第5章 细胞的能量供应和利用（单元自测·高效培优卷）生物人教版必修1

**基本信息** 2026-2027学年高中生物必修一第5章“细胞的能量供应和利用”单元自测卷，以75分钟100分的题量，通过农耕生产、中医药、环保前沿等真实情境，融合生命观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15题/30分|光合色素、呼吸途径、酶活性等|结合“水稻源库理论”“天南星双呼吸途径”等情境，考查基础概念与图表分析| |多选题|5题/15分|光合速率影响因素、代谢综合等|通过“杉木干旱胁迫”“突变植株X酶活性”等案例，检测综合分析与逻辑判断能力| |非选择题|5题/55分|酶实验设计、光合呼吸物质流程、前沿科技等|设计“α/β淀粉酶活性探究”“酵母-蓝细菌嵌合体实验”等，突出探究实践与创新应用，呼应高考实验命题趋势|

2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·高效培优 （测试时间：75分钟 满分：100分） 1、 选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1．【教材基础・光合色素吸收光谱曲线分析】高等植物光合作用依赖于光合色素，下图中②③是叶绿素的吸收光谱，适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下列相关叙述错误的是（ ） A．植物叶片呈现绿色是由于叶绿素含量多且几乎不吸收绿光 B．缺少大量元素镁时，②③的合成都会受到影响 C．图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上 D．利用纸层析法分离色素时，②对应的叶绿素位于滤纸条最下端 2．【农耕生产情境・水稻源库理论与同位素示踪】若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。要研究水稻“源”和“库”关系，不能达成目的的是（ ） A．阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B．阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌水稻，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D．使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 3．【植物特殊呼吸・天南星产热花序双呼吸途径】天南星科植物在开花时，其花序会释放大量能量，使得花序温度比周围环境高25℃左右。天南星有氧呼吸存在图示两种途径，相关叙述正确的是（ ） A．图中[H]来自于水和葡萄糖 B．途径1、2发生在线粒体基质中 C．途径1可释放更多的热能使花序温度升高 D．途径2使大部分能量仍保留在有机物中 4．【经典光合实验辨析・色素提取与离体光合易错点】下列有关叶绿体和光合作用的几个简单实验，你认为哪一个结果是不可能的（ ） A．层析结果显示，叶绿素b位于滤纸条的最下端，是由于它在层析液中的溶解度最小 B．将提取液放在自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗（暗带）的区域是红光和蓝紫光区域 C．在温暖的晴朗的一天的下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱水，并加碘液处理叶片，显微镜下观察到叶绿体变成蓝色 D．将叶绿体中色素的提取液置于适宜光源下照射5h，加碘液处理后溶液呈蓝色 5．【种子萌发生理・呼吸速率曲线 + TTC 活体鉴定实验】豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法错误的是（ ） A．12~24h这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸 B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件 C．可以使用三苯基氯化四唑（TTC）鉴定种子“死活” D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质 6．【农业栽培・夏季绿萝遮光净光合日变化曲线】在一天中，中午光照最为强烈，气温也最高。下图是在晴朗的夏天探究遮光对绿萝净光合速率影响的实验数据结果。下列相关分析不正确的是（ ） A．推测12:30时II组绿萝净光合速率最低的主要原因是气孔关闭 B．II组d点前有机物的积累量高于c点前的积累量 C．III组b点细胞呼吸有机物的消耗量等于光合作用合成量 D．III组a点的净光合速率低主要受CO2浓度影响 7．【分子基础・ATP 结构与 RNA 合成关联辨析】ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，下列叙述错误的是（ ） A．ATP转化为ADP可为吸能反应提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位之间的特殊化学键不能在细胞质基质中生成 D．光能可以转化为化学能储存于β和γ位之间的特殊化学键 8．【中医药情境・板栗壳黄酮调控脂肪酶活性曲线】板栗壳黄酮和柚皮素均不能催化脂肪水解，却可以影响脂肪酶活性。两者作用效果如图1所示，两者之一作用机理和图2中抑制剂一致。下列说法正确的是（ ） A．图1实验的目的是探究不同浓度的脂肪条件下，板栗壳黄酮和柚皮素对脂肪酶活性的影响 B．脂肪酶的量为无关变量，各组可不相等 C．由图2可知，底物与抑制剂均能与酶结合，可推断脂肪酶的作用不具有专一性 D．板栗壳黄酮发挥作用的机理与图2中抑制剂一致 9．【基础酶实验・淀粉酶专一性底物检测辨析】某同学在“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，记录了不同时间（t1、t2、t3，且t1<t2<t3）下实验组的淀粉糊透明度（透明度数值越大表示淀粉水解越多）。下列有关该实验的说法，正确的是（ ） 时间 t1 t2 t3 透明度数值 30 60 80 A．该实验的自变量为底物的种类 B．淀粉糊透明度增大说明酶活性增强 C．该实验体现了酶具有高效性和专一性 D．该实验可选用斐林试剂作为检测试剂 10．【新情境・人工脂质体质子梯度驱动 ATP 合成实验】为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述错误的是（ ） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 C．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 11．【工业酶应用・温度下 β 淀粉酶稳定剂对照曲线】β-淀粉酶在生产实践中应用广泛，但不耐高温。为探究“物质M、Ca2+对β-淀粉酶在50℃下稳定性的影响”，研究小组设计实验并测定不同处理组的酶活性，结果如图。下列叙述错误的是（ ） A．50℃下的β-淀粉酶空间结构不稳定 B．要将淀粉与不同试剂等量混合后再调节温度至50℃ C．Ca2+溶液处理能提高β-淀粉酶的稳定性 D．Ca2++2%M溶液最有利于长时间维持β-淀粉酶的活性 12．【环保前沿・PET 塑料降解固定化酶纳米支架技术】科研人员为降解PET塑料，以蛋白质纤维为骨架构建了“蛋白模块”支架。该支架可将PET、MHET两种降解酶以8～30纳米间距有序排布。相较于使用等量游离酶，其降解效率可提升三倍以上，且多次使用后仍保持约75%的活性，远高于游离酶。下列说法错误的是（ ） A．真核细胞内有蛋白质纤维组成的细胞骨架 B．PET降解酶和MHET降解酶需在适宜pH下保存 C．酶在重复使用后，其空间结构会发生改变 D．该技术是通过提高酶的浓度来提升降解效率 13．【酶特性探究・双过氧化氢酶 pH 活性对比曲线】生物兴趣小组在最适温度下，以等量的过氧化氢作为底物，探究不同pH下两种不同过氧化氢酶（酶A、酶B）的活性。通过改变pH并测定相同时间内过氧化氢的剩余量，获得A、B两组结果（如下图）。相关叙述正确的是（ ） A．升高温度，A、B两条曲线均会下移 B．酶的保存置于最适的温度和pH环境中 C．当pH为11时，酶A将不能与双缩脲试剂发生反应 D．若反应时间延长，A、B两组结果差距会减小 14．【藻类光合适应・低 CO₂环境碳浓缩转运机制】藻类贡献了地球近一半的光合作用，但溶解态的CO2浓度低，且扩散慢等因素极大地限制了藻类的光合作用，有些藻类进化出了摄取转化为CO2进行光合作用的方式如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A．该藻类可能是原核生物，光合片层上具有与光合作用有关的色素和酶 B．该藻类以主动运输方式吸收CO2和来适应低CO2和的环境 C．光合色素吸收光能将水分解产生的两个电子用于NAD+与H+结合形成NADH D．CO2浓度倍增时，该藻类光合作用速率并未倍增可能原因是C5的再生速率不足 15．【密闭装置实验・光照强度梯度氧气变化定量分析】为了探究光照强度对光合作用的影响，某实验小组选用若干完全相同的图1装置，在不同光照强度下进行了实验，一小时后，统计了不同组的气体变化值，结果如图2所示。下列正确的是（ ） A．为达到实验目的，X溶液应该选用NaOH B．实验中气体体积的变化是由氧气或者二氧化碳导致 C．光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用。其产生的CO2中的氧原子都来自有机物 D．光照强度为2klx、4klx时，每小时该植物光合作用制造的氧气分别为5 mL、15 mL 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 16．【林业农耕・杉木干旱胁迫光合指标综合分析】科研人员研究干旱胁迫对湖南本地杉木光合作用的影响，测定正常供水、轻度干旱、重度干旱条件下杉木的净光合速率、气孔导度、胞间 CO₂浓度，发现：轻度干旱下，气孔导度下降，胞间 CO₂浓度降低，净光合速率下降；重度干旱下，气孔导度持续下降，胞间 CO₂浓度升高，光合色素降解加快。下列分析正确的是（ ） A．轻度干旱光合速率下降的主要原因是CO₂供应不足 B．重度干旱光合速率下降主要是光合色素降解导致光反应减弱 C．重度干旱下气孔关闭，叶肉细胞不再进行细胞呼吸 D．干旱胁迫下，植物有机物积累量减少，生长速率减慢 17．【变量对照实验・光照与 CO₂双因素光合表格】为探究影响光合速率的环境因素，科研人员测定某植物在不同条件下的光合指标，结果如下表。下列说法正确的是（ ） 组别 光照 CO2浓度 叶绿素含量 净光合速率 甲组 适宜 适宜 高 高 乙组 弱光 适宜 中 低 丙组 适宜 低CO2 高 较低 A．弱光条件下叶绿素含量下降，光反应速率降低 B．丙组净光合低的直接原因是暗反应速率受限 C．光照和CO2浓度均是该实验的自变量 D．适当提高CO2浓度可无限提升净光合速率 18．【细胞代谢综合・叶肉光合呼吸物质流程图】下图表示某植物叶片的叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化，其中①～④为生理过程，a～c为物质。相关叙述正确的是（ ） A．叶绿体和线粒体中增加膜面积的结构分别是基粒、嵴 B．a为CO2，b为O2，c参与的过程④发生在线粒体内膜上 C．①③④均能产生ATP，③产生的[H]主要为NADH D．若该细胞中过程②的速率大于过程③，则该植株一定能积累有机物 19．【前沿人工光合・CETCH 半合成 CO₂固碳系统】中国科学家通过液滴微流控技术将天然的叶绿体内类囊体膜与CETCH循环体系（含Ccr等多种酶）共同封装到了液滴中构建出了一个“半天然半合成系统”，该系统能连续将CO2转化为乙醇酸，进而实现人工合成淀粉，如图所示。以下说法正确的是（ ） A．可以采用差速离心法分离菠菜叶肉细胞中的叶绿体 B．光照越强，CETCH循环的速率就越快 C．据图分析A溶液相当于细胞质基质，CETCH循环相当于光合作用中的暗反应阶段 D．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该反应体系糖类的积累量高于植物 20．【育种情境・突变植株暗反应关键酶 CO₂响应曲线】X酶是光合作用暗反应中的关键酶。经紫外线照射处理的某作物品系（S），其X酶相比于野生型（WT）发生了过量表达，科研人员对相关品系做了进一步研究，结果如图，下列叙述错误的是（ ） 注：光照强度在曲线②和③中为n，在曲线①中为n×120% A．未补光时，S植株的CO2固定速率始终高于WT B．X酶位于叶绿体类囊体薄膜上，其活性易受温度影响 C．A点之前，曲线①②重合的最主要限制因素是胞间CO2浓度 D．胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时，曲线①比②光合速率更快的原因是X酶含量更高 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．（除特殊标注外，每空1分，12分）【谷物酶实验｜高考考新向・实验结果柱形绘图】α-淀粉酶及β-淀粉酶各有其一定的特性，如β-淀粉酶不耐热，在70℃水浴处理15 min失活，而α-淀粉酶在70℃时活性不受影响，在100℃高温下处理15 min失活。生物提取液中通常同时含有这两种淀粉酶。 回答下列问题： (1)在相同且适宜条件下，与无机催化剂催化的化学反应相比，用酶催化的反应速率更快，说明酶具有____________。但它们的催化机理都是能____________，从而加快化学反应速率。 (2)某实验小组将萌发小麦种子的研磨液等量分成三组，以反应相同时间后淀粉剩余量为检测指标，进行实验测定淀粉酶的活性。 步骤 甲组 乙组 丙组 一 2 mL研磨液 2 mL研磨液 2 mL研磨液 二 25℃下处理15 min 70℃水浴处理15 min 100℃水浴处理15 min 三 处理③ 四 一段时间后，迅速加入等量的高浓度NaOH，分别测量三组淀粉剩余量 ①步骤三中的“处理③”应为____________；步骤四向各组迅速加入等量的高浓度氢氧化钠，目的是____________。 ②根据表格内容分析，乙组实验中的____________酶有活性；丙组中的α-淀粉酶经过步骤二处理，再将温度降至25℃将不能催化淀粉水解，原因是____________。 ③请在下图中用柱形图预测实验结果___________。 （2分） (3)为探究β-淀粉酶的某一特性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。 步骤 A组 B组 C组 一 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 二 加入2 mLβ-淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ 三 60℃水浴加热，然后各加入4 mL斐林试剂，再80-100℃水浴加热 ①该同学设计此实验的目的是验证____________，C组步骤二应加入____________。 ②实验预期结果是____________。（2分） 22．（除特殊标注外，每空1分，10分）【果树栽培・库源比调控｜开放性设问・农事增产措施分析】叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见下表。 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率/（mol·m-2·s-1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C的光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题： (1)测定叶片的叶绿素含量时，应先提取再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的原理是________。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的________中的化学能。在本实验中，选用13CO2的原因有________（2分）（答出1点即可）。 (3)根据实验甲、乙、丙组结果推测，库源比下降导致果实单果重增加的原因是________。（2分） (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见下表。 果实位置 果实中含13C的光合产物（mg） 单果重（g） 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表中实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是________（2分）。综合上述实验结果，从调整库源比的角度分析，下列措施中能提高枝条上单果重的是________（选填“除草”“遮光”“疏果”或“松土”）。 23．（除特殊标注外，每空1分，10分）【核心代谢综合・光合呼吸全过程物质流程图】如图是某高等植物叶肉细胞在一定的光照下光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质，①~⑤代表过程。据图回答下列问题： (1)提取叶绿体中的色素时为了使研磨充分应加入__________。分离色素的原理是不同色素在__________中溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散得快，反之则慢。 (2)图甲中的A阶段进行的场所是__________。图乙中的过程④是在细胞的__________（具体场所）进行的。 (3)图甲中所示的物质Ⅲ与图乙中所示的物质__________为同一种物质，若它的浓度增加，其他条件不变，短时间内图甲中Ⅰ含量变化是__________。 (4)不少环境因素都能影响光合作用强度，干旱条件下，对B阶段的影响有__________________________________________________（答出两点即可）。（2分） (5)若酵母菌细胞无氧呼吸，乙图中不会进行的步骤是__________（填数字）。（2分） 24．（每空2分，10分）【小麦育种｜机理阐述类开放设问】冀麦5yg是利用冀麦5的幼胚愈伤组织培养获得的突变体，叶片呈现黄绿色。研究人员对突变体的光合特性进行研究，相关生理指标见表和图1。 组别 材料 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 类胡萝卜素（mg·g-1） 光补偿点（μmol·m-2·s-1） 呼吸速率（μmolCO2·m-2·s-1） 对照组 冀麦5 1.06 0.31 0.23 37.84 2.44 实验组 冀麦5yg 0.65 0.13 0.20 56.84 3.82 注：光补偿点指植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等时的光照强度。 请回答： (1)冀麦5yg的光补偿点高于冀麦5的原因是__________________________。 (2)分别画出冀麦5和冀麦5yg在0~400μmol·m-2·s-1的光照强度范围内的净光合速率变化曲线。 (3)据图表分析，光照强度为400μmol·m-2·s-1时，冀麦5yg的光能转化效率______________（填“高于”“低于”或“等于”）冀麦5。 (4)在高光照强度下，冀麦叶肉细胞通过非辐射能量耗散（NPQ）将光能转换为热能耗散掉，NPQ强度与PsbR蛋白含量呈正相关。此外，冀麦存在通过PEP酶固定CO2的C4途径，固定的CO2被转运至Rubisco酶（卡尔文循环固定CO2的酶）附近，提高局部CO2浓度，进而提高暗反应速率。为探究冀麦5yg高光下净光合速率高于冀麦5的原因，进行如下实验： 实验一：研究人员测定了高光下PsbR蛋白的含量，发现冀麦5yg的PsbR蛋白含量明显低于冀麦5，据此推测，冀麦5yg在高光下的NPQ强度____________（填“大于”“小于”或“等于”）冀麦5。 实验二：研究人员测定了冀麦5yg和冀麦5在高光下的Rubisco酶和PEP酶活性，结果如图2所示。 根据上述结果，综合分析在高光下冀麦5yg净光合速率比冀麦5高的原因是________________。 25．（除特殊标注外，每空1分，13分）【前沿合成生物｜完整对照实验设计】近期研究人员开发了一种定向内共生体，在酵母细胞内设计碳同化和糖分泌的蓝细菌内共生体，即酵母-蓝细菌嵌合体。 (1)酵母菌和蓝细菌共有的细胞结构有__________（至少写两点）。 (2)蓝细菌吸收光能后进行光反应，为暗反应提供了__________（2分）。分析图1可知，暗反应阶段的__________过程发生在羧酶体中。R酶是蓝细菌光合作用过程中的关键酶，高浓度O2可竞争结合R酶。该酶通常存在于蓝细菌的羧酶体中，如图1所示。结合以上信息分析，蓝细菌具有较高光合效率的原因是羧酶体能__________（2分）从而提供R酶周围CO2浓度，促进光合作用；同时羧酶体能防止O2进入，抑制光呼吸。 (3)酵母菌通常利用葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖首先通过糖酵解产生__________，在无氧条件下进一步产生的__________，可作为清洁能源。 (4)蓝细菌光合作用合成的大多是留在胞内的蔗糖，野生酵母几乎不能利用蔗糖作为碳源。研究人员利用基因工程改造了蓝细菌获得SynJEC菌株，并将其融合到酵母细胞中，改造后的酵母-蓝细菌嵌合体如图2所示。据图分析可知：蓝细菌中蔗糖经水解产生的__________通过转运蛋白运至酵母菌__________中被利用，可使嵌合体在没有有机碳源的情况下正常生存。 (5)研究者设计实验验证该嵌合体实现了光合自养，完善实验步骤并预期实验结果。 分组 光照条件 提供碳源 实验处理 嵌合体生长繁殖状况 组1 光照 CO2 适量不含光反应抑制剂的缓冲液 预期结果：__________ 组2 光照 CO2 __________（2分） 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·高效培优 （测试时间：75分钟 满分：100分） 参考答案 一、选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A D B D C A D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B D D C D ABD ABC AC AD ABD 三、非选择题（55分） 21．（除特殊标注外，每空1分，12分） (1) 高效性   降低化学反应的活化能 (2) 各试管分别加入适量且等量的对应温度的淀粉溶液 使酶失去活性，终止酶促反应 α-淀粉酶 100℃高温处理15 min会使α-淀粉酶变性失活/酶在高温下已经失活 （2分） (3) 酶具有专一性   2mLβ-淀粉酶溶液 A组出现砖红色沉淀，B组和C组均不出现砖红色沉淀（2分） 22．（除特殊标注外，每空1分，10分） (1)色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 (2) C5/五碳化合物 NADPH、ATP 13CO2可作为光合作用的原料/13C无放射性，安全性高/13C在植物体内的富集程度可通过仪器检测，精确计算光合速率/13C可追踪光合产物在植物体内的分配情况，从而计算光合产物在叶片和果实中的分配比例（2分） (3)叶片（源）越多，合成的有机物总量越多，为果实输送（提供）的有机物增加（2分） (4) 离叶片越近的果实获得的有机物越多/就近分配原则（2分） 疏果 23．（除特殊标注外，每空1分，10分） (1) 二氧化硅 层析液 (2) 类囊体薄膜 线粒体内膜 (3) VII 减少 (4)干旱导致气孔开度减小，CO2供应不足，抑制B阶段反应；干旱影响B阶段产物运输（2分） (5)④⑤（2分） 24．（每空2分，10分） (1)冀麦5yg 光合色素含量较低，吸收的光能较少，但呼吸速率较高，需要更强的光照才能达到光合速率与呼吸速率相等 (2) (3)高于 (4) 小于 高光下，冀麦5yg的NPQ减弱，减少光能耗散，更多光能用于光合作用；冀麦5yg的PEP酶活性升高幅度大，提高局部CO2浓度，补偿了Rubisco酶活性降低带来的不利影响 25．（除特殊标注外，每空1分，13分） (1)细胞膜、核糖体（或其他合理答案） (2) ATP和NADPH（2分） CO2的固定 吸收HCO3-，分解产生CO2；防止CO2出去（2分） (3) 丙酮酸（或C3H4O3） 乙醇（或C2H5OH） (4) 葡萄糖和果糖（或单糖） 细胞质基质 (5) 组1正常生长繁殖，组2不能生长繁殖 等量含光反应抑制剂的缓冲液（2分） 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·高效培优 （测试时间：75分钟 满分：100分） 一、选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1．高等植物光合作用依赖于光合色素，下图中②③是叶绿素的吸收光谱，适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下列相关叙述错误的是（     ） A．植物叶片呈现绿色是由于叶绿素含量多且几乎不吸收绿光 B．缺少大量元素镁时，②③的合成都会受到影响 C．图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上 D．利用纸层析法分离色素时，②对应的叶绿素位于滤纸条最下端 【答案】C 【详解】A、植物中叶绿素含量高于类胡萝卜素，且叶绿素几乎不吸收绿光，绿光被反射出来，因此叶片呈现绿色，A正确； B、镁是构成叶绿素的大量元素，缺镁时叶绿素a、叶绿素b（对应图中②③）的合成都会受到影响，B正确； C、叶绿素等光合色素的分布位置是叶绿体的类囊体薄膜，而非叶绿体内膜，C错误； D、纸层析法分离色素时，溶解度越低的色素在滤纸条上扩散越慢，叶绿素b溶解度最低，位于滤纸条最下端，②对应叶绿素b，D正确。 2．若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。要研究水稻“源”和“库”关系，不能达成目的的是（　　） A．阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B．阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌水稻，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D．使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 【答案】C 【详解】A、阻断源（水稻叶）的蔗糖输出，若花器官（库）蔗糖含量下降，可证明蔗糖从源向库运输的源库分配关系，A不符合题意； B、阻断库（花器官）的蔗糖输入，源合成的蔗糖无法输出会在叶中积累，进而抑制光合作用速率，可反映源库的相互调节关系，B不符合题意； C、H218O可被根吸收后经导管直接运输到花器官，还可参与多种代谢反应，无法确定花器官中含18O的蔗糖是否来自叶（源）的输出，不能用于研究源库关系，C符合题意； D、用14CO2饲喂水稻叶（源），叶通过光合作用将14C整合到蔗糖中，检测花器官中14C标记蔗糖的比例，可直接追踪蔗糖从源到库的分配情况，D不符合题意。 3．天南星科植物在开花时，其花序会释放大量能量，使得花序温度比周围环境高25℃左右。天南星有氧呼吸存在图示两种途径，相关叙述正确的是（     ） A．图中[H]来自于水和葡萄糖 B．途径1、2发生在线粒体基质中 C．途径1可释放更多的热能使花序温度升高 D．途径2使大部分能量仍保留在有机物中 【答案】A 【详解】A、有氧呼吸第一阶段产生的[H]来自葡萄糖的分解，第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水的反应，丙酮酸是葡萄糖分解的中间产物，因此图中参与第三阶段反应的[H]最终来自水和葡萄糖，A正确； B、途径1、2是[H]与结合生成水的过程，属于有氧呼吸第三阶段，发生的场所是线粒体内膜，不是线粒体基质，B错误； C、途径1中有多个ADP转化为ATP的步骤，释放的能量大部分储存到ATP中，散失的热能少；途径2无ATP合成过程，释放的能量更多以热能形式散失，是途径2释放更多热能使花序升温，C错误； D、途径2中[H]最终和结合生成水，有机物中的能量全部释放，大部分以热能形式散失，并没有保留在有机物中，D错误。 4．下列有关叶绿体和光合作用的几个简单实验，你认为哪一个结果是不可能的（     ） A．层析结果显示，叶绿素b位于滤纸条的最下端，是由于它在层析液中的溶解度最小 B．将提取液放在自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗（暗带）的区域是红光和蓝紫光区域 C．在温暖的晴朗的一天的下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱水，并加碘液处理叶片，显微镜下观察到叶绿体变成蓝色 D．将叶绿体中色素的提取液置于适宜光源下照射5h，加碘液处理后溶液呈蓝色 【答案】D 【详解】A、纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中溶解度越小，随层析液在滤纸条上扩散速度越慢，叶绿素b扩散速度最慢，位于滤纸条最下端，该结果是可能的，A不符合题意； B、叶绿体中的叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此自然光穿过色素提取液后，红光和蓝紫光区域的光被大量吸收，连续光谱中对应区域会出现暗带，该结果是可能的，B不符合题意； C、晴朗下午的向阳叶片已经通过光合作用在叶绿体中合成了淀粉，经酒精隔水加热脱色后加碘液，叶绿体中的淀粉遇碘变蓝，该结果是可能的，C不符合题意； D、光合作用的完整过程需要叶绿体的类囊体薄膜、基质等结构共同参与，还需要多种酶、ADP、Pi等物质的协同作用，仅含有色素的提取液只能吸收光能，无法独立完成光合作用合成淀粉，因此加碘液后不会变蓝，该结果不可能出现，D符合题意。 5．豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法错误的是（    ） A．12~24h这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸 B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件 C．可以使用三苯基氯化四唑（TTC）鉴定种子“死活” D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质 【答案】B 【详解】A、据题图可知，在12~24h期间，O2吸收量很少，而CO2释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸，A正确； B、在豌豆种子发育过程中应创设适宜温度条件，B错误； C、根据题意可知，细胞呼吸的底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲胺，活细胞可以发生上述颜色反应，而死细胞不可以，C正确； D、脂肪氧化分解需要消耗更多的O2，b点后O2的吸收量大于CO2的释放量，说明氧化分解的底物包括糖类、脂肪等物质，D正确。 6．在一天中，中午光照最为强烈，气温也最高。下图是在晴朗的夏天探究遮光对绿萝净光合速率影响的实验数据结果。下列相关分析不正确的是（     ） A．推测12:30时II组绿萝净光合速率最低的主要原因是气孔关闭 B．II组d点前有机物的积累量高于c点前的积累量 C．III组b点细胞呼吸有机物的消耗量等于光合作用合成量 D．III组a点的净光合速率低主要受CO2浓度影响 【答案】D 【详解】A、II组为不遮光组，夏季晴朗中午12:30光照强、温度高，植物为减少蒸腾作用散失的水分，气孔大量关闭，CO₂吸收不足，导致净光合速率降低，A正确； B、II组的d点（12:30）位于c点之后，且c到d的时间段内，II组净光合速率始终大于0，有机物持续积累，因此d点前有机物总积累量高于c点前的积累量，B正确； C、净光合速率=总光合速率-呼吸速率，b点时III组净光合速率为0，说明光合作用合成有机物的量等于细胞呼吸消耗有机物的量，C正确； D、III组为80%遮光组，a点时光照强度本身较弱，因此限制净光合速率的主要因素是光照强度，而非CO₂浓度，D错误。 7．ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，下列叙述错误的是（     ） A．ATP转化为ADP可为吸能反应提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位之间的特殊化学键不能在细胞质基质中生成 D．光能可以转化为化学能储存于β和γ位之间的特殊化学键 【答案】C 【详解】A、ATP为直接能源物质，γ位磷酸基团脱离ATP形成ADP的过程释放能量，可为离子主动运输提供能量，A正确； B、ATP分子水解两个特殊化学键后，得到RNA的基本单位之一——腺嘌呤核糖核苷酸，故用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA，B正确； C、细胞呼吸第一阶段能够在细胞质基质中进行并合成ATP，故β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键能在细胞质基质中生成，C错误； D、光合作用光反应，可将光能转化为活跃的化学能储存于ATP的特殊化学键中，故光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键中，D正确。 8．板栗壳黄酮和柚皮素均不能催化脂肪水解，却可以影响脂肪酶活性。两者作用效果如图1所示，两者之一作用机理和图2中抑制剂一致。下列说法正确的是（     ） A．图1实验的目的是探究不同浓度的脂肪条件下，板栗壳黄酮和柚皮素对脂肪酶活性的影响 B．脂肪酶的量为无关变量，各组可不相等 C．由图2可知，底物与抑制剂均能与酶结合，可推断脂肪酶的作用不具有专一性 D．板栗壳黄酮发挥作用的机理与图2中抑制剂一致 【答案】A 【详解】A、图1所示脂肪浓度和加入物质的种类为自变量，酶促反应速率为因变量，是酶活性的监测指标，由此可得出该实验的目的是探究不同脂肪浓度条件下，板栗壳黄酮和柚皮素对脂肪酶活性的影响，A正确； B、此实验中，脂肪酶的量为无关变量，应保持相同且适宜，B错误； C、酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，底物和抑制剂结构相似，均能与酶结合，不能得出酶不具有专一性的结论，C错误； D、图2所示抑制剂作用机理中，底物与抑制剂竞争活性部位的能力与其浓度呈正相关，即增大底物浓度可以消除抑制剂的影响，对应图1中柚皮素的曲线，D错误。 9．某同学在“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，记录了不同时间（t1、t2、t3，且t1<t2<t3）下实验组的淀粉糊透明度（透明度数值越大表示淀粉水解越多）。下列有关该实验的说法，正确的是（　　） 时间 t1 t2 t3 透明度数值 30 60 80 A．该实验的自变量为底物的种类 B．淀粉糊透明度增大说明酶活性增强 C．该实验体现了酶具有高效性和专一性 D．该实验可选用斐林试剂作为检测试剂 【答案】D 【详解】A、根据题意可知，该实验的自变量包括底物种类（淀粉、蔗糖）和反应时间，A错误； B、淀粉糊透明度增大是因为随反应时间延长，淀粉被水解的量增多，因为实验条件不变的情况下酶活性不会发生改变，B错误； C、酶的高效性需要通过对比酶和无机催化剂的催化效率才能证明，该实验无相关对照，仅能体现酶的专一性，无法体现高效性，C错误； D、淀粉的水解产物为还原糖，蔗糖的水解产物也为还原糖，斐林试剂可与还原糖在水浴加热条件下产生砖红色沉淀，因此可选用斐林试剂检测底物是否被水解，D正确。 10．为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述错误的是（　　） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 C．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 【答案】C 【详解】A、观察图甲，在光照条件下，H+通过细菌紫膜质从人工脂质体外侧向内侧运输，是从低浓度向高浓度运输，且利用了光能，所以H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能，A正确； B、从图丙可以看出，ATP合酶能够催化ADP和Pi合成ATP，同时还能运输H+，所以ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用，B正确； C、由图可知，ATP合酶是利用质子梯度的势能来催化ATP的合成，而不是将光能直接转化为ATP中的化学能，C错误； D、图丁中加入了解偶联剂，破坏了质子梯度，结果无ATP产生，与图丙形成对照，进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用，D正确。 11．β-淀粉酶在生产实践中应用广泛，但不耐高温。为探究“物质M、Ca2+对β-淀粉酶在50℃下稳定性的影响”，研究小组设计实验并测定不同处理组的酶活性，结果如图。下列叙述错误的是（     ） A．50℃下的β-淀粉酶空间结构不稳定 B．要将淀粉与不同试剂等量混合后再调节温度至50℃ C．Ca2+溶液处理能提高β-淀粉酶的稳定性 D．Ca2++2%M溶液最有利于长时间维持β-淀粉酶的活性 【答案】B 【详解】A、由实验结果可知，50℃下对照组的β-淀粉酶活性随处理时间延长快速下降至0，说明该温度下β-淀粉酶空间结构不稳定，易变性失活，A正确； B、本实验探究的是50℃条件下不同物质对酶稳定性的影响，为了避免温度达到预设温度前，酶提前发生变性/催化反应干扰实验结果，应当先将酶和不同试剂分别保温至50℃后，再与底物淀粉混合，B错误； C、和对照组相比，Ca2+处理组的酶活性下降更慢，说明Ca2+能提高β-淀粉酶在50℃下的稳定性，C正确； D、长时间处理后，Ca2++2%M处理组的酶活性远高于其他组，说明该处理最有利于长时间维持β-淀粉酶的活性，D正确。 12．科研人员为降解PET塑料，以蛋白质纤维为骨架构建了“蛋白模块”支架。该支架可将PET、MHET两种降解酶以8～30纳米间距有序排布。相较于使用等量游离酶，其降解效率可提升三倍以上，且多次使用后仍保持约75%的活性，远高于游离酶。下列说法错误的是（　　） A．真核细胞内有蛋白质纤维组成的细胞骨架 B．PET降解酶和MHET降解酶需在适宜pH下保存 C．酶在重复使用后，其空间结构会发生改变 D．该技术是通过提高酶的浓度来提升降解效率 【答案】D 【详解】A、真核细胞内的细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，具有维持细胞形态、参与细胞物质运输、信息传递等功能，A正确； B、酶的活性受pH影响，过酸或过碱都会破坏酶的空间结构导致酶失活，因此PET降解酶和MHET降解酶需要在适宜pH下保存，B正确； C、酶的空间结构与活性直接相关，该酶多次使用后活性下降，说明部分酶的空间结构发生了不可逆的改变，C正确； D、题干明确说明该技术使用的酶与游离酶等量，酶浓度未提升，降解效率提高是因为两种酶有序排布，有利于催化反应连续高效进行，D错误。 13．生物兴趣小组在最适温度下，以等量的过氧化氢作为底物，探究不同pH下两种不同过氧化氢酶（酶A、酶B）的活性。通过改变pH并测定相同时间内过氧化氢的剩余量，获得A、B两组结果（如下图）。相关叙述正确的是（     ） A．升高温度，A、B两条曲线均会下移 B．酶的保存置于最适的温度和pH环境中 C．当pH为11时，酶A将不能与双缩脲试剂发生反应 D．若反应时间延长，A、B两组结果差距会减小 【答案】D 【详解】A、本实验在最适温度下开展，升高温度会导致酶活性下降，相同时间内过氧化氢分解量减少，剩余量增多，两条曲线均会上移，A错误； B、酶需要在低温、最适pH环境中保存，最适温度下酶活性较高，不利于酶的长期稳定保存，B错误； C、pH为11时酶A的空间结构被破坏发生变性，但其肽键并未断裂，仍可与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误； D、若反应时间延长，在酶未失活的前提下，等量的底物最终会被完全分解，两组的过氧化氢剩余量差异会逐渐减小，D正确。 14．藻类贡献了地球近一半的光合作用，但溶解态的CO2浓度低，且扩散慢等因素极大地限制了藻类的光合作用，有些藻类进化出了摄取转化为CO2进行光合作用的方式如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．该藻类可能是原核生物，光合片层上具有与光合作用有关的色素和酶 B．该藻类以主动运输方式吸收CO2和来适应低CO2和的环境 C．光合色素吸收光能将水分解产生的两个电子用于NAD+与H+结合形成NADH D．CO2浓度倍增时，该藻类光合作用速率并未倍增可能原因是C5的再生速率不足 【答案】C 【详解】A 、该细胞无核膜包被的细胞核，属于原核生物。原核光合生物依靠光合片层分布光合色素与光合作用相关酶，进行光合作用，A正确； B 、HCO3−和CO2的吸收都需要消耗能量，属于主动运输，以此适应低CO2和HCO3−的环境，B正确； C、光反应中水光解产生的电子最终用于NADP+与H+结合生成NADPH。NADH是细胞呼吸的产物，发生在细胞质基质与线粒体，概念混淆，C错误； D、暗反应速率受C5再生速率、酶数量等因素限制；即使CO2浓度倍增，若C5再生不足，暗反应速率无法倍增，整体光合速率不会倍增，D正确。 15．为了探究光照强度对光合作用的影响，某实验小组选用若干完全相同的图1装置，在不同光照强度下进行了实验，一小时后，统计了不同组的气体变化值，结果如图2所示。下列正确的是（     ） A．为达到实验目的，X溶液应该选用NaOH B．实验中气体体积的变化是由氧气或者二氧化碳导致 C．光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用。其产生的CO2中的氧原子都来自有机物 D．光照强度为2klx、4klx时，每小时该植物光合作用制造的氧气分别为5 mL、15 mL 【答案】D 【详解】A、探究光照强度对光合作用的影响，需要测量光合作用产生的氧气量或消耗的二氧化碳量。若X溶液选用NaOH（NaOH会吸收二氧化碳），则装置内的二氧化碳被吸收，无法进行光合作用，不能探究光照强度对光合作用的影响；为了提供稳定的 CO2​ 来源并测量氧气的变化，X溶液应该选用 缓冲液（如碳酸氢钠溶液），A错误； B、光照强度为0时装置中的植物只进行细胞呼吸，消耗氧气，光照强度较大时释放出氧气，结合A项分析，装置内需要CO2较为稳定，可见实验中气体体积的变化是由氧气导致，B错误； C、光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用，有氧呼吸过程产生的CO2中的氧原子来自葡萄糖和水，而厌氧呼吸乙醇发酵产生的CO2中的氧原子来自葡萄糖；葡萄糖属于有机物但水属于无机物，C错误； D、光照强度为0时，气体变化值为10mL，此时植物只进行呼吸作用，1小时消耗的氧气量为10mL；光照强度为2、4klx时，气体变化值均为5mL，此时植物既要进行光合作用又要进行呼吸作用，且从2klx到4klx过程中光合作用逐渐增强，可见2klx时光合作用小于呼吸作用，1小时呼吸作用消耗氧气10mL，1小时植物光合作用制造的氧气应该为10-5=5mL，而4klx时光合作用大于呼吸作用，1小时植物光合作用制造的氧气应该为10+5=15mL，D正确。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 16．科研人员研究干旱胁迫对湖南本地杉木光合作用的影响，测定正常供水、轻度干旱、重度干旱条件下杉木的净光合速率、气孔导度、胞间 CO₂浓度，发现：轻度干旱下，气孔导度下降，胞间 CO₂浓度降低，净光合速率下降；重度干旱下，气孔导度持续下降，胞间 CO₂浓度升高，光合色素降解加快。下列分析正确的是（     ） A．轻度干旱光合速率下降的主要原因是CO₂供应不足 B．重度干旱光合速率下降主要是光合色素降解导致光反应减弱 C．重度干旱下气孔关闭，叶肉细胞不再进行细胞呼吸 D．干旱胁迫下，植物有机物积累量减少，生长速率减慢 【答案】ABD 【详解】A、轻度干旱时气孔导度下降，胞间CO2浓度降低，说明进入叶肉细胞的CO2减少，暗反应因原料不足速率下降，是净光合速率下降的主要原因，A正确； B、重度干旱时气孔导度持续下降但胞间CO2浓度升高，说明CO2供应不是光合速率的限制因素，结合题干“光合色素降解加快”可知，光合色素减少导致光反应减弱，为暗反应提供的ATP和NADPH不足，暗反应利用CO2的能力下降，是光合速率下降的主要原因，B正确； C、细胞呼吸是活细胞的基本代谢特征，重度干旱下叶肉细胞仍为活细胞，会持续进行细胞呼吸，C错误； D、净光合速率直接反映植物单位时间内有机物的积累量，干旱胁迫下净光合速率下降，有机物积累量减少，植物生长速率减慢，D正确。 17．为探究影响光合速率的环境因素，科研人员测定某植物在不同条件下的光合指标，结果如下表。下列说法正确的是（　　） 组别 光照 CO2浓度 叶绿素含量 净光合速率 甲组 适宜 适宜 高 高 乙组 弱光 适宜 中 低 丙组 适宜 低CO2 高 较低 A．弱光条件下叶绿素含量下降，光反应速率降低 B．丙组净光合低的直接原因是暗反应速率受限 C．光照和CO2浓度均是该实验的自变量 D．适当提高CO2浓度可无限提升净光合速率 【答案】ABC 【详解】A、从表格中看到，乙组（弱光）叶绿素含量为“中”，比甲组（适宜光照）的“高”低，说明弱光条件下叶绿素含量下降，光反应需要叶绿素吸收光能，所以光反应速率降低，A正确； B、丙组的CO₂浓度低，CO₂是暗反应的原料，直接导致暗反应速率受限，进而净光合速率较低，B正确； C、甲组和乙组的自变量是光照强度，甲组和丙组的自变量是CO₂浓度，所以光照和CO₂浓度均是该实验的自变量，C正确； D、净光合速率受温度、酶数量、光照等多种因素限制，适当提高CO₂浓度不能无限提升净光合速率，D错误。 18．下图表示某植物叶片的叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化，其中①～④为生理过程，a～c为物质。相关叙述正确的是（     ） A．叶绿体和线粒体中增加膜面积的结构分别是基粒、嵴 B．a为CO2，b为O2，c参与的过程④发生在线粒体内膜上 C．①③④均能产生ATP，③产生的[H]主要为NADH D．若该细胞中过程②的速率大于过程③，则该植株一定能积累有机物 【答案】AC 【详解】A、叶绿体通过类囊体堆叠形成基粒增大膜面积，线粒体通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积，A正确； B、由图可知，线粒体产生的a可被叶绿体暗反应利用，故a为CO₂，光反应水的光解产生的b可被线粒体利用，故b为O₂；c是有氧呼吸第一阶段的产物丙酮酸和[H]，过程④包括有氧呼吸第二、三阶段，场所分别是线粒体基质、线粒体内膜，并非仅发生在线粒体内膜，B错误； C、①是光反应，可产生ATP；③是有氧呼吸第一阶段，④是有氧呼吸第二、三阶段，三者都能产生ATP；呼吸作用产生的[H]主要是NADH（还原型辅酶Ⅰ），C正确； D、该细胞是叶肉细胞，即使叶肉细胞的光合作用速率大于自身呼吸作用速率，植株还有根等大量不能进行光合作用的细胞，需要消耗有机物，因此整个植株不一定能积累有机物，D错误。 19．中国科学家通过液滴微流控技术将天然的叶绿体内类囊体膜与CETCH循环体系（含Ccr等多种酶）共同封装到了液滴中构建出了一个“半天然半合成系统”，该系统能连续将CO2转化为乙醇酸，进而实现人工合成淀粉，如图所示。以下说法正确的是（    ） A．可以采用差速离心法分离菠菜叶肉细胞中的叶绿体 B．光照越强，CETCH循环的速率就越快 C．据图分析A溶液相当于细胞质基质，CETCH循环相当于光合作用中的暗反应阶段 D．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该反应体系糖类的积累量高于植物 【答案】AD 【详解】A、分离细胞中细胞器的常用方法为差速离心法，可使用该方法分离菠菜叶肉细胞中的叶绿体，A正确； B、光反应存在光饱和点，光照强度超过光饱和点后，光反应产生ATP和NADPH的速率不再提升，且CETCH循环的速率还受酶活性、CO₂浓度等因素限制，并非光照越强速率越快，B错误； C、该系统中A溶液是类囊体分布、CETCH循环的发生场所，相当于叶绿体基质，并非细胞质基质，C错误； D、植物光合作用固定的CO₂合成的有机物，会有一部分通过细胞呼吸被消耗，该人工系统不存在细胞呼吸消耗，因此固定等量CO₂时，该体系的糖类积累量高于植物，D正确。 20．X酶是光合作用暗反应中的关键酶。经紫外线照射处理的某作物品系（S），其X酶相比于野生型（WT）发生了过量表达，科研人员对相关品系做了进一步研究，结果如图，下列叙述错误的是（     ） 注：光照强度在曲线②和③中为n，在曲线①中为n×120% A．未补光时，S植株的CO2固定速率始终高于WT B．X酶位于叶绿体类囊体薄膜上，其活性易受温度影响 C．A点之前，曲线①②重合的最主要限制因素是胞间CO2浓度 D．胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时，曲线①比②光合速率更快的原因是X酶含量更高 【答案】ABD 【详解】A、未补光时，S对应曲线②，WT对应曲线③，从图中能看到，在胞间CO₂浓度较低时，曲线②在③上方，S的CO₂固定速率更高，但到B点时两者重合，说明后期S的CO₂固定速率不再高于WT，A错误； B、X酶是光合作用暗反应的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，而类囊体薄膜是光反应的场所，所以X酶不在类囊体薄膜上，B错误； C、A点之前，S组和S+补光组曲线重合，光合速率随胞间CO₂浓度升高而持续上升，说明此时限制因素是胞间CO₂浓度，C正确； D、曲线①（S+补光，光照n×120%）和曲线②（S，光照n）的品系相同（X酶过量表达），所以胞间CO₂浓度为300μmol・mol-1时，①光合速率更快的原因是光照强度更高，不是X酶含量更高，D错误。 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．α-淀粉酶及β-淀粉酶各有其一定的特性，如β-淀粉酶不耐热，在70℃水浴处理15 min失活，而α-淀粉酶在70℃时活性不受影响，在100℃高温下处理15 min失活。生物提取液中通常同时含有这两种淀粉酶。 回答下列问题： (1)在相同且适宜条件下，与无机催化剂催化的化学反应相比，用酶催化的反应速率更快，说明酶具有____________。但它们的催化机理都是能____________，从而加快化学反应速率。 (2)某实验小组将萌发小麦种子的研磨液等量分成三组，以反应相同时间后淀粉剩余量为检测指标，进行实验测定淀粉酶的活性。 步骤 甲组 乙组 丙组 一 2 mL研磨液 2 mL研磨液 2 mL研磨液 二 25℃下处理15 min 70℃水浴处理15 min 100℃水浴处理15 min 三 处理③ 四 一段时间后，迅速加入等量的高浓度NaOH，分别测量三组淀粉剩余量 ①步骤三中的“处理③”应为____________；步骤四向各组迅速加入等量的高浓度氢氧化钠，目的是____________。 ②根据表格内容分析，乙组实验中的____________酶有活性；丙组中的α-淀粉酶经过步骤二处理，再将温度降至25℃将不能催化淀粉水解，原因是____________。 ③请在下图中用柱形图预测实验结果___________。 (3)为探究β-淀粉酶的某一特性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。 步骤 A组 B组 C组 一 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 二 加入2 mLβ-淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ 三 60℃水浴加热，然后各加入4 mL斐林试剂，再80-100℃水浴加热 ①该同学设计此实验的目的是验证____________，C组步骤二应加入____________。 ②实验预期结果是____________。 【答案】(1) 高效性   降低化学反应的活化能 (2) 各试管分别加入适量且等量的对应温度的淀粉溶液      使酶失去活性，终止酶促反应 α-淀粉酶 100℃高温处理15 min会使α-淀粉酶变性失活/酶在高温下已经失活 (3) 酶具有专一性   2mLβ-淀粉酶溶液 A组出现砖红色沉淀，B组和C组均不出现砖红色沉淀 【详解】（1）在相同且适宜条件下，与无机催化剂催化的化学反应相比，用酶催化的反应速率更快，说明酶具有高效性。但它们的催化机理都是能降低化学反应的活化能，从而加快化学反应速率，酶具有高效性的原因是降低化学反应活化能的效率更高。 （2）①操作需遵循实验设计中的等量原则，步骤三为各试管分别加入适量且等量的对应温度的淀粉溶液；步骤四向各组迅速加入等量的高浓度氢氧化钠，目的是使酶失去活性，终止酶促反应，为后续检测做准备。 ②根据“α-淀粉酶在70℃时活性不受影响，在100℃高温下处理15min失活”，乙组实验中的α-淀粉酶有活性；丙组中的α-淀粉酶经过步骤二处理，再将温度降至25℃将不能催化淀粉水解，因为经过100℃高温处理15min后，α-淀粉酶变性失活/酶在高温下已经失活，且不能恢复。 ③根据题意可知，甲组中两种淀粉酶均具有催化作用，淀粉剩余量最少，乙组中β-淀粉酶失活，但α-淀粉酶在70℃时活性不受影响，继续发挥催化作用，因而淀粉会分解一部分，丙组中两种淀粉酶均失去活性，因而淀粉几乎没有被分解，相应的柱形图如下： （3）为探究β-淀粉酶的某一特性，有同学设计了实验方案，根据表中的设计方案可知： ①该同学设计的原理是同酶异底的实验设计，目的验证酶具有专一性，根据实验设计的基本原则，如等量原则可知，C组步骤二应加入2mLβ-淀粉酶溶液。 ②A组和C组的预期结果是A组出现砖红色沉淀，B组和C组均不出现砖红色沉淀，因为A组中有还原糖出现，C组中蔗糖不被分解，所以没有还原糖出现。 22．叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见下表。 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率/（mol·m-2·s-1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C的光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题： (1)测定叶片的叶绿素含量时，应先提取再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的原理是________。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的________中的化学能。在本实验中，选用13CO2的原因有________（答出1点即可）。 (3)根据实验甲、乙、丙组结果推测，库源比下降导致果实单果重增加的原因是________。 (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见下表。 果实位置 果实中含13C的光合产物（mg） 单果重（g） 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表中实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是________。综合上述实验结果，从调整库源比的角度分析，下列措施中能提高枝条上单果重的是________（选填“除草”“遮光”“疏果”或“松土”）。 【答案】(1)色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 (2) C5/五碳化合物 NADPH、ATP 13CO2可作为光合作用的原料/13C无放射性，安全性高/13C在植物体内的富集程度可通过仪器检测，精确计算光合速率/13C可追踪光合产物在植物体内的分配情况，从而计算光合产物在叶片和果实中的分配比例 (3)叶片（源）越多，合成的有机物总量越多，为果实输送（提供）的有机物增加 (4) 离叶片越近的果实获得的有机物越多/就近分配原则 疏果 【详解】（1）叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此用乙醇作为提取液。 （2）研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO₂，13CO₂先与叶绿体内的C₅（五碳化合物）结合而被固定，形成的产物需接受光反应合成的ATP和NADPH中的化学能而还原为糖，合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2的原因有13CO2可作为光合作用的原料/13C无放射性，安全性高/13C在植物体内的富集程度可通过仪器检测，精确计算光合速率/13C可追踪光合产物在植物体内的分配情况，从而计算光合产物在叶片和果实中的分配比例。 （3）库源比降低导致果实单果重变化的原因是植株总的叶片光合作用制造的有机物增多，运输到单个果实的有机物量增多，因此单果重量增加。 （4）根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是离叶片越近的果实分配到的有机物越多，即库与源距离越近，库得到的有机物越多。综合上述实验结果，从调整库源比分析，能提高单枝的合格果实产量的是疏果，减小库和源的比值，从而提高果实产量。 23．如图是某高等植物叶肉细胞在一定的光照下光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质，①~⑤代表过程。据图回答下列问题： (1)提取叶绿体中的色素时为了使研磨充分应加入__________。分离色素的原理是不同色素在__________中溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散得快，反之则慢。 (2)图甲中的A阶段进行的场所是__________。图乙中的过程④是在细胞的__________（具体场所）进行的。 (3)图甲中所示的物质Ⅲ与图乙中所示的物质__________为同一种物质，若它的浓度增加，其他条件不变，短时间内图甲中Ⅰ含量变化是__________。 (4)不少环境因素都能影响光合作用强度，干旱条件下，对B阶段的影响有__________________________________________________（答出两点即可）。 (5)若酵母菌细胞无氧呼吸，乙图中不会进行的步骤是__________（填数字）。 【答案】(1) 二氧化硅 层析液 (2) 类囊体薄膜 线粒体内膜 (3) VII 减少 (4)干旱导致气孔开度减小，CO2供应不足，抑制B阶段反应；干旱影响B阶段产物运输 (5)④⑤ 【详解】（1）提取叶绿体中的色素时，需加入二氧化硅使研磨充分。分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散得快，反之则慢。 （2）图甲中的A阶段为光反应，其场所是类囊体薄膜。图乙中的过程④为有氧呼吸第三阶段，其场所为线粒体内膜。 （3）图甲中所示的物质Ⅲ为二氧化碳，与图乙中所示的物质VII为同一种物质，图甲中Ⅰ为NADPH，若二氧化碳的浓度增加，二氧化碳的固定速率加快，C3含量增多，C3的还原速率加快，消耗的NADPH增多，短时间内，NADPH合成速率不变，故NADPH含量减少。 （4）B阶段为暗反应，干旱条件下，导致气孔开度减小，CO2供应不足，抑制暗反应，且干旱影响暗反应产物的运输，从而影响光合作用强度。 （5）酵母菌细胞无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸相同，乙图中不会进行的步骤是④（有氧呼吸第三阶段）、⑤（有氧呼吸第二阶段）。 24．冀麦5yg是利用冀麦5的幼胚愈伤组织培养获得的突变体，叶片呈现黄绿色。研究人员对突变体的光合特性进行研究，相关生理指标见表和图1。 组别 材料 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 类胡萝卜素（mg·g-1） 光补偿点（μmol·m-2·s-1） 呼吸速率（μmolCO2·m-2·s-1） 对照组 冀麦5 1.06 0.31 0.23 37.84 2.44 实验组 冀麦5yg 0.65 0.13 0.20 56.84 3.82 注：光补偿点指植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等时的光照强度。 请回答： (1)冀麦5yg的光补偿点高于冀麦5的原因是__________________________。 (2)分别画出冀麦5和冀麦5yg在0~400μmol·m-2·s-1的光照强度范围内的净光合速率变化曲线。 (3)据图表分析，光照强度为400μmol·m-2·s-1时，冀麦5yg的光能转化效率______________（填“高于”“低于”或“等于”）冀麦5。 (4)在高光照强度下，冀麦叶肉细胞通过非辐射能量耗散（NPQ）将光能转换为热能耗散掉，NPQ强度与PsbR蛋白含量呈正相关。此外，冀麦存在通过PEP酶固定CO2的C4途径，固定的CO2被转运至Rubisco酶（卡尔文循环固定CO2的酶）附近，提高局部CO2浓度，进而提高暗反应速率。为探究冀麦5yg高光下净光合速率高于冀麦5的原因，进行如下实验： 实验一：研究人员测定了高光下PsbR蛋白的含量，发现冀麦5yg的PsbR蛋白含量明显低于冀麦5，据此推测，冀麦5yg在高光下的NPQ强度____________（填“大于”“小于”或“等于”）冀麦5。 实验二：研究人员测定了冀麦5yg和冀麦5在高光下的Rubisco酶和PEP酶活性，结果如图2所示。 根据上述结果，综合分析在高光下冀麦5yg净光合速率比冀麦5高的原因是________________。 【答案】(1)冀麦5yg 光合色素含量较低，吸收的光能较少，但呼吸速率较高，需要更强的光照才能达到光合速率与呼吸速率相等 (2) (3)高于 (4) 小于 高光下，冀麦5yg的NPQ减弱，减少光能耗散，更多光能用于光合作用；冀麦5yg的PEP酶活性升高幅度大，提高局部CO2浓度，补偿了Rubisco酶活性降低带来的不利影响 【详解】（1）冀麦5yg的光补偿点高于冀麦5的原因是冀麦5yg叶绿素a、叶绿素b含量降低，吸收的光能少，光合作用弱，但呼吸速率较高，需要更高的光照强度才能达到光合速率与呼吸速率相等。 （2）净光合速率=总光合速率-呼吸速率。在0-400μmol·m⁻²·s⁻¹光照强度范围内，先分别计算冀麦5和冀麦5yg在不同光照强度下的净光合速率，然后根据数据绘制曲线。冀麦5的呼吸速率为2.44μmolCO₂·m⁻²·s⁻¹，冀麦5yg的呼吸速率为3.82μmolCO₂·m⁻²·s⁻¹，从表中可知冀麦5光补偿点低于冀麦5yg，结合图1可知，在光照强度为400μmol·m⁻²·s⁻¹时，二者的净光合速率相等，据此绘制出冀麦5和冀麦5yg在0-400μmol·m⁻²·s⁻¹光照强度范围内的净光合速率变化曲线如图。 （3）光合色素的功能是吸收、传递和转化光能，光照强度为400μmol·m⁻²·s⁻¹时，由图1可知冀麦5yg的净光合速率等于冀麦5，但冀麦5yg的叶绿素含量低于冀麦5，所以冀麦5yg的光能转化效率高于冀麦5。 （4）因为NPQ强度与PsbR蛋白含量呈正相关，冀麦5yg的PsbR蛋白含量明显低于冀麦5，所以冀麦5yg在高光下的NPQ强度小于冀麦5。由实验二结果图2可知，冀麦5yg的PEP酶活性高于冀麦5，Rubisco酶活性低于冀麦5，结合题干信息，冀麦存在通过PEP酶固定CO2的C4途径，固定的CO2被转运至Rubisco酶附近提高局部CO2浓度进而提高暗反应速率，所以在高光下冀麦5yg净光合速率比冀麦5高的原因是高光下，冀麦5yg的NPQ减弱，减少光能耗散，更多光能用于光合作用；冀麦5yg的PEP酶活性升高幅度大，提高局部CO2浓度，补偿了Rubisco酶活性降低带来的不利影响，从而提高了净光合速率。 25．近期研究人员开发了一种定向内共生体，在酵母细胞内设计碳同化和糖分泌的蓝细菌内共生体，即酵母-蓝细菌嵌合体。 (1)酵母菌和蓝细菌共有的细胞结构有__________（至少写两点）。 (2)蓝细菌吸收光能后进行光反应，为暗反应提供了__________。分析图1可知，暗反应阶段的__________过程发生在羧酶体中。R酶是蓝细菌光合作用过程中的关键酶，高浓度O2可竞争结合R酶。该酶通常存在于蓝细菌的羧酶体中，如图1所示。结合以上信息分析，蓝细菌具有较高光合效率的原因是羧酶体能__________从而提供R酶周围CO2浓度，促进光合作用；同时羧酶体能防止O2进入，抑制光呼吸。 (3)酵母菌通常利用葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖首先通过糖酵解产生__________，在无氧条件下进一步产生的__________，可作为清洁能源。 (4)蓝细菌光合作用合成的大多是留在胞内的蔗糖，野生酵母几乎不能利用蔗糖作为碳源。研究人员利用基因工程改造了蓝细菌获得SynJEC菌株，并将其融合到酵母细胞中，改造后的酵母-蓝细菌嵌合体如图2所示。据图分析可知：蓝细菌中蔗糖经水解产生的__________通过转运蛋白运至酵母菌__________中被利用，可使嵌合体在没有有机碳源的情况下正常生存。 (5)研究者设计实验验证该嵌合体实现了光合自养，完善实验步骤并预期实验结果。 分组 光照条件 提供碳源 实验处理 嵌合体生长繁殖状况 组1 光照 CO2 适量不含光反应抑制剂的缓冲液 预期结果：__________ 组2 光照 CO2 __________ 【答案】(1)细胞膜、核糖体（或其他合理答案） (2) ATP和NADPH CO2的固定 吸收HCO3-，分解产生CO2；防止CO2出去 (3) 丙酮酸（或C3H4O3） 乙醇（或C2H5OH） (4) 葡萄糖和果糖（或单糖） 细胞质基质 (5) 组1正常生长繁殖，组2不能生长繁殖 等量含光反应抑制剂的缓冲液 【详解】（1）酵母菌是真核生物，蓝细菌是原核生物，二者共有的细胞结构包括核糖体（合成蛋白质的场所）、细胞膜（控制物质进出）、细胞质基质（代谢的主要场所）等。 （2）光反应为暗反应提供ATP和NADPH，图1显示CO₂固定（C₅+CO₂→2C₃）发生在羧酶体中，这是暗反应的CO₂固定阶段；R酶位于羧酶体中，而羧酶体具有吸收HCO3-，分解产生CO2；防止CO2出去的功能，从而提高R酶周围CO₂浓度，促进光合作用；同时羧酶体能防止O2进入，抑制光呼吸。 （3）酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，葡萄糖经糖酵解产生丙酮酸，丙酮酸进一步分解为乙醇和CO₂，乙醇可作为清洁能源。 （4）蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，这些单糖需要通过细胞膜上的载体蛋白（转运蛋白）才能运进酵母菌的细胞质基质被利用。 （5） 该实验的目的是验证嵌合体的光合自养能力。组1为对照组，在有光照、CO₂且无抑制剂的条件下，嵌合体可进行光合作用正常生长；组2为实验组，加入等量的光反应抑制剂缓冲液后，光合作用无法进行，嵌合体就不能生长繁殖。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高中生物必修一单元自测 第5章 细胞的能量供应和利用·高效培优 （测试时间：75分钟 满分：100分） 1、 选择题:本题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的4个选项中，只有1项符合题目要求，答对得2分，答错得0分。 1．【教材基础・光合色素吸收光谱曲线分析】高等植物光合作用依赖于光合色素，下图中②③是叶绿素的吸收光谱，适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下列相关叙述错误的是（     ） A．植物叶片呈现绿色是由于叶绿素含量多且几乎不吸收绿光 B．缺少大量元素镁时，②③的合成都会受到影响 C．图中②和③主要分布在叶绿体的内膜上 D．利用纸层析法分离色素时，②对应的叶绿素位于滤纸条最下端 2．【农耕生产情境・水稻源库理论与同位素示踪】若将水稻叶比作制造或输出有机物（如蔗糖）的“源”，将花器官（如浆片、雌雄蕊）比作储存有机物的“库”。研究发现生长素能调节蔗糖从“源”到“库”的分配，进而影响水稻产量。要研究水稻“源”和“库”关系，不能达成目的的是（　　） A．阻断水稻叶蔗糖的输出，检测花器官中蔗糖含量的变化 B．阻断花器官蔗糖的输入，检测水稻叶光合作用速率的变化 C．使用H218O浇灌水稻，检测花器官中含18O的蔗糖的比例 D．使用14CO2“饲喂”水稻叶，检测花器官中含14C的蔗糖的比例 3．【植物特殊呼吸・天南星产热花序双呼吸途径】天南星科植物在开花时，其花序会释放大量能量，使得花序温度比周围环境高25℃左右。天南星有氧呼吸存在图示两种途径，相关叙述正确的是（     ） A．图中[H]来自于水和葡萄糖 B．途径1、2发生在线粒体基质中 C．途径1可释放更多的热能使花序温度升高 D．途径2使大部分能量仍保留在有机物中 4．【经典光合实验辨析・色素提取与离体光合易错点】下列有关叶绿体和光合作用的几个简单实验，你认为哪一个结果是不可能的（     ） A．层析结果显示，叶绿素b位于滤纸条的最下端，是由于它在层析液中的溶解度最小 B．将提取液放在自然光和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察，连续光谱中变暗（暗带）的区域是红光和蓝紫光区域 C．在温暖的晴朗的一天的下午，在某植物的向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱水，并加碘液处理叶片，显微镜下观察到叶绿体变成蓝色 D．将叶绿体中色素的提取液置于适宜光源下照射5h，加碘液处理后溶液呈蓝色 5．【种子萌发生理・呼吸速率曲线 + TTC 活体鉴定实验】豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑（TTC）还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法错误的是（    ） A．12~24h这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸 B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件 C．可以使用三苯基氯化四唑（TTC）鉴定种子“死活” D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质 6．【农业栽培・夏季绿萝遮光净光合日变化曲线】在一天中，中午光照最为强烈，气温也最高。下图是在晴朗的夏天探究遮光对绿萝净光合速率影响的实验数据结果。下列相关分析不正确的是（     ） A．推测12:30时II组绿萝净光合速率最低的主要原因是气孔关闭 B．II组d点前有机物的积累量高于c点前的积累量 C．III组b点细胞呼吸有机物的消耗量等于光合作用合成量 D．III组a点的净光合速率低主要受CO2浓度影响 7．【分子基础・ATP 结构与 RNA 合成关联辨析】ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，下列叙述错误的是（     ） A．ATP转化为ADP可为吸能反应提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位之间的特殊化学键不能在细胞质基质中生成 D．光能可以转化为化学能储存于β和γ位之间的特殊化学键 8．【中医药情境・板栗壳黄酮调控脂肪酶活性曲线】板栗壳黄酮和柚皮素均不能催化脂肪水解，却可以影响脂肪酶活性。两者作用效果如图1所示，两者之一作用机理和图2中抑制剂一致。下列说法正确的是（     ） A．图1实验的目的是探究不同浓度的脂肪条件下，板栗壳黄酮和柚皮素对脂肪酶活性的影响 B．脂肪酶的量为无关变量，各组可不相等 C．由图2可知，底物与抑制剂均能与酶结合，可推断脂肪酶的作用不具有专一性 D．板栗壳黄酮发挥作用的机理与图2中抑制剂一致 9．【基础酶实验・淀粉酶专一性底物检测辨析】某同学在“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，记录了不同时间（t1、t2、t3，且t1<t2<t3）下实验组的淀粉糊透明度（透明度数值越大表示淀粉水解越多）。下列有关该实验的说法，正确的是（　　） 时间 t1 t2 t3 透明度数值 30 60 80 A．该实验的自变量为底物的种类 B．淀粉糊透明度增大说明酶活性增强 C．该实验体现了酶具有高效性和专一性 D．该实验可选用斐林试剂作为检测试剂 10．【新情境・人工脂质体质子梯度驱动 ATP 合成实验】为验证质子梯度能够驱动ATP合成的假说，科学家设计了如下实验：分别将细菌紫膜质、ATP合酶、解偶联剂按下图所示加入人工脂质体上，光照处理后结果如下图（光照处理前人工脂质体两侧H+浓度相等且在人工脂质体外提供ADP和Pi）。下列叙述错误的是（　　） A．图甲中H+通过细菌紫膜质逆浓度梯度运输消耗的能量是光能 B．ATP合酶既具有催化作用也具有运输作用 C．ATP合酶能够将光能直接转化为ATP中的化学能 D．图丁实验结果进一步验证了质子梯度对于ATP合成的关键作用 11．【工业酶应用・温度下 β 淀粉酶稳定剂对照曲线】β-淀粉酶在生产实践中应用广泛，但不耐高温。为探究“物质M、Ca2+对β-淀粉酶在50℃下稳定性的影响”，研究小组设计实验并测定不同处理组的酶活性，结果如图。下列叙述错误的是（     ） A．50℃下的β-淀粉酶空间结构不稳定 B．要将淀粉与不同试剂等量混合后再调节温度至50℃ C．Ca2+溶液处理能提高β-淀粉酶的稳定性 D．Ca2++2%M溶液最有利于长时间维持β-淀粉酶的活性 12．【环保前沿・PET 塑料降解固定化酶纳米支架技术】科研人员为降解PET塑料，以蛋白质纤维为骨架构建了“蛋白模块”支架。该支架可将PET、MHET两种降解酶以8～30纳米间距有序排布。相较于使用等量游离酶，其降解效率可提升三倍以上，且多次使用后仍保持约75%的活性，远高于游离酶。下列说法错误的是（　　） A．真核细胞内有蛋白质纤维组成的细胞骨架 B．PET降解酶和MHET降解酶需在适宜pH下保存 C．酶在重复使用后，其空间结构会发生改变 D．该技术是通过提高酶的浓度来提升降解效率 13．【酶特性探究・双过氧化氢酶 pH 活性对比曲线】生物兴趣小组在最适温度下，以等量的过氧化氢作为底物，探究不同pH下两种不同过氧化氢酶（酶A、酶B）的活性。通过改变pH并测定相同时间内过氧化氢的剩余量，获得A、B两组结果（如下图）。相关叙述正确的是（     ） A．升高温度，A、B两条曲线均会下移 B．酶的保存置于最适的温度和pH环境中 C．当pH为11时，酶A将不能与双缩脲试剂发生反应 D．若反应时间延长，A、B两组结果差距会减小 14．【藻类光合适应・低 CO₂环境碳浓缩转运机制】藻类贡献了地球近一半的光合作用，但溶解态的CO2浓度低，且扩散慢等因素极大地限制了藻类的光合作用，有些藻类进化出了摄取转化为CO2进行光合作用的方式如图所示。下列相关叙述错误的是（　　） A．该藻类可能是原核生物，光合片层上具有与光合作用有关的色素和酶 B．该藻类以主动运输方式吸收CO2和来适应低CO2和的环境 C．光合色素吸收光能将水分解产生的两个电子用于NAD+与H+结合形成NADH D．CO2浓度倍增时，该藻类光合作用速率并未倍增可能原因是C5的再生速率不足 15．【密闭装置实验・光照强度梯度氧气变化定量分析】为了探究光照强度对光合作用的影响，某实验小组选用若干完全相同的图1装置，在不同光照强度下进行了实验，一小时后，统计了不同组的气体变化值，结果如图2所示。下列正确的是（     ） A．为达到实验目的，X溶液应该选用NaOH B．实验中气体体积的变化是由氧气或者二氧化碳导致 C．光照强度为0klx时，植物进行呼吸作用。其产生的CO2中的氧原子都来自有机物 D．光照强度为2klx、4klx时，每小时该植物光合作用制造的氧气分别为5 mL、15 mL 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的4个选项中，有2项或2项以上符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 16．【林业农耕・杉木干旱胁迫光合指标综合分析】科研人员研究干旱胁迫对湖南本地杉木光合作用的影响，测定正常供水、轻度干旱、重度干旱条件下杉木的净光合速率、气孔导度、胞间 CO₂浓度，发现：轻度干旱下，气孔导度下降，胞间 CO₂浓度降低，净光合速率下降；重度干旱下，气孔导度持续下降，胞间 CO₂浓度升高，光合色素降解加快。下列分析正确的是（     ） A．轻度干旱光合速率下降的主要原因是CO₂供应不足 B．重度干旱光合速率下降主要是光合色素降解导致光反应减弱 C．重度干旱下气孔关闭，叶肉细胞不再进行细胞呼吸 D．干旱胁迫下，植物有机物积累量减少，生长速率减慢 17．【变量对照实验・光照与 CO₂双因素光合表格】为探究影响光合速率的环境因素，科研人员测定某植物在不同条件下的光合指标，结果如下表。下列说法正确的是（　　） 组别 光照 CO2浓度 叶绿素含量 净光合速率 甲组 适宜 适宜 高 高 乙组 弱光 适宜 中 低 丙组 适宜 低CO2 高 较低 A．弱光条件下叶绿素含量下降，光反应速率降低 B．丙组净光合低的直接原因是暗反应速率受限 C．光照和CO2浓度均是该实验的自变量 D．适当提高CO2浓度可无限提升净光合速率 18．【细胞代谢综合・叶肉光合呼吸物质流程图】下图表示某植物叶片的叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化，其中①～④为生理过程，a～c为物质。相关叙述正确的是（     ） A．叶绿体和线粒体中增加膜面积的结构分别是基粒、嵴 B．a为CO2，b为O2，c参与的过程④发生在线粒体内膜上 C．①③④均能产生ATP，③产生的[H]主要为NADH D．若该细胞中过程②的速率大于过程③，则该植株一定能积累有机物 19．【前沿人工光合・CETCH 半合成 CO₂固碳系统】中国科学家通过液滴微流控技术将天然的叶绿体内类囊体膜与CETCH循环体系（含Ccr等多种酶）共同封装到了液滴中构建出了一个“半天然半合成系统”，该系统能连续将CO2转化为乙醇酸，进而实现人工合成淀粉，如图所示。以下说法正确的是（    ） A．可以采用差速离心法分离菠菜叶肉细胞中的叶绿体 B．光照越强，CETCH循环的速率就越快 C．据图分析A溶液相当于细胞质基质，CETCH循环相当于光合作用中的暗反应阶段 D．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该反应体系糖类的积累量高于植物 20．【育种情境・突变植株暗反应关键酶 CO₂响应曲线】X酶是光合作用暗反应中的关键酶。经紫外线照射处理的某作物品系（S），其X酶相比于野生型（WT）发生了过量表达，科研人员对相关品系做了进一步研究，结果如图，下列叙述错误的是（     ） 注：光照强度在曲线②和③中为n，在曲线①中为n×120% A．未补光时，S植株的CO2固定速率始终高于WT B．X酶位于叶绿体类囊体薄膜上，其活性易受温度影响 C．A点之前，曲线①②重合的最主要限制因素是胞间CO2浓度 D．胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时，曲线①比②光合速率更快的原因是X酶含量更高 三、非选择题：本题共5小题，共55分。 21．（除特殊标注外，每空1分，12分）【谷物酶实验｜高考考新向・实验结果柱形绘图】α-淀粉酶及β-淀粉酶各有其一定的特性，如β-淀粉酶不耐热，在70℃水浴处理15 min失活，而α-淀粉酶在70℃时活性不受影响，在100℃高温下处理15 min失活。生物提取液中通常同时含有这两种淀粉酶。 回答下列问题： (1)在相同且适宜条件下，与无机催化剂催化的化学反应相比，用酶催化的反应速率更快，说明酶具有____________。但它们的催化机理都是能____________，从而加快化学反应速率。 (2)某实验小组将萌发小麦种子的研磨液等量分成三组，以反应相同时间后淀粉剩余量为检测指标，进行实验测定淀粉酶的活性。 步骤 甲组 乙组 丙组 一 2 mL研磨液 2 mL研磨液 2 mL研磨液 二 25℃下处理15 min 70℃水浴处理15 min 100℃水浴处理15 min 三 处理③ 四 一段时间后，迅速加入等量的高浓度NaOH，分别测量三组淀粉剩余量 ①步骤三中的“处理③”应为____________；步骤四向各组迅速加入等量的高浓度氢氧化钠，目的是____________。 ②根据表格内容分析，乙组实验中的____________酶有活性；丙组中的α-淀粉酶经过步骤二处理，再将温度降至25℃将不能催化淀粉水解，原因是____________。 ③请在下图中用柱形图预测实验结果___________。 （2分） (3)为探究β-淀粉酶的某一特性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。 步骤 A组 B组 C组 一 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 二 加入2 mLβ-淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ 三 60℃水浴加热，然后各加入4 mL斐林试剂，再80-100℃水浴加热 ①该同学设计此实验的目的是验证____________，C组步骤二应加入____________。 ②实验预期结果是____________。（2分） 22．（除特殊标注外，每空1分，10分）【果树栽培・库源比调控｜开放性设问・农事增产措施分析】叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的影响，实验结果见下表。 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率/（mol·m-2·s-1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C的光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题： (1)测定叶片的叶绿素含量时，应先提取再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的原理是________。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2先与叶绿体内的________结合而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的________中的化学能。在本实验中，选用13CO2的原因有________（2分）（答出1点即可）。 (3)根据实验甲、乙、丙组结果推测，库源比下降导致果实单果重增加的原因是________。（2分） (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用，结果见下表。 果实位置 果实中含13C的光合产物（mg） 单果重（g） 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表中实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是________（2分）。综合上述实验结果，从调整库源比的角度分析，下列措施中能提高枝条上单果重的是________（选填“除草”“遮光”“疏果”或“松土”）。 23．（除特殊标注外，每空1分，10分）【核心代谢综合・光合呼吸全过程物质流程图】如图是某高等植物叶肉细胞在一定的光照下光合作用和细胞呼吸过程示意图。Ⅰ~Ⅶ代表物质，①~⑤代表过程。据图回答下列问题： (1)提取叶绿体中的色素时为了使研磨充分应加入__________。分离色素的原理是不同色素在__________中溶解度不同，溶解度高的在滤纸条上扩散得快，反之则慢。 (2)图甲中的A阶段进行的场所是__________。图乙中的过程④是在细胞的__________（具体场所）进行的。 (3)图甲中所示的物质Ⅲ与图乙中所示的物质__________为同一种物质，若它的浓度增加，其他条件不变，短时间内图甲中Ⅰ含量变化是__________。 (4)不少环境因素都能影响光合作用强度，干旱条件下，对B阶段的影响有__________________________________________________（答出两点即可）。（2分） (5)若酵母菌细胞无氧呼吸，乙图中不会进行的步骤是__________（填数字）。（2分） 24．（每空2分，10分）【小麦育种｜机理阐述类开放设问】冀麦5yg是利用冀麦5的幼胚愈伤组织培养获得的突变体，叶片呈现黄绿色。研究人员对突变体的光合特性进行研究，相关生理指标见表和图1。 组别 材料 叶绿素a（mg·g-1） 叶绿素b（mg·g-1） 类胡萝卜素（mg·g-1） 光补偿点（μmol·m-2·s-1） 呼吸速率（μmolCO2·m-2·s-1） 对照组 冀麦5 1.06 0.31 0.23 37.84 2.44 实验组 冀麦5yg 0.65 0.13 0.20 56.84 3.82 注：光补偿点指植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等时的光照强度。 请回答： (1)冀麦5yg的光补偿点高于冀麦5的原因是__________________________。 (2)分别画出冀麦5和冀麦5yg在0~400μmol·m-2·s-1的光照强度范围内的净光合速率变化曲线。 (3)据图表分析，光照强度为400μmol·m-2·s-1时，冀麦5yg的光能转化效率______________（填“高于”“低于”或“等于”）冀麦5。 (4)在高光照强度下，冀麦叶肉细胞通过非辐射能量耗散（NPQ）将光能转换为热能耗散掉，NPQ强度与PsbR蛋白含量呈正相关。此外，冀麦存在通过PEP酶固定CO2的C4途径，固定的CO2被转运至Rubisco酶（卡尔文循环固定CO2的酶）附近，提高局部CO2浓度，进而提高暗反应速率。为探究冀麦5yg高光下净光合速率高于冀麦5的原因，进行如下实验： 实验一：研究人员测定了高光下PsbR蛋白的含量，发现冀麦5yg的PsbR蛋白含量明显低于冀麦5，据此推测，冀麦5yg在高光下的NPQ强度____________（填“大于”“小于”或“等于”）冀麦5。 实验二：研究人员测定了冀麦5yg和冀麦5在高光下的Rubisco酶和PEP酶活性，结果如图2所示。 根据上述结果，综合分析在高光下冀麦5yg净光合速率比冀麦5高的原因是________________。 25．（除特殊标注外，每空1分，13分）【前沿合成生物｜完整对照实验设计】近期研究人员开发了一种定向内共生体，在酵母细胞内设计碳同化和糖分泌的蓝细菌内共生体，即酵母-蓝细菌嵌合体。 (1)酵母菌和蓝细菌共有的细胞结构有__________（至少写两点）。 (2)蓝细菌吸收光能后进行光反应，为暗反应提供了__________（2分）。分析图1可知，暗反应阶段的__________过程发生在羧酶体中。R酶是蓝细菌光合作用过程中的关键酶，高浓度O2可竞争结合R酶。该酶通常存在于蓝细菌的羧酶体中，如图1所示。结合以上信息分析，蓝细菌具有较高光合效率的原因是羧酶体能__________（2分）从而提供R酶周围CO2浓度，促进光合作用；同时羧酶体能防止O2进入，抑制光呼吸。 (3)酵母菌通常利用葡萄糖作为有机碳源，葡萄糖首先通过糖酵解产生__________，在无氧条件下进一步产生的__________，可作为清洁能源。 (4)蓝细菌光合作用合成的大多是留在胞内的蔗糖，野生酵母几乎不能利用蔗糖作为碳源。研究人员利用基因工程改造了蓝细菌获得SynJEC菌株，并将其融合到酵母细胞中，改造后的酵母-蓝细菌嵌合体如图2所示。据图分析可知：蓝细菌中蔗糖经水解产生的__________通过转运蛋白运至酵母菌__________中被利用，可使嵌合体在没有有机碳源的情况下正常生存。 (5)研究者设计实验验证该嵌合体实现了光合自养，完善实验步骤并预期实验结果。 分组 光照条件 提供碳源 实验处理 嵌合体生长繁殖状况 组1 光照 CO2 适量不含光反应抑制剂的缓冲液 预期结果：__________ 组2 光照 CO2 __________（2分） 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $