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专题二 细胞的能量供应和利用
（时间：75 分钟 满分：100 分）
一、选择题（本题共20 小题，每小题2 分，共40 分）
1．下列关于探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用实验的叙述，错误的是（ ）
A．淀粉和蔗糖都是非还原糖，在相应酶的催化作用下都能水解成还原糖
B．实验需将试管放置足够长的时间，以确保反应充分进行
C．向两支试管滴入等量碘液，可通过溶液的颜色变化判断反应是否发生
D．可通过该实验探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
【答案】C
【详解】A、淀粉水解的产物是麦芽糖，麦芽糖属于还原糖，蔗糖水解的产物是果糖和葡萄糖，果糖和葡
萄糖是还原糖，A 正确；
B、酶与底物结合，催化底物需要时间，故试管放置足够长的时间，以确保反应充分进行，B 正确；
C、由于碘液无法遇蔗糖溶液变色，所以不能通过加入碘液后观察溶液的颜色变化判断反应是否发生，C
错误；
D、探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用实验，可用于探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应（酶的专一
性），D 正确。故选C。
2．红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述正确的是（ ）
A．红枫叶片呈红色是因为其叶绿体中有红色的花青素
B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D．液泡中的色素也可以吸收光能并用于光合作用
【答案】C
【分析】在植物细胞中的色素分布在叶绿体和液泡中，红枫叶片也不例外。红枫叶片细胞的叶绿体中含有
叶绿素和类胡萝卜素，能吸收光能进行光合作用，制造有机物；液泡中含有花青素，呈红色，且反射红光，
所以红枫叶片呈红色。
【详解】AB、红枫叶片呈红色是因为其液泡中有红色的花青素，AB 错误；
C、红枫叶片中含有叶绿体，因此能吸收光能进行光合作用，C 正确；
D、液泡中的色素是非光合色素，不参与光合作用。而且液泡不是光合反应的场所，没有光合作用所需的
酶和物质，D 错误。故选C。
3．小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，小麦籽粒中的有机物约50%来自旗叶。小麦籽粒形成期间，下
1
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列分析不正确的是（ ）
A．旗叶一昼夜内有机物的增加量不等于其净光合作用积累量
B．为小麦旗叶提供
14CO2，籽粒中的淀粉不一定都含有
14C
C．去掉一部分籽粒，可能会影响旗叶的光合速率
D．与同株其他叶片相比，旗叶光合速率的主要限制因素是光照强度
【答案】D
【详解】A 、净光合作用量指的是光合作用量减去呼吸作用消耗量，一昼夜有机物的增加量=白天净光合
作用量-夜间呼吸作用消耗量，A 正确；
B 、籽粒中的有机物只有50%来自旗叶，给小麦旗叶提供
14CO2，小麦籽粒中的淀粉只有一部分含有
14C，
B 正确；
C、去掉一分部籽粒，旗叶产生的淀粉输出减少，导致旗叶中有机物积累，因此一段时间后旗叶的光合速
率会下降，C 正确；
D、旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，光照比其他叶片充足，所以与其它叶片相比，限制旗叶光合速率的
主要因素可能是CO2浓度，D 错误。故选D。
4．某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH 试纸、100W 聚
光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是（ ）
A．NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2
B．降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢
C．选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光照强度对光合作用的影响
D．由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH 值改变，可用精密试纸检测溶液pH 值来估测光合速
率变化
【答案】C
【详解】A、NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，常作为光合作用的原料，A 正确；
B、降低聚光灯的瓦数可降低光强度，导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢，B 正确；
C、选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C 错误；
D、由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH 值变大，可用精密试纸检测溶液pH 值来估测光合速率
变化，D 正确。故选C。
5．Rubisco 是催化C5和CO2反应的酶，O2能和CO2竞争该酶的活性部位，当O2浓度高时，Rubisco 和O2
结合影响暗反应的进行，导致光合作用速率降低。下列说法不正确的是（ ）
A．Rubisco 基因可在叶肉细胞中表达
B．抑制Rubisco 和O2的结合不利于植物的生长
2
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C．植物体内Rubisco 分布在叶绿体基质中
D．Rubisco 的催化功能具有专一性
【答案】B
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且
释放出氧气的过程。光合作用的过程包括光反应阶段和暗反应阶段，具体过程如下：
【详解】A、叶绿体的暗反应中CO2的固定需要Rubisco 的催化，所以叶肉细胞有相应的基因表达，才能保
证暗反应的顺利进行，A 正确；
B、O2会与CO2竞争Rubisco 的活性部位，当O2与Rubisco 结合减少时，Rubisco 与CO2的结合增多，增多
CO2的固定量，有利于暗反应的进行，有利于光合作用的进行，有利于植物的生长，B 错误；
C、Rubisco 催化暗反应中CO2的固定，暗反应进行的场所是叶绿体基质，C 正确；
D、每一种酶只能催化一种或一类化学反应，具有专一性，D 正确。故选B。
6．恩格尔曼在证明光合作用的放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射
水绵临时装片，惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，下列有关这个实验的说法，不正确的
是（ ）
A．叶绿体主要吸收红光和蓝紫光，将其用于光合作用
B．叶绿体释放出氧气，且吸引了好氧细菌
C．本实验利用了好氧细菌的好氧特性检验光合作用的产物氧气
D．吸收光能的色素主要分布在叶绿体基质中
【答案】D
【详解】ABC、本实验利用了好氧细菌的好氧特性检验光合作用的产物氧气:好氧细菌需要的是氧气，“发
现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域”，说明红光和蓝光最有利于光合作用的进行，产生了大量的氧
气，从而吸引了大量的好氧细菌，ABC 正确；
D、本实验并未探究吸收光能的色素分布位置，且后来的研究表明吸收光能的色素主要分布在叶绿体类囊
体薄膜上，D 错误。故选D。
3
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7．下图是生物体内常见的一种生理作用图示，下列叙述错误的是（ ）
A．②的成分有可能是蛋白质
B．图中显示①具有高效性，反应完成后，①的性质未发生改变
C．③或④的生成速率可以表示酶促反应的速率
D．如果探究底物浓度对酶促反应速度的影响，②的数量就是实验的自变量
【答案】B
【详解】A.①②③④分别是酶、底物、两种生成物，绝大多数酶为蛋白质，A 正确；
B.①催化②分解为③④，反应前后①性质未发生改变，但没有体现酶的高效性，B 错误；
C.③或④为生成物，其生成速率可以表示酶促反应的速率，C 正确；
D.探究底物浓度对酶促反应速度的影响，②底物的数量即底物浓度就是实验的自变量，D 正确；
因此，本题答案选B。
8．某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内
CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（ ）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【详解】A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的
CO2含量下降，O2含量上升，A 错误；
B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物
光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸
作用相等，容器中气体趋于稳定，B 错误；
CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C 错误，D 正确。故选D。
9．ATP 是细胞内重要的化合物，对生命活动的正常进行具有非常重要的作用，其结构如图所示。下列相
关叙述错误的是（ ）
4
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A．ATP 与DNA 的元素组成完全相同，但彻底水解形成的产物有差别
B．图中③与④的相互转化与细胞内的吸能反应和放能反应相联系，保证了细胞内的能量供应
C．萤火虫发光所需的能量来源于图中的“~”
D．细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由③直接提供能量的
【答案】D
【详解】A、ATP 与DNA 的元素组成均为C、H、O、N、P，ATP 有核糖没有脱氧核糖，DNA 有脱氧核糖
没有核糖，ATP 只含碱基A，DNA 含有A、T、G、C 四种碱基，故彻底水解后的产物有差别，A 正确；
B、③是ADP，④是ATP，它们相互转化与细胞内的吸能反应和放能反应相联系，放能反应伴随着ATP 的
合成，吸能反应伴随着ATP 的水解，保证了细胞内的能量供应，B 正确；
C、～代表一种特殊的化学键，萤火虫发光所需的能量来源于图中“～”，C 正确；
D、细胞中绝大多数需要能量的生命活动是由④ATP 水解提供的，D 错误。故选D。
10．下图1 表示pH 对α-淀粉酶活性的影响，图2 表示在最适温度及pH 为b 时α-淀粉酶催化淀粉水解产生
麦芽糖的积累量随时间的变化。预期正确的是（ ）
A．若将pH 调整为a，则d 点右移，e 点下移
B．若将pH 先调整为c，再调整回b，则d、e 点不移动
C．若将温度升高5 ℃，则d 点右移、e 点不移动
D．若增加α-淀粉酶的量，则d 点不移动，e 点上移
【答案】C
【详解】A、若将pH 调整为a，酶活性下降，反应达到平衡所需的时间延长，则d 点右移，e 点不变，A
错误；
B、若将pH 先调整为c 酶会变性失活，不会有麦芽糖的生成，B 错误；
5
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C、若将温度升高5℃，酶活性会下降，则d 点右移、e 点不变，C 正确；
D、若增加α—淀粉酶的量，则反应达到平衡所用的时间缩短，但化学反应的平衡点不变，即d 点左移，e
点不变，D 错误。故选C。
11．在冷却的糯米饭中撒上含酵母菌的酒曲，并戳一些小孔，加盖后置于温暖处，5 天后出现大量的水，
一周后飘出酒香。下列关于此过程的描述正确的是（ ）
A．加盖后，容器中CO2和O2的含量均先增加后减少
B．加盖后，容器中CO2和O2的生成速率先增加后减少
C．加盖一段时间后，容器内CO2的生成速率等于O2的消耗速率
D．戳一些小孔的目的是促进酵母菌的有氧呼吸，有利于其繁殖
【答案】D
【详解】A、加盖后，O2会被酵母菌有氧呼吸所消耗，所以O2含量会减少，A 错误；
B、酵母菌代谢不会产生O2，B 错误；
C、有氧呼吸会消耗O2，无氧呼吸不消耗O2，而在低氧条件下，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，
有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，所以CO2的生成速率大于O2的消耗速率，C 错误；
D、戳一些小孔能提供氧气的供应，有利于酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，D 正确。故选D。
12．下图描绘了通过收集氧气含量来计算氧气产生速率，从而检测光合作用过程的装置，本实验过程重复
了多次。请问在实验中，哪两个变量必须保持不变。（ ）
A．烧杯中水的含量和测量容器的高度
B．水生植物的大小和测量容器中气体的含量
C．水生植物的大小和暴露在光下的时间
D．烧杯和气体通道的大小
【答案】C
【详解】A、烧杯中水的含量一般不会影响测量结果，可以发生改变，A 错误；
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B、该实验通过收集氧气含量来计算氧气产生速率，因此量容器中气体的含量会发生改变，B 错误；
C、水生植物的大小和暴露在光下的时间属于该实验的无关变量，且会影响实验结果，应该保持不变，C
正确；
D、烧杯的大小一般不会影响测量结果，可以发生改变，D 错误。故选C。
13．下图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。下列有关叙述错误的是
A．实验自变量是氧浓度，因变量是CO2和酒精生成量
B．在氧气浓度为a 或d 时，酵母菌的细胞呼吸方式都只有一种
C．在氧气浓度为c 时，酵母菌有氧呼吸强度是无氧呼吸强度的3 倍
D．实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制
【答案】C
【分析】分析柱状图：氧气在a 浓度下，酵母菌产生的CO2 量和酒精量相等，说明此时酵母菌只进行无氧
呼吸；氧气在d 浓度下，呼吸作用产物只有CO2 没有酒精，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸；氧气在b、c
两个浓度下，酵母菌既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸。
【详解】A、根据题意和题图可知，该实验自变量是氧浓度，因变量是CO2和酒精生成量，A 正确；
B、据分析可知，在氧气浓度为a 或d 时，酵母菌的细胞呼吸方式都只有一种，B 正确；
C、在氧气浓度为c 时，无氧呼吸酒精产生量＝无氧呼吸CO2产生量＝10mol，则有氧呼吸CO2产生量＝
10mol，根据有氧呼吸和无氧呼吸反应计算出，无氧呼吸消耗葡萄糖5mol ，有氧呼吸消耗葡萄糖5/3mol，
酵母菌有氧呼吸强度是无氧呼吸强度的1/3 倍，C 错误；
D、实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制，D 正确；故选C。
14．除了温度和pH 对酶活性有影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图1 为酶作用机理及两种抑
制剂影响酶活性的机理示意图，图2 为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下，酶促反应速率
随底物浓度变化的曲线。下列说法不正确的是（ ）
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A．非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与低温对酶活性抑制的机理不同
B．据图可推测，竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点
C．底物浓度相对值大于15 时，限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度
D．曲线乙和曲线丙分别是在酶中添加了非竞争性抑制剂和竞争性抑制剂的结果
【答案】D
【分析】1、分析图1：竞争性抑制剂和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，从而降
低酶对底物的催化反应速率，而非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，
从而使酶失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率。
2、分析图2：酶促反应速率随底物浓度变化的三条曲线中，底物浓度较低时，曲线甲的反应速率最高，表
示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线；加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，
但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线乙是表示加入竞争性
抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线；加入非竞争性抑制剂后酶会失去催化活性，降低酶对底物
的催化反应速率，可知曲线丙是表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。
【详解】A、非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构使酶的活性受到抑制，
低温抑制酶的活性并不改变酶分子的空间结构，只是降低了酶分子的运动，A 正确；
B、竞争性抑制剂和底物能够争夺酶的同一活性部位，说明竞争性抑制剂与底物可能具有类似结构，B 正
确；
C、底物浓度相对值大于15 时，曲线甲中的酶促应速率随着底物浓度的不再增加，表明此时底物浓度不再
是限制酶促反应的因素，此后限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度，C 正确；
D、由以上分析知，曲线甲是未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，曲线乙是表示加入竞
争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，曲线丙表示加入非竞争性抑制剂时酶促反应速率随底
物浓度变化的曲线，D 错误。故选D。
15．实验小组将酵母菌细胞破裂后离心获得细胞质基质和线粒体，然后通入О2，进行实验，各试管加入的
成分如下表所示。下列有关各试管变化的叙述，错误的是（ ）
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试
管
加入的细胞成分
加入的反应物
荧光素和荧光素酶
1
细胞质基质+线粒体
添加
14C 标记的葡萄糖
加入
2
细胞质基质
添加
14C 标记的葡萄糖
加入
3
线粒体悬液
添加
14C 标记的葡萄糖
加入
4
线粒体悬液
添加
14C 标记的丙酮酸
加入
A．1 号试管中能检测到
14CO2，发出较强荧光
B．2 号试管中能检测到
14C 标记的丙酮酸，没有荧光
C．3 号试管中葡萄糖的含量不变，不能检测到荧光
D．4 号试管中丙酮酸的量减少，能检测到较强荧光
【答案】B
【详解】A、1 号试管中能进行完整的细胞呼吸过程，能够通过细胞呼吸产生大量的ATP，因此能检测到
14CO2，并发出较强的荧光，A 正确；
B、2 号试管中，葡萄糖能在细胞质基质中发生细胞呼吸的第一阶段，因此能够检测到
14C 标记的丙酮酸，
同时有氧呼吸的第一阶段也能产生少量的ATP，因此能检测到较弱的荧光，B 错误；
C、3 号试管中无细胞质基质，葡萄糖不会分解产生丙酮酸，因此葡萄糖的含量不变，不能检测到荧光，C
正确；
D、4 号试管中丙酮酸能在线粒体基质中彻底氧化分解并产生较多的ATP，因此丙酮酸的含量会减少，并且
能检测到较强的荧光，D 正确。故选B。
16．抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶COX（复合体Ⅳ）活性的氰化物时，仍能继续进行
的呼吸，该过程产生的ATP 较少，抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，其作用机理如图所示。不能
进行抗氰呼吸的植物缺乏AOX。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化
酶。下列相关叙述错误的是（ ）
A．抗氰呼吸是一种不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP 较少
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B．细胞色素氧化酶和交替氧化酶均能催化O2与NADH 结合生成水
C．与细胞色素氧化酶相比，交替氧化酶对氰化物的敏感性较低
D．臭崧花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉
【答案】A
【详解】A、抗氰呼吸也是彻底的氧化分解，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多，则合成的ATP 就更少，
A 错误；
B、细胞色素氧化酶和交替氧化酶均参与细胞呼吸的第三阶段，能催化O2与NADH 结合生成水，B 正确；
C、抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，说明存在氰化物时在AOX 的作用下仍能进行呼吸作用，所
以交替氧化酶对氰化物的敏感性较低，C 正确；
D、生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶，可通过抗氰呼吸产生更多的热量促
进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉，D 正确。故选A。
17．下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是（ ）
A．叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液
B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口
C．分离色素时应将滤液细线置于层析液中
D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同
【答案】B
【详解】A、提取叶绿素使用无水乙醇，层析液用于分离色素，A 错误；
B、过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止无水乙醇挥发，B 正确；
C、分离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否则色素会溶入层析液中，C 错误；
D、不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经
过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同，D 错误。故选B。
18．某突变型大豆叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示
两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是（ ）
A．光照强度高于P 时，突变型的光合作用强度高于野生型
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B．光照强度低于P 时，突变型的光反应强度低于野生型
C．光照强度高于P 时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度
D．光照强度等于P 时，突变型和野生型的总光合速率不相等
【答案】D
【详解】A、光照强度高于P 时，突变型的净光合速率大于野生型，二者的呼吸速率相等，故突变型的总
光合速率大于野生型，即突变型的光合作用强度高于野生型，A 正确；
B、由图可知，二者的呼吸速率相等（光照强度为0 时，两条曲线的起点相同），光照强度低于P 时，突
变型的净光合速率小于野生型，故突变型的总光合速率小于野生型，突变型大豆叶片的叶绿素含量约为野
生型的一半，突变型的光合作用光反应强度低于野生型，B 正确；
C、光照强度高于P 时，突变型的光合速率未达到饱和，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度，
C 正确；
D、光照强度等于P 时，突变型和野生型的净光合速率相等，二者的呼吸速率也相等，故光照强度等于P
时，突变型和野生型的总光合速率相等，D 错误。故选D。
19．为研究低氧胁迫对青瓜品种根系细胞呼吸的影响，某研究小组用A、B 两个青瓜品种进行实验研究。
图示结果为一周后测得的根系中乙醇的含量。下列说法错误的是（ ）
A．正常通气情况下，青瓜品种A、B 的根细胞可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
B．低氧条件下，青瓜品种A 对氧气浓度的变化较品种B 更为敏感
C．根系长期处于低氧环境中，两种青瓜吸收无机盐的能力都会下降
D．根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程中产生了ATP
【答案】D
【详解】A、据图分析，正常通气时，测得的根系中有少量的乙醇，说明青瓜根细胞既进行有氧呼吸也进
行无氧呼吸，A 正确；
B、在低氧条件下A 品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比B 品种多，故品种A 对氧气浓度的变化较为
敏感，B 正确；
C、根吸收无机盐的方式为主动运输，需要耗能，根系长期处于低氧环境中，两种青瓜都进行无氧呼吸，
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产生的能量少，故吸收无机盐的能力都会下降，C 正确；
D、根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程发生在无氧呼吸第二阶段，没有能量释放，所以不会产生ATP，D
错误。故选D。
20．《齐民要术》中指出“谷田必须岁易”，意思是一块土地上连续多年只种谷物，产量会下降。以下相
关的生物学分析，正确的是（ ）
A．连续多年只种谷物，植物根系发达，呼吸作用旺盛，导致有机物积累减少
B．长期种植同一种谷物不会造成土壤中某些必需元素减少
C．不同年度种不同作物进行轮作，不能防止病虫害的发生和杂草的繁殖
D．大豆与玉米间作套种，可以增加光能利用率
【答案】D
【分析】连续多年只种谷子一种植物，会使土壤中矿质元素含量降低，导致谷子减产。每种植物所需的营
养元素的种类及其含量的多少是不同的。若在一片土地中长期种植一种植物，则其所需的土壤中的营养元
素会很快耗尽，植物长势不好，所以应提倡轮耕（轮翻种植不同植物）。
【详解】A、连续多年只种谷物，会使土壤中某些矿质元素含量降低，导致植物细胞所需要吸收的物质减
少，光合作用速率降低，从而导致谷物减产，A 错误：
B、长期种植谷物会大量消耗土壤中的某些必需元素，造成土壤中某些必需元素减少，而“谷田必须岁
易”指的是轮作，可以避免长期种植谷物引起的土壤中某些必需元素的减少，利于作物的生长，也可以有
效防止病虫害的发生和杂草的繁殖，B、C 错误；
D、玉米与大豆间作套种，可以增大光合面积和延长光合作用时间，进而提高光能利用率，D 正确。
故选D。
二、非选择题（本题共5 小题，共60 分）
21．（16 分）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量
等目的。
（1）农业生产常采用间种（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能
利用率。现有4 种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的最小光
照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间种的两种作物是 ，选择这两种
作物的理由是 。
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
65
59
165
光饱和点/μmol•m−2•s−1
1200
1180
560
623
12
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（2）玉米植株高大，叶窄长，需氮肥多；大豆株矮，叶小而平展，需磷肥多。研究表明，玉米与大豆间
种，玉米能从大豆的根际环境中获得部分氮，这种对氮元素竞争的结果，可刺激大豆根瘤菌的固氮作用。
玉米菌根所形成的菌丝桥也有利于大豆对磷的吸收。作物吸收的氮能使与光合作用相关的含氮化合物如
等（答出三个即可）合成增加，从而提高作物的光合速率。
（3）下图表示大豆叶肉细胞内光合作用、细胞呼吸中O 元素的转移过程，①②③④⑤代表光合作用、细
胞呼吸各阶段。请回答：
H2O
O2
H2O
CO2
三碳酸
三碳糖磷酸
a．图中，有还原型辅酶生成的过程有 。（填序号）
b．图中，能在生物膜上进行的过程有 。（填序号）
c．图中，有ADP 增加的过程有 。（填序号）
d．图中④过程的场所是 。
e．用含
18O 的水浇灌植物，一段时间后，空气中会出现含
18O 的CO2，请写出最短路线（用文字说明 ）：
。
【答案】 （1）A 和C（2 分） 作物A 光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；
作物C 光饱和点低且长得矮，与作物A 间种后，能利用下层的弱光进行光合作用（2 分）
（2）
、叶绿素、光合酶、
等 （2 分）
（3） ①③（2 分） ①②（2 分） ⑤ （2 分） 叶绿体基质（2 分） 含
18O 的水参与柠
檬酸循环产生含
18O 的CO2（或H2O
CO2）（2 分）
【详解】（1）根据表格信息可知，AC 作物之间株高差最大，且作物A 光饱和点高，作物C 光饱和点低，
而在同一生长期内，同一农田上间隔种植两种作物，高矮植物搭配，更有利于提高光能的利用率，更高的
光饱和点能使植物吸收更多的光能，故应选择AC 作物进行间作。
（2）与光合作用有关的含氮物质有ATP、光合色素、酶、NADPH 等。
（3）a.还原型辅酶生成的阶段是光反应和有氧呼吸第一、二阶段，及图中的①③。
b.在生物膜上进行的有光反应、有氧呼吸第三阶段，即①②。
c.图中暗反应⑤消耗ATP，此时ADP 增加。
d.④过程为二氧化碳的固定，场所是叶绿体基质。
e.用含
18O 的水浇灌植物，由于含
18O 的水参与柠檬酸循环产生含
18O 的CO2，故一段时间后，空气中会出
现含
18O 的CO2。
22．（8 分）酸性α-淀粉酶在酸性条件能将淀粉水解成还原糖，该酶被广泛应用于淀粉工业中，可以降低
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淀粉深加工的生产成本。为了研究底物浓度对反应速率的影响，某研究小组分别向浓度为0．6mg/mL、
1．0mg/mL、1．4mg/mL 的等体积淀粉溶液中加入等量的酸性α-淀粉酶，在反应进行的不同时间测定反应
体系中的还原糖含量，结果如图所示。回答下列问题：
（1）酸性α 一淀粉酶能催化淀粉水解的作用机理是 。实验过程中应该严格控制的无关变量包括
（答出两点）等。
（2）图中显示，加入0．6mg/mL 淀粉溶液的实验组，10min 以后反应体系中还原糖的含量基本不变，原
因是 。据图分析，该实验能得出的结论是 。
【答案】 降低淀粉水解的活化能（2 分） 酶浓度、温度、PH（2 分） 10 分钟内淀粉已经完
全水解，10 分钟后反应停止（2 分） 在一定的浓度范围内，酶促反应的速率随着反应物浓度的增加而
增加，当底物浓度过高时，会对酶促反应产生抑制作用（2 分）
【详解】（1）α—淀粉酶能降低淀粉水解反应的活化能，因而能催化淀粉的水解。研究底物浓度对反应速
率影响的实验中，自变量是淀粉的浓度，因变量是反应速率，除淀粉浓度外，凡是对反应速率有影响的无
关变量都应该严格控制，如酶浓度、pH、温度、反应时间等。
（2）图中显示，加入0.6mg/mL 淀粉溶液的实验组，10min 以后反应体系中还原糖的含量基本不变，原因
是10min 内淀粉已经完全水解，l0min 后反应停止。由图可知，1.0mg/mL 淀粉溶液的实验组的反应速率大
于0.6mg/mL 淀粉溶液组和1.4mg/mL 淀粉溶液组，该实验结果表明，在一定的浓度范围内，酶促反应的速
率随着底物浓度的增加而增加，当底物浓度过高时会对酶促反应产生抑制。
23．（11 分）莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物。研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶
绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1 表示在25℃时不同光照强度下突变体和普通莲藕的净光合速率。图2
中A、B 表示某光照强度下突变体与普通莲藕的气孔导度（可表示单位时间进入叶片单位面积的CO2量）
和胞间CO2浓度。回答下列问题：
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(1)藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，因此藕主要进行 呼吸。在藕采收的前几天，向藕田灌
水并割去荷叶的叶柄，有利于 提高藕的产量。
(2)图1 中光照强度低于a 时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，据题意推测引起这种差异的主要原
因是 ，导致光反应减弱。
(3)据图2 分析， （填“普通”或“突变体”）莲藕在单位时间内固定的CO2多，该过程发生的场
所是 。若突然进行遮光处理，则图2 中B 图的柱形图会 （填“升高”“下降”或“不
变”）。
(4)图1 中，光照强度大于a 点时，突变体却具有较高的净光合速率，推测可能的原因一方面外界的
弥补了内部某些缺陷带来的不利影响；另一方面可能突变体的暗反应效率较高。
(5)提取普通莲藕叶绿体中的色素，用圆形滤纸层析分离色素，其装置如图3A 所示，分离结果如图3B 所示，
①~④表示色素带。据题意分析，突变体的色素带中与普通莲藕具有较大差异的是 。（用图3B 中
编号表示）
【答案】(1) 有氧（1 分） 减少氧气流入，降低呼吸作用，减少有机物的损耗（2 分）
(2)突变体的叶绿素含量较低（2 分）
(3) 突变体（1 分） 叶绿体基质（1 分） 升高（1 分）
(4)较强（充足）的光照（1 分）
(5)③④（2 分）
【分析】影响光合作用的环境因素包括：光照强度、二氧化碳浓度、温度等；影响光合作用的内因包括：
色素的含量，酶的数量等。据图分析：图1 中，光照强度大于a 时，突变体莲藕的净光合速率大于普通莲
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藕。图2 中突变体莲藕的气孔导度大于普通莲藕，但胞间二氧化碳浓度两者相当，说明突变体莲藕利用二
氧化碳的能力高于普通莲藕。
【详解】（1）藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，因此藕有充足的氧气进行有氧呼吸，即主要进行有氧
呼吸。在藕采收的前几天，要向藕田灌水并割去荷叶的叶柄，这有利于减少氧气供应，降低呼吸作用，从
而减少有机物的消耗而提高藕的品质。
（2）影响光反应的主要外界因素是光照强度，内因是光合色素的含量，图1 中光照强度低于a 时，在相同
光照强度下，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，可能是突变体的叶绿素含量较低，吸收光能较少，
使其光反应减弱。
（3）图2 显示：突变体莲藕的气孔导度较普通莲藕的大，进入叶片的CO2多，而胞间CO2浓度与普通莲藕
相近，说明突变体莲藕的光合速率较高，能较快地消耗CO2，所以突变体莲藕在单位时间内固定的CO2 多，
CO2的固定发生在叶绿体基质中。突然进行遮光处理，光照强度降低，则CO2的消耗减少，进入胞间的
CO2不变，因此胞间CO2浓度增加，图2 中B 图柱状图会升高。
（4）图1 中，大于a 点的光强时，与普通莲藕相比突变体莲藕虽叶绿素含量少，却具有较高的净光合速率，
其可能的原因是突变体莲藕的气孔导度大于普通莲藕，但胞间二氧化碳浓度两者相当，说明突变体的暗反
应效率较高，另外可能是充足的光照弥补了色素缺乏的不利影响。
（5）由于突变体莲藕叶绿素含量仅为普通莲藕的56%，在光合色素的分离实验中，①～④表示色素带分
别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以突变体的色素带中与普通莲藕具有较大差异的是③④。
24．（12 分）2，4-二硝基苯酚（DNP）是一种用于果蔬保鲜的化学物质，其对细胞的主要影响是抑制细
胞有氧呼吸中ATP 的合成。为探究不同浓度的DNP 对蓝莓果实保鲜效果的影响，生物兴趣小组进行了如
下实验：分别用不同浓度DNP 浸泡蓝莓果实30min，果实表面晾干后再4℃条件下贮藏，定期测定贮藏期
间果实的可溶性固形物含量变化（可溶性固形物指果实汁液中以糖类为主的能溶于水的固态物质），实验
结果如图所示，请据图分析回答：
(1)蓝莓主要通过 作用合成可溶性固形物的，在此过程中，影响蓝莓果实中可溶性固形物含量的
环境因素有 。
(2)从实验的角度分析，本实验中涉及的对照方式有 ，可溶性固形物含量的变化属于
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（填“自变量”“因变量”或“实验观测指标”）。
(3)若既要兼顾果实品质又要延长贮藏时间，仅根据上述实验结果分析，可选择浓度为 的DNP，
贮藏 天为宜，理由是 。
(4)在实际生产生活中，若直接用上述的实验结果指导果农应用DNP 对蓝莓果实进行保鲜并不合理，原因
是 。
【答案】(1) 光合（1 分） 光照强度、温度、日照长度、CO2浓度（2 分）
(2) 相互对照和空白对照（1 分） 实验观测指标（1 分）
(3) 0.20mmol/L （1 分） 10（1 分） 相较其他组，0.20mmol/L 的DNP 处理后可溶性固形物
剩余多，而且该浓度下可溶性固形物前10 天消耗较少，到第15 天明显下降（2 分）
(4)实验组太少，不能确定0.20mmol/L 的DNP 是否是果蔬保鲜的最适浓度，且不同浓度DNP 下果蔬的最佳
贮藏期也可能随之变化（2 分）
【详解】（1）蓝莓是植物，果实中的可溶性固形物主要通过光合作用产生，影响光合作用产物的主要环
境因素包括光照强度、温度、日照长度、CO2浓度等。
（2）本实验中的蒸馏水处理组应为空白对照组，不同浓度的DNP 处理组之间形成相互对照。本实验的因
变量是蓝莓果实的新鲜度（保鲜效果），可溶性固形物含量的变化属于实验观测指标。
（3）从图中可以看出，空白组（加蒸馏水）随贮藏时间延长，可溶性固形物含量减少，加入不同浓度
DNP 后，可溶性固形物剩余量均较空白组多，尤其0.20mmol/L 的DNP 贮藏10 天时可溶物剩余量较其他实
验组都多，且较贮藏5 天时变化不大，到第15 天明显下降。说明本实验所取的三个浓度DNP 中浓度为
0.20mmol/L 的DNP，贮藏10 天最能兼顾果实品质和贮藏时间的要求，原因是相较其他组，0.20mmol/L 的
DNP 处理后可溶性固形物剩余多，而且该浓度下可溶性固形物前10 天消耗较少，到第15 天明显下降。
（4）实验组太少，不能确定0.20mmol/L 的DNP 是否是果蔬保鲜的最适浓度，且不同浓度DNP 下果蔬的
最佳贮藏期也可能随之变化，故直接用上述的实验结果指导果农应用DNP 对蓝莓果实进行保鲜不合理。
25．（13 分）在植物体内，制造或输出有机物的组织器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组
织器官被称为“库”。籽粒是小麦开花后最重要的“库”。为指导田间管理和育种，科研人员对多个品种
的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究，结果如下表所示。表中数值代表
相关性，数值越大，表明该指标对籽粒产量的影响越大。
抽穗
期
开花期
灌浆前期
灌浆中
期
灌浆后期
灌浆末期
气孔导度
0.30
0.37
0.70
0.63
0.35
0.11
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胞间CO2浓度
0.33
0.33
0.60
0.57
0.30
0.22
叶绿素含量
0.22
0.27
0.33
0.34
0.48
0.45
(1)气孔导度主要影响光合作用中 的供应。以上研究结果表明，在 期旗叶气孔导度对
籽粒产量的影响最大。若在此时期因干旱导致气孔开放程度下降，籽粒产量会明显降低，有效的增产措施
是 。
(2)根据以上研究结果，在小麦的品种选育中，针对灌浆后期和末期，应优先选择旗叶 的品种进
行进一步培育。
(3)若研究小麦旗叶与籽粒的“源”、“库”关系，以下研究思路不合理的是__________。
A．阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化
B．阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合作用速率的变化
C．使用
浇灌小麦，检测籽粒中含
的有机物的比例
D．使用
饲喂旗叶，检测籽粒中含
的有机物的比例
(4)为研究光合作用中碳原子的转移路径，科学家曾经进行如下实验：向小球藻悬浮液中通入
用
同化处理不同的时间→用沸腾的酒精处理→蒸发浓缩→双向纸层析→放射自显影。结果如下：
①用沸腾的酒精处理的目的是 ；双向纸层析是第一次层析后，将滤纸旋转90°进行第二次层析
的方法，纸层析法使标记化合物 ，其原理是 。
②据图（点样处位于图中滤纸左下角）可知，CO2被固定生成的第一种产物是 ，为该产物还原
成磷酸丙糖提供能量的物质是 。
③14CO2同化5s 的结果显示，PEPA、PGA 和磷酸糖在 （填“垂直”或“水平”）方向层析时溶
解度差异显著。
④本实验是通过控制 来探究CO2中碳原子的转移路径。
【答案】(1) CO2 （1 分） 灌浆前（1 分） 合理灌溉（1 分）
(2)叶绿素含量高（1 分）
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(3)C（1 分）
(4) 杀死小球藻并提取标记化合物 （2 分） 分离 （1 分） 溶解度高的物质随层析液在滤纸上
扩散快，反之则慢（1 分） PGA （1 分） ATP 和NADPH（1 分） 垂直 （1 分） 反应时
间（1 分）
【详解】（1）气孔导度表示气孔张开的程度，则气孔导度越大，植物吸收的二氧化碳越多，暗反应越有
利；据表格数据可知：灌浆前期气孔导度最大，即此时对籽粒产量的影响最大；因“干旱导致气孔开放程
度下降”，故为避免产量下降，应保证水分供应，即应合理灌溉。
（2）据表格可知：灌浆后期和末期，叶绿素含量指数最高，对于光合速率影响较大，故应优先选择旗叶
叶绿素含量高的品种进行进一步培育。
（3）本实验为研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系，根据分析可知，源物质可转移至库，也可用于
自身生长发育等，故可从阻断向库的运输及检测自身物质方面分析：
A、阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化，为阻断向“库”的运输后的效果，可用于探究源库关
系，A 正确；
B、阻断籽粒有机输入，检测旗叶光合作用速率的变化，为阻断向“库”的运输后的检测的效果，可实现
源库关系的探究，B 正确；
C、使用H2
18O 浇灌小麦，由于水参与多种化学反应，因此检测籽粒中含
18O 的有机物的比例不具备说服力，
C 错误；
D、CO2是暗反应的原料，使用
14CO2饲喂旗叶，其最终转移至有机物中，故检测籽粒中含
14C 的有机物的
比例为检测自身的有机物变化，D 正确。
故选C。
（4）①沸腾的酒精带来的高温能杀死细胞，使反应“固定”在预定时间；有机物质可以溶解在酒精中，
用酒精处理可以提取产生的有机物；纸层析法分离不同物质的原理是溶解度高的物质随层析液在滤纸上扩
散快，反之则慢。
②据图可知，0.5s 时，只有PGA，因此CO2被固定生成的第一种产物是PGA；在暗反应的过程中，ATP 和
NADPH 为PGA 还原成磷酸丙糖提供能量。
③14CO2同化5s 的结果显示，PEPA、PGA 和磷酸糖在水平方向上扩散的距离无差异，但在垂直方向上扩散
的距离有明显差异，因此它们在垂直方向层析时溶解度差异显著。
④由图可知，本实验是通过控制反应时间（
14CO2同化0.5s、5s、30s）来探究CO2中碳原子的转移路径。
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