北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
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
提升
•实验设计中的变量分析和基本原则:T2、T3、T5、T11、T12、T13
五年高考
1.★★(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
2.★★★(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
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3.★★★(2022广东,13,4分)某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究,结果
见表。下列分析错误的是( )
组别 pH CaCl 温度(℃) 降解率(%)
2
① 9 + 90 38
② 9 + 70 88
③ 9 - 70 0
④ 7 + 70 58
⑤ 5 + 40 30
注:+/-分别表示有/无添加,反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A.该酶的催化活性依赖于CaCl
2
B.结合①、②组的相关变量分析,自变量为温度
C.该酶催化反应的最适温度70 ℃,最适pH 9
D.尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
答案 C
4.★★(教考衔接: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
5.★★★(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
③ PAL酶液 1.0 mL 1.0 mL
④ 试管1加0.2 mL HO。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 HO。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
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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
6.★★★(2022重庆,7,2分)植物蛋白酶M和L能使肉类蛋白质部分水解,可用于制作肉
类嫩化剂。某实验小组测定并计算了两种酶在37 ℃、不同pH下的相对活性,结果见表。
下列叙述最合理的是( )
pH
相对活性
3 5 7 9 11
M 0.7 1.0 1.0 1.0 0.6
酶
L 0.5 1.0 0.5 0.2 0.1
A.在37 ℃时,两种酶的最适pH均为5
B.在37 ℃长时间放置后,两种酶的活性不变
C.从37 ℃上升至95 ℃,两种酶在pH为5时仍有较高活性
D.在37 ℃、pH为3~11时,M更适于制作肉类嫩化剂
答案 D
7.★★★(2021海南,11,3分)某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所
示。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.该酶可耐受一定的高温
B.在t 时,该酶催化反应速率随温度升高而增大
1
C.不同温度下,该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D.相同温度下,在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
答案 D
三年模拟
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8.★★(2025届广东部分学校联考,11)盐酸同唾液淀粉酶一样,可以促进淀粉的水解,同
时作为胃酸的成分,为胃蛋白酶活性的发挥提供适宜的酸性环境。下列说法错误的是(
)
A.胃蛋白酶的最适pH小于唾液淀粉酶的
B.相比于盐酸,唾液淀粉酶为淀粉的水解提供的活化能更多
C.胃蛋白酶可以催化唾液淀粉酶的水解
D.在唾液淀粉酶和胃蛋白酶的加工成熟过程中,均需要用到囊泡运输
答案 B
9.★★★(2025届梅州兴宁质检,3)过渡态是指化学反应过程中达到的能量最高状态。
过渡态理论认为,酶催化反应的过程为酶+反应物 酶+过渡态反应物 酶+产物;无
催化剂时,同一反应的过程为反应物 过渡态反应物 产物。下列叙述错误的是(
)
A.发生过程①和过程③所需的能量均称为活化能
B.与酶结合后反应物会更难转变为过渡态反应物
C.加热与加酶使该反应变快的作用机理是不同的
D.pH的变化可能影响过程①中反应物到达过渡态
答案 B
10.★★★(2024届珠海三模,4)利用淀粉酶、糖化酶生产葡萄糖的方法称为双酶法,大
致生产流程如图。液化是将淀粉水解为低聚糖,糖化是将低聚糖水解为葡萄糖。液化时
间过长会导致产物不纯。下列说法错误的是( )
A.双酶法生产葡萄糖体现了酶具有专一性的特点
B.不同生产阶段的温度不同是为了保持酶的活性
C.淀粉酶和糖化酶的作用机制是降低了化学反应的活化能
D.为保证产物纯度,液化后应先缓慢降温,后调pH,再加入糖化酶
答案 D
11.★★★(2024届华南师大附中三模,15)Cu2+能与α-淀粉酶牢固结合而使酶失活。某
研究小组做了如下两组淀粉酶催化淀粉水解的实验:实验一:在最适温度和pH条件下探
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究一定范围内淀粉酶的浓度对酶促反应速率的影响;实验二:各组均加入等量微量Cu2+,
其他条件与实验一相同,测定酶促反应速率。下列有关说法错误的是( )
A.实验一和实验二的自变量和因变量都相同
B.实验一和实验二都应在淀粉足量的情况下进行
C.Cu2+是通过与淀粉竞争相同的结合位点使酶失活
D.若升高实验一的反应温度,酶促反应速率会与实验二接近
答案 C
12.★★★(2025届揭阳摸底,14)胰蛋白酶能激活其他消化酶原,在新陈代谢中发挥着重
要作用。多种疾病(胰腺炎、肺气肿等)的发生均与胰蛋白酶的过量分泌有关,临床上常
使用胰蛋白酶抑制剂类药物进行治疗。研究表明,一些植物多酚类化合物对胰蛋白酶有
抑制作用,如图表示不同温度下柑橘黄酮对胰蛋白酶抑制作用的影响。据图分析,下列
叙述错误的是( )
A.本实验自变量是黄酮的浓度、温度,各组使用的胰蛋白酶浓度应相同
B.三种温度下,随黄酮浓度升高,对胰蛋白酶活性的抑制作用效果均增强
C.图中显示在一定温度范围内、相同黄酮浓度下,温度越低,抑制率越高
D.使用0.7 mg/mL的黄酮、降低温度可治疗人体胰蛋白酶过量分泌引起的疾病
答案 D
13.★★★★(2025届广东四校联考,6)科研人员从某种微生物细胞中分离得到了一种酶
Q,为了探究该酶的最适温度,进行了相关实验。实验结果如图甲所示;图乙为酶Q在60
℃下催化一定量的底物时,生成物的量随时间变化的曲线。下列分析不正确的是( )
A.由图甲可知,该种微生物适合在较高的温度环境中生存
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B.增加图甲各温度的实验组数,可使得到的最适温度范围更精准
C.图乙实验中若升高温度,酶Q的活性不一定升高
D.图乙中,在t 时增加底物的量,酶Q的活性不变
2
答案 B
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第 2 节 细胞的能量“货币”ATP
五年高考
1.★★★(新教材:磷酸化)(2024安徽,4,3分)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分
化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的,某信号分子诱导细胞分化的部分应答通
路如图。下列叙述正确的是( )
A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化
答案 C
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三年模拟
2.★★★(2025届梅州摸底,4)ATP是细胞的直接能源物质,如图为ATP的结构式,下列
相关叙述正确的是( )
注:C1表示碳原子的位置是1号碳,其他同理;α、β、γ表示磷酸基团位置
A.ATP分子中含有的糖和DNA分子中含有的糖是一样的
B.ATP末端磷酸基团(P )转移,可为某些吸能反应供能
γ
C.ATP脱去P 、P 后形成腺苷,是组成RNA的基本单位之一
β γ
D.剧烈运动时ATP被大量消耗,导致细胞中ATP/ADP的比值失衡
答案 B
3.★★★(2025届广州广雅中学月考,14)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌酸
激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP。研究者对蛙的肌肉组织
进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后
ATP、ADP和AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)的含量,结果如表所示。下列分析正确的是( )
对照组/(10-6 mol·g-1) 实验组/(10-6mol·g-1)
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
AMP 0.10 0.10 0.10 0.30
A.对照组肌肉收缩消耗的能量直接来源于磷酸肌酸
B.对照组肌肉细胞中没有ATP和ADP的相互转化
C.实验组肌肉细胞中的ATP只有远离腺苷的特殊化学键发生断裂
D.实验表明磷酸肌酸可维持细胞中ATP含量相对稳定
答案 D
4.★★★(2024届佛山15校联盟联考,2)Arf家族蛋白是分泌、内吞等过程的关键引发
因子,Arf家族蛋白在与GDP结合的非活性状态和与GTP结合的活性状态之间循环(GTP
和ATP的结构和性质相似,仅是碱基A被G替代)。活性状态的Arf家族蛋白能募集胞质
蛋白进入囊泡,然后运输到特定的亚细胞位点。以下叙述正确的是( )
A.GDP是由鸟嘌呤、核糖和3个磷酸基团结合而成
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B.Arf由非活性状态转化为活性状态,其空间结构不会发生改变
C.Arf由非活性状态转化为活性状态是一个吸能反应
D.运输货物蛋白的囊泡可能来自核糖体、内质网或高尔基体
答案 C
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第 3 节 细胞呼吸的方式
提升
•细胞呼吸过程分析:T1、T3、T10、T11、T14、T15
五年高考
1.★★(教考衔接:必修1第5章第3节相关信息)(2023广东,7,2分)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
2.★★★(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
3.★★★(2022广东,10,2分)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC
法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,
取种胚浸于0.5% TTC溶液中,30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确
的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
答案 B
4.★★★(2021广东,9,2分)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。
生物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。
下列叙述正确的是( )
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A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO
2
C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
答案 D
5.★★(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( )
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
6.★★★(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
7.★★★★(新情境:磷酸果糖激酶1(PFK1))(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
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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
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
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三年模拟
8.★★(2024届大湾区二模,9)为验证酵母菌的呼吸方式,某小组进行了实验,实验方案
和结果如表。下列对①~④的判断错误的是( )
葡萄糖溶 是否通 BTB 酸性重铬
培养液
液浓度 入氧气 检测 酸钾检测
酵母菌
5% ① 黄色 ④
培养液
酵母菌
5% ② ③ 灰绿色
培养液
注:BTB为溴麝香草酚蓝溶液
A.①为“是” B.②为“否”
C.③为“蓝色” D.④为“橙色”
答案 C
9.★★(2025届广东摸底,9)NAD+/NADH平衡有利于维持细胞代谢的相对稳定,若人体肿
瘤细胞中的NAD+/NADH的值增大,则该肿瘤细胞可能正在发生的生理过程是( )
A.葡萄糖初步分解产生丙酮酸
B.丙酮酸分解为CO 并产生酒精
2
C.丙酮酸彻底氧化分解为CO
2
D.氧气被还原产生水
答案 D
10.★★★(2025届广东部分学校期中,4)细菌脂多糖能促进细胞质基质中的Fe2+大量进
入线粒体,导致大量活性氧自由基(ROS)的产生,进而损伤线粒体内膜上的蛋白质,引起
心肌细胞坏死,最终导致脓毒血症的发生。葛根素可有效改善由细菌脂多糖引发的脓毒
血症。下列叙述错误的是( )
A.Fe2+大量进入线粒体,可导致有氧呼吸减弱
B.ROS会攻击DNA,增加基因突变的风险
C.葛根素可能具有抑制Fe2+大量进入线粒体的作用
D.线粒体内膜上的某些蛋白质可催化丙酮酸分解生成二氧化碳
答案 D
11.★★★(2024届华南师大附中三模,5)研究发现,FCCP能作用于线粒体内膜,使线粒
体内膜上释放的能量不变,但不合成ATP;抗霉素A是有氧呼吸第三阶段的抑制剂,能完
全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是( )
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A.NAD+是氧化型辅酶Ⅰ,其还原的场所只有线粒体基质
B.加入FCCP,耗氧量增加,细胞产生的能量均以热能形式释放
C.加入抗霉素A,细胞只能进行无氧呼吸,无法产生NADH
D.加入FCCP后,细胞完成正常生命活动消耗的葡萄糖量增加
答案 D
12.★★★(2024届广东六校一联,9)图中甲、乙、丙三条曲线为某滑雪运动员在高强度
运动过程中肌肉收缩消耗能量的情况,其中,甲表示存量ATP的变化,乙和丙表示两种类
型的细胞呼吸。下列叙述正确的是( )
A.肌肉收缩最初所耗的能量主要来自细胞中的线粒体
B.乙表示有氧呼吸,丙表示无氧呼吸
C.乙表示的呼吸类型发生在细胞质基质,最终有[H]的积累
D.丙表示的呼吸类型的能量转化效率大于乙表示的呼吸类型的能量转化效率
答案 D
13.★★★(2024届广州二模,6)酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过
程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.0~6 h内,容器中O 剩余量不断减少,有氧呼吸速率先加快后减慢
2
B.6~8 h内,容器中O 的消耗量大于CO 的产生量
2 2
C.8~10 h内,酵母菌细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中
D.6~10 h内,用溴麝香草酚蓝溶液可检测到酵母菌无氧呼吸产生的酒精
答案 A
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14.★★★(2024届惠州一模,13)金鱼能在冬季冰封池塘、极度缺氧的环境下存活数月。
研究发现,金鱼具有把乳酸转变成酒精排出体外的能力。图为金鱼在低氧条件下的部分
代谢途径。下列说法正确的是( )
A.金鱼进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量最终全部储存在乳酸和酒精中
B.肌细胞与神经元无氧呼吸产物不同的根本原因是两种细胞中的基因种类不同
C.金鱼把乳酸转化成酒精,能降低血液中因CO 过多而导致的呼吸性酸中毒
2
D.若催化④过程的酶活性降低,会降低金鱼在低氧条件下的存活时间
答案 D
15.★★★(2025届广州阶段考,10)乳酸循环是人体代谢中一个重要的循环过程,包括骨
骼肌细胞无氧呼吸生成乳酸,乳酸通过血液进入肝细胞中,经过糖异生作用重新生成葡
萄糖,葡萄糖通过血液又被肌肉细胞摄取,具体过程如图。下列叙述正确的是( )
A.肌肉细胞生成乳酸常发生于剧烈运动时,场所是线粒体基质
B.肌肉细胞中不能进行糖异生过程,根本原因是缺乏酶3
C.由图可知糖异生是一个放能过程,与ATP的水解相联系
D.乳酸循环既可防止乳酸过多导致稳态失调,又可避免能量浪费
答案 D
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
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1.★★★(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
2.★★★★(2024届广东省实验中学月考,20)图1为某些原核细胞鞭毛(可摆动使个体
运动)附近发生的有氧呼吸过程,膜结构2为细胞壁中以类脂A所组成的膜结构;图1过
程中,通过电子传递链的运输,周质空间中H+浓度高于细胞内。图2为某些原核细胞发
生的生理过程,过程中产生的NADH被复合体Ⅰ氧化后产生的电子经过一系列复合体传
递给复合体Ⅳ,最终将O 还原(即途径一,原核细胞无途径二),该过程同时向膜外运输
2
H+,H+顺浓度梯度运输驱动ATP合酶合成ATP。据图回答以下问题:
(1)图1过程中,通过电子传递链的运输,周质空间中H+浓度高于细胞内,而后H+化学势
能转化为 ,进而使个体运动,还给 过程供能,同时还转化为
ATP中的化学能。
(2)图1中膜结构1为原核生物的 (填细胞结构),图示功能可以验证内共生学说
中线粒体 (填“内膜”或“外膜”)来自原核生物。
(3)某些植物细胞的生物膜上存在交替氧化酶(AOX),该酶能直接利用复合体Ⅰ传递的电
子催化O 的还原,即途径二。途径一和二虽然都将电子传递给O 并与H+生成了H O,但与
2 2 2
途径一相比,途径二的主要区别是 ,所以途径 可
将更多的能量转移到ATP中。含有途径二的图2细胞的生物膜为
。
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(4)复合体Ⅳ向膜外运输H+的方式是 。据图分析,复合体Ⅳ与ATP合酶的作
用有哪些共同点?
(至少答出两点)。
答案 (1)鞭毛摆动的动能 物质运输 (2)细胞膜 内膜 (3)途径二向膜外运输H+较
少 一 线粒体内膜 (4)主动运输 都能够运输H+,都可以作为酶起到催化作用
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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。
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
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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
(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
2 2
μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。
(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
第 20 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
三年模拟
5.★★(2024届广东六校联考,2)呼吸骤变指一些果实在临近成熟时,呼吸强度会突然增
强,而后又突然减弱,随后果实进入衰老阶段。下列说法正确的是( )
A.在密封状态下,水果呼吸过程中的能量大部分以热能的形式散失
B.呼吸骤变可能与乙烯有关,且只有成熟果实中含有乙烯
C.呼吸骤变可能会使果实细胞在一段时间内ATP/ADP的值有所增大
D.零上低温、通风、适宜湿度是储藏水果的最佳环境条件
答案 C
6.★★★(2025届潮南摸底,3)适量的有氧运动可使机体细胞中线粒体数量增多,嵴多而
致密,有利于身体健康。但高强度的运动会使线粒体体积增大、嵴断裂等导致线粒体损
伤。下列相关叙述正确的是( )
A.嵴多而致密有利于葡萄糖在线粒体中氧化分解释放大量能量
B.有氧运动时,不同细胞中的线粒体的有氧呼吸速率都相同
C.损伤的线粒体可被溶酶体分解清除,分解产物可以被细胞再利用
D.因有内环境稳态的调节机制,长期高强度运动也不会导致机体损伤
答案 C
7.★★★(2025届广东省实验中学模拟,14)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。下列说法不正确的是( )
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 C
8.★★★★(2025届广东调研,13)某甜瓜品种耐淹性较强。为研究其耐淹性机理,研究
人员将甜瓜幼苗进行水淹处理,一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活
第 21 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
性,结果如图1所示;图2为甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是(
)
A.酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的细胞质基质和线粒体中
B.水淹后,甜瓜幼苗细胞中葡萄糖分子中的能量大部分以热能形式散失
C.水淹处理后,幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精和CO
2
D.水淹时间越长,酶a和酶b的活性越高,叶的无氧呼吸强度将更高
答案 C
第 22 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
第 5 节 捕获光能的色素和光合作用的原理
提升
•绿叶中色素的提取和分离:T1、T3、T4;•光合作用的过程分析:T2、T7、T8、T10、
T11
五年高考
1.★★(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
2.★★(2021广东,12,2分)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO 固定形
2
成C 的酶被称为Rubisco。下列叙述正确的是( )
3
A.Rubisco存在于细胞质基质中
B.激活Rubisco需要黑暗条件
C.Rubisco催化CO 固定需要ATP
2
D.Rubisco催化C 和CO 结合
5 2
答案 D
3.★★★(2024贵州,3,3分)为探究不同光照强度对叶色的影响,取紫鸭跖草在不同光
照强度下,其他条件相同且适宜,分组栽培,一段时间后获取各组光合色素提取液,用分
光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每
组各种光合色素含量。下列叙述错误的是( )
A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
答案 D
4.★★★(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
第 23 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
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 24 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
三年模拟
5.★★(2025届华南师大附中检测,9)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂
(悬浮液中有H O,没有CO ),光照条件下可以释放出O ,该反应称为希尔反应。下列说法
2 2 2
正确的是( )
A.希尔反应说明植物产生的O 中的氧元素全部来自水
2
B.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADPH的作用相似
C.只提供水、光合色素和酶,在适宜光照等条件下可产生O
2
D.希尔反应说明光合作用中水的光解与糖的合成不是同一化学反应
答案 D
6.★★★(2024届茂名二模,9)某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”
的实验,结果如图,下列叙述错误的是( )
A.用纸层析法来分离叶片中的光合色素
B.嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等
C.相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等
D.不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大
答案 C
7.★★★(2025届广州阶段考,7)CO 参与生物体内的很多代谢过程,并在生物体稳态的
2
维持中有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.动物细胞培养在含有95%O 和5%CO 的CO 培养箱中
2 2 2
B.适宜条件下停止供应CO ,短时间内叶绿体中C /C 升高
2 5 3
C.给患者输氧时,需要含有5%左右CO 以维持机体的酸碱平衡
2
D.醋酸菌以葡萄糖作为反应物,在有氧和无氧条件下均会生成CO
2
答案 B
第 25 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
8.★★★(新情境:菌绿素的原始光合作用机制)(2025届广东部分名校调研,2)科学家在
厌氧型光合细菌中发现了一种利用菌绿素的原始光合作用机制,其基本原理如图所示。
该细菌的光合作用与高等植物相比,下列叙述错误的是( )
A.ATP的合成同样依赖色素分子吸收光能
B.菌绿素和叶绿素同样位于类囊体薄膜
C.(CH O)的合成都需要ATP和NADPH的参与
2
D.该细菌不释放O 是因为NADPH的H来自H S
2 2
答案 B
9.★★★(2025届广东部分学校联考,13)类囊体膜在体外利用的关键问题之一是提高离
体类囊体膜的稳定性。研究人员进行了如表的实验,并测定类囊体膜产生O 的能力与实
2
验初始时比较作为类囊体膜稳定性的指标。下列叙述或推测错误的是( )
7 d后检测产生
组别 处理
O 的能力
2
① 封装类囊体膜+黑暗存储 80%
② 未封装类囊体膜+黑暗存储 30%
③ 封装类囊体膜+光照存储 30%
④ 未封装类囊体膜+光照存储 几乎完全失活
A.相比于光照,黑暗条件更有利于类囊体膜的保存
B.相比于未封装,封装更有利于类囊体膜稳定性的保持
C.①②组在黑暗条件下检测类囊体膜产生O 的能力
2
D.类囊体膜上发生的反应会影响类囊体膜的稳定性
答案 C
10.★★★(2025届广东四校联考,8)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖,也是光
合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。如图为某植物光合作用产物的合
成与运输示意图。下列相关说法正确的是( )
第 26 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
A.a表示的物质是ATP,它也可以在叶绿体基质中合成
B.叶绿体基质中的CO 能直接被NADPH还原
2
C.磷酸丙糖是暗反应产物,在细胞质基质中合成淀粉
D.若图中表示的磷酸转运器活性受抑制,会导致光合速率下降
答案 D
11.★★★(2025届汕尾四校联考,15)羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。研究人
员构建了一种非天然的CO 转化循环(CETCH循环)途径:高效地将CO 转化为羟基乙酸,
2 2
并利用该途径研制出能合成羟基乙酸的人造叶绿体(如图)。下列分析错误的是( )
A.人造叶绿体内的水既作为多种物质的溶剂,还参与相关代谢
B.为了使人造叶绿体能持续地运作,需要源源不断地输入光能
C.图中的CETCH循环需要NADP+、ADP和Pi作为直接原料
D.若人造叶绿体得到广泛应用,一定程度上可抵消碳排放的影响
答案 C
第 27 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
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.★★★★(2024黑、吉、辽,21,12分)在光下叶绿体中的C 能与CO 反应形成C ;当
5 2 3
CO /O 的值低时,C 也能与O 反应形成C 等化合物。C 在叶绿体、过氧化物酶体和线粒
2 2 5 2 2 2
体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变
化如图1。
光呼吸将已经同化的碳释放,且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。
(1)反应①是 过程。
(2)与光呼吸不同,以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是 和
。
(3)我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株(WT),得到转基因
株系1和2,测定净光合速率,结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO 的来源除了有
2
外界环境外,还可来自 和 (填生理过程)。7~10时株系1和2与WT净
光合速率逐渐产生差异,原因是 。据图3中的数据
(填“能”或“不能”)计算出株系1的总光合速率,理由是
。
第 28 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
(4)结合上述结果分析,选择转基因株系1进行种植,产量可能更具优势,判断的依据是
。
答案 (1)CO 的固定 (2)细胞质基质 线粒体基质 (3)呼吸作用 光呼吸 株系1
2
和2光呼吸速率低 不能 光呼吸和呼吸作用的速率未知 (4)在同等光照强度和CO
2
浓度下,转基因株系1具有更高的净光合速率,可以积累更多的有机物
第 29 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
三年模拟
2.★★★(2025届广东部分学校期中,13)C 对CO 和O 都有一定的亲和力,当CO /O 的值
5 2 2 2 2
高时,C 与CO 发生图中的①反应,当CO /O 的值低时,C 与O 发生图中的②反应,C 在叶
5 2 2 2 5 2 2
绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。下列分析正确
的是( )
A.①过程的发生场所是细胞质基质
B.①过程消耗细胞产生的ATP
C.光呼吸的②③过程增强,光合作用产生的有机物减少
D.有氧呼吸产生NADH的场所有线粒体基质和线粒体内膜
答案 C
3.★★★★(2025届肇庆一模,17)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。光能过剩时,叶肉细胞内因NADP+不足,使电子传
递给O
,形成超氧阴离子自由基(O-
)等一系列光有毒产物,破坏叶绿素和PSⅡ反应中心
2 2
(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,随后D1蛋白降解,从而损伤光合结构。绿色植物通过如图所示的三重防御
机制有效避免光系统损伤。回答下列问题:
第 30 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
(1)PSⅡ位于 (填细胞结构)上。强光条件下,叶肉细胞内NADP+不足的原因
是 。光呼吸能 (填“增强”或“缓
解”)光抑制,原因是
。
(2)持续强光照射前后,叶片中的叶绿素含量可通过实验测定,先用有机溶剂提取绿叶中
的色素,然后将提取到的色素溶液置于 (填“红光”“蓝紫光”或“白光”)下测定
吸光度,根据吸光度值测定叶绿素含量。如果植物类胡萝卜素合成受阻,强光下会导致
光合速率 (填“增大”“不变”或“减小”),原因是
(答出2点即可)。
(3)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,具体可包括
(多选,填序号)。
①叶片叶绿体避光运动 ②提高光合产物生成速率 ③增强自由基清除能力 ④提高
叶绿素含量 ⑤增强热耗散 ⑥D1蛋白磷酸化程度升高
答案 (1)类囊体薄膜 强光条件下,光反应消耗的NADP+多于暗反应生成的量,导致
NADP+不足 缓解 一方面光呼吸消耗多余的NADPH,生成NADP+;另一方面消耗O ,减少
2
O-
等一系列光有毒产物的产生,减少对PSⅡ的损伤 (2)红光 减小 对蓝紫光的吸收
2
减少;无法及时清除光有毒产物 (3)①②③⑤
4.★★★★(2025届深圳红岭中学月考,17)海洋浮游植物光合作用固定的碳量约占全球
40%,铁对浮游植物三角褐指藻的光合作用有重要影响。缺铁会导致光系统Ⅱ(PSⅡ系统,
第 31 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
能利用从光中吸收的能量裂解水)中的蛋白质含量显著下降。图1是光合作用的某一反
应阶段示意图(图中PSⅠ代表光系统Ⅰ,能在相关酶的催化下,把NADP+还原为NADPH)。
据此回答下列问题:
(1)图1所示的反应发生在叶绿体的 上,图中ATP合成的直接能量来源是
。缺铁导致PSⅡ系统中的蛋白质含量显著下降,使图中电子传递受到影响,从而降低
(填“ATP”或“NADPH”或“ATP和NADPH”)的合成。
(2)图1所示反应过程中捕光色素的光氧化会产生大量自由基,这些自由基会破坏蛋白
质和核酸,而SOD具有清除自由基的作用。图2为铁对三角褐指藻细胞中SOD活性的影
响,根据SOD活性的变化结合光合作用暗反应阶段,分析缺铁导致光合作用速率下降的
原因: 。
(3)缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低,其中降低最明显的是叶绿素a。请根据所
学知识设计实验证明上述结论,写出实验思路和预期结果:
。
答案 (1)类囊体薄膜 H+的浓度差(或H+的电势能) ATP和NADPH (2)缺铁导致SOD
活性下降,自由基积累,破坏暗反应中的酶,使暗反应减弱 (3)实验思路:利用无水乙醇
提取缺铁组三角褐指藻和加铁组三角褐指藻的光合色素,用层析液和纸层析法分离色素
后,比较条带差异。预期结果:缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带(叶绿素a)的宽
度明显变窄,其余三条色素带无明显差异
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题型突破 CO 浓缩机制
拔高
2
五年高考
1.★★★★★(2024广东,20,15分)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量
浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体
生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物
名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题:
(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物
因光合作用合成的有机物少于 的有机物,最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底
到水面依次是 ,其原因是
。
(3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是
,三者配合能实现综合治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C 光合作用途径(浓缩CO 形成高浓度C 后,再
4 2 4
分解成CO 传递给C ),使其在CO 受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群
2 5 2
落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下
列表格。
实验设计方案
实验材料 对照组: 实验组:黑藻
控制光照强度为: μmol·m-2·s-1
实验条件
营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同
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控制条件
测量指标
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶
片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解
决措施 。
答案 (1)呼吸作用消耗 (2)③②①(或苦草、黑藻、金鱼藻) 从水面到湖底光照强
度逐渐减弱,3种植物达到最大光合速率所需的光照强度为③<②<①(苦草<黑藻<金鱼
藻),故从湖底到水面依次为③②①(或苦草、黑藻、金鱼藻) (3)这3种草本沉水植物
在湖泊中的分布具有明显的垂直分层现象,使得3种植物的种间竞争小,且这3种植物
对湖泊中的氮、磷元素和藻类均具有良好的去除能力 (4)金鱼藻 500 使水体中的
CO 维持在较低水平 单位时间内单位体积水体中O 浓度的变化量(单位时间内单位体
2 2
积水体中CO 浓度的变化量) (5)适当种植浮水植物或挺水植物遮挡强光;适当饲养以
2
沉水植物为食的草食性鱼类
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的同一
2 5 3 2 2 2
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。
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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
2 2 5
高
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三年模拟
3.★★★(2024届茂名联考,18)景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一个很特殊的
CO 固定方式:夜间气孔开放,吸收的CO 生成苹果酸储存在液泡中,白天气孔关闭,液泡
2 2
中的苹果酸经脱羧作用释放CO 用于光合作用,其部分代谢途径如图1所示。回答下列
2
问题:
(1)植物在黑暗条件下通过细胞呼吸氧化分解有机物释放能量,释放的能量去向有两个:
。若该植物在有氧条件下释放CO 的量小于O 的吸收量,说明细胞呼吸氧化底物有
2 2
。
(2)据图可知,景天科植物参与卡尔文循环的CO 直接来源于 ,
2
该类植物夜晚吸收的CO (填“能”或“不能”)合成葡萄糖,原因是
2
。
(3)研究发现,气孔的开放与保卫细胞的细胞壁松弛有关,细胞内pH的下降可导致细胞
壁松弛。如图2为该类植物叶片内有机酸含量的昼夜变化,据此推测该类植物夜间气孔
开放的机理是 。
第 37 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
答案 (1)一部分以热能形式散失,一部分转移至ATP中 脂肪 (2)苹果酸的分解(脱
羧作用)和细胞呼吸产生 不能 无光反应产生的ATP和NADPH用于暗反应 (3)夜间
该类植物有机酸含量升高,导致细胞内pH下降,使细胞壁松弛,气孔开放
4.★★★★(2025届湛江调研,17)玉米等C 植物叶肉细胞叶绿体中的PEPC酶催化CO
4 2
的固定形成C ,PEPC酶的活性是Rubisco酶(C 植物中催化CO 的固定)的60倍。研究者
4 3 2
将PEPC基因导入水稻体内并高效表达,结果转基因水稻的光合速率显著增加,相关结果
如图。已知植物叶片会通过关闭气孔避免蒸腾散失过多水分。回答下列问题:
(1)存在于叶绿体 (填结构名称)中的PEPC酶对CO 的亲和力更高,相比于
2
C 植物,含有PEPC酶的C 植物更能适应 环境生长。
3 4
(2)光照强度在400~600 μmol·m-2·s-1时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是
。光照强度大于800 μmol·m-2·s-1时,转基因水稻光合速率能进一步升高的影响因素
是 。
(3)分析实验数据得出推论:转基因水稻光合速率增加的原理,不是通过增大气孔导度促
使CO 进入叶肉细胞,而可能是通过加强C 途径来充分利用CO 所致。据图分析,请阐述
2 4 2
得出该推论的依据是
。
答案 (1)基质 高温、强光照和干旱的环境 (2)光照强度 光照强度和PEPC酶
(3)在光照强度小于800 μmol·m-2·s-1时,转基因水稻与原种水稻相比,气孔导度明显
第 38 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
增加,但两者的光合速率却非常接近;在光照强度大于1 000 μmol·m-2·s-1时,两种水
稻气孔导度下降,原种水稻光合速率基本不变,而转基因水稻的光合速率却大幅增加
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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、T4、T5、T6、T7
五年高考
1.★★★★(2022广东,18,14分)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图
a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
图a
图b
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量 ,原因可能是
。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会
积累更多的 ,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高
作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:
实验材料:选择前期 一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以
为对照,并保证除 外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重
量。
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。
第 40 页 共 57 页北京曲一线图书策划有限公司 5年高考3年模拟 A版 高考生物学
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是
。
答案 (1)高(或多) 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素以适应弱光环境(或促进叶绿
素相关基因的表达) (2)有机物[或糖类或(CH O) ] (3)培养条件 A组和C组 光照
2 n
条件 以其他作物为材料重复上述实验(或探究提高玉米产量的最适遮阴比例)
2.★★★★(教考衔接: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。
(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
2
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。
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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
3.★★(2024届茂名三模,6)许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。
下列相关解释不合理的是( )
A.“白露种高山,寒露种平川”:温度对冬小麦的生长有影响
B.“农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)”:红花草具有固氮肥田的作用
C.“春天粪堆密,秋后粮铺地”:粪肥中的矿质元素流向植物,促进粮食增产
D.“稀豆稠麦,收成不坏;稀麦稠豆,没啥来头”:合理密植可提高净光合产量
答案 B
4.★★★(2025届东莞中学摸底,6)某生物研究小组以菠菜叶为实验材料,探究CO 浓度
2
对光合作用强度的影响,实验装置及实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.该实验中小圆叶片上浮到液面的时间属于无关变量
B.图乙bc段平缓,可适当缩短台灯与烧杯的距离使曲线进一步下降
C.图乙c点之后曲线上升,说明随NaHCO 浓度增加光合作用增强
3
D.将图甲装置中的NaHCO 溶液换成NaOH溶液,可用于测定小圆叶片的细胞呼吸强度
3
答案 B
5.★★★★(2025届广东六校联考,17)镁(Mg)是影响植物光合作用的重要元素,为研究
植物中Mg2+调节光合作用的机制,科研人员进行了相关实验。
(1)R酶是光合作用暗反应中的关键酶,在 (场所)中可催化CO 与RuBP(C )
2 5
结合,生成2分子 。
(2)科研人员将水稻幼苗分为两组,分别在含Mg2+和无Mg2+的培养液中培育一段时间后,
进行光暗交替处理,检测两组水稻中R酶催化的化学反应速率,结果如图1所示。
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①图1实验结果说明
。
②科研人员利用蛋白质电泳技术检测两组水稻叶片R酶的含量,结果如图2。据上述结
果推测,Mg2+可能通过 来提高R酶催化的化学反应速率。
(3)进一步研究发现,叶绿体中Mg2+的浓度受光暗周期的调控,推测叶绿体膜上的M 蛋白
3
与Mg2+的转运有关。为探究M 蛋白的转运功能,科研人员以无M 的非洲爪蟾卵母细胞为
3 3
对照组,在此细胞中转入编码M 的基因,使M 蛋白分布于爪蟾卵母细胞膜,以此细胞为实
3 3
验组。实验设计及结果如表所示。
实验
实验操作 检测指标
材料
对照
Ⅰ 卵母细胞置于含 A
组 25Mg2+ 的缓冲液中一 每个卵母细胞内
实验 段时间,用无Mg2+的缓 的25Mg2+含量
Ⅱ 冲液冲洗 B
组
对照
Ⅲ 置于无Mg2+缓冲液,向 C
组 卵母细胞内注射含 外部溶液25Mg2+含
25Mg2+的溶液,放置一 量
实验
Ⅳ 段时间 D
组
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结果表明,M 蛋白的功能是将Mg2+单向转运进入叶绿体。支持该结论的结果为
3
(用A、B、C、D的关系表示)。
(4)结合上述研究结果,为解释图1实验结果,对M 蛋白提出需要进一步探究的关键问题
3
是 。
答案 (1)叶绿体基质 C (2)①光照时,Mg2+能显著提高R酶催化的化学反应速率;黑
3
暗下Mg2+对R酶催化的化学反应速率无明显作用 ②提高R酶活性而非含量 (3)B大
于A,且A、C、D数值相近 (4)M 蛋白在叶绿体膜上的含量(或“转运活性”)是否受光
3
暗周期的调控;或者M 蛋白在叶绿体膜上的含量是否受Mg2+的影响
3
6.★★★★(2024届韶关二模,17)研究人员发现大豆细胞中GmPLP1(一种光受体蛋白)
的表达量在强光下显著下降。据此,他们作出GmPLP1参与强光胁迫响应的假设。为验
证该假设,他们选用WT(野生型)、GmPLP1-ox(GmPLP1过表达)和GmPLP1-i(GmPLP1低表
达)转基因大豆幼苗为材料进行相关实验,结果如图1所示。请回答下列问题
(1)强光胁迫时,过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体(PSⅡ)造成损伤,并产生活性氧
(影响PSⅡ的修复),进而影响 和ATP的供应,导致暗反应 (填生理
过程)减弱,生成的有机物减少,致使植物减产。
(2)图1中,光照强度大于1 500 μmol·m-2·s-1时,随着光照强度的增加,三组实验大
豆幼苗的净光合速率均增加缓慢,分析其原因可能是
(试从暗反应角度答出2点)。该实验结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应,判断依据是
。
(3)研究小组在进一步的研究中发现,强光会诱导蛋白GmVTC2b的表达。为探究GmVTC2b
是否参与大豆对强光胁迫的响应,他们测量了弱光和强光下WT(野生型)和GmVTC2b-
ox(GmVTC2b过表达)转基因大豆幼苗中抗坏血酸(可清除活性氧)的含量,结果如图2所
示。
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依据结果可推出在强光胁迫下GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性(生物对强
光胁迫的忍耐程度),其原理是
。
(4)经进一步的研究发现GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能,减弱大豆幼苗对强光胁迫的
耐受性。若在第(3)小题实验的基础上增设一个实验组进行验证,该实验组的选材为
的转基因大豆幼苗(提示:可通过转基因技术得到相应基因过表达和低表达的植物)。根
据以上信息,试提出一个可提高大豆对强光胁迫的耐受性,从而达到增产目的的思路
(答出1点即可)。
答案 (1)NADPH C 的还原 (2)受胞间CO 浓度的限制;受光合作用有关酶的数量(活
3 2
性)的限制;受温度的影响等 一定范围内,光照较强时,与WT相比,GmPLP1的表达量增
加抑制大豆幼苗的光合作用;GmPLP1的表达量减少促进大豆幼苗的光合作用
(3)GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力,从而增加植株对强
光胁迫的耐受性
(4)GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达(或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达) 抑制大豆
细胞中GmPLP1的表达;促进大豆细胞中GmVTC2b的表达;增加大豆细胞中抗坏血酸含量
7.★★★★(2025届广东六校联考,17)水稻的光合作用强度会受到光照强度、CO 浓度、
2
温度、水、无机盐等因素的综合影响,如何提高水稻在盐碱地的产量,扩大全球水稻的
种植面积,一直是科学家们研究的热点。我国科学家袁隆平院士带领的研究团队在迪拜
成功试种沙漠海水稻,该海水稻具有较强的耐盐碱能力。为探究外界条件对植物光合速
率的影响,某研究小组用海水稻为实验材料进行了一系列研究,并根据实验测得的数据
绘制了甲、乙曲线图,请回答。
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(1)本实验的实验目的是
。
(2)请推测用NaCl溶液处理后,甲图海水稻光合速率变化的原因可能是
。
图乙中,丙组光合速率在NaCl溶液处理前后一直不发生变化的原因是
。
(3)由图甲推测,随着NaCl溶液浓度增大,海水稻的光补偿点(作物光合作用中吸收的
CO 与呼吸作用释放的CO 等量时的光照强度)的变化情况是 (填“变大”或
2 2
“变小”);两图所示光合速率均是在光照条件下直接测定的海水稻的 (填
“真”或“净”)光合速率,理由是
。
(4)人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验,要想海水稻
地上部分长得好,必须要根生长得好,请做出合理的解释:
。
答案 (1)探究NaCl溶液浓度和光照强度对海水稻光合速率的影响 (2)NaCl溶液处理
后,海水稻根部细胞液浓度低于外界溶液浓度,细胞失水导致植株气孔开放度下降,CO
2
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吸收量减少,从而使光合速率下降 丙组水稻光合作用的限制因素是光照强度,而非CO
2
浓度 (3)变大 净 在光照条件下,海水稻能同时进行光合作用和呼吸作用 (4)地上
部分生长所需要的水分和矿质元素(或无机盐),主要由根系提供
