北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
第 4 章 细胞的能量供应和利用
第 1 节 降低化学反应活化能的酶
·实验——探究酶的专一性、高效性和影响酶活性的条件:T1、T2、T7、T8
五年高考
1.★★(2024江苏,3,2分)某同学进行下列实验时,相关操作合理的是( )
A.从试管取菌种前,先在火焰旁拔棉塞,再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B.观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋
C.探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
D.鉴定脂肪时,子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡,再用苏丹Ⅲ染液染色
答案 A
2.★★★(多选)(2021江苏,19,3分)数据统计和分析是许多实验的重要环节。下列实验中
获取数据的方法合理的是( )
编号 实验内容 获取数据的方法
使用标志(记)重捕法,尽量不影响标记动物
① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度
正常活动,个体标记后即释放
摇匀后抽取少量培养物,适当稀释,用台盼蓝
② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
染液染色,血细胞计数板计数
③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查
设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实
④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度
验,记录实验数据
A.实验① B.实验② C.实验③ D.实验④
答案 ABC
3.★★(教考衔接·人教版必修1第5章第1节相关信息)(2024河北,2,2分)下列关于酶的
叙述,正确的是 ( )
A.作为生物催化剂,酶作用的反应物都是有机物
B.胃蛋白酶应在酸性、37 ℃条件下保存
C.醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶,分布于其线粒体内膜上
D.从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
答案 D
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4.★★★★(创新考·多糖降解酶)(2024广东,15,4分)现有一种天然多糖降解酶,其肽链由
4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链,
并评价其催化活性,部分结果见表。关于各段序列的生物学功能,下列分析错误的是(
)
纤维素类底物 褐藻酸类底物
肽链
W W S S
1 2 1 2
Ce5-Ay3-Bi-CB + +++ ++ +++
Ce5 + ++ - -
Ay3-Bi-CB - - ++ +++
Ay3 - - +++ ++
Bi - - - -
CB - - - -
注:-表示无活性,+表示有活性,+越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5催化功能不同,但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性,但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
答案 B
三年模拟
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5.★★(2025届盐城八校期初,8)科学家发现四膜虫rRNA的前体在没有蛋白质参与的情
况下,能专一催化寡聚核苷酸底物的切割与连接,被称为核酶。下列叙述正确的是( )
A.核酶的组成元素为C、H、O、N
B.核酶与双缩脲试剂在常温下可发生紫色反应
C.核酶的催化活性受温度、pH等外界因素的影响
D.核酶能催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成
答案 C
6.★★(2024届南通三模,2)科学家在体外合成了一种能降解某种塑料的“超级酶”。下
列有关叙述正确的是( )
A.适当升高温度即可提高“超级酶”降解塑料的速率
B.使用“超级酶”降解塑料的效率,受到塑料种类的限制
C.“超级酶”的体外合成不受pH、温度等环境条件的影响
D.探究“超级酶”的高效性需设置自然降解塑料作为对照
答案 B
7.★★(2024届镇江期中,7)下列关于酶相关实验的叙述,正确的是( )
A.用H O 溶液、新鲜肝脏研磨液和蒸馏水,可验证酶的高效性
2 2
B.分别向淀粉和蔗糖溶液中滴加淀粉酶溶液后再滴加碘液,可验证酶的专一性
C.探究温度对α-淀粉酶活性的影响,可设置30 ℃、60 ℃、90 ℃的温度条件
D.设置pH为4、7、10的梯度组,可探究胃蛋白酶的最适pH
答案 C
8.★★★(多选)(2024届淮阴中学、扬州中学、盐城中学、丹阳中学调研,15)下列有关实
验的叙述错误的有( )
A.洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原实验为对比实验
B.“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中做预实验可以减少实验误差
C.利用淀粉溶液和淀粉酶溶液探究温度对淀粉酶活性的影响实验,可用碘液对实验结果
进行检测
D.“植物组织中脂肪的检测”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中的酒精
溶液的浓度不同
答案 AB
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9.★★★★(多选)(2025届泰州靖江期中,16)胰腺炎的发生与胰蛋白酶的过量分泌有关,
临床上常用胰蛋白酶抑制剂类药物进行治疗。研究发现,柑橘黄酮对胰蛋白酶具有抑制
作用,其抑制率的高低与两者之间作用力的大小呈正相关,相关实验结果如图所示。下列
说法错误的是( )
A.胰蛋白酶以胞吐的方式从胰腺细胞进入组织液,成为内环境的重要成分
B.催化蛋白质水解时,胰蛋白酶比无机催化剂提供的活化能更多
C.同一浓度下,低温时柑橘黄酮与胰蛋白酶之间的作用力较大
D.本实验自变量是柑橘黄酮的浓度,各组使用的胰蛋白酶浓度应相同
答案 ABD
第 2 节 细胞的能量“货币”ATP
五年高考
1.★(2021北京,1,2分)ATP是细胞的能量“通货”,关于ATP的叙述错误的是( )
A.含有C、H、O、N、P
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B.必须在有氧条件下合成
C.胞内合成需要酶的催化
D.可直接为细胞提供能量
答案 B
三年模拟
2.★★(2025届盐城八校期初,11)腺苷酸环化酶可促进ATP转化为环腺苷酸(cAMP),细胞
中的cAMP含量升高会影响多种代谢过程,如抑制细胞增殖,促进细胞分化等。下列叙述
错误的是( )
A.ATP分子中含有3个特殊的化学键
B.小分子物质cAMP分子中含有糖类
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C.cAMP含量升高,可能会使细胞周期延长
D.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
答案 A
3.★★★(创新考·IF1)(2024届扬州宝应期末,6)ATP合酶抑制因子1(IF1)是线粒体基质中
一种可逆的非竞争性的ATP合酶的抑制蛋白,通过抑制ATP合酶,减少ATP的合成,调节
线粒体的能量代谢,下列叙述错误的是( )
A.短时间内IF1可增加细胞内ADP的含量
B.IF1改变了ATP合酶的空间结构
C.IF1一定在细胞质基质中合成
D.由IF1引起的炎症反应可通过补充ATP加以缓解
答案 C
4.★★★(2025届泰州靖江期中,2)ATP是细胞的能量“货币”,还可以传导信号和作为神
经递质发挥作用,其转运到细胞外的方式如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ATP通过途径①转运到细胞外的过程要与通道蛋白结合
B.ATP通过途径②转运到细胞外时会发生载体蛋白构象的改变
C.ATP作为神经递质经途径③排出,不需要消耗能量
D.ATP的能量主要贮存在腺苷和磷酸之间的特殊化学键中
答案 B
5.★★★(2024届淮安楚州中学、新马中学期中联考,5)ATP生物荧光检测仪广泛应用于
物品表面清洁度测评。原理是利用荧光素酶测定环境物体表面ATP的含量,再通过检测
仪器上的荧光强度反映环境中微生物的数量。下列说法错误的是( )
A.萤火虫发光的原理是荧光素接受ATP提供的能量被激活被氧化而发光
B.ATP分子中的磷酸基团因带负电荷而相互排斥,末端磷酸基团具有较高的转移势能
C.ATP生物荧光检测仪的发光值大反映出微生物菌体储存大量ATP
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D.生物活细胞中ATP的含量相对稳定是运用ATP荧光检测仪检测微生物的前提
答案 C
6.★★★(2024届无锡调研,6)如图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制,磷酸化与去磷
酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。相关叙述错误的是( )
A.蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
B.蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C.磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象
D.磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应
答案 A
第 3 节 细胞呼吸的方式
提升
·实验——探究酵母菌细胞呼吸的方式:T5、T11;·细胞呼吸过程分析:T1、T2、T6、
T7、T9、T10
五年高考
1.★★(2024江苏,6,2分)图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的
是( )
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A.该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B.①②分布的蛋白质有所不同
C.有氧呼吸第一个阶段发生在③
D.②、③分别是消耗O 、产生CO 的场所
2 2
答案 C
2.★★(2022江苏,8,2分)下列关于细胞代谢的叙述正确的是( )
A.光照下,叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B.供氧不足时,酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C.蓝细菌没有线粒体,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D.供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
答案 B
3.★★★(2024广东,5,2分)研究发现,敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变
株Δsqr中,线粒体出现碎片化现象,且数量减少。下列分析错误的是( )
A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B.线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱
C.有氧条件下,WT比Δsqr的生长速度快
D.无氧条件下,WT比Δsqr产生更多的ATP
答案 D
4.★★★(2024安徽,3,3分)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶
1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP
浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以
保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( )
A.在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
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B.PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快
答案 D
三年模拟
5.★★(2024届南通海安调研,13)某同学用质量分数为5%的葡萄糖溶液培养酵母菌,探究
酵母菌的细胞呼吸方式。相关叙述正确的是( )
A.泵入的空气通过NaOH溶液可以控制有氧和无氧条件
B.应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽培养液中的葡萄糖
C.无氧条件下的培养液遇酸性重铬酸钾会出现橙色反应
D.根据溴麝香草酚蓝溶液是否变成黄色来判断呼吸方式
答案 B
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6.★★(教考衔接·人教版必修1第5章第3节相关信息)(2025届常州期中,4)关于细胞呼
吸的类型及其物质和能量的变化,下列叙述正确的是( )
A.无氧环境下乳酸菌产生的ATP与NADPH主要来自细胞呼吸第一阶段
B.人体细胞无氧呼吸产生的乳酸在一系列酶的作用下可转化为葡萄糖
C.1分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时生成的多
D.细胞呼吸消耗的O 量等于CO 的生成量时的呼吸作用类型为有氧呼吸
2 2
答案 B
7.★★★(2025届常州前黄高级中学期初,6)如图表示某种生物细胞内部分物质的转化过
程,下列相关叙述错误的是( )
A.若该种生物为绿色植物,用18O标记C H O ,则短时间内在产生的水中能检测到放射性
6 12 6
B.图中①是H O,该种生物不可能是乳酸菌
2
C.若该生物为人,则肌肉细胞中产生CO 的场所只有线粒体基质
2
D.若该生物为酵母菌且在图示过程中释放12 mol CO ,则该过程中理论上吸收的②为
2
12 mol
答案 A
8.★★★(教考衔接·人教版必修1第5章第3节相关信息)(2024届南京六校联合调研,2)
辅酶Ⅰ(NAD+,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)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.推测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
9.★★★(2024届扬州中学考前模拟,4)乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)能催化不
同类型的无氧呼吸。低氧胁迫处理玉米第三天,研究人员发现玉米品系A根系中ADH
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活性显著提高,LDH活性变化不显著,而玉米品系B根系中的LDH活性显著提高,ADH
活性变化不大。下列说法正确的是( )
A.ADH和LDH都能催化丙酮酸分解,并生成少量的ATP
B.玉米品系A水淹后体内可能会出现酒精、乳酸、CO 等呼吸产物
2
C.低氧胁迫下,玉米品系A和品系B细胞呼吸的途径完全不同
D.玉米是否产生酒精可通过是否能让酸性重铬酸钾变蓝来判断
答案 B
10.★★★(新情境·无氧代谢)(2024届扬州期中,7)处于北极的一种金鱼肌细胞在长期进
化过程中形成了一种新的“无氧代谢”机制——“分解葡萄糖产生乙醇(-80 ℃不结冰)”
的奇异代谢过程,该金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.过程③⑤都只能在极度缺氧环境中才会发生
B.若给肌细胞提供18O标记的O ,会在CO 中检测到18O
2 2
C.过程①②③⑤均能生成ATP,其中过程②生成的ATP最多
D.过程②⑤产物不同是因为发生在不同细胞的不同场所
答案 B
11.★★★★(多选)(2025届盐城八校期初,18)酵母菌是一种单细胞真菌,能将糖发酵成酒
精和二氧化碳,是一种典型的异养兼性厌氧微生物,在有氧和无氧条件下都能存活。如图
为探究酵母菌呼吸方式的装置图,有关叙述错误的是( )
A.根据装置1中红色液滴的移动情况可判断酵母菌是否进行有氧呼吸
B.若装置1中液滴左移,装置2液滴右移,则酵母菌呼吸类型为无氧呼吸
C.若装置2液滴右移,则用酸性重铬酸钾检测酵母菌菌液不会发生颜色变化
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D.若用绿色植物进行该实验,则需要进行遮光处理
答案 BC
题型突破 糖酵解、三羧酸循环、呼吸电子传递
与氧化磷酸化
拔高
五年高考
1.★★★★(多选)(教考衔接·苏教版必修1第三章第三节知识链接)(2022江苏,15,3分)如
图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
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A.三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO ,并消耗O
2 2
B.生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C.乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D.物质氧化时释放的能量都储存于ATP
答案 BC
2.★★★★(2020江苏,30,8分)研究发现,线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因
的表达,进而调控细胞的功能。如图为T细胞中发生上述情况的示意图,请据图回答下列
问题:
(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解成 和[H]。
[H]经一系列复杂反应与 结合,产生水和大量的能量,同时产生自由基。
(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核,使染色质中与 结合的蛋白质乙
酰化,激活干扰素基因的转录。
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(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到 中,激活NFAT等调控转录的
蛋白质分子,激活的NFAT可穿过 进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。
转录后形成的 分子与核糖体结合,经 过程合成白细胞介素。
(4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达,其意义是
。
答案 (1)CO O (2)DNA (3)细胞质基质 核孔 mRNA 翻译 (4)提高机体的免
2 2
疫能力
3.★★★(2024重庆,7,3分)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。
其中,PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物,进入有氧呼吸三羧酸循环。增
加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放,琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤
能力,若环境中存在乳酸,PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是( )
A.图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧
B.图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜
C.肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力
D.葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]
答案 D
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三年模拟
4.★★★(2025届泰州靖江期中,4)糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的
一系列化学反应。研究发现即使在氧气充足的条件下,癌细胞的能量供应仍主要依赖效
率较低的糖酵解途径,并产生大量乳酸。下列叙述正确的是( )
A.癌细胞进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量只有少部分转移到乳酸中
B.有氧条件下葡萄糖在线粒体中彻底氧化为CO 和H O
2 2
C.癌细胞无氧呼吸产生乳酸的主要场所是线粒体基质
D.癌细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下都能发生
答案 D
5.★★★(2025届扬州仪征中学开学考,6)氧气可降低糖酵解(葡萄糖分解为丙酮酸的过
程)产物的积累,ATP可抑制糖酵解酶的活性,ADP则会使糖酵解酶的活性增强。如图为
糖酵解的部分过程及丙酮酸的运输途径。下列分析错误的是( )
A.所有生物的细胞中均可进行糖酵解过程
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B.细胞质基质中ATP/ADP的值增大会降低糖酵解速率
C.丙酮酸通过线粒体内、外膜的方式不同与膜上蛋白质和磷脂有关
D.氧气可通过参与线粒体内膜上发生的反应来减少糖酵解产物的积累
答案 C
6.★★★★(多选)(2025届盐城射阳中学期初,17)解偶联剂能使呼吸链电子传递即氧化过
程中,所产生的能量不能用于ADP形成ATP,而只能以热能的形式散失,即解除了氧化和
磷酸化的偶联作用,如图为细胞呼吸电子传递示意图。以下叙述正确的是( )
A.呼吸抑制剂抑制电子传递,导致磷酸化过程也受到抑制
B.已知过量的阿司匹林可使氧化磷酸化部分解偶联,因此会导致体温升高
C.动物棕色脂肪组织线粒体中有独特的解偶联蛋白,因此棕色脂肪比例较高的人更容易
肥胖
D.线粒体内膜对H+的通透性是氧化过程和磷酸化发生偶联的关键因素之一
答案 ABD
7.★★★★(多选)(2024届苏州八校联考,15)有氧条件下,细胞质基质中的NADH不能直
接进入线粒体,但NADH上的电子可通过3-磷酸甘油穿梭途径进入线粒体,被FAD接受
形成FADH ,进入电子传递链。具体过程如图所示,下列说法错误的是( )
2
A.NADH无法直接通过线粒体内膜与膜蛋白有关,与膜脂无关
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B.FADH 所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水
2
C.3-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应说明酶不具有专一性
D.被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解
答案 AC
第 4 节 细胞呼吸的影响因素及应用
五年高考
1.★★(2024甘肃,3,3分)梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需
要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列
叙述错误的是( )
A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
答案 B
2.★★(2023湖南,5,2分)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
3.★★★(2023北京,2,2分)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。
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对这一结果正确的理解是( )
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
4.★★★(2024贵州,17,10分)农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸
作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如
图所示。
回答下列问题:
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代
谢特点有 ;参与有氧呼吸的酶是 (选
填“甲”或“乙”)。
(2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ;水淹第3 d时,
经检测,作物根的CO 释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O 吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,若不考
2 2
虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。
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(3)若水淹3 d后排水,植株长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是______
___________________________(答出2点即可)。
答案 (1)将有机物彻底氧化分解、释放能量多、合成的ATP多 乙 (2)氧气含量 3
(3)植物能耐受此时无氧呼吸产生的酒精,细胞呼吸产生的ATP基本能满足生命活动的需
求
三年模拟
5.★(2025届盐城八校期初,12)下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡
B.水稻在水淹状态下,根细胞释放的CO 都来自无氧呼吸
2
C.粮食种子适宜储藏在零上低温、低氧和中等湿度的环境中
D.硝化细菌、根瘤菌等原核生物有氧呼吸的主要场所不是线粒体
答案 D
6.★★(2024届泰州中学、宿迁中学、宜兴中学调研,5)“窖藏”是我国传统的贮存食物
的一种方法,在某些地方一直沿用至今。窖藏法贮存食物可解决食物“惧湿”“惧冻”
等问题,窖藏的甘薯等食物能保存较长时间。下列说法错误的是( )
A.若窖藏时湿度过低,容易造成甘薯细胞失水而出现萎蔫
B.若窖藏时湿度过高,微生物易在甘薯表面大量繁殖对甘薯造成伤害
C.窖藏甘薯应在低氧条件下贮存,可避免因有氧呼吸而消耗大量有机物
D.窖藏甘薯时,甘薯细胞有机物中的能量通过无氧呼吸大部分以热能形式散失
答案 D
7.★★★(2024届常熟阶段测,3)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CO 的速率随时间的变化趋势如图所
2
示。下列相关叙述错误的是( )
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A.在时间a之前,植物根细胞无CO 释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
2
B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO 的过程
2
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.Oa 段和ab 段中,参与细胞呼吸过程的酶种类有所不同
答案 C
8.★★★★(多选)(2025届徐州期初调研,18)种皮会限制O 进入种子。豌豆干种子吸水
2
萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无
氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( )
A.p点为种皮被突破的时间点
B.Ⅱ阶段种子内O 浓度降低限制了有氧呼吸
2
C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
答案 ABD
9.★★★★(多选)(2024届南通三模,15)锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温
度和小麦含水量对锈赤扁谷盗呼吸速率的影响,结果如表。实验前小麦经过高温烘干和
杀虫处理,并通过添加蒸馏水调节小麦含水量,每组加入相同数量的锈赤扁谷盗,相关叙述
正确的是( )
呼吸速率/ 温度/℃
[μL(CO)·L-1·min-1·头-1] 25 ℃ 30 ℃ 35 ℃
2
12 0.14 0.21 0.29
小麦含水量/%
13 0.15 0.23 0.34
第20页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
14 0.16 0.27 0.52
A.为了维持正常的体温,环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快
B.一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测
C.低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用
D.粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水,有利于控制锈赤扁谷盗的数量
答案 BC
第 5 节 捕获光能的色素和光合作用的原理
提升
·实验——绿叶中色素的提取和分离:T1、T2、T4、T6、T7; ·光合作用过程分析:T8、
T9、T11
五年高考
1.★★(2020江苏,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列
叙述错误的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
答案 B
2.★★★(2023江苏,12,2分)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
第21页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
3.★★(2024北京,12,2分)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备
受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下
列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是( )
A.用花瓣细胞观察质壁分离现象
B.用花瓣大量提取叶绿素
C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养
答案 B
4.★★(2023全国乙,2,6分)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
第22页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
三年模拟
5.★(2024届南通三模,14)下列有关生物学实验的叙述,错误的是( )
A.希尔反应证明叶绿体光合作用释放的氧气可能来自水
B.恩格尔曼通过实验发现叶绿体光合作用主要吸收红光和蓝紫光
C.在煮沸冷却后的豆浆样液中加入双缩脲试剂,一段时间后样液呈蓝色
D.菠菜叶表皮细胞观察胞质环流,不能观察到叶绿体按一定方向移动
答案 C
6.★★(2024届南京、盐城期末,4)关于绿叶中色素的提取和分离实验,下列叙述正确的是
( )
A.将菠菜叶片剪碎后,加入SiO 、CaCO 和无水乙醇,迅速、充分研磨,将研磨液过滤后得
2 3
到色素滤液
B.把新鲜滤液放在光源和分光镜之间,观察到最强吸光区是红外光和蓝紫光
C.溶解度大的色素在滤纸上扩散得慢
D.分离色素时需充分层析30 min后,方可取出滤纸条观察色素带
第23页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
答案 A
7.★★(2024届新高考基地联考,4)下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的
相关叙述,正确的是( )
A.选择木本植物的蜡质叶片有利于研磨和细胞中色素的释放
B.颗粒较大的二氧化硅可能吸附较多的色素从而减少提取量
C.为了保证分离效果,只能在滤纸条的一面连续画滤液细线
D.为加快滤纸条上色素间相互分离,应在密闭的实验室中进行
答案 B
8.★★★(2025届镇江期初,5)如图为蓝细菌光合作用部分过程示意图,其中甲表示细胞结
构。相关叙述正确的是( )
A.甲为叶绿体,磷脂双分子层构成其基本骨架
B.过程①可为叶绿素转化光能提供电子
C.除O 外,光反应其他产物均直接参与过程②
2
D.提高水体中CO 浓度,可降低蓝细菌中C /C 的值
2 3 5
答案 B
9.★★★(2025届扬州仪征中学检测,13)2021年9月,我国科学家在实验室中首次实现从
CO 到淀粉分子的全合成,其过程简图如下。经核磁共振等检测显示,该人工合成的淀粉
2
分子与天然淀粉分子的结构组成一致。下列相关说法正确的是( )
A.图中H 的作用类似于叶绿体中的NADH
2
B.在固定等量CO 的情况下,与自然绿色植物相比,人工合成过程的淀粉积累量较少
2
C.植物体内类似CO 转化为C 中间体进而转化为淀粉的过程,往往发生在叶绿体基质中
2 6
第24页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
D.“C 中间体”如果被植物根细胞利用,在有氧或无氧条件下氧化分解时,在细胞质基质
6
中合成ATP的量不同
答案 C
10.★★★★(2024届宿迁调研,12)如图表示某植物叶片暗反应中C 和C 微摩尔浓度的
3 5
变化趋势,该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度
或者降低CO 浓度中的某一项。下列分析正确的是( )
2
A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP
B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度
C.图中Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中NADPH和ATP的积累
D.图中Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
答案 D
11.★★★★(多选)(2024届南通二模,16)如图是叶绿体淀粉合成的调节过程示意图,光下
TPT(磷酸丙糖转运体)活性受到限制。下列相关叙述正确的是( )
A.TPT分布在叶绿体外膜上,具有专一性和饱和性
B.白天光合速率快,叶绿体中3-磷酸甘油酸与Pi的比值低
C.细胞质基质中的Pi浓度降低时,磷酸丙糖运出叶绿体受抑制
D.白天叶绿体基质中有大量淀粉的合成
答案 CD
第25页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
题型突破 光系统和电子传递及光抑制和光呼吸
拔高
五年高考
1.★★★★(2021江苏,20,11分)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。如图示叶肉细
胞中部分代谢途径,虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”。请据图回答下列问题。
(1)叶绿体在 上将光能转变成化学能,参与这一过程的两类色素是
。
(2)光合作用时, CO 与C 结合产生三碳酸,继而还原成三碳糖(C )。为维持光合作用持续
2 5 3
进行,部分新合成的C 必须用于再生 ;运到细胞质基质中的C 可合成蔗糖,运出
3 3
细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了 个CO 分子。
2
(3)在光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。草酰乙酸/苹
果酸穿梭可有效地将光照产生的 中的还原能输出叶绿体,并经线粒体转化为
中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响,用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦,实验方法是:
取培养10~14 d大麦苗,将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中,通过蒸腾作用使药物
进入叶片。光照培养后,测定、计算光合放氧速率(单位为μmol O ·mg-1chl·h-1,chl为叶绿
2
素)。请完成下表。
第26页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
实验步骤的目的 简要操作过程
寡霉素难溶于水,需先溶于丙酮,配制高浓度母液,再用丙
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液
酮稀释成不同药物浓度,用于加入水中
① (2
设置寡霉素为单一变量的对照组
分)
② 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③ (2分) 称重叶片,加乙醇研磨,定容,离心,取上清液测定
答案 (1)类囊体膜 叶绿素和类胡萝卜素 (2)C 12 (3)NADPH ATP (4)①在水
5
中加入相同体积不含寡霉素的丙酮 ②减少叶片差异产生的误差 ③叶绿素定量测定
(或测定叶绿素含量)
2.★★★★★(2022江苏,20,9分)图Ⅰ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
2 2 5
的羧化与氧化。C 羧化固定CO 合成糖;C 氧化后可进一步产生乙醇酸(C ),C 在过氧化
5 2 5 2 2
物酶体和线粒体协同下,完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题。
(1)图Ⅰ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
2
化氢酶催化下迅速分解为O 和H O。
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
2 2
浓度的变化,获得曲线a、b(图Ⅱ)。
第27页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
①曲线a,0~t 时段释放的CO 源于细胞呼吸;t ~t 时段,CO 的释放速度有所增加,此阶段
1 2 1 2 2
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。
答案 (1)①⑥ 叶绿素(叶绿素a和叶绿素b) (2)H O (过氧化氢) (3)①光呼吸和细胞
2 2
呼吸 ②光合作用速率等于细胞呼吸速率 (4)乙醇酸转化为苹果酸 直接和间接
第28页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
三年模拟
3.★★★(多选)(2025届常州期中,18)图示光呼吸是植物细胞依赖光照吸收O 并放出CO
2 2
的过程。下列相关叙述正确的是( )
A.RuBP、PGA分别属于五碳化合物、三碳化合物
B.光呼吸能为光合作用的进行提供CO 、NADP+等
2
C.若外界CO 浓度/O 浓度的值高,则利于光呼吸的进行
2 2
D.Rubisco既能催化CO 的固定,也能催化RuBP与O 的结合
2 2
答案 ABD
4.★★★★(2025届泰州中学期初调研,19)当光照过强,植物吸收的光能超过植物所需时,
会导致光合速率下降,这种现象称为光抑制。强光条件下,叶肉细胞内因NADP+不足、O
2
浓度过高,会生成一系列光有毒产物,若这些物质不能及时清理,会攻击叶绿素和PSⅡ反
应中心(参与光反应的色素—蛋白质复合体)的D1蛋白,使D1蛋白高度磷酸化,并形成
D1蛋白交联聚合物,从而损伤光合结构。而类胡萝卜素能清除光有毒产物,有保护叶绿
体的作用(部分过程如图)。请回答下列问题:
(1)PSⅡ反应中心位于 上,强光条件下,叶肉细胞内O 浓度过高的原因有
2
。
第29页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
(2)Rubisco是一个双功能酶,既能催化C 与CO 发生羧化反应固定CO ,又能催化C 与O
5 2 2 5 2
发生加氧反应进行光呼吸,其催化方向取决于CO 和O 相对浓度。强光下叶肉细胞的光
2 2
呼吸会增强,原因有 。
光呼吸抵消了约30%的光合储备能量,但光呼吸对光合作用不完全是消极的影响,光呼吸
还会 (填“增强”或“缓解”)光抑制,对细胞有重要的保护作用。
(3)D1蛋白是PSⅡ反应中心的关键蛋白,D1蛋白受损会影响光反应的正常进行。植物在
长期进化过程中形成了多种方法来避免或减轻光抑制现象,例如,减少光的吸收、适度的
光呼吸、 等(答出1点即可)。
(4)为研究光抑制后D1蛋白的修复过程,科学家利用光抑制处理的菠菜叶圆片按如下流
程进行实验:光抑制处理的叶圆片→叶绿体蛋白质合成阻断剂(作用时长有限)溶液浸泡
→取出叶圆片→弱光(或暗)处理不同时间→测量结果,实验数据如表。
处理时间
指标 处理条件
0 h 1 h 2 h 7 h
弱光 100 66.7 65.8 70.5
D1蛋白总量(%)
暗 100 92.4 92.5 92.3
弱光 74 55.2 54.4 57.1
D1蛋白磷酸化比例(%)
暗 74 73.4 72.2 72.7
弱光 0.25 0.05 0.01 0.01
D1蛋白交联聚合物比例(%)
暗 0.25 0.24 0.23 0.25
①表中数据说明光抑制叶片中D1蛋白的降解依赖于 条件,D1蛋白的降解过程
会使D1蛋白磷酸化比例、D1蛋白交联聚合物比例均 (填“升高”“不变”或
“降低”)。
②为研究D1蛋白降解过程是先发生D1蛋白去磷酸化,还是先发生D1蛋白交联聚合物
解聚,科学家用氟化钠处理叶片抑制D1蛋白去磷酸化后,结果显示D1蛋白总量几乎无变
化,但D1蛋白交联聚合物则明显减少。据此写出D1蛋白降解过程:D1蛋白降解依赖的
环境条件→ → →D1蛋白降解。
③弱光处理7 h,D1蛋白总量略微增加最可能的原因是 。
答案 (1)类囊体薄膜 强光条件下,光反应增强产生更多的O ;气孔关闭,叶肉细胞释放
2
的O 量减少 (2)叶肉细胞内O 浓度升高,CO 浓度降低,Rubisco更倾向于催化C 与O
2 2 2 5 2
第30页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
发生反应 缓解 (3)提高光合速率从而增加对光的利用(或增强对过剩光能的耗散能力,
或增强对光有毒产物的清除能力) (4)①弱光 降低 ②D1蛋白交联聚合物解聚 D1
蛋白去磷酸化 ③7 h时叶圆片中蛋白质合成阻断剂的抑制作用几乎消失,有少量的D1
蛋白合成
5.★★★★(2024届苏州八校联考,19)光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。
光反应过程中光合电子传递链主要由几大复合体组成,包括光系统Ⅱ(PSⅡ)、细胞色素复
合体(Cyt b f)、光系统Ⅰ(PSⅠ)等。有些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累,细
6
胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发黄萎病。研究人员利用拟南芥对光合电子传递进
行了有关研究。
(1)光合作用的光反应发生在 上,光系统是由其上的蛋白与光合色素结合形成
的,具有 的功能。
(2)光反应中的电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。线性电子传递中,电子经
PSⅡ、Cyt b f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP;环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cyt b f间
6 6
循环,仅产生ATP不产生NADPH。Cyt b f复合体位于PSⅡ和PSⅠ之间,同时参与线性电
6
子传递和环式电子传递(图1)。
第31页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
注: 表示线性电子传递, 表示环式电子传递, 表示电子
①在光照条件下,光系统Ⅱ(PSⅡ)吸收光能产生高势能电子,PSⅡ中部分叶绿素a失去电子
转化为强氧化剂从 中夺取电子释放O 。
2
②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生强还原剂,使 还原,其在暗反应中的作用是
;PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经过Cyt b f复合体传递进入PSⅠ,在电子传递过
6
程的同时形成跨膜的质子动力势,用于 的合成,同时维持电子传递相对平衡。
③环式电子传递与线性电子传递相比,能够 (填“提高”或“降低”)ATP/NADPH
的值,提高暗反应的效率。
(3)野生型拟南芥能适应一定的强光胁迫,但C37缺失型不能。与图1相比,图2表明在强
光胁迫下,C37缺失导致电子从 到 的电子传递受阻,传递效率
显著下降,从而产生大量活性氧(ROS)。ROS积累到一定阶段会促进 并
引发细胞凋亡,导致黄萎病。
(4)上述研究揭示出植物可以通过 以适应强光胁迫。
答案 (1)叶绿体类囊体薄膜 吸收、传递、转化光能 (2)①H O ②C 作为还原剂
2 3
使C 还原为C ,提供能量 ATP ③提高 (3)Cyt b f复合体 PSⅠ 叶绿素分解 (4)调
3 5 6
节光合电子传递链上的电子流动速率
题型突破 CO 浓缩机制
2 拔高
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五年高考
1.★★★(2021天津,15,10分)Rubisco是光合作用过程中催化CO 固定的酶。但其也能
2
催化O 与C 结合,形成C 和C ,导致光合效率下降。CO 与O 竞争性结合Rubisco的同
2 5 3 2 2 2
一活性位点,因此提高CO 浓度可以提高光合效率。
2
(1)蓝细菌具有CO 浓缩机制,如图所示。
2
据图分析,CO 依次以 和 方式通过细胞膜和光合片层膜。
2
蓝细菌的CO 浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO 浓度,从而通过促进
2 2
和抑制 提高光合效率。
(2)向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌
羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应,应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的
中观察到羧化体。
(3)研究发现,转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO-
和CO 转运蛋白基因并
3 2
成功表达和发挥作用,理论上该转基因植株暗反应水平应 ,光反应水平应
,从而提高光合速率。
答案 (1)自由扩散 主动运输 CO 固定 O 与C 结合 (2)叶绿体 (3)提高 提高
2 2 5
三年模拟
第33页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
2.★★★(2024届徐州期中,19)图1表示C 和C 植物叶片部分结构,图2为C 植物叶肉细
3 4 4
胞和维管束鞘细胞中物质和能量代谢的示意图,请回答下列问题。
(1)C 植物的叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周,形成花环状结构。维管束鞘细胞中没有
4
完整的叶绿体,推测其可能缺少 (填“基粒”或“基质”)结构。C 植物叶肉细
4
胞中的苹果酸通过 (填结构名称)进入维管束鞘细胞,维管束鞘细胞和叶肉
细胞间有大量该结构的意义是 。
(2)图2中的NADPH在叶肉细胞的 产生,可用于 的还原。C 植
4
物的叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体功能差异的根本原因是
。
(3)在叶绿体中,光合作用的产物以淀粉而不是葡萄糖形式储存,可以防止叶绿体内渗透压
(选填“过高”“过低”)。ADPG焦磷酸化酶是淀粉生物合成途径的主要酶,其活性能
被3-磷酸甘油酸活化,但被Pi抑制。在白天,3-磷酸甘油酸/Pi的值 时,合成淀粉
活跃。在夜晚淀粉转化为蔗糖运输的优点有
。
第34页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
答案 (1)基粒 胞间连丝 进行细胞间物质交换和信息交流 (2)叶绿体类囊体薄膜(或
基粒) C (3-磷酸甘油酸) 基因的选择性表达 (3)过高 高 蔗糖分子小、水溶性强、
3
运输速率高,性质较稳定
3.★★★★(2025届南京学情调研,21)光合作用暗反应又称碳同化,科学家通过研究其中
的碳转移途径进一步提高植物固碳能力。图1是水稻光合作用暗反应示意
图,Rubisco(RuBP羧化酶)在卡尔文循环中发挥作用;图2是玉米光合作用暗反应示意
图,PEP羧化酶对CO 的亲和力比Rubisco高很多倍,其催化CO 固定生成C ,C 转运到维
2 2 4 4
管束鞘细胞后进行卡尔文循环。请回答下列问题:
第35页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
(1)据图1分析,水稻细胞中CO 被固定后的最初产物是 ,该产物的进一步被
2
还原需消耗 。
(2)据图2分析,玉米细胞中固定CO 的受体依次为 、 ;玉米维
2
管束鞘细胞的叶绿体中只能进行暗反应,从细胞结构角度分析,最可能的原因是
;若将玉米植株置于含14CO 的密闭透明玻璃罩内培养,细胞中最先出现的放射性有机物
2
是 。
(3)农业生产中发现,高温环境下玉米的生长更有优势。当高温导致气孔一定程度关闭时,
玉米光合速率下降幅度远低于水稻,分析其原因是
;如想应用以上分析提高水稻的光合速率,请依据所学的生物技术与工程知识,提出设计
思路: 。
(4)为研究高温胁迫对植物的影响,科研人员以某耐热型夏玉米品种为材料,设置大田常温
组(CK)和高温处理组(HT),研究40 ℃高温胁迫下该品种玉米的光合特性与籽粒产量,结
果见表。
叶绿素含量 胞间二氧化碳 净光合速率 叶面积 结实率 百粒重
组别
(mg/g) (μmol/mol) [μmol/(m2·s)] (m2) (%) (g)
CK 26 158 21.3 0.21 80 24.1
HT 37 102 27.9 0.52 26 33.7
①为便于研究叶片的光合特性,需将叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,采用的方法是
;在分离叶绿体中的光合色素时,滤纸条上叶绿素条带的位置低于类胡萝卜素,其原理是
。
②根据表中数据分析,HT组玉米百粒重增加的原因可能有 。
③研究表明HT组玉米株高明显增大,科研人员猜测可能与该组植株体内G激素含量升
高有关。若在原实验中添加一组实验验证此猜测,该实验组可设置为 。
答案 (1)3-磷酸甘油酸 NADPH、ATP (2)磷酸烯醇式丙酮酸(C ) C (RuBP) 缺乏
3 5
类囊体(类囊体膜)或基粒发育不全 草酰乙酸(C ) (3)(玉米的)PEP羧化酶对CO 的亲
4 2
和力比水稻的Rubisco(RuBP羧化酶)高很多倍,有利于固定低浓度的CO 获取PEP羧
2
化酶基因,将其导入水稻细胞 (4)①差速离心法 叶绿素在层析液中溶解度比类胡萝卜
素低 ②与CK组相比,HT组净光合速率和叶面积更大且叶绿素含量高 ③高温处理
+施加适量G激素抑制剂(或常温处理+施加适量G激素)
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第 6 节 光合作用的影响因素及应用
提升
·光合作用的影响因素:T1、T2、T3、T4、T6
五年高考
1.★★(2024北京,4,2分)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验,测定单位时间单
位叶面积的氧气释放量,结果如图所示。若想提高X,可采取的做法是( )
A.增加叶片周围环境CO 浓度
2
B.将叶片置于4 ℃的冷室中
C.给光源加滤光片改变光的颜色
D.移动冷光源缩短与叶片的距离
答案 A
2.★★★(2024河北,19,10分)高原地区蓝光和紫外光较强,常采用覆膜措施辅助林木育苗。
为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同
光的透过率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、表所示。
叶绿素含量 类胡萝卜素
覆膜处理
(mg/g) 含量(mg/g)
第37页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
回答下列问题:
(1)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异,其中 光
可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应,进而使暗反应阶段
的C 还原转化为 和 。与白膜覆盖相比,蓝膜和绿膜透过的 较少,
3
可更好地减弱幼苗受到的辐射。
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比,选择适当波长的光可对色素含量进行测定。
提取光合色素时,可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时,应选择红光而不能选
择蓝紫光,原因是 。
(3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果,其原
因为 (答出两点即可)。
答案 (1)蓝 类囊体薄膜 C 糖类 紫外光 (2)无水乙醇 叶绿素a和叶绿素b主
5
要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,选择红光可排除类胡萝卜素的
干扰 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低,蓝光透过率高,降低紫外光对幼苗辐射的同时不影响
其光合作用;与覆盖白膜和绿膜相比,覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高,有利于
幼苗进行光合作用
3.★★★★(教考衔接·人教版必修1第5章第4节相关信息)(2024安徽,16,11分)为探究
基因OsNAC对光合作用的影响,研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型
(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE),测定了灌浆期旗叶(位于植
株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见表。
净光合速率 叶绿素含量
(μmol·m-2·s-1) (mg·g-1)
WT 24.0 4.0
KO 20.3 3.2
OE 27.7 4.6
回答下列问题。
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(1)旗叶从外界吸收1分子CO 与核酮糖-1,5-二磷酸结合,在特定酶作用下形成2分子3-
2
磷酸甘油酸;在有关酶的作用下,3-磷酸甘油酸接受 释放的能量并被
还原,随后在叶绿体基质中转化为 。
(2)与WT相比,实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的 、
(填科学方法)。
(3)据表可知,OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率 。为进一步探究该基因的
功能,研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产
量,结果如图。
结合图表,分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因:①
;
②
。
答案 (1)ATP和NADPH 核酮糖-1,5-二磷酸和淀粉(或糖类和C ) (2)减法原理 加
5
法原理 (3)增大 ①叶绿素含量升高,使光反应速率增加,促进暗反应合成更多有机物
②编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量升高,加快了光合产物的输出,减弱了光合产物对
光合作用的抑制
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三年模拟
4.★★(2024届百校联考,11)研究者在研究水杨酸(SA)对水稻幼苗抗寒能力影响的过程
中,用0.5 mmol/L的SA喷洒水稻幼苗叶片,低温处理1天后测定相关数据见表。
总叶绿素 胞间CO 含量 净光合速率
2
含量(mg/g) (μmol/mol) [μmol(CO)/(m2·s)]
2
对照组 1.710 408.890 1.540
实验组 2.120 288.670 2.690
下列叙述正确的是( )
A.在测定各项生理指标时,每个处理均无需设重复实验
B.SA在低温条件下能保护光合器官,但不能提高光合速率
C.总叶绿素含量比对照组高,有利于光反应进行
D.实验组CO 的吸收量比对照组少,不利于暗反应进行
2
答案 C
5.★★★(多选)(2025届盐城期中,16)许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的
应用。下列相关解释错误的是( )
A.“稀三箩,密三箩,不稀不密收九箩”,合理密植可提高光能利用率
B.“处暑里的雨,谷仓里的米”,补充水分可促进植物的光合午休,增加有机物积累
C.“两垄高粱一垄豆,高矮作物双丰收”,豆能适应弱光是因为其细胞中叶绿体较小
D.“霜前霜,米如糠;霜后霜,谷满仓”,霜降前降温可减弱种子呼吸作用而增产
答案 BCD
6.★★★(多选)(2024届南通三模,15)为探究盐碱土壤上高粱最适有机肥与缓释肥协同施
用量,某科研小组以辽糯11为材料,设置4个实验处理,得到如下部分实验结果。相关分
析正确的是( )
有机肥施 缓释肥施 净光合速 产量
组别
用量(kg/667 m2) 用量(kg/667 m2) 率[μmol/(m2·s)] (kg/667 m2)
CK 0 40 30.56 574
第40页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
T1 2 40 14.39 396
T2 2 50 22.62 537
T3 2 60 22.75 736
A.施用有机肥能为作物提供能量和N、P、K等大量元素
B.实验组有机肥的种类、施用方式均需保持一致
C.测量净光合速率时,选取相同部位的叶片重复测量3次,取平均值
D.T3组显著提高产量的原因可能是促进了光合产物向穗粒的转移
答案 BCD
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第 7 节 光合作用与细胞呼吸的综合
提升
·植物“三率”的辨析:T1
五年高考
1.★★★(2024江苏,20,11分)科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量
等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图,图2是温度对蓝细菌光合
放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题:
(1)图1中,H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶,而O 能自由通过类囊体膜,说明
2
类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C 在 的作用下转变为
3
(CH O),此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。
2
(2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 (从“甲”“乙”中选填);据图判断,总光合速
率最高时对应的温度是 (从“20 ℃”“25 ℃”“30 ℃”中选填),理由为
。
第42页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
(3)在一定条件下,测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量,建立叶绿素a含量与蓝细菌密
度的相关曲线,用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表:
实验目的 简要操作步骤
测定样液
按一定浓度梯度稀释样液,分别用血球计数板计数。取样前需①
蓝细菌数量
浓缩蓝细菌 ②
③ 将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮
④ 用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管,避光存放
建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量,计算
答案 (1)选择透过性 ATP、NADPH 细胞质基质 (2)乙 30 ℃ 30 ℃时蓝细菌光
合放氧速率和呼吸耗氧速率二者之和最高 (3)①摇匀 ②将稀释样液离心,取下层沉淀
物 ③提取叶绿素(溶解蓝细菌) ④防止叶绿素降解
2.★★★★(2023江苏,19,12分)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 固定产物的还原,其场所有 (从①~④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主
2
要成分有H O、 (填写2种)等。
2
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(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
答案 (1)④ ①④ K+(Cl-等无机离子)、苹果酸(Mal等有机酸) (2)①②④ 丙酮酸
NADH (3)电化学势梯度(H+浓度差) (4)吸水膨胀 (5)ABD
3.★★★★(教考衔接·人教版必修1第5章第4节相关信息)(2024山东,21,9分)从开花至
籽粒成熟,小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比,某突变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量
低。研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖
转化酶活性,而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如
图所示,开花14天后植株的胞间CO 浓度和气孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素
2
第44页 共49页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 生物学
合成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表示气孔张开的程度。已知
蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO 浓度 野生型 140 151 270
2
(μmol CO·mol-1) 突变体 110 140 205
2
气孔导度 野生型 125 95 41
(mol HO·m-2·s-1) 突变体 140 112 78
2
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分
裂素的作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是
。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析,与野生型相比,开花14
天后突变体的光饱和点 (填“高”或“低”),理由是
。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析,突变体籽粒淀粉
含量低的原因是 。
答案 (1)NADPH、ATP 叶绿素合成增多和叶绿素降解慢 (2)高 突变体气孔导度大
(或胞间CO 浓度低),固定CO 能力强 (3)突变体的蔗糖转化酶活性高,更多的蔗糖被分
2 2
解成单糖(或运输到籽粒的蔗糖减少)
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三年模拟
4.★★★(2025届盐城八校期初,23)单子叶植物海草生活在潮间带和潮下带海水中,其光
合作用受到光照、温度、无机碳和盐度等环境因子的影响。为了适应低无机碳的海洋
环境,海草进行光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO-
获得CO 。图甲
3 2
表示在不同NaHCO 浓度条件下测得海草的净光合速率曲线;图乙表示在CO 充足条件
3 2
下,光合速率与光照强度和温度的关系。回答下列问题:
(1)图甲中a、b两点净光合速率不同主要是由光合作用的 反应速率不同导致的,该
过程的能量转换是 。
(2)海草进行光合作用时,CO 的来源有 。若给海草提供H 18 O,则海
2 2
草通过光合作用生成的有机物中也能追踪到18O,原因是
(用必要的物质、生理过程和箭头表示)。
(3)图甲中b点后净光合速率不再增加的原因可能是CO 浓度已达到饱和,也可能是
2
数量有限。
(4)图乙中限制c和d点光合速率增加的因素分别是 和 。根据图乙
不能确定海草进行光合作用的最适温度,判断依据是 。
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答案 (1)暗 将ATP、NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能 (2)HC
O- 分解获得CO 和海草呼吸作用产生 H 18 O C18O C (C H 18
3 2 2 2 3 2
O) (3)胞内碳酸酐酶(或与光合作用有关的色素、酶) (4)光照强度 温度 在适宜光
照强度下,随图乙中温度升高光合速率一直在增大
5.★★★(2025届南通海安期初质量检测,20)发菜是一种陆生蓝细菌。科研人员测定了
不同的pH对发菜细胞(从发菜藻体中分离获得)光合放氧速率和呼吸耗氧速率的影响,结
果如图。请回答下列问题:
(1)发菜细胞中催化二氧化碳固定的酶分布在 ,C 的还原需要光反应提供
3
。
(2)取发菜细胞培养液置于液相氧电极反应室中,以3~6 min为间隔,交替进行
处理,循环三次,测定溶氧量变化,计算光合速率和呼吸速率。
(3)有人认为pH为4时发菜细胞不能进行光合作用,你是否同意他的观点?请说明理由。
。
(4)过酸和过碱的环境通过影响 ,从而影响了发菜的光合作用和呼吸作用。根据
实验结果可知,发菜细胞光合作用对 环境有较强的适应能力。
(5)为了探究不同浓度磷酸盐对发菜细胞光合速率和呼吸速率的影响,科研人员进行了如
下实验。请补全表格:
实验步骤的名称 实验操作的要点
将完全培养基配方中的KHPO 去除,代之以等摩尔浓度的②
① 2 4
(填“NaCl”或“KCl”或“NaHPO”)
2 4
培养、收集 将发菜细胞接种于无磷培养基中培养10 d,通过③ (技术)收集
发菜细胞 发菜细胞
分组实验 将收集的发菜细胞分组接种于添加了④ 的培养基中继续培养
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24 h
测定相关指标 测定各组发菜细胞的光合速率和呼吸速率
答案 (1)细胞质 ATP和NADPH (2)光照和黑暗 (3)不同意,pH为4时光合放氧速
率为0,说明光合作用等于呼吸作用,此时进行光合作用 (4)酶活性 碱性 (5)①配制无
磷培养基 ②KCl ③离心法 ④不同浓度的磷酸盐溶液
6.★★★★(2025届常州前黄高级中学期初,19)如图1表示叶肉细胞中部分代谢途径,研
究发现,叶肉细胞中存在“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”,可实现
叶绿体和线粒体中物质和能量的转移。请据图回答问题:
(1)叶绿体内膜上磷酸转运器的化学本质是 ,研究表明磷酸转运器只存在于绿色
组织的细胞中,原因是 。
(2)当Pi缺乏时,磷酸丙糖从叶绿体中输出 (填“增多”或“减少”)。离开卡尔
文循环的磷酸丙糖,绝大多数离开叶绿体并在 中合成蔗糖,运出细胞。若蔗糖合
成或输出受阻,则卡尔文循环减速,原因是 。
(3)光照过强时,细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能,避免细胞损伤。由图1可知,“苹
果酸/草酰乙酸穿梭”加快的意义是减少 积累,避免对叶绿体的伤害。再通过
“苹果酸/天冬氨酸穿梭”运入线粒体,主要在 处转化为ATP中的化学能。
图1中三羧酸循环进行的场所是 。
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(4)研究发现光合作用光反应产生的NADPH积累是光合作用限速因素之一。我国科学
家向蓝细菌中导入合成异丙醇的三种关键酶基因CTFAB基因、ADC基因、sADH基因,
以期提高细胞光合速率,相关机理如图2。
①图2中sADH催化异丙醇生成的反应机理是 。
②研究人员培育出两种蓝细菌SM6、SM7,提取两种蓝细菌的总RNA利用RT-PCR对
SM6、SM7细胞中三种关键酶基因进行扩增,对扩增产物进行电泳得到图3所示结果。
与野生型蓝细菌相比,SM6细胞中积累的物质最可能是 。野生型、SM6、
SM7三种菌株在适宜条件下,光合速率最快的可能是 。
答案 (1)蛋白质 基因的选择性表达 (2)减少 细胞质基质 进入叶绿体的Pi数量减
少,光合产物(或者磷酸丙糖)积累于叶绿体中,限制了卡尔文循环的进行 (3)NADPH
线粒体内膜 线粒体基质 (4)①降低化学反应所需活化能 ②丙酮 SM7
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