2026届四川省成都市石室中学高三二轮复习学案：课时2 酶的实验设计与分析、光合作用的, “三率”分析、电子传递链

该高中生物学高考复习学案系统整合酶的实验设计与分析、光合作用“三率”分析、电子传递链三大核心考点，按“知识盘查-真题演练-方法指导”层级构建知识网络，通过问题链引导学生从分子机制到代谢规律自主梳理，体现结构与功能观、物质与能量观的内在联系。 亮点在于诊断性自测与探究实践结合，如开篇设置实验设计诊断题，学生通过错题匹配“基础巩固-综合提升”路径，每个模块配有图表分析任务和实验方案设计活动，培养科学思维与探究实践素养，助力学生自主诊断提升，教师可依学情精准指导，实现因材施教。

课时2　酶的实验设计与分析、光合作用的, “三率”分析、电子传递链 热点 考情速览 酶的实验设计与分析 2025·江苏卷，8；2025·北京卷，3；2025·四川卷，10；2024·广东卷，15；2024·浙江1月选考，17；2023·浙江6月选考，7； 光合作用的“三率”分析 2025·新课标卷，2；2025·河南卷，17；2024·新课标卷，31；2024·全国甲卷，29；2024·江苏卷，20；2024·黑吉辽蒙卷，21；2024·安徽卷，16；2023·辽宁卷，21；2023·全国乙卷，29；2023·江苏卷，9；2023·广东卷，18；2023·福建卷，14 电子传递链 2025·安徽卷，16；2025·山东卷，21；2023·江苏卷，19；2023·重庆卷，19；2023·湖北卷，8；2023·山东卷，21 焦点1　酶的实验设计与分析 【知识盘查】 1.有关酶特性的实验探究 提醒　①检验酶的最适作用条件，如温度或最佳剂量，要设置温度梯度或浓度梯度。 ②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。 2.有关酶的验证、探究或评价性实验题解题策略 【曾经这样考】 1.(2025·江苏卷，8)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 答案　C 解析　由实验目的和实验设计的单一变量原则可知，甲和丙组底物不同，则加入的酶应相同，即丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，A错误；第二次水浴加热的目的是促进还原糖与加入的斐林试剂的氧化还原反应高效进行，并且均匀受热保证实验安全和现象清晰，B错误；乙组加入2 mL淀粉溶液和2 mL蒸馏水，可通过观察乙组是否出现砖红色沉淀判断淀粉中是否含还原糖，C 正确；丙组加入的淀粉酶无法催化蔗糖水解，蔗糖为非还原糖，丙组不会出现砖红色沉淀，D错误。 2.(2024·广东卷，15)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 解析　Ce5与Ay3分别催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，当缺少Ce5后，Ay3－Bi－CB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；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；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；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。 【还会这样考】 3.(2025·广东惠州调研)实验小组从某微生物中提取出一种酶，在不同温度条件进行相关实验，其他条件相同且适宜。分别在反应1 h末和2 h末测定产物的含量，实验结果如下表。下列叙述正确的是(　　) 温度 15 ℃ 25 ℃ 35 ℃ 45 ℃ 产物含 量相对值 1 h末 0.3 1 1.5 0.1 2 h末 0.6 1.8 1.8 0.1 A.实验的自变量是产物含量，因变量是反应温度与反应时间 B.实验开始时应将酶与底物混合后置于对应的温度下保温 C.根据表中实验结果可推知，该酶的最适温度在25 ℃到45 ℃之间 D.25 ℃时的产物含量和酶活性与35 ℃时的产物含量和酶活性相同 答案　C 解析　该实验是在不同的时间检测不同温度下产物的生成量，实验的自变量为反应时间和反应温度，因变量为产物含量相对值，A错误；实验前需分别在相应温度下处理酶与底物，待酶与底物达到相应温度后，再混合并在相应温度下保温，使其进行反应，B错误；根据1 h末的实验结果，与其他温度下相比较，可知35 ℃时产物含量相对值最大，反应速率更快，说明其酶活性更高，因此该酶的最适温度在25 ℃到45 ℃之间，C正确；由1 h末的产物含量不同可知25 ℃与35 ℃实验组的酶活性不同，但在反应2 h末，两温度条件下产物含量相等，推测此时25 ℃实验组与35 ℃实验组在2 h末反应都已经结束，D错误。 4.(2025·湖北黄冈二中模拟)已知某些水果中含有蛋白酶，水果提取物可作为嫩肉粉的主要成分，如图为水果提取物的嫩化效果(与蒸馏水相比)与pH的关系图。下列说法错误的是(　　) A.水果提取物的相对有效性为1时表明其嫩化效果与水一样 B.炒肉过程中添加适量嫩肉粉效果最佳 C.蛋白酶可水解肉中的蛋白质，使肉制品口感鲜嫩 D.由图可知，pH为8时菠萝提取物的嫩化效果最好 答案　B 解析　嫩化作用即蛋白酶将肉中的蛋白质水解成小分子的多肽或氨基酸，炒肉过程中添加嫩肉粉，高温可能会破坏蛋白酶的结构使蛋白酶失活，从而不能起到水解肉中蛋白质的作用， B错误。 焦点2　光合作用的“三率”分析及“点”的移动规律 【知识盘查】 1.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 (1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的A点，乙图对应图1中的AB段(不含A、B两点)，丙图对应图1中的B点以后(不含B点)，丁图对应图1中的B点。 (2)如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的甲图、丙图和丙图。 (3)如果实验对象是离体的叶绿体，则图1不能(填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响，原因是叶绿体不能进行细胞呼吸，因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0，光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0。 2.光补偿点、光饱和点的移动 提醒　①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。②当C点右移，D点向右上方移动；反之C点左移，D点向左下方移动。 【曾经这样考】 1.(2025·黑吉辽蒙卷，21)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。 注：光照强度在曲线②和③中为n，在曲线①中为n×120%。 (1)Rubisco在叶绿体的________中催化________与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于________不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是____________________________________________________________________。 胞间CO2浓度为300 μmol·mol－1时， 曲线①比②的光合速率高的具体原因是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 答案　(1)基质　C5　ATP和NADPH中活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能　(2)光照强度　胞间CO2浓度　与曲线②相比，曲线①条件下光照强度增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，促进暗反应合成更多的有机物，因此曲线①的光合速率高于曲线②　(3)分别给S植株和WT植株提供适宜浓度的14CO2，在饱和光照条件下培养，其他条件相同且适宜，相同时间后，分别检测14C3的放射性强度，比较S植株和WT植株生成14C3的速率。 解析　(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，因此Rubisco在叶绿体的基质中催化C5与CO2结合生成C3。暗反应过程中的能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能。 (2)当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合且趋于稳定，限制因素为光照强度。A点之前曲线①和②重合且均上升，说明因变量随着自变量增加而增加，因此最主要限制因素是胞间CO2浓度。胞间CO2浓度为300 μmol·mol－1时，曲线①与②不同的条件为光照强度，因此曲线①光合速率高的具体原因是与曲线②相比，曲线①条件下光照强度增强，光反应产生的ATP和NADPH增多，促进暗反应合成更多的有机物，因此曲线①的光合速率高于曲线②。 (3)可通过检测单位时间内14C3的放射性强度变化，比较S植株和WT植株生成14C3的速率，实验思路见答案。 【还会这样考】 2.(2025·江西南昌模拟)某研究小组测定了植物甲和乙在一定的CO2浓度和适宜温度条件下，光合速率随光照强度的变化，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.光照强度为b时，植物甲的实际光合速率与植物乙的相同 B.光照强度为b时，若每天光照11小时，则植物乙无法正常生长 C.同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是叶肉细胞中叶绿素含量不同 D.将植物甲、乙分别置于相同黑暗环境中，植物甲单位质量单位时间内消耗的有机物更多 答案　B 解析　图示分析： 判断植物能否正常生长的标准是看植物一昼夜是否能积累有机物。在光照强度为b时，若每天光照11小时，植物乙白天积累的有机物的量为11×2＝22，夜晚呼吸消耗的有机物的量为(24－ 11)×2＝26，白天积累的有机物少于晚上消耗的，因此植物乙无法正常生长，B正确；同等光照强度下植物甲、乙光合速率不同的根本原因是遗传物质不同，C错误；由图可以看出，植物乙的呼吸速率更大，因此将植物甲、乙分别置于相同的黑暗环境中，植物乙单位质量单位时间内消耗的有机物更多，D错误。 3.(2025·甘肃卷，17)波长为400～700 nm的光属于光合有效辐射(PAR)，其中400～500 nm为蓝光(B)，600～700 nm为红光(R)。远红光(700～750 nm，FR)通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A(高)和B(低)两个位置的PAR、红光/远红光比例(R/FR)和叶片指标(厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸)，并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度/μm 叶绿素含量/(μg·g－1) 线粒体暗呼吸 A B A(施氮肥) B(施氮肥) 0.90 3.40 160 0.15 1.08 0.20 0.29 100 0.20 1.08 0.70 1.75 150 0.28 1.08 0.02 0.01 — — — (1)植物叶片中________可吸收红光用于光合作用，________可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低；________虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥________(填“提高”或“降低”)了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片(未施氮肥)在不同光照强度下的净光合作用速率(右图)，发现冠层________位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是_______________________________________________。 答案　(1)叶绿素　光敏色素　类胡萝卜素　(2)提高　施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少　(3)B　A处叶片线粒体暗呼吸与B处相同，但B处PAR、R/FR以及叶片厚度都小于A处，B处叶绿素吸收的光较少，需要较高的光补偿点 解析　(1)叶绿素(主要是叶绿素a和b)是光合作用中的主要色素，能吸收红光(600～700 nm)用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光(R，600～700 nm)和远红光(FR，700～750 nm)，并通过构象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B位置(低处)的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素(如胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝光(400～500 nm)，不吸收红光；在冠层中，上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的蓝光，导致B位置PAR降低。(2)由表中数据可知，施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少。(3)A处叶片线粒体暗呼吸与B处相同，但B处PAR、R/FR以及叶片厚度都小于A处，B处叶绿素吸收的光较少，需要较高的光补偿点。 焦点3　电子传递链和化学渗透假说 【知识盘查】 1.光反应和有氧呼吸第三阶段生成ATP的结构基础——ATP合酶 2.光合磷酸化和氧化磷酸化 3.化学渗透假说 化学渗透假说的主要内容：①线粒体(叶绿体)的电子传递链将H＋由线粒体隙(叶绿体腔)泵入线粒体内、外膜间隙(类囊体腔)；②线粒体内膜(类囊体膜)不允许H＋回流，膜内外产生H＋浓度梯度；③H＋顺浓度梯度回流释放能量合成ATP。 研究人员在黑暗条件下将叶绿体的类囊体放入烧杯中，人为调整类囊体膜两侧的pH，并适时加入适量的ADP和Pi。一段时间后检测，只有A组有ATP产生。 该实验表明：类囊体膜内外存在H＋浓度差是类囊体合成ATP的直接动力。 【曾经这样考】 1.(2025·山东卷，21)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。 植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是________；叶绿体中含有许多由类囊体组成的________，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于________。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、________。离心收集绿藻并重新放入含HO的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有________。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 答案　(1)磷脂双分子层　基粒　(2)水的光解　丙酮酸、[H]　O2、CO2　(3)途径①以电能的方式耗散光能，途径②以热能的方式耗散光能 解析　(1)叶绿体膜属于生物膜，其基本支架是磷脂双分子层。叶绿体中含有许多由类囊体堆叠而成的基粒， 扩展了受光面积。 (2)由题图可知，H2O光解产生电子，电子的受体为NADP＋，因此生成NADPH所需的电子源自于H2O。用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，3H会通过光合作用进入产物葡萄糖中，使葡萄糖被3H标记，以该葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，经有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸和[H]均会被3H标记，丙酮酸进入线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段时分解产生[H]，故能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、丙酮酸和[H]。将离心收集的绿藻重新放入含有HO的培养液中，在适宜的光照条件下继续培养，绿藻中的HO经过光合作用产生了18O2；HO再通过有氧呼吸第二阶段可进入CO2中，故绿藻产生的带18O标记的气体有O2和CO2。(3)据题图可知，过剩的光能可通过途径①以电能的方式耗散；还可通过途径②以热能的方式耗散，减轻光合系统的损伤。 【还会这样考】 2.(2025·湖北恩施模拟)下图是真核细胞中的电子传递及相关过程，图中A、B、C、D是四种蛋白质复合体，在电子传递过程中功能各不相同。 下列说法正确的是(　　) A.该电子传递及相关过程能产生大量ATP，只能发生在线粒体里，原核细胞内不可以发生 B.四种复合体功能虽然不同，但结构相同 C.在不同温度条件下，图中膜的流动性会有差异，这主要与磷脂分子的疏水端相关 D.NADH代表还原型辅酶Ⅱ，既是能量的载体又是还原性物质 答案　C 解析　图示电子传递链过程涉及有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸不仅可以发生在真核细胞，也可以发生在原核细胞，由于没有线粒体，该过程可发生在原核细胞的细胞膜上，A错误；蛋白质的结构决定功能，图中四种蛋白质复合体功能不同，其结构也不同，B错误；磷脂分子含有脂肪酸链，而脂肪酸链既有饱和的，也有不饱和的，饱和的在室温状态就已经是固态了，因此不同温度条件下膜的流动性与脂肪酸链的种类有关，即与磷脂的疏水端有关，C正确；NADH代表还原型辅酶Ⅰ，其与氧气发生反应，生成水释放大量能量，所以既是能量的载体又是还原性物质，D错误。 3.结合光系统和电子传递链图回答下列问题： (1)光系统Ⅱ进行水的光解，产生______________________，光系统Ⅰ主要是介导______的产生。 (2)建立质子(H＋)浓度梯度的途径有三条：电子传递过程中释放能量，利用这部分能量将质子(H＋)逆浓度梯度从叶绿体的________侧泵入到________侧；光系统Ⅱ在叶绿体的囊腔侧进行的水的光解产生质子(H＋)；叶绿体的________侧H＋和NADP＋形成NADPH。 (3)从图中可以看出：类囊体膜内外存在________是类囊体合成ATP的直接动力。 答案　(1)O2和H＋和自由电子(e－)　NADPH　(2)基质　囊腔　基质　(3)H＋浓度差 【精准强化】 焦点1　酶的实验设计与分析 1.(2025·广东湛江模拟)盐酸同唾液淀粉酶一样，可以促进淀粉的水解，同时作为胃酸的成分，为胃蛋白酶活性的发挥提供适宜的酸性环境。下列说法错误的是(　　) A.胃蛋白酶的最适pH小于唾液淀粉酶的 B.相比于盐酸，唾液淀粉酶为淀粉的水解提供的活化能更多 C.用唾液淀粉酶分别作用于淀粉溶液和蔗糖溶液，可验证酶的专一性 D.在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟过程中，均需要用到囊泡运输 2.(2025·吉林长春模拟)硝态氮(NO)可为植物生长发育提供氮素营养，硝酸还原酶(NR)是植物将NO转化为NO的关键酶。兴趣小组探究了硝酸还原酶在不同pH条件下的催化能力，实验结果如下图。下列相关叙述正确的是(　　) A.NR在pH为6的环境下变性失活 B.pH为7.5时，NR为化学反应提供的活化能最高 C.进一步探究最适pH，实验应在pH为7～8 的范围内进行 D.影响NR活性的因素还包括温度、NO的数量等 焦点2　光合作用的“三率”分析及“点”的移动规律 3.(2025·新课标卷，2)在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B.光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D.光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 4.(2025·山东菏泽模拟)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　) 生理指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子 光补偿点/klx 6 4 1.8 1.1 光饱和点/klx 13 9 3.5 2.6 注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光照强度；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光照强度。 A.光照强度为1.1 klx时，胡颓子的幼苗的净光合速率小于0 B.光照强度为10 klx时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度 C.若将光照强度突然由2 klx增加到3 klx，香樟幼苗叶绿体中的C3会增加 D.光照强度大于13 klx时，构树幼苗光合作用固定的CO2全部来自外界 焦点3　电子传递链和化学渗透假说 5.(2025·重庆八中模拟)有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。图中复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ能传递电子并逆浓度梯度运输H＋，建立膜H＋势能差；ATP合成酶能参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜H＋势能的推动下合成ATP；UCP是一种特殊的H＋通道。下列相关叙述错误的是(　　) A.还原型辅酶Ⅰ在细胞质基质和线粒体基质中均能产生 B.推测线粒体内外膜间隙中的H＋浓度小于线粒体基质中的浓度 C.H＋通过UCP运输会产生大量热量，这可能是机体对寒冷环境的一种适应机制 D.ATP合酶可位于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上 6.(2025·湖北武汉模拟)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都是由光合色素和蛋白质构成的复合体， 其在光反应中的机制如图所示。下列说法错误的是(　　) A.叶绿素和类胡萝卜素都能吸收红光和蓝紫光 B.水的光解发生在类囊体薄膜，需要酶参与 C.植物缺镁对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都有影响 D.光能先转变成电能，再转变成ATP和NADPH中活跃的化学能 【综合提升】 7.(2025·重庆卷，16)科研人员以水稻秸秆为原料合成的一种新型纳米材料X，发现其能通过叶面或根部吸收进入植物细胞。 (1)为分析X对植物光能利用的影响，科研人员用添加X的培养液培养水绵，再用通过三棱镜的光照射载有需氧细菌和水绵的临时装片，观察并统计不同光质下需氧细菌数量，结果见下表。 　　　光质 处理　　　　 蓝光 绿光 黄光 橙光 红光 培养液(对照) 150 12 10 14 89 培养液＋X 139 28 7 13 88 结果表明，X能够促进水绵利用________光。在水绵细胞中，X呈现出随机分布的特点，当X分布在叶绿体的________________时，水绵光能利用效率最佳。 (2)为进一步探究X对叶绿体功能的影响，开展了下列实验。 ①用离体叶绿体X和Y(可与NADPH发生反应的化合物)进行实验，在相同光照条件下，实时测定并计算Y的变化量。由图可知，X能________(填“促进”或“抑制”)叶绿体合成NADPH。为保证本实验的严谨性，需增设1个处理，即Y＋经煮沸的叶绿体。该处理获得的结果最符合图中曲线的________(填“甲”或“乙”或“丙”)。 ②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是______________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)研究还发现处理植物的X浓度过高，会出现植物叶片气孔开放度下降的现象，推测与之相关的植物激素及其含量变化是________。 8.(2025·江西金太阳全国大联考)某实验小组为探究不同遮阴条件及施肥处理对油丹幼苗光饱和点(光合速率达到最大时的最低光照强度)和光补偿点(净光合速率为零时的光照强度)的影响，选用生长状况相同的油丹幼苗进行了相关实验(假设4组幼苗细胞呼吸速率相同)。3周后测得的各组油丹幼苗光合作用的相关生理数据分别如图1、图2所示。回答下列问题： (1)光补偿点可反映油丹幼苗利用________(填“强光”和“弱光”)的能力，在该光照条件下，油丹幼苗叶肉细胞中的光合速率________(填“>”“＝”“<”)呼吸速率。 (2)若在某光照强度下，1层遮阳网组油丹幼苗的净光合速率为0，则在该光照强度下，2层遮阳网组油丹幼苗中________(填“有”或“没有”)有机物的积累，判断依据是_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)充足的Mg可保证植株中叶绿素的合成，从而使植株光合作用正常进行，这可体现无机盐具有______________________________________________________ ____________________________________________________________________ 的作用。为了验证植物细胞可通过主动运输吸收Mg2＋，该实验小组设计如表所示实验，已知甲、乙两组的植物培养液为同种培养液。若实验结果为________________________________________________________________，则可证明上述结论。 组别 甲组 乙组 生理状况相同且良好的同种植株 √ √ 含Mg2＋的植物培养液 √ √ 细胞呼吸抑制剂 加入 未加人 参考答案 1.答案　B 解析　胃液的pH小于唾液，因此胃蛋白酶的最适pH小于唾液淀粉酶的，A正确；盐酸、唾液淀粉酶催化淀粉水解的原理是降低淀粉水解所需要的活化能，B错误；酶的专一性指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，用唾液淀粉酶分别作用于淀粉溶液和蔗糖溶液，蔗糖不能被水解，则可验证酶的专一性，C 正确；唾液淀粉酶和胃蛋白酶是分泌蛋白，在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟过程中，均需要用到囊泡运输，D正确。 2.答案　C 解析　由图可知，NR在pH为6的环境下依然有活性，A错误；由图可知，pH为7.5时，NR的活性较高，但酶的作用是降低化学反应活化能，B错误；由于该实验的pH梯度较大，不能得出最适pH，若进一步探究最适pH，应在pH为7～8的范围内进行缩小pH梯度的实验，C正确；影响NR活性的因素主要有温度和pH，NO的数量不会影响NR的活性，D错误。 3.答案　C 解析　光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0；植物干重增加依赖净光合积累有机物，此时净光合速率为0，干重不会增加，A 正确。光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大；净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确。光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不一定增大(因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应)，C错误。光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH；适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。 4.答案　A 解析　根据题干和题表分析，影响表中植物光合作用的因素主要是光照强度，处于光补偿点时呼吸速率等于光合速率，光照强度为1.1 klx时，胡颓子幼苗叶片的净光合速率为0，但幼苗有非绿色部分，非绿色部分不能进行光合作用，故幼苗的净光合速率小于0，A正确；光照强度为10 klx时，构树幼苗的光合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素主要是光照强度；光照强度为10 klx时，刺槐幼苗的光合速率已经达到最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素有CO2浓度，没有光照强度，B错误；若将光照强度突然由2 klx增加到3 klx，香樟幼苗叶肉细胞中产生的NADPH和ATP会增多，C3的还原加快，由于CO2浓度不变，故短时间内固定CO2产生C3的速率不变，所以C3会减少，C错误；光照强度大于13 klx时，构树已经达到最大光合速率，此时净光合速率大于0，所以光照强度大于13 klx时，构树幼苗光合作用固定的CO2部分来自外界，部分来自细胞呼吸，D错误。 5.答案　B 解析　有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP，第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，图中的NADH(还原型辅酶Ⅰ、[H])来自有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，分别发生在细胞质基质和线粒体基质中，A正确；NADH位于线粒体基质中，复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ传递电子并逆浓度梯度运输H＋，因此线粒体内外膜间隙的H＋浓度大于线粒体基质中的浓度，B错误；ATP合酶能参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，线粒体内膜进行有氧呼吸的第三阶段会合成ATP，叶绿体类囊体薄膜上进行光反应会合成ATP，D正确。 6.答案　A 解析　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，A错误；水的光解属于光反应的一部分，发生在类囊体薄膜，需要酶参与，B正确；植物缺镁会影响叶绿素的合成，光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都需要叶绿素参与吸收光能，因此都有影响， C正确；由图可知，光能先转变成电能，再转变成ATP和NADPH中活跃的化学能，D正确。 7.答案　(1)绿　类囊体/基粒　(2)①促进　丙　②X溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快　(3)脱落酸含量增加 解析　(1)分析表格数据可知，与对照组相比，添加X的培养液中，绿光下需氧细菌数量增加最为明显。由于需氧细菌会聚集在氧气释放多的部位，而氧气是光合作用光反应的产物，所以X能够促进水绵利用绿光。叶绿体中类囊体薄膜是光反应的场所，能吸收、传递和转化光能，当X分布在叶绿体的类囊体(基粒)时，能更好地促进光能的吸收和利用，使水绵光能利用效率最佳。(2)①由图可知，与Y＋叶绿体的组相比，Y＋叶绿体＋X的变化量更大，说明X能促进叶绿体合成NADPH。经煮沸的叶绿体已经失去活性，不能进行光合作用，也就不能合成NADPH，Y的量基本不变，所以该处理获得的结果最符合图中曲线的丙。②将清水和X溶液分别处理后的植物叶片用打孔器打出叶圆片，抽气后，再置于1%的碳酸氢钠溶液中，给予相同的光照，发现X溶液处理的叶圆片先浮出叶面，其原因是X溶液处理叶圆片能提高光能利用率，促进光反应速率，产生氧气速率加快。(3)脱落酸能促进气孔关闭，当处理植物的X浓度过高时，植物叶片气孔开放度下降，推测与之相关的植物激素是脱落酸，且其含量增加。 8.答案　(1)弱光　>　(2)有　当1层遮阳网组油丹幼苗的净光合速率为0时，在该光照强度下，2层遮阳网组油丹幼苗的净光合速率大于0(或1层遮阳网组油丹幼苗的光补偿点大于2层遮阳网组油丹幼苗的)(合理即可) 　(3)构成细胞内化合物的成分，维持细胞和生物体的生命活动　实验前后，乙组植物培养液中的Mg2＋含量的下降幅度大于甲组植物培养液中的 解析　(1)光补偿点可反映油丹幼苗利用弱光的能力。在该光照强度下，油丹幼苗植株的光合速率等于其呼吸速率，因此叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率。(2)当1层遮阳网组油丹幼苗的净光合速率为0时，在该光照强度下，2层遮阳网组油丹幼苗的净光合速率大于0，因此在该光照强度下，2层遮阳网组油丹幼苗中会有有机物的积累。(3)若植物细胞吸收Mg2＋的方式为主动运输，则甲组植株吸收Mg2＋的过程会受到抑制。 学科网（北京）股份有限公司 $