专题07 细胞的代谢（期末真题汇编，江苏专用）高二生物下学期

**基本信息** 江苏多地高二期末生物试题汇编，聚焦细胞代谢三大核心考点，融合实验探究与真实科研情境，突出对生命观念和科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|12题|酶的专一性（CCBE）、物质跨膜运输（钠-钾泵）、ATP结构|结合双功能酶等科研案例，考查基础概念辨析| |多选题|5题|底物水平磷酸化、离子转运方式（SOS1/NSCC）|多角度设问，区分主动运输与协助扩散等易混点| |非选择题|9题|光合作用电子传递、C3/C4植物代谢、盐胁迫调节实验|设计完整探究流程（如褪黑素对高温胁迫影响），融入农业谚语（如“合理密植”）等应用情境|

专题07 细胞的代谢 3大高频考点概览 考点01 酶、ATP 与物质跨膜运输 考点02 光合作用与细胞呼吸 考点03 代谢实验与综合应用 地 城 考点01 酶、ATP 与物质跨膜运输 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）下列关于生物学实验操作或现象的描述，正确的是（    ） A．“探究H2O2在不同条件下的分解”实验中，控制自变量用了加法原理 B．选用菠菜叶肉细胞做有丝分裂装片，可以观察其染色体的变化 C．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞没有颜色，不能用于质壁分离实验 D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，可获得单菌落 【答案】A 【详解】A、“探究H2O2在不同条件下的分解”实验中，通过添加不同的条件（如酶或加热）改变自变量，属于加法原理，A正确； B、菠菜叶肉细胞是高度分化的成熟细胞，不再进行有丝分裂，无法观察到染色体变化，B错误； C、紫色洋葱鳞片内表皮细胞虽没有颜色，但有中央大液泡可发生质壁分离及复原现象，能用于质壁分离实验观察，C错误； D、接种环烧红后需冷却再蘸取菌液，否则高温会杀死菌种，无法形成单菌落，D错误。 故选A。 2．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）木霉菌中存在的双功能酶CCBE能催化纤维素和壳多糖的分解。某兴趣小组探究了不同pH对CCBE酶活力的影响，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．本实验可以用CCBE分别与纤维素和壳多糖混合后再调pH B．CCBE能催化纤维素和壳多糖的分解，不具有专一性 C．利用CCBE分解秸秆中纤维素时，pH应该设置在5.0-5.7 D．CCBE催化分解纤维素和壳多糖时，其结合部位可能不同 【答案】D 【详解】A、在探究不同 pH 对 CCBE 酶活力的影响实验中，应先将酶和底物分别调至不同 pH，再进行混合。若先混合后调 pH，在调 pH 的过程中反应可能已经发生，会影响实验结果，A 错误； B、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，CCBE 能催化纤维素和壳多糖这两类多糖的分解，仍然体现了酶的专一性，B 错误； C、 从图中可以看出，CCBE 催化纤维素分解的最适 pH 范围是 4.5 - 5.0，所以利用 CCBE 分解秸秆中纤维素时，pH 应设置在 4.5 - 5.0，而不是 5.0 - 5.7，C 错误； D、因为 CCBE 能催化纤维素和壳多糖这两种不同物质的分解，所以其结合部位可能不同，D 正确。 故选D。 3．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）如图是偶联转运蛋白和光驱动泵蛋白运输示意图（多存在于细菌细胞膜），下列相关叙述正确的是（    ） 注：“▲”“■”“○”“□”“△”代表不同物质，膜两侧物质数量越多代表物质浓度越大。 A．偶联转运蛋白利用ATP供能，同时运输两种分子或离子 B．光驱动泵蛋白在运输物质过程中，空间结构不会改变 C．细菌的光驱动泵蛋白的合成，需要核糖体、内质网等结构参与 D．偶联转运蛋白和光驱动泵蛋白都可以逆浓度梯度运输物质 【答案】D 【详解】A、偶联转运蛋白利用分子或离子势能转运另一种物质，并未利用ATP供能，A错误； B、光驱动泵蛋白在运输物质过程中，空间结构会改变，B错误； C、细菌没有内质网，仅含核糖体一种细胞器，C错误； D、偶联转运蛋白和光驱动泵蛋白都可以逆浓度梯度运输物质，利用势能或光能为物质运输提供能量，D正确。 故选D。 4．（24-25高二下·江苏南京·期末）碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na⁺浓度梯度，钠-碘同向转运体借助 Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是（    ） A．长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少 B．如果钠-钾泵结构或功能异常则会影响碘的转运 C．抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加 D．使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加 【答案】B 【详解】A、长期缺碘会导致甲状腺激素合成减少，通过负反馈调节，下丘脑和垂体的分泌活动增强，促甲状腺激素（TSH）分泌增加，A错误； B、钠-钾泵维持细胞内外Na⁺浓度梯度，钠-碘同向转运体依赖此梯度逆浓度转运碘，若钠-钾泵异常，Na⁺梯度无法维持，碘转运受阻，B正确； C、甲状腺过氧化物酶活化碘并参与甲状腺激素合成，抑制其活性会减少甲状腺激素合成，C错误； D、促甲状腺激素受体阻断剂会阻止促甲状腺激素与受体结合，导致甲状腺激素分泌减少，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·江苏扬州·期末）下图是ATP的结构示意图，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是（    ） A．①代表腺苷，ATP脱去③成为腺嘌呤核糖核苷酸 B．心肌细胞中含有大量ATP以满足供能所需 C．化学键⑤的形成过程一般与吸能反应相关联 D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性 【答案】D 【详解】A、图中①表示腺嘌呤，ATP脱去③后剩余腺嘌呤和核糖，表示腺苷，A错误； B、ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高，因此心肌细胞中不会大量含有ATP，B错误； C、⑤是特殊化学键，化学键⑤的形成过程表示形成ATP或者ADP的过程，需要消耗能量，一般与放能反应相关联，C错误； D、ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性，D正确。 故选D。 6．（24-25高二下·江苏扬州·期末）下列关于生物学实验的说法，正确的是（    ） A．不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B．斐林试剂甲液和乙液混合后保存在棕色试剂瓶中备用 C．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中无氧呼吸组属于对照组 D．质壁分离过程中，细胞壁与细胞膜之间的溶液浓度高于外界溶液 【答案】A 【详解】A、过氧化氢在高温下会自行分解，干扰实验结果，无法准确反映温度对酶活性的影响，因此不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，A正确； B、斐林试剂用于检测还原糖时需现用现配（甲液和乙液混合后立即使用），且需水浴加热，不能提前混合保存，B错误； C、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，有氧和无氧条件均为实验组，属于对比实验而非单设对照组，C错误； D、质壁分离时，细胞壁与细胞膜之间的溶液为外界溶液，其浓度等于外界溶液浓度，而细胞液浓度低于外界溶液，D错误。 故选A。 7．（24-25高二下·江苏无锡·期末）三磷酸胞苷（CTP）参与磷脂和核酸的合成，CTPS是合成CTP的关键酶，CTPS含量升高时会聚合成一种丝状结构——“细胞蛇”。相关叙述正确的是（    ） A．CTP中的C代表胞嘧啶 B．细胞蛇属于细胞的生物膜系统 C．细胞蛇的形成与核苷酸代谢无关 D．CTPS能够降低化学反应的活化能 【答案】D 【详解】A、CTP中的C代表胞苷（由胞嘧啶和核糖组成），而非胞嘧啶，A错误； B、生物膜系统由细胞器膜、细胞膜、核膜等膜结构组成，细胞蛇是CTPS酶聚合形成的丝状结构，因此细胞蛇无膜结构，不属于细胞的生物膜系统，B错误； C、三磷酸胞苷（CTP）参与磷脂和核酸的合成，CTPS是合成CTP的关键酶，CTPS含量升高时会聚合成“细胞蛇”，因此细胞蛇的形成与CTP代谢相关，C错误； D、CTPS是合成CTP的关键酶，酶通过降低化学反应的活化能发挥作用，D正确。 故选D。 8．（24-25高二下·江苏南京·期末）线粒体内膜上的质子泵可将H+逆浓度梯度泵到膜间隙，大部分H+通过结构①回流至线粒体基质，驱动ATP合成。下列叙述错误的是（　　） A．结构①同时具有运输H+和催化ATP合成的功能 B．结构①运输H+时不消耗化学反应释放的能量 C．线粒体内膜内侧的丙酮酸和H+含量显著高于外侧 D．线粒体内膜内侧还存在核糖体、DNA、RNA等物质 【答案】C 【详解】A、图中结构①能够驱动ATP的合成，说明H+通过特殊的结构①不需要消耗能量，并且可以作为ATP合成酶，A正确； B、分析题图，H+通过特殊的结构①未消耗能量，B正确； C、分析题图，H+通过特殊的结构①进入内侧不消耗能量，说明外侧H+浓度高于内侧；丙酮酸通过线粒体内膜上的转运体进入基质后，会在丙酮酸脱氢酶复合体的作用下被代谢，因此其浓度在基质（内侧）不会显著高于外侧，C错误； D、线粒体内膜内侧为线粒体基质，线粒体为半自主细胞器，线粒体基质中存在核糖体、DNA、RNA等物质，D正确。 故选C。 9．（24-25高二下·江苏·期末）胃壁细胞分泌的胃酸（主要是HCl）对于食物的消化具有重要作用，但胃酸过多会引起胃部不适，临床上常使用拉唑类药物进行治疗。下图为胃壁细胞分泌盐酸及拉唑类药物作用示意图，下列叙述错误的是（　　） A．HCl可催化淀粉、脂肪和蛋白质的水解，但效率较低 B．K+进出胃壁细胞的方式不同，但均需载体蛋白的运输 C．拉唑类药物抑制H+-K+ATP酶的活性，进而抑制的H+分泌 D．过度使用拉唑类药物会导致胃壁细胞受损，消化能力降低 【答案】B 【详解】A、HCl的主要作用是激活胃蛋白酶原转化为胃蛋白酶，从而催化蛋白质水解，HCl也可直接催化淀粉（需唾液淀粉酶）和脂肪（需脂肪酶）的水解，效率远低于酶，A正确； B、H+-K+ATP酶运输K+到胃壁细胞内需要消耗ATP，为主动运输，需载体蛋白的运输，胃壁细胞内K+浓度大，胃腔内K+浓度小，K+出胃壁细胞的方式是协助扩散，需要通道蛋白协助，B错误； C、H+-K+ATP酶可以将H+运输到胃腔中，结合图示和题干信息可知，拉唑类药物抑制H+-K+ATP酶的活性，抑制H+运出细胞，从而降低胃腔中H+的含量，C正确； D、拉唑类药物抑制H+-K+ATP酶的活性，所以拉唑类药物长期使用会过度抑制胃酸分泌，导致胃酸不足，胃蛋白酶活性降低，影响蛋白质消化，细胞内钾离子浓度降低，细胞失水导致胃壁细胞受损，D正确。 故选B。 二、多选题 10．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）底物水平磷酸化是指含有高能键的底物，在酶的催化下，直接将ADP磷酸化为ATP的反应（如图所示）。糖酵解和三羧酸循环过程中可发生底物水平磷酸化。相关叙述正确的是（    ） A．图中酶是通过提供该反应所需活化能而发挥催化作用 B．细胞质基质和线粒体基质中可发生底物水平磷酸化 C．酵母菌和乳酸菌细胞中都能发生底物水平磷酸化 D．ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白并为主动运输供能 【答案】BCD 【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，而不是提供反应所需的活化能。图中酶是通过降低底物分子将ADP磷酸化为ATP这一反应的活化能来发挥催化作用的，A错误； B、糖酵解的场所是细胞质基质，三羧酸循环的场所是线粒体基质，且糖酵解和三羧酸循环过程中可发生底物水平磷酸化，所以细胞质基质和线粒体基质中可发生底物水平磷酸化，B正确； C、酵母菌是真核生物，能进行有氧呼吸和无氧呼吸，在有氧呼吸的第一阶段（糖酵解）和第二、三阶段以及无氧呼吸的第一阶段都能产生ATP，其中糖酵解和三羧酸循环过程中可发生底物水平磷酸化；乳酸菌是厌氧型原核生物，只能进行无氧呼吸，无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，能发生底物水平磷酸化，所以酵母菌和乳酸菌细胞中都能发生底物水平磷酸化，C正确； D、ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白，载体蛋白磷酸化后具有运输功能，该过程消耗的ATP为主动运输提供能量，D正确。 故选BCD。 11．（24-25高二下·江苏扬州·期末）肾小管上皮细胞通过基底外侧膜上的Na+/K+-ATP酶建立细胞内低Na+电化学势梯度，顶膜上的Na+/K+/Cl-共转运子借助Na+电化学势梯度同时重吸收Na+、K+和Cl-，过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．Na+/K+/Cl-共转运子转运Na+、K+和Cl-的方式相同 B．Na+/K+-ATP酶跨膜转运离子时，伴随着该酶的磷酸化 C．Na+/K+-ATP酶、Na+/K+/Cl-共转运子转运K+的方式不同 D．肾小管上皮细胞中有很多线粒体，有利于为水的重吸收提供能量 【答案】ACD 【详解】A、Na+/K+/Cl−共转运子转运Na+、K+和Cl−时，借助了Na+电化学势梯度 ，逆浓度运输，则运输K+和Cl−的属方式属于于主动运输，而运输Na+属于被动运输，A错误； B、Na+/K+-ATP酶是一种载体蛋白，跨膜转运离子时（消耗ATP），会伴随该酶的磷酸化，B正确； C、Na+/K+-ATP酶转运K+是逆浓度梯度进行的，需要消耗能量，属于主动运输；Na+/K+/Cl-共转运子转运K+借助Na+电化学势梯度，属于主动运输，二者转运K+的方式相同，C错误； D、肾小管上皮细胞对水的重吸收方式主要是自由扩散（通过水通道蛋白是协助扩散 ），不需要消耗能量，线粒体提供的能量主要用于离子等的主动运输，D错误。 故选ACD。 12．（24-25高二下·江苏无锡·期末）藜麦是一种耐盐植物，具有非常强的抗逆性和较高的营养品质。参与藜麦Na+和K+平衡的关键转运载体和通道如图所示。下列叙述正确的有（    ） A．KOR运输K+出表皮细胞的过程中会发生磷酸化和去磷酸化 B．SOS1和NSCC的结构不同，转运Na+的方式也不同 C．H+通过被动运输运出细胞，维持了细胞膜两侧H+的浓度差 D．Na+以主动运输的方式进入液泡，使根细胞的吸水能力加强 【答案】BD 【详解】A、据图可知，KOR是一种K+通道，K+通道介导的物质运输方式为协助扩散，其运输K+的过程不会消耗ATP，因此不会发生磷酸化和去磷酸化，A错误； B、图中显示，钠离子通过NSCC的过程是顺浓度梯度进行的，为协助扩散，钠离子通过SOS1转运出细胞是逆浓度梯度进行的，消耗的是H+的梯度势能，为主动运输，据此推测，SOS1和NSCC的结构不同，转运Na+的方式也不同，B正确； C、根据膜两侧H+浓度差可知，H+运出表皮细胞的方式是主动运输，维持了细胞膜两侧H+的浓度差，C错误； D、Na+以主动运输的方式进入液泡，该过程消耗的是H+的梯度势能，钠离子转运进入液泡有利于提高细胞液的渗透压，从而提高叶肉细胞的耐盐能力，D正确。 故选BD。 地 城 考点02 光合作用与细胞呼吸 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）下列有关教材实验方法或实验目的描述，正确的是（    ） A．用放射性同位素标记法证明了光合作用产生的氧气中的氧来自水 B．利用纸层析法提取和分离绿叶中的色素，可初步判断叶绿体中色素的种类 C．“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验中运用了相互对照的方法 D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验表明细胞膜的磷脂分子是可以运动的 【答案】C 【详解】A、鲁宾和卡门通过同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水，但实验中用的是稳定性同位素¹⁸O（通过检测分子质量差异），而非放射性同位素，A错误； B、纸层析法的作用是分离绿叶中的色素（基于溶解度差异），而提取色素需使用无水乙醇、二氧化硅等试剂进行研磨，B错误； C、“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，有氧组和无氧组互为对照，通过比较两组结果得出结论，属于相互对照（对比实验），C正确； D、荧光标记的小鼠和人细胞融合实验显示细胞膜具有流动性，但标记的是膜蛋白而非磷脂分子，D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·江苏扬州·期末）某科研小组在不同环境条件下，针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后，所得结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） A．该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率 B．在10klx、10℃时，该植物5小时O2的产生量为22.5mg C．20℃条件，10klx光照10小时，一昼夜该植物O2的释放量为26mg D．光照强度为5klx时，该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体 【答案】B 【详解】A、在黑暗条件下（0klx），植物只进行呼吸作用，10℃时O₂变化量为-0.5mg/h，20℃时为-1mg/h。呼吸速率绝对值越大，说明呼吸作用越强。因此，20℃的呼吸速率大于10℃，A错误； B、在10klx、10℃时，O₂变化量（净光合速率）为+4.0mg/h。总光合速率=净光合速率+呼吸速率=4.0+0.5=4.5mg/h。5小时O₂总产生量为4.5×5=22.5mg，B正确； C、20℃、10klx时，净光合速率为+5.0mg/h，光照10小时积累O₂量为5.0×10=50mg。黑暗14小时呼吸消耗O₂量为1×14=14mg。一昼夜O₂净释放量为50-14=36mg，C错误； D．光照强度为5klx时，植物同时进行光合作用和呼吸作用。ATP产生的场所包括叶绿体（光反应）、线粒体（呼吸作用第三阶段）和细胞质基质（呼吸作用第一阶段），D错误。 故选B。 3．（24-25高二下·江苏扬州·期末）某兴趣小组探究乌桕树的叶色在秋季呈现“绿-黄-红”的变化原因，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）测定了叶肉细胞中色素含量的变化，发现光合色素含量逐渐减少，花青素含量逐渐增多。下列叙述错误的是（    ） A．叶肉细胞中色素相对含量不同会使叶片呈现不同颜色 B．提取色素时可以用无水乙醇作为光合色素的溶剂 C．色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快 D．乌桕叶肉细胞提取的各种色素均能吸收、传递、转化光能 【答案】D 【详解】A、叶肉细胞中不同色素的相对含量变化会导致叶片颜色改变。例如，叶绿素减少使绿色变浅，类胡萝卜素显黄色，花青素积累呈现红色，A正确； B、无水乙醇是提取光合色素的常用溶剂，因其能溶解色素且避免破坏结构，B正确； C、层析法分离色素的原理是溶解度高的色素在滤纸上的扩散速度快，如胡萝卜素溶解度最高，扩散最远，C正确； D、光合色素中只有叶绿素a能转化光能，其他色素（如叶绿素b、类胡萝卜素）仅吸收和传递光能，而花青素不参与光反应，无法吸收或转化光能，D错误。 故选D。 二、多选题 4．（24-25高二下·江苏南通·期末）乳酸循环是剧烈运动时骨骼肌细胞产生的乳酸经血液循环运输至肝脏，并再生出葡萄糖，被骨骼肌细胞重新利用的过程。相关叙述正确的是 （　　） A．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B．细胞质基质产生的乳酸进入血液，定向运输至肝脏 C．乳酸循环能避免乳酸堆积引发的酸中毒 D．乳酸循环有助于剧烈运动后血糖水平的恢复 【答案】CD 【详解】A、无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分储存在不彻底的分解产物乳酸中，A错误； B、细胞质基质产生的乳酸进入血液，会运输到全身各处去，在肝脏中参与物质代谢，B错误； C、乳酸循环转变为葡萄糖，这样既能避免乳酸在体内积累导致乳酸中毒，又能及时补充血糖等能源物质，C正确； D、通过乳酸循环可在肝脏中将乳酸转变为葡萄糖，进而有助于剧烈运动后血糖水平的恢复，D正确。 故选CD。 5．（24-25高二下·江苏扬州·期末）许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释正确的是（    ） A．“稀三箩，密三箩，不稀不密收九箩”，合理密植有利于作物增产 B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补充水分可促进光合午休而增产 C．“两垄高粱一垄豆，高矮作物双丰收”，使作物相间成行充分利用光能 D．“霜前霜，米如糠；霜后霜，谷满仓”，霜降后降温减弱种子呼吸消耗而增产 【答案】ACD 【详解】A、合理密植可提高光能利用率，从而提高生产量，A正确； B、“处暑里的雨，谷仓里的米”，该事实说明适当提供水分会促进植物的光合作用，即适当补充水分会促进光合产物的运输，同时水分作为光合作用的原料也可提高光合作用进而增产，补充水分会缓解光合午休，而不是促进光合午休，B错误； C、“两垄高粱一垄豆，高矮作物双丰收”，该事实说明间作有利于充分利用光能，提高光能利用率，进而提高产量，C正确； D、霜降前的降温如果过早，会通过影响光合作用进而导致减产，而而霜降后的降温则会通过降低呼吸速率而减少有机物的消耗，因而有利于增产，D正确。 故选ACD。 三、非选择题 6．（24-25高二下·江苏扬州·期末）铁皮石斛是一种珍贵药材，自然环境中多生长在林荫下或岩石缝隙中，回答下列问题： (1)铁皮石斛叶绿体中含量较多的一类色素是_______。暗反应过程中CO2被固定生成C3，C3在_______的作用下生成糖类等有机物。 (2)图1是光反应中的电子传递过程示意图，图中M侧是_______（填结构名称）。在光的激发下水裂解产生电子，图中虚线表示电子的传递过程。在电子传递过程中，_______、_______和PQ转运H+导致膜两侧产生H+浓度差，驱动ATP的合成。图中ATP合酶的功能有_______。 (3)为探究光照强度对铁皮石斛生长的影响，科研人员以成年盆栽植株为材料，通过黑色尼龙网遮阴设置不同的透光率（10%、20%、50%和100%的自然光照），处理4个月后测定相关指标，结果如图2所示。 ①据图分析，_______%自然光照最有利于铁皮石斛的生长，原因是_______。 ②与20%自然光照相比，10%自然光照下气孔导度较小而胞间CO2浓度较高的原因可能是_______。 【答案】(1) 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） NADPH、ATP和酶 (2) 叶绿体基质 NADPH的合成消耗H+ 水裂解产生H+ 运输H+、催化ATP的合成 (3) 20 净光合速率最大、气孔导度最大、叶绿素含量较高 光合作用利用（固定）的CO2较少 【详解】（1）铁皮石斛自然生长在林荫下或岩石缝隙中，属于阴生植物。阴生植物需要高效捕获散射光，而叶绿素（包括叶绿素a和叶绿素b）主要吸收蓝紫光和红光，且在阴生植物中含量较高，以适应弱光环境。暗反应中，CO₂被固定生成C₃后，C₃的还原需要三个关键条件：光反应提供的NADPH（作为还原剂）、ATP（提供能量）和相关酶的催化。 （2）光反应发生在类囊体膜上，类囊体膜内侧为类囊体腔，外侧为叶绿体基质。图中NADPH的合成（NADP⁺+H⁺+电子→NADPH）通常发生在叶绿体基质侧（消耗基质中的H⁺），结合H⁺的移动方向可判断，M侧为叶绿体基质。H₂O在光下裂解产生H⁺（积累在类囊体腔），叶绿体基质中的H⁺被消耗（用于NADPH形成），进一步扩大膜两侧浓度差，PQ（质体醌）可将类囊体膜外侧的H⁺转运至内侧，增加内侧H⁺浓度。ATP合酶是跨膜蛋白，一方面可作为通道运输H⁺（顺浓度梯度从类囊体腔流向叶绿体基质），另一方面可利用H⁺流动的能量催化ATP的合成。 （3）①植物生长主要依赖净光合速率（净光合速率=总光合速率-呼吸速率，直接反映有机物积累量）。结合图2，20%自然光照下，净光合速率最高，且气孔导度（影响CO₂吸收）最大、叶绿素总量（影响光吸收）较高，说明此时光合效率最高，最有利于生长。 ②胞间CO₂浓度取决于CO₂的进入（气孔导度）和消耗（光合作用固定）。10%光照强度更低，光合作用强度较弱，固定的CO₂量少；  即使气孔导度较小（进入的CO₂少），但因消耗更少，胞间CO₂仍会积累，导致浓度较高。 7．（24-25高二下·江苏无锡·期末）山药的地下块茎是药食同源食物，含有丰富的糖类、蛋白质等成分，具有补脾养胃、补肺益肾等功效。下图1为山药叶肉细胞内光合作用和呼吸作用的部分生理过程；图2为山药块茎发育过程中的还原糖和淀粉积累的变化，请回答下列问题。 (1)图1中过程③称为______，过程④进行的场所是______。 (2)根据图2，6月份山药块茎中还原糖含量很高而淀粉含量很低的原因是______，11月淀粉含量大幅增加而还原糖几乎消失的原因是______。 (3)为探究不同光照强度下山药叶片形态结构、光合特性与块茎淀粉积累等相关指标变化情况，设置全光照（CK）及2种不同透光率T1（遮光30%45%）、T2 （遮光60%75%）的生长环境进行研究，其部分指标如下图所示，请据图分析回答：（图中的S1-S5表示分别代表遮光后30、45、60、75、90天，图2的Pn表示植物积累的有机物量） ①根据图3，T1和T2组叶绿素含量变化的总体趋势是______，其主要原因______。 ②图4显示，Pn值与遮光条件的关系是______，从光反应过程分析，最可能的影响到是______。据此推测与CK组相比，T1和T2组不同遮光条件下块茎的有机物含量______，理由是______。 【答案】(1) C3的还原 线粒体 (2) 光合作用合成的物质主要是还原糖且被用于植物呼吸作用等其它生命活动 还原糖被大量合成淀粉 (3) 增多，T2组增加更多 植物在弱光环境下需要更多的叶绿素来吸收和转化光能 遮光程度越高，Pn值越低 ATP和NADPH等的产量 下降 弱光使暗反应速率下降，有机物累积不足 【详解】（1）分析图1可知，图中①过程表示水的光解，发生在光合作用光反应过程中；②过程表示[H]和氧气结合生成水，发生在有氧呼吸的第三阶段；③表示三碳化合物的还原；④过程（丙酮酸产生二氧化碳）表示有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体。 （2）根据图2，6月份时山药的光合作用合成的物质主要是还原糖，且被用于植物呼吸作用等其它生命活动，导致淀粉合成量低，从而使山药块茎中还原糖含量很高而淀粉含量很低。11月还原糖被大量合成淀粉，导致块茎中淀粉含量大幅增加而还原糖几乎消失。 （3）①由图3可知，T1和T2组叶绿素含量均增多，且T2组增加更多，植物在弱光环境下需要更多的叶绿素来吸收和转化光能，因此遮光会导致叶绿素含量增多。 ②由图4可知，T1和T2组的Pn都低于CK组，且T2组更显著，因此Pn值与遮光条件的关系是遮光程度越高，Pn值越低。遮光程度越高，光反应越弱，产生的ATP和NADPH减少，导致暗反应速率减慢，从而使植物积累有机物量降低（不足），可推测与CK组相比，T1和T2组不同遮光条件下块茎的有机物含量下降。 8．（24-25高二下·江苏南京·期末）大豆叶片中的光合产物有淀粉与蔗糖。淀粉是一种暂贮存形式，蔗糖是从叶片向各器官移动的主要形式。磷酸丙糖（TP）是两种碳水化合物合成的共同原料，磷酸转运器（TPT）能将暗反应产生的TP不断运到叶绿体外合成蔗糖，同时将释放的Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质。转化和运输过程如图1所示，甲、乙、丙、丁代表物质。回答下列问题： (1)图1中乙代表的物质为__________。大豆叶片细胞中蔗糖的合成场所是__________。CO2可能来自于__________（填细胞器名称）。 (2)研究发现用抑制剂作用于大豆的TPT，短时间蔗糖合成量__________，原因是__________。 (3)农业生产中常常将大豆和玉米套作，大豆叶肉细胞固定CO2生成的最初产物是一种C3化合物，这种固定CO2的途径称为C3途径。玉米是一种C4植物，叶肉细胞的叶绿体有基粒，其中含有的PEP羧化酶与CO2的亲和力是C3途径中同类酶的60倍，维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒，其光合作用过程如图2所示。 ①根据题意分析，图2的玉米叶肉细胞中CO2在PEP羧化酶作用下生成的物质A是一种__________（填“C3”或“C4”）化合物。 ②从含碳物质转化的角度考虑，玉米叶肉细胞的功能是__________，维管束鞘细胞的功能是__________。 (4)综上分析，更适合生长于高温干旱地区的植物是__________（填“C3植物”或“C4植物”），理由是__________。 【答案】(1) ADP、Pi和NADP+ 细胞质基质 线粒体 (2) 减少 TP运出叶绿体受阻，导致叶绿体外用于合成蔗糖的TP减少 (3) C4 将CO2固定为C4化合物，为维管束鞘细胞提供CO2 利用叶肉细胞提供的CO2进行卡尔文循环合成有机物 (4) C4植物 高温干旱地区植物气孔关闭，CO2供应不足，而C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶与CO2的亲和力高，能利用较低浓度的CO2进行光合作用 【详解】（1）分析图1可知，在叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应，产生的物质用于暗反应，其中光反应产生的ATP和NADPH用于暗反应中C3的还原，所以甲代表ATP和NADPH，乙代表的物质为ADP、Pi和NADP+。 由题可知蔗糖是在叶绿体外合成的，结合所学知识，大豆叶片细胞中蔗糖的合成场所是细胞质基质。 植物细胞中CO2可能来自于线粒体，因为线粒体是有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸会产生CO2。 （2）因为磷酸转运器（TPT）能将暗反应产生的TP不断运到叶绿体外合成蔗糖，当用抑制剂作用于大豆的TPT时，TP运出叶绿体受阻，导致叶绿体外用于合成蔗糖的TP减少，所以短时间蔗糖合成量减少。 （3）玉米是C4植物，在玉米叶肉细胞中CO2在PEP羧化酶作用下与PEP结合生成的物质A是一种C4化合物。  ②从含碳物质转化的角度考虑，玉米叶肉细胞的功能是将CO2固定为C4化合物，为维管束鞘细胞提供CO2；维管束鞘细胞的功能是利用叶肉细胞提供的CO2进行卡尔文循环合成有机物。 （4）C4植物更适合生长于高温干旱地区。因为高温干旱地区植物气孔关闭，CO2供应不足，而C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶与CO2的亲和力高，能利用较低浓度的CO2进行光合作用。 9．（24-25高二下·江苏扬州·期末）几丁质（一种多糖）是昆虫外骨骼的重要成分，几丁质的降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶（NAGase）的高效催化作用，温度、水解产物对NAGase活力的影响如图1所示，回答下列问题： (1)NAGase在降解昆虫外骨骼的过程中只能与几丁质结合，体现了该酶的_______，该酶具有催化作用的实质是_______。 (2)图1-a中温度从40℃升高至60℃过程中，NAGase的活性大幅度下降，原因是_______。由图1-b可知几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力的影响有_______。 (3)竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均可降低酶的活性，机理如图2所示。研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力，为了探究果糖抑制该酶催化活力的机制，某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液，每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组（记作a₁和b₁、a2和b2……）。 ①本实验的自变量为_______，对照组应_______（填“添加”或“不添加”）果糖。 ②若果糖抑制该酶催化活力的机制如图2中的模型甲，在图3中画出对应曲线_______。 (4)昆虫和线虫的表皮和卵壳中含有丰富的几丁质，分析NAGase在农业生产上的应用有_______。 【答案】(1) 专一性 降低化学反应的活化能 (2) 高温使酶的空间结构遭到破坏 在一定浓度范围内，三种水解产物都对NAGase的催化活力有抑制作用；随着水解产物浓度的增加，抑制作用增大；在相同浓度下，抑制作用葡萄糖大于半乳糖大于蔗糖 (3) 几丁质浓度和是否添加果糖 不添加 (4)防治害虫，作为生物杀虫剂，提高农作物的产量 【详解】（1）酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。NAGase 在降解昆虫外骨骼时仅能与几丁质结合，体现了其对底物的选择性，即专一性。酶与无机催化剂的作用机理一致，均通过降低化学反应的活化能来加快反应速率。 （2）酶的活性受温度影响显著，高温会破坏酶的空间结构（低温仅抑制活性，不破坏结构）。图 1-a 中，温度从 40℃升至 60℃时，NAGase 的空间结构因高温被破坏，导致活性大幅下降。结合图 1-b（推测趋势），在一定浓度范围内，三种水解产物都对NAGase的催化活力有抑制作用；随着水解产物浓度的增加，抑制作用增大；在相同浓度下，抑制作用葡萄糖大于半乳糖大于蔗糖。 （3）①自变量是实验中人为改变的变量，本实验为 “几丁质浓度” 和 “是否添加果糖”（一组加果糖，一组不加，形成对照）。对照组：不添加果糖（用于对比果糖的抑制作用）。 ②图 2 中模型甲为竞争性抑制剂（与底物竞争酶的活性位点），其特点是：当底物浓度足够高时，抑制剂的作用可被抵消，最终酶活性能接近正常水平（最大反应速率不变）。 对应图 3 的曲线应表现为：有果糖组的曲线始终在无果糖组下方，但最终趋近于无果糖组的最大活性。 结果如图： （4）昆虫和线虫的表皮、卵壳依赖几丁质维持结构，NAGase 可降解几丁质，导致害虫 / 线虫的结构破坏（如外骨骼软化、卵壳破裂），从而抑制其生存繁殖。因此，NAGase 可作为生物杀虫剂，减少化学农药使用，实现害虫防治、提高农作物产量。 10．（24-25高二下·江苏扬州·期末）近年来，我国倡导“科学体重管理”理念，体重管理的核心是维持能量摄入和消耗的动态平衡，若长期摄入大于消耗，多余能量会储存在脂肪中，导致体重增加。 (1)图1是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。 图中过程②发生的场所是_______，X代表的物质是_______。 (2)EGCG作为茶多酚中最主要的活性成分，具有降脂减重的作用。为探究EGCG降脂减重的机理，研究人员选取48只小鼠随机分组并采取不同方式喂养，4周时测定相关指标，结果如下表。 分组 体重增长量（g） 饲料摄入量（g/day） 能量同化量（kcal/day） 正常饮食（NCD） 2.93 2.93 11.29 A组 2.87 2.92 11.18 正常饮食+1.0%EGCG 2.88 3.16 12.05 高脂饮食（HFD） 5.55 4.81 25.14 高脂饮食+0.5%EGCG 3.75 4.87 25.42 B组 2.97 4.99 25.93 B组的喂养方式是_______，HFD组比NCD组小鼠体重增长量大的原因是_______。HFD+EGCG组的小鼠体重增长量明显低于HFD组，且效果随EGCG浓度的增加而提升，但两组小鼠摄入量并无明显差异，表明EGCG能够_______，从而减缓体重的增长。 (3)人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织（WAT）和褐色脂肪组织（BAT），二者可以相互转化。图2是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。 脂肪在脂肪细胞中由脂滴膜包裹形成大小不一的脂肪滴，推测脂滴膜最可能由_______层磷脂分子构成。用苏丹Ⅲ染液染色可在显微镜下观察到WAT细胞中被染成_______色的脂肪颗粒。据图2分析，WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因是_______。 (4)BAT细胞依靠UCP（解偶联蛋白）将储存的能量更多地用于产热，作用机制如图3，由图可知UCP通过影响膜两侧的H+浓度差来_______（填“促进”或“抑制”）ATP的合成进而影响产热。 【答案】(1) 线粒体基质 甘油 (2) 高脂饮食+1.0%EGCG HFD组小鼠饲料摄入量和能量同化量均高于NCD组 促进有机物的分解（或促进脂肪的消耗或促进细胞呼吸） (3) 单（或一） 橘黄 线粒体数量增多，产热增加；巨大脂肪滴变为许多小脂肪滴，易于氧化分解产热增加 (4)抑制 【详解】（1）图1中，过程②是丙酮酸转化为二碳化合物，该过程属于有氧呼吸第二阶段。有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，脂肪的基本组成单位是甘油和脂肪酸。图中显示二碳化合物可合成脂肪酸，而脂肪酸需与甘油结合形成脂肪，因此X代表甘油。 （2）实验设计遵循单一变量原则，变量为“饮食类型”和“EGCG浓度”。表格中已存在“高脂饮食+0.5%EGCG”组，结合“正常饮食+1.0%EGCG”的对照，可推断B组为“高脂饮食+1.0%EGCG”，以探究不同浓度EGCG对高脂饮食小鼠的影响。体重增长的核心是能量摄入＞消耗。HFD组（高脂饮食）与NCD组（正常饮食）相比，饲料摄入量和能量同化量均显著更高，多余能量转化为脂肪储存，导致体重增长更快。高脂饮食加EGCG的两组（0.5%和1.0%）与HFD组相比，饲料摄入量和能量同化量无明显差异，但体重增长量显著降低。这表明EGCG未减少能量摄入，而是通过促进有机物（如脂肪）的分解或增强细胞呼吸，加速能量消耗，从而减少脂肪积累。 （3）脂滴膜包裹脂肪（脂质），磷脂分子头部亲水、尾部疏水。为实现对脂肪的包裹，脂滴膜最可能由单层磷脂分子构成（头部朝外接触细胞质基质，尾部朝内接触脂肪）。苏丹Ⅲ染液是脂肪鉴定的常用试剂，可使脂肪颗粒呈现橘黄色。对比图2中WAT和BAT细胞：BAT细胞线粒体数量更多，而线粒体是有氧呼吸的主要场所（产热核心），数量增加可提高产热效率；WAT的巨大脂肪滴在BAT中分散为多个小脂肪滴，小脂肪滴更易被氧化分解，释放能量（产热）。 （4）图3中，正常情况下H⁺顺浓度梯度通过ATP合酶时，驱动ADP合成ATP；而UCP可直接介导H⁺跨膜运输，降低膜两侧的H⁺浓度差，导致ATP合酶无法有效合成ATP。此时，能量更多以热能形式释放，因此UCP通过抑制ATP合成促进产热。 11．（24-25高二下·江苏南通·期末）光呼吸是植物绿色组织在强光、高温等环境下利用光能，消耗O2并分解有机物释放CO2的过程。研究发现，光呼吸可消耗过剩的ATP和NADPH从而使光合结构免受损伤，但同时会损耗25%~30%的光合产物。我国科研团队利用基因工程技术将GLO、OXO、KatE三种酶基因导入马铃薯叶绿体并表达，成功构建了一条新的光呼吸代谢支路(GOC支路)，如下图。其中A~C代表相关物质。请回答下列问题。 注：C5：1.5-二磷酸核酮糖 CLO：水稻乙醇酸氧化酶 OXO：水稻草酸氧化酶 KatE：大肠杆菌过氧化氢酶 (1)物质A和B分别是__________、___________。物质C参与卡尔文循环的__________（过程）。 (2)参与光呼吸的结构有叶绿体、__________。光呼吸产生的_________（物质）一部分释放到空气中导致氮损失。 (3)构建GOC支路时，导入KatE基因的意义是______________________。 (4)研究人员用野生型马铃薯(WT)及转基因马铃薯（甲）进行了相关实验，结果如下表。甲组甘氨酸和丝氨酸含量低的原因是_______________________，CO2固定速率高的原因是______________________________________。 组别 CO₂固定速率/μmolCO₂•m⁻²•s⁻¹ 甘氨酸含量/μg•g⁻¹ 丝氨酸含量/μg•g⁻¹ WT 38.87 35.10 65.10 甲 45.88 10.59 48.58 (5)为进一步提高转基因马铃薯的产量，以下设想可行的有_______。 ①阻止光呼吸的进行                  ②改造R酶，提高其对CO₂的亲和力 ③上调PLGG1转运蛋白的表达量       ④适当提高GLO和OXO酶的表达水平 【答案】(1) C3 ADP C3的还原 (2) 过氧化物酶体和线粒体 NH3 (3)减少H2O2对叶绿体的损害 (4) GOC支路消耗了乙醇酸 GOC支路在叶绿体中产生了CO2 (5)②④ 【详解】（1）在光合作用的光反应中，水分解产生氧气和H+、电子，H+和NADP+结合生成NADPH，ADP和Pi在光能驱动下生成ATP，暗反应中，C5和CO2结合完成CO2的固定，生成C3，再在NADPH和ATP的作用下，完成C3的还原，所以物质A是C3，物质B是ADP。物质C是ATP，参与卡尔文循环的C3的还原过程。 （2）从图中可以看出，参与光呼吸的结构有过氧化物酶体和线粒体。光呼吸过程中，甘氨酸在线粒体中反应会产生CO2和NH3，NH3一部分释放到空气中导致氮损失。 （3）从图中可知，在GOC支路中，乙醇酸氧化生成草酸的过程中会产生H2O2，H2O2对细胞有毒害作用，而KatE酶基因导入马铃薯叶绿体并表达，可以将过氧化氢催化分解为H2O2和O2，减少H2O2对叶绿体的损害。 （4）对于甲组甘氨酸和丝氨酸含量低的原因：在转基因马铃薯（甲）中，构建了GOC支路，GOC支路消耗了乙醇酸，不再像野生型那样大量用于合成甘氨酸和丝氨酸，所以甲组甘氨酸和丝氨酸含量低。CO2固定速率高的原因：光合作用的暗反应需要CO2作为原料，而转基因马铃薯构建GOC支路后，在叶绿体中产生了CO2，提高了CO2的含量，所以CO2固定速率高。 （5）①光呼吸可消耗过剩的ATP和NADPH从而使光合结构免受损伤，阻止光呼吸的进行可能会对光合结构造成损害，不利于植物生长，该设想不可行，①错误； ②改造R酶，提高其对CO2的亲和力，可以促进CO2的固定，进而提高光合效率，提高转基因马铃薯的产量，该设想可行，②正确； ③上调PLGG1转运蛋白的表达量，可以促进乙醇酸的转运，降低了叶绿体中乙醇酸的含量，从而使的通过GOC支路产生的CO2减少，降低的光合效率，会使转基因马铃薯的产量降低，该设想不可行，③错误； ④适当提高GLO和OXO酶的表达水平，可促进GOC支路的进行，增加CO2的产生，为卡尔文循环提供更多原料，提高产量，该设想可行，④正确。 故选②④。 地 城 考点03 代谢实验与综合应用 一、非选择题 1．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）草莓被喻为水果皇后，高温会导致草莓细胞代谢紊乱，从而抑制其生长发育。科研人员研究了褪黑素在高温胁迫下对草莓幼苗光合作用的影响。 (1)高温胁迫下光合速率下降原因有多种。高温导致草莓叶片气孔部分关闭，限制了________的吸收，从而引起暗反应下降。高温会破坏细胞的生物膜系统，造成________膜损伤，从而影响光能转化为________中活跃的化学能。而褪黑素可以调节植物体内抗氧化酶活性，减少自由基对生物膜中________分子的攻击和破坏。 (2)为探究褪黑素在高温胁迫下对草莓幼苗光合作用的影响，研究人员进行如下实验，请完成下表： 实验目的 简要操作过程 ①________ 褪黑素微溶于水，需先溶于70%乙醇，配制高浓度母液，再用水稀释呈100、200、300、400、500μmol/L 分组 将②________的草莓幼苗均分为6组放在高温下培养 设置褪黑素为单一变量的实验组和对照组 其中5组分别用50L的100、200、300、400、500μmol/L的褪黑素溶液进行灌根，再设置1组作为对照（CK组），CK组的处理为③________。 ④________。 每个处理浓度设置三次实验，每组处理30株草莓幼苗 测定并记录相关生理指标 每组分别测定30株草莓幼苗的气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率，记录并计算平均值 (3)下图是利用上述实验结果绘制的柱形图，据图分析： 与CK组相比，不同浓度的褪黑素均可以有效提高气孔导度，主要意义是________；若要缓解高温胁迫对草莓幼苗生长发育的影响，褪黑素处理的最适宜浓度是________μmol/L，判断依据是：________ 【答案】(1) CO2 类囊体（薄）膜 ATP和NADPH 磷脂和蛋白质 (2) 配制不同浓度的褪黑素溶液 生长状况（生理状态、长势）相同（一致） 用50L（等量的）清水进行（灌根）处理 重复实验（减少实验误差） (3) 增强蒸腾作用以降低叶片温度 300 在该浓度下，气孔导度、胞间CO₂浓度相对适宜，草莓幼苗的净光合速率最高 【详解】（1）由于气孔关闭直接影响CO2进入叶片，暗反应依赖CO2固定，高温导致草莓叶片气孔部分关闭，限制了二氧化碳的吸收，从而引起暗反应下降。光合作用光反应阶段的场所为类囊体薄膜，高温会破坏细胞的生物膜系统，造成（叶绿体的）类囊体（薄）膜损伤，从而影响光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。生物膜的主要成分为蛋白质和磷脂，细胞中的自由基可攻击细胞中的磷脂，蛋白质和DNA，由此推测褪黑素可以调节植物体内抗氧化酶活性，减少自由基对生物膜中蛋白质和磷脂分子的攻击。 （2）探究褪黑素在高温胁迫下对草莓幼苗光合作用的影响的实验中，实验的自变量为褪黑素的浓度，实验要遵循单一变量、等量、对照和重复实验原则，故首先要配制不同浓度的褪黑素溶液，即将褪黑素微溶于水，需先溶于70%乙醇，配制高浓度母液，再用水稀释呈100、200、300、400、500μmol/L；由于实验探究的是高温胁迫下褪黑素发挥作用，因此需要将生长状况（生理状态、长势）相同（一致）的草莓幼苗均分为6组放在高温下培养，然后再用不同浓度的褪黑素溶液进行灌根培养，本实验的自变量为褪黑素的浓度，实验要遵对照原则，所以再设置1组作为对照（CK组），CK组的处理为用50L（等量的）清水进行灌根培养，为保证实验的准确性，减少实验的误差，需要进行重复实验，即每个处理浓度设置三次实验，每组处理30株草莓幼苗；最后每组分别测定30株草莓幼苗的气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率，记录并计算平均值。 （3）由柱形图数据可知，与CK组相比，不同浓度的褪黑素均可以有效提高气孔导度，其意义在于可以增大蒸腾速率，降低叶片的温度。褪黑素浓度为300μmol/L时，胞间CO2浓度、气孔导度相对适宜，能为光合作用提供较好的条件，草莓幼苗的净光合速率较高，故若要缓解高温胁迫对草莓幼苗生长发育的影响，褪黑素处理的最适宜浓度是300μmol/L。 2．（24-25高二上·江苏南通·期末）铝是地壳中含量最丰富的金属元素，酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来，抑制根的生长发育。研究发现铝胁迫抑制植物根的生长与生长素的运输密切相关，相关机制见图1.植物体中的生长素有两种存在形式，即IAAH（具有较强的亲脂性）和IAA-，图中AUX和PIN是运输生长素的两种载体，其中AUX为IAA-/H+共运输载体。请回答下列问题： (1)生长素在根尖分生区合成后通过极性运输，向形态学_____端转移。图中生长素进入细胞的方式为_____。 (2)据图分析，细胞中pH_____（填“高于”或“低于”或“等于”）细胞外。细胞膜上的质子泵主动运输将H+运出细胞，意义是_____。 (3)据图分析三价铝离子进入细胞会促进_____的合成，进而引起_____，生长素在根部积累，最终导致植物根的生长受到抑制。 (4)科研人员研究了在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NAA、NPA（生长素运输抑制剂）、yucasin（生长素合成抑制剂，在一定程度上抑制生长素的合成）对番茄根生长的影响，请预测C、D、E组的实验结果，在答题纸上相应位置绘制柱形图。 (5)科学家利用特殊染色技术对植物体内的铝离子进行染色来检测铝离子在根部的积累情况，结果如图2所示。已知颜色越深根细胞中铝离子的含量越高，下列叙述正确的有_____。 A．对照组根部细胞中没有铝离子 B．外源生长素可以减少铝离子在根尖的积累 C．生长素运输抑制剂增加铝离子在根尖的积累 D．外源生长素合成抑制剂可以减少铝离子在根尖的积累 【答案】(1) 下 主动运输、自由扩散 (2) 高于 维持膜内外H+的浓度差，为生长素的运输提供电化学势能 (3) 乙烯 生长素运输受阻 (4) (5)CD 【详解】（1）生长素在根尖分生区合成后通过极性运输，由形态学上端向形态学下端运输。由图可知，H+出细胞需要消耗能量，是主动运输，说明膜外的H+浓度高于膜内，IAA-借助AUX载体，利用H+顺浓度梯度运输产生的势能进入细胞，IAAH具有较强的亲脂性，可直接通过自由扩散的方式进入细胞，因此生长素进入细胞的方式是主动运输和自由扩散。 （2）由图可知，H+出细胞需要消耗能量，是主动运输，说明膜外的H+浓度高于膜内，因此细胞中pH高于细胞外。细胞膜上的质子泵主动运输将H+运出细胞，意义是维持膜内外H+的浓度差，为生长素的运输提供电化学势能。 （3）据图分析三价铝离子进入细胞会促进乙烯的合成，乙烯可以抑制细胞核中AUX基因和PIN基因的表达，AUX和PIN的合成减少，进而引起生长素运输受阻，生长素在根部积累，最终导致植物根的生长受到抑制。 （4）由第（3）问可知，三价铝离子通过抑制生长素的运输使根的生长受到抑制。在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NAA，会在根部积累更多的生长素，抑制现象明显，在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NPA，使生长素不能运输，加重了铝离子会根生长的抑制作用，在一定浓度的AlCl3胁迫下外施yucasin，根合成生长素减少，铝胁迫诱导的根生长抑制现象得以明显缓解，C、D、E组的实验结果如下图：。 （5）A、对照组虽未人工施加外源铝离子，但是植物可能从外界环境中摄取铝离子，A错误； B、由B、C两组的颜色可知，外源生长素不能减少铝离子在根尖的积累，B错误； C、由B、D两组的颜色可知，生长素运输抑制剂增加铝离子在根尖的积累，C正确； D、由B、E两组的颜色可知，外源生长素合成抑制剂可以减少铝离子在根尖的积累，D正确。 故选CD。 3．（24-25高二下·江苏徐州·期末）在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+、K+的比例异常，使细胞内的某些酶失活。下图是盐地碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫的示意图（HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白）。请回答下列问题： (1)碱蓬根细胞膜的功能特性为______，根细胞吸收水的方式有______。 (2)图示各部位中H+浓度的差异主要由位于______上的H+-ATP泵转运H+来维持的，转运过程中H+-ATP泵会发生______，导致其空间结构发生变化。 (3)据上图中Na+转运过程分析，碱蓬对盐胁迫有一定耐受性的原因______。 (4)盐地碱蓬的根细胞还会借助吸收的Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能来抵抗盐胁迫。由此推测，细胞质基质中的Ca2+对转运蛋白______、______的作用依次为抑制、激活，使细胞内的Na+、K+比例恢复正常。 (5)为探究Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用，科研小组进行如下实验： 实验目的 简要操作步骤 实验材料和药品准备 盐地碱蓬幼苗、Ca2+转运蛋白抑制剂溶液、一定浓度的NaCl、KCl混合高盐培养液等。 盐胁迫处理碱蓬幼苗 取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组，分别放在①______的一定浓度的NaCl、KCl混合高盐培养液中培养。 实验组和对照组处理 甲组加入②______，乙组加入2mL Ca2+转运蛋白抑制剂溶液。 ③______ 一段时间后测定高盐培养液中Na+、K+浓度。 预测实验结果及结论 若与甲组比较，乙组④______，说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。 【答案】(1) 选择透过性 自由扩散（或简单扩散）和协助扩散（或易化扩散） (2) 细胞质膜（或细胞膜或质膜）和液泡膜 磷酸化 (3)碱蓬能将Na+运出细胞，还可将 Na+运入液泡（，降低细胞质基质中 Na+浓度） (4) HKT1 AKT1（、SOS1、NHX） (5) 等量 2mL 蒸馏水 测定实验结果 （培养液中）Na+浓度较低，K+浓度较高 【详解】（1）碱蓬根细胞膜的功能特性为选择透过性，根细胞吸收水的方式有自由扩散和协助扩散，且以协助扩散为主。 （2）由图可知，各部位中H+浓度的差异主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵转运H+来维持的，转运过程中H+-ATP泵会发生磷酸化，导致其空间结构发生变化。 （3）由图可知，细胞膜外和液泡内的pH都为5.5，细胞质基质中的pH为7.5，说明细胞质基质的H+浓度低于细胞外和液泡内。在盐胁迫下大量的Na+通过HKT1进入植物根部细胞，一方面利用H+顺浓度梯度产生的势能，Na+可通过SOS1排出细胞，另一方面，利用H+顺浓度梯度产生的势能，Na+可通过NHX进入液泡。因此，碱蓬对盐胁迫有一定耐受性的原因是：碱蓬能将Na+运出细胞，还可将 Na+运入液泡，从而降低细胞质基质中 Na+浓度。 （4）在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常。HKT1能协助Na+进入细胞质基质，SOS1能协助Na+排出细胞，NHX协助Na+进入液泡，AKT1能协助K+进入细胞，要使细胞内的Na+、K+比例恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+需抑制HKT1，激活 AKT1、SOS1、NHX。 （5）该实验为探究Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用，自变量是Ca2+转运蛋白抑制剂的有无，因变量是高盐培养液中Na+、K+浓度，而对实验结果有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此结合实验设计应遵循的对照原则分析实验步骤：①盐胁迫处理碱蓬幼苗：取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组，分别在等量的一定浓度的NaCl、KCl混合高盐培养液中培养；②实验组和对照组处理：乙组加入2mLCa2+转运蛋白抑制剂溶液，甲组应加入2mL蒸馏水。③测定实验结果：一段时间后测定高盐培养液中Na+、K+浓度。④预测实验结果及结论：若与甲组相比，乙组培养液中Na+浓度较低，K+浓度较高，说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。 4．（24-25高二下·江苏·期末）研究发现ATP与NADPH比例失调会导致光合速率降低。科研人员通过向某植物叶肉细胞中导入外源基因构建出一条异丙醇合成途径，来探究ATP与NADPH比例变化与光合速率的关系，下图为细胞中相关的代谢路径，其中A、B为物质，请回答下列问题。 (1)PSⅡ和PSⅠ均可吸收、传递和转化光能，推测其组成成分为蛋白质和______。M表示的生物膜是______。电子在M膜上的传递过程可实现H+的逆浓度跨膜运输、H2O的光解以及______过程，均可增大M膜两侧的质子浓度差，为ATP合成提供能量。图中CF0-CF1为一种ATP合酶，具有的作用有______。 (2)物质A为______，过程①的发生场所为______，该过程的发生离不开光反应为其提供的______。 (3)若将外源基因导入植物的叶肉细胞，通常可采用______法。下表为导入不同的外源基因后测定的植物光合速率及相关指标。据表分析，构建的异丙醇合成途径可提高光合速率，判断依据是______。科研人员认为NADPH的消耗发生在______酶催化的反应过程中，为验证该结论，需要另设置一组实验为______，预期实验结果是______。 组别 导入基因 NADPH含量/μmol ATP含量/μmol CO2固定速率/（mg·g-1细胞干重·h-1） 一 无 193.5 39.28 86 二 甲酶和乙酶 190.83 35.23 85 三 甲酶、乙酶和丙酶 112.83 62.53 119 【答案】(1) 光合色素（或叶绿素） 类囊体薄膜 NADP+生成NADPH 催化ATP合成和运输H+ (2) C5 叶绿体基质 ATP和NADPH (3) 农杆菌转化 组别三的CO2固定速率显著高于组别一 丙 只导入丙酶基因，在培养基中添加丙酮进行培养 与组别三结果相近 【详解】（1）能吸收、传递和转化光能的光合色素（或叶绿素），与蛋白质一起构成PSⅡ和PSⅠ，所以其组成成分除蛋白质外还有光合色素（或叶绿素）。M表示的是类囊体薄膜，是光反应的场所。电子在M膜上的传递过程可实现H+的逆浓度跨膜运输、H2O的光解以及NADP+生成NADPH的合成过程，均可增大M膜两侧的质子浓度差，为ATP合成提供能量。CF0-CF1为一种ATP合酶，具有催化ATP合成和运输H+的作用。 （2）图中循环为卡尔文循环，物质A为C5，与CO2结合生成B（C3），过程①为暗反应中C3的还原，发生场所为叶绿体基质，该过程的发生离不开光反应为其提供的ATP和NADPH。 （3）若将外源基因导入植物的叶肉细胞，通常可采用农杆菌转化法。从表中分析，导入甲酶、乙酶和丙酶（组别三）后，CO2固定速率从86mg·g-1细胞干重·h-1提升到119mg·g-1细胞干重·h-1，组别三的CO2固定速率显著高于组别一，可判断构建的异丙醇合成途径可提高光合速率。由组别二和组别三对比可知，NADPH的消耗发生在丙酶催化的反应过程中，为验证该结论，需要另设置一组实验，结合异丙醇合成途径及实验表格，设置一组实验：只导入含丙酶的基因，在培养基中添加丙酮进行培养，如果该结论正确，实验结果为NADPH含量与组别三结果相近。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 细胞的代谢 答案版 地 城 考点01 酶、ATP 与物质跨膜运输 一、单选题 1．A 2．D 3．D 4．B 5．D 6．A 7．D 8．C 9．B 二、多选题 10．BCD 11．ACD 12．BD 地 城 考点02 光合作用与细胞呼吸 一、单选题 1．C 2．B 3．D 二、多选题 4．CD 5．ACD 三、非选择题 6．(1) 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） NADPH、ATP和酶 (2) 叶绿体基质 NADPH的合成消耗H+ 水裂解产生H+ 运输H+、催化ATP的合成 (3) 20 净光合速率最大、气孔导度最大、叶绿素含量较高 光合作用利用（固定）的CO2较少 7．(1) C3的还原 线粒体 (2) 光合作用合成的物质主要是还原糖且被用于植物呼吸作用等其它生命活动 还原糖被大量合成淀粉 (3) 增多，T2组增加更多 植物在弱光环境下需要更多的叶绿素来吸收和转化光能 遮光程度越高，Pn值越低 ATP和NADPH等的产量 下降 弱光使暗反应速率下降，有机物累积不足 8．(1) ADP、Pi和NADP+ 细胞质基质 线粒体 (2) 减少 TP运出叶绿体受阻，导致叶绿体外用于合成蔗糖的TP减少 (3) C4 将CO2固定为C4化合物，为维管束鞘细胞提供CO2 利用叶肉细胞提供的CO2进行卡尔文循环合成有机物 (4) C4植物 高温干旱地区植物气孔关闭，CO2供应不足，而C4植物叶肉细胞中的PEP羧化酶与CO2的亲和力高，能利用较低浓度的CO2进行光合作用 9．(1) 专一性 降低化学反应的活化能 (2) 高温使酶的空间结构遭到破坏 在一定浓度范围内，三种水解产物都对NAGase的催化活力有抑制作用；随着水解产物浓度的增加，抑制作用增大；在相同浓度下，抑制作用葡萄糖大于半乳糖大于蔗糖 (3) 几丁质浓度和是否添加果糖 不添加 (4)防治害虫，作为生物杀虫剂，提高农作物的产量 10．(1) 线粒体基质 甘油 (2) 高脂饮食+1.0%EGCG HFD组小鼠饲料摄入量和能量同化量均高于NCD组 促进有机物的分解（或促进脂肪的消耗或促进细胞呼吸） (3) 单（或一） 橘黄 线粒体数量增多，产热增加；巨大脂肪滴变为许多小脂肪滴，易于氧化分解产热增加 (4)抑制 11．(1) C3 ADP C3的还原 (2) 过氧化物酶体和线粒体 NH3 (3)减少H2O2对叶绿体的损害 (4) GOC支路消耗了乙醇酸 GOC支路在叶绿体中产生了CO2 (5)②④ 地 城 考点03 代谢实验与综合应用 一、非选择题 1．(1) CO2 类囊体（薄）膜 ATP和NADPH 磷脂和蛋白质 (2) 配制不同浓度的褪黑素溶液 生长状况（生理状态、长势）相同（一致） 用50L（等量的）清水进行（灌根）处理 重复实验（减少实验误差） (3) 增强蒸腾作用以降低叶片温度 300 在该浓度下，气孔导度、胞间CO₂浓度相对适宜，草莓幼苗的净光合速率最高 2．(1) 下 主动运输、自由扩散 (2) 高于 维持膜内外H+的浓度差，为生长素的运输提供电化学势能 (3) 乙烯 生长素运输受阻 (4) (5)CD 3．(1) 选择透过性 自由扩散（或简单扩散）和协助扩散（或易化扩散） (2) 细胞质膜（或细胞膜或质膜）和液泡膜 磷酸化 (3)碱蓬能将Na+运出细胞，还可将 Na+运入液泡（，降低细胞质基质中 Na+浓度） (4) HKT1 AKT1（、SOS1、NHX） (5) 等量 2mL 蒸馏水 测定实验结果 （培养液中）Na+浓度较低，K+浓度较高 4．(1) 光合色素（或叶绿素） 类囊体薄膜 NADP+生成NADPH 催化ATP合成和运输H+ (2) C5 叶绿体基质 ATP和NADPH (3) 农杆菌转化 组别三的CO2固定速率显著高于组别一 丙 只导入丙酶基因，在培养基中添加丙酮进行培养 与组别三结果相近 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 细胞的代谢 3大高频考点概览 考点01 酶、ATP 与物质跨膜运输 考点02 光合作用与细胞呼吸 考点03 代谢实验与综合应用 地 城 考点01 酶、ATP 与物质跨膜运输 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）下列关于生物学实验操作或现象的描述，正确的是（    ） A．“探究H2O2在不同条件下的分解”实验中，控制自变量用了加法原理 B．选用菠菜叶肉细胞做有丝分裂装片，可以观察其染色体的变化 C．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞没有颜色，不能用于质壁分离实验 D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，可获得单菌落 2．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）木霉菌中存在的双功能酶CCBE能催化纤维素和壳多糖的分解。某兴趣小组探究了不同pH对CCBE酶活力的影响，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．本实验可以用CCBE分别与纤维素和壳多糖混合后再调pH B．CCBE能催化纤维素和壳多糖的分解，不具有专一性 C．利用CCBE分解秸秆中纤维素时，pH应该设置在5.0-5.7 D．CCBE催化分解纤维素和壳多糖时，其结合部位可能不同 3．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）如图是偶联转运蛋白和光驱动泵蛋白运输示意图（多存在于细菌细胞膜），下列相关叙述正确的是（    ） 注：“▲”“■”“○”“□”“△”代表不同物质，膜两侧物质数量越多代表物质浓度越大。 A．偶联转运蛋白利用ATP供能，同时运输两种分子或离子 B．光驱动泵蛋白在运输物质过程中，空间结构不会改变 C．细菌的光驱动泵蛋白的合成，需要核糖体、内质网等结构参与 D．偶联转运蛋白和光驱动泵蛋白都可以逆浓度梯度运输物质 4．（24-25高二下·江苏南京·期末）碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠-钾泵可维持细胞内外的Na⁺浓度梯度，钠-碘同向转运体借助 Na+的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是（    ） A．长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少 B．如果钠-钾泵结构或功能异常则会影响碘的转运 C．抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加 D．使用促甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加 5．（24-25高二下·江苏扬州·期末）下图是ATP的结构示意图，①②③表示组成ATP的物质或基团，④⑤表示化学键。下列叙述正确的是（    ） A．①代表腺苷，ATP脱去③成为腺嘌呤核糖核苷酸 B．心肌细胞中含有大量ATP以满足供能所需 C．化学键⑤的形成过程一般与吸能反应相关联 D．ATP与ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性 6．（24-25高二下·江苏扬州·期末）下列关于生物学实验的说法，正确的是（    ） A．不能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B．斐林试剂甲液和乙液混合后保存在棕色试剂瓶中备用 C．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中无氧呼吸组属于对照组 D．质壁分离过程中，细胞壁与细胞膜之间的溶液浓度高于外界溶液 7．（24-25高二下·江苏无锡·期末）三磷酸胞苷（CTP）参与磷脂和核酸的合成，CTPS是合成CTP的关键酶，CTPS含量升高时会聚合成一种丝状结构——“细胞蛇”。相关叙述正确的是（    ） A．CTP中的C代表胞嘧啶 B．细胞蛇属于细胞的生物膜系统 C．细胞蛇的形成与核苷酸代谢无关 D．CTPS能够降低化学反应的活化能 8．（24-25高二下·江苏南京·期末）线粒体内膜上的质子泵可将H+逆浓度梯度泵到膜间隙，大部分H+通过结构①回流至线粒体基质，驱动ATP合成。下列叙述错误的是（　　） A．结构①同时具有运输H+和催化ATP合成的功能 B．结构①运输H+时不消耗化学反应释放的能量 C．线粒体内膜内侧的丙酮酸和H+含量显著高于外侧 D．线粒体内膜内侧还存在核糖体、DNA、RNA等物质 9．（24-25高二下·江苏·期末）胃壁细胞分泌的胃酸（主要是HCl）对于食物的消化具有重要作用，但胃酸过多会引起胃部不适，临床上常使用拉唑类药物进行治疗。下图为胃壁细胞分泌盐酸及拉唑类药物作用示意图，下列叙述错误的是（　　） A．HCl可催化淀粉、脂肪和蛋白质的水解，但效率较低 B．K+进出胃壁细胞的方式不同，但均需载体蛋白的运输 C．拉唑类药物抑制H+-K+ATP酶的活性，进而抑制的H+分泌 D．过度使用拉唑类药物会导致胃壁细胞受损，消化能力降低 二、多选题 10．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）底物水平磷酸化是指含有高能键的底物，在酶的催化下，直接将ADP磷酸化为ATP的反应（如图所示）。糖酵解和三羧酸循环过程中可发生底物水平磷酸化。相关叙述正确的是（    ） A．图中酶是通过提供该反应所需活化能而发挥催化作用 B．细胞质基质和线粒体基质中可发生底物水平磷酸化 C．酵母菌和乳酸菌细胞中都能发生底物水平磷酸化 D．ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白并为主动运输供能 11．（24-25高二下·江苏扬州·期末）肾小管上皮细胞通过基底外侧膜上的Na+/K+-ATP酶建立细胞内低Na+电化学势梯度，顶膜上的Na+/K+/Cl-共转运子借助Na+电化学势梯度同时重吸收Na+、K+和Cl-，过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．Na+/K+/Cl-共转运子转运Na+、K+和Cl-的方式相同 B．Na+/K+-ATP酶跨膜转运离子时，伴随着该酶的磷酸化 C．Na+/K+-ATP酶、Na+/K+/Cl-共转运子转运K+的方式不同 D．肾小管上皮细胞中有很多线粒体，有利于为水的重吸收提供能量 12．（24-25高二下·江苏无锡·期末）藜麦是一种耐盐植物，具有非常强的抗逆性和较高的营养品质。参与藜麦Na+和K+平衡的关键转运载体和通道如图所示。下列叙述正确的有（    ） A．KOR运输K+出表皮细胞的过程中会发生磷酸化和去磷酸化 B．SOS1和NSCC的结构不同，转运Na+的方式也不同 C．H+通过被动运输运出细胞，维持了细胞膜两侧H+的浓度差 D．Na+以主动运输的方式进入液泡，使根细胞的吸水能力加强 地 城 考点02 光合作用与细胞呼吸 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）下列有关教材实验方法或实验目的描述，正确的是（    ） A．用放射性同位素标记法证明了光合作用产生的氧气中的氧来自水 B．利用纸层析法提取和分离绿叶中的色素，可初步判断叶绿体中色素的种类 C．“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验中运用了相互对照的方法 D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验表明细胞膜的磷脂分子是可以运动的 2．（24-25高二下·江苏扬州·期末）某科研小组在不同环境条件下，针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后，所得结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） A．该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率 B．在10klx、10℃时，该植物5小时O2的产生量为22.5mg C．20℃条件，10klx光照10小时，一昼夜该植物O2的释放量为26mg D．光照强度为5klx时，该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体 3．（24-25高二下·江苏扬州·期末）某兴趣小组探究乌桕树的叶色在秋季呈现“绿-黄-红”的变化原因，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）测定了叶肉细胞中色素含量的变化，发现光合色素含量逐渐减少，花青素含量逐渐增多。下列叙述错误的是（    ） A．叶肉细胞中色素相对含量不同会使叶片呈现不同颜色 B．提取色素时可以用无水乙醇作为光合色素的溶剂 C．色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快 D．乌桕叶肉细胞提取的各种色素均能吸收、传递、转化光能 二、多选题 4．（24-25高二下·江苏南通·期末）乳酸循环是剧烈运动时骨骼肌细胞产生的乳酸经血液循环运输至肝脏，并再生出葡萄糖，被骨骼肌细胞重新利用的过程。相关叙述正确的是 （　　） A．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B．细胞质基质产生的乳酸进入血液，定向运输至肝脏 C．乳酸循环能避免乳酸堆积引发的酸中毒 D．乳酸循环有助于剧烈运动后血糖水平的恢复 5．（24-25高二下·江苏扬州·期末）许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释正确的是（    ） A．“稀三箩，密三箩，不稀不密收九箩”，合理密植有利于作物增产 B．“处暑里的雨，谷仓里的米”，补充水分可促进光合午休而增产 C．“两垄高粱一垄豆，高矮作物双丰收”，使作物相间成行充分利用光能 D．“霜前霜，米如糠；霜后霜，谷满仓”，霜降后降温减弱种子呼吸消耗而增产 三、非选择题 6．（24-25高二下·江苏扬州·期末）铁皮石斛是一种珍贵药材，自然环境中多生长在林荫下或岩石缝隙中，回答下列问题： (1)铁皮石斛叶绿体中含量较多的一类色素是_______。暗反应过程中CO2被固定生成C3，C3在_______的作用下生成糖类等有机物。 (2)图1是光反应中的电子传递过程示意图，图中M侧是_______（填结构名称）。在光的激发下水裂解产生电子，图中虚线表示电子的传递过程。在电子传递过程中，_______、_______和PQ转运H+导致膜两侧产生H+浓度差，驱动ATP的合成。图中ATP合酶的功能有_______。 (3)为探究光照强度对铁皮石斛生长的影响，科研人员以成年盆栽植株为材料，通过黑色尼龙网遮阴设置不同的透光率（10%、20%、50%和100%的自然光照），处理4个月后测定相关指标，结果如图2所示。 ①据图分析，_______%自然光照最有利于铁皮石斛的生长，原因是_______。 ②与20%自然光照相比，10%自然光照下气孔导度较小而胞间CO2浓度较高的原因可能是_______。 7．（24-25高二下·江苏无锡·期末）山药的地下块茎是药食同源食物，含有丰富的糖类、蛋白质等成分，具有补脾养胃、补肺益肾等功效。下图1为山药叶肉细胞内光合作用和呼吸作用的部分生理过程；图2为山药块茎发育过程中的还原糖和淀粉积累的变化，请回答下列问题。 (1)图1中过程③称为______，过程④进行的场所是______。 (2)根据图2，6月份山药块茎中还原糖含量很高而淀粉含量很低的原因是______，11月淀粉含量大幅增加而还原糖几乎消失的原因是______。 (3)为探究不同光照强度下山药叶片形态结构、光合特性与块茎淀粉积累等相关指标变化情况，设置全光照（CK）及2种不同透光率T1（遮光30%45%）、T2 （遮光60%75%）的生长环境进行研究，其部分指标如下图所示，请据图分析回答：（图中的S1-S5表示分别代表遮光后30、45、60、75、90天，图2的Pn表示植物积累的有机物量） ①根据图3，T1和T2组叶绿素含量变化的总体趋势是______，其主要原因______。 ②图4显示，Pn值与遮光条件的关系是______，从光反应过程分析，最可能的影响到是______。据此推测与CK组相比，T1和T2组不同遮光条件下块茎的有机物含量______，理由是______。 8．（24-25高二下·江苏南京·期末）大豆叶片中的光合产物有淀粉与蔗糖。淀粉是一种暂贮存形式，蔗糖是从叶片向各器官移动的主要形式。磷酸丙糖（TP）是两种碳水化合物合成的共同原料，磷酸转运器（TPT）能将暗反应产生的TP不断运到叶绿体外合成蔗糖，同时将释放的Pi（无机磷酸）运回叶绿体基质。转化和运输过程如图1所示，甲、乙、丙、丁代表物质。回答下列问题： (1)图1中乙代表的物质为__________。大豆叶片细胞中蔗糖的合成场所是__________。CO2可能来自于__________（填细胞器名称）。 (2)研究发现用抑制剂作用于大豆的TPT，短时间蔗糖合成量__________，原因是__________。 (3)农业生产中常常将大豆和玉米套作，大豆叶肉细胞固定CO2生成的最初产物是一种C3化合物，这种固定CO2的途径称为C3途径。玉米是一种C4植物，叶肉细胞的叶绿体有基粒，其中含有的PEP羧化酶与CO2的亲和力是C3途径中同类酶的60倍，维管束鞘细胞的叶绿体没有基粒，其光合作用过程如图2所示。 ①根据题意分析，图2的玉米叶肉细胞中CO2在PEP羧化酶作用下生成的物质A是一种__________（填“C3”或“C4”）化合物。 ②从含碳物质转化的角度考虑，玉米叶肉细胞的功能是__________，维管束鞘细胞的功能是__________。 (4)综上分析，更适合生长于高温干旱地区的植物是__________（填“C3植物”或“C4植物”），理由是__________。 9．（24-25高二下·江苏扬州·期末）几丁质（一种多糖）是昆虫外骨骼的重要成分，几丁质的降解主要依赖于N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶（NAGase）的高效催化作用，温度、水解产物对NAGase活力的影响如图1所示，回答下列问题： (1)NAGase在降解昆虫外骨骼的过程中只能与几丁质结合，体现了该酶的_______，该酶具有催化作用的实质是_______。 (2)图1-a中温度从40℃升高至60℃过程中，NAGase的活性大幅度下降，原因是_______。由图1-b可知几丁质水解后的产物葡萄糖、半乳糖、蔗糖对NAGase的催化活力的影响有_______。 (3)竞争性抑制剂与非竞争性抑制剂均可降低酶的活性，机理如图2所示。研究发现果糖能抑制NAGase的催化活力，为了探究果糖抑制该酶催化活力的机制，某研究小组取一系列浓度的几丁质溶液，每个浓度的几丁质溶液均分为a、b两组（记作a₁和b₁、a2和b2……）。 ①本实验的自变量为_______，对照组应_______（填“添加”或“不添加”）果糖。 ②若果糖抑制该酶催化活力的机制如图2中的模型甲，在图3中画出对应曲线_______。 (4)昆虫和线虫的表皮和卵壳中含有丰富的几丁质，分析NAGase在农业生产上的应用有_______。 10．（24-25高二下·江苏扬州·期末）近年来，我国倡导“科学体重管理”理念，体重管理的核心是维持能量摄入和消耗的动态平衡，若长期摄入大于消耗，多余能量会储存在脂肪中，导致体重增加。 (1)图1是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。 图中过程②发生的场所是_______，X代表的物质是_______。 (2)EGCG作为茶多酚中最主要的活性成分，具有降脂减重的作用。为探究EGCG降脂减重的机理，研究人员选取48只小鼠随机分组并采取不同方式喂养，4周时测定相关指标，结果如下表。 分组 体重增长量（g） 饲料摄入量（g/day） 能量同化量（kcal/day） 正常饮食（NCD） 2.93 2.93 11.29 A组 2.87 2.92 11.18 正常饮食+1.0%EGCG 2.88 3.16 12.05 高脂饮食（HFD） 5.55 4.81 25.14 高脂饮食+0.5%EGCG 3.75 4.87 25.42 B组 2.97 4.99 25.93 B组的喂养方式是_______，HFD组比NCD组小鼠体重增长量大的原因是_______。HFD+EGCG组的小鼠体重增长量明显低于HFD组，且效果随EGCG浓度的增加而提升，但两组小鼠摄入量并无明显差异，表明EGCG能够_______，从而减缓体重的增长。 (3)人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织（WAT）和褐色脂肪组织（BAT），二者可以相互转化。图2是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。 脂肪在脂肪细胞中由脂滴膜包裹形成大小不一的脂肪滴，推测脂滴膜最可能由_______层磷脂分子构成。用苏丹Ⅲ染液染色可在显微镜下观察到WAT细胞中被染成_______色的脂肪颗粒。据图2分析，WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因是_______。 (4)BAT细胞依靠UCP（解偶联蛋白）将储存的能量更多地用于产热，作用机制如图3，由图可知UCP通过影响膜两侧的H+浓度差来_______（填“促进”或“抑制”）ATP的合成进而影响产热。 11．（24-25高二下·江苏南通·期末）光呼吸是植物绿色组织在强光、高温等环境下利用光能，消耗O2并分解有机物释放CO2的过程。研究发现，光呼吸可消耗过剩的ATP和NADPH从而使光合结构免受损伤，但同时会损耗25%~30%的光合产物。我国科研团队利用基因工程技术将GLO、OXO、KatE三种酶基因导入马铃薯叶绿体并表达，成功构建了一条新的光呼吸代谢支路(GOC支路)，如下图。其中A~C代表相关物质。请回答下列问题。 注：C5：1.5-二磷酸核酮糖 CLO：水稻乙醇酸氧化酶 OXO：水稻草酸氧化酶 KatE：大肠杆菌过氧化氢酶 (1)物质A和B分别是__________、___________。物质C参与卡尔文循环的__________（过程）。 (2)参与光呼吸的结构有叶绿体、__________。光呼吸产生的_________（物质）一部分释放到空气中导致氮损失。 (3)构建GOC支路时，导入KatE基因的意义是______________________。 (4)研究人员用野生型马铃薯(WT)及转基因马铃薯（甲）进行了相关实验，结果如下表。甲组甘氨酸和丝氨酸含量低的原因是_______________________，CO2固定速率高的原因是______________________________________。 组别 CO₂固定速率/μmolCO₂•m⁻²•s⁻¹ 甘氨酸含量/μg•g⁻¹ 丝氨酸含量/μg•g⁻¹ WT 38.87 35.10 65.10 甲 45.88 10.59 48.58 (5)为进一步提高转基因马铃薯的产量，以下设想可行的有_______。 ①阻止光呼吸的进行                  ②改造R酶，提高其对CO₂的亲和力 ③上调PLGG1转运蛋白的表达量       ④适当提高GLO和OXO酶的表达水平 地 城 考点03 代谢实验与综合应用 一、非选择题 1．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）草莓被喻为水果皇后，高温会导致草莓细胞代谢紊乱，从而抑制其生长发育。科研人员研究了褪黑素在高温胁迫下对草莓幼苗光合作用的影响。 (1)高温胁迫下光合速率下降原因有多种。高温导致草莓叶片气孔部分关闭，限制了________的吸收，从而引起暗反应下降。高温会破坏细胞的生物膜系统，造成________膜损伤，从而影响光能转化为________中活跃的化学能。而褪黑素可以调节植物体内抗氧化酶活性，减少自由基对生物膜中________分子的攻击和破坏。 (2)为探究褪黑素在高温胁迫下对草莓幼苗光合作用的影响，研究人员进行如下实验，请完成下表： 实验目的 简要操作过程 ①________ 褪黑素微溶于水，需先溶于70%乙醇，配制高浓度母液，再用水稀释呈100、200、300、400、500μmol/L 分组 将②________的草莓幼苗均分为6组放在高温下培养 设置褪黑素为单一变量的实验组和对照组 其中5组分别用50L的100、200、300、400、500μmol/L的褪黑素溶液进行灌根，再设置1组作为对照（CK组），CK组的处理为③________。 ④________。 每个处理浓度设置三次实验，每组处理30株草莓幼苗 测定并记录相关生理指标 每组分别测定30株草莓幼苗的气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率，记录并计算平均值 (3)下图是利用上述实验结果绘制的柱形图，据图分析： 与CK组相比，不同浓度的褪黑素均可以有效提高气孔导度，主要意义是________；若要缓解高温胁迫对草莓幼苗生长发育的影响，褪黑素处理的最适宜浓度是________μmol/L，判断依据是：________ 2．（24-25高二上·江苏南通·期末）铝是地壳中含量最丰富的金属元素，酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来，抑制根的生长发育。研究发现铝胁迫抑制植物根的生长与生长素的运输密切相关，相关机制见图1.植物体中的生长素有两种存在形式，即IAAH（具有较强的亲脂性）和IAA-，图中AUX和PIN是运输生长素的两种载体，其中AUX为IAA-/H+共运输载体。请回答下列问题： (1)生长素在根尖分生区合成后通过极性运输，向形态学_____端转移。图中生长素进入细胞的方式为_____。 (2)据图分析，细胞中pH_____（填“高于”或“低于”或“等于”）细胞外。细胞膜上的质子泵主动运输将H+运出细胞，意义是_____。 (3)据图分析三价铝离子进入细胞会促进_____的合成，进而引起_____，生长素在根部积累，最终导致植物根的生长受到抑制。 (4)科研人员研究了在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NAA、NPA（生长素运输抑制剂）、yucasin（生长素合成抑制剂，在一定程度上抑制生长素的合成）对番茄根生长的影响，请预测C、D、E组的实验结果，在答题纸上相应位置绘制柱形图。 (5)科学家利用特殊染色技术对植物体内的铝离子进行染色来检测铝离子在根部的积累情况，结果如图2所示。已知颜色越深根细胞中铝离子的含量越高，下列叙述正确的有_____。 A．对照组根部细胞中没有铝离子 B．外源生长素可以减少铝离子在根尖的积累 C．生长素运输抑制剂增加铝离子在根尖的积累 D．外源生长素合成抑制剂可以减少铝离子在根尖的积累 3．（24-25高二下·江苏徐州·期末）在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+、K+的比例异常，使细胞内的某些酶失活。下图是盐地碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫的示意图（HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白）。请回答下列问题： (1)碱蓬根细胞膜的功能特性为______，根细胞吸收水的方式有______。 (2)图示各部位中H+浓度的差异主要由位于______上的H+-ATP泵转运H+来维持的，转运过程中H+-ATP泵会发生______，导致其空间结构发生变化。 (3)据上图中Na+转运过程分析，碱蓬对盐胁迫有一定耐受性的原因______。 (4)盐地碱蓬的根细胞还会借助吸收的Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能来抵抗盐胁迫。由此推测，细胞质基质中的Ca2+对转运蛋白______、______的作用依次为抑制、激活，使细胞内的Na+、K+比例恢复正常。 (5)为探究Ca2+在高盐胁迫下对盐地碱蓬吸收Na+、K+的调节作用，科研小组进行如下实验： 实验目的 简要操作步骤 实验材料和药品准备 盐地碱蓬幼苗、Ca2+转运蛋白抑制剂溶液、一定浓度的NaCl、KCl混合高盐培养液等。 盐胁迫处理碱蓬幼苗 取生长发育基本相同的盐地碱蓬幼苗分成甲、乙两组，分别放在①______的一定浓度的NaCl、KCl混合高盐培养液中培养。 实验组和对照组处理 甲组加入②______，乙组加入2mL Ca2+转运蛋白抑制剂溶液。 ③______ 一段时间后测定高盐培养液中Na+、K+浓度。 预测实验结果及结论 若与甲组比较，乙组④______，说明Ca2+在一定程度上能调节细胞中Na+、K+的比例。 4．（24-25高二下·江苏·期末）研究发现ATP与NADPH比例失调会导致光合速率降低。科研人员通过向某植物叶肉细胞中导入外源基因构建出一条异丙醇合成途径，来探究ATP与NADPH比例变化与光合速率的关系，下图为细胞中相关的代谢路径，其中A、B为物质，请回答下列问题。 (1)PSⅡ和PSⅠ均可吸收、传递和转化光能，推测其组成成分为蛋白质和______。M表示的生物膜是______。电子在M膜上的传递过程可实现H+的逆浓度跨膜运输、H2O的光解以及______过程，均可增大M膜两侧的质子浓度差，为ATP合成提供能量。图中CF0-CF1为一种ATP合酶，具有的作用有______。 (2)物质A为______，过程①的发生场所为______，该过程的发生离不开光反应为其提供的______。 (3)若将外源基因导入植物的叶肉细胞，通常可采用______法。下表为导入不同的外源基因后测定的植物光合速率及相关指标。据表分析，构建的异丙醇合成途径可提高光合速率，判断依据是______。科研人员认为NADPH的消耗发生在______酶催化的反应过程中，为验证该结论，需要另设置一组实验为______，预期实验结果是______。 组别 导入基因 NADPH含量/μmol ATP含量/μmol CO2固定速率/（mg·g-1细胞干重·h-1） 一 无 193.5 39.28 86 二 甲酶和乙酶 190.83 35.23 85 三 甲酶、乙酶和丙酶 112.83 62.53 119 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $