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专题综合练02 细胞的能量供应和应用
1．（2023 秋·四川成都·高三石室中学校考开学考试）细胞代谢是细胞生命活动的基础，细胞代谢能正
常高效进行离不开酶。下列对酶及相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．探究酶的专一性的实验自变量可以是酶的种类也可以是底物的种类
B．利用过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液设计实验，可探究温度对酶活性的影响
C．酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物或无机物，其基本组成单位可以是氨基酸
D．利用淀粉溶液、淀粉酶溶液和碘液以及不同pH 的酸、碱缓冲液设计实验探究pH 对酶活性的影响
【答案】A
【详解】“探究酶的专一性实验”的设计思路是同酶不同底物或同底物不同酶，故探究酶的专一性实验自
变量可以是酶的种类也可以是底物的种类；A 正确；过氧化氢受热易分解，且不同温度分解速率不同，不
可用过氧化氢溶液、过氧化氢酶溶液设计实验来探究“温度对酶活性的影响”，否则无法弄清楚过氧化氢
分解是受温度的影响还是酶活性的影响，B 错误；酶是活细胞产生的具有催化能力的有机物，绝大多数酶
是蛋白质，少量是RNA，酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，C 错误；淀粉在酸性条件下会分解，且
由于碘会与调节pH 所用的NaOH 反应，产生次碘化钠和碘化钠，使之丧失作为检测试剂的功用；故不能用
淀粉溶液、淀粉酶溶液和碘液以及不同pH 的酸、碱缓冲液设计实验探究pH 对酶活性的影响，D 错误。
2．（2023 秋·贵州铜仁·高三贵州省思南中学校考阶段练习）生物体内绝大多数的化学反应是酶促反应，
下图表示某酶的作用模式图，有关叙述正确的是（ ）
A．酶与底物结合具有专一性
B．该酶的基本组成单位是氨基酸
C．酶提供底物 RNA 活化所需的能量
D．pH 不会影响酶的空间结构从而影响酶的催化效率
【答案】A
【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA；酶的特性：
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酶具有高效性、酶具有专一性、酶的作用条件温和。过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破环，
使酶永久失活，在0°C 左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。
【详解】A、据图可知：酶与底物通过碱基互补配对结合，因此酶与底物结合具有专一性，A 正确；
B、绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，据图可知，该酶能与底物RNA 发生碱基互补配对，故该酶的化学本
质是RNA，RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸，B 错误；
C、酶是降低底物 RNA 活化所需的能量，不能提供能量，C 错误；
D、pH 会影响酶的空间结构，影响酶的活性，从而影响酶的催化效率，D 错误。
故选A。
3．（2023 秋·新疆喀什·高二新疆维吾尔自治区喀什第二中学校考开学考试）下图所示的ATP 结构简图
中有多处错误，下列相关叙述不正确的是（ ）
A．①处应为腺嘌呤（A）
B．②处应为氢原子（H）
C．③处应为氧原子（O）
D．④处应为特殊化学键（～）
【答案】B
【分析】ATP 的结构式可简写成A-P～P～P，式中A 代表腺苷，T 代表3 个，P 代表磷酸基团，～代表特殊
化学键。通常断裂和合成的是第二个特殊化学键。一个ATP 分子中含有一个腺苷、3 个磷酸基团、2 个特殊
化学键。ATP 的一个特殊化学键水解，形成ADP（二磷酸腺苷），两个特殊化学键水解，形成AMP（一磷酸
腺苷）。
【详解】A 、ATP 的结构式可简写成A-P～P～P，式中A 代表腺苷，T 代表3 个，P 代表磷酸基团，～代表
特殊化学键，ATP 中①处应为腺嘌呤（A），而不是胸腺嘧啶T，A 正确；
B、ATP 中含有核糖，②处应为—OH，B 错误；
C、③处应为五碳糖中的氧原子（O），C 正确；
D、一个ATP 分子中含有2 个特殊化学键，④处应为特殊化学键（～），D 正确。
故选B。
4．（2023 秋·高一课时练习）蛋白质的磷酸化在信号传递过程中起着重要作用，而很多转化过程都需要
ATP 的参与，蛋白质磷酸化后，空间结构发生了变化，活性也发生了变化，进而使Ca2＋释放到膜外。蛋白
质磷酸化和去磷酸化的过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．蛋白质磷酸化的过程会消耗ATP，使ATP 的含量明显下降
B．蛋白质磷酸化和去磷酸化的过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点
C．蛋白质的磷酸化和去磷酸化不属于可逆反应
D．蛋白质的磷酸化属于吸能反应，其能量来自ATP 中活跃的化学能
【答案】A
【分析】据图分析可知，在信号的刺激下，蛋白激酶催化蛋白质形成磷酸化的蛋白质，使蛋白质的空间结
构发生改变；而蛋白磷酸酶又能催化磷酸化的蛋白质上的磷酸基团脱落，形成去磷酸化的蛋白质，从而使
蛋白质空间结构恢复。
【详解】A、蛋白质磷酸化的过程会消耗ATP，同时细胞内也有ATP 合成，细胞内ATP 含量基本不变，A 错
误；
B、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构
与功能相适应的观点，B 正确；
C、据图可知，蛋白质的磷酸化过程要用蛋白激酶，去磷酸化过程要用蛋白磷酸酶，所以蛋白质的磷酸化
和去磷酸化属于不可逆反应，C 正确；
D、据图可知，蛋白质磷酸化过程伴随ATP 的水解，ATP 水解释放能量，故该过程属于吸能反应，能量来自
ATP 中活跃的化学能，D 正确。
故选A。
5．（2023 秋·山东淄博·高一统考期末）ATP 是细胞内重要的高能磷酸化合物，其维持着细胞能量供应。
下图为ATP 的结构式，图中①~③表示化学键。下列说法错误的是（ ）
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A．虚线框内的结构是腺苷，是构成RNA 的基本单位之一
B．ATP 水解酶的合成和发挥作用都伴随化学键①的断裂
C．踢足球时肌肉细胞ATP 含量与上课时的含量无显著差异
D．ATP 转化成ADP 释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合
【答案】A
【分析】腺苷三磷酸（ATP）是由腺嘌呤、核糖和3 个磷酸基团连接而成，水解时释放出能量较多，是生物
体内最直接的能量来源。
【详解】A、虚线框内的结构是腺苷，是由核糖和腺嘌呤组成，腺苷加磷酸为腺苷酸，是构成RNA 的基本单
位之一，A 错误；
B、①是特殊的化学键，易断裂也易生成，ATP 水解酶的合成为吸能反应，需要能量，ATP 水解酶催化ATP
的水解，两者都伴随化学键①的断裂，B 正确；
C、细胞中ATP 含量很少，但是ATP 与ADP 转化快，踢足球时肌肉细胞ATP 含量与上课时的含量无显著差异，
但是踢足球时ATP-ADP 转化更快，C 正确；
D、ATP 转化成ADP 释放的磷酸基团能与某些蛋白质结合可使蛋白质磷酸化，磷酸化的蛋白质具有能量，可
以用于做功，D 正确。
故选A。
6．（2023 秋·四川·高三校联考开学考试）酵母菌细胞和人体骨骼肌细胞在有氧和无氧条件下都能消耗
葡萄糖，进行细胞呼吸。下列相关叙述错误的是（ ）
A．无氧条件下，酵母菌细胞分解葡萄糖产生酒精的过程伴随着ATP 的生成
B．有氧条件下，人体骨骼肌细胞在线粒体内膜上释放的能量最多
C．剧烈运动时，人体骨骼肌细胞既能产生乳酸也能产生酒精
D．酵母菌细胞和人体骨骼肌细胞中葡萄糖只能在细胞质基质中被氧化分解
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【答案】C
【分析】无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段都发生在细胞质基质中，葡萄糖被分解成丙酮酸，该过程产生少量
的ATP 和热能；无氧呼吸第二阶段发生物质转化，酵母菌中转化成酒精和二氧化碳，肌细胞中转化成乳酸，
都不产生能量。
【详解】A、无氧条件下，酵母菌细胞分解葡萄糖产生酒精的过程伴随着少量ATP 的生成（第一阶段），A
正确；
B、有氧条件下，人体骨骼肌细胞主要进行有氧呼吸，在线粒体内膜上（第三阶段）释放的能量最多，B 正
确；
C、剧烈运动时，人体骨骼肌细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，人体细胞无氧呼吸产生乳酸，不产
生酒精，C 错误；
D、酵母菌细胞和人体骨骼肌细胞中葡萄糖只能在细胞质基质中被氧化分解成丙酮酸，无氧条件下丙酮酸
在细胞质基质被分解，有氧条件下丙酮酸可进入线粒体继续被分解，D 正确。
故选C。
7．（2023 春·山东青岛·高二统考期末）兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并
探究其细胞呼吸(如图)。下列说法正确的是（ ）
A．开始培养时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．实验中可通过增加甲瓶的酵母菌数量提高乙醇最大产量
C．通过乙瓶溶液颜色是否变化可判断酵母菌的呼吸方式
D．可根据溴麝香草酚蓝变色的时间长短检测酵母菌 CO 的产生情况
₂
【答案】D
【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草
酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反
应，变成灰绿色。
【详解】A、用重铬酸钾检测酒精时，应该待实验结束后从甲瓶取出部分液体进行鉴定，A 错误；
B、乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关，与酵母菌数量无关，B 错误；
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C、酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，都会产生CO2，乙瓶颜色都会发生变化，因此不能判断，C 错误；
D、有氧呼吸产生的CO2多于无氧呼吸，CO2通入溴麝香草酚蓝水溶液中，颜色变化为蓝→绿→黄，可以根
据溴麝香草酚蓝变色的时间长短检测酵母菌 CO2的产生情况，D 正确。
故选D。
8．（2023 秋·河南周口·高三校联考阶段练习）细胞呼吸的原理在我们的生活和生产实践中有着广泛的
应用，下列叙述错误的是（ ）
A．“中耕松土”既有利于植物根部细胞呼吸，又可促进分解者分解土壤有机物
B．提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸导致的肌肉酸痛
C．包扎伤口需选用透气的敷料，以避免人体伤口细胞无氧呼吸导致愈合较慢
D．夜间适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗的有机物从而使作物增产
【答案】C
【分析】细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，其中有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，为生物的生命活动
提供大量能量．中耕松土能增加土壤中氧的含量，促进根细胞有氧呼吸，有利于植物对无机盐的吸收；水
果、蔬菜应储存在低氧、一定湿度和零上低温的环境下；粮食应该储存在低氧、干燥和零上低温的环境下．
用透气的纱布包扎伤口可避免制造无氧环境，从而抑制破伤风杆菌的代谢．慢跑时主要从有氧呼吸中获取
能量，可避免无氧呼吸产生大量乳酸使肌肉酸胀乏力。
【详解】A、“中耕松土”既有利于植物根部细胞呼吸，又可促进分解者通过呼吸作用分解土壤有机物，A
正确；
B、提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸导致的肌肉酸痛，B 正确；
C、包扎伤口需选用透气的敷料，以避免破伤风芽孢杆菌等厌氧菌在伤口处大量繁殖，C 错误；
D、夜间适当降低温度，可通过减少细胞呼吸消耗有机物的方式使作物有机物积累，以达到增产目的，D 正
确。
故选C。
9．（2023 秋·江苏南京·高三校联考阶段练习）辅酶I（NAD+）是参与细胞呼吸重要的物质，线粒体内膜
上的MCART1 蛋白能转运NAD+进入线粒体。下列叙述正确的是（ ）
A．NAD+在线粒体内膜上转化为NADH
B．NAD+和MCART1 蛋白的元素组成不同
C．MCART1 蛋白异常导致细胞无法产生ATP
D．MCART1 基因只在心肌细胞中特异性表达
【答案】B
【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质；第
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二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质；第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发
生在线粒体内膜。
【详解】A、细胞呼吸过程中葡萄糖和水分子产生的氢与NAD+结合生成还原型辅酶I—NADH，那么NAD+发挥
作用的场所应该是细胞质基质和线粒体基质，A 错误；
B、辅酶I 元素组成有C、H、O、N、P，MCART1 是蛋白质，元素组成主要有C、H、O、N，还可能含有S，B
正确；
C、MCART1 蛋白异常，不能转运NAD+进入线粒体，但细胞质基质依然可以进行细胞呼吸产生ATP，C 错误；
D、线粒体内膜上的MCART1 蛋白能转运NAD+进入线粒体，有氧呼吸第三阶段，NAD+生成NADH，所以MCART1
基因在真核生物细胞中普遍表达，D 错误。
故选B。
10．（2023 秋·高一课时练习）含18O 的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中，18O 转移的途径是（ ）
A．葡萄糖→丙酮酸→水
B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．葡萄糖→氧→水
D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
【答案】D
【分析】有氧呼吸第一阶段能产生少量ATP，其反应场所是细胞质基质，在该过程中葡萄糖分解成丙酮酸
和 [H]。有氧呼吸第二阶段产生少量ATP，其反应场所是线粒体基质，该过程中丙酮酸与水反应生成CO2和
和 [H]。有氧呼吸第三阶段产生大量ATP，其反应场所是线粒体内膜，在该过程中O2与前两个阶段产生的
[H]反应生成水。
【详解】A、有氧呼吸过程中，生成的水中的O 来自于O2，而不是葡萄糖，A 错误；
BC、有氧呼吸过程中，葡萄糖不会分解产生氧，并且生成的水中的O 来自于O2，而不是葡萄糖，BC 错误；
D、有氧呼吸过程中，葡萄糖首先分解为丙酮酸和[H]，然后丙酮酸与H2O 反应生成[H]和CO2，因此用含18O
的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O 转移的途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，D 正确。
故选D。
11．（2023 秋·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考开学考试）如图所示是真核细胞中两种细胞器的结构模式
图。下列有关说法错误的是（ ）
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A．甲、乙都与能量转换有关
B．在甲、乙中②的功能有较大差异
C．甲可以直接利用乙产生的葡萄糖氧化分解供能
D．甲、乙都含有DNA，都属于半自主性细胞器
【答案】C
【分析】1、甲为线粒体，乙为叶绿体，①为线粒体外膜和叶绿体外膜，②为线粒体内膜和叶绿体内膜，
③为叶绿体基粒（类囊体薄膜），④为线粒体基质和叶绿体基质。
2、半自主细胞器指细胞器自身含有遗传表达系统（自主性）；但编码的遗传信息十分有限，其RNA 转录、
蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息。
【详解】A、甲（线粒体）是有氧呼吸的主要场所，将有机物中稳定的化学能转化为ATP 中活跃的化学能；
乙（叶绿体）是光合作用的主要场所，将光能转化为有机物中稳定的化学能，A 正确；
B、甲（线粒体）内膜向内折叠，增加了内膜面积，附着大量的酶，是有氧呼吸第三阶段进行的场所；乙
（叶绿体）内膜较平整，功能较简单，二者差异较大，B 正确；
C、甲（线粒体）不可直接分解葡萄糖，葡萄糖首先在细胞质基质被分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体
被分解，C 错误；
D、甲、乙都含有DNA，自身含有遗传表达系统，但是其蛋白质翻译、自身构建和功能的发挥仍然需要核基
因的遗传信息参与，D 正确。
故选C。
12．（2023 秋·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）江苏省海安高级中学学生用红苋菜
(Amaranthus mangostanusL.)和某种层析液做“叶片中色素的提取和分离”实验，相关叙述正确的是
（ ）
A．色素提取后要及时加入CaCO3,以保护类胡萝卜素
B．色素提取可以用无水乙醇或95%乙醇，也可用乙醇和丙酮的混合溶液提取色素
C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在无水乙醇（或丙酮）中溶解度不同
D．滤纸条上层析法分离最终分离会得到两类色素，且分离时间不宜过长
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【答案】B
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以
可用无水酒精等提取色素；②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素溶解
度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢；③各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离
色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏；④结果：滤纸条从上到下依次是：胡
萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2 宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
【详解】A、提取光合色素加入CaCO3的目的是保护叶绿素，A 错误；
B、色素溶于有机溶剂，所以可以用无水乙醇或95%乙醇，也可用乙醇和丙酮的混合溶液提取色素，B 正确；
C、纸层析法分离色素的原理是不同色素层析液中溶解度不同，C 错误；
D、滤纸条上层析法分离最终分离会得到四类色素，叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，D 错误。
故选B。
13．（2023 秋·四川成都·高三成都七中校联考开学考试）下列有关细胞呼吸和光合作用过程中物质和能
量代谢的叙述，错误的是（ ）
A．无氧呼吸的第二阶段产生ATP，消耗［H］
B．有氧呼吸的第一阶段产生［H］，产生ATP
C．光合作用光反应阶段产生NADPH，产生ATP
D．光合作用暗反应阶段消耗NADPH，消耗ATP
【答案】A
【分析】1、呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他
产物，并且释放出能量的总过程。有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和
线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应
生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。无氧呼吸的场所是
细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，
在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
2、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变成储存着能量的有机物，并释放出
氧气的过程。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH 与氧气，以及
ATP 的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的
ATP 和NADPH 的作用下还原生成淀粉等有机物。
【详解】A、无氧呼吸第二阶段不产生ATP，消耗［H］，A 错误；
B、有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解生成丙酮酸和［H］，释放少量能量，其中一部分能量储存在ATP 中，B
正确；
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C、光合作用光反应阶段，光合色素吸收的光能一部分使水分解生成氧气和NADPH，另一部分使ADP 和磷酸
反应生成ATP，C 正确；
D、光合作用暗反应阶段，C3的还原需要消耗NADPH 和ATP，D 正确。
故选A。
14．（2023 秋·浙江·高二校联考开学考试）下列关于叶绿体类囊体膜的相关叙述，错误的是（
）
A．类囊体膜内是水溶液，含有与光反应有关的酶和色素
B．类囊体膜上的某些蛋白质具有传递电子的作用
C．NADP+由叶绿体基质向类囊体膜移动
D．类囊体膜是单层膜结构，其结构符合流动镶嵌模型
【答案】A
【分析】叶绿体是绿色植物细胞中重要的细胞器，其主要功能是进行光合作用。叶绿体由双层膜、类囊体
和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的小囊状结构，在类囊体薄膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。
许多类囊体叠合而成基粒，基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。
【详解】A、光反应有关的色素分布在类囊体膜上，A 错误；
B、类囊体膜上参与光反应的某些蛋白质具有传递电子的作用，B 正确；
C、NADP+在碳反应中产生，在光反应中消耗，所以由叶绿体基质向类囊体膜移动，C 正确；
D、类囊体膜属于生物膜，为单层膜结构，膜结构也符合流动镶嵌模型，D 正确。
故选A。
15．（2023 秋·安徽马鞍山·高二安徽省当涂第一中学校考开学考试）研究表明：绿色植物在缺镁的培养
液中培养一段时间后，与对照组相比，植物的光合作用下降，原因是（ ）
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度不变
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度降低
【答案】D
【分析】叶绿素合成的条件：镁离子、适宜的温度和光照。光反应需要的条件是光，色素、光合作用有光
的酶。
光反应：水的光解，水在光下分解成氧气和氢离子，同时NADP+接受氢离子生成NADPH，ADP 和Pi 接受光能
形成ATP。暗反应：二氧化碳的固定，CO2与C5结合生成2C3；C3的还原，C3接受NADPH、ATP，同时在多种
酶的催化作用下生成有机物。光反应为暗反应提供NADPH 和ATP。
【详解】镁是合成叶绿素的必需元素，绿色植物在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，叶肉
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细胞内叶绿素含量较低，光反应强度降低，光反应产生的ATP 和NADPH 减少，暗反应强度也随之降低，导
致叶片光合作用强度下降。综上所述，D 正确，ABC 错误。
故选D。
16．（2023 秋·广东惠州·高二校考开学考试）现是世界上种桑、养蚕和织丝最早的国家，蚕桑文化是古
丝绸之路文化的源泉和根基。图是桑叶光合作用过程的示意图，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用过程的两个阶段，
①-④表示物质。据图回答下列问题。
(1)图中①和④代表的物质分别是 。
(2)桑的叶肉细胞中进行光合作用的细胞器是 ，捕获光能的色素包括叶绿素和 两大类。
(3)在提取绿叶中的色素时，为了使研磨充分，可向研钵中放入适量的 。
(4)在适宜的光照条件下，若适当提高蔬菜大棚中CO2的浓度，绿色蔬菜光合作用的速率会 （填
“加快”或“减慢”或“不变”），原因是 。
【答案】(1)氧气、糖类
(2) 叶绿体 类胡萝卜素
(3)二氧化硅
(4) 加快 CO2作为原料参与暗反应，提高CO2浓度会加快暗反应速率，所以光合作用的速率会提
高
【分析】分析题图：图示为光合作用过程，其中反应Ⅰ为光反应阶段，其中①为氧气，②为NADPH；反应
Ⅱ为暗反应阶段，③为二氧化碳，④为（CH2O）。
【详解】（1）图示为光合作用过程，其中反应Ⅰ能吸水光能，进行水的光解，为光反应阶段，其中①为
氧气，②为NADPH；反应Ⅱ存在CO2与C5结合形成C3，且C3还原形成C5和（CH2O），为暗反应阶段，③为二
氧化碳，④为糖类（CH2O）等有机物。
（2）叶肉细胞中进行光合作用的细胞器是叶绿体，捕获光能的色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，叶
绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。
（3）在提取绿叶中的色素时，可向研钵中放入适量的二氧化硅，使研磨更充分。
（4）CO2作为原料参与暗反应中CO2固定过程，提高CO2浓度会加快暗反应速率，进而导致C3还原形成有机
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物增多，所以光合作用的速率会提高。
17．（2023 秋·江西宜春·高三江西省丰城中学校考开学考试）呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的
生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ=释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。图1 表示萌发小麦
种子中发生的相关生理过程，A～E 表示物质，①～④表示过程。图2 表示测定消过毒的萌发的小麦种子呼
吸熵的实验装置。请分析回答下列问题：
(1)①～④过程均需要酶的参与，酶作为生物催化剂，其作用的机理是 ，其中催化过程①②的酶存
在于细胞的 ，物质A、E 分别表示 、 。
(2)图2 所示实验乙中，KOH 溶液的作用是 。
(3)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min 观察墨滴的移动情况，若发现甲装置中墨滴不
移动，乙装置中墨滴左移，则10min 内小麦种子中发生图1 中的 (填序号)过程：若发现甲装置中墨
滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min 内小麦种子中发生图1 中的 (填序号)过程。
(4)试用细胞呼吸原理分析下列问题：稻田需要定期排水，否则水稻幼根会变黑腐烂，为什么？ 。
【答案】(1) 降低化学反应的活化能 细胞质基质 丙酮酸 酒精
(2)吸收细胞呼吸产生的二氧化碳
(3) ①③④ ①②
(4)水稻细胞无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用
【分析】分析图1：①表示细胞呼吸的第一阶段；②表示无氧呼吸的第二阶段；③表示有氧呼吸的第三阶
段；④表示有氧呼吸的第二阶段；A 为丙酮酸，B 为二氧化碳，C 为[H]，D 为氧气，E 为无氧呼吸产物—酒
精。
分析图2：置中KOH 的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，对小麦种子进行消毒处理的目的是灭菌，防
止微生物呼吸作用（产生或吸收的气体）对实验结果的干扰。
【详解】（1）酶作为生物催化剂，能加快反应速率的机理为降低化学反应的活化能；①表示细胞呼吸的
第一阶段；②表示无氧呼吸的第二阶段，故催化过程①②的酶存在于细胞的细胞质基质，A 为有氧呼吸第
一阶段的产物丙酮酸，②表示无氧呼吸的第二阶段，故E 为无氧呼吸产物—酒精，B 为二氧化碳。
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（2）图2 所示实验乙中，KOH 溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，可以检测装置中氧气的消耗情
况。
（3）甲装置放置了清水，不吸收二氧化碳，如发现墨滴不动，产生的二氧化碳正好与消耗的氧气量相等，
乙装置放置了氢氧化钾，吸收二氧化碳，墨滴左移，所以图2 装置中发生了有氧呼吸，即图1 中的①③④。
如发现甲装置中墨滴右移，说明产生的二氧化碳大于氧气的消耗量，乙装置中墨滴不动，说明产生的二氧
化碳被全部吸收，发生了无氧呼吸，即图1 中的①②。
（4）稻田定期排水，能促进水稻根细胞有氧呼吸，否则水稻幼根进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有
毒害作用，导致幼根变黑腐烂。
18．（2023 秋·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考开学考试）现有两种淀粉酶A 与B，某生物兴趣小组
为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下实验。
实验原理：温度等条件可以影响酶的活性；淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成麦芽糖；用分光光度计测量
溶液的吸光度时，物质含量越多，其吸光度越大，因此可测出物质的相对含量。
实验材料：一定浓度的淀粉溶液、相同浓度的淀粉酶A 和淀粉酶B 溶液、水浴缸、温度计等。
实验过程如表所示：
步骤组别
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ.设置水浴缸温度/
20
30
40
50
20
30
40
50
Ⅱ.取8 支试管各加入等量淀粉溶液（mL），分别保温
5min
10
10
10
10
10
10
10
10
Ⅲ.另取8 支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温
5min
酶
A
酶A
酶A
酶
A
酶B
酶
B
酶B
酶B
Ⅳ.将相同温度两个试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5min
实验结果：用分光光度计对各组淀粉含量进行检测，结果如图所示。
(1)细胞中酶的作用机理是 ，合成酶的场所是 。
(2)该实验的自变量是 ，无关变量有 （填写两项）。
(3)根据实验结果分析，下列叙述正确的是______
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A．酶A 在20℃条件时活性较高
B．酶A 的活性一定小于酶B 的活性
C．酶B 在40℃条件时活性较高
D．大于50℃条件时，酶A 完全失活
(4)此实验用分光光度计检测底物淀粉的剩余量来表示酶的活性，能不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的
含量来表示酶的活性？ 。原因是 。
【答案】(1) 降低化学反应的活化能 核糖体和细胞核
(2) 温度、酶的种类 溶液的量、反应时间、pH 等
(3)C
(4) 不能 斐林试剂检测时需水浴加热，会导致反应体系温度发生改变，影响实验结果
【分析】酶能够催化化学反应的原因是降低了化学反应的活化能．影响酶活性的因素是温度、pH 等．生物
实验遵循的一般原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等。
【详解】（1）细胞中酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶大多数是蛋白质，少数是RNA，因此合成
酶的场所是核糖体和细胞核。
（2）自变量是在实验过程中可以变化的量，根据表格可以看出本实验有两个自变量，即酶的种类和温度；
无关变量包括溶液的量、反应时间、pH 等。
（3）A、据图分析，酶A 在20℃条件时淀粉含量较多，酶活性相对其他温度时较低，A 错误；
B、在同一温度下酶A 的活性小于酶B 的活性，B 错误；
C、据图分析，酶B 在40℃条件时淀粉含量较少，所以酶B 在40℃条件时活性较高，C 正确；
D、大于50℃条件时，酶A 活性下降，D 错误。
故选C。
（4）因为用斐林试剂需水浴加热，改变了实验设置的温度，也会对酶的活性产生影响，使试验结果不可
靠，所以不能用斐林试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示。
1．（2023 秋·广西百色·高三贵港市高级中学校联考阶段练习）酶活性受温度、pH、反应物浓度等因素
的影响。某同学为了探究反应物浓度与酶促反应速率的关系，做了相关实验，曲线乙表示在最适温度、最
适pH 条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析不正确的是（ ）
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A．酶量增加后，b 点向右上方移动
B．增大pH，重复该实验，a、b 点位置都不变
C．限制曲线ab 段反应速率的主要因素是反应物浓度
D．b 点后，升高温度，酶活性减弱，曲线将不呈现丙所示变化
【答案】B
【分析】分析题文描述：曲线乙是依据在“最适温度、最适pH 条件下”获得的实验数据绘制而成的，在此
条件下酶的活性最强，改变温度或pH 都会降低酶的活性，使曲线下降。从图中可以看出，在曲线ab 段，
反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应物浓度是限制曲线ab 段反应速率的主要因素，但是在b 点及b
点之后，反应速率不再随反应物浓度的增加而增大，此时限制反应速率的主要因素为酶的数量。
【详解】A、据图乙可知，在b 点及b 点之后，反应速率不再随反应物浓度的增加而增大，此时限制反应速
率的主要因素是酶的数量，酶量增加后，反应速率将增大，b 点向右上方移动，A 正确；
B、曲线乙是依据在“最适pH 条件下”获得的实验数据绘制而成的，若增大pH，重复该实验，则因酶的活
性降低而导致a、b 点位置都会下移，B 错误；
C、由图可知，在曲线ab 段，反应速率随反应物浓度的增加而增大，说明限制曲线ab 段反应速率的主要因
素是反应物浓度，C 正确；
D、曲线乙是依据在“最适温度条件下”获得的实验数据绘制而成的，b 点后，若升高温度，则酶的活性减
弱，反应速率应在b 点后下降，曲线不会呈现丙所示变化，D 正确。
故选B。
2．（2021 春·浙江嘉兴·高一校联考期中）在淀粉-琼脂块上的5 个圆点位置，分别用蘸有不同液体的棉
签涂抹，然后将其放入37℃恒温箱中保温。2h 后取出淀粉-琼脂块，用碘液处理1min，然后用清水冲洗掉
碘液，观察圆点的颜色变化。五种处理的结果记录如下表。
位置
处理圆点的液体
碘液处理后的颜色反应
①
清水
蓝黑色
②
煮沸的新鲜唾液
蓝黑色
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③
与盐酸混合的新鲜唾液
蓝黑色
④
新鲜唾液
红棕色
⑤
2%的蔗糖酶溶液
？
下列叙述，错误的是（ ）
A．圆点①属于对照处理的圆点，因为处理的液体仅为清水，未添加试剂
B．圆点②和圆点③的颜色反应结果，是由于高温和盐酸改变了唾液中酶的活性
C．圆点④和圆点⑤的处理目的是探究酶的作用是否具有专一性
D．若圆点⑤呈现蓝黑色，很可能是使用的蔗糖酶溶液含有杂质
【答案】D
【分析】1、酶的特性：
（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）作用条件较温和：高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶
的活性降低，但不会失活。
2、唾液中含有唾液淀粉酶，能将淀粉催化水解为麦芽糖。
3、淀粉遇碘液变蓝黑色是淀粉的特性，题干中的各圆点最后用碘液冲洗后变蓝黑色说明圆点处的淀粉没
有被分解，用碘液冲洗后呈红棕色说明圆点处的淀粉被分解。
【详解】A、圆点①处理的液体仅为清水，未添加试剂，属于对照处理的圆点，A 正确；
B、圆点②加入的是煮沸新鲜唾液，其中淀粉酶被高温破坏，使淀粉未被分解，所以遇碘液呈现蓝黑色，
圆点③加入的是与盐酸混合的新鲜唾液，其中淀粉酶被盐酸破坏，使淀粉未被分解，所以遇碘液呈现蓝黑
色，故圆点②和圆点③的颜色反应结果相同，是由于高温和盐酸改变了唾液中酶的活性，B 正确；
C、圆点④（淀粉酶）和圆点⑤（蔗糖酶）的变量为酶的种类，圆点④和圆点⑤的处理目的是探究酶的作
用是否具有专一性，C 正确；
D、蔗糖酶具有专一性，不能水解淀粉，故圆点⑤呈现蓝黑色，D 错误。
故选D。
3．（2023·陕西榆林·校考一模）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3 mL
3 mL
2
加入猪脏研磨液
少许
—
3
加入FeCl3
—
少许
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4
检测
据此分析，下列叙述错误的是（ ）
A．实验的自变量是催化剂的种类
B．可用产生气泡的速率作检测指标
C．该实验能说明酶的作用具有高效性
D．不能用鸡肝研磨液代替猪脏研磨液进行实验
【答案】D
【分析】表格分析：本实验的自变量是加入催化剂的种类，酶和无机催化剂对比，具有高效性，故试管A
氧气产生速率远大于试管B。
【详解】A、该实验的自变量是催化剂的种类，酶和无机催化剂对比，探究的是酶具有高效性，A 正确；
B、本实验的因变量是过氧化氢的分解速率，可用产生气泡的速率作检测指标，B 正确；
C、新鲜的猪肝研磨液富含过氧化氢酶，该实验能说明与无机催化剂相比酶的作用具有高效性，C 正确；
D、鸡肝研磨液中也含有丰富的过氧化氢酶，因而可用鸡肝研磨液代替猪脏研磨液进行实验，D 错误。
故选D。
4．（2023 秋·广西百色·高三贵港市高级中学校联考阶段练习）ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
研究人员将32P 标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1-2min 后迅速分离得到细胞内的ATP，结果发现ATP 中末
端磷酸基团被32P 标记，并测得ATP 的总含量与注入前几乎一致。下列有关叙述正确的是（ ）
A．许多放能反应与ATP 的水解相联系，许多吸能反应与ATP 的合成相联系
B．该实验中带有放射性的ATP 水解后产生的腺苷也有放射性
C．据实验结果分析可知32P 在ATP 的3 个磷酸基团中出现的概率相等
D．该实验表明ATP 和ADP 之间转化迅速
【答案】D
【分析】ATP 的结构式是： A-P~P~P， A 表示腺苷、 T 表示三个、P 表示磷酸基团。
【详解】A、许多放能反应与ATP 的合成相联系，许多吸能反应与ATP 的水解相联系，A 错误；
B、根据题意“结果发现ATP 中末端磷酸基团被32P 标记”，ATP 水解时脱去末端带标记的磷酸基团，故产
生的腺苷没有放射性，B 错误；
C、根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP 的末端磷酸基团，故32P 在ATP 的3 个磷酸基团中出现的概率
不等，C 错误；
D、1-2min 后ATP 中末端磷酸基团被32P 标记，但总含量与注入前几乎一致，可知ATP 和ADP 之间转化迅速，
D 正确。
故选D。
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5．（2023 春·山东青岛·高二统考期末）蛋白质分子的磷酸化和去磷酸化与其活性的关系如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．伴随蛋白质磷酸化形成的ADP 可进一步水解作为构建 DNA 分子的单体
B．蛋白质被磷酸化激活的过程中，周围环境中会积累ADP 和磷酸分子
C．蛋白磷酸酶为蛋白质的去磷酸化过程提供化学反应的活化能
D．在蛋白激酶的作用下 Ca ²+载体蛋白的空间结构发生变化， Ca ²+逆浓度梯度进入细胞
【答案】D
【分析】磷酸化是指蛋白质在蛋白激酶的作用下，其氨基酸的羟基被磷酸基团取代，变成有活性有功能的
蛋白质；去磷酸化是指磷酸化的蛋白质在蛋白磷酸酶的作用下去掉磷酸基团，复原成羟基，失去活性的过
程。
【详解】A、伴随蛋白质磷酸化形成的ADP 可进一步水解形成腺嘌呤核糖核苷酸，是构建RNA 分子的单体，
A 错误；
B、蛋白质被磷酸化激活的过程中，ATP 水解产生的磷酸分子转移到蛋白质上，变成有活性的蛋白质，ADP
和ATP 转化迅速，ADP 不会积累，B 错误；
C、酶通过降低化学反应的活化能提高化学反应速率，而不是为化学反应提供能量，C 错误；
D、Ca2+逆浓度梯度进入细胞需要能量和载体蛋白，因此需要蛋白激酶作用使ATP 水解供能，同时无活性载
体蛋白质变成有活性载体蛋白质，空间结构发生变化，D 正确。
故选D。
6．（2023 秋·浙江宁波·高二宁波市北仑中学校考开学考试）ATP 和酶是细胞代谢顺利进行的保障，下列
关于ATP 和酶的叙述错误的是（ ）
A．ATP 和某些酶都含有元素C、H、O、N、P
B．ATP 水解时一定需要酶的催化
C．酶发挥作用时一定伴随着ATP 的水解
D．酶能降低化学反应活化能，ATP 能为化学反应提供能量
【答案】C
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性。
【详解】A、绝大多数酶是蛋白质（C、H、O、N），极少数酶是RNA（C、H、O、N、P），故ATP 和某些酶
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都含有元素C、H、O、N、P，A 正确；
B、ATP 水解时需要ATP 水解酶的催化，B 正确；
C、酶在发挥作用时，可能伴随着ATP 的水解，也可能伴随着ATP 的合成，C 错误；
D、酶能降低化学反应所需的活化能，而ATP 是能源物质，能为某些化学反应提供能量，D 正确。
故选C。
7．（2023 秋·黑龙江哈尔滨·高三哈九中校考开学考试）下面有关细胞呼吸的叙述错误的是（
）
A．小麦种了发芽早期，CO2释放量是O2吸收量的1.5 倍，呼吸底物只考虑葡萄糖，则无氧呼吸消耗葡萄
糖更快
B．小白鼠吸入18O2后，尿中的水可能含18O，呼出的CO2则不可能含18O
C．给水稻提供14CO2，则在缺氧状态下其根细胞中有可能出现14C2H5OH
D．罐头瓶盖顶若隆起，其内食品则不能食用，很可能是厌氧微生物呼吸作用产生了CO2
【答案】B
【分析】由于植物细胞既可以进行有氧呼吸产生二氧化碳，又可以进行无氧呼吸产生二氧化碳，根据方程
式中CO2的释放量和O2的吸收量判断细胞呼吸状况：
（1）不消耗O2，但产生二氧化碳时，细胞进行产生酒精的无氧呼吸；
（2）当CO2的释放量等于O2的吸收量时，细胞只进行有氧呼吸；
（3）当CO2的释放量大于O2的消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，再
根据有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量进行判断哪种呼吸方式占优势。
【详解】A、由于在小麦种子萌发早期，CO2释放量是O2吸收量的1.5 倍，假设CO2的释放量为3mol，O2的
吸收量为2mol，则有氧呼吸消耗2mol 的氧气，产生2mol 的二氧化碳，所以无氧呼吸产生1mol 的二氧化碳，
根据反应式可计算出有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的量分别是1/3 和1/2，因此，无氧呼吸比有氧呼吸
消耗葡萄糖更快，A 正确；
B、在有氧呼吸第三阶段，[H]与氧结合形成水，小白鼠吸入18O2后，可产生含18O 的水，H2
18O 可参与有氧呼
吸第二阶段，使CO2中也含18O，B 错误；
C、给水稻提供14CO2，14C 在水稻光合作用过程中的转移途径大致是：14CO2→14C3→14C6H12O6，根细胞在缺氧状
态下进行无氧呼吸时，14C6H12O6会分解形成14C2H5OH，C 正确；
D、罐头内是无氧环境，其盖顶若隆起，说明是厌氧微生物呼吸产生了CO2，所以食品不能食用，D 正确。
故选B。
8．（2023 秋·湖北·高三校联考开学考试）某植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量
和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法错误的是（ ）
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A．甲、乙曲线分别表示CO2释放量和O2吸收量
B．O2浓度由0 到b 的过程中，无氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低
C．O2浓度由0 到b 的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D．O2浓度为a 时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小
【答案】D
【分析】分析题意结合图解可知，甲曲线表示呼吸作用过程中CO2的释放量的变化；乙曲线表示在不同O2
浓度下的O2吸收量的变化，也可以表示有氧呼吸过程中CO2的释放量的变化。
【详解】A、分析题图可知，甲是有氧呼吸和无氧呼吸过程中CO2的释放总量曲线，乙曲线表示在不同O2浓
度下O2吸收量曲线， A 正确；
BC、b 点之后，CO2释放量和O2吸收量曲线重叠，O2浓度由0 到b 的过程中，无氧呼吸速率不断下降，释放
CO2的速率逐渐降低，有氧呼吸速率不断上升，有氧呼吸消耗葡萄蒂糖的速率逐渐增加，BC 正确；
D、 据图，此时气体交换相对值 CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3 是有氧呼吸产生，0.3 是无氧呼吸产
生。 按有氧呼吸中C6 : O2 : CO2=1:6:6，无氧呼吸C6:CO2=1:2，算得C6（葡萄糖）的相对消耗量为
0.05+0.15=0.2。 而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6 的相对消耗量为0.11，明显比
a 点时要低！所以a 点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D 错误。
故选D。
9．（2023 秋·湖北·高三校联考开学考试）关于真核细胞叶绿体的起源，科学家提出了一种解释：约十
几亿年前，有一种原始真核生物吞噬了蓝细菌，有些未被消化的蓝细菌能依靠原始真核生物的“生活废
物”制造营养物质，逐渐进化为叶绿体，演变过程如下图。相关说法错误的是（ ）
A．图中被吞噬而未被消化的蓝细菌为原始真核生物的线粒体提供了氧气和有机物
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B．原始真核生物有以核膜为界限的细胞核，而蓝细菌没有
C．图中被吞噬而未被消化的蓝细菌的细胞膜最终演化为叶绿体内膜
D．据此推测线粒体可能是原始真核生物吞噬厌氧型细菌形成的
【答案】D
【分析】叶绿体是进行光合作用的场所，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体和线粒体均具有双层
膜结构。
【详解】A、由题意可知，有些未被消化的蓝细菌能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质，逐
渐进化为叶绿体，叶绿体进行光合作用产生氧气并制造有机物，为原始真核生物的线粒体提供了氧气和有
机物，A 正确；
B、原始真核生物有以核膜为界限的细胞核，而蓝细菌属于原核细胞，没有以核膜为界限的细胞核，B 正确；
C、原始真核生物吞噬蓝细菌的方式为胞吞，叶绿体的内膜起源于最初的被吞噬而未被消化的蓝细菌的细
胞膜，而外膜则来源于原始真核生物，C 正确；
D、线粒体具有双层膜结构，线粒体可能是原始真核细胞吞噬好氧细菌形成的，D 错误。
10．（2023·陕西榆林·校考一模）细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将NADH（即[H]）分解产
生的H+转运到膜间隙，使膜间隙中H+浓度增加，大部分H+通过结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP 的
合成，主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．硝化细菌和乳酸菌都不可能发生上述过程
B．该过程发生于有氧呼吸第二阶段，同时会产生CO2
C．H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散，不消耗ATP
D．图中①是具有ATP 合成酶活性的载体蛋白，既有催化作用也有物质转运功能
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段：有氧呼吸第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，释放少量能
量，发生在细胞质基质中；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，释放少量能量，
发生在线粒体基质中；有氧呼吸第三阶段是[H]和氧气结合形成水，产生大量能量，发生在线粒体内膜上。
2、图中结构①能够驱动ATP 的合成，说明结构①具有ATP 合成酶活性。
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【详解】A、硝化细菌和乳酸菌均为原核生物，不含有线粒体，都不可能发生上述过程，A 正确；
B、线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段，B 错误；
C、根据题意可知，H+由膜间隙向线粒体基质跨膜运输不消耗能量，而为ATP 的合成提供能量，并且需要借
助于载体①，因此属于协助扩散，C 正确；
D、根据题意可知，结构①能够驱动ATP 合成，因此是一种具有ATP 合成酶活性的载体蛋白，既有催化作用，
也有物质转运功能， D 正确。
故选B。
11．（2023 春·山东青岛·高二统考期末）肿瘤细胞大量表达GLUT1、Ldha、Pdk1、Met4 等基因，使癌细
胞在有氧条件下 也以无氧呼吸为主，称为瓦氏效应，主要过程如图。下列说法正确的是（ ）
A．三羧酸循环发生在线粒体内膜产生CO 的同时产生
₂
[H]
B．消耗等量的葡萄糖时，癌细胞呼吸作用产生的[H]多于正常细胞
C．抑制Pdk1 基因的表达能减弱癌细胞的瓦氏效应
D．GLUT1、Ldha、Met4 基因的大量表达均不利于无氧呼吸的进行
【答案】C
【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶
段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶
段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少
量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、据图可知，丙酮酸三羧酸循环过程中可产生二氧化碳，该过程的场所是线粒体基质而非线粒
体内膜，A 错误；
B、癌细胞进行无氧呼吸，葡萄糖不能彻底氧化分解，而正常细胞中的葡萄糖可以彻底氧化分解，所以消
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耗等量的葡萄糖时，癌细胞呼吸产生的[H]比正常细胞少，B 错误；
C、Pdk1 会抑制丙酮酸分解进入三羧酸循环的过程，使有氧呼吸无法进行，故Pdk1 基因的大量表达是癌细
胞产生瓦氏效应的主要原因，抑制Pdk1 基因的表达能减弱癌细胞的瓦氏效应，C 正确；
D、由图可知，GLUT1 位于细胞膜上，运载葡萄糖进入组织细胞，Ldha 使丙酮酸分解为乳酸，Mct4 将组织
细胞产生的乳酸运输到细胞外，故GLUT1、Ldha、Mct4 基因的大量表达有利于无氧呼吸的进行，D 错误。
故选C。
12．（2023 秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考开学考试）已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适
温度分别为25 ℃和30 ℃，下图表示30 ℃时细胞呼吸强度、光合作用强度与光照强度的关系。若温度下
降到25 ℃（原光照强度和CO2浓度不变），理论上，图中A、B、C 三点的移动方向分别是（ ）
A．下移、右移、上移
B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移
D．上移、右移、上移
【答案】C
【分析】A 点代表呼吸作用速率，B 点代表光补偿点，C 点代表光饱和点。
【详解】已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25℃、30℃，如图所示曲线表示该植物在30℃
时光合作用强度与光照强度的关系（是用二氧化碳的吸收和释放来表示的）。若将温度调节到25℃的条件
下（原光照强度和CO2浓度不变），则光合作用增强，而呼吸作用减弱，所以A 点上移，B 点时光合作用强
度等于呼吸作用强度，所以B 点左移，从外界吸收二氧化碳变多，C 点上移，C 正确，ABD 错误。
故选C。
13．（2023 秋·山西吕梁·高二统考开学考试）分别将两种绿色植物M、N 的叶片制成面积大小相同的叶
圆片，用注射器抽出叶圆片中的气体后，用图1 装置分别对两组叶片进行实验（无关变量保持一致），一
段时间后测定两组的氧气释放量与光照强度之间的关系，结果如图2。下列相关叙述错误的是（
）
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A．图1 装置关闭活塞并置于黑暗条件下可测量出叶圆片呼吸作用的强度
B．若在光照条件下图1 装置中液滴左移说明叶圆片呼吸速率大于光合速率
C．当光照强度为3klx 时，M、N 两种植株叶片的总光合速率相等
D．在M、N 两种植物中，更适合在较强光照条件下生长的是植物M
【答案】C
【分析】分析题图：图甲装置中二氧化碳缓冲液能够为叶片光合作用提供稳定的二氧化碳，因此装置中气
体量变化为氧气的释放量；净光合速率=真正光合速率-呼吸速率；真正光合速率=单位时间产生葡萄糖的
速率或者产生氧气的速率；呼吸速率=单位时间消耗的氧气或者产生的二氧化碳。
【详解】A、图1 装置关闭活塞并置于黑暗条件下，叶圆片细胞只进行呼吸作用，消耗氧气释放等体积的二
氧化碳，被二氧化碳缓冲液吸收，故装置内气压不断减少，着色液左移，左移的相对距离可表示氧气的消
耗量，故可根据着色液左移的距离测量出叶圆片呼吸作用的强度，A 正确；
B、图1 装置中着色液左移说明在吸收氧气，右移则释放氧气，若在光照条件下图1 装置中液滴左移说明叶
圆片呼吸速率大于光合速率，B 正确；
C、当光照强度为3klx 时，M、N 两种植株叶片的净光合速率相等，由于M 植物的呼吸速率大于N 植物，因
此当光照强度为3klx 时，M 植株叶片的总光合速率大于N 植株叶片的总光合速率，C 错误；
D、图2 中N 植物叶圆片的光补偿点和光饱和点低于M，说明M 适合在较强光照下生长，D 正确。
故选C。
14．（2023 秋·四川·高三校联考开学考试）勤劳的中国人在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产，生
活经验，并在实践中应用和发展。下列是生产和生活中常采取的一些措施（ ）
①低温低氧储存，即果实、蔬菜等收获后在零上低温、低氧条件下储藏②中耕松土，即作物生育期中在株
行间进行的表土耕作③有氧运动，即锻炼身体时提倡慢跑④合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、
株距合理⑤搭配种植，即同一生长期内，高秆和矮秆、喜阳和喜阴作物搭配种植⑥施用农家肥，即作物吸
收营养高峰期前7 天左右施入牛粪等农家肥关于上述措施，下列说法合理的是（ ）
A．措施④⑥的主要目的是提高作物的光合作用速率
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B．措施①②③的主要目的是促进有氧呼吸
C．措施⑤⑥的主要目的是提高对光能的利用率
D．措施①④主要反映了温度与呼吸作用强弱的关系
【答案】A
【分析】根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料—水、CO2，动力—光能，都是影响光合作用强
度的因素。因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。例如，环境中CO2
浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所，
影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。此外，光合作用需要众
多的酶参与，因此影响酶活性的因素（如温度），也是影响因子。
【详解】A、④合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理，能增大受光面积，增大二氧化
碳供应量，进而提高光合作用强度；⑥施用农家肥，即作物吸收营养高峰期前7 天左右施入牛粪等农家肥，
土壤中的微生物将农家肥中的有机物分解成无机盐和CO2，促进作物生长，促进作物光合作用，A 正确；
B、①低温低氧储存，即果实、蔬菜等收获后在零上低温、低氧条件下储藏，主要是抑制有氧呼吸，减少
有机物的消耗，同时也不能让其只进行无氧呼吸；②中耕松土，即作物生育期中在株行间进行的表土耕作，
中耕松土增加了土壤氧气含量，能促进作物根部细胞有氧呼吸，有利于吸收土壤矿质元素等；③有氧运动，
即锻炼身体时提倡慢跑，能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸而产生大量乳酸，B 错误；
C、⑤搭配种植，即同一生长期内，高秆和矮秆、喜阳和喜阴作物搭配种植，能提高光能利用率；⑥施用
农家肥，即作物吸收营养高峰期前7 天左右施入牛粪等农家肥，土壤中的微生物将农家肥中的有机物分解
成无机盐和CO2，促进作物生长，促进作物光合作用，提高光合作用效率，C 错误；
D、①反映了温度与呼吸作用强弱的关系，④反映的主要是光照与二氧化碳浓度和光合作用的关系，D 错误。
故选A。
15．（2023 春·山东青岛·高二统考期末）羊草属禾本科植物，根据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种。在
夏季晴朗日子的不同时间对两种羊草的净光合速率进行测定，结果如下图。下列分析错误的是（
）
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A．8～18 时灰绿型羊草CO 的固定速率始终高于黄绿型羊草
₂
B．要比较两种羊草叶片中叶绿素含量，可用95%乙醇加适量无水碳酸钠提取色素
C．10～12 时两种羊草净光合速率下降可能与光照强度、 CO 的吸收量有关
₂
D．14～16 时两种羊草净光合速率逐渐升高主要是气孔导度逐渐增大所致
【答案】A
【分析】分析图示可知，在图示8-18 时内，灰绿型的羊草净光合速率都大于黄绿型羊草。
【详解】A、据图可知，图示纵坐标是净光合速率，8～18 时灰绿型羊草的净光合速率大于黄绿型净光合速
率，但由于呼吸速率未知，故两者的CO 的固定速率不能比较，
₂
A 错误；
B、色素易溶于有机溶剂，要比较两种羊草叶片中叶绿素含量，可用95%乙醇加适量无水碳酸钠提取色素，
B 正确；
C、10～12 时两种羊草净光合速率下降可能是正午温度过高，蒸腾作用过强，导致植物的气孔关闭，影响
了CO2的吸收，进而影响了暗反应过程，C 正确；
D、14～16 时两种羊草净光合速率逐渐升高是由于光照减弱，气孔打开，CO2进入增加所致，D 正确。
故选A。
16．（2023·陕西榆林·校考一模）下图为高等绿色植物光合作用和细胞呼吸之间的物质和能量转变示意
图，图中①～⑥代表物质。据图判断，下列说法不正确的是（ ）
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A．①和⑤产生后在细胞中的主要分布位置不同
B．④转变成CO2的过程可发生在细胞质基质和线粒体基质中
C．给植物提供C18O2，则植物释放的CO2中没有18O
D．光照突然增强，短时间内可能会导致①与②的比值增大，随后该比值减小，最终基本不变
【答案】C
【分析】题图分析，图中①～⑥依次表示的物质是ATP、ADP、氧气、丙酮酸、ATP、ADP，
【详解】A、①和⑤均表示ATP，二者产生后在细胞中的主要分布位置有不同，前者分布在叶绿体基质中，
用于暗反应过程，后者分布在细胞中耗能的部位，A 正确；
B、④为丙酮酸，其转变成CO2的过程中发生在线粒体基质中，若为无氧呼吸，则丙酮酸转变成二氧化碳的
过程可发生在细胞质基质中，B 正确；
C、给植物提供C18O2，则会通过光合作用过程出现在有机物中，而后通过有氧呼吸过程转移到二氧化碳中，
可见植物释放的CO2中含有18O，C 错误；
D、光照突然增强，短时间内会产生更多的ATP，因而消耗的ADP 会增多，可能会导致①ATP 与②ADP 的比
值增大，随后该比值减小，最终达到新的平衡，保持基本不变，D 正确。
故选C。
17．（2023 秋·福建漳州·高三福建省华安县第一中学校考开学考试）甲醛（HCHO）是室内空气污染的主
要成分之一，严重情况下会引发人体免疫功能异常甚至导致鼻咽癌和白血病，室内栽培观赏植物常春藤能
够清除甲醛污染。研究发现外源甲醛可以作为碳源参与常春藤的光合作用，具体过程如图所示（其中RU5P
和HU6P 是中间产物）。
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(1)图1 中产生NADPH 的场所是 ，NADPH 的作用是 。
(2)追踪并探明循环②中甲醛的碳同化路径，可采用的方法是 。推测细胞同化甲醛（HCHO）
的场所应是 。
(3)甲醛在被常春藤吸收利用的同时，也会对常春藤的生长产生一定的影响，为此研究人员设计了甲醛胁
迫下常春藤生长情况的实验。下表是常春藤在不同浓度甲醛胁迫下测得的可溶性糖的含量。甲醛脱氢酶
（FALDH)是甲醛代谢过程中的关键酶，图2 表示不同甲醛浓度下，该酶的活性相对值，图3 是不同甲醛浓
度下气孔导度（气孔的开放程度）的相对值。
表1 不同甲醛浓度下常春藤可溶性糖的相对含量
级
别
样品
0 天
第1 天
第2 天
第3 天
第4 天
①
1 个单位甲醛浓度的培养液
2271
2658
2811
3271
3425
②
2 个单位甲醛浓度的培养液
2271
2415
2936
2789
1840
③
不含甲醛的培养液
2271
2311
2399
2399
2529
表1 中的实验组是 （填“①、②、③”组别）；结合图2 和图3 推测常春藤在甲醛胁迫下气
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孔开放程度下降的生理意义是 。
(4)综合分析表1、图2 和图3 的信息，写出在甲醛胁迫下，常春藤的抗逆途径
【答案】(1) 类囊体薄膜 作为C3还原的还原剂（或还原C3 ）并提供能量
(2) 同位素标记法（或同位素示踪技术） 叶绿体基质
(3) ①② 可以减少空气中甲醛进入植物体内
(4)植物通过降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收；同时FALDH 酶的活性提高，增强对甲醛的代谢能力，
起到抗逆作用
【分析】1、光反应阶段：光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫光反应阶段。
光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。一是将水分
解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶
Ⅱ(NADPH)。NADPH 作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利
用；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP
中的化学能。这些ATP 将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。
2、用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。用同位素标记可用于示
踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。
【详解】（1）NADPH 为光反应的产物，产生的场所为叶绿体的类囊体薄膜，NADPH 在C3还原过程中作为还
原剂且为该过程提供能量。
（2）用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，追踪并探明循环②甲
醛的碳同化路径，可采用同位素标记法。分析图可知，常春藤利用甲醛（HCHO）生成CO2以及中间产物
HU6P 和RU5P，其中RU5P 用于合成五碳化合物，即参与暗反应过程，所以细胞同化甲醛（HCHO）的场所应
是叶绿体基质。
（3）分析表格可知，该实验的目的是探究常春藤在不同浓度甲醛胁迫下可溶性糖的含量变化，所以③组
(不含甲醛的培养液)为对照组，①和②为实验组。结合图2 和图3 推测随着甲醛浓度增加，气孔开度逐渐
降低，气孔导度下降，可以减少空气中甲醛进入植物体内。
（4）由题意知：由图3 可知，低浓度的甲醛胁迫，植物一方面通过降低气孔的开放程度，减少甲醛的吸收；
另一方面， 在减少气孔的同时，提高甲醛脱氢酶（FALDH)的活性，甲醛脱氢酶（FALDH)是甲醛代谢过程
中的关键酶，从而增强对甲醛的代谢能力，起到抗逆作用。
18．（2023 春·山东青岛·高二统考期末）叶酸是某些细菌合成 DNA 所必需的物质，对氨基苯甲酸是合
成叶酸的原料。磺胺类药物抑菌的原理是：磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似，可与其竞争性结
合细胞中的二氢叶酸合成酶(作用机理如图),通过抑制该酶的活性抑制细菌体内叶酸的合成，使DNA 的复
制受阻，从而影响细菌的生长繁殖。
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(1)与无机催化剂相比，酶的催化活性更高，其原因是酶 的作用更显著。
(2)若要加强磺胺类药物在人体的抑菌作用，在服用时需适当加大剂量以保持血液中药物的高浓度，其依
据是 。
(3)假定该叶酸合成酶的最适pH 为7.1,某同学在pH 为6.4 条件下测定该酶的 活性后立即将pH 升高到某
一数值，发现酶的活性并没有改变，对出现升高 pH 酶活性不变的现象，请做出合理的解释 .
(4)为验证磺胺类药物具有杀菌作用且杀菌效果与对氨基苯甲酸的浓度密切相关， 可将实验组与对照组均
配置 的对氨基苯甲酸培养液培养大肠杆菌，实验组加入磺胺类药物，对照组不加。预测实验
结果， 组的叶酸合成速率首先达到最 高；在一定浓度范围之内，随对氨基苯甲酸浓度的增加，
磺胺类药物的杀菌效果 (填"增强"或"减弱").
【答案】(1)降低反应活化能
(2)磺胺类药物与底物竞争叶酸合成酶的活性部位，其浓度越大对酶的竞争性作用越强，对细菌增殖的抑
制作用更强
(3)该酶的最适pH 为7.1，在高于和低于最适pH 时，各有一个pH 值对应相同的酶活性
(4) 一系列浓度梯度 对照组 减弱
【分析】由于对氨基苯甲酸和磺胺竞争酶的活性中心，所以一定范围内，随着对氨基苯甲酸浓度的增加，
酶促反应速率升高，超过一定范围后，随着对氨基苯甲酸浓度的增加，酶促反应速率不再增加。
【详解】（1）与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
（2）从图中可以看出，磺胺类药物和对氨基苯甲酸(（底物）竞争叶酸合成酶的活性部位，其浓度越大对
酶的竞争性作用越强，对细菌增殖的抑制作用更强，所以在服用时需适当加大剂量以保持血液中药物的高
浓度。
（3）由于该酶的最适pH 为7.1，在高于和低于最适pH 时，各有一个pH 值对应相同的酶活性，因此在pH
为6.4 和高于7.1 时，测定的酶的活性相等。
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（4）实验目的是验证磺胺类药物具有杀菌作用且杀菌效果与对氨基苯甲酸的浓度密切相关，实验的自变
量是对氨基苯甲酸的浓度，所以实验组与对照组均配置一系列浓度梯度的对氨基苯甲酸培养液培养大肠杆
菌，实验组加入磺胺类药物，对照组不加。
预测结果：由于对氨基苯甲酸和磺胺竞争酶的活性中心，对照组没有加对氨基苯磺酸，叶酸合成速率首先
达到最高，而在一定浓度范围之内，随对氨基苯甲酸浓度的增加，磺胺类药物的杀菌效果减弱。
1．（2023·江苏·统考高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（ ）
A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D．用红色苋菜叶进行实验可得到5 条色素带，花青素位于叶绿素a、b 之间
【答案】B
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更
充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，
随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶
黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，A 错误；
B、画滤液细线时要间断画2～3 次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累
积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，B 正确；
C、该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各
色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，C 错误；
D、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，故若得到5 条色素带，距离滤液细线最近的色素带为
花青素，应在叶绿素b 的下方，D 错误。
故选C。
2．（2023·天津·统考高考真题）下图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错
误的是（ ）
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A．HCO3
-经主动运输进入细胞质基质
B．HCO3
-通过通道蛋白进入叶绿体基质
C．光反应生成的H+促进了HCO3
-进入类囊体
D．光反应生成的物质X 保障了暗反应的CO2供应
【答案】B
【分析】光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、光合作用的酶．具体反应步
骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢；②ATP 生成，ADP 与Pi 接受光能变成ATP，此过程将光
能变为ATP 活跃的化学能。
【详解】A、据图可知，HCO3
-进入细胞质基质需要线粒体产生的ATP 供能，属于主动运输，A 正确；
B、HCO3
-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP 供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B 错
误；
C、据图可知，光反应中水光解产生的H+促进HCO3
-进入类囊体，C 正确；
D、据图可知，光反应生成的物质X（O2）促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO3
-进入叶绿
体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D 正确。
故选B。
3．（2023·天津·统考高考真题）衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质
是（ ）
A．葡萄糖
B．糖原
C．淀粉
D．ATP
【答案】D
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【分析】ATP 来源于光合作用和呼吸作用，是生物体内直接的能源物质。
【详解】细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细
胞呼吸，缺乏能量，ATP 是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D 正确，
ABC 错误。
故选D。
4．（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CO2吸收速率的影响如图。对此
图理解错误的是（ ）
A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M 点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
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
【答案】C
【分析】本实验的自变量为光照强度和温度，因变量为CO2吸收速率。
【详解】A、CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上
升，需要从外界吸收的CO2减少，A 正确；
B、在高光强下，M 点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B 正确；
C、CP 点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C 错误；
D、图中M 点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D 正确。
故选C。
5．（2023·北京·统考高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动
时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（ ）
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A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能
B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖
C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP
D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
【答案】A
【分析】如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量，当运动强度较低时，主要
利用脂肪酸供能；当中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸；当高强度运动时，主要利
用肌糖原供能。
【详解】A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，A 正确；
B、由图可知，中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B 错误；
C、高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部分转变为ATP，C 错误；
D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解提供
能量，D 错误。
故选A。
6．（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液
泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH 降低。pH 降低
至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途
径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A．正常玉米根细胞液泡内pH 高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP 增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的
[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和
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酒精或乳酸。
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起
细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中
H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH 低于细胞质基质，A 错误；
B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米
根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B 正确；
C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP 的产生，C 错误；
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D 错误。
故选B。
7．（2023·湖南·统考高考真题）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述
错误的是（ ）
A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长
B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖
C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利
D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类
【答案】C
【分析】食物腐败变质是由于微生物的生长和大量繁殖而引起的，根据食物腐败变质的原因，食品保存就
要尽量的杀死或抑制微生物的生长和大量繁殖。
【详解】A、干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A 正确；
B、腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而微生物的生长和繁殖，B 正确；
C、低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C 错误；
D、高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，降低酶类对食品有机物的分解，
有利于食品保存，D 正确。
故选C。
8．（2023·湖南·统考高考真题）关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是（ ）
A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B．核仁含有DNA、RNA 和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关
C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所
D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
【答案】C
【分析】细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架具有锚定支撑细胞
器及维持细胞形态的功能，细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输、细胞壁合成等等许多生命活
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动中都具有非常重要的作用。
【详解】A、细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关，故细胞骨架破坏会影响到这些生命
活动的正常进行，A 正确；
B、核仁含有DNA、RNA 和蛋白质等组分，核仁与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关，B 正确；
C、有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，C 错误；
D、内质网是由膜连接而成的网状结构，是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，D
正确。
故选C。
9．（2023·湖北·统考高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变
褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙
述错误的是（ ）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH 和ATP 减少
【答案】D
【分析】温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性，一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随
着温度的升高而增强。
【详解】A、高温使呼吸酶的活性增强，呼吸作用变强，消耗大量养分，A 正确；
B、高温往往使植物叶片变黄、变褐，使气孔导度变小，光合作用强度减弱，有机物合成减少，B 正确；
C、高温使作物蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫，C 正确；
D、高温使作物叶绿素降解，光反应生成的NADPH 和ATP 减少，D 错误。
故选D。
10．（2023·湖北·统考高考真题）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PS Ⅰ和PS Ⅱ光复合体，PS Ⅱ
光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PS Ⅱ光复合体上的蛋白质LHC Ⅱ，通过与PS
Ⅱ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHC Ⅱ与PS Ⅱ的分离依赖LHC 蛋白激酶的催化。
下列叙述错误的是（ ）
A．叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，PSI Ⅱ光复合体对光能的捕获增强
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B．Mg2+含量减少会导致PS Ⅱ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，不利于对光能的捕获
D．PS Ⅱ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
【答案】C
【分析】由题干信息可知，强光下LHC 蛋白激酶的催化LHC Ⅱ与PS Ⅱ的分离，弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，
来改变对光能的捕获强度。
【详解】A、叶肉细胞内LHC 蛋白激酶活性下降，LHC Ⅱ与PS Ⅱ分离减少，PSI Ⅱ光复合体对光能的捕获增
强，A 正确；
B、Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PS Ⅱ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获
减弱 ，B 正确；
C、弱光下LHC Ⅱ与PS Ⅱ结合，增强对光能的捕获，C 错误；
D、PS Ⅱ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H+、电子和O2，D 正确。
故选C。
11．（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。
组
别
甲中溶液（0.2mL）
乙中溶液（2mL）
不同时间测定的相对压强（kPa）
0
s
50s
100
s
150s
200s
250s
I
肝脏提取液
H2O2溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
II
FeCl3
H2O2溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
III
蒸馏水
H2O2溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
下列叙述错误的是（ ）
A．H2O2分解生成O2导致压强改变
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
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D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性
【答案】C
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专
一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。
【详解】A、H2O2分解产物是H2O 和O2，其中O2属于气体，会导致压强改变，A 正确；
B、据表分析可知，甲中溶液酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，
B 正确；
C、三组中的H2O2溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s 之前（200s）I 组反应已
结束，但II 组和III 组压强仍未达到I 组的终止压强10.0，故250s 时Ⅱ组和Ⅲ组反应仍在进行，C 错误；
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比I、II 组可知，在相同
时间内I 组（含过氧化氢酶）相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效性，D 正确。
故选C。
12．（2023·广东·统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（
）
A．还原型辅酶Ⅰ
B．丙酮酸
C．氧化型辅酶Ⅰ
D．二氧化碳
【答案】A
【分析】有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2 分子丙酮酸和少量的[H]，同时释放了少量
的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳[H]，同时释放少量的能量，
发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生
的场所是线粒体内膜。
【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶
段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化
的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A 正确。
故选A。
13．（2023·广东·统考高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥
等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（
）
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
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D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
【答案】C
【分析】酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效
性、专一性以及作用条件温和的特性。
【详解】A、红茶制作时揉捻能破坏细胞结构，使其释放的多酚氧化酶与茶多酚接触，A 正确；
B、发酵过程的实质就是酶促反应过程，需要将温度设置在酶的最适温度下，使多酚氧化酶保持最大活性，
才能获得更多的茶黄素，B 正确；
C、酶的作用条件较温和，发酵时有机酸含量增加会降低多酚氧化酶的活性，C 错误；
D、高温条件会使多酚氧化酶的空间结构被破坏而失活，以防止过度氧化影响茶品质，D 正确。
故选C。
14．（2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某
种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（
）
A．在时间a 之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
B．a~b 时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP 比产生乳酸时的多
D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
【答案】C
【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶
段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶
段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少
量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a 之前，植物根细胞
无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a 之前，
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只进行无氧呼吸产生乳酸，A 正确；
B、a 阶段无二氧化碳产生，b 阶段二氧化碳释放较多，a~b 时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和
CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B 正确；
C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故
每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP 和产生乳酸时相同，C 错误；
D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D 正确。
故选C。
15．（2023·全国·统考高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中
色素的叙述，错误的是（ ）
A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
【答案】D
【分析】1、叶绿体色素提取色素原理是色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提
取色素；分离色素原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快；
溶解度小，扩散速度慢。
2、叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【详解】A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素，A 正确；
B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体
的薄膜上，B 正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，
C 正确；
D、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，D 错误。
故选D。
16．（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：
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(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CO2固定产物的还原，
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H2O、 （填写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______。
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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
【答案】(1) ④ ④ 钾离子和Mal
(2) ①② 丙酮酸
NADH
(3)氢离子电化学势能
(4)吸水
(5)ABD
【分析】题图分析，图中①表示细胞质基质，②表示线粒体，③表示液泡，④为叶绿体。
【详解】（1）光照下，光驱动产生的NADPH 主要出现在④中，即叶绿体中，因为叶绿体是光合作用的场所；
NADPH 可用于CO2固定产物C3的还原，该过程发生在叶绿体中，具体发生在叶绿体基质中。液泡中与气孔开
闭相关的主要成分有H2O、钾离子和Mal 等，其中钾离子和Mal 影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的
吸水力，影响气孔的开闭。
（2）研究证实气孔运动需要ATP，图中叶绿体合成有机物需要消耗ATP，而ATP 由细胞质基质进入到叶绿
体中，因而可推测保卫细胞中叶绿体不能产生ATP，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP
的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP 再转化为丙酮酸进入线粒
体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA 循环产生的NADH 最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼
吸的第三阶段。
（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，形成跨膜的氢离子
浓度梯度，并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为
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气孔张开。
（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，进入到细胞液中，使细胞内水
势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞吸水，促进气孔张开。
（5）A、结合图示可知，黑暗时突变体ntt1 淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1 叶绿体失去运入ATP 的能
力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP ，A 正确；
B、保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1 可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀
粉粒的水解，光照诱导WT 气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B 正确；
C、NTT 突变体ntt1 叶绿体失去运入ATP 的能力，光照条件下突变体ntt1 保卫细胞的的淀粉粒几乎无变化，
不能说明该突变体不能进行光合作用，C 错误；
D、结合图示可以看出，较长时间光照可使WT 叶绿体面积增大，因而推测，积累较多的淀粉，D 正确。
故选ABD.。
17．（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）。
【答案】(1) 叶绿素（或叶绿素a 和叶绿素b） 一和二
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(2) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(3)将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6 小时，
其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数
【分析】1、光合色素的提取和分离实验中，用纸层析法分离叶绿体色素的原理为，不同的色素在层析液
中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，分离后获得4 条色素带，由下到上
分别为叶绿素b（黄绿色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙黄色），其中叶绿素a
和叶绿素b 统称为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、分析题图，补光时间为6 小时/天，且红光+蓝光组平均花朵数最多，即在此条件下最有利于火龙果成花。
【详解】（1）火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a 和叶绿素b，二者统称为叶绿素。
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
的色素带位于第一条和第二条。
（2）根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光+蓝光组平
均花朵数都最多，该光源的补光时间是6 小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6 小时/天。
（3）本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，
所以将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6 小时，
其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
18．（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CO2的Km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CO2反应，进行卡
尔文循环，又可催化RuBP 与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的
酶促反应方向受CO2和O2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CO2的Km为7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4,固定产物
C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题：
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(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CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，
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）。
【答案】(1) 3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织
(2) 高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC 酶对CO2的亲和力比水稻的
Rubisco 酶更高；玉米能通过PEPC 酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸
(3)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP 以及NADPH 等物质含量的限制；原核生物和真
核生物光合作用机制有所不同
【分析】本题主要考查的光合作用过程中的暗反应阶段，也就是卡尔文循环，绿叶通过气孔从外界吸收的
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CO2，在特定酶的作用下，与 C5（一种五碳化合物）结合，这个过程称作 CO2 的固定。一分子的 CO2 被固
定后，很快形成两个 C3 分子。在有关酶的催化作用下，C3 接受 ATP 和 NADPH 释放的能量，并且被
NADPH 还原。随后，一些接受能量并被还原的 C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接
受能量并被还原的 C3，经过一系列变化，又形成 C5。这些 C5 又可以参与 CO2 的固定。这样，暗反应阶段
就形成从 C5 到 C3再到 C5 的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。
【详解】（1）玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同
的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷
酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的
主要糖类，蔗糖在长距离运输时是通过维管组织。
（2）干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC 酶对CO2的亲和力比水稻的
Rubisco 酶更高；玉米能通过PEPC 酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；
且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的
光合作用强度高于水稻。
（3）将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用
强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最
大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP 和NADPH 等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，
水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。
19．（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、CO2浓
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。
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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CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃
时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，
冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优
点还有 。
【答案】(1) 能量 渗透
(2) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光：蓝光=3：2 叶绿素和含氮物质的含量最高,光合
作用最强
(3) 光合速率最大且增加值最高
升高温度 减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生
【分析】影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化碳浓度、叶绿素的含量，酶的含量和活性等。
【详解】（1）植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控
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，造成
外界溶液浓度高于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜萎蔫。
（2）分析图乙可知，与CK 组相比，A、B、C 组的干重都较高。结合题意可知，CK 组使用的是白光照射，
而A、B、C 组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C 组吸收的光更充分，
光合作用速率更高，积累的有机物含量更高，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B 组（红光：蓝
光=3：2）时，植物的干重最高；结合图甲可知，B 组植物叶绿素和氮含量都比A 组（红光：蓝光=1：
2）、C 组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B 组植物的光合作用速率
大于A 组（红光：蓝光=1：2）、C 组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高，植物干重最大，最
有利于生菜产量的增加。
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（3）由图可知，在25℃时，提高CO2浓度时光合速率增幅最高，因此，在25℃时，提高CO2浓度对提高生
菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以升高
温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。从农业生态工程角度分析，优点还有减少
环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。
20．（2023·广东·统考高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野
生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl 产量更高，其相
关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程
中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。
水稻材
料
叶绿素（mg/g）
类胡萝卜素（mg/g）
类胡萝卜素/叶绿素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
分析图表，
回答下列问题：
(1)ygl 叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片主要吸收可见光中的 光。
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl 的净光合速率较WT 更高，但两者净光合速率都不再
随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（填“高于”、“低于”或“等
于”）。ygl 有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。
(3)与WT 相比，ygl 叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl 群体的净光合
速率较高，表明该群体 ，是其高产的原因之一。
(4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT 和ygl 净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘
制净光合速率趋势曲线 。在此基础上，分析图a 和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度
条件下WT 和ygl 的净光合速率，提出一个科学问题 。
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【答案】(1) 类胡萝卜素/叶绿素比例上升 红光和蓝紫
(2) 等于 呼吸速率较高
(3)光能利用率较高
(4)
为什么在低光照强度下，WT 的净光合速率大于
ygl，而在高光照强度下，WT 的净光合速率小于ygl
【分析】分析题表和题图：与WT 相比，ygl 植株的叶绿素和类胡萝卜素含量都较低，但类胡萝卜素/叶绿
素较高，光饱和点较高，呼吸速率较高。
【详解】（1）根据表格信息可知，ygl 植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值比较高，故叶片呈
现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl 叶色呈黄绿可推测，主
要吸收红光和蓝紫光。
（2）光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 ·s-1时，ygl 的净光合速率较WT 更高，但两者净光合速率都
不再随光照强度的增加而增加，说明二者的光饱和点相同。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，
据图b 和图c 可知，ygl 有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低导致相同光照强度下光合速率较低，且
由图c 可知ygl 呼吸速率较高。
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（3）与WT 相比，ygl 叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl 群体的净光
合速率较高，表明该群体光能利用率高，是其高产的原因之一。
（4）由于ygl 呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT
和ygl 的净光合速率如下图：
分析图a 和图示曲线，高光照强度和低光照强度条件下WT 和ygl 的净光合速率不同，根据两图可提出问题：
为什么在低光照强度下，WT 的净光合速率大于ygl，而在高光照强度下，WT 的净光合速率小于ygl？
21．（2023·全国·统考高考真题）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞
吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一
种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K ．有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合
⁺
速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答出2 点即可）等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是 。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔
开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据
是 。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔 （填
“能”或“不能”）维持一定的开度。
【答案】(1)光合作用和呼吸作用
(2)叶绿体中的叶绿素对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞进行光合作用制造有机物，使保卫
细胞的渗透压上升，细胞吸水膨胀，气孔开放
(3)蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，使保卫细胞渗透压上升，细胞吸水膨胀，气孔张开
(4)能
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【分析】1、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、气孔既是CO2进出的场所，也是蒸腾作用的通道，气孔张开既能增加蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，
使光合作用正常进行。
【详解】（1）气孔是植物体与外界气体交换的通道，光合作用、呼吸作用与蒸腾作用中氧气、二氧化碳
和水蒸气都是经过气孔进出植物叶肉细胞的，故气孔开闭影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用等生
理过程。
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。红光照射下保卫细胞进行光合作用制造的有机物，使细胞的渗透压，
促进保卫细胞吸水，细胞体积膨涨，气孔开放。
（3）题中显示，蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+，提高了细胞的渗透压，保卫细胞
吸水能力增强，体积膨大，气孔开放，因此，在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步
增大。
（4）保卫细胞渗透压的调节有光合作用产生有机物的因素，还有非光合作用因素----蓝光照射引起钾离
子的吸收。所以当光合作用被阻断，钾离子在蓝光的调节下仍可以进入细胞，提高细胞的渗透压，引起细
胞吸水，气孔维持一定开度。
22．（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬
浮液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采
用的方法是 （答出1 种即可）。叶绿体中光合色素分布 上，其中类胡萝卜素主要吸收 （填
“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因
是 。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思
路和预期结果。
【答案】(1) 差速离心 类囊体（薄）膜 蓝紫光
(2)悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有
光反应提供的原料ATP 和NADPH，所以无法形成糖类。
(3)思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，两组植物应均进行饥饿处理（置于黑暗中一
段时间消耗有机物），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用
差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：甲组匀浆出现蓝
色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【分析】叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主
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要吸收蓝紫光。
【详解】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色
素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
（2）光合作用光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料ATP
和NADPH，暗反应无法进行，产物不能生成。
（3）要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良
好且相同的植物叶片分为甲乙两组，先进行饥饿处理，排除原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件下，
乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，需要脱绿
处理，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
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