高一生物單元速記與巧練（人教版）第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用（二）提升測試（解析版）

第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用（二）

能力提升卷

（滿分100分，考試用時60分鐘）

一、選擇題：本題共25小題，每小題2分，共50分。在每小題給出的四個選項中，只有一

項是符合題目要求的。

1．如圖為線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖。在相應(yīng)區(qū)域中會發(fā)生的生物過程是（）

A．②處發(fā)生葡萄糖分解

B．①中的O2穿過內(nèi)膜耗能

C．②處丙酮酸分解為CO2和H2O

D．③處[H]與O2結(jié)合生成水

【答案】D

【分析】分析圖示，①是膜間腔，②是線粒體基質(zhì)，③是線粒體內(nèi)膜。

【詳解】A、②處為線粒體基質(zhì)，葡萄糖的分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯誤；

B、①是膜間腔，其中的O2往線粒體基質(zhì)擴(kuò)散，穿過內(nèi)膜為自由擴(kuò)散，不消耗能量，B錯誤；

C、②處為線粒體基質(zhì)，H2O是在線粒體內(nèi)膜上形成，C錯誤；

D、③處為線粒體內(nèi)膜，此處[H]與O2結(jié)合生成水，D正確。

故選D。

2．腦細(xì)胞的能量供應(yīng)主要來源于有氧呼吸，下列敘述正確的是（）

A．葡萄糖分解成丙酮酸需在有氧條件下進(jìn)行

B．[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水

C．缺氧時丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸，產(chǎn)生大量ATP

D．無氧呼吸只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，與線粒體無關(guān)

【答案】D

【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體

內(nèi)膜，有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP，第二階段是丙酮酸

和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP，第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量

ATP。

2、無氧呼吸第一階段與有氧呼吸第一階段完全相同，第二階段是丙酮酸在不同酶的催化作

用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化為乳酸，其場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。

【詳解】A、無論有氧還是無氧條件，葡萄糖都會在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為丙酮酸，A錯誤；

B、有氧呼吸的第三階段，[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水，B錯誤；

C、缺氧時丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸，產(chǎn)生少量ATP，C錯誤；

D、無氧呼吸只發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，與線粒體無關(guān)，線粒體是有氧呼吸的主要場所，D正

確。

故選D。

3．相同條件下放置的探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實驗裝置如圖所示。相關(guān)敘述正確的是（）

A．兩個裝置均需要置于黑暗條件下進(jìn)行反應(yīng)

B．裝置甲中NaOH的作用是吸收I處的CO2

C．應(yīng)讓Ⅱ密閉放置一段時間后，再與Ⅲ連接

D．裝置乙中石灰水的混濁程度高于裝置甲

【答案】C

【分析】1、實驗中的變量：

（1）自變量：是否有氧氣。

（2）因變量：澄清的石灰水變混濁的程度，滴加酸性重鉻酸鉀溶液后的顏色變化等。

（3）無關(guān)變量：酵母菌以及培養(yǎng)液的用量、培養(yǎng)時間、溫度等。

2、此實驗為對比實驗，兩組實驗均為實驗組。

3、進(jìn)行實驗前必須檢驗裝置的氣密性，否則會因細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2不能全部通入澄清的

石灰水中導(dǎo)致實驗失敗。

4、乙組D瓶應(yīng)封口放置一段時間，待瓶內(nèi)的O2消耗完后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。

【詳解】A、酵母菌在光照和黑暗中均可進(jìn)行細(xì)胞呼吸，且光照不影響細(xì)胞呼吸，故兩個裝

置均在光照或黑暗條件下進(jìn)行，A錯誤；

B、裝置甲是進(jìn)行酵母菌的有氧呼吸的實驗裝置，其中NaOH的作用是吸收空氣中的CO2，

確保進(jìn)入I處沒有CO2，使澄清的石灰水變渾濁的CO2只來自酵母菌的有氧呼吸，B錯誤；

C、裝置乙（無氧呼吸裝置）中應(yīng)讓Ⅱ密閉放置一段時間，徹底消耗其中的氧氣，形成無氧

環(huán)境，然后再與Ⅲ連接，C正確；

D、該實驗是在相同條件下進(jìn)行的，裝置乙中酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，有機(jī)物分解不徹底，產(chǎn)

生的CO2少，與裝置甲（有氧呼吸）相比，Ⅲ處石灰水混濁程度低于裝置甲中的石灰水，D

錯誤。

故選C。

4．下圖是在不同溫度下，測定光照強(qiáng)度相同時植物幼苗CO2吸收速率的變化曲線和黑暗條

件下CO2釋放速率的變化曲線。判斷下列說法正確的是（）

A．光照條件下，植物體內(nèi)ATP的產(chǎn)生場所是葉綠體和線粒體

B．高溫條件對該植物體內(nèi)與細(xì)胞呼吸相關(guān)的酶影響更大

C．為使該植物生長最快，白天應(yīng)將其置于25℃環(huán)境中

D．35℃時，該植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度和光合作用強(qiáng)度相等

【答案】C

【分析】光合作用的光反應(yīng)階段，水分解成O2和NADPH，ADP和Pi形成ATP；暗反應(yīng)階

段，CO2和C5結(jié)合，生成2個C3，C3接受ATP釋放的能量并且被NADPH還原，形成糖類

和C5。光反應(yīng)與暗反應(yīng)緊密聯(lián)系，相互影響。凈光合作用速率=總光合作用速率—呼吸作用

速率。

【詳解】A、光照條件下，植物體內(nèi)ATP的產(chǎn)生場所是葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，A錯

誤；

B、45℃后植物光照下CO2吸收速率數(shù)值和黑暗條件下CO2釋放速率數(shù)值幾乎一樣,說明此

時光照下，細(xì)胞CO2的釋放量全來自呼吸作用，因此光合速率為0，僅能測出細(xì)胞呼吸速率，

說明高溫條件對該植物體內(nèi)與光合作用相關(guān)的酶影響更大，B錯誤；

C、25℃時，植物CO2吸收速率最大，即積累的有機(jī)物最多，為使該植物生長最快，白天應(yīng)

將其置于25℃環(huán)境中，C正確；

D、35℃時該植物的CO2吸收速率大于0，說明光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，D錯誤。

故選C。

5．如圖是動物肝細(xì)胞中一種常見的細(xì)胞器，相關(guān)敘述錯誤的是（）

A．結(jié)構(gòu)①②允許氧和二氧化碳分子自由出入

B．③使得內(nèi)膜的面積大大增加有利于釋放更多能量

C．該細(xì)胞器內(nèi)可發(fā)生DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程

D．④中含有葡萄糖分解及ATP合成相關(guān)的酶

【答案】D

【分析】有氧呼吸第一階段：場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，利用葡萄糖生成丙酮酸、NADH和少量

能量；第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)，利用丙酮酸和水生成NADH和少量能量；第三階段在

線粒體內(nèi)膜，NADH和氧氣生成水，釋放大量能量。

【詳解】A、結(jié)構(gòu)①②是線粒體的膜，氧和二氧化碳分子屬于小分子，可以通過自由擴(kuò)散跨

膜運輸，A正確；

B、線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，大大增大內(nèi)膜面積，增加酶的附著位點，有利于有氧呼吸

第三階段的進(jìn)行，有利于釋放更多能量，B正確；

C、線粒體是半自主性細(xì)胞器，可發(fā)生DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程，C正確；

D、④為線粒體基質(zhì)，是有氧呼吸第二階段的場所，葡萄糖分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，因此④

中沒有葡萄糖分解的相關(guān)的酶，D錯誤。

故選D。

6．細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為脂肪、氨基酸等非糖物質(zhì)。如下圖表示人體

內(nèi)相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A．過程②產(chǎn)生的二碳化合物可能是酒精

B．X物質(zhì)可能代表的是構(gòu)成脂肪的小分子

C．過程①生成的氮基酸是必需氨基酸

D．長期高糖膳食不可能會導(dǎo)致人體內(nèi)脂肪積累

【答案】B

【分析】脂肪是由甘油和脂肪酸合成的，圖中X表示甘油；葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂肪可以相

互轉(zhuǎn)化，丙酮酸為非常重要的中間代謝產(chǎn)物。

【詳解】A、人體內(nèi)細(xì)胞無氧呼吸不會產(chǎn)生酒精，A錯誤；

B、脂肪是由甘油和脂肪酸組成的，故X表示甘油，是小分子物質(zhì)，B正確；

C、能在體內(nèi)合成的氨基酸是非必需氨基酸，必需氨基酸是必須從食物中獲得的，過程①生

成的氨基酸是非必需氨基酸，C錯誤；

D、糖類可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪，故長期高糖膳食的人可導(dǎo)致體內(nèi)脂肪積累，但脂肪不能大量

轉(zhuǎn)化成糖類，D錯誤。

故選B。

7．己糖激酶催化糖酵解（細(xì)胞呼吸第一階段）的第一步反應(yīng)（如下圖）。水和葡萄糖均可進(jìn)

入己糖激酶的活性中心，但己糖激酶催化磷酸基團(tuán)從ATP轉(zhuǎn)移到葡萄糖分子的效率是轉(zhuǎn)移

給水分子的105倍。下列敘述錯誤的是（）

葡萄糖己糖激酶葡萄糖磷酸

+ATPMg2+-6-+ADP+Pi

A．糖酵解發(fā)生場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

B．糖酵解過程不消耗ATP

C．已糖激酶具有專一性

D．已糖激酶與葡萄糖結(jié)合后空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變

【答案】B

【分析】結(jié)合細(xì)胞呼吸的過程分析題意：葡萄糖分解成丙酮酸的第一步反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

完成，所以催化該步反應(yīng)的己糖激酶分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，而己糖激酶能夠催化ATP水解并

將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到葡萄糖分子上，說明葡萄糖分解的第一步反應(yīng)需要ATP水解供能。

【詳解】A、糖酵解即葡萄糖在酶的作用下轉(zhuǎn)化生成丙酮酸的過程，發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基

質(zhì)，A正確；

B、己糖激酶催化糖酵解，題干顯示己糖激酶催化磷酸基團(tuán)從ATP轉(zhuǎn)移到葡萄糖分子的效率

是轉(zhuǎn)移給水分子的105倍，其中的磷酸基團(tuán)來自ATP水解，可見糖酵解需要消耗ATP，B錯

誤；

C、酶具有高效性、專一性、作用條件比較溫和等特點，故已糖激酶具有專一性，C正確；

D、由圖示可知，已糖激酶與葡萄糖結(jié)合后，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，D正確。

故選B。

8．呼吸電子傳遞鏈?zhǔn)侵冈诰€粒體內(nèi)膜上由一系列呼吸電子傳遞體組成的將電子傳遞到分子

氧的，“軌道”，如圖所示。下列敘述正確的是（）

A．圖示過程是有氧呼吸的第三階段

B．Cytc所處的位置為細(xì)胞膜外

C．只有線粒體基質(zhì)能產(chǎn)生NADH

+

D．H借助F0和F1，以主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)入膜內(nèi)

【答案】A

【分析】有氧呼吸過程：有氧呼吸第一階段，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，1分子的葡萄糖分解成2分子

的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]，釋放少量的能量；第二階段，在線粒體基質(zhì)，丙酮酸和水徹底

分解成CO2和[H]，釋放少量的能量；第三階段，在線粒體內(nèi)膜，前兩個階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)

過一系列反應(yīng)，與O2結(jié)合生成水，釋放出大量的能量。

【詳解】A、圖示過程進(jìn)行的是[H]與氧氣結(jié)合生成水的過程，有氧呼吸的第三階段，A正

確；

B、Cytc所處的位置線粒體內(nèi)膜的外側(cè)，B錯誤；

C、有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)也能產(chǎn)生NADH，C錯誤；

+

D、H借助F0和F1進(jìn)入膜內(nèi)，不消耗ATP且合成ATP，不是主動運輸，D錯誤。

故選A。

9．金魚能在嚴(yán)重缺氧的環(huán)境中生存若干天，肌細(xì)胞和其他組織細(xì)胞中無氧呼吸的產(chǎn)物不同

下圖表示金魚缺氧狀態(tài)下，細(xì)胞中部分代謝途徑。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A．過程②不需要O2的參與，產(chǎn)生的“物質(zhì)X”是丙酮酸

B．過程①②③中均有能量的釋放，少部分用于合成ATP

C．過程③⑤無氧呼吸產(chǎn)物不同是因為催化反應(yīng)的酶不同

D．圖中的過程③④避免了乳酸在體內(nèi)積累導(dǎo)致酸中毒

【答案】B

【分析】題圖分析：圖中①為肌糖原的分解，②為細(xì)胞呼吸第一階段，物質(zhì)X是丙酮酸，

③為酒精是無氧呼吸第二階段，④為乳酸轉(zhuǎn)化成丙酮酸的過程，⑤為乳酸是無氧呼吸第二階

段，⑥為乳酸進(jìn)入肌細(xì)胞。

【詳解】A、“物質(zhì)X”是丙酮酸，②為細(xì)胞呼吸第一階段，過程②不需要O2參與，A正確；

B、③為丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭?，是無氧呼吸的第二階段，不能合成ATP，B錯誤；

C、過程③⑤是無氧呼吸的第二階段，其產(chǎn)物不同是因為催化反應(yīng)的酶不同，因而產(chǎn)物不同，

場所均是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；

D、圖中的過程④將乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸徇M(jìn)而經(jīng)過③過程將丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭尫懦鋈?，這樣

能避免乳酸在體內(nèi)積累導(dǎo)致酸中毒，D正確。

故選B。

10．光呼吸是植物利用光能，吸收O2并釋放CO2的過程。研究者將四種酶基因（GLO、CAT、

GCL、TSR）導(dǎo)入水稻葉綠體，創(chuàng)造了一條新的光呼吸代謝支路（GCGT支路），如圖虛線

所示。

據(jù)圖分析，下列推測錯．誤．的是（）

A．光呼吸時C5與O2的結(jié)合發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上

B．光呼吸可以將部分碳重新回收進(jìn)入卡爾文循環(huán)

C．GCGT支路有利于減少H2O2對葉綠體的損害

D．GCGT支路可以降低光呼吸從而提高光合效率

【答案】A

【分析】光呼吸代謝支路（GCGT支路）可以將部分碳重新回收進(jìn)入卡爾文循環(huán)，利用于降

低光呼吸消耗。

【詳解】A、圖中光呼吸代謝支路發(fā)生在葉綠體中，所以C5和O2的結(jié)合發(fā)生葉綠體上，A

錯誤；

B、GCGT支路中，甘油酸可轉(zhuǎn)化為PGA，進(jìn)而將碳重新回收進(jìn)入卡爾文循環(huán)，B正確；

C、GCGT支路中，H2O2可被分解為H2O和O2，有利于減少其對葉綠體的損害，C正確；

D、光呼吸代謝支路（GCGT支路）可以將部分碳重新回收進(jìn)入卡爾文循環(huán)，利用于降低光

呼吸消耗從而提高光合速率，D正確。

故選A。

11．某研究小組將玉米葉肉細(xì)胞置于密閉的透明玻璃容器內(nèi)進(jìn)行相關(guān)研究，實驗數(shù)據(jù)如圖，

下列敘述不合理的是（）

A．N點時刻葉肉細(xì)胞的光合速率大于呼吸速率

B．M至N時段葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的部位不止線粒體和葉綠體

C．根據(jù)黑暗階段曲線推測，該玻璃罩內(nèi)應(yīng)是恒溫的

D．N點時刻氧氣含量不再增加的限制因素是CO2

【答案】A

【分析】OM階段，容器處于黑暗環(huán)境中，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，氧氣的含量下降；MN階

段，光合速率大于呼吸速率，氧氣含量上升；由于光合作用大于呼吸作用，導(dǎo)致容器中二氧

化碳含量下降，N點時光合作用速率等于呼吸作用速率，氧氣濃度不變。

【詳解】A、OM段玉米O2含量下降，處于黑暗環(huán)境中，只進(jìn)行呼吸作用；MN段，O2含

量上升，說明光合速率強(qiáng)于呼吸速率，N點后O2濃度不變，說明光合速率等于呼吸速率，

A錯誤；

B、M至N時段葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的部位不止線粒體和葉綠體，還包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，B

正確；

C、黑暗階段曲線是直線下降，說明呼吸速率不變，推測該玻璃罩內(nèi)應(yīng)是恒溫的，C正確；

D、密閉的容器內(nèi)，在MN段光合速率一直大于呼吸速率，容器中二氧化碳濃度下降，N點

時刻氧氣含量不再增加的限制因素是CO2，D正確。

故選A。

12．下圖為蘋果的果實在不同氧濃度下CO2釋放量與O2吸收量的變化曲線。下列敘述正確

的是（）

A．氧濃度為0時，蘋果果實不進(jìn)行呼吸作用

B．無氧呼吸強(qiáng)度最低時，氧濃度應(yīng)小于5%

C．大于Р點所對應(yīng)的氧濃度時，蘋果果實只進(jìn)行有氧呼吸

D．保存蘋果果實時，氧氣濃度越低越好

【答案】C

【分析】據(jù)圖分析：兩條曲線的差值表示無氧呼吸速率隨著氧濃度變化曲線，且無氧呼吸強(qiáng)

度隨O2濃度升高而減弱；兩條曲線相交于P點，表示蘋果果實只進(jìn)行有氧呼吸，此時無氧

呼吸完全被抑制。

【詳解】A、氧氣濃度為0時，蘋果果實進(jìn)行的呼吸類型是無氧呼吸，A錯誤；

B、兩條曲線相交于P點，此時氧氣的吸收量與二氧化碳的釋放量相等，則P點表示蘋果果

實只進(jìn)行有氧呼吸，此時無氧呼吸完全被抑制，無氧呼吸強(qiáng)度最低，此時氧濃度大于5%，

B錯誤；

C、P點后氧氣的吸收量與二氧化碳的釋放量相等，說明蘋果果實只進(jìn)行有氧呼吸，C正確；

D、儲存蘋果果實時，并非氧氣濃度越低越好，據(jù)圖可知，在氧氣濃度為3%左右時，二氧

化碳的釋放量最低，此時呼吸作用最弱，時保存蘋果果實的最適濃度，D錯誤。

故選C。

13．研究者在溫度、濕度適宜，CO2氣體充足供給的實驗條件下，測定了楊樹在不同光照強(qiáng)

度下的凈光合速率和氣孔開放程度，實驗結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)分析不．正．確．的是（）

A．光照強(qiáng)度在0~500μumol·m-2·s-1，凈光合速率上升最快

B．光照強(qiáng)度在0~500μmol·m-2·s-1，凈光合速率上升主要由光照強(qiáng)度增加所致

C．氣孔開放程度增大可能有助于凈光合速率提高

-2-1

D．當(dāng)光照強(qiáng)度超過2000μmol·m·s，限制凈光合速率上升的主要原因是CO2吸收不足

【答案】D

【分析】據(jù)圖可知，隨光照強(qiáng)度增大，凈光合速率先增加后趨于穩(wěn)定，氣孔開放程度一直增

加。

【詳解】A、據(jù)圖可知，光照強(qiáng)度在0~500μumol·m-2·s-1，凈光合速率曲線斜率最大，上升最

快，A正確；

B、光照強(qiáng)度在0~500μmol·m-2·s-1，氣孔開放程度變化不明顯，凈光合速率上升主要由光照

強(qiáng)度增加所致，B正確；

C、氣孔開放程度增大有利于二氧化碳進(jìn)入，可能有助于凈光合速率提高，C正確；

D、曲線在溫度、濕度適宜，CO2氣體充足供給的實驗條件下測得，當(dāng)光照強(qiáng)度超過

-2-1

2000μmol·m·s，氣孔開放程度增加明顯，限制凈光合速率上升的主要原因不是CO2吸收

不足，D錯誤。

故選D。

14．生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動中發(fā)揮著極其重要的作用，關(guān)于下圖所示生理過程，說法

不正確的是（）

A．圖示過程為光反應(yīng)過程

B．H+濃度梯度與ATP合成有關(guān)

C．圖示膜結(jié)構(gòu)為葉綠體內(nèi)膜

D．b蛋白具有運輸和催化功能

【答案】C

+

【分析】據(jù)圖分析，圖示生物膜吸收了光能，發(fā)生了水分解成H和O2的過程，因此該生物

膜為葉綠體的類囊體薄膜，是光合作用光反應(yīng)的場所。

【詳解】A、圖示過程發(fā)生了水的光解，故為光反應(yīng)過程，A正確；

B、據(jù)圖可知：ATP的合成伴隨著H+跨膜運輸，故H+濃度梯度與ATP合成有關(guān)，B正確；

C、圖示過程為光反應(yīng)過程，場所為葉綠體的類囊體薄膜，C錯誤；

D、b蛋白可以協(xié)助H＋運輸，且可以催化ATP的生成，故b蛋白具有運輸和催化功能，D

正確。

故選C。

15．凈初級生產(chǎn)量是指植物光合作用固定的能量扣除植物呼吸作用消耗掉的那部分，可用于

植物的生長和生殖的能量。下圖是夏季某溫帶葉林中的一個淡水池塘得到的曲線圖，下列說

法不正確的是（）

A．隨水深增加，凈初級生產(chǎn)量下降

B．凈初級生產(chǎn)量是輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量

C．凈初級生產(chǎn)量用于植物的生長繁殖，A處植物長勢最好

D．該池塘群落具有較為明顯的垂直結(jié)構(gòu)

【答案】B

【分析】根據(jù)題意和圖示分析可知：A、C段凈初級生產(chǎn)量大于0，表示光合作用大于呼吸

作用，C點凈初級生產(chǎn)量等于0，表示光合作用等于呼吸作用，C、D段凈初級生產(chǎn)量小于

0，表示光合作用小于呼吸作用。

【詳解】A、從曲線可以看出，隨水深增加，凈初級生產(chǎn)量呈下降趨勢，這可能是由于光照

強(qiáng)度下降導(dǎo)致光合作用速度下降造成的，A正確；

B、據(jù)題干信息可知：凈初級生產(chǎn)量是生產(chǎn)者的光合量除去生產(chǎn)者自身的呼吸量，該數(shù)值小

于輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，B錯誤；

C、凈初級生產(chǎn)量用于植物的生長繁殖，由于A處的凈初級生產(chǎn)量最大，所以A處的植物

長勢最好，C正確；

D、據(jù)圖可知：該池塘群落中不同水深均有植物分布，故該池塘群落可能具有較為明顯的垂

直結(jié)構(gòu)，D正確。

故選B。

16．以測定的CO2吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的

影響，結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是（）

A．光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機(jī)物的量與30℃時相等

B．光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多

C．溫度高于25℃時，光合作用制造的有機(jī)物的量開始減少

D．兩曲線的交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等

【答案】A

【分析】據(jù)圖所示，a表示光合作用凈積累有機(jī)物的量，b表示呼吸作用消耗有機(jī)物的量。

總光合作用速率=制造的有機(jī)物速率=a+b。圖中縱坐標(biāo)的生物學(xué)意義是二氧化碳吸收量（植

物從外界吸收的二氧化碳量）和二氧化碳的釋放量（植物有氧呼吸釋放的二氧化碳量）。

【詳解】AC、光合作用制造的有機(jī)物的量=凈光合作用量+呼吸作用量，從圖中可以看出：

25℃時，總光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量約等于2.30+3.75=6.05；30℃時為3.00+3.50=6.50；

35℃時為3.50+3.00=6.50；因此圖中35℃與30℃的光合作用制造的有機(jī)物的量相等，溫度

高于25℃時，光合作用制造的有機(jī)物的量先上升后不變，A正確、C錯誤；

B、植物積累的有機(jī)物量等于凈光合作用量，圖中a表示凈光合作用量，光照相同時間，在

25℃條件下植物積累的有機(jī)物的量最多(a曲線最大值對應(yīng)溫度為20℃），B錯誤；

D、根據(jù)分析可知，兩曲線的交點表示此時凈光合速率和呼吸速率相等，即表示光合作用積

累的有機(jī)物與呼吸作用消耗的有機(jī)物的量相等，D錯誤。

故選A。

17．下圖所示生理過程中，PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質(zhì)，CF0、CF1構(gòu)成ATP合酶。

下列說法錯誤的是（）

A．PSⅡ、PSⅠ內(nèi)含易溶于有機(jī)溶劑的色素

B．小麥光合作用產(chǎn)生的O2被呼吸作用利用至少需要經(jīng)過5層生物膜

C．PQ轉(zhuǎn)運H+的過程需要消耗電子中的能量

D．圖中ATP合酶合成的ATP只能為暗反應(yīng)提供能量

【答案】D

【分析】分析圖示可知，水光解發(fā)生在類囊體腔內(nèi)，該過程產(chǎn)生的電子經(jīng)過電子傳遞鏈的作

+++

用與NADP、H結(jié)合形成NADPH。ATP合酶由CF0和CF1兩部分組成，在進(jìn)行H順濃度

梯度運輸?shù)耐瑫r催化ATP的合成，運輸?shù)饺~綠體基質(zhì)中的H+可與NADP+結(jié)合形成NADPH，

H+還能通過PQ運輸回到類囊體腔內(nèi)。

【詳解】A、PSⅡ、PSⅠ上含有吸收光能的色素，光合色素易溶于有機(jī)溶劑，A正確；

B、光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生的氧氣是發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜內(nèi)，O2擴(kuò)散到鄰近的線粒體中

被利用至少要經(jīng)過類囊體膜、葉綠體和線粒體各兩層膜，共5層膜，B正確；

C、H+能通過PQ運輸回到類囊體腔內(nèi)，此過程為逆濃度梯度運輸，需要消耗電子中的能量，

C正確；

D、圖中ATP合酶合成的ATP并不止為暗反應(yīng)提供能量，例如：當(dāng)處于高光照和高氧低二

氧化碳情況下，綠色植物可吸收氧氣，消耗ATP，NADPH，分解部分C5并釋放CO2，這個

過程叫做光呼吸，此時的光呼吸可以消耗光反應(yīng)階段生成的多余的ATP和[H]又可以為暗反

應(yīng)階段提供原料，D錯誤。

故選D。

18．甲醛（HCHO）是室內(nèi)空氣污染的主要成分之一，室內(nèi)栽培觀賞植物常春藤能夠清除一

定濃度范圍內(nèi)的甲醛污染，具體過程如圖（其中Hu6P、Ru5P是中間產(chǎn)物），以下敘述錯誤

的是（）

A．采用同位素示蹤法研究碳元素轉(zhuǎn)移路徑

B．甲醛可作為碳源參與常春藤的光合作用

C．常春藤分解甲醛的酶分布在葉綠體基質(zhì)

D．常春藤光合作用強(qiáng)度與甲醛濃度成正比

【答案】D

【分析】光合作用過程分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)階段是水光解形成氧氣和還原

氫的過程，該過程中光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲存在ATP中；暗反應(yīng)階段包括二氧化碳的

固定和三碳化合物的還原，二氧化碳固定是：二氧化碳與1分子五碳化合物結(jié)合形成2分子

三碳化合物的過程，三碳化合物還原是三碳化合物在光反應(yīng)產(chǎn)生的還原氫和ATP的作用下

形成有機(jī)物和五碳化合物的過程。

【詳解】A、同位素示蹤法是利用放射性核素或稀有穩(wěn)定核素作為示蹤劑，對研究對象進(jìn)行

標(biāo)記的微量分析方法，故采用同位素示蹤法研究碳元素轉(zhuǎn)移路徑例如14C，A正確；

B、據(jù)圖可知，甲醛經(jīng)過圖示過程可以產(chǎn)生二氧化碳供給常春藤的光合作用，B正確；

C、據(jù)圖分析可知，常春藤分解甲醛的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，所以分解甲醛的酶分布在葉

綠體基質(zhì)，C正確；

D、室內(nèi)栽培觀賞植物常春藤能夠清除一定濃度范圍內(nèi)的甲醛污染，不能判斷常春藤光合作

用強(qiáng)度與甲醛濃度成正比，D錯誤。

故選D。

19．從葡萄試管苗上分別剪取帶有上位葉、中位葉和下位葉的莖段，轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)瓶中，在不

同溫度條件下培養(yǎng)4h，測定不同葉位葉片的CO2吸收速率，結(jié)果如下圖。由圖不．能．得出的

結(jié)論是（）

A．隨溫度升高不同葉位葉片的CO2吸收速率先升后降

B．35T時中位葉和下位葉的真正（總）光合速率相等

C．不同葉位的葉片在上述溫度下均能積累有機(jī)物

D．上位葉對高溫的耐受力較中、下位葉片差

【答案】B

【分析】分析圖可知，溫度和不同部位的葉片為自變量，CO2吸收速率為因變量。

真正的光合作用=呼吸作用+凈光合作用。影響光合作用的因素：二氧化碳的濃度、溫度、

光照強(qiáng)度、水分、礦質(zhì)元素等。

【詳解】A、由圖可知，隨著溫度升高（15-25攝氏度）不同葉位葉片的CO2吸收速率升高，

25-35攝氏度不同葉位葉片的CO2吸收速率下降，A正確；

B、圖中只能看出不同葉位葉片的CO2吸收速率，不知道不同葉位葉片的呼吸速率，無法計

算總光合速率，B錯誤；

C、由圖分析可知，不同葉位的葉片在上述溫度下始終保持著對CO2吸收速率，說明凈光合

作用大于零，有機(jī)物積累，C正確；

D、由圖分析可知，上位葉在高溫下，CO2吸收率下降，說明葉片氣孔關(guān)閉，減少水分的散

失，而下位葉在高溫下，CO2吸收率下降小于上位葉，故上位葉對高溫的耐受力較中、下位

葉片差，D正確。

故選B。

20．如圖是各種環(huán)境因素影響黑藻光合速率變化的示意圖。相關(guān)敘述正確的是（）

A．若在t1前充CO2，則暗反應(yīng)速率將顯著提高

B．t1→t2，光反應(yīng)速率顯著提高而暗反應(yīng)速率不變

C．t3→t4，葉綠體基質(zhì)中ATP的消耗速率提高

D．t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中C3/C5比值下降

【答案】C

【分析】分析題圖：圖示是黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖，0-t1，光

照較弱，光合速率較慢，且保持相對穩(wěn)定；t1→t2，光照增強(qiáng)，光合速率逐漸加快；t2→t3，

光合速率保持相對穩(wěn)定；t3→t4，CO2濃度升高后，光合速率加快；t4后，沒有光照，光合速

率逐漸降低。

【詳解】A、0-t1，光照較弱，光合速率較慢，限制因素為光照強(qiáng)度，若在t1前充CO2，則

暗反應(yīng)速率也不會顯著提高，A錯誤；

B、t1→t2，光反應(yīng)速率顯著提高，產(chǎn)生的NADPH和ATP增加，導(dǎo)致暗反應(yīng)速率也增加，B

錯誤；

C、t3→t4，CO2濃度增加，葉綠體基質(zhì)中生成的C3增加，消耗ATP的速率提高，C正確；

D、t4后短暫時間內(nèi)，由于缺少光照，ATP和NADPH減少，還原C3的速率減慢，但短時間

內(nèi)C3繼續(xù)生成，故葉綠體中C3/C5比值將上升，D錯誤。

故選C。

21．研究遮陰對花生光合作用的影響，可為花生的合理間種提供依據(jù)。研究人員從開花至果

實成熟，每天定時對花生植株進(jìn)行遮陰處理。由下表實驗結(jié)果無．法．得出的是（）

指標(biāo)

處理

葉綠素含量單株光合產(chǎn)量（g單株葉光合產(chǎn)量單株果實光合產(chǎn)量

（mg·dm-2）干重）（g干重）（g干重）

不遮陰2.0918.923.258.25

遮陰2

2.6618.843.058.21

小時

遮陰4

3.0316.643.056.13

小時

A．與不遮陰相比，遮陰處理植株的光合產(chǎn)量下降

B．遮陰4小時/天時，花生植株優(yōu)先將光合產(chǎn)物分配至葉中

C．花生植株通過增加葉綠素含量提高吸光能力適應(yīng)弱光環(huán)境

D．間種時高稈作物對花生的遮陰為4小時/天不影響花生產(chǎn)量

【答案】D

【分析】本實驗的自變量時遮陰情況，因變量包括葉綠素含量、單株光合產(chǎn)量、單株葉光合

產(chǎn)量、單株果實光合產(chǎn)量；遮陰條件和不遮陰相比，葉綠素含量增加，而其他產(chǎn)量均降低。

【詳解】A、與不遮陰相比，遮陰處理植株的單株光合產(chǎn)量、葉光合產(chǎn)量、果實光合產(chǎn)量均

下降，A正確；

B、遮陰4小時/天時，與遮陰2小時/天相比，花生植株單株葉光合產(chǎn)量未變，而單株光合

產(chǎn)量和單株果實光合產(chǎn)量均下降，說明優(yōu)先將光合產(chǎn)物分配至葉中，B正確；

C、遮陰條件下葉綠素含量增加，說明花生植株通過增加葉綠素含量提高吸光能力適應(yīng)弱光

環(huán)境，C正確；

D、花生的產(chǎn)量應(yīng)分析果實，若間種時高稈作物對花生的遮陰為4小時/天，單株果實光合產(chǎn)

量下降，故會影響花生產(chǎn)量，D錯誤。

故選D。

22．研究人員在適宜溫度、水分和一定CO2濃度條件下，分別測定了甲、乙兩個作物品種

CO2吸收速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系。下列說法不正確的是（）

A．限制P點CO2吸收速率的因素可能是CO2濃度

B．光照強(qiáng)度為b時，甲、乙總光合作用強(qiáng)度相等

C．光照強(qiáng)度為a時，甲的總光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等

D．光強(qiáng)強(qiáng)度為c時，甲、乙光合作用強(qiáng)度的差異可能與相關(guān)酶的數(shù)量有關(guān)

【答案】B

【分析】光合速率=呼吸速率+凈光合速率，影響光合作用的因素主要有光照強(qiáng)度、溫度、

CO2的濃度。光照強(qiáng)度通過影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強(qiáng)度增加，光反應(yīng)速

率加快，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使暗反應(yīng)中C3的還原加快，從而使光合作用產(chǎn)物增

加；溫度主要影響酶的活性，從而影響光合速率；CO2主要影響暗反應(yīng)階段C3的形成，從

而影響光合速率。

【詳解】A、在P點之后隨著光照強(qiáng)度的增加，CO2的吸收速率不再變化，也就意味著光合

速率不再變化，此時限制光合速率的因素不再是光照強(qiáng)度，此時的限制因素可能是CO2的

濃度，A正確；

B、光照強(qiáng)度為b時，甲乙的CO2的吸收速率相等，也就是此時甲乙的凈光合速率相等，光

合速率=呼吸速率+凈光合速率，據(jù)圖可知，甲乙與橫坐標(biāo)的交點表示凈光合速率為0，光合

速率=呼吸速率，而甲的呼吸速率大于乙，因此在b點時甲的光合作用強(qiáng)度大于乙，B錯誤；

C、光照前度為a時，CO2的吸收速率0，表明甲的凈光合速率為0，總光合作用強(qiáng)度與呼吸

作用強(qiáng)度相等，C正確；

D、光強(qiáng)強(qiáng)度為c時，甲、乙光合作用強(qiáng)度的差異可能與CO2的濃度相關(guān)，也可能是作物品

種之間的差異，導(dǎo)致相關(guān)酶的活性與數(shù)量也存在差異，D正確。

故選B。

23．將某種植物栽培于玻璃溫室內(nèi)，下圖為用CO2濃度測定儀測定的密閉玻璃溫室內(nèi)一晝

夜CO2濃度的變化情況，則下列相關(guān)說法錯誤的是（）

A．植物細(xì)胞在白天和黑夜都能進(jìn)行有氧呼吸，玻璃罩內(nèi)O2的含量在f點后又開始出現(xiàn)

下降

B．圖中曲線從a點到g點，一晝夜的時間內(nèi)植物體存在有機(jī)物的積累

C．de段CO2濃度下降趨于平緩的原因主要是葉肉細(xì)胞的部分氣孔關(guān)閉

D．植物體的所有細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用和細(xì)胞呼吸，且ATP的合成都是在膜上進(jìn)行的

【答案】D

【分析】影響光合作用的外界因素主要是光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。細(xì)胞內(nèi)合成ATP

的生理過程有光合作用和細(xì)胞呼吸。綠色植物的實際光合作用速率－呼吸速率=凈光合作用

速率。分析坐標(biāo)曲線時，一看橫、縱坐標(biāo)意義，二看曲線的起點、轉(zhuǎn)折點、終點的意義，三

看曲線的變化趨勢。

【詳解】A、植物細(xì)胞在有光照時才能進(jìn)行光合作用，有氧呼吸無論白天黑夜都能進(jìn)行，f

點之后CO2濃度上升，是因為呼吸作用大于光合作用或者只有呼吸作用，O2的含量下降，

A正確；

B、一晝夜從a到g，玻璃罩內(nèi)CO2濃度降低，存在有機(jī)物的積累，B正確；

C、De段由于出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象，氣孔關(guān)閉，細(xì)胞間隙的CO2濃度降低，影響了光合作用

強(qiáng)度，CO2濃度下降趨于平緩，C正確；

D、植物體并非所有的細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用，只有綠色部分能進(jìn)行，有氧呼吸無氧呼吸第

一階段ATP在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成，有氧呼吸第二階段ATP在線粒體基質(zhì)中合成，D錯誤。

故選D。

24．研究者測定了野生型和氣孔發(fā)育不良突變體擬南芥在不同光強(qiáng)下CO2，吸收速率，結(jié)果

如圖所示。下列敘述不．正．確．的是（）

A．無光照時突變體呼吸速率與野生型基本相同

B．野生型和突變體均在光強(qiáng)為Р時開始進(jìn)行光合作用

C．光強(qiáng)度大于250μmol·m-2·s-1時，單位時間內(nèi)突變體有機(jī)物的積累量小于野生型

D．光強(qiáng)為Q時，二者光合速率的差異可能主要是由于二氧化碳濃度引起的

【答案】B

【分析】在沒有光照時，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用，此時CO2的吸收量為負(fù)

值，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，植物開始進(jìn)行光合作用，但由于這時的光照強(qiáng)度弱，植物的光合

作用強(qiáng)度小于呼吸作用，從外觀來看，植物的CO2仍是負(fù)值，再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，植

物的光合作用強(qiáng)度等于植物的呼吸作用，這時植物CO2的吸收值為零，然后再隨著光照強(qiáng)

度的增加，植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用，植物的CO2吸收值為正，最后當(dāng)光照強(qiáng)度

達(dá)到某一值時，隨著光照強(qiáng)度的增加，植物的光合作用不再發(fā)生變化，這時植物的光合作用

達(dá)到了最大值。

【詳解】A、由曲線圖可以看出無光照時，兩曲線合成一條曲線，表明無光照時突變體呼吸

速率與野生型基本相同，A正確；

B、P點是野生型和突變體光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相等的點，野生型和突變體在光照

強(qiáng)度為P點前就已開始進(jìn)行光合作用，B錯誤；

C、從圖中可以看出，光照強(qiáng)度大于250μmol?m-2?s-1時，突變型凈光合作用小于野生型，所

以單位時間內(nèi)有機(jī)物的積累量突變體小于野生型，C正確；

D、由于突變體的氣孔發(fā)育不良，影響了植物對CO2的吸收。結(jié)合圖像所給信息可知，光照

強(qiáng)度為Q時，野生型的光合作用強(qiáng)度比突變型的大，可能是由于突變體的氣孔小于野生型，

造成突變型對外界CO2的吸收量不足引起的，D正確。

故選B。

25．圖為荒漠地區(qū)種植的胡楊分別在7月24號和8月26號兩天測得的光合速率日變化曲線

圖。下列相關(guān)分析正確的是（）

A．這兩天胡楊均在7點開始進(jìn)行光合作用

B．有機(jī)物的日合成量7月24號大于8月26號

C．光合速率日變化曲線走勢主要受土壤含水量影響

D．8月26號曲線雙峰的形成與溫度和光照等因素有關(guān)

【答案】D

【分析】分析曲線：荒漠地區(qū)種植的胡楊在8月26號在中午時氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致光合速率減

慢。

【詳解】A、這兩天胡楊均在7點時凈光合速率為0，說明7點之前已經(jīng)開始進(jìn)行光合作用，

A錯誤；

B、由曲線走勢可以看出，除21點到22點之外，26號凈光合速率均大于24號，故有機(jī)物

的日合成量7月24號小于8月26號，B錯誤；

C、由曲線圖可以得出，光合速率日變化曲線走勢主要光照強(qiáng)度影響，C錯誤；

D、8月26號曲線雙峰的形成與溫度和光照等因素有關(guān)，D正確。

故選D。

二、非選擇題：共5題，共50分。

26．酵母菌是制作馬奶酒的重要發(fā)酵菌種之一，科研人員對馬奶酒中的酵母菌菌株進(jìn)行研究。

請回答問題：

(1)酵母菌在有氧條件下將葡萄糖徹底氧化分解，同時釋放大量，為其生命活動提供

動力；在無氧條件下將葡萄糖分解為。

(2)馬奶中含有的糖類主要為乳糖。某些微生物可將乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，酵母菌可

利用這些單糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，從而制成馬奶酒?？蒲腥藛T研究野生型酵母菌和馬奶酒酵母菌

的發(fā)酵情況，結(jié)果分別如下圖所示。

①據(jù)圖可知，野生型酵母菌首先利用進(jìn)行發(fā)酵，當(dāng)這種糖耗盡時，酒精產(chǎn)量的增加停

滯一段時間，才開始利用進(jìn)行發(fā)酵。

②分析圖中曲線，與野生型酵母菌相比，馬奶酒酵母菌在利用葡萄糖、半乳糖或產(chǎn)生酒精等

方面的不同點：。

(3)馬奶酒酵母菌不同于野生型酵母菌的營養(yǎng)利用方式，使其數(shù)量增加更快，這一優(yōu)勢使馬

奶酒酵母菌更好地富含乳糖的生活環(huán)境。

【答案】(1)能量酒精和CO2

(2)葡萄糖、半乳糖馬奶酒酵母菌先利用的是半乳糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精速度快

酒精濃度高峰出現(xiàn)早

(3)適應(yīng)

【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體

內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸

和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應(yīng)生成水，合成大量

ATP。

2、無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同。無氧

呼吸由于不同生物體中相關(guān)的酶不同，在植物細(xì)胞和酵母菌中產(chǎn)生酒精和二氧化碳，在動物

細(xì)胞和乳酸菌中產(chǎn)生乳酸。

【詳解】（1）酵母菌在有氧條件下將葡萄糖徹底氧化分解產(chǎn)生二氧化碳和水，同時釋放大量

能量，為其生命活動提供動力；在無氧條件下將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳，同時釋放出

少量的能量。

（2）①據(jù)圖可知，葡萄糖的濃度先于半乳糖下降，可推知野生型酵母菌首先利用葡萄糖進(jìn)

行發(fā)酵，當(dāng)這種糖耗盡時，酒精產(chǎn)量趨于平穩(wěn)，不再增加，一段時間后隨著半乳糖的濃度下

降酒精產(chǎn)量再次上升，可推測葡萄糖消耗完后，野生型酵母菌才開始利用半乳糖發(fā)酵。

②比較兩圖中的實驗結(jié)果推測，與野生型酵母菌相比，馬奶酒酵母菌在利用葡萄糖、半乳糖

方面顯示的是馬奶酵母菌先利用的是半乳糖，隨之同時利用半乳糖和葡萄糖，在產(chǎn)生酒精方

面馬奶酒酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精的速度快，由此導(dǎo)致了酒精濃度高峰出現(xiàn)早。

（3）由實驗結(jié)果可知，馬奶酒酵母菌與野生型酵母菌的營養(yǎng)利用方式有所不同，即馬奶酒

酵母菌能夠利用半乳糖進(jìn)行快速發(fā)酵，故此可推測馬奶酒酵母菌比野生酵母菌能更好地適應(yīng)

富含乳糖的生活環(huán)境。

27．學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）~（5）題。

線粒體蛋白AOX和UCP在植物開花生熱中的功能

有些植物的花器官在開花期能夠在短期內(nèi)迅速產(chǎn)生并累積大量熱能，使花器官溫度顯著

高于環(huán)境溫度，即“開花生熱現(xiàn)象”。開花生熱可以促使植物生殖發(fā)育順利完成。

與高等動物相同，高等植物細(xì)胞的有氧呼吸過程能釋放熱量。有氧呼吸的第三階段，有

機(jī)物中的電子經(jīng)UQ（泛醌，脂溶性化合物）、蛋白復(fù)合體（I、Ⅱ、Ⅲ、IV）的作用，傳遞

至氧氣生成水，電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H濃度差，使能量轉(zhuǎn)換成H電

化學(xué)勢能，此過程稱為細(xì)胞色素途徑。最終，H經(jīng)ATP合成酶運回線粒體基質(zhì)時釋放能量，

此能量用于ATP合成酶催化ADP和Pi形成ATP。如圖1所示（“e”表示電子，“→”表示物

質(zhì)運輸及方向）。這種情況下生熱緩慢，不是造成植物器官溫度明顯上升的主要原因。

圖1中的AOX表示交替氧化酶（蛋白質(zhì)），是一種植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶，在

此酶參與下，電子可不通過蛋白復(fù)合體Ⅲ和IV，而是直接通過AOX傳遞給氧氣生成水，大

量能量以熱能的形式釋放。此途徑稱為AOX途徑。相較于細(xì)胞色素途徑，有機(jī)物中電子經(jīng)

AOX途徑傳遞后，最終只能產(chǎn)生極少量ATP。

荷花（N．nucifera）在自然生長的開花階段，具有開花生熱現(xiàn)象?；ㄆ鞴俸粑饔蔑@著

增強(qiáng)，氧氣消耗量大幅提高，使得花器官與周圍環(huán)境溫差逐漸增大。研究人員測定了花器官

開花生熱過程中不同途徑的耗氧量，如圖2所示。當(dāng)達(dá)到生熱最高峰時，AOX途徑的呼吸

作用比生熱前顯著增強(qiáng)，可占總呼吸作用耗氧量的70%以上。

線粒體解偶聯(lián)蛋白（UCP）是位于高等動、植物線粒體內(nèi)膜上的一類離子轉(zhuǎn)運蛋白。

UCP可以將H+通過膜滲漏到線粒體基質(zhì)中，從而驅(qū)散跨膜兩側(cè)的H+電化學(xué)勢梯度，使能量

以熱能形式釋放。有些植物開花生熱時，UCP表達(dá)量顯著上升，表明UCP蛋白也會參與調(diào)

控植物的開花生熱。

(1)圖1所示的膜結(jié)構(gòu)是；圖1中可以運輸H+的是。

(2)有氧呼吸的第一、二階段也會釋放熱量，但不會引起開花生熱。原因是經(jīng)過這兩個階段，

有機(jī)物中的能量大部分儲存在中。

(3)運用文中信息分析，在耗氧量不變的情況下，若圖1所示的膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量

提高，則經(jīng)膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量（選填“增加”、“不變”、“減

少”）。原因是。

(4)基干本文內(nèi)容，下列敘述能體現(xiàn)高等動、植物統(tǒng)一性的是______。

A．二者均有線粒體

B．二者均可借助UCP產(chǎn)熱

C．二者均可分解有機(jī)物產(chǎn)生ATP

D．二者均通過AOX途徑產(chǎn)生大量ATP

(5)若荷花開花生熱過程中，經(jīng)UCP產(chǎn)生的熱量不少于AOX途徑產(chǎn)熱。則在“總呼吸”曲線

仍維持圖2狀態(tài)時，請判斷細(xì)胞色素途徑和AOX途徑耗氧量應(yīng)有怎樣的變化，并說明理

由。

【答案】(1)線粒體內(nèi)膜復(fù)合體I、Ⅲ、IV及ATP合成酶、UCP

(2)[H]

(3)減少有機(jī)物中的能量經(jīng)AOX和UCP更多的被轉(zhuǎn)換成了熱能

(4)ABC

(5)細(xì)胞色素途徑的耗氧量占比會增加，而AOX途徑耗氧量占比會減少因經(jīng)UCP產(chǎn)熱，消

耗的是經(jīng)細(xì)胞色素途徑中的復(fù)合體I、Ⅲ、IV運輸H形成的H電化學(xué)勢能，若上述說法正

確，會有更多的電子經(jīng)復(fù)合體IV傳遞至氧氣形成水，細(xì)胞色素途徑耗氧量增加。因總呼吸

耗氧量不變，則AOX途徑耗氧量會降低。

【分析】有氧呼吸過程分為三個階段，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，發(fā)生在細(xì)

胞質(zhì)基質(zhì)中；有氧呼吸的第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和[H]，發(fā)生在線粒體基

質(zhì)中；有氧呼吸的第三階段是[H]與氧氣反應(yīng)形成水，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，有氧呼吸的三

個階段中有氧呼吸的第三階段釋放的能量最多，合成的ATP數(shù)量最多。分析圖示可知，UQ

（泛醌，脂溶性化合物）、蛋白復(fù)合體（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ）可以傳遞有機(jī)物分解產(chǎn)生的電子，同

時又將H+運輸?shù)侥らg隙，使膜兩側(cè)形成H+濃度差；H+通過ATP合成酶以被動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)

入線粒體基質(zhì)，并驅(qū)動ATP生成；H+可以通過UCP蛋白由膜間隙跨膜運輸?shù)骄€粒體基質(zhì)。

【詳解】（1）圖1所示膜結(jié)構(gòu)能消耗氧氣生成水，為線粒體內(nèi)膜。據(jù)圖可知，圖1中復(fù)合體

Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ可以將H+運輸?shù)骄€粒體的兩層膜間隙，而ATP合成酶、UCP可將H+運輸?shù)骄€

粒體的基質(zhì)，所以可以運輸H+的是復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及ATP合成酶、UCP。

（2）有氧呼吸的第一、二階段也會釋放熱量，但不會引起開花生熱。原因是經(jīng)這兩個階段，

有機(jī)物中的能量大部分儲存在[H]中。

（3）由于有機(jī)物中的能量經(jīng)AOX和UCP更多的被轉(zhuǎn)換成了熱能，所以在耗氧量不變的情

況下，若圖1所示膜結(jié)構(gòu)上AOX和UCP含量提高，則經(jīng)膜上ATP合成酶催化形成的ATP

的量會減少。

（4）高等動、植物細(xì)胞均有線粒體；線粒體是有氧呼吸的主要場所，二者均可分解有機(jī)物

產(chǎn)生ATP；均可借助UCP產(chǎn)熱；而AOX是一種植物細(xì)胞中廣泛存在的氧化酶，是植物特

有的產(chǎn)熱途徑，綜上分析，ABC符合題意，D不符合題意。

故選ABC。

（5）細(xì)胞色素途徑的耗氧量占比會增加，而AOX途徑耗氧量占比會減少因經(jīng)UCP產(chǎn)熱，

消耗的是經(jīng)細(xì)胞色素途徑中的復(fù)合體I、Ⅲ、IV運輸H形成的H電化學(xué)勢能，若上述說法

正確，會有更多的電子經(jīng)復(fù)合體IV傳遞至氧氣形成水，細(xì)胞色素途徑耗氧量增加。因總呼

吸耗氧量不變，所以AOX途徑耗氧量占比會減少。

28．在缺氧條件下，人體既可通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)呼吸頻率來適應(yīng)，又可通過增加紅細(xì)胞的數(shù)

量來適應(yīng)。紅細(xì)胞數(shù)量增加與細(xì)胞內(nèi)缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）介導(dǎo)的系列反應(yīng)有關(guān)，機(jī)理如下

圖所示。2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒給了發(fā)現(xiàn)這一機(jī)制的三位科學(xué)家。請回答問題：

(1)呼吸頻率加快加深后，吸入更多的氧氣。氧氣進(jìn)入人體細(xì)胞參與有氧呼吸的反應(yīng)場所

是。人體在缺氧條件下，細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有。

(2)如圖所示，常氧條件下，經(jīng)過的催化，HIF-1α蛋白發(fā)生羥基化，使得VHL蛋白能

夠與之識別并結(jié)合，從而導(dǎo)致HIF-1α蛋白降解。

(3)由圖可知，缺氧條件下，HIF-1α蛋白通過進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，與ARNT結(jié)合形成缺氧誘

導(dǎo)因子（HIF）。HIF結(jié)合到特定的DNA序列上，促進(jìn)EPO（促紅細(xì)胞生成素）的合成，從

而促進(jìn)紅細(xì)胞數(shù)量的增加，攜帶氧氣能力增強(qiáng)。另外，HIF還可促進(jìn)有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，使

細(xì)胞呼吸第一階段某些酶的含量增加、細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量增加，請分析這些變

化的適應(yīng)意義：。

(4)慢性腎功能衰竭患者常因EPO產(chǎn)生不足而出現(xiàn)嚴(yán)重貧血，研究人員正在探索一種PHD

抑制劑對貧血患者的治療作用。請結(jié)合圖中信息，分析PHD抑制劑治療貧血的作用機(jī)

理。此外，在腫瘤微環(huán)境中通常缺氧，上述機(jī)制（填“有利于”或“不利于”）癌

細(xì)胞大量增殖。研究人員正努力開發(fā)新的藥物，用以激活或阻斷氧感應(yīng)機(jī)制，改善人類的健

康。

【答案】(1)線粒體（內(nèi)膜）乳酸、CO2和水

(2)脯氨酰羥化酶/PHD

(3)核孔增加糖酵解的酶有利于細(xì)胞通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP為細(xì)胞供能；葡萄糖

轉(zhuǎn)運蛋白增加有利于細(xì)胞攝入葡萄糖，為細(xì)胞呼吸提供能源物質(zhì)

(4)通過抑制PHD活性抑制HIF-1α的降解，細(xì)胞內(nèi)較高水平的HIF-1α促進(jìn)EPO的產(chǎn)生

有利于

【分析】根據(jù)題干信息和圖形分析，常氧條件下，HIF-1α蛋白不進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮作用，而是

經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，最終被降解了；缺氧條件下，HIF-1α蛋白通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核與

ARNT結(jié)合，進(jìn)而影響基因（DNA）的表達(dá)情況。

【詳解】（1）氧氣參與有氧呼吸第三階段，發(fā)生在線粒體（內(nèi)膜）；人體在缺氧條件下，可

同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，其中無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，有氧呼吸的產(chǎn)物是水和二氧化

碳。

（2）據(jù)圖分析可知，常氧條件下，HIF-1α蛋白經(jīng)過脯氨酰羥化酶的催化發(fā)生了羥基化。

（3）據(jù)圖分析可知，HIF-1α蛋白是通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)的；根據(jù)題意分析，HIF-1α蛋白

與ARNT結(jié)合形成缺氧誘導(dǎo)因子（HIF），HIF結(jié)合到特定的DNA序列上，促進(jìn)EPO（促紅

細(xì)胞生成素）的合成，從而促進(jìn)紅細(xì)胞數(shù)量的增加，攜帶氧氣能力增強(qiáng)。另外，HIF還可促

進(jìn)其他有關(guān)基因的表達(dá)，使細(xì)胞呼吸第一階段某些酶的含量增加、細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白

的數(shù)量增加，這些變化的適應(yīng)意義在于增加糖酵解的酶有利于細(xì)胞通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP

為細(xì)胞供能；葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白增加有利于細(xì)胞攝入葡萄糖，為細(xì)胞呼吸提供能源物質(zhì)。

（4）根據(jù)題意分析，PHD抑制劑治療貧血的作用機(jī)理是通過抑制PHD活性抑制HIF-1α的

降解，細(xì)胞內(nèi)較高水平的HIF-1α促進(jìn)EPO的產(chǎn)生；此外，在腫瘤微環(huán)境中通常缺氧，上述

機(jī)制有利于癌細(xì)胞大量增殖。

29．自然界中的光強(qiáng)常在短時間內(nèi)劇烈變化，影響植物的光合作用效率?？蒲腥藛T對擬南芥

的葉綠體響應(yīng)光強(qiáng)變化的機(jī)理進(jìn)行了探究。

(1)類囊體膜上的蛋白復(fù)合物PSI催化水在光下分解，變化的光強(qiáng)會影響這一過程，從而影

響光反應(yīng)產(chǎn)生，最終影響暗反應(yīng)過程有機(jī)物的合成。

(2)PSII復(fù)合物的主要部分延伸到類囊體腔中，科研人員推測類囊體腔中的蛋白參與PSII的

組裝。為此，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化擬南芥，由于農(nóng)桿菌的會隨機(jī)整合到擬南芥的核基

因組中，因而可得到類囊體腔內(nèi)蛋白基因發(fā)生突變的突變體。

(3)科研人員在所得突變體中觀察到，B基因突變體無法編碼類囊體腔內(nèi)的蛋白B，該突變體

表現(xiàn)為缺乏PSII復(fù)合物?？蒲腥藛T進(jìn)行實驗，處理及結(jié)果如圖。

實驗結(jié)果

a組b組c組d組

B基因突變體+++++++++++

野生型++++++++++++++++++++

注:“+”數(shù)量多代表生長狀況好。

①據(jù)圖分析，本實驗的自變量是。

②依據(jù)實驗結(jié)果推測，PSII復(fù)合物的功能是對變化光強(qiáng)的適應(yīng)。

(4)進(jìn)一步將b組植株的葉肉細(xì)胞置于電鏡