2025年高考二輪復(fù)習(xí)生物大單元2細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)層級(jí)二關(guān)鍵突破提升練4

層級(jí)二關(guān)鍵突破提升練學(xué)生用書P167

突破點(diǎn)1運(yùn)用“對(duì)照”和“變量”思維解答酶類實(shí)驗(yàn)題1.(2024·重慶模擬)下列關(guān)于酶的敘述,正確的是()A.蛋白酶可破壞蔗糖酶中的肽鍵,加入雙縮脲試劑后不會(huì)變色B.與無機(jī)催化劑相比,酶提高反應(yīng)活化能的作用更明顯,因而酶催化效率更高C.若探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響,可選擇碘液對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)D.在驗(yàn)證pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,將酶和底物充分混合后再調(diào)節(jié)pH答案C解析蛋白酶遇雙縮脲試劑會(huì)變色,A項(xiàng)錯(cuò)誤;與無機(jī)催化劑相比,酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響,可選擇碘液對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè),C項(xiàng)正確;在驗(yàn)證pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,由于酶的高效性,不能將酶和底物充分混合后再調(diào)節(jié)pH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024·山東聊城三模)植物體內(nèi)的多半乳糖醛酸酶可將果膠降解為半乳糖醛酸,能促進(jìn)果實(shí)的軟化和成熟脫落。為探究該酶的特性,進(jìn)行以下4組實(shí)驗(yàn),條件及結(jié)果如下表所示。下列說法錯(cuò)誤的是()條件及產(chǎn)物組別果膠多半乳糖醛酸酶Ca2+Mn2+55℃半乳糖醛酸①+++②+++③++++++④+++++注:“+”越多表示存在量越多,“”表示無;①~③組在常溫下實(shí)驗(yàn)。A.分析①②③組可知,多半乳糖醛酸酶的活性受離子影響B(tài).分析①④組可知,其自變量為溫度,因變量為半乳糖醛酸的量C.55℃可能高于多半乳糖醛酸酶的最適溫度D.該實(shí)驗(yàn)可證明多半乳糖醛酸酶不具有專一性答案D解析①②③組條件為離子不同,因變量為有無半乳糖醛酸及其存在的量,表明多半乳糖醛酸酶的活性受離子影響,A項(xiàng)正確;①④組只有溫度條件不同,其自變量為溫度,因變量為半乳糖醛酸的量,B項(xiàng)正確;55℃溫度下,半乳糖醛酸的含量低于③組,說明55℃可能高于多半乳糖醛酸酶的最適溫度,C項(xiàng)正確;多半乳糖醛酸酶只能催化果膠的分解,具有專一性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2024·山東臨沂二模)幽門螺桿菌(Hp)可引發(fā)胃炎、胃癌等消化道疾病,呼氣實(shí)驗(yàn)是檢測(cè)Hp的常用方法。由于Hp可分泌脲酶,吞服用13C標(biāo)記的尿素膠囊后,胃中含有Hp的人會(huì)在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到呼出含13C的氣體,而不含Hp的人很難檢測(cè)到。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.Hp分泌脲酶的過程中需要核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等參與B.含13C的氣體是由脲酶將尿素分解產(chǎn)生的C.Hp產(chǎn)生的脲酶隨食物進(jìn)入腸腔后會(huì)被消化分解D.短時(shí)間可完成檢測(cè)是因?yàn)殡迕缚娠@著降低尿素分解反應(yīng)的活化能答案A解析幽門螺桿菌(Hp)為原核生物,沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Hp可分泌脲酶,脲酶可催化用13C標(biāo)記的尿素水解,從而產(chǎn)生含13C的氣體,B項(xiàng)正確;Hp產(chǎn)生的脲酶化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),進(jìn)入腸腔后會(huì)被消化分解,C項(xiàng)正確;酶具有高效性的原因是酶能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,D項(xiàng)正確。4.(不定項(xiàng))(2024·山東臨沂模擬)某研究小組將淀粉與淀粉酶分別保溫至0℃、60℃、100℃,一段時(shí)間后,按對(duì)應(yīng)溫度分別混勻,混合溶液各裝入一個(gè)透析袋中,再將透析袋放入裝有液體的燒杯中,將裝置溫度分別調(diào)整到對(duì)應(yīng)的溫度,反應(yīng)相同時(shí)間后將透析袋取出,并用試劑對(duì)燒杯中的溶液進(jìn)行鑒定。下列相關(guān)敘述正確的是()A.本實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)試劑不能選用斐林試劑,以免溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果干擾B.該實(shí)驗(yàn)研究的目的是溫度對(duì)酶活性的影響,溫度和反應(yīng)時(shí)間是自變量C.上述過程中調(diào)整裝置溫度應(yīng)在放入透析袋前進(jìn)行D.透析袋的作用是將麥芽糖和葡萄糖等小分子與淀粉等大分子分離答案CD解析本實(shí)驗(yàn)中透析袋的作用是將生成的麥芽糖和葡萄糖等小分子與未反應(yīng)的淀粉等大分子分離開,之后取剩余在燒杯中的反應(yīng)液進(jìn)行檢測(cè),因此可選用斐林試劑進(jìn)行檢測(cè),A項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;該實(shí)驗(yàn)研究的目的是探究溫度對(duì)酶活性的影響,溫度是自變量,反應(yīng)時(shí)間是無關(guān)變量,B項(xiàng)錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)探究的是溫度對(duì)酶活性的影響,應(yīng)先分別將酶和底物在相應(yīng)溫度下保溫,然后再混合,混合后要繼續(xù)在相應(yīng)溫度下保溫,使酶與底物充分反應(yīng),因此應(yīng)先將燒杯內(nèi)的液體調(diào)整溫度,再將裝有混合溶液的透析袋置于其中,即題述過程中調(diào)整裝置溫度應(yīng)在放入透析袋前進(jìn)行,C項(xiàng)正確。突破點(diǎn)2運(yùn)用“物質(zhì)與能量觀”分析光合作用與細(xì)胞呼吸過程5.(2024·山東菏澤二模)可立氏循環(huán)是指在激烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生NADH的速度超過其再形成NAD+的速度,這時(shí)肌肉中產(chǎn)生的丙酮酸由乳酸脫氫酶轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?使NAD+再生,保證葡萄糖到丙酮酸能夠繼續(xù)產(chǎn)生ATP。肌肉中的乳酸擴(kuò)散到血液并隨著血液進(jìn)入肝細(xì)胞,在肝細(xì)胞內(nèi)通過葡萄糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟恰Ｏ铝姓f法正確的是()A.機(jī)體進(jìn)行可立氏循環(huán)時(shí),肌細(xì)胞消耗的氧氣量小于產(chǎn)生的二氧化碳量B.有氧呼吸過程中,NADH在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生,在線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜處被消耗C.肌細(xì)胞產(chǎn)生的乳酸需在肝細(xì)胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相關(guān)基因的選擇性表達(dá)D.丙酮酸被還原為乳酸的過程中,產(chǎn)生NAD+和少量ATP答案C解析人體激烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌細(xì)胞中既存在有氧呼吸,也存在無氧呼吸,有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量與消耗的O2量相等,無氧呼吸不消耗O2,也不產(chǎn)生CO2,因此總產(chǎn)生的CO2量與總消耗的O2量的比值等于1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;有氧呼吸過程中,NADH在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生,在線粒體內(nèi)膜處被消耗,B項(xiàng)錯(cuò)誤;肌肉中的乳酸擴(kuò)散到血液并隨著血液進(jìn)入肝細(xì)胞,在肝細(xì)胞內(nèi)通過葡萄糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?根本原因是葡萄糖異生途徑相關(guān)基因的選擇性表達(dá),C項(xiàng)正確;丙酮酸被還原為乳酸是無氧呼吸的第二階段,該階段生成NAD+,不產(chǎn)生ATP,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2024·內(nèi)蒙古包頭一模)下圖是人體肌細(xì)胞缺氧時(shí)進(jìn)行無氧呼吸的部分反應(yīng)原理示意圖。下列敘述正確的是()A.人體肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATPB.人體肌細(xì)胞無氧呼吸NAD+再生的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)C.人體肌細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖D.人體肌細(xì)胞無氧呼吸過程中NADH和NAD+的含量處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)答案D解析人體肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程屬于呼吸作用的第一階段,可以產(chǎn)生少量ATP,A項(xiàng)錯(cuò)誤;人體肌細(xì)胞無氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),不涉及線粒體基質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;人體肌細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,葡萄糖通常作為呼吸的底物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)圖可知,NADH和NAD+在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,故人體肌細(xì)胞無氧呼吸過程中NADH和NAD+的含量處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),D項(xiàng)正確。7.(2024·山東濰坊二模)細(xì)胞呼吸時(shí),氧接受電子傳遞鏈傳遞的電子并與H+結(jié)合生成水。在此過程中,電子傳遞鏈的中間復(fù)合物會(huì)直接將電子傳給氧形成自由基(ROS)。正常情況下,ROS可被超氧化物歧化酶(SOD)清除。下列說法錯(cuò)誤的是()A.上述的電子傳遞鏈發(fā)生于真核細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜上B.ROS攻擊線粒體膜上的磷脂分子后會(huì)抑制自由基的產(chǎn)生C.一般情況下,線粒體DNA發(fā)生突變的概率高于細(xì)胞核DNAD.功能受損的線粒體可能會(huì)啟動(dòng)自噬程序,避免在細(xì)胞內(nèi)堆積答案B解析根據(jù)題意可知,氧接受電子傳遞鏈傳遞的電子并與H+結(jié)合生成水,這是有氧呼吸第三階段的過程,該階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上,A項(xiàng)正確;根據(jù)自由基學(xué)說,ROS攻擊線粒體膜上的磷脂分子后會(huì)促進(jìn)自由基的產(chǎn)生,B項(xiàng)錯(cuò)誤;線粒體DNA是裸露的,不與蛋白質(zhì)結(jié)合,發(fā)生突變的概率高于細(xì)胞核中的雙鏈DNA,C項(xiàng)正確;功能受損的線粒體可能會(huì)啟動(dòng)自噬程序,形成自噬小泡被溶酶體包裹進(jìn)而降解,避免在細(xì)胞內(nèi)堆積,D項(xiàng)正確。8.(不定項(xiàng))(2024·山東濱州二模)有氧呼吸過程中,線粒體中的NADH脫去氫釋放的電子經(jīng)內(nèi)膜傳遞給O2,電子傳遞過程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)H+從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中,隨后H+經(jīng)ATP合酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成,然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水。已知丙酮酸是可以被氧化分解的物質(zhì);疊氮化物可抑制電子傳遞給氧;DNP使H+進(jìn)入線粒體基質(zhì)時(shí)不經(jīng)過ATP合酶。將完整的離體線粒體放在緩沖液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),圖中x、y、z分別是上述3種物質(zhì)中的一種,①②表示生理過程。下列說法錯(cuò)誤的是()A.線粒體基質(zhì)中的NADH全部來自丙酮酸的氧化分解B.物質(zhì)x是丙酮酸,過程①②均發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上C.物質(zhì)y是疊氮化物,該物質(zhì)可解除電子傳遞和ATP合成之間的聯(lián)系D.物質(zhì)z是DNP,該物質(zhì)可使細(xì)胞呼吸釋放的能量中以熱能散失的比例增加答案ABC解析線粒體基質(zhì)中的NADH除了來自丙酮酸的氧化分解,還有葡萄糖分解為丙酮酸的過程所產(chǎn)生,A項(xiàng)錯(cuò)誤;物質(zhì)x是丙酮酸,過程①消耗的O2量處于較低水平,且相對(duì)穩(wěn)定,屬于有氧呼吸第二階段,發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,過程②消耗的O2量增加,屬于有氧呼吸第三階段,發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上,B項(xiàng)錯(cuò)誤;物質(zhì)y是疊氮化物,依據(jù)題干信息,該物質(zhì)可抑制電子傳遞給氧,并進(jìn)而抑制電子傳遞和ATP合成之間的聯(lián)系,C項(xiàng)錯(cuò)誤;細(xì)胞呼吸釋放的能量有兩個(gè)用途,一部分用于合成ATP,另一部分以熱能的形式散失,物質(zhì)z是DNP,據(jù)圖可知,加入該物質(zhì)后,消耗的O2量增加,可知細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的總能量增多,而合成的ATP量變化不大,故該物質(zhì)可使細(xì)胞呼吸釋放的能量中以熱能散失的比例增加,D項(xiàng)正確。9.(2024·北京豐臺(tái)一模)CAM植物白天氣孔關(guān)閉,夜晚氣孔打開,以適應(yīng)干旱環(huán)境。下圖為其部分代謝途徑,下列相關(guān)敘述不正確的是()A.催化過程①和過程②所需的酶不同B.卡爾文循環(huán)的場(chǎng)所是葉綠體類囊體薄膜C.CAM植物白天氣孔關(guān)閉可減少水分散失D.夜晚缺乏NADPH和ATP不能進(jìn)行卡爾文循環(huán)答案B解析酶具有專一性,因此催化過程①和過程②所需的酶不同,A項(xiàng)正確;據(jù)題圖可知,卡爾文循環(huán)即光合作用的暗反應(yīng)階段,CAM植物進(jìn)行暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;CAM植物白天氣孔關(guān)閉,能減少水分散失以適應(yīng)干旱環(huán)境,C項(xiàng)正確;CAM植物在夜晚黑暗條件下不能制造有機(jī)物,因?yàn)闆]有光照,光反應(yīng)不能進(jìn)行,無法為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH,不能進(jìn)行卡爾文循環(huán),D項(xiàng)正確。10.(2024·廣東肇慶二模)大豆、玉米等植物的葉綠體中存在一種名為Rubisco的酶,參與卡爾文循環(huán)和光呼吸。在較強(qiáng)光照下,Rubisco以五碳化合物(RuBP)為底物,在CO2/O2值高時(shí),使RuBP結(jié)合CO2發(fā)生羧化;在CO2/O2值低時(shí),使RuBP結(jié)合O2發(fā)生氧化進(jìn)行光呼吸,具體過程如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.大豆、玉米等植物的葉片中消耗O2的場(chǎng)所有葉綠體、線粒體B.光呼吸發(fā)生在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體中C.有氧呼吸和光呼吸均產(chǎn)生ATPD.干旱、晴朗的中午,葉肉細(xì)胞中光呼吸強(qiáng)度較通常條件下會(huì)降低答案A解析大豆、玉米葉片中通過有氧呼吸消耗氧氣的場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜,通過光呼吸消耗氧氣的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì),A項(xiàng)正確;由題干“在較強(qiáng)光照下,Rubisco以五碳化合物(RuBP)為底物,在CO2/O2值高時(shí),使RuBP結(jié)合CO2發(fā)生羧化;在CO2/O2值低時(shí),使RuBP結(jié)合O2發(fā)生氧化進(jìn)行光呼吸”可知,光呼吸和卡爾文循環(huán)發(fā)生場(chǎng)所一致,在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖可知,在CO2/O2的值低時(shí),RuBP結(jié)合氧氣發(fā)生光呼吸,光呼吸會(huì)消耗多余的ATP、NADPH,C項(xiàng)錯(cuò)誤;干旱、晴朗的中午,胞間CO2濃度會(huì)降低,葉肉細(xì)胞中光呼吸強(qiáng)度較通常條件下會(huì)增強(qiáng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.(2024·山東菏澤二模)(12分)光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)、Cb6/f和光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)等結(jié)構(gòu)形成線性電子傳遞和環(huán)式電子傳遞兩條途徑,兩條途徑在光反應(yīng)過程中均產(chǎn)生ATP。親環(huán)素蛋白C37調(diào)控電子傳遞效率,提高植物對(duì)強(qiáng)光的適應(yīng)性(如圖所示)。在強(qiáng)光下,C37缺失會(huì)導(dǎo)致電子傳遞受阻產(chǎn)生大量活性氧,活性氧積累使葉綠素降解增加,活性氧積累到一定量使細(xì)胞凋亡?；卮鹣铝袉栴}。(1)①光合色素吸收光能后,將水分解為O2和H+,同時(shí)產(chǎn)生電子;電子經(jīng)過電子傳遞鏈,最終與結(jié)合形成NADPH。強(qiáng)光環(huán)境會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中C3含量。環(huán)式電子傳遞與線性電子傳遞相比,NADPH/ATP的值(填“較大”“較小”或“相等”)。

②根據(jù)題干信息,對(duì)強(qiáng)光下植物光合電子傳遞鏈調(diào)控機(jī)制的理解,說法正確的有。

A.強(qiáng)光下,C37僅調(diào)控光合電子傳遞鏈中的線性電子傳遞過程B.強(qiáng)光下,C37通過與Cb6/f結(jié)合,提高Cb6/f到PSⅠ的電子傳遞效率C.C37缺失使電子傳遞受阻,進(jìn)而降低活性氧的含量,可導(dǎo)致植物葉片變黃D.C37缺失突變體轉(zhuǎn)入高表達(dá)的C37基因,可降低強(qiáng)光下的細(xì)胞凋亡率(2)現(xiàn)有分離得到的分別含PSⅠ和PSⅡ的類囊體,根據(jù)題干光反應(yīng)機(jī)制,簡(jiǎn)要寫出鑒定這兩種類囊體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:。

答案(1)NADP+降低較小BD(2)取強(qiáng)光下的分別含PSⅠ和PSⅡ的類囊體,提取、分離色素,比較色素帶上葉綠素條帶的寬度解析(1)①光合色素吸收光能后,一方面將水分解為O2和H+,同時(shí)產(chǎn)生的電子經(jīng)傳遞最終與NADP+結(jié)合形成NADPH。強(qiáng)光環(huán)境會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)不足,短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)中C3含量降低。線性電子傳遞中,電子經(jīng)PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最終產(chǎn)生NADPH和ATP;環(huán)式電子傳遞中,電子在PSⅠ和Cb6/f間循環(huán),僅產(chǎn)生ATP不產(chǎn)生NADPH。因此環(huán)式電子傳遞與線性電子傳遞相比,NADPH/ATP的值較小。②強(qiáng)光下,C37還可以調(diào)控光合電子傳遞鏈中的環(huán)式電子傳遞過程,A項(xiàng)錯(cuò)誤;研究發(fā)現(xiàn),在強(qiáng)光脅迫下,C37缺失導(dǎo)致從Cb6/f到PSⅠ的電子傳遞受阻,傳遞效率顯著下降,因此C37通過與Cb6/f結(jié)合,提高Cb6/f到PSⅠ的電子傳遞效率,B項(xiàng)正確;C37缺失導(dǎo)致從Cb6/f到PSⅠ的電子傳遞受阻,傳遞效率顯著下降,從而產(chǎn)生大量活性氧導(dǎo)致活性氧積累,活性氧積累使葉綠素降解增加,活性氧積累到一定量會(huì)引發(fā)細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致葉片枯萎發(fā)黃,C項(xiàng)錯(cuò)誤;活性氧超過一定水平后會(huì)引發(fā)細(xì)胞凋亡,C37缺失突變體轉(zhuǎn)入高表達(dá)的C37基因,可降低強(qiáng)光下的細(xì)胞凋亡率,D項(xiàng)正確。(2)由題意可知,在強(qiáng)光下,C37缺失會(huì)導(dǎo)致電子傳遞受阻產(chǎn)生大量活性氧,活性氧積累使葉綠素降解增加,活性氧積累到一定量使細(xì)胞凋亡,因此可以取強(qiáng)光下的分別含PSⅠ和PSⅡ的類囊體,提取、分離色素,比較色素帶上葉綠素條帶的寬度,葉綠素條帶寬的為PSⅡ的類囊體,葉綠素條帶窄的為PSⅠ的類囊體。12.(2024·黑吉遼卷)(12分)在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3,當(dāng)CO2/O2的值低時(shí),C5也能與O2反應(yīng)形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中的主要物質(zhì)變化如圖1所示。在葉綠體中:C5+CO22C3① C5+O2C3+C2 ②在線粒體中:2C2+BAD'C3+CO2+NADH+H+ ③注:C2表示不同種類的二碳化合物,C3也類似。圖1光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放,且整體上是消耗能量的過程。回答下列問題。(1)反應(yīng)①是過程。

(2)與光呼吸不同,以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場(chǎng)所是和。

(3)我國(guó)科學(xué)家將改變光呼吸的相關(guān)基因轉(zhuǎn)入某種農(nóng)作物野生型植株(WT),得到轉(zhuǎn)基因株系1和2,測(cè)定凈光合速率,結(jié)果如圖2、圖3所示。圖2中植物光合作用所需CO2的來源除了有外界環(huán)境,還有和(填生理過程)。7—10時(shí)株系1和2與WT的凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異,原因是。據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)(填“能”或“不能”)計(jì)算出株系1的總光合速率,理由是

。

(4)結(jié)合上述結(jié)果分析,選擇轉(zhuǎn)基因株系1進(jìn)行種植,產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢(shì),判斷的依據(jù)是。

圖2圖3答案(1)CO2的固定(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)(兩空答案可對(duì)調(diào))(3)光呼吸呼吸作用(兩空答案可對(duì)調(diào))株系1和2導(dǎo)入了改變光呼吸的基因,光呼吸強(qiáng)度發(fā)生改變,因?yàn)楣夂粑軐⒁呀?jīng)同化的碳釋放,故株系1和2與WT的凈光合速率產(chǎn)生差異不能除了凈光合速率,總光合速率還與呼吸速率、光呼吸速率有關(guān),從圖3無法得出呼吸速率和光呼吸速率,所以不能計(jì)算出株系1的總光合速率(4)在相同光照強(qiáng)度和CO2濃度下,株系1與株系2和WT相比,株系1的凈光合速率最大解析(1)由反應(yīng)式①可知,這個(gè)過程在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行,稱為CO2的固定。(2)以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸有三個(gè)階段,第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,產(chǎn)物為丙酮酸和NADH;第二階段在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行,產(chǎn)物為CO2和NADH;第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,產(chǎn)物為水,故以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)。(3)由題干可知,光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放,且整體上是消耗能量的過程,再根據(jù)題圖2和題圖3可以判斷出凈光合速率的大小與光照強(qiáng)度以及CO2濃度的關(guān)系,從而進(jìn)行解題。(4)由題圖2可知,在相同光照條件下,株系1的凈光合速率最大;由題圖3可知,在相同CO2濃度下,株系1的凈光合速率最大。13.(2024·山東聊城二模)(14分)強(qiáng)光照條件下,植物細(xì)胞可以通過“蘋果酸/草酰乙酸穿梭”和“蘋果酸/天冬氨酸穿梭”(如圖)實(shí)現(xiàn)葉綠體和線粒體中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移,并可以通過信號(hào)傳遞調(diào)節(jié)植物的生理活動(dòng)以適應(yīng)環(huán)境變化?；卮鹣铝袉栴}。(1)葉綠體利用分布在上的色素將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。葉綠體中光合產(chǎn)物暫時(shí)以淀粉形式儲(chǔ)存的意義是。

(2)當(dāng)光照過強(qiáng)時(shí),“蘋果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地將光反應(yīng)產(chǎn)生的中含有的還原能輸出葉綠體,再經(jīng)過“蘋果酸/天冬氨酸穿梭”轉(zhuǎn)換成線粒體中的中含有的還原能,最終在(場(chǎng)所)轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。

(3)當(dāng)光照過強(qiáng)時(shí),植物細(xì)胞釋放到胞外的ATP(eATP)可通過受體介導(dǎo)的方式,調(diào)節(jié)植物生理活動(dòng)。為探究eATP對(duì)光合速率的影響,科研人員用一定最適宜濃度的eATP溶液處理豌豆葉片,結(jié)果如圖所示。注:NADPH氧化酶是活性氧(ROS)產(chǎn)生的關(guān)鍵酶,活性氧(ROS)能促進(jìn)植物葉肉細(xì)胞氣孔的開放。該實(shí)驗(yàn)自變量為,推測(cè)eATP調(diào)節(jié)植物光合速率的機(jī)制:。

答案(1)類囊體薄膜減少丙糖磷酸等在葉綠體內(nèi)的積累,避免對(duì)光合作用的抑制;維持葉綠體內(nèi)的滲透壓等(2)NADPHNADH線粒體內(nèi)膜(3)eATP的有無、豌豆幼苗的種類eATP通過調(diào)節(jié)NADPH氧化酶基因的表達(dá),促進(jìn)活性氧(ROS)的合成來促進(jìn)氣孔的開放,從而提高光合速率解析(1)葉綠體利用類囊體薄膜上的葉綠素和類胡蘿卜素將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。葉綠體中光合產(chǎn)物暫時(shí)以淀粉形式儲(chǔ)存,以減少丙糖磷酸等在葉綠體內(nèi)積累,避免對(duì)光合作用的抑制,維持葉綠體內(nèi)的滲透壓。(2)由圖可知,強(qiáng)光條件下,蘋果酸/草酰乙酸穿梭能將NADPH中的H+運(yùn)出葉綠體,與NAD+結(jié)合生成NADH,該過程將光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH中含有的還原能輸出葉綠體,再經(jīng)過“蘋果酸/天冬氨酸穿梭”轉(zhuǎn)換成線粒體中的NADH中含有的還原能,最終在線粒體內(nèi)膜用于ATP的合成。(3)由題意可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量為eATP的有無、豌豆幼苗的種類?；钚匝?ROS)能促進(jìn)植物葉肉細(xì)胞氣孔的開放,NADPH氧化酶是ROS產(chǎn)生的關(guān)鍵酶,據(jù)圖可知,eATP可通過調(diào)節(jié)氣孔導(dǎo)度來調(diào)節(jié)植物光合速率,而活性氧(ROS)也能促進(jìn)植物葉肉細(xì)胞氣孔的開放,活性氧(ROS)的合成需要NADPH氧化酶的催化,當(dāng)NADPH氧化酶缺失,活性氧(ROS)無法合成,植物葉肉細(xì)胞氣孔的開放無法增加,科研人員用eATP處理NADPH氧化酶基因缺失突變體,發(fā)現(xiàn)凈光合速率與對(duì)照組基本一致。綜合分析可知:eATP通過調(diào)節(jié)NADPH氧化酶基因的表達(dá),促進(jìn)活性氧(ROS)的合成,進(jìn)而促進(jìn)植物葉肉細(xì)胞氣孔的開放,提升了葉肉細(xì)胞的氣孔導(dǎo)度,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)光合速率的提高。突破點(diǎn)3結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐考查細(xì)胞呼吸和光合作用的影響因素14.(2024·山東菏澤模擬)農(nóng)耕中通常將玉米和大豆間作。某條件下測(cè)得單作和間作的數(shù)據(jù)如下:玉米光飽和點(diǎn)為3klx和9klx,大豆葉綠素含量為1.8mg/g和2.2mg/g,大豆凈光合速率為11μmol/(m2·s)和8.5μmol/(m2·s)。下列敘述正確的是()A.推測(cè)玉米適合間作,可用CO2的消耗速率代表玉米的凈光合速率B.大豆間作時(shí)產(chǎn)量低于單作,與玉米株高較高使大豆被遮光影響了光反應(yīng)有關(guān)C.大豆間作時(shí)葉綠素含量增加,利于其在光照強(qiáng)度較弱時(shí)吸收紅外光和藍(lán)紫光D.大豆根部根瘤菌通過固氮作用積累的氮元素主要用于作物細(xì)胞中磷脂、淀粉的生成答案B解析根據(jù)光飽和點(diǎn)變化推測(cè)玉米適合間作,可用CO2的吸收速率代表玉米的凈光合速率,CO2的消耗速率代表總光合速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;間作時(shí)玉米株高較高使大豆被遮光,影響了大豆的光反應(yīng),進(jìn)而影響了凈光合速率,使大豆產(chǎn)量下降,B項(xiàng)正確;大豆間作時(shí)葉綠素含量增加,利于其在光照強(qiáng)度較弱時(shí)吸收紅光和藍(lán)紫光,C項(xiàng)錯(cuò)誤;大豆根部根瘤菌通過固氮作用積累的氮元素用于作物細(xì)胞中磷脂、ATP、NADPH等的生成,淀粉中不含氮元素,D項(xiàng)錯(cuò)誤。15.光補(bǔ)償點(diǎn)是指植物的光合速率與呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度。光飽和點(diǎn)是指植物的光合速率達(dá)到最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度。下表為三種植物的光補(bǔ)償點(diǎn)[單位:μmol/(m2·s)]和光飽和點(diǎn)[單位:μmol/(m2·s)],其他環(huán)境條件相同且最適宜。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()植物種類植物甲植物乙植物丙光補(bǔ)償點(diǎn)1406839光飽和.三種植物中,最適合在較強(qiáng)的光照環(huán)境中生長(zhǎng)的是植物甲B.若適當(dāng)提高溫度,則植物丙的光飽和點(diǎn)將變大C.100μmol/(m2·s)的光照強(qiáng)度下,植物乙的有機(jī)物積累量比植物甲的多D.光照強(qiáng)度長(zhǎng)期低于光補(bǔ)償點(diǎn),不利于植物的正常生長(zhǎng)答案B解析植物甲的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都最高,所以三種植物中,最適合在較強(qiáng)的光照環(huán)境中生長(zhǎng)的是植物甲,A項(xiàng)正確;由題意可知,其他環(huán)境條件都最適宜,故若適當(dāng)提高溫度,則植物丙的光飽和點(diǎn)將變小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;100μmol/(m2·s)的光照強(qiáng)度下,植物乙的有機(jī)物積累量為正值,而植物甲的有機(jī)物積累量為負(fù)值,植物乙的有機(jī)物積累量比植物甲的多,C項(xiàng)正確;光照強(qiáng)度長(zhǎng)期低于光補(bǔ)償點(diǎn),不利于植物的正常生長(zhǎng),D項(xiàng)正確。16.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(duì)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。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下,下列敘述錯(cuò)誤的是()abA.t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)B.t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合作用吸收CO2與呼吸作用釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)D.三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大答案D解析由圖a可知,t1較多的葉綠體分布在光照下,t2較少的葉綠體分布在光照下,由此可推斷,t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度),t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合作用吸收CO2與呼吸作用釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度),A、B兩項(xiàng)正確;通過題干信息可知,三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致,由此推測(cè),三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān),C項(xiàng)正確;在一定光照強(qiáng)度下,三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大,但是超過光飽和點(diǎn),再增大光照強(qiáng)度,三者光合速率的差異不再變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。17.(2024·山東聊城模擬改編)強(qiáng)光脅迫會(huì)導(dǎo)致大豆出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象。接近光飽和點(diǎn)的強(qiáng)光會(huì)導(dǎo)致大豆的光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)出現(xiàn)可逆失活,失活狀態(tài)的PSⅡ加強(qiáng)了能量耗散,以避免受到進(jìn)一步破壞。該過程中起重要作用的是參與構(gòu)成PSⅡ的D1蛋白。強(qiáng)光下D1即開始降解,其凈損失率與PSⅡ單位時(shí)間接受的光量子數(shù)呈正相關(guān)。編碼D1的psbA基因定位于葉綠體基因組,科研人員嘗試將藍(lán)細(xì)菌的psbA基因?qū)氪蠖辜?xì)胞核(純合品系R),結(jié)果發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)光下D1的降解率并沒有下降,但光飽和點(diǎn)提高了。下列說法正確的是()A.強(qiáng)光下D1的降解速率不能超過其補(bǔ)充速率B.PSⅡ等吸收的光能一部分儲(chǔ)存在ATP、NADPH中C.品系R的核基因psbA表達(dá)產(chǎn)物應(yīng)定位于葉綠體基質(zhì)中D.強(qiáng)光下氣孔關(guān)閉,可能導(dǎo)致C5的含量迅速降低,阻礙暗反應(yīng)的進(jìn)行答案B解析強(qiáng)光下D1的降解速率可超過其補(bǔ)充速率,導(dǎo)致PSⅡ