5.必修1 第五章 细胞的能量供应和利用(教师版)(按章分类)-高中生物·3年高考真题 (2024-2026)

【 高中生物 】 3年高考真题(2024-2026)-按章分类 必修1 分子与细胞 第五章 细胞的能量供应和利用 61个单选题 + 8个多选题 + 29个非选择题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·甘肃)线粒体呼吸复合体I(简称复合体I)催化NADH氧化，产生质子梯度用于合成ATP。在植物中，复合体I承担了线粒体约40%的ATP生成，其功能异常可导致ATP产量减少。下图表示某植物野生型(WT)和复合体I功能缺失突变体(CMS)的离体线粒体在提供不同底物时的呼吸速率。下列叙述错误的是( ) A.植物中存在不依赖复合体I的NADH氧化途径 B.没有复合体I也不影响线粒体中丙酮酸的氧化 C.线粒体中甘氨酸的氧化大部分依赖于复合体I D.线粒体中等量NADH氧化，CMS放热较WT少 1.D CMS为复合体I功能缺失突变体，以NADH为底物时CMS仍具有较高的呼吸速率，说明植物中存在不依赖复合体I的NADH氧化途径，A正确。以丙酮酸为底物时，野生型WT和突变体CMS的呼吸速率差异很小，说明复合体I缺失不影响线粒体中丙酮酸的氧化，B正确。以甘氨酸为底物时，CMS的呼吸速率远低于WT，说明甘氨酸的氧化大部分依赖复合体I，C正确。复合体I可将NADH氧化释放的能量用于建立质子梯度合成ATP，CMS复合体I功能缺失，等量NADH氧化时，转化为ATP的能量减少，更多能量以热能形式散失，因此CMS放热较WT多，D错误。 2.(2026高考·北京)下表给出了植物光合作用反应过程的部分原料和产物。 反应过程 原料 产物 ① H2O O2 ② NADP+ NADPH ③ ADP ATP ④ CO2 (CH2O) 对上述反应过程的叙述，错误的是( ) A.①只有在光下才能进行 B.①②③在叶绿体基质中进行 C.④所需的还原剂为NADPH D.④消耗ATP和NADPH中的能量 2.B ①是水的光解，属于光反应过程，仅在有光条件下才能进行，A正确。①②③均属于光反应过程，发生场所为叶绿体类囊体薄膜，不是叶绿体基质，B错误。④为暗反应阶段，C₃还原过程所需的还原剂为NADPH，C正确。暗反应中C₃的还原过程需要消耗ATP和NADPH中的能量，将活跃化学能转化为有机物中稳定的化学能，D正确。 3.(2026高考·湖北)为探究某种酶的活性，某同学在最适温度25℃条件下，测得不同底物浓度下对应的反应速率，结果如下表。 试管编号 1 2 3 4 5 底物浓度(mol·L-1) 6.3×10-6 7.5×10-5 1.0×10-4 1.0×10-3 1.0×10-2 反应速率(nmol·L-1·min-1) 15 56 60 75 75 下列叙述错误的是( ) A.若将1号试管的原酶液稀释10倍，其反应速率会下降 B.若3号试管反应温度改为37℃，其反应速率会下降 C.若4号试管多加1倍酶量，其反应速率会升高 D.实验说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行 3.D 1号试管底物浓度较低，酶液稀释后酶浓度降低，单位时间内可结合的底物分子数减少，反应速率会下降，A正确。实验是在最适温度下进行的，将温度改为37℃，偏离最适温度后酶活性降低，反应速率会下降，B正确。4号试管反应速率已达到最大值，说明此时底物充足，限制反应速率的因素是酶浓度，增加酶量后反应速率会升高，C正确。底物浓度从1.0×10-3mol·L-1升高到1.0×10-2mol·L-1时，反应速率保持不变，并未下降，不能说明底物浓度过高不利于该酶促反应进行，D错误。 4.(2026高考·贵州)科学家说：“每个细胞都是自然界的一个奇迹。”下列关于真核细胞叙述正确的是( ) A.细胞膜上的通道蛋白能逆浓度梯度进行物质运输 B.光合作用过程中卡尔文循环发生在叶绿体类囊体膜上 C.内质网通过囊泡将分泌蛋白转运到高尔基体 D.组成溶酶体膜的磷脂双分子层内部是亲水的 4.C 通道蛋白参与的跨膜运输方式为协助扩散，仅能顺浓度梯度运输物质，A错误。卡尔文循环是光合作用的暗反应过程，发生场所为叶绿体基质，B错误。分泌蛋白合成与转运路径中，内质网对核糖体合成的肽链进行初步加工后，会形成囊泡包裹分泌蛋白转运至高尔基体进行进一步加工，C正确。磷脂双分子层的内部是磷脂分子的疏水尾部，磷脂分子的亲水头部朝向膜的内外两侧，D错误。 5.(2026高考·湖南)关于过氧化氢酶的叙述，错误的是( ) A.过氧化氢酶可以降低H2O2分解反应所需的活化能 B.若用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，应设置不加酶的对照组 C.持续升高H2O2浓度不一定加快过氧化氢酶的酶促反应速率 D.过氧化氢酶活性随pH降低而降低，随pH升高而升高 5.D 酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，过氧化氢酶催化H2O2分解的本质就是降低该反应的活化能，A正确。H2O2本身不稳定，温度升高会加快其自发分解速率，因此探究温度对过氧化氢酶活性的影响时，需要设置不加酶的对照组，排除温度对底物自身分解的干扰，保证实验结果是酶活性差异导致的，B正确。酶促反应速率受底物浓度、酶浓度等因素共同影响，当酶的数量达到饱和后，继续升高H2O2浓度，酶促反应速率不再加快，因此持续升高H2O2浓度不一定能加快反应速率，C正确。过氧化氢酶的活性存在最适pH：在一定pH范围内，低于最适pH时，随pH升高酶活性升高；高于最适pH时，随pH升高酶活性降低；过酸、过碱都会使酶空间结构被破坏，永久失活，D错误。 6.(2026高考·江西)海洋是生命的摇篮。深海热泉周围存在一类具有细胞结构、能够独立生存的特殊微生物，它们既不属于真核生物，也不属于典型的原核生物。下列关于该类生物的推测，合理的是(　　) A.依赖叶绿体进行光合作用 B.无机盐离子通过自由扩散进出细胞 C.胞内酶的最适温度比常见生物体的高 D.具有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等结构 6.C 叶绿体是真核自养生物才具有的细胞器，该生物不属于真核生物，且深海热泉无光照，无法进行光合作用，因此不存在依赖叶绿体进行光合作用的情况，A错误。无机盐离子进出细胞的方式为协助扩散或主动运输，无法通过自由扩散跨膜运输，B错误。该生物生存于深海热泉的高温环境中，胞内酶需要适应高温环境才能正常发挥作用，因此其胞内酶的最适温度比常见生物体的高，C正确。成形的细胞核是真核生物特有的结构，该生物不属于真核生物，不具有细胞核，D错误。 7.(2026高考·广东)鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时，葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2，乙醛进入细胞质基质转化为乙醇，最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比，两者( ) A.第一阶段反应都相同 B.反应的场所都相同 C.最终产物都相同 D.催化反应的酶都相同 7.A 两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H]，同时释放少量能量，反应过程完全相同，A正确。人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行，而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂的过程发生在线粒体，二者反应场所不完全相同，B错误。鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂，人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸，二者最终产物不同，C错误。酶具有专一性，二者后续的反应过程不同，因此催化反应的酶存在差异，D错误。 8.(2026高考·广东)某种硝化细菌能将NH3氧化形成HNO2，并利用该过程释放的能量将无机物合成为有机物。该种细菌( ) A.具有核膜 B.为异养生物 C.可利用光能 D.可固定CO2 8.D 硝化细菌属于原核生物，原核生物没有以核膜为界限的细胞核，不具有核膜，A错误。该细菌能利用氧化NH3释放的能量将无机物合成为有机物，属于自养生物，不属于异养生物，B错误。该细菌合成有机物利用的是氧化NH3过程释放的化学能，无法利用光能，C错误。该细菌通过化能合成作用合成有机物，可利用CO2作为碳源，将其转化为有机物中的碳，D正确。 9.(2026高考·河北)酶与无机催化剂催化的两类反应中能量变化如图1和图2所示，下列分析错误的是( ) A.图1所示反应中酶与无机催化剂降低活化能的差值为e B.图1所示为放能反应，图2所示为吸能反应 C.与①反应相比，②反应所需的条件一般较温和 D.图2所示反应中酶促反应的活化能为f 9.D 图1中更高的曲线为无机催化剂催化的反应能量变化，更低的曲线为酶催化的反应能量变化，二者所需活化能的差值就是酶比无机催化剂多降低的活化能，对应数值为e，A正确。放能反应的产物能量低于反应物能量，吸能反应的产物能量高于反应物能量，因此图1为放能反应，图2为吸能反应，B正确。①是无机催化剂催化的反应，②是酶促反应，与无机催化剂相比，酶的作用条件一般更温和，需要适宜的温度和pH，C正确。活化能是反应物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态所需的能量，即图2中反应物2的能量水平到曲线峰值的能量差，f是②曲线峰值到产物2的能量差，不属于酶促反应的活化能，D错误。 10.(2026高考·山东)果肉细胞中，液泡膜上的质子泵消耗ATP将H+运入液泡，转运蛋白TST可利用H+浓度梯度在运输H+的同时将蔗糖运入液泡储存，增加果实甜度。下列说法错误的是(　　) A.质子泵是一种载体蛋白，也是一种能催化ATP水解的酶 B.质子泵在运输H+的过程中空间结构会发生变化 C.TST运输蔗糖的方向和其运输H+的方向相同 D.H+与蔗糖经TST跨膜运输时都需要与其结合 10.C 质子泵可以转运H+，属于载体蛋白，同时其运输H+时消耗ATP，可催化ATP水解，因此也是ATP水解酶，A正确。载体蛋白运输对应物质的过程中会发生空间结构的改变，质子泵作为载体蛋白，运输H+时空间结构会发生变化，B正确。质子泵消耗ATP将H+运入液泡，说明液泡内H+浓度高于细胞质基质，H+顺浓度梯度运输的方向是从液泡到细胞质基质；而TST将蔗糖运入液泡，因此二者运输方向相反，C错误。TST是协同转运的载体蛋白，运输H+和蔗糖时都需要与两种物质结合，通过构象改变完成运输过程，D正确。 11.(2026高考·山东)水稻根细胞中，无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后，酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加，无氧呼吸增强。下列说法错误的是(　　) ①丙酮酸乙醛+CO2 ②乙醛+NADH+H+ 乙醇+NAD+ A.根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中 B.反应①和②均发生在细胞质基质中 C.该时间段内，反应①和②产生的ATP增加 D.水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时，其中的能量大部分存留在乙醇中 11.C 水稻根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸时，第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸的过程不产生CO2，第二阶段仅反应①生成CO2，因此无氧呼吸释放的CO2只发生在反应①中，A正确。无氧呼吸的两个阶段全部发生在细胞质基质中，反应①②属于无氧呼吸第二阶段，场所均为细胞质基质，B正确。无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、生成少量ATP，第二阶段的反应①和②均不产生ATP，因此不存在这两个反应产生的ATP增加的情况，C错误。水稻根细胞无氧呼吸只释放少量能量，葡萄糖中的大部分能量存留在无氧呼吸的终产物乙醇中，D正确。 12.(2026高考·河南)为探究酵母菌的呼吸作用，研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中，并对大管的液面进行油封处理，装置如图所示，液面高度不再变化时终止实验。下列推断错误的是(　　) A.实验前期，葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O B.实验过程中，液面高度的变化速率和液体温度可发生改变 C.实验后期，管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应 D.实验结束后，大管内的液面降低，小管内的液面升高 12.D 实验前期小管顶部存在空气，酵母菌可进行有氧呼吸，将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O，A正确。实验过程中酵母菌呼吸速率随氧气含量、底物浓度变化而改变，产生CO2的速率改变，因此液面高度变化速率改变，且细胞呼吸会释放热量，可导致液体温度发生改变，B正确。实验后期氧气耗尽，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生颜色反应(橙色变为灰绿色)，C正确。有氧呼吸消耗O2的量和产生CO2的量相等，气体体积不变；无氧呼吸不消耗O2但产生CO2，小管内气体量增加、气压增大，会将小管内的液体压入大管，因此大管内液面升高，小管内液面降低，D错误。 13.(2026高考·陕晋青宁卷)剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是(　　) A.60 s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B.78.6 s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C.肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用 D.运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 13.B 60s时有氧呼吸供能占比不足100%，说明骨骼肌细胞同时进行无氧呼吸，人体骨骼肌细胞无氧呼吸的产物为乳酸，A正确。78.6s时有氧呼吸供能占比为50%，即有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等，由于消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸，因此此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量远多于有氧呼吸，二者消耗葡萄糖量不相等，B错误。细胞中ATP水解生成ADP和Pi并释放能量，ADP和Pi又可在呼吸作用等放能反应中重新合成ATP，因此ADP可循环利用，C正确。运动后期有氧呼吸供能占比升高，说明供氧逐渐充足，氧气参与有氧呼吸第三阶段，可促进线粒体内反应物的彻底氧化分解，D正确。 14.(2026高考·云南)肉类在低温下可经过高盐腌制、晾挂、发酵(乳酸菌、酵母菌为主)后延长保存期。下列说法错误的是(　　) A.高盐腌制提高了细胞外渗透压使细胞脱水 B.其中微生物大多数属于耐盐或嗜盐微生物 C.发酵产生的乳酸可抑制杂菌生长强化防腐 D.乳酸菌、酵母菌发酵过程中均可产生CO2 14.D 高盐腌制时细胞外的盐溶液浓度远高于细胞内液浓度，细胞外渗透压更高，会导致细胞渗透失水，A正确。高盐环境会抑制绝大多数不耐盐微生物的生长，能在该环境中存活并参与发酵的微生物大多是耐盐或嗜盐微生物，B正确。发酵产生的乳酸会降低环境的pH，多数杂菌不适宜在酸性环境中生长，因此乳酸可抑制杂菌生长，强化防腐效果，C正确。乳酸菌是厌氧微生物，无氧呼吸的产物只有乳酸，不产生CO2，仅酵母菌发酵过程可产生CO2，D错误。 15.(2026高考·云南)猕猴桃鲜果储藏条件如下表： 果实含水量/% 温度/℃ O2体积分数/% 湿度/% 约85 1~3 2~4 90~95 下列说法错误的是(　　) A.高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B.低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率 C.O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D.有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水 15.D 高湿度环境和果实的湿度差小，可减少果实水分蒸发散失，避免果实因失水影响品质，有利于果实保鲜，A正确。细胞呼吸依赖呼吸酶的催化，低温可抑制呼吸酶的活性，从而降低果实细胞的呼吸速率，减少有机物的消耗，B正确。有氧呼吸第三阶段的反应是前两阶段产生的[H]和O2结合生成水，O2是该阶段的反应物，因此低O2含量可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段，C正确。有氧呼吸的总反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+大量能量，可知有氧呼吸过程需要消耗6分子水，产生12分子水，产生水的量大于消耗水的量，且储藏环境已设置适宜湿度，不需要人工补水，D错误。 16.(2026高考·安徽)下列有关真核生物细胞呼吸的叙述，错误的是(　　) A.无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段 B.无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体 C.有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质 D.有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中 16.B 真核生物无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，第二阶段不产生ATP，A正确。真核生物无氧呼吸有两种类型，产乳酸的无氧呼吸无二氧化碳生成，而溴麝香草酚蓝溶液是二氧化碳的检测试剂，因此并非所有无氧呼吸都能产生使其变色的气体，B错误。有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，该过程生成大量NADH。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，生成少量NADH。因此，NADH主要形成于线粒体基质，C正确。有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和少量NADH，仅释放少量能量，大部分化学能仍储存在丙酮酸中，D正确。 17.(2026高考·浙江)细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的和可与结合生成，并伴随ATP的合成，如图所示。当缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是(　　) A.合成ATP的酶催化能力降低 B.膜两侧浓度梯度增大 C.第三阶段中电子的传递受阻 D.释放的能量更多以热能形式散失 17.C 酶的催化能力不会因O2缺乏直接降低，A错误。O2缺乏时，H⁺出膜变的少，膜两侧H⁺浓度梯度是减小而非增大，B错误。O2缺乏时，消耗的电子减少，H⁺出膜变的少，膜两侧H⁺浓度梯度是减小，H⁺浓度差产生的电势能减少，ATP合成下降，第三阶段中电子的传递受阻，C正确。能量更多以热能形式散失不是O2缺乏时ATP合成减少的直接原因，D错误。 18.(2026高考·浙江)为探究不同环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼藻、冰块、溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是(　　) A.可探究的环境因素有光照强度、温度、浓度等 B.实验中可用单位时间的释放量表示光合速率 C.将室温下的实验装置移至冰水中，光合速率持续上升 D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度 18.C 实验材料中台灯(调节光照强度)、冰块(调节温度)、NaHCO₃溶液(提供CO₂)，可探究光照强度、温度、CO₂浓度等环境因素，A正确。氧传感器直接检测O₂释放量，单位时间内O₂释放量可反映净光合速率，B正确。冰水使温度骤降，酶活性降低，光反应和暗反应速率均下降，光合速率不会持续上升(实际下降)，C错误。光照强度与光源距离呈反比，调节台灯与烧杯距离可改变光照强度，D正确。 19.(2026高考·江西)体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是(　　) A.有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B.高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C.低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D.有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 19.A 脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪形式进入线粒体，A错误。高脂饮食提供过量能量，若摄入＞消耗，多余能量以脂肪形式储存，导致肥胖，B正确。低脂饮食减少能量摄入，有氧运动增加能量消耗，符合能量平衡原理，C正确。有氧运动中氧气充足，肌细胞主要进行有氧呼吸，避免无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。 20.(2025高考·贵州)科研人员筛选得到某种可参与降解塑料的酶，并探究了温度对该酶催化反应速率的影响，实验结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A.该实验中，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度相同且适宜 B.该实验中，温度高于60℃后酶变性导致反应速率下降 C.该实验条件下，底物充足时增加酶的用量对反应速率无影响 D.进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度 20.C 探究温度对该酶催化反应速率的影响应遵循单一变量原则，酶的用量、pH、处理时间和初始底物浓度都是无关变量，无关变量相同且适宜，A正确。酶在高温条件下会变性失活，从图中可以看出，温度高于60℃后，反应速率下降，是因为高温使酶的空间结构遭到破坏，酶发生变性，B正确。在底物充足的情况下，酶促反应速率与酶的浓度呈正相关，增加酶的用量会使反应速率加快，C错误。由图可知，该酶的最适温度在50~60℃之间，所以进一步探究该酶最适温度时，宜在50~60℃之间设置更小温度梯度，D正确。 21.(2025高考·贵州)R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是(　　) A.R848能影响X精子的无氧呼吸 B.R848会导致X精子ATP生成量减少 C.R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D.R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的 21.C 葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段，为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程。R848抑制此过程，直接影响无氧呼吸，A正确。糖酵解和线粒体活性被抑制，导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少，B正确。线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段(电子传递链)，减少O₂的消耗量，因此R848会影响O₂消耗量，C错误。X精子因ATP生成减少导致运动能力下降，可通过此差异筛选精子类型，D正确。 22.(2025高考·江西)体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是(　　) A.有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B.高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C.低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D.有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 22.A 脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪形式进入线粒体，A错误。高脂饮食提供过量能量，若摄入＞消耗，多余能量以脂肪形式储存，导致肥胖，B正确。低脂饮食减少能量摄入，有氧运动增加能量消耗，符合能量平衡原理，C正确。有氧运动中氧气充足，肌细胞主要进行有氧呼吸，避免无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。 23.(2025高考·浙江)血红素是血红蛋白的组成成分，其合成的简要过程如图所示，其中甲、乙和丙代表不同的物质，酶X能催化甲和乙转变为丙，“(-)”表示抑制作用。 下列叙述正确的是(　　) A.酶X为甲和乙的活化提供了能量 B.与甲、乙结合后，酶X会发生不可逆的结构变化 C.血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X 的活性 D.随着甲和乙的浓度提高，酶X 催化反应的速率不断提高 23.C 酶的作用机理是降低化学反应的活化能而非提供能量，A错误。酶与底物结合是可逆的，反应完成后酶会恢复原状，B错误。据图可知，图示中“(-)”表示血红素(丙)对酶X的反馈抑制，血红素浓度过高会通过反馈调节抑制酶X 的活性，从而使血红素浓度维持在相对稳定的状态，C正确。一定范围内，反应速率会随底物浓度增加而提高，但达到酶饱和后速率不再变化，此外血红素的反馈抑制会限制速率持续提高，D错误。 24.(2025高考·江西)芸香糖苷酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物生产槲皮素、柚皮素和橙皮素等活性物质，具有重要的应用前景。研究人员比较了芸香糖苷酶I、Ⅱ和Ⅲ的酶学性质，部分结果如表。下列叙述正确的是(　　) 芸香糖苷酶 最适温度(℃) 最适pH I 50 4.0 Ⅱ 70 4.0 Ⅲ 40 6.0 A.酶I的反应温度升高20℃，其他条件不变，酶I与酶Ⅱ活性一致 B.三种酶在最适的温度和pH条件下，催化底物的活性相同 C.三种酶能水解芸香糖苷类黄酮化合物，表明它们具有专一性 D.三种酶的空间结构会因环境温度和pH的改变而发生变化 24.D 酶的活性受温度影响，在最适温度前，随温度升高酶活性增强；超过最适温度，随温度升高酶活性下降。酶I的最适温度为50℃，升高20℃至70℃时，超过其最适温度，酶活性会因高温变性而下降；而酶Ⅱ的最适温度为70℃，此时活性最高。两者活性不可能一致，A错误。最适条件仅表明此时酶活性最高，但不同酶在最适条件下的催化效率(即酶活性)可能因酶的种类和结构差异而不同，B错误。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。三种酶均能水解同一类底物(芸香糖苷类黄酮化合物)，体现的是酶的催化作用具有共性，而非专一性(专一性强调对特定底物的催化)，C错误。酶的活性受温度和pH的影响，温度和pH的变化会影响酶的空间结构，进而影响酶的活性。当环境温度或pH偏离最适条件时，酶的空间结构可能发生改变，甚至导致酶变性失活，D正确。 25.(2025高考·浙江)某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是(　　) A.装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B.有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C.若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精 D.若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3：1 25.C 本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式，有氧气或无氧气是实验的自变量，而不是无关变量，A错误。有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解，所以既进行有氧呼吸(CO2的场所是线粒体基质)，又进行无氧呼吸(产生CO2的场所是细胞质基质)；无氧组只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质。所以有氧组产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质，无氧组是细胞质基质，B错误。有氧组虽然进行有氧呼吸，但也进行无氧呼吸(因为氧气不足)，无氧呼吸会产生酒精；无氧组进行无氧呼吸，也产生酒精。所以有氧组和无氧组均能检测到酒精，C正确。有氧呼吸时，1分子葡萄糖产生6分子CO2；无氧呼吸时，1分子葡萄糖产生2分子CO2。由于有氧组同时进行有氧和无氧呼吸，所以有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少，那么有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6:2=3:1，D错误。 26.(2025高考·全国卷)在一定温度下，生长在大田的某种植物光合速率(CO2固定速率)和呼吸速率(CO2释放速率)对光照强度的响应曲线如图所示。下列叙述错误的是(  ) A.光照强度为a时，该植物的干重不会增加 B.光照强度从a逐渐增加到b时，该植物生长速率逐渐增大 C.光照强度小于b时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率会增大 D.光照强度为b时，适当降低光反应速率，CO2固定速率会降低 26.C 光照强度为a时，光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0。植物干重增加依赖净光合积累有机物，净光合速率=光合速率-呼吸速率，此时净光合为0，干重不会增加，A 正确。光照强度从a逐渐增加到b时，光合速率与呼吸速率差值逐渐增大。净光合速率越大，植物积累有机物越多，生长速率逐渐增大，B正确。光照强度小于b时，光照强度未达饱和的阶段，在光照强度为主要限制因素时，提高大田CO2浓度，CO2固定速率不会增大(因为光照不足，光反应提供的ATP和NADPH有限，限制暗反应)；只有当光照强度饱和后，提高CO2浓度，CO2固定速率才会增大，C错误。光照强度为b时，光反应为暗反应提供ATP和NADPH。适当降低光反应速率，提供的ATP和NADPH减少，会使暗反应中CO2固定速率降低，D正确。 27.(2025高考·甘肃)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是(　　) A.状态3呼吸不需要氧气参与 B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D.相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 27.C 线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，所以需要氧气参与，A错误。若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，B错误。葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0，C正确。NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH为底物的状态3呼吸速率较大，D错误。 28.(2025高考·四川)D-阿洛酮糖是一种低热量多功能糖，有助于肥胖人群的体重管理。Co2+可协助酶Y催化D-果糖转化为D-阿洛酮糖。有人在相同体积、相同酶量且最适反应条件(含Co2+条件)下，测定不同浓度D-果糖的转化率(转化率=产物量/底物量×100%)，其变化趋势如下图。下列叙述正确的是(  ) A.升高反应温度，可进一步提高D-果糖转化率 B.D-果糖的转化率越高，说明酶Y的活性越强 C.若将Co2+的浓度加倍，酶促反应速率也加倍 D.2h时，三组中500g·L-1果糖组产物量最高 28.D 题干中实验是在最适反应条件下进行的，升高温度会使酶的活性降低，从而降低D-果糖转化率，A错误。D-果糖的转化率不仅与酶Y的活性有关，还与底物(D-果糖)的浓度、反应时间等因素有关，所以不能仅根据转化率高就说明酶Y的活性强，B错误。Co2+可协助酶Y催化反应，但Co2+不是酶，将Co2+的浓度加倍，不一定会使酶促反应速率也加倍，酶促反应速率还受到酶的数量、底物浓度等多种因素影响，C错误。转化率=产物量/底物量×100%，2h时，500g·L-1果糖组的转化率不是最高，但底物量是最多的，且转化率也较高，根据产物量=底物量×转化率，可知其产物量最高，D正确。 29.(2025高考·云南)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体，操作流程如图。 下列说法错误的是(　　) A.缓冲液可以用蒸馏水代替 B.匀浆的目的是释放线粒体 C.差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D.该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解 29.A 缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定，保持线粒体的正常结构和功能，蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡，导致线粒体吸水涨破，所以缓冲液不可以用蒸馏水代替，A错误。匀浆是通过机械等手段破坏橘子果肉细胞的结构，使细胞破裂，从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来，所以匀浆的目的是释放线粒体，B正确。差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异，在不同转速下进行离心，从而将不同大小的颗粒分开，C正确。线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所，丙酮酸的氧化分解发生在线粒体中，所以该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解，D正确。 30.(2025高考·河南)甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是(　　) A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B.低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D.呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 30.B 酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误。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，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确。酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误。在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，减少甜菜产量，D错误。 31.(2025高考·北京)某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15～20min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是(  ) A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物 B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解 C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度 D.水温过高导致酶活性下降 31.A 酶具有专一性，纯棉衣物的主要成分是纤维素，而该洗衣粉含有的酶为蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，均无法分解纤维素，故不会损坏纯棉衣物，A错误。洗涤前浸泡可延长酶与污渍的接触时间，有利于酶与污渍结合催化其分解，B正确。一定范围内，减少用水量会提高酶的浓度，从而加快反应速率，C正确。酶活性的发挥需要适宜温度，高温会破坏其空间结构导致酶活性下降，故勿使用60℃以上热水，D正确。 32.(2025高考·河北)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较，下列叙述错误的是(  ) A.类囊体膜上消耗H2O，而线粒体基质中生成H2O B.叶绿体基质中消耗CO2，而线粒体基质中生成CO2 C.类囊体膜上生成O2，而线粒体内膜上消耗O2 D.叶绿体基质中合成有机物，而线粒体基质中分解有机物 32.A 类囊体膜上进行水的光解消耗H2O，而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O，A错误。叶绿体基质中进行暗反应，消耗CO2进行二氧化碳的固定，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，涉及丙酮酸和水反应生成CO2，B正确。类囊体膜上进行水的光解生成O2，线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2和NADH生成水，C正确。叶绿体基质中进行暗反应，合成葡萄糖等有机物，线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，分解有机物(丙酮酸)，生成CO2和NADH，D正确。 33.(2025高考·河北)ATP是一种能为生命活动供能的化合物，下列过程不消耗ATP的是(  ) A.肌肉的收缩 B.光合作用的暗反应 C.Ca2+载体蛋白的磷酸化 D.水的光解 33.D 肌肉收缩通过肌球蛋白与肌动蛋白相互作用，需要ATP水解供能，A不选。光合作用暗反应中C3的还原需要消耗ATP(来自光反应产生的ATP)，B不选。ATP为主动运输供能时载体蛋白空间结构发生变化，Ca²⁺载体蛋白磷酸化需ATP水解提供磷酸基团和能量，C不选。水的光解发生在光反应阶段，由光能驱动，不消耗ATP，反而生成ATP，D入选。 34.(2025高考·江苏)为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(  ) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2mL淀粉溶液 加入2mL淀粉溶液 加入2mL蔗糖溶液 ② 加入2mL淀粉酶溶液 加入2mL蒸馏水 ？ ③ 60℃水浴加热，然后各加入2mL斐林试剂，再60℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 34.C 丙组步骤②应加入2mL淀粉酶溶液，而非蔗糖酶溶液。验证淀粉酶专一性需保持酶相同而底物不同，若加入蔗糖酶则无法证明淀粉酶的作用特性，A错误。第一次60℃水浴是为酶提供最适温度以催化反应，第二次水浴是斐林试剂与还原糖反应的条件，B错误。乙组(淀粉+蒸馏水)未加酶，若未显色说明淀粉本身不含还原糖，若显色则可能底物被污染或分解，因此乙组结果可用于判断淀粉是否含还原糖，C正确。甲组(淀粉+淀粉酶)水解产物为葡萄糖(还原糖)，与斐林试剂在水浴条件下呈砖红色；丙组(蔗糖+淀粉酶)无水解产物，故丙组出现蓝色，D错误。 35.(2025高考·陕晋青宁卷)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是(  ) A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变 C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 35.D MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体，就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸，从而导致产生更多的乳酸，动物细胞中乳酸积累将会增加，A正确。结合图示可知，丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+，两者共同与MPC结合使MPC构象改变，从而运输丙酮酸根和H+，B正确。结合图示可知，H+会协助丙酮酸根进入线粒体，pH的变化受H+浓度的影响，因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率，C正确。丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与，且需要H+电化学梯度(H+浓度差)，因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响，也受MPC的数量及H+浓度的影响，因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高，D错误。 36.(2025高考·山东)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是(  ) A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 36.B 光合色素分离实验需要使用干燥的定性滤纸，水分会影响层析液在滤纸条上扩散从而影响色素的分离，A正确。提取光合色素可以使用新鲜的绿叶，B错误。重复画线前需等待滤液细线干燥，否者会导致滤液细线变粗，最终导致分离的色素条带不清晰，C正确。提取光合色素一般用无水乙醇，若没有无水乙醇，可以用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代，D正确。 37.(2025高考·山东)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(  ) A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D.经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 37.B 有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的参与，第三阶段需要氧气作为原料，A错误。有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应，产生二氧化碳、[H]，释放少量能量，B正确。无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH，C错误。经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或乙醇中，只释放出少量能量，D错误。 38.(2025高考·黑吉辽蒙卷)下列关于耐高温的DNA聚合酶的叙述正确的是(  ) A.基本单位是脱氧核苷酸 B.在细胞内或细胞外均可发挥作用 C.当模板DNA和脱氧核苷酸存在时即可催化反应 D.为维持较高活性，适宜在70℃~75℃下保存 38.B 耐高温的DNA聚合酶的本质是蛋白质，基本单位为氨基酸，A错误。耐高温DNA聚合酶在细胞内的DNA复制和体外的PCR反应中均能发挥作用，B正确。缺少引物和缓冲液时反应无法启动，C错误。耐高温的 DNA 聚合酶虽然能在较高温度下发挥作用，但保存时一般在低温下保存，而不是在70℃~75℃下保存，D错误。 39.(2025高考·安徽)运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是(  ) A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀 B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色 C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色 D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色 39.D 蔗糖为非还原糖，蔗糖溶液与淀粉酶混合后不能生成还原糖，温水浴加入斐林试剂不能生成砖红色沉淀，A错误。双缩脲试剂与蛋白质的反应为络合反应，B错误。脂肪与苏丹III反应的原理是苏丹III作为脂溶性染色剂，通过亲脂性结合溶解于脂肪并显色，使脂肪呈现橘黄色颗粒。‌该过程属于物理溶解而非化学反应，C错误。酒精和葡萄糖均能与橙色的酸性重铬酸钾溶液发生反应，变成灰绿色，D正确。 40.(2025高考·安徽)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是(  ) A.用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉 B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验 C.用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度 D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关 40.C 用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧气，依据单一变量原则，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确。调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以模拟不同的光照强度，该实验都是实验组，为对比实验，B正确。实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，用化学传感器监测光照时O2浓度变化，只可计算出净光合作用强度，无法得知呼吸强度，无法计算出实际光合作用强度，C错误。同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，说明光合作用强度不同，可能与其接受的光照强度不同有关，D正确。 41.(2025高考·浙江)取鸡蛋清，加入蒸馏水，混匀并加热一段时间后，过滤得到浑浊的滤液。以该滤液为反应物，探究不同温度对某种蛋白酶活性的影响，实验结果如表所示。 组别 1 2 3 4 5 温度(℃) 27 37 47 57 67 滤液变澄清时间(min) 16 9 4 6 50min未澄清 据表分析，下列叙述正确的是(  ) A.滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈正相关 B.组3滤液变澄清时间最短，酶促反应速率最快 C.若实验温度为52℃，则滤液变澄清时间为4~6min D.若实验后再将组5放置在57℃，则滤液变澄清时间为6min 41.B 浑浊的滤液为变性的蛋白质液体，滤液变澄清的时间与该蛋白酶活性呈负相关，即蛋白酶活性越强，蛋白质水解越快，澄清时间越短，A错误。组3滤液变澄清时间最短，说明酶活性最高，酶促反应速率最快，B正确。若实验温度为52℃，可能酶活性大于第3、4组，时间可能小于4min，C错误。组5蛋白酶已经失活，实验后再将组5放置在57℃，滤液也不会澄清，D错误。 42.(2024高考·全国)干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是(  ) A.叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低 B.干旱缺水时进入叶肉细胞的会减少 C.植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大 D.干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输 42.A 叶片萎蔫时，叶片中的脱落酸(ABA)含量会增加，达到一定程度叶片可能会脱落，A错误。干旱缺水时，植物气孔开度减小，吸收的二氧化碳会减少，植物的光合速率会降低，B正确。植物细胞失水时主要失去自由水，自由水含量下降，结合水与自由水比值会增大，C正确。缺水会影响植物体内各种需要水分参与的生理反应，植物对营养物质的吸收和运输往往需要水分参与，缺水不利于该过程，D正确。 43.(2024高考·北京)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是(  ) A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 43.A 二氧化碳是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A入选。降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不选。给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不选。移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量可能不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不选。 44.(2024高考·广东)2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是(　　) A.ATP B.NADP+ C.NADH D.DNA 44.D 由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP+和H+转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，ABC错误。 45.(2024高考·广东)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是(　　) A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B.研磨时用水补充损失的提取液 C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D.用过的层析液直接倒入下水道 45.C 本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误。色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误。由于滤纸条不会相互影响，层析液从成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确。用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。 46.(2024高考·江西)溶酶体膜稳定性下降，可导致溶酶体中酶类物质外溢，引起机体异常，如类风湿性关节炎等。下列有关溶酶体的说法，错误的是(  ) A.溶酶体的稳定性依赖其双层膜结构 B.溶酶体中的蛋白酶在核糖体中合成 C.从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶 D.从溶酶体外溢后，大多数酶的活性会降低 46.A 溶酶体不具有双层膜结构，是单层膜结构的细胞器，其中含有多种水解酶，是细胞中消化车间，A错误。溶酶体内的蛋白酶的本质是蛋白质，合成场所在核糖体，B正确。溶酶体中含有多种水解酶，因此，从溶酶体外溢出的酶主要是水解酶，C正确。溶酶体内的pH比胞质溶胶低，从溶酶体外溢后，由于pH不适宜，因此，大多数酶的活性会降低，D正确。 47.(2024高考·广东)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　) 肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物 W1 W2 S1 S2 Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++ Ce5 + ++ — — Ay3-Bi-CB — — ++ +++ Ay3 — — +++ ++ Bi — — — — CB — — — — 注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。 A.Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响 B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关 C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关 D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关 47.B 由表可知，Ce5具有催化纤维素类底物的活性，Ay3具有催化褐藻酸类底物的活性，Ay3与Ce5催化功能不同，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，当缺少Ce5后，就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5 可能存在相互影响，A正确。由表可知，不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化专一性无关，B错误。由表可知，Ay3-Bi-CB与Ce5-Ay3-Bi-CB相比，去除Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关，C正确。需要检测Ce5-Ay3-Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D正确。 48.(2024高考·贵州)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是(  ) A.种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性 B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变 C.幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与 D.幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH 48.D 种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水位结合水，失去了溶解性，A错误。种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误。水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误。幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。 49.(2024高考·贵州)为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法(一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是(  ) A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 49.D 提取光合色素加入碳酸钙可以防止色素被破坏，A正确。由于不同色素在层析液中溶解度不同，因此在滤纸上的扩散速度不同，从而达到分离的效果，这是纸层析法，B正确。不同光合色素颜色不同，因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 ，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增多使叶片呈黄色，C正确。叶绿素和类胡萝卜素都可以吸水蓝紫光，所以不能用蓝紫光波段测定叶绿素含量，D错误。 50.(2024高考·甘肃)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是(  ) A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 50.B 大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确。根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误。浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确。根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。 51.(2024高考·浙江)溶酶体内含有多种水解酶，是细胞内大分子物质水解的场所。机体休克时，相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降，通透性增高，引发水解酶渗漏到胞质溶胶，造成细胞自溶与机体损伤。下列叙述错误的是(  ) A.溶酶体内的水解酶由核糖体合成 B.溶酶体水解产生的物质可被再利用 C.水解酶释放到胞质溶胶会全部失活 D.休克时可用药物稳定溶酶体膜 51.C 溶酶体内的水解酶的本质是蛋白质，合成场所在核糖体，A正确。溶酶体内的水解酶催化相应物质分解后产生的氨基酸、核苷酸等可被细胞再利用，B正确。溶酶体内的pH比胞质溶胶低，水解酶释放到胞质溶胶后活性下降，但仍有活性，因此会造成细胞自溶与机体损伤，C错误。机体休克时，相关细胞内的溶酶体膜稳定性下降，通透性增高，引发水解酶渗漏到胞质溶胶，造成细胞自溶与机体损伤。所以，休克时可用药物稳定溶酶体膜，D正确。 52.(2024高考·浙江)植物细胞胞质溶胶中的、通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是(  ) A.液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度 B.、通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能 C.Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量 D.白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行 52.C 由图可知，细胞液的pH3-6，胞质溶胶的pH7.5，说明细胞液的H+浓度高于细胞溶胶，若要长期维持膜内外的H+浓度梯度，需通过主动运输将细胞溶胶中的H+运输到细胞液中，A正确。通过离子通道运输为协助扩散，、通过离子通道进入液泡属于协助扩散，不需要ATP直接供能，B正确。液泡膜上的载体蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+、Ca2+转运到液泡内，说明Na+、Ca2+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+、Ca2+的进入液泡的方式为主动运输，需要消耗能量，能量由液泡膜两侧的H+电化学梯度提供，C错误。白天蔗糖进入液泡，使光合作用产物及时转移，减少光合作用产物蔗糖在细胞质基质中过度积累，有利于光合作用的持续进行，D正确。 53.(2024高考·安徽)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中 ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(  ) A.在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B.PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D.运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 53.D 细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误。由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误。由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误。运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中 ATP减少，ADP和AMP会增多，从而 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中 ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。 54.(2024高考·广东)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C.有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快 D.无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP 54.D 有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确。有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确。与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确。无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。 55.(2024高考·江西)农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是(  ) A.种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高 B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D.光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 55.C 种子萌发时，代谢加强，结合水转变为自由水，细胞内自由水所占的比例升高，A正确。水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，不需要消耗能量，B正确。丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，没有水的参与，C错误。光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。 56.(2024高考·安徽)真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(  ) A.液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C.根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D.[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 56.B 液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子，A错误。水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞，B正确。根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体，在分裂末期重建，C错误。 [H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体内膜上，D错误。 57.(2024高考·河北)下列关于酶的叙述，正确的是(  ) A.作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物 B.胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存 C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上 D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶 57.D 一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，但其作用的反应物不一定是有机物，如过氧化氢酶作用的反应物过氧化氢就是无机物，A错误。胃蛋白酶应在酸性、低温下保存，B错误。醋酸杆菌是细菌，属于原核生物，不具有线粒体结构，C错误。成年牛、羊等草食类动物肠道中有可以分解纤维素的微生物，所以从其肠道内容物中可以获得纤维素酶，D正确。 58.(2024高考·山东)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是(　　) A.细胞失水过程中，细胞液浓度增大 B.干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C.失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离 D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用 58.B 细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确。依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误。依题意，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确。依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。 59.(2024高考·湖北)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(  ) 组别 光照处理 首次开花时间 茎粗(mm) 花的叶黄素含量(g/kg) 鲜花累计平均产量 () ① 光照8h/黑暗16h 7月4日 9.5 2.3 13000 ② 光照12h/黑暗12h 7月18日 10.6 4.4 21800 ③ 光照16h/黑暗8h 7月26日 11.5 2.4 22500 A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高 B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C.综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理 D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 59.C 由表中数据分析可知，三组中，第①组首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但在三组中产量最低，A错误。由题干信息可知，植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关，根据表格数据分析，第①组光照处理中的黑暗时长最长，花的叶黄素含量最低，而第③组光照处理中的黑暗时长最短，但花的叶黄素含量却不是最高的，说明植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长不是呈负相关，B错误。由表中信息可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，植物甲的花品质最好，第③组光照处理，鲜花累计平均产量最高，说明植物甲的花产量最高，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确。由表中数据分析可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，但鲜花累计平均产量却不是最高，说明植物甲花的产量不是最高，所以植物甲花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关，D错误。 60.(2024高考·浙江)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。 下列叙述错误的是(  ) A.低温提取以避免PAL 失活 B.30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C.④加H2O补齐反应体系体积 D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 60.B 温度过高，酶失活，因此本实验采用低温提取，以避免PAL 失活，A正确。因为试管2在②中加入了HCl，酶已经变性失活，故不会消耗底物苯丙氨酸，B错误。④加H2O，补齐了②试管1没有加入的液体的体积，即补齐反应体系体积，保存无关变量相同，C正确。pH过低或过高酶均会失活，⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应，D正确。 61.(2024高考·浙江)下列不属于水在植物生命活动中作用的是(  ) A.物质运输的良好介质 B.保持植物枝叶挺立 C.降低酶促反应活化能 D.缓和植物温度变化 61.C 自由水可以自由流动，是细胞内主要的物质运输介质，A正确。水可以保持植物枝叶挺立，B正确。降低酶促反应活化能的是酶，水不具有此功能，C错误。水的比热容较大，能缓和植物温度的变化，D正确。 二、多选题 1.(2026高考·江西)锌是植物生长发育的必需元素，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)和叶绿素等细胞组分的合成。研究人员分别测定了某植物幼苗在正常供锌(对照)和缺锌条件下培养40天后的相关指标(如表)。下列关于缺锌组的分析，合理的是(　　) 组别 叶绿素含量(mg·g-1) 净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1) 气孔导度(mmolCO2·m-2·s-1) 胞间CO2浓度(μmol·mol-1) IAA含量(ng·g-1) 对照组 3.1 12.5 416.9 329.8 72.6 缺锌组 1.5 9.6 247.2 363.6 34.7 A.净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降 B.叶绿素含量下降的直接原因是净光合速率下降 C.胞间CO2浓度升高的直接原因是光合作用减弱 D.IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足 1.CD 若净光合速率下降的直接原因是气孔导度下降，CO₂进入叶肉细胞的量减少，缺锌组胞间CO₂浓度应低于对照组，但表格中缺锌组胞间CO₂浓度高于对照组，说明净光合下降不是气孔导度下降导致，A错误。叶绿素是光合作用光反应阶段吸收、转化光能的必要物质，叶绿素含量下降是净光合速率下降的原因之一，B错误。缺锌组叶绿素含量降低，光反应受抑制，暗反应消耗的CO₂减少，进入胞间的CO₂无法被及时利用，因此胞间CO₂浓度升高，直接原因是光合作用减弱，C正确。由题意可知，缺锌会影响色氨酸(合成IAA的原料)的合成，因此IAA含量下降的直接原因是合成原料供应不足，D正确。 2.(2026高考·河北)小立碗藓的叶绿体和线粒体都有为细胞质基质提供ATP的潜力。为探究两者对细胞质基质ATP水平的影响，对①、②和③组小立碗藓进行黑暗预处理后，检测其细胞质基质ATP对光的响应变化，结果如图所示。下列分析正确的是( ) A.光合产物的缺乏和光反应受阻导致③在光照下ATP无显著变化 B.第一次光照时，①中ATP的增加与叶绿体、线粒体均有关 C.光照时，叶绿体中的部分ATP用于暗反应中CO2与C5的结合 D.小立碗藓中的线粒体有助于维持细胞质基质中ATP的稳定供应 2.BD ③用的是DCMU，抑制叶绿体ATP生成，③在光照下ATP无显著变化，应是光反应受阻导致，A错误。③阻断叶绿体ATP，细胞质基质ATP极低；②线粒体有氧呼吸受损，ATP峰值远低于①；说明光照下①野生型叶绿体光反应产生ATP，同时线粒体有氧呼吸持续供ATP，二者共同作用，B正确。CO2与C5的结合是暗反应CO2的固定，该过程不消耗ATP；叶绿体中的部分ATP用于暗反应中三碳酸的还原，C错误。对比①线粒体正常和②线粒体部分有氧呼吸受抑制；全程②的细胞质基质ATP含量都低于①，且黑暗阶段差距更明显，说明线粒体有氧呼吸为细胞质基质提供ATP，维持其ATP稳定供应，D正确。 3.(2026高考·山东)在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中，酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是(　　) A.从a到b时，有氧呼吸速率不变 B.从b到d时，无氧呼吸速率增大 C.c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D.d时以后，无氧呼吸速率始终不变 3.BC 从a到b时，O2消耗速率与CO2产生速率的比值为1，仅能说明酵母菌只进行有氧呼吸，但无法判断有氧呼吸速率是否不变(如酵母菌繁殖时种群数量增加，有氧呼吸总速率会上升，只要仅进行有氧呼吸，比值就始终为1)，A错误。从b到d时，速率比逐渐减小至0，说明O2消耗逐渐减少至0，有氧呼吸逐渐减弱，总CO2产生中来自无氧呼吸的比例不断升高，因此无氧呼吸速率增大，B正确。c点时速率比为3/4，设O2消耗速率为3x，则有氧呼吸产生CO2速率为3x，总CO2产生速率为4x，可得无氧呼吸产生CO2速率为x。有氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生6molCO2，消耗葡萄糖速率为3x/6=x/2；无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2molCO2，消耗葡萄糖速率为x/2，二者相等，C正确。d时以后，虽然O2消耗为0，酵母菌只进行无氧呼吸，但随着酒精等代谢废物积累、培养液pH下降，酵母菌活性会被抑制，无氧呼吸速率会逐渐下降，并非始终不变，D错误。 4.(2026高考·黑吉辽蒙卷)玉米籽粒形成过程中，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2(PEPCK2)催化的反应如下图。下列叙述正确的是(　　) A.过程①在线粒体基质中进行 B.PEPCK2不能为草酰乙酸转化为PEP提供能量 C.PEPCK2不能催化其他来源的草酰乙酸转化为PEP D.PEPCK2活性提高可促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累 4.BD 过程①是PEP转化为丙酮酸，该过程发生在细胞质基质，A错误。PEPCK2是酶，酶的作用是降低化学反应的活化能，不能为反应提供能量，该反应的能量由ATP水解提供，B正确。酶的专一性是针对底物的结构，而非底物的来源，只要底物是草酰乙酸，PEPCK2就可以催化其转化为PEP，C错误。PEPCK2活性提高可促进草酰乙酸的转化，促进籽粒中淀粉与蛋白质的积累，D正确。 5.(2025高考·河北)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶、T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析正确的是(  ) A.线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B.突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C.突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D.突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 5.ACD 细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确。玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶，T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损，有氧呼吸第二阶段能产生[H]，第三阶段[H]和氧气生成水，导致第一、二阶段积累的[H]被消耗，突变体线粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误。T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确。突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损，因此有氧呼吸强度变小，而突变体乳酸含量远大于野生型，因此无氧呼吸增强，D正确。 6.(2025高考·山东)在低氧条件下，某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件，将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份，1份形成松散菌-藻体，另1份形成致密菌-藻体，在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量，2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同，结果如图所示。培养过程中，任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是(  ) A.菌-藻体不能同时产生O2和H2 B.菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C.H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D.培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 6.ACD 单细胞藻光反应可以产生NADPH、氧气和ATP，蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，因此菌-藻体能同时产生O2和H2，A错误。对比松散菌-藻体和致密菌-藻体，相同时间产生的H2含量相对值不同，说明菌-藻体的致密程度可影响H2生成量，B正确。某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2，说明H2的产生场所是该藻叶绿体的基质中，C错误。任意时刻2体系之间的光反应速率无差异，说明光反应产生的NADPH相同，致密菌-藻体产生的H2多，说明消耗的NADPH多，则用于暗反应的NADPH少，因此培养至72h，致密菌-藻体暗反应产生的有机物少于松散菌-藻体，D错误。 7.(2025高考·黑吉辽蒙卷)下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是(  ) A.①发生在细胞质基质，②和③发生在线粒体 B.③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C.无氧条件下，③不能进行，①和②能正常进行 D.无氧条件下，①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 7.AB ①为有氧呼吸第一阶段，发生在细胞质基质，②为有氧呼吸第二阶段(丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH)，发生在线粒体基质；③为有氧呼吸第三阶段(NADH与氧气结合生成水)，发生在线粒体内膜。②和③发生在线粒体，A正确。有氧呼吸第三阶段(③)中，NADH通过电子传递链将电子传递给氧气，最终与质子结合生成水。NADH直接参与了水的形成，B正确。①(有氧呼吸第一阶段)可正常进行，但②(有氧呼吸第二阶段)需要线粒体参与，无氧时植物细胞转向无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳，不进行②过程，C错误。无氧呼吸仅第一阶段(①)产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸(如生成酒精)，未转移到ATP中，D错误。 8.(2024高考·山东)种皮会限制O2进入种子。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.p点为种皮被突破的时间点 B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 8.ABD 由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确。Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确。Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误。q处种子无氧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，D正确。 三、非选择题 1.(2026高考·甘肃)植物光合作用的定量检测有助于准确评估生态系统的固碳效应。植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光(日光诱导叶绿素荧光，SIF)，在一定条件下其强度与净光合作用速率(An)成正比，可用于估算生态系统生产力。研究者分析了两种植物SIF对光照强度(PAR)的响应，以及气温对An-SIF关系的影响(下图)。回答下列问题。 (1)叶绿体中SIF发生的具体部位是__________，发生在光合作用的__________阶段。 (2)若以气温25℃时植物A的数据建立An-SIF模型，则高温胁迫下植物A的An被__________(填“高”或“低”)估；当时，若将该模型用于植物，则An被__________(填“高”或“低”)估。 (3)据本研究结果，应用SIF估算生态系统生产力需考虑的影响因素有：__________、__________、__________。 (4)叶片胞间浓度是分析光合作用常用的参数。某同学拟以植物B为材料，探究温度(、和)对的影响。 ①除测定外，该同学还应测定和__________(记为)。 ②在PAR为的条件下，温度从提高到和，若无显著变化，则的可能变化趋势是__________，原因是__________。 1.【答案】(1)类囊体薄膜(基粒)；光反应 (2)高；低 (3) 照强度(PAR)；气温；植物种类 (4)气孔导度；先降低后升高；气孔导度(X)不变，CO₂供应稳定；结合图1和图3可知，PAR=700时植物B的SIF约为12，该条件下随温度升高至25℃和35℃时，An先增大后减小，可知CO₂消耗速率先加快后减慢 【解析】(1)根据题意可知植物叶绿素吸收阳光后可释放出能量较低的光(SIF)，叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，因此叶绿体中SIF发生的具体部位是类囊体薄膜。吸收光能后释放荧光的过程属于光合作用的光反应阶段。 (2)从植物A的An-SIF曲线可知：相同SIF下，35℃高温胁迫时的An低于25℃的An，即高温条件下An较低，所以若用25℃的模型通过SIF反推An，得到的数值会比实际高温下的真实An大，因此An被高估；从左侧SIF-PAR图可知PAR>500时，相同光照下植物B的SIF比植物A更高，若用植物A的25℃An-SIF模型，通过偏小的SIF反推得到的An会比植物B的真实An小，因此An被低估。 (3)结合题干中3个坐标图显示的实验变量可知：SIF受光照强度PAR影响、净光合作用速率(An)气温、植物种类(A和B)的影响，因此应用SIF估算生态系统生产力时需考虑的影响这三类因素。 (4)① 胞间CO₂浓度Ci同时受两个因素影响：气孔从外界向胞间输入CO₂的能力、叶肉细胞光合作用消耗CO₂的速率，因此除了测定净光合速率An，还需要测定气孔导度来分析Ci的变化原因。 ②气孔导度(X)不变，CO₂供应稳定；结合图1和图3可知，PAR=700时植物B的SIF约为12，该条件下随温度升高至25℃和35℃时，An先增大后减小，可知CO₂消耗速率先加快后减慢，因此Ci先下降后上升。 2.(2026高考·四川)农光互补能在同一片土地上兼顾太阳能光伏发电与农业生产，有利于推动资源综合利用。在某干旱农业区农光互补系统的光伏板下，光照强度最大值降低近75%，研究人员测定了该系统对某作物净光合速率的影响，结果如图1。回答下列问题。 (1)光合作用与农作物的产量联系密切，_________________作为直接原料参与植物的光合作用。 (2)11:00到15:00期间，与全日照相比，农光互补系统下该作物的净光合速率更高，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)农光互补系统下，该作物全天光合作用吸收CO2总量较全日照下__________。 (4)正常灌溉是全日照下的最适灌溉。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。有人测量了不同处理下该作物的产量，正常灌溉组应为图2中的________组，请综合分析后，在图2方框内画出符合上述推测的实验结果________。 2.【答案】(1)CO2和H2O (2)该时间段内温度较高，植物因蒸腾作用过强导致关闭气孔，二氧化碳吸收量减少，光合速率下降；农光互补系统下光伏板遮光导致光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔关闭程度小，二氧化碳吸收量较多，净光合速率更高 (3)更大 (4)A 【解析】(1)光合作用光反应的原料是水，暗反应的原料是二氧化碳，因此CO2和H2O是光合作用的直接原料。 (2)该区域气候干旱，11:00~15:00 全日照条件下光照强、温度高，植物蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔大量关闭，CO2吸收减少，暗反应受限，净光合速率降低； 农光互补模式下因光伏板遮挡，光照强度大幅降低，既能满足光合作用对光照的需求，又避免了强光高温引发的气孔关闭，植物气孔开放程度更高，CO2供应充足，同时蒸腾作用减弱，水分散失少，缓解了光合午休现象，因此净光合速率更高。 (3)全天光合作用吸收CO2总量代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图1可知：两组为同种作物且无关变量一致，呼吸速率无显著差异，结合白天大部分时段农光互补组净光合速率更高，可推出其全天光合作用吸收CO2总量更大。 (4)题干说明正常灌溉是全日照下的最适灌溉，A 组全日照的作物产量高于B 组全日照，因此A为正常灌溉组，B为减量灌溉组。推测在农光互补系统中，适当减量灌溉更适合该作物生长，从而提高产量。按此推测，农光互补组，B组要高于A组。示意图如下： 3.(2026高考·河北)M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： (1)利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第_________阶段的产物，ATP主要在第___________阶段生成。 (2)无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量_________野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会_________。 (3)谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是_________________________________________________________________________________。 (4)拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量__________，其原因是__________________________________________________________________________________。 3.【答案】(1)一；三 (2)高于；增强 (3)M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径(或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少) (4)减少；M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显 【解析】(1)利用葡萄糖进行有氧呼吸时，第一阶段的产物是丙酮酸(葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量)；有氧呼吸的第三阶段([H]与O2结合生成水)释放的能量最多，因此ATP主要在第三阶段生成。 (2)M蛋白是转运丙酮酸进入线粒体的蛋白，M缺失突变体中丙酮酸无法正常进入线粒体，因此细胞质基质中丙酮酸的含量高于野生型；镉胁迫时，野生型需通过主动运输排出镉，主动运输需要消耗ATP，因此有氧呼吸强度会增强(以提供更多ATP)。 (3)M缺失突变体中，丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸的丙酮酸供应不足；此时谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转(而非合成谷胱甘肽)，因此用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少，谷胱甘肽含量显著低于野生型；同时，有氧呼吸的能量供应能满足根生长的需求，因此突变体和野生型的根长无显著差异。 (4)相较于野生型，镉胁迫时M缺失突变体细胞中的ATP生成量减少(更低)；原因：M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸强度降低，ATP生成减少；同时，突变体需合成更多谷胱甘肽结合镉，消耗了大量谷氨酸，可用于维系有氧呼吸的谷氨酸减少，进一步降低有氧呼吸强度，ATP生成量不足，根生长受抑制更明显(根长更短)。 4.(2026高考·山东)某细菌是严格厌氧的光合细菌，在光线充足的条件下主要通过光合作用为自身供能。其光合作用与呼吸作用过程如图所示，其中①~④表示反应过程。 (1)与高等植物相比，该细菌特有的光反应产物有_______和_______。①和②属于光合作用的_______阶段。 (2)②与高等植物有氧呼吸第一阶段的反应过程相反，图中C3是_______(填物质名称)，②的进行除C3外还需要的原料有_______和_______。 (3)①和③是合成C3的两个路径，在光线充足、乙酸含量高的环境中，该菌会优先通过③进行光合作用。从能量的角度推测，其原因是________________________________________________________。 4.【答案】(1)S；NADH；暗反应 (2)丙酮酸；ATP；NADH (3)路径③合成有机物消耗的光能更少，能节省光反应固定的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高。 【解析】(1)高等植物光反应以水为供氢体，产物是氧气、ATP、NADPH；该光合细菌以H2S为供氢体，分解产生S，还原剂是NADH而非NADPH，因此特有产物为S和NADH。①二氧化碳固定生成C3、②C3还原生成葡萄糖，均属于光合作用暗反应阶段发生的物质变化。 (2)高等植物有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸；②过程是合成葡萄糖，和该过程完全相反，因此图中三碳化合物是丙酮酸；暗反应还原过程需要光反应提供的能量载体ATP、还原剂NADH，所以②的进行除C3外还需要的原料有ATP、NADH。 (3)路径①需要直接固定，要消耗更多光反应产生的ATP、NADH；乙酸是有机物，通过路径③合成无需大量消耗光能，节省光反应产生的能量，且乙酸中的能量可以转移到糖类等有机物中，能量利用效率更高，因此乙酸充足时优先走③途径。 5.(2026高考·黑吉辽蒙卷)研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象，测定了树冠顶部和底部当年生总枝条的相关指标，结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内(通常是春季萌芽到秋季落叶前)萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题。 相关指标 总枝条位置 叶片最大光合速率 (CO2μmol·m-2·s-1) 叶片呼吸速率 (CO2μmol·m-2·s-1) 相对碳成本 (%) 比叶面积 (m2·kg-1) 树冠顶部 11.9 1.8 15.6 9.8 树冠底部 9.5 1.1 15.2 13.5 注：相对碳成本=(当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量)×100%； 比叶面积=叶面积/叶干重。 (1)实验中测定最大光合速率时，除使用饱和光照外，还应保证________和________等环境因子一致且适宜。与测定光合速率不同，测定叶片的呼吸速率必须在________环境条件下。 (2)已知，光合速率=净光合速率＋呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片，此时顶部叶片的呼吸速率与光合速率相等，若用同强度的光照射底部叶片，此时底部叶片的净光合速率应________(填“>0”、“<0”或“=0”)。 (3)植株生长过程中，总枝条可向根等部位输出有机物，总枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈________(填“正”或“负”)相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近，但底部总枝条所处环境光照较弱，在此条件下，据表中数据分析，底部总枝条通过________和________，使其碳输出量实现最大化。此外，其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率？________(答出2点即可)，这些变化的作用是________(从光反应的物质和能量转化角度作答)。 5.【答案】(1)CO2浓度；温度；黑暗 (2)>0 (3)负；降低呼吸速率；增大比叶面积；增加叶绿素含量、增大叶面积(或增加叶绿体类囊体膜面积，合理即可)；吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率 【解析】(1)测定最大光合速率时，除光照强度外，需要保证其他影响光合作用的环境因子如CO2​浓度、温度等处于适宜且一致的状态；测定呼吸速率时，为排除光合作用吸收CO2​对结果的干扰，必须在黑暗条件下进行。 (2)根据题干定义，光合速率(总光合)=净光合速率+呼吸速率，题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速率，说明顶部净光合为0，该光强为顶部(阳生叶)的光补偿点。底部叶片是阴生叶，光补偿点低于阳生叶，即该光强高于底部的光补偿点，因此底部叶片净光合速率大于0。 (3)相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸收碳量的比例，保留比例越高，可输出的碳越少，因此枝条输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。底部光照较弱，结合表格数据可知：底部叶片通过降低呼吸速率减少自身有机物消耗、增大比叶面积(相同叶干重获得更大光合面积)捕获更多光能，在相对碳成本接近时实现碳输出量最大化。弱光环境下，植物还可通过增加叶绿素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能捕获效率；从光反应的物质能量转化角度看，这些变化能吸收更多光能，促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，提高光反应效率。 6.(2026高考·河南)质膜H+-ATP酶基因过表达型水稻(H-OE)的产量显著高于野生型水稻(WT)。为探究H-OE增产的机制，研究人员在光饱和点时测定两种水稻的相关指标，结果如下表所示。 材料 气孔导度(mol·m-2·s-1) 净光合速率(µmol·m-2·s-1) 吸收速率(µmol·g-1·h-1) WT 0.61 20.5 58.4 H-OE 1.25 27.5 75.3 注：气孔导度反映气孔开放的程度。 回答下列问题： (1)光合作用强度是指________，直接关系到农作物产量。除CO2供应量和无机营养之外，影响光合作用强度的环境因素还有________(答出两点即可)。 (2)与WT相比，H-OE的气孔导度提高约105%，净光合速率仅提高约34%，此时还制约CO2供应量的环境因素为________。质膜H+-ATP酶通过________(填运输方式)将H+泵至膜外，建立H+梯度，促进吸收。 (3)从物质代谢和能量供应两个角度分析，吸收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度中的作用为________(每个角度各答出一点)，无机碳被固定也能提高H-OE对氮元素的吸收速率，原因是________(每个角度各答出一点)。 6.【答案】(1)植物在单位时间内通过光合作用制造糖类(产生O2、固定CO2)的数量；光照强度、温度、水分 (2)温度；主动运输 (3)物质代谢：氮是叶绿素(或光合作用相关酶)的组成元素，更多氮可合成更多叶绿素/光合酶，提升光反应/暗反应速率；能量供应：氮参与呼吸酶合成，增强细胞呼吸，产生更多ATP为光合作用供能 无机碳固定生成的有机物可为氮素转运载体合成提供原料，增加载体数量；光合产物促进呼吸作用产生更多ATP，为根系主动吸收氮元素提供更多能量 【解析】(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类(产生O2、固定CO2)的数量。影响光合作用强度的环境因素除CO2供应量、无机营养外，常见的还有光照强度、温度、水分等。 (2)已知实验是在光饱和点测定的，光照强度已经不再是限制因素。H-OE气孔导度大幅提升(气孔开放程度大，外界CO2进入叶肉的通道更通畅)，但净光合速率提升幅度远小于气孔导度增幅，说明此时气孔对CO2供应的限制已大幅减弱，制约CO2供应量的主要环境因素是温度：温度会影响光合作用相关酶的活性，进而限制叶肉细胞对CO2的固定利用，相当于从反应端制约了CO2的消耗与利用效率。质膜H⁺-ATP酶将H⁺泵至膜外时，需要载体蛋白协助并消耗ATP 逆浓度梯度运输，该过程属于主动运输，以此建立的H⁺梯度可促进NH4⁺的吸收。 (3)从物质代谢角度看，氮元素是叶绿素、光合酶、ATP、NADPH等关键物质的组成成分，吸收更多氮元素可促进叶绿素和光合酶的合成，提升对光能的捕获与暗反应的催化效率；从能量供应角度看，氮参与呼吸酶等物质的合成，能增强细胞呼吸强度，为光合作用提供更多ATP，吸收更多的氮元素也能为光合作用提供更多的NADPH。无机碳被固定生成的有机物，可为氮素转运载体蛋白的合成提供碳骨架，增加载体数量，同时也能促进细胞呼吸，为根系主动吸收氮元素提供更多能量，从而提高H-OE 对氮元素的吸收速率。 7.(2026高考·云南)研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响，实验结果如下表。 温度/℃ 28 34 38 光照下CO2吸收速率/(μmol·m-2·s-1) 22.52 23.41 24.15 黑暗下CO2释放速率/(μmol⋅m-2·s-1) 3.26 4.56 5.59 回答下列问题： (1)水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在________上。光能被吸收后转化为________储存在NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的________，部分CO2来自细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括________。 (2)在实验设置的三个温度下，水稻固定CO2速率最高的是________℃，理由是________。 (3)某地持续高温(34~38℃)伴随干燥天气，此时，在大田生产中水稻的光合速率会降低，其原因是________。 7.【答案】(1)类囊体薄膜；活跃的化学能；有机物(糖类)；细胞质基质和线粒体基质 (2)38；水稻固定CO2​的速率是总光合速率，总光合速率=净光合速率(光照下CO2​吸收速率)+呼吸速率(黑暗下CO2​释放速率)，计算得38℃时总光合速率为29.74，为三组中最大 (3)高温干燥条件下，水稻为减少水分散失，气孔大量关闭，CO2吸收量减少，暗反应速率降低，导致光合速率下降 【解析】(1)叶绿体中吸收光能的光合色素只分布在类囊体薄膜上；光反应将光能转化为活跃的化学能，储存在ATP和NADPH中；暗反应最终将CO2转化为储存能量的有机物(糖类)；水稻是真核植物，有氧呼吸第二阶段在线粒体基质产生CO2，无氧呼吸在细胞质基质产生CO2，因此产CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质。 (2)固定CO2的速率代表总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率：表格中光照下CO2吸收速率是净光合速率，黑暗下CO2释放速率是呼吸速率，计算得：28℃总光合=22.52+3.26=25.78、34℃总光合=23.41+4.56=27.97、38℃总光合=24.15+5.59=29.74，因此38℃时固定CO2速率最高。 (3)高温干燥环境下，水稻蒸腾作用过强，为减少水分散失，叶片气孔会大量关闭，导致CO2吸收量减少，暗反应原料不足，速率下降，最终整体光合速率降低。 8.(2026高考·安徽)为探究钾对番茄光合作用的影响，研究人员测定了番茄的缺钾处理植株(LK)和正常培养植株(CK)在光照—遮阴—光照()条件下的相关指标，结果见图1。 回答下列问题。 (1)叶肉细胞间隙中的CO2扩散至CO2固定位点至少需要跨______层生物膜。 (2)据图1分析，在遮阴条件下，CK与LK净光合速率曲线重合，限制净光合速率的最主要因素是______。在遮阴—光照转换初期，缺钾对番茄叶片气孔开闭的影响是______。 (3)研究发现，叶片钾含量与编码碳酸酐酶(催化CO2与之间的可逆反应)和RuBP羧化酶(催化CO2固定)基因的相对表达量均呈正相关。据此解释缺钾影响番茄光合作用的机制：______。 (4)在光照(0~2min)和黑暗(2~5min)条件下，叶绿体中3-磷酸甘油酸(PGA)和被还原的C3(TP)相对含量变化如图2。5~8min恢复光照，PGA相对含量的变化趋势是______，原因是______。 8.【答案】(1)3 (2)光照强度；抑制气孔开放 (3)缺钾导致碳酸酐酶的含量减少，抑制气孔开放，因此限制了叶片获取CO2的能力，导致吸收的CO2减少，RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少 (4)先减少后趋于稳定；光照增强，光反应增加，产生的NADPH和ATP增多，消耗的C3增加，导致PGA含量下降；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定 【解析】(1)叶肉细胞间隙的CO2扩散至CO2固定(叶绿体基质)至少要跨过细胞膜(1层)、叶绿体(2层膜)，所以共需跨过3层生物膜。 (2)遮阴条件下，CK与LK净光合作用速率曲线重合，此时限制因素主要是光照强度，从右图看出，在20min时，由遮阴向光照条件改变，CK组气孔导度明显大于LK组，说明缺钾抑制气孔开放，促进气孔关闭。 (3)叶片钾含量与碳酸酐酶和RuBP羧化酶基因表达呈正相关，缺钾导致碳酸酐酶的含量减少，直接导致植物叶片内碳酸氢盐(HCO₃⁻)与二氧化碳(CO₂)之间的相互转化速率减慢，由于CO₂是光合作用的关键原料，碳酸氢盐向CO₂的转化受阻，会限制CO₂的扩散能力，最终限制了植物的整体光合效率并抑制生长。抑制气孔开放，同时RuBP羧化酶减少，导致固定的CO2减少，从而降低光合作用速率。 (4)5-8min恢复光照，由于光照增强，光反应增加，产生的NADPH和ATP增多，消耗的C3增加，即TP增加，所以PGA相对含量减少；暗反应强度随后增强，一定时间后PGA含量维持相对稳定。 9.(2026高考·浙江)水稻是我国的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在消化系统中水解为葡萄糖，经血液循环运输至组织细胞，既可作为细胞呼吸的底物，也可在某些组织器官中转化或储存。 回答下列问题： (1)研究人员发现，某稻田中有1株深绿色水稻突变体，其光合速率较其他的水稻高，可能的原因是突变体单位叶面积吸收的光能更________。该突变体光合速率变化如图1所示，6：00—9：00光合速率持续上升的主要原因是______________(答出2点即可)。空气湿度对该水稻光合速率的影响如图2所示，图中灰色区域内，与正常空气湿度相比，空气湿度较低时水稻光合速率也较低，原因是______________。 (2)米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的________合成，依次经________加工后，通过囊泡运输分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃部，由于胃液的________环境，导致其活性丧失。 (3)小肠上皮细胞可通过________的方式，逆浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能生成ATP，为肌肉运动提供能量。充足时，肌细胞产生ATP的场所有________。适度的有氧运动可消耗人体内储存的________，配合科学饮食，有助于实现有效的体重管理。 9.【答案】(1)多/大/高；光照变强，气孔开放程度变大，温度升高；气孔开放程度小，吸收少 (2)核糖体/附着型核糖体；(粗面)内质网、高尔基体；强酸性/过酸/酸性过强/较低pH (3)主动转运/主动运输；细胞质基质/细胞溶胶、线粒体；脂肪/油脂(中的能量) 【解析】(1)深绿色水稻突变体的叶绿素含量更高，因此单位面积吸收的光能更多，光合速率更高。6:00–9:00 光照强度逐渐增强，同时气孔开放程度增大(吸收更多 CO₂)、温度升高(光合酶活性增强)，共同推动光合速率持续上升。空气湿度较低时，水稻为减少蒸腾失水会关闭部分气孔，导致 CO₂吸收量减少，暗反应速率降低，从而光合速率下降。 (2)唾液淀粉酶是分泌蛋白，在附着于内质网的核糖体上合成。分泌蛋白需依次经粗面内质网进行初步加工、高尔基体进行进一步加工和包装，再通过囊泡运输分泌到细胞外。胃液为强酸性环境，唾液淀粉酶的最适pH接近中性，在强酸条件下其空间结构被破坏，酶活性丧失。 (3)小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖，需要载体蛋白和能量，属于主动运输(主动转运)。氧气充足时，肌细胞进行有氧呼吸，在细胞质基质(细胞溶胶)和线粒体中产生ATP。适度有氧运动可动员体内储存的脂肪分解供能，配合科学饮食能有效消耗脂肪，实现体重管理。 10.(2026高考·贵州)有氧呼吸过程中NADH在NADH脱氢酶的作用下生成，经过一系列反应释放出大量能量。炎症因子IL-6可以影响细胞中ATP水平。现用IL-6、NR(只作为NAD+的前体物，不考虑其他影响)处理心肌细胞，测定心肌细胞中的ATP水平，结果如图。回答下列问题： (1)心肌细胞有氧呼吸分解葡萄糖的三个阶段中产生NADH的阶段依次是______________，具体场所分别为____________。 (2)据图分析，IL-6处理组ATP水平下降__________(选填“是”或“不是”)由NADH脱氢酶合成减少所引起，理由是______________。 (3)经过进一步研究，推测IL-6还可能通过促进蛋白质PARP1的合成调控ATP水平，以心肌细胞为材料，设计实验验证上述推测，写出实验思路_______________。 10.【答案】(1)第一阶段、第二阶段；细胞质基质、线粒体基质 (2)不是；NR为NAD+的前体，IL-6单独处理心肌细胞ATP水平低于空白对照组；但IL-6+NR处理组和NR组合成ATP水平相当，说明两组的NADH脱氢酶合成基本一致，IL-6组处理后NAD+的前体不足进而导致ATP水平下降，补充NR后ATP水平恢复 (3)取生理状态相同的心肌细胞均分为甲、乙、丙三组，甲组空白处理，乙组加入适量的IL-6处理，丙组加等量的IL-6和PARP1抑制剂处理，相同且适宜的条件下培养一段时间后，测定并对比各组PARP1含量和ATP的水平。 【解析】(1)有氧呼吸的第一阶段反应场所细胞质基质，第二阶段反应场所线粒体基质，前两个阶段均生成NADH；第三阶段反应场所线粒体内膜，消耗NADH生成水。 (2)NR为NAD+的前体，IL-6单独处理心肌细胞ATP水平低于空白对照组；但IL-6+NR处理组和NR组合成ATP水平相当，说明两组的NADH脱氢酶合成基本一致，IL-6组处理后NAD+的前体不足进而导致ATP水平下降，补充NR后ATP水平恢复。因此IL-6处理组ATP水平下降不是由NADH脱氢酶合成减少所引起。 (3)实验自变量为IL-6和PARP1抑制剂，实验设计需要遵守单一变量、对照、等量原则，因此设计空白对照组、单独IL-6组、IL-6和PARP1抑制剂组，通过测定PARP1含量和ATP水平，证明IL-6还可能通过促进蛋白质PARP1的合成调控ATP水平。 11.(2026高考·陕晋青宁卷)捕光复合体是叶绿体中捕获光能的关键结构，由光合色素和叶绿素结合蛋白(LHCP)组成，L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，相关过程如图(a)。回答下列问题。 (1)用纸层析法分离野生型(WT)和L基因缺失突变体(l)植株的叶绿体色素，滤纸条均出现4条色素带。l组自上而下第三条带对应的色素是___________；与WT相比，该条带的颜色深浅变化是___________。相较于WT植株，l植株叶绿体内中间物1含量___________，l植株叶片暗反应中C3的___________反应过程会受影响。 (2)通过抗原—抗体杂交反应检测WT植株叶绿体基质和类囊体中L蛋白的量，结果如图(b)所示，结构2是___________。 (3)WT、l及s(S基因缺失突变体)植株的表型如图(c)所示，其中l对应的是___________(填“甲”“乙”或“丙”)，与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是___________。 (4)为进一步验证L蛋白的功能，应在WT、l两种实验材料基础上，再补充两组不同的实验材料，分别为___________。 11.【答案】(1)叶绿素a；变浅；增多；还原 (2)类囊体 (3)丙；L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运 (4)突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白；向突变体中转入不含L基因的空表达载体 【解析】(1)叶绿体色素分离实验中，滤纸条自上而下四条色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以第三条带对应的色素是叶绿素a。因为L基因缺失突变体缺乏L蛋白，而L蛋白参与叶绿素合成调控，所以l组叶绿素合成减少，自上而下第三条带(叶绿素a)颜色变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成，l植株叶绿素合成受阻，中间物1转化为中间物2减少，所以中间物1含量增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素，叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少，进而影响暗反应中C3的还原过程。 (2)图(b)中，完整叶绿体的L蛋白含量最多，结构1次之，结构2不含，结合图(a)中L蛋白存在于叶绿体基质，与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，因此结构1是叶绿体基质，结构2是类囊体。 (3)l是L基因缺失突变体，L蛋白参与叶绿素合成调控，所以l植株叶绿素合成受影响更显著，表型为严重失绿，对应图(c)中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运，L蛋白还参与叶绿素合成的调控，所以与WT相比，两突变体表型差异产生的原因是L蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双重功能，而S蛋白仅参与LHCP的转运。 (4)为进一步验证L蛋白的功能，自变量是L蛋白的有无，需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体，让其重新表达L蛋白，另一组向突变体中转入不含L基因的空表达载体，排除载体本身对实验的干扰。 12.(2025高考·贵州)牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与。回答下列问题： (1)开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是 ，叶绿素分布在叶绿体的 上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是 。 (2)为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，低温保存的目的 。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是 。 (3)研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。下图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。据图推测，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量变化的根本原因可能是 。(答出2点) 12.【答案】(1)温度和光照；类囊体薄膜；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，绿光被反射出来 牡丹绿色系品种“豆绿”开花初期花瓣绿色逐渐加深，中后期逐渐褪绿转为淡粉色。叶绿素是影响该花呈色的主要色素，其合成与降解需多种酶参与，酶活性受温度的影响，此外叶绿素还会在光下分解，据此推测，开花初期花瓣绿色逐渐加深，影响这一过程的主要环境因素是温度和光照，叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，开花初期叶绿素使花呈现绿色的原因是叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光，因此花瓣呈现绿色。 (2)低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解；水乙醇 为研究不同时期花瓣中叶绿素含量变化，需在不同时间取样，并将样品低温保存，这是因为低温条件下，酶活性低，叶绿素不易被降解，因而便于叶绿素含量的检测。用于提取“豆绿”花瓣中叶绿素的试剂是无水乙醇，这是根据叶绿素能溶解到有机溶剂中设计的。 (3)PSNAC5基因沉默后促进了叶绿素合成相关基因的表达，抑制了与叶绿素分解相关基因的表达 研究表明，PSNAC5蛋白通过调控叶绿素代谢相关基因的表达影响叶绿素含量。题图所示为“豆绿”开花初期PSNAC5基因沉默对花瓣中叶绿素含量的影响。图中显示，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量比对照组增多，据此推测，PSNAC5基因沉默后叶绿素含量变化的根本原因可能是PSNAC5基因沉默后促进了叶绿素合成相关基因的表达，抑制了与叶绿素分解相关基因的表达。 13.(2025高考·甘肃)波长为400~700nm的光属于光合有效辐射(PAR)，其中400~500nm为蓝光(B)，600~700nm为红光(R)。远红光(700~750nm，FR)通常不能用于植物光合作用，但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A(高)和B(低)两个位置的PAR、红光/远红光比例(R/FR)和叶片指标(厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸)，并分析了施氮肥对以上指标的影响，结果如下表。回答下列问题。 冠层位置 PAR R/FR 叶片厚度(μm) 叶绿素含量(μg·g-1) 线粒体暗呼吸 A B A(施氮肥) B(施氮肥) 0.90 0.20 0.70 0.02 3.40 0.29 1.75 0.01 160 100 150 — 0.15 0.20 0.28 — 1.08 1.08 1.08 — (1)植物叶片中 可吸收红光用于光合作用， 可吸收少量的红光和远红光作为光信号，导致B位置PAR和R/FR较A位置低； 虽不能吸收红光，但可吸收蓝光，也可使B位置PAR降低。 (2)由表中数据可知，施氮肥 (填“提高”或“降低”)了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是 。 (3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。研究者分析了冠层A、B处的叶片(未施氮肥)在不同光照强度下的净光合作用速率(下图)，发现冠层 位置的叶片具有较高的光补偿点，由表中数据可知其主要原因是 。 13.【答案】(1)叶绿素；光敏色素；类胡萝卜素 叶绿素(主要是叶绿素a和b)是光合作用中的主要色素，能吸收红光(600-700nm)用于光反应。光敏色素是一种光受体蛋白，能吸收红光(R, 600-700nm)和远红光(FR, 700-750nm)，并通过构象变化传递光信号，调节植物生长发育。在冠层中，B位置(低处)的R/FR较低，这是因为上层叶片吸收了更多红光，导致下层红光减少、远红光相对增多，从而降低了R/FR比例。类胡萝卜素(如β-胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝光(400-500nm)，不吸收红光；在冠层中，上层叶片的类胡萝卜素吸收蓝光，减少了透射到下层的蓝光，导致B位置PAR降低。 (2)提高；施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少 由表中数据可知，施氮肥提高了冠层叶片对太阳光的吸收，其可能的原因是施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长，增加了叶片的光捕获能力，导致冠层整体吸光增强，透射到下层的PAR减少。 (3)B；B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光(700~750nm，FR)通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点 据表可知，B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于A处，光合作用主要利用红光和蓝紫光，远红光(700~750nm，FR)通常不能用于植物光合作用，故B处需要较强光照才能达到光补偿点。 14.(2025高考·四川)在温室中种植番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。某地冬季温室的平均光照强度约为200μmol·m-2·s-1，CO2浓度约为400μmol·mol-1。为提高温室番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。 组别 光照强度μmol·m-2·s-1 CO2浓度μmol·mol-1 净光合速率μmol·m-2·s-1 气孔导度mol·m-2·s-1 叶绿素含量mg·g-1 对照 200 400 7.5 0.08 42.8 甲 400 400 14.0 0.15 59.1 乙 200 800 10.0 0.08 55.3 丙 400 800 17.5 0.13 65.0 注：气孔导度和气孔开放程度呈正相关 (1)为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用 提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 (填“蓝紫光”或“红光”)来测定叶绿素含量。 (2)与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的 ，从而提高了净光合速率。与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是 。 (3)根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择 ，依据是 。 14.【答案】(1)无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH；红光 叶绿素可溶解在有机溶剂无水乙醇中，故为测定番茄叶片的叶绿素含量，可用无水乙醇/无水酒精/丙酮/C2H5OH提取叶绿素。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，光合作用中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。为减少类胡萝卜素的干扰，应选择红光来测定叶绿素含量。 (2)ATP(腺苷三磷酸/能量)和NADPH(还原性辅酶II)；环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多/甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少 与对照组相比，甲组光合作用光反应为暗反应提供了更多的ATP(腺苷三磷酸/能量)和NADPH(还原性辅酶II)，从而提高了净光合速率。甲组和丙组的光照强度相同，丙组的二氧化碳浓度是甲的二倍，与甲组相比，丙组的净光合速率更高，气孔导度略低，但经测定发现其叶肉细胞间的CO2浓度却更高，可能的原因是环境/外界/温室/提供/补充的 CO2更多(甲比丙的 CO2多/丙比甲的 CO2少)。 (3)光照强度加倍/光强加倍；甲>乙(乙<甲)的光合作用速率(净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量)，光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大 根据本研究结果，在冬季温室种植番茄的过程中，甲>乙(乙<甲)的光合作用速率(净光合作用速率/有机物生成量/有机物积累量)，光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大，故若只能从CO2浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高番茄产量，应选择光照强度加倍/光强加倍。 15.(2025高考·湖南)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题： (1)栅藻的光合放氧反应部位是 (填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚 栅藻的光合放氧反应。 (2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是 。 (3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为，培养10min后，推测该培养液pH会 ，培养液中对硝基苯酚相对含量 。 (4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是 。 15.【答案】(1)叶绿体；抑制 栅藻是真核生物，进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强。 (2)氧气 由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，I、Ⅱ、Ⅲ三组对比，I组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌+氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，I组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。 (3)升高；基本不变 图b中，I组为“栅藻+光照”，对硝基苯酚含量为40mg×L-1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20mg×L -1时，栅藻进行光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b的I组可知，对硝基苯酚相对含量不变，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。 (4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用 结合题意和图b的I组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 16.(2025高考·江苏)科研人员从植物叶绿体中分离类囊体，构建含类囊体的人工细胞，并探究光照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题： (1)细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破 膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，需加入 溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的 溶液中，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，则类囊体的浓度为 μg/mL。 (3)为检测类囊体活性，实验前需对类囊体进行多次洗涤，目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对后续实验结果的影响，这些产物主要有 。 (4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，在适宜光照下，荧光强度 (填“变强”“不变”或“变弱”)，说明类囊体膜具有的功能有 。 (5)在光反应研究的基础上，利用人工细胞开展类似碳反应生成糖类的实验研究，理论上还需要的物质有 。 16.【答案】(1)叶绿体；等渗 类囊体位于叶绿体内，故细胞破碎后，在适宜温度下用低渗溶液处理，涨破叶绿体内外膜，获得类囊体悬液。经离心分离获得类囊体，为保持其活性，保持类囊体的渗透压，需加入等渗溶液重新悬浮，并保存备用。 (2)有机溶剂；600 类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。由于叶绿素溶解在有机溶剂，故吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的有机溶剂溶液中，稀释200倍，混匀后，测定出叶绿素浓度为3μg/mL，1ml=1000μL，则类囊体的浓度为600μg/mL。 (3)ATP、NADPH 光反应产物有O2、NADPH和ATP。 (4)变弱；使水分子分解产生H+；转运H+ 已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关。图示具有光反应活性的人工细胞，类囊体膜进行类囊体膜上分布着光合色素(如叶绿素)，在适宜光照下，这些色素能够捕捉光能并将其转化为化学能。在类囊体膜上裂解水分子，产生氧气、质子(H⁺)和电子，其中氧气释放到胞外，质子被运出类囊体腔，pH降低，荧光强度变弱。 (5)各种酶和原料CO2、C5 要进行暗反应，需要各种酶和原料CO2、C5。 17.(2025高考·山东)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体膜的基本支架是 ；叶绿体中含有许多由类囊体组成的 ，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、 ，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有 。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为 。 17.【答案】(1)磷脂双分子层；基粒 叶绿体膜属于生物膜的范畴，生物膜的基本支架是磷脂双分子层；叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。 (2)水的光解；丙酮酸、[H]；氧气(或O2)和二氧化碳(CO2) 据图分析，水在光下分解为O2和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水的光解。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成C63H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C63H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成的有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、丙酮酸。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，H218O与丙酮酸被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。 (3)途径①光能以电能耗散；途径②光能以热能耗散 据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物(如H2O2)，进而这些超氧化物被活性氧清除系统(如过氧化氢酶等)清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 18.(2025高考·全国二卷)研究者诱变得到一种小麦黄绿叶突变体，其呼吸特性与野生型植株无差异，但光合特性有明显不同。 (1)光合色素位于叶绿体中的 上，在光合作用中具有 的功能，因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。 (2)测定不同光照处理下两种小麦叶片中的光合色素含量，结果如图1。 由图1可知，突变体叶色变浅主要是由于 含量较低，且黄绿表型的出现依赖于 。 (3)对两种小麦叶片光合作用相关指标进行测定，结果如下表。 株系 光饱和点(μmol·m-2.s-1) 光补偿点(μmol·m-2.s-1) CO2饱和点(μumol·mol-1) CO2补偿点(μumol·mol-1) 最大净光合速率(μmol·m-2.s-1) 野生型 1619 37.65 610.93 56.51 29.47 突变体 1873 56.84 890.14 51.66 45.96 备注：光饱和点、光补偿点和最大净光合速率在大气CO2浓度和适宜温度下测定，CO2饱和点和CO2补偿点在光照强度1200μmol·m-2·s-1和适宜温度下测定。 ①据表可知，突变体对强光环境的适应性更强，依据是 。 ②研究发现，突变体对照射在叶面上的光能吸收率低，但吸收的光能转化为化学能的效率较高。据表推测，光能转化率高的原因是突变体具有更高的 能力。 (4)进一步研究发现，突变体叶肉细胞中PEPC酶与叶绿体中ATP合成酶活性显著高于野生型。PEPC酶的功能如图2所示。综合上述信息，以野生型植株为对照，概述突变体光能转化率更高的原因(在方框中以文字和箭头的形式作答)。 18.【答案】(1)类囊体薄膜；吸收(捕获)光能 光合色素位于叶绿体中的类囊体薄膜上，在光合作用中具有吸收(捕获)光能的功能，捕获的光能用于光合作用的光反应过程，并将光能储存到ATP和NADPH中，因此色素种类和含量的变化会影响光合特性。 (2) 叶绿素；正常光照强度 由图1实验结果可知，突变体叶色变浅主要是由于叶绿素含量低于野生型。据图可知，正常光照下野生型和突变体叶绿素含量差别较大，遮光条件下野生型和突变体色素含量相差不大，故黄绿表型的出现依赖于正常光照强度。 (3)①与野生型相比，突变体的光饱和点及最大净光合速率都更高 表中数据显示，突变体的光饱和点及最大净光合速率都比野生型更高，因而可推测，突变体对强光环境的适应性更强。 ②CO2固定(和还原) 实验数据显示，突变型光补偿点高，二氧化碳补偿点比野生型低，因而说明光能转化率高的原因是突变体具有更高的CO2固定能力。 (4)进一步研究发现，突变体叶肉细胞中PEPC酶与叶绿体中ATP合成酶活性显著高于野生型。因而在突变型植株的叶肉细胞中可将低浓度二氧化碳更多的转变成草酰乙酸，而草酰乙酸进入到叶绿体中后会分解出二氧化碳和丙酮酸，而后丙酮酸进入到细胞质基质中继续固定低浓度二氧化碳，通过该过程突变体中有了浓缩二氧化碳的机制，因而突变体比野生型有更高的固定二氧化碳能力，进而提升了突变体的光反应速率，因而突变体的光能转化率更高，关图解可表示如下： 19.(2025高考·浙江)西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成花球，采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验，以探究西兰花花球的保鲜方法。 实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50μmol·m-2·s-1。各处理的西兰花球均贮藏于20℃条件下，测定指标和结果如图所示。 回答下列问题： (1)西兰花球采摘后水和 供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水裂解产生O2和 。 (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而 。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组，原因有 。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组，原因可能是日光诱导气孔开放，引起 增强从而散失较多水分。 (3)第4天日光组和红光组的 下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，因此推测日光或红光照射能减轻 过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象，原因是 。综合分析图中结果， 处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 19.【答案】(1)矿质营养；H+、e- 西兰花球采摘后则不能吸收空气中的CO2，所以导致水和矿质营养供应中断。水是光合作用的原料在光反应中，水在光照条件下裂解产生H+、e-和O2。 (2)提高；这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物；蒸腾作用 据图可知，三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而提高。由于这两组通过光合作用合成有机物，抑制细胞呼吸消耗有机物，所以前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组。日光诱导气孔开放，导致蒸腾作用增强从而散失较多水分，所以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组。 (3)呼吸强度；细胞代谢 图中，第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显，但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组，过氧化氢酶能将过氧化氢分解为水和氧气，从而降低过氧化氢对细胞的损伤，因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过程产生的过氧化氢对细胞的损伤，从而延缓衰老。 (4)叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现；红光 由于叶绿素分解加快，胡萝卜素和叶黄素的颜色显现，所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象。综合分析图中结果，第4天时，红光组条件下比日光组和黑暗组，叶绿素降低的幅度低，氧化氢酶活性最高，能延缓褪色、黄化、老化等现象，所以红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 20.(2025高考·江西)辣椒的生长会受到低温弱光等逆境的影响。为比较不同辣椒品种的抗逆性，研究人员将辣椒1号和辣椒2号幼苗在人工低温弱光条件下处理6天后，转入正常光照的温室中培养4天，这期间定时检测辣椒叶片的气孔导度和总叶绿素含量等指标(如图)。 回答下列问题： (1)在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的光合速率变化趋势均为 ，据图甲分析其原因是 。 (2)检测发现，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。为验证上述推测，研究人员以叶绿体的光反应功能为衡量指标，利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理开展实验。完善下列实验过程： ①分别取 叶片； ②分别制作等体积的 悬浮液； ③向各悬浮液中分别滴加 的D溶液； ④将悬浮液置于适宜光照条件下反应一段时间； ⑤定量测定并计算各悬浮液中生成的还原态D的含量。预测实验结果为 。 (3)综合上述信息，初步判断辣椒 号的抗逆性更强。 20.【答案】(1)下降；叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降 根据图示信息可知，在低温弱光处理的6天内，辣椒1号和辣椒2号的叶片气孔导度均下降，叶片气孔导度下降，引起胞间CO2浓度下降，导致光合速率下降。因此两者的光合速率变化趋势均为下降。 (2)等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号；离体叶绿体 ；足量且等量；同一辣椒品种第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大 根据题意信息可知，长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，结合图乙，推测第6天时，辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高。现在想要利用试剂D在捕获叶绿体光反应中生成的电子后，会从蓝色氧化态变为无色还原态这一原理来检验辣椒2号和辣椒1号的叶绿体的光反应功能。首先分别取等量的第0天和处理后第6天的辣椒1号、辣椒2号的叶片，制作对应的等体积的离体叶绿体悬浮液；向各悬浮液中分别滴加足量且等量的试剂D溶液，让其反应一段时间后，测定悬浮液中无色还原态的试剂D的含量，根据推测“长时间的低温弱光处理对辣椒幼苗的叶绿体结构造成了损伤，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高”，预期实验结果应是：同一辣椒品种在第0天的样品生成的还原态D比第6天的多，且辣椒2号的差异更大。 (3)1 根据小问(1)(2)可知，辣椒2号的叶片气孔导度和总叶绿素含量下降幅度更大，且辣椒2号的叶绿体比辣椒1号的受损程度更高，初步判断辣椒1号的抗逆性更强。 21.(2025高考·陕晋青宁卷)叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图(b)。回答下列问题。 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 (填“增大”或“减小”)；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 (填“大”“小”或“无法判断”)。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。 21.【答案】(1)基质；ATP、NADPH 叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。 (2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快 结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。 (3)减小；小 叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。 (4)实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。 预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W 为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株(假设为T)，实验思路是以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。 22.(2025高考·黑吉辽蒙卷)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S)，并做了相关研究。实验结果表明，这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是 。 (2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B点时，曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是 。 (3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。 22.【答案】(1)基质；C5；ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能 Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量，部分产物经过一系列反应形成(CH2O)，这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能。 (2)光照强度；CO2浓度；曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高 ①②曲线的自变量是有无补光(光照强度)，②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含量)。据图分析，当胞间CO2浓度低于B点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco的含量多，固定CO2的能力强，当胞间CO2浓度高于于B点时，曲线②与③重合，说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时最主要限制因素是CO2浓度。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。 (3)用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率 研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论，实验思路为：用14C标记CO2，分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下，定时检测C3放射性强度，比较S植株与WT的C3生成速率。 23.(2024高考·贵州)农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。 回答下列问题。 (1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有__________；参与有氧呼吸的酶是__________(选填“甲”或“乙”)。 (2)在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是__________；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μnol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的__________倍。 (3)若水淹3d后排水、稍染长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是__________ (答出2点即可)。 23.【答案】(1)有氧条件下，将葡萄糖彻底氧化分解产生能量；乙。 (2)O2的含量；3。 (3)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用，3d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用；3d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产能。 【解析】(1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。 (2)在水淹0～3d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μnol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1：6：6，所以有氧呼吸葡萄糖消耗1/3，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1：2，无氧呼吸产生0.4μnol·g-1·min-1 CO2，消耗葡萄糖为1，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 (3)若水淹3d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多；另一方面，由图可知，第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，之后就很难恢复，所以要在水淹3天排水。 24.(2024高考·河北)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量(mg/g) 类胡萝卜素含量(mg/g) 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中__________光可被位于叶绿体__________上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为__________和__________。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的__________较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用__________作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是__________。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为__________ (答出两点即可)。 24.【答案】(1)蓝光；类囊体薄膜；C5；糖类；紫外光。 (2)无水乙醇；叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰。 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 【解析】(1)叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊 体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。 (3)据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 25.(2024高考·安徽)为探究基因 OsNAC 对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC 敲除突变体(KO)及 OsNAC 过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。 净光合速率(umol.m2.s-1) 叶绿素含量(mg·g-1) WT 24.0 4.0 KO 20.3 3.2 OE 27.7 4.6 (1)旗叶从外界吸收1分子 CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受__________释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为__________。 (2)与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的__________、__________ (填科学方法)。 (3)据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率__________。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。 结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①__________；②__________。 25.【答案】(1)ATP 和 NADPH；核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等。 (2)减法原理；加法原理。 (3)增大；与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率。 【解析】(1)在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸(C3)分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸(C5)和淀粉等。 (2)与某品种水稻的野生型(WT)相比，实验组KO为OsNAC 敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE 为 OsNAC 过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。 (3)题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT 组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT 组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与 WT 组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 26.(2024高考·浙江)原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、做出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液(或碘液)，观察颜色变化。 ③结合上述资料，做出可通过实验验证的假设：__________。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ__________ ⅱ__________ ⅲ__________ ⅳ__________ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是__________。热甲醇处理的目的是__________。 (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g(Chl)·m-2和0.20g(Chl)·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率(ETR)值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的__________能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被__________现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞__________内的花青素可通过__________方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护__________的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引__________，完成传粉。 26.【答案】(1)红叶具有光合作用能力；红叶+光照；变蓝；红叶+黑暗；不变蓝；杀死红叶细胞，溶解花青素，以免影响实验结果的观察；溶解叶绿素，以免影响实验结果的观察。 (2)叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能；抑制；液泡；吸收过剩光能的；叶绿体；昆虫(蜜蜂、蝴蝶等)。 【解析】(1)根据实验的问题，提出假设：红叶具有光合作用能力。 为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力，需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。整个实验步骤中，先用沸水处理叶片，将细胞杀死，溶解细胞中的花青素；再将叶片转移到甲醇溶液中，溶解细胞中的叶绿素，以免影响后续实验结果的观察。 (2)分析图甲可知，自变量为光照强度和叶片颜色，因变量为qNP值，当光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶的qNP值较小，即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。 分析图乙可知，随着光照强度的增加，绿叶的ETR值显增大，当光照强度超过800μmol·m-2·s-1时，ETR值减小，即随着光照强度增加，绿叶光合速率先增大后减小，推出光照强度超过一定范围时，绿叶的光合作用反而被抑制。而根据图示可知，在光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶并未出现光合作用被抑制的情况。 红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低，结合图丙可知，储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能(蓝光、绿光)的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤。 大量研究表明，花青素具有缓解叶片中光氧化损伤的潜力，主要通过屏蔽叶绿体过多的高能量量子和清除活性氧物质。综合上述研究结果可知，在强光环境下，大面积的红叶细胞中富含花青素，能有效保护叶绿体不受强光损伤。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引昆虫(蜜蜂、蝴蝶等)，为其完成传粉工作。 27.(2024高考·全国)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。 (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率__________ (填“相等”或“不相等”)，原因是__________。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是__________。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是__________。(答出一点即可) (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在__________最大时的温度。 27.【答案】(1)不相等；温度a和c时的呼吸速率不相等。 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少。 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低。 (4)光合速率和呼吸速率差值。 【解析】(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 (2)在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。 (3)温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。 (4)为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 28.(2024高考·吉林)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。 光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。 (1)反应①是 过程。 (2)与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是__________和__________。 (3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT)，得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自__________和__________(填生理过程)。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是__________。据图3中的数据__________(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率，理由是__________。 (4)结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是__________。 28.【答案】(1)CO2的固定。 (2)细胞质基质；线粒体基质。 (3)光呼吸；呼吸作用；7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程；不能；总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率。 (4)与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大。 【解析】(1)在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。 (2)有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。 (3)由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。 (4)由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。 29.(2024高考·全国)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。 (1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是__________，原因是__________。 (2)光照t时间时，a组CO2浓度__________ (填“大于”“小于”或“等于”)b组。 (3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是__________组，判断依据是__________。 (4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会__________ (填“升高”“降低”或“不变”)。 29.【答案】(1)红光和蓝紫光；光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，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。 (2)大于。 (3)b；再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。 (4)升高。 【解析】(1)光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜两大类，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，属于可见光。 (2)植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度少于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。 (3)再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。 (4)光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化，c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $