北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
第 5 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
五年高考
1.★★(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
2.★★(2023广东,1,2分)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
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
3.★★★(2024浙江1月选考,17,2分)红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶(PAL)能催
化苯丙氨酸生成桂皮酸,进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取PAL酶液,测定
PAL的活性,测定过程如表。
步骤 处理 试管1 试管2
① 苯丙氨酸 1.0 mL 1.0 mL
② HCl溶液(6 mol/L) — 0.2 mL北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL H O。2支试管置30 ℃水浴1小时
2
⑤ HCl溶液(6 mol/L) 0.2 mL —
⑥ 试管2加0.2 mL H O。测定2支试管中的产物量
2
下列叙述错误的是( )
A.低温提取以避免PAL失活
B.30 ℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C.④加H O补齐反应体系体积
2
D.⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
答案 B
4.★★★(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北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
三年模拟
1.★★(2025届长郡中学月考二,4)中间复合物学说认为,在酶促反应过程中,酶(E)
与反应底物(S)首先形成酶—底物复合物(ES),这个过程是可逆的,然后ES再生成
产物P,这一过程是不可逆的。下列说法错误的是( )
E+S ES P+E
A.E上特异性的活性部位决定了E与S的结合具有专一性
B.当全部的E结合为ES时,酶促反应会出现底物饱和现象
C.ES→P+E所需要的能量比S直接分解为P时所需要的能量高
D.反应体系中加入能与E结合的其他物质可降低酶促反应的速率
答案 C
2.★★(2024师大附中二模,1)多酶片常用于治疗消化不良。多酶片为双层结构,外
层为糖衣,内层为肠溶衣。糖衣包裹的是胃蛋白酶,如图所示。药物先进入胃,再进
入肠。下列说法错误的是( )
A.患者服用多酶片时应整片吞服,不宜捣碎或嚼碎服用
B.食物中的蛋白质均在胃中被消化,淀粉均在小肠中被消化
C.肠溶衣中的化学成分在酸性环境中不易被分解
D.胃蛋白酶和胰酶的最适pH差异较大,但两者的最适温度相近
答案 B
3.★★★(2025届雅礼中学月考三,5)为验证“变性的蛋白质更容易被消化酶消
化”,实验小组利用蛋清溶液和胰蛋白酶(最适温度为37 ℃,最适pH为7.8)按照表
中所示步骤进行实验,并得到如图所示结果。下列分析错误的是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
甲 乙 丙
① 加入2 mL相同浓度的蛋清溶液
40 ℃水浴 60 ℃水浴 80 ℃水浴
②
保温30分钟 保温30分钟 保温30分钟
③ 冷却至37 ℃,加入等量的pH为7.8的缓冲液
④ 加入3滴胰蛋白酶溶液
⑤ 实时检测试管中产物X的含量
A.预期实验结果为:甲、乙、丙分别对应c、b、a三条曲线
B.若将胰蛋白酶更换成胃蛋白酶,其他条件不变,再重复上表步骤得到的结果不同
C.省略步骤③,重复上述实验,则t 时间内丙组产物X的量少于甲组
1
D.若增加酶量,重复上述实验,则曲线中t 、t 、t 都会左移且产物X的最大值增大
1 2 3
答案 D
4.★★★(2024长郡中学二模,4)淀粉酶有多种类型,α-淀粉酶是一种内切酶,可使淀
粉内部随机水解,β-淀粉酶是一种外切酶,可使淀粉从末端以两个单糖为单位进行
水解。对这两种淀粉酶进行的相关实验结果如图1和图2所示,下列叙述错误的
是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.α-淀粉酶水解淀粉的最终产物中有葡萄糖,β-淀粉酶水解淀粉的主要产物为麦
芽糖
B.对照组β-淀粉酶在50 ℃条件下处理1 h后,其空间结构完全遭到破坏
C.β-淀粉酶的最适pH低于α-淀粉酶,在人体胃内β-淀粉酶活性高于α-淀粉酶
D.Ca2+、淀粉与淀粉酶共存时,更有利于较长时间维持β-淀粉酶的热稳定性
答案 C
5.★★★(不定项)(2025届雅礼中学月考二,13)酶的抑制剂能降低酶的活性,不同的
抑制剂对酶活性的影响不同。竞争性抑制剂与被抑制活性的酶的底物通常有结
构上的相似性,其能与底物竞争结合酶分子上的活性中心,从而对酶活性产生可逆
的抑制作用;非竞争性抑制剂与酶的结合位点不同于底物,使酶与底物结合的活性
中心发生改变,不能生成产物。研究小组测定了两种竞争性抑制剂Ⅰ、Ⅱ对大鼠
唾液淀粉酶活性的影响结果,如图所示。下列相关叙述错误的有( )
A.该测定过程中自变量是底物浓度,唾液淀粉酶溶液的浓度属于无关变量
B.正常情况下大鼠细胞中淀粉分解速率曲线为①,在S 点后速率不再增加的原因
2
是酶的数量有限
C.曲线②和③分别代表加入竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂后的情况
D.该实验可用单位时间内淀粉的生成量来表示唾液淀粉酶活性
答案 ABD北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
6.★★★(不定项)(2024张家界二模,13)胰脂肪酶和α-淀粉酶是影响消化吸收的关
键酶,控制其活性可以有效减少糖类、脂质的吸收。为研究花椒(ZBM)和辣椒
(CAL)的提取物对脂肪酶和α-淀粉酶活性的影响,某研究小组进行了相关探究,实
验结果如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.酶的催化机理是降低化学反应的活化能
B.ZBM对两种酶活性均具有较强的抑制作用
C.奥利司他组和阿卡波糖组均为对照组
D.CAL对α-淀粉酶的抑制能力较弱
答案 ABC
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
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北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
2.★★(2022浙江1月选考,3,2分)下列关于腺苷三磷酸分子的叙述,正确的是(
)
A.由1个脱氧核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
B.分子中与磷酸基团相连接的化学键称为高能磷酸键(特殊化学键)
C.在水解酶的作用下不断地合成和水解
D.是细胞中吸能反应和放能反应的纽带
答案 D
三年模拟
1.★★(2025届师大附中月考一,4)细胞可以通过底物水平磷酸化途径生成ATP,如:
葡萄糖在细胞质基质形成丙酮酸的过程中,甘油醛-3-磷酸脱氢并磷酸化生成甘油
酸-1,3-二磷酸,在甘油酸-1,3-二磷酸中形成一个高能磷酸基团,在磷酸甘油酸激酶
的催化下,甘油酸-1,3-二磷酸可将高能磷酸基团转给ADP,生成甘油酸-3-磷酸与
ATP。下列相关叙述正确的是( )
A.甘油酸-1,3-二磷酸生成甘油酸-3-磷酸是吸能反应
B.因为酶、能量等不同,ATP的合成和水解不是可逆反应
C.酶促反应中因存在ATP供能机制而使酶具有高效性
D.酵母菌能发生底物水平磷酸化,而乳酸菌细胞中不能发生
答案 B
2.★★(2025届长郡中学月考二,7)脱氧核苷三磷酸(dNTP)和核苷三磷酸(NTP)参
与核酸合成等多种生理过程,其结构如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.当图中基团X为OH时,则该物质可为RNA合成提供反应所需的原料和能量
B.ATP中的β和γ位磷酸基团之间的特殊化学键不能在细胞核中断裂
C.以α位带32P的dATP为原料,会使新合成的DNA分子被32P标记
D.某些载体蛋白可催化ATP水解北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 B
3.★★★★(2024雅礼中学二模,3)细胞周期控制系统通过周期性激活随后关闭关
键蛋白质来调控细胞周期,磷酸化反应和去磷酸化反应是细胞用来改变蛋白质活
性开或关的最通用的方法之一。细胞周期控制系统的核心是细胞周期蛋白依赖
性蛋白激酶(Cdk),它们的活性呈周期性升降。如图所示为推动细胞从G 期进入
2
M期的复合物M-Cdk的活化过程。下列叙述不正确的是( )
A.不同激酶(Weel和Cak)使M-Cdk的不同位点发生磷酸化,体现了酶的专一性
B.磷酸化的M-Cdk无活性,需要磷酸酶去除Cdk上任意一个磷酸基团才能活化
C.活化的M-Cdk可激活更多的Cdc25,进一步促进M-Cdk的活化,这体现了正反馈
调节
D.推测活化的M-Cdk在进入下一个细胞周期之前会失活
答案 B
第 3 节 细胞呼吸
五年高考
1.★★(2022湖南,7,2分)“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧
童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是( )
A.纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
B.杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C.花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联
D.“杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸
答案 D
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.★★★(2021湖南,12,2分)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为
种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
答案 B
4.★★★★(不定项)(2024湖南,16,4分)为研究CO 、O 和H+对呼吸运动的作用
2 2
(以肺泡通气为检测指标)及其相互影响,进行了相关实验。动脉血中CO 分压
2
(PCO )、O 分压(PO )和H+浓度三个因素中,一个改变而另两个保持正常时的肺泡
2 2 2
通气效应如图a,一个改变而另两个不加控制时的肺泡通气效应如图b。下列叙述
正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.一定范围内,增加PCO 、H+浓度和PO 均能增强呼吸运动
2 2
B.pH由7.4下降至7.1的过程中,PCO 逐渐降低
2
C.PO 由60 mmHg下降至40 mmHg的过程中,PCO 和H+浓度逐渐降低
2 2
D.CO 作用于相关感受器,通过体液调节对呼吸运动进行调控
2
答案 BC
5.★★(2024江西,5,2分)农谚有云:“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是
“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是( )
A.种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高
B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞
C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成
D.光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上
答案 C
6.★★★(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( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
7.★★★(2023全国乙,3,6分)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
2
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.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
8.★★★(2024山东,2,2分)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随
后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,引起有机酸ITA
的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是
( )
A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B.转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变
C.该巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸产生CO 的速率增大
2
D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
答案 C
9.★★★★(不定项)(2024山东,16,3分)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。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
三年模拟
1.★★(2024岳阳二模,4)下列与细胞呼吸相关的实验及应用的说法错误的是(
)
A.不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型
B.储存水果可采用降低氧气含量的措施来减弱其呼吸作用以延长保质期
C.正常情况下,有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸
D.用酸性重铬酸钾溶液检测人体呼出的气体含有酒精则可判断其细胞进行了无
氧呼吸
答案 D
2.★★★(2024长郡中学一模,4)低氧胁迫会降低农作物的产量,洪水和灌溉不均匀
等极易使植株根系供氧不足,造成低氧胁迫。某研究小组利用水培技术探究了低
氧条件对两个油菜品种(A、B)根部细胞呼吸的影响。如图表示实验第6天根部
细胞中相关物质的含量(呼吸底物是葡萄糖)。下列相关叙述错误的是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.正常通气条件下,油菜根部细胞呼吸产生CO 的场所是细胞质基质和线粒体基
2
质
B.低氧胁迫条件下,A、B品种油菜根部细胞的无氧呼吸增强
C.丙酮酸含量高低可以反映有氧呼吸强度,从图中可知正常通气更利于储存油菜
D.在低氧胁迫下,A品种相比于B品种可能更容易发生烂根现象
答案 C
3.★★★(2024师大附中三模,4)如图表示某植物非绿色器官在不同O 浓度下,O
2 2
的吸收量和CO 的释放量的变化情况,根据所提供的信息,下列判断错误的是(
2
)
A.L点时,该器官产生CO 的场所是细胞质基质
2
B.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解,可能来自油料作物
C.N点时,该器官O 的吸收量等于CO 的释放量,说明其只进行有氧呼吸
2 2
D.若该非绿色器官是种子,则M点对应的O 浓度最适合储存
2
答案 C
4.★★★(不定项)(2024长沙一中二模,13)癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产
生的ATP总量没有明显差异,但癌细胞从内环境摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是
正常细胞的若干倍。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸
产生ATP的现象,称为“瓦堡效应”。肝癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢
过程如图所示。下列叙述正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
注:NADH是一种氢的载体,也可用[H]表示
A.过程①和③都能产生少量的ATP
B.“瓦堡效应”导致癌细胞消耗的葡萄糖越多,释放的能量越少
C.过程③产生的NAD+对过程①具有促进作用
D.过程②会消耗过程①产生的NADH
答案 CD
5.★★★(不定项)(2023长沙一中月考五,13)细胞呼吸是糖类、脂肪和蛋白质相互
转化的枢纽。如图为葡萄糖、脂肪和氨基酸相互转化的示意图,在有氧的条件下
才能产生乙酰辅酶A。下列相关叙述正确的是( )
A.无论有无氧气,①过程都会产生少量的NADPH
B.真核细胞中丙酮酸转化成乙酰辅酶A的场所是细胞质基质
C.与同等质量的葡萄糖相比,脂肪经有氧呼吸过程产生的水和能量更多
D.丙酮酸和乙酰辅酶A是糖类、脂肪和蛋白质之间转化的中间产物
答案 CD
6.★★★★(不定项)(2025届长沙一中月考三,14)植物呼吸作用包括细胞色素呼吸
和交替呼吸,线粒体中电子传递至O 的氧化酶为细胞色素氧化酶(COX)和交替氧
2
化酶(AOX)。正常情况下,线粒体电子传递主要通过细胞色素呼吸进行,电子泄漏
较少,但逆境条件下细胞色素呼吸受到抑制,导致呼吸链电子传递受阻,电子极易泄
漏出来与O 结合形成植物体内的活性氧(ROS),如H O 等,此时交替呼吸强度增大,
2 2 2
将过剩电子通过AOX传递给O 形成水,有效减少线粒体内ROS的产生。某团队
2北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
研究了不同浓度的铝胁迫对2个烟草品种的影响,实验结果如下。下列相关说法
正确的是( )
A.随着铝浓度的增加,2个烟草品种叶片细胞的色素呼吸强度逐渐降低
B.铝胁迫引起细胞呼吸中泄漏的电子增加并与O 结合导致ROS增加
2
C.云烟100可能通过保持较高的交替呼吸强度来减轻铝胁迫造成的细胞伤害
D.烟草叶片中H O 浓度随着铝浓度的升高而升高且云烟105的敏感性更弱
2 2
答案 ABC
7.★★★★(不定项)(2024湖湘名校联盟二模,13)呼吸作用强度受多种因素的影响。
呼吸商(RQ=CO 释放量/O 吸收量)可作为描述细胞利用不同底物呼吸过程中O
2 2 2
供应情况的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响,图丙表示某植
物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸商。下列说法错误的是( )
甲 乙
丙北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.由图甲可知,冬季升高室内温度可以提高人体温度,从而明显促进人体呼吸作用
B.若图乙D点开始只进行有氧呼吸,则D点后呼吸作用CO 释放量和O 吸收量不
2 2
一定相等
C.据图丙分析,c以后呼吸作用强度不再随氧分压的增大而变化
D.综上分析,种子萌发时应在温度适宜、氧气充足的条件下进行
答案 AC
8.★★★★(不定项)(2025届雅礼中学月考三,13)人和哺乳动物体内的脂肪组织可
分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),WAT负责储存脂肪,BAT则负责
分解脂肪等以满足额外的热量需求,细胞结构如图1,二者可以相互转化。研究发
现白色脂肪褐色化与雌激素相关受体蛋白ERRγ有关,也与参与有氧呼吸第三阶
段的蛋白UCP1的表达量提高有关。科学家获得ERRγ基因缺陷小鼠(KO)并将其
与野生型小鼠(WT)同置于4 ℃低温冷环境中,检测体内BAT和WAT的数量,计算
其比值(BAT/WAT),结果如图2。进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平,结果如
图3。以下分析正确的是( )
A.WAT转化为BAT之后产热效率提高与脂肪滴变多及线粒体增多有关
B.由图2推测雌激素通过ERRγ蛋白抑制WAT转化为BAT
C.KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为1.4北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
D.蛋白UCP1减少了ATP合成,促进能源物质中的化学能更多转化为热能
答案 ACD
题型突破 呼吸电子传递与氧化磷酸化
五年高考
★★★(2024重庆,7)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
三年模拟北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
1.★★★(不定项)(2024邵阳期中,14)细胞内的有机物在线粒体内经过三羧酸循环
(TCA循环)后被彻底氧化分解,生成ATP供生命活动利用,具体过程如图所示。下
列有关叙述正确的是( )
A.线粒体内膜上运输H+的载体能将H+势能转化为ATP中的化学能
B.TCA循环的底物是丙酮酸和脂肪酸,产物是CO 和NADH
2
C.NADH提供的高能电子e-最终生成水是氧化过程
D.高能电子e-通过电子传递链的过程会释放大量的热能
答案 ACD
2.★★★(不定项)(2025届雅礼中学月考二,15)下图为线粒体产生及运送ATP的示
意图,ATP合成酶利用质子(H+)由高浓度流向低浓度所释放出的电势能,将ADP磷
酸化产生ATP,而线粒体膜上的ATP/ADP转运酶则将ADP与ATP交换传送至膜
内外。邦克列酸可与此转运酶结合成复合体,进而阻碍传送分子的功能,并使线粒
体无法产生ATP,造成细胞无法正常运作甚至死亡。下列叙述正确的是( )
A.ATP合成酶利用细胞分解大分子时所释放出的能量来产生ATP北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
B.H+流动释放出的电势能会受到邦克列酸的影响
C.ATP和ADP的运送都会受到邦克列酸的影响
D.邦克列酸中毒的线粒体,因ATP合成酶被破坏而无法产生ATP供细胞使用
答案 BC
第 4 节 捕获光能的色素和光合作用的原理
五年高考
1.★★★★(2024湖南,17,12分)钾是植物生长发育的必需元素,主要生理功能包括
参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明,缺钾
导致某种植物的气孔导度下降,使CO 通过气孔的阻力增大;Rubisco的羧化酶(催
2
化CO 的固定反应)活性下降,最终导致净光合速率下降。回答下列问题:
2
(1)从物质和能量转化角度分析,叶绿体的光合作用即在光能驱动下,水分解产生
;光能转化为电能,再转化为 中储存的化学能,用于暗反应的过程。
(2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量 ,从叶绿素的合成角度分析,原因是
(答出两点即可)。
(3)现发现该植物群体中有一植株,在正常供钾条件下,总叶绿素含量正常,但气孔
导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近,推测是Rubisco的编码基因发生
突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码,这两个
基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料,以测序的方
式确定突变位点。写出关键实验步骤:① ;
② ;
③ ;
④基因测序;⑤ 。
答案 (1)O 和H+ ATP和NADPH (2)减少 缺钾会使与叶绿素合成相关的酶
2
的活性降低;缺钾会影响细胞的渗透调节,进而影响细胞对Mg、N等的吸收,使叶
绿素合成减少 (3)①分别提取该叶片组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
②根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物 ③利用提取的
DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳 ⑤和已知基因序列进行比较
2.★★(2024广东,3,2分)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。
某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是(
)
A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B.研磨时用水补充损失的提取液
C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D.用过的层析液直接倒入下水道
答案 C
3.★★★★(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。
(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
2
分子3-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。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
5
加法原理 (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
三年模拟
1.★★(2024长郡中学期末,3)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40~50 ℃烘干后,再加入SiO 、CaCO 和无水乙醇充分研磨,效果可
2 3
能更佳
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.溶解度大的色素与滤纸结合能力更强
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
答案 A
2.★★(2025届雅礼中学月考二,7)如图是绿色植物和藻类中常见的光合色素吸收
光谱。某生使用长条滤纸,以石油醚∶丙酮=9∶1为展开液进行光合色素之层析北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
分离实验中,分别计算甲、乙、丙三种色素的Rf值(Rf值=
滤纸上色素移动上升的距离
),Rf值由大到小依次为( )
滤纸上展开液移动上升的距离
A.甲、丙、乙 B.丙、乙、甲
C.乙、丙、甲 D.甲、乙、丙
答案 C
3.★★★(2024湖南名校联盟三模,4)2021年,我国科学家首次实现了从CO 合成人
2
造淀粉的过程,成功将CO 和H 转化为淀粉。该合成过程的基本环节如图所示。
2 2
下列分析错误的是( )
A.该合成过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储存于有机物中
B.图中①过程模拟植物光合作用光反应阶段,②③模拟暗反应过程中CO 的固定
2
C.若固定的CO 量相等,人工合成淀粉的量等于植物光合作用积累的有机物量
2
D.当干旱发生时,人造淀粉合成过程相比于植物光合作用合成有机物所受的影响
较小
答案 C
4.★★★(不定项)(2024百师联盟二模,13)1919年,德国生物化学家甲瓦尔波用黑
藻进行闪光实验。在其他条件均相同的前提下,一组连续光照,另一组用闪光照射,
中间隔一定暗期,结果发现后者光合作用效率是连续光照下的200%~400%。下列
说法正确的是( )北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
A.光照条件下,黑藻叶片中合成ATP的场所是叶绿体和线粒体
B.停止光照后,CO 的固定和还原仍能进行一段时间
2
C.闪光条件下暗反应充分,所以光合作用效率高
D.光反应和暗反应是两个独立的过程,互不影响
答案 BC
5.★★★★(2024雅礼中学三模,18)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,
光照能促进气孔打开,图1是短时光照和长时光照诱导拟南芥气孔打开的相关机
制。请回答下列问题。
(1)与叶肉细胞相比,保卫细胞固定CO 特有的场所是 。
2
(2)短时光照促进气孔打开,其原因有:北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
①蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA,AHA消耗ATP将H+泵出膜外,使膜电位
的绝对值 ,AKT打开,细胞吸收K+。
②叶肉细胞和保卫细胞叶绿体向保卫细胞细胞质输送已糖,已糖经 (过
程)生成PEP,PEP经一系列酶促反应生成Mal。K+、Mal等进入液泡,使其渗透压
,细胞吸水,促进气孔张开。
(3)长时光照导致CO 浓度下降,从而影响pH,使PEPC(PEPC催化PEP和CO 生成
2 2
OAA)活性 ,最终促进气孔开放。保卫细胞叶绿体合成淀粉需要ATP,产生
这些ATP的场所有 。保卫细胞叶绿体白天贮存淀
粉,一方面可为其夜间生命活动提供物质和能量,另一方面在夜间过后短时光照时
。
(4)为了研究保卫细胞叶绿体中的淀粉合成与叶肉细胞有机物输送的关系。研究
人员用DCMU(光系统Ⅱ抑制剂)处理拟南芥野生型WT和STP突变体(stp),测定
保卫细胞的淀粉粒面积,其大小变化如图2。WT+DCMU组,在光照2 h内保卫细
胞中淀粉含量快速降低,其主要原因是
。
答案 (1)细胞质基质 (2)①增大 ②糖酵解 增大 (3)升高 类囊体薄膜、细
胞质基质、线粒体 为保卫细胞细胞质提供已糖 (4)一方面光照诱导保卫细胞
叶绿体中的淀粉快速分解;另一方面DCMU使叶肉细胞、保卫细胞光合作用受阻
第 5 节 光合作用的影响因素及应用
五年高考
1.★★(2021湖南,7,2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和
物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O 的释放,说明未进行光合作用
2
B.在暗反应阶段,CO 不能直接被还原
2
C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案 A
2.★★★(不定项)(2022湖南,13,4分)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合
作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因
可能是( )
A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO 量减少
2
B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO 量大于光合固定的CO 量
2 2
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降
答案 AD
3.★★★(2022海南,3,3分)某小组为了探究适宜温度下CO 对光合作用的影响,将
2
四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO 溶液的烧杯
3
中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述
正确的是( )
A.本实验中,温度、NaHCO 浓度和光照都属于自变量
3
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中,0.5% NaHCO 溶液中叶圆片光合速率最高
3
D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
答案 B
4.★★★(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(
)北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
5.★★★(2022北京,2,2分)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率
与叶片温度、CO 浓度的关系如图。据图分析不能得出( )
2
A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B.在一定的范围内,CO 浓度升高可使光合作用最适温度升高
2
C. CO 浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小
2
D. 10 ℃条件下,光合速率随CO 浓度的升高会持续提高
2
答案 D
6.★★★★(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为细胞分裂素合成抑制剂,KT
2北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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 H O·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
2 2
多的蔗糖被分解成单糖(或运输到籽粒的蔗糖减少)
三年模拟北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
1.★★(2024张家界二模,3)我国自古“以农立国”,经过悠久岁月的积累,形成了丰
富的农业生产技术体系。下列有关农业生产实践的叙述中,说法不正确的是(
)
A.“露田、晒田”能为根系提供更多O ,促进细胞呼吸,有利于根吸收无机盐
2
B.“农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)”,红花草根上的根瘤菌起到固氮肥田的
效果
C.“秸秆还田”的目的是使植物能够利用秸秆中的有机物,促进植物的生长发育
D.“疏禾有谷粜(tiào),密禾捞柴烧”指提高种植密度不利于提高光合速率,从而使
产量降低
答案 C
2.★★★(2025届雅礼中学月考三,6)为探究外界环境条件对植物光合速率的影响,
某研究小组用耐盐碱能力较强的海水稻为实验材料进行了一系列研究,实验过程
中温度适宜且相同,由所得实验数据绘制曲线如图所示。下列推测不合理的是(
)
A.图1中海水稻用NaCl溶液处理后光合速率降低与气孔导度下降有关
B.随着NaCl溶液浓度增大,海水稻的光补偿点应变大,光饱和点应变小北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
C.A、B、C三组海水稻经NaCl溶液处理后短时间内C 含量最多的是C组
5
D.图2中限制丙组水稻光合速率的主要环境因素是CO 浓度
2
答案 D
3.★★★(不定项)(2024岳阳二模,13)科学实验表明:富氢水(HRW)处理草莓后其干
重增加58%,叶面积增加48%,相对生长速率较对照组提高50%,葡萄糖、蔗糖含量
比对照组分别增加69%、46%,叶绿素a/叶绿素b提高12%。富氢水处理对草莓
气孔导度及胞间CO 浓度的影响如图所示(相关单位已省略)。以下说法正确的是
2
( )
A.HRW处理的草莓叶片气孔导度明显增加,草莓叶片胞间CO 浓度比对照组没有
2
显著性差异,可能与叶绿体中光合酶活性以及光系统活性等的提升有关
B.富氢水处理提高了草莓叶片光合产物的积累,为生长速率的提高积累物质基础
C.对照组应当用普通水处理草莓
D.HRW对叶绿素的转化可能产生影响,增加了叶绿素a含量或者降低其转化
答案 ABCD
4.★★★(2024师大附中二模,17)光反应依赖类囊体薄膜上的PSⅡ光复合体(叶绿
素—蛋白质复合体)。PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来
增强或减弱对光能的吸收,LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化,其过程
如图1所示。回答下列问题:北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(1)测定光合色素含量时,先用 (试剂)提取色素。为避免类胡萝卜素的影
响,应选用色素溶液对 光的吸收值来估算叶绿素的含量。
(2)根据信息分析,强光条件下,植物减弱对光能吸收的机理是
。
(3)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后,光合作用速率不再继续随着光
照强度增强而升高时的光照强度,科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔光合作
用速率的影响,实验结果如图2所示。
① 据图2结果分析,在一定范围内,随海藻浒苔脱水率增大,其光饱和点将 (填
“升高”“降低”或“不变”)。已知酶活性会受含水量影响,据此分析脱水
导致光饱和点发生该变化的原因是 。
② 在高潮沉水状态下,海藻浒苔对HCO - 的利用能力很强,能直接吸收利用水中
3
的HCO - 作为光合无机碳源。在低潮干出状态下,海藻浒苔和空气直接接触,
3
其光合作用速率会急剧下降,分析其原因是 。
答案 (1)无水乙醇 红 (2)强光条件下,LHC蛋白激酶活性增强,促进LHCⅡ与
PSⅡ分离,减弱对光能的吸收 (3)①降低 脱水降低了光合作用有关酶的活性,导
致光饱和点降低 ②低潮干出状态下,海藻浒苔对空气中CO 的吸收利用能力弱
2
于水中的HCO-
,导致光合作用速率下降
3
5.★★★★(2025届雅礼中学月考三,17)气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主
要通道,是由一对保卫细胞围成的孔隙,保卫细胞含叶绿体。大多数植物的气孔白北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
天打开,晚上则保持很小的开度。气孔开度大小可发生变化,并且受多种因素的调
节。
(1)在干旱条件下,植物的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合和开放,称为
“气孔振荡”。植物通过“气孔振荡”可适应干旱环境并能正常生长,原因是
。
(2)关于气孔开闭的假说之一是:在光下,保卫细胞由于 ,导致
细胞中CO 浓度下降,引起pH升高,促进酶促反应淀粉转化为葡萄糖,细胞中葡萄
2
糖浓度增高,保卫细胞 (填“吸水”或“失水”)导致气孔开放。黑暗时,
保卫细胞中葡萄糖浓度低,气孔关闭。
(3)关于上述假说的机理,研究者利用拟南芥开展了进一步的研究。
①拟南芥叶肉细胞中发生的物质变化有 (字母选填),能量变化有
(字母选填)。
a.CO →C b.C →C c.C →丙酮酸 d.丙酮酸→CO e.NAD+→NADH f.光能
2 3 3 6 6 2
→活跃的化学能 g.活跃的化学能→稳定的化学能 h.稳定的化学能→活跃的化
学能 i.活跃的化学能→光能
②研究人员欲研究蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用及机理,以光照12 h与黑
暗12 h为光照周期进行实验,结果如图1、图2所示。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
结合图1、图2所示的结果,可得出TOR激酶在气孔开闭中的作用原理是
。
③ 研究发现蔗糖也能促进气孔打开,为确定蔗糖促进气孔打开的原理,研究人员
将野生型拟南芥分为4组开展实验,检测光照后各组中淀粉降解酶BAM1的相
对表达量。实验处理及结果如表所示。分析可知,蔗糖促进气孔打开的原理是:
。
组别 1 2 3 4
蔗糖 - + - +
TOR激酶抑制剂 - - + +
光照后淀粉降解酶
* *** * *
BAM1的相对表达量
注:“+/-”分别表示“有/无”添加,“*”越多表示表达量越高。
答案 (1)气孔周期性的闭合和开放,既能降低植物的蒸腾作用,避免散失过多水分,
又能保障CO 的供应,使光合作用正常进行 (2)进行光合作用,且光合作用吸收
2
CO 的量大于呼吸作用释放CO 的量(或进行光合作用消耗了CO ) 吸水
2 2 2
(3)①abcde fgh ②TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解,使气孔打
开 ③蔗糖通过影响TOR激酶(提高TOR激酶的活性等)来提高光照后淀粉降解
酶BAM1的相对表达量,促进淀粉转化为葡萄糖,使细胞内葡萄糖浓度增大,促进
气孔打开北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
第 6 节 光合与细胞呼吸综合
五年高考
1.★★★(2022湖南,17,12分)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,
作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8~10 μmol/(s·m2)时,
固定的CO 量等于呼吸作用释放的CO 量;日照时长短于12小时才能开花。将新
2 2
采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于
人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35 ℃/25 ℃,光照强度为2 μmol/(s·m2),每天光
照时长为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下,该水稻种子 (填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2
厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是 。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10 μmol/(s·m2),其他条件
与上述实验相同,该水稻 (填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由是
(答出两点即可)。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害和减
少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有 特性。
答案 (1)能 题述条件满足种子萌发所需要的充足水分、足够的空气和适宜的
温度等条件,且种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存
的有机物,光照有利于叶片叶绿素的形成 (2)不能 该水稻品种在光照强度为10
μmol/(s·m2)时,固定的CO 量等于呼吸作用释放的CO 量,光合速率等于呼吸速率,
2 2
净光合速率为0,水稻适龄秧苗不能正常生长;该水稻品种日照时长短于12小时才
能开花,现在每天光照时长为14小时,所以该水稻不能开花并繁育出新的种子
(3)耐低氧、活力强
2.(2024广东,2,2分)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,
其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在
该结构中,下列物质存在的可能性最小的是( )
A.ATP B.NADP+ C.NADH D.DNA北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 D
3.★★★(2023湖北,11,2分)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
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
4.★★★(2023北京,3,2分)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO 吸收速率的
2
影响如图。对此图理解错误的是( )
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
答案 C
5.★★★(2022全国乙,2,6分)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CO 含量初期逐渐降低,之后保持
2
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北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
6.★★★★(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
2
膜,说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C 在 的
3
作用下转变为(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 。
(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北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
三年模拟
1.★★★(2024永州三模,3)将某植物引种到新环境后,其光合速率较原环境发生了
一定的变化。将在新环境中产生的该植物种子培育的幼苗再移回原环境,发现其
光合速率变化趋势与其原环境植株一致。在新环境中该植物的光合速率等生理
指标日变化趋势如图所示。下列叙述错误的是( )
A.新环境中该植株光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的
B.图中光合作用形成ATP最快的时刻是10:00时左右
C.10:00~12:00时光合速率明显减弱,其原因可能是酶的活性减弱
D.气孔导度减少,能够提高蒸腾速率,有助于植物体内水和有机物的运输
答案 D
2.★★★(不定项)(2025届雅礼中学月考一,16)为研究某种植物光合速率和呼吸速
率对生长发育的影响,研究者做了以下实验:将长势相同的该植物幼苗均分成7组,北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
分别置于不同温度下,先暗处理1 h,再光照1 h,其他条件相同且适宜,测其干重变
化,结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.光照下26 ℃和32 ℃时该植物的净光合速率相等
B.若光照强度突然增加,叶绿体基质中C 的含量将会增加
3
C.30 ℃条件下,一昼夜光照时间超过8 h,该植物幼苗才能生长
D.温度达到34 ℃时,该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用
答案 AC
3.★★★★(2024雅礼中学一模,17)樱桃品种“早大果”属于早熟的优良品种。在
温室大棚栽培条件下,科研人员以三组长势一致的“早大果”植株为材料进行研
究。
组1:测得8:00~18:00光合有效辐射(PAR)、环境CO 浓度的变化规律如图甲;
2
组2:测得PAR对叶片净光合速率(Pn)的影响曲线如图乙;
组3:测得环境CO 浓度对叶片净光合速率(Pn)的影响曲线如图丙。
2
据图分析回答下列问题:北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(1)樱桃的净光合速率可用 速率来代表。实验数据需经多次测定后
取平均值,其目的是 。
(2)图甲中的因变量是 。8:00~11:00期间大棚中CO
2
浓度降低的主要原因是 。
(3)图甲中,PAR达到峰值约为 μmol·m-2·s-1;图乙的Pn达到最大所对
应的最低PAR约为 μmol·m-2·s-1。综合分析甲、乙、丙三组数据,单
独提高 可提高大棚樱桃Pn,其中提高 ,
樱桃Pn提高的幅度更大。
答案 (1)O 的释放(或“CO 的吸收”、“有机物的积累”) 减少实验误差,防
2 2
止实验材料本身或其他偶然因素对实验结果造成影响 (2)光合有效辐射(PAR)、
环境CO 浓度 樱桃光合作用固定的CO 多于呼吸作用释放的CO (3)800
2 2 2
1500 光合有效辐射或环境CO 浓度 环境CO 浓度
2 2
题型突破 光系统和电子传递及光抑制和光呼吸
五年高考北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
1.★★★★(电子传递)(2021湖南,18,12分)图a为叶绿体的结构示意图,图b为叶绿
体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题:
图a
图b
注:e-表示电子
(1)图b表示图a中的 结构,膜上发生的光反应过程将水分解成O 、
2
H+和e-,光能转化成电能,最终转化为 和ATP中活跃的化学能。若CO 浓
2
度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会
(填“加快”或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4
种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代
NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如表所示。
叶绿体类型
叶绿体C:
叶绿体D:
叶绿体A:
相对值
叶绿体B:双层膜
双层膜瓦解,类
所有膜结构解
双层膜结构局部受损,类囊体
体破裂成颗粒
囊体松散但未
略有损伤
完整
或片段
断裂
实验一:以Fecy为
实
电子受体时的放氧 100 167.0 425.1 281.3
验量
项实验二:以DCIP为
电子受体时的放氧 100 106.7 471.1 109.6
目
量北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。
据此分析:
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以 (填“Fecy”
或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是
。
②该实验中,光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散
的条件下,更有利于 ,从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相
对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释
。
答案 (1)类囊体膜 NADPH 减慢 (2)①Fecy 叶绿体B双层膜局部受损,类
囊体略有损伤时,以Fecy为电子受体时的放氧量明显高于叶绿体A双层膜结构完
整时,而以DCIP为电子受体时的放氧量略高于叶绿体A双层膜结构完整时,差别
不大 ②电子传递 ③ATP的合成依赖于H+顺浓度梯度通过类囊体膜上的ATP
合酶,叶绿体A、B、C、D类囊体膜的受损程度依次增大,因此ATP的产生效率
逐渐降低
2.★★★★光呼吸+CO 浓缩(2023湖南,17,12分)如图是水稻和玉米的光合作用暗
2
反应示意图。卡尔文循环的Rubisco对CO 的K 为450 μmol·L-1(K 越小,酶对底
2 m m
物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO 反应,进行卡尔文循环,又可催化
2
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
2 2 2
酶的酶促反应方向受CO 和O 相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密
2 2
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(PEPC对CO 的
2
K 为7 μmol·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO 反应生成C ,固定产物C 转
m 2 4 4
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:
2北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(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
2 2
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 筛管 (2)高于 玉米的PEPC的K 小,可以利用
m
低浓度的CO ;玉米的叶肉细胞光解水释放氧气,加上PEPC起到的CO 泵的作用,
2 2
维管束鞘细胞内CO /O 的值高,Rubisco的羧化大于加氧,光呼吸很弱;玉米的光合
2 2
产物能及时从维管束运走 (3)光反应生成的ATP、NADPH有限;暗反应的酶活
性有限;光合产物输出速率有限北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
3.★★★光抑制(2023山东,21,10分)当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光
反应阶段的 PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度
减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ
的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。
科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如
图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的
PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中,影响光合作用强
度的主要环境因素有 (答出2个因素即可)。
(2)根据本实验, (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生
型的PSⅡ活性强弱,理由是 。
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量
(填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本
实验推测,原因是 。
答案 (1)有无光照、有无H基因或H蛋白 温度、CO 浓度、水 (2)不能 野
2
生型PSⅡ损伤大但能修复;突变体PSⅡ损伤小但不能修复 (3)少 突变体NPQ
高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多
三年模拟
★★★★光系统、光抑制(2025届雅礼中学月考一,17)光系统Ⅱ(PSⅡ)、Cb6/f
和光系统Ⅰ(PSⅠ)等结构形成线性电子传递和环式电子传递两条途径,两条途径在
光反应过程中均产生ATP。亲环素蛋白C37调控电子传递效率,提高植物对强光北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
的适应性(如图)。在强光下,C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧,活性
氧积累使叶绿素降解增加,活性氧积累到一定量使细胞凋亡。回答下列问题。
(1)①光合色素吸收光能后,将水分解为O 和H+,同时产生电子;电子经过电子传递
2
链,最终与 结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭,CO 供应不足,
2
短时间内暗反应中C 含量 。环式电子传递与线性电子传递相
3
比,NADPH/ATP的值 (填“较大”“较小”或“相等”)。
②根据题干信息,下列对强光下植物光合电子传递链调控机制的理解,说法正确的
有 。
A.强光下,C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程
B.强光下,C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率
C.C37缺失使电子传递受阻,进而降低活性氧的含量,可导致植物叶片变黄
D.C37缺失突变体转入高表达的C37基因,可降低强光下的细胞凋亡率
(2)请参照《绿叶中色素的提取和分离》实验的原理,设计一个实验验证:在强光下,
C37缺失会导致叶绿素降解增加。简要写出实验设计思路:
。北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
答案 (1)①NADP+ 降低 较小 ②BD (2)取等量强光照射相同时间的野生
型和C37缺失突变体叶片,提取、分离色素,比较色素带上叶绿素条带的颜色的深
浅(宽度)
题型突破 CO 浓缩机制
2
五年高考
1.★★★(2021全国乙,29,11分)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊
的CO 固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO ,吸收的CO 通过生成苹果酸
2 2 2
储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO 可用于光合作
2
用。回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有 。光合作用所需的
CO 来源于苹果酸脱羧和 释放的CO 。
2 2
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能
防止 ,又能保证 正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊
的CO 固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
2
答案 (1)细胞质基质、线粒体、叶绿体 细胞呼吸 (2)水分大量散失 光合作
用 (3)实验思路:白天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片,测
定叶肉细胞的pH;预期结果:植物甲叶肉细胞pH在夜间逐渐降低、白天逐渐升高。
2.★★★(2021天津,15,10分)Rubisco是光合作用过程中催化CO 固定的酶。但其
2
也能催化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
2 5 3 2 2 2
Rubisco的同一活性位点,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北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
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
2 2
进 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
3 2
基因并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
2 2 5
提高
三年模拟
★★★★(2024雅礼中学一模,17)玉米的CO 固定方式与小麦不同,其通过气孔
2
吸收CO ,在叶肉细胞叶绿体中PEP羧化酶(该酶能催化PEP固定较低浓度的CO ,
2 2
比卡尔文循环固定CO 的酶能力强约60倍)作用下生成C (草酰乙酸),C 经转化酶
2 4 4
催化转化为苹果酸进入维管束鞘细胞后,经脱羧酶催化脱羧释放CO ,然后进行与
2
小麦相同的CO 同化过程(即卡尔文循环),如图1所示;图2为玉米和小麦光合速
2
率随外界CO 浓度变化而变化的曲线图;图3为炎热、干旱环境下玉米和小麦净
2
光合速率随时间变化而变化的曲线图。请回答下列问题:北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(1)玉米和小麦对CO 的利用,均在 (填细胞器名称)中进行,玉米细胞内
2
CO 的受体是 ,玉米维管束鞘细胞进行光合作用时需要叶肉细胞提供
2
ATP和NADPH,推测其维管束鞘细胞 (填“无叶绿体”“有无基粒的叶
绿体”或“有完整的叶绿体”),维管束内有筛管,可以运输维管束鞘细胞内合成
的 (填“淀粉”或“蔗糖”)到植物各处。
(2)图2中表示小麦的曲线是 。
(3)图3中表示玉米的曲线是 ,作出判断的理由有(多选) 。
A.炎热、干旱环境下,中午时刻两种植物的气孔开度均小北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
B.外界CO 进入叶肉细胞均少
2
C.玉米能借助PEP羧化酶和PEP固定低浓度的CO 并在维管束鞘细胞中释放
2
CO
2
D.玉米维管束鞘细胞中有关酶催化固定CO 的能力强于小麦
2
(4)某团队利用基因工程技术,将PEP羧化酶基因导入小麦中,检测到转基因小麦叶
肉细胞内有较高含量且活性高的PEP羧化酶,将转基因小麦与野生型小麦在低浓
度CO 条件下进行光合作用强度对照实验,结果发现两者的光合作用强度无明显
2
差异,参考玉米同化CO 的途径分析不能提高转基因小麦光合作用强度的原因可
2
能是 (合理即可)。
答案 (1)叶绿体 C 和C 有无基粒的叶绿体 蔗糖 (2)B (3)C ABC (4)
3 5
转基因小麦叶肉细胞内缺乏PEP,不能将CO 固定为C ;缺乏转化酶,不能将C 转
2 4 4
化为苹果酸;缺乏脱羧酶,苹果酸不能脱羧释放CO
2
