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高考生物一輪復(fù)習(xí)細(xì)胞的代謝一.選擇題(共2小題)1.(2025?浙江)取雞蛋清,加入蒸餾水,混勻并加熱一段時(shí)間后,過(guò)濾得到渾濁的濾液。以該濾液為反應(yīng)物,探究不同溫度對(duì)某種蛋白酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。組別12345溫度(℃)2737475767濾液變澄清時(shí)間(min)1694650min未澄清據(jù)表分析,下列敘述正確的是()A.濾液變澄清的時(shí)間與該蛋白酶活性呈正相關(guān) B.組3濾液變澄清時(shí)間最短,酶促反應(yīng)速率最快 C.若實(shí)驗(yàn)溫度為52℃,則濾液變澄清時(shí)間為4~6min D.若實(shí)驗(yàn)后再將組5放置在57℃,則濾液變澄清時(shí)間為6min2.(2025?浙江)ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。下列物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程需要消耗ATP的是()A.O2進(jìn)入紅細(xì)胞 B.組織細(xì)胞排出CO2 C.漿細(xì)胞分泌抗體 D.神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)K+順濃度梯度外流二.多選題(共3小題)(多選)3.(2025?河北)玉米T蛋白可影響線粒體內(nèi)與呼吸作用相關(guān)的多種酶,T蛋白缺失還會(huì)造成線粒體內(nèi)膜受損。針對(duì)T基因缺失突變體和野生型玉米胚乳,研究者檢測(cè)了其線粒體中有氧呼吸中間產(chǎn)物和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無(wú)氧呼吸產(chǎn)物乳酸的含量,結(jié)果如圖。下列分析正確的是()A.線粒體中的[H]可來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B.突變體中有氧呼吸的第二階段增強(qiáng) C.突變體線粒體內(nèi)膜上的呼吸作用階段受阻 D.突變體有氧呼吸強(qiáng)度的變化可導(dǎo)致無(wú)氧呼吸的增強(qiáng)(多選)4.(2025?山東)在低氧條件下,某單細(xì)胞藻葉綠體基質(zhì)中的蛋白F可利用H+利和光合作用產(chǎn)生的NADPH生成H2。為研究藻釋放H2的培養(yǎng)條件,將大腸桿菌和藻按一定比例混合均勻后分成2等份,1份形成松散菌—藻體,另1份形成致密菌—藻體,在CO2充足的封閉體系中分別培養(yǎng)并測(cè)定體系中的氣體含量,2種菌—藻體培養(yǎng)體系中的O2含量變化相同,結(jié)果如圖所示。培養(yǎng)過(guò)程中,任意時(shí)刻2體系之間的光反應(yīng)速率無(wú)差異。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.菌—藻體不能同時(shí)產(chǎn)生O2和H2 B.菌—藻體的致密程度可影響H2生成量 C.H2的產(chǎn)生場(chǎng)所是該藻葉綠體的類囊體薄膜 D.培養(yǎng)至72h,致密菌﹣藻體暗反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)物多于松散菌—藻體(多選)5.(2025?選擇性)如圖為植物細(xì)胞呼吸的部分反應(yīng)過(guò)程示意圖,圖中NADH可儲(chǔ)存能量,①、②和③表示不同反應(yīng)階段。下列敘述正確的是()A.①發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),②和③發(fā)生在線粒體 B.③中NADH通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)參與了水的形成 C.無(wú)氧條件下,③不能進(jìn)行,①和②能正常進(jìn)行 D.無(wú)氧條件下,①產(chǎn)生的NADH中的部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中三.實(shí)驗(yàn)題(共1小題)6.(2025?浙江)西蘭花可食用部分為綠色花蕾、花莖組成花球,采摘后容易出現(xiàn)褪色、黃化、老化等現(xiàn)象。某興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),以探究西蘭花花球的保鮮方法。實(shí)驗(yàn)分黑暗組、日光組和紅光組三組。日光組和紅光組的光照強(qiáng)度均為50μmol?m﹣2?s﹣1。各處理的西蘭花球均貯藏于20℃條件下,測(cè)定指標(biāo)和結(jié)果如圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)西蘭花球采摘后水和供應(yīng)中斷。水是光合作用的原料,在光反應(yīng)中,水裂解產(chǎn)生O2和。(2)三組實(shí)驗(yàn)中花球的質(zhì)量損失率均隨著時(shí)間延長(zhǎng)而。前3天日光組和紅光組的質(zhì)量損失率低于黑暗組,原因有。第4天日光組的質(zhì)量損失率高于黑暗組,原因可能是日光誘導(dǎo)氣孔開(kāi)放,引起增強(qiáng)從而散失較多水分。(4)第4天日光組和紅光組的下降比黑暗組更明顯,但過(guò)氧化氫酶活性仍高于黑暗組,因此推測(cè)日光或紅光照射能減輕過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞的損傷,從而延緩衰老。(4)第4天黑暗組西蘭花花球出現(xiàn)褪色、黃化現(xiàn)象,原因是。綜合分析圖中結(jié)果,處理對(duì)西蘭花花球保鮮效果最明顯。四.解答題(共10小題)7.(2025?云南)不當(dāng)施肥、人為踩踏、大型農(nóng)業(yè)機(jī)械碾壓等因素均會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞,如土壤緊實(shí)等。為研究土壤緊實(shí)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響,研究人員分別用壓實(shí)的土壤(壓實(shí)組)和未壓實(shí)的土壤(疏松組)種植黃瓜,得到黃瓜根系中蘋(píng)果酸和酒精含量數(shù)據(jù)如下。組別蘋(píng)果酸/(μmol?g﹣1)酒精/(μmol?g﹣1)壓實(shí)組0.271±0.0056.114±0.013疏松組0.467±0.0042.233±0.040回答下列問(wèn)題:(1)本實(shí)驗(yàn)中蘋(píng)果酸主要在根系細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中生成,由此可推測(cè),其為(填“有氧”或“無(wú)氧”)呼吸的中間產(chǎn)物。(2)相較于疏松組,壓實(shí)組黃瓜根系的無(wú)氧呼吸更強(qiáng),依據(jù)是,為維持根系細(xì)胞正常生命活動(dòng),壓實(shí)組消耗的有機(jī)物總量更(填“多”或“少”),原因是;根吸收水分的能力減弱,葉片氣孔,光合作用階段首先受抑制,有機(jī)物合成減少。最終導(dǎo)致有機(jī)物積累減少,黃瓜生長(zhǎng)緩慢。(3)為解決土壤緊實(shí)的問(wèn)題,可以采取的措施有(答出2點(diǎn)即可)。8.(2025?湖南)對(duì)硝基苯酚可用于生產(chǎn)某些農(nóng)藥和染料,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn),某細(xì)菌不能在無(wú)氧條件下生長(zhǎng),在適宜條件下能降解和利用對(duì)硝基苯酚,并釋放CO2。在Burk無(wú)機(jī)培養(yǎng)基和光照條件下,培養(yǎng)某柵藻(真核生物)的過(guò)程中,對(duì)硝基苯酚含量與柵藻光合放氧量的關(guān)系如圖a。為進(jìn)一步分析柵藻與細(xì)菌共培養(yǎng)條件下對(duì)硝基苯酚(40mg?L﹣1)的降解情況,開(kāi)展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖b?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)柵藻的光合放氧反應(yīng)部位是(填細(xì)胞器名稱)。圖a結(jié)果表明,對(duì)硝基苯酚?xùn)旁宓墓夂戏叛醴磻?yīng)。(2)細(xì)菌在利用對(duì)硝基苯酚時(shí),限制因子是。(3)若Ⅰ中對(duì)硝基苯酚含量為20mg?L﹣1,培養(yǎng)10min后,推測(cè)該培養(yǎng)液pH會(huì),培養(yǎng)液中對(duì)硝基苯酚相對(duì)含量。(4)細(xì)菌與柵藻通過(guò)原始合作,可凈化被對(duì)硝基苯酚污染的水體,理由是。9.(2025?河南)光質(zhì)和土壤中的鹽含量是影響作物生理狀態(tài)的重要因素。為探究不同光質(zhì)對(duì)高鹽含量(鹽脅迫)下某作物生長(zhǎng)的影響,將作物分組處理一段時(shí)間后,結(jié)果如圖所示(光補(bǔ)償點(diǎn)指當(dāng)總光合速率等于呼吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的作用有和兩個(gè)方面。(2)上述實(shí)驗(yàn)需控制變量,為探究實(shí)驗(yàn)光處理是否完全抵消了鹽脅迫對(duì)該作物生長(zhǎng)的影響,至少應(yīng)選用上述組(填組別)進(jìn)行對(duì)比分析,該實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量有(答出2點(diǎn)即可)。(3)在光照強(qiáng)度達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)之前(CO2消耗量與光照強(qiáng)度視為正比關(guān)系),④組的總光合速率(填“始終大于”“始終小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③組的總光合速率,判斷依據(jù)是。10.(2025?廣東)我國(guó)科學(xué)家以不同植物為材料,在不同光質(zhì)條件下探究光對(duì)植物的影響。測(cè)定了番茄的光合作用相關(guān)指標(biāo)并擬合CO2響應(yīng)曲線(圖a);比較了突變體與野生型水稻水分消耗的差異(圖b),鑒定到突變體發(fā)生了PILI5基因的功能缺失,并確定該基因參與脫落酸信號(hào)通路的調(diào)控?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)圖a中,當(dāng)胞間CO2濃度在900﹣1200μmol?mol﹣1范圍時(shí),紅光下光合速率的限制因子是,推測(cè)此時(shí)藍(lán)光下凈光合速率更高的原因是。(2)圖b中,突變體水稻在遠(yuǎn)紅光與紅光條件下蒸騰速率接近,推測(cè)其原因是。(3)歸納上述兩個(gè)研究?jī)?nèi)容,總結(jié)出光影響植物的兩條通路(圖c)。通路1中,①吸收的光在葉綠體中最終被轉(zhuǎn)化為。通路2中吸收光的物質(zhì)②為。用箭頭完成圖c中②所介導(dǎo)的通路,并在箭頭旁用“(+)”或“(﹣)”標(biāo)注前后兩者間的作用,(+)表示正相關(guān),(﹣)表示負(fù)相關(guān)。(4)根據(jù)圖c中相關(guān)信息,概括出植物利用光的方式:。11.(2025?北京)植物的光合作用效率與葉綠體的發(fā)育(形態(tài)結(jié)構(gòu)建成)密切相關(guān)。葉綠體發(fā)育受基因的精細(xì)調(diào)控,以適應(yīng)環(huán)境??茖W(xué)家對(duì)光響應(yīng)基因BG在此過(guò)程中的作用進(jìn)行了研究。(1)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一株葉綠素含量升高的擬南芥突變體。經(jīng)鑒定,其BG基因功能缺失,命名為bg。圖是使用觀察到的葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)。與野生型相比,可見(jiàn)突變體基粒(“[”所示)中的增多。(2)已知GK蛋白促進(jìn)葉綠體發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,BG蛋白可以與GK蛋白結(jié)合。研究者構(gòu)建了GK功能缺失突變體gk(葉綠素含量降低)及雙突變體bggk。對(duì)三種突變體進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)雙突變體的表型與突變體相同,由此推測(cè)BG通過(guò)抑制GK的功能影響葉綠體發(fā)育。(3)為進(jìn)一步證明BG對(duì)GK的抑制作用并探索其作用機(jī)制,將一定濃度的GK蛋白與系列濃度BG蛋白混合后,再加入GK蛋白靶基因CAO的啟動(dòng)子DNA片段,反應(yīng)一段時(shí)間后,經(jīng)電泳檢測(cè)DNA所在位置,結(jié)果如圖2。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出BG抑制GK功能的機(jī)制是。(4)基于突變體bg的表型,從進(jìn)化與適應(yīng)的角度推測(cè)光響應(yīng)基因BG存在的意義。12.(2025?江蘇)科研人員從植物葉綠體中分離類囊體,構(gòu)建含類囊體的人工細(xì)胞,并探究光照等因素對(duì)人工細(xì)胞功能的影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)細(xì)胞破碎后,在適宜溫度下用低滲溶液處理,漲破膜,獲得類囊體懸液。經(jīng)離心分離獲得類囊體,為保持其活性,需加入溶液重新懸浮,并保存?zhèn)溆?。?)類囊體濃度用單位體積類囊體懸液中葉綠素的含量表示。吸取5μL類囊體懸液溶于995μL的溶液中,混勻后,測(cè)定出葉綠素濃度為3μg/mL,則類囊體的濃度為μg/mL。(3)為檢測(cè)類囊體活性,實(shí)驗(yàn)前需對(duì)類囊體進(jìn)行多次洗滌,目的是消除類囊體懸液中原有光反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,這些產(chǎn)物主要有。(4)已知熒光素PY的強(qiáng)弱與pH大小正相關(guān)。圖示具有光反應(yīng)活性的人工細(xì)胞,在適宜光照下,熒光強(qiáng)度(填“變強(qiáng)”“不變”或“變?nèi)酢保?,說(shuō)明類囊體膜具有的功能有。(5)在光反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,利用人工細(xì)胞開(kāi)展類似碳反應(yīng)生成糖類的實(shí)驗(yàn)研究,理論上還需要的物質(zhì)有。13.(2025?選擇性)葉綠體中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5與O2反應(yīng),CO2和O2兩種底物競(jìng)爭(zhēng)R酶同一活性位點(diǎn);線粒體中G酶參與催化甘氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸,如圖(a)。為探究保衛(wèi)細(xì)胞中G酶對(duì)植物光合作用的影響,研究者以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖(b)?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)R酶催化CO2固定的場(chǎng)所是葉綠體的,產(chǎn)物C3在光反應(yīng)生成的參與下合成糖類等有機(jī)物。(2)植物保衛(wèi)細(xì)胞吸水,氣孔開(kāi)度增大。由圖(a)(b)可知,相同光照條件下植株S保衛(wèi)細(xì)胞中G酶表達(dá)量提高,葉片的凈光合速率高于植株W,原因是。(3)保持環(huán)境中CO2濃度不變,當(dāng)O2濃度從21%升高到40%時(shí),植株S的凈光合速率(填“增大”或“減小”);相較于植株W,植株S的凈光合速率變化幅度(填“大”“小”或“無(wú)法判斷”)。(4)若需確認(rèn)保衛(wèi)細(xì)胞中G酶對(duì)葉片凈光合速率的影響,還需補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)組。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路及預(yù)期結(jié)果:。14.(2025?山東)高光強(qiáng)環(huán)境下,植物光合系統(tǒng)吸收的過(guò)剩光能會(huì)對(duì)光合系統(tǒng)造成損傷,引起光合作用強(qiáng)度下降。植物進(jìn)化出的多種機(jī)制可在一定程度上減輕該損傷。某綠藻可在高光強(qiáng)下正常生長(zhǎng),其部分光合過(guò)程如圖所示。(1)葉綠體膜的基本支架是;葉綠體中含有許多由類囊體組成的,擴(kuò)展了受光面積。(2)據(jù)圖分析,生成NADPH所需的電子源自于。采用同位素示蹤法可追蹤物質(zhì)的去向,用含3H2O的溶液培養(yǎng)該綠藻一段時(shí)間后,以其光合產(chǎn)物葡萄糖為原料進(jìn)行有氧呼吸時(shí),能進(jìn)入線粒體基質(zhì)被3H標(biāo)記的物質(zhì)有H2O、。離心收集綠藻并重新放入含H218O的培養(yǎng)液中,在適宜光照條件下繼續(xù)培養(yǎng),綠藻產(chǎn)生的帶18O標(biāo)記的氣體有(3)據(jù)圖分析,通過(guò)途徑①和途徑②消耗過(guò)剩的光能減輕光合系統(tǒng)損傷的機(jī)制分別為。15.(2025?安徽)為探究水通道蛋白NtPIP對(duì)作物耐澇性的影響,科研小組測(cè)定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因過(guò)量表達(dá)株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT,模擬澇漬)條件下的根細(xì)胞呼吸速率和氧濃度,結(jié)果見(jiàn)圖1?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)據(jù)圖1分析,低氧脅迫下,NPIP基因過(guò)量表達(dá)會(huì)使根細(xì)胞有氧呼吸,原因是。有氧呼吸第二階段丙酮酸中的化學(xué)能大部分被轉(zhuǎn)化為中儲(chǔ)存的能量。(2)科學(xué)家早期在探索有氧呼吸第二階段代謝路徑時(shí)發(fā)現(xiàn),在添加丙二酸的組織懸浮液中加入分子A、B或C時(shí),E增多并累積(圖2a);當(dāng)加入F、G或H時(shí),E也同樣累積(圖2b)。根據(jù)此結(jié)果,針對(duì)有氧呼吸第二階段代謝路徑提出假設(shè):。(3)科研小組還發(fā)現(xiàn),低氧條件下,NtPIP基因過(guò)量表達(dá)株的葉片凈光合速率高于野生型。結(jié)合根細(xì)胞呼吸速率的變化分析,其原因是。(4)光合作用光反應(yīng)實(shí)質(zhì)是光能引起的氧化還原反應(yīng),最終接受電子的物質(zhì)(最終電子受體)是,而最終提供電子的物質(zhì)(最終電子供體)是。16.(2025?選擇性)Rubisco是光合作用暗反應(yīng)中的關(guān)鍵酶??蒲腥藛T將Rubisco基因轉(zhuǎn)入某作物的野生型(WT)獲得該酶含量增加的轉(zhuǎn)基因品系(S),并做了相關(guān)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這一改良提高了該作物的光合速率(如圖)和產(chǎn)量潛力?;卮鹣铝袉?wèn)題。注:光照強(qiáng)度在曲線②和③中為n,在曲線①中為n×120%。(1)Rubisco在葉綠體的中催化與CO2結(jié)合。部分產(chǎn)物經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)形成(CH2O),這一過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換是。(2)據(jù)圖分析,當(dāng)胞間CO2濃度高于B點(diǎn)時(shí),曲線②與③重合是由于不足。A點(diǎn)之前曲線①和②重合的最主要限制因素是。胞間CO2濃度為300μmol?mol﹣1時(shí),曲線①比②的光合速率高的具體原因是。(3)研究發(fā)現(xiàn),在飽和光照和適宜CO2濃度條件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素標(biāo)記的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證,簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路。
高考生物一輪復(fù)習(xí)細(xì)胞的代謝參考答案與試題解析一.選擇題(共2小題)1.(2025?浙江)取雞蛋清,加入蒸餾水,混勻并加熱一段時(shí)間后,過(guò)濾得到渾濁的濾液。以該濾液為反應(yīng)物,探究不同溫度對(duì)某種蛋白酶活性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。組別12345溫度(℃)2737475767濾液變澄清時(shí)間(min)1694650min未澄清據(jù)表分析,下列敘述正確的是()A.濾液變澄清的時(shí)間與該蛋白酶活性呈正相關(guān) B.組3濾液變澄清時(shí)間最短,酶促反應(yīng)速率最快 C.若實(shí)驗(yàn)溫度為52℃,則濾液變澄清時(shí)間為4~6min D.若實(shí)驗(yàn)后再將組5放置在57℃,則濾液變澄清時(shí)間為6min【考點(diǎn)】探究影響酶活性的條件.【專題】正推法;酶在代謝中的作用;實(shí)驗(yàn)探究能力.【答案】B【分析】1、分析題干的信息可知,該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證酶的活性受溫度影響實(shí)驗(yàn),明確實(shí)驗(yàn)的處理方法,實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量,然后按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量的原則,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、評(píng)價(jià),預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并獲取相關(guān)結(jié)論。2、蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解,使濾液變澄清?!窘獯稹拷猓篈、濾液變澄清的時(shí)間越短,蛋白酶活性越高,濾液變澄清的時(shí)間與該蛋白酶活性呈負(fù)相關(guān),A錯(cuò)誤;B、分析表格數(shù)據(jù)可知,組3濾液變澄清時(shí)間最短,酶促反應(yīng)速率最快,B正確;C、若實(shí)驗(yàn)溫度為52℃,此時(shí)酶的活性可能高于或者第于47℃,則濾液變澄清時(shí)間可能低于或高于4min,C錯(cuò)誤;D、高溫條件下,酶失活,即使溫度恢復(fù),酶的活性也不能恢復(fù),組5條件下,酶已經(jīng)失活,若實(shí)驗(yàn)后再將組5放置在57℃,則濾液也不能變澄清,D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題結(jié)合表格數(shù)據(jù),考查酶的相關(guān)知識(shí),意在考查考生分析圖表獲取有效信息的能力,把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力,通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理,做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。2.(2025?浙江)ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。下列物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程需要消耗ATP的是()A.O2進(jìn)入紅細(xì)胞 B.組織細(xì)胞排出CO2 C.漿細(xì)胞分泌抗體 D.神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)K+順濃度梯度外流【考點(diǎn)】ATP在生命活動(dòng)中的作用和意義.【專題】正推法;物質(zhì)跨膜運(yùn)輸;理解能力.【答案】C【分析】幾種跨膜運(yùn)輸方式的比較:名稱運(yùn)輸方向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能量實(shí)例自由擴(kuò)散高濃度→低濃度不需不需水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等協(xié)助擴(kuò)散高濃度→低濃度需要不需紅細(xì)胞吸收葡萄糖主動(dòng)運(yùn)輸?shù)蜐舛取邼舛刃枰枰∧c絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+、Na+等此外,大分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞前袒虬?,也消耗能量。【解答】解:A、O2進(jìn)入紅細(xì)胞的方式屬于自由擴(kuò)散,不需要消耗ATP,A錯(cuò)誤;B、組織細(xì)胞排出CO2的運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散,不需要消耗ATP,B錯(cuò)誤;C、漿細(xì)胞分泌抗體是胞吐作用,需要消耗ATP,C正確;D、神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)K+順濃度梯度外流屬于協(xié)助擴(kuò)散,不需要消耗ATP,D錯(cuò)誤。故選:C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,屬于中檔題。二.多選題(共3小題)(多選)3.(2025?河北)玉米T蛋白可影響線粒體內(nèi)與呼吸作用相關(guān)的多種酶,T蛋白缺失還會(huì)造成線粒體內(nèi)膜受損。針對(duì)T基因缺失突變體和野生型玉米胚乳,研究者檢測(cè)了其線粒體中有氧呼吸中間產(chǎn)物和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中無(wú)氧呼吸產(chǎn)物乳酸的含量,結(jié)果如圖。下列分析正確的是()A.線粒體中的[H]可來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) B.突變體中有氧呼吸的第二階段增強(qiáng) C.突變體線粒體內(nèi)膜上的呼吸作用階段受阻 D.突變體有氧呼吸強(qiáng)度的變化可導(dǎo)致無(wú)氧呼吸的增強(qiáng)【考點(diǎn)】有氧呼吸的過(guò)程和意義.【專題】對(duì)比分析法;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】ACD【分析】1、有氧呼吸的概念:細(xì)胞在氧氣的參與下,通過(guò)多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量能量的過(guò)程。2、有氧呼吸的過(guò)程:第一階段①反應(yīng)場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。②過(guò)程描述:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,一個(gè)分子的葡萄糖分解成兩個(gè)分子的丙酮酸,同時(shí)脫下4個(gè)[H],在葡萄糖分解的過(guò)程中釋放出少量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,產(chǎn)生少量的ATP。這一階段不需要氧的參與。第二階段①反應(yīng)場(chǎng)所:線粒體基質(zhì)。②過(guò)程描述:丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中,兩分子丙酮酸和6個(gè)水分子中的氫全部脫下,共脫下20個(gè)[H]。丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此過(guò)程釋放少量的能量,其中一部分用于合成ATP,產(chǎn)生少量的能量。這一階段也不需要氧的參與。第三階段①反應(yīng)場(chǎng)所:線粒體。②過(guò)程描述:在線粒體的內(nèi)膜上,前兩階段脫下的共24個(gè)[H]與從外界吸收或葉綠體光合作用產(chǎn)生的6個(gè)O2結(jié)合成水;在此過(guò)程中釋放大量的能量,其中一部分能量用于合成ATP,產(chǎn)生大量的能量。這一階段需要氧的參與?!窘獯稹拷猓篈、在細(xì)胞呼吸過(guò)程中,葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解產(chǎn)生丙酮酸和少量[H],丙酮酸進(jìn)入線粒體繼續(xù)進(jìn)行有氧呼吸,所以線粒體中的[H]可來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),A正確;B、由題干可知T蛋白缺失會(huì)造成線粒體內(nèi)膜受損,有氧呼吸的第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,而有氧呼吸第二階段產(chǎn)生的[H]要在第三階段與氧氣結(jié)合生成水,由于第三階段受阻,會(huì)影響第二階段的進(jìn)行,使第二階段減弱,而不是增強(qiáng),B錯(cuò)誤;C、因?yàn)門(mén)蛋白缺失造成線粒體內(nèi)膜受損,有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,所以突變體線粒體內(nèi)膜上的呼吸作用階段(有氧呼吸第三階段)受阻,C正確;D、從圖中可以看出,突變體中乳酸含量增加,說(shuō)明無(wú)氧呼吸增強(qiáng)。由于突變體有氧呼吸強(qiáng)度因線粒體內(nèi)膜受損而減弱,細(xì)胞為了滿足能量需求,會(huì)增強(qiáng)無(wú)氧呼吸,D正確。故選:ACD。【點(diǎn)評(píng)】本題圍繞玉米T蛋白與線粒體呼吸作用的關(guān)聯(lián)展開(kāi),通過(guò)對(duì)比突變體和野生型的相關(guān)物質(zhì)含量,綜合考查有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程、場(chǎng)所及相互影響,學(xué)生要理清呼吸作用各階段細(xì)節(jié)、關(guān)注題干信息關(guān)聯(lián)及觀察柱狀圖中野生型和突變體的[H]、丙酮酸、乳酸含量差異,理解數(shù)據(jù)背后的生理意義。(多選)4.(2025?山東)在低氧條件下,某單細(xì)胞藻葉綠體基質(zhì)中的蛋白F可利用H+利和光合作用產(chǎn)生的NADPH生成H2。為研究藻釋放H2的培養(yǎng)條件,將大腸桿菌和藻按一定比例混合均勻后分成2等份,1份形成松散菌—藻體,另1份形成致密菌—藻體,在CO2充足的封閉體系中分別培養(yǎng)并測(cè)定體系中的氣體含量,2種菌—藻體培養(yǎng)體系中的O2含量變化相同,結(jié)果如圖所示。培養(yǎng)過(guò)程中,任意時(shí)刻2體系之間的光反應(yīng)速率無(wú)差異。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.菌—藻體不能同時(shí)產(chǎn)生O2和H2 B.菌—藻體的致密程度可影響H2生成量 C.H2的產(chǎn)生場(chǎng)所是該藻葉綠體的類囊體薄膜 D.培養(yǎng)至72h,致密菌﹣藻體暗反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)物多于松散菌—藻體【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;光合作用的影響因素及應(yīng)用.【專題】坐標(biāo)曲線圖;信息轉(zhuǎn)化法;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】ACD【分析】光合作用過(guò)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H+的過(guò)程,H+與NADP+結(jié)合形成NADPH。該過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH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(guò)程,三碳化合物還原是三碳化合物在光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP的作用下形成有機(jī)物和五碳化合物的過(guò)程。【解答】解:A、單細(xì)胞藻光反應(yīng)可以產(chǎn)生NADPH、氧氣和ATP,蛋白F可利用H+和光合作用產(chǎn)生的NADPH生成H2,因此菌—藻體能同時(shí)產(chǎn)生O2和H2,A錯(cuò)誤;B、對(duì)比松散菌—藻體和致密菌—藻體,相同時(shí)間產(chǎn)生的H2含量相對(duì)值不同,說(shuō)明菌—藻體的致密程度可影響H2生成量,B正確;C、某單細(xì)胞藻葉綠體基質(zhì)中的蛋白F可利用H+和光合作用產(chǎn)生的NADPH生成H2,說(shuō)明H2的產(chǎn)生場(chǎng)所是該藻葉綠體的基質(zhì)中,C錯(cuò)誤;D、任意時(shí)刻2體系之間的光反應(yīng)速率無(wú)差異,說(shuō)明光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH相同,致密菌—藻體產(chǎn)生的H2多,說(shuō)明消耗的NADPH多,則用于暗反應(yīng)的NADPH少,因此培養(yǎng)至72h,致密菌—藻體暗反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)物少于松散菌—藻體,D錯(cuò)誤。故選:ACD?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用過(guò)程的理解,解題的關(guān)鍵是要結(jié)合曲線圖進(jìn)行相關(guān)生理過(guò)程的分析。(多選)5.(2025?選擇性)如圖為植物細(xì)胞呼吸的部分反應(yīng)過(guò)程示意圖,圖中NADH可儲(chǔ)存能量,①、②和③表示不同反應(yīng)階段。下列敘述正確的是()A.①發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),②和③發(fā)生在線粒體 B.③中NADH通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)參與了水的形成 C.無(wú)氧條件下,③不能進(jìn)行,①和②能正常進(jìn)行 D.無(wú)氧條件下,①產(chǎn)生的NADH中的部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中【考點(diǎn)】有氧呼吸的過(guò)程和意義;無(wú)氧呼吸的概念與過(guò)程.【專題】正推法;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】AB【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場(chǎng)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;無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),無(wú)氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同。【解答】解:A、①有氧呼吸第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;②有氧呼吸第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì),丙酮酸分解為二氧化碳并產(chǎn)生NADH,合成少量ATP;③有氧呼吸第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜,NADH與氧氣結(jié)合生成水,合成大量ATP,A正確;B、有氧呼吸第三階段(③)中,NADH通過(guò)電子傳遞鏈將電子傳遞給氧氣,最終與質(zhì)子結(jié)合生成水,NADH直接參與了水的形成,B正確;C、無(wú)氧條件下,①(有氧呼吸第一階段)可正常進(jìn)行,無(wú)氧呼吸第二階段丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳,②③都不能進(jìn)行,C錯(cuò)誤;D、無(wú)氧呼吸僅第一階段(①)產(chǎn)生少量ATP,第二階段不產(chǎn)生ATP。NADH的能量用于還原丙酮酸(如生成酒精),未轉(zhuǎn)移到ATP中,D錯(cuò)誤。故選:AB?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查細(xì)胞呼吸的相關(guān)內(nèi)容,要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)正確作答。三.實(shí)驗(yàn)題(共1小題)6.(2025?浙江)西蘭花可食用部分為綠色花蕾、花莖組成花球,采摘后容易出現(xiàn)褪色、黃化、老化等現(xiàn)象。某興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),以探究西蘭花花球的保鮮方法。實(shí)驗(yàn)分黑暗組、日光組和紅光組三組。日光組和紅光組的光照強(qiáng)度均為50μmol?m﹣2?s﹣1。各處理的西蘭花球均貯藏于20℃條件下,測(cè)定指標(biāo)和結(jié)果如圖所示。回答下列問(wèn)題:(1)西蘭花球采摘后水和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)中斷。水是光合作用的原料,在光反應(yīng)中,水裂解產(chǎn)生O2和H+、e﹣。(2)三組實(shí)驗(yàn)中花球的質(zhì)量損失率均隨著時(shí)間延長(zhǎng)而提高。前3天日光組和紅光組的質(zhì)量損失率低于黑暗組,原因有這兩組通過(guò)光合作用合成有機(jī)物,抑制細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物。第4天日光組的質(zhì)量損失率高于黑暗組,原因可能是日光誘導(dǎo)氣孔開(kāi)放,引起蒸騰作用增強(qiáng)從而散失較多水分。(4)第4天日光組和紅光組的呼吸強(qiáng)度下降比黑暗組更明顯,但過(guò)氧化氫酶活性仍高于黑暗組,因此推測(cè)日光或紅光照射能減輕細(xì)胞代謝過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞的損傷,從而延緩衰老。(4)第4天黑暗組西蘭花花球出現(xiàn)褪色、黃化現(xiàn)象,原因是葉綠素分解加快,胡蘿卜素和葉黃素的顏色顯現(xiàn)。綜合分析圖中結(jié)果,紅光處理對(duì)西蘭花花球保鮮效果最明顯。【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;有氧呼吸的過(guò)程和意義.【專題】圖像坐標(biāo)類簡(jiǎn)答題;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)H+、e﹣(2)提高這兩組通過(guò)光合作用合成有機(jī)物,抑制細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物蒸騰作用(3)呼吸強(qiáng)度細(xì)胞代謝(4)葉綠素分解加快,胡蘿卜素和葉黃素的顏色顯現(xiàn)紅光【分析】光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體,利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并釋放出氧氣的過(guò)程。光合作用的光反應(yīng)階段(場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上):水的光解產(chǎn)生NADPH與氧氣,同時(shí)合成ATP。光合作用的暗反應(yīng)階段(場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。【解答】解:(1)西蘭花球采摘后導(dǎo)致水和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)中斷。水是光合作用的原料在光反應(yīng)中,水在光照條件下裂解產(chǎn)生H+、e﹣和O2。(2)據(jù)圖可知,三組實(shí)驗(yàn)中花球的質(zhì)量損失率均隨著時(shí)間延長(zhǎng)而提高。由于這兩組通過(guò)光合作用合成有機(jī)物,抑制細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物,所以前3天日光組和紅光組的質(zhì)量損失率低于黑暗組。日光誘導(dǎo)氣孔開(kāi)放,導(dǎo)致蒸騰作用增強(qiáng)從而散失較多水分,所以第4天日光組的質(zhì)量損失率高于黑暗組。(3)圖中,第4天日光組和紅光組的呼吸強(qiáng)度下降比黑暗組更明顯,但過(guò)氧化氫酶活性仍高于黑暗組,氧化氫酶能將氧化氫分解為水和氧氣,從而降低過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞的損傷,因此推測(cè)日光或紅光照射能減輕細(xì)胞代謝過(guò)程產(chǎn)生的過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞的損傷,從而延緩衰老。(4)由于葉綠素分解加快,胡蘿卜素和葉黃素的顏色顯現(xiàn),所以第4天黑暗組西蘭花花球出現(xiàn)褪色、黃化現(xiàn)象。綜合分析圖中結(jié)果,第4天時(shí),紅光組條件下比日光組和黑暗組,葉綠素降低的幅度低,氧化氫酶活性最高,能延緩?fù)噬?、黃化、老化等現(xiàn)象,所以紅光處理對(duì)西蘭花花球保鮮效果最明顯。故答案為:(1)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)H+、e﹣(2)提高這兩組通過(guò)光合作用合成有機(jī)物,抑制細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物蒸騰作用(3)呼吸強(qiáng)度細(xì)胞代謝(4)葉綠素分解加快,胡蘿卜素和葉黃素的顏色顯現(xiàn)紅光【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力,學(xué)生具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力是解答本題的關(guān)鍵。四.解答題(共10小題)7.(2025?云南)不當(dāng)施肥、人為踩踏、大型農(nóng)業(yè)機(jī)械碾壓等因素均會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞,如土壤緊實(shí)等。為研究土壤緊實(shí)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響,研究人員分別用壓實(shí)的土壤(壓實(shí)組)和未壓實(shí)的土壤(疏松組)種植黃瓜,得到黃瓜根系中蘋(píng)果酸和酒精含量數(shù)據(jù)如下。組別蘋(píng)果酸/(μmol?g﹣1)酒精/(μmol?g﹣1)壓實(shí)組0.271±0.0056.114±0.013疏松組0.467±0.0042.233±0.040回答下列問(wèn)題:(1)本實(shí)驗(yàn)中蘋(píng)果酸主要在根系細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中生成,由此可推測(cè),其為有氧(填“有氧”或“無(wú)氧”)呼吸的中間產(chǎn)物。(2)相較于疏松組,壓實(shí)組黃瓜根系的無(wú)氧呼吸更強(qiáng),依據(jù)是壓實(shí)組黃瓜根系中酒精含量更高,為維持根系細(xì)胞正常生命活動(dòng),壓實(shí)組消耗的有機(jī)物總量更多(填“多”或“少”),原因是壓實(shí)組無(wú)氧呼吸強(qiáng),無(wú)氧呼吸釋放能量少;根吸收水分的能力減弱,葉片氣孔關(guān)閉,光合作用暗反應(yīng)階段首先受抑制,有機(jī)物合成減少。最終導(dǎo)致有機(jī)物積累減少,黃瓜生長(zhǎng)緩慢。(3)為解決土壤緊實(shí)的問(wèn)題,可以采取的措施有合理施肥、適度翻耕、減少大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的不必要碾壓等(答出2點(diǎn)即可)?!究键c(diǎn)】有氧呼吸的過(guò)程和意義;影響細(xì)胞呼吸的因素及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用.【專題】對(duì)照實(shí)驗(yàn)思想;對(duì)比分析法;光合作用與細(xì)胞呼吸;實(shí)驗(yàn)探究能力.【答案】(1)有氧(2)壓實(shí)組黃瓜根系中酒精含量更高多壓實(shí)組無(wú)氧呼吸強(qiáng),無(wú)氧呼吸釋放能量少關(guān)閉暗反應(yīng)(3)合理施肥、適度翻耕、減少大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的不必要碾壓等【分析】有氧呼吸是有機(jī)物徹底的氧化分解,并釋放能量的過(guò)程。有氧呼吸第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),第二階段在線粒體基質(zhì),第三階段在線粒體內(nèi)膜。無(wú)氧呼吸整個(gè)過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行?!窘獯稹拷猓海?)有氧呼吸的第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,本實(shí)驗(yàn)中蘋(píng)果酸主要在根系細(xì)胞的線粒體基質(zhì)中生成,由此可推測(cè),其為有氧呼吸的中間產(chǎn)物。(2)相較于疏松組,壓實(shí)組黃瓜根系中酒精含量更高,而酒精是植物細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物,所以壓實(shí)組黃瓜根系的無(wú)氧呼吸更強(qiáng)。為維持根系細(xì)胞正常生命活動(dòng),由于壓實(shí)組無(wú)氧呼吸強(qiáng),無(wú)氧呼吸釋放的能量較少,為獲得足夠能量維持生命活動(dòng),壓實(shí)組消耗的有機(jī)物總量更多。根吸收水分的能力減弱,葉片氣孔關(guān)閉,二氧化碳進(jìn)入減少,光合作用暗反應(yīng)階段首先受抑制,有機(jī)物合成減少。最終導(dǎo)致有機(jī)物積累減少,黃瓜生長(zhǎng)緩慢。(3)為解決土壤緊實(shí)的問(wèn)題,可以采取的措施有合理施肥,避免不當(dāng)施肥導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞;適度翻耕,疏松土壤;減少大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的不必要碾壓等。故答案為:(1)有氧(2)壓實(shí)組黃瓜根系中酒精含量更高多壓實(shí)組無(wú)氧呼吸強(qiáng),無(wú)氧呼吸釋放能量少關(guān)閉暗反應(yīng)(3)合理施肥、適度翻耕、減少大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的不必要碾壓等【點(diǎn)評(píng)】本題考查呼吸和光合的相關(guān)知識(shí),要求學(xué)生掌握呼吸的應(yīng)用,同時(shí)結(jié)合表格信息進(jìn)行綜合分析解答。8.(2025?湖南)對(duì)硝基苯酚可用于生產(chǎn)某些農(nóng)藥和染料,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn),某細(xì)菌不能在無(wú)氧條件下生長(zhǎng),在適宜條件下能降解和利用對(duì)硝基苯酚,并釋放CO2。在Burk無(wú)機(jī)培養(yǎng)基和光照條件下,培養(yǎng)某柵藻(真核生物)的過(guò)程中,對(duì)硝基苯酚含量與柵藻光合放氧量的關(guān)系如圖a。為進(jìn)一步分析柵藻與細(xì)菌共培養(yǎng)條件下對(duì)硝基苯酚(40mg?L﹣1)的降解情況,開(kāi)展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ組對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖b?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)柵藻的光合放氧反應(yīng)部位是葉綠體(填細(xì)胞器名稱)。圖a結(jié)果表明,對(duì)硝基苯酚抑制柵藻的光合放氧反應(yīng)。(2)細(xì)菌在利用對(duì)硝基苯酚時(shí),限制因子是氧氣。(3)若Ⅰ中對(duì)硝基苯酚含量為20mg?L﹣1,培養(yǎng)10min后,推測(cè)該培養(yǎng)液pH會(huì)升高,培養(yǎng)液中對(duì)硝基苯酚相對(duì)含量基本不變。(4)細(xì)菌與柵藻通過(guò)原始合作,可凈化被對(duì)硝基苯酚污染的水體,理由是柵藻進(jìn)行光合作用釋放氧氣,為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供有氧環(huán)境,細(xì)菌降解水體中的對(duì)硝基苯酚,并將產(chǎn)生的CO2提供給柵藻進(jìn)行光合作用?!究键c(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;光合作用的影響因素及應(yīng)用.【專題】坐標(biāo)曲線圖;正推法;對(duì)比分析法;細(xì)胞器;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)葉綠體;抑制(2)氧氣(3)升高;基本不變(4)柵藻進(jìn)行光合作用釋放氧氣,為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供有氧環(huán)境,細(xì)菌降解水體中的對(duì)硝基苯酚,并將產(chǎn)生的提供給柵藻進(jìn)行光合作用。【分析】影響光合作用的外部環(huán)境因素1、光照①光照強(qiáng)度:影響光反應(yīng)階段,制約ATP和NADPH的產(chǎn)生,進(jìn)而影響暗反應(yīng)。在一定范圍內(nèi),光合速率隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而加快;超過(guò)一定范圍,光合速率增加變緩,達(dá)到光飽和點(diǎn)后不再增加。②光質(zhì)(波長(zhǎng)):光合色素對(duì)不同波長(zhǎng)光吸收不同,一般對(duì)紅光和藍(lán)紫光吸收最多,綠光吸收最少。所以在紅光和藍(lán)紫光下,光合作用較強(qiáng),綠光下較弱。③光照時(shí)間:光照時(shí)間越長(zhǎng),植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間越長(zhǎng),積累的光合產(chǎn)物越多。2、二氧化碳濃度:二氧化碳是暗反應(yīng)的原料,通過(guò)影響暗反應(yīng)中C3的生成來(lái)影響光合作用強(qiáng)度。一定范圍內(nèi),光合速率隨二氧化碳濃度升高而增大;超過(guò)一定濃度,光合速率不再增加,達(dá)到二氧化碳飽和點(diǎn)。3、溫度:主要通過(guò)影響酶的活性影響光合作用。在適宜溫度范圍內(nèi),隨著溫度升高,酶活性增強(qiáng),光合速率加快;溫度過(guò)高或過(guò)低,酶活性降低,光合速率下降。4、水分:水是光合作用的原料之一,還參與光合產(chǎn)物運(yùn)輸,且影響氣孔開(kāi)閉。缺水時(shí),氣孔關(guān)閉,二氧化碳進(jìn)入受阻,暗反應(yīng)受影響,光合作用強(qiáng)度下降。5、礦質(zhì)元素:如N、Mg是葉綠素合成必需元素,F(xiàn)e、Mn等參與光合電子傳遞鏈等過(guò)程。缺乏這些礦質(zhì)元素,會(huì)影響葉綠素合成、光合電子傳遞等,進(jìn)而影響光合作用?!窘獯稹拷猓海?)對(duì)于植物細(xì)胞(這里柵藻是真核生物,可類比植物細(xì)胞的光合作用),光合作用光反應(yīng)階段會(huì)產(chǎn)生氧氣,光反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體薄膜,所以柵藻的光合放氧反應(yīng)部位是葉綠體。觀察圖a,隨著對(duì)硝基苯酚含量的增加,柵藻光合放氧量下降,這表明對(duì)硝基苯酚抑制了柵藻的光合放氧反應(yīng)。(2)已知某細(xì)菌不能在無(wú)氧條件下生長(zhǎng),說(shuō)明該細(xì)菌的生長(zhǎng)需要氧氣。分析圖b可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三組對(duì)比,Ⅰ組有氧氣,Ⅱ組有細(xì)菌+氧氣,Ⅱ、Ⅲ組對(duì)硝基苯酚相對(duì)含量下降趨勢(shì)基本一致,Ⅰ組基本不變,則細(xì)菌在有氧條件下可降解對(duì)硝基苯酚,可推知細(xì)菌利用對(duì)硝基苯酚的限制因子是氧氣。(3)柵藻進(jìn)行光合作用吸收二氧化碳,會(huì)使培養(yǎng)液中的二氧化碳減少,而二氧化碳溶于水形成碳酸,二氧化碳減少會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)液pH升高。Ⅰ中對(duì)硝基苯酚含量為20mg?L﹣1時(shí),柵藻進(jìn)行光合放氧量較高,而光合作用會(huì)消耗培養(yǎng)液中的CO2,故培養(yǎng)液的pH會(huì)升高。圖b中,I組對(duì)硝基苯酚相對(duì)含量不變,柵藻不能吸收利用對(duì)硝基苯酚,所以培養(yǎng)液中對(duì)硝基苯酚相對(duì)含量本不變。(4)柵藻進(jìn)行光合作用釋放氧氣為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供有氧環(huán)境,細(xì)菌能夠在有氧條件下降解水體中的對(duì)硝基苯酚,并將產(chǎn)生的CO2提供給柵藻進(jìn)行光合作用,二者相互協(xié)作,所以細(xì)菌與柵藻通過(guò)原始合作,可凈化被對(duì)硝基苯酚污染的水體。故答案為:(1)葉綠體;抑制(2)氧氣(3)升高;基本不變(4)柵藻進(jìn)行光合作用釋放氧氣,為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供有氧環(huán)境,細(xì)菌降解水體中的對(duì)硝基苯酚,并將產(chǎn)生的提供給柵藻進(jìn)行光合作用?!军c(diǎn)評(píng)】本題圍繞對(duì)硝基苯酚這一化學(xué)物質(zhì),綜合考查了生物的代謝相關(guān)知識(shí)。光合放氧部位、物質(zhì)對(duì)光合作用的影響、細(xì)菌生長(zhǎng)限制因子、環(huán)境中物質(zhì)含量及pH變化、生物間關(guān)系及對(duì)水體凈化的作用等,涵蓋細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生理功能及種間關(guān)系等知識(shí)。學(xué)生需準(zhǔn)確理解光合作用場(chǎng)所、光反應(yīng)產(chǎn)物等基礎(chǔ)概念;學(xué)會(huì)分析圖表并進(jìn)行邏輯推理。9.(2025?河南)光質(zhì)和土壤中的鹽含量是影響作物生理狀態(tài)的重要因素。為探究不同光質(zhì)對(duì)高鹽含量(鹽脅迫)下某作物生長(zhǎng)的影響,將作物分組處理一段時(shí)間后,結(jié)果如圖所示(光補(bǔ)償點(diǎn)指當(dāng)總光合速率等于呼吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度)。回答下列問(wèn)題:(1)光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的作用有為光合作用提供能量和作為一種信號(hào)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育兩個(gè)方面。(2)上述實(shí)驗(yàn)需控制變量,為探究實(shí)驗(yàn)光處理是否完全抵消了鹽脅迫對(duì)該作物生長(zhǎng)的影響,至少應(yīng)選用上述①②④組(填組別)進(jìn)行對(duì)比分析,該實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量有溫度和二氧化碳濃度(答出2點(diǎn)即可)。(3)在光照強(qiáng)度達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)之前(CO2消耗量與光照強(qiáng)度視為正比關(guān)系),④組的總光合速率始終大于(填“始終大于”“始終小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③組的總光合速率,判斷依據(jù)是④組呼吸作用強(qiáng)于③組,但是兩組光補(bǔ)償點(diǎn)也就是總光合吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度相等,所以④組達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)之前的總光合速率也大于③組?!究键c(diǎn)】光合作用的影響因素及應(yīng)用;環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng).【專題】坐標(biāo)曲線圖;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)為光合作用提供能量;作為一種信號(hào)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育(2)①②④;溫度和二氧化碳濃度(3)始終大于;④組呼吸作用強(qiáng)于③組,但是兩組光補(bǔ)償點(diǎn)也就是總光合吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度相等,所以④組達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)之前的總光合速率也大于③組【分析】光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)呼吸作用速率等于光合作用速率,光飽和點(diǎn)以后時(shí)影響各種植物的光合作用速率的因素不再是光照強(qiáng)度,影響作物光合作用的因素有光照強(qiáng)度、溫度或二氧化碳濃度等?!窘獯稹拷猓海?)光可以為植物光合作用提供光能;同時(shí)光可以作為一種光信號(hào)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育。(2)探究不同光質(zhì)對(duì)高鹽含量(鹽脅迫)下某作物生長(zhǎng)的影響,實(shí)驗(yàn)的自變量是光(正常光和實(shí)驗(yàn)光)以及有無(wú)鹽脅迫,因變量是作物生長(zhǎng)情況,故該實(shí)驗(yàn)至少應(yīng)選用上述①②④組進(jìn)行對(duì)比分析(①和②對(duì)照自變量為光處理不同,②和④對(duì)照自變量是有無(wú)鹽脅迫)。實(shí)驗(yàn)中除了自變量和因變量,其余變量稱為無(wú)關(guān)變量,該實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量有溫度和二氧化碳濃度等。(3)由于④組呼吸作用強(qiáng)于③組,但是兩組光補(bǔ)償點(diǎn)也就是總光合吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度相等,所以④組達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)之前的總光合速率始終大于③組。故答案為:(1)為光合作用提供能量;作為一種信號(hào)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育(2)①②④;溫度和二氧化碳濃度(3)始終大于;④組呼吸作用強(qiáng)于③組,但是兩組光補(bǔ)償點(diǎn)也就是總光合吸速率時(shí)的光照強(qiáng)度相等,所以④組達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)之前的總光合速率也大于③組【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力。10.(2025?廣東)我國(guó)科學(xué)家以不同植物為材料,在不同光質(zhì)條件下探究光對(duì)植物的影響。測(cè)定了番茄的光合作用相關(guān)指標(biāo)并擬合CO2響應(yīng)曲線(圖a);比較了突變體與野生型水稻水分消耗的差異(圖b),鑒定到突變體發(fā)生了PILI5基因的功能缺失,并確定該基因參與脫落酸信號(hào)通路的調(diào)控?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)圖a中,當(dāng)胞間CO2濃度在900﹣1200μmol?mol﹣1范圍時(shí),紅光下光合速率的限制因子是光照強(qiáng)度、光質(zhì),推測(cè)此時(shí)藍(lán)光下凈光合速率更高的原因是藍(lán)光能促進(jìn)光合作用相關(guān)酶的活性。(2)圖b中,突變體水稻在遠(yuǎn)紅光與紅光條件下蒸騰速率接近,推測(cè)其原因是突變體中PILI5基因功能缺失,阻斷了脫落酸信號(hào)通路對(duì)氣孔開(kāi)放程度的調(diào)控,使得氣孔開(kāi)放程度在遠(yuǎn)紅光和紅光條件下無(wú)明顯差異。(3)歸納上述兩個(gè)研究?jī)?nèi)容,總結(jié)出光影響植物的兩條通路(圖c)。通路1中,①吸收的光在葉綠體中最終被轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能。通路2中吸收光的物質(zhì)②為光敏色素。用箭頭完成圖c中②所介導(dǎo)的通路,并在箭頭旁用“(+)”或“(﹣)”標(biāo)注前后兩者間的作用,(+)表示正相關(guān),(﹣)表示負(fù)相關(guān)。(4)根據(jù)圖c中相關(guān)信息,概括出植物利用光的方式:通過(guò)葉綠體中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有機(jī)物;通過(guò)光敏色素吸收光信號(hào)調(diào)控基因表達(dá),影響植物生理過(guò)程。【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;光合作用的影響因素及應(yīng)用.【專題】圖文信息類簡(jiǎn)答題;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)光照強(qiáng)度、光質(zhì)藍(lán)光能促進(jìn)光合作用相關(guān)酶的活性(2)突變體中PILI5基因功能缺失,阻斷了脫落酸信號(hào)通路對(duì)氣孔開(kāi)放程度的調(diào)控,使得氣孔開(kāi)放程度在遠(yuǎn)紅光和紅光條件下無(wú)明顯差異(3)有機(jī)物中的化學(xué)能光敏色素光敏色素→(+)PILI5基因→(+)脫落酸信號(hào)通路→(﹣)氣孔開(kāi)放程度(4)通過(guò)葉綠體中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有機(jī)物;通過(guò)光敏色素吸收光信號(hào)調(diào)控基因表達(dá),影響植物生理過(guò)程【分析】植物葉綠體中色素的光吸收特點(diǎn)為:葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光;光敏色素主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光,在受到光照射時(shí),光敏色素的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,這一變化的信息會(huì)經(jīng)過(guò)信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核內(nèi),影響特定基因的表達(dá),從而表現(xiàn)出生物學(xué)效應(yīng)?!窘獯稹拷猓海?)當(dāng)胞間CO2濃度在900?1200μmol?mol?1范圍時(shí),從圖a中紅光曲線來(lái)看,隨著CO2濃度增加,光合速率不再上升,說(shuō)明此時(shí)CO2濃度不是限制因子,而可能是光照強(qiáng)度、光質(zhì)等其他因素限制了光合速率。對(duì)于藍(lán)光下凈光合速率更高的原因,可能是藍(lán)光能夠促進(jìn)光合作用中某些關(guān)鍵酶的活性,或者藍(lán)光被光合色素吸收后轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率更高等。(2)已知紅光下植物的相關(guān)反應(yīng)與白天相似,遠(yuǎn)紅光下植物的相關(guān)反應(yīng)與夜間相似,突變體發(fā)生了PILI5基因的功能缺失,且該基因參與脫落酸信號(hào)通路的調(diào)控。在遠(yuǎn)紅光與紅光條件下蒸騰速率接近,推測(cè)原因可能是突變體中PILI5基因功能缺失,使得脫落酸信號(hào)通路對(duì)氣孔的調(diào)控作用減弱,導(dǎo)致在不同光質(zhì)(遠(yuǎn)紅光和紅光)下氣孔開(kāi)放程度變化不大,從而蒸騰速率接近。(3)通路1中,①為光合色素,吸收的光在葉綠體中最終被轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(儲(chǔ)存在ATP和NADPH中,最終儲(chǔ)存在有機(jī)物中)。通路2中吸收光的物質(zhì)②為光敏色素。由于突變體發(fā)生PILI5基因功能缺失后,在遠(yuǎn)紅光與紅光條件下蒸騰速率接近,可推測(cè)光敏色素吸收光信號(hào)后,通過(guò)影響PILI5基因的表達(dá),進(jìn)而影響脫落酸信號(hào)通路,對(duì)氣孔開(kāi)放程度進(jìn)行調(diào)控。且從圖b中突變體在遠(yuǎn)紅光和紅光下蒸騰速率變化不大,可推斷光敏色素對(duì)PILI5基因表達(dá)的影響是正相關(guān),PILI5基因?qū)γ撀渌嵝盘?hào)通路是正相關(guān),脫落酸信號(hào)通路對(duì)氣孔開(kāi)放程度是負(fù)相關(guān),即光敏色素→(+)PILI5基因→(+)脫落酸信號(hào)通路→(﹣)氣孔開(kāi)放程度。(4)根據(jù)圖c中相關(guān)信息,植物利用光的方式有:一方面,通過(guò)葉綠體中的光合色素吸收光能,將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能用于光合作用合成有機(jī)物;另一方面,通過(guò)光敏色素吸收光信號(hào),調(diào)控基因(如PILI5基因)表達(dá),進(jìn)而影響植物的生理過(guò)程(如通過(guò)脫落酸信號(hào)通路調(diào)控氣孔開(kāi)放程度)。故答案為:(1)光照強(qiáng)度、光質(zhì)藍(lán)光能促進(jìn)光合作用相關(guān)酶的活性(2)突變體中PILI5基因功能缺失,阻斷了脫落酸信號(hào)通路對(duì)氣孔開(kāi)放程度的調(diào)控,使得氣孔開(kāi)放程度在遠(yuǎn)紅光和紅光條件下無(wú)明顯差異(3)有機(jī)物中的化學(xué)能光敏色素光敏色素→(+)PILI5基因→(+)脫落酸信號(hào)通路→(﹣)氣孔開(kāi)放程度(4)通過(guò)葉綠體中的光合色素吸收光能用于光合作用合成有機(jī)物;通過(guò)光敏色素吸收光信號(hào)調(diào)控基因表達(dá),影響植物生理過(guò)程【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力。11.(2025?北京)植物的光合作用效率與葉綠體的發(fā)育(形態(tài)結(jié)構(gòu)建成)密切相關(guān)。葉綠體發(fā)育受基因的精細(xì)調(diào)控,以適應(yīng)環(huán)境??茖W(xué)家對(duì)光響應(yīng)基因BG在此過(guò)程中的作用進(jìn)行了研究。(1)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一株葉綠素含量升高的擬南芥突變體。經(jīng)鑒定,其BG基因功能缺失,命名為bg。圖是使用電子顯微鏡觀察到的葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)。與野生型相比,可見(jiàn)突變體基粒(“[”所示)中的類囊體增多。(2)已知GK蛋白促進(jìn)葉綠體發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,BG蛋白可以與GK蛋白結(jié)合。研究者構(gòu)建了GK功能缺失突變體gk(葉綠素含量降低)及雙突變體bggk。對(duì)三種突變體進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)雙突變體的表型與突變體gk相同,由此推測(cè)BG通過(guò)抑制GK的功能影響葉綠體發(fā)育。(3)為進(jìn)一步證明BG對(duì)GK的抑制作用并探索其作用機(jī)制,將一定濃度的GK蛋白與系列濃度BG蛋白混合后,再加入GK蛋白靶基因CAO的啟動(dòng)子DNA片段,反應(yīng)一段時(shí)間后,經(jīng)電泳檢測(cè)DNA所在位置,結(jié)果如圖2。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出BG抑制GK功能的機(jī)制是BG通過(guò)與CAO啟動(dòng)子DNA片段競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合GK蛋白,從而抑制GK與CAO啟動(dòng)子DNA片段的結(jié)合。(4)基于突變體bg的表型,從進(jìn)化與適應(yīng)的角度推測(cè)光響應(yīng)基因BG存在的意義。使植物能夠更好地響應(yīng)光信號(hào),調(diào)節(jié)自身生理過(guò)程,以適應(yīng)不同光照環(huán)境,提高生存和繁殖能力【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系.【專題】圖文信息類簡(jiǎn)答題;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)電子顯微鏡;類囊體(2)gk(3)BG通過(guò)與CAO啟動(dòng)子DNA片段競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合GK蛋白,從而抑制GK與CAO啟動(dòng)子DNA片段的結(jié)合(4)使植物能夠更好地響應(yīng)光信號(hào),調(diào)節(jié)自身生理過(guò)程,以適應(yīng)不同光照環(huán)境,提高生存和繁殖能力【分析】使植物能夠更好地響應(yīng)光信號(hào),調(diào)節(jié)自身生理過(guò)程,以適應(yīng)不同光照環(huán)境,提高生存和繁殖能力?!窘獯稹浚?)觀察葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)需要使用電子顯微鏡。因?yàn)楣鈱W(xué)顯微鏡無(wú)法觀察到葉綠體內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu),而電子顯微鏡能夠清晰地看到葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)。基粒是由類囊體堆疊而成的結(jié)構(gòu)。與野生型相比,突變體葉綠素含量升高,葉綠素主要分布在類囊體薄膜上,觀察可知突變體基粒中的類囊體(片層)增多。(2)已知GK蛋白促進(jìn)葉綠體發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,BG蛋白可以與GK蛋白結(jié)合。GK功能缺失突變體gk葉綠素含量降低,若BG通過(guò)抑制GK的功能影響葉綠體發(fā)育,那么雙突變體bggk中,由于GK本身功能缺失,BG也無(wú)法發(fā)揮抑制GK的作用,此時(shí)雙突變體的表型應(yīng)該與gk突變體相同。(3)據(jù)圖2可知,隨著B(niǎo)G蛋白與GK蛋白濃度比的增大,與GK蛋白結(jié)合的DNA片段逐漸減少,游離DNA片段逐漸增多。這表明BG蛋白的存在阻礙GK蛋白與CAO啟動(dòng)子DNA片段的結(jié)合。因?yàn)镚K蛋白要發(fā)揮功能,需要與靶基因CAO的啟動(dòng)子DNA片段結(jié)合來(lái)調(diào)控基因表達(dá),而B(niǎo)G蛋白濃度越高,這種結(jié)合就越少。(4)從進(jìn)化與適應(yīng)的角度來(lái)看,生物體內(nèi)的基因存在必然是對(duì)生物的生存和繁衍有積極意義的。突變體bg由于缺乏光響應(yīng)基因BG,其表型可能在某些環(huán)境條件下不利于生存。而正常存在光響應(yīng)基因BG時(shí),植物可以通過(guò)BG對(duì)光信號(hào)做出響應(yīng),從而更好地調(diào)節(jié)自身的生理過(guò)程,光照過(guò)強(qiáng)時(shí),BG基因表達(dá)產(chǎn)物可能通過(guò)抑制GK功能,調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá),避免植物因光照過(guò)強(qiáng)而受到傷害;在光照較弱時(shí),可能通過(guò)調(diào)節(jié)使植物更好地利用有限的光能進(jìn)行光合作用等。這使得植物在不同的光照環(huán)境中能夠更有效地進(jìn)行光合作用,獲取能量,提高自身的生存和繁殖能力,以適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。故答案為:(1)電子顯微鏡;類囊體(2)gk(3)BG通過(guò)與CAO啟動(dòng)子DNA片段競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合GK蛋白,從而抑制GK與CAO啟動(dòng)子DNA片段的結(jié)合(4)使植物能夠更好地響應(yīng)光信號(hào),調(diào)節(jié)自身生理過(guò)程,以適應(yīng)不同光照環(huán)境,提高生存和繁殖能力【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用的過(guò)程及影響因素,需要學(xué)生掌握光合作用發(fā)生的結(jié)構(gòu),分析題圖回答問(wèn)題。12.(2025?江蘇)科研人員從植物葉綠體中分離類囊體,構(gòu)建含類囊體的人工細(xì)胞,并探究光照等因素對(duì)人工細(xì)胞功能的影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)細(xì)胞破碎后,在適宜溫度下用低滲溶液處理,漲破葉綠體膜,獲得類囊體懸液。經(jīng)離心分離獲得類囊體,為保持其活性,需加入等滲溶液重新懸浮,并保存?zhèn)溆?。?)類囊體濃度用單位體積類囊體懸液中葉綠素的含量表示。吸取5μL類囊體懸液溶于995μL的無(wú)水乙醇溶液中,混勻后,測(cè)定出葉綠素濃度為3μg/mL,則類囊體的濃度為600μg/mL。(3)為檢測(cè)類囊體活性,實(shí)驗(yàn)前需對(duì)類囊體進(jìn)行多次洗滌,目的是消除類囊體懸液中原有光反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,這些產(chǎn)物主要有ATP、NADPH。(4)已知熒光素PY的強(qiáng)弱與pH大小正相關(guān)。圖示具有光反應(yīng)活性的人工細(xì)胞,在適宜光照下,熒光強(qiáng)度變?nèi)酰ㄌ睢白儚?qiáng)”“不變”或“變?nèi)酢保f(shuō)明類囊體膜具有的功能有吸收(和轉(zhuǎn)化)光能、裂解水分子。(5)在光反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,利用人工細(xì)胞開(kāi)展類似碳反應(yīng)生成糖類的實(shí)驗(yàn)研究,理論上還需要的物質(zhì)有CO2、C5、酶等?!究键c(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系.【專題】圖文信息類簡(jiǎn)答題;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)葉綠體等滲(2)無(wú)水乙醇600(3)ATP、NADPH(4)變強(qiáng)吸收(和轉(zhuǎn)化)光能、裂解水分子(5)CO2、C5、酶等【分析】光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段,光反應(yīng)的場(chǎng)所是在葉綠體的類囊體薄膜上,暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)中?!窘獯稹拷猓海?)獲得類囊體懸液,需要用低滲溶液漲破葉綠體膜。為保持類囊體活性,還加入等滲溶液重新懸浮,并保存?zhèn)溆?。?)類囊體濃度用單位體積類囊體懸液中葉綠素的含量表示。由于葉綠素溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中,故吸取5μL類囊體懸液溶于995μL的有機(jī)溶劑溶液中,稀釋200倍,混勻后,測(cè)定出葉綠素濃度為3μg/mL,1ml=1000μL,則類囊體的濃度為600μg/mL。(3)類囊體膜是光反應(yīng)的場(chǎng)所,光反應(yīng)產(chǎn)物有O2、NADPH和ATP,消除的產(chǎn)物主要是NADPH和ATP。(4)類囊體膜上分布著光合色素(如葉綠素),在適宜光照下,這些色素能夠捕捉光能并將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。在類囊體膜上裂解水分子,產(chǎn)生氧氣、質(zhì)子(H?)和電子,其中氧氣釋放到胞外,質(zhì)子在類囊體腔內(nèi)累積,細(xì)胞質(zhì)中pH升高,熒光強(qiáng)度變強(qiáng)。(5)要進(jìn)行暗反應(yīng),需要原料CO2、C5、酶等。故答案為:(1)葉綠體等滲(2)無(wú)水乙醇600(3)ATP、NADPH(4)變強(qiáng)吸收(和轉(zhuǎn)化)光能、裂解水分子(5)CO2、C5、酶等【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力。13.(2025?選擇性)葉綠體中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5與O2反應(yīng),CO2和O2兩種底物競(jìng)爭(zhēng)R酶同一活性位點(diǎn);線粒體中G酶參與催化甘氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸,如圖(a)。為探究保衛(wèi)細(xì)胞中G酶對(duì)植物光合作用的影響,研究者以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖(b)。回答下列問(wèn)題。(1)R酶催化CO2固定的場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì),產(chǎn)物C3在光反應(yīng)生成的ATP、NADPH參與下合成糖類等有機(jī)物。(2)植物保衛(wèi)細(xì)胞吸水,氣孔開(kāi)度增大。由圖(a)(b)可知,相同光照條件下植株S保衛(wèi)細(xì)胞中G酶表達(dá)量提高,葉片的凈光合速率高于植株W,原因是植株S保衛(wèi)細(xì)胞中G酶表達(dá)量提高,促進(jìn)甘氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸,釋放二氧化碳用于光合作用,從而生成更多的可溶性糖,提高了保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,植物保衛(wèi)細(xì)胞吸水,氣孔開(kāi)度增大,二氧化碳吸收加快,碳反應(yīng)速率加快。(3)保持環(huán)境中CO2濃度不變,當(dāng)O2濃度從21%升高到40%時(shí),植株S的凈光合速率減?。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”);相較于植株W,植株S的凈光合速率變化幅度?。ㄌ睢按蟆薄靶 被颉盁o(wú)法判斷”)。(4)若需確認(rèn)保衛(wèi)細(xì)胞中G酶對(duì)葉片凈光合速率的影響,還需補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)組。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路及預(yù)期結(jié)果:實(shí)驗(yàn)思路:以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S和構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中減少的植株T為實(shí)驗(yàn)組,在相同且適宜條件下培養(yǎng),測(cè)定三組植物在不同光照強(qiáng)度下的凈光合速率。預(yù)期結(jié)果:植株T凈光合速率小于植株W,植株S凈光合速率大于植株W?!究键c(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系;光合作用的影響因素及應(yīng)用.【專題】圖文信息類簡(jiǎn)答題;光合作用與細(xì)胞呼吸;理解能力.【答案】(1)基質(zhì)ATP、NADPH(2)植株S保衛(wèi)細(xì)胞中G酶表達(dá)量提高,促進(jìn)甘氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸,釋放二氧化碳用于光合作用,從而生成更多的可溶性糖,提高了保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,植物保衛(wèi)細(xì)胞吸水,氣孔開(kāi)度增大,二氧化碳吸收加快,碳反應(yīng)速率加快(3)減小小(4)實(shí)驗(yàn)思路:以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S和構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中減少的植株T為實(shí)驗(yàn)組,在相同且適宜條件下培養(yǎng),測(cè)定三組植物在不同光照強(qiáng)度下的凈光合速率。預(yù)期結(jié)果:植株T凈光合速率小于植株W,植株S凈光合速率大于植株W【分析】光合作用的過(guò)程(1)光反應(yīng)階段:在類囊體的薄膜上進(jìn)行。光合色素吸收光能的用途,一是將水分解為O2和H+,H+與氧化性輔酶NADP+結(jié)合,形成還原型輔酶NADPH。二是在有關(guān)酶的催化作用下,提供能量促使ADP和Pi反應(yīng)形成ATP。(2)暗反應(yīng)階段:在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。綠葉吸收的CO2,在特定酶的作用下與C5結(jié)合生成C3。C3接受ATP和NADPH提供的能量,并且被NADPH還原,一部分C3轉(zhuǎn)化為糖類,另一部分C3被還原為C5?!窘獯稹拷猓海?)二氧化碳固定屬于暗反應(yīng)過(guò)程,發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。C3的還原需要光反應(yīng)生成的ATP和NADPH,其中ATP可以提供能量,NADPH作為還原劑并提供能量。(2)相同光照條件下植株S保衛(wèi)細(xì)胞中G酶表達(dá)量提高,促進(jìn)甘氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸,釋放二氧化碳用于光合作用,從而生成更多的可溶性糖,提高了保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,植物保衛(wèi)細(xì)胞吸水,氣孔開(kāi)度增大,二氧化碳吸收加快,碳反應(yīng)速率加快,從而使得植株S葉片的凈光合速率高于植株W。(3)葉綠體中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5與O2反應(yīng),CO2和O2兩種底物競(jìng)爭(zhēng)R酶同一活性位點(diǎn),環(huán)境中CO2濃度不變,O2濃度升高,C5更多與O2反應(yīng),碳反應(yīng)速率減小,因此植株S的凈光合速率減小。相較于植株W,植株S在相同條件下氣孔開(kāi)度相對(duì)較大,有利于二氧化碳的吸收,因此植株S的凈光合速率變化幅度較小。(4)為探究保衛(wèi)細(xì)胞中G酶對(duì)植物光合作用的影響,以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S,還需要補(bǔ)充的一個(gè)實(shí)驗(yàn)組是構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中減少的植株(假設(shè)為T(mén)),實(shí)驗(yàn)思路是以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S和構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中減少的植株T為實(shí)驗(yàn)組,在相同且適宜條件下培養(yǎng),測(cè)定三組植物在不同光照強(qiáng)度下的凈光合速率。根據(jù)上述分析,G酶有利于光合作用的進(jìn)行,因此預(yù)期結(jié)果是植株T凈光合速率小于植株W,植株S凈光合速率大于植株W。故答案為:(1)基質(zhì)ATP、NADPH(2)植株S保衛(wèi)細(xì)胞中G酶表達(dá)量提高,促進(jìn)甘氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸,釋放二氧化碳用于光合作用,從而生成更多的可溶性糖,提高了保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,植物保衛(wèi)細(xì)胞吸水,氣孔開(kāi)度增大,二氧化碳吸收加快,碳反應(yīng)速率加快(3)減小?。?)實(shí)驗(yàn)思路:以野生型植株W為參照,構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中增加的植株S和構(gòu)建了G酶表達(dá)量?jī)H在保衛(wèi)細(xì)胞中減少的植株T為實(shí)驗(yàn)組,在相同且適宜條件下培養(yǎng),測(cè)定三組植物在不同光照強(qiáng)度下的凈光合速率。預(yù)期結(jié)果:植株T凈光合速率小于植株W,植株S凈光合速率大于植株W【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力。14.(2025?山東)高光強(qiáng)環(huán)境下,植物光合系統(tǒng)吸收的過(guò)剩光能會(huì)對(duì)光合系統(tǒng)造成損傷,引起光合作用強(qiáng)度下降。植物進(jìn)化出的多種機(jī)制可在一定程度上減輕該損傷。某綠藻可在高光強(qiáng)下正常生長(zhǎng),其部分光合過(guò)程如圖所示。(1)葉綠體膜的基本支架是磷脂雙分子層;葉綠體中含有許多由類囊體組成的基粒,擴(kuò)展了受光面積。(2)據(jù)圖分析,生成NADPH所需的電子源自于H2O;。采用同位素示蹤法可追蹤物質(zhì)的去向,用含3H2O的溶液培養(yǎng)該綠藻一段時(shí)間后,以其光合產(chǎn)物葡萄糖為原料進(jìn)行有氧呼吸時(shí),能進(jìn)入線粒體基質(zhì)被3H標(biāo)記的物質(zhì)有H2O、丙酮酸。離心收集綠藻并重新放入含H218O的培養(yǎng)液中,在適宜光照條件下繼續(xù)培養(yǎng),綠藻產(chǎn)生的帶18O標(biāo)記的氣體有18O2和C18O2(3)據(jù)圖分析,通過(guò)途徑①和途徑②消耗過(guò)剩的光能減輕光合系統(tǒng)損傷的機(jī)制分別為途徑②將過(guò)剩的光能轉(zhuǎn)化為熱能散失;途徑①使電子傳遞給O2,通過(guò)水的生成消耗過(guò)剩的電子?!究键c(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系.【專題】信息轉(zhuǎn)化法;光合作用與細(xì)胞呼吸;解決問(wèn)題能力.【答案】(1)磷脂雙分子層;基粒(2)H2O;丙酮酸;18O2和C18O2(3)途徑②將過(guò)剩的光能轉(zhuǎn)化為熱能散失;途徑①使電子傳遞給O2,通過(guò)水的生成消耗過(guò)剩的電子【分析】光合作用過(guò)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H+的過(guò)程,H+與NADP+結(jié)合形成NADPH。該過(guò)程中光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH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1分子二氧化碳與1分子五碳化合物結(jié)合形成2分子三碳化合物的過(guò)程,三碳化合物還原是三碳化合物在光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP的作用下形成有機(jī)物和五碳化合物的過(guò)程?!窘獯稹拷猓海?)生物膜的基本支架是磷脂雙分子層,葉綠體膜也不例外,所以葉綠體膜的基本支架是磷脂雙分子層。葉綠體中由類囊體堆疊而成的結(jié)構(gòu)是基粒,基粒的存在擴(kuò)展了受光面積。(2)觀察可知,生成NADPH所需的電子源自于水的光解,即電子源自于H2O。用含3H2O的溶液培養(yǎng)綠藻,3H2O參與綠藻通過(guò)光合作用產(chǎn)生含3H的葡萄糖(光反應(yīng)產(chǎn)生NADPH中含有3H,含有3H的NADPH并用于暗反應(yīng)產(chǎn)生有機(jī)物﹣葡萄糖),以含3H的葡萄糖為原料進(jìn)行有氧呼吸時(shí),葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解為丙酮酸,丙酮酸進(jìn)入線粒體,所以能進(jìn)入線粒體的是丙酮酸。離心收集綠藻并重新放入含H218O的培養(yǎng)液中,在適宜光照條件下,H218O參與光合作用的光反應(yīng)產(chǎn)生18O2;同時(shí)18O2參與有氧呼吸第二階段產(chǎn)生C18O2,所以綠藻產(chǎn)生的帶18O標(biāo)記的氣體有18O2和C(3)對(duì)于途徑②,從圖中可以看到,通過(guò)途徑②將過(guò)剩的光能轉(zhuǎn)化為熱能散失,從而減輕光合系統(tǒng)損傷。對(duì)于途徑①,圖中顯示途徑①使電子傳遞給O2,通過(guò)水的生成消耗過(guò)剩的電子,進(jìn)而減輕光合系統(tǒng)損傷。故答案為:(1)磷脂雙分子層;基粒(2)H2O;丙酮酸;18O2和C18O2(3)途徑②將過(guò)剩的光能轉(zhuǎn)化為熱能散失;途徑①使電子傳遞給O2,通過(guò)水的生成消耗過(guò)剩的電子【點(diǎn)評(píng)】本題考查光合作用過(guò)程的知識(shí),解題的關(guān)鍵是要結(jié)合光合作用的模式圖進(jìn)行相關(guān)生理過(guò)程的分析。15.(2025?安徽)為探究水通道蛋白NtPIP對(duì)作物耐澇性的影響,科研小組測(cè)定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因過(guò)量表達(dá)株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT,模擬澇漬)條件下的根細(xì)胞呼吸速率和氧濃度,結(jié)果見(jiàn)圖1?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)據(jù)圖1分析,低氧脅迫下,NPIP基因過(guò)量表達(dá)會(huì)使根細(xì)胞有氧呼吸增強(qiáng),原因是NtPIP基因的過(guò)量表達(dá)通過(guò)增強(qiáng)根系水通道蛋白介導(dǎo)的水分吸收能力,增加了氧氣濃度,利于有氧呼吸進(jìn)行。有氧呼吸第二階段丙酮酸中的化學(xué)能大部分被轉(zhuǎn)化為NADH中儲(chǔ)存的能量。(2)科學(xué)家早期在探索有氧呼吸第二階段代謝路徑時(shí)發(fā)現(xiàn),在添加丙二酸的組織懸浮液中加入分子A、B或C時(shí),E增多并累積(圖2a);當(dāng)加入F、G或H時(shí),E也同樣累積(圖2b)。根據(jù)此結(jié)果,針對(duì)有氧呼吸第二階段代謝路徑提出假設(shè):丙二酸的加入會(huì)導(dǎo)致E積累;分子A、B、C和F、G、H均為E的前體或可通過(guò)代謝轉(zhuǎn)化化為E,表明有氧呼吸第二階段代謝路徑具有循環(huán)性。(3)科研小組還發(fā)現(xiàn),低氧條件下,NtPIP基
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