内容正文:
专题02细胞的代谢
4大考点概览
考点01 ATP和酶
考点02 物质进出细胞的方式
考点03 呼吸作用
考点04 光合作用
考点1
ATP和酶
1.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)下面的模式图不能表示的物质是( )
A.ATP B.dATP C.dGTP D.dCTP
2.(2026·浙江湖丽衢·二模)在“探究温度对酶活性的影响”实验中,研究人员将直径28mm的淀粉琼脂球置于不同温度的淀粉酶溶液中,一段时间后取出球体并沿“赤道线”切开,在切面滴加碘—碘化钾溶液,出现如下图所示的蓝色区域,测定蓝色区域直径,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
温度
0℃
25℃
50℃
75℃
蓝色区域直径(mm)
28
25
18.7
28
A.本实验不宜使用本尼迪特试剂作为检测试剂
B.切面蓝色区域直径越小说明淀粉酶活性越低
C.淀粉酶在0℃和75℃因空间结构被破坏而失活
D.据表推测淀粉酶的最适温度在25℃~50℃之间
3.(2026·浙江温州·二模)酶促反应的终产物浓度过高时会与酶结合,从而抑制反应的进行,称为反馈抑制。图示为细胞内异亮氨酸的合成和调节过程示意图,下列叙述正确的是( )
(注:①是酶与底物结合的位点)
A.异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合形成酶-底物复合物
B.异亮氨酸可通过正反馈调节苏氨酸脱氢酶的活性
C.增大细胞内苏氨酸的浓度可解除反馈抑制
D.对相关基因诱变处理使②结构改变可解除抑制
4.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)无活性的胃蛋白酶原在低pH条件下具备微弱的催化活性,可将胃蛋白酶原水解成具完全活性的胃蛋白酶,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.胃蛋白酶原运输到胃腔后,会发生空间结构的变化
B.胃蛋白酶原既是催化剂,又是底物和产物
C.胃蛋白酶原的“水解激活”过程存在负反馈调节
D.与胃蛋白酶原的“自我催化”相比,胃蛋白酶降低的活化能更多
5.(2026·浙江宁波十校·二模)以淀粉为底物,研究温度对淀粉酶活性的影响。实验结束各组滴加等量适量的碘—碘化钾溶液,用分光光度计测定吸光度值,结果如下表。下列叙述正确的是( )
组别
1
2
3
4
温度/℃
0
18
37
100
吸光度值
0.12
0.06
0.03
0.15
注:液体颜色越深,吸光度值越大
A.将淀粉酶在不同温度下保温适宜的时间后再加入底物
B.吸光度值与淀粉酶活性呈负相关
C.若实验温度为40℃,吸光度值介于0.03~0.15
D.实验后将组4置于37℃反应一段时间,吸光度值可变为0.03
6.(2026·浙江温州·二模)某研究小组探究温度对淀粉酶活性影响,实验步骤如表所示:
步骤
甲组(0℃)
乙组(15℃)
丙组(30℃)
丁组(45℃)
试管1
试管2
试管3
试管4
试管5
试管6
试管7
试管8
①酶液
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
②淀粉
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
③混合
混合振荡
混合振荡
混合振荡
混合振荡
④保温
置于相应温度下水浴保温5min,取出后立即加入2mL三氯乙酸(强酸)
⑤检测
滴加碘-碘化钾溶液
下列叙述错误的是( )
A.应在步骤③前对酶液和淀粉进行相应的温度预处理
B.推测三氯乙酸的作用是使酶变性,终止酶促反应
C.可将步骤⑤换为“加入本尼迪特试剂并进行热水浴”
D.若丙组蓝色最浅,则该淀粉酶的最适温度是30℃
7.(2026·浙江杭州·二模)纤维素酶对壳聚糖和纤维素有不同程度的水解作用。现利用上述底物探究不同温度和pH对纤维素酶活性的影响。下列叙述正确的是( )
A.本实验研究的可变因素有pH、温度和底物浓度
B.实验中加入不同pH缓冲液,应在酶与底物接触之前
C.增大底物浓度可提高酶活性,从而加快酶促反应速率
D.纤维素酶能分解壳聚糖和纤维素,说明酶不具有专一性
8.(2026·浙江台州·二模)存在于木霉菌中的双功能酶CCBE能催化纤维素和壳多糖的分解。某兴趣小组探究了pH对CCBE酶催化两种不同底物时酶活性的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CCBE酶能催化两种不同底物的分解,因此不具有专一性
B.利用木霉菌分解秸秆中的纤维素时,pH应设置在5.2左右
C.pH通过影响CCBE酶的空间结构,从而影响其与不同底物的结合能力
D.若改变本实验的反应温度,两条曲线不会发生变化
9.某研究小组以新鲜酵母菌悬液(含H2O2酶)为材料,探究不同pH对酶活性的影响,得到如图所示的实验结果。下列分析正确的是( )
A.上述实验中不同组别的温度保持相同即可
B.上述试剂和材料也适合探究温度对酶活性的影响
C.反应前后酵母菌的结构与活性保持不变
D.pH8.0组的气体体积会随着反应时间延长增至4.0mL
物质进出细胞的方式
考点2
1.(2026·浙江宁波十校·二模)保卫细胞液泡膜上有较多的Cl-转运蛋白,帮助液泡逆浓度积累Cl-以维持渗透压。保卫细胞中Cl-进入液泡的运输方式是( )
A.主动运输 B.协助扩散 C.囊泡转运 D.自由扩散
2.(2026·浙江湖丽衢·二模)外泌体是细胞分泌的纳米级膜性囊泡,内含蛋白质、核酸等生物活性物质,可实现细胞间的物质递送与通讯。细胞释放外泌体的方式属于( )
A.胞吐 B.扩散 C.易化扩散 D.主动转运
3.(2026·浙江台州·二模)卡西霉素是一种脂溶性小分子抗生素,它与细胞膜融合后能特异性结合Ca2+,使Ca2+顺浓度梯度转运,从而破坏细胞内Ca2+浓度的稳态。下列叙述正确的是( )
A.上述Ca2+的运输方式属于主动运输
B.卡西霉素能介导离子跨膜运输与它的脂溶性无关
C.增强细胞膜流动性不会影响Ca2+的运输速率
D.细胞外Ca2+浓度变化会影响Ca2+的运输速率和方向
4.(2026·浙江嘉兴·二模)肾小管上皮细胞重吸收水、盐和葡萄糖的示意图如下。甘露醇不能被肾小管重吸收,常用于干预人体水分代谢。下列叙述正确的是( )
A.Na+通过主动运输进入肾小管上皮细胞
B.葡萄糖通过易化扩散进入肾小管上皮细胞
C.钠钾泵的活动维持细胞内外Na+、K+浓度差
D.静脉滴注甘露醇,有利于肾小管对水的重吸收
5.(2026·浙江温州·二模)在植物细胞膜上存在两种运输H+的转运蛋白,有助于维持细胞内部pH值的稳定以及对蔗糖的吸收。两种转运蛋白运输物质的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白1可逆浓度梯度转运H+
B.转运蛋白2还可用于转运各种氨基酸
C.转运蛋白1运输H+时会发生形变
D.转运蛋白2运输蔗糖的速率受细胞呼吸影响
6.(2026·浙江新阵地联盟·二模)短杆菌肽A是细菌产生的抗生素,该物质为线状十五肽。其杀死某些微生物的作用机理是:两个短杆菌肽A从膜两侧相对插入可形成穿膜通道,提高生物膜对某些一价阳离子的通透性,使这些物质顺浓度梯度通过细胞膜,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图示过程表明,短杆菌肽A作为载体蛋白,为K+的运输提供了能量
B.该抗生素的作用具有特异性,因此对动物细胞的细胞膜不会造成影响
C.短杆菌肽A通过破坏细胞膜的完整性,形成允许K+等被动转运的孔道
D.该物质以主动转运的方式将K+泵出细胞,从而破坏微生物的离子平衡
7.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)酵母菌为维持细胞溶胶中浓度稳定,会通过液泡富集及细胞外排等方式调节离子平衡,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.是水溶性物质,很难直接穿过细胞膜
B.细胞排出过程中,蛋白W的构象改变不需要细胞提供能量
C.通过蛋白N进入液泡后,酵母菌的原生质体不易收缩
D.离子通道的转运可使细胞膜两侧的浓度差变小
8.(2026·浙江杭州·二模)胃黏膜能在强酸性和胃蛋白酶的环境中不被消化,其关键机制之一是“黏液-碳酸氢盐屏障”,结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该屏障属于人体的第二道防线,通过发挥作用
B.胃腔中的H+通过主动转运进入黏液层,与中和
C.黏液层的黏稠度远高于水,其主要功能是保护上皮细胞
D.胃黏膜表面的pH接近7,为胃蛋白酶提供最适催化环境
9.(2026·浙江绍兴·二模)牵牛花在一天的不同时段,花瓣颜色会发生变化。其液泡内的色素在酸性和碱性条件下,分别呈现红色和蓝色,调控机制如下图所示。线粒体中F-ATP酶复合体合成ATP的效率下降,会导致液泡膜上P-ATP酶活性降低,进而影响花色。下列叙述错误的是( )
A.P-ATP酶兼具催化ATP水解和转运H+的功能
B.F-ATP酶发挥作用时,其空间结构会发生改变
C.细胞呼吸减弱,植物花瓣将表现为红色
D.图示过程体现生物膜具有能量转换功能
1.(2026·浙江绍兴·二模)辅酶Q10是细胞需氧呼吸电子传递链的重要组成成分,参与[H]的传递与ATP的生成。下列叙述正确的是( )呼吸作用
考点3
A.辅酶Q10主要分布在线粒体基质中
B.辅酶Q10直接参与肌细胞中乳酸的产生
C.辅酶Q10不足,会导致细胞中ATP生成减少
D.氧气充足时,辅酶Q10能促进葡萄糖在线粒体内氧化分解
2.(2026·浙江嘉兴·二模)科里循环是指在剧烈运动时,肌细胞通过厌氧呼吸产生乳酸,乳酸经血液循环运输至肝脏,在肝细胞内重新转变为葡萄糖的过程。下列关于科里循环意义的叙述,错误的是( )
注:NAD+为氢的载体,结合H+和电子后形成NADH,NADH可简写为[H]
A.氧化分解丙酮酸,释放能量 B.回收乳酸,避免乳酸堆积
C.充分利用乳酸中的能量 D.有利于维持血糖浓度稳定
3.(2026·浙江宁波十校·二模)科研人员将野生型酵母菌P基因敲除后获得突变株,突变株线粒体数量减少且出现碎片化。下列叙述正确的是( )
A.野生型与突变株葡萄糖生成丙酮酸的场所不同
B.有氧条件下野生型与突变株的繁殖速度相同
C.野生型与突变株细胞呼吸的产物均含有CO2
D.无氧条件下野生型比突变株产生更多的ATP
4.(2026·浙江稽阳联谊·二模)下图为某植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述错误的是( )
A.线粒体膜上存在丙酮酸和O2的转运蛋白
B.发生②过程的场所是线粒体基质
C.无氧条件下,只有①阶段会产生ATP
D.有氧条件下,①②产生的NADH中的部分能量转移到ATP中
5.(2026·浙江新阵地联盟·二模)某研究小组为探究酵母菌的呼吸方式,利用下图所示装置进行实验,并检测了培养液中的酒精含量。两组装置在相同且适宜的温度下培养相同时间后,得到如下表所示结果。
组别
石灰水浑浊程度
培养液酒精检测
甲组
明显浑浊
未检测到酒精
乙组
轻微浑浊
检测到酒精
下列相关分析错误的是( )
A.本实验的自变量是氧气的有无,因变量是CO2的产生量和酒精的有无
B.甲组石灰水更浑浊,说明有氧呼吸比无氧呼吸产生CO2的总量更多
C.乙组检测到酒精,说明酵母菌在无氧条件下可将葡萄糖分解为酒精
D.若将石灰水换为溴麝香草酚蓝溶液,乙组由蓝变绿再变黄的速度比甲快
6.(2026·浙江新阵地联盟·二模)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列分析正确的是( )
A.Ⅰ阶段种子中NADH全部在无氧呼吸过程中被氧化
B.Ⅲ阶段子叶耗氧量急剧增加,p为种皮被突破的时间点
C.q点时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖速率相等
D.Ⅲ、Ⅳ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
7.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)测定T基因缺失突变玉米胚的物质含量时发现,其线粒体内[H]和丙酮酸的含量以及细胞溶胶中乳酸含量均显著高于野生型。下列叙述错误的是( )
A.丙酮酸生成乳酸需[H]的还原 B.细胞溶胶和线粒体均可产生[H]
C.突变体厌氧呼吸的第二阶段增强 D.T蛋白减弱了线粒体的功能
阅读材料,完成下面小题。
越野滑雪是在寒冷环境中进行的长时间、高强度耐力运动。运动过程中,骨骼肌代谢强度显著升高,产热量大幅增加,血糖持续消耗。运动后,腿部肌肉酸胀,一段时间后症状消失。
8.(2026·浙江湖丽衢·二模)关于越野滑雪过程中骨骼肌细胞的细胞呼吸,下列叙述正确的是( )
A.该细胞的细胞溶胶中会产生CO2
B.该细胞主要通过厌氧呼吸为运动供能
C.该细胞中的丙酮酸转化为乳酸时会产生少量ATP
D.该细胞产生的乳酸运至肝脏再生为葡萄糖,可减轻肌肉酸胀
9.(2026·浙江湖丽衢·二模)关于越野滑雪期间的机体调节,下列叙述错误的是( )
A.肌肉酸胀感在大脑皮层形成,不属于反射
B.厌氧呼吸积累的乳酸使内环境pH显著下降
C.机体可通过神经调节促进血管舒张和汗腺分泌,以增加散热
D.胰高血糖素分泌增多,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(2026·浙江杭州·二模)阅读下列材料,回答下列小题:
奶酒是游牧民族传统食品,以奶为原料经乳酸菌和酵母菌发酵,发酵时经马背颠簸,风味独特。科研人员用山羊奶、多菌种混合发酵,打造营养风味俱佳的羊奶酒。
10.下列关于奶酒形成的过程,叙述正确的是( )
A.乳酸菌和酵母菌的代谢类型相同
B.马背颠簸为发酵过程提供充足氧气
C.乳酸菌发酵时产生ATP的场所为线粒体
D.酵母菌发酵产生酒精的场所为细胞质基质
11.下列关于羊奶酒的研究,叙述错误的是( )
A.可在发酵前向山羊奶额外添加白砂糖以提高酒精产量
B.发酵时可搅拌发酵物以模拟奶酒在马背上的颠簸过程
C.发酵结束后可通过离心、沉淀提高羊奶酒的酒精浓度
D.不同种类和比例的乳酸菌和酵母菌会影响奶酒的风味
12.(2026·浙江宁波·二模)玉米根细胞在水淹时首先进行无氧呼吸产生乳酸,导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,细胞质基质积累H+,乳酸也使细胞质基质pH降低,引起细胞酸中毒。随后细胞无氧呼吸产生酒精以延缓酸中毒。下列叙述正确的是( )
A.检测有无CO2产生不能判断是否有酒精生成
B.正常状态下玉米根细胞液的pH高于细胞质基质
C.产生酒精时合成的ATP增多可缓解能量供应不足
D.产生酒精时消耗的[H]增多可缓解酸中毒
考点4
光合作用
1.(2026·浙江宁波·二模)洋葱是高中生物学实验常见材料,其管状叶能进行光合作用,鳞片叶失去光合功能转化为储藏器官。下表为研究人员测定的某种洋葱不同时期的相关生理指标。
时期
叶绿素含量(mg/g FW)
鳞片叶重(g)
管状叶重(g)
鳞片叶中可溶性糖含量(g/100g FW)
管状叶中可溶性糖含量(g/100g FW)
幼苗期
0.23
0.25
0.76
2.81
3.49
越冬期
0.49
1.80
2.63
3.28
3.68
膨大期
1.28
117.60
179.65
4.07
2.49
成熟期
0.54
331.54
131.67
3.02
2.12
注:FW指鲜重。表中可溶性糖指分子量小、易溶于水的糖类。
回答下列问题:
(1)将提取的光合色素溶液置于自然光与三棱镜之间,光谱中明显变暗的主要是________区。据表可知,洋葱成熟期叶绿素含量显著下降,会导致光反应产生的________减少,从而导致管状叶________下降。
(2)据表可知,越冬期________上升,提高渗透压以增强抗寒性。与膨大期相比,成熟期鳞片叶中可溶性糖含量下降,但其重量显著增加,是由于________。
(3)可利用洋葱根尖的________细胞观察有丝分裂,制作装片的流程为:解离→________→制片。
(4)将洋葱鳞片叶外表皮细胞浸泡在2mol·L-1的乙二醇溶液中能观察到细胞质壁分离后又复原,是由于乙二醇在________(填“实验开始时”或“质壁分离复原时”)逐渐进入细胞内,且________的伸缩性大于细胞壁。
2.(2026·浙江绍兴·二模)为了探究东北春麦有机肥替代化学氮肥的最佳用量,科研人员采用田间试验方法,测定了不同有机肥替代化学氮肥处理对小麦生长期叶绿素含量、叶面积指数(LAI)、净光合速率,以及成熟期茎叶生物量、籽粒产量的影响,实验结果如下表所示。
处理
叶绿素含
量mg·dm-2
叶面积
指数LAI
净光合速率
μmolCO₂·m-2·s-1
茎叶生物
量kg·hm-2
籽粒产
量kg·hm-2
组1:不施肥处理
39.63
0.37
12.4
4363.14
3549.38
组2:全量有机肥
替代化学氮肥
41.68
0.39
16.28
5132.19
3579.01
组3:50%有机
肥替代化学氮肥
43.73
0.63
18.52
5290.98
3992.38
组4:25%有机肥
替代化学氮肥
43.25
0.63
18.46
5505.16
4410.17
组5:全量化学氮肥处理
46.47
1.20
11.20
4564.87
4414.06
回答下列问题:
(1)实验室常用__________提取色素,再根据对特定波长光的__________量来推算叶绿素含量。
(2)由表中数据可知,施肥组总产量均高于不施肥组。原因是:施肥可提高叶片叶绿素含量,吸收更多__________,为碳反应提供更多__________,促进CO2还原为__________,从而提升光合作用速率;同时还可通过增加叶片数量、增大__________,提高光能利用率,最终促进有机物积累。
(3)分析组3与组4的结果,可得出施用过高比例的有机氮肥不利于光合产物向__________运输与积累。与组4相比,组5的净光合速率较低,其原因是过大的叶面积指数导致__________。
(4)有机肥富含作物生长发育所需要的各种元素和__________类物质等,所以施用有机肥能够促进作物的生长发育。有机肥替代化学氮肥的优点还有__________。
3.(2026·浙江杭州·二模)针对夏季极端高温引发的茶叶减产问题,科研人员以茶苗为材料,研究水杨酸甲酯(MeSA)处理对其高温胁迫下光合作用的效应,测定不同浓度MeSA处理下茶树的净光合速率和丙二醛含量,结果如图1、2所示。
回答下列问题:
(1)据图1分析,一定浓度的MeSA能够________(填“加剧”或“缓解”)高温对茶树生长的抑制。MeSA浓度为0.1mmol·L-1时,在高温条件下,与对照组相比,植物净光合速率________(填“有”或“无”)显著差异。除温度外,影响茶苗光合作用的主要外界因素还有________(答出2点即可)。
(2)植物细胞内丙二醛含量过高,会破坏生物膜完整性。据图可知,高温条件下施用1.0mmol·L-1的MeSA能有效防止茶叶减产,理由是________。若要进一步研究高温胁迫对植物光合作用影响,除检测净光合速率外,还可检测的指标有________(答出2点即可)。
(3)为提高茶树的产量,每一年茶叶采摘后茶农要对茶树枝条进行修剪,其生物学原理是________。
4.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)研究人员以3株红叶李为一丛,施以不同量的硫酸钾,1个月后测定叶片表观光合速率和气孔阻力,结果如图所示。已知试剂D与光反应生成的电子反应后,会从氧化型变为还原型。
回答下列问题:
(1)取红叶李的叶片,研磨后过滤获得红色滤液。采用纸层析法对该滤液中的色素进行________,结果显示有4条色素带,但点样处的滤液细线始终保持红色,主要原因是________。
(2)使用便携式光合仪测定光合速率时,不宜选用过度成熟的叶片,原因是此类叶片中叶绿素的含量显著下降,而________(填色素名称)的含量相对稳定,使碳反应所需的________供应减少,最终测得的光合速率偏低。下午16:00后某时刻测得的表观光合速率为0,则该时刻植物的有机物含量减少,原因是________。
(3)根据图1可知,施用钾肥能显著________12:00时的叶片光合速率。结合图2分析,其原因是________。为探究14:00时光合速率低的原因,取10:00时和14:00时的叶片,制成叶绿体悬液后加入试剂D后,测定还原型D的含量。若结果为________,表明叶绿体受到损伤。
(4)光合产物的积累可促进花青素的合成,进而提高红叶李的观赏效果。以下措施中可提高光合速率的是哪几项________。
A.施用有机肥,为红叶李提供H2O、CO2和矿质元素
B.根据光合色素的吸收光谱图,选用比红光补光效果更好的蓝光
C.用脱落酸降低气孔阻力,加快CO2从空气中进入气孔
D.喷施适量的能被叶片直接吸收的硫酸镁
5.(2026·浙江新阵地联盟·二模)为探究不同CO2施肥方式对葡萄叶片光合特性的影响,某研究小组进行了实验。CK组不施肥,TW组采用CO2传统施肥(利用化学反应袋施加CO2),IW组采用CO2加气灌溉施肥(通过地下滴灌管道施加CO2)。实验结果如图所示。
回答下列问题:
(1)据图a分析,与CK组相比,TW组和IW组的净光合速率均有所提高,原因是______。同一灌溉周期内,三组净光合速率均呈现先上升后下降的趋势,可能与土壤中______等环境因素的变化有关。
(2)研究发现,两种施肥方式还提高了叶片叶绿素a和叶绿素b的含量,且IW组叶绿素a/b值显著高于其他组。由此推断IW组的光饱和点______(“高于”或“低于”)TW组。叶绿素含量升高,直接促进了光反应中______的合成,为碳反应提供更多能量和还原力。
(3)图b和c显示,IW组的气孔导度和蒸腾速率均低于CK组和TW组,但结合图a和d分析,IW组却能维持较高的净光合速率和水分利用效率。推测其可能的原因是:CO2加气灌溉施肥能______,从而在气孔开放程度较小的情况下,仍能满足碳反应对CO2的需求。
(4)葡萄叶肉细胞中存在一种由B基因编码的水通道蛋白。研究发现,在正常条件下,野生型葡萄和B基因过量表达的突变株系气孔开放程度基本相同,但突变株系光合速率更高。科学家推测B蛋白过量表达可能促进了CO2的利用。为验证这一推测,写出实验思路并预期实验结果。
实验思路:①______分别编号甲组、乙组。②______,分别检测两组的胞间CO2浓度。
预期结果:______。
6.(2026·浙江台州·二模)东南景天和龙葵是重金属超富集植物,在矿区生态系统修复中发挥着重要的作用。红蓝光配比可调控其光合效率、抗逆能力及重金属吸收能力。研究人员设置白光对照(CK)及不同红蓝光配比处理60天后,测定两种植物相关指标,结果如下表。
植物种类
红光∶蓝光
净光合速率
(μmolO2·m‒2·s‒1)
H2O2酶活性
(U·g‒1)
镉浓度
(mg·Kg‒1)
干重
(g)
东南景天
CK(白光)
0.73
383.25
45.36
5.25
4∶1
1.50
480.57
90.86
12.81
5∶1
1.28
456.32
91.05
10.92
龙葵
CK(白光)
1.86
640.00
48.25
4.18
4∶1
2.18
860.45
92.28
4.46
5∶1
2.70
800.57
93.99
5.15
注:两植株初始干重相同,镉提取量作为植物重金属吸收的指标,镉提取量=镉浓度×干重。
回答下列问题:
(1)光为植物的生长提供能量,同时又可以作为_____,调控植物体内相关激素的合成,影响植物生理过程。光质比例主要影响光反应阶段,该阶段产生的_____作为还原剂参与碳反应中_____的还原,进而合成有机物。
(2)提取与测定过氧化氢酶活性时通常将叶片研磨后的匀浆置于冰水浴条件下,目的是_____。从表中数据来看,两种植株均具有较高的过氧化氢酶活性,推测其生理机制是重金属离子胁迫下激活了抗氧化系统,通过提高过氧化氢酶活性清除_____,减轻其对_____膜过氧化损伤,为光反应提供结构保障。
(3)实验中净光合速率用_____氧气的释放量来表示。综合表中数据,净光合速率与植物干重呈_____关系。红蓝光比例为_____处理条件下最有利于东南景天对镉的吸收,依据是_____。两种植物较强的重金属富集和逆境生长能力,可能与体内的_____(植物激素)含量较高有关。
7.(2026·浙江温州·二模)某研究团队为探究低钾胁迫对芝麻苗期光合作用的影响,以低钾敏感型芝麻为材料,设置低钾和适钾两组实验处理,测定了净光合速率、气孔导度以及叶肉细胞中蔗糖和淀粉的含量,为制定高效栽培措施提供理论基础。
回答下列问题:
(1)研究表明,钾能促进叶绿素合成,叶绿素主要吸收可见光中____________光。芝麻幼苗遭遇低钾胁迫时,由于储存在____________的K+释放进入细胞溶胶,使细胞溶胶中K+浓度在短时间内能够维持稳定。长期低钾胁迫会对芝麻幼苗生长造成严重影响。
(2)在光、低CO2浓度等信号刺激下,保卫细胞吸收K+,导致细胞渗透压____________,保卫细胞吸水膨胀,气孔开放。由此推测,脱落酸含量上升对气孔导度的影响可能与保卫细胞的K+____________(填“外流”或“内流”)有关。低钾胁迫下,低钾组芝麻叶片气孔导度下降,不利于叶肉细胞获得充足的____________,使其净光合速率低于适钾组。
(3)光合产物三碳糖分别在____________(填具体场所)中转变为蔗糖和淀粉。低钾胁迫下,低钾组叶片中蔗糖输出受阻,叶肉细胞中蔗糖含量____________。低钾组叶肉细胞中淀粉含量明显高于适钾组,其原因可能是__________________________________。
(4)施加钾肥可提高芝麻产量,请对施肥方案提出合理建议。__________________________________(写出2点即可)。
8.(2026·浙江稽阳联谊·二模)玉米产量高,抗逆性强,营养价值较好,是重要的粮食、饲料和工业加工原料来源。研究发现,玉米的叶肉细胞的叶绿体含有基粒,维管束鞘细胞的叶绿体无基粒。图示为玉米利用CO2的过程,表格是探究水和氮对玉米光合作用影响的检测结果。
生理指标
对照组
尿素(12g·m-2)
水+尿素(12g·m-2)
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量/(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
Rubisco活性/(μmol·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率/(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度,Rubisco是CO2固定过程中所需酶。
回答下列问题:
(1)由图可推知,玉米叶肉细胞中能将CO2进行______,但不能进行______反应,后 者不能进行的原因是______。
(2)CO2在Rubisco的催化下被固定成C3,被______(填具体场所)产生的NADPH还原生成三碳糖,离开卡尔文循环的三碳糖主要用于合成______。
(3)测定叶绿素含量:用______提取光合色素,收集滤液。根据色素对特定波长光的吸收量可反映色素含量的原理,需选择______光来测定叶绿素含量。
(4)根据表格结果分析,与对照组比较,加尿素组的玉米植株相关细胞中______增多,使光合速率增大;补充水分和尿素组的光合速率更大,原因是______(至少写出2点)。
9.(2026·浙江嘉兴·二模)黑藻是净化水质的沉水植物。种植深度对其光合作用影响巨大。科研人员开展了种植深度对其生物量影响研究,结果如图。
回答下列问题:
(1)当水深超过1.4m,黑藻生长不良,最终死亡,其原因是:光照强度过低,光合作用强度小于_____,植株生物量逐渐下降。黑藻通过细胞_____形成发达的通气组织,以适应水中的低氧环境。
(2)在一定范围内,随着水深增加,叶绿素含量呈_____趋势,在1.3m处叶绿素含量达到最大值,这是黑藻应对_____胁迫的适应性变化。水深大于1.3m叶片发黄,这是因为叶绿素合成相关的_____下降,叶绿素含量下降,显示出了_____这类色素的颜色。
(3)NADPH在碳反应中既作为能源物质,又作为_____。常见植物的光合产物以_____形式进行长距离运输。黑藻韧皮组织不发达,光合产物的分配主要采取“就地存储”策略,大多以淀粉形式储存在叶肉细胞的_____中。
10.(2026·浙江宁波十校·二模)某单细胞藻类在光合系统与氢酶的共同作用下产生氢气,其过程如图1所示,PSI和PSII分别为光系统Ⅰ和光系统Ⅱ,PQ、PC是电子载体。Rubisco酶是一个双功能酶,光照条件下,它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2,又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸,有无光呼吸发生时的碳固定数如图2所示。回答下列问题:
(1)PSII中叶绿素的作用是__________。图1中合成ATP的能量直接来源为__________。高温胁迫下过剩的光能会使PSII的某蛋白受损,此时电子传递过程I会__________(填“减弱”或“增强”),以保障PSI的正常生理功能。短时间内NADPH/ATP的比例变化为__________(填“变大”、“变小”或“无法确定”)。
(2)氢酶遇氧会发生不可逆失活,可能的原因是__________。产氢会导致该藻类生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因__________。
(3)光呼吸对于植物有重要意义,可以消耗光反应阶段产生的多余__________,在干旱天气和过强光照下,也可以弥补__________过强导致的CO2不足。在一定条件下,光呼吸会使光合效率下降,通过比较碳固定数发现,发生光呼吸时,光合作用效率降低了__________%,可通过适当降低环境中的__________抑制光呼吸。
11.(2026·浙江湖丽衢·二模)黄瓜喜温,冬春低温严重影响黄瓜苗生长。为研究施氮量对低温胁迫下黄瓜生长的影响,研究人员用含有不同浓度硝态氮(形态)的营养液分别处理低温胁迫下的黄瓜苗,并在实验的第1、8、12天测定各项数据,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
时间
(d)
叶绿素含量
(SPAD)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度
(μmmol·m-2·s-1)
T0
(0mmol/L)
1
8
12
45.95
32.33
29.62
10.90
4.52
3.28
419.9
307.1
327.0
T1
(12mmol/L)
1
8
12
49.73
41.08
32.41
9.30
7.80
4.63
375.6
318.4
325.5
T2
(24mmol/L)
1
8
12
51.10
36.67
35.39
8.74
7.23
6.34
366.8
320.0
345.1
(1)配制营养液时,除硝态氮浓度外,其他离子含量和pH均保持一致,目的是______。取T0组第1天的黄瓜苗叶片用______提取光合色素后分离,结果显示滤纸条上各条带颜色浅,且宽度窄,从实验操作角度分析,可能原因是______(写2点)。
(2)据表可知,随着低温胁迫时间延长,黄瓜苗的______下降,直接影响光反应阶段______的合成,进而限制碳反应阶段的______过程,最终导致光合速率下降。与其它组相比,T0组黄瓜苗净光合速率下降更快,请解释其原因______。
(3)施氮能缓解低温胁迫对黄瓜苗光合作用的抑制,第12天时______组缓解效果更显著。第1天时,T0组的净光合速率高于其他组,原因最可能是______。
A.低温导致根系丧失吸收氮的能力
B.此时植株对氮的需求较低,主要依赖自身储存的氮
C.吸收外源硝态氮消耗能量,T0组可减少能量消耗
(4)请结合本实验结果,为冬春季节低温环境下黄瓜苗的科学施氮提出合理建议______。
试卷第1页,共3页
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专题02细胞的代谢
4大考点概览
考点01 ATP和酶
考点02 物质进出细胞的方式
考点03 呼吸作用
考点04 光合作用
(
考点1
ATP和酶
)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
A
D
C
B
D
B
C
D
(
物质进出细胞的方式
考点2
)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
A
A
D
C
B
C
B
C
C
(
呼吸作用
考点3
)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
C
A
D
B
D
D
B
D
题号
11
12
答案
C
D
(
考点4
光合作用
)1.【答案】(1) 红光和蓝紫光 ATP、NADPH 叶重、可溶性糖含量
(2) (鳞片叶和管状叶)可溶性糖含量 有更多的光合产物运往鳞片叶,可溶性糖大量转化为淀粉等不溶性糖
(3) 分生区 漂洗→染色
(4) 实验开始时 原生质层
2.【答案】(1) 无水乙醇 吸收
(2) 可见光(红光与蓝紫光) ATP, NADPH 三碳糖(糖) 叶面积
(3) 地上部分(茎叶和籽粒) 呼吸作用消耗增加明显(呼吸作用的增加大于光合作用的增加)
(4) 有机 保护环境,减少污染;防止土壤肥力流失;防止周围水体富营养化
3.【答案】(1) 缓解 无 光照强度、CO2浓度
(2) 1.0mmol·L-1的MeSA能减少丙二醛的含量,使生物膜完整性损伤减小,能提高净光合速率 叶绿素含量、光合作用相关酶活性、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等
(3)解除顶端优势
4.【答案】(1) 分离 该色素不溶于层析液
(2) 类胡萝卜素 ATP和NADPH 叶片的光合速率等于细胞呼吸速率,其他非绿色部位只进行细胞呼吸
(3) 提高 施钾降低了气孔阻力,CO2吸收增加,碳反应速率加快 10:00时的还原型D含量比14:00时的多
(4)ABD
5.【答案】(1) TW组和IW组提高了CO2浓度,促进了碳反应的进行 水分或无机盐(矿质元素)
(2) 高于 ATP和NADPH
(3)将CO2更直接地输送至根系或叶片附近,提高了CO2的利用效率
(4) 选择等量长势一致的野生型葡萄和突变体葡萄植株 在相同且适宜的条件下培养一段时间 野生型葡萄的胞间CO2浓度高于突变体
6.【答案】(1) 信号 NADPH 三碳酸
(2) 防止酶失活/保持酶活性 H2O2 类囊体薄/光合
(3) 单位时间单位叶面积 正相关 4∶1 在该条件下镉提取量最大/镉浓度×干重的值最大 脱落酸
7.【答案】(1) 红光和蓝紫 液泡
(2) 升高 外流 二氧化碳
(3) 细胞溶胶(细胞质基质)和叶绿体基质 升高 蔗糖输出受阻,叶肉细胞中多余的光合产物转化为淀粉储存,导致淀粉积累
(4)根据土壤钾含量适量施肥,避免施肥不足或过量;芝麻苗期适当补充钾肥(或钾肥与氮磷肥、有机肥配合施用,合理即可)
8.【答案】(1) 浓缩 碳 玉米叶肉细胞没有Rubisco(碳反应所需酶)
(2) 叶肉细胞的基粒/类囊体膜 蔗糖
(3) 95%的乙醇 红
(4) 叶绿素含量和Rubisco活性 水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提高植株氮供应水平;施氮同时补充水分,使气孔导度增大,二氧化碳的吸收增多,Rubisco的活性变大,二氧化碳固定效率增大
9.【答案】(1) 呼吸速率 凋亡
(2) 上升 低光强 酶含量 类胡萝卜素
(3) 还原剂 蔗糖 叶绿体
10.【答案】(1) 吸收(传递)和转化光能 H+的梯度势能(H+的电化学势能或H+的浓度差) 增强 变小
(2) 氢酶的活性中心被氧气氧化导致失去催化功能 光反应产生的H+转变为H2,参与碳反应的NADPH减少,有机物生成量减少
(3) ATP和NADPH 蒸腾作用 30 O2浓度
11.【答案】(1) 排除其他离子含量、pH等无关变量对实验结果的干扰 95%酒精(或无水乙醇) 研磨不充分、画滤液细线次数太少、无水乙醇加入过多稀释色素等
(2) 叶绿素含量 ATP、NADPH 三碳酸还原 缺氮引起酶、ATP、NADPH、光合色素等光合作用相关物质的缺乏
(3) T2 C
(4)根据低温胁迫时长调整施氮量,短期低温可适当降低施氮量,长期低温则适当提高施氮
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专题02细胞的代谢
4大考点概览
考点01 ATP和酶
考点02 物质进出细胞的方式
考点03 呼吸作用
考点04 光合作用
考点1
ATP和酶
1.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)下面的模式图不能表示的物质是( )
A.ATP B.dATP C.dGTP D.dCTP
【答案】D
【详解】A、 ATP由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团组成,与图中结构匹配,A正确;
B、 dATP由腺嘌呤、脱氧核糖和3个磷酸基团组成,与图中结构匹配,B正确;
C 、dGTP由鸟嘌呤、脱氧核糖和3个磷酸基团组成,鸟嘌呤也是双环嘌呤,结构形式与图一致,C正确;
D 、dCTP由胞嘧啶、脱氧核糖和3个磷酸基团组成,胞嘧啶是单环嘧啶,与图中双环嘌呤结构不符,因此该模式图不能表示dCTP,D错误。
2.(2026·浙江湖丽衢·二模)在“探究温度对酶活性的影响”实验中,研究人员将直径28mm的淀粉琼脂球置于不同温度的淀粉酶溶液中,一段时间后取出球体并沿“赤道线”切开,在切面滴加碘—碘化钾溶液,出现如下图所示的蓝色区域,测定蓝色区域直径,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
温度
0℃
25℃
50℃
75℃
蓝色区域直径(mm)
28
25
18.7
28
A.本实验不宜使用本尼迪特试剂作为检测试剂
B.切面蓝色区域直径越小说明淀粉酶活性越低
C.淀粉酶在0℃和75℃因空间结构被破坏而失活
D.据表推测淀粉酶的最适温度在25℃~50℃之间
【答案】A
【详解】A、本尼迪特试剂检测还原糖需要水浴加热,加热会改变本实验预设的温度,干扰实验结果,因此本实验不宜使用本尼迪特试剂,A正确;
B、蓝色区域是未分解淀粉的区域,直径越小说明越多淀粉被淀粉酶分解,代表淀粉酶活性越高,B错误;
C、低温(0℃)仅抑制淀粉酶活性,不会破坏酶的空间结构,只有高温(75℃)会破坏酶的空间结构使其失活,C错误;
D、表格中50℃时蓝色区域直径小于25℃,说明50℃酶活性高于25℃,酶活性从0℃到50℃持续升高,50℃到75℃下降,因此最适温度应在25℃~75℃之间,D错误。
3.(2026·浙江温州·二模)酶促反应的终产物浓度过高时会与酶结合,从而抑制反应的进行,称为反馈抑制。图示为细胞内异亮氨酸的合成和调节过程示意图,下列叙述正确的是( )
(注:①是酶与底物结合的位点)
A.异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合形成酶-底物复合物
B.异亮氨酸可通过正反馈调节苏氨酸脱氢酶的活性
C.增大细胞内苏氨酸的浓度可解除反馈抑制
D.对相关基因诱变处理使②结构改变可解除抑制
【答案】D
【分析】题图分析:当异亮氨酸浓度达到过高时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而抑制酶促反应的进行,使异亮氨酸浓度不至于太高,此过程为反馈调节,有助于维持异亮氨酸含量的相对稳定。
【解析】A、据图可知,①是酶与底物结合的位点,异亮氨酸是终产物,结合在苏氨酸脱氢酶的②部位,故异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合形成的不是酶-底物复合物,A错误;
B、依据题干信息,“酶促反应的终产物浓度过高时会与酶结合,从而抑制反应的进行”,依据图示信息,异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶结合,说明终产物异亮氨酸浓度过高,抑制了反应的进行,故异亮氨酸可通过负反馈调节苏氨酸脱氢酶的活性,B错误;
C、据图,当异亮氨酸浓度过高时,会与苏氨酸脱氢酶结合,从而使得苏氨酸不能与苏氨酸脱氢酶结合,则苏氨酸也不能转化为异亮氨酸,即使苏氨酸浓度增大,苏氨酸也不能与苏氨酸脱氢酶结合,所以增加细胞内苏氨酸的浓度也不能解除异亮氨酸对苏氨酸脱氢酶的抑制(反馈抑制),C错误;
D、②是异亮氨酸与苏氨酸脱氢酶的结合位点,结构决定功能,若对相关基因诱变处理使②结构改变,则就会导致异亮氨酸不能与苏氨酸脱氢酶结合,从而解除抑制,D正确。
故选D。
4.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)无活性的胃蛋白酶原在低pH条件下具备微弱的催化活性,可将胃蛋白酶原水解成具完全活性的胃蛋白酶,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.胃蛋白酶原运输到胃腔后,会发生空间结构的变化
B.胃蛋白酶原既是催化剂,又是底物和产物
C.胃蛋白酶原的“水解激活”过程存在负反馈调节
D.与胃蛋白酶原的“自我催化”相比,胃蛋白酶降低的活化能更多
【答案】C
【详解】A、胃蛋白酶原在胃腔低pH环境中被激活为胃蛋白酶,该过程涉及肽链水解和构象重塑,空间结构必然改变,A正确;
B、据题意分析可知,无活性的胃蛋白酶原在低pH条件下具备微弱的催化活性,可将胃蛋白酶原水解成具完全活性的胃蛋白酶,说明胃蛋白酶原既是催化剂(具备催化活性),又是产物和底物(由无活性的胃蛋白酶原在低pH条件下转化为具备微弱活性的胃蛋白酶原,胃蛋白酶原属于产物)B正确;
C、据图分析可知,胃蛋白酶原在低pH条件下,催化胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶,且胃蛋白酶能促进胃蛋白酶原转化为蛋白酶,属于正反馈调节,C错误;
D、酶活性高低取决于降低活化能的能力,胃蛋白酶原“自我催化”→微弱活性→降低活化能少;胃蛋白酶→完全活性→降低活化能更多,D正确。
5.(2026·浙江宁波十校·二模)以淀粉为底物,研究温度对淀粉酶活性的影响。实验结束各组滴加等量适量的碘—碘化钾溶液,用分光光度计测定吸光度值,结果如下表。下列叙述正确的是( )
组别
1
2
3
4
温度/℃
0
18
37
100
吸光度值
0.12
0.06
0.03
0.15
注:液体颜色越深,吸光度值越大
A.将淀粉酶在不同温度下保温适宜的时间后再加入底物
B.吸光度值与淀粉酶活性呈负相关
C.若实验温度为40℃,吸光度值介于0.03~0.15
D.实验后将组4置于37℃反应一段时间,吸光度值可变为0.03
【答案】B
【详解】A、探究温度对酶活性的影响时,需将淀粉酶和底物分别在对应设定温度下保温适宜时间后再混合,仅保温淀粉酶会导致混合后反应温度偏离设定值,影响实验结果,A错误;
B、淀粉酶活性越高,淀粉分解量越多,剩余淀粉越少,加碘后溶液颜色越浅,吸光度值越小,因此吸光度值与淀粉酶活性呈负相关,B正确;
C、表格仅能说明37℃是四个设置温度中淀粉酶活性最高的温度,无法确定酶的最适温度,若淀粉酶最适温度高于37℃,40℃时酶活性可能高于37℃,吸光度值小于0.03,并非一定介于0.03~0.15之间,C错误;
D、组4温度为100℃,高温会破坏淀粉酶的空间结构,使其发生不可逆的变性失活,即使转移到37℃环境中酶活性也无法恢复,淀粉不能被分解,吸光度值不会变为0.03,D错误。
6.(2026·浙江温州·二模)某研究小组探究温度对淀粉酶活性影响,实验步骤如表所示:
步骤
甲组(0℃)
乙组(15℃)
丙组(30℃)
丁组(45℃)
试管1
试管2
试管3
试管4
试管5
试管6
试管7
试管8
①酶液
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
②淀粉
—
2mL
—
2mL
—
2mL
—
2mL
③混合
混合振荡
混合振荡
混合振荡
混合振荡
④保温
置于相应温度下水浴保温5min,取出后立即加入2mL三氯乙酸(强酸)
⑤检测
滴加碘-碘化钾溶液
下列叙述错误的是( )
A.应在步骤③前对酶液和淀粉进行相应的温度预处理
B.推测三氯乙酸的作用是使酶变性,终止酶促反应
C.可将步骤⑤换为“加入本尼迪特试剂并进行热水浴”
D.若丙组蓝色最浅,则该淀粉酶的最适温度是30℃
【答案】D
【详解】A、探究温度对酶活性的影响时,若直接混合酶液和淀粉再调整温度,会导致反应初始温度与实验设定温度不符,干扰实验结果,因此需在混合前对酶液和淀粉分别进行对应温度的预处理,A正确;
B、三氯乙酸属于强酸,能破坏淀粉酶的空间结构使酶变性失活,从而终止酶促反应,保证各组反应时间一致,B正确;
C、反应体系中已加入强酸三氯乙酸终止酶促反应,所以可将步骤⑤换为本尼迪特试剂并进行热水浴检测还原糖,C正确;
D、丙组蓝色最浅,只能说明30℃最接近最适温度,无法说明 30℃是最适温度,D错误。
7.(2026·浙江杭州·二模)纤维素酶对壳聚糖和纤维素有不同程度的水解作用。现利用上述底物探究不同温度和pH对纤维素酶活性的影响。下列叙述正确的是( )
A.本实验研究的可变因素有pH、温度和底物浓度
B.实验中加入不同pH缓冲液,应在酶与底物接触之前
C.增大底物浓度可提高酶活性,从而加快酶促反应速率
D.纤维素酶能分解壳聚糖和纤维素,说明酶不具有专一性
【答案】B
【详解】A、本实验的探究目的是不同温度和pH对纤维素酶活性的影响,因此研究的可变因素(自变量)为温度和pH,底物浓度属于无关变量,需要保持相同且适宜,不属于研究的可变因素,A错误;
B、若酶与底物先接触,在未达到预设pH时就会发生催化反应,干扰实验结果,因此加入不同pH缓冲液应在酶与底物接触之前,保证反应在预设pH条件下进行,B正确;
C、酶活性由酶的结构决定,受温度、pH、抑制剂等因素影响,底物浓度不改变酶活性,增大底物浓度可通过增加酶与底物的接触概率加快酶促反应速率,C错误;
D、酶的专一性指一种酶可催化一种或一类化学反应,纤维素酶能分解壳聚糖和纤维素,说明二者属于结构相似的一类底物,不能证明酶不具有专一性,D错误。
8.(2026·浙江台州·二模)存在于木霉菌中的双功能酶CCBE能催化纤维素和壳多糖的分解。某兴趣小组探究了pH对CCBE酶催化两种不同底物时酶活性的影响,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.CCBE酶能催化两种不同底物的分解,因此不具有专一性
B.利用木霉菌分解秸秆中的纤维素时,pH应设置在5.2左右
C.pH通过影响CCBE酶的空间结构,从而影响其与不同底物的结合能力
D.若改变本实验的反应温度,两条曲线不会发生变化
【答案】C
【详解】A、酶的专一性是指一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应,A错误;
B、利用木霉菌分解秸秆中的纤维素时,pH应设置在其最适pH4.2左右,B错误;
C、酶的活性依赖其空间结构,pH过高或过低都会破坏酶的空间结构(或影响其构象),进而影响酶与底物的结合能力,从而改变酶活性。该规律对CCBE酶催化两种底物的过程均适用,C正确;
D、酶活性同时也会受到温度的影响,若改变本实验的反应温度,两条曲线会发生变化,D错误。
9.某研究小组以新鲜酵母菌悬液(含H2O2酶)为材料,探究不同pH对酶活性的影响,得到如图所示的实验结果。下列分析正确的是( )
A.上述实验中不同组别的温度保持相同即可
B.上述试剂和材料也适合探究温度对酶活性的影响
C.反应前后酵母菌的结构与活性保持不变
D.pH8.0组的气体体积会随着反应时间延长增至4.0mL
【答案】D
【详解】A、本实验自变量是pH,温度属于无关变量,无关变量不仅需要保持相同,还需要保持适宜,仅满足相同不符合实验设计要求,A错误;
B、过氧化氢自身的分解速率会受温度影响,温度升高会加快H2O2的自发分解,无法区分是温度影响酶活性还是温度本身直接促进H2O2分解,因此该材料不适合探究温度对酶活性的影响,B错误;
C、酵母菌悬液提供H2O2酶,但极端pH(如4.0或9.0)可能破坏细胞结构或使酶变性,活性未必“保持不变”,C错误;
D、气体体积反映O2生成量,由底物H2O2总量决定。pH=8.0时当前体积为2.0mL,低于pH=7.0时的4.0mL,说明酶活性较低但未失活;延长反应时间可使底物完全分解,最终气体体积可达4mL,D正确。
物质进出细胞的方式
考点2
1.(2026·浙江宁波十校·二模)保卫细胞液泡膜上有较多的Cl-转运蛋白,帮助液泡逆浓度积累Cl-以维持渗透压。保卫细胞中Cl-进入液泡的运输方式是( )
A.主动运输 B.协助扩散 C.囊泡转运 D.自由扩散
【答案】A
【详解】主动运输的特点为逆浓度梯度运输、需要转运蛋白协助、消耗细胞能量,题干中Cl⁻逆浓度梯度进入液泡,且需要转运蛋白协助,属于主动运输,A正确,BCD错误。
故选A。
2.(2026·浙江湖丽衢·二模)外泌体是细胞分泌的纳米级膜性囊泡,内含蛋白质、核酸等生物活性物质,可实现细胞间的物质递送与通讯。细胞释放外泌体的方式属于( )
A.胞吐 B.扩散 C.易化扩散 D.主动转运
【答案】A
【详解】外泌体是细胞分泌的膜性囊泡,释放时囊泡与细胞膜融合,将外泌体排出细胞,该过程符合胞吐的特点,A正确,BCD错误。
3.(2026·浙江台州·二模)卡西霉素是一种脂溶性小分子抗生素,它与细胞膜融合后能特异性结合Ca2+,使Ca2+顺浓度梯度转运,从而破坏细胞内Ca2+浓度的稳态。下列叙述正确的是( )
A.上述Ca2+的运输方式属于主动运输
B.卡西霉素能介导离子跨膜运输与它的脂溶性无关
C.增强细胞膜流动性不会影响Ca2+的运输速率
D.细胞外Ca2+浓度变化会影响Ca2+的运输速率和方向
【答案】D
【详解】A、主动运输的特点是物质逆浓度梯度运输,且需要消耗能量、需要载体蛋白协助,题干中明确说明Ca²⁺为顺浓度梯度转运,因此不属于主动运输,A错误;
B、细胞膜的基本支架为磷脂双分子层,根据相似相溶原理,脂溶性的卡西霉素更容易与细胞膜融合,因此其介导离子跨膜运输与脂溶性有关,B错误;
C、卡西霉素需要与细胞膜融合后才能发挥作用,细胞膜流动性增强会促进膜融合过程,同时该协助扩散过程的速率也会受细胞膜流动性影响,因此增强细胞膜流动性会影响Ca²⁺的运输速率,C错误;
D、该过程中Ca²⁺顺浓度梯度运输,运输的动力是膜两侧的Ca²⁺浓度差,因此细胞外Ca²⁺浓度变化会改变浓度差大小,影响运输速率,若膜两侧浓度梯度方向改变,Ca²⁺的运输方向也会改变,D正确。
4.(2026·浙江嘉兴·二模)肾小管上皮细胞重吸收水、盐和葡萄糖的示意图如下。甘露醇不能被肾小管重吸收,常用于干预人体水分代谢。下列叙述正确的是( )
A.Na+通过主动运输进入肾小管上皮细胞
B.葡萄糖通过易化扩散进入肾小管上皮细胞
C.钠钾泵的活动维持细胞内外Na+、K+浓度差
D.静脉滴注甘露醇,有利于肾小管对水的重吸收
【答案】C
【详解】A、Na⁺顺浓度梯度经 SGLT 进入肾小管上皮细胞,属于协助扩散,只有 Na⁺经钠钾泵运出细胞的过程,才是主动运输,A错误;
B、葡萄糖经SGLT进入上皮细胞,是逆浓度梯度的,动力来自 Na⁺顺浓度梯度的势能,属于继发性主动运输,不是易化扩散;只有葡萄糖经 GLUT运出细胞的过程,才是易化扩散,B错误;
C、钠钾泵通过主动运输,维持细胞内高 K⁺、细胞外高 Na⁺的浓度差,C正确;
D、甘露醇不被重吸收,会升高肾小管腔渗透压,阻碍水的重吸收,导致尿量增加,D错误。
5.(2026·浙江温州·二模)在植物细胞膜上存在两种运输H+的转运蛋白,有助于维持细胞内部pH值的稳定以及对蔗糖的吸收。两种转运蛋白运输物质的过程如图所示,下列叙述错误的是( )
A.转运蛋白1可逆浓度梯度转运H+
B.转运蛋白2还可用于转运各种氨基酸
C.转运蛋白1运输H+时会发生形变
D.转运蛋白2运输蔗糖的速率受细胞呼吸影响
【答案】B
【详解】A、转运蛋白1运输H+时消耗ATP,属于主动运输,主动运输可以逆浓度梯度转运物质,A正确;
B、转运蛋白具有特异性,转运蛋白2负责协同转运H+和蔗糖,不能转运各种氨基酸,B错误;
C、转运蛋白1属于载体蛋白,在运输物质时会发生构象变化(形变),C正确;
D、转运蛋白2运输蔗糖需要的能量,依赖于转运蛋白1建立的H+浓度梯度,而转运蛋白1的主动运输需要细胞呼吸提供ATP,因此转运蛋白2运输蔗糖的速率受细胞呼吸影响,D正确。
6.(2026·浙江新阵地联盟·二模)短杆菌肽A是细菌产生的抗生素,该物质为线状十五肽。其杀死某些微生物的作用机理是:两个短杆菌肽A从膜两侧相对插入可形成穿膜通道,提高生物膜对某些一价阳离子的通透性,使这些物质顺浓度梯度通过细胞膜,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.图示过程表明,短杆菌肽A作为载体蛋白,为K+的运输提供了能量
B.该抗生素的作用具有特异性,因此对动物细胞的细胞膜不会造成影响
C.短杆菌肽A通过破坏细胞膜的完整性,形成允许K+等被动转运的孔道
D.该物质以主动转运的方式将K+泵出细胞,从而破坏微生物的离子平衡
【答案】C
【详解】A、由题意可知,短杆菌肽A作为载体蛋白,只是提高了生物膜对某些一价阳离子的通透性,使物质顺浓度梯度通过细胞膜,并没有为K+的运输提供能量,A错误;
B、该抗生素能提高生物膜对某些一价阳离子的通透性,而动物细胞的细胞膜上也有一价阳离子的通道或载体,所以该抗生素对动物细胞的细胞膜会造成影响,B错误;
C、短杆菌肽A通过破坏细胞膜的完整性,形成了允许K+等顺浓度梯度进行被动转运的孔道,C正确;
D、由题意可知,K+是顺浓度梯度通过细胞膜的,属于协助扩散,并非主动转运,D错误。
故选C。
7.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)酵母菌为维持细胞溶胶中浓度稳定,会通过液泡富集及细胞外排等方式调节离子平衡,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.是水溶性物质,很难直接穿过细胞膜
B.细胞排出过程中,蛋白W的构象改变不需要细胞提供能量
C.通过蛋白N进入液泡后,酵母菌的原生质体不易收缩
D.离子通道的转运可使细胞膜两侧的浓度差变小
【答案】B
【详解】A、Na⁺是水溶性物质,细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,疏水内部会阻碍带电离子直接穿过,因此Na⁺很难直接穿过细胞膜,A正确;
B、细胞排出Na⁺的过程由蛋白W介导,从图中及离子平衡调节机制可知,这是逆浓度梯度的主动运输,需要细胞提供能量(ATP),构象改变也依赖能量供应,B错误;
C、Na⁺通过蛋白N进入液泡后,液泡内渗透压升高,会从原生质体中吸水,使原生质体体积增大,因此不易收缩,C正确;
D、离子通道介导的是顺浓度梯度的协助扩散,Na⁺通过通道转运时会从高浓度一侧流向低浓度一侧,使细胞膜两侧的Na⁺浓度差变小,D正确。
8.(2026·浙江杭州·二模)胃黏膜能在强酸性和胃蛋白酶的环境中不被消化,其关键机制之一是“黏液-碳酸氢盐屏障”,结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该屏障属于人体的第二道防线,通过发挥作用
B.胃腔中的H+通过主动转运进入黏液层,与中和
C.黏液层的黏稠度远高于水,其主要功能是保护上皮细胞
D.胃黏膜表面的pH接近7,为胃蛋白酶提供最适催化环境
【答案】C
【详解】A、该屏障属于人体的第一道防线,A错误;
B、胃腔中的H⁺通过进入黏液层没有进出细胞,是通过扩散实现的,B错误;
C、黏液层的黏稠度远高于水,其主要功能是保护上皮细胞,C正确;
D、胃蛋白酶反应场所是胃腔,不是胃黏膜表面,D错误。
9.(2026·浙江绍兴·二模)牵牛花在一天的不同时段,花瓣颜色会发生变化。其液泡内的色素在酸性和碱性条件下,分别呈现红色和蓝色,调控机制如下图所示。线粒体中F-ATP酶复合体合成ATP的效率下降,会导致液泡膜上P-ATP酶活性降低,进而影响花色。下列叙述错误的是( )
A.P-ATP酶兼具催化ATP水解和转运H+的功能
B.F-ATP酶发挥作用时,其空间结构会发生改变
C.细胞呼吸减弱,植物花瓣将表现为红色
D.图示过程体现生物膜具有能量转换功能
【答案】C
【详解】A、由图可知,P-ATP酶可催化ATP水解为ADP和Pi,同时将细胞质基质中的H+转运进液泡,因此P-ATP 酶兼具催化ATP水解和转运H+的功能,A正确;
B、F-ATP酶复合体是具有催化功能的蛋白质,酶发挥作用时会通过改变自身空间结构与底物结合,因此 F-ATP 酶发挥作用时,其空间结构会发生改变,B正确;
C、细胞呼吸减弱时,线粒体中F-ATP酶复合体合成ATP的效率下降,导致液泡膜上P-ATP酶活性降低,H+运入液泡减少,液泡内酸性减弱、碱性增强,液泡内色素在碱性条件下呈蓝色,因此植物花瓣将表现为蓝色,C错误;
D、图示过程中,线粒体中F-ATP酶复合体将有机物中的化学能转化为ATP中的化学能,P-ATP酶利用 ATP中的能量转运H+,体现了生物膜具有能量转换的功能,D正确。
呼吸作用
考点3
1.(2026·浙江绍兴·二模)辅酶Q10是细胞需氧呼吸电子传递链的重要组成成分,参与[H]的传递与ATP的生成。下列叙述正确的是( )
A.辅酶Q10主要分布在线粒体基质中
B.辅酶Q10直接参与肌细胞中乳酸的产生
C.辅酶Q10不足,会导致细胞中ATP生成减少
D.氧气充足时,辅酶Q10能促进葡萄糖在线粒体内氧化分解
【答案】C
【详解】A、有氧呼吸电子传递链的场所为线粒体内膜,辅酶Q₁₀是电子传递链的组成成分,因此主要分布在线粒体内膜而非线粒体基质,A错误;
B、肌细胞中乳酸是无氧呼吸的产物,无氧呼吸过程不涉及有氧呼吸的电子传递链,因此辅酶Q₁₀不参与乳酸的生成,B错误;
C、根据题干信息,辅酶Q₁₀参与ATP的生成,因此辅酶Q₁₀不足会导致细胞有氧呼吸生成的ATP减少,C正确;
D、葡萄糖的初步氧化分解发生在细胞质基质,葡萄糖不能直接进入线粒体氧化分解,D错误。
2.(2026·浙江嘉兴·二模)科里循环是指在剧烈运动时,肌细胞通过厌氧呼吸产生乳酸,乳酸经血液循环运输至肝脏,在肝细胞内重新转变为葡萄糖的过程。下列关于科里循环意义的叙述,错误的是( )
注:NAD+为氢的载体,结合H+和电子后形成NADH,NADH可简写为[H]
A.氧化分解丙酮酸,释放能量 B.回收乳酸,避免乳酸堆积
C.充分利用乳酸中的能量 D.有利于维持血糖浓度稳定
【答案】A
【详解】A、在科里循环中,在肌细胞内是葡萄糖经糖酵解产生丙酮酸,丙酮酸再转化为乳酸,在肝细胞中是乳酸经过一系列反应生成葡萄糖,其中氧化分解丙酮酸时不释放能量,能量储存在乳酸中,A错误;
B、科里循环将肌细胞产生的乳酸运输到肝脏重新转化为葡萄糖,避免了乳酸在肌肉中堆积,B正确;
C、乳酸被重新转化为葡萄糖,葡萄糖可以再次被肌细胞利用,实现了对乳酸中能量的充分利用,C正确;
D、肝脏将乳酸转化为葡萄糖,葡萄糖可以释放到血液中,有助于维持血糖浓度的稳定,D正确。
3.(2026·浙江宁波十校·二模)科研人员将野生型酵母菌P基因敲除后获得突变株,突变株线粒体数量减少且出现碎片化。下列叙述正确的是( )
A.野生型与突变株葡萄糖生成丙酮酸的场所不同
B.有氧条件下野生型与突变株的繁殖速度相同
C.野生型与突变株细胞呼吸的产物均含有CO2
D.无氧条件下野生型比突变株产生更多的ATP
【答案】C
【详解】A、葡萄糖生成丙酮酸是细胞呼吸第一阶段,无论有氧呼吸还是无氧呼吸,该阶段的场所均为细胞质基质,野生型与突变株该过程场所相同,A错误;
B、有氧条件下野生型酵母菌线粒体功能正常,可通过有氧呼吸产生大量能量满足繁殖需求,繁殖速度快;突变株线粒体数量减少且碎片化,有氧呼吸产能不足,繁殖速度慢于野生型,B错误;
C、酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸产物为CO₂和H₂O,无氧呼吸产物为酒精和CO₂,无论野生型还是突变株,细胞呼吸的产物都存在CO₂,C正确;
D、无氧条件下酵母菌仅在无氧呼吸第一阶段产生ATP,该过程场所为细胞质基质,与线粒体功能无关,因此野生型和突变株无氧条件下产生的ATP量无明显差异,D错误。
4.(2026·浙江稽阳联谊·二模)下图为某植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述错误的是( )
A.线粒体膜上存在丙酮酸和O2的转运蛋白
B.发生②过程的场所是线粒体基质
C.无氧条件下,只有①阶段会产生ATP
D.有氧条件下,①②产生的NADH中的部分能量转移到ATP中
【答案】A
【详解】A、丙酮酸进入线粒体,需要通过线粒体内膜上的转运蛋白协助,这是主动运输过程。 但O₂跨膜运输的方式是自由扩散,不需要转运蛋白,A错误;
B、②是有氧呼吸第二阶段,该反应的场所是线粒体基质,B正确;
C、无氧呼吸只有第一阶段(①)释放少量能量、产生少量 ATP;第二阶段(丙酮酸还原为酒精 / 乳酸)不产生 ATP,C正确;
D、有氧呼吸中,①②阶段产生的 NADH 会在第三阶段(③)中,通过电子传递链释放能量,其中一部分用于合成 ATP,另一部分以热能形式散失,D正确。
5.(2026·浙江新阵地联盟·二模)某研究小组为探究酵母菌的呼吸方式,利用下图所示装置进行实验,并检测了培养液中的酒精含量。两组装置在相同且适宜的温度下培养相同时间后,得到如下表所示结果。
组别
石灰水浑浊程度
培养液酒精检测
甲组
明显浑浊
未检测到酒精
乙组
轻微浑浊
检测到酒精
下列相关分析错误的是( )
A.本实验的自变量是氧气的有无,因变量是CO2的产生量和酒精的有无
B.甲组石灰水更浑浊,说明有氧呼吸比无氧呼吸产生CO2的总量更多
C.乙组检测到酒精,说明酵母菌在无氧条件下可将葡萄糖分解为酒精
D.若将石灰水换为溴麝香草酚蓝溶液,乙组由蓝变绿再变黄的速度比甲快
【答案】D
【详解】A、本实验通过控制氧气的有无(甲组通气、乙组隔绝空气)来探究酵母菌的呼吸方式,因此自变量是氧气的有无。实验通过石灰水浑浊程度检测CO2的产生量,通过酒精检测判断无氧呼吸的发生,因此因变量是CO2的产生量和酒精的有无,A正确;
B、甲组石灰水明显浑浊,乙组轻微浑浊,说明在相同培养时间内,甲组(有氧呼吸)产生的CO2总量更多。从反应式来看,1mol葡萄糖经有氧呼吸产生6molCO2,经无氧呼吸仅产生2molCO2,且有氧呼吸的速率更快,因此相同时间内有氧呼吸产生的CO2总量显著多于无氧呼吸,B正确;
C、乙组为无氧环境,检测到酒精,说明酵母菌在无氧条件下可将葡萄糖分解为酒精和CO2,这是酵母菌无氧呼吸的典型特征,C正确;
D、溴麝香草酚蓝溶液遇CO2会由蓝变绿再变黄,颜色变化的速度与CO2的产生速率正相关。甲组(有氧呼吸)产生CO2的速率远快于乙组(无氧呼吸),因此甲组由蓝变绿再变黄的速度比乙组快,而非乙组比甲组快,D错误。
故选D。
6.(2026·浙江新阵地联盟·二模)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列分析正确的是( )
A.Ⅰ阶段种子中NADH全部在无氧呼吸过程中被氧化
B.Ⅲ阶段子叶耗氧量急剧增加,p为种皮被突破的时间点
C.q点时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖速率相等
D.Ⅲ、Ⅳ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
【答案】B
【详解】A、Ⅰ阶段种子耗氧量很少,而乙醇脱氢酶活性较高,说明此时种子主要进行无氧呼吸,种子中NADH主要在无氧呼吸过程中被氧化,但不是全部,因为可能存在少量有氧呼吸,A错误;
B、Ⅲ阶段子叶耗氧量急剧增加,这表明氧气进入种子,呼吸方式主要变为有氧呼吸,所以p为种皮被突破的时间点,B正确;
C、q点时,虽然有氧呼吸与无氧呼吸产生的NADH量相等,此时有氧呼吸消耗的葡萄糖速率小于无氧呼吸消耗的葡萄糖速率,C错误;
D、Ⅲ、Ⅳ阶段种子乙醇脱氢酶活性逐渐降低,根据乙醇脱氢酶催化生成乙醇的过程,可知其催化生成乙醇的速率逐渐降低,D错误。
故选B。
7.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)测定T基因缺失突变玉米胚的物质含量时发现,其线粒体内[H]和丙酮酸的含量以及细胞溶胶中乳酸含量均显著高于野生型。下列叙述错误的是( )
A.丙酮酸生成乳酸需[H]的还原 B.细胞溶胶和线粒体均可产生[H]
C.突变体厌氧呼吸的第二阶段增强 D.T蛋白减弱了线粒体的功能
【答案】D
【详解】A、厌氧呼吸第二阶段发生在细胞溶胶中,丙酮酸需要接受[H]被还原生成乳酸,A正确;
B、有氧呼吸第一阶段在细胞溶胶中进行,可分解葡萄糖产生[H];有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行,可分解丙酮酸产生[H],因此细胞溶胶和线粒体均可产生[H],B正确;
C、乳酸是厌氧呼吸第二阶段的产物,突变体细胞溶胶中乳酸含量显著高于野生型,说明突变体厌氧呼吸的第二阶段增强,C正确;
D、T基因缺失突变体的线粒体内丙酮酸、[H]大量积累,说明线粒体无法正常利用丙酮酸、消耗[H],即T基因缺失会导致线粒体功能减弱,可推测正常的T蛋白具有维持线粒体正常功能的作用,并不会减弱线粒体的功能,D错误。
阅读材料,完成下面小题。
越野滑雪是在寒冷环境中进行的长时间、高强度耐力运动。运动过程中,骨骼肌代谢强度显著升高,产热量大幅增加,血糖持续消耗。运动后,腿部肌肉酸胀,一段时间后症状消失。
8.(2026·浙江湖丽衢·二模)关于越野滑雪过程中骨骼肌细胞的细胞呼吸,下列叙述正确的是( )
A.该细胞的细胞溶胶中会产生CO2
B.该细胞主要通过厌氧呼吸为运动供能
C.该细胞中的丙酮酸转化为乳酸时会产生少量ATP
D.该细胞产生的乳酸运至肝脏再生为葡萄糖,可减轻肌肉酸胀
9.(2026·浙江湖丽衢·二模)关于越野滑雪期间的机体调节,下列叙述错误的是( )
A.肌肉酸胀感在大脑皮层形成,不属于反射
B.厌氧呼吸积累的乳酸使内环境pH显著下降
C.机体可通过神经调节促进血管舒张和汗腺分泌,以增加散热
D.胰高血糖素分泌增多,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
【答案】8.D 9.B
【解析】8.A、人体骨骼肌细胞厌氧呼吸产物为乳酸,不产生CO2,有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,细胞溶胶(细胞质基质)中不会产生CO2,A错误;
B、越野滑雪属于长时间耐力运动,骨骼肌细胞主要通过有氧呼吸为运动供能,厌氧呼吸仅作为短时补充供能方式,B错误;
C、骨骼肌细胞厌氧呼吸仅第一阶段(葡萄糖分解为丙酮酸)产生少量ATP,第二阶段丙酮酸转化为乳酸的过程不产生ATP,C错误;
D、骨骼肌细胞产生的乳酸可经循环系统运输至肝脏,在肝脏细胞中再生为葡萄糖,减少乳酸在肌肉组织的积累,可减轻肌肉酸胀感,D正确。
9.A、酸胀感的形成部位是大脑皮层,反射的结构基础是完整的反射弧,酸胀感形成过程未经过完整反射弧,不属于反射,A正确;
B、内环境中存在HCO3-/H2CO3等缓冲对,可中和厌氧呼吸产生的乳酸,内环境pH不会发生显著下降,B错误;
C、运动过程中产热量大幅增加,机体通过神经调节使皮肤血管舒张、汗腺分泌增加,增大散热量,维持体温相对稳定,C正确;
D、运动过程中血糖持续消耗,血糖浓度降低时,胰高血糖素分泌增多,促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,维持血糖平衡,D正确。
(2026·浙江杭州·二模)阅读下列材料,回答下列小题:
奶酒是游牧民族传统食品,以奶为原料经乳酸菌和酵母菌发酵,发酵时经马背颠簸,风味独特。科研人员用山羊奶、多菌种混合发酵,打造营养风味俱佳的羊奶酒。
10.下列关于奶酒形成的过程,叙述正确的是( )
A.乳酸菌和酵母菌的代谢类型相同
B.马背颠簸为发酵过程提供充足氧气
C.乳酸菌发酵时产生ATP的场所为线粒体
D.酵母菌发酵产生酒精的场所为细胞质基质
11.下列关于羊奶酒的研究,叙述错误的是( )
A.可在发酵前向山羊奶额外添加白砂糖以提高酒精产量
B.发酵时可搅拌发酵物以模拟奶酒在马背上的颠簸过程
C.发酵结束后可通过离心、沉淀提高羊奶酒的酒精浓度
D.不同种类和比例的乳酸菌和酵母菌会影响奶酒的风味
【答案】10.D 11.C
【解析】10.A、乳酸菌代谢类型为异养厌氧型,酵母菌为异养兼性厌氧型,二者代谢类型不同,A错误;
B、乳酸菌发酵、酵母菌产酒精的发酵过程均需要无氧环境,若提供充足氧气会抑制无氧发酵,B错误;
C、乳酸菌是原核生物,不含线粒体,其产生ATP的场所为细胞质基质,C错误;
D、酵母菌通过无氧呼吸产生酒精,无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行,D正确。
11.A、白砂糖可作为酵母菌无氧呼吸的底物,额外添加白砂糖能增加反应原料,进而提高酒精产量,A正确;
B、题干明确传统奶酒发酵时会经马背颠簸,搅拌发酵物可模拟该过程,B正确;
C、离心、沉淀仅能去除发酵液中的固体杂质,无法提高酒精浓度,通常使用蒸馏的方法提高酒精浓度,C错误;
D、不同种类、比例的乳酸菌和酵母菌代谢产物存在差异,会直接影响奶酒的风味,D正确。
12.(2026·浙江宁波·二模)玉米根细胞在水淹时首先进行无氧呼吸产生乳酸,导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,细胞质基质积累H+,乳酸也使细胞质基质pH降低,引起细胞酸中毒。随后细胞无氧呼吸产生酒精以延缓酸中毒。下列叙述正确的是( )
A.检测有无CO2产生不能判断是否有酒精生成
B.正常状态下玉米根细胞液的pH高于细胞质基质
C.产生酒精时合成的ATP增多可缓解能量供应不足
D.产生酒精时消耗的[H]增多可缓解酸中毒
【答案】D
【详解】A、水淹时玉米根细胞有氧呼吸受抑制,主要进行无氧呼吸,其中产乳酸的无氧呼吸不产生CO₂,只有产酒精的无氧呼吸会产生CO₂,因此检测到CO₂产生即可判断有酒精生成,A错误;
B、正常状态下能量供应充足,H⁺通过主动运输被转运到液泡内,液泡内H⁺浓度高于细胞质基质,因此细胞液(液泡内液体)的pH低于细胞质基质,B错误;
C、产酒精和产乳酸的无氧呼吸都仅在第一阶段合成少量ATP,第二阶段不合成ATP,两种无氧呼吸的ATP生成量相同,因此产生酒精时ATP不会增多,C错误;
D、产生酒精的无氧呼吸第二阶段会消耗[H](NADH),可促进细胞质基质中游离的H⁺与NAD⁺结合形成NADH,降低细胞质基质H⁺浓度,从而缓解酸中毒,D正确。
故选D。
考点4
光合作用
1.(2026·浙江宁波·二模)洋葱是高中生物学实验常见材料,其管状叶能进行光合作用,鳞片叶失去光合功能转化为储藏器官。下表为研究人员测定的某种洋葱不同时期的相关生理指标。
时期
叶绿素含量(mg/g FW)
鳞片叶重(g)
管状叶重(g)
鳞片叶中可溶性糖含量(g/100g FW)
管状叶中可溶性糖含量(g/100g FW)
幼苗期
0.23
0.25
0.76
2.81
3.49
越冬期
0.49
1.80
2.63
3.28
3.68
膨大期
1.28
117.60
179.65
4.07
2.49
成熟期
0.54
331.54
131.67
3.02
2.12
注:FW指鲜重。表中可溶性糖指分子量小、易溶于水的糖类。
回答下列问题:
(1)将提取的光合色素溶液置于自然光与三棱镜之间,光谱中明显变暗的主要是________区。据表可知,洋葱成熟期叶绿素含量显著下降,会导致光反应产生的________减少,从而导致管状叶________下降。
(2)据表可知,越冬期________上升,提高渗透压以增强抗寒性。与膨大期相比,成熟期鳞片叶中可溶性糖含量下降,但其重量显著增加,是由于________。
(3)可利用洋葱根尖的________细胞观察有丝分裂,制作装片的流程为:解离→________→制片。
(4)将洋葱鳞片叶外表皮细胞浸泡在2mol·L-1的乙二醇溶液中能观察到细胞质壁分离后又复原,是由于乙二醇在________(填“实验开始时”或“质壁分离复原时”)逐渐进入细胞内,且________的伸缩性大于细胞壁。
【答案】(1) 红光和蓝紫光 ATP、NADPH 叶重、可溶性糖含量
(2) (鳞片叶和管状叶)可溶性糖含量 有更多的光合产物运往鳞片叶,可溶性糖大量转化为淀粉等不溶性糖
(3) 分生区 漂洗→染色
(4) 实验开始时 原生质层
【详解】(1)光合色素主要吸收红光和蓝紫光,这两个波段光谱会明显变暗。叶绿素含量下降会直接减弱光反应,使ATP、NADPH生成减少,进而抑制暗反应,导致光合产物积累减少,表现为管状叶重量与可溶性糖含量下降。
(2)越冬期两类叶片的可溶性糖含量上升,可提高细胞渗透压、降低冰点,增强抗寒能力。成熟期鳞片叶重量大增但可溶性糖下降,原因是光合产物大量运输到鳞片叶,且可溶性糖转化为淀粉等不溶性糖储存。
(3)洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛,适合观察有丝分裂。临时装片标准流程:解离→漂洗→染色→制片。
(4)乙二醇从实验开始时就缓慢进入细胞,使细胞液浓度逐渐升高,最终吸水复原。原生质层伸缩性远大于细胞壁,是质壁分离与复原的结构基础。
2.(2026·浙江绍兴·二模)为了探究东北春麦有机肥替代化学氮肥的最佳用量,科研人员采用田间试验方法,测定了不同有机肥替代化学氮肥处理对小麦生长期叶绿素含量、叶面积指数(LAI)、净光合速率,以及成熟期茎叶生物量、籽粒产量的影响,实验结果如下表所示。
处理
叶绿素含
量mg·dm-2
叶面积
指数LAI
净光合速率
μmolCO₂·m-2·s-1
茎叶生物
量kg·hm-2
籽粒产
量kg·hm-2
组1:不施肥处理
39.63
0.37
12.4
4363.14
3549.38
组2:全量有机肥
替代化学氮肥
41.68
0.39
16.28
5132.19
3579.01
组3:50%有机
肥替代化学氮肥
43.73
0.63
18.52
5290.98
3992.38
组4:25%有机肥
替代化学氮肥
43.25
0.63
18.46
5505.16
4410.17
组5:全量化学氮肥处理
46.47
1.20
11.20
4564.87
4414.06
回答下列问题:
(1)实验室常用__________提取色素,再根据对特定波长光的__________量来推算叶绿素含量。
(2)由表中数据可知,施肥组总产量均高于不施肥组。原因是:施肥可提高叶片叶绿素含量,吸收更多__________,为碳反应提供更多__________,促进CO2还原为__________,从而提升光合作用速率;同时还可通过增加叶片数量、增大__________,提高光能利用率,最终促进有机物积累。
(3)分析组3与组4的结果,可得出施用过高比例的有机氮肥不利于光合产物向__________运输与积累。与组4相比,组5的净光合速率较低,其原因是过大的叶面积指数导致__________。
(4)有机肥富含作物生长发育所需要的各种元素和__________类物质等,所以施用有机肥能够促进作物的生长发育。有机肥替代化学氮肥的优点还有__________。
【答案】(1) 无水乙醇 吸收
(2) 可见光(红光与蓝紫光) ATP, NADPH 三碳糖(糖) 叶面积
(3) 地上部分(茎叶和籽粒) 呼吸作用消耗增加明显(呼吸作用的增加大于光合作用的增加)
(4) 有机 保护环境,减少污染;防止土壤肥力流失;防止周围水体富营养化
【详解】(1)光合色素易溶于有机溶剂,实验室常用无水乙醇提取光合色素;测定叶绿素含量时,利用色素对特定波长光的吸收特性,通过吸收光量推算叶绿素含量。
(2)叶绿素的作用是吸收光能,叶绿素含量升高可吸收更多可见光(红光与蓝紫光),使光反应增强,为碳反应提供更多ATP和NADPH,用于推动CO2还原生成三碳糖;结合题干叶面积指数的概念,施肥可增大叶面积,减少光能浪费,提高光能利用率,促进有机物积累,因此施肥组产量更高。
(3)对比组3(50%有机肥替代,籽粒产量3992.38)和组4(25%有机肥替代,籽粒产量4410.17),高比例有机肥处理下茎叶生物量差异不大,但籽粒产量更低,说明过高比例有机氮肥不利于光合产物向地上部分(茎叶和籽粒)运输积累;组5全量氮肥叶面积指数远大于组4,过大叶面积会导致呼吸作用消耗增加明显(呼吸作用的增加大于光合作用的增加),因此净光合速率降低。
(4)有机肥是动植物残体/有机物发酵形成,除矿质元素外还富含有机类的物质等,所以施用有机肥能够促进作物的生长发育。有机肥替代化学氮肥的优点有:保护环境,减少污染;防止土壤肥力流失;防止周围水体富营养化。
3.(2026·浙江杭州·二模)针对夏季极端高温引发的茶叶减产问题,科研人员以茶苗为材料,研究水杨酸甲酯(MeSA)处理对其高温胁迫下光合作用的效应,测定不同浓度MeSA处理下茶树的净光合速率和丙二醛含量,结果如图1、2所示。
回答下列问题:
(1)据图1分析,一定浓度的MeSA能够________(填“加剧”或“缓解”)高温对茶树生长的抑制。MeSA浓度为0.1mmol·L-1时,在高温条件下,与对照组相比,植物净光合速率________(填“有”或“无”)显著差异。除温度外,影响茶苗光合作用的主要外界因素还有________(答出2点即可)。
(2)植物细胞内丙二醛含量过高,会破坏生物膜完整性。据图可知,高温条件下施用1.0mmol·L-1的MeSA能有效防止茶叶减产,理由是________。若要进一步研究高温胁迫对植物光合作用影响,除检测净光合速率外,还可检测的指标有________(答出2点即可)。
(3)为提高茶树的产量,每一年茶叶采摘后茶农要对茶树枝条进行修剪,其生物学原理是________。
【答案】(1) 缓解 无 光照强度、CO2浓度
(2) 1.0mmol·L-1的MeSA能减少丙二醛的含量,使生物膜完整性损伤减小,能提高净光合速率 叶绿素含量、光合作用相关酶活性、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等
(3)解除顶端优势
【详解】(1)据图1可知,高温条件下,经一定浓度MeSA处理后,茶树的净光合速率比未用MeSA处理的高温组高,所以一定浓度的MeSA能够缓解高温对茶树生长的抑制。根据图注规则,有相同小写字母说明数据无显著性差异,0.1mmol·L⁻¹处理的高温组与对照组高温存在相同字母,因此二者净光合速率无显著差异。影响光合作用的主要外界因素除温度外,还有光照强度、二氧化碳浓度。
(2)已知丙二醛含量过高会破坏生物膜,图2显示1.0mmol·L-1的MeSA能减少丙二醛的含量,使生物膜完整性损伤减小,同时结合图1,该浓度下高温组的净光合速率最高,能提高净光合速率,有机物积累更多,因此能防止茶叶减产。研究高温对光合作用的影响时,除净光合速率外,还可检测叶绿素含量、光合作用相关酶活性、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等。
(3)修剪茶树枝条的原理是去除顶芽,解除顶端优势,促进侧芽发育,增加侧枝数量,既增大了光合作用面积,也能改善通风透光条件、提高光能利用率,最终提高产量。
4.(2026·浙江金丽衢十二校·二模)研究人员以3株红叶李为一丛,施以不同量的硫酸钾,1个月后测定叶片表观光合速率和气孔阻力,结果如图所示。已知试剂D与光反应生成的电子反应后,会从氧化型变为还原型。
回答下列问题:
(1)取红叶李的叶片,研磨后过滤获得红色滤液。采用纸层析法对该滤液中的色素进行________,结果显示有4条色素带,但点样处的滤液细线始终保持红色,主要原因是________。
(2)使用便携式光合仪测定光合速率时,不宜选用过度成熟的叶片,原因是此类叶片中叶绿素的含量显著下降,而________(填色素名称)的含量相对稳定,使碳反应所需的________供应减少,最终测得的光合速率偏低。下午16:00后某时刻测得的表观光合速率为0,则该时刻植物的有机物含量减少,原因是________。
(3)根据图1可知,施用钾肥能显著________12:00时的叶片光合速率。结合图2分析,其原因是________。为探究14:00时光合速率低的原因,取10:00时和14:00时的叶片,制成叶绿体悬液后加入试剂D后,测定还原型D的含量。若结果为________,表明叶绿体受到损伤。
(4)光合产物的积累可促进花青素的合成,进而提高红叶李的观赏效果。以下措施中可提高光合速率的是哪几项________。
A.施用有机肥,为红叶李提供H2O、CO2和矿质元素
B.根据光合色素的吸收光谱图,选用比红光补光效果更好的蓝光
C.用脱落酸降低气孔阻力,加快CO2从空气中进入气孔
D.喷施适量的能被叶片直接吸收的硫酸镁
【答案】(1) 分离 该色素不溶于层析液
(2) 类胡萝卜素 ATP和NADPH 叶片的光合速率等于细胞呼吸速率,其他非绿色部位只进行细胞呼吸
(3) 提高 施钾降低了气孔阻力,CO2吸收增加,碳反应速率加快 10:00时的还原型D含量比14:00时的多
(4)ABD
【详解】(1)分离色素的方法,主要采用纸层析法,不同色素在层析液中的溶解度不同,故可以进行不同色素的分离;点样处的滤液细线始终保持红色,主要原因是该色素不溶于层析液。
(2)过度成熟的叶片中叶绿素的含量显著下降,而类胡萝卜素的含量相对稳定,光合色素具有吸收转化传递光能的作用,其中少数特殊状态下的叶绿素a具有转化光能的作用,叶绿素含量下降,导致光反应产生的ATP和NADPH的含量下降,暗反应速率随之下降,最终测得的光合速率偏低。下午16:00后某时刻测得的表观光合速率为0,说明叶片的光合速率等于叶片呼吸速率,对于植株而言,除了叶片进行呼吸,其他非绿色部位的器官也会进行细胞呼吸,即植株光合速率小于植株的呼吸速率,故该时刻植物的有机物含量减少。
(3)根据图1可知,相对于对照组(钾肥施用浓度为0),施用钾肥能显著提高12:00时的叶片光合速率。结合图2分析,可知,施用钾肥组降低了气孔阻力,CO2吸收增加,暗反应(碳反应)速率加快,光合速率加快。
为探究14:00时光合速率低的原因,取10:00时和14:00时的叶片,制成叶绿体悬液后加入试剂D后,测定还原型D的含量,试剂D与光反应生成的电子反应后,会从氧化型变为还原型,若10:00时的还原型D含量比14:00时的多,则表明在14:00时光反应产生的电子含量比较少,说明在14:00时叶绿体受到损伤,影响了光反应。
(4)A、施用有机肥,有机肥分解提供矿质元素和CO2,加快暗反应的速率,H2O是光合作用的原料,增加H2O的含量也可减少气孔的关闭,这些措施均能提高植物的光合作用,A正确;
B、根据光合色素的吸收光谱图可知,叶绿素主要吸收红光,类胡萝卜素吸收蓝紫光,且红光吸收效率更高,所以选用红光补光效果比蓝光更好更好,B正确;
C、脱落酸促进气孔关闭,会增加气孔阻力,抑制CO2进入,降低光合速率,C错误;
D、Mg2+是叶绿素合成必需元素,喷施硫酸镁可直接补充,提升叶绿素含量,增加光合速率,D正确。
5.(2026·浙江新阵地联盟·二模)为探究不同CO2施肥方式对葡萄叶片光合特性的影响,某研究小组进行了实验。CK组不施肥,TW组采用CO2传统施肥(利用化学反应袋施加CO2),IW组采用CO2加气灌溉施肥(通过地下滴灌管道施加CO2)。实验结果如图所示。
回答下列问题:
(1)据图a分析,与CK组相比,TW组和IW组的净光合速率均有所提高,原因是______。同一灌溉周期内,三组净光合速率均呈现先上升后下降的趋势,可能与土壤中______等环境因素的变化有关。
(2)研究发现,两种施肥方式还提高了叶片叶绿素a和叶绿素b的含量,且IW组叶绿素a/b值显著高于其他组。由此推断IW组的光饱和点______(“高于”或“低于”)TW组。叶绿素含量升高,直接促进了光反应中______的合成,为碳反应提供更多能量和还原力。
(3)图b和c显示,IW组的气孔导度和蒸腾速率均低于CK组和TW组,但结合图a和d分析,IW组却能维持较高的净光合速率和水分利用效率。推测其可能的原因是:CO2加气灌溉施肥能______,从而在气孔开放程度较小的情况下,仍能满足碳反应对CO2的需求。
(4)葡萄叶肉细胞中存在一种由B基因编码的水通道蛋白。研究发现,在正常条件下,野生型葡萄和B基因过量表达的突变株系气孔开放程度基本相同,但突变株系光合速率更高。科学家推测B蛋白过量表达可能促进了CO2的利用。为验证这一推测,写出实验思路并预期实验结果。
实验思路:①______分别编号甲组、乙组。②______,分别检测两组的胞间CO2浓度。
预期结果:______。
【答案】(1) TW组和IW组提高了CO2浓度,促进了碳反应的进行 水分或无机盐(矿质元素)
(2) 高于 ATP和NADPH
(3)将CO2更直接地输送至根系或叶片附近,提高了CO2的利用效率
(4) 选择等量长势一致的野生型葡萄和突变体葡萄植株 在相同且适宜的条件下培养一段时间 野生型葡萄的胞间CO2浓度高于突变体
【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H+的过程,H+与NADP+结合形成NADPH。该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中;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NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。
【详解】(1)已知CK组不施肥,TW组采用CO2传统施肥(利用化学反应袋施加CO2),IW组采用CO2加气灌溉施肥(通过地下滴灌管道施加CO2),据图a分析,与CK组相比,TW组和IW组的净光合速率均有所提高,原因是TW组和IW组提高了CO2浓度,促进了碳反应的进行。同一灌溉周期内,三组净光合速率均呈现先上升后下降的趋势,可能与土壤中水分或无机盐(矿质元素)等环境因素的变化有关,这些因素都会对净光合速率产生影响。
(2)研究发现,两种施肥方式还提高了叶片叶绿素a和叶绿素b的含量,且IW组叶绿素a/b值显著高于其他组。因为叶绿素a/b值高意味着吸收、转化光能的能力有变化,IW组对光能的捕获能力更强,由此推断IW组的光饱和点高于TW组。叶绿素含量升高,直接促进了光反应中ATP和NADPH的合成,为碳反应提供更多能量和还原力。
(3)图b和c显示,IW组的气孔导度和蒸腾速率均低于CK组和TW组,但结合图a和d分析,IW组却能维持较高的净光合速率和水分利用效率。推测其可能的原因是:CO2加气灌溉施肥能将CO2更直接地输送至根系或叶片附近,提高叶片对CO2的利用效率,从而在气孔开放程度较小的情况下,仍能满足碳反应对CO2的需求,同时减少水分散失,提高水分利用效率。
(4)科学家推测B蛋白过量表达可能促进了CO2的利用,本实验为了验证这一推测是正确的,进行了相关实验,自变量为B基因是否过量表达,因变量为胞间CO2浓度。
实验思路:
①选择等量长势一致的野生型葡萄和突变体葡萄植株分别编号甲组、乙组。
②在相同且适宜的条件下培养一段时间,分别检测两组的胞间CO2浓度。
预期结果:野生型葡萄的胞间CO2浓度高于突变体,因为推测B蛋白过量表达可能促进了CO2的利用,所以突变株系(乙组)胞间CO2浓度更低。
6.(2026·浙江台州·二模)东南景天和龙葵是重金属超富集植物,在矿区生态系统修复中发挥着重要的作用。红蓝光配比可调控其光合效率、抗逆能力及重金属吸收能力。研究人员设置白光对照(CK)及不同红蓝光配比处理60天后,测定两种植物相关指标,结果如下表。
植物种类
红光∶蓝光
净光合速率
(μmolO2·m‒2·s‒1)
H2O2酶活性
(U·g‒1)
镉浓度
(mg·Kg‒1)
干重
(g)
东南景天
CK(白光)
0.73
383.25
45.36
5.25
4∶1
1.50
480.57
90.86
12.81
5∶1
1.28
456.32
91.05
10.92
龙葵
CK(白光)
1.86
640.00
48.25
4.18
4∶1
2.18
860.45
92.28
4.46
5∶1
2.70
800.57
93.99
5.15
注:两植株初始干重相同,镉提取量作为植物重金属吸收的指标,镉提取量=镉浓度×干重。
回答下列问题:
(1)光为植物的生长提供能量,同时又可以作为_____,调控植物体内相关激素的合成,影响植物生理过程。光质比例主要影响光反应阶段,该阶段产生的_____作为还原剂参与碳反应中_____的还原,进而合成有机物。
(2)提取与测定过氧化氢酶活性时通常将叶片研磨后的匀浆置于冰水浴条件下,目的是_____。从表中数据来看,两种植株均具有较高的过氧化氢酶活性,推测其生理机制是重金属离子胁迫下激活了抗氧化系统,通过提高过氧化氢酶活性清除_____,减轻其对_____膜过氧化损伤,为光反应提供结构保障。
(3)实验中净光合速率用_____氧气的释放量来表示。综合表中数据,净光合速率与植物干重呈_____关系。红蓝光比例为_____处理条件下最有利于东南景天对镉的吸收,依据是_____。两种植物较强的重金属富集和逆境生长能力,可能与体内的_____(植物激素)含量较高有关。
【答案】(1) 信号 NADPH 三碳酸
(2) 防止酶失活/保持酶活性 H2O2 类囊体薄/光合
(3) 单位时间单位叶面积 正相关 4∶1 在该条件下镉提取量最大/镉浓度×干重的值最大 脱落酸
【详解】(1)光为植物的生长提供能量,同时又可以作为信号,调控植物体内相关激素的合成,影响植物生理过程。光质比例主要影响光反应阶段,光反应阶段产生的NADPH作为还原剂参与碳反应中三碳酸(C3)的还原,进而合成有机物。
(2)低温使酶的活性处于抑制状态,所以提取与测定过氧化氢酶活性时通常将叶片研磨后的匀浆置于冰水浴条件下,是为了防止酶失活或保持酶的活性。光反应的场所是类囊体薄膜,酶具有专一性,过氧化氢酶能够催化H2O2分解,所以从表中数据来看,两种植株均具有较高的过氧化氢酶活性,推测其生理机制是重金属离子胁迫下激活了抗氧化系统,通过提高过氧化氢酶活性清除H2O2,减轻其对类囊体薄膜(光合膜)过氧化损伤,为光反应提供结构保障。
(3)实验室中净光合速率可以用单位时间单位叶面积氧气的释放量来表示。依据表中数据可知,净光合速率的大小与植物干重呈现正相关的关系。在红蓝比例为4:1的处理条件下,东南景天对镉提取量最大,镉浓度×干重的值也最大,所以该条件下,最有利于东南景天对镉的吸收。脱落酸具有促进气孔关闭,促进叶和果实衰老和脱落的作用,所以两种植物之所以具有较强的重金属富集和逆境生长能力,可能与体内的脱落酸含量较高有关。
7.(2026·浙江温州·二模)某研究团队为探究低钾胁迫对芝麻苗期光合作用的影响,以低钾敏感型芝麻为材料,设置低钾和适钾两组实验处理,测定了净光合速率、气孔导度以及叶肉细胞中蔗糖和淀粉的含量,为制定高效栽培措施提供理论基础。
回答下列问题:
(1)研究表明,钾能促进叶绿素合成,叶绿素主要吸收可见光中____________光。芝麻幼苗遭遇低钾胁迫时,由于储存在____________的K+释放进入细胞溶胶,使细胞溶胶中K+浓度在短时间内能够维持稳定。长期低钾胁迫会对芝麻幼苗生长造成严重影响。
(2)在光、低CO2浓度等信号刺激下,保卫细胞吸收K+,导致细胞渗透压____________,保卫细胞吸水膨胀,气孔开放。由此推测,脱落酸含量上升对气孔导度的影响可能与保卫细胞的K+____________(填“外流”或“内流”)有关。低钾胁迫下,低钾组芝麻叶片气孔导度下降,不利于叶肉细胞获得充足的____________,使其净光合速率低于适钾组。
(3)光合产物三碳糖分别在____________(填具体场所)中转变为蔗糖和淀粉。低钾胁迫下,低钾组叶片中蔗糖输出受阻,叶肉细胞中蔗糖含量____________。低钾组叶肉细胞中淀粉含量明显高于适钾组,其原因可能是__________________________________。
(4)施加钾肥可提高芝麻产量,请对施肥方案提出合理建议。__________________________________(写出2点即可)。
【答案】(1) 红光和蓝紫 液泡
(2) 升高 外流 二氧化碳
(3) 细胞溶胶(细胞质基质)和叶绿体基质 升高 蔗糖输出受阻,叶肉细胞中多余的光合产物转化为淀粉储存,导致淀粉积累
(4)根据土壤钾含量适量施肥,避免施肥不足或过量;芝麻苗期适当补充钾肥(或钾肥与氮磷肥、有机肥配合施用,合理即可)
【详解】(1)叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光;成熟植物细胞中,液泡是储存无机盐离子的主要结构,短期低钾胁迫时液泡中的K+可释放到细胞溶胶维持浓度稳定。
(2)保卫细胞吸收K+后溶质增多,细胞渗透压升高,吸水膨胀使气孔开放;脱落酸促进气孔关闭,因此推测其诱导保卫细胞K+外流,使渗透压降低、气孔关闭;气孔是CO2进入叶片的通道,气孔导度下降会导致叶肉细胞CO2供应不足,净光合速率降低。
(3)暗反应产生的三碳糖,运出叶绿体后在细胞溶胶(细胞质基质)合成蔗糖,在叶绿体基质合成淀粉;蔗糖输出受阻时,叶肉细胞内蔗糖积累,含量升高,多余的光合产物会转化为淀粉储存,因此低钾组淀粉含量高于适钾组。
(4)施加钾肥可提高芝麻产量,但是也要根据土壤钾含量适量施肥,避免施肥不足或过量;芝麻苗期适当补充钾肥(或钾肥与氮磷肥、有机肥配合施用,合理即可)
8.(2026·浙江稽阳联谊·二模)玉米产量高,抗逆性强,营养价值较好,是重要的粮食、饲料和工业加工原料来源。研究发现,玉米的叶肉细胞的叶绿体含有基粒,维管束鞘细胞的叶绿体无基粒。图示为玉米利用CO2的过程,表格是探究水和氮对玉米光合作用影响的检测结果。
生理指标
对照组
尿素(12g·m-2)
水+尿素(12g·m-2)
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量/(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
Rubisco活性/(μmol·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率/(μmol·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度,Rubisco是CO2固定过程中所需酶。
回答下列问题:
(1)由图可推知,玉米叶肉细胞中能将CO2进行______,但不能进行______反应,后 者不能进行的原因是______。
(2)CO2在Rubisco的催化下被固定成C3,被______(填具体场所)产生的NADPH还原生成三碳糖,离开卡尔文循环的三碳糖主要用于合成______。
(3)测定叶绿素含量:用______提取光合色素,收集滤液。根据色素对特定波长光的吸收量可反映色素含量的原理,需选择______光来测定叶绿素含量。
(4)根据表格结果分析,与对照组比较,加尿素组的玉米植株相关细胞中______增多,使光合速率增大;补充水分和尿素组的光合速率更大,原因是______(至少写出2点)。
【答案】(1) 浓缩 碳 玉米叶肉细胞没有Rubisco(碳反应所需酶)
(2) 叶肉细胞的基粒/类囊体膜 蔗糖
(3) 95%的乙醇 红
(4) 叶绿素含量和Rubisco活性 水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提高植株氮供应水平;施氮同时补充水分,使气孔导度增大,二氧化碳的吸收增多,Rubisco的活性变大,二氧化碳固定效率增大
【详解】(1)由图可知,进入叶肉细胞的CO2为低浓度,维管束鞘细胞中的CO2为高浓度,故玉米叶肉细胞中能将CO2浓缩,但叶肉细胞中不含Rubisco等碳反应所需的酶,所以不能进行碳反应。
(2)维管束鞘细胞中没有类囊体不能进行光反应,故还原C3的NADPH来自叶肉细胞的基粒进行的光反应。离开卡尔文循环的三碳糖主要用于合成蔗糖,供植物其他部位使用。
(3)测定叶绿素含量时,用95%的乙醇提取光合色素,收集滤液。根据色素对特定波长光的吸收量可反映色素含量的原理,需选择红光来测定叶绿素含量。
(4)根据表格结果分析,与对照组比较,加尿素组的玉米植株相关细胞中叶绿素含量和Rubisco活性增多,使光合速率增大。补充水分和尿素组的光合速率更大,原因有:水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提高植株氮供应水平;施氮同时补充水分,使气孔导度增大,二氧化碳的吸收增多,Rubisco活性变大,二氧化碳固定效率增大。
9.(2026·浙江嘉兴·二模)黑藻是净化水质的沉水植物。种植深度对其光合作用影响巨大。科研人员开展了种植深度对其生物量影响研究,结果如图。
回答下列问题:
(1)当水深超过1.4m,黑藻生长不良,最终死亡,其原因是:光照强度过低,光合作用强度小于_____,植株生物量逐渐下降。黑藻通过细胞_____形成发达的通气组织,以适应水中的低氧环境。
(2)在一定范围内,随着水深增加,叶绿素含量呈_____趋势,在1.3m处叶绿素含量达到最大值,这是黑藻应对_____胁迫的适应性变化。水深大于1.3m叶片发黄,这是因为叶绿素合成相关的_____下降,叶绿素含量下降,显示出了_____这类色素的颜色。
(3)NADPH在碳反应中既作为能源物质,又作为_____。常见植物的光合产物以_____形式进行长距离运输。黑藻韧皮组织不发达,光合产物的分配主要采取“就地存储”策略,大多以淀粉形式储存在叶肉细胞的_____中。
【答案】(1) 呼吸速率 凋亡
(2) 上升 低光强 酶含量 类胡萝卜素
(3) 还原剂 蔗糖 叶绿体
【详解】(1)当水深过深,光照强度过低,黑藻的光合作用强度<呼吸作用强度,植物制造的有机物少于消耗的有机物,生物量持续下降,最终死亡。黑藻通过细胞凋亡(程序性细胞死亡)形成发达的通气组织,为水下细胞输送氧气,适应低氧环境,这是植物的适应性结构。
(2)在一定范围内,随着水深增加、光照减弱,黑藻会增加叶绿素含量(上升趋势),来捕获更多光能,适应弱光环境,在 1.3m 达到峰值。叶绿素含量上升,是黑藻应对低光强(弱光)胁迫的适应性变化,提升光吸收效率。水深大于 1.3m,光照过弱,叶绿素合成相关的酶含量 / 酶活性下降,叶绿素合成受阻,含量下降。叶绿素减少后,叶片中类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)的颜色显现出来,导致叶片发黄。
(3)NADPH(还原型辅酶 Ⅱ)在暗反应(碳反应)中,既作为还原剂还原 C₃,也为反应提供能量。 常见植物的光合产物,以蔗糖的形式通过韧皮部进行长距离运输(蔗糖是光合产物运输的主要形式)。 黑藻韧皮部不发达,光合产物大多以淀粉形式,储存在叶肉细胞的 叶绿体(叶绿体基质) 中,淀粉是光合作用的产物,在叶绿体基质中合成储存。
10.(2026·浙江宁波十校·二模)某单细胞藻类在光合系统与氢酶的共同作用下产生氢气,其过程如图1所示,PSI和PSII分别为光系统Ⅰ和光系统Ⅱ,PQ、PC是电子载体。Rubisco酶是一个双功能酶,光照条件下,它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2,又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸,有无光呼吸发生时的碳固定数如图2所示。回答下列问题:
(1)PSII中叶绿素的作用是__________。图1中合成ATP的能量直接来源为__________。高温胁迫下过剩的光能会使PSII的某蛋白受损,此时电子传递过程I会__________(填“减弱”或“增强”),以保障PSI的正常生理功能。短时间内NADPH/ATP的比例变化为__________(填“变大”、“变小”或“无法确定”)。
(2)氢酶遇氧会发生不可逆失活,可能的原因是__________。产氢会导致该藻类生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因__________。
(3)光呼吸对于植物有重要意义,可以消耗光反应阶段产生的多余__________,在干旱天气和过强光照下,也可以弥补__________过强导致的CO2不足。在一定条件下,光呼吸会使光合效率下降,通过比较碳固定数发现,发生光呼吸时,光合作用效率降低了__________%,可通过适当降低环境中的__________抑制光呼吸。
【答案】(1) 吸收(传递)和转化光能 H+的梯度势能(H+的电化学势能或H+的浓度差) 增强 变小
(2) 氢酶的活性中心被氧气氧化导致失去催化功能 光反应产生的H+转变为H2,参与碳反应的NADPH减少,有机物生成量减少
(3) ATP和NADPH 蒸腾作用 30 O2浓度
【详解】(1)在光合作用中,PSII中叶绿素的作用是吸收(传递)和转化光能。图1中合成ATP是通过ATP合成酶,利用H+顺浓度梯度运输产生的能量,所以能量直接来源为H+的梯度势能(H+的电化学势能或H+的浓度差)。高温胁迫下过剩光能使PSII某蛋白受损,ATP和NADPH均减少,但是短时间内经PSⅡ传递给PQ的e-减少,此时电子传递过程Ⅰ增强,Fd经过程Ⅰ传递给PQ的更多,经过程Ⅱ产生的NADPH就更少,因此短时间内NADPH/ATP的比例变化为变小。
(2)氢酶的化学本质是蛋白质,遇氧会发生不可逆失活,可能是氢酶的活性中心被氧气氧化导致失去催化功能。产氢会导致该藻类生长不良,从光合作用物质转化角度分析,由于光反应产生的NADPH作为还原剂被暗反应利用还原C3形成有机物,该藻光反应产生的H+转变为H2,参与碳反应的NADPH减少,有机物生成量减少,从而影响莱茵衣藻的生长,故产氢气会导致莱茵衣藻生长不良。
(3)光呼吸可以消耗光反应阶段产生的多余ATP和NADPH,在干旱天气和过强光照下,也可以弥补蒸腾作用过强,气孔关闭导致CO2不足。看图可知,无光呼吸发生时,10分子C5结合10分子CO2,有光呼吸时,10分子C5结合8分子CO2,在生成乙醇酸时还释放了1分子CO2,可见有光呼吸时,10分子C5结合7分子CO2,故有光呼吸发生时,光合作用效率降低了30%,因为光呼吸是C5与O2发生反应,所以可通过适当降低环境中的O2浓度抑制光呼吸。
11.(2026·浙江湖丽衢·二模)黄瓜喜温,冬春低温严重影响黄瓜苗生长。为研究施氮量对低温胁迫下黄瓜生长的影响,研究人员用含有不同浓度硝态氮(形态)的营养液分别处理低温胁迫下的黄瓜苗,并在实验的第1、8、12天测定各项数据,结果如下表所示。回答下列问题:
组别
时间
(d)
叶绿素含量
(SPAD)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度
(μmmol·m-2·s-1)
T0
(0mmol/L)
1
8
12
45.95
32.33
29.62
10.90
4.52
3.28
419.9
307.1
327.0
T1
(12mmol/L)
1
8
12
49.73
41.08
32.41
9.30
7.80
4.63
375.6
318.4
325.5
T2
(24mmol/L)
1
8
12
51.10
36.67
35.39
8.74
7.23
6.34
366.8
320.0
345.1
(1)配制营养液时,除硝态氮浓度外,其他离子含量和pH均保持一致,目的是______。取T0组第1天的黄瓜苗叶片用______提取光合色素后分离,结果显示滤纸条上各条带颜色浅,且宽度窄,从实验操作角度分析,可能原因是______(写2点)。
(2)据表可知,随着低温胁迫时间延长,黄瓜苗的______下降,直接影响光反应阶段______的合成,进而限制碳反应阶段的______过程,最终导致光合速率下降。与其它组相比,T0组黄瓜苗净光合速率下降更快,请解释其原因______。
(3)施氮能缓解低温胁迫对黄瓜苗光合作用的抑制,第12天时______组缓解效果更显著。第1天时,T0组的净光合速率高于其他组,原因最可能是______。
A.低温导致根系丧失吸收氮的能力
B.此时植株对氮的需求较低,主要依赖自身储存的氮
C.吸收外源硝态氮消耗能量,T0组可减少能量消耗
(4)请结合本实验结果,为冬春季节低温环境下黄瓜苗的科学施氮提出合理建议______。
【答案】(1) 排除其他离子含量、pH等无关变量对实验结果的干扰 95%酒精(或无水乙醇) 研磨不充分、画滤液细线次数太少、无水乙醇加入过多稀释色素等
(2) 叶绿素含量 ATP、NADPH 三碳酸还原 缺氮引起酶、ATP、NADPH、光合色素等光合作用相关物质的缺乏
(3) T2 C
(4)根据低温胁迫时长调整施氮量,短期低温可适当降低施氮量,长期低温则适当提高施氮
【详解】(1)本实验自变量是硝态氮浓度,其余影响实验的因素属于无关变量,保持无关变量一致的目的是遵循单一变量原则,排除其他离子含量、pH等无关变量对实验结果的干扰;光合色素易溶于有机溶剂,常用95%酒精(无水乙醇)提取;滤纸条上色素带浅窄说明色素总量少,从操作角度分析,常见原因可能是研磨不充分、画滤液细线次数太少、无水乙醇加入过多等。
(2)从表格数据可知,随低温胁迫时间延长,黄瓜苗的叶绿素含量逐渐下降;叶绿素吸收光能减少,直接影响光反应合成ATP和NADPH;进而限制碳反应阶段的三碳酸的还原过程,最终导致光合速率降低;与其它组相比,T0组黄瓜苗净光合速率下降更快,其原因可能是T0组不施氮,相同胁迫时间下缺氮引起酶、ATP、NADPH、光合色素等光合作用相关物质的缺乏,导致净光合速率下降更快。
(3)从表格数据可知,第12天时,T2组叶绿素含量、净光合速率均最高,说明T2组缓解低温胁迫的效果最显著;第1天时,T0组的净光合速率高于其他组,原因最可能是T0呼吸消耗有机物更少,因为植物吸收硝态氮是主动运输,需要消耗呼吸作用提供的能量,施氮组需要吸收外源硝态氮,能量消耗多、呼吸更强,另外第1天低温对根系丧失吸收氮的能力影响还不大,且此时各组自身储存的氮大致相同,C正确,AB错误。
(4)根据本实验的结果,冬春季节低温环境下黄瓜苗的科学施氮的建议是:根据低温胁迫时长调整施氮量,短期低温可适当降低施氮量,长期低温则适当提高施氮。
试卷第1页,共3页
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