2024屆高考二輪 細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝 學(xué)案

概念2細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實(shí)現(xiàn)增殖2．1物質(zhì)通過被動運(yùn)輸、主動運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動2．1.1闡明質(zhì)膜具有eq\x(\s\up1(01))選擇透過性2．1.2舉例說明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不需要額外提供能量；有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要eq\x(\s\up1(02))能量和載體蛋白2．1.3舉例說明大分子物質(zhì)可以通過eq\x(\s\up1(03))胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞2．2細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域2．2.1說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的eq\x(\s\up1(04))蛋白質(zhì)，酶活性受到環(huán)境因素(如pH和溫度等)的影響2．2.2解釋eq\x(\s\up1(05))ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)2．2.3說明植物細(xì)胞的eq\x(\s\up1(06))葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能2．2.4說明生物通過eq\x(\s\up1(07))細(xì)胞呼吸將儲存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量(對照課本回顧主干知識)重要概念1物質(zhì)通過被動運(yùn)輸、主動運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動[例1](2022·全國甲卷，2)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同?，F(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時(shí)觀察到：①細(xì)胞a未發(fā)生變化；②細(xì)胞b體積增大；③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒有溶質(zhì)的交換，下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述，不合理的是()A．水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B．水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC．水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D．水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度答案C解析由于細(xì)胞b在水分交換達(dá)到平衡時(shí)細(xì)胞的體積增大，說明細(xì)胞吸水，則水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，A正確；由題意可知，三種細(xì)胞放入相同濃度的蔗糖溶液中時(shí)，細(xì)胞a表現(xiàn)為既不吸水也不失水，細(xì)胞b吸水，細(xì)胞c失水，因此水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞c，B正確；由題意可知，水分交換達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞a未發(fā)生變化，說明其細(xì)胞液濃度與外界蔗糖溶液初始濃度相等，水分交換達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于此時(shí)的外界蔗糖溶液的濃度，但由于細(xì)胞c失水，此時(shí)的蔗糖溶液濃度小于初始蔗糖溶液濃度，因此，水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度，C錯誤；在一定的蔗糖溶液中，細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離，水分交換達(dá)到平衡時(shí)，其細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，D正確。[例2](2023·深圳市一調(diào))下圖是鉀離子通道模式圖，它由四個相同的亞基形成了一個倒圓錐體，在寬的一端外部有一個選擇性的“過濾器”。下列敘述錯誤的是()A．K＋通過通道蛋白時(shí)不需要與通道蛋白結(jié)合B．此通道蛋白對通過的離子具有選擇性C．此通道的運(yùn)輸速率受到K＋濃度差的影響D．此通道蛋白對K＋的運(yùn)輸可以雙向進(jìn)行答案D解析通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過，K＋通過通道蛋白時(shí)，不需要與通道蛋白結(jié)合，A正確；此通道蛋白對通過的離子具有選擇性，例如，水分子和Na＋不能借助K＋通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞，B正確；結(jié)合題意可知，K＋可通過通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞，則其方式是協(xié)助擴(kuò)散，膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小會直接影響協(xié)助擴(kuò)散速率，濃度差越大擴(kuò)散速率越快，C正確；鉀離子通道由四個相同的亞基形成了一個倒圓錐體，在寬的一端外部有一個選擇性的“過濾器”，故此通道蛋白對K＋的運(yùn)輸只能單向進(jìn)行，D錯誤。[例3]研究得知，胰島B細(xì)胞內(nèi)K＋濃度是細(xì)胞外的28倍，細(xì)胞外Ca2＋濃度是細(xì)胞內(nèi)的15000倍。細(xì)胞外葡萄糖濃度調(diào)節(jié)胰島素的分泌過程如圖(＋表示促進(jìn))，下列敘述錯誤的是()A．K＋外流和Ca2＋內(nèi)流都是不消耗能量的協(xié)助擴(kuò)散B．K＋和Ca2＋濃度差的建立和維持不需要載體蛋白和能量C．ATP釋放使K＋通道磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變D．胰島素通過胞吐運(yùn)出細(xì)胞，該過程需要膜上蛋白質(zhì)的參與答案B解析由題中信息及圖可知，胰島B細(xì)胞內(nèi)K＋濃度大于細(xì)胞外，Ca2＋濃度小于細(xì)胞外，且二者的跨膜需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，因此K＋順濃度梯度外流和Ca2＋順濃度梯度內(nèi)流屬于不消耗能量的協(xié)助擴(kuò)散，A正確；K＋和Ca2＋濃度差的建立和維持需要依靠主動運(yùn)輸，則需要載體蛋白和能量，B錯誤。[例4]圖甲曲線a、b表示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膬煞N方式，圖乙表示大分子物質(zhì)進(jìn)行胞吞和胞吐的過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．圖甲中的方式a運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)可能是O2、甘油和酒精等B．圖甲b曲線所示方式和圖乙過程均需要消耗能量C．圖甲中b曲線達(dá)到最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率后的限制因素可能是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量D．圖乙過程的順利進(jìn)行依賴于細(xì)胞膜具有流動性答案B解析由圖甲可知，方式a只與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度有關(guān)，且與其成正比，屬于自由擴(kuò)散，運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)可能是O2、甘油和酒精等，A正確；方式b除了與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子的濃度相關(guān)外，還與其他因素有關(guān)，屬于協(xié)助擴(kuò)散或主動運(yùn)輸，協(xié)助擴(kuò)散不需要消耗能量但需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，主動運(yùn)輸需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和消耗能量，B錯誤，C正確；圖乙中的胞吞和胞吐過程通過膜融合完成，說明細(xì)胞膜具有流動性，D正確。[例5]如圖表示一段時(shí)間內(nèi)同一細(xì)胞的線粒體膜、液泡膜對相關(guān)物質(zhì)的相對吸收速率曲線。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．線粒體膜與液泡膜對O2吸收速率的不同與兩者膜上的載體蛋白種類和數(shù)量有關(guān)B．兩種膜對甘油的相對吸收速率相同，推測甘油進(jìn)入兩種細(xì)胞器的方式應(yīng)該相同C．線粒體膜、液泡膜對K＋、Na＋的吸收速率都有差異，與膜的選擇透過性有關(guān)D．液泡膜吸收H2O的相對速率比線粒體膜快，可能與兩種膜上水通道蛋白的數(shù)量有關(guān)答案A解析O2跨膜的方式為自由擴(kuò)散，與載體蛋白無關(guān)，線粒體膜與液泡膜對O2吸收速率不同是因?yàn)橛醒鹾粑谌A段在線粒體內(nèi)膜進(jìn)行，需要消耗O2，A錯誤。[練]完成下列物質(zhì)出入細(xì)胞的運(yùn)輸方式表格。運(yùn)輸物質(zhì)水進(jìn)入腎小管細(xì)胞Na＋進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞氧進(jìn)入肺泡細(xì)胞碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞唾液淀粉酶的分泌運(yùn)輸方式運(yùn)輸特點(diǎn)答案運(yùn)輸物質(zhì)水進(jìn)入腎小管細(xì)胞Na＋進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞氧進(jìn)入肺泡細(xì)胞碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞唾液淀粉酶的分泌運(yùn)輸方式協(xié)助擴(kuò)散、自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散主動運(yùn)輸胞吐運(yùn)輸特點(diǎn)順濃度梯度進(jìn)行，不需要能量順濃度梯度進(jìn)行，需要通道蛋白，不需要能量順濃度梯度進(jìn)行，不需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量逆濃度梯度進(jìn)行，需要載體蛋白，需要能量不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，需要能量重要概念2細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞的特定區(qū)域[例6](2023·河北保定高三一模)綠豆種子萌發(fā)過程中，胚細(xì)胞發(fā)生了一系列生理變化。下列敘述正確的是()A．有機(jī)物的種類增多、各種酶的活性均顯著增高B．充足的氧氣可促進(jìn)丙酮酸在線粒體膜上氧化分解C．細(xì)胞呼吸為胚的發(fā)育提供原料和能量D．借助顯微鏡可觀察到大部分胚細(xì)胞中存在染色體答案C解析綠豆種子萌發(fā)過程中，胚細(xì)胞中不是每種酶活性均增高，如與脫落酸相關(guān)合成酶活性可能較低，A錯誤；充足的氧氣可促進(jìn)丙酮酸進(jìn)入線粒體基質(zhì)，丙酮酸不能在線粒體膜上氧化分解，B錯誤；細(xì)胞呼吸是細(xì)胞代謝的樞紐，可以為有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化提供原料，同時(shí)為細(xì)胞代謝提供能量，C正確。[例7]物質(zhì)甲、乙通過反應(yīng)①、②相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)如圖所示，α、β、γ所示位置的磷酸基團(tuán)分別記為Pα、Pβ、Pγ，下列說法正確的是()A．反應(yīng)②與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，反應(yīng)①與放能反應(yīng)相聯(lián)系B．反應(yīng)②可以發(fā)生在線粒體內(nèi)膜、葉綠體內(nèi)膜上C．光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的甲可用于C3的還原D．用32P標(biāo)記Pγ的甲作為RNA合成的原料，可使RNA分子被標(biāo)記答案C解析反應(yīng)②與放能反應(yīng)相聯(lián)系，反應(yīng)①與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，A錯誤；反應(yīng)②可以發(fā)生在線粒體內(nèi)膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體類囊體薄膜上，B錯誤；用32P標(biāo)記Pα的甲作為RNA合成的原料，可使RNA分子被標(biāo)記，D錯誤。[例8](2023·山東高三開學(xué)摸底聯(lián)考)酶的“誘導(dǎo)契合學(xué)說”認(rèn)為，酶活性中心的結(jié)構(gòu)原來并不和底物的結(jié)構(gòu)完全吻合，當(dāng)?shù)孜锱c酶相遇時(shí)，可誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生變化，有關(guān)的各個基團(tuán)達(dá)到正確的排列和定向，使底物和酶契合形成絡(luò)合物。產(chǎn)物從酶上脫落后，酶活性中心又恢復(fù)到原構(gòu)象。下圖為“誘導(dǎo)契合學(xué)說”示意圖，下列敘述正確的是()A．酶與底物形成絡(luò)合物時(shí)，為底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物提供了活化能B．酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生變化的過程伴隨著肽鍵的斷裂C．這一模型可以解釋蔗糖酶催化蔗糖水解成2分子單糖的過程D．酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生變化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)改變，造成酶疲勞性損傷而不可恢復(fù)答案C解析酶催化化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，故酶與底物形成絡(luò)合物時(shí)，降低了底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物所需的活化能，A錯誤；據(jù)圖可知，酶活性中心的構(gòu)象發(fā)生變化后在一定條件下還可復(fù)原，說明該過程肽鍵并未斷裂，否則變形過程無法恢復(fù)，B錯誤；蔗糖酶可以催化蔗糖水解成2分子單糖，此過程可用題圖所示模型解釋，C正確；完成催化作用后，酶活性中心還可恢復(fù)到原構(gòu)象，D錯誤。[例9]甲圖表示反應(yīng)物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響；乙圖表示將A、B兩種物質(zhì)混合，再在T1時(shí)加入某種酶后，A、B兩種物質(zhì)的濃度變化曲線。實(shí)驗(yàn)均在最適溫度和最適pH條件下完成，下列敘述錯誤的是()A．甲圖中反應(yīng)速率達(dá)到最大后，限制酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶的數(shù)量B．若乙圖中的物質(zhì)A是淀粉，則B可以是麥芽糖，該酶可以是唾液淀粉酶C．乙圖中T2時(shí)刻后限制酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶的活性D．甲、乙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)中，溫度和pH都屬于無關(guān)變量答案C解析甲圖中反應(yīng)速率達(dá)到最大后，此時(shí)再增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率不再增加，限制酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶的數(shù)量，A正確；若乙圖中的物質(zhì)A是淀粉，則B可以是麥芽糖，該圖表示的反應(yīng)為A(淀粉)eq\o(→,\s\up7(酶))B(麥芽糖)，該酶可以是唾液淀粉酶，B正確；乙圖中T2時(shí)刻后A、B濃度不再改變是底物A被耗盡導(dǎo)致的，C錯誤；甲、乙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)探究均在最適溫度和最適pH條件下完成，溫度和pH都屬于無關(guān)變量，D正確。[例10](2023·湖南長沙模擬)亞洲飛人蘇炳添，新外號“SUPERFAST”，關(guān)于其體細(xì)胞利用葡萄糖進(jìn)行細(xì)胞呼吸的敘述中，正確的是()A．無氧呼吸時(shí)，葡萄糖中能量的主要去向是以熱能形式散失B．百米賽跑時(shí)，其產(chǎn)生的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)C．若用18O標(biāo)記葡萄糖，在生成的水中檢測不到18OD．肌細(xì)胞內(nèi)的乳酸是由丙酮酸在線粒體中轉(zhuǎn)化形成答案C解析無氧呼吸時(shí)，葡萄糖中的能量主要在不徹底的氧化產(chǎn)物中，釋放的能量的主要去向是以熱能形式散失，A錯誤；人體細(xì)胞只能通過有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，而有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體基質(zhì)，B錯誤；人體細(xì)胞有氧呼吸過程中，葡萄糖中的O進(jìn)入二氧化碳，無氧呼吸過程中葡萄糖中的O進(jìn)入乳酸，因此用18O標(biāo)記葡萄糖，在生成的水中檢測不到18O，C正確；肌細(xì)胞內(nèi)的乳酸是由丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化形成，D錯誤。[例11](2023·廣東二月調(diào)研)在錐形瓶中加入葡萄糖溶液和活化的酵母菌，密閉瓶口，置于適宜條件下培養(yǎng)，用傳感器分別測定O2和CO2的含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列分析錯誤的是()A．在實(shí)驗(yàn)過程中酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸B．實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到100s時(shí)，酵母菌O2的消耗量等于CO2的釋放量C．實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到200s時(shí)，酵母菌無氧呼吸消耗的葡萄糖量大于有氧呼吸消耗的D．500s后，錐形瓶中的O2和CO2的量維持穩(wěn)定與葡萄糖含量有關(guān)答案B解析該瓶口是密閉的，開始時(shí)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，隨著氧氣逐漸減少，有氧呼吸和無氧呼吸都進(jìn)行，A正確；據(jù)圖分析，100s時(shí)，該點(diǎn)有氧呼吸和無氧呼吸同時(shí)進(jìn)行，酵母菌O2的消耗量約為2.5－1.2＝1.3mg·L－1，CO2的釋放量約為10－5＝5mg·L－1，O2的消耗量不等于CO2的釋放量，B錯誤；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到200s時(shí)，有氧呼吸和無氧呼吸同時(shí)進(jìn)行，從圖中曲線可知，CO2的釋放量約為15－5＝10mg·L－1，O2的消耗量大約為2.5－0.75＝1.75mg·L－1，無氧呼吸過程中產(chǎn)生的二氧化碳為10－1.75＝8.25mg·L－1，有氧呼吸過程中產(chǎn)生的二氧化碳為1.75mg·L－1，所以酵母菌無氧呼吸消耗的葡萄糖量大于有氧呼吸消耗的，C正確；據(jù)圖可知，400s之后，密閉容器中O2和CO2的含量基本不變，說明400s時(shí)葡萄糖可能消耗完，不再進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以500s后，錐形瓶中的O2和CO2的量維持穩(wěn)定與葡萄糖含量有關(guān)，D正確。[例12](2023·煙臺高考診斷測試)為研究低氧脅迫對兩個黃瓜品種根系細(xì)胞呼吸的影響，科研人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示。下列敘述正確的是()A．正常通氣情況下，品種A和B的根系細(xì)胞產(chǎn)生的CO2都來自線粒體B．低氧脅迫下，品種B對氧氣濃度的變化較為敏感C．低氧脅迫下，根細(xì)胞中丙酮酸分解為酒精的過程不產(chǎn)生ATPD．低氧脅迫不影響黃瓜的光合速率和產(chǎn)量答案C解析據(jù)圖可知，正常通氣情況下，黃瓜根系細(xì)胞產(chǎn)生了酒精，說明其呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸，則根系細(xì)胞產(chǎn)生的二氧化碳來自線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯誤；與正常通氣相比，低氧脅迫下，品種A產(chǎn)生的酒精含量更多，說明品種A對氧氣濃度的變化較為敏感，B錯誤；低氧脅迫下，根細(xì)胞中丙酮酸分解為酒精的過程是無氧呼吸第二階段，該階段不產(chǎn)生ATP，C正確；長期處于低氧脅迫條件下，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP減少，影響主動運(yùn)輸過程，植物吸收無機(jī)鹽的能力下降，進(jìn)而會影響植物的光合速率，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，D錯誤。[例13](2023·新課標(biāo)卷，2)我國勞動人民在漫長的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲存，即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理③風(fēng)干儲藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲藏④光周期處理，即在作物生長的某一時(shí)期控制每天光照和黑暗的相對時(shí)長⑤合理密植，即栽種作物時(shí)做到密度適當(dāng)，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物關(guān)于這些措施，下列說法合理的是()A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關(guān)系B．措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度答案A解析措施②反映了低溫與作物開花的關(guān)系，控制光照時(shí)間可以調(diào)控植物的花期，使植物提前或延后開花，措施④反映了晝夜長短與作物開花的關(guān)系，A合理。措施③可以降低種子中的自由水含量，使細(xì)胞呼吸速率降低，以降低有機(jī)物的消耗；措施⑤可以提高植株間的二氧化碳濃度等，進(jìn)而提高光合速率，其主要目的不是降低有機(jī)物消耗，B不合理。措施⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用，措施②反映了低溫與作物開花的關(guān)系，其主要目的不是促進(jìn)作物的光合作用，C不合理。措施①③的主要目的是降低呼吸作用強(qiáng)度，措施④反映了晝夜長短與作物開花的關(guān)系，其主要目的不是降低呼吸作用強(qiáng)度，D不合理。[例14](2023·湖南省九校聯(lián)盟二聯(lián))圖1為菠菜光合作用過程示意圖(物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示，圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程)；圖2表示不同CO2濃度和不同光照強(qiáng)度對菠菜幼苗光合作用的影響(光補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度與細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等時(shí)的光照強(qiáng)度)。下列說法正確的是()A．通過②過程可以產(chǎn)生直接能源物質(zhì)ATP用于各項(xiàng)生命活動B．b物質(zhì)用18O標(biāo)記，通過有氧呼吸、光合作用等過程最終能在(CH2O)中檢測到放射性C．光照強(qiáng)度主要通過影響④過程進(jìn)而影響光合作用強(qiáng)度D．據(jù)圖分析，不同光照條件下，CO2補(bǔ)償點(diǎn)相同的原因可能是此時(shí)的限制因素是CO2濃度而不是光照強(qiáng)度答案D解析光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)，不能用于各項(xiàng)生命活動，A錯誤；18O沒有放射性，B錯誤。[例15](2023·武漢五校期中考試)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同(圖a)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖b)，進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)是反映植物需光特性的兩個主要指標(biāo)(圖c)，在不考慮葉綠體運(yùn)動的前提下，下列敘述正確的是()A．t1比t2具有更高的光飽和點(diǎn)B．t2比WT具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)C．與WT相比，t2適合在更強(qiáng)的光照條件下生存，t1則相反D．t1在圖c中C點(diǎn)的限制因素主要為光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度答案C解析在正常光照下，t2中葉綠體的相對受光面積低于t1，則二者光合作用速率相同時(shí)，t2所需的光照強(qiáng)度高于t1，因此當(dāng)二者光合速率分別達(dá)到最大時(shí)，t2所需光照強(qiáng)度高于t1，即t2具有比t1更高的光飽和點(diǎn)，A錯誤；在正常光照下，t2中葉綠體的相對受光面積低于WT，吸收光能更少，因此當(dāng)呼吸作用釋放CO2速率等于光合作用吸收CO2速率時(shí)，t2所需光照強(qiáng)度高于WT，即t2的光補(bǔ)償點(diǎn)＞W(wǎng)T的光補(bǔ)償點(diǎn)，B錯誤；據(jù)圖b可知，葉綠體相對受光面積大小為t1＞W(wǎng)T＞t2，當(dāng)三者光合作用速率相同時(shí)，t2所需光照強(qiáng)度最高，t1所需光照強(qiáng)度最低，因此與WT相比，t2適合在更強(qiáng)的光照條件下生存，t1則相反，C正確；由圖c可知，在一定的光照強(qiáng)度下，光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度的增加而變大，因此t1在圖c中C點(diǎn)的限制因素主要為溫度和二氧化碳濃度，沒有光照強(qiáng)度，D錯誤。[例16](2023·武漢四調(diào))甲植物和乙植物的凈光合速率隨CO2濃度變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是()A．CO2濃度為200μL/L時(shí)，限制兩種植物光合速率的主要因素均為光照強(qiáng)度或溫度B．CO2濃度為400μL/L時(shí)，甲、乙植物的光合速率相等C．CO2濃度為500μL/L時(shí)，甲植物水的光解能力強(qiáng)于乙植物D．與甲植物相比，乙植物更適合在高CO2濃度條件下生存答案C解析CO2濃度為200μL/L時(shí)，限制甲植物光合速率的主要因素為二氧化碳的濃度，A錯誤；CO2濃度為400μL/L時(shí)，甲和乙兩種植物的凈光合速率相等但是呼吸速率不相等，因此光合速率不相等，B錯誤；甲植物CO2飽和點(diǎn)較高更適合在高二氧化碳的濃度下生存，D錯誤；當(dāng)濃度為500μL/L時(shí)，甲植物的總光合速率大于乙植物，因此水的光解能力強(qiáng)于乙植物，C正確。[例17](2023·四省聯(lián)考)光是綠色植物正常生命活動的必需條件，植物吸收不同顏色(波長)的光可產(chǎn)生不同的效果。下列相關(guān)說法錯誤的是()A．分布在葉肉細(xì)胞葉綠體和液泡中的色素可影響葉片顏色B．暗中萌發(fā)生長的玉米幼苗不含有葉綠素，不能吸收紅光C．離體葉綠體懸浮液在適當(dāng)條件下照紅光會發(fā)生放氧反應(yīng)D．藍(lán)光能參與光合作用，也可作為信號調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育答案B解析色素存在于葉綠體和液泡中，故分布在葉肉細(xì)胞葉綠體和液泡中的色素可影響葉片顏色，A正確；植物具有接受光信號的分子，如光敏色素，主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光，B錯誤；葉綠體中含有葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素可以吸收紅光和藍(lán)紫光，因此離體葉綠體懸浮液在適當(dāng)條件下照紅光會進(jìn)行光合作用釋放氧氣，C正確。[例18](2022·黃岡高三質(zhì)量抽測)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有多種因素影響作物生長，農(nóng)業(yè)專家在光照充足，CO2濃度適宜的條件下，探究大棚種植西瓜的最適生長溫度，得到在5～25℃溫度區(qū)間，光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度的曲線圖如下。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．西瓜葉肉細(xì)胞所含的光合色素主要分布在葉綠體的內(nèi)外膜和類囊體薄膜上B．15℃時(shí)，西瓜植株光合作用消耗的CO2來自外界和自身呼吸作用C．根據(jù)圖中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能確定西瓜生長的最適溫度D．25℃時(shí)突然降低光照強(qiáng)度，葉綠體中C3的含量會短暫升高答案A解析西瓜葉肉細(xì)胞所含的光合色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；在溫度為15℃時(shí)，光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)西瓜植株光合作用消耗的CO2的獲得途徑有從外界吸收和自身呼吸作用產(chǎn)生，B正確；據(jù)圖可知，溫度在5～25℃之間光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度的差值(凈光合作用強(qiáng)度)一直在上升未出現(xiàn)峰值，因此不能確定西瓜生長的最適溫度，C正確；25℃時(shí)突然降低光照強(qiáng)度，光反應(yīng)速率減慢，產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，C3還原減慢，C3的消耗量減少，短時(shí)間內(nèi)C3的生成量不變，故葉綠體中C3的含量會短暫升高，D正確。[例19](2023·湖南省高三摸底聯(lián)考)圖1是某植物葉肉細(xì)胞中光合作用和呼吸作用的物質(zhì)變化示意簡圖，其中①～⑤為生理過程，a～h為物質(zhì)名稱；圖2為該植物在適宜溫度、CO2濃度為0.03%的條件下，光合作用與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖1①～⑤過程中，能夠產(chǎn)生ATP的過程的是________(填序號)，在生物膜上進(jìn)行的生理過程是________(填序號)。②過程中突然減少h的供應(yīng)，g的含量短時(shí)間內(nèi)將________(填“上升”“下降”或“不變”)。黑暗條件下，能產(chǎn)生ATP的場所是______________________。(2)影響圖2中A點(diǎn)上下移動的主要外界因素是________；光照強(qiáng)度為B點(diǎn)時(shí)，既沒有CO2的吸收也沒有CO2釋放，其原因是__________________________。C點(diǎn)時(shí)，該植物的總光合速率為________(用CO2吸收速率表示)mg·(100cm2葉·h)－1。若白天持續(xù)處于C點(diǎn)對應(yīng)的光照強(qiáng)度，則每天至少光照________h，該植物才能正常生長。答案(1)①③④⑤①⑤上升細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(2)溫度光合作用消耗的CO2量等于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量206解析(1)圖1中①表示光反應(yīng)階段，②表示暗反應(yīng)階段，③表示有氧呼吸第一階段，④表示有氧呼吸第二階段，⑤表示有氧呼吸第三階段，根據(jù)有氧呼吸和光合作用的過程可知，產(chǎn)生ATP的過程的是①③④⑤，光合作用的暗反應(yīng)階段不產(chǎn)生ATP。光反應(yīng)階段在類囊體薄膜上進(jìn)行，有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，對應(yīng)序號①和⑤。暗反應(yīng)中，CO2首先與C5結(jié)合形成C3，突然減少h(CO2)的供應(yīng)，則g(C5)的消耗減少，而短時(shí)間內(nèi)C5來源不變，因此C5的含量短時(shí)間內(nèi)將上升。黑暗條件下無光合作用，只有呼吸作用，能產(chǎn)生ATP的過程是③④⑤，產(chǎn)生ATP的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(2)圖2中A點(diǎn)無光照，有二氧化碳的釋放，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，故影響其上下移動的主要外界因素是溫度；光照強(qiáng)度為B點(diǎn)時(shí)，二氧化碳的釋放量為0，其原因是光合作用消耗的CO2量等于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量，即凈光合速率為0。C點(diǎn)時(shí)，該植物的實(shí)際光合速率即總光合速率為15＋5＝20[mg·(100cm2葉·h)－1](用CO2吸收速率表示)。若白天的光照強(qiáng)度持續(xù)為C點(diǎn)對應(yīng)光照強(qiáng)度，則白天凈光合速率為15[mg·(100cm2葉·h)－1]，全天呼吸速率是5[mg·(100cm2葉·h)－1]，植物若要正常生長需要每天白天積累的有機(jī)物和晚上消耗的有機(jī)物相等，設(shè)每天至少光照ah，植物才能正常生長，列方程為15a＝(24－a)×5，解得a＝6。[例20](2023·陜西省聯(lián)盟學(xué)校聯(lián)考)國際權(quán)威雜志《Science》發(fā)表了有關(guān)中國科學(xué)家人工合成淀粉的研究成果，這是繼上世紀(jì)60年代中國科學(xué)家在世界上首次完成人工合成結(jié)晶牛胰島素之后，在生物學(xué)方面取得的又一具有原創(chuàng)性和顛覆性的重大突破。光合作用(A)和人工合成淀粉的過程(B)如圖。請回答下列問題：(1)人工固定CO2合成淀粉的過程與卡爾文循環(huán)相似，可以推測人工合成淀粉的過程中應(yīng)加入__________________才能使反應(yīng)高效進(jìn)行，此物質(zhì)的加入是催化人工合成淀粉的核心技術(shù)。(2)葉肉細(xì)胞中能吸收、轉(zhuǎn)化、利用太陽能的色素分布在______________，光反應(yīng)階段將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)開___________________________。研究者在人工合成淀粉過程中，首先利用太陽能發(fā)電，然后利用電能制________，再用于合成有機(jī)C1。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成淀粉的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________________。(4)按照目前的技術(shù)參數(shù)，在能量供給充足的條件下，理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器年產(chǎn)淀粉量相當(dāng)于5畝土地玉米種植的淀粉產(chǎn)量(按中國玉米淀粉平均畝產(chǎn)量計(jì)算)。由于人工合成淀粉的途徑對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等干旱缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。由此推測該技術(shù)對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要意義是________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。答案(1)各種相應(yīng)的催化酶(與暗反應(yīng)有關(guān)的酶)(2)類囊體薄膜上儲存在ATP、NADPH中的活躍化學(xué)能H2(3)高于人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)(4)節(jié)約耕地和淡水；避免農(nóng)藥、化肥等對環(huán)境的污染(解決糧食危機(jī)，提高糧食安全水平)解析(1)葉綠體是綠色植物通過光合作用合成糖類的場所。光合作用的卡爾文循環(huán)需要在多種酶的催化作用下才能高效完成，圖中人工固定CO2合成糖類的反應(yīng)過程與卡爾文循環(huán)相似，因此人工合成淀粉的過程中應(yīng)加入各種相應(yīng)的催化酶(與暗反應(yīng)有關(guān)的酶)，反應(yīng)才能高效完成，此物質(zhì)的加入是催化人工合成淀粉的核心技術(shù)。(2)葉肉細(xì)胞中能吸收、轉(zhuǎn)化、利用太陽能的色素分布在類囊體薄膜上，光反應(yīng)階段將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖贏TP、NADPH中的活躍化學(xué)能；從圖中可以看出，人工合成淀粉利用了太陽能發(fā)電，然后利用電能將水分解成O2和H2，再將H2用于合成有機(jī)C1。[練]ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號分子，其作為信號分子的作用機(jī)理如圖所示。一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì)，還能釋放ATP，兩者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析，試寫出探究ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號分子的兩個實(shí)驗(yàn)思路。答案①去除典型的神經(jīng)遞質(zhì)，檢測受體細(xì)胞是否仍能接收信號發(fā)生膜電位的改變；②檢測受體細(xì)胞是否存在ATP的特異性受體。情境信息__知識綜合命題視角一：物質(zhì)跨膜綜合分析(2021·山東等級考)液泡是植物細(xì)胞中儲存Ca2＋的主要細(xì)胞器，液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解無機(jī)焦磷酸釋放的能量跨膜運(yùn)輸H＋，建立液泡膜兩側(cè)的H＋濃度梯度。該濃度梯度驅(qū)動H＋通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運(yùn)輸，從而使Ca2＋以與H＋相反的方向同時(shí)通過CAX進(jìn)行進(jìn)入液泡并儲存。下列說法錯誤的是()A．Ca2＋通過CAX的跨膜運(yùn)輸方式屬于協(xié)助擴(kuò)散B．Ca2＋通過CAX的運(yùn)輸有利于植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺C．加入H＋焦磷酸酶抑制劑，Ca2＋通過CAX的運(yùn)輸速率變慢D．H＋從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡的跨膜運(yùn)輸方式屬于主動運(yùn)輸答案A解析由題干信息可知，H＋通過液泡膜上的載體蛋白CAX完成跨膜運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是由濃度梯度驅(qū)動的，為協(xié)助擴(kuò)散，而Ca2＋通過CAX進(jìn)入液泡并儲存的方式為主動運(yùn)輸，所需要的能量由H＋順濃度梯度產(chǎn)生的勢能提供，A錯誤；Ca2＋通過CAX的運(yùn)輸進(jìn)入液泡增加細(xì)胞液的濃度，有利于植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺，B正確；加入H＋焦磷酸酶抑制劑，則液泡中的H＋濃度降低，液泡膜兩側(cè)的H＋濃度梯度差減小，為Ca2＋通過CAX的運(yùn)輸提供的能量減少，C正確；H＋從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡的跨膜運(yùn)輸方式需要水解無機(jī)焦磷酸釋放的能量來提供，為主動運(yùn)輸，D正確。[練1－1](2023·韶關(guān)一模)用濃度為2mol·L－1乙二醇溶液和2mol·L－1蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞，觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體(除去細(xì)胞壁的植物細(xì)胞)體積變化如圖所示。下列分析正確的是()A．選取植物根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以觀察到上述現(xiàn)象B．A→B段的變化表明植物細(xì)胞滲透失水導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增大C．從C點(diǎn)起，乙二醇開始進(jìn)入植物細(xì)胞引起細(xì)胞液濃度增大D．在D點(diǎn)時(shí)，植物細(xì)胞的細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間充滿了清水答案B解析植物根尖分生區(qū)的細(xì)胞無大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，A錯誤；A→B段原生質(zhì)體的相對體積減少，是因?yàn)橥饨缛芤簼舛雀哂诩?xì)胞液濃度，細(xì)胞失水引起的，細(xì)胞失水會導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增大，B正確；乙二醇從開始就可以進(jìn)入細(xì)胞，C錯誤；在D點(diǎn)時(shí)，植物細(xì)胞的細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間充滿了蔗糖溶液，D錯誤。[練1－2](2023·山東省棗莊市三中高三開學(xué)考)線粒體外膜分布著孔蛋白構(gòu)成的通道蛋白，丙酮酸可以經(jīng)此通道通過。而線粒體內(nèi)膜由于蛋白質(zhì)含量高導(dǎo)致通透性低，丙酮酸需通過與H＋協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞接赡らg隙進(jìn)入線粒體基質(zhì)，如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)/脂質(zhì)的比值大于線粒體外膜B．丙酮酸穿過線粒體外膜和內(nèi)膜的方式均為協(xié)助擴(kuò)散C．H＋通過質(zhì)子泵由線粒體基質(zhì)進(jìn)入膜間隙的方式為主動運(yùn)輸D．加入蛋白質(zhì)變性劑會改變線粒體內(nèi)膜對H＋的運(yùn)輸速率答案B解析線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，其上附著有多種酶，因此線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)/脂質(zhì)的比值大于線粒體外膜，A正確；丙酮酸通過內(nèi)膜時(shí)，要借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，以和H＋(質(zhì)子)協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞接赡らg隙進(jìn)入線粒體基質(zhì)，消耗H＋的梯度勢能，因此為主動運(yùn)輸，B錯誤；H＋(質(zhì)子)通過質(zhì)子泵由線粒體基質(zhì)進(jìn)入膜間隙是逆濃度梯度，且需要載體蛋白，所以運(yùn)輸方式為主動運(yùn)輸，C正確；蛋白質(zhì)變性劑會使蛋白質(zhì)變性而失活，H＋(質(zhì)子)由線粒體基質(zhì)進(jìn)入膜間隙需要載體蛋白，所以運(yùn)輸速率會降低，D正確。命題視角二：酶的實(shí)驗(yàn)探究(2023·保定模擬)淀粉酶可以使面粉中的淀粉水解，保證了面團(tuán)發(fā)酵時(shí)有足夠的糖源，從而加快氣體生成速度，使成品更加蓬松柔軟。某實(shí)驗(yàn)小組用兩種淀粉酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度，因變量是酶的相對活性，可通過檢測淀粉剩余量來計(jì)算酶的活性B．使面團(tuán)蓬松柔軟的氣體是CO2，在52℃左右分別使用兩種淀粉酶，氣體的產(chǎn)生速率相近C．淀粉水解的產(chǎn)物可與斐林試劑在水浴加熱的條件下反應(yīng)形成磚紅色沉淀D．隨溫度的升高，兩種淀粉酶均會逐漸發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的改變而使活性下降答案A解析該實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度和淀粉酶的種類，因變量是酶的相對活性，一段時(shí)間后可通過檢測淀粉剩余量來計(jì)算酶的活性，A錯誤；由圖可知在52℃左右時(shí)，兩條曲線出現(xiàn)了交點(diǎn)，因此在52℃左右分別使用兩種淀粉酶，氣體的產(chǎn)生速率相近，B正確；淀粉水解的產(chǎn)物是麥芽糖等，可與斐林試劑在水浴加熱的條件下反應(yīng)形成磚紅色沉淀，C正確；兩種酶在溫度過高時(shí)均會變性，因此隨溫度的升高，兩種淀粉酶均會逐漸發(fā)生空間結(jié)構(gòu)的改變而使活性下降，D正確。[練2](2023·四省聯(lián)考)針對某酶促反應(yīng)，某同學(xué)在酶量和反應(yīng)時(shí)間都相同的情況下進(jìn)行了甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)并得到相應(yīng)的三條曲線如圖所示。甲是反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度變化的曲線，乙是一定量的物質(zhì)W1存在時(shí)反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度變化的曲線，丙是一定量的物質(zhì)W2存在時(shí)反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度變化的曲線。據(jù)圖判斷，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述，錯誤的是()A．若僅提高甲組酶量重新實(shí)驗(yàn)，其最大反應(yīng)速率會增大B．若在甲組中加入W1重新實(shí)驗(yàn)，其最大反應(yīng)速率會降低C．可推測在與酶的結(jié)合過程中，W2和反應(yīng)物無競爭關(guān)系D．若要減弱W2對反應(yīng)速率的影響，可加大反應(yīng)物的濃度答案C解析由曲線分析，加入W1后反應(yīng)速率下降，隨反應(yīng)物濃度上升反應(yīng)速率也不能恢復(fù)，W1很可能是非競爭性抑制劑，若在甲組中加入W1重新實(shí)驗(yàn)，W1會導(dǎo)致酶的空間構(gòu)象發(fā)生改變，使酶的活性下降，其最大反應(yīng)速率會降低，B正確；由丙曲線的趨勢來看，W2最初抑制了酶促反應(yīng)速率，但隨著反應(yīng)物濃度升高，這種抑制被解除，可推測W2為競爭性抑制劑，在與酶結(jié)合的過程中，W2與底物競爭酶，可加大反應(yīng)物濃度，減弱W2對反應(yīng)速率的影響，C錯誤，D正確。命題視角三：細(xì)胞呼吸綜合分析(2023·大連市一模)乳酸脫氫酶(LDH)有多種類型。人的心肌細(xì)胞中主要是LDH1，催化乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸，生成的丙酮酸繼續(xù)進(jìn)行有氧氧化；骨骼肌細(xì)胞中主要是LDH5，缺氧條件下，催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸。下列敘述正確的是()A．LDH1為乳酸轉(zhuǎn)化為丙酮酸提供活化能B．丙酮酸的有氧氧化過程既有水的參與，也有水的生成C．LDH5分布在骨骼肌細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜上D．丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸時(shí)，釋放少量能量，生成少量ATP答案B解析LDH1具有催化作用，作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不能提供能量，A錯誤；丙酮酸的有氧氧化過程的第二階段有水參與，第三階段有水生成，B正確；LDH5缺氧條件下，催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸，場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，LDH5存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C錯誤；丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸時(shí)不釋放能量，D錯誤。[練3－1](2023·山東高三開學(xué)摸底聯(lián)考)2022年冬奧會中國隊(duì)短道速滑團(tuán)體為國奪得了首金，下列關(guān)于比賽過程中有關(guān)運(yùn)動員生理活動的敘述正確的是(假設(shè)運(yùn)動員呼吸作用所利用的物質(zhì)是葡萄糖)()A．部分肌肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，使血漿pH不斷下降B．線粒體內(nèi)葡萄糖的氧化分解速率加快，體溫略有升高C．許多運(yùn)動員容易出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象，可能與血液中Ca2＋濃度偏高有關(guān)D．比賽中運(yùn)動員在局部缺氧時(shí)，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量等于消耗的O2量答案D解析運(yùn)動員在比賽過程中，部分肌肉細(xì)胞會進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，但由于血漿中存在緩沖物質(zhì)，血漿pH不會出現(xiàn)不斷下降的情況，A錯誤；葡萄糖不進(jìn)入線粒體，B錯誤；血液中Ca2＋濃度偏低，神經(jīng)肌肉興奮性升高，容易出現(xiàn)抽搐，C錯誤；人體細(xì)胞無氧呼吸時(shí)產(chǎn)生乳酸，無CO2生成，CO2只能來自有氧呼吸，故即使局部缺氧時(shí)，運(yùn)動員呼吸產(chǎn)生的CO2量等于消耗的O2量，D正確。[練3－2](2023·株洲市質(zhì)檢)解偶聯(lián)劑能使呼吸鏈電子傳遞即氧化過程中，所產(chǎn)生的能量不能用于ADP的磷酸化形成ATP，而只能以熱的形式散發(fā)，即解除了氧化和磷酸化的偶聯(lián)作用，如圖為細(xì)胞呼吸電子傳遞鏈?zhǔn)疽鈭D。以下敘述不正確的是()A．呼吸抑制劑抑制電子傳遞，導(dǎo)致磷酸化過程也受到抑制B．已知過量的阿司匹林可使氧化磷酸化部分解偶聯(lián)，因此會導(dǎo)致體溫升高C．動物棕色脂肪組織線粒體中有獨(dú)特的解偶聯(lián)蛋白，因此棕色脂肪比例較高的人更容易肥胖D．線粒體內(nèi)膜對H＋的通透性是氧化過程和磷酸化發(fā)生偶聯(lián)的關(guān)鍵因素之一答案C解析呼吸抑制劑抑制電子傳遞，也就減少了能量的產(chǎn)生，導(dǎo)致ADP的磷酸化形成ATP受到抑制，A正確；已知過量的阿司匹林可使氧化磷酸化部分解偶聯(lián)，意味著有一部分能量不能用于ADP的磷酸化形成ATP，而只能以熱的形式散發(fā)，體溫將會升高，B正確；動物棕色脂肪組織線粒體中有獨(dú)特的解偶聯(lián)蛋白，氧化分解時(shí)大部分能量以熱能散失，需分解更多糖類來產(chǎn)生維持機(jī)體正常生命活動所需的ATP，因此棕色脂肪比例較高的人不容易肥胖，C錯誤；由圖可知，電子傳遞鏈和ATP合成過程與H＋的跨膜運(yùn)輸有關(guān)，線粒體內(nèi)膜對H＋的通透性是氧化過程和磷酸化發(fā)生偶聯(lián)的關(guān)鍵因素之一，D正確。[練3－3](2023·湖北武漢聯(lián)考)我國運(yùn)動員在2021年的東京奧運(yùn)會上取得了舉世矚目的好成績，下列是運(yùn)動員在距離不同的跑步過程中，肌肉細(xì)胞收縮時(shí)有氧呼吸和無氧呼吸供能比例(假如呼吸底物只有葡萄糖)，下列有關(guān)說法正確的是()A．100米跑時(shí)主要由無氧呼吸供能B．1500米跑時(shí)，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖相等C．5000米跑時(shí)，肌肉細(xì)胞產(chǎn)生的CO2量大于消耗的O2量D．在進(jìn)行馬拉松長跑時(shí)，ATP主要由線粒體基質(zhì)提供答案A解析1500米跑時(shí)，有氧呼吸與無氧呼吸供能的百分比相同，但由于消耗等量的葡萄糖有氧呼吸釋放的能量多，因此可以推測，有氧呼吸比無氧呼吸消耗的葡萄糖少，B錯誤；5000米跑時(shí)，主要進(jìn)行有氧呼吸，但仍有部分無氧呼吸，人體肌肉細(xì)胞進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸時(shí)，既不消耗O2也不產(chǎn)生CO2，而有氧呼吸時(shí)肌肉細(xì)胞釋放的CO2量與吸收的O2量相等，C錯誤；進(jìn)行馬拉松長跑時(shí)，主要進(jìn)行有氧呼吸，ATP主要由線粒體內(nèi)膜提供，D錯誤。命題視角四：景天科植物光合作用過程與光呼吸(2023·湖南師大附中模擬)生長于熱帶干旱地區(qū)的景天科植物白天氣孔開放程度小，夜晚開放程度大，經(jīng)過長期適應(yīng)和進(jìn)化形成獨(dú)特的固定CO2的方式，如下圖所示，下列說法不正確的是()A．景天科植物白天氣孔開放程度小，防止過度蒸騰作用B．景天科植物夜間CO2凈吸收速率可能大于0C．景天科植物白天pH小于夜晚，利于暗反應(yīng)進(jìn)行D．景天科植物在夜晚不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物答案C解析景天科植物白天氣孔開放程度小，防止過度蒸騰作用大量散失水分，A正確；景天科植物白天氣孔開放程度小，夜晚開放程度大，吸收的二氧化碳可以合成蘋果酸，故景天科植物夜間CO2凈吸收速率可能大于0，B正確；景天科植物CO2固定后能夠在夜晚轉(zhuǎn)化為酸性物質(zhì)儲存起來，而白天蘋果酸分解形成二氧化碳用于暗反應(yīng)，故景天科植物白天pH大于夜晚，C錯誤；由于夜晚沒有光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，所以不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物，D正確。[練4]光照條件下，葉肉細(xì)胞中O2與CO2競爭性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸。在光呼吸中，可以明顯地減弱光合作用，降低作物產(chǎn)量，沒有ATP或NADPH的生成，是一個消耗能量的過程。光呼吸是植物在長期進(jìn)化過程中，為了適應(yīng)環(huán)境變化、提高抗逆性而形成的一條代謝途徑，具有重要的生理意義。下列說法錯誤的是()A．光呼吸中C5與O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中B．正常進(jìn)行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低C．光呼吸會消耗有機(jī)物，適當(dāng)抑制光呼吸可以增加作物產(chǎn)量D．在高O2含量的環(huán)境中，植物體內(nèi)所有細(xì)胞都可進(jìn)行光呼吸答案D解析C5是暗反應(yīng)階段的反應(yīng)物和產(chǎn)物，C5與O2的結(jié)合發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，A正確；光照停止，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，暗反應(yīng)消耗的五碳化合物減少，五碳化合物和氧氣結(jié)合增加，產(chǎn)生的二氧化碳增多，隨著時(shí)間的延長，五碳化合物被消耗殆盡，最終葉片釋放的CO2全部來自于葉片的呼吸作用釋放的CO2，B正確；光呼吸會消耗有機(jī)物，適當(dāng)抑制光呼吸可以增加作物產(chǎn)量，C正確；光呼吸一般發(fā)生在葉肉細(xì)胞中，根細(xì)胞中不發(fā)生光呼吸，D錯誤。命題視角五：影響光合作用強(qiáng)度的因素及光合作用強(qiáng)度測定(2023·北京，3)在兩種光照強(qiáng)度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是()A．在低光強(qiáng)下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B．在高光強(qiáng)下，M點(diǎn)左側(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強(qiáng)相關(guān)C．在圖中兩個CP點(diǎn)處，植物均不能進(jìn)行光合作用D．圖中M點(diǎn)處光合速率與呼吸速率的差值最大答案C解析在低光強(qiáng)下，從外界吸收的CO2量減少，應(yīng)該是呼吸速率上升，導(dǎo)致凈光合速率下降，A正確；CP點(diǎn)表示CO2吸收速率為0，代表光合速率和呼吸速率相等，而不是植物不進(jìn)行光合作用，C錯誤；CO2吸收速率代表凈光合速率，即光合速率與呼吸速率的差值，M點(diǎn)凈光合速率最高，光合速率與呼吸速率的差值最大，D正確。[練5－1](2023·江蘇省揚(yáng)州高三模擬)圖甲中，A、B分別為培植于無色透明氣球內(nèi)、質(zhì)量相等的某植物幼苗，氣球可膨脹、收縮；其中B幼苗已死亡。氣球內(nèi)的培養(yǎng)液中均含CO2緩沖液(維持氣球內(nèi)CO2濃度不變)；初始時(shí)指針指向正中零的位置。圖乙為相同時(shí)間內(nèi)測得的燈泡到水面的距離與指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的關(guān)系曲線，每次實(shí)驗(yàn)后指針復(fù)零。下列相關(guān)描述，不正確的是()A．在適宜光照條件下，指針將向右偏轉(zhuǎn)B．該實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度，c點(diǎn)的含義為O2釋放量最大C．ce段說明隨燈光距離的增大，O2釋放量減少D．f點(diǎn)與a、b、c、d點(diǎn)的指針的偏轉(zhuǎn)方向相同，但數(shù)值較小答案D解析在適宜光照條件下，光合速率大于呼吸速率，有O2的釋放，此時(shí)A側(cè)浮力增大，指針將向右偏轉(zhuǎn)，A正確；實(shí)驗(yàn)研究的是光照強(qiáng)度對光合作用的影響，自變量為光照強(qiáng)度，c點(diǎn)表示單位時(shí)間內(nèi)O2釋放量最大，凈光合速率最大，B正確；據(jù)曲線圖分析可知，ce段表示隨燈泡到水面距離的增大，O2釋放量減少，C正確；與a、b、c、d點(diǎn)相比，f點(diǎn)時(shí)呼吸速率大于光合速率，氣球內(nèi)氣體量減少，因此指針的偏轉(zhuǎn)方向與上述四點(diǎn)的相反，D錯誤。[練5－2](2022·北京東城高三期末改編)下圖顯示在環(huán)境CO2濃度和高CO2濃度下，溫度對兩種植物CO2吸收速率的影響，有關(guān)曲線的分析正確的是()A．高CO2濃度條件下，葉片溫度在45℃時(shí)兩種植物真正光合速率最高B．環(huán)境CO2濃度條件下，40℃時(shí)限制兩種植物光合作用速率的因素相同C．自然條件下，與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環(huán)境中D．植物b的光合作用相關(guān)酶活性在38℃左右最高答案C解析高CO2濃度條件下，葉片溫度在42℃時(shí)兩種植物凈光合速率最高，由于不知道呼吸速率，無法知道真正光合速率的情況，A錯誤；由左圖可知，40℃時(shí)植物a的CO2吸收速率沒有達(dá)到最大，溫度是其限制因素，對比左圖和右圖可知，在40℃時(shí)，植物a在環(huán)境二氧化碳濃度和高二氧化碳濃度下的二氧化碳吸收速率相近，此時(shí)限制植物a光合速率的因素可能是光照強(qiáng)度和溫度，植物b在環(huán)境二氧化碳濃度下的二氧化碳吸收速率明顯低于高二氧化碳濃度下的二氧化碳吸收速率，此時(shí)限制植物b光合速率的因素可能是二氧化碳濃度，B錯誤；據(jù)左圖可知，自然條件下，葉片溫度較高時(shí)，植物a的凈光合速率較高，故與植物b相比，植物a更適合生活在高溫環(huán)境中，C正確；據(jù)圖可知，在環(huán)境CO2濃度條件下，植物b的凈光合速率在38℃左右最高，在高CO2濃度條件下，植物b的凈光合速率在42℃左右最高，但由于不知道呼吸速率，所以不知道真正光合速率最高時(shí)的溫度，也就不能確定光合作用相關(guān)酶活性最高時(shí)的溫度，D錯誤。長句應(yīng)答__科學(xué)探究命題視角六：側(cè)重光合作用過程的探究分析(2023·石家莊質(zhì)檢二)科學(xué)家在研究光合作用的過程中，選取合適的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)條件非常關(guān)鍵?；卮鹣铝袉栴}：(1)恩格爾曼用水綿和________________做實(shí)驗(yàn)材料，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，觀察到的現(xiàn)象是____________________________。此外該實(shí)驗(yàn)還應(yīng)注意，臨時(shí)裝片應(yīng)放在______________________小室內(nèi)進(jìn)行。(2)卡爾文用小球藻研究暗反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)裝置中通入14CO2時(shí)，幾秒鐘內(nèi)有多種14C的化合物(14C3、14C5、(14CH2O))生成，為研究該反應(yīng)的第一產(chǎn)物，應(yīng)該采取的做法是__________________________。實(shí)驗(yàn)最終確定C3是第一產(chǎn)物。當(dāng)連續(xù)通入并維持裝置中14CO2含量恒定不變時(shí)，發(fā)現(xiàn)(14CH2O)的含量上升，此時(shí)葉綠體中14C3和14C5含量分別為________(填“上升”“不變”或“下降”)，說明14C3、14C5都是暗反應(yīng)的中間產(chǎn)物。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象________(填“能”或“不能”)說明碳元素的轉(zhuǎn)移途徑一定為，其理由是__________________________________________________________。(3)請以暗處理過的黑藻為實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證細(xì)胞中葉綠體光合作用能產(chǎn)生淀粉，寫出實(shí)驗(yàn)思路和結(jié)果。答案(1)需氧細(xì)菌需氧細(xì)菌分布在葉綠體被光束照射到的地方黑暗沒有空氣的(2)縮短反應(yīng)時(shí)間(進(jìn)行鑒定)不變和不變(只答一個不變不可)不能CO2→C3→C5→(CH2O)的轉(zhuǎn)變途徑也能出現(xiàn)上述現(xiàn)象(3)實(shí)驗(yàn)思路：長勢相同的黑藻平均分為兩組，在黑暗中放置幾小時(shí)，然后一組在適宜光照下照射一段時(shí)間，另一組黑暗處理，用酒精脫色后滴加碘液，顯微鏡下觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：光照組黑藻細(xì)胞中出現(xiàn)藍(lán)色，黑暗組不變色。解析卡爾文實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)連續(xù)通入并維持裝置中14CO2含量恒定不變時(shí)，發(fā)現(xiàn)14C標(biāo)記的糖類含量上升，此時(shí)，葉綠體中的14C3、14C5的含量均不改變就可以證明它們均是暗反應(yīng)的中間產(chǎn)物，因?yàn)橹虚g產(chǎn)物就是有生成也有消耗，所以作為中間產(chǎn)物在一定時(shí)間內(nèi)應(yīng)保持相對穩(wěn)定，但是該實(shí)驗(yàn)不能證明C3是一部分生成了C5循環(huán)使用，還是C3轉(zhuǎn)變成C5，C5再轉(zhuǎn)變成糖類。若證明黑藻細(xì)胞葉綠體能產(chǎn)生淀粉應(yīng)用已暗處理過的黑藻為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)思路應(yīng)為長勢相同的黑藻暗處理后平均分成兩組，一組在適宜光照下照射一段時(shí)間，另一組黑暗處理，用酒精脫色后滴加碘液，顯微鏡下觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)光照組出現(xiàn)藍(lán)色，黑暗組不變色。[練6－1](2023·撫順市模擬)喀斯特生態(tài)系統(tǒng)中，重碳酸鹽(含HCOeq\o\al(－,3))是碳酸鹽巖經(jīng)巖溶作用(CaCO3＋CO2＋H2O→HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋)風(fēng)化的產(chǎn)物，雖對植物生長代謝有很多負(fù)面影響，但也有積極作用。如HCOeq\o\al(－,3)在干旱等逆境脅迫下可作為植物短期的碳源，促進(jìn)氣孔打開，恢復(fù)光合作用，還能通過影響葡萄糖代謝增強(qiáng)植物的抗逆能力，HCOeq\o\al(－,3)對植物光合作用的回補(bǔ)效應(yīng)如圖所示(PGA：3-磷酸甘油酸；RuBP：核酮糖1，5-二磷酸)?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖中顯示了在葉綠體中發(fā)生的________反應(yīng)，其中________應(yīng)該是一種五碳化合物。(2)研究表明HCOeq\o\al(－,3)也可為光反應(yīng)部位提供電子，電子經(jīng)傳遞，可與________結(jié)合生成NADPH，NADPH為暗反應(yīng)提供了________，緩解了光合器官“空轉(zhuǎn)”，促進(jìn)植物碳同化順利進(jìn)行。(3)強(qiáng)烈的巖溶作用促進(jìn)了干旱、高重碳酸鹽、高pH等喀斯特逆境的形成，導(dǎo)致植物葉片氣孔關(guān)閉，抑制了光合作用。除(2)所述原因外，據(jù)圖分析喀斯特逆境下土壤中高HCOeq\o\al(－,3)回補(bǔ)植物光合作用的其他原因：_____________________________________________________________________________________________。(4)植物主要的葡萄糖代謝途徑包括糖酵解途徑和磷酸戊糖途徑。糖酵解途徑是葡萄糖被分解為丙酮酸的過程，該過程的場所________(填“是”或“不是”)線粒體。磷酸戊糖途徑可產(chǎn)生NADPH，從而促進(jìn)光合作用、氮代謝等多種生理過程的進(jìn)行。推測逆境下HCOeq\o\al(－,3)可能促使植物優(yōu)先選擇________途徑以增強(qiáng)植物的抗逆能力。答案(1)暗RuBP(2)NADP＋還原劑和能量(3)HCOeq\o\al(－,3)在細(xì)胞內(nèi)與H＋反應(yīng)可以產(chǎn)生CO2和水，促進(jìn)植物的光合作用(4)不是磷酸戊糖解析(1)如圖是葉綠體吸收CO2進(jìn)行暗反應(yīng)的過程，暗反應(yīng)過程中CO2與五碳化合物反應(yīng)形成三碳化合物，所以圖中RuBP是一種五碳化合物。(2)NADPH是通過NADP＋接受電子和H＋形成的，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH可作為還原劑參與暗反應(yīng)中三碳化合物的還原并提供能量。(4)糖酵解途徑是葡萄糖被分解為丙酮酸的過程，該過程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以不是發(fā)生在線粒體上。由于磷酸戊糖途徑可產(chǎn)生NADPH，從而促進(jìn)光合作用、氮代謝等多種生理過程的進(jìn)行，則在逆境下HCOeq\o\al(－,3)可能促使植物優(yōu)先選擇磷酸戊糖途徑以增強(qiáng)植物的抗逆能力。[練6－2](2023·唐山高三期末)葉片吸收的過剩光能會造成氧自由基等有害物質(zhì)的積累。非光化學(xué)淬滅(NPQ)可通過葉綠體中葉黃素的某些化學(xué)反應(yīng)將過剩光能以熱能形式散失，NPQ機(jī)制的啟動和關(guān)閉特點(diǎn)如圖所示(虛線表示能量流向)。(1)分離光合色素的方法是__________。光合色素吸收的光能轉(zhuǎn)化為________和________中的化學(xué)能，其中后者是一種活潑的還原劑。(2)NPQ過程發(fā)生場所是________，通過NPQ機(jī)制散失的能量________(填“能”或“不能”)被植物利用。(3)NPQ降低強(qiáng)光對葉綠體造成損傷的原因是______________________________________________________。(4)科研人員通過基因工程手段獲得了VPZ基因過表達(dá)的大豆株系，該株系在由強(qiáng)光轉(zhuǎn)為弱光后NPQ機(jī)制關(guān)閉的時(shí)間縮短。在進(jìn)行大田種植時(shí)，與野生型相比，轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)量將________，可能的原因是____________________________________________________________________________________；在穩(wěn)定適宜光照條件下，與野生型相比，轉(zhuǎn)基因大豆的產(chǎn)量________(填“有”或“無”)顯著差異。答案(1)紙層析法ATPNADPH(2)(葉綠體)類囊體薄膜不能(3)強(qiáng)光條件下，NPQ將葉綠體吸收的過剩光能轉(zhuǎn)化為熱能散失，減少了自由基的產(chǎn)生，從而減輕自由基對葉綠體結(jié)構(gòu)的破壞(4)提高大田種植時(shí)，光照強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變頻繁，轉(zhuǎn)基因大豆通過縮短N(yùn)PQ機(jī)制關(guān)閉的時(shí)間，可減少光能的損失，提高作物產(chǎn)量無解析(2)據(jù)題干信息“非光化學(xué)淬滅(NPQ)可通過葉綠體中葉黃素的某些化學(xué)反應(yīng)將過剩光能以熱能形式散失”，葉綠體中色素分布在類囊體薄膜上，推測NPQ過程發(fā)生場所是葉綠體類囊體薄膜上。通過NPQ機(jī)制散失的能量是熱能，植物體不能利用熱能。(4)與野生型大豆相比，轉(zhuǎn)基因大豆在由強(qiáng)光轉(zhuǎn)為弱光后NPQ機(jī)制關(guān)閉的時(shí)間縮短，而大田中光照強(qiáng)度一天中強(qiáng)弱變化頻繁，所以大田中轉(zhuǎn)基因大豆的光合作用效率比野生型的高，產(chǎn)量比野生型的產(chǎn)量高。在穩(wěn)定適宜光照條件下，葉片吸收適量光能，NPQ機(jī)制不啟動，因此與野生型相比，轉(zhuǎn)基因大豆的產(chǎn)量無顯著差異。命題視角七：側(cè)重分析影響光合作用強(qiáng)度的因素的綜合探究(2023·遼寧省教研聯(lián)盟一調(diào))緩釋氮肥是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的低溶解性化合物，通過微生物分解或化學(xué)分解作用釋放養(yǎng)分。相較于傳統(tǒng)氮肥(如硫酸銨、尿素和尿素硝銨等)，緩釋氮肥在土壤中擁有更穩(wěn)定、長效的釋放特征。某農(nóng)科站研究了施用不同形式氮肥對香蕉苗生長和光合作用的影響。圖1為不同形式氮肥處理相同時(shí)間后，香蕉苗不同器官的干物質(zhì)積累量，圖2為香蕉葉片某些生理指標(biāo)(氣孔導(dǎo)度是指氣孔開放程度)?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列與光合作用相關(guān)的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)中，氮元素參與構(gòu)成的有________。A．類囊體薄膜B．ATPC．葉綠素D．淀粉(2)傳統(tǒng)氮肥主要含NOeq\o\al(－,3)、NHeq\o\al(＋,4)等，若一次根外施肥過多，會導(dǎo)致“燒苗”現(xiàn)象，其原因是土壤溶液的________過大，導(dǎo)致根部細(xì)胞________，從而使植物萎蔫甚至死亡。(3)在香蕉的整個生長期，若使用緩釋氮肥，其施肥次數(shù)會________傳統(tǒng)氮肥。(4)由圖1可知，與施加傳統(tǒng)氮肥相比，施加緩釋氮肥更有利于香蕉________對有機(jī)物的積累，從而顯著促進(jìn)全株有機(jī)物的積累。(5)由圖2進(jìn)一步分析可知，緩釋氮肥組葉片干物質(zhì)積累量更多的主要原因是________較高。緩釋氮肥組有較高的蒸騰速率，這有利于將根部吸收的________向其他部位輸送。(6)對照組凈光合速率較低，其主要限制因素________(填“是”或“不是”)氣孔導(dǎo)度，理由是____________________________________________________________________________________。答案(1)ABC(2)滲透壓(濃度)失水(3)少于(4)莖和葉(5)凈光合速率水和無機(jī)鹽(6)不是對照組胞間CO2濃度較高，可知其CO2供應(yīng)相對充足，因此限制其凈光合速率的主要因素不是氣孔導(dǎo)度解析(3)由題干可知，相較于傳統(tǒng)氮肥，緩釋氮肥在土壤中擁有更穩(wěn)定、長效的釋放特征；分析題圖1可知，在香蕉的整個生長期，若使用緩釋氮肥，干物質(zhì)的積累量最大，若要獲得相同的干物質(zhì)積累量，則其施肥次數(shù)會少于傳統(tǒng)氮肥。(4)由圖1可知，與施加傳統(tǒng)氮肥相比，施加緩釋氮肥更有利于香蕉莖和葉對有機(jī)物的積累，從而顯著促進(jìn)全株有機(jī)物的積累。(5)由圖2進(jìn)一步分析可知，緩釋氮肥組的凈光合速率較高，故葉片干物質(zhì)積累量更多。水和無機(jī)鹽主要是通過根部從外界環(huán)境吸收，故緩釋氮肥組有較高的蒸騰速率，這有利于將根部吸收的水和無機(jī)鹽向其他部位輸送。[練7－1](2023·濟(jì)南3月模擬)某科研小組為探究光合作用的影響因素，將生長狀態(tài)相同的小麥幼苗均分為十二組進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，除以下條件外，其他條件均相同且適宜。實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件和實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果如下表所示，請回答下列問題：條件及結(jié)果組別光照強(qiáng)度(kLux)等量無機(jī)肥土壤含水量葉片CO吸收值(mg·2cm－2·h－1)一3＋20%5二3＋40%10三3＋60%20四3－20%5五3－40%10六3－60%15七1＋20%4八1＋40%5九1＋60%10十1－20%4十一1－40%5十二1－60%6注：＋表示添加，－表示不添加。(1)第二組光合速率遠(yuǎn)大于第八組，影響因素是________，兩組植物光飽和點(diǎn)相比較，前者_(dá)_______(填“>”“<”或“＝”)后者。(2)實(shí)驗(yàn)過程中，若將第三組幼苗轉(zhuǎn)移到第九組幼苗的環(huán)境中，一段時(shí)間后，其葉綠體中ADP生成量將________(填“升高”“不變”或“降低”)，理由是__________________________________________________________________________________。(3)第九組比第十二組光合速率明顯提高，說明無機(jī)肥中的磷元素在光合作用中的作用是________________________________(答兩點(diǎn))。(4)分析表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相同光照情況下，施用一定含量無機(jī)肥是否能提高光合速率主要是受____________________影響，給我們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的啟示是____________________________________________________________。答案(1)光照強(qiáng)度＝(2)降低光照強(qiáng)度減弱，光合速率降低，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和暗反應(yīng)消耗的ATP均減少，所以暗反應(yīng)中ADP生成量降低(3)合成ATP、NADPH、組成類囊體膜等(4)土壤含水量土壤含水量較高時(shí)，施肥才能起到良好的提高光合速率的作用解析(1)第二組光照強(qiáng)度為3kLux，第八組光照強(qiáng)度為1kLux，其他條件相同，說明造成第二組光合速率遠(yuǎn)大于第八組的因素是光照強(qiáng)度。在光合速率不再提高時(shí)的光照強(qiáng)度稱之為光飽和點(diǎn)，第二組與第八組施加無機(jī)肥含量相同，土壤含水量相同，其他條件也相同，說明其能利用的最大光照強(qiáng)度也相同，即光飽和點(diǎn)相同。(2)第三組幼苗轉(zhuǎn)移到第九組幼苗的環(huán)境中，光照強(qiáng)度由3kLux降為1kLux，導(dǎo)致光合速率降低，一段時(shí)間后光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和暗反應(yīng)消耗的ATP均減少，所以暗反應(yīng)中ADP生成量降低。[練7－2](2022·廣東，18)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a)，測定相關(guān)指標(biāo)(圖b)，探究遮陰比例對植物的影響?；卮鹣铝袉栴}：(1)結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量________，原因可能是______________________________________________。(2)比較圖b中B1與A組指標(biāo)的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測B組的玉米植株可能會積累更多的______________________，因而生長更快。(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結(jié)果，作出該條件可能會提高作物產(chǎn)量的推測，由此設(shè)計(jì)了初步實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究：實(shí)驗(yàn)材料：選擇前期________一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實(shí)驗(yàn)方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以________為對照，并保證除________外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì)：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實(shí)驗(yàn)的思路是____________________________________________________________。答案(1)高遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能地吸收光能(2)糖類等有機(jī)物(3)光照條件A組遮陰比例探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少解析(1)分析題圖b結(jié)果可知，培養(yǎng)10天后，A組葉綠素含量為4.2，C組葉綠素含量為4.7，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能地吸收光能。(2)圖b中B1組的葉綠素含量為5.3，B2組的葉綠素含量為3.9，A組葉綠素含量為4.2，B中葉綠素含量為5.3×1/2＋3.9×1/2＝4.6，大于A組；B1組的凈光合速率為20.5，B2組的凈光合速率為7.0，A組凈光合速率為11.8，B組凈光合速率為20.5×1/2＋7.0×1/2＝13.75，大于A組。兩項(xiàng)數(shù)據(jù)B組均高于A組，推測B組可能會積累更多的糖類等有機(jī)物，因而生長更快。(3)分析題意可知，該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緽組條件下是否提高作物產(chǎn)量。該實(shí)驗(yàn)的自變量為玉米遮陰比例，因變量為作物產(chǎn)量，可用籽粒重量表示。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循對照原則、單一變量原則、等量原則等，無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：實(shí)驗(yàn)材料：選擇前期光照條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實(shí)驗(yàn)方法：按圖a所示條件，分為A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以A組為對照，并保證除遮光程度外其他環(huán)境條件一致，收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì)：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果B組遮光條件下能提高作物產(chǎn)量，則下一步需要探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少。[練7－3](2023·廣東，18)光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí)，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和下圖。(光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點(diǎn)：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。)水稻材料葉綠素(mg/g)類胡蘿卜素(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和________________________________________，葉片主要吸收可見光中的______________光。(2)光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000μmol·m－2·s－1時(shí)，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和________________________________。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體________________，是其高產(chǎn)的原因之一。(4)試分析在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學(xué)問題________________________________________。答案(1)類胡蘿卜素/葉綠素的值較高紅光和藍(lán)紫(2)高于細(xì)胞呼吸速率較高(3)光能利用率較高(4)如圖所示為什么ygl在低光照強(qiáng)度下光合速率比WT低，在高光照強(qiáng)度下光合速率比WT高解析(1)水稻葉綠體中的光合色素有4種：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。據(jù)表格信息可知，與野生型水稻相比，黃綠葉突變體(ygl)的葉綠素含量低，類胡蘿卜素/葉綠素的值較高，導(dǎo)致ygl葉色黃綠。類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，因此ygl葉片主要吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光。(2)光飽和點(diǎn)是光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度。據(jù)圖a可知，ygl的光飽和點(diǎn)高于WT。光補(bǔ)償點(diǎn)是光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。根據(jù)圖c可知，與WT相比，ygl的呼吸速率較高。據(jù)表格信息可知，與WT相比，ygl的葉綠素含量較低，當(dāng)光照強(qiáng)度較低時(shí)，葉綠素含量低會導(dǎo)致光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP較少，使光合速率降低。綜合上述分析可知，ygl具有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)的原因可能是其葉綠素含量較低和細(xì)胞呼吸速率較高。(3)與WT相比，在高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)ygl下層葉片，導(dǎo)致ygl下層葉片的光合速率較高；與WT相比，ygl的葉綠素含量低，但ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體的光能利用率較高，有機(jī)物積累量大。(4)繪制曲線圖時(shí)要注意：ygl的呼吸速率約為0.9μmol(CO2)·m－2·s－1，WT的呼吸速率約為0.6μmol(CO2)·m－2·s－1，而且ygl的光補(bǔ)償點(diǎn)(約為30μmol·m－2·s－1)大于WT的光補(bǔ)償點(diǎn)(約為15μmol·m－2·s－1)，具體曲線圖見答案。雙練一基礎(chǔ)測試一、單項(xiàng)選擇題(每題給出的四個選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的)1．(2023·湖南省九校聯(lián)考高三入學(xué)摸底考)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹使植物氣孔張開，保衛(wèi)細(xì)胞失水使植物氣孔關(guān)閉。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時(shí)裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，圖為操作及觀察結(jié)果示意圖。下列相關(guān)敘述中正確的是()A．溶液處理一段時(shí)間后觀察到細(xì)胞形態(tài)不再改變時(shí)，沒有水分子出入細(xì)胞B．溶液②處理后細(xì)胞會發(fā)生質(zhì)壁分離，一段時(shí)間后會自動復(fù)原C．溶液③的濃度最低，一段時(shí)間后細(xì)胞液與外界溶液濃度相等D．長期干旱的環(huán)境中，保衛(wèi)細(xì)胞會處于失水狀態(tài)而使氣孔部分關(guān)閉答案D解析溶液處理一段時(shí)間后觀察到細(xì)胞形態(tài)不再改變時(shí)，水分子出入細(xì)胞處于動態(tài)平衡，A錯誤；植物細(xì)胞不能吸收蔗糖，所以一段時(shí)間后不會自動復(fù)原，B錯誤；在溶液③的濃度下，細(xì)胞膨脹，說明溶液③濃度最低，一段時(shí)間后細(xì)胞液與外界溶液濃度不一定相等，細(xì)胞可能仍在膨脹，C錯誤；長期干旱的環(huán)境中，保衛(wèi)細(xì)胞會處于失水狀態(tài)而收縮，使得氣孔部分關(guān)閉，D正確。2．(2023·北京西城期末改編)植物體內(nèi)的有機(jī)酸主要通過有氧呼吸第二階段合成，而后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，再通過液泡膜上的載體蛋白進(jìn)入到液泡；當(dāng)液泡中有機(jī)酸濃度達(dá)到一定水平，會被運(yùn)出液泡進(jìn)入降解途徑(如圖)。下列敘述錯誤的是()A．有機(jī)酸的產(chǎn)生部位是線粒體基質(zhì)B．H＋進(jìn)入液泡的方式屬于主動運(yùn)輸C．檸檬酸運(yùn)出液泡的方式是協(xié)助擴(kuò)散D．液泡可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境答案C解析植物體內(nèi)的有機(jī)酸主要通過有氧呼吸第二階段合成，有氧呼吸第二階段的場所是線粒體基質(zhì)，A正確；H＋進(jìn)入液泡需要ATP水解提供能量，屬于主動運(yùn)輸，B正確；檸檬酸出液泡利用H＋的濃度梯度提供能量屬于主動運(yùn)輸，C錯誤；液泡中含有糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等，可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，D正確。3．(2023·廣東，1)中國制茶工藝源遠(yuǎn)流長。紅茶制作包括萎凋、揉捻、發(fā)酵、高溫干燥等工序，其間多酚氧化酶催化茶多酚生成適量茶黃素是紅茶風(fēng)味形成的關(guān)鍵。下列敘述錯誤的是()A．揉捻能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)使多酚氧化酶與茶多酚接觸B．發(fā)酵時(shí)保持適宜的溫度以維持多酚氧化酶的活性C．發(fā)酵時(shí)有機(jī)酸含量增加不會影響多酚氧化酶活性D．高溫滅活多酚氧化酶以防止過度氧化影響茶品質(zhì)答案C解析揉捻可以破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使多酚氧化酶與茶多酚接觸，A正確；酶的活性受溫度、pH等因素的影響，發(fā)酵時(shí)，保持適宜的溫度有利于維持多酚氧化酶的活性，有機(jī)酸含量增加會改變pH，進(jìn)而影響多酚氧化酶的活性，B正確，C錯誤；高溫會使多酚氧化酶失活，可防止過度氧化影響茶品質(zhì)，D正確。4．(2023·湖北省新高考聯(lián)考協(xié)作體高三開學(xué)考)《齊民要術(shù)》記載葡萄的貯藏方法是：“極熟時(shí)，全房(整枝)折取，于屋下作蔭坑，坑內(nèi)近地鑿壁為孔，插枝于孔中，還筑孔使堅(jiān)，屋子(坑口)置土覆之。”目前，我國果蔬主產(chǎn)區(qū)普遍使用大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣)，延長了果蔬保鮮時(shí)間、增加了農(nóng)民收益。下列敘述不正確的是()A．覆土后的“蔭坑”為低氧、低溫、干燥的環(huán)境，便于葡萄儲存B．在“蔭坑”中葡萄細(xì)胞呼吸受到抑制，有機(jī)物的損耗可大大減少C．氣調(diào)冷藏庫中充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣，可降低果蔬的有氧呼吸，但增強(qiáng)了果蔬的無氧呼吸D．低溫主要通過影響酶的活性，影響細(xì)胞的新陳代謝答案A解析覆土后的“蔭坑”在地下，為低氧、低溫、一定濕度的環(huán)境，便于葡萄儲存，A錯誤；細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，在“蔭坑”中葡萄細(xì)胞呼吸受到抑制，有機(jī)物的損耗可大大減少，B正確；氣調(diào)冷藏庫中充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣，氧氣濃度下降，與替換前比較，果蔬的有氧呼吸受到抑制，無氧呼吸增強(qiáng)，C正確。5．(