专题03细胞代谢（5大考点）（期末真题汇编，湖南专用）高二生物下学期

**基本信息** 聚焦细胞代谢五大核心考点，汇集湖南多所中学期末真题，以真实情境（如海水稻耐盐、减肥药DNP）和实验探究（如小液流法、水通道蛋白功能）为载体，覆盖物质运输、酶与ATP、呼吸光合等关键知识。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|28|物质跨膜方式（钠钙交换体）、酶活性（POD热稳定性）|结合结构与功能观，如载体蛋白专一性分析| |多选题|10|细胞呼吸（交替氧化酶）、光合作用（叶黄素循环）|考查科学思维，如曲线分析与实验推理| |解答题|5|海水稻耐盐机制、代谢途径判断|跨考点综合，联系生产实际（抗盐碱作物）| |实验题|6|质壁分离、CO₂浓度对光合影响|强化探究实践，如实验设计与结果预测|

专题03 细胞代谢 5大高频考点概览 考点01 细胞的物质输入和输出 考点02 物质跨膜运输的实例 考点03 酶与ATP 考点04 细胞呼吸 考点05 光合作用 一、单选题地 城 考点01 细胞的物质输入和输出 1．C 2．A 3．B 4．A 5．B 6．B 二、多选题 7．ABD 8．CD 9．CD 10．AD 三、解答题 11．【答案】(1) 协助扩散 需要蛋白质的协助 (2)渗透压 (3)能 (4) 表面识别、信息传递 通过NHX蛋白将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡或通过SOS1蛋白逆浓度梯度将Na+运到细胞膜外 (5)抗病菌/抗病 12．【答案】(1) 自由扩散 EGFP基因（绿色荧光蛋白基因）在肝脏细胞中的转录 诱导 (2) 根据已知的vtg启动子序列信息设计引物 在一种引物的5’端加上Hind Ⅲ识别序列，在另外一种引物的5’端添加BamH I的识别序列，再人工合成出来 (3)显微注射法 (4)将转基因斑马鱼置于雌激素污染环境中培养，观察个体是否表现绿色荧光 四、实验题 13．【答案】(1)组成蛋白质的氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化，肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别 (2) 增强 氧气浓度 不需要 (3)细胞质基质、线粒体（线粒体基质、线粒体内膜） (4)是 地 城 考点02 物质跨膜运输的实例 一、单选题 1．A 2．C 3．A 4．B 5．C 6．B 7．A 8．C 二、实验题 9．【答案】(1) 提高 协助扩散/易化扩散 (2)气孔关闭导致进入叶肉细胞的CO2减少，CO2固定速率下降，暗反应速率降低，光合作用合成的有机物减少 (3)发达的根系有利于植物从土壤中吸收水分，肥厚的叶片有利于储存水分、减少蒸腾散失，从而提高植物对干旱胁迫的适应能力 (4)甲组与乙组的气孔开放度基本一致，且均大于丙组的 地 城 考点03 酶与ATP 一、单选题 1．C 2．B 3．B 4．B 5．D 6．B 7．C 二、解答题 8．BC 9．AB 10．ABD 地 城 考点04 细胞呼吸 一、单选题 1．A 2．D 3．B 4．D 5．D 二、多选题 6．AB 7．AC 8．CD 9．BD 10．BC 三、解答题 11．【答案】(1) ④ ⑧ (2) 丙酮酸 NADH 细胞质基质 线粒体 (3) 脱氨基 转氨基 地 城 考点05 光合作用 一、单选题 1．A 2．D 二、多选题 3．ABD 4．AB 三、解答题 5．【答案】(1) 类囊体薄膜 蓝紫 (2) 水（H2O） NADP+ (3) A    NADPH C    ATP (4) a→c→b 玉米黄质（b） 6．【答案】(1) 是 呼吸作用强度不随光照强度变化而变化，故光照强度为7000Lx和9000Lx时的呼吸速率相等，又两个条件下的净光合速率相等，所以生产有机物的速率相等 (2) 光照强度为3000Lx时，净光合速率更大，消耗CO2的速率大于通过气孔进入叶肉细胞间的速率，所以胞间CO2浓度更小 不是 光照强度为7000Lx时气孔导度比5000Lx时小，但胞间CO2浓度却更高，说明此时限制光合速率增加的因素不是气孔导度限制CO2的供应 (3) 维管束鞘 高于 晴朗夏季中午，大豆会因气孔部分关闭，CO2吸收减少，光合速率下降，而玉米的PEP羧化酶催化CO2固定效率高，能利用低浓度CO2进行光合作用，所以玉米净光合速率高于大豆 四、实验题 7．【答案】(1)光照强度、二氧化碳浓度、空气湿度、辣椒植株大小等 (2)25℃ (3) 二氧化碳 、无机盐 减少杂草对资源的竞争，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根对矿质元素的吸收 (4) 将生长状况相似且已经结果的辣椒植株随机分成两组，对照组在适宜条件下培养，实验组摘除辣椒果实，在相同条件下培养，检测两组叶片的氧气释放速率 实验组叶片的氧气释放速率低于对照组 8．【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 光 (2)导入ROS清除酶基因的突变体在低温下表现为绿叶 (3)acf (4) 氧气 sop10通过促进nad基因的转录，进而促进nad蛋白的合成 突变体ospus1的ROS含量增加，而在ospus1sop10突变体中，SOP10基因突变后，电子传递链复合物I的合成减少，使细胞中的ROS水平降低，低温下表型正常 9．【答案】(1) 沉底（或沉入注射器底部） 冷 圆形小叶片上浮 (2)在一定范围内随碳酸氢钠溶液质量分数增大，光合作用强度不断增加；当质量分数超过一定数值后，再增大碳酸氢钠溶液质量分数，光合作用强度减弱 (3) 非气孔 在高CO2环境中，植物光合产物淀粉的积累反过来抑制暗反应，进而影响光反应，导致植物光合速率降低 10．【答案】(1) ATP和NADPH中活跃的化学能 蔗糖 韧皮部/筛管 (2)C4 (3) 促进Chlorophyllase和MgCHLI基因的表达 抑制ZmRbcS基因的表达、促进ZmPEPC基因的表达，以促进暗反应速率 11．【答案】(1) 光合色素易溶于无水乙醇（有机溶剂） 叶绿素a 盐胁迫导致叶绿素含量减少，光反应ATP和NADPH的生成量减少，暗反应减少了C3的还原，幼苗对CO2的利用减少 (2) 如图（起点在直线S下方，终点在S上）： 幼苗的光合速率等于呼吸速率，没有有机物积累 幼苗叶片的光合速率大于呼吸速率 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞代谢 5大高频考点概览 考点01 细胞的物质输入和输出 考点02 物质跨膜运输的实例 考点03 酶与ATP 考点04 细胞呼吸 考点05 光合作用 地 城 考点01 细胞的物质输入和输出 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)人体内细胞膜中存在一种“钠钙交换体”的蛋白质，可以帮助Ca2+进入细胞，加快细胞中的蛋白质合成反应。下图表示细胞膜上的部分物质跨膜运输方式。下列有关说法，错误的是（　　） A．Ca2+通过“钠钙交换体”进入细胞的方式是主动运输 B．水分子可以通过乙方式进入细胞，也可以通过通道蛋白进入细胞 C．协助扩散中除顺浓度梯度运输外，载体蛋白和通道蛋白转运物质的作用机制也是一样的 D．“钠钙交换体”可以同时运输Ca2+和Na+，但表明其仍具有特异性 2．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)胆固醇主要在肝脏中合成，在血液中以脂蛋白的形式存在，低密度脂蛋白（LDL）能将胆固醇由肝脏运输到全身组织细胞。下列有关叙述正确的是（　　） A．脂质中胆固醇与磷脂的组成元素不同 B．LDL进入组织细胞的方式是自由扩散 C．磷脂彻底水解的产物是甘油和脂肪酸 D．胆固醇是构成细胞膜的主要成分，在人体内参与血液中脂质的运输 3．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)液泡膜ATP酶（V - ATPase）和液泡膜焦磷酸酶（V - PPase）是液泡膜上两种含量丰富的蛋白质。研究表明，在逆境胁迫下，提高液泡膜上V - ATPase和V - PPase的活性，能够增加H+电化学势梯度，有利于提高植物抵御干旱、盐胁迫的能力。下列相关叙述错误的是（　　） A．V—PPase体现了蛋白质具有运输、催化功能 B．V - ATPase活性增强会使液泡的吸水能力减弱 C．图中4种转运蛋白都具有专一性 D．干旱时植物通过增加液泡中盐浓度抵抗逆境胁迫 4．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)细胞膜上的Ca2+泵通过下图所示的过程完成Ca2+的跨膜运输。细胞膜上的Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白，每催化一分子ATP水解释放的能量可转运两个Ca2+到细胞外。下列有关叙述错误的是（    ） A．Ca2+泵体现了蛋白质具有运输和调节功能 B．Ca2+泵上有Ca2+和磷酸基团的结合位点 C．转运过程中Ca2+泵磷酸化导致其空间结构发生变化 D．Ca2+通过Ca2+泵跨膜运输的方式为主动运输 5．(24-25高二下·湖南怀化·期末)母乳中含免疫球蛋白可增强婴儿的抵抗力。腺泡细胞分泌免疫球蛋白的过程不涉及（　　） A．ATP的消耗 B．转运蛋白的参与 C．细胞膜的流动性 D．特异性受体的识别 6．(24-25高二下·湖南长沙宁乡·期末)糖类代谢和运输在籽粒灌浆过程中至关重要。水稻叶肉细胞内合成的蔗糖转移至筛管-伴胞（SE-CC）过程可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体顺浓度梯度转运到SE-CC 附近的细胞外空间（包括细胞壁）；③蔗糖从细胞外空间进入 SE-CC 中 （如图所示）。下列叙述错误的是（　　）    A．胞间连丝既可作为物质运输的通道，又有信息交流的作用 B．增加 SU 载体基因的表达量会降低水稻籽粒的灌浆速率 C．H+泵既作为H+的载体，又可以催化ATP 的水解 D．使用 H+泵抑制剂会降低蔗糖从细胞外空间进入 SE-CC 中的速率 二、多选题 7．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)柽柳具有极强的耐盐碱能力，其叶和嫩枝的表皮细胞可通过泌盐、聚盐等生理过程使细胞质基质盐浓度降低，从而适应高盐环境。图为柽柳部分耐盐机制示意图，下列分析正确的是（　　） A．H+-ATP酶能降低ATP水解反应所需的活化能 B．图示5种转运蛋白均具有物质转运的选择性 C．高盐环境诱导的基因突变有利于柽柳的适应性进化 D．液泡通过积累Na+提高细胞液渗透压以缓解盐胁迫 8．(24-25高二下·湖南雅礼中学·期末)2023年3月，中国科学团队宣布发现了耐盐碱的关键基因，这对解决世界粮食问题有着重要意义。研究表明，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，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。与此同时，根细胞还会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+/K+的比例，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。下列有关分析错误的是（　　） A．由于土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度，使得盐碱地上大多数植物难以生长 B．细胞质基质中的Ca2+对HKT1的作用和AKT1的作用不同，使细胞内的蛋白质合成恢复正常 C．H+-ATP泵在转运过程中会发生自身构象的改变，该变形不消耗能量 D．图示各结构H+浓度分布的差异主要由膜上的H+-ATP泵顺浓度转运H+来维持的 9．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)如图所示为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径—交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶（AOX）的参与下完成的，该过程不发生H+跨膜运输（“泵”出质子）过程，故不能形成驱动ATP的合成的膜质子（H＋）势差。下列分析正确的是（    ） A．图中生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关，与磷脂分子无关 B．合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输 C．AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D．AOX可使有氧呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 10．(24-25高二下·湖南长沙宁乡·期末)化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）梯度差，驱动ATP 的合成。为了证明质子梯度差的产生和 NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入 NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列有关叙述正确的是（　　） A．pH电极的测量值可表示线粒体内外膜间隙氢离子浓度 B．氢离子跨过线粒体内膜不需要转运蛋白的协助 C．图2中通入O2前，线粒体基质中的氢离子浓度低于内外膜间隙中的氢离子浓度 D．图2中 300s时，溶液中的O2可能被完全消耗 三、解答题 11．(24-25高一下·湖南邵阳第二中学、邵东一中等校联考·)海水稻是耐盐碱水稻的俗称，可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究表明，渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸（可增强植物抗病能力）的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下，回答下列问题。    注：SOS1和NHX为膜上两种蛋白质 (1)水分子主要通过_________方式进入海水稻根细胞，与水的另一种运输方式相比，其具有的特点是_________。 (2)渗透胁迫下，可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量，来提高细胞的______。 (3)由图可知，SOS1和NHX均可以运输两种物质，______（填“能”或“不能”）体现转运蛋白的专一性。 (4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性，影响膜表面糖蛋白的合成，从而影响其细胞_________的功能。据图分析，海水稻根细胞解决上述问题的机制是_________。 (5)除耐盐碱性外，海水稻还具有_________的特点，因此与普通水稻相比产量更高。 12．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)为了简便直观地检测水环境中的雌激素污染，研究人员构建了一种转基因斑马鱼（幼鱼时期鱼体透明）。在这种鱼的体内，利用卵黄蛋白原基因的启动子（又称为“vtg启动子”）调控绿色荧光蛋白（EGFP）的表达。实验流程如下图所示。    (1)当水环境中含雌激素残留时，这些雌激素以_________的方式通过转基因斑马鱼肝脏细胞的细胞膜，与雌激素受体结合，进而与卵黄蛋白原基因的启动子（vtg启动子）结合，启动_________，进一步形成绿色荧光蛋白。当水环境中不含雌激素残留时，卵黄蛋白原基因的启动子不能被激活，说明vtg启动子是一种_________型启动子。 (2)研究人员通过数据库查询到了vtg启动子的序列信息，且通过实验提取到了斑马鱼基因组DNA。研究人员设计好了引物后，以斑马鱼基因组DNA为模板通过PCR技术扩增启动子。请写出扩增vtg启动子所需引物的设计方案。要求保证扩增得到的vtg启动子能够连接到质粒的正确部位，且不会反接。①_______；②______。 (3)将重组质粒导入斑马鱼胚胎的最常用方法是___________。 (4)如何从个体水平对目的基因进行检测和鉴定？________。 四、实验题 13．(24-25高二下·湖南长沙天心区长沙长郡中学·期末)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题。 (1)目前，人们已经从细菌、酵母、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白，如在拟南芥的细胞中已发现35种水通道蛋白，生物体内水通道蛋白种类繁多的直接原因是______。 (2)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸______，原因是NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力，同时增加了______，利于有氧呼吸进行。水分子通过水通道蛋白时，_______（填“需要”或“不需要”）与通道蛋白结合。 (3)据图1分析，相对于正常供氧，低氧条件下，野生型植株呼吸速率明显减弱，请问在白天正常光照条件下，野生型植株根尖成熟区细胞产生ATP的场所有：_______________。 (4)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积（图2a）；当加入F、G或H时，E也同样累积（图2b）。已知丙二酸阻遏了代谢途径E→F，请根据上述结果，推测有氧呼吸第二阶段代谢路径是否具有循环性?_______（填“是”或“否”）。 地 城 考点02 物质跨膜运输的实例 一、单选题 1．(25-26高二下·湖南岳阳第一中学·)下列有关高中生物相关实验的叙述不合理的是（　　） A．用标记重捕法调查鸟类的种群密度时，若标记个体在重捕前死亡，调查结果比实际值偏小 B．观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中，需用低倍镜对临时装片进行三次观察，形成前后自身对照 C．检测根尖分生区细胞的有丝分裂与低温诱导染色体变化的实验中，所用到的酒精浓度相同，作用不完全相同 D．用预冷的95%的酒精溶液可析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA 2．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)测定植物细胞细胞液浓度的实验——小液流法，基本过程如图所示。实验15分钟后各管植物细胞均保持活性且水分交换达到平衡状态。若A管溶液浓度不变，蓝色液滴将在B管均匀扩散；若A管溶液浓度变小，蓝色液滴浮于B管上部，反之沉入B管底部（注：亚甲基蓝结晶对溶液浓度影响极小，可忽略不计）。下列有关叙述错误的是（　　） A．本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，应设置多个实验组并在组间形成浓度梯度 B．若B管蓝色液滴均匀扩散，则可测定出该植物细胞的大致细胞液浓度 C．若B管蓝色液滴下沉，则对应的a试管中的叶肉细胞发生质壁分离 D．若B管蓝色液滴上浮，则实验结束时叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等 3．(23-24高二下·湖南张家界·期末)习近平总书记在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察调研时强调，发展抗盐碱作物对提高土地增量是很有意义的。柽柳是一种强耐盐植物，科学家研究发现，柽柳叶子和嫩枝上的盐腺细胞可将吸收到植物体内的无机盐离子排出体外。下列关于柽柳的说法，不合理的是（    ） A．柽柳根毛细胞吸收水分可能属于主动运输 B．柽柳根细胞的细胞液浓度可能高于外界溶液 C．柽柳盐腺细胞内线粒体数量可能相对较多 D．柽柳改善环境体现了生物多样性的间接价值 4．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)植物生长在高盐环境下，受到高渗透势的影响称为盐胁迫。大豆可通过H+顺浓度运输为Na+的运输提供能量，使Na+进入液泡，防止Na+破坏细胞结构和影响细胞代谢，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如图所示。下列相关说法正确的是（    ） A．Na+从细胞质基质进入液泡的运输方式属于协助扩散 B．Na+从细胞质基质进入细胞液，有利于细胞渗透吸水 C．Na+/H+逆向转运蛋白能同时转运H+和Na+，故其不具有特异性 D．若大豆根部细胞的呼吸作用受到抑制，其抗盐胁迫的能力会增强 5．(23-24高二下·湖南湘西·期末)某研究小组将1~6组质量相同的马铃薯条分别用浓度为a、b、c、d、e、f的蔗糖溶液处理，一段时间后测得的马铃薯条的质量变化如图所示。下列说法错误的是（　　） A．当蔗糖溶液浓度小于a时，马铃薯条的质量变化可能大于8% B．马铃薯条细胞液的浓度最可能在c和d之间 C．与c相比，d浓度条件下的马铃薯条细胞的吸水能力更弱 D．长时间置于浓度为f的蔗糖溶液中，马铃薯条细胞可能会失水死亡 6．(23-24高二下·湖南衡阳衡阳县·期末)生物膜上存在着一些能携带离子通过膜的载体分子。某种载体分子对X离子有专一的结合部位，能选择性地携带X离子通过膜，转运机制如下图所示。已知X离子可参与构成线粒体内的丙酮酸氧化酶，载体IC的活化需要ATP。下列相关叙述正确的是（    ） A．磷酸激酶能促进ATP的合成，磷酸酯酶能促进ATP的水解 B．X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过3层磷脂双分子层 C．ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC结合后会使IC失活 D．图中只有线粒体才能为载体IC的活化提供ATP 7．(24-25高二下·湖南郴州·期末)如图为高中生物学实验中常用的实验材料——洋葱，下列相关叙述正确的是（　　） A．洋葱鳞片叶的内表皮细胞无色，但仍可以作为观察质壁分离实验的材料 B．洋葱管状叶表皮细胞的临时装片可用于观察细胞中的叶绿体和胞质环流现象 C．在用洋葱根尖细胞观察有丝分裂过程时，染色后用清水漂洗再进行制片 D．以洋葱为材料提取DNA时，溶液中出现的白色丝状物又可重新溶解在酒精中 8．(24-25高二下·湖南怀化·期末)农谚“有收无收在于水，多收少收在于肥”中蕴含着科学原理，下列相关叙述错误的是（　　） A．水有利于植物保持固有姿态 B．Mg2+是合成叶绿素的原料之一 C．自由水的含量高能提高植物的抗寒能力 D．施肥过多可导致植物失水而出现萎蔫 二、实验题 9．(25-26高二下·湖南郴州重点高中5月联考·期中)盐碱地和干旱是我国农业生产中的重要限制因素。高盐或干旱条件下，植物细胞失水引起渗透胁迫，进而引起光合作用强度下降，抑制植物的生长发育。为了适应渗透胁迫，植物进化出了多种调节渗透压的机制。回答下列问题： (1)高盐或干旱条件下，植物细胞可以通过合成和积累渗透调节物质（如脯氨酸、可溶性糖等）来________（填“提高”或“降低”）细胞的渗透压；植物细胞还可以通过关闭细胞膜上的水通道蛋白，减少水分的散失，水分通过水通道蛋白运出细胞的方式是________。 (2)高盐条件下，细胞失水导致气孔关闭，从光合作用暗反应的角度分析，农作物减产的原因是________。 (3)研究发现，有些植物在干旱胁迫下，光合作用的产物会更多地分配到植物的根系和叶片的细胞壁中，使其根系更发达，叶片更肥厚。从适应性的角度分析，其意义是________。 (4)为验证叶片气孔关闭不是由干旱直接引起的，而是由干旱诱导合成的脱落酸（ABA）引起的，科研人员利用ABA缺失突变体（不能合成ABA）进行了如下实验：将ABA缺失突变体在正常水分供应条件下（甲组）和干旱条件下（乙组）培养，测定两组的气孔开放度；然后对干旱处理后的突变体进行ABA处理（丙组），再次统计气孔开放度。若实验结果支持上述观点，则甲、乙、丙三组的气孔开放度大小关系为________。 地 城 考点03 酶与ATP 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)酶在高温条件下保持其活性的能力称作酶的热稳定性。H2O2在过氧化物酶（POD）的催化下能迅速分解为H2O和O2。某科研单位对某种POD进行了最适反应温度和热稳定性的测定，实验结果如图所示。下列叙述不合理的是（　　） A．POD的活性可用H2O2在酶作用下的分解速率来表示 B．在图（a）中，60℃时POD降低活化能的效率相对最高 C．该POD有较好的热稳定性，可在不同的高温条件下使用 D．影响该POD热稳定性的因素可能有自身结构、环境pH等 2．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)人工合成DNA的直接原料是dNTP（脱氧核苷三磷酸）。其合成路径如下：核糖核苷二磷酸（NDP，其中N代表A、G、C、U）在核糖核苷酸还原酶催化下被还原为脱氧核糖核苷二磷酸（dNDP），随后dNDP与ATP反应生成dNTP，并伴随产生ADP。下列关于dNTP的叙述正确的是（　　） A．每个dNDP的合成需消耗1分子ATP B．dNTP形成过程中伴随着磷酸基团的转移 C．四种脱氧核苷三磷酸的形成途径完全相同 D．dNTP需脱去一个磷酸基团才能添加到子链的3'端 3．(24-25高二下·湖南怀化·期末)母乳中含免疫球蛋白可增强婴儿的抵抗力。腺泡细胞分泌免疫球蛋白的过程不涉及（　　） A．ATP的消耗 B．转运蛋白的参与 C．细胞膜的流动性 D．特异性受体的识别 4．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)酶在生产生活中有着广泛的应用，但自然界中存在的酶并不完全适用于生产生活，科学家利用酶工程技术对酶进行改造，使之更加符合人们的需要，下列说法错误的是（    ） A．加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，其中的酶应具有较强的耐碱性 B．多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以嚼服 C．真核细胞和细菌中的DNA聚合酶都需要Mg2+激活 D．并不是所有的酶都能够被蛋白酶水解 5．(24-25高二下·湖南岳阳·期末)真核细胞中L酶可感知葡萄糖的含量，在高浓度葡萄糖条件下，L酶可与亮氨酸和ATP结合，促进tRNA与亮氨酸结合，进而完成蛋白质合成。在缺乏葡萄糖的条件下，L酶会发生磷酸化，使其空间结构发生变化，更多的亮氨酸参与氧化供能，下列说法正确的是（　　） A．L酶既可与亮氨酸又可与ATP结合，说明L酶没有专一性 B．tRNA与亮氨酸结合时，亮氨酸结合在tRNA的5'端 C．可通过增加底物浓度来提高酶的活性，加快酶促反应速率 D．L酶发生磷酸化时会伴随着ATP的水解 6．(24-25高二下·湖南湘潭·期末)研究者发现胰腺癌细胞在葡萄糖不足时，能利用胞内的尿苷磷酸化酶将尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分，尿嘧啶经代谢过程转化为丙酮酸。下列推理错误的是（　　） A．尿苷的元素组成是C、H、O、N B．尿苷是RNA的基本组成单位之一 C．尿苷可能来自胞内RNA的分解代谢 D．尿苷可作为胰腺癌细胞的能源物质 7．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)ATP和dATP是细胞中两类重要的能源物质，其分子结构如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．人处于运动状态时，ATP水解速率大于ATP合成速率 B．细胞中ATP和dATP的合成均伴随着吸能反应 C．细胞膜上某些蛋白质既有运输功能又有ATP水解酶活性 D．将ATP中“β”和“y”位磷酸基团去掉，所得物质是DNA的单体之一 二、多选题 8．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)细胞需要大量能量时，伴随着大量乳酸的产生或消耗来满足能量供应。乳酸既可以作为能量释放的产物又可以作为能量释放的底物，乳酸脱氢酶（LDH）可催化乳酸和丙酮酸的相互转化。LDH1和LDH5是LDH的两种同工酶（催化相同的化学反应而结构不同的酶），在各组织器官中的含量不同。LDH1对乳酸的亲和力高，有利于乳酸生成丙酮酸。LDH5对丙酮酸的亲和力高，有利于丙酮酸生成乳酸，乳酸积累后运往其他细胞转化利用。下列说法正确的是（　　） A．乳酸和丙酮酸的相互转化伴随着还原型辅酶Ⅱ的产生与消耗 B．剧烈运动时，骨骼肌细胞中LDH5含量较高而心肌细胞中LDH1含量较高 C．同工酶LDH1和LDH5的作用底物相同 D．当乳酸转化为丙酮酸进入心肌细胞后，全部被分解为无机物 9．(24-25高二下·湖南长沙天心区长沙长郡中学·期末)图为某化学反应在有酶催化和无酶催化条件下A的能量变化过程，假设酶的环境条件适宜，对图中B曲线分析正确的是（    ） A．曲线①表示无酶条件下的能量变化 B．若使用无机催化剂，则曲线②中的B点向上移 C．增加反应物的量，曲线②中的B点会向下移动 D．曲线中纵坐标所示的BC段为酶所降低的活化能 10．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)柽柳具有极强的耐盐碱能力，其叶和嫩枝的表皮细胞可通过泌盐、聚盐等生理过程使细胞质基质盐浓度降低，从而适应高盐环境。图为柽柳部分耐盐机制示意图，下列分析正确的是（　　） A．H+-ATP酶能降低ATP水解反应所需的活化能 B．图示5种转运蛋白均具有物质转运的选择性 C．高盐环境诱导的基因突变有利于柽柳的适应性进化 D．液泡通过积累Na+提高细胞液渗透压以缓解盐胁迫 地 城 考点04 细胞呼吸 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)下列关于乳酸菌的说法正确的是（　　） A．乳酸菌的遗传物质是DNA B．乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和二氧化碳 C．乳酸菌与醋酸菌的代谢类型相同 D．在泡菜制作过程中，起主要作用的是醋酸菌 2．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)被誉为“减肥药之王”的DNP，其实对人体有着极大的副作用，因为DNP会使线粒体间隙的氢离子异常“渗漏”回基质，降低膜两侧氢离子的浓度梯度导致能量供应异常，但不抑制[H]的氧化过程。下图为细胞呼吸某阶段正常进行的示意图。下列有关叙述，错误的是（　　） A．线粒体膜间隙中高浓度的H+部分来源于NADH的分解 B．长期使用DNP可能导致体温升高，线粒体中ATP/ADP的比值会下降 C．DNP通过增加线粒体内膜对H+的通透性，导致H+不经过ATP合酶直接渗漏回基质 D．存在DNP的情况下，葡萄糖的氧化分解不能继续进行 3．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)凋亡诱导因子（AIF）位于线粒体内膜，在正常情况下参与细胞呼吸过程。当细胞受到严重的氧化应激损伤时，线粒体膜通透性发生改变，AIF被释放到细胞质基质，然后通过核孔进入细胞核，促使染色质凝集、DNA断裂，最终引发细胞凋亡。下列叙述正确的是（　　） A．AIF参与有氧呼吸第二阶段的反应 B．材料体现出细胞核是细胞生命活动的控制中心 C．DNA可通过核孔自由进出细胞核 D．AIF诱导细胞凋亡的过程需要穿过4层膜 4．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)果酒、果醋发酵的实质是细胞代谢过程中物质的转化过程，下图是传统果酒和果醋发酵过程中的物质转化（①~⑧表示物质转化过程）。下列相关分析错误的是（　　） A．过程①②③发生的场所不同 B．与①②相比较，①③过程产生的能量更多 C．酵母菌和醋酸杆菌的增殖方式不同 D．①③过程与⑥过程的区别是糖源和氧气是否充足 5．(24-25高二下·湖南邵阳·期末)海狮棕色脂肪细胞线粒体内膜上发生了如下图所示的反应，除ATP合成酶外，海狮棕色脂肪细胞线粒体内膜上还存在U蛋白，可将H+从膜间隙运回线粒体基质并释放热能。下列叙述正确的是（　　） A．NADH产生的场所为细胞质基质和线粒体内膜 B．质子泵运输H+的方式为协助扩散 C．ATP合成酶既能为化学反应提供活化能，又能运输H+ D．抑制U蛋白基因表达后，脂肪细胞线粒体的内膜上ATP合成量增多 二、多选题 6．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)下列与“乙醇”有关的生物学实验表述有误的是（　　） A．脂肪的检测和观察实验中，用无水乙醇处理材料的目的是洗去未与脂肪结合的染色剂 B．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酵母菌无氧呼吸产生的乙醇可用溴麝香草酚蓝溶液检测 C．在DNA的粗提取实验中，使用预冷的乙醇溶液将DNA析出 D．观察根尖分生区细胞的有丝分裂实验中，用体积分数95%的乙醇和质量分数15%的盐酸1：1混合制成解离液 7．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶。T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析正确的是（    ）    A．线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B．突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C．突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D．有氧呼吸和无氧呼吸产生的[H]去向相同 8．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)如图所示为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径—交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶（AOX）的参与下完成的，该过程不发生H+跨膜运输（“泵”出质子）过程，故不能形成驱动ATP的合成的膜质子（H＋）势差。下列分析正确的是（    ） A．图中生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关，与磷脂分子无关 B．合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输 C．AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D．AOX可使有氧呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 9．(24-25高二下·湖南湘潭·期末)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。下列说法正确的是（　　） A．膜间隙高浓度的H⁺，全部来自有机物的分解 B．若用呼吸抑制剂抑制电子传递，氧化磷酸化过程也会受到抑制 C．图示膜间隙中的H⁺回收到线粒体基质的运输方式属于主动运输 D．NADH中的能量可通过H⁺的电化学势能转移到ATP中 10．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)细胞需要大量能量时，伴随着大量乳酸的产生或消耗来满足能量供应。乳酸既可以作为能量释放的产物又可以作为能量释放的底物，乳酸脱氢酶（LDH）可催化乳酸和丙酮酸的相互转化。LDH1和LDH5是LDH的两种同工酶（催化相同的化学反应而结构不同的酶），在各组织器官中的含量不同。LDH1对乳酸的亲和力高，有利于乳酸生成丙酮酸。LDH5对丙酮酸的亲和力高，有利于丙酮酸生成乳酸，乳酸积累后运往其他细胞转化利用。下列说法正确的是（　　） A．乳酸和丙酮酸的相互转化伴随着还原型辅酶Ⅱ的产生与消耗 B．剧烈运动时，骨骼肌细胞中LDH5含量较高而心肌细胞中LDH1含量较高 C．同工酶LDH1和LDH5的作用底物相同 D．当乳酸转化为丙酮酸进入心肌细胞后，全部被分解为无机物 三、解答题 11．(24-25高二下·湖南长沙芙蓉高级中学·期末)人和动物体内糖类、脂类和蛋白质的代谢是一个相互联系、相互制约协调统一的过程。某学生将体内营养物质代谢的部分途径归纳如下图所示。据图回答下列问题：    (1)图中不可能发生的途径是________和________（填出序号）。 (2)在途径⑦和⑨的代谢过程中，都能产生的物质是________、_______和ATP；细胞内，途径⑦发生的场所是________，而途径⑨发生的主要场所是_________。 (3)途径（13）、（14）中，氨基酸必须经过________作用才能转化为葡萄糖或脂肪。途径（12）中，葡萄糖必须经过________作用才能转化为氨基酸。 地 城 考点05 光合作用 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南岳阳·期末)同位素标记技术可用于示踪物质的运行和变化规律，下列关于科学家利用同位素标记技术进行科学研究的叙述，正确的是（　　） A．用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，根据放射性14C的去向，探明了CO2中的碳的去向 B．用同位素标记H218O、CO2和H2O、C18O2分别提供给植物进行光合作用，检测释放的O2是否有放射性来研究光合作用中氧气的来源 C．用35S和32P标记的噬菌体去侵染细菌，根据上清液和沉淀物的放射性情况，证明了DNA是噬菌体的遗传物质 D．用15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中培养数代后提取DNA，对DNA进行离心可获得两条带，表明DNA半保留复制 2．(24-25高二下·湖南邵阳·期末)生物学是一门以科学实验为基础的学科。下列有关实验叙述正确的是（　　） A．绿叶中色素的提取和分离实验中，可以用无水乙醇分离色素 B．菠菜叶肉细胞可作为低温诱导染色体加倍的实验材料 C．模拟生物体维持pH的稳定的实验中，自变量是酸或碱的滴加量，因变量是溶液的pH D．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与密度梯度离心技术证明了DNA的半保留复制 二、多选题 3．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)为了研究某绿色植物的代谢情况，某同学将该植物置于密闭容器内（已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等，气体含量相对值为1）。在早上6：00将该容器移至阳光下，日落后移到暗室中，测得容器中两种气体的相对含量如图所示。下列对此过程的分析正确的是（    ） A．10：00到16：00，O2含量上升的原因是光合作用速率大于呼吸作用速率 B．17：00时，该绿色植物有机物积累量最大，经历一昼夜该植物不能正常生长 C．8：00时光合作用强度等于呼吸作用强度，此时叶肉细胞叶绿体消耗的CO2全部来自线粒体 D．20：00后，该绿色植物进行有氧呼吸和无氧呼吸 4．(24-25高二下·湖南郴州·期末)钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。PHA能用于人工心脏瓣膜、血管等材料的制备。在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养，过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．图中膜结构为细胞膜，物质X表示C5 B．钩虫贪铜菌在进行化能自养时，若膜上氢化酶活性被抑制，物质X的含量会降低 C．钩虫贪铜菌只属于生态系统组成成分中的生产者 D．因有氧呼吸过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA，所以可阻断呼吸作用提高PHA产量 三、解答题 5．(24-25高二下·湖南邵阳·期末)光照下，植物通过叶绿体吸收光能实现光能的转化如图1所示。光能是植物光合作用的必要条件，充分利用光能，有利于提高植物光合作用产量，但若吸收过量的光能，则会对植物造成损伤，从而影响植物生长。在长期的进化过程中，植物形成了光保护机制，当暴露在过量的光强下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图2所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。请回答下列问题： (1)光系统PSⅡ分布在叶绿体的______上，叶黄素主要吸收______光。 (2)在该电子传递链中，电子的最终供体和受体分别是______、______。 (3)图1 中能为暗反应提供能量的有[  ]______和[  ]______（括号中写字母，横线上写名称）。 (4)随光照增强，三种叶黄素的相互转化关系为______（用a、b、c和“→”表示），三种叶黄素中光能耗散能力最强的是______。 6．(24-25高二下·湖南湘潭·期末)研究人员对不同光照强度下大豆气孔导度、胞间CO。浓度及净光合速率进行测定，结果如下表所示。已知该植物呼吸作用强度不随光照强度变化而变化。请回答下列问题: 光照强度（Lx） 气孔导度（mol·m⁻²·s⁻¹） 胞间CO₂浓度（μmol·mol⁻¹） 净光合速率（μmolCO₂·m⁻²·s⁻¹） 1000 0.25 380 5 3000 0.40 350 12 5000 0.60 320 18 7000 0.55 330 20 9000 0.50 340 20 (1)在光照强度为7000Lx和9000Lx时，植物生产有机物的速率______（填“是”、“不是”或“无法确定”）相等，原因是________________。 (2)与光照强度为1000Lx相比，光强为3000Lx时的气孔导度更大，但是胞间CO2浓度更小，原因是________________。与光照强度为5000Lx相比，光强为7000Lx时的光合速率增加不明显，限制因素__________（填“是”或“不是”）气孔导度，判断理由是________________。 (3)玉米光合作用的机制与大豆有所不同，其过程如下图所示。据图分析，其暗反应的场所为_______细胞。PEP羧化酶催化CO2固定的效率非常高，请推测在晴朗夏季的中午，玉米的净光合速率可能_________（填“高于”、“等于”或“低于”）大豆，原因是________________。 四、实验题 7．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)辣椒是重要的经济作物，因其独特的辣味而深受人们的喜爱。辣椒光合作用受内外多种因素的影响，为提高产量，科学家们用辣椒苗做了相关实验，结果如图所示，请回答下列问题： (1)本实验探究的是温度对辣椒苗光合作用的影响，实验中需控制的无关变量有_________（至少写2个）。 (2)据图可知，光照条件下，辣椒苗约在_________（填“25℃”“35℃”或“45℃”）时生长速率最快。 (3)在辣椒地中施加农家肥，可以提高辣椒产量，原因是农家肥中的有机物通过分解者的分解作用，能为辣椒苗提供_________等，有利于辣椒的生长。在辣椒地中耕也可以提高辣椒产量，中耕是指在作物生产期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用是_______。 (4)辣椒果实中的有机物主要来自于辣椒叶片的光合作用，科学家发现，如果辣椒叶片中的有机物不能及时输送出去，其光合作用速率将会降低。请以该种已经结果的辣椒苗为材料，在原有实验的基础上设计简便的实验来验证这一结论。要求写出实验思路和预期结果。 实验思路：________。 预期结果：________。 8．(24-25高二下·湖南长沙岳麓区湖南师范大学附属中学·期末)水稻是重要的粮食作物，我国稻作区大多会遭遇不同程度的冷害。研究者利用水稻相关突变体开展研究。 (1)将突变体水稻ospus1置于低温下种植，出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。白化苗中位于_______膜上的光合色素缺少，直接影响了光合作用的________反应。 (2)研究者发现，活性氧（ROS）的积累是引起突变体ospus1低温白化表型的原因，在突变体中导入ROS清除酶的基因。实验结果为_____________时，支持上述结论。 (3)研究者欲寻找突变体ospusl的抑制因子，进一步研究水稻耐冷的机理。请选取合适选项，以呈现科学家获得抑制因子的研究思路______________。 a.建立针对突变体ospusl的诱变库 b.建立针对野生型的诱变库 c.筛选低温下表型为绿色的幼苗 d.筛选低温下表型为白色的幼苗 e.筛选正常温度下表型为绿色的幼苗 f.获取抑制因子对应的基因并进行克隆 (4)后续实验发现该抑制因子编码一种定位在线粒体的SOP10蛋白，此蛋白可以影响线粒体内膜的电子传递链复合物Ⅰ的合成。 ①有氧呼吸第三阶段中，NADH经电子传递链复合物释放电子和H⁺，最终与______结合生成水并合成ATP。与此同时，该过程也是细胞内ROS的主要来源。 ②nad基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分。为进一步研究SOP10的作用机理，研究者在低温条件下开展进一步实验，结果如图1、2所示。结果表明_________。 注：内参蛋白：一般是指管家基因编码表达的蛋白，它们在各个组织和细胞中的表达相对恒定，在检测蛋白的表达水平变化时常用它来做参照。 ③请综合以上研究，解释突变体ospusl sop10耐冷的机制是__________。 9．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)某学习小组为探究“二氧化碳浓度对植物光合作用强度的影响”，设计了以下实验，请完成相关问题。 (1)实验步骤及结果 ①实验前准备：利用打孔器制备若干片菠菜圆形小叶片，随机均分成a、b、c、d、e5组，分别与水一起装入注射器并缓慢抽气，待小叶片全部_______后放入装有清水的烧杯中，置于黑暗环境中备用。 ②各组同时取出圆形小叶片，分别放入等体积清水、质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中。 ③同时打开_______（填“热”或“冷”）光源，置于最适光强下一段时间，观察并统计该段时间内各组__________的数量，结果如图1 (2)根据实验结果，可得出的实验结论是_________。 (3)由于人类活动加速全球气候变化，大气CO2浓度已从工业革命时期的280ppm上升到2024年的426.57ppm，到2100年预计达到730ppm。为研究长期高浓度CO2对植物生长发育的影响，研究人员以棉花为材料，将其分别培养于350μL·L-1（对照组）和1000μL·L-1CO2（高CO2组）环境中，高CO2组部分植株在生长4周后切换至350μL·L-1CO2环境（切换组），对三组棉花植株的净光合速率、气孔导度、淀粉含量和光合效率等进行监测，实验结果如图。 ①根据图2和图3推测，高CO2组光合速率降低主要源于_______（填“气孔”或“非气孔”）因素。 ②结合图4推测，高CO2组棉花比对照组棉花的光合速率低的原因是________。 10．根据光合作用碳素同化的最初产物不同，把高等植物分成C3植物（如莴苣）和C4植物（如玉米）。为研究人工腐殖酸（AHAMC）对C3、C4植物光合作用的影响，科学家用蒸馏水（CK）、营养液（HN）、人工腐殖酸（AHAMC）分别处理玉米和莴苣植株，一段时间后测量植物的净光合速率（Pn，μmolCO2·m-2·s-1）、胞间二氧化碳浓度（Ci，μmol·mol-1）、蒸腾速率（E，mmolH2O·m-2·s-1）、气孔导度（Gs，mmolH2O·m-2·s-1），结果如下表所示。回答下列相关问题： 玉米 莴苣 Pn Ci E Gs Pn Ci E Gs CK 1.75 560 0.4 10.5 1.05 88 0.11 7 HN 1.73 380 0.15 3.1 1.67 156 0.24 15 AHAMC 2.45 560 0.06 2.9 2.02 86 0.15 6 (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程为：光能→__________→有机物中稳定的化学能。暗反应将能量转移到糖类等光合终产物中，主要以_________（填某种物质）的形式通过________（填结构）运输到植物各处。 (2)分析表格数据可知，AHAMC处理可显著抑制_________（填“C3”、“C4”或“C3和C4”）植物的蒸腾速率和气孔导度，可能是因为AHAMC处理后植物光合作用速率增强导致其对水的需求增加所致。 (3)为进一步探究AHAMC对C3、C4植物光合作用的影响机理，科学家们对相关基因的表达情况进行了测定，结果如图所示（其中Chlorophyllase和MgCHL1基因是叶绿素合成的关键基因；ZmRbcS基因是C3植物固定CO2的关键基因，ZmPEPC基因是C4植物固定CO2的关键基因），据此推测AHAMC对C4植物光合速率的影响机理及结果是：AHAMC可____________________，从而促进叶绿素的合成，以提高C4植物的光反应速率；同时，还可______________________________，进而提高光合速率。    11．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)研究者以拟南芥为材料，对影响光合作用的环境因素进行研究。回答下列问题： (1)盐胁迫对拟南芥光合作用影响的相关数据，如表所示。 指标 对照组 低盐胁迫组 高盐胁迫组 气孔导度/（μmol·m-2·s-1） 0.114 0.104 0.087 胞间CO2浓度/（μmol·L-1） 56.33 72.47 88.13 叶绿素a/（mg·g-1） 255.00 2.31 2.01 叶绿素b/（mg·g-1） 1.18 1.05 0.87 ①常用无水乙醇提取光合色素，依据是______。 ②请根据表中数据分析，盐胁迫下，叶绿素a和叶绿素b中受影响更多的色素是_______，导致胞间CO2浓度增加的主要原因是_____。 (2)将拟南芥幼苗放在密闭玻璃钟罩内（如图1所示），置于光照充足、温度适宜的环境中。开始时，光合速率大于细胞呼吸速率，随后细胞呼吸速率会上升，光合速率会下降。 ①分析实验过程中，幼苗光合速率、呼吸速率的变化趋势，并在图2中用曲线表示这一趋势______（要求标出起点和终点，忽略其他生物的影响）。 ②一段时间后，幼苗停止生长，原因是______，比较此时幼苗叶片的光合速率与呼吸速率的大小：_____。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 细胞代谢 5大高频考点概览 考点01 细胞的物质输入和输出 考点02 物质跨膜运输的实例 考点03 酶与ATP 考点04 细胞呼吸 考点05 光合作用 地 城 考点01 细胞的物质输入和输出 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)人体内细胞膜中存在一种“钠钙交换体”的蛋白质，可以帮助Ca2+进入细胞，加快细胞中的蛋白质合成反应。下图表示细胞膜上的部分物质跨膜运输方式。下列有关说法，错误的是（　　） A．Ca2+通过“钠钙交换体”进入细胞的方式是主动运输 B．水分子可以通过乙方式进入细胞，也可以通过通道蛋白进入细胞 C．协助扩散中除顺浓度梯度运输外，载体蛋白和通道蛋白转运物质的作用机制也是一样的 D．“钠钙交换体”可以同时运输Ca2+和Na+，但表明其仍具有特异性 【答案】C 【详解】A、由图可知，“钠钙交换体”帮助Ca2+进入细胞，是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白（“钠钙交换体”）协助，由此可知，Ca2+通过“钠钙交换体”进入细胞的方式是主动运输，A正确； B、乙方式是自由扩散，水分子可以通过自由扩散进出细胞，同时水分子也能通过水通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞，B正确； C、载体蛋白转运分子成离子时，需要与被转运的物质结合，自身构象发生改变来完成运输；而通道蛋白是形成一个通道，让物质顺浓度梯度通过，不需要与物质结合，二者作用机制不同，C错误； D、“钠钙交换体”虽然可以同时运输Ca2+和Na+，但它只能运输这两种特定的离子，不能运输其他物质，说明它对运输的物质仍具有特异性，D正确。 故选C。 2．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)胆固醇主要在肝脏中合成，在血液中以脂蛋白的形式存在，低密度脂蛋白（LDL）能将胆固醇由肝脏运输到全身组织细胞。下列有关叙述正确的是（　　） A．脂质中胆固醇与磷脂的组成元素不同 B．LDL进入组织细胞的方式是自由扩散 C．磷脂彻底水解的产物是甘油和脂肪酸 D．胆固醇是构成细胞膜的主要成分，在人体内参与血液中脂质的运输 【答案】A 【详解】A、胆固醇的组成元素为C、H、O，磷脂是一类物质，主要由C、H、O、P组成，有些磷脂含有N，A正确； B、LDL是大分子复合物，进入细胞的方式是胞吞，B错误； C、磷脂彻底水解的产物包括甘油、脂肪酸、磷酸及含氮物质（如胆碱），C错误； D、细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，胆固醇是动物细胞膜的重要成分之一，D错误。 故选A。 3．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)液泡膜ATP酶（V - ATPase）和液泡膜焦磷酸酶（V - PPase）是液泡膜上两种含量丰富的蛋白质。研究表明，在逆境胁迫下，提高液泡膜上V - ATPase和V - PPase的活性，能够增加H+电化学势梯度，有利于提高植物抵御干旱、盐胁迫的能力。下列相关叙述错误的是（　　） A．V—PPase体现了蛋白质具有运输、催化功能 B．V - ATPase活性增强会使液泡的吸水能力减弱 C．图中4种转运蛋白都具有专一性 D．干旱时植物通过增加液泡中盐浓度抵抗逆境胁迫 【答案】B 【详解】A、V-PPase将PPi水解的同时，将H+运入液泡，体现了其具有运输、催化的功能，A正确 B、V-ATPase活性增强，能够增加H+电化学势梯度，有利于Cl-、NO3-和Na+借助H+电化学势梯度进入液泡，导致液泡浓度升高，从而液泡的吸水能力增强，B错误； C、转运蛋白都具有专一性，C正确； D、干旱时，植物能提高液泡膜上V - ATPase和V - PPase的活性，有利于Cl-、NO3-和Na+借助H+电化学势梯度进入液泡，增加液泡中盐浓度，增大液泡渗透压来维持细胞吸水能力，从而抵抗逆境胁迫，D正确。 故选B。 4．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)细胞膜上的Ca2+泵通过下图所示的过程完成Ca2+的跨膜运输。细胞膜上的Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白，每催化一分子ATP水解释放的能量可转运两个Ca2+到细胞外。下列有关叙述错误的是（    ） A．Ca2+泵体现了蛋白质具有运输和调节功能 B．Ca2+泵上有Ca2+和磷酸基团的结合位点 C．转运过程中Ca2+泵磷酸化导致其空间结构发生变化 D．Ca2+通过Ca2+泵跨膜运输的方式为主动运输 【答案】A 【详解】A、根据题意可知，细胞膜上的Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白，每催化一分子ATP水解释放的能量可转运两个Ca2+到细胞外，因此，Ca2+泵体现了蛋白质具有运输和催化功能，A错误； B、结合图示可知，Ca2+泵能与ATP结合，催化ATP水解，产生的磷酸基团会使Ca2+泵磷酸化，故Ca2+泵上具有磷酸基团的结合位点，B正确； C、Ca2+泵能催化ATP水解，产生的磷酸基团会使Ca2+泵磷酸化，导致其空间结构发生变化，进而实现了钙离子的转运，C正确； D、Ca2+通过Ca2+泵跨膜运输需要消耗能量，其运输方式为主动运输，D正确。 故选A。 5．(24-25高二下·湖南怀化·期末)母乳中含免疫球蛋白可增强婴儿的抵抗力。腺泡细胞分泌免疫球蛋白的过程不涉及（　　） A．ATP的消耗 B．转运蛋白的参与 C．细胞膜的流动性 D．特异性受体的识别 【答案】B 【详解】腺泡细胞分泌免疫球蛋白属于胞吐过程，体现了细胞膜的流动性特点。免疫蛋白需与细胞膜上的特异性受体结合再形成囊泡外排，需要 ATP供能。该过程不涉及转运蛋白，转运蛋白只能运载小分子物质，B正确，ACD错误。 故选B。 6．(24-25高二下·湖南长沙宁乡·期末)糖类代谢和运输在籽粒灌浆过程中至关重要。水稻叶肉细胞内合成的蔗糖转移至筛管-伴胞（SE-CC）过程可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体顺浓度梯度转运到SE-CC 附近的细胞外空间（包括细胞壁）；③蔗糖从细胞外空间进入 SE-CC 中 （如图所示）。下列叙述错误的是（　　）    A．胞间连丝既可作为物质运输的通道，又有信息交流的作用 B．增加 SU 载体基因的表达量会降低水稻籽粒的灌浆速率 C．H+泵既作为H+的载体，又可以催化ATP 的水解 D．使用 H+泵抑制剂会降低蔗糖从细胞外空间进入 SE-CC 中的速率 【答案】B 【详解】A、胞间连丝是高等植物细胞间的通道结构，不仅能运输物质（如题干中蔗糖从叶肉细胞到韧皮薄壁细胞），还能传递信息（如细胞间的信号分子交流），A正确； B、SU载体是蔗糖进入SE-CC的关键载体，增加SU载体基因的表达量会使SU载体数量增多，加速蔗糖从细胞外空间进入SE-CC，从而促进糖类向籽粒运输，提高灌浆速率，而非降低，B错误； C、图中H⁺泵既能运输H⁺（作为载体），又能通过水解ATP提供能量，符合主动运输中载体蛋白的双重功能，C正确； D、蔗糖进入SE-CC依赖H⁺的浓度梯度（细胞外H⁺浓度高，顺浓度梯度进入细胞，为蔗糖运输提供动力），而H⁺的浓度梯度由H⁺泵主动运输维持。使用H⁺泵抑制剂会破坏H⁺浓度梯度，导致蔗糖进入SE-CC的动力不足，速率降低，D正确。 故选B。 二、多选题 7．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)柽柳具有极强的耐盐碱能力，其叶和嫩枝的表皮细胞可通过泌盐、聚盐等生理过程使细胞质基质盐浓度降低，从而适应高盐环境。图为柽柳部分耐盐机制示意图，下列分析正确的是（　　） A．H+-ATP酶能降低ATP水解反应所需的活化能 B．图示5种转运蛋白均具有物质转运的选择性 C．高盐环境诱导的基因突变有利于柽柳的适应性进化 D．液泡通过积累Na+提高细胞液渗透压以缓解盐胁迫 【答案】ABD 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】A、据图分析可知，H+-ATP酶具有转运H+和催化ATP水解的功能，因此能降低ATP水解反应所需的活化能，A正确； B、转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，转运蛋白转运物质都有选择性，B正确； C、基因突变是不定向的，高盐环境只是对基因突变产生的变异进行选择，而不是诱导基因突变，C错误； D、液泡积累Na+提高细胞液渗透压，能提高细胞吸水能力，进而缓解高盐胁迫，D正确。 故选ABD。 8．(24-25高二下·湖南雅礼中学·期末)2023年3月，中国科学团队宣布发现了耐盐碱的关键基因，这对解决世界粮食问题有着重要意义。研究表明，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，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。与此同时，根细胞还会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+/K+的比例，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。如图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。下列有关分析错误的是（　　） A．由于土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度，使得盐碱地上大多数植物难以生长 B．细胞质基质中的Ca2+对HKT1的作用和AKT1的作用不同，使细胞内的蛋白质合成恢复正常 C．H+-ATP泵在转运过程中会发生自身构象的改变，该变形不消耗能量 D．图示各结构H+浓度分布的差异主要由膜上的H+-ATP泵顺浓度转运H+来维持的 【答案】CD 【详解】A、盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长，A正确； B、据图可知，在高盐胁迫下，当盐浸入到根周围的环境时，Na+顺浓度梯度借助通道蛋白HKT1进入根部细胞的方式为协助扩散；蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞，K+进入细胞受抑制，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活而引起。HKT1能协助Na+进入细胞，AKT1能协助K+进入细胞，要使细胞内的蛋白质合成恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+，激活AKT1运输K+，使细胞中Na+/K+的比例恢复正常，B正确； C、主动转运过程中H+-ATP泵作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，该变形需要消耗能量，C错误； D、据图可知，耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，要维持浓度差，则主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵以主动运输方式将H+转运到液泡和细胞外来维持的即逆浓度转运H+来维持的，D错误。 故选CD。 9．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)如图所示为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径—交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶（AOX）的参与下完成的，该过程不发生H+跨膜运输（“泵”出质子）过程，故不能形成驱动ATP的合成的膜质子（H＋）势差。下列分析正确的是（    ） A．图中生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关，与磷脂分子无关 B．合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输 C．AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D．AOX可使有氧呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 【答案】CD 【详解】A、生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关，功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多，所有生物膜的均以磷脂双分子层为基本支架，A错误； B、H＋逆浓度跨膜运输消耗能量，不能为ATP的合成提供能量，合成ATP的能量直接来源于H＋顺浓度梯度运输产生的势能，B错误； C、在线粒体内膜上发生的反应有NADH＋O2→H2O，ADP＋Pi＋能量→ATP，故推测AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成，C正确； D、交替呼吸途径不发生H＋跨膜运输，故不能形成驱动ATP合成，因此推测AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失，D正确。 故选CD。 10．(24-25高二下·湖南长沙宁乡·期末)化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）梯度差，驱动ATP 的合成。为了证明质子梯度差的产生和 NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入 NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列有关叙述正确的是（　　） A．pH电极的测量值可表示线粒体内外膜间隙氢离子浓度 B．氢离子跨过线粒体内膜不需要转运蛋白的协助 C．图2中通入O2前，线粒体基质中的氢离子浓度低于内外膜间隙中的氢离子浓度 D．图2中 300s时，溶液中的O2可能被完全消耗 【答案】AD 【详解】A、因为线粒体外膜可自由渗透质子，pH电极测量的是溶液中的氢离子浓度，也就相当于测量线粒体内外膜间隙氢离子浓度，A正确； B、氢离子跨过线粒体内膜需要转运蛋白的协助，B错误； C、图2中通入O2前，溶液的氢离子浓度为0，线粒体基质中的氢离子浓度高于内外膜间隙中的氢离子浓度，C错误； D、图2中300s时，氢离子浓度不再变化，有可能是溶液中的O2被完全消耗，电子传递无法进行，不再形成质子梯度差，D正确。 故选AD。 三、解答题 11．(24-25高一下·湖南邵阳第二中学、邵东一中等校联考·)海水稻是耐盐碱水稻的俗称，可以在海滨滩涂、内陆盐碱地种植生产。相关研究表明，渗透胁迫下海水稻细胞内的可溶性蛋白含量和游离脯氨酸（可增强植物抗病能力）的质量分数都显著增加。海水稻根细胞抗逆性相关的生理过程示意图如下，回答下列问题。    注：SOS1和NHX为膜上两种蛋白质 (1)水分子主要通过_________方式进入海水稻根细胞，与水的另一种运输方式相比，其具有的特点是_________。 (2)渗透胁迫下，可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量，来提高细胞的______。 (3)由图可知，SOS1和NHX均可以运输两种物质，______（填“能”或“不能”）体现转运蛋白的专一性。 (4)Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性，影响膜表面糖蛋白的合成，从而影响其细胞_________的功能。据图分析，海水稻根细胞解决上述问题的机制是_________。 (5)除耐盐碱性外，海水稻还具有_________的特点，因此与普通水稻相比产量更高。 【答案】(1) 协助扩散 需要蛋白质的协助 (2)渗透压 (3)能 (4) 表面识别、信息传递 通过NHX蛋白将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡或通过SOS1蛋白逆浓度梯度将Na+运到细胞膜外 (5)抗病菌/抗病 【分析】不同物质跨膜运输的方式不同，包括主动运输、被动运输和胞吞、胞吐，其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。 1、主动运输的特点：①消耗能量(来自于ATP水解或离子电化学势能)，②需要转运蛋白协助，③逆浓度梯度进行。 2、协助扩散的特点：①不消耗能量，②需要转运蛋白协助，③顺浓度梯度进行。 3、自由扩散的特点：①不消耗能量，②不需要转运蛋白协助，③顺浓度梯度进行。 【详解】（1）水分子可以自由扩散和协助扩散的方式进入细胞，主要以协助扩散的方式进入海水稻根细胞。与自由扩散相比，协助扩散具有的特点是需要蛋白质的协助。 （2）渗透胁迫下，可提高细胞内可溶性蛋白含量和游离脯氨酸的含量，来提高细胞的渗透压。 （3）由图可知，SOS1和NHX均可以运输两种物质，但不能运输其他物质，因此能体现转运蛋白的专一性。 （4）Na+在细胞质基质过量积累会破坏海水稻细胞膜结构的稳定性，影响膜表面糖蛋白的合成，进而影响其细胞表面识别与细胞间的信息传递的功能。据题图可知，海水稻根细胞解决上述问题的机制是通过 NHX 将细胞质基质中的 Na+逆浓度梯度运入液泡或通过 SOS1 蛋白逆浓度梯度将 Na+运到细胞膜外。 （5）由题图可知，海水稻除耐盐碱性外，还能产生抗菌蛋白，具有抗病菌的特点，因此与普通水稻相比产量更高。 12．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)为了简便直观地检测水环境中的雌激素污染，研究人员构建了一种转基因斑马鱼（幼鱼时期鱼体透明）。在这种鱼的体内，利用卵黄蛋白原基因的启动子（又称为“vtg启动子”）调控绿色荧光蛋白（EGFP）的表达。实验流程如下图所示。    (1)当水环境中含雌激素残留时，这些雌激素以_________的方式通过转基因斑马鱼肝脏细胞的细胞膜，与雌激素受体结合，进而与卵黄蛋白原基因的启动子（vtg启动子）结合，启动_________，进一步形成绿色荧光蛋白。当水环境中不含雌激素残留时，卵黄蛋白原基因的启动子不能被激活，说明vtg启动子是一种_________型启动子。 (2)研究人员通过数据库查询到了vtg启动子的序列信息，且通过实验提取到了斑马鱼基因组DNA。研究人员设计好了引物后，以斑马鱼基因组DNA为模板通过PCR技术扩增启动子。请写出扩增vtg启动子所需引物的设计方案。要求保证扩增得到的vtg启动子能够连接到质粒的正确部位，且不会反接。①_______；②______。 (3)将重组质粒导入斑马鱼胚胎的最常用方法是___________。 (4)如何从个体水平对目的基因进行检测和鉴定？________。 【答案】(1) 自由扩散 EGFP基因（绿色荧光蛋白基因）在肝脏细胞中的转录 诱导 (2) 根据已知的vtg启动子序列信息设计引物 在一种引物的5’端加上Hind Ⅲ识别序列，在另外一种引物的5’端添加BamH I的识别序列，再人工合成出来 (3)显微注射法 (4)将转基因斑马鱼置于雌激素污染环境中培养，观察个体是否表现绿色荧光 【分析】基因表达载体是载体的一种，含有目的基因、标记基因 ，启动子、终止子等，启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。 【详解】（1）雌激素是小分子脂质，以自由扩散的方式通过转基因斑马鱼肝脏细胞的细胞膜，有时为了满足应用需要，会在载体中人工构建诱导型启动子，只有当诱导物存在时，可以激活目的基因的表达，当水环境中含有雌激素活性物质时，雌激素活性物质与雌激素受体结合，进而与卵黄蛋白原基因的启动子（vtg启动子）结合，启动EGFP基因（绿色荧光蛋白基因）在肝脏细胞中的转录，进一步形成绿色荧光蛋白。当水环境中不含雌激素活性物质时，卵黄蛋白原基因的启动子不能被激活，说明vtg启动子需要雌激素的诱导才能发挥作用，是一种诱导型启动子。 （2）vtg启动子能够连接到质粒的正确部位，其两端必须要有限制酶识别序列，且限制酶识别序列也存在于载体上。据图可知，载体上共有4种限制酶识别序列：Hind Ⅲ、BamHI、Kas I、Stu I。Kas I、Stu I的识别序列位于标记基因上，不能选用，否则会把标记基因破坏，可以根据已知的vtg启动子序列信息设计引物，然后在一种引物的5'端加上Hind Ⅲ识别序列，在另外一种引物的5'端添加BamH I的识别序列，这样使得vtg启动子两端具有不同的限制酶识别序列，从而避免vtg启动子反接到载体上的情况。 （3）将重组质粒导入斑马鱼胚胎的最常用方法是利用显微注射法注入动物的受精卵中。 （4）斑马鱼幼鱼时期鱼体透明，转入荧光蛋白基因，在特定条件下能发出荧光，所以从个体生物学水平上的检测方法是将转基因斑马鱼置于雌激素污染环境中培养，直接观察幼鱼是否表现绿色荧光。 四、实验题 13．(24-25高二下·湖南长沙天心区长沙长郡中学·期末)为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。 回答下列问题。 (1)目前，人们已经从细菌、酵母、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白，如在拟南芥的细胞中已发现35种水通道蛋白，生物体内水通道蛋白种类繁多的直接原因是______。 (2)据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸______，原因是NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力，同时增加了______，利于有氧呼吸进行。水分子通过水通道蛋白时，_______（填“需要”或“不需要”）与通道蛋白结合。 (3)据图1分析，相对于正常供氧，低氧条件下，野生型植株呼吸速率明显减弱，请问在白天正常光照条件下，野生型植株根尖成熟区细胞产生ATP的场所有：_______________。 (4)科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现，在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积（图2a）；当加入F、G或H时，E也同样累积（图2b）。已知丙二酸阻遏了代谢途径E→F，请根据上述结果，推测有氧呼吸第二阶段代谢路径是否具有循环性?_______（填“是”或“否”）。 【答案】(1)组成蛋白质的氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化，肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别 (2) 增强 氧气浓度 不需要 (3)细胞质基质、线粒体（线粒体基质、线粒体内膜） (4)是 【分析】有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和NADH，释放少量能量；第三阶段是O2和[H]反应生成水，释放大量能量。 【详解】（1）组成蛋白质的氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化，肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别，因此生物体内水通道蛋白种类繁多。 （2） 据图1分析，低氧条件下，与野生型组相比，NtPIP基因过量表达株（OE）组氧气浓度升高且呼吸速率增加，故低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸增强。水分子通过水通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 （3）野生型植株根尖成熟区细胞能进行有氧呼吸，产生ATP的场所有细胞质基质（有氧呼吸第一阶段）、线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）。 （4）在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时，E增多并累积；当加入F、G或H时，E也同样累积，再结合根据图2中显示的代谢路径，可知丙二酸的加入会导致E积累；分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E，表明有氧呼吸第二阶段代谢路径存在循环特性。 地 城 考点02 物质跨膜运输的实例 一、单选题 1．(25-26高二下·湖南岳阳第一中学·)下列有关高中生物相关实验的叙述不合理的是（　　） A．用标记重捕法调查鸟类的种群密度时，若标记个体在重捕前死亡，调查结果比实际值偏小 B．观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中，需用低倍镜对临时装片进行三次观察，形成前后自身对照 C．检测根尖分生区细胞的有丝分裂与低温诱导染色体变化的实验中，所用到的酒精浓度相同，作用不完全相同 D．用预冷的95%的酒精溶液可析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA 【答案】A 【详解】A、标记重捕法的种群密度计算公式为：种群总个体数=（初次捕获标记数×重捕总个体数）÷重捕中标记个体数。若标记个体在重捕前死亡，会导致重捕时得到的标记个体数偏小，代入公式计算的调查结果比实际值偏大，A错误； B、观察洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验中，需用低倍镜依次观察正常细胞、蔗糖溶液处理后的质壁分离细胞、清水处理后的质壁分离复原细胞，三次观察形成前后自身对照，B正确； C、两个实验均使用95%的酒精：观察有丝分裂实验中酒精仅用于配制解离液，使组织细胞相互分散；低温诱导染色体变化实验中，酒精除配制解离液外，还可用于洗去固定细胞形态的卡诺氏液，二者酒精浓度相同，作用不完全相同，C正确； D、DNA不溶于酒精，预冷的95%酒精可降低DNA溶解度、减少DNA降解，能析出洋葱根尖细胞提取液中的DNA，D正确。 故选A。 2．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)测定植物细胞细胞液浓度的实验——小液流法，基本过程如图所示。实验15分钟后各管植物细胞均保持活性且水分交换达到平衡状态。若A管溶液浓度不变，蓝色液滴将在B管均匀扩散；若A管溶液浓度变小，蓝色液滴浮于B管上部，反之沉入B管底部（注：亚甲基蓝结晶对溶液浓度影响极小，可忽略不计）。下列有关叙述错误的是（　　） A．本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，应设置多个实验组并在组间形成浓度梯度 B．若B管蓝色液滴均匀扩散，则可测定出该植物细胞的大致细胞液浓度 C．若B管蓝色液滴下沉，则对应的a试管中的叶肉细胞发生质壁分离 D．若B管蓝色液滴上浮，则实验结束时叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等 【答案】C 【详解】A、本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，若要测定细胞液浓度范围，需设置一系列浓度梯度的实验组进行观察，在组间形成浓度梯度，使实验成为对比实验，A正确； B、若B管蓝色小滴均匀扩散，说明小圆片细胞既不失水也不吸水，使溶液浓度不变，所以植物叶细胞的细胞液浓度大约相当于的蔗糖溶液浓度，B正确； C、若B管蓝色液滴下沉，则对应的A试管中蔗糖溶液变大，说明A试管中的叶肉细胞发生吸水而不是质壁分离，C错误； D、若B管蓝色液滴上浮，则对应的A试管中蔗糖溶液浓度变小，说明A试管中的叶肉细胞发生失水，由题干可知，实验结束时细胞保持活性且水分交换达到平衡状态，则叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等，D正确。 故选C。 3．(23-24高二下·湖南张家界·期末)习近平总书记在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察调研时强调，发展抗盐碱作物对提高土地增量是很有意义的。柽柳是一种强耐盐植物，科学家研究发现，柽柳叶子和嫩枝上的盐腺细胞可将吸收到植物体内的无机盐离子排出体外。下列关于柽柳的说法，不合理的是（    ） A．柽柳根毛细胞吸收水分可能属于主动运输 B．柽柳根细胞的细胞液浓度可能高于外界溶液 C．柽柳盐腺细胞内线粒体数量可能相对较多 D．柽柳改善环境体现了生物多样性的间接价值 【答案】A 【分析】1、协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量；主动运输的特点是低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体和能量，两者的共同点是需要载体蛋白的协助； 2、生物多样性的价值： （1）直接价值：指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值。例如，药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值等； （2）间接价值：一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物，调节碳氧平衡，在调节全球气候变化的作用，主要指维持生态系统的平衡的作用等； （3）潜在价值：是指潜藏的、一旦条件成熟就可能发挥出来的价值。 【详解】A、水分子进入根毛细胞属于被动运输，A错误； B、柽柳能在盐碱环境中正常生长，具有耐盐性，它能积累土壤中的无机盐离子，使其细胞液浓度高于土壤溶液，B正确； C、柽柳盐腺细胞可将吸收到植物体内的无机盐离子排出体外，该过程需要大量能量，因此柽柳盐腺细胞内线粒体数量可能相对较多，C正确； D、柽柳改善了环境，体现了生物多样性的生态功能，即体现了生物多样性的间接价值，D正确。 故选A。 4．(23-24高二下·湖南部分学校·期末)植物生长在高盐环境下，受到高渗透势的影响称为盐胁迫。大豆可通过H+顺浓度运输为Na+的运输提供能量，使Na+进入液泡，防止Na+破坏细胞结构和影响细胞代谢，从而提高抗盐胁迫的能力，其主要机制如图所示。下列相关说法正确的是（    ） A．Na+从细胞质基质进入液泡的运输方式属于协助扩散 B．Na+从细胞质基质进入细胞液，有利于细胞渗透吸水 C．Na+/H+逆向转运蛋白能同时转运H+和Na+，故其不具有特异性 D．若大豆根部细胞的呼吸作用受到抑制，其抗盐胁迫的能力会增强 【答案】B 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】A、据图可知，细胞质基质的pH约为7.5，细胞液的pH约为4.0，说明细胞液的H＋较多，Na＋经转运蛋白进入液泡，需要H+顺浓度运输为Na+的运输提供能量，说明为主动运输，A错误； B、该过程细胞质基质中的Na+进入细胞液，使细胞液渗透压增大，有利于细胞渗透吸水，B正确； C、转运蛋白能同时转运H＋和Na＋，而不能转运其他离子，故其仍具有特异性，C错误； D、若大豆根部细胞的呼吸作用受抑制，影响H+泵消耗ATP将H+逆浓度梯度运进液泡，进而影响Na+运输，因此其抗盐胁迫的能力会降低，D错误。 故选B。 5．(23-24高二下·湖南湘西·期末)某研究小组将1~6组质量相同的马铃薯条分别用浓度为a、b、c、d、e、f的蔗糖溶液处理，一段时间后测得的马铃薯条的质量变化如图所示。下列说法错误的是（　　） A．当蔗糖溶液浓度小于a时，马铃薯条的质量变化可能大于8% B．马铃薯条细胞液的浓度最可能在c和d之间 C．与c相比，d浓度条件下的马铃薯条细胞的吸水能力更弱 D．长时间置于浓度为f的蔗糖溶液中，马铃薯条细胞可能会失水死亡 【答案】C 【分析】若蔗糖溶液浓度大于马铃薯细胞细胞液浓度，则细胞失水，马铃薯质量减小，相反若蔗糖溶液浓度小于马铃薯细胞细胞液浓度，则细胞吸水，马铃薯质量增大。 【详解】A、当蔗糖溶液浓度小于a时，马铃薯条细胞可能渗透吸收更多的水分子，质量变化大于8%，A正确； B、据图所示，蔗糖溶液浓度为c时，马铃薯质量增加说明细胞吸水，蔗糖溶液浓度为d时，马铃薯质量减小，说明细胞失水，因此马铃薯条细胞液的浓度最可能在c和d之间，B正确； C、与c相比，d浓度条件下的马铃薯条细胞细胞液浓度大，吸水能力更强，C错误； D、长时间置于浓度为f的蔗糖溶液中，马铃薯条细胞可能会失水过多死亡，D正确。 故选C。 6．(23-24高二下·湖南衡阳衡阳县·期末)生物膜上存在着一些能携带离子通过膜的载体分子。某种载体分子对X离子有专一的结合部位，能选择性地携带X离子通过膜，转运机制如下图所示。已知X离子可参与构成线粒体内的丙酮酸氧化酶，载体IC的活化需要ATP。下列相关叙述正确的是（    ） A．磷酸激酶能促进ATP的合成，磷酸酯酶能促进ATP的水解 B．X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过3层磷脂双分子层 C．ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC结合后会使IC失活 D．图中只有线粒体才能为载体IC的活化提供ATP 【答案】B 【分析】分析题图：图中展示磷酸激酶催化ATP分解为ADP时，能将1个磷酸基团转移到细胞膜上的某载体上，使载体活化，活化载体能在细胞膜的一侧与离子结合。在磷酸酯酶的作用下，活化载体释放磷酸基团，成为未活化载体，同时在细胞膜的另一侧释放所结合的离子。 【详解】A、分析图可知，磷酸激酶能催化ATP分解为ADP，在磷酸酯酶的作用下，活化载体释放磷酸基团，成为未活化载体(IC) ，A错误； B、分析图可知，X离子进入线粒体基质发挥作用至少需要穿过3层生物膜(1层细胞膜+2层线粒体膜)，所以至少需要穿过3层磷脂双分子，B正确； C、磷酸激酶催化ATP分解为ADP时，ATP脱离下来的末端磷酸基团挟能量与IC（未活化载体）结合使之变成AC（活化载体），C错误； D、细胞质基质和线粒体都可以为载体IC的活化提供ATP，D错误。 故选B。 7．(24-25高二下·湖南郴州·期末)如图为高中生物学实验中常用的实验材料——洋葱，下列相关叙述正确的是（　　） A．洋葱鳞片叶的内表皮细胞无色，但仍可以作为观察质壁分离实验的材料 B．洋葱管状叶表皮细胞的临时装片可用于观察细胞中的叶绿体和胞质环流现象 C．在用洋葱根尖细胞观察有丝分裂过程时，染色后用清水漂洗再进行制片 D．以洋葱为材料提取DNA时，溶液中出现的白色丝状物又可重新溶解在酒精中 【答案】A 【详解】A、洋葱鳞片叶内表皮细胞无色 ，但有大液泡，可通过观察液泡大小变化（质壁分离 ）作为实验材料，A正确； B、洋葱管状叶表皮细胞无叶绿体（叶绿体存在于叶肉细胞 ），无法观察叶绿体；胞质环流可观察，但因无叶绿体作为标志，不易观察，B错误； C、洋葱根尖有丝分裂实验中，染色后无需清水漂洗（解离后漂洗，染色前步骤 ），直接制片，C错误； D、提取 DNA 时，白色丝状物（DNA ）不溶于酒精，不能重新溶解在酒精中（酒精用于析出 DNA ），D错误。 故选A。 8．(24-25高二下·湖南怀化·期末)农谚“有收无收在于水，多收少收在于肥”中蕴含着科学原理，下列相关叙述错误的是（　　） A．水有利于植物保持固有姿态 B．Mg2+是合成叶绿素的原料之一 C．自由水的含量高能提高植物的抗寒能力 D．施肥过多可导致植物失水而出现萎蔫 【答案】C 【详解】A、植物细胞中的水分使细胞保持膨胀状态，从而维持植物固有姿态（如叶片伸展），A正确； B、Mg²⁺是叶绿素分子必需的组成元素，是合成叶绿素的原料之一，B正确； C、自由水含量高时，细胞代谢旺盛，但抗逆性（如抗寒能力）会降低；而结合水比例升高时，抗寒能力增强，C错误； D、施肥过多使土壤溶液浓度高于根细胞液浓度，细胞通过渗透作用失水，导致植物萎蔫（烧苗现象），D正确。 故选C。 二、实验题 9．(25-26高二下·湖南郴州重点高中5月联考·期中)盐碱地和干旱是我国农业生产中的重要限制因素。高盐或干旱条件下，植物细胞失水引起渗透胁迫，进而引起光合作用强度下降，抑制植物的生长发育。为了适应渗透胁迫，植物进化出了多种调节渗透压的机制。回答下列问题： (1)高盐或干旱条件下，植物细胞可以通过合成和积累渗透调节物质（如脯氨酸、可溶性糖等）来________（填“提高”或“降低”）细胞的渗透压；植物细胞还可以通过关闭细胞膜上的水通道蛋白，减少水分的散失，水分通过水通道蛋白运出细胞的方式是________。 (2)高盐条件下，细胞失水导致气孔关闭，从光合作用暗反应的角度分析，农作物减产的原因是________。 (3)研究发现，有些植物在干旱胁迫下，光合作用的产物会更多地分配到植物的根系和叶片的细胞壁中，使其根系更发达，叶片更肥厚。从适应性的角度分析，其意义是________。 (4)为验证叶片气孔关闭不是由干旱直接引起的，而是由干旱诱导合成的脱落酸（ABA）引起的，科研人员利用ABA缺失突变体（不能合成ABA）进行了如下实验：将ABA缺失突变体在正常水分供应条件下（甲组）和干旱条件下（乙组）培养，测定两组的气孔开放度；然后对干旱处理后的突变体进行ABA处理（丙组），再次统计气孔开放度。若实验结果支持上述观点，则甲、乙、丙三组的气孔开放度大小关系为________。 【答案】(1) 提高 协助扩散/易化扩散 (2)气孔关闭导致进入叶肉细胞的CO2减少，CO2固定速率下降，暗反应速率降低，光合作用合成的有机物减少 (3)发达的根系有利于植物从土壤中吸收水分，肥厚的叶片有利于储存水分、减少蒸腾散失，从而提高植物对干旱胁迫的适应能力 (4)甲组与乙组的气孔开放度基本一致，且均大于丙组的 【详解】（1）高盐或干旱条件下，植物细胞通过积累脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质，提高细胞液浓度，从而升高渗透压，减少水分散失；水通道蛋白介导的水分运输顺浓度梯度，不消耗能量，属于协助扩散。 （2）CO2是暗反应的原料，气孔关闭后，CO2进入叶肉细胞的过程受阻，导致暗反应中CO2的固定减少，C3的还原减慢，光合产物的合成减少，造成减产。 （3）干旱胁迫下，光合产物优先分配至根系和叶片的细胞壁，使根系更发达（增强吸水能力），叶片更肥厚（增加储水能力、减少蒸腾），这是植物对干旱胁迫的适应性反应。 （4）若气孔关闭由ABA引起，则ABA缺失突变体在干旱条件下（乙组）无法合成ABA，气孔开放度应与正常供水组（甲组）的基本一致，而外源ABA处理（丙组）后气孔关闭，开放度降低，故结果为甲组与乙组的气孔开放度基本一致，且均大于丙组的。 地 城 考点03 酶与ATP 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)酶在高温条件下保持其活性的能力称作酶的热稳定性。H2O2在过氧化物酶（POD）的催化下能迅速分解为H2O和O2。某科研单位对某种POD进行了最适反应温度和热稳定性的测定，实验结果如图所示。下列叙述不合理的是（　　） A．POD的活性可用H2O2在酶作用下的分解速率来表示 B．在图（a）中，60℃时POD降低活化能的效率相对最高 C．该POD有较好的热稳定性，可在不同的高温条件下使用 D．影响该POD热稳定性的因素可能有自身结构、环境pH等 【答案】C 【详解】A、温度通过影响酶的活性进而影响酶促反应速率，该POD催化H2O2分解的速率可表示酶活性，A正确； B、据图（a）可知，该POD在60℃条件下，相对酶活性最高，在此温度下，POD降低活化能的效率相对最高，B正确； C、据图（b）可知，该POD在40～60℃内比较稳定，70℃加热1h后酶的剩余活力不到40%，80℃加热10min后酶催化活性几乎完全丧失，故该POD不能在不同的高温条件下使用，C错误； D、该POD的化学本质为蛋白质，蛋白质的结构如一级结构中带电、疏水残基等会影响蛋白质在高温下的结构稳定，蛋白质所处环境的pH、重金属等也会影响它的结构稳定，故影响该POD热稳定性的因素可能有自身结构、环境pH等，D正确。 故选C。 2．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)人工合成DNA的直接原料是dNTP（脱氧核苷三磷酸）。其合成路径如下：核糖核苷二磷酸（NDP，其中N代表A、G、C、U）在核糖核苷酸还原酶催化下被还原为脱氧核糖核苷二磷酸（dNDP），随后dNDP与ATP反应生成dNTP，并伴随产生ADP。下列关于dNTP的叙述正确的是（　　） A．每个dNDP的合成需消耗1分子ATP B．dNTP形成过程中伴随着磷酸基团的转移 C．四种脱氧核苷三磷酸的形成途径完全相同 D．dNTP需脱去一个磷酸基团才能添加到子链的3'端 【答案】B 【详解】A、核糖核苷二磷酸（NDP，其中N代表A、G、C、U）在核糖核苷酸还原酶催化下被还原为脱氧核糖核苷二磷酸（dNDP），不消耗ATP，A错误； B、dNDP与ATP反应生成dNTP，dNTP形成过程中伴随着磷酸基团的转移，B正确； C、核糖核苷二磷酸（NDP，其中N代表A、G、C、U）在核糖核苷酸还原酶催化下被还原为脱氧核糖核苷二磷酸（dNDP），随后dNDP与ATP反应生成dNTP，此处的N代表A、G、C，dTTP需另外途径合成，C错误； D、dNTP需脱去两个磷酸基团才能变成DNA的基本单位且释放能量，添加到子链的3'端，D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·湖南怀化·期末)母乳中含免疫球蛋白可增强婴儿的抵抗力。腺泡细胞分泌免疫球蛋白的过程不涉及（　　） A．ATP的消耗 B．转运蛋白的参与 C．细胞膜的流动性 D．特异性受体的识别 【答案】B 【详解】腺泡细胞分泌免疫球蛋白属于胞吐过程，体现了细胞膜的流动性特点。免疫蛋白需与细胞膜上的特异性受体结合再形成囊泡外排，需要 ATP供能。该过程不涉及转运蛋白，转运蛋白只能运载小分子物质，B正确，ACD错误。 故选B。 4．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)酶在生产生活中有着广泛的应用，但自然界中存在的酶并不完全适用于生产生活，科学家利用酶工程技术对酶进行改造，使之更加符合人们的需要，下列说法错误的是（    ） A．加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，其中的酶应具有较强的耐碱性 B．多酶片中含有多种消化酶，人在消化不良时可以嚼服 C．真核细胞和细菌中的DNA聚合酶都需要Mg2+激活 D．并不是所有的酶都能够被蛋白酶水解 【答案】B 【详解】A、加酶洗衣粉中的酶需适应碱性环境（洗衣粉溶液通常呈碱性），因此耐碱性强，A正确； B、多酶片通常包裹肠溶衣，防止胃酸破坏酶活性。若嚼服，酶会在胃中被胃蛋白酶分解失效，故应整片吞服，B错误； C、DNA聚合酶的活性需Mg²⁺作为激活剂，真核细胞和细菌中的DNA聚合酶都需要Mg2+激活，C正确； D、酶的化学本质是蛋白质或RNA，若该酶为RNA，则不能被蛋白酶水解；若该酶为蛋白质，则能被蛋白酶水解，D正确。 故选B。 5．(24-25高二下·湖南岳阳·期末)真核细胞中L酶可感知葡萄糖的含量，在高浓度葡萄糖条件下，L酶可与亮氨酸和ATP结合，促进tRNA与亮氨酸结合，进而完成蛋白质合成。在缺乏葡萄糖的条件下，L酶会发生磷酸化，使其空间结构发生变化，更多的亮氨酸参与氧化供能，下列说法正确的是（　　） A．L酶既可与亮氨酸又可与ATP结合，说明L酶没有专一性 B．tRNA与亮氨酸结合时，亮氨酸结合在tRNA的5'端 C．可通过增加底物浓度来提高酶的活性，加快酶促反应速率 D．L酶发生磷酸化时会伴随着ATP的水解 【答案】D 【详解】A、酶的专一性指酶对催化的反应或底物的选择性，而L酶同时结合亮氨酸和ATP可能是其催化同一反应所需的辅助因子，并未体现无专一性，A错误； B、tRNA的3'端具有CCA序列，是结合氨基酸的特定位点，因此亮氨酸应结合在tRNA的3'端，而非5'端，B错误； C、酶活性由酶自身结构和环境条件（如温度、pH）决定，增加底物浓度仅能提高反应速率（未达饱和时），但不会改变酶活性，C错误； D、磷酸化过程需ATP水解提供磷酸基团和能量，因此L酶磷酸化时必然伴随ATP水解，D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·湖南湘潭·期末)研究者发现胰腺癌细胞在葡萄糖不足时，能利用胞内的尿苷磷酸化酶将尿苷分解为尿嘧啶和核糖两部分，尿嘧啶经代谢过程转化为丙酮酸。下列推理错误的是（　　） A．尿苷的元素组成是C、H、O、N B．尿苷是RNA的基本组成单位之一 C．尿苷可能来自胞内RNA的分解代谢 D．尿苷可作为胰腺癌细胞的能源物质 【答案】B 【分析】核酸分为DNA和RNA，核酸的基本单位是核苷酸，尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料，胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料。 【详解】A、尿苷由尿嘧啶（含C、H、O、N）和核糖（含C、H、O）组成，因此元素组成为C、H、O、N，A正确； B、RNA的基本组成单位是核糖核苷酸（含磷酸、核糖和含氮碱基），而尿苷是尿嘧啶与核糖结合形成的核苷，不含磷酸基团，因此不是RNA的基本单位，B错误； C、RNA分解后生成核糖核苷酸，进一步分解可产生尿苷等核苷，C正确； D、尿苷分解为核糖和尿嘧啶，尿嘧啶转化为丙酮酸后可进入呼吸作用供能，因此尿苷可作为能源物质，D正确。 故选B。 7．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)ATP和dATP是细胞中两类重要的能源物质，其分子结构如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．人处于运动状态时，ATP水解速率大于ATP合成速率 B．细胞中ATP和dATP的合成均伴随着吸能反应 C．细胞膜上某些蛋白质既有运输功能又有ATP水解酶活性 D．将ATP中“β”和“y”位磷酸基团去掉，所得物质是DNA的单体之一 【答案】C 【分析】ATP中文名称叫腺苷三磷酸，结构简式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。水解时远离A的磷酸键断裂。 【详解】A、人体运动时由ATP直接供能，但ATP与ADP可以相互转化并且处于动态平衡中，A错误； B、ATP和dATP的合成伴随着放能反应的进行，B错误； C、参与主动运输的某些载体蛋白，既能运输物质，又具有ATP水解酶活性，C正确； D、将ATP中“β”和“y”位磷酸基团去掉，所得物质腺嘌呤核糖核苷酸是RNA的单体之一，dATP是脱氧腺苷三磷酸，含有两个特殊化学键，脱去两分子磷酸基团后，特殊化学键水解释放能量，产物腺嘌呤脱氧核苷酸是DNA合成的原料之一，D错误。 故选C。 二、多选题 8．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)细胞需要大量能量时，伴随着大量乳酸的产生或消耗来满足能量供应。乳酸既可以作为能量释放的产物又可以作为能量释放的底物，乳酸脱氢酶（LDH）可催化乳酸和丙酮酸的相互转化。LDH1和LDH5是LDH的两种同工酶（催化相同的化学反应而结构不同的酶），在各组织器官中的含量不同。LDH1对乳酸的亲和力高，有利于乳酸生成丙酮酸。LDH5对丙酮酸的亲和力高，有利于丙酮酸生成乳酸，乳酸积累后运往其他细胞转化利用。下列说法正确的是（　　） A．乳酸和丙酮酸的相互转化伴随着还原型辅酶Ⅱ的产生与消耗 B．剧烈运动时，骨骼肌细胞中LDH5含量较高而心肌细胞中LDH1含量较高 C．同工酶LDH1和LDH5的作用底物相同 D．当乳酸转化为丙酮酸进入心肌细胞后，全部被分解为无机物 【答案】BC 【详解】A、乳酸和丙酮酸的相互转化依赖于乳酸脱氢酶（LDH）的催化。当丙酮酸转化为乳酸时，需要还原型辅酶I（NADH）提供氢，导致NADH被消耗；而乳酸转化为丙酮酸时，会产生NADH。因此，两者的相互转化伴随着NADH的消耗与产生，A错误； B、骨骼肌细胞在剧烈运动时易进行无氧呼吸，产生乳酸，需LDH5催化丙酮酸→乳酸以积累乳酸并运出，故LDH5含量高；心肌细胞需大量能量，依赖有氧呼吸，LDH1催化乳酸→丙酮酸，使丙酮酸进入线粒体氧化分解，故LDH1含量高，B正确； C、LDH1对乳酸的亲和力高，有利于乳酸生成丙酮酸，但LDH1也与丙酮酸结合催化可逆反应，只是催化乳酸生成丙酮酸更多一些，LDH5也是同时作用于丙酮酸和乳酸，C正确； D、当乳酸转化为丙酮酸进入心肌细胞后，丙酮酸若进入线粒体则可被分解为无机物，但是也可能在细胞内转化其他有机物质，D错误。 故选BC。 9．(24-25高二下·湖南长沙天心区长沙长郡中学·期末)图为某化学反应在有酶催化和无酶催化条件下A的能量变化过程，假设酶的环境条件适宜，对图中B曲线分析正确的是（    ） A．曲线①表示无酶条件下的能量变化 B．若使用无机催化剂，则曲线②中的B点向上移 C．增加反应物的量，曲线②中的B点会向下移动 D．曲线中纵坐标所示的BC段为酶所降低的活化能 【答案】AB 【分析】据图分析：曲线①表示无酶条件的能量变化，曲线②表示有酶条件下的能量变化；AC段表示在无催化剂的条件下化学反应需要的活化能，BC段表示在有酶催化的条件下化学反应需要的活化能，由此可以看出，酶促反应的原理是降低化学反应需要的活化能。 【详解】A、酶能降低化学反应所需要的活化能，由反应进行所需的活化能多少可知，曲线①表示无酶条件下的能量变化，曲线②表示有酶条件下的能量变化，A正确； B、酶降低活化能的能力比无机催化剂强，若使用无机催化剂，则曲线②中的B点向上移，B正确； C、酶降低活化能的多少与反应物的量无关，因此增加反应物的量，曲线②中的B点将不会改变，C错误； D、曲线中纵坐标所示的AB段为酶所降低的活化能，D错误。 故选AB。 10．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)柽柳具有极强的耐盐碱能力，其叶和嫩枝的表皮细胞可通过泌盐、聚盐等生理过程使细胞质基质盐浓度降低，从而适应高盐环境。图为柽柳部分耐盐机制示意图，下列分析正确的是（　　） A．H+-ATP酶能降低ATP水解反应所需的活化能 B．图示5种转运蛋白均具有物质转运的选择性 C．高盐环境诱导的基因突变有利于柽柳的适应性进化 D．液泡通过积累Na+提高细胞液渗透压以缓解盐胁迫 【答案】ABD 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】A、据图分析可知，H+-ATP酶具有转运H+和催化ATP水解的功能，因此能降低ATP水解反应所需的活化能，A正确； B、转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，转运蛋白转运物质都有选择性，B正确； C、基因突变是不定向的，高盐环境只是对基因突变产生的变异进行选择，而不是诱导基因突变，C错误； D、液泡积累Na+提高细胞液渗透压，能提高细胞吸水能力，进而缓解高盐胁迫，D正确。 故选ABD。 地 城 考点04 细胞呼吸 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)下列关于乳酸菌的说法正确的是（　　） A．乳酸菌的遗传物质是DNA B．乳酸菌无氧呼吸产生乳酸和二氧化碳 C．乳酸菌与醋酸菌的代谢类型相同 D．在泡菜制作过程中，起主要作用的是醋酸菌 【答案】A 【详解】A、乳酸菌属于原核生物，其遗传物质是DNA。所有细胞生物的遗传物质均为DNA，A正确； B、乳酸菌无氧呼吸的产物仅为乳酸，不产生二氧化碳，B错误； C、乳酸菌为异养厌氧型，醋酸菌为异养好氧型，两者代谢类型不同，C错误； D、泡菜制作依赖乳酸菌的乳酸发酵，而醋酸菌需在有氧条件下代谢，是酿醋所需的菌种，D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)被誉为“减肥药之王”的DNP，其实对人体有着极大的副作用，因为DNP会使线粒体间隙的氢离子异常“渗漏”回基质，降低膜两侧氢离子的浓度梯度导致能量供应异常，但不抑制[H]的氧化过程。下图为细胞呼吸某阶段正常进行的示意图。下列有关叙述，错误的是（　　） A．线粒体膜间隙中高浓度的H+部分来源于NADH的分解 B．长期使用DNP可能导致体温升高，线粒体中ATP/ADP的比值会下降 C．DNP通过增加线粒体内膜对H+的通透性，导致H+不经过ATP合酶直接渗漏回基质 D．存在DNP的情况下，葡萄糖的氧化分解不能继续进行 【答案】D 【详解】A、从图中信息可知，线粒体膜间隙中的H+有一部分来源于NADH的分解还有一部分来自FADH2，A正确； B、DNP破坏H+浓度梯度，ATP合成减少，线粒体中ATP/ADP的比值会下降，且电子传递链释放的能量更多以热能形式散失，导致体温升高，B正确； C、由图和题干“DNP会使线粒体间隙的氢离子异常渗漏回基质，降低膜两侧氢离子的浓度梯度导致能量供应异常”可知，DNP可通过增加线粒体内膜对H+的通透性，导致H+不经过ATP合酶直接渗漏回基质，C正确； D、DNP不抑制[H]的氧化过程，所以葡萄糖的氧化分解能正常进行，D错误。 故选D。 3．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)凋亡诱导因子（AIF）位于线粒体内膜，在正常情况下参与细胞呼吸过程。当细胞受到严重的氧化应激损伤时，线粒体膜通透性发生改变，AIF被释放到细胞质基质，然后通过核孔进入细胞核，促使染色质凝集、DNA断裂，最终引发细胞凋亡。下列叙述正确的是（　　） A．AIF参与有氧呼吸第二阶段的反应 B．材料体现出细胞核是细胞生命活动的控制中心 C．DNA可通过核孔自由进出细胞核 D．AIF诱导细胞凋亡的过程需要穿过4层膜 【答案】B 【详解】A、AIF位于线粒体内膜，而有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，第三阶段在线粒体内膜上。由此可知AIF可能参与第三阶段，A错误； B、AIF进入细胞核后引发DNA断裂和细胞凋亡，说明细胞核通过调控基因表达控制细胞生命活动，体现了其作为控制中心的作用，B正确； C、核孔具有选择性，DNA不能自由进出细胞核（DNA主要存在于细胞核内，通过复制和转录产生RNA或自身复制，但不会自由通过核孔），C错误； D、AIF从线粒体释放到细胞质基质时，可能因线粒体膜通透性改变直接释放（未穿过膜），进入细胞核通过核孔（未穿过膜），因此整个过程未穿过任何膜结构，D错误。 故选B。 4．(24-25高二下·湖南娄底部分普通高中·期末)果酒、果醋发酵的实质是细胞代谢过程中物质的转化过程，下图是传统果酒和果醋发酵过程中的物质转化（①~⑧表示物质转化过程）。下列相关分析错误的是（　　） A．过程①②③发生的场所不同 B．与①②相比较，①③过程产生的能量更多 C．酵母菌和醋酸杆菌的增殖方式不同 D．①③过程与⑥过程的区别是糖源和氧气是否充足 【答案】D 【详解】A、①表示有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，②表示无氧呼吸的第二阶段，③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，因此过程①②均发生在细胞质基质中，③发生在线粒体中，A正确； B、①②过程表示无氧呼吸，①③过程表示有氧呼吸，与①②相比较，①③过程产生的能量更多，B正确； C、酵母菌是单细胞真核生物，醋酸杆菌是单细胞原核生物，二者的增殖方式不同，C正确； D、①③过程与⑥过程的区别是糖源是否充足，氧气是否充足不是二者的区别，都需要氧气，D错误。 故选D。 5．(24-25高二下·湖南邵阳·期末)海狮棕色脂肪细胞线粒体内膜上发生了如下图所示的反应，除ATP合成酶外，海狮棕色脂肪细胞线粒体内膜上还存在U蛋白，可将H+从膜间隙运回线粒体基质并释放热能。下列叙述正确的是（　　） A．NADH产生的场所为细胞质基质和线粒体内膜 B．质子泵运输H+的方式为协助扩散 C．ATP合成酶既能为化学反应提供活化能，又能运输H+ D．抑制U蛋白基因表达后，脂肪细胞线粒体的内膜上ATP合成量增多 【答案】D 【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段：有氧呼吸第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，释放少量能量，发生在细胞质基质中；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，释放少量能量，发生在线粒体基质中；有氧呼吸第三阶段是[H]和氧气结合形成水，产生大量能量，发生在线粒体内膜上。 【详解】A、NADH产生的场所为细胞质基质和线粒体基质，A错误； B、质子泵运输H+是从低浓度向高浓度运输，为主动运输，B错误； C、从图中看出，ATP合成酶催化ADP和Pi合成ATP，降低化学反应的活化能，C错误； D、U蛋白可将H+从膜间隙运回线粒体基质并释放热能，如果抑制U蛋白基因表达，产生的热能减少，能量更多的转化为ATP中的能量，所以，脂肪细胞线粒体的内膜上ATP合成量增多，D正确。 故选D。 二、多选题 6．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)下列与“乙醇”有关的生物学实验表述有误的是（　　） A．脂肪的检测和观察实验中，用无水乙醇处理材料的目的是洗去未与脂肪结合的染色剂 B．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酵母菌无氧呼吸产生的乙醇可用溴麝香草酚蓝溶液检测 C．在DNA的粗提取实验中，使用预冷的乙醇溶液将DNA析出 D．观察根尖分生区细胞的有丝分裂实验中，用体积分数95%的乙醇和质量分数15%的盐酸1：1混合制成解离液 【答案】AB 【详解】A、染色后需要用50%酒精洗去多余的染色剂，避免背景干扰，使脂肪颗粒更清晰，A错误； B、溴麝香草酚蓝是一种酸碱指示剂，用于检测CO2（溶液由蓝变绿再变黄），不能检测酒精，B错误； C、DNA几乎不溶于乙醇，用预冷的乙醇溶液可将DNA析出，C正确； D、解离液的成分是盐酸（破坏细胞间连接）和酒精（固定细胞状态），通常按1：1混合，D正确。 故选AB。 7．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶。T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析正确的是（    ）    A．线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B．突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C．突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D．有氧呼吸和无氧呼吸产生的[H]去向相同 【答案】AC 【详解】A、细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确； B、玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶，T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损，有氧呼吸第二阶段能产生[H]，第三阶段[H]和氧气生成水，导致第一、二阶段积累的[H]被消耗，突变体线粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误； C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确； D、有氧呼吸产生的[H]去向线粒体内膜，无氧呼吸产生的[H]去向细胞质基质，D错误。 故选AC。 8．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)如图所示为植物有氧呼吸的主呼吸链及其分支途径—交替呼吸途径的部分机理。交替呼吸途径是在交替氧化酶（AOX）的参与下完成的，该过程不发生H+跨膜运输（“泵”出质子）过程，故不能形成驱动ATP的合成的膜质子（H＋）势差。下列分析正确的是（    ） A．图中生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关，与磷脂分子无关 B．合成ATP的能量直接来源于H+逆浓度跨膜运输 C．AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成 D．AOX可使有氧呼吸释放的能量更多的以热能形式散失 【答案】CD 【详解】A、生物膜的功能与其所含膜蛋白的种类和数量有关，功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多，所有生物膜的均以磷脂双分子层为基本支架，A错误； B、H＋逆浓度跨膜运输消耗能量，不能为ATP的合成提供能量，合成ATP的能量直接来源于H＋顺浓度梯度运输产生的势能，B错误； C、在线粒体内膜上发生的反应有NADH＋O2→H2O，ADP＋Pi＋能量→ATP，故推测AOX主要分布于线粒体内膜，可催化水的生成，C正确； D、交替呼吸途径不发生H＋跨膜运输，故不能形成驱动ATP合成，因此推测AOX可使呼吸释放的能量更多的以热能形式散失，D正确。 故选CD。 9．(24-25高二下·湖南湘潭·期末)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。下列说法正确的是（　　） A．膜间隙高浓度的H⁺，全部来自有机物的分解 B．若用呼吸抑制剂抑制电子传递，氧化磷酸化过程也会受到抑制 C．图示膜间隙中的H⁺回收到线粒体基质的运输方式属于主动运输 D．NADH中的能量可通过H⁺的电化学势能转移到ATP中 【答案】BD 【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，不需要载体蛋白协助，不消耗能量。 2、协助扩散的特点是顺浓度梯度，与膜内外物质浓度梯度有关，还需要膜上的转运蛋白的协助，不消耗能量。 3、主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。 【详解】A、膜间隙高浓度的H+来自有氧呼吸第一和第二阶段，即来自有机物和水，A错误； B、呼吸抑制剂抑制电子传递，也就减少了能量的产生，导致ADP的磷酸化形成ATP受到抑制，B正确； C、蛋白复合体运输H+是逆浓度的，其运输方式是主动运输，ATP合成酶运输H+是顺浓度的，其运输方式是协助扩散，因此图示膜间隙中的H+回收到线粒体基质的运输方式属于协助扩散，C错误； D、图中NADH中H+和电子被电子传递体所接受，使得线粒体内膜外侧的H+浓度升高，在线粒体内膜两侧形成一个质子跨膜梯度，NADH中的能量变为H+电化学势能，再通过H+向膜内运输变为ATP中的能量，D正确。 故选BD。 10．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)细胞需要大量能量时，伴随着大量乳酸的产生或消耗来满足能量供应。乳酸既可以作为能量释放的产物又可以作为能量释放的底物，乳酸脱氢酶（LDH）可催化乳酸和丙酮酸的相互转化。LDH1和LDH5是LDH的两种同工酶（催化相同的化学反应而结构不同的酶），在各组织器官中的含量不同。LDH1对乳酸的亲和力高，有利于乳酸生成丙酮酸。LDH5对丙酮酸的亲和力高，有利于丙酮酸生成乳酸，乳酸积累后运往其他细胞转化利用。下列说法正确的是（　　） A．乳酸和丙酮酸的相互转化伴随着还原型辅酶Ⅱ的产生与消耗 B．剧烈运动时，骨骼肌细胞中LDH5含量较高而心肌细胞中LDH1含量较高 C．同工酶LDH1和LDH5的作用底物相同 D．当乳酸转化为丙酮酸进入心肌细胞后，全部被分解为无机物 【答案】BC 【详解】A、乳酸和丙酮酸的相互转化依赖于乳酸脱氢酶（LDH）的催化。当丙酮酸转化为乳酸时，需要还原型辅酶I（NADH）提供氢，导致NADH被消耗；而乳酸转化为丙酮酸时，会产生NADH。因此，两者的相互转化伴随着NADH的消耗与产生，A错误； B、骨骼肌细胞在剧烈运动时易进行无氧呼吸，产生乳酸，需LDH5催化丙酮酸→乳酸以积累乳酸并运出，故LDH5含量高；心肌细胞需大量能量，依赖有氧呼吸，LDH1催化乳酸→丙酮酸，使丙酮酸进入线粒体氧化分解，故LDH1含量高，B正确； C、LDH1对乳酸的亲和力高，有利于乳酸生成丙酮酸，但LDH1也与丙酮酸结合催化可逆反应，只是催化乳酸生成丙酮酸更多一些，LDH5也是同时作用于丙酮酸和乳酸，C正确； D、当乳酸转化为丙酮酸进入心肌细胞后，丙酮酸若进入线粒体则可被分解为无机物，但是也可能在细胞内转化其他有机物质，D错误。 故选BC。 三、解答题 11．(24-25高二下·湖南长沙芙蓉高级中学·期末)人和动物体内糖类、脂类和蛋白质的代谢是一个相互联系、相互制约协调统一的过程。某学生将体内营养物质代谢的部分途径归纳如下图所示。据图回答下列问题：    (1)图中不可能发生的途径是________和________（填出序号）。 (2)在途径⑦和⑨的代谢过程中，都能产生的物质是________、_______和ATP；细胞内，途径⑦发生的场所是________，而途径⑨发生的主要场所是_________。 (3)途径（13）、（14）中，氨基酸必须经过________作用才能转化为葡萄糖或脂肪。途径（12）中，葡萄糖必须经过________作用才能转化为氨基酸。 【答案】(1) ④ ⑧ (2) 丙酮酸 NADH 细胞质基质 线粒体 (3) 脱氨基 转氨基 【分析】由图可知，②③表示合成糖原的过程，①表示肝糖原的水解，⑦⑧表示无氧呼吸，⑨表示有氧呼吸。 【详解】（1） 肌糖原不能直接水解为葡萄糖，另外人和动物体内无氧呼吸的产物是乳酸，不能产生酒精，故④和⑧不可能发生。 （2） ⑦表示无氧呼吸，发生在细胞质基质中；⑨表示有氧呼吸，第一阶段发生在细胞质基质中，第二、三阶段发生在线粒体中，主要场所是线粒体，二者的第一阶段相同，均可产生丙酮酸和NADH。 （3）在途径⑬、⑭中，由于氨基酸含有氮元素，而糖类和脂肪不含氮元素，故氨基酸需要经过脱氨基作用才能转化为糖类或脂肪。在生物体内，葡萄糖首先通过糖酵解、三羧酸循环等过程分解产生中间产物（如丙酮酸、α - 酮戊二酸等）。这些含有酮基的中间产物可以在转氨酶的作用下，接受氨基，发生转氨基作用，将酮基转化为氨基，从而形成相应的氨基酸。 地 城 考点05 光合作用 一、单选题 1．(24-25高二下·湖南岳阳·期末)同位素标记技术可用于示踪物质的运行和变化规律，下列关于科学家利用同位素标记技术进行科学研究的叙述，正确的是（　　） A．用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，根据放射性14C的去向，探明了CO2中的碳的去向 B．用同位素标记H218O、CO2和H2O、C18O2分别提供给植物进行光合作用，检测释放的O2是否有放射性来研究光合作用中氧气的来源 C．用35S和32P标记的噬菌体去侵染细菌，根据上清液和沉淀物的放射性情况，证明了DNA是噬菌体的遗传物质 D．用15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养液中培养数代后提取DNA，对DNA进行离心可获得两条带，表明DNA半保留复制 【答案】A 【详解】A、卡尔文用14CO2追踪碳转移路径，发现碳首先出现在C3化合物中，最终进入葡萄糖，探明了CO2中碳的去向，A正确； B、鲁宾和卡门通过分组实验（H218O+普通CO2、普通H2O+C18O2），检测释放的O2研究光合作用中氧气的来源,18O2是稳定同位素，B错误； C、赫尔希和蔡斯分别用35S标记蛋白质、32P标记DNA的噬菌体进行两组独立实验，证明DNA进入细菌，而非同时使用两种同位素，C错误； D、将15N标记的大肠杆菌置于14N培养液中，数代后离心，如果是半保留复制，DNA分子分为15N-14N（中带）和14N-14N（轻带），出现两条带，如果是全保留方式复制，DNA分子分为15N-15N（重带）和14N-14N（轻带），也出现两条带，因此如果获得两条带，无法确定是哪一种复制方式，D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·湖南邵阳·期末)生物学是一门以科学实验为基础的学科。下列有关实验叙述正确的是（　　） A．绿叶中色素的提取和分离实验中，可以用无水乙醇分离色素 B．菠菜叶肉细胞可作为低温诱导染色体加倍的实验材料 C．模拟生物体维持pH的稳定的实验中，自变量是酸或碱的滴加量，因变量是溶液的pH D．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与密度梯度离心技术证明了DNA的半保留复制 【答案】D 【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】A、绿叶中色素的提取使用无水乙醇，而分离色素需用层析液，层析液使不同色素在滤纸上的溶解度不同而分离，A错误； 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，无法用于低温诱导染色体数目变化的实验，B错误； C、模拟生物体维持pH稳定的实验中，自变量包括溶液类型（如自来水、缓冲液、生物匀浆）和酸/碱的滴加量，因变量是pH变化，C错误； D、梅塞尔森和斯塔尔通过同位素标记法（15N标记DNA）结合密度梯度离心技术，观察到DNA复制后子代DNA的分布，直接证明了DNA的半保留复制，D正确。 故选D。 二、多选题 3．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)为了研究某绿色植物的代谢情况，某同学将该植物置于密闭容器内（已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等，气体含量相对值为1）。在早上6：00将该容器移至阳光下，日落后移到暗室中，测得容器中两种气体的相对含量如图所示。下列对此过程的分析正确的是（    ） A．10：00到16：00，O2含量上升的原因是光合作用速率大于呼吸作用速率 B．17：00时，该绿色植物有机物积累量最大，经历一昼夜该植物不能正常生长 C．8：00时光合作用强度等于呼吸作用强度，此时叶肉细胞叶绿体消耗的CO2全部来自线粒体 D．20：00后，该绿色植物进行有氧呼吸和无氧呼吸 【答案】ABD 【分析】光合作用是绿色植物、藻类和某些细菌利用光能，将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物（如葡萄糖），并释放出氧气的过程。呼吸作用是生物体细胞内的有机物（如葡萄糖）在酶的催化作用下，经过一系列氧化分解，最终生成二氧化碳和水（或其他产物），同时释放出能量的过程。 【详解】A、10：00到16：00，光合作用速率大于呼吸作用速率，O2产生量大于消耗量，O2含量上升，A正确； B、17：00光合作用与呼吸作用相等，此时植物体内有机物积累量最大，干重最大，经历一昼夜后，CO2含量相比刚开始时增多，说明没有有机物积累，该植物不能正常生长，B正确； C、8：00该绿色植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，此时对于叶肉细胞而言，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此叶绿体的CO2来源是从外界环境吸收（或密闭容器内）和呼吸作用释放，C错误； D、20：00后O2的吸收量小于CO2的释放量，说明该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D正确。 故选ABD。 4．(24-25高二下·湖南郴州·期末)钩虫贪铜菌是一种细菌，能通过不同的代谢途径合成储能物质PHA。PHA能用于人工心脏瓣膜、血管等材料的制备。在有机物充足的环境中，该菌株可通过有氧呼吸进行异养代谢，该过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA；在有机物缺乏的环境中，该菌株可通过氧化H2获得能量进行化能自养，过程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．图中膜结构为细胞膜，物质X表示C5 B．钩虫贪铜菌在进行化能自养时，若膜上氢化酶活性被抑制，物质X的含量会降低 C．钩虫贪铜菌只属于生态系统组成成分中的生产者 D．因有氧呼吸过程中产生的中间产物乙酰辅酶A可作为原料合成PHA，所以可阻断呼吸作用提高PHA产量 【答案】AB 【详解】A、钩虫贪铜菌是一种细菌，属于原核生物，图中的膜结构为细胞膜。图中X与CO2可形成C3，因此可知X为C5，A正确； B、抑制膜上氢化酶活性会阻断电子传递链，导致无法形成H+浓度梯度，使ATP不能合成，进而使C3不能还原为C5，C5含量降低，B正确； C、钩虫贪铜菌既能独立异养代谢，又能化能自养，属于分解者和生产者，C错误； D、呼吸作用为细胞内其他代谢过程提供能量来源，因此不能阻断呼吸作用提高PHA产量，D错误。 故选AB。 三、解答题 5．(24-25高二下·湖南邵阳·期末)光照下，植物通过叶绿体吸收光能实现光能的转化如图1所示。光能是植物光合作用的必要条件，充分利用光能，有利于提高植物光合作用产量，但若吸收过量的光能，则会对植物造成损伤，从而影响植物生长。在长期的进化过程中，植物形成了光保护机制，当暴露在过量的光强下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质（a）、玉米黄质（b）和单环氧玉米黄质（c）这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图2所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。请回答下列问题： (1)光系统PSⅡ分布在叶绿体的______上，叶黄素主要吸收______光。 (2)在该电子传递链中，电子的最终供体和受体分别是______、______。 (3)图1 中能为暗反应提供能量的有[  ]______和[  ]______（括号中写字母，横线上写名称）。 (4)随光照增强，三种叶黄素的相互转化关系为______（用a、b、c和“→”表示），三种叶黄素中光能耗散能力最强的是______。 【答案】(1) 类囊体薄膜 蓝紫 (2) 水（H2O） NADP+ (3) A    NADPH C    ATP (4) a→c→b 玉米黄质（b） 【分析】1、叶绿体由双层膜包被，有称为类囊体的囊状结构。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶，这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 2、由题干信息结合图示可知，有效光照强度强时紫黄质相对含量会减少，米黄质与单环氧玉米黄质的总相对含量会增多，有效光照强度弱时紫黄质相对含量会增加少，而米黄质与单环氧玉米黄质的总相对含量会较少，叶黄素循环通过动态调节三种色素的相对含量来实现对光能的合理分配，平衡光合作用效率与光保护需求。 【详解】（1）光系统PSⅡ是参与光合作用光反应的重要结构，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶黄素属于类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。 （2）在光合作用的电子传递链中，水被光解产生氧气、质子和电子，所以电子的最终供体是水；在光反应中，NADP+接受电子和质子生成NADPH 。 （3）光合作用光反应为暗反应提供能量的物质是ATP和NADPH，光反应中，B（NADP+）结合电子和质子生成A（NADPH）；光反应中，借助H+跨膜的电化学势能，在酶参与下促使 ADP 和 Pi 合成 ATP ，此时 C 可以是 ATP。 （4）结合图示可推测，随光照增强，a含量下降，b+c含量上升，单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳，说明a转变成b，三种叶黄素的相互转化关系为a→c→b。图示结果表明，12:00光照强度最大，玉米黄质含量（b）+单环氧玉米黄质（c）含量最高，单环氧玉米黄质（c）含量在一天中相对不变，因此，三种叶黄素中光能耗散能力最强的是b。 6．(24-25高二下·湖南湘潭·期末)研究人员对不同光照强度下大豆气孔导度、胞间CO。浓度及净光合速率进行测定，结果如下表所示。已知该植物呼吸作用强度不随光照强度变化而变化。请回答下列问题: 光照强度（Lx） 气孔导度（mol·m⁻²·s⁻¹） 胞间CO₂浓度（μmol·mol⁻¹） 净光合速率（μmolCO₂·m⁻²·s⁻¹） 1000 0.25 380 5 3000 0.40 350 12 5000 0.60 320 18 7000 0.55 330 20 9000 0.50 340 20 (1)在光照强度为7000Lx和9000Lx时，植物生产有机物的速率______（填“是”、“不是”或“无法确定”）相等，原因是________________。 (2)与光照强度为1000Lx相比，光强为3000Lx时的气孔导度更大，但是胞间CO2浓度更小，原因是________________。与光照强度为5000Lx相比，光强为7000Lx时的光合速率增加不明显，限制因素__________（填“是”或“不是”）气孔导度，判断理由是________________。 (3)玉米光合作用的机制与大豆有所不同，其过程如下图所示。据图分析，其暗反应的场所为_______细胞。PEP羧化酶催化CO2固定的效率非常高，请推测在晴朗夏季的中午，玉米的净光合速率可能_________（填“高于”、“等于”或“低于”）大豆，原因是________________。 【答案】(1) 是 呼吸作用强度不随光照强度变化而变化，故光照强度为7000Lx和9000Lx时的呼吸速率相等，又两个条件下的净光合速率相等，所以生产有机物的速率相等 (2) 光照强度为3000Lx时，净光合速率更大，消耗CO2的速率大于通过气孔进入叶肉细胞间的速率，所以胞间CO2浓度更小 不是 光照强度为7000Lx时气孔导度比5000Lx时小，但胞间CO2浓度却更高，说明此时限制光合速率增加的因素不是气孔导度限制CO2的供应 (3) 维管束鞘 高于 晴朗夏季中午，大豆会因气孔部分关闭，CO2吸收减少，光合速率下降，而玉米的PEP羧化酶催化CO2固定效率高，能利用低浓度CO2进行光合作用，所以玉米净光合速率高于大豆 【分析】影响光合作用的环境因素。 (1)温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 (2)二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 (3)光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】（1）由于呼吸作用强度不随光照强度改变，故光照强度为7000Lx和9000Lx时的呼吸速率相等，由表可知，两个条件下的净光合速率相等，故两个条件下的总光合速率相等。 （2）由表可知，光照强度为3000Lx时的净光合速率更大，消耗CO2的速率大于通过气孔进入叶肉细胞间的速率，导致胞间CO2浓度更小。光照强度为7000Lx时气孔导度比5000Lx时小，但胞间CO2浓度却更高，说明此时限制光合速率增加的因素不是气孔导度限制CO2的供应。 （3）由图可知，卡尔文循环发生在维管束鞘细胞中。晴朗夏季中午，温度高，蒸腾作用强，大豆气孔部分关闭，CO2进入细胞减少，暗反应受限，光合速率下降；而玉米的PEP羧化酶催化CO2固定的效率非常高，能在较低CO2浓度下固定CO2进行光合作用，所以玉米的净光合速率可能高于大豆。 四、实验题 7．(24-25高二下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)辣椒是重要的经济作物，因其独特的辣味而深受人们的喜爱。辣椒光合作用受内外多种因素的影响，为提高产量，科学家们用辣椒苗做了相关实验，结果如图所示，请回答下列问题： (1)本实验探究的是温度对辣椒苗光合作用的影响，实验中需控制的无关变量有_________（至少写2个）。 (2)据图可知，光照条件下，辣椒苗约在_________（填“25℃”“35℃”或“45℃”）时生长速率最快。 (3)在辣椒地中施加农家肥，可以提高辣椒产量，原因是农家肥中的有机物通过分解者的分解作用，能为辣椒苗提供_________等，有利于辣椒的生长。在辣椒地中耕也可以提高辣椒产量，中耕是指在作物生产期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用是_______。 (4)辣椒果实中的有机物主要来自于辣椒叶片的光合作用，科学家发现，如果辣椒叶片中的有机物不能及时输送出去，其光合作用速率将会降低。请以该种已经结果的辣椒苗为材料，在原有实验的基础上设计简便的实验来验证这一结论。要求写出实验思路和预期结果。 实验思路：________。 预期结果：________。 【答案】(1)光照强度、二氧化碳浓度、空气湿度、辣椒植株大小等 (2)25℃ (3) 二氧化碳 、无机盐 减少杂草对资源的竞争，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根对矿质元素的吸收 (4) 将生长状况相似且已经结果的辣椒植株随机分成两组，对照组在适宜条件下培养，实验组摘除辣椒果实，在相同条件下培养，检测两组叶片的氧气释放速率 实验组叶片的氧气释放速率低于对照组 【分析】影响光合作用的主要外界因素有光照强度、CO2浓度和温度等，光合作用过程分为光反应和暗反应，光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，所以光反应和暗反应是紧密联系、缺一不可的整体。 【详解】（1）本实验研究的是温度对呼吸速率和净光合速率的影响，即自变量是温度，因变量是呼吸速率和净光合速率，其它均为无关变量，那么本实验的无关变量有环境中二氧化碳的浓度、光照强度、空气湿度、辣椒植株大小等。 （2） 生长速率应该看净光合速率，也就是光下氧气的释放速率，从图中可看出25℃时最大。 （3）在辣椒地中使用农家肥能有效提高辣椒产量，农家肥中的有机物被微生物分解成无机物，其中无机盐能被植物吸收利用，二氧化碳能被植物用于光合作用，因而有利于植物生长，进而提高了产量。中耕包括去除杂草和松土两项措施，杂草与辣椒苗竞争阳光、水分、无机盐和二氧化碳等资源，去除杂草可以减少杂草对资源的竞争，使辣椒苗获得更多的资源，从而有利于辣椒苗的生长。松土可以增加土壤中的氧气含量，促进根细胞的有氧呼吸，为根吸收矿质元素等生命活动提供更多的能量，有利于根对矿质元素的吸收，进而促进辣椒的生长，故中耕对作物的作用是减少杂草对资源的竞争，促进根细胞的有氧呼吸，有利于根对矿质元素的吸收。 （4）实验的关键是控制自变量，根据题意，该实验的自变量是摘除辣椒果实和不摘除辣椒果实，因变量是光合速率，可以通过检测氧气的释放速率表示光合速率，其它无关变量保持相同且适宜。那么设计实验如下：将生长状况相似且已经结了辣椒果实的辣椒植株随机分成两组，对照组在适宜条件下培养，实验组摘除辣椒果实，在相同条件下培养，检测两组叶片的氧气释放速率。根据题意，辣椒果实中的有机物主要来自于辣椒叶片的光合作用，科学家发现，如果辣椒叶片中的有机物不能及时输送出去，其光合作用速率将会降低。因此预期实验结果：实验组叶片的氧气释放速率低于对照组。 8．(24-25高二下·湖南长沙岳麓区湖南师范大学附属中学·期末)水稻是重要的粮食作物，我国稻作区大多会遭遇不同程度的冷害。研究者利用水稻相关突变体开展研究。 (1)将突变体水稻ospus1置于低温下种植，出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。白化苗中位于_______膜上的光合色素缺少，直接影响了光合作用的________反应。 (2)研究者发现，活性氧（ROS）的积累是引起突变体ospus1低温白化表型的原因，在突变体中导入ROS清除酶的基因。实验结果为_____________时，支持上述结论。 (3)研究者欲寻找突变体ospusl的抑制因子，进一步研究水稻耐冷的机理。请选取合适选项，以呈现科学家获得抑制因子的研究思路______________。 a.建立针对突变体ospusl的诱变库 b.建立针对野生型的诱变库 c.筛选低温下表型为绿色的幼苗 d.筛选低温下表型为白色的幼苗 e.筛选正常温度下表型为绿色的幼苗 f.获取抑制因子对应的基因并进行克隆 (4)后续实验发现该抑制因子编码一种定位在线粒体的SOP10蛋白，此蛋白可以影响线粒体内膜的电子传递链复合物Ⅰ的合成。 ①有氧呼吸第三阶段中，NADH经电子传递链复合物释放电子和H⁺，最终与______结合生成水并合成ATP。与此同时，该过程也是细胞内ROS的主要来源。 ②nad基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分。为进一步研究SOP10的作用机理，研究者在低温条件下开展进一步实验，结果如图1、2所示。结果表明_________。 注：内参蛋白：一般是指管家基因编码表达的蛋白，它们在各个组织和细胞中的表达相对恒定，在检测蛋白的表达水平变化时常用它来做参照。 ③请综合以上研究，解释突变体ospusl sop10耐冷的机制是__________。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 光 (2)导入ROS清除酶基因的突变体在低温下表现为绿叶 (3)acf (4) 氧气 sop10通过促进nad基因的转录，进而促进nad蛋白的合成 突变体ospus1的ROS含量增加，而在ospus1sop10突变体中，SOP10基因突变后，电子传递链复合物I的合成减少，使细胞中的ROS水平降低，低温下表型正常 【分析】1、有氧呼吸可分为三个阶段：有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖初步分解为丙酮酸与NADH，释放少量能量，产生少量ATP，该过程在细胞质基质中完成；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，释放少量能量，产生少量ATP，该过程在线粒体基质中完成，有氧呼吸的第三阶段是前两个阶段的NADH与氧气结合生成水，释放大量能量，产生大量ATP，该过程在在线粒体内膜上完成。 2、光合作用根据是否需要光，分为光反应阶段和暗反应阶段：光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上) ：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中) ：CO2被C5固定形成C3, C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成葡萄糖。 【详解】（1）真核细胞中光合色素分布于叶绿体类囊体薄膜，白化苗因叶绿体中缺乏光合色素而表现为叶片白化的现象，导致其缺乏吸收、传递和转化光能的能力，直接影响了光合作用的光反应阶段。 （2）突变体中导入ROS清除酶的基因，表达产物ROS清除酶能分解ROS，突变体ospus1低温白化表型消失，表现为绿叶。 （3）欲寻找突变体ospus1的抑制因子，则应先建立针对突变体ospus1的诱变库，从中获取具有不同诱变结果的突变体ospus1，从中筛选低温下表型为绿色的幼苗，再从具有耐冷性状的植株体内获取抑制因子对应的基因并进行克隆，acf正确，bde错误。 故选acf。 （4）①真核生物有氧呼吸第三阶段发生于线粒体内膜，有氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第二阶段产生的NADH与氧气发生反应，生成水，释放大量能量，其中大部分能量以热能的形式散失，少部分能量参与合成ATP。 ②由实验结果可知，ospus1 sop10突变体植株内nad基因的相对表达量明显降低，导致nad蛋白含量明显减少，故sop10通过促进nad基因的转录，进而促进nad蛋白的合成，突变体ospusl sop10植株体内nad蛋白含量明显减少，而nad基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分，会导致线粒体内膜的电子传递链复合物Ⅰ的合成量减少，细胞内ROS的来源减少，使细胞中的ROS水平降低，低温下表型正常。 9．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)某学习小组为探究“二氧化碳浓度对植物光合作用强度的影响”，设计了以下实验，请完成相关问题。 (1)实验步骤及结果 ①实验前准备：利用打孔器制备若干片菠菜圆形小叶片，随机均分成a、b、c、d、e5组，分别与水一起装入注射器并缓慢抽气，待小叶片全部_______后放入装有清水的烧杯中，置于黑暗环境中备用。 ②各组同时取出圆形小叶片，分别放入等体积清水、质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中。 ③同时打开_______（填“热”或“冷”）光源，置于最适光强下一段时间，观察并统计该段时间内各组__________的数量，结果如图1 (2)根据实验结果，可得出的实验结论是_________。 (3)由于人类活动加速全球气候变化，大气CO2浓度已从工业革命时期的280ppm上升到2024年的426.57ppm，到2100年预计达到730ppm。为研究长期高浓度CO2对植物生长发育的影响，研究人员以棉花为材料，将其分别培养于350μL·L-1（对照组）和1000μL·L-1CO2（高CO2组）环境中，高CO2组部分植株在生长4周后切换至350μL·L-1CO2环境（切换组），对三组棉花植株的净光合速率、气孔导度、淀粉含量和光合效率等进行监测，实验结果如图。 ①根据图2和图3推测，高CO2组光合速率降低主要源于_______（填“气孔”或“非气孔”）因素。 ②结合图4推测，高CO2组棉花比对照组棉花的光合速率低的原因是________。 【答案】(1) 沉底（或沉入注射器底部） 冷 圆形小叶片上浮 (2)在一定范围内随碳酸氢钠溶液质量分数增大，光合作用强度不断增加；当质量分数超过一定数值后，再增大碳酸氢钠溶液质量分数，光合作用强度减弱 (3) 非气孔 在高CO2环境中，植物光合产物淀粉的积累反过来抑制暗反应，进而影响光反应，导致植物光合速率降低 【分析】1‌、光照强度‌：光照越强，植物叶片吸收的光能就越多，从而推动光合作用的进行。但是，当光照强度超过一定限度时，光合速率可能不再增加，因为其他因素如温度、水分和二氧化碳浓度可能成为限制因素。 2‌、温度‌：在适宜的温度范围内，酶的活性较高，有利于光合作用的进行。然而，过高或过低的温度都可能降低酶的活性，从而影响光合速率。 3、水分供应‌：水是光合作用的原料之一，同时也有助于植物叶片保持膨压，使气孔张开，有利于二氧化碳的进入。如果植物缺水，气孔会关闭，导致二氧化碳供应不足，光合速率就会下降。 4‌、二氧化碳浓度‌：二氧化碳是光合作用的另一种原料，其浓度的高低直接影响光合作用的速率。在自然界中，二氧化碳浓度往往受到多种因素的影响，如气候变化、植被覆盖等。 【详解】（1）利用打孔器制备若干片菠菜圆形小叶片，随机均分成a、b、c、d、e5组，分别与水一起装入注射器并缓慢抽气，待小叶片全部沉底（或沉入注射器底部）后放入装有清水的烧杯中，置于黑暗环境中备用。 使用冷光源，可避免白炽灯等热光源散发的热量对实验结果的影响。光合作用产生氧气，由于氧气在水中的溶解度小，积累在细胞间隙，从而使叶片上浮。观察并统计该段时间内各组圆形小叶片上浮的数量。 （2）据图分析：得到的实验结果是在一定范围内随碳酸氢钠溶液质量分数增大，光合作用强度不断增加；当质量分数超过一定数值后，再增大碳酸氢钠溶液质量分数，光合作用强度减弱。 （3）非气孔因素是指除气孔导度以外的其他影响光合作用速率的因素。由图可知，当高CO2组切换至正常CO2环境后，淀粉含量在2～3天内迅速降至对照组水平，光合速率在4～5天内完全恢复至对照组水平，气孔导度的同步恢复，表明光合抑制主要源于非气孔因素。在高CO2环境中，植物光合产物淀粉的积累反过来抑制暗反应，进而影响光反应，导致植物光合速率降低。 10．根据光合作用碳素同化的最初产物不同，把高等植物分成C3植物（如莴苣）和C4植物（如玉米）。为研究人工腐殖酸（AHAMC）对C3、C4植物光合作用的影响，科学家用蒸馏水（CK）、营养液（HN）、人工腐殖酸（AHAMC）分别处理玉米和莴苣植株，一段时间后测量植物的净光合速率（Pn，μmolCO2·m-2·s-1）、胞间二氧化碳浓度（Ci，μmol·mol-1）、蒸腾速率（E，mmolH2O·m-2·s-1）、气孔导度（Gs，mmolH2O·m-2·s-1），结果如下表所示。回答下列相关问题： 玉米 莴苣 Pn Ci E Gs Pn Ci E Gs CK 1.75 560 0.4 10.5 1.05 88 0.11 7 HN 1.73 380 0.15 3.1 1.67 156 0.24 15 AHAMC 2.45 560 0.06 2.9 2.02 86 0.15 6 (1)正常光照情况下，光合色素吸收的光能在叶绿体中的能量转化过程为：光能→__________→有机物中稳定的化学能。暗反应将能量转移到糖类等光合终产物中，主要以_________（填某种物质）的形式通过________（填结构）运输到植物各处。 (2)分析表格数据可知，AHAMC处理可显著抑制_________（填“C3”、“C4”或“C3和C4”）植物的蒸腾速率和气孔导度，可能是因为AHAMC处理后植物光合作用速率增强导致其对水的需求增加所致。 (3)为进一步探究AHAMC对C3、C4植物光合作用的影响机理，科学家们对相关基因的表达情况进行了测定，结果如图所示（其中Chlorophyllase和MgCHL1基因是叶绿素合成的关键基因；ZmRbcS基因是C3植物固定CO2的关键基因，ZmPEPC基因是C4植物固定CO2的关键基因），据此推测AHAMC对C4植物光合速率的影响机理及结果是：AHAMC可____________________，从而促进叶绿素的合成，以提高C4植物的光反应速率；同时，还可______________________________，进而提高光合速率。    【答案】(1) ATP和NADPH中活跃的化学能 蔗糖 韧皮部/筛管 (2)C4 (3) 促进Chlorophyllase和MgCHLI基因的表达 抑制ZmRbcS基因的表达、促进ZmPEPC基因的表达，以促进暗反应速率 【分析】根据表格信息可知，HN处理，会使玉米的净光合速率有所下降，使莴苣的净光合速率升高。人工腐殖酸会使玉米和莴苣的净光合速率升高。 【详解】（1）正常光照情况下，光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，再转变为糖类等有机物中稳定的化学能。光合产物主要以蔗糖的形式通过韧皮部运输到植物各处。 （2）分析题意可知，莴苣是C3植物，玉米是C4植物，据表可知，与对照（CK）相比，AHAMC处理后玉米的蒸腾速率（E）和气孔导度（Gs）下降，而莴苣升高，说明AHAMC处理可显著抑制C4植物的蒸腾速率和气孔导度，可能是因为AHAMC处理后植物光合作用速率增强导致其对水（可参与光反应水的光解过程）的需求增加所致。 （3）据图可知，AHAMC处理后与对照相比，玉米的Chlorophyllase表达量显著升高，而莴苣增加不明显，MgCHLI的表达量两者均显著增加，ZmRbcS的表达量是莴苣显著增加。由于Chlorophyllase和MgCHLI基因是叶绿素合成的关键基因，ZmRbcS基因是C3植物固定CO2的关键基因，ZmPEPC基因是C4植物固定CO2的关键基因，故据此推测AHAMC对C4植物光合速率的影响机理及结果是：AHAMC可促进Chlorophyllase和MgCHLI基因的表达，从而促进叶绿素的合成，以提高C4植物的光反应速率。同时，还可抑制ZmRbcS基因的表达、促进ZmPEPC基因的表达，以促进暗反应速率，进而提高光合速率。 11．(24-25高二下·湖南衡阳·期末)研究者以拟南芥为材料，对影响光合作用的环境因素进行研究。回答下列问题： (1)盐胁迫对拟南芥光合作用影响的相关数据，如表所示。 指标 对照组 低盐胁迫组 高盐胁迫组 气孔导度/（μmol·m-2·s-1） 0.114 0.104 0.087 胞间CO2浓度/（μmol·L-1） 56.33 72.47 88.13 叶绿素a/（mg·g-1） 255.00 2.31 2.01 叶绿素b/（mg·g-1） 1.18 1.05 0.87 ①常用无水乙醇提取光合色素，依据是______。 ②请根据表中数据分析，盐胁迫下，叶绿素a和叶绿素b中受影响更多的色素是_______，导致胞间CO2浓度增加的主要原因是_____。 (2)将拟南芥幼苗放在密闭玻璃钟罩内（如图1所示），置于光照充足、温度适宜的环境中。开始时，光合速率大于细胞呼吸速率，随后细胞呼吸速率会上升，光合速率会下降。 ①分析实验过程中，幼苗光合速率、呼吸速率的变化趋势，并在图2中用曲线表示这一趋势______（要求标出起点和终点，忽略其他生物的影响）。 ②一段时间后，幼苗停止生长，原因是______，比较此时幼苗叶片的光合速率与呼吸速率的大小：_____。 【答案】(1) 光合色素易溶于无水乙醇（有机溶剂） 叶绿素a 盐胁迫导致叶绿素含量减少，光反应ATP和NADPH的生成量减少，暗反应减少了C3的还原，幼苗对CO2的利用减少 (2) 如图（起点在直线S下方，终点在S上）： 幼苗的光合速率等于呼吸速率，没有有机物积累 幼苗叶片的光合速率大于呼吸速率 【分析】叶绿体中的色素易溶于有机溶剂，不易溶于水，因此叶绿体中的色素可用无水乙醇提取。叶绿体中的色素提取过程中易被液泡中的酸性物质破坏，因此该过程中应加入CaCO3以避免叶绿体中的色素被破坏。 【详解】（1）①光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，因此常用无水乙醇提取光合色素。 ②表中数据显示，盐胁迫下，拟南芥叶片中，叶绿素a和b的含量都减少，叶绿素a的减少量更多。盐胁迫导致叶绿素含量减少，光反应ATP和NADPH的生成量减少，暗反应减少了C3的还原，幼苗对CO2的利用减少，因此胞间CO2浓度增加。 （2）①在密闭玻璃钟罩内，开始时，光合速率大于呼吸速率，随着拟南芥幼苗光合作用的进行，钟罩内CO2不断减少，O2不断增多，拟南芥幼苗光合速率在减小，呼吸速率在增大，当幼苗的光合速率等于呼吸速率时，达到动态平衡。表示这一趋势的曲线图为：。 ②一段时间后，光合速率等于呼吸速率，植株没有有机物的积累，幼苗停止生长。拟南芥幼苗中，进行光合作用的主要是叶片，而所有活细胞都进行细胞呼吸，故此时就幼苗叶片而言，其光合速率大于呼吸速率，才能保证整个幼苗的光合速率等于呼吸速率。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $