专题06 细胞的代谢（期末真题汇编，河南专用）高二生物下学期

**基本信息** 汇编河南多地高二期末真题，聚焦细胞代谢五大核心考点，融合科技前沿（如XPR1转运蛋白、CeO酶）与生活实践（茶叶加工、食品保鲜），注重实验分析与综合应用。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----|----| |单选题|43题|物质跨膜运输（质壁分离、转运蛋白）、酶与ATP（酶活性影响、ATP检测）、细胞呼吸（种子萌发、酵母菌呼吸）、光合作用（光合速率、实验探究）|结合曲线图分析（如原生质体体积变化、酶活性曲线），考查科学思维| |非选择题|12题|跨膜运输机制（NRT转运体）、酶活性实验设计（pH对α-淀粉酶影响）、光合作用影响因素（CO₂浓度、光照）|设计实验方案（如探究PcABC蛋白功能）、分析图表数据，体现探究实践与综合应用|

专题06 细胞的代谢 5大高频考点概览 考点01 物质跨膜运输的实例 考点02 细胞的物质输入和输出 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 物质跨膜运输的实例 一、单选题 1．（24-25高二下·河南许昌·期末）用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如图所示。下列相关表述错误的是（    ） A．在A-B段时间内水从原生质体渗出，细胞液的浓度增大 B．1min后，蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将缓慢增大后趋于稳定 C．2min后，乙二醇开始逐渐进入细胞，引起细胞液的浓度增大 D．4min时，蔗糖和乙二醇溶液的浓度都小于实验开始时 2．（24-25高二下·河南南阳·期末）用乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱鳞片叶外表皮细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列选项中正确的是（　　） A．在AB和AE段细胞的变化过程中，细胞的吸水能力在减弱 B．由图可知，乙二醇组在E点发生质壁分离自动复原的原因是植物细胞在E点开始吸收乙二醇 C．本实验中洋葱鳞片叶外表皮细胞也可以换成洋葱鳞片叶内表皮细胞 D．在D点滴加清水，蔗糖组一定能发生质壁分离复原 3．（24-25高二下·河南商丘·期末）取甲、乙两种不同植物成熟叶片剪出相同大小的叶圆片，分别置于对应的甲、乙编号的试管后，试管中溶液种类、溶液的初始浓度和放置叶圆片后溶液浓度的变化如表所示。下列叙述正确的是（　　） 实验组别 1 2 3 4 溶液种类及初始浓度 0.2g/mL蔗糖 0.4g/mL蔗糖 浓度未知蔗糖 0.3g/mL尿素 放置后溶液浓度变化 甲试管：增大；乙试管：增大 甲试管：不变；乙试管：减小 甲试管：减小；乙试管：？ 甲、乙试管：先减小再增大，最后趋于稳定 A．若实验组3的蔗糖溶液浓度大于0.4g/mL，则“？”处应为减小 B．甲细胞液浓度相当于0.2~0.4g/mL之间的蔗糖溶液浓度 C．实验组4试管中溶液浓度的变化是由于原生质层伸缩性强导致的 D．实验组2试管中甲和乙植物细胞变化不同，根本原因是基因的选择性表达 4．（24-25高二下·河南郑州·期末）某研究小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中，一段时间后进行观察，整个实验过程植物细胞都有活性，实验结果如下图所示。下列错误的是（    ） A．甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐减慢 B．转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程 C．丙中的植物细胞细胞液浓度与丙溶液浓度相等 D．甲、乙、丙溶液起始浓度相对大小为甲>乙>丙 5．（23-24高二下·河南漯河·期末）某生物学习小组利用某成熟的植物细胞观察质壁分离现象。甲、乙两组细胞分别浸润于浓度均为2mol·L-1的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，经显微观察后得到其原生质体（细胞壁以内的部分）的相对体积变化如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．由题意可知实线表示甲组，虚线表示乙组 B．A点的细胞液浓度与C点的细胞液浓度相等 C．开始时植物细胞的细胞液浓度小于两种外界溶液的浓度 D．实验进行至120s时，甲组和乙组细胞都发生了质壁分离 6．（23-24高二下·河南南阳·期末）为“探究植物细胞的吸水和失水”，某实验小组以蔗糖溶液、水等为实验材料进行实验，实验过程中观察到的某一状态如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．①属于原生质层结构，②不属于原生质层结构 B．此时，植物细胞不一定正在发生质壁分离 C．蔗糖分子能自由透过细胞壁和原生质层 D．细胞壁和细胞膜之间充满蔗糖溶液 地 城 考点02 细胞的物质输入和输出 一、单选题 1．（24-25高二下·河南鹤壁·期末）研究发现，物质甲和物质乙分别借助载体蛋白和通道蛋白进入哺乳动物成熟的红细胞。下列有关分析错误的是（    ） A．物质甲进入成熟红细胞一定是逆浓度梯度运输 B．物质乙进入成熟红细胞一定是顺浓度梯度运输 C．若物质乙是水分子，则可能存在其他的运输方式 D．红细胞呼吸作用释放的能量可能用于物质甲的转运 2．（24-25高二下·河南驻马店·期末）中国农业大学发现拉恩氏菌能吸收亚硒酸盐，为探究亚硒酸盐吸收的影响因素，研究人员将拉恩氏菌培养在适宜浓度的亚硒酸盐培养液中，同时给予一定的条件处理，一段时间后，测定培养液中亚硒酸盐的含量，具体实验过程如下表，下列说法正确的是（    ） 组别 处理方式 培养液中亚硒酸盐的含量 ① 加入通道蛋白（Aqpz）抑制剂 +++++++ ② 加入呼吸抑制剂 ++++++ ③ 加入亚硫酸盐 +++++++ ④ 不加入Aqpz抑制剂和呼吸抑制剂 +++ 注：“+”代表培养液中亚硒酸盐含量，“+”越多代表培养液中亚硒酸盐含量越高 A．①②为实验组，③④为对照组 B．由①②④可知拉恩氏菌吸收亚硒酸盐的方式为主动运输和被动运输 C．Aqpz与亚硒酸盐结合，其数量与物质运输速率有关 D．Aqpz可运输亚硒酸盐和亚硫酸盐，说明Aqpz不具有专一性 3．（24-25高二下·河南南阳·期末）集合管上皮细胞膜上的ENaC是一种的离子通道蛋白，细胞内的受体（MR）与醛固酮结合后进入细胞核、促进ENaC基因与钠钾泵基因的表达，以下叙述错误的是（    ） A．ENHC运输Na+时，不需要与Na+结合 B．醛固酮与MR结合，提高ENaC和钠钾泵的含量 C．肾集合管上皮细胞内Na+浓度低于尿液和组织液液 D．抑制钠钾泵活性会提高ENaC重吸收Na+的能力 4．（24-25高二下·河南焦作·期末）中国科学院物理研究所姜道华团队首次揭露磷酸盐外排转运蛋白（XPR1）的高分辨率结构。XPR1包含一个可溶的SPX结构域和一个跨膜结构域，前者是多磷酸肌醇（InsPP）传感器，可监控细胞内InsPP的浓度，调控XPR1的活性；后者由TM9b和W573两个部分组成。XPR1转运磷酸盐的具体机制如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．XPR1外排磷酸根离子的过程属于主动运输 B．XPR1转运磷酸根离子时不会发生自身构象的改变 C．磷酸根离子可与TM9b的特定部位结合使其发生磷酸化 D．InsPP与SPX结合使SPX结构稳定，可促进磷酸根离子外排 5．（24-25高二下·河南新乡·期末）植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．植物根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输 B．推测限制BC段磷酸盐吸收速率的因素是转运蛋白的数量 C．相同浓度下，OA段磷酸盐吸收速率低于OB段的主要影响因素是温度 D．加入细胞呼吸抑制剂，两种温度下磷酸盐吸收速率均降低 6．（24-25高二下·河南南阳·期末）研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收，跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白（NRT）介导，NRT是H+/同向转运体，运输机制如图所示。资料研究表明，液泡膜上的H+/反向转运体在H＋浓度梯度驱动下，能将运入液泡。下列说法正确的是（　　） A．碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要直接消耗细胞中的ATP B．碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、ATP等生物大分子 C．利用呼吸抑制剂处理碱蓬根部，根细胞吸收的速率会提高 D．液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关，下列有关物质跨膜运输表述正确的是（　　） A．相对分子质量小的物质或离子进入细胞的方式为自由扩散 B．大分子有机物进入细胞需要消耗能量，但不需要蛋白质协助 C．主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗能量，也需要转运蛋白的协助 D．葡萄糖进入红细胞时需要转运蛋白协助，但不消耗能量 8．（24-25高二下·河南商丘·期末）在土壤中生存着一种单细胞真菌——根腐离蠕孢，其能通过胞吐作用分泌纤维素酶，还能通过胞吞作用摄取植物细胞内的营养物质。下列叙述正确的是（　　） A．根腐离蠕孢分泌纤维素酶的过程不需要消耗能量 B．根腐离蠕孢胞吞植物细胞内营养物质时，无需细胞膜上的蛋白质参与 C．胞吞形成的囊泡，在根腐离蠕孢中可与溶酶体融合进而被水解酶分解 D．植物根细胞吸收水分的方式与根腐离蠕孢摄取植物细胞内营养物质的方式相同 9．（24-25高二下·河南信阳·期末）恩施玉露茶是中国传统蒸青绿茶，富含硒、锌等微量元素，具有清心明目、滋润暖胃等多重保健功效。茶树根细胞消耗ATP吸收的硒酸盐，大部分形成硒蛋白后转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是（　　） A．转运硒酸盐的载体蛋白和水通道蛋白转运物质的机制不同 B．若吸收硒酸盐时发生了载体蛋白的磷酸化，推测磷酸基团可能来自ATP C．细胞膜上载体蛋白消耗细胞代谢产生的能量，将硒蛋白转运出细胞 D．利用细胞呼吸抑制剂可以验证硒酸盐的跨膜运输方式是主动运输 10．（24-25高二下·河南南阳·期末）小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖，氨基酸，无机盐等营养物质，小肠上皮细胞从肠腔里吸收葡萄糖后，能将葡萄糖再转运入血浆中，转运机制如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．小肠上皮细胞上运输葡萄糖的载体蛋白有一种，体现了载体蛋白的特异性 B．小肠上皮细胞上的Glut2蛋白将葡萄糖转运入血浆，不消耗能量 C．小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵，有利于吸收营养物质 D．小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖的方式为主动运输，没有直接消耗ATP 11．（24-25高二下·河南郑州·期末）气孔保卫细胞的细胞膜中存在一种特殊的）K⁺转运蛋白（BLINK1），如下图所示，它在蓝光照射诱导下可调控气孔快速开启与关闭。下列分析正确的是（    ） A．保卫细胞吸收K⁺的方式与吸收水分子的方式相同 B．蓝光照射为运输K⁺提供了能量 C．K⁺转运蛋白在运输过程中未发生空间结构的改变 D．蓝光照射促进K⁺运入细胞，有利于保卫细胞渗透吸水 12．（24-25高二下·河南郑州·期末）一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。下列有关物质跨膜运输的相关表述正确的是（    ） A．带电荷的小分子物质可以通过自由扩散进入细胞内 B．离子和葡萄糖、氨基酸的跨膜运输必须借助转运蛋白 C．被动运输和主动运输都可以通过通道蛋白进行转运 D．大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量 13．（23-24高二下·河南许昌·期末）研究发现，生物膜融合存在以下机制：不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白，使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔，最后实现生物膜的相互融合，过程如图所示。下列叙述不正确的是（    ） A．生物膜的基本支架是磷脂双分子层 B．抑制小鼠胰腺腺泡细胞融合孔的形成会影响其分泌消化酶 C．抑制细胞呼吸不会影响上述过程 D．生物膜融合的过程能体现生物膜的结构特点 二、非选择题 14．（23-24高二下·河南新乡·期末）人体的水盐平衡调节过程中的主要作用激素为抗利尿激素（ADH），ADH作用于集合管上皮细胞的过程如图1所示。回答下列问题： (1)ADH的合成部位是____。当人体进行剧烈运动时，机体中ADH的含量变化情况最可能符合____（填图2中序号）。 (2)ADH作用于集合管上皮细胞可促进水的重吸收，据图1分析，其原因是ADH与特异性受体结合激活相关酶后，一方面促进水通道蛋白基因的____，从而促进集合管上皮细胞合成更多的水通道蛋白，另一方面促进____，使细胞膜上的水通道蛋白数量增加。 (3)原尿中的水通过水通道蛋白以____的方式进入细胞，该过程____（填“消耗”或“不消耗”）ATP。 (4)尿崩症患者的机体无法正常调节水分平衡，该病患者表现出大量排尿和极度口渴等症状。经检测，某尿崩症患者的排尿量大，但其体内的ADH水平偏高，出现该症状的原因可能是____。 15．（24-25高二下·河南商丘·期末）金丝草是一种适应性极强的多年生禾本科植物，具有清热解毒、消炎、止渴等药用价值。图1为金丝草叶肉细胞中光合产物蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程（其中①②③表示蛋白质）。金丝草极能适应铅（Pb）胁迫，研究发现ABC转运蛋白（PcABC）在金丝草适应铅（Pb）胁迫中发挥了重要作用。如图2为PcABC对Pb2+的转运途径之一。回答下列问题： (1)图1中，蔗糖通过_______（填“主动运输”或“被动运输”）的方式进入伴胞，判断依据是_______。伴胞细胞膜上的蛋白②具有的功能是______。 (2)据图2分析，若将金丝草细胞放在缺氧环境中，Pb2+进入细胞液的速率会_______，原因是_________。 (3)土壤中的镉（Cd）也会对金丝草产生不良影响。某生物兴趣小组猜想PcABC蛋白也能转运Cd2+，于是他们设计了如下实验： 材料用具：生理状况相同的金丝草细胞若干；不含Pb2+、Cd2+的完全培养液；不含Pb2+、含Cd2+完全培养液；一定量能抑制PcABC蛋白活性的药物；普通培养液。 实验步骤：①将生理状况相同的金丝草细胞随机均分为甲、乙两组；②甲组作为对照组置于_____中培养，乙组置于______中培养；③一段时间后，检测并比较________。 预期结果及结论：若_______，则说明PcABC蛋白能转运Cd2+；若甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同，则说明PcABC蛋白不能转运Cd2+。 地 城 考点03 酶与ATP 一、单选题 1．（24-25高二下·河南许昌·期末）如图表示最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响。下列相关叙述错误的是（    ） A．若A点时温度升高或降低10℃，反应速率都会变慢 B．若一定范围内改变温度，测得酶的最适pH值会改变 C．若在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶会使反应速率加快 D．若C点时维持实验条件不变，较长一段时间后，反应速率将有可能降低 2．（24-25高二下·河南开封·期末）磷酸化和去磷酸化是调控蛋白质功能的重要途径，该调控过程由蛋白激酶和蛋白磷酸酶分别催化。如图所示，蛋白激酶催化蛋白质的磷酸化，蛋白磷酸酶催化蛋白质的去磷酸化。下列叙述正确的是（    ） A．ATP可以为蛋白质的磷酸化提供磷酸基团 B．蛋白磷酸酶催化的反应与放能反应相关联 C．载体蛋白磷酸化后才与运输的物质相结合 D．去磷酸化对蛋白质空间结构的影响不可逆 3．（24-25高二下·河南开封·期末）多酚氧化酶（PPO）会导致水果、蔬菜的褐变，影响食品风味。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．PPO可以为褐变反应提供活化能 B．PPO的最适pH应该在7～8之间 C．高温能够导致PPO空间结构改变 D．PPO应在最适pH和低温下保存 4．（24-25高二下·河南新乡·期末）在苹果受到损伤后，多酚氧化酶会被氧气激活且催化物质A反应生成黑色素，使组织发生褐变。苹果经以下处理可降低鲜切组织的褐变率，其中③组的1.5%柠檬酸可创造酸性条件。下列分析正确的是（    ） 处理组 处理方法 褐变抑制率/% ① 将苹果放在2～4℃低温条件下储藏6个月 36.34 ② 将苹果放在45℃培养箱中热空气处理6h 47.50 ③ 将鲜切苹果块用1.5%柠檬酸+0.05%半胱氨酸浸泡15min 76.69 A．由①②组实验可知，低温或高温都可以破坏酶结构从而抑制酶活性 B．③组会高效破坏多酚氧化酶的结构，给予适宜条件后其活性可恢复 C．若将鲜切苹果块进行真空包装且用低温处理，则能降低褐变率 D．若减少物质A的含量，则酶促反应速率会降低，从而使褐变抑制率降低 5．（24-25高二下·河南鹤壁·期末）泛素—蛋白酶体系统是由泛素（Ub，小分子多肽）介导的一种蛋白降解机制。泛素以单体或多聚体形式，经由酶促反应与底物蛋白结合并发生共价连接的过程为泛素化。在去泛素化酶（DUBs）的作用下，泛素化底物蛋白上的泛素被移除的过程为去泛素化，过程如图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．E1激活泛素的过程需要ATP水解供能，且E1可将泛素转移给E2 B．推测E2与E3可相互作用，导致泛素从E2转移到特定的底物蛋白上 C．泛素化蛋白被蛋白酶体彻底分解，所获得的产物可用于其他蛋白的合成 D．DUBs作用的化学键可能是肽键，DUBs的存在使得泛素修饰的调节具有平衡性 6．（24-25高二下·河南南阳·期末）因为酶的高效性和专一性等特点，在日常生活中，有很多时候会用到各种各样的酶让生活更便利，下列说法正确的是（　　） A．在实验中不能通过增加底物浓度来抵消非竞争性抑制剂对酶的抑制作用 B．加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，因此把从动植物体内提取出来的蛋白酶，脂肪酶等加入普通洗衣粉，能把衣物清洗得更加干净鲜亮 C．在化学反应中，加酶的组比不加酶的组反应速率明显提高很多，反映了酶的高效性 D．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。但在临床上不能与抗生素混合使用，混合使用会降低抗生素的疗效 7．（24-25高二下·河南郑州·期末）木瓜蛋白酶可催化蛋白质或多肽中精氨酸及赖氨酸的羧基端肽键断裂。带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白，可利用木瓜蛋白酶处理，变废为宝。下列说法错误的是（    ） A．木瓜蛋白酶具高效性，可将下脚料中的蛋白质分解为氨基酸 B．为确定木瓜蛋白酶的最适pH，需要将一系列不同的pH设为自变量 C．为确定木瓜蛋白酶的最适温度，需分别将底物和酶在设定温度下保温后再混合 D．可用单位时间内单位质量的木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解量来衡量酶活性 8．（24-25高二下·河南信阳·期末）ATP荧光检测法是一种快速、灵敏且易于操作的微生物污染检测方法。原理是裂解液能杀死微生物，释放的ATP在荧光素酶的催化下，将荧光素氧化并产生荧光。下列说法错误的是（　　） A．ATP荧光检测法不能用来检测病毒污染的情况 B．ATP荧光检测法也可用于筛选和评估种子批次的质量 C．ATP荧光检测法不适合无机环境的微生物污染检测 D．ATP荧光检测法不能用来区分微生物的种类 9．（24-25高二下·河南郑州·期末）茶树中细胞液内的茶多酚会被细胞质中的茶多酚氧化酶氧化而变红。杀青是绿茶加工过程中的关键工序，即将茶叶放在滚筒机中，在220℃下翻滚1分钟左右。下列错误的是（    ） A．“杀青”的主要目的是破坏茶多酚氧化酶的活性以保持茶叶的绿色 B．红茶制作过程应充分利用茶多酚氧化酶氧化作用使茶多酚变红 C．采摘过程中液泡膜被破坏可能会加速茶多酚氧化变红的过程 D．茶多酚氧化酶能为茶多酚氧化变红过程提供活化能 10．（24-25高二下·河南郑州·期末）蛋白激酶（PK）是一类催化蛋白质磷酸化的酶。