专题二 非选择题审答突破(一) 细胞代谢类-【优化探究】2026年高考生物二轮专题复习课时作业巩固提升课件（多选版）

2 3 5 1 4 1.(15分)(2025·河南郑州二模)钩虫贪铜菌是一种细菌,能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。在有机物充足的环境中,该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢,该过程会产生中间产物乙酰辅酶A;在有机物缺乏的环境中,该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养,过程如图所示。 2 3 5 1 4 (1)图示膜结构应为　　　　　(填“线粒体内膜”“类囊体膜”或“细胞膜”),物质X表示　　 　。据图分析,钩虫贪铜菌在进行化能自养时,若膜上氢化酶活性被抑制,物质X的含量会　　　(填“升高”“降低”或“不变”),其原因是抑制膜上氢化酶活性会阻断__________________________________ 　　 　,导致无法形成　　 　　,影响ATP的合成,进而影响物质X的含量。  细胞膜 C5 降低 H2转化为H+和e-,进而阻断电子传递链 形成 H+浓度梯度 2 3 5 1 4 解析:钩虫贪铜菌是一种细菌,属于原核生物,没有线粒体和叶绿体,因此图中的膜结构为细胞膜。图中物质X和CO2可形成C3,因此可知X为C5。钩虫贪铜菌在进行化能自养时,抑制膜上氢化酶活性会阻断H2转化为H+和 e-,进而阻断电子传递链,导致无法形成H+浓度梯度,使ATP不能合成,进而使C3不能还原为C5,导致物质X(C5)含量降低。 2 3 5 1 4 (2)两种途径产生的乙酰辅酶A既可进一步彻底分解,又可合成PHA。从细胞能量供应和利用的角度分析,这两种去向的意义是_______________ ________________________________________________________。  解析:乙酰辅酶A能彻底分解生成ATP供能,同时乙酰辅酶A可作为原料合成PHA,储存能量,适应营养匮乏环境。 乙酰辅酶A彻底分解(生成ATP)供能;合成PHA可储存能量,适应营养匮乏环境 2 3 5 1 4 (3)PHA能用于人工心脏瓣膜、血管等材料的制备,钩虫贪铜菌可应用于工业生产PHA。通过基因工程提高该菌的羧化酶活性,可以提高经济效益和生态效益,理由是___________________________________________   　 。  解析:通过基因工程提高该菌的羧化酶活性,既可以提高PHA的产量,又能使该菌自养代谢增强,吸收CO2增多,有利于减少碳排放,缓解温室效应,提高经济效益和生态效益。 可以提高PHA的产量,提高经济效益;使该菌自养代谢增强,吸收的CO2增多,提高生态效益 2 3 5 1 4 2.(13分)(2025·四川雅安二模)四川是我国西南地区重要的粮食生产基地,其作物生产效率提升对保障区域粮食安全具有重要战略意义。某研究团队创新开发“矿物—水—光合作用”技术提升作物产量,原理如图所示。为验证技术效果,研究人员选取多种作物开展大田实验研究,经检测使用该技术后农作物组织内P、K、Ca、Mg等元素的含量明显增加,且作物普遍增产20%~50%。请据此回答以下问题。 2 3 5 1 4 (1)光系统PSⅠ是一种光合色素和蛋白质的复合体,主要分布在叶绿体的 　　　　　　。实验室中常用　　　　　(填试剂)分离绿色植物叶片中的色素。光系统利用光能使H2O分解,产生的H+通过ATP合成酶顺浓度梯度进入叶绿体基质驱动ATP的合成,这表明ATP合成酶具有 　 　　　　　　　　　　的功能。  类囊体薄膜 层析液 运输H+和催化ATP合成 2 3 5 1 4 解析:分析题意可知,光系统PSⅠ是一种光合色素和蛋白质的复合体,主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上,负责光能转换和电子传递。不同色素在层析液中的溶解度不同,故在实验室中常用层析液分离绿色植物叶片中的色素。ATP合成酶能够利用质子梯度(H+浓度差)催化ADP和Pi合成ATP,因此它具有运输H+和催化ATP合成的功能。 2 3 5 1 4 (2)根据题意分析“矿物—水—光合作用”技术能提高农作物产量的原因是 ______________________________________________________________ ______________________________________________________________  　 (答出2点即可)。  研究人员发现作物增产普遍只能达到20%~50%,请从光合作用原理分析增产受限的原因可能是__________________________________________  　 (答出2点即可)。  矿物吸收光能发射红外光,促进水分解产生H+,NADPH形成增加,光合速率提高;农作物组织内P、K、Ca、Mg等元素的含量增加,有利于叶绿素、ATP、酶等的合成,从而增强光合速率 色素含量有限;酶的数量(活性)有限;二氧化碳浓度是一定的等 2 3 5 1 4 解析:根据题图分析“矿物—水—光合作用”技术能提高农作物产量的原因:矿物吸收光能发射红外光,促进水分解产生H+,NADPH形成增加,光合速率提高;农作物组织内P、K、Ca、Mg等元素的含量增加,有利于叶绿素、ATP、酶等的合成,从而增强光合速率。色素可参与光反应过程,酶能催化生化反应进行,而二氧化碳是暗反应的原料,故从光合作用原理分析增产受限的原因可能是色素含量有限;酶的数量(活性)有限;二氧化碳浓度是一定的等。 2 3 5 1 4 (3)农业上推广应用“矿物—水—光合作用”技术的过程中,需特别注意矿物溶液的浓度控制,原因是_______________________________________ ______________________________________________________________   　 。  解析:若矿物溶液浓度过高,会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度,导致根细胞通过渗透作用失水;若矿物溶液浓度过低,无法充分发挥“矿物—水—光合作用”技术促进增产的优势,故农业上推广应用“矿物—水—光合作用”技术的过程中,需特别注意矿物溶液的浓度控制。 若矿物溶液浓度过高,会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度,导致根细胞通过渗透作用失水;若矿物溶液浓度过低,无法充分发挥“矿物—水—光合作用”技术促进增产的优势 2 3 5 1 4 3.(10分)(2025·重庆万州二模)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。气孔开度(气孔张开的程度)受多种因素影响,如受光刺激时,气孔会开放;保卫细胞吸水膨大时气孔也会打开。钾是植物生长发育的必需元素,主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节等。 (1)光会刺激植物叶片的气孔开放,在此过程中,淀粉水解为麦芽糖,并进一步转化为苹果酸进入液泡。据此推测,可见光照射导致细胞液渗透压 　　　　,促进保卫细胞通过　 　　　吸水,从而促进气孔开度增加。  增大 渗透作用 2 3 5 1 4 解析:题干中表明光刺激植物叶片气孔开放时,淀粉水解为麦芽糖,并进一步转化为苹果酸进入液泡。因为淀粉水解产物进入液泡,使得细胞液渗透压增大;保卫细胞吸水的方式是渗透作用。 2 3 5 1 4 (2)长期缺钾会导致植物的叶绿素含量减少,从叶绿素的合成角度分析,原因是__________________________________________________________  　 (答出2点即可)。  进一步研究发现,缺钾还会使Rubisco羧化酶(催化CO2的固定)活性下降,使得　　　　反应产生有机物减少,最终导致净光合速率下降。  缺钾会使叶绿素合成相关酶的活性降低;缺钾会影响细胞的渗透调节,进而影响细胞对Mg、N等的吸收,使叶绿素合成减少 暗 2 3 5 1 4 解析:钾元素参与酶活性调节,长期缺钾会影响与叶绿素合成有关酶的活性,导致叶绿素合成受影响;同时钾元素还参与渗透调节,缺钾可能影响细胞的渗透压,进而影响叶绿素合成的原料如Mg、N的运输等过程,使叶绿素的合成减少。光合作用包括光反应和暗反应,CO2的固定是暗反应的过程,Rubisco羧化酶活性下降,使得暗反应产生有机物减少。 2 3 5 1 4 (3)研究者分别用拟南芥淀粉酶基因BAM1和BAM2的突变体进行实验,通过显微拍照检测保卫细胞叶绿体中淀粉粒面积(用“+”的个数表示面积大小)以及相对气孔开度,结果见表。 植物类型 夜晚结束时 光照1 h 淀粉粒面积 相对气孔开度 淀粉粒面积 相对气孔开度 野生型 +++ 63% + 84% BAM1突变体 +++++ 45% +++++ 45% BAM2突变体 +++ 61% + 82% 2 3 5 1 4 由表中数据可知,　　　　　(填“BAM1”或“BAM2”)基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶,判断的依据是___________________ ______________________________________________________________ 　 　 。  BAM1 与夜晚结束时相比,光照1 h后野生型和BAM2突变体保卫细胞中的淀粉粒面积明显缩小,但BAM1突变体淀粉粒面积基本不变 2 3 5 1 4 解析:对比野生型、BAM1突变体和BAM2突变体在光照1 h后的情况,野生型光照1 h后淀粉粒面积明显减小,相对气孔开度增加,BAM2突变体光照1 h后淀粉粒明显减小,相对气孔开度增加,接近野生型,而BAM1突变体光照1 h后淀粉粒面积几乎不变,相对气孔开度基本不变。由此可知,BAM1基因控制的淀粉酶是保卫细胞中催化淀粉水解的主要酶,BAM1基因缺失对淀粉水解及气孔开度影响更大。 2 3 5 1 4 4.(10分)(2025·河北石家庄二模)研究发现,作物生长期内遭遇连续光照不足会影响光合作用而导致大幅度减产,叶黄素循环在应对上述弱光胁迫中发挥重要作用。叶黄素循环是指组成叶黄素的紫黄素(V)、环氧玉米黄素(A)和玉米黄素(Z)在不同光照强度条件下发生的相互转化,Z含量增多有助于耗散过剩的光能,保护光系统Ⅱ免遭破坏。为探究弱光胁迫对作物光合作用的影响,科研人员测量正常光强和弱光胁迫条件下某植物光合作用的变化情况,部分指标的测量结果如表所示: 指标 组别 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 气孔导度/ (mmol·m-2·s-1) 胞间CO2浓 度/(μmol·mol-1) NPQ 正常光照 38.1 357.4 108.7 0.504 弱光胁迫 20.5 214.0 153.5 0.811 注:NPQ反映植物耗散过剩光能(植物吸收的光能中除去光合作用利用后的剩余部分)的多少。 2 3 5 1 4 (1)据表分析,弱光胁迫时气孔导度不是光合作用的限制因素,依据是   　 。  解析:据表分析,弱光胁迫时,气孔导度虽然较正常光照下小,但是胞间CO2浓度却较高,说明此时不是因为气孔导度影响了光合作用,而是因为光照较弱,使光反应较弱,进而影响了光合作用的速率,即气孔导度不是光合作用的限制因素。 弱光胁迫下,胞间CO2浓度较正常光照下高 2 3 5 1 4 (2)叶黄素循环的具体过程包括2种转化:转化①,V在紫黄素脱环氧化酶(VDE)的作用下经A形成Z;转化②,Z在玉米黄素环氧化酶(ZE)的作用下经A形成V。据题干和表格信息分析,弱光胁迫时,(A+Z)/(V+A+Z)的数值 　　　　　(填“增大”或“减小”),原因是____________________________ ______________________________________________________________ 　 　 。 解析:弱光胁迫下,NPQ高,即耗散过剩光能多,Z增多有利于光合作用耗散过剩的光能,说明有更多的V经A转化为Z,所以(A+Z)/(V+A+Z)的数值增大。  增大 弱光胁迫下,NPQ高,即耗散过剩光能多,Z增多有利于耗散过剩的光能,说明有更多的V经A转化为Z,所以(A+Z)/(V+A+Z)的数值增大 2 3 5 1 4 (3)在强光下,叶黄素循环也会被激活,让过量的光能耗散。当叶片被遮蔽时,叶黄素循环会关闭,但关闭需要几分钟。研究者以大豆为实验材料,在大豆叶片被遮蔽时,设法缩短了其叶黄素循环关闭所需的时间,从而使大豆的产量提高了20%以上。请分析该方式提高产量的原因: ______________________________________________________________ _______________________________________。  解析:设法缩短叶黄素循环关闭所需的时间,光能的耗散减少,使得大豆在叶片遮蔽时可以利用更多的光能,提高光能利用率,进而使产量提高。 缩短叶黄素循环关闭所需时间,光能的耗散减少,使得大豆在叶片遮蔽时可以利用更多的光能,进而使产量提高 2 3 5 1 4 5.(13分)(2025·陕晋青宁卷,17)叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点;线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图(b)。回答下列问题。 2 3 5 1 4 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的　　　,产物C3在光反应生成的 　　　　 　　　参与下合成糖类等有机物。  解析:叶绿体中R酶催化CO2固定,CO2固定属于暗反应过程,暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物,其中ATP可以提供能量,NADPH作为还原剂并提供能量。 基质 ATP、NADPH 2 3 5 1 4 (2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大。由图(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,叶片的净光合速率高于植株W,原因是 ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ___________________________________________________________。  植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨酸,释放CO2用于光合作用,从而生成更多的可溶性糖,提高了保卫细胞的细胞液浓度,植物保卫细胞吸水,气孔开度增大,CO2吸收加快,暗反应速率加快 2 3 5 1 4 解析:结合图示和题干信息分析,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨酸,释放CO2用于光合作用,从而生成更多的可溶性糖,提高了保卫细胞的细胞液浓度,植物保卫细胞吸水,气孔开度增大,CO2吸收加快,暗反应速率加快,从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。 2 3 5 1 4 (3)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,植株S的净光合速率　　　　(填“增大”或“减小”);相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度　　　　(填“大”“小”或“无法判断”)。  解析:叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点,保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,CO2竞争R酶的能力减弱,暗反应速率减小,因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W,植株S在相同条件下气孔开度相对较大,有利于CO2的吸收,因此植株S的净光合速率变化幅度较小。 减小 小 2 3 5 1 4 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果:_________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________   　 。 实验思路:以野生型植株W为参照,构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组,在相同且适宜条件下培养,测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。 预期结果:植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于植株W 2 3 5 1 4 解析:为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响,以野生型植株W为参照,构建G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组,在相同且适宜条件下培养,测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析,G酶有利于光合作用的进行,因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于植株W。 $