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专题 02 细胞的能量供应与利用
1．（2023·吉林·统考模拟预测）百草枯是一种快速灭生性难降解的除草剂，原理是内吸后作用于光合作用
的光反应。百草枯偷走水分解后所产生的电子，并将电子送给水分解产生的氧气，生成超氧离子，超氧离
子对细胞极具杀伤力。下列叙述中不合理的是（ ）
A．百草枯发挥上述作用过程的场所是叶肉细胞的类囊体薄膜
B．百草枯发挥作用的过程中，光合作用的暗反应阶段也会受到影响
C．阴雨天、环境湿度高的条件下，百草枯更容易发挥作用
D．百草枯虽是作用于植物，但也会因富集作用积累在动物和人类体内
2．（2024·河南信阳·统考一模）为研究高光照强度对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶
绿体色素，用层析液进行纸层析，右图为滤纸层析的结果（I、II、III、IV为色素条带）。下列叙述正确的
是（ ）
A．高光照强度导致了该植物胡萝卜素的含量降低
B．叶绿素含量增加有利于该植物抵御高光照强度
C．色素III、IV吸收光谱的吸收峰波长有差异
D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次
3．（2020·湖南·校联考模拟预测）下列有关酶的本质和作用的说法、正确的是（ ）
A．酶不一定都能与双缩脲试剂发生紫色反应
B．加热和过氧化氢酶加快过氧化氢分解的原理相同
C．可选择过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D．过酸、过碱、温度过高或过低都会使酶的空间结构发生改变
4．（2023·河南·襄城高中校联考一模）研究发现，玉米固定CO 的能力远强于水稻，与其体内固定CO 的
2 2
酶有关。将相关的酶基因导入水稻后，在适宜温度下分别测定转基因水稻和野生型水稻的净光合速率随光
照强度的变化，如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）A．a点时限制转基因水稻光合作用的主要环境因素为光照强度
B．b点以后限制野生型水稻光合作用的主要环境因素可能为CO 浓度
2
C．转基因水稻可能比野生型水稻会更适合生活在较低CO 浓度的环境中
2
D．野生型水稻比转基因水稻更适宜栽种在强光照环境中
5．（2024·陕西渭南·统考一模）如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～c表示物质，
①～④表示过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O
2
D．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为ATP
6．（2019·山西·统考二模）某科研小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，进行了如图所示实验(假设细胞呼
吸产生的热量不会使瓶中气压升高)，开始时溴麝香草酚蓝水溶液的颜色基本不变反应一段时间后溶液颜色
由蓝逐渐变黄。下列有关分析正确的是
A．溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由蓝变黄说明酵母菌的呼吸强度在增强
B．溴麝香草酚蓝水溶液的颜色一开始不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸C．14C H O 不能进入线粒体，故线粒体中不能检测出放射性
6 12 6
D．实验过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO 全部来自线粒体
2
7．（2023·辽宁·模拟预测）下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用
的原料，①—④表示相关过程，有关说法不正确的是
A．图中①过程进行的场所是叶绿体囊状结构薄膜
B．生长阶段①过程合成的ATP少于②过程产生的ATP
C．有氧呼吸的第一阶段，除了产生[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸
D．②、④过程中产生ATP最多的是②过程
8．（2024·内蒙古赤峰·统考一模）慢跑属于有氧运动，骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如图是有氧呼吸某阶
段示意图。短跑属于无氧运动，骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸。下列叙述错误的是
（ ）
A．慢跑时，人体消耗的O 用于与[H]结合生成水
2
B．细胞质基质中的H+流回线粒体基质推动了ADP和Pi合成ATP
C．短跑过程中消耗的O 量等于产生的CO 量
2 2
D．短跑时，骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸中
9．（2023·河南·襄城高中校联考一模）某些蛋白质在相关酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和
去磷酸化，参与细胞信息传递。下列有关说法错误的是（ ）A．细胞呼吸可以产生为蛋白质的磷酸化提供磷酸基团的物质
B．蛋白质的磷酸化过程伴随着能量的转移
C．蛋白质分子中可以发生磷酸化的氨基酸的缺失会影响细胞信息传递
D．细胞膜上不存在蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程
10．（2023·山西运城·校考模拟预测）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。
下列分析错误的是（ ）
组
pH CaCl 温度（℃） 降解率（%）
别 2
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A．该酶的催化活性依赖于CaCl
2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
11．（2023·河南信阳·信阳高中校考一模）如图表示科研人员测得的某株紫苏一天中CO 固定速率和CO
2 2
吸收速率随时间的变化曲线。据图分析错误的是（ ）
A．7：00时，紫苏根尖细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体
B．曲线b在10：00-12：00之间下降的主要原因是此时气孔导度减小，CO 供应减少，光合速率减慢
2
C．18：00时会发生NADPH从类囊体薄膜向叶绿体基质的移动D．与7：00相比，12：00时C 的合成速率较快
3
12．（2023·黑龙江哈尔滨·哈师大附中校考模拟预测）合理施肥在农业生产中具有重要的意义。请回答下
列问题。
(1)农业生产中通过适时施肥为农作物补充无机盐等营养物质，已知缺硼时，花粉管不能萌发，说明无机盐
具有 的作用。无机盐也是许多有机物的重要组成成分，请说出在叶绿体中由N参与构成的三
种物质： 。
(2)施肥时需注意用量，过量施肥会导致农作物通过 作用失水，造成烧苗。实际生产中会将化
肥和农家肥混合使用，由于农家肥可以 ，从而促进根细胞对矿质元素的主动运输，提高化肥
的肥效。
13．（2023·重庆梁平·统考一模）地下黑作坊用病死猪肉腌制的腊肉往往含有大量的细菌，可利用“荧光
素——荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测：①将腊肉研磨后离心处理，取一定量上
清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进
行反应；②记录发光强度并计算ATP含量；③测算出细菌数量。请分析并回答下列问题：
(1)荧光素接受 提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。
根据发光强度进而测算出细菌数量的依据可能是： 。
(2)ATP的A代表 ，由 结合而成。
(3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度间的关系如下图所示。其中高浓度盐溶液
经稀释后酶的活性可以恢复，高温或Hg2+处理后酶活性不可恢复。
Hg2+处理后酶活性降低可能是因为 。据图分析，若要达到最大发光
强度且节省荧光素酶的用量，可以使用 处理荧光素酶。
14．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考三模）科研小组对某植物进行了相关研究，图甲是该植物叶肉
细胞进行光合作用和细胞呼吸的相关变化简图，其中①~⑤为生理过程，A~F为物质名称。图乙为温度对
人工种植的该植物光合作用与呼吸作用的影响。请回答下列问题。(1)图甲中物质C为 ，在图示的过程中生成C的场所是 。该植物的叶肉细胞在黑暗
条件下能合成ATP的生理过程有 (填图甲序号)。当该植物进入光下，短时间内叶肉细胞中物质
C 的含量变化是 (填“增加”或“减少”)。
3
(2)在光照条件下，与25℃时相比，该植物处于30℃时的实际光合作用速率较 (填“大”或者
“小”），两温度下固定CO 速率的差值为 mg/h。若昼夜时间相同且温度不变，则适合蒲公
2
英生长的最适温度是 ℃。
(3)科研小组用图丙的方法测量了光合作用的相关指标。将对称叶片左侧遮光右侧曝光，并采用适当的方法
阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12小时后，从左右两侧截取同等面积的叶片。烘
干称重分别记为a、b。则b与a的差值所代表的是 。
1．（2023·全国·一模）图表示真核细胞内三种不同类型的生物膜结构及其所发生的部分生理过程，下列有
关说法不正确的是（ ）A．由图可知，三种生物膜的基本支架都是磷脂双分子层
B．图甲可代表线粒体内膜，依据是O 和[H]反应生成了HO，并伴随ATP的合成
2 2
C．图乙可代表红细胞膜，据图可知，葡萄糖和乳酸进出细胞膜的方式都是协助扩散
D．图丙可代表类囊体薄膜，其上分布着吸收光能的色素
2．（2023·河北沧州·校考模拟预测）下图是绿色植物光合作用光反应的过程示意图。据图分析，下列叙述
错误的是（ ）
A．据图可知，光反应产生的氧气用于有氧呼吸至少需要通过5层磷脂双分子层
B．ATP和NADPH中的化学能可用于暗反应中CO 的固定
2
C．光能在该膜上最终以化学能的形式储存在ATP和NADPH中
D．合成ATP所需的能量直接源于H+顺浓度梯度转运释放的能量
3．（2010·湖南·统考一模）图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO 释
2
放量和O 产生总量的变化，图乙表示蓝藻光合作用速率与光照强度的关系。有关说法正确的是（ ）
2A．图甲中，光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率
B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO
2
C．图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度
4．（2023·河北·校联考二模）人乳腺细胞（M）和乳腺癌细胞（Mc）葡萄糖摄取情况如图甲所示，用特异
性作用于线粒体内膜的呼吸酶抑制剂分别处理M和Mc，与对照组（未用抑制剂处理）细胞数的比例如图
乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．M细胞和Mc细胞形态虽然相同，但是功能不同
B．根据实验结果可知，M细胞无氧呼吸的能力比Mc细胞强
C．Mc细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量可能多于M细胞
D．该呼吸酶抑制剂在细胞有氧呼吸第二阶段起作用
5．（2023·河北保定·统考二模）下图中甲、乙、丙三条曲线为某滑雪运动员在高强度运动过程中肌肉消耗
能量的情况，其中甲表示存量ATP变化、乙和丙表示两种类型的细胞呼吸。下列叙述正确的是（ ）
A．肌肉收缩最初所耗的能量主要来自细胞中的线粒体
B．曲线乙表示有氧呼吸，曲线丙表示无氧呼吸
C．曲线乙表示的呼吸类型发生在细胞质基质，最终有[H]的积累D．曲线丙表示的呼吸类型的能量转化效率大于曲线乙表示的呼吸类型
6．（2022·四川·四川师范大学附属中学校考模拟预测）磷酸肌酸（C~P）是一种存在于肌肉或其他兴奋性
组织（如脑和神经）中的高能磷酸化合物，它和ATP在一定条件下可相互转化。细胞在急需供能时，在酶
的催化下，磷酸肌酸的磷酸基团转移到ADP分子上，余下部分为肌酸（C）。由此短时间维持细胞内ATP
含量在一定水平。下列叙述错误的是（ ）
A．1分子ATP初步水解后可得1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团
B．磷酸肌酸可作为能量的存储形式，但不能直接为肌肉细胞供能
C．剧烈运动时，肌肉细胞中磷酸肌酸和肌酸含量的比值会有所下降
D．细胞中的磷酸肌酸对维持ATP含量的稳定具有重要作用
7．（2024·陕西渭南·统考一模）下图展示了生物体内与ATP有关的部分反应，相关描述错误的是（ ）
A．过程②⑥为ATP 的水解，通常与吸能反应相联系
B．叶肉细胞内③的速率大于④的速率时，植物体的干重不一定增加
C．过程③的产物为糖类，可在细胞内转化为氨基酸、脂肪等其它有机物
D．所有生物体内都存在ATP-ADP的能量转化供应机制
8．（2023春·湖北·高一校联考阶段练习）某些植物可通过特有的景天酸代谢（CAM）途径固定CO 在夜
2．
晚，叶片的气孔开放，通过一系列反应将CO 固定成苹果酸储存在液泡中（甲）；在白天，叶片气孔关闭，
2
苹果酸运出液泡后放出CO，供叶绿体进行暗反应（乙）。下列关于CAM植物的叙述，正确的是（ ）
2
A．在白天，叶肉细胞能产生ATP的部位只有线粒体
B．该植物细胞在夜晚也能进行光合作用合成有机物
C．CAM途径的出现，可能与植物适应干旱条件有关
D．若下午突然降低外界CO 浓度，C 的含量突然减少
2 3
9．（2023秋·河南·高三统考阶段练习）根据光合作用中 CO 固定方式的不同，植物可分为多种类型，其
2中 C 和 C 植物的光合速率随外界 CO 浓度的变化如图所示（CO 饱和点是指植物光合速率开始达到最
3 4 2 2
大值时的外界 CO 浓度）。据图分析，下列说法错误的是（ ）
2
A．在低 CO 浓度下，C 植物光合速率更易受 CO 浓度变化的影响
2 4 2
B．在 C 植物 CO 饱和点时，C 植物的光合速率要比 C 植物的低
4 2 4 3
C．适当扩大 C 植物的种植面积，可能更有利于实现碳中和的目标
3
D．在干旱条件下，气孔开度减小，C 植物生长效果要优于 C 植物
4 3
10．（2023·广东东莞·校考模拟预测）科学家首次揭示了H+通道蛋白和V-ATPase酶共同调节溶酶体酸碱度
的机理。V-ATPase酶利用ATP水解产生的能量，将细胞质基质中（pH约为7.2）的H+逆浓度梯度转运进
溶酶体内部。H+通道的运输能力受溶酶体内H+浓度调控。下列说法错误的是（ ）
A．H+通过H+通道蛋白运出溶酶体的方式是协助扩散
B．抑制V-ATPase酶的功能，溶酶体内的pH可能会上升
C．溶酶体膜内pH高于4.6时H+通道蛋白的运输效率升高
D．V-ATPase酶功能缺失会导致溶酶体降解蛋白的能力降低
11．（2023·北京海淀·一模）下图所示生理过程中，PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，CF、CF 构成
0 1
ATP合酶。下列说法错误的是（ ）A．PSⅡ、PSⅠ内含易溶于有机溶剂的色素
B．小麦光合作用产生的O 被呼吸作用利用至少需要经过5层生物膜
2
C．PQ转运H+的过程需要消耗电子中的能量
D．图中ATP合酶合成的ATP只能为暗反应提供能量
12．（2023·重庆·统考高考真题）水稻是我国重要的粮食作物，光合能力是影响水稻产量的重要因素。
(1)通常情况下，叶绿素含量与植物的光合速率成正相关。但有研究发现，叶绿素含量降低的某一突变体水
稻，在强光照条件下，其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因，有研究者在相同光照强度的强光
条件下，测定了两种水稻的相关生理指标（单位省略），结果如下表。
光反应 暗反应
光能转化效率 类囊体薄膜电子传递速率 RuBP羧化酶含量 V
max
野生
0．49 180．1 4．6 129．5
型
突变
0．66 199．5 7．5 164．5
体
注：RuBP羧化酶：催化CO 固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率
2
①类囊体薄膜电子传递的最终产物是 。RuBP羧化酶催化的底物是CO 和 。
2
②据表分析，突变体水稻光合速率高于野生型的原因是 。
(2)研究人员进一步测定了田间光照和遮荫条件下两种水稻的产量（单位省略），结果如下表。
田间光照产量 田间遮阴产量
野生
6．93 6．20
型
突变
7．35 3．68
体
①在田间遮荫条件下，突变体水稻产量却明显低于野生型，造成这个结果的内因是 ，
外因是 。
②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和 ，两者可以相互转化，后者是光合产物的主要运输形式，
在开花结实期主要运往籽粒。
③根据以上结果，推测两种水稻的光补偿点（光合速率和呼吸速率相等时的光照强度），突变体水稻较野生型 （填“高”、“低”或“相等”）。
13．（2023秋·贵州·高三校联考专题练习）在光照条件下，光反应阶段产生ATP和[H]的比例约是4：3，
而暗反应消耗ATP和[H]的比例约是3：2。叶绿体中的[H]可通过特定的跨膜穿梭系统进入细胞质基质，最
终进入线粒体参与细胞呼吸过程。线粒体中的ATP和[H]也能通过特定的跨膜穿梭系统进入细胞质基质，
最终进入叶绿体参与反应。回答下列问题：
(1)光反应阶段产生的[H]来自 。在暗反应阶段， （填生理过程）会消耗ATP
和[H]。
(2)在光照条件下，光反应为暗反应提供的ATP相对缺乏，而[H]相对充足。叶绿体可能通过 （填途
径）来改变ATP和[H]的比例。
(3)在有氧呼吸的第三阶段，线粒体中的脱氢酶能脱去NADH和NADPH中的[H]并释放电子，电子最终传
递给O。电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质运输到线粒体内外膜间的空隙中，随后H+经
2
ATP合酶运回线粒体基质并催化ATP合成，该过程的产物还有 。DNP+可使H+不
经过ATP合酶进入线粒体基质。用DNP+处理后，线粒体内的ATP生成量 （填“增多”、“减
少”或“不变”），原因是 。
14．（2023·河南·校联考模拟预测）景天科植物八宝景天存在特殊的CO 固定方式，称为景天酸代谢途径
2
(CAM)。八宝景天夜晚O 气孔开放，通过一系列反应将CO 固定于苹果酸，并储存在液泡中；白天气孔关
2 2
闭，苹果酸运出液泡后放出CO，供暗反应利用，过程如图所示。回答下列问题：
(1)夜晚CO 固定于苹果酸的过程属于 (填“吸能”或“放能”)反应。④过程需要的能量物质
2
在 (场所)产生。
(2)白天八宝景天叶肉细胞进行光合作用所需的CO 由 释放。从进化角度分析八宝景天气孔开闭的
2
特点是 的结果。
(3)在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作叶绿体的“脂质仓库”，这些颗粒随叶绿体的生长体积逐渐变小，可能的原因是 ，请设计实验证明
叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路。 。
1．（2023·重庆·统考高考真题）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH
（[H]）。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述
错误的是（ ）
A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAM
B．静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH
C．食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD+
D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH
2．（2023·湖北·统考高考真题）为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A
溶液处理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是（ ）
A物质浓度（μg·L-1）
0 10 50 100
指标
① 肝脏糖原含量（mg·g-1） 25．0±0．6 12．1±0．7 12．0±0．7 11．1±0．2
② 肝脏丙酮酸含量（nmol·g-1） 23．6±0．7 17．5±0．2 15．7±0．2 8．8±0．4
③ 血液中胰高血糖素含量（mIU·mg·prot-1） 43．6±1．7 87．2±1．8 109．1±3．0 120．0±2．1
A．由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快
B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高
3．（2023·湖北·统考高考真题）快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。
下列叙述正确的是（ ）
A．乳酸可以促进DNA的复制
B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂
C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸
D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平
4．（2021·江苏·高考真题）某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是（ ）
A．果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器
B．果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日增多
C．果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时
D．果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深
5．（2023·江苏·统考高考真题）细胞色素C是一种线粒体内膜蛋白，参与呼吸链中的电子传递，在不同物
种间具有高度保守性。下列关于细胞色素C的叙述正确的是（ ）
A．仅由C、H、O、N四种元素组成
B．是一种能催化ATP合成的蛋白质
C．是由多个氨基酸通过氢键连接而成的多聚体
D．不同物种间氨基酸序列的相似性可作为生物进化的证据
6．（2023·浙江·统考高考真题）为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处
理及结果如下表所示。
不同时间测定的相对压强（kPa）
组别 甲中溶液（0.2mL） 乙中溶液（2mL）
0s 50s 100s 150s 200s 250s
I 肝脏提取液 HO 溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
2 2
II FeCl HO 溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
3 2 2
III 蒸馏水 HO 溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
2 2
下列叙述错误的是（ ）
A．HO 分解生成O 导致压强改变
2 2 2
B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时C．250s时I组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性
7．（2023·北京·统考高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO 吸收速率的影响如图。对此图
2
理解错误的是（ ）
A．在低光强下，CO 吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
2
B．在高光强下，M点左侧CO 吸收速率升高与光合酶活性增强相关
2
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
8．（2023·辽宁·统考高考真题）基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。MMP2和
MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同
条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．SDS可以提高MMP2和MMP9活性
B．10℃保温降低了MMP2和MMP9活性
C．缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性D．MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性
9．（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时
间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了
同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。
回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶绿
体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第
条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小时/天，
判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果
产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。 。
10．（2023·江苏·统考高考真题）气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控
机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回
答下列问题：(1)光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在 （从①~④中选填）；NADPH可用于CO 固定产物的
2
还原，其场所有 （从①~④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有HO、 （填写2
2
种）等。
(2)研究证实气孔运动需要ATP，产生ATP的场所有 （从①~④中选填）。保卫细胞中的糖分解为
PEP，PEP再转化为 进入线粒体，经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。
(3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的AHA，消耗ATP将H+泵出膜外，形成跨膜的
，驱动细胞吸收K+等离子。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，使细胞内水势下降（溶质浓度
提高），导致保卫细胞 ，促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟
南芥野生型WT和NTT突变体ntt1（叶绿体失去运入ATP的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小
的变化如图2．下列相关叙述合理的有______。A．淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B．光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D．长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
11．（2022·江苏·统考高考真题）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途
径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO 和O 竞争与其结合，分别催化C 的羧化与氧化。C 羧化固
2 2 5 5
定CO 合成糖；C 氧化则产生乙醇酸（C ），C 在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。
2 5 2 2
请都图回各下列问题：
(1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有 （从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与
这些途径的主要色素是 。
(2)在C 循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的 在过氧化氢酶催化下
2
迅速分解为O 和HO。
2 2
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO 浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO 浓度的变化，获得
2 2
曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t 时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO 源于呼吸作用；t～t 时段，CO 的释放速
1 2 1 2 2
度有所增加，此阶段的CO 源于 。
2
②曲线b，当时间到达t 点后，室内CO 浓度不再改变，其原因是 。
2 2(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹
果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的
价值。
12．（2023·浙江·统考高考真题）叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的
“库”。现以某植物为材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产
物分配的影响，实验结果见表1。
表1
项目 甲组 乙组 丙组
处理
库源比 1/2 1/4 1/6
单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0
净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75
果实中含13C光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06
单果重（g） 11.81 12.21 19.59
注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶，用13CO 供应
2
给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO 量。
2
回答下列问题：
(1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液
的依据是 。
(2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO，13CO 先与叶绿体内的 结合而被固定，形
2 2成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实
验中，选用13CO 的原因有 （答出2点即可）。
2
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 （填“升高”或
“降低”）、果实中含13C光合产物的量 （填“增加”或“减少”）。库源比降低导致果实单
果重变化的原因是 。
(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验，库源处理如图所示，用13CO 供应给保留的叶片进
2
行光合作用，结果见表2。
果实位置 果实中含13C光合产物（mg） 单果重（g）
第1果 26.91 12.31
第2果 18.00 10.43
第3果 2.14 8.19
根据表2实验结果，从库与源的距离分析，叶片光合产物分配给果实的特点是 。
(5)综合上述实验结果，从调整库源比分析，下列措施中能提高单枝的合格果实产量（单果重10g以上为合
格）的是哪一项？__________
A．除草 B．遮光 C．疏果 D．松土
13．（2022·天津·高考真题）利用蓝细菌将CO 转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。
2
(1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中
间代谢物。ATP来源于 和 等生理过程，为各项生命活动提供能量。
(2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研
究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，
是由于细胞质中的NADH被大量用于 作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的
NADH。
(3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，
以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH
和NADPH含量，结果如下表。
注：数据单位为pmol∕OD730
菌株 ATP NADH NADPH初始蓝细
626 32 49
菌
工程菌K 829 62 49
由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段 （被抑
制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解 （被抑制∕被促进∕不受影响）。
(4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多
D—乳酸，是因为其_______ ___（双选）。
A．光合作用产生了更多ATP B．光合作用产生了更多NADPH
C．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH
14．（2023·浙江·统考高考真题）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO 浓
2
度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜
幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光
=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。
回答下列问题：
(1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的
离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜
萎蔫。
(2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是 。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因
是 。
(3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO 对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃
2
时，提高CO 浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。
2
植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO 浓度，还可以 ，使
2
光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有 。
15．（2023·湖南·统考高考真题）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对
CO 的K 为450μmol·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO 反应，进行卡尔文
2 m 2
循环，又可催化RuBP与O 反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O 并释放CO 的反应）。该酶的酶
2 2 2
促反应方向受CO 和O 相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶
2 2
绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利
用PEPC酶（PEPC对CO 的K 为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO 反应生成C ,固定产物
2 m 2 4
C 转运到维管束鞘细胞后释放CO,再进行卡尔文循环。回答下列问题：
4 2
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 （填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到
细胞质基质合成 （填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过 长距离运输到其
他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度 （填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 （答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO 浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO 浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，
2 2
但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 （答出三点
即可）。