这类酶催化从ATP转移出磷酸基团，并使其结合到特定蛋白质分子中的某些氨基酸残基上。PK分子内都存在一同源的约由270个氨基酸残基构成的催化结构区。下列叙述错误的是（    ） A．ATP分子含有两个特殊的化学键，A表示腺苷 B．蛋白质的磷酸化过程需ATP供能，属于放能反应 C．蛋白质的磷酸化会改变蛋白质的结构和活性 D．催化结构区是PK与底物结合和发生作用的区域 11．（24-25高二下·河南洛阳·期末）在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶-底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法错误的是（    ） A．酶是多聚体，大多数以氨基酸为单体，其作用的底物可以是无机物 B．ES→P+E所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低 C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越高 D．底物充足的条件下，即使酶量增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率也不会增加 二、非选择题 12．（24-25高二下·河南信阳·期末）中国是红茶的发源地，拥有众多历史悠久、品质卓越的著名红茶。红茶制作过程的揉捻和发酵环节是在氧气存在的条件下，多酚氧化酶被激活，催化儿茶素类等无色多酚形成茶黄素、茶红素和茶褐素等有色物质。图1为温度对多酚氧化酶活力的影响，图2和图3分别表示泡茶的水温对四种红茶的茶黄素和茶红素浸出量的影响。 (1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其化学本质是________ (2)揉捻时用双手将茶叶找成一团，在垫上反复拨揉、推压。力量要均，一段时间后，将茶团摊开抖散。这样反复进行数次。揉捻除了使茶叶成形外，主要目的是________。据图1实验结果推测，揉捻后的发酵环节，温度应控制在_______左右为宜。 (3)制作绿茶信阳毛尖时，在揉捻之前添加了180℃-250℃快速杀青处理，推测该处理的目是________，并保护________不被破坏，从而保持绿茶清汤绿叶的特征。 13．（24-25高二下·河南许昌·期末）小麦是我国的三大主粮之一，小麦种子入仓前必须晾晒才能得到良好保存。萌发的小麦种子代谢旺盛，与酶的活性提高密切相关。研究者以小麦种子为材料进行了相关实验，回答下列问题。 (1)晾晒后的小麦种子含水量降到12.5%左右，此时其细胞中的水主要以__________的形式存在，小麦种子含水量下降后有利于长期储存的原因是__________。 (2)研究者在萌发的小麦种子中提取了α-淀粉酶，并测定了不同pH对α-淀粉酶的酶促反应速率(V)的影响，得到如图所示曲线。实验结果显示当pH低于4时，酶促反应速率显著下降。针对下降的原因，研究者做出了三种假设: 假设Ⅰ：pH的变化破坏了α-淀粉酶的空间结构，导致酶活性不可逆的改变； 假设Ⅱ：pH的变化影响了底物与α-淀粉酶的结合状态，这种影响是可逆的； 假设Ⅲ：前两种原因同时存在。 现要探究当pH=3时酶促反应速率下降的原因，请在上述实验的基础上设计实验方案，写出实验思路和预期结果与结论。 实验思路：__________。 预期结果与结论：①若__________，则假设Ⅰ正确。 ②若酶促反应速率=a，则假设Ⅱ正确。 ③若__________，则为假设Ⅲ正确。 14．（23-24高二下·河南郑州·期末）酶的抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争抑制剂和酶活性部位以外的其他部位结合，能改变酶的结构，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。以胰脂肪酶催化脂肪水解为例，在不同抑制剂的作用下，对酶促反应的影响如下图所示： (1)图1正常情况下，某同学想利用胰脂肪酶、脂肪溶液来探究pH对酶活性的影响，pH和温度分别属于________、_______变量，胰脂肪酶活性可用__________________________来表示。 (2)图2是______抑制剂的作用机理。改变底物的量，对图______（填“2”或“3”）抑制剂的作用效果无影响。 (3)研究发现，茶多酚对胰脂肪酶活性的影响属于非竞争性抑制剂的作用，欲验证这一结论，请将实验设计补充完整。 实验思路：取一定量的脂肪溶液________分为甲、乙两组，两组都加入适量且________的茶多酚和胰脂肪酶，乙组继续添加_______，比较两组酶促反应速率。 预期实验结果：_________________。 地 城 考点04 细胞呼吸 一、单选题 1．（24-25高二下·河南信阳·期末）“回南天”是中国南方地区早春特有的高湿天气现象。此时空气湿度极高，若种子储存不当，容易受潮霉变，从而使发芽率显著降低。下列叙述错误的是（　　） A．农业生产中，储存种子需要干燥、低温和低氧等环境条件 B．种子萌发为幼苗的过程中，有机物种类增加，总量可能先降低后升高 C．储存的种子受潮时，细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱 D．霉菌在种子上大量繁殖，消耗种子的营养物质，不利于种子正常萌发 2．（24-25高二下·河南焦作·期末）玉米种子中含有的乳酸脱氢酶（LDH）可催化乳酸脱氢生成丙酮酸，同时将NAD+还原成NADH，NADH可将NBT还原为紫色沉淀物，沉淀物颜色越深则说明LDH活性越高。利用该显色反应可评估玉米种子的耐寒性。下列叙述正确的是（　　） A．玉米种子细胞中的LDH主要分布在线粒体基质中 B．玉米种子细胞进行无氧呼吸产生乳酸时也产生CO2 C．该评估实验需将待测玉米种子置于低温、常温和高温下 D．与不耐寒种子相比，低温下耐寒种子的LDH显色反应较深 3．（24-25高二下·河南南阳·期末）细胞呼吸的原理在生活和生产中都得到了广泛的应用。像酿酒和酸奶制作，以及在医疗领域中，很多操作都与呼吸原理有关，以下说法正确的是（　　） A．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等，是为了促进伤口处的细胞进行有氧呼吸 B．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌酿酒时，前期可适量通入氧气 C．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌会在伤口处进行有氧呼吸并大量繁殖 D．酸奶胀袋是因为乳酸菌的呼吸作用产生气体造成的 4．（24-25高二下·河南洛阳·期末）豌豆干种子吸水萌发实验中，子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（    ） A．阶段Ⅰ种子内的NADH都是在细胞质基质中生成的 B．阶段Ⅱ种子内的乙醇是由酶催化丙酮酸与NADH反应后生成的 C．阶段Ⅲ的曲线交点处种子无氧呼吸和有氧呼吸分解的葡萄糖相等 D．阶段Ⅳ种子内的CO₂都是由丙酮酸彻底氧化分解生成的 5．（24-25高二下·河南郑州·期末）下图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放总量与O2浓度之间的关系。下列说法正确的是（    ） A．Q点时产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体基质 B．P点后小麦种子进行有氧呼吸的强度不变 C．若图中AB=BC，此时有氧呼吸消耗葡萄糖多于无氧呼吸 D．R点对应的O₂浓度比较适宜种子的储藏 6．（24-25高二下·河南郑州·期末）癌细胞在有氧或无氧条件下，都主要进行无氧呼吸并释放大量乳酸。研究发现，CeO是存在于线粒体中的一种酶，参与[H]与氧气结合生成水的过程，而癌细胞内的线粒体中的CeO有缺陷，不能发挥正常的催化功能。下列叙述错误的是（    ） A．有氧呼吸可将有机物中的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能 B．在有氧条件下，正常细胞与癌细胞相比会消耗更多葡萄糖 C．CeO在细胞的线粒体内膜上发挥作用，是有氧呼吸的关键酶 D．修复癌细胞内有缺陷的CeO，可减少癌细胞内乳酸的产生 7．（23-24高二下·河南郑州·期末）细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列错误的是（    ） A．用透气的消毒纱布包扎伤口，是为了促进伤口细胞的有氧呼吸 B．储藏水果可通过降低温度和氧气含量，减少有机物的消耗 C．提倡有氧运动，可避免肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸引起身体不适 D．稻田及时排水，可避免根部细胞无氧呼吸产生酒精造成烂根 8．（23-24高二下·河南郑州·期末）为探究酵母菌细胞呼吸的基本过程，将酵母菌破碎并进行离心，分离得 到细胞质基质、线粒体，与酵母菌分别装入1至5号试管中，加入不同的物质，进行如下实验。下列叙述错误的是（    ）           试管编号加入物质 细胞质基质 线粒体 酵母菌 1 2 3 4 5 葡萄糖 十 十 十 十 丙酮酸 一 十 一 氧气 十 十 注：“十”代表加入了适量的相关物质，“一”代表未加入。 A．能将葡萄糖彻底氧化分解为CO₂和H₂O的试管是5号 B．不能产生ATP的试管是2号 C．能产生酒精的试管是1号和4号 D．不能产生CO₂的试管是3号 二、非选择题 9．（24-25高二下·河南南阳·期末）为研究在淹水缺氧胁迫下，不同浓度KNO3溶液对月见草根呼吸的影响，研究人员利用四组盆栽月见草进行相关实验，其中一组浇灌清水，另外三组浇灌不同浓度的KNO3溶液，且保持液面高于土壤表面，每天定时测定月见草根有氧呼吸速率，结果如图。回答下列问题： (1)线粒体是植物细胞有氧呼吸的主要场所，丙酮酸进入线粒体后在基质中脱氢，最终生成________，该过程产生的[H]最终被________氧化。某同学认为清水组随着淹水天数的延长，月见草根细胞吸收无机盐的能力也减弱，请对该观点做出点评：________（判断正误并说出理由）。不能将CO2生成速率作为检测有氧呼吸速率的指标，原因是________。 (2)由实验数据可知，在一定浓度范围内KNO3可_______（填“促进”或“抑制”）淹水对有氧呼吸的影响，且在一定范围内，KNO3浓度越高，________。 (3)实验过程中发现，清水组在实验后期叶片出现叶尖叶缘焦枯、叶色发黄等缺钾症状。请利用若干月见草植株进行实验，判断钾元素能否在月见草植株不同部位发生迁移（写出实验思路及预期结果及结论）_______。 地 城 考点05 光合作用 一、单选题 1．（24-25高二下·河南南阳·期末）下图是某实验小组为研究植物细胞的光合作用和呼吸作用而设计的四组实验，其他相关实验条件适宜。下列叙述错误的是（　　） A．分离细胞中的线粒体或叶绿体常用的方法是差速离心法 B．一段时间后进行检测，图甲和图乙装置均有气体产生 C．图丙装置在适宜光照下停止CO2供应，ATP的合成速率将减小 D．尽管细胞膜破裂，图丁装置仍能完成葡萄糖的分解 2．（24-25高二下·河南许昌·期末）下图表示油菜种子在萌发过程中干重的变化情况，经检测第2-3d油菜种子呼吸产生CO₂的量远超O₂的消耗量;第4-5d油菜种子O₂的吸收速率超过CO₂的释放速率;第6d时长出叶片;油菜种子中脂肪含量到第10d时减少了90%。下列有关说法叙述错误的是（    ） A．第2-3d油菜种子的呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸 B．第4-5d油菜种子呼吸时可能利用了较多的脂肪 C．第4-6d时，导致种子干重增加的主要是氧元素 D．第6d时，油菜的呼吸速率与光合速率大致相当 3．（24-25高二下·河南驻马店·期末）农谚是我国劳动人民智慧的结晶和经验的总结，其中蕴含着很多生物学原理，如：①稀三箩，密三箩，不稀不密收九箩；②玉米套大豆，十年九不漏；③清明前后，种瓜点豆；④白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧；⑤锅里无柴难烧饭，田里无粪难增产；⑥伏日深耕田，赛过水浇园。这些古代智慧与现代农业科学高度契合，下列匹配关系中不合理的是（    ） A．①②都可以实现光能的分配优化 B．③可以延长光合作用的时间 C．④可促进光合作用、减少呼吸消耗 D．⑤⑥可以增大光合作用速率 4．（24-25高二下·河南信阳·期末）如图表示野外种植的天竺葵叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中数字序号表示代谢过程，字母表示相关的物质。下列叙述错误的是（　　） A．B可代表从类囊体膜运往叶绿体基质的NADP+和ADP B．⑤生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解 C．要测定叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组 D．当提高野外天葵周围CO2浓度时，短期内叶肉细胞中C5含量会降低 5．（24-25高二下·河南郑州·期末）用“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积（s）的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列说法错误的是（    ） A．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 B．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率为（b-a）/4s C．若光照前截取同等面积的叶片烘干称重记为c，则该叶片呼吸速率为（c-a）/4s D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做黑暗处理 6．（24-25高二下·河南郑州·期末）希尔发现在没有CO₂时，给予离体叶绿体光照，就能放出O₂，同时使电子受体NADP⁺还原。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的离体叶绿体，不供给CO₂时，既积累 NADPH也积累ATP；撤去光照，供给CO₂时，NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列正确的是（    ） A．希尔反应能证明光合作用释放的O₂中的O全部来自于H₂O B．阿尔农实验能证明NADPH和ATP的形成与叶绿体的基粒有关系 C．在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他还原剂，希尔反应也能进行 D．阿尔农实验能证明即使没有CO₂，光反应阶段也可以进行一段时间 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）在光合作用的探究历程中，众多科学家秉持着大胆质疑、勇于创新的科学精神，设计并开展了一系列精巧实验，在不断探索与求证中，逐步揭开光合作用原理的神秘面纱，有关这些探究实验，下列说法正确的是（　　） A．恩格尔曼的水绵实验，制作临时装片时，一组是水绵和需氧细菌置于有空气的黑暗环境中，另一组是水绵和需氧细菌置于有空气的完全光照环境中 B．希尔的离体叶绿体悬浮液实验操作是，让离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他还原剂（悬浮液中有H2O和CO2），观察实验现象 C．鲁宾和卡门的同位素示踪实验中，对照组是C18O2和H2O，实验组是CO2和H218O D．希尔反应证明了水的光解和糖的合成不是同一个化学反应 8．（24-25高二下·河南郑州·期末）下图表示植物叶肉细胞中光合作用、有氧呼吸的过程及两者之间的联系。其中甲~戊表示生理过程，a~d表示相关物质。下列有关说法正确的是（    ） A．b表示ADP和磷酸，c表示O₂，d表示CO2 B．图中的[H]表示NADPH C．乙表示光合作用的暗反应阶段，该过程需要多种酶的参与 D．戊发生在细胞质基质中，丁、丙发生在线粒体基质中 9．（24-25高二下·河南洛阳·期末）某叶肉细胞的光合作用过程如图所示，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，①~④表示物质。下列叙述正确的是（    ） A．阶段1只在有光照下进行，阶段Ⅱ有无光照都能持续进行 B．①、②均可参与阶段Ⅱ，②和ATP驱动叶绿体基质中CO₂的固定 C．适宜光照条件下突然提高③的浓度，短时间内叶绿体中C5/C3的比值会降低 D．若该叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率，则植株的干重一定会增加 10．（24-25高二下·河南郑州·期末）科学家卡尔文等用14CO₂供小球藻进行光合作用，每隔一定的时间取样，用热乙醇杀死细胞并以纸层析技术分析细胞产物，根据具有放射性标记的细胞产物出现的顺序探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的过程。下列说法错误的是（    ） A．该实验采用了放射性同位素标记法和纸层析技术 B．该实验的自变量是取出的不同样本小球藻光合作用的细胞产物 C．纸层析技术分离细胞产物的原理是不同细胞产物在层析液中的溶解度不同 D．光照时间较短时的细胞产物可能是光照时间较长时细胞产物的原料 11．（23-24高二下·河南郑州·期末）农民在农业生产过程中会有如下种植方式，其中主要目的不是为了提高光能利用率的是（    ） 种植方式 定义 A 合理密植 指在单位面积上，栽种作物时密度要适当，行株距要合理 B 轮作 指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式 C 套种 指在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的一种种植方式 D 间作 指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物 A．A B．B C．C D．D 12．（23-24高二下·河南郑州·期末）科研人员研究温度对甲、乙两种植物净光合作用速率的影响，得到实验结果如下图。据图推测合理的是（    ） A．30℃时，甲乙两种植物固定CO₂的速率相同 B．40℃时，甲植物有机物量减少，乙植物有机物量增多 C．甲植物较乙植物对高温更敏感 D．在凉爽环境下植物乙生长的更快 13．（23-24高二下·河南洛阳·期末）若要测定某一水生生态系统中浮游植物所制造的有机物总量，可在该生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（X）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（Y）和乙瓶中的O2含量（Z）。在甲、乙瓶中只有浮游植物且其呼吸作用相同的条件下，下列分析正确的是（    ） A．X与Y的差值表示这段时间内，浮游植物呼吸作用消耗的O2总量 B．X与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用制造的O2总量 C．Y与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用制造有机物的总量 D．若X>Z>Y，则这段时间内乙瓶中的浮游植物没有进行光合作用 14．（24-25高二下·河南南阳·期末）大豆、玉米等植物的叶绿体中存在一种名为Rubisco的酶，参与卡尔文循环和光呼吸。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物（RuBP）为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，具体过程如下图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．大豆、玉米等植物的叶片中消耗O2的场所有叶绿体、线粒体 B．光呼吸发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中 C．有氧呼吸和光呼吸均产生ATP D．干旱、晴朗的中午，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会降低 二、非选择题 15．（24-25高二下·河南郑州·期末）净光合速率是植物真正光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度。 (1)下图是在条件下，A、B两种植物的地上部分光合作用速率随光照强度变化的曲线。在较长时间的连续阴雨环境中，A、B两种植物相比，受影响较大的是_____植物。在光照强度为3klx的条件下，A植物的叶肉细胞的有机物积累速率_____（填“大于”“小于”或“等于”）零，此时叶肉细胞中ATP的合成场所为_____。A、B两种植物在光照强度为8k lx的条件下处理相同时间，比较两种植物有机物的合成速率的大小，结果应为NA_____（填“大于”“小于”或“等于”）NB。 (2)下图表示干旱胁迫下植物光合速率降低的两种因素，分别为气孔限制因素和非气孔限制因素。 ①在干旱胁迫下植物气孔导度下降，其生理意义是_____。 ②研究人员发现重度干旱胁迫下某植物光合速率下降，且气孔导度下降，但他认为该植物光合速率下降并不是由A引起的，而是光反应产生的_____减少，进而直接影响了暗反应中_____。为了验证该推测是否正确，可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间_____，若实验结果为_____，则可支持该研究人员的推测。 16．（24-25高二下·河南信阳·期末）棉花是中国重要的经济作物，在整个生长周期都需要充足的光照，夏季正是其旺盛生长和结铃期。原料、能量、叶绿体、酶活性等都是影响棉花光合作用速率的因素。图1是在夏季晴朗的白天，棉花某叶片净光合速率随时间变化的曲线图。 (1)棉花叶片叶绿素含量常常作为多种重要生理功能的检测指标。实验室常用________（填试剂名称）提取色素。纸层析法分离色素时，若滤液细线触及层析液，将无法分离得到色素带，主要原因是________。 (2)将单个棉花叶片（未离体）置于小型叶室中，当流入和流出小型叶室的气体稳定时，实时检测并计算流入和流出叶室的_________浓度差。为了计算出图1的净光合速率，还应精确测量实验时间、小型叶室的空气流量（单位时间内流经叶室的空气的体积）和____________等数据。 (3)图1中7~10的时间段内，限制光合作用速率的因素是____________。CD段，光合作用强度逐渐升高的主要原因是随着午后光照强度和温度的适度下降。 (4)我国西北地区棉花产量通常占全国总产量的85%到近90%。一方面得益于_________（填环境因素）大大增加光合作用速率和时间，另一方面得益于昼夜温差大有效减少夜间呼吸消耗，使得光合产物大量积累。 17．（24-25高二下·河南鹤壁·期末）某科研小组探究施氮肥以及同时施加水和氮肥对小麦植株光合作用相关生理指标的影响，实验结果如下表（RuBP羧化酶可催化CO2固定）。回答下列问题： 生理指标 对照组 施氮肥组 水+氮肥组 自由水/结合水 6.5 7.1 8.1 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 86 66 197 叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.0 13.6 RuBP羧化酶活性/（μmol·h-1·g-1） 310 620 740 光合速率/（μmol·m-2·s-1） 6.8 9.2 12.8 (1)小麦叶肉细胞中的光合色素包括____；缺乏氮会影响_____（答出2点）的合成，进而导致光合速率降低。 (2)气孔导度反映气孔开放程度，与对照组相比，施氮肥组小麦植株气孔导度降低的原因可能是________。 (3)与施氮肥组相比，水+氮肥组的光合速率较高，这主要是因为水+氮肥组的_______，使光反应增强，且_______，使暗反应增强。水+氮肥组自由水/结合水的值最高，自由水为光合作用相关过程提供的有利的条件可能有________（答出2点）。 (4)结合上述信息及所学知识分析，农业生产中，为提高小麦的产量，可采取的措施有________（答出3点）。 18．（23-24高二下·河南新乡·期末）水稻是我国重要的粮食作物之一。某实验室研究了大田生长环境下水稻不同生长期的叶绿素含量和干物质分配率，结果如图1、2所示，图中FW表示鲜重，干物质分配率是指叶片留存的光合产物占光合产物总积累量的百分比，图2收割期不统计。回答下列问题： (1)为比较不同时期叶片的叶绿素含量，在提取叶绿素时需要在研钵中加入____（答出3种）等试剂，进一步测定提取出的光合色素的含量可得出图1所示结果。研究人员测得收割期的净光合速率最低，根据图1结果分析，其原因是____。 (2)水稻的分蘖期是水稻的营养生长期，灌浆期是种子形成期。分析图2的实验结果，分蘖期的干物质分配率较高，而灌浆期的干物质分配率明显降低，出现该现象的原因可能是____。 (3)水稻叶片直接吸收CO2用于光合作用，而多肉植物的CO2的固定方式与水稻的不同，如图3所示。 ①水稻进行光合作用时所需的CO2来自____（填场所）。 ②沙漠地区炎热干旱，与水稻相比，多肉植物更适合种植在沙漠地区，据图3分析，推测原因是____。 19．（24-25高二下·河南许昌·期末）1963年贾格道夫为了探究光合作用中ATP的生成机理，将离体叶绿体的类囊体置于pH=4的酸性溶液中，待类囊体膜内外pH=4平衡后将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH=8或pH=4的缓冲液中，实验流程和结果如图所示，回答下列问题。 (1)光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。在类囊体的薄膜上进行的是光合作用的__________阶段。叶绿体的__________中进行光合作用第二阶段的化学反应，对于光照条件的要求是__________。 (2)在探究光合作用中ATP的生成机理的整个实验过程中，必须将实验装置置于__________(填“有光”或“无光”)的条件下，原因是__________。 (3)本实验的自变量是__________该实验中产生ATP的机理是：__________。 20．（24-25高二下·河南焦作·期末）为研究岷江柏古树适应恶劣环境的生态策略，某科研小组以四川阿坝州某苗圃繁育的岷江柏古树子代一年生幼苗为实验材料进行古树光合特性的研究，其中对照组为母树树龄20年的子代，实验组为母树树龄350年、550年和1200年左右的古树子代。回答下列问题： (1)古树叶肉细胞中与光合作用有关的色素分布在______上，要比较这些色素的含量差异，可用_____（填试剂名称）提取色素并通过纸层析法分离色素。光合色素捕获的光能可转化为_______中的化学能，用于暗反应中C3的还原。 (2)为研究古树子代对光的响应情况，研究人员进行了相关实验，部分实验结果如表所示。 母树树龄/年 最大净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μmol·mol-1） 光饱和点/（μmol·m-2·s-1） 光补偿点/（μmol·m-2·s-1） 20 15.10 0.10 298.10 1620.00 28.00 350 8.32 0.05 235.64 628.00 25.33 550 8.35 0.05 250.33 654.00 16.00 1200 6.03 0.03 215.33 772.00 14.67 注：光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度；光饱和点是指达到最大光合速率时的最小光照强度；气孔导度越大，气孔开放程度越大。 ①该实验的无关变量有_____（答出2点）。 ②据表推测，古树适应恶劣环境的生态策略是______（答出1点）。 (3)为研究不同的CO2浓度对不同树龄古树子代光合作用的影响，研究人员可采用的实验思路是______。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 细胞的代谢 答案版 地 城 考点01 物质跨膜运输的实例 一、单选题 1．C 2．C 3．A 4．C 5．B 6．C 地 城 考点02 细胞的物质输入和输出 一、单选题 1．A 2．B 3．D 4．D 5．B 6．D 7．D 8．C 9．C 10．A 11．D 12．B 13．C 二、非选择题 14．(1)下丘脑 ① (2)表达 储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜融合 (3)协助扩散 不消耗 (4)集合管上皮细胞表面缺乏ADH特异性受体而使ADH不能发挥作用 15．(1)主动运输 逆浓度转运蔗糖，需要载体蛋白协助，且消耗能量 运输和催化 (2)降低 Pb2+进入细胞液是主动运输，需消耗ATP，缺氧环境中细胞呼吸产生的ATP减少 (3)不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液 等量的不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液并加入一定量能抑制PcABC蛋白活性的药物 两组培养液中Cd2+的剩余量 甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组 地 城 考点03 酶与ATP 一、单选题 1．B 2．A 3．A 4．C 5．C 6．A 7．A 8．C 9．D 10．B 11．C 二、非选择题 12．(1)蛋白质或RNA (2)破坏细胞结构，释放出多酚氧化酶，便于多酚氧化酶与儿茶素等物质充分接触 30℃ (3)破坏多酚氧化酶 叶绿素 13．(1)结合水 减少了小麦种子中自由水的含量而使其代谢水平降低（呼吸作用速率降低），减少有机物的消耗，便于储藏 (2)先将α-淀粉酶在pH=3的条件下处理一段时间，再将其转移到pH=4条件下，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定其酶促反应速率 酶促反应速率=b b<酶促反应速率<a 14．(1)自变量 无关 单位时间内脂肪的减少量或单位时间内甘油、脂肪酸的生成量 (2)竞争性 3 (3)平均 等量、等浓度 脂肪溶液 甲乙两组酶促反应速率相等 地 城 考点04 细胞呼吸 一、单选题 1．C 2．D 3．B 4．B 5．D 6．B 7．A 8．D 二、非选择题 9．(1)CO2和[H] 氧气（或O2） 该观点正确；清水组随着水淹时间的延长，有氧呼吸速率逐渐下降，根部主动运输吸收无机盐离子的速率减慢 有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2 (2)抑制 抑制作用越明显 (3)实验思路：用缺钾培养液培养月见草植株，持续观察新叶和老叶的缺钾症状。预期的结果及结论：老叶会先出现缺钾症状，一段时间后新叶也会出现缺钾症状，说明钾元素可以在植株不同部位之间发生迁移；新叶先出现缺钾症状，老叶后出现缺钾症状，说明钾元素不能在植株不同部位之间发生迁移 地 城 考点05 光合作用 1．B 2．D 3．D 4．A 5．B 6．D 7．D 8．C 9．C 10．B 11．B 12．C 13．A 14．A 二、非选择题 15．(1)A 大于 细胞质基质、线粒体、叶绿体 大于 (2)植物气孔导度下降，降低植物的蒸腾作用，防止水分大量散失 ATP和NADPH C₃的还原 CO₂浓度 气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于（或等于）气孔导度下降前 16．(1)无水乙醇 滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散 (2)CO2 叶片面积 (3)光照强度 (4)光照时间长、强度大 17．(1) 叶绿素和类胡萝卜素（或叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素） 叶绿素、与光合作用有关的酶、ATP、NADPH（答出2点即可） (2)仅施氮肥会导致小麦根细胞外溶液的浓度增大，引起细胞失水，进而使气孔导度减小 (3)叶绿素含量升高（吸收的光能增多） RuBP羧化酶活性升高，气孔导度增大（CO2的固定增强） 作为良好的溶剂；运输营养物质；作为光反应的直接原料（答出2点即可） (4)增施适量氮肥并适量浇水；合理密植；适当增加CO2浓度；防治病虫害；适当增加光照强度（答出3点且合理即可） 18．(1)无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙 收割期的叶绿素含量明显低于其他时期的，收割期的光反应速率最低，导致其净光合速率最低 (2)分蘖期干物质更多地留存在叶片中以用于自身的生长，而灌浆期干物质更多地被运输至种子中 (3)外界环境、线粒体 夜晚多肉植物的气孔打开，吸收CO2储存在液泡中供白天进行光合作用时使用，白天多肉植物的气孔关闭，减少水分散失 19．(1)光反应 基质 不直接依赖光（或不需要光） (2)无光 避免类囊体在光下产生ATP，干扰实验结果 (3)类囊体外缓冲液的pH（或类囊体膜两侧的pH差值） 类囊体膜内外具有H+浓度差，从而驱动ATP合成/H+的顺浓度梯度跨膜运输驱动ATP的合成 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 细胞的代谢 5大高频考点概览 考点01 物质跨膜运输的实例 考点02 细胞的物质输入和输出 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 物质跨膜运输的实例 一、单选题 1．（24-25高二下·河南许昌·期末）用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如图所示。下列相关表述错误的是（    ） A．在A-B段时间内水从原生质体渗出，细胞液的浓度增大 B．1min后，蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将缓慢增大后趋于稳定 C．2min后，乙二醇开始逐渐进入细胞，引起细胞液的浓度增大 D．4min时，蔗糖和乙二醇溶液的浓度都小于实验开始时 【答案】C 【详解】A、原生质体体积A→B段的变化说明在该段时间内水从原生质体渗出，可引起细胞中细胞液的浓度增大，A正确； B、1min后，处于2mol·L-1蔗糖溶液中的细胞大量失水，发生质壁分离，细胞液的浓度将缓慢增大后趋于稳定，B正确； C、乙二醇分子刚开始就逐渐进入细胞内，并不是2min后才开始进入，C错误； D、蔗糖溶液中，细胞失水使溶液被稀释；乙二醇溶液中，乙二醇进入细胞使外界溶液浓度降低，故4min时，蔗糖和乙二醇溶液的浓度都小于实验开始时，D正确。 故选C。 2．（24-25高二下·河南南阳·期末）用乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱鳞片叶外表皮细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列选项中正确的是（　　） A．在AB和AE段细胞的变化过程中，细胞的吸水能力在减弱 B．由图可知，乙二醇组在E点发生质壁分离自动复原的原因是植物细胞在E点开始吸收乙二醇 C．本实验中洋葱鳞片叶外表皮细胞也可以换成洋葱鳞片叶内表皮细胞 D．在D点滴加清水，蔗糖组一定能发生质壁分离复原 【答案】C 【分析】植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。 【详解】A、AB和AE段的细胞在发生质壁分离，在失水，细胞的吸水能力在增强，A错误； B、由图知，乙二醇组在E点发生质壁分离自动复原的原因不是植物细胞在E点开始吸收乙二醇，从A点就开始吸收乙二醇了，B错误； C、本实验中洋葱鳞片叶外表皮细胞也可以换成洋葱鳞内表皮细胞，洋葱内表皮细胞也是成熟的植物细胞，可以发生质壁分离，C正确； D、2mol/L糖溶液浓度太高，D点后的细胞很大概率过度失水死亡，死亡的细胞滴加清水也不会发生质壁分离复原，因此说D点滴加清水一定能发生质壁分离复原是错误的，D错误。 故选C。 3．（24-25高二下·河南商丘·期末）取甲、乙两种不同植物成熟叶片剪出相同大小的叶圆片，分别置于对应的甲、乙编号的试管后，试管中溶液种类、溶液的初始浓度和放置叶圆片后溶液浓度的变化如表所示。下列叙述正确的是（　　） 实验组别 1 2 3 4 溶液种类及初始浓度 0.2g/mL蔗糖 0.4g/mL蔗糖 浓度未知蔗糖 0.3g/mL尿素 放置后溶液浓度变化 甲试管：增大；乙试管：增大 甲试管：不变；乙试管：减小 甲试管：减小；乙试管：？ 甲、乙试管：先减小再增大，最后趋于稳定 A．若实验组3的蔗糖溶液浓度大于0.4g/mL，则“？”处应为减小 B．甲细胞液浓度相当于0.2~0.4g/mL之间的蔗糖溶液浓度 C．实验组4试管中溶液浓度的变化是由于原生质层伸缩性强导致的 D．实验组2试管中甲和乙植物细胞变化不同，根本原因是基因的选择性表达 【答案】A 【详解】A、实验组2中，甲试管浓度不变，乙试管浓度变小，说明甲的细胞液浓度为0.4g/mL，乙的细胞液浓度低于0.4g/mL。实验组3中，若蔗糖溶液浓度>0.4g/mL，甲的细胞液浓度（0.4g/mL）低于外界浓度，甲失水导致溶液浓度降低；乙的细胞液浓度（<0.4g/mL）也低于该浓度，乙同样失水，溶液浓度降低，“？”处应为减小，A正确； B、实验组2中甲试管浓度不变，说明甲细胞液浓度等于0.4g/mL，而非介于0.2~0.4g/mL，B错误； C、实验组4中尿素可自由扩散进入细胞，导致细胞先失水后吸水，溶液浓度变化由尿素移动引起，而非原生质层伸缩性，C错误； D、甲、乙为不同植物，细胞液浓度差异的根本原因是遗传物质(基因)不同，而非基因选择性表达，D错误。 故选A。 4．（24-25高二下·河南郑州·期末）某研究小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中，一段时间后进行观察，整个实验过程植物细胞都有活性，实验结果如下图所示。下列错误的是（    ） A．甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐减慢 B．转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程 C．丙中的植物细胞细胞液浓度与丙溶液浓度相等 D．甲、乙、丙溶液起始浓度相对大小为甲>乙>丙 【答案】C 【分析】渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。发生渗透作用需要两个条件：一是有半透膜，二是半透膜两侧溶液存在浓度差。对于植物细胞而言，液泡膜、细胞质及细胞膜共同构成的原生质层相当于半透膜。细胞液与外界溶液之间若存在浓度差，水分子就会从水势高（溶液浓度低）的一侧通过原生质层向水势低（溶液浓度高）的一侧扩散。比如，将植物细胞放在高浓度蔗糖溶液中，细胞液浓度低于外界蔗糖溶液浓度，细胞就会失水；若放在清水中，细胞液浓度高于清水，细胞就会吸水。当植物细胞处于外界溶液浓度高于细胞液浓度的环境中时，细胞通过渗透作用失水，细胞液中的水分透过原生质层进入外界溶液，导致细胞壁和原生质层都收缩。由于原生质层的伸缩性比细胞壁大，随着细胞不断失水，原生质层会与细胞壁逐渐分离，这就是质壁分离现象。 【详解】A、植物细胞在甲溶液中发生质壁分离，随着失水，细胞液浓度增大，与外界溶液的浓度差减小，所以失水速率逐渐减慢，A正确； B、乙溶液中少部分细胞处于质壁分离状态，说明细胞液浓度与乙溶液浓度较为接近，将其转移到乙溶液中，细胞可能会发生吸水过程，B正确； C、丙中的植物细胞未发生质壁分离，可能是细胞液浓度大于或等于丙溶液浓度，而不只是相等，C错误； D、根据植物细胞在不同溶液中的质壁分离情况，质壁分离程度越大，说明外界溶液浓度与细胞液浓度差越大，所以甲、乙、丙溶液起始浓度相对大小为甲>乙>丙，D正确。 故选C。 5．（23-24高二下·河南漯河·期末）某生物学习小组利用某成熟的植物细胞观察质壁分离现象。甲、乙两组细胞分别浸润于浓度均为2mol·L-1的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，经显微观察后得到其原生质体（细胞壁以内的部分）的相对体积变化如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．由题意可知实线表示甲组，虚线表示乙组 B．A点的细胞液浓度与C点的细胞液浓度相等 C．开始时植物细胞的细胞液浓度小于两种外界溶液的浓度 D．实验进行至120s时，甲组和乙组细胞都发生了质壁分离 【答案】B 【分析】题图分析，某种植物细胞处于乙二醇溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，原生质体体积变小，细胞液浓度增大；随着乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞，细胞液浓度增加，细胞吸水，发生质壁分离复原；而植物细胞处于蔗糖溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，质生质体体积变小；蔗糖不能进入细胞，不会发生自动复原。 【详解】A、由图可知，由于乙二醇溶液可以自由扩散的方式进入细胞，使细胞液浓度增加，发生质壁分离后还会发生质壁分离复原，而蔗糖不能进入细胞，不会发生质壁分离复原，即实线表示甲组，虚线表示乙组，A正确； B、由于乙二醇可以进入细胞液，A、C两点虽然原生质体体积相等，但A点细胞液浓度小于C点，B错误； C、开始时植物细胞的细胞液浓度小于两种外界溶液的浓度，导致细胞失水，原生质体体积减小，C正确； D、据图可知，图中0～120s，两条曲线均下降，原生质体体积均小于初始状态，故两组细胞都发生了质壁分离，D正确。 故选B。 6．（23-24高二下·河南南阳·期末）为“探究植物细胞的吸水和失水”，某实验小组以蔗糖溶液、水等为实验材料进行实验，实验过程中观察到的某一状态如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．①属于原生质层结构，②不属于原生质层结构 B．此时，植物细胞不一定正在发生质壁分离 C．蔗糖分子能自由透过细胞壁和原生质层 D．细胞壁和细胞膜之间充满蔗糖溶液 【答案】C 【分析】植物细胞的吸水和失水取决于细胞内外溶液的浓度差，原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质)相当于半透膜。所以植物细胞是一个渗透系统。 【详解】A、原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，①细胞质属于原生质层结构，②液泡不属于原生质层结构，A正确； B、若图中细胞处于质壁分离状态，此时可能正在质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原，不一定正在发生质壁分离，B正确； C、细胞壁具有全透性，原生质层具有选择透过性，蔗糖分子能自由透过细胞壁，但不能自由透过原生质层，C错误； D、由于细胞壁具有全透性，细胞壁和细胞膜之间充满蔗糖溶液，D正确。 故选C。 地 城 考点02 细胞的物质输入和输出 一、单选题 1．（24-25高二下·河南鹤壁·期末）研究发现，物质甲和物质乙分别借助载体蛋白和通道蛋白进入哺乳动物成熟的红细胞。下列有关分析错误的是（    ） A．物质甲进入成熟红细胞一定是逆浓度梯度运输 B．物质乙进入成熟红细胞一定是顺浓度梯度运输 C．若物质乙是水分子，则可能存在其他的运输方式 D．红细胞呼吸作用释放的能量可能用于物质甲的转运 【答案】A 【详解】A、物质甲借助载体蛋白进红细胞，可能为主动运输或协助扩散，协助扩散为顺浓度梯度，A错误； B、通道蛋白介导的运输方式为协助扩散，只能顺浓度梯度进行，因此物质乙的运输方向正确，B正确； C、水分子可通过自由扩散或通道蛋白（水通道）运输，若乙为水，可能存在自由扩散方式，C正确； D、主动运输需消耗能量，红细胞通过无氧呼吸产生ATP，可为物质甲的主动运输供能，D正确。 故选A。 2．（24-25高二下·河南驻马店·期末）中国农业大学发现拉恩氏菌能吸收亚硒酸盐，为探究亚硒酸盐吸收的影响因素，研究人员将拉恩氏菌培养在适宜浓度的亚硒酸盐培养液中，同时给予一定的条件处理，一段时间后，测定培养液中亚硒酸盐的含量，具体实验过程如下表，下列说法正确的是（    ） 组别 处理方式 培养液中亚硒酸盐的含量 ① 加入通道蛋白（Aqpz）抑制剂 +++++++ ② 加入呼吸抑制剂 ++++++ ③ 加入亚硫酸盐 +++++++ ④ 不加入Aqpz抑制剂和呼吸抑制剂 +++ 注：“+”代表培养液中亚硒酸盐含量，“+”越多代表培养液中亚硒酸盐含量越高 A．①②为实验组，③④为对照组 B．由①②④可知拉恩氏菌吸收亚硒酸盐的方式为主动运输和被动运输 C．Aqpz与亚硒酸盐结合，其数量与物质运输速率有关 D．Aqpz可运输亚硒酸盐和亚硫酸盐，说明Aqpz不具有专一性 【答案】B 【详解】本题通过实验探究拉恩氏菌吸收亚硒酸盐的方式，需结合物质运输方式的特点（主动运输、被动运输）及实验变量分析。 【分析】A、①、②、③均为实验组（分别施加不同处理），④为空白对照组（未施加任何处理）。③加入亚硫酸盐属于实验变量，并非对照组，A错误； B、①加入通道蛋白抑制剂后，亚硒酸盐吸收减少，说明存在依赖通道蛋白的被动运输（如协助扩散）；②加入呼吸抑制剂后吸收减少，说明需要能量，存在主动运输。④为正常吸收组，结合①②结果可知吸收方式包含主动运输和被动运输，B正确； C、Aqpz是通道蛋白，通道蛋白的作用是形成通道让物质通过，而不是与亚硒酸盐结合，载体蛋白才与物质结合，C错误； D、虽然Aqpz可运输亚硒酸盐和亚硫酸盐，但不能就此说明Aqpz不具有专一性，因为通道蛋白的专一性是相对的，它可能对一类结构相似的物质具有运输作用，亚硒酸盐和亚硫酸盐可能结构相似，D错误； 故选B。 3．（24-25高二下·河南南阳·期末）集合管上皮细胞膜上的ENaC是一种的离子通道蛋白，细胞内的受体（MR）与醛固酮结合后进入细胞核、促进ENaC基因与钠钾泵基因的表达，以下叙述错误的是（    ） A．ENHC运输Na+时，不需要与Na+结合 B．醛固酮与MR结合，提高ENaC和钠钾泵的含量 C．肾集合管上皮细胞内Na+浓度低于尿液和组织液液 D．抑制钠钾泵活性会提高ENaC重吸收Na+的能力 【答案】D 【分析】由图可知，钠离子通过ENaC进入细胞的方式为顺浓度梯度的协助扩散，钠钾泵参与的过程需要消耗能量，为主动运输。 【详解】A、ENaC是一种通道蛋白，运输物质时，不需要与物质结合，A正确； B、据图可知，醛固酮与MR结合，促进了基因的表达，从而提高ENaC和钠钾泵的含量，B正确； C、钠离子通过ENaC进入细胞的方式为顺浓度梯度的协助扩散，肾集合管上皮细胞通过主动运输的方式排出Na+，所以肾集合管上皮细胞内Na+浓度低于尿液和组织液，C正确； D、抑制钠钾泵活性，导致细胞内的Na+浓度上升，会抑制ENaC重吸收Na+的能力，D错误。 故选D。 4．（24-25高二下·河南焦作·期末）中国科学院物理研究所姜道华团队首次揭露磷酸盐外排转运蛋白（XPR1）的高分辨率结构。XPR1包含一个可溶的SPX结构域和一个跨膜结构域，前者是多磷酸肌醇（InsPP）传感器，可监控细胞内InsPP的浓度，调控XPR1的活性；后者由TM9b和W573两个部分组成。XPR1转运磷酸盐的具体机制如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．XPR1外排磷酸根离子的过程属于主动运输 B．XPR1转运磷酸根离子时不会发生自身构象的改变 C．磷酸根离子可与TM9b的特定部位结合使其发生磷酸化 D．InsPP与SPX结合使SPX结构稳定，可促进磷酸根离子外排 【答案】D 【分析】主动运输需要载体和能量，逆梯度进行；协助扩散需要转运蛋白，不需要能量，顺梯度进行。ATP在细胞内能与ADP快速转化，从而保证生命活动的正常进行。 【详解】A、XPR1外排磷酸根离子从高浓度运输到低浓度，属于协助扩散，A错误； B、根据题图，XPR1转运磷酸根离子时会发生自身构象的改变，B错误； C、磷酸根离子不与TM9b的特定部位结合，C错误； D、InsPP与SPX结合使SPX结构稳定，进而促进磷酸根离子外排，D正确。 故选D。 5．（24-25高二下·河南新乡·期末）植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图所示。下列有关叙述错误的是（　　） A．植物根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输 B．推测限制BC段磷酸盐吸收速率的因素是转运蛋白的数量 C．相同浓度下，OA段磷酸盐吸收速率低于OB段的主要影响因素是温度 D．加入细胞呼吸抑制剂，两种温度下磷酸盐吸收速率均降低 【答案】B 【分析】据图分析：自变量是温度和磷酸盐浓度，因变量是吸收速率。细胞吸收无机盐离子的方式一般是主动运输。 【详解】A、植物根细胞逆浓度梯度吸收磷酸盐，故吸收方式为主动运输，A正确； B、推测限制BC段磷酸盐吸收速率的因素是转运蛋白的数量或能量，B错误； C、由图可知，在相同磷酸盐浓度下，OA段磷酸盐吸收速率低于OB段的主要影响因素是温度，C正确； D、加入细胞呼吸抑制剂，细胞呼吸减弱，供能不足，两种温度下磷酸盐吸收速率均降低，D正确。 故选B。 6．（24-25高二下·河南南阳·期末）研究发现低氮高盐可促进碱蓬根系对的吸收，跨质膜向胞质运输主要依靠质膜上的硝酸盐转运蛋白（NRT）介导，NRT是H+/同向转运体，运输机制如图所示。资料研究表明，液泡膜上的H+/反向转运体在H＋浓度梯度驱动下，能将运入液泡。下列说法正确的是（　　） A．碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程需要直接消耗细胞中的ATP B．碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、ATP等生物大分子 C．利用呼吸抑制剂处理碱蓬根部，根细胞吸收的速率会提高 D．液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子有利于细胞保持坚挺 【答案】D 【分析】根细胞从土壤吸收无机盐离子的方式主要是主动运输，该运输方式的特点是：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 【详解】A、从图中可知，质膜上的ATPase将细胞内的H+逆浓度梯度转运到细胞外，消耗ATP，形成H+的浓度梯度。NRT是H+/同向转运体，和H+起进入细胞，H+顺浓度梯度进入细胞，的吸收利用了H+浓度梯度的势能，所以碱蓬根细胞通过NRT吸收的过程，不直接消耗细胞中的ATP，A错误； B、碱蓬根细胞吸收的可用于合成蛋白质、核酸、ATP，但ATP不是生物大分子，B错误； C、呼吸抑制剂处理碱蓬根部，会抑制根部细胞的呼吸作用，产生的ATP减少，使得H+逆浓度梯度运出细胞的速率降低，无法形成细胞内外H+浓度梯度，NRT介导的吸收过程依赖H+浓度梯度，所以根细胞吸收的速率会降低，C错误； D、液泡膜上的H+/反向转运体在H+浓度梯度驱动下将运入液泡，说明液泡中H+浓度高，即液泡的pH值低于细胞质基质，液泡吸收无机盐离子，使细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，有利于细胞保持坚挺，D正确。 故选D。 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关，下列有关物质跨膜运输表述正确的是（　　） A．相对分子质量小的物质或离子进入细胞的方式为自由扩散 B．大分子有机物进入细胞需要消耗能量，但不需要蛋白质协助 C．主动运输都是逆浓度梯度进行的，既要消耗能量，也需要转运蛋白的协助 D．葡萄糖进入红细胞时需要转运蛋白协助，但不消耗能量 【答案】D 【分析】小分子、离子等物质跨膜运输的方式可以是自由扩散、协助扩散和主动运输，自由扩散既不需要载体也不需要能量，协助扩散需要载体不需要能量，主动运输既需要载体也需要能量；大分子物质的运输方式是胞吐和胞吞，胞吐和胞吞依赖于膜的流动性，需要消耗能量。 【详解】A、相对分子质量小的物质或离子分很多种类，进入细胞的方式跟物质种类有关，有些由扩散，有些协助扩散，有些主动运输，A错误； B、大分子有机物进入细胞的方式为胞吞，消耗能量，虽不用转运蛋白，但也需要蛋白质参与识别，B错误； C、主动运输都是逆浓度梯度行的，既要消耗能量，也需要载体蛋白的协助，不是转运蛋白，协助扩散需要转运蛋白，C错误； D、葡萄糖进入红细胞时是协助扩散，需要转运蛋白协助，但不消耗能量，D正确。 故选D。 8．（24-25高二下·河南商丘·期末）在土壤中生存着一种单细胞真菌——根腐离蠕孢，其能通过胞吐作用分泌纤维素酶，还能通过胞吞作用摄取植物细胞内的营养物质。下列叙述正确的是（　　） A．根腐离蠕孢分泌纤维素酶的过程不需要消耗能量 B．根腐离蠕孢胞吞植物细胞内营养物质时，无需细胞膜上的蛋白质参与 C．胞吞形成的囊泡，在根腐离蠕孢中可与溶酶体融合进而被水解酶分解 D．植物根细胞吸收水分的方式与根腐离蠕孢摄取植物细胞内营养物质的方式相同 【答案】C 【分析】细胞摄取大分子时，首大分子与膜上蛋白质结合，引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。 【详解】A、根腐离蠕孢能通过胞吐作用分泌纤维素酶，故根腐离蠕孢分泌纤维素酶的过程需要消耗能量，A错误； B、当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。由此可知根腐离蠕孢胞吞植物细胞内营养物质时，需细胞膜上的蛋白质参与，B错误； C、胞吞形成的囊泡携带大分子物质，溶酶体含水解酶可分解这些物质，故胞吞形成的囊泡，在根腐离蠕孢中可与溶酶体融合进而被水解酶分解，C正确； D、植物根细胞吸水为自由扩散和协助扩散，而根腐离蠕孢摄取营养为胞吞，方式不同，D错误。 故选C。 9．（24-25高二下·河南信阳·期末）恩施玉露茶是中国传统蒸青绿茶，富含硒、锌等微量元素，具有清心明目、滋润暖胃等多重保健功效。茶树根细胞消耗ATP吸收的硒酸盐，大部分形成硒蛋白后转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是（　　） A．转运硒酸盐的载体蛋白和水通道蛋白转运物质的机制不同 B．若吸收硒酸盐时发生了载体蛋白的磷酸化，推测磷酸基团可能来自ATP C．细胞膜上载体蛋白消耗细胞代谢产生的能量，将硒蛋白转运出细胞 D．利用细胞呼吸抑制剂可以验证硒酸盐的跨膜运输方式是主动运输 【答案】C 【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，而主动运输既需要消耗能量，也需要载体蛋白的协助。 【详解】A、水通道蛋白介导的是协助扩散，不需要消耗能量；而转运硒酸盐的载体蛋白参与主动运输，需要消耗能量且载体蛋白构象改变，两者机制不同，A正确； B、主动运输过程中，ATP水解产生的磷酸基团可转移至载体蛋白使其磷酸化，从而驱动运输，B正确； C、硒蛋白是大分子物质，通过胞吐方式运出细胞，该过程依赖囊泡运输而非载体蛋白直接转运，且胞吐消耗能量但不需要载体蛋白，C错误； D、主动运输依赖细胞呼吸提供的能量，若使用呼吸抑制剂导致能量供应受阻，硒酸盐吸收速率下降，可验证其运输方式为主动运输，D正确。 故选C。 10．（24-25高二下·河南南阳·期末）小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖，氨基酸，无机盐等营养物质，小肠上皮细胞从肠腔里吸收葡萄糖后，能将葡萄糖再转运入血浆中，转运机制如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．小肠上皮细胞上运输葡萄糖的载体蛋白有一种，体现了载体蛋白的特异性 B．小肠上皮细胞上的Glut2蛋白将葡萄糖转运入血浆，不消耗能量 C．小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵，有利于吸收营养物质 D．小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖的方式为主动运输，没有直接消耗ATP 【答案】A 【分析】利用ATP水解释放能量，将细胞内的Na+泵出细胞外，而相应地将细胞外K+泵入细胞内，说明Na+出细胞、K+进细胞均为主动运输。 【详解】A、由图可知，小肠上皮细胞上运输葡萄糖的载体蛋白有两种，A错误； B、小肠上皮细胞上的Glut2蛋白将葡萄糖转运入血浆是顺浓度梯度，是协助扩散，不消耗能量，B正确； C、小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵，有利于维持细胞内外Na+的浓度差，有利于吸收营养物质，C正确； D、小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖的方式为主动运输，但消耗的是Na+顺浓度梯度的转移势能，没有直接消耗ATP，D正确。 故选A。 11．（24-25高二下·河南郑州·期末）气孔保卫细胞的细胞膜中存在一种特殊的）K⁺转运蛋白（BLINK1），如下图所示，它在蓝光照射诱导下可调控气孔快速开启与关闭。下列分析正确的是（    ） A．保卫细胞吸收K⁺的方式与吸收水分子的方式相同 B．蓝光照射为运输K⁺提供了能量 C．K⁺转运蛋白在运输过程中未发生空间结构的改变 D．蓝光照射促进K⁺运入细胞，有利于保卫细胞渗透吸水 【答案】D 【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 【详解】A、保卫细胞吸收K+的方式为主动运输，吸收水的方式是自由扩散或协助扩散，与吸收水分子的方式不同，A错误； B、光照是诱导信号，K+运输的能量来自ATP，B错误； C、K+转运蛋白是载体蛋白，在运输过程中因发生磷酸化过程而发生了空间结构的改变，C错误； D、蓝光照促进K+运入细胞，使细胞内渗透压增大，有利于保卫细胞渗透吸水，D正确。 故选D。 12．（24-25高二下·河南郑州·期末）一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。下列有关物质跨膜运输的相关表述正确的是（    ） A．带电荷的小分子物质可以通过自由扩散进入细胞内 B．离子和葡萄糖、氨基酸的跨膜运输必须借助转运蛋白 C．被动运输和主动运输都可以通过通道蛋白进行转运 D．大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量 【答案】B 【分析】自由扩散是由高浓度到低浓度运输，不需要转运蛋白，不消耗能量，协助扩散是由高浓度到低浓度运输，需要转运蛋白，不消耗能量。 【详解】A、带电荷的小分子物质极性较强，难以直接穿过细胞膜的脂双层，通常需通过协助扩散或主动运输（需转运蛋白），而非自由扩散，A错误； B、离子跨膜运输需通道蛋白或载体蛋白（协助扩散或主动运输）；葡萄糖进入红细胞为协助扩散，进入小肠上皮细胞为主动运输；氨基酸通常通过主动运输，均需转运蛋白，B正确； C、被动运输中的协助扩散可通过通道蛋白（如水通道）或载体蛋白，但主动运输仅依赖载体蛋白，而非通道蛋白，C错误； D、大分子有机物通过胞吞进入细胞，依赖细胞膜的流动性形成囊泡，需要膜蛋白，无需转运蛋白，D错误； 故选B。 13．（23-24高二下·河南许昌·期末）研究发现，生物膜融合存在以下机制：不同生物膜上的蛋白质相互作用形成螺旋状的复合蛋白，使磷脂分子失去稳定进而重排形成融合孔，最后实现生物膜的相互融合，过程如图所示。下列叙述不正确的是（    ） A．生物膜的基本支架是磷脂双分子层 B．抑制小鼠胰腺腺泡细胞融合孔的形成会影响其分泌消化酶 C．抑制细胞呼吸不会影响上述过程 D．生物膜融合的过程能体现生物膜的结构特点 【答案】C 【分析】细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜，膜厚7～8nm，对于动物细胞来说，其膜外侧与外界环境相接触。其主要功能是选择性地交换物质，吸收营养物质，排出代谢废物，分泌与运输蛋白质。 【详解】A、生物膜的成分主要是磷脂和蛋白质，磷脂双分子层是生物膜的基本支架，A正确； B、分泌消化酶属于胞吐过程，此过程会发生生物膜的融合，抑制小鼠胰腺腺泡细胞融合孔的形成会影响其分泌消化酶，B正确； C、上述生物膜融合过程中需要消耗能量，抑制细胞呼吸会影响上述过程，C错误； D、生物膜融合的过程能体现生物膜具有流动性的结构特性，D正确。 故选C。 二、非选择题 14．（23-24高二下·河南新乡·期末）人体的水盐平衡调节过程中的主要作用激素为抗利尿激素（ADH），ADH作用于集合管上皮细胞的过程如图1所示。回答下列问题： (1)ADH的合成部位是____。当人体进行剧烈运动时，机体中ADH的含量变化情况最可能符合____（填图2中序号）。 (2)ADH作用于集合管上皮细胞可促进水的重吸收，据图1分析，其原因是ADH与特异性受体结合激活相关酶后，一方面促进水通道蛋白基因的____，从而促进集合管上皮细胞合成更多的水通道蛋白，另一方面促进____，使细胞膜上的水通道蛋白数量增加。 (3)原尿中的水通过水通道蛋白以____的方式进入细胞，该过程____（填“消耗”或“不消耗”）ATP。 (4)尿崩症患者的机体无法正常调节水分平衡，该病患者表现出大量排尿和极度口渴等症状。经检测，某尿崩症患者的排尿量大，但其体内的ADH水平偏高，出现该症状的原因可能是____。 【答案】(1)下丘脑 ① (2)表达 储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜融合 (3)协助扩散 不消耗 (4)集合管上皮细胞表面缺乏ADH特异性受体而使ADH不能发挥作用 【分析】分析图示：图示表示抗利尿激素（ADH）促进集合管上皮细胞重吸收水分的调节机制，抗利尿激素（ADH）作用于集合管上皮细胞，改变了细胞中某些酶的活性，从而促进水通道蛋白的合成，促进储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜融合，从而增加细胞膜上水通道蛋白的数量，最终促进了对水的重吸收。 【详解】（1）①抗利尿激素（ADH）的合成部位是下丘脑； ②当人体进行剧烈运动时，会丢失大量水分，导致细胞外液渗透压上升，通过水盐平衡调节，下丘脑合成的ADH会增多，促进肾小管和集合管重吸收水，使细胞外液渗透压下降，故选①。 （2）ADH作用于集合管上皮细胞可促进水的重吸收，据图1分析，其原因是ADH与特异性受体结合激活相关酶后，一方面促进水通道蛋白基因的表达，从而促进集合管上皮细胞合成更多的水通道蛋白，另一方面促进储存水通道蛋白的囊泡与细胞膜融合，使细胞膜上的水通道蛋白数量增加。 （3）原尿中的水通过水通道蛋白的运输属于协助扩散；协助扩散不消耗ATP。 （4）某尿崩症患者体内的ADH水平偏高，说明不是ADH分泌量不足导致的尿崩症。结合上述ADH作用机理，该患者出现尿崩症的原因可能是集合管上皮细胞表面缺乏ADH受体而使ADH不能发挥作用。 15．（24-25高二下·河南商丘·期末）金丝草是一种适应性极强的多年生禾本科植物，具有清热解毒、消炎、止渴等药用价值。图1为金丝草叶肉细胞中光合产物蔗糖运输至韧皮部薄壁细胞和伴胞的过程（其中①②③表示蛋白质）。金丝草极能适应铅（Pb）胁迫，研究发现ABC转运蛋白（PcABC）在金丝草适应铅（Pb）胁迫中发挥了重要作用。如图2为PcABC对Pb2+的转运途径之一。回答下列问题： (1)图1中，蔗糖通过_______（填“主动运输”或“被动运输”）的方式进入伴胞，判断依据是_______。伴胞细胞膜上的蛋白②具有的功能是______。 (2)据图2分析，若将金丝草细胞放在缺氧环境中，Pb2+进入细胞液的速率会_______，原因是_________。 (3)土壤中的镉（Cd）也会对金丝草产生不良影响。某生物兴趣小组猜想PcABC蛋白也能转运Cd2+，于是他们设计了如下实验： 材料用具：生理状况相同的金丝草细胞若干；不含Pb2+、Cd2+的完全培养液；不含Pb2+、含Cd2+完全培养液；一定量能抑制PcABC蛋白活性的药物；普通培养液。 实验步骤：①将生理状况相同的金丝草细胞随机均分为甲、乙两组；②甲组作为对照组置于_____中培养，乙组置于______中培养；③一段时间后，检测并比较________。 预期结果及结论：若_______，则说明PcABC蛋白能转运Cd2+；若甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同，则说明PcABC蛋白不能转运Cd2+。 【答案】(1)主动运输 逆浓度转运蔗糖，需要载体蛋白协助，且消耗能量 运输和催化 (2)降低 Pb2+进入细胞液是主动运输，需消耗ATP，缺氧环境中细胞呼吸产生的ATP减少 (3)不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液 等量的不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液并加入一定量能抑制PcABC蛋白活性的药物 两组培养液中Cd2+的剩余量 甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组 【分析】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。主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 【详解】（1）由图1可知，蔗糖从胞间进入伴胞为逆浓度梯度运输，需要转运蛋白，为主动运输，需要膜两侧H+浓度差产生的化学势能提供能量。蛋白②可运输H+，还能催化ATP水解，因此伴胞细胞膜上的蛋白②具有的功能是运输和催化。 （2）由图2可知，Pb2+进入细胞液是主动运输，需消耗ATP，缺氧环境中细胞呼吸产生的ATP减少，为Pb2+进入细胞液提供的能量减少，因此Pb2+进入细胞液的速率会降低。 （3）该实验的自变量为PcABC蛋白是否发挥作用，因变量为Cd2+的运输速率，其它无关变量各组应相同且适宜，因此实验步骤为：①将生理状况相同的金丝草细胞随机均分为甲、乙两组；②甲组作为对照组置于不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液中培养，乙组置于等量的不含Pb2+、含Cd2+的完全培养液并加入一定量能抑制PcABC蛋白活性的药物中培养；③一段时间后，检测并比较两组培养液中Cd2+的剩余量。若PcABC蛋白也能转运Cd2+，则甲组培养液中Cd2+的剩余量低于乙组。若甲组和乙组培养液中Cd2+的剩余量基本相同，则说明PcABC蛋白不能转运Cd2+。 地 城 考点03 酶与ATP 一、单选题 1．（24-25高二下·河南许昌·期末）如图表示最适温度下反应物浓度对酶促反应速率的影响。下列相关叙述错误的是（    ） A．若A点时温度升高或降低10℃，反应速率都会变慢 B．若一定范围内改变温度，测得酶的最适pH值会改变 C．若在B点时向反应混合物中加入少量同样的酶会使反应速率加快 D．若C点时维持实验条件不变，较长一段时间后，反应速率将有可能降低 【答案】B 【详解】A、由于该图是在最适温度下绘制，因此改变温度会使酶活性降低，反应速率降低，A正确； B、酶的最适pH值是酶固有的特性，与温度的改变无关，B错误； C、B点后反应速率不随反应物浓度的增加而加快，可能受到酶浓度的限制，因此在B点时往混合物内加入少量淀粉酶，则反应速率会加快，C正确； D、若C点时维持实验条件不变，较长一段时间后，反应条件不变，由于反应物浓度会减少，反应速率将有可能降低，D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·河南开封·期末）磷酸化和去磷酸化是调控蛋白质功能的重要途径，该调控过程由蛋白激酶和蛋白磷酸酶分别催化。如图所示，蛋白激酶催化蛋白质的磷酸化，蛋白磷酸酶催化蛋白质的去磷酸化。下列叙述正确的是（    ） A．ATP可以为蛋白质的磷酸化提供磷酸基团 B．蛋白磷酸酶催化的反应与放能反应相关联 C．载体蛋白磷酸化后才与运输的物质相结合 D．去磷酸化对蛋白质空间结构的影响不可逆 【答案】A 【分析】由图可知，无活性蛋白质在蛋白激酶的作用下发生磷酸化，变成有活性有功能的蛋白质；而有活性的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下发生去磷酸化从而失去活性。 【详解】A、通过图示可知，蛋白质磷酸化过程需要蛋白激酶的作用，同时ATP水解产生ADP和Pi，即需要ATP水解提供能量和磷酸基团，A正确； B、磷酸化需要ATP水解，同时释放能量，因此与吸能反应相关联，B错误； C、由图可知，载体蛋白磷酸化之前也可以和蛋白激酶结合，C错误； D、蛋白激酶作用于载体蛋白后，催化载体蛋白的磷酸化，ATP末端的磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，导致其空间结构发生了改变，将它所结合的离子或分子从细胞膜的一侧转运到另一侧并释放出来，载体蛋白随后又恢复原状，因此载体蛋白磷酸化导致其构象发生的是可逆的改变，D错误。 故选A。 3．（24-25高二下·河南开封·期末）多酚氧化酶（PPO）会导致水果、蔬菜的褐变，影响食品风味。科研人员探究了pH、高温等因素对PPO活性的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．PPO可以为褐变反应提供活化能 B．PPO的最适pH应该在7～8之间 C．高温能够导致PPO空间结构改变 D．PPO应在最适pH和低温下保存 【答案】A 【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。2、酶的特性．①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍；②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应；③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】A、催化剂催化作用的机理是能够降低化学反应的活化能，多酚氧化酶（PPO）作为生物催化剂，其催化机理也是降低化学反应的活化能，A错误； B、PPO的酶活性在pH7和8之间相近，最高点位于7和8之间，最适pH应该在7～8之间，B正确； C、酶的作用条件温和，易受温度和pH的影响，高温能够导致PPO空间结构改变，C正确； D、在低温条件下酶的活性受抑制，但酶的空间结构稳定，应在低温和最适pH下保存，D正确。 故选A。 4．（24-25高二下·河南新乡·期末）在苹果受到损伤后，多酚氧化酶会被氧气激活且催化物质A反应生成黑色素，使组织发生褐变。苹果经以下处理可降低鲜切组织的褐变率，其中③组的1.5%柠檬酸可创造酸性条件。下列分析正确的是（    ） 处理组 处理方法 褐变抑制率/% ① 将苹果放在2～4℃低温条件下储藏6个月 36.34 ② 将苹果放在45℃培养箱中热空气处理6h 47.50 ③ 将鲜切苹果块用1.5%柠檬酸+0.05%半胱氨酸浸泡15min 76.69 A．由①②组实验可知，低温或高温都可以破坏酶结构从而抑制酶活性 B．③组会高效破坏多酚氧化酶的结构，给予适宜条件后其活性可恢复 C．若将鲜切苹果块进行真空包装且用低温处理，则能降低褐变率 D．若减少物质A的含量，则酶促反应速率会降低，从而使褐变抑制率降低 【答案】C 【分析】酶具有催化作用，酶的作用机理是降低化学反应的活化能。酶的活性受温度、pH等条件影响。 【详解】A、低温会抑制酶的活性，但一般不会破坏酶的结构；高温会破坏酶的结构从而抑制酶活性。①组低温处理只是抑制了多酚氧化酶的活性，并非破坏酶结构，A错误； B、③组中酸性条件和半胱氨酸处理可能使多酚氧化酶变性失活，这种失活是不可逆的，给予适宜条件后其活性也不可恢复，B错误； C、鲜切苹果块进行真空包装可减少氧气含量，降低多酚氧化酶被氧气激活的程度，再结合低温处理抑制酶活性，能进一步降低褐变率，C正确； D、减少物质A的含量，酶促反应的底物减少，酶促反应速率会降低，生成的黑色素减少，褐变抑制率应该升高，D错误。 故选C。 5．（24-25高二下·河南鹤壁·期末）泛素—蛋白酶体系统是由泛素（Ub，小分子多肽）介导的一种蛋白降解机制。泛素以单体或多聚体形式，经由酶促反应与底物蛋白结合并发生共价连接的过程为泛素化。在去泛素化酶（DUBs）的作用下，泛素化底物蛋白上的泛素被移除的过程为去泛素化，过程如图所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．E1激活泛素的过程需要ATP水解供能，且E1可将泛素转移给E2 B．推测E2与E3可相互作用，导致泛素从E2转移到特定的底物蛋白上 C．泛素化蛋白被蛋白酶体彻底分解，所获得的产物可用于其他蛋白的合成 D．DUBs作用的化学键可能是肽键，DUBs的存在使得泛素修饰的调节具有平衡性 【答案】C 【详解】A、分析图示，E1是泛素激活酶，其激活泛素的过程需要ATP水解供能，且E1可将泛素转移给E2，A正确； B、图中显示E3和底物蛋白的复合物与E2结合后，E2被释放，并将泛素分子转移给底物蛋白，推测E2与E3可相互作用，导致泛素从E2转移到特定的底物蛋白上，B正确； C、图示，泛素化蛋白可被蛋白酶体水解为小肽，并释放泛素，蛋白酶体没有将蛋白质彻底分解，C错误； D、DUBs是去泛素化酶，可将修饰的底物蛋白上泛素移除，泛素是小分子多肽，其与底物蛋白之间可能通过肽键连接，故DUBs作用的化学键可能是肽键，DUBs的存在可使得泛素修饰的调节具有平衡性，D正确。 故选C。 6．（24-25高二下·河南南阳·期末）因为酶的高效性和专一性等特点，在日常生活中，有很多时候会用到各种各样的酶让生活更便利，下列说法正确的是（　　） A．在实验中不能通过增加底物浓度来抵消非竞争性抑制剂对酶的抑制作用 B．加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力，因此把从动植物体内提取出来的蛋白酶，脂肪酶等加入普通洗衣粉，能把衣物清洗得更加干净鲜亮 C．在化学反应中，加酶的组比不加酶的组反应速率明显提高很多，反映了酶的高效性 D．溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。但在临床上不能与抗生素混合使用，混合使用会降低抗生素的疗效 【答案】A 【分析】加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且对人体没有毒害作用，并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解，不会污染环境。 【详解】A、非竞争性抑制剂与酶结合后，改变酶的空间结构，使底物无法结合，增加底物浓度无法解除抑制，A正确； B、动植物酶最适pH与人体环境不同，洗衣粉中碱性环境易使酶失活，且直接添加未包埋的酶易分解失效，B错误； C、酶的高效性需与无机催化剂对比，而非与无催化剂组比较，C错误； D、溶菌酶破坏细菌细胞壁，有抗菌消炎作用，抗生素也有抗菌作用，两者联用通常增强杀菌效果，D错误。 故选A。 7．（24-25高二下·河南郑州·期末）木瓜蛋白酶可催化蛋白质或多肽中精氨酸及赖氨酸的羧基端肽键断裂。带鱼加工过程中产生的下脚料富含优质蛋白，可利用木瓜蛋白酶处理，变废为宝。下列说法错误的是（    ） A．木瓜蛋白酶具高效性，可将下脚料中的蛋白质分解为氨基酸 B．为确定木瓜蛋白酶的最适pH，需要将一系列不同的pH设为自变量 C．为确定木瓜蛋白酶的最适温度，需分别将底物和酶在设定温度下保温后再混合 D．可用单位时间内单位质量的木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解量来衡量酶活性 【答案】A 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。 【详解】A、木瓜蛋白酶可将下脚料中的蛋白质分解为氨基酸，体现了酶的专一性，A错误； B、为确定木瓜蛋白酶的最适pH，则自变量为不同的pH，故需要将一系列不同的pH设为自变量，B正确； C、为确定木瓜蛋白酶的最适温度，需将底物和酶先保温在设定温度环境，然后在混合，混合后再保温在相应温度条件下继续反应，C正确； D、酶的催化效率可用单位时间内底物的剩余量或产物的生成量来表示，因此可用单位时间内单位质量的木瓜蛋白酶对下脚料中蛋白质的分解量来衡量酶活性，D正确。 故选A。 8．（24-25高二下·河南信阳·期末）ATP荧光检测法是一种快速、灵敏且易于操作的微生物污染检测方法。原理是裂解液能杀死微生物，释放的ATP在荧光素酶的催化下，将荧光素氧化并产生荧光。下列说法错误的是（　　） A．ATP荧光检测法不能用来检测病毒污染的情况 B．ATP荧光检测法也可用于筛选和评估种子批次的质量 C．ATP荧光检测法不适合无机环境的微生物污染检测 D．ATP荧光检测法不能用来区分微生物的种类 【答案】C 【分析】ATP是细胞可以直接利用的能源物质，对细胞的正常生活来说，ATP与ADP可以相互转化，这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。 【详解】A、病毒不含ATP，ATP荧光检测法依赖微生物裂解释放的ATP，故无法检测病毒污染，A正确； B、种子若霉变或微生物污染，ATP含量会升高，因此可用于评估种子质量，B正确； C、检测对象是微生物自身的ATP，与所处环境（有机/无机）无关，只要存在微生物即可检测，C错误； D、微生物中细菌和真菌均含ATP，ATP荧光检测法能检测ATP的含量，但无法通过ATP量区分微生物的种类，D正确。 故选C。 9．（24-25高二下·河南郑州·期末）茶树中细胞液内的茶多酚会被细胞质中的茶多酚氧化酶氧化而变红。杀青是绿茶加工过程中的关键工序，即将茶叶放在滚筒机中，在220℃下翻滚1分钟左右。下列错误的是（    ） A．“杀青”的主要目的是破坏茶多酚氧化酶的活性以保持茶叶的绿色 B．红茶制作过程应充分利用茶多酚氧化酶氧化作用使茶多酚变红 C．采摘过程中液泡膜被破坏可能会加速茶多酚氧化变红的过程 D．茶多酚氧化酶能为茶多酚氧化变红过程提供活化能 【答案】D 【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。 【详解】A、杀青通过高温破坏茶多酚氧化酶的空间结构，使其失活，阻止茶多酚被氧化，保持茶叶绿色，A正确； B、红茶制作需茶多酚氧化酶催化茶多酚氧化生成有色物质，故需保留酶活性以促进反应，B正确； C、液泡膜破坏后，液泡内的茶多酚与细胞质中的茶多酚氧化酶接触，加速氧化反应，C正确； D、酶通过降低化学反应的活化能起催化作用，而非直接提供活化能，D错误； 故选D。 10．（24-25高二下·河南郑州·期末）蛋白激酶（PK）是一类催化蛋白质磷酸化的酶。这类酶催化从ATP转移出磷酸基团，并使其结合到特定蛋白质分子中的某些氨基酸残基上。PK分子内都存在一同源的约由270个氨基酸残基构成的催化结构区。下列叙述错误的是（    ） A．ATP分子含有两个特殊的化学键，A表示腺苷 B．蛋白质的磷酸化过程需ATP供能，属于放能反应 C．蛋白质的磷酸化会改变蛋白质的结构和活性 D．催化结构区是PK与底物结合和发生作用的区域 【答案】B 【分析】ATP：（1）元素组成：C、H、O、N、P。（2）结构组成：由1分子腺苷和3分子磷酸基团组成，所以又叫腺苷三磷酸。（3）结构简式：A—P~P~P；ATP中，A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；T代表三，P代表磷酸基团；—代表普通化学键，~代表一种特殊的化学键。（4）ATP水解放能，释放的能量供吸能反应利用；ATP合成吸能，吸收的能量由放能反应提供。 【详解】A、ATP分子含有两个特殊化学键，A代表腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），A正确； B、蛋白质磷酸化需要ATP水解供能，属于吸能反应（与ATP水解偶联），而放能反应通常伴随ATP合成，B错误； C、磷酸化通过改变蛋白质的空间结构，调节其活性（如激活或抑制），C正确； D、催化结构区是酶的活性中心，负责识别并结合底物并催化反应，D正确。 故选B。 11．（24-25高二下·河南洛阳·期末）在催化反应中，竞争性抑制剂与底物(S)结构相似，可与S竞争性结合酶(E)的活性部位；反竞争性抑制剂只能与酶-底物复合物(ES)结合，不能直接与游离酶结合。抑制剂与E或ES结合后，催化反应无法进行，产物(P)无法形成。下列说法错误的是（    ） A．酶是多聚体，大多数以氨基酸为单体，其作用的底物可以是无机物 B．ES→P+E所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低 C．酶量一定的条件下，底物浓度越高，竞争性抑制剂的抑制效率越高 D．底物充足的条件下，即使酶量增加，反竞争性抑制剂存在的反应速率也不会增加 【答案】C 【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。酶的作用机理是能降低化学反应活化能。酶的特性：①高效性：酶能显著降低反应活化能，加快反应速率；②专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应；③酶的作用条件温和。 【详解】A、酶是生物大分子，大多数酶是蛋白质，蛋白质是多聚体，其单体是氨基酸。酶的作用底物可以是无机物，例如过氧化氢酶催化过氧化氢（无机物）的分解，A正确； B、酶能降低化学反应的活化能，ES→P+E是在酶催化下的反应，所以所需要的活化能比S直接转化为P所需要的活化能要低，B正确； C、在酶量一定的条件下，底物浓度越高，底物与酶活性部位结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性部位结合的机会就越小，抑制效率越低，C错误； D、反竞争性抑制剂只能与酶-底物复合物(ES)结合，底物充足的条件下，增加酶量会使ES增多，但由于反竞争性抑制剂的存在，其与ES结合后催化反应无法进行，所以反应速率不会增加，D正确。 故选C。 二、非选择题 12．（24-25高二下·河南信阳·期末）中国是红茶的发源地，拥有众多历史悠久、品质卓越的著名红茶。红茶制作过程的揉捻和发酵环节是在氧气存在的条件下，多酚氧化酶被激活，催化儿茶素类等无色多酚形成茶黄素、茶红素和茶褐素等有色物质。图1为温度对多酚氧化酶活力的影响，图2和图3分别表示泡茶的水温对四种红茶的茶黄素和茶红素浸出量的影响。 (1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其化学本质是________ (2)揉捻时用双手将茶叶找成一团，在垫上反复拨揉、推压。力量要均，一段时间后，将茶团摊开抖散。这样反复进行数次。揉捻除了使茶叶成形外，主要目的是________。据图1实验结果推测，揉捻后的发酵环节，温度应控制在_______左右为宜。 (3)制作绿茶信阳毛尖时，在揉捻之前添加了180℃-250℃快速杀青处理，推测该处理的目是________，并保护________不被破坏，从而保持绿茶清汤绿叶的特征。 【答案】(1)蛋白质或RNA (2)破坏细胞结构，释放出多酚氧化酶，便于多酚氧化酶与儿茶素等物质充分接触 30℃ (3)破坏多酚氧化酶 叶绿素 【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。酶具有高效性、专一性、作用条件温和等特点。 【详解】（1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少量是RNA。 （2）揉捻可将细胞揉破，释放出细胞内的多酚氧化酶，便于多酚氧化酶与儿茶素等物质充分接触，催化儿茶素类等无色多酚形成茶黄素、茶红素和茶褐素等有色物质。据图1实验结果推测，揉捻后的发酵环节，温度应控制在30℃左右为宜，因为在图中几个温度中，30℃时多酚氧化酶活力最高。 （3）制作绿茶信阳毛尖时，需要保证茶叶是绿色的，在揉捻之前添加了180℃-250℃快速杀青处理，破坏多酚氧化酶，防止儿茶素类等无色多酚有色物质，且保护叶绿素或叶绿体不被破坏，才能保持茶叶的绿色。 13．（24-25高二下·河南许昌·期末）小麦是我国的三大主粮之一，小麦种子入仓前必须晾晒才能得到良好保存。萌发的小麦种子代谢旺盛，与酶的活性提高密切相关。研究者以小麦种子为材料进行了相关实验，回答下列问题。 (1)晾晒后的小麦种子含水量降到12.5%左右，此时其细胞中的水主要以__________的形式存在，小麦种子含水量下降后有利于长期储存的原因是__________。 (2)研究者在萌发的小麦种子中提取了α-淀粉酶，并测定了不同pH对α-淀粉酶的酶促反应速率(V)的影响，得到如图所示曲线。实验结果显示当pH低于4时，酶促反应速率显著下降。针对下降的原因，研究者做出了三种假设: 假设Ⅰ：pH的变化破坏了α-淀粉酶的空间结构，导致酶活性不可逆的改变； 假设Ⅱ：pH的变化影响了底物与α-淀粉酶的结合状态，这种影响是可逆的； 假设Ⅲ：前两种原因同时存在。 现要探究当pH=3时酶促反应速率下降的原因，请在上述实验的基础上设计实验方案，写出实验思路和预期结果与结论。 实验思路：__________。 预期结果与结论：①若__________，则假设Ⅰ正确。 ②若酶促反应速率=a，则假设Ⅱ正确。 ③若__________，则为假设Ⅲ正确。 【答案】(1)结合水 减少了小麦种子中自由水的含量而使其代谢水平降低（呼吸作用速率降低），减少有机物的消耗，便于储藏 (2)先将α-淀粉酶在pH=3的条件下处理一段时间，再将其转移到pH=4条件下，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定其酶促反应速率 酶促反应速率=b b<酶促反应速率<a 【分析】细胞中的水有两种存在形式，自由水和结合水。自由水与结合水的关系：自由水和结合水可相互转化。细胞含水量与代谢的关系：代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高；代谢活动下降。细胞中结合水含量高，结合水的比例上升时，植物的抗逆性增强，细胞代谢速率降低。 【详解】（1）晾晒后的小麦种子含水量降到12.5%左右，此时其细胞中的水主要以结合水的形式存在，小麦种子晾晒后减少了小麦种子中自由水的含量而使其代谢水平降低（呼吸作用速率降低），减少有机物的消耗，便于长期储存。 （2）根据题意可知，本实验的目的是探究当pH低于4时，酶促反应速率显著下降的原因。若pH的改变对酶活性的影响是可逆的，则pH从3到4的过程中酶促反应速率应该提高，反之表现为基本不变，因此本实验的设计思路如下：先将α-淀粉酶在pH=3的条件下处理一段时间，再将其转移到pH=4条件下，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定其酶促反应速率； 相应的结果和结论为： ①若改变pH为4后，酶促反应速率依然为b，则说明pH的变化破坏了α-淀粉酶的空间结构，导致酶活性不可逆的改变，即假说Ⅰ正确。 ②若改变pH为4后，酶促反应速率=a，则说明pH的变化影响了底物与α-淀粉酶的结合状态，这种影响是可逆的，即假设Ⅱ正确。 ③若改变pH为4后，酶促反应速率表现为大于b，小于a，则为假设Ⅲ正确。 14．（23-24高二下·河南郑州·期末）酶的抑制剂有两类，其中竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；非竞争抑制剂和酶活性部位以外的其他部位结合，能改变酶的结构，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性。以胰脂肪酶催化脂肪水解为例，在不同抑制剂的作用下，对酶促反应的影响如下图所示： (1)图1正常情况下，某同学想利用胰脂肪酶、脂肪溶液来探究pH对酶活性的影响，pH和温度分别属于________、_______变量，胰脂肪酶活性可用__________________________来表示。 (2)图2是______抑制剂的作用机理。改变底物的量，对图______（填“2”或“3”）抑制剂的作用效果无影响。 (3)研究发现，茶多酚对胰脂肪酶活性的影响属于非竞争性抑制剂的作用，欲验证这一结论，请将实验设计补充完整。 实验思路：取一定量的脂肪溶液________分为甲、乙两组，两组都加入适量且________的茶多酚和胰脂肪酶，乙组继续添加_______，比较两组酶促反应速率。 预期实验结果：_________________。 【答案】(1)自变量 无关 单位时间内脂肪的减少量或单位时间内甘油、脂肪酸的生成量 (2)竞争性 3 (3)平均 等量、等浓度 脂肪溶液 甲乙两组酶促反应速率相等 【分析】根据题意，竞争性抑制剂会使酶活性降低，非竞争性抑制剂会使酶结构发生改变而失去催化作用，据此分析。 【详解】（1）实验目的是探究pH对脂肪酶活性的影响，自变量是pH，因变量是酶活性，温度、浓度等为无关变量。胰脂肪酶活性可用一定条件下胰脂肪酶催化脂肪水解为甘油和脂肪酸这一化学反应的速率表示，即胰脂肪酶活性可用单位时间内脂肪的减少量或单位时间内甘油、脂肪酸的生成量来表示。 （2）图2中的抑制剂a与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应，说明抑制剂a为竞争性抑制剂。非竞争抑制剂和酶活性部位以外的其他部位结合，能改变酶的结构，使酶不能与底物结合，从而使酶失去催化活性，图3中的抑制剂b为非竞争性抑制剂，故改变底物的量，对图3的抑制剂的作用效果无影响。 （3）改变底物的量，对非竞争性抑制剂的作用效果无影响，若要验证茶多酚对胰脂肪酶活性的影响属于非竞争性抑制剂的作用，则实验思路大致为：取一定量的脂肪溶液平均分为甲、乙两组，两组都加入适量且等量、等浓度的茶多酚和胰脂肪酶，乙组继续添加脂肪溶液，比较两组酶促反应速率，若实验结果为甲乙两组酶促反应速率相等，则说明增加底物的量并不能降低抑制剂对酶活性的影响，即可验证茶多酚对胰脂肪酶活性的影响属于非竞争性抑制剂的作用。 地 城 考点04 细胞呼吸 一、单选题 1．（24-25高二下·河南信阳·期末）“回南天”是中国南方地区早春特有的高湿天气现象。此时空气湿度极高，若种子储存不当，容易受潮霉变，从而使发芽率显著降低。下列叙述错误的是（　　） A．农业生产中，储存种子需要干燥、低温和低氧等环境条件 B．种子萌发为幼苗的过程中，有机物种类增加，总量可能先降低后升高 C．储存的种子受潮时，细胞内结合水比例升高，自由水比例降低，细胞代谢减弱 D．霉菌在种子上大量繁殖，消耗种子的营养物质，不利于种子正常萌发 【答案】C 【分析】自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于营养物质和代谢废物的运输具有重要作用；自由水与结合水不是一成不变的，可以相互转化，自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越低，反之亦然。 【详解】A、干燥环境减少自由水含量，低温和低氧条件抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，有利于种子储存，故储存种子需要干燥、低温和低氧等环境条件，A正确； B、种子萌发初期，大分子有机物分解为小分子，且有多种中间产物，导致有机物种类增加，由于呼吸作用消耗导致有机物总量减少，待幼苗进行光合作用后有机物总量会升高，故种子萌发为幼苗的过程中，有机物种类增加，总量可能先降低后升高，B正确； C、种子受潮时吸收水分，自由水比例升高，结合水比例降低，细胞代谢活动增强，C错误； D、霉菌在种子上大量繁殖，会消耗种子中的有机物，导致萌发所需能量和物质不足，影响种子正常萌发，D正确。 故选C。 2．（24-25高二下·河南焦作·期末）玉米种子中含有的乳酸脱氢酶（LDH）可催化乳酸脱氢生成丙酮酸，同时将NAD+还原成NADH，NADH可将NBT还原为紫色沉淀物，沉淀物颜色越深则说明LDH活性越高。利用该显色反应可评估玉米种子的耐寒性。下列叙述正确的是（　　） A．玉米种子细胞中的LDH主要分布在线粒体基质中 B．玉米种子细胞进行无氧呼吸产生乳酸时也产生CO2 C．该评估实验需将待测玉米种子置于低温、常温和高温下 D．与不耐寒种子相比，低温下耐寒种子的LDH显色反应较深 【答案】D 【详解】1、无氧呼吸是指指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 2、有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是NADH与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。 【分析】A、乳酸脱氢酶（LDH）催化乳酸脱氢生成丙酮酸，属于无氧呼吸第二阶段，该过程发生在细胞质基质中，而非线粒体基质，A错误； B、玉米种子无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，CO2是某些植物（如水稻）无氧呼吸产酒精时的产物，B错误； C、评估耐寒性需比较不同种子在低温下的表现，而非同一批种子在不同温度下的处理，实验设计应控制单一变量（如仅低温处理），C错误； D、低温下耐寒种子LDH活性较高，催化生成更多NADH，使NBT还原为紫色沉淀的颜色更深，D正确。 故选D。 3．（24-25高二下·河南南阳·期末）细胞呼吸的原理在生活和生产中都得到了广泛的应用。像酿酒和酸奶制作，以及在医疗领域中，很多操作都与呼吸原理有关，以下说法正确的是（　　） A．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等，是为了促进伤口处的细胞进行有氧呼吸 B．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌酿酒时，前期可适量通入氧气 C．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌会在伤口处进行有氧呼吸并大量繁殖 D．酸奶胀袋是因为乳酸菌的呼吸作用产生气体造成的 【答案】B 【分析】细胞呼吸原理的应用：（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。（6）提倡慢跑等有氧运动，剧烈运动会导致氧气供应不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。（7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。（8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。 【详解】A、包扎伤口时使用透气材料是为了抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的繁殖，而非促进伤口细胞的有氧呼吸（伤口处细胞可能已死亡），A错误； B、酵母菌在有氧条件下大量繁殖，无氧条件下发酵产酒精。酿酒初期通入氧气可促进酵母菌增殖，提高发酵效率，B正确； C、破伤风芽孢杆菌是严格厌氧菌，在深部伤口无氧环境中繁殖，而非进行有氧呼吸，C错误； D、乳酸菌无氧呼吸产物为乳酸，不产生气体。酸奶胀袋可能因杂菌污染（如酵母菌产CO₂），D错误。 故选B。 4．（24-25高二下·河南洛阳·期末）豌豆干种子吸水萌发实验中，子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（    ） A．阶段Ⅰ种子内的NADH都是在细胞质基质中生成的 B．阶段Ⅱ种子内的乙醇是由酶催化丙酮酸与NADH反应后生成的 C．阶段Ⅲ的曲线交点处种子无氧呼吸和有氧呼吸分解的葡萄糖相等 D．阶段Ⅳ种子内的CO₂都是由丙酮酸彻底氧化分解生成的 【答案】B 【分析】在种皮被突破前，种子主要进行无氧呼吸，种皮被突破后，种子吸收氧气量增加，有氧呼吸加强，无氧呼吸减弱。 【详解】A、阶段1子叶有耗氧量，乙醇脱氢酶活性也较高，种子内的NADH即来自有氧呼吸也来自无氧呼吸，NADH是在细胞质基质和线粒体基质中生成的，A错误； B、在无氧呼吸第二阶段，乙醇脱氢酶催化丙酮酸与NADH反应生成乙醇和CO2，阶段Ⅱ乙醇脱氢酶活性较高，种子内的乙醇是由该反应生成的，B正确； C、阶段Ⅲ的曲线交点，种子无氢呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，C错误； D、阶段Ⅳ有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，种子内的CO2不全是由丙酮酸彻底氧化分解生成的，还有一部分是无氧呼吸产生的，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·河南郑州·期末）下图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放总量与O2浓度之间的关系。下列说法正确的是（    ） A．Q点时产生CO₂的场所是细胞质基质和线粒体基质 B．P点后小麦种子进行有氧呼吸的强度不变 C．若图中AB=BC，此时有氧呼吸消耗葡萄糖多于无氧呼吸 D．R点对应的O₂浓度比较适宜种子的储藏 【答案】D 【分析】据图分析：Q点时氧气浓度为0，只进行无氧呼吸，R点时二氧化碳释放量最少，呼吸作用最弱，P点以后二氧化碳释放量等于氧气吸收量，只进行有氧呼吸。 【详解】A、据图，Q点时氧气浓度为0，小麦种子只进行无氧呼吸，产生CO2场所是细胞质基质，A错误； B、P点后，氧气吸收量仍再增加，小麦种子进行有氧呼吸的强度增强，B错误； C、若图中AB＝BC，说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳量相等，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1:3，此时有氧呼吸消耗葡萄糖少于无氧呼吸，C错误； D、R点时二氧化碳释放量最少，呼吸作用最弱，R点对应的O2浓度比较适宜种子的储藏，D正确。 故选D。 6．（24-25高二下·河南郑州·期末）癌细胞在有氧或无氧条件下，都主要进行无氧呼吸并释放大量乳酸。研究发现，CeO是存在于线粒体中的一种酶，参与[H]与氧气结合生成水的过程，而癌细胞内的线粒体中的CeO有缺陷，不能发挥正常的催化功能。下列叙述错误的是（    ） A．有氧呼吸可将有机物中的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能 B．在有氧条件下，正常细胞与癌细胞相比会消耗更多葡萄糖 C．CeO在细胞的线粒体内膜上发挥作用，是有氧呼吸的关键酶 D．修复癌细胞内有缺陷的CeO，可减少癌细胞内乳酸的产生 【答案】B 【分析】1、有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多，合成的ATP数量最多。2、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。 【详解】A、有氧呼吸将有机物中的化学能转化为ATP中的活跃化学能和热能，描述正确，A正确； B、正常细胞通过有氧呼吸高效产能，消耗葡萄糖较少；而癌细胞主要依赖无氧呼吸，产能效率低，需消耗更多葡萄糖。因此，正常细胞消耗葡萄糖应少于癌细胞，B错误； C、CeO参与有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜），催化[H]与O₂结合生成水，属于关键酶，C正确； D、修复CeO可恢复有氧呼吸第三阶段，减少无氧呼吸，从而减少乳酸生成，D正确。 故选B。 7．（23-24高二下·河南郑州·期末）细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列错误的是（    ） A．用透气的消毒纱布包扎伤口，是为了促进伤口细胞的有氧呼吸 B．储藏水果可通过降低温度和氧气含量，减少有机物的消耗 C．提倡有氧运动，可避免肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸引起身体不适 D．稻田及时排水，可避免根部细胞无氧呼吸产生酒精造成烂根 【答案】A 【分析】细胞呼吸原理的应用：（1）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头；（2）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。（3）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风。（4）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉酸胀乏力。 【详解】A、用透气的消毒纱布包扎伤口，是为了抑制厌氧细菌繁殖，A错误； B、储存水果需减少有机物消耗，低温可抑制呼吸相关酶活性，而降低氧气含量，可降低呼吸速率，B正确； C、肌细胞可进行无氧呼吸产生乳酸，提倡有氧运动，可避免肌细胞无氧呼吸产乳酸引起身体不适，C正确； D、植物淹水条件下可以进行无氧呼吸——乙醇发酵产生酒精而造成烂根，故稻田应及时排水，D正确。 故选A。 8．（23-24高二下·河南郑州·期末）为探究酵母菌细胞呼吸的基本过程，将酵母菌破碎并进行离心，分离得 到细胞质基质、线粒体，与酵母菌分别装入1至5号试管中，加入不同的物质，进行如下实验。下列叙述错误的是（    ）           试管编号加入物质 细胞质基质 线粒体 酵母菌 1 2 3 4 5 葡萄糖 十 十 十 十 丙酮酸 一 十 一 氧气 十 十 注：“十”代表加入了适量的相关物质，“一”代表未加入。 A．能将葡萄糖彻底氧化分解为CO₂和H₂O的试管是5号 B．不能产生ATP的试管是2号 C．能产生酒精的试管是1号和4号 D．不能产生CO₂的试管是3号 【答案】D 【分析】细胞呼吸类型包括有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸是细胞或微生物在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，合成大量ATP的过程。 【详解】根据表格信息分析可知，1号试管在细胞质基质中加入葡萄糖无氧条件下可进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳同时释放少量能量并合成ATP；2号试管在线粒体中只加入葡萄糖无法进行呼吸作用；3号试管在线粒体总加入丙酮酸在有氧条件下可进行有氧呼吸第二、三阶段，生产二氧化碳和水同时释放能量并合成ATP；4号试管在酵母菌中加入葡萄糖无氧条件下可进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳同时释放少量能量并合成ATP；5号试管在酵母菌中加入葡萄糖在有氧条件下能将葡萄糖彻底氧化分解为CO2和H2O同时释放能量并合成ATP，D错误，ABC正确。 故选D。 二、非选择题 9．（24-25高二下·河南南阳·期末）为研究在淹水缺氧胁迫下，不同浓度KNO3溶液对月见草根呼吸的影响，研究人员利用四组盆栽月见草进行相关实验，其中一组浇灌清水，另外三组浇灌不同浓度的KNO3溶液，且保持液面高于土壤表面，每天定时测定月见草根有氧呼吸速率，结果如图。回答下列问题： (1)线粒体是植物细胞有氧呼吸的主要场所，丙酮酸进入线粒体后在基质中脱氢，最终生成________，该过程产生的[H]最终被________氧化。某同学认为清水组随着淹水天数的延长，月见草根细胞吸收无机盐的能力也减弱，请对该观点做出点评：________（判断正误并说出理由）。不能将CO2生成速率作为检测有氧呼吸速率的指标，原因是________。 (2)由实验数据可知，在一定浓度范围内KNO3可_______（填“促进”或“抑制”）淹水对有氧呼吸的影响，且在一定范围内，KNO3浓度越高，________。 (3)实验过程中发现，清水组在实验后期叶片出现叶尖叶缘焦枯、叶色发黄等缺钾症状。请利用若干月见草植株进行实验，判断钾元素能否在月见草植株不同部位发生迁移（写出实验思路及预期结果及结论）_______。 【答案】(1)CO2和[H] 氧气（或O2） 该观点正确；清水组随着水淹时间的延长，有氧呼吸速率逐渐下降，根部主动运输吸收无机盐离子的速率减慢 有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2 (2)抑制 抑制作用越明显 (3)实验思路：用缺钾培养液培养月见草植株，持续观察新叶和老叶的缺钾症状。预期的结果及结论：老叶会先出现缺钾症状，一段时间后新叶也会出现缺钾症状，说明钾元素可以在植株不同部位之间发生迁移；新叶先出现缺钾症状，老叶后出现缺钾症状，说明钾元素不能在植株不同部位之间发生迁移 【分析】由图可知，自变量是不同浓度KNO3溶液处理及水淹的天数，因变量是有氧呼吸的速率。 【详解】（1）有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第一阶段形成的丙酮酸穿过线粒体膜进入线粒体基质中，继续参与氧化分解，在线粒体基质中，丙酮酸分解最终生成CO2和[H]，该阶段产生的[H]被氧气氧化形成水。清水组随着水淹时间的延长，有氧呼吸速率逐渐下降，根部主动运输吸收无机盐离子的速率减慢。由于有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2，不能将CO2生成速率作为检测有氧呼吸速率的指标。 （2）从题图曲线走势分析，与清水组相比，KNO3处理组有氧呼吸速率较高，说明淹水时KNO3对有氧呼吸速率的降低有抑制作用，在一定范围内，KNO3浓度越高，抑制作用越明显。 （3）要判断钾元素能否在月见草植株不同部位发生迁移，可以用缺钾培养液培养月见草植株，持续观察叶片的症状变化。若钾元素可以在植株不同部位之间发生迁移，则老叶会先出现缺钾症状，一段时间后新叶也会出现缺钾症状；若钾元素不能在植株不同部位之间发生迁移，则新叶先出现缺乏症状，老叶后出现缺乏症状。实验思路为：用缺钾培养液培养月见草植株，持续观察新叶和老叶的缺钾症状。预期的结果及结论：老叶会先出现缺钾症状，一段时间后新叶也会出现缺钾症状，说明钾元素可以在植株不同部位之间发生迁移；新叶先出现缺钾症状，老叶后出现缺钾症状，说明钾元素不能在植株不同部位之间发生迁移。 地 城 考点05 光合作用 一、单选题 1．（24-25高二下·河南南阳·期末）下图是某实验小组为研究植物细胞的光合作用和呼吸作用而设计的四组实验，其他相关实验条件适宜。下列叙述错误的是（　　） A．分离细胞中的线粒体或叶绿体常用的方法是差速离心法 B．一段时间后进行检测，图甲和图乙装置均有气体产生 C．图丙装置在适宜光照下停止CO2供应，ATP的合成速率将减小 D．尽管细胞膜破裂，图丁装置仍能完成葡萄糖的分解 【答案】B 【详解】A、分离细胞器的方法是差速离心法，A正确； B、线粒体不能分解葡萄糖，只能分解丙酮酸，所以图甲装置没有明显变化，图乙装置中线粒体可将丙酮酸分解为CO2，所以图乙装置有气体产生，B错误； C、图丙装置在适宜光照下停止CO2供应，叶绿体不能进行光合作用，暗反应减弱，导致光反应降低，所以ATP的合成速率将减小，C正确； D、细胞膜破裂，但试管中含有真核细胞的细胞质基质，其中含有分解葡萄糖的酶，仍然可以将葡萄糖分解，D正确。 故选B。 2．（24-25高二下·河南许昌·期末）下图表示油菜种子在萌发过程中干重的变化情况，经检测第2-3d油菜种子呼吸产生CO₂的量远超O₂的消耗量;第4-5d油菜种子O₂的吸收速率超过CO₂的释放速率;第6d时长出叶片;油菜种子中脂肪含量到第10d时减少了90%。下列有关说法叙述错误的是（    ） A．第2-3d油菜种子的呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸 B．第4-5d油菜种子呼吸时可能利用了较多的脂肪 C．第4-6d时，导致种子干重增加的主要是氧元素 D．第6d时，油菜的呼吸速率与光合速率大致相当 【答案】D 【详解】A、第2~3d油菜种子呼吸产生CO2的量大大超过O2的消耗量,耗氧气说明进行了有氧呼吸，但产生的CO2量大大超过O2的消耗量，说明同时也进行了无氧呼吸，A正确； B、脂肪中氧含量低,氧化分解时耗氧量大,第4~5d油菜种子O2的吸收速率超过CO2的释放速率,说明呼吸作用利用了脂肪,B正确； C、第4-6天时，萌发的种子不能进行光合作用，种子干重增加只有可能是细胞内物质转化造成的，油菜种子脂肪含量到第10天时减少了90%，可推知种子萌发时脂肪转化为糖类，而糖类含氧量比脂肪高，所以导致种子干重增加的主要元素O，C正确； D、第6d时长出叶片，叶片可以进行光合作用，但是干重量却在减少，说明此时呼吸速率大于光合速率，从第10天开始，萌发的种子干重再次增加，是因为植物的光合作用速率开始大于呼吸作用速率。因此图中第10天，油菜的呼吸速率与光合速率大致相当，D错误。 故选D。 3．（24-25高二下·河南驻马店·期末）农谚是我国劳动人民智慧的结晶和经验的总结，其中蕴含着很多生物学原理，如：①稀三箩，密三箩，不稀不密收九箩；②玉米套大豆，十年九不漏；③清明前后，种瓜点豆；④白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧；⑤锅里无柴难烧饭，田里无粪难增产；⑥伏日深耕田，赛过水浇园。这些古代智慧与现代农业科学高度契合，下列匹配关系中不合理的是（    ） A．①②都可以实现光能的分配优化 B．③可以延长光合作用的时间 C．④可促进光合作用、减少呼吸消耗 D．⑤⑥可以增大光合作用速率 【答案】D 【分析】提高农作物产量的方法有：（1）延长光合作用的时间；（2）合理密植、间作套种；（3）合理调整光照强度；（4）增大昼夜温差；（5）适当提供有机肥等。 【详解】A、①合理密植通过调整植株密度优化光能利用；②玉米套大豆通过不同作物分层利用光能，实现光能分配优化，A正确； B、③清明前后播种，利用适宜温度延长作物生长期，从而延长光合作用时间，B正确； C、④白天高温促进光合作用，夜间低温抑制呼吸消耗，增加有机物净积累，C正确； D、⑤施肥补充矿质元素（如N、Mg）可提高光合速率；⑥深耕促进根呼吸和矿质吸收，但未直接增大光合速率（单位叶面积效率未变），而是通过间接途径提高产量，D错误。 故选D。 4．（24-25高二下·河南信阳·期末）如图表示野外种植的天竺葵叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中数字序号表示代谢过程，字母表示相关的物质。下列叙述错误的是（　　） A．B可代表从类囊体膜运往叶绿体基质的NADP+和ADP B．⑤生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解 C．要测定叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组 D．当提高野外天葵周围CO2浓度时，短期内叶肉细胞中C5含量会降低 【答案】A 【分析】题图分析：①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，④表示有氧呼吸第二阶段，⑤表示有氧呼吸第一阶段，A表示ATP和NADPH，B表示ADP、NADP+，C表示氧气，D表示CO2，E表示NADH，F表示丙酮酸。 【详解】A、据图可知，①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，A表示ATP和NADPH，B表示NADP+和ADP，B可代表从暗反应的场所线粒体基质运往叶绿体类囊体薄膜，A错误； B、⑤表示有氧呼吸第一阶段，其生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解，B正确； C、光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，在光照条件下，可测得净光合速率，在黑暗条件下，可测得呼吸作用速率，所以要测得叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组，C正确； D、当提高野外天葵周围CO2浓度时，会导致CO2的固定速率加快，C3的还原速率不变，即C5的消耗速率加快，C5的生成量不变，所以短期内叶肉细胞内C5含量会降低，D正确。 故选A。 5．（24-25高二下·河南郑州·期末）用“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积（s）的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列说法错误的是（    ） A．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 B．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率为（b-a）/4s C．若光照前截取同等面积的叶片烘干称重记为c，则该叶片呼吸速率为（c-a）/4s D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做黑暗处理 【答案】B 【分析】在遮光环境中叶片只进行呼吸作用，会不断消耗细胞内有机物，使叶片重量减小；而光照条件下，叶片进行光合作用合成有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物。 【详解】A、选择叶片时需保证叶龄、着生部位、对称性及受光条件一致，以控制无关变量，确保实验结果的可靠性，A正确； B、该叶片的净光合作用速率=（b-初始干重）/4s，初始干重=a+呼吸速率×4s，因此净光合作用速率=（b-a-呼吸速率×4）/4s，由于初始干重和呼吸速率都是未知的，因此不能确定该叶片的净光合作用速率，B错误； C、若实验前截取叶片干重为c，A部分处理后干重为a，呼吸消耗量为c-a，呼吸速率应为（c-a）/4小时，面积为s，即（c-a）/4s，C正确； D、检测光合产物是否为淀粉时，需提前黑暗处理以消耗原有淀粉，避免干扰实验结果，D正确。 故选B。 6．（24-25高二下·河南郑州·期末）希尔发现在没有CO₂时，给予离体叶绿体光照，就能放出O₂，同时使电子受体NADP⁺还原。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的离体叶绿体，不供给CO₂时，既积累 NADPH也积累ATP；撤去光照，供给CO₂时，NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列正确的是（    ） A．希尔反应能证明光合作用释放的O₂中的O全部来自于H₂O B．阿尔农实验能证明NADPH和ATP的形成与叶绿体的基粒有关系 C．在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他还原剂，希尔反应也能进行 D．阿尔农实验能证明即使没有CO₂，光反应阶段也可以进行一段时间 【答案】D 【分析】由题中的信息可知，光合作用过程中产生的氧气来自于参加反应的水。希尔反应和有机物的合成过程可以分别进行，在光下积累NADPH和ATP，在暗处可以进行有机物的合成，并且NADPH和ATP在合成有机物过程中被消耗。希尔反应只有在光下才能进行，在暗处是不能进行的。 【详解】A、希尔反应仅证明离体叶绿体在光照下能分解水释放O₂，但未通过同位素标记法确定O₂中的O全部来自H₂O，该结论由鲁宾和卡门实验得出，A错误； B、阿尔农实验说明光反应产生NADPH和ATP，暗反应消耗这些物质，但未直接证明其形成与叶绿体基粒的结构相关，B错误； C、希尔反应需要电子受体（如NADP⁺或氧化态物质）接受光反应释放的电子。若加入还原剂（提供电子），反而会干扰电子传递链，导致反应无法进行，C错误； D、阿尔农实验显示，无CO₂时离体叶绿体在光下积累NADPH和ATP，说明光反应无需CO₂即可进行，D正确； 故选D。 7．（24-25高二下·河南南阳·期末）在光合作用的探究历程中，众多科学家秉持着大胆质疑、勇于创新的科学精神，设计并开展了一系列精巧实验，在不断探索与求证中，逐步揭开光合作用原理的神秘面纱，有关这些探究实验，下列说法正确的是（　　） A．恩格尔曼的水绵实验，制作临时装片时，一组是水绵和需氧细菌置于有空气的黑暗环境中，另一组是水绵和需氧细菌置于有空气的完全光照环境中 B．希尔的离体叶绿体悬浮液实验操作是，让离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他还原剂（悬浮液中有H2O和CO2），观察实验现象 C．鲁宾和卡门的同位素示踪实验中，对照组是C18O2和H2O，实验组是CO2和H218O D．希尔反应证明了水的光解和糖的合成不是同一个化学反应 【答案】D 【分析】希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 【详解】A、恩格尔曼实验将水绵和需氧细菌置于没有空气环境中，利用极细光束照射显示好氧菌聚集于叶绿体受光部位，证明光合作用释放O₂及场所，A错误； B、希尔实验证明离体叶绿体在光下可使氧化剂（如铁盐）还原并释放O₂，悬浮液中无需加入CO2，B错误； C、鲁宾和卡门实验中，两组分别标记H₂O和CO₂中的氧：一组为H₂¹⁸O和CO₂，另一组为H₂O和C¹⁸O₂，两组实验为对比实验，均是实验组，C错误； D、希尔反应表明离体叶绿体在光下分解水产生O₂，没有加入二氧化碳，没合成糖类，说明水的光解（光反应）与糖的合成（暗反应）为不同化学反应，D正确。 故选D。 8．（24-25高二下·河南郑州·期末）下图表示植物叶肉细胞中光合作用、有氧呼吸的过程及两者之间的联系。其中甲~戊表示生理过程，a~d表示相关物质。下列有关说法正确的是（    ） A．b表示ADP和磷酸，c表示O₂，d表示CO2 B．图中的[H]表示NADPH C．乙表示光合作用的暗反应阶段，该过程需要多种酶的参与 D．戊发生在细胞质基质中，丁、丙发生在线粒体基质中 【答案】C 【分析】据图分析：甲为光反应阶段，场所是叶绿体的类囊体膜上；乙为暗反应阶段，场所是叶绿体的基质中；戊为有氧呼吸的第一阶段，场所细胞质基质；丁为有氧呼吸的第二阶段，场所线粒体基质；丙为有氧呼吸的第三阶段，场所线粒体内膜。 【详解】A、分析图示可知，甲是光合作用的光反应阶段，乙是光合作用的暗反应阶段，戊是有氧呼吸的第一阶段，丁是有氧呼吸的第二阶段，丙是有氧呼吸的第三阶段。光反应为暗反应提供ATP和NADPH，所以a是ATP和NADPH，b表示ADP、磷酸、NADP+，A错误； B、图中光合作用产生的[H]表示NADPH，但呼吸作用产生的[H]表示NADH，B错误； C、乙表示光合作用的暗反应阶段，暗反应阶段涉及CO2的固定和C3的还原等过程，这些过程都需要多种酶的参与，C正确； D、戊（有氧呼吸第一阶段）发生在细胞质基质中，丁（有氧呼吸第二阶段）发生在线粒体基质中，丙（有氧呼吸第三阶段）发生在线粒体内膜上，D错误。 故选C。 9．（24-25高二下·河南洛阳·期末）某叶肉细胞的光合作用过程如图所示，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，①~④表示物质。下列叙述正确的是（    ） A．阶段1只在有光照下进行，阶段Ⅱ有无光照都能持续进行 B．①、②均可参与阶段Ⅱ，②和ATP驱动叶绿体基质中CO₂的固定 C．适宜光照条件下突然提高③的浓度，短时间内叶绿体中C5/C3的比值会降低 D．若该叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率，则植株的干重一定会增加 【答案】C 【分析】光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，将CO2和水，转化为储存能量的有机物，同时释放出氧气的过程。光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。 【详解】A、阶段Ⅰ是光反应阶段，只在有光照下进行；阶段Ⅱ是暗反应阶段，虽然有光无光都能进行，但当光反应停止后，暗反应因缺乏ATP和NADPH而不能持续进行，A错误； B、①是O2，不参与阶段Ⅱ暗反应；②是NADPH，参与阶段Ⅱ暗反应中C3的还原；NADPH和ATP驱动叶绿体基质中C3的还原，而不是CO2的固定，B错误； C、③是CO2，适宜光照条件下突然提高CO2的浓度，CO2固定加快，C3合成增加，C5消耗增加，而短时间内C3还原速率不变，所以C5含量减少，C3含量增加，叶绿体中(C5/C3)的比值会降低，C正确； D、该叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率，说明叶肉细胞有有机物的积累，但植株中还有部分细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用消耗有机物，所以植株的干重不一定会增加，D错误。 故选C。 10．（24-25高二下·河南郑州·期末）科学家卡尔文等用14CO₂供小球藻进行光合作用，每隔一定的时间取样，用热乙醇杀死细胞并以纸层析技术分析细胞产物，根据具有放射性标记的细胞产物出现的顺序探明了CO₂中的碳转化为有机物中碳的过程。下列说法错误的是（    ） A．该实验采用了放射性同位素标记法和纸层析技术 B．该实验的自变量是取出的不同样本小球藻光合作用的细胞产物 C．纸层析技术分离细胞产物的原理是不同细胞产物在层析液中的溶解度不同 D．光照时间较短时的细胞产物可能是光照时间较长时细胞产物的原料 【答案】B 【详解】科学家卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通入14C标记的14CO2，给予充足的光照，每隔一定时间取样、分离、鉴定光合产物，根据放射性标记的细胞产物出现的顺序，最终探明了C的转移路径为14CO2→14C3→14C6H12O6，即探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 【分析】A、实验中通过使用14CO₂追踪碳转移路径，属于放射性同位素标记法；纸层析技术用于分离光合产物，A正确； B、自变量是实验中人为改变的变量，本实验为不同取样时间，而细胞产物是因变量（观测结果），B错误； C、纸层析法分离色素的原理是不同物质在层析液中的溶解度不同，导致在滤纸上的扩散速率不同，C正确； D、卡尔文循环中，短时间光照产生的C₃（如3-磷酸甘油酸）可能作为后续反应的原料生成C₅或糖类，D正确。 故选B。 11．（23-24高二下·河南郑州·期末）农民在农业生产过程中会有如下种植方式，其中主要目的不是为了提高光能利用率的是（    ） 种植方式 定义 A 合理密植 指在单位面积上，栽种作物时密度要适当，行株距要合理 B 轮作 指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物的种植方式 C 套种 指在前季作物生长后期的株、行或畦间播种或栽植后季作物的一种种植方式 D 间作 指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【分析】轮作是在同一块田地上，有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或复种组合的一种种植方式。合理的轮作有很高的生态效益和经济效益，有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害;能有效地改善土壤的理化性状，调节土壤肥力。 【详解】A、合理密值，行株距要合理，不能太大，增大光照面积，可以提高光能利用率，A正确； B、合理的轮作有很高的生态效益和经济效益，有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害;能有效地改善土壤的理化性状，调节土壤肥力，不能提高光能的利用率，B错误； C、套种的两种作物共同生长期短，可充分利用空间和时间资源，提高光能利用率，C正确； D、间作能从增大光照面积等方面提高光能的利用率，D正确。 故选B。 12．（23-24高二下·河南郑州·期末）科研人员研究温度对甲、乙两种植物净光合作用速率的影响，得到实验结果如下图。据图推测合理的是（    ） A．30℃时，甲乙两种植物固定CO₂的速率相同 B．40℃时，甲植物有机物量减少，乙植物有机物量增多 C．甲植物较乙植物对高温更敏感 D．在凉爽环境下植物乙生长的更快 【答案】C 【分析】分析曲线图：影响光合作用的环境因素包括光照强度、二氧化碳浓度、温度等。曲线图研究了温度对光合作用的影响，图中看出，植物乙适宜生存在温度较高的环境中。 【详解】A、甲植物和乙植物在30℃时，净光合作用相等，但呼吸作用速率不确定，所以二者固定CO2的速率不确定，A错误； B、40℃时，甲植物净光合作用速率大于0，所以在积累有机物，有机物量增加，B错误； C、图中看出，随温度升高，甲植物净光合作用速率下降较快，说明甲植物较乙植物对高温更敏感，C正确； D、在凉爽条件下，植物净光合作用速率甲大于乙，说明甲生长更快，D错误。 故选C。 13．（23-24高二下·河南洛阳·期末）若要测定某一水生生态系统中浮游植物所制造的有机物总量，可在该生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（X）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（Y）和乙瓶中的O2含量（Z）。在甲、乙瓶中只有浮游植物且其呼吸作用相同的条件下，下列分析正确的是（    ） A．X与Y的差值表示这段时间内，浮游植物呼吸作用消耗的O2总量 B．X与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用制造的O2总量 C．Y与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用制造有机物的总量 D．若X>Z>Y，则这段时间内乙瓶中的浮游植物没有进行光合作用 【答案】A 【分析】甲、乙两瓶中只有浮游植物，X表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量；甲瓶O2含量的变化反映的是细胞呼吸耗氧量，因此Y＝X－细胞呼吸耗氧量；乙瓶O2含量变化反映的是净光合作用放氧量，所以Z＝X＋光合作用产生的氧气总量－细胞呼吸耗氧量=X＋净光合释放的氧气量。 【详解】A、X表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量，甲瓶O2含量的变化反映的是细胞呼吸耗氧量，Y＝X－细胞呼吸耗氧量，X－Y＝细胞呼吸耗氧量，即X与Y的差值表示这段时间内，浮游植物呼吸作用消耗的O2总量，A正确； B、X表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量，乙瓶O2含量变化反映的是净光合作用放氧量，Z＝X＋光合作用产生的氧气总量－细胞呼吸耗氧量=X＋净光合释放的氧气量，Z－X＝净光合释放的氧气量，即X与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用释放的O2总量，B错误； C、Y＝X－细胞呼吸耗氧量，Z－X＝净光合释放的氧气量，Z－Y＝X＋光合作用产生的氧气总量－细胞呼吸耗氧量－（X－细胞呼吸耗氧量）=光合作用产生的氧气总量，即Y与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用产生的氧气总量，C错误； D、若X>Z>Y，说明这段时间内乙瓶中的浮游植物光合作用小于呼吸作用，D错误。 故选A。 14．（24-25高二下·河南南阳·期末）大豆、玉米等植物的叶绿体中存在一种名为Rubisco的酶，参与卡尔文循环和光呼吸。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物（RuBP）为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，具体过程如下图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．大豆、玉米等植物的叶片中消耗O2的场所有叶绿体、线粒体 B．光呼吸发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中 C．有氧呼吸和光呼吸均产生ATP D．干旱、晴朗的中午，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会降低 【答案】A 【分析】光合作用： (1)光反应阶段:水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。 (2)暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】A、玉米、大豆叶片中通过有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体内膜，通过光呼吸消耗氧气的场所在叶绿体基质，A正确； B、在较强光照下，Rubisco以五碳化合物（RuBP）为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，由以上可知，光呼吸和卡尔文循环发生场所一致，在叶绿体基质进行，B错误； C、由图可知，CO2/O2值低时，RuBP结合氧气发生光呼吸，光呼吸会消耗多余的ATP、NADPH，C错误； D、干旱、晴朗的中午，胞间CO2浓度会降低，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会增强，D错误。 故选A。 二、非选择题 15．（24-25高二下·河南郑州·期末）净光合速率是植物真正光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度。 (1)下图是在条件下，A、B两种植物的地上部分光合作用速率随光照强度变化的曲线。在较长时间的连续阴雨环境中，A、B两种植物相比，受影响较大的是_____植物。在光照强度为3klx的条件下，A植物的叶肉细胞的有机物积累速率_____（填“大于”“小于”或“等于”）零，此时叶肉细胞中ATP的合成场所为_____。A、B两种植物在光照强度为8k lx的条件下处理相同时间，比较两种植物有机物的合成速率的大小，结果应为NA_____（填“大于”“小于”或“等于”）NB。 (2)下图表示干旱胁迫下植物光合速率降低的两种因素，分别为气孔限制因素和非气孔限制因素。 ①在干旱胁迫下植物气孔导度下降，其生理意义是_____。 ②研究人员发现重度干旱胁迫下某植物光合速率下降，且气孔导度下降，但他认为该植物光合速率下降并不是由A引起的，而是光反应产生的_____减少，进而直接影响了暗反应中_____。为了验证该推测是否正确，可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间_____，若实验结果为_____，则可支持该研究人员的推测。 【答案】(1)A 大于 细胞质基质、线粒体、叶绿体 大于 (2)植物气孔导度下降，降低植物的蒸腾作用，防止水分大量散失 ATP和NADPH C₃的还原 CO₂浓度 气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于（或等于）气孔导度下降前 【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中，色素吸收、传递光能，并将光能变为ATP活跃的化学能。暗反应过程中将ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。 【详解】（1）在较长时间的连续阴雨环境中，光照强度较弱，而B植物的光饱和点就比较低，适应阴雨环境生长，故受影响较大的是A植物。在光照强度为3klx时，A植物的净光合速率为0，但叶肉细胞是进行光合作用和呼吸作用的，叶肉细胞制造的有机物除了满足自身呼吸消耗，还为其他细胞提供有机物，所以叶肉细胞有机物积累速率大于零。此时叶肉细胞既进行光合作用又进行呼吸作用，光合作用光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上产生ATP，呼吸作用在细胞质基质和线粒体中产生ATP，所以ATP的合成场所为细胞质基质、线粒体、叶绿体。有机物的合成速率=净光合速率+呼吸速率。分析题图，在光照强度为8klx的条件下，A、B两种植物的净光合速率相同，但A植物的呼吸速率大于B植物，A植物的实际光合速率大于B植物，故有机物的合成速率NA、NB的关系为NA＞NB。 （2）①由图可知，A情况由于气孔导度下降导致光合速率降低，属于气孔限制，B情况由于叶绿素含量下降、CO2的固定与C5的再生能力降低等因素造成光合速率降低，属于非气孔限制。在干旱胁迫下，植物气孔导度下降，有利于降低植物的蒸腾作用，防止水分大量散失。 ②光反应产生的NADPH和ATP用于暗反应中C3的还原。若光合速率下降不是由气孔导度下降导致胞间CO2不足引起的（不是A引起），而是光反应产生的NADPH和ATP减少引起的，那么气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间CO2浓度应该没有明显降低。所以可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间CO2浓度，若实验结果为气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于（或等于）气孔导度下降前，则可支持该研究人员的推测。 16．（24-25高二下·河南信阳·期末）棉花是中国重要的经济作物，在整个生长周期都需要充足的光照，夏季正是其旺盛生长和结铃期。原料、能量、叶绿体、酶活性等都是影响棉花光合作用速率的因素。图1是在夏季晴朗的白天，棉花某叶片净光合速率随时间变化的曲线图。 (1)棉花叶片叶绿素含量常常作为多种重要生理功能的检测指标。实验室常用________（填试剂名称）提取色素。纸层析法分离色素时，若滤液细线触及层析液，将无法分离得到色素带，主要原因是________。 (2)将单个棉花叶片（未离体）置于小型叶室中，当流入和流出小型叶室的气体稳定时，实时检测并计算流入和流出叶室的_________浓度差。为了计算出图1的净光合速率，还应精确测量实验时间、小型叶室的空气流量（单位时间内流经叶室的空气的体积）和____________等数据。 (3)图1中7~10的时间段内，限制光合作用速率的因素是____________。CD段，光合作用强度逐渐升高的主要原因是随着午后光照强度和温度的适度下降。 (4)我国西北地区棉花产量通常占全国总产量的85%到近90%。一方面得益于_________（填环境因素）大大增加光合作用速率和时间，另一方面得益于昼夜温差大有效减少夜间呼吸消耗，使得光合产物大量积累。 【答案】(1)无水乙醇 滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散 (2)CO2 叶片面积 (3)光照强度 (4)光照时间长、强度大 【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а(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。 【详解】（1）根据叶绿体色素能够溶解在有机溶剂中的原理提取色素，实验中选择无水乙醇提取叶绿体中的色素。在分离色素时，滤液细线不能触及层析液，其原因是滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。 （2）净光合速率通过单位时间CO2的吸收量反映，故当流入和流出小型叶室的气体稳定时，实时检测并计算流入和流出叶室的CO2浓度差。已知气体流量（体积/时间）和CO2浓度差，还需知道叶片面积，才能将结果标准化为单位叶面积的净光合速率。 （3）7~10时光合速率随光照增强而上升，说明此时光照强度是主要限制因素。 （4）我国西北地区光照时间长、强度大，所以大大增加棉花的光合作用速率和时间。 17．（24-25高二下·河南鹤壁·期末）某科研小组探究施氮肥以及同时施加水和氮肥对小麦植株光合作用相关生理指标的影响，实验结果如下表（RuBP羧化酶可催化CO2固定）。回答下列问题： 生理指标 对照组 施氮肥组 水+氮肥组 自由水/结合水 6.5 7.1 8.1 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 86 66 197 叶绿素含量（mg·g-1） 9.8 11.0 13.6 RuBP羧化酶活性/（μmol·h-1·g-1） 310 620 740 光合速率/（μmol·m-2·s-1） 6.8 9.2 12.8 (1)小麦叶肉细胞中的光合色素包括____；缺乏氮会影响_____（答出2点）的合成，进而导致光合速率降低。 (2)气孔导度反映气孔开放程度，与对照组相比，施氮肥组小麦植株气孔导度降低的原因可能是________。 (3)与施氮肥组相比，水+氮肥组的光合速率较高，这主要是因为水+氮肥组的_______，使光反应增强，且_______，使暗反应增强。水+氮肥组自由水/结合水的值最高，自由水为光合作用相关过程提供的有利的条件可能有________（答出2点）。 (4)结合上述信息及所学知识分析，农业生产中，为提高小麦的产量，可采取的措施有________（答出3点）。 【答案】(1) 叶绿素和类胡萝卜素（或叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素） 叶绿素、与光合作用有关的酶、ATP、NADPH（答出2点即可） (2)仅施氮肥会导致小麦根细胞外溶液的浓度增大，引起细胞失水，进而使气孔导度减小 (3)叶绿素含量升高（吸收的光能增多） RuBP羧化酶活性升高，气孔导度增大（CO2的固定增强） 作为良好的溶剂；运输营养物质；作为光反应的直接原料（答出2点即可） (4)增施适量氮肥并适量浇水；合理密植；适当增加CO2浓度；防治病虫害；适当增加光照强度（答出3点且合理即可） 【分析】不同因素通过影响光合作用的光反应和暗反应环节作用于小麦光合速率：氮元素是叶绿素、光合酶等合成必需元素，缺氮阻碍其合成降低光合速率，增施氮肥可提升相关物质含量与活性促进光合；自由水作为溶剂运输养分、参与光反应，缺水使气孔导度降低、CO₂供应不足，充足自由水可增强光反应与暗反应；RuBP羧化酶活性影响暗反应中CO₂固定，活性越高暗反应越强；气孔导度决定CO₂供应，导度大利于暗反应；叶绿素含量影响光能吸收，含量高光反应强，这些因素共同调控小麦光合作用。 【详解】（1）小麦叶肉细胞进行光合作用，光合色素包括叶绿素(叶绿素a、叶绿素b)和类胡萝卜素(叶黄素、胡萝卜素)两类。氮是组成叶绿素、光合酶、ATP(含氮元素)、NADPH(含氮)等物质的重要元素，缺乏氮会使这些物质合成受影响，而它们都是光合作用光反应、暗反应必需的，进而导致光合速率降低。 （2）施氮肥后，土壤溶液中矿质离子(含氮等)浓度升高，小麦根细胞外溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水。为减少水分散失，植物会调节气孔，使气孔导度降低(气孔部分关闭)，这是植物的一种自我保护机制。 （3）水+氮肥组叶绿素含量比施氮肥组高，叶绿素能吸收光能用于光反应，所以光反应增强。从表中看，水+氮肥组RuBP羧化酶活性更高（促进CO₂固定），且气孔导度更大（CO₂进入多），暗反应的CO₂固定等过程增强，所以暗反应增强。自由水是良好溶剂，能运输光合所需的营养物质（如矿质元素）；同时光反应中，水的光解需要自由水参与，为光合作用提供原料等，利于光合进行。 （4）从实验可知，水+氮肥能提高光合速率，所以增施氮肥并浇水有帮助；合理密植能充分利用光照、CO₂，增加光合面积；增加CO₂浓度为暗反应提供原料；防治病虫害减少植株损害；增加光照强度为光反应提供能量，这些措施都能通过促进光合作用或减少损耗，提高小麦产量。 18．（23-24高二下·河南新乡·期末）水稻是我国重要的粮食作物之一。某实验室研究了大田生长环境下水稻不同生长期的叶绿素含量和干物质分配率，结果如图1、2所示，图中FW表示鲜重，干物质分配率是指叶片留存的光合产物占光合产物总积累量的百分比，图2收割期不统计。回答下列问题： (1)为比较不同时期叶片的叶绿素含量，在提取叶绿素时需要在研钵中加入____（答出3种）等试剂，进一步测定提取出的光合色素的含量可得出图1所示结果。研究人员测得收割期的净光合速率最低，根据图1结果分析，其原因是____。 (2)水稻的分蘖期是水稻的营养生长期，灌浆期是种子形成期。分析图2的实验结果，分蘖期的干物质分配率较高，而灌浆期的干物质分配率明显降低，出现该现象的原因可能是____。 (3)水稻叶片直接吸收CO2用于光合作用，而多肉植物的CO2的固定方式与水稻的不同，如图3所示。 ①水稻进行光合作用时所需的CO2来自____（填场所）。 ②沙漠地区炎热干旱，与水稻相比，多肉植物更适合种植在沙漠地区，据图3分析，推测原因是____。 【答案】(1)无水乙醇、二氧化硅和碳酸钙 收割期的叶绿素含量明显低于其他时期的，收割期的光反应速率最低，导致其净光合速率最低 (2)分蘖期干物质更多地留存在叶片中以用于自身的生长，而灌浆期干物质更多地被运输至种子中 (3)外界环境、线粒体 夜晚多肉植物的气孔打开，吸收CO2储存在液泡中供白天进行光合作用时使用，白天多肉植物的气孔关闭，减少水分散失 【分析】题图干物质分配率表示叶片留存的光合产物占光合产物总积累量的百分比；分蘖指禾本科等植物在地面以下或接近地面处所发生的分枝，在分蘖期干物质分配率最高，主要用于叶片的生长发育，抽穗期和灌浆期干物质分配率较低，抽穗期干物质主要用于稻穗的生长发育，灌浆期干物质主要用于种子的形成。 【详解】（1）叶绿素等光合色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇等有机溶剂提取叶绿体中的光合色素，加入二氧化硅有利于研磨充分，碳酸钙可保护色素；所以提取叶绿素时，研钵中需要加入无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅三种试剂。由图1可知，收割期的叶绿素含量明显低于其他时期的，收割期的光反应速率最低，导致其净光合速率最低。 （2）据图2分析可知，分蘖期和灌浆期干物质分配率有差异的主要原因是分蘖期干物质分配率最高，即留存在叶片中的干物质较多，所以分蘖期有机物主要用于自身叶片的生长，灌浆期更多有机物被运输至种子中，叶片存留的干物质较少，所以灌浆期干物质分配率低。 （3）①水稻进行光合作用时，可以直接失水空气中的CO2或者是线粒体释放的CO2。 ②从图3中可以看出，多肉植物夜晚可以将CO2转化为C4储存在液泡中，白天多肉植物的液泡中的C4转化为CO2以供暗反应使用，且白天多肉植物气孔关闭，可减少水分散失，以适应沙漠地区的炎热干旱环境。 19．（24-25高二下·河南许昌·期末）1963年贾格道夫为了探究光合作用中ATP的生成机理，将离体叶绿体的类囊体置于pH=4的酸性溶液中，待类囊体膜内外pH=4平衡后将类囊体转移到含有ADP和Pi的pH=8或pH=4的缓冲液中，实验流程和结果如图所示，回答下列问题。 (1)光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。在类囊体的薄膜上进行的是光合作用的__________阶段。叶绿体的__________中进行光合作用第二阶段的化学反应，对于光照条件的要求是__________。 (2)在探究光合作用中ATP的生成机理的整个实验过程中，必须将实验装置置于__________(填“有光”或“无光”)的条件下，原因是__________。 (3)本实验的自变量是__________该实验中产生ATP的机理是：__________。 【答案】(1)光反应 基质 不直接依赖光（或不需要光） (2)无光 避免类囊体在光下产生ATP，干扰实验结果 (3)类囊体外缓冲液的pH（或类囊体膜两侧的pH差值） 类囊体膜内外具有H+浓度差，从而驱动ATP合成/H+的顺浓度梯度跨膜运输驱动ATP的合成 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。在类囊体的薄膜上进行的是光合作用的光反应阶段。叶绿体的基质中进行光合作用第二阶段的化学反应，该过程包括二氧化碳的固定和C3的还原，对于光照条件的要求是不直接依赖光，即暗反应的进行未必一定需要光。 （2）在探究光合作用中ATP的生成机理的整个实验过程中，必须将实验装置置于“无光”的条件下，其目的是避免类囊体在光下产生ATP，干扰实验结果。 （3）本实验的自变量是类囊体外缓冲液的pH，实验结果显示，在类囊体膜内外具有H+浓度差时，有ATP产生，没有H+浓度差时，没有ATP产生，根据该实验结果可以推测：类囊体上驱动ATP合成是类囊体膜内外/H+的浓度差。 20．（24-25高二下·河南焦作·期末）为研究岷江柏古树适应恶劣环境的生态策略，某科研小组以四川阿坝州某苗圃繁育的岷江柏古树子代一年生幼苗为实验材料进行古树光合特性的研究，其中对照组为母树树龄20年的子代，实验组为母树树龄350年、550年和1200年左右的古树子代。回答下列问题： (1)古树叶肉细胞中与光合作用有关的色素分布在______上，要比较这些色素的含量差异，可用_____（填试剂名称）提取色素并通过纸层析法分离色素。光合色素捕获的光能可转化为_______中的化学能，用于暗反应中C3的还原。 (2)为研究古树子代对光的响应情况，研究人员进行了相关实验，部分实验结果如表所示。 母树树龄/年 最大净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μmol·mol-1） 光饱和点/（μmol·m-2·s-1） 光补偿点/（μmol·m-2·s-1） 20 15.10 0.10 298.10 1620.00 28.00 350 8.32 0.05 235.64 628.00 25.33 550 8.35 0.05 250.33 654.00 16.00 1200 6.03 0.03 215.33 772.00 14.67 注：光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度；光饱和点是指达到最大光合速率时的最小光照强度；气孔导度越大，气孔开放程度越大。 ①该实验的无关变量有_____（答出2点）。 ②据表推测，古树适应恶劣环境的生态策略是______（答出1点）。 (3)为研究不同的CO2浓度对不同树龄古树子代光合作用的影响，研究人员可采用的实验思路是______。 【答案】(1)叶绿体类囊体薄膜 无水乙醇 ATP和NADPH (2)温度、湿度、CO2浓度、幼苗生长状态 降低光补偿点（或增强弱光利用能力） (3)在相同且适宜的光照、温度等条件下，设置不同浓度的CO2环境，分别测定不同母树树龄子代最大净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、光饱和点、光补偿点 【分析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是叶绿体类囊体膜，暗反应的场所是叶绿体基质。光反应阶段的物质变化：①水在光下分解，产生NADPH和氧气，②合成ATP；暗反应阶段的物质变化：①二氧化碳的固定：二氧化碳和C5结合形成C3，②C3的还原：在光反应阶段产生的NADPH和ATP的参与下，C3还原形成糖类等有机物和再生成C5。 【详解】（1）叶肉细胞中与光合作用有关的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂，因此可用无水乙醇提取色素。光合色素捕获的光能可转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，用于暗反应中C3的还原。 （2）①由表格数据可知，实验的自变量为母树树龄，因变量为最大净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、光饱和点、光补偿点，其余对实验结果有影响的因素为无关变量如温度、光照强度、CO2浓度、幼苗生长状态等。 ②由表格数据可知，随着母树树龄的增加，最大净光合速率降低、光补偿点降低，光补偿点降低意味着植物在弱光环境下即可维持光合平衡，说明古树通过降低光补偿点来适应光照不足的恶劣环境（如林下荫蔽） （3）为研究不同的CO2浓度对不同树龄古树子代光合作用的影响，可知该实验自变量为CO2的浓度和母树树龄，因变量为古树子代光合作用相关因素，因此实验思路为：在相同且适宜的光照、温度等条件下，设置不同浓度的CO2环境，分别测定不同母树树龄子代最大净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、光饱和点、光补偿点。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $