的实验结果说明叶片光合产物分配给果实的特点是就近分配,因而实验结果表现为离叶片越近的果实储存的有机物越多,D正确。
故选C。
15.(2025·广东·一模)玉米的光合作用既有C4途径又有C3途径(如下图),PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析,下列说法正确的是( )
A.物质B为C3,它和PEP均可固定CO2
B.卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质
C.为过程②提供能量的物质有ATP和NADH
D.在炎热夏季中午,叶肉细胞还可以生成淀粉
【答案】B
【详解】A、由图可知,B可参与CO2的固定,可知B为C5,A错误;
B、卡尔文循环(即暗反应)进行的场所是叶绿体基质,B正确;
C、②为C3的还原,光反应提供的ATP和NADPH可为其提供能量,C错误;
D、由图可知,淀粉等有机物在维管束鞘细胞中合成,D错误。
故选B。
16.(2025·广东茂名·二模)耕地盐碱化是制约水稻产量的主要因素之一。下表是研究增施氮肥和叶面喷施5-ALA(一种促进性植物生长调节剂)对水稻幼苗的部分生理特性的结果,下列叙述错误的是( )
组别
处理
总叶绿素含量(mg/L)
细胞可溶性蛋白质含量(μg/g)
甲
0.1gN
25.65
32
乙
0.1gN+0.3%NaCl
19.13
36
丙
0.15gN+0.3%NaCl
24.73
39
丁
?
32.39
40
A.丁组的处理措施是0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA
B.增施氮肥可以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响
C.增施氮肥和喷施5-ALA可降低水稻幼苗的吸水能力
D.增施氮肥和喷施5-ALA可提高盐碱化水稻幼苗生长
【答案】C
【详解】A、由题意可知:叶面是否喷施5-ALA是实验的自变量之一,据此并结合表中对甲~丙组的处理可推知:丁组的处理措施是0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA,A正确;
B、总叶绿素含量:甲组>丙组>乙组,说明NaC1(耕地盐碱化)能够降低光合作用,而增施氮肥可以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响,B正确;
C、四组对比,丁组细胞可溶性蛋白质含量最高,其次是丙组,表明丁组细胞内的溶液渗透压最大,其次是丙组,进而说明增施氮肥和喷施5-ALA可提高水稻幼苗的吸水能力,C错误;
D、甲组和乙组对比,说明NaC1(耕地盐碱化)能够降低光合作用;甲组、乙组和丙组对比,说明增施氮肥可以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响;四组对比,说明5-ALA 缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响的作用更显著。可见,增施氮肥和喷施5-ALA均可提高盐碱化水稻幼苗生长,D正确。
故选C。
1.(2024·广东汕头·二模)对大鼠肝组织进行不同方式的处理后检测肝组织匀浆中几种酸性水解酶的活性见图,推测这些水解酶位于一种具膜小泡内。已知酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比。下列叙述错误的是( )
A.这种具膜小泡可能是溶酶体
B.肝组织置于低渗溶液中不利于酶溢出
C.搅拌会使具膜小泡破裂释放水解酶
D.小泡内渗透压接近0.25mol/L蔗糖渗透压
【答案】B
【详解】A、溶酶体中含有多种水解酶,这种具膜小泡可能是溶酶体,A正确;
B、肝组织置于低渗溶液中会吸水涨破,更容易将酶释放出来,B错误;
C、搅拌会破坏具膜小泡的结构,使小泡破裂,释放出水解酶,C正确;
D、由题图可知,当蔗糖浓度为0.25mol/L 时,酶溢出量极低,与反应物的接触量最少,说明蔗糖浓度为0.25mol/L接近溶酶体内浓度,由此可知小泡内渗透压接近0.25mol/L蔗糖渗透压,D正确。
故选B。
2.(2025·河南·一模)细胞呼吸是联系糖类、脂肪和蛋白质相互转化的枢纽。人体肝细胞内的部分生化反应如图所示。图中编号表示过程,字母表示物质。下列叙述正确的是( )
A.脂肪作为主要的能源物质参与细胞呼吸
B.有氧运动会使A 转化为甘油、脂肪酸的量减少
C.④过程中大部分化学能转化成ATP 中的化学能
D.饥饿时,副交感神经兴奋直接引起肝细胞中甘油、脂肪酸转化为 A
【答案】B
【详解】A、细胞呼吸中主要的能源物质是糖类,脂肪是良好的储能物质,A错误;
B、有氧运动会促进细胞呼吸,A(丙酮酸)会更多地进入线粒体进行有氧呼吸,转化为甘油、脂肪酸的量减少,B正确;
C、 ④过程(有氧呼吸第二、三阶段)中大部分化学能以热能形式散失,只有少部分转化成ATP中的化学能,C错误;
D、饥饿时,交感神经兴奋,胰高血糖素分泌增加,直接引起肝细胞中肝糖原分解为葡萄糖(A),而不是甘油、脂肪酸转化为A,D错误。
故选B。
3.(2024·广东汕头·模拟预测)在线粒体中发生的细胞呼吸生成H2O的过程,伴有H+经蛋白复合体Ⅳ从内膜基质侧跨膜泵至内外膜之间的膜间腔,以维持一个强大的H+浓度梯度,经线粒体的ATP合成酶复合体合成ATP,同时发生质子漏(H+不通过ATP合成酶复合体而直接通过线粒体内膜脂双层回到基质),质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放。下列说法错误的是( )
A.人在打寒战的过程中线粒体内质子漏的速率可能会增大,细胞耗氧量增加
B.质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔与通过内膜脂双层回漏所需载体不同
C.线粒体中葡萄糖氧化分解合成ATP的数量取决于内膜两侧的H+浓度差
D.线粒体内膜上反应释放的能量储存在ATP中的少于以热能的形式释放的
【答案】C
【详解】A、质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放,人在打寒颤的过程中,细胞呼吸加强,产生更多的热能,线粒体内质子漏的速率可能会增加,细胞耗氧量增加,A正确;
B、据题意可知,质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔,需要ATP合成酶复合体,质子漏(质子从线粒体内膜回到基质)不需ATP合成酶复合体,据此可知,质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔与通过内膜脂双层回漏所需载体不同,B正确;
C、葡萄糖氧化分解发生在细胞质基质,形成的丙酮酸才能进入线粒体进一步氧化分解,C错误;
D、线粒体内膜上反应释放的能量大多数以热能散失,少部分储存在ATP中,故线粒体内膜上反应释放的能量储存在ATP中的少于以热能的形式释放的,D正确。
故选C。
4.(2025·广东惠州·三模)研究人员将C6(能提高光反应中电子传递效率)和SBP(可促进卡尔文循环中C5的再生)两个基因分别导入烟草中获得C6和SB株系。利用C6和SB株系获得纯合双转基因C6SB株系,在温室提供一定浓度CO2的条件下,检测四种株系的相关指标,结果如下表。说法错误的是( )
组别
电子传递速率
(相对值)
C5再生速率
(μmol·m-2·s-l)
光合速率
(μmol·m-2·s-l)
野生型
0.118
121.5
24.6
C6株系
0.123
124.8
25.6
SB株系
0.130
128.7
27.0
C6SB株系
0.140
132.0
27.4
A.C6基因的产物可能与ATP、NADPH生成有关
B.SBP基因的产物在叶绿体基质中发挥作用
C.与野生型相比,C6株系光合速率的增加体现暗反应能促进光反应
D.与SB株系相比,C6SB株系光合速率的增加体现光反应能促进暗反应
【答案】C
【详解】A、C6基因能提高光反应中电子传递效率,光反应进行水光解,产生氧气和ATP、NADPH,因此C6基因的产物可能与ATP、NADPH生成有关,A正确;
B、SBP基因可促进卡尔文循环中C5的再生,暗反应包括CO2固定和C3还原再生形成C5,场所是叶绿体基质,SBP基因的产物在叶绿体基质中发挥作用,B正确;
C、与野生型相比,C6株系光合速率的增加是因为C6株系电子传递速率高于野生型,体现光反应能促进暗反应,C错误;
D、与SB株系相比,C6SB株系光合速率的增加是因为C6SB株系电子传递速率高于SB株系,体现光反应能促进暗反应,D正确。
故选C。
5.(2024·广东梅州·一模)生物膜上存在着一些能携带离子通过膜的载体分子。某种载体分子对X离子有专一的结合部位,能选择性地携带 X 离子通过膜,转运机制如下图所示。已知X离子可参与构成线粒体内的丙酮酸氧化酶,载体IC的活化需要ATP。下列相关叙述错误的是( )
A.磷酸激酶能促进 ATP 的分解,磷酸酯酶催化活化的载体释放磷酸基团
B.X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过6层磷脂分子层
C.ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC结合后会使 IC发生空间结构的改变
D.图中只有线粒体才能为载体IC的活化提供ATP
【答案】D
【详解】A、磷酸激酶催化ATP分解为ADP时,ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC(未活化载体)结合使之变成AC(活化载体),在磷酸酯酶的作用下,CIC分子发生去磷酸化过程中,成为未活化载体(IC),A正确;
B、X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过3层生物膜(1层细胞膜+2层线粒体膜),6层磷脂分子层,B正确;
C、磷酸激酶催化ATP分解为ADP时,ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC(未活化载体)结合使之变成AC(活化载体), IC发生空间结构的改变,C正确;
D、细胞质基质和线粒体都可以为载体IC的活化提供ATP,D错误。
故选D。
1.(2024·广东·高考真题)研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是( )
A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C.有氧条件下,WT 比△sqr的生长速度快
D.无氧条件下,WT 比△sqr产生更多的ATP
【答案】D
【详解】A、有氧呼吸的主要场所在线粒体,碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸,A正确;
B、有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体,线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱,B正确;
C、与△sqr相比,WT正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能获得更多的能量,生长速度比△sqr快,C正确;
D、无氧呼吸的场所在细胞质基质,与线粒体无关,所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同,D错误。
故选D。
2.(2024·广东·高考真题)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是( )
A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B.研磨时用水补充损失的提取液
C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D.用过的层析液直接倒入下水道
【答案】C
【详解】A、本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,选择新鲜程度不同的叶片分开研磨,A错误;
B、色素溶于有机溶剂,提取液为无水乙醇,光合色素不溶于水,B错误;
C、由于滤纸条不会相互影响,层析液的成分相同,两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析,C正确;
D、用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯,不能直接倒入下水道,D错误。
故选C。
3.(2024·广东·高考真题)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是( )
A.ATP B.NADP+ C.NADH D.DNA
【答案】D
【详解】由题干信息可知,采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用,进行光合作用时,光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP,NADP+和H+转化为NADPH,用于暗反应,有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH,而DNA存在于蓝细菌的拟核中,D正确,ABC错误。
故选D。
4.(2024·广东·高考真题)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是( )
肽链
纤维素类底物
褐藻酸类底物
W1
W2
S1
S2
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+++
++
+++
Ce5
+
++
—
—
Ay3-Bi-CB
—
—
++
+++
Ay3
—
—
+++
++
Bi
—
—
—
—
CB
—
—
—
—
注:—表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5 催化功能不同,但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
【答案】B
【详解】A、由表可知,Ce5具有催化纤维素类底物的活性,Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性,Ay3与Ce5催化功能不同,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,当缺少Ce5后,就不能催化纤维素类底物,当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强,所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响,A正确;
B、由表可知,不论是否与Bi结合,Ay3均可以催化S1与S2,说明Bi与Ay3的催化专一性无关,B错误;
C、由表可知,Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比,去除Ce5后,催化褐藻酸类底物的活性不变,说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关,C正确;
D、需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性,才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关,D正确。
故选B。
5.(2023·广东·高考真题)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A.还原型辅酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
【答案】A
【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量,有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H],这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应,在线粒体内膜上与氧结合生成水,这里的[H]是一种简化的表示方式,实际上指的是还原型辅酶Ⅰ,A正确。
故选A。
6.(2023·广东·高考真题)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
【答案】C
【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构,使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触,A正确;
B、发酵过程的实质就是酶促反应过程,需要将温度设置在酶的最适温度下,使多酚氧化酶保持最大活性,才能获得更多的茶黄素,B正确;
C、酶的作用条件较温和,发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性,C错误;
D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活,以防止过度氧化影响茶品质,D正确。
故选C。
7.(2022·广东·高考真题)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【详解】A、大豆种子充分吸水胀大,此时未形成叶绿体,不能进行光合作用,该反应不需要在光下进行,A错误;
B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H],TTF可在细胞质基质中生成,B正确;
C、保温时间较长时,较多的TTC进入活细胞,生成较多的红色TTF,C错误;
D、相同时间内,种胚出现的红色越深,说明种胚代谢越旺盛,据此可判断种子活力的高低,D错误。
故选B。
8.(2022·广东·高考真题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【详解】A、分析②③组可知,没有添加CaCl2,降解率为0,说明该酶的催化活性依赖于CaCl2,A正确;
B、分析①②变量可知,pH均为9,都添加了CaCl2,温度分别为90℃、70℃,故自变量为温度,B正确;
C、②组酶的活性最高,此时pH为9,温度为70℃,但由于温度梯度、pH梯度较大,不能说明最适温度为70℃,最适pH为9,C错误;
D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白,要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验,D正确。
故选C。
二、解答题
9.(2023·广东·高考真题)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量更高,其相关生理特征见下表和图。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。
水稻材料
叶绿素(mg/g)
类胡萝卜素(mg/g)
类胡萝卜素/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
分析图表,回答下列问题:
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ,叶片主要吸收可见光中的 光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl WT(填“高于”、“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群体的净光合速率较高,表明该群体 ,是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线 。在此基础上,分析图a和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题 。
【答案】(1)类胡萝卜素/叶绿素比例较高 红光和蓝紫
(2)等于 呼吸速率较高
(3)光能利用率较高
(4)
为什么在低光照强度下,WT的净光合速率大于ygl,而在高光照强度下,WT的净光合速率小于ygl(补充答案:为什么在低光照强度下,WT的净光合速率大于ygl; 为什么在高光照强度下,WT的净光合速率小于ygl)
【详解】(1)根据表格信息可知,ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高,故叶片呈现出黄绿色。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,由ygl叶色呈黄绿可推测,主要吸收红光和蓝紫光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加,即ygl的光饱和点等于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度,据图b和图c可知,ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低,且由图c可知ygl呼吸速率较高。
(3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群体的净光合速率较高,表明该群体光能利用率高,是其高产的原因之一。
(4)由于ygl呼吸速率较高,且有较高的光补偿点,因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下,WT和ygl的净光合速率如下图:
分析图a和图示曲线,高光照强度WT的净光合速率小于ygl,低光照强度下WT的净光合速率大于ygl,在此基础上,可对这一现象的原因进行探究。
10.(2022·广东·高考真题)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量 ,原因可能是 。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的 ,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期 一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以 为对照,并保证除 外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是 。
【答案】(1)高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2)糖类等有机物
(3)光照条件 A组、C组 遮光程度 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
【详解】(1)分析题图b结果可知,培养10天后,A组叶绿素含量为4.2,C组叶绿素含量为4.7,原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素,以尽可能地吸收光能。
(2)比较图b中B1叶绿素含量为 5.3,B2组的叶绿素含量为3.9,A组叶绿素含量为4.2;B1净光合速率为20.5,B2组的净光合速率为7.0,A组净光合速率为11.8,可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为(5.3+3.9)÷2=4.6,净光合速率为(20.5+7.0)/2=13.75,两项数据B组均高于A组,推测B组可能会积累更多的糖类等有机物,因而生长更快。
(3)分析题意可知,该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度,因变量为作物产量,可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等,无关变量应保持相同且适宜,故实验设计如下:实验材料:选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法:按图a所示条件,分为A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组、C组为对照,并保证除遮光条件外其他环境条件一致,收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果B组遮光条件下能提高作物产量,则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
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专题03 细胞的能量供应和利用
目录
第一部分 高考新风向 洞察考向,感知前沿
第二部分 核心要点提升 要点精析、能力提升
知识串联·核心必记
要点01 酶与 ATP 的核心概念及代谢关联
要点02呼吸作用的过程与类型辨析
要点03光合作用的核心过程与环境响应
第三部分 分层巧突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 降低化学反应活化能的酶
题型02 ATP的结构、功能
题型03细胞呼吸
题型04光合作用
B组·增分能力练
第四部分 真题刷进阶 对标高考,感悟考法
考情解读
核心要点
高考考情
高考新风向
酶与 ATP 的核心概念及代谢关联
(2025 广东卷)题型新颖灵活,重视在新情境中综合应用
(2024 广东卷)探究银杏绿叶和黄叶色素的差别(实验题)
1.构建"光合-呼吸-能量"整合网络,考查物质与能量在细胞及生态系统中的统一与转化,打破单点知识壁垒。
2.将核心原理嵌入生态修复,农业实践,健康生活等真实复杂情境,考查知识迁移与实际问题解决能力。
3.减少步骤复现,转向考查对机理的本质理解(如酶,ATP的作用)及基于证据的实验分析与推理能力。
呼吸作用的过程与类型辨析
(2024 广东卷)综合考查细胞呼吸和光合作用中的物质与能量变化
(2023 广东卷)在"红树林修复"生态工程情境中作为基础知识应用
光合作用的核心过程与环境响应
(2024 广东卷)综合考查光合作用与细胞呼吸
(2023 广东卷)在生态修复题中考查光合作用的生态意义
新风向演练
1.【新载体·多变量数据表分析】(2025·广东珠海·一模)为探究金属离子对纤维素酶活性的影响,某研究小组将无机盐与酶以不同比例均匀混合,测定酶活力(见表)。下列分析正确的是( )
组别
待测酶液的比例
蒸馏水
MnCl₂
MgCl₂
CuCl₂
1∶10
1∶2
1∶10
1∶2
1∶10
1∶2
酶活力(U/g)
1000
1225
1435
1000
1048
957
902
注:U/g为酶活力单位,值越大代表活性越高
A.MnCl₂能提高该实验化学反应的活化能 B.CuCl₂浓度增加使其对酶活力的激活作用减弱
C.该实验表明Cl⁻对纤维素酶的活力无影响 D.金属离子与酶结合后可能改变了酶的空间结构
2.【新情境·分子马达与疾病机制】(2025·广东汕头·一模)KIF5A蛋白催化ATP水解后发生磷酸化,并沿着细胞骨架定向运动,随后向细胞外分泌KIF5A蛋白所携带的囊泡中的“货物”。KIF5A基因突变会导致肌萎缩侧索硬化(ALS)。下列分析错误的是( )
A.KIF5A蛋白的形成需高尔基体的加工
B.KIF5A蛋白磷酸化会改变其空间结构
C.KIF5A蛋白与细胞骨架存在相互识别
D.ALS可能是由细胞内物质堆积引起的
3.【新载体·代谢通路与实验数据关联】(2025·广东梅州·一模)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图1所示。Ca2+对淹水胁迫的辣椒幼苗根无氧呼吸的影响实验结果,如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应,说明LDH不具有专一性
B.辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C.与对照组相比,淹水组第6天时乙醇代谢增幅明显大于乳酸代谢增幅
D.Ca2+影响ADH、LDH的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
4.【新载体·膜结构与功能机制图示】(2025·广东广州·模拟预测)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)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.PSⅡ 具有吸收利用光能, 并进行电子传递的作用
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,光能可转化到NADPH和ATP中
5.【新情境·植物生理现象探究】(2025·广东广州·二模)金叶复叶槭是一种观赏性高的彩叶树种。其叶片春季呈金黄色(金黄叶),后逐渐变为黄绿色(复绿叶)。某研究小组以不同叶片为实验材料,测定相关指标,结果如下表。下列敘述正确的是( )
种类
叶绿素/(mg•g-1)
类胡萝卜素/(mg•g-1)
类胡萝卜素/叶绿素
叶绿体长度/μm
叶绿体宽度/μm
金黄叶
0.24
0.15
0.64
0.17
0.08
复绿叶
2.59
0.49
0.19
1.6
0.86
A.叶绿素和类胡萝卜素分布在叶绿体基质中能捕获并转化光能
B.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中,可用无水乙醇分离叶片中的色素
C.叶片呈金黄色的重要原因是叶绿素含量低,类胡萝卜素/叶绿素的比值高
D.光学显微镜下可观察到金黄叶的叶绿体较小,类囊体数量较少
知识串联·核心必记
要点01 酶与 ATP 的核心概念及代谢关联
(1)核心概念与本质
内容
核心要点
酶的本质与特性
1. 化学本质:绝大多数是蛋白质(核糖体合成),少数是 RNA(核仁参与合成)
2. 特性关联:专一性(空间结构决定底物匹配)→ 高效性(降低活化能更显著)→ 作用条件温和(空间结构易受温度、pH 影响)
3. 与基因的关联:酶的合成受基因控制,基因突变可导致酶结构异常(如白化病)
ATP 的结构与功能
1. 结构:A-P~P~P(“A”= 腺苷 = 腺嘌呤 + 核糖;P磷酸基团;~特殊的化学键)
2. 功能定位:直接能源物质,连接 “放能反应”与 “吸能反应”(主动运输)
3. 与核酸的关联:ATP 水解掉两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸(RNA 的基本单位)
(2)跨模块能量流动关联
代谢过程
ATP 的来源与去向
酶的参与角色
细胞呼吸
来源:有氧呼吸(细胞质基质 + 线粒体)、无氧呼吸(细胞质基质);
去向:供细胞各项代谢
核心酶:呼吸酶,调控呼吸速率,受温度、pH 影响
光合作用
来源:光反应(类囊体薄膜,ATP合成酶);
去向:暗反应(C₃还原,ATP水解酶)
核心酶:Rubisco酶(CO₂固定关键酶),受 CO₂浓度、温度调控
物质跨膜运输
去向:主动运输(载体蛋白 + ATP供能)
关联酶:ATP 水解酶(提供能量),与载体蛋白协同作用
基因表达
去向:转录(RNA合成)、翻译(蛋白质合成)
核心酶:RNA聚合酶(转录)、肽酰转移酶(翻译,本质是 rRNA)
发酵工程
来源:微生物呼吸作用;
去向:供微生物合成代谢产物(如酒精、抗生素)
应用酶:固定化酶(提高稳定性,重复利用),优化发酵效率
【易错易混】
1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。除哺乳动物成熟的红细胞等少数细胞之外,一般来说,活细胞都能产生酶。
2.酶在体内和体外均可发挥催化作用。比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中,将肝脏研磨,使其中的过氧化氢酶释放出来,在体外发挥作用。
3.酶专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。例如,蛋白酶并不只催化某一种特定的蛋白质水解,而是水解所有蛋白质类物质中的肽键,使其断裂。
4.无机催化剂能催化多种化学反应,没有专一性。比如,酸能催化蛋白质水解、催化脂肪水解,还能催化淀粉水解。
5.探究温度对酶活性的影响时,选材有:淀粉、淀粉酶、碘液;不宜选用:过氧化氢、斐林试剂。
6.探究pH对酶活性的影响时,适宜的选材有:过氧化氢、过氧化氢酶;不宜选用:淀粉、斐林试剂或碘液。
7.ATP不是唯一的直接能源物质,直接能源物质还有GTP、UTP、CTP等。
注意:ATP是物质,是能量的载体,但是不等于能量
【典例1】下列关于酶的本质、特性及作用机制的叙述,错误的是( )
A. 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,二者的基本组成单位不同
B. 酶的专一性是指一种酶只能催化一种化学反应,与酶的活性中心结构有关
C. 酶通过降低化学反应的活化能加快反应速率,不改变反应的平衡点
D. 低温和高温对酶活性的影响不同,前者不破坏酶的空间结构,后者会导致酶永久失活
要点02呼吸作用的过程与类型辨析
(1)有氧呼吸 vs 无氧呼吸核心对比
对比维度
有氧呼吸
无氧呼吸
跨模块关联点
场所
细胞质基质(第一阶段)→线粒体(第二、三阶段)
全程细胞质基质
线粒体功能异常影响有氧呼吸
物质转化
葡萄糖→CO₂+H₂O(彻底分解)
葡萄糖→酒精+CO₂或乳酸(不彻底分解)
发酵工程核心原理(酵母菌酿酒)
能量释放
多,能量主要来自第三阶段
少,仅第一阶段产 ATP
癌细胞无氧呼吸增强
关键酶
丙酮酸脱氢酶、细胞色素氧化酶(有氧呼吸链)
乳酸脱氢酶(产乳酸)、酒精脱氢酶(产酒精)
酶的专一性体现,受温度、pH 调控
(2)呼吸作用的调控与影响因素
影响因素
作用机制
跨模块应用场景
O₂浓度
低O₂(5%)抑制无氧呼吸,有氧呼吸较弱;
高O₂促进有氧呼吸
果蔬保鲜(低O₂+低温+高CO₂)、发酵工程控氧
温度
影响呼吸酶活性,最适温度(25~35℃)时呼吸速率最高
低温储存食物、温室栽培控温
CO₂浓度
高CO₂抑制呼吸酶活性,降低呼吸速率
密闭保鲜环境调控
遗传因素
基因决定呼吸酶的合成与活性
不同生物呼吸类型差异
激素调控
胰岛素促进细胞摄取葡萄糖并加速呼吸分解
血糖平衡调节
(3)有氧呼吸 vs 无氧呼吸类型判断
模块
必记核心
有氧呼吸阶段定位
有氧呼吸三阶段口诀:一基(细胞质基质)二基(线粒体基质)三膜(线粒体内膜),O₂只在三阶段,CO₂只在二阶段
无氧呼吸物质变化
仅第一阶段(细胞质基质)产生ATP,第二阶段不产生ATP;
特殊生物产物:人 、动物、马铃薯块茎产生乳酸,酵母菌、大多数植物根产生酒精和 CO₂
呼吸类型判断
判断方法:① 若生物产乳酸不产 CO₂,推测仅无氧呼吸;② 若产生CO₂,需结合O₂消耗情况,有氧呼吸消耗的 O₂等于产生的CO₂,无氧呼吸不消耗O₂
原核 vs 真核呼吸差异
真核有氧呼吸场所细胞质基质、线粒体;原核有氧呼吸场所细胞质基质 、细胞膜(含呼吸酶)
【易错易混】
1.不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
2.无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中;而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
3.无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一阶段产生的,场所是细胞质基质。其中[H]在第二阶段被全部消耗。无氧呼吸第二个阶段不产生ATP。
4.储藏水果、粮食就是储存有机物,要在低氧条件下储存而不是无氧条件。
因为无氧条件下无氧呼吸旺盛,对有机物的消耗多;而低氧条件下,无氧呼吸受抑制,有氧呼吸也比较弱,对有机物消耗少。
【典例2】如下图表示细胞呼吸的主要过程,下列说法正确的是( )
A.过程①②③④都能在植物细胞中发生
B.破伤风杆菌能进行过程①②
C.人体中进行过程②的场所是线粒体内膜
D.过程①②③④都能产生[H]
要点03光合作用的核心过程与环境响应
1.光反应与暗反应的比较
光反应阶段
暗反应阶段
条件
光、色素、酶
不需光、酶、NADPH、ATP
场所
叶绿体类囊体薄膜
叶绿体基质中
物质变化
水的光解; ATP、NADPH的生成
CO2的固定; C3的还原
能量变化
光能→ATP、NADPH中活跃化学能
活跃化学能→有机物中稳定的化学能
联系
光反应是暗反应的基础,为暗反应提供NADPH和ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+ 。
2.光合色素与光反应关联
色素类型
吸收光谱
功能定位
叶绿素( 叶绿素a、叶绿素b)
红光、蓝紫光
叶绿素a(少数):转化光能;叶绿素b:传递光能
类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)
蓝紫光
传递光能,保护叶绿素(防强光破坏)
3.关键影响因素及作用机制
影响因素
作用环节
跨模块应用场景
光照强度
影响光反应(ATP、NADPH 生成量)
温室补光(选红光/蓝紫光,提高光合效率)、植物向光性
CO₂浓度
影响暗反应(CO₂固定速率)
大棚增施CO₂(如有机肥分解)、气孔开闭对CO₂吸收的影响
温度
影响光合酶活性(光反应、暗反应均受影响)
温室控温(白天适温提光合,夜间低温抑呼吸)
矿质元素
镁(叶绿素成分)、氮(酶 / ATP 成分)
合理施肥→促进光合色素合成与酶活性
水
主要影响气孔开闭,影响CO₂的供应
光合午休现象、合理灌溉
【易错易混】
1.滤纸条上的色素带,
条数:与色素种类有关,4条说明有四种色素;
宽窄:表示色素的含量,越宽说明此色素含量越高;
位置:表明色素带的扩散速度,与溶解度有关;
颜色:表示素的吸收光谱。
2.大棚栽培时,注意是选择“塑料篷布的颜色”,还是“补光颜色”
塑料大棚的篷布,通常选择的是“无色塑料”,以便太阳的全色光都能透过,提高光能利用率。
而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时,则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡,从而节省能源。
3.光合作用的产物有一部分是淀粉,还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处。
4.温度改变,既影响光合作用的光反应,也影响暗反应。但对暗反应影响更大,因为与光反应相比,参与暗反应的酶的种类和数量更多。
【典例3】图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时的CO2释放速率和O2产生速率的变化。图乙表示蓝细菌的CO2吸收速率与光照强度的关系,下列说法正确的是( )
A.图甲中,光照强度为B时,水稻叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率
B.图甲中,光照强度为D时,水稻叶肉细胞从周围环境中吸收CO2的速率相对值为2
C.图乙中,光照强度为X时,蓝细菌产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.图乙中,限制E、F、G点光合速率的主要因素是光照强度
01 降低化学反应活化能的酶
1.(2025·广东肇庆·一模)某兴趣小组研究影响酶促反应速率的因素,设置了三个实验组:甲组、乙组、丙组。在其他条件相同且适宜的情况下,测定各组在不同反应时间内的底物剩余量,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该小组研究的影响因素可能是酶的种类、酶浓度、底物浓度
B.该小组研究的影响因素可能是温度,结果表明乙组的温度为该酶最适温度
C.该小组研究的影响因素可能是pH,结果表明乙组的pH低于丙组
D.甲组t2∼t3时底物剩余量不再改变,表明该酶空间结构遭到破坏
2.(2025·广东·模拟预测)某同学从紫冠豆角的种子中提取某种蛋白成分,在不同温度和pH条件下处理20min,用以研究该蛋白对α-淀粉酶活性的抑制效果,结果如下图所示。下列分析正确的是( )
A.实验时应将蛋白成分与α-淀粉酶混匀后,再设置不同的温度和pH
B.该实验可通过检测还原糖的含量来判断该蛋白成分的抑制效果
C.该蛋白成分在80~100℃条件不能抑制α-淀粉酶活性
D.该蛋白成分在pH=4~10条件下对α-淀粉酶的催化效率高
3.(2025·广东惠州·三模)碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞的细胞膜上具有Na+-K+泵和Na+-I-共转运体(NIS),两者的工作模式如图所示。硝酸根离子(NO3-)能与I-竞争NIS。药物X可以特异性阻断Na+-K+泵的作用。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.Na+-I-共转运体将I-转运进细胞内的过程不消耗能量
B.Na+-K+泵的化学本质为蛋白质,具有运输和催化作用
C.药物X可使细胞膜上的Na+-I-共转运体的活动减弱
D.NO3-能抑制甲状腺滤泡细胞吸收I-,引起血浆中的甲状腺激素减少
4.(2025·广东潮州·二模)某兴趣小组对酶的特性开展实验探究,按下表进行操作。在推动注射器的同时用计时器记录时间,测定氧气产生速率。下列分析错误的是( )
加入试剂或材料
注射器1
注射器2
注射器3
注射器4
注射器5
3%H2O2/mL
2
2
2
2
2
蒸馏水/mL
1
-
-
-
-
3.5%FeCl3/mL
-
1
-
-
-
新鲜猪肝匀浆液/mL
-
-
1
-
-
高温处理的猪肝液/mL
-
-
-
1
-
多酶片溶液/mL
-
-
-
-
1
氧气产生速率/(mL·s-1)
注:多酶片中含有淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶
A.从实验原则上分析,注射器1加入等量蒸馏水作为空白对照组
B.注射器中短时间内积累的气体量可以直观显示出反应速率的差异
C.注射器2和3反应体系中氧气产生速率不相等,但产生的氧气总量相等
D.若注射器1、4、5中氧气产生速率为0 mL·s-1,则证明酶具有专一性
02 ATP的结构、功能
5.(2025·广东深圳·一模)ATP检测试剂盒检测微生物数量的原理是:试剂盒中含充足荧光素和荧光素酶,荧光素接受ATP提供的能量,在荧光素酶的催化下产生荧光,根据荧光的强度可推算出待测样品中微生物的数量。上述推算依据的主要前提是( )
A.试剂盒中ATP的含量相同
B.试剂盒中荧光素的含量相同
C.每个活细胞中ATP的含量大致相同
D.微生物细胞中ATP的合成场所相同
6.(2025·广东湛江·二模)磷酸化是指在蛋白质或其他分子上加入一个磷酸(()基团,磷酸基团的添加或除去(去磷酸化)对许多反应起着生物“开/关”作用,能使某些蛋白质活化或失活。下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸反应生成乳酸的过程中可发生ADP的磷酸化
B.ATP中最靠近腺苷的磷酸基团具有较高的转移势能
C.蛋白质等分子被磷酸化后空间结构不会发生改变
D.主动运输时,载体蛋白磷酸化的过程中会发生能量的转移
7.(2024·广东湛江·模拟预测)NTP家族由 ATP(三磷酸腺苷)、GTP(三磷酸鸟苷)、三磷酸尿苷(UTP)和 CTP(三磷酸胞苷)构成。它们的结构只是碱基不同,如图是ATP的化学结构图,A、B表示物质,α﹣γ表示磷酸基团(Pi)的位置。下列叙述错误的是( )
A.物质A和B分别是腺嘌呤和核糖,A和B组成腺苷
B.许多吸能反应与 ATP的水解反应相联系
C.1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
D.CTP 中的胞苷(C)由胞嘧啶和脱氧核糖构成
03 细胞呼吸
8.(2025·广东深圳·二模)细胞呼吸过程中,由葡萄糖分解产生丙酮酸的过程称为糖酵解。下列叙述正确的是( )
A.糖酵解是在线粒体基质中进行
B.有氧呼吸中糖酵解产能效率最高
C.无氧呼吸也要经过糖酵解过程
D.糖酵解过程需要氧气的参与
9.(2025·广东深圳·一模)某兴趣小组用如图装置进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的探究实践。下列叙述正确的是( )
A.甲瓶封口后立即与乙瓶连通确保反应同步进行
B.乙瓶的溶液变浑浊表明酵母菌已经产生了CO2
C.甲瓶排出的CO2可能产自酵母菌的线粒体基质
D.检测乙醇时向乙瓶加含重铬酸钾的浓硫酸溶液
10.(2025·广东肇庆·一模)气调保鲜技术是指在冷冻贮藏的基础上,通过控制氮气、二氧化碳和氧气的比例来创造一个适合特定食品的包装条件,以减慢食品腐败的速度。为探究充入氮气对樱桃果实贮藏的影响,科研人员在0℃贮藏温度下进行实验,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.据图可知,该实验的自变量为储藏时间和有无充入氮气
B.与实验组相比,对照组的樱桃果实进行无氧呼吸的时间晚
C.9d时,实验组樱桃果实细胞产生二氧化碳的场所为细胞质基质
D.若继续延长储藏时间,实验组的CO2释放速率不可能升高
11.(2025·广东深圳·一模)探究肌细胞在耐力性运动训练(进行30分钟以上的低中强度运动)中出现的适应性变化,实验结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.有氧呼吸是耐力性运动训练中能量供应的主要方式
B.停训1周后再恢复训练至少经4周才能使线粒体数量达到最大
C.训练后期线粒体数量达到最大时,机体不再产生乳酸
D.长期耐力性运动训练后,肌纤维周围毛细血管数量可能会增加
12.(2025·广东珠海·模拟预测)很多物质会影响细胞呼吸过程,进而造成中毒症状,部分物质作用机制如下:
2-脱氧葡萄糖
与葡萄糖竞争性结合酶活性位点,抑制酶的功能
砷
抑制线粒体基质中某些酶的活性
氰化钾
影响线粒体内膜的功能
某中毒者肌肉细胞中的丙酮酸浓度正常、NADH浓度偏高。下列说法正确的是( )
A.2-脱氧葡萄糖只影响有氧呼吸第一阶段ATP的产生
B.氰化钾中毒者的线粒体可能无法利用O2
C.砷中毒可能影响细胞无氧呼吸的进行
D.该中毒者可能是砷中毒
04 光合作用
13.(2025·广东·二模)深秋时节,大自然调出绚丽的色彩,或金黄,或火红,引人入胜。下列叙述正确的是( )
A.树叶由绿变黄的原因是叶黄素和胡萝卜素大量增加
B.导致树叶变红的色素可能位于一种单层膜细胞器中
C.为分析叶片变黄的原因,常用无水乙醇分离叶片中的色素
D.树叶变黄、变红并脱落,不利于植物适应环境
14.(2025·广东潮州·模拟预测)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”(如图1)。正常情况下,植物体内代谢源与库之间是相互协调的,在对光合产物的需求量大时,叶的光合速率也较大,反之亦然。下列相关叙述错误的是( )
A.迅速生长的植株或叶片的光合速率较成熟植株或叶片大
B.叶腋有花或果实的叶片的光合速率较叶腋无花或果实的叶片大
C.摘去花、果以及除去植株顶端分生组织等都使叶的光合速率升高
D.图2的实验结果说明叶片光合产物分配给果实的特点是就近分配
15.(2025·广东·一模)玉米的光合作用既有C4途径又有C3途径(如下图),PEP羧化酶对CO2具有较强亲和力。据图分析,下列说法正确的是( )
A.物质B为C3,它和PEP均可固定CO2
B.卡尔文循环进行的场所是叶绿体基质
C.为过程②提供能量的物质有ATP和NADH
D.在炎热夏季中午,叶肉细胞还可以生成淀粉
16.(2025·广东茂名·二模)耕地盐碱化是制约水稻产量的主要因素之一。下表是研究增施氮肥和叶面喷施5-ALA(一种促进性植物生长调节剂)对水稻幼苗的部分生理特性的结果,下列叙述错误的是( )
组别
处理
总叶绿素含量(mg/L)
细胞可溶性蛋白质含量(μg/g)
甲
0.1gN
25.65
32
乙
0.1gN+0.3%NaCl
19.13
36
丙
0.15gN+0.3%NaCl
24.73
39
丁
?
32.39
40
A.丁组的处理措施是0.1gN+0.3%NaCl+适量5-ALA
B.增施氮肥可以缓解NaCl对水稻幼苗光合作用影响
C.增施氮肥和喷施5-ALA可降低水稻幼苗的吸水能力
D.增施氮肥和喷施5-ALA可提高盐碱化水稻幼苗生长
1.(2024·广东汕头·二模)对大鼠肝组织进行不同方式的处理后检测肝组织匀浆中几种酸性水解酶的活性见图,推测这些水解酶位于一种具膜小泡内。已知酶活性与溶液中能接触到反应物的酶量成正比。下列叙述错误的是( )
A.这种具膜小泡可能是溶酶体
B.肝组织置于低渗溶液中不利于酶溢出
C.搅拌会使具膜小泡破裂释放水解酶
D.小泡内渗透压接近0.25mol/L蔗糖渗透压
2.(2025·河南·一模)细胞呼吸是联系糖类、脂肪和蛋白质相互转化的枢纽。人体肝细胞内的部分生化反应如图所示。图中编号表示过程,字母表示物质。下列叙述正确的是( )
A.脂肪作为主要的能源物质参与细胞呼吸
B.有氧运动会使A 转化为甘油、脂肪酸的量减少
C.④过程中大部分化学能转化成ATP 中的化学能
D.饥饿时,副交感神经兴奋直接引起肝细胞中甘油、脂肪酸转化为 A
3.(2024·广东汕头·模拟预测)在线粒体中发生的细胞呼吸生成H2O的过程,伴有H+经蛋白复合体Ⅳ从内膜基质侧跨膜泵至内外膜之间的膜间腔,以维持一个强大的H+浓度梯度,经线粒体的ATP合成酶复合体合成ATP,同时发生质子漏(H+不通过ATP合成酶复合体而直接通过线粒体内膜脂双层回到基质),质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放。下列说法错误的是( )
A.人在打寒战的过程中线粒体内质子漏的速率可能会增大,细胞耗氧量增加
B.质子经蛋白复合体Ⅳ进入膜间腔与通过内膜脂双层回漏所需载体不同
C.线粒体中葡萄糖氧化分解合成ATP的数量取决于内膜两侧的H+浓度差
D.线粒体内膜上反应释放的能量储存在ATP中的少于以热能的形式释放的
4.(2025·广东惠州·三模)研究人员将C6(能提高光反应中电子传递效率)和SBP(可促进卡尔文循环中C5的再生)两个基因分别导入烟草中获得C6和SB株系。利用C6和SB株系获得纯合双转基因C6SB株系,在温室提供一定浓度CO2的条件下,检测四种株系的相关指标,结果如下表。说法错误的是( )
组别
电子传递速率
(相对值)
C5再生速率
(μmol·m-2·s-l)
光合速率
(μmol·m-2·s-l)
野生型
0.118
121.5
24.6
C6株系
0.123
124.8
25.6
SB株系
0.130
128.7
27.0
C6SB株系
0.140
132.0
27.4
A.C6基因的产物可能与ATP、NADPH生成有关
B.SBP基因的产物在叶绿体基质中发挥作用
C.与野生型相比,C6株系光合速率的增加体现暗反应能促进光反应
D.与SB株系相比,C6SB株系光合速率的增加体现光反应能促进暗反应
5.(2024·广东梅州·一模)生物膜上存在着一些能携带离子通过膜的载体分子。某种载体分子对X离子有专一的结合部位,能选择性地携带 X 离子通过膜,转运机制如下图所示。已知X离子可参与构成线粒体内的丙酮酸氧化酶,载体IC的活化需要ATP。下列相关叙述错误的是( )
A.磷酸激酶能促进 ATP 的分解,磷酸酯酶催化活化的载体释放磷酸基团
B.X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过6层磷脂分子层
C.ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC结合后会使 IC发生空间结构的改变
D.图中只有线粒体才能为载体IC的活化提供ATP
1.(2024·广东·高考真题)研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是( )
A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C.有氧条件下,WT 比△sqr的生长速度快
D.无氧条件下,WT 比△sqr产生更多的ATP
2.(2024·广东·高考真题)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是( )
A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B.研磨时用水补充损失的提取液
C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D.用过的层析液直接倒入下水道
3.(2024·广东·高考真题)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是( )
A.ATP B.NADP+ C.NADH D.DNA
4.(2024·广东·高考真题)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是( )
肽链
纤维素类底物
褐藻酸类底物
W1
W2
S1
S2
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+++
++
+++
Ce5
+
++
—
—
Ay3-Bi-CB
—
—
++
+++
Ay3
—
—
+++
++
Bi
—
—
—
—
CB
—
—
—
—
注:—表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5 催化功能不同,但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
5.(2023·广东·高考真题)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A.还原型辅酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳
6.(2023·广东·高考真题)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
7.(2022·广东·高考真题)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
8.(2022·广东·高考真题)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果见下表。下列分析错误的是( )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70℃,最适pH9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
二、解答题
9.(2023·广东·高考真题)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量更高,其相关生理特征见下表和图。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。
水稻材料
叶绿素(mg/g)
类胡萝卜素(mg/g)
类胡萝卜素/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
分析图表,回答下列问题:
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ,叶片主要吸收可见光中的 光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl WT(填“高于”、“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群体的净光合速率较高,表明该群体 ,是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线 。在此基础上,分析图a和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题 。
10.(2022·广东·高考真题)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量 ,原因可能是 。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的 ,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期 一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以 为对照,并保证除 外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是 。
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学科网(北京)股份有限公司
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