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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”的分析:T1、T2、T3、T4、T9
五年高考
1.★★★(2021广东,15,4分)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件
下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的
不同(图b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿
体运动的前提下,下列叙述错误的是( )
A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO 与呼吸释放CO 等量时的光照强度)
2 2
C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
答案 D
2.★★★★(2023广东,18,13分)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,其相关生理特征见表和图1。(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CO 与呼吸过程中释放的CO 等量
2 2
时的光照强度。)
水稻 叶绿素 类胡萝卜素 类胡萝卜素/
材料 (mg/g) (mg/g) 叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
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图1
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2 000 μmol·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0~50 μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,
在图2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1a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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图2
答案 (1)类胡萝卜素/叶绿素的值较高 红光和蓝紫 (2)等于 呼吸速率较高 (3)
在强光下光能利用率更高
(4)
为什么ygl在高光照强度下的光合速率比WT高,而在低光照强度下ygl的光合速率比
WT低
3.★★★★(教考衔接: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
2
素合成抑制剂,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
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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)
4.★★★★(2023辽宁,21,11分)花生抗逆性强,部分品种可以在盐碱土区种植。如图
是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值(SPAD)(图1)和净光合速率
(图2)。回答下列问题:
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图2
(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括 ,主要吸收 光,可用
等有机溶剂从叶片中提取。
(2)盐添加量不同的条件下,叶绿素含量受影响最显著的品种是 。
(3)在光照强度为500 μmol·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下,LH12的光合速率
(填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率,判断的依据是
。在光照强度为1 500 μmol·m-2·s-1、NaCl添加量为3.0 g·kg-1的条件下,HY25的
净光合速率大于其他三个品种的净光合速率,原因可能是HY25的 含量高,光反
应生成更多的 ,促进了暗反应进行。
(4)依据图2,在中盐(2.0 g·kg-1)土区适宜选择种植 品种。
答案 (1)叶绿素a和叶绿素b 红光和蓝紫 无水乙醇 (2)HH1 (3)大于 植物的总
光合速率=净光合速率+呼吸速率,此时LH12和HH1的净光合速率基本相等,但是LH12的
呼吸速率大于HH1的呼吸速率 叶绿素 NADPH和ATP (4)LH12
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三年模拟
5.★★★(2025届广东联合模拟,8)在最适宜的光照、温度(恒定)、水和肥等理想条件
下,空气中的CO 含量与植物有机物积累量的关系如图所示。理论上分析正确的是(
2
)
A.如果适当增加光照强度,m点一定上移
B.有氧呼吸生成水的部位是线粒体内膜
C.植物的光合作用开始于a点
D.CO 含量为a时,植物叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体
2
答案 B
6.★★★(2025届广东六校联考,13)环境适宜的条件下,研究人员测定某植物在不同温
度下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO 浓度,结果如图。下列叙述不正确的是(
2
)
A.胞间CO 进入叶肉细胞叶绿体基质被光合作用暗反应利用
2
B.5 ℃时,胞间CO 浓度较高的原因可能是光合作用相关酶的活性较低
2
C.叶温在30~40 ℃时,净光合速率下降主要是叶片气孔关闭所致
D.30 ℃下该植物单位时间内有机物的积累量最大
答案 C
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7.★★★(2025届珠海金湾摸底,8)薇甘菊是外来入侵物种,研究人员测量薇甘菊在不同
光照强度下的ATP和淀粉含量变化。以12:00时的光照强度为100%,8:00时的光照强度
为40%,17:00时的光照强度为20%,18:00时的光照强度为0%,结果如图所示。下列说法
正确的是( )
A.17:00~18:00淀粉含量下降是因为细胞呼吸强度大于光合作用强度
B.8:00~12:00薇甘菊ATP含量未提高,说明此时光合速率较低
C.8:00时薇甘菊叶肉细胞中产生ATP的细胞结构是线粒体和叶绿体
D.薇甘菊长期在弱光下生长时,叶片会变厚,有利于捕获更多光能来适应弱光环境
答案 A
8.★★★(2024届梅州二模,17)物质M能降低高温等环境因素对类囊体膜造成的伤害。
如图是叶肉细胞中合成物质M的有关过程,其中A、B代表相关细胞器。请回答下列问
题:
(1)A、B代表的细胞器分别是 ,A中合成NADPH的场所是 ,B
中[H]代表的物质主要是 。光合作用为物质M的合成提供
(填物质)。
(2)高温下叶肉细胞中B内的反应受抑制,物质M的合成量增加,据图分析主要原因是高
温下B内的反应受抑制,使 (填物质)向叶绿体输送的数量增加,从而增加了
物质M的合成。
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(3)为验证高温使B内的反应受抑制,导致物质M合成增多,科研人员用B内反应抑制剂
进行了如表实验,完成表。
实验
实验步骤要点
步骤
配制 配制缓冲液,均分为3组,第1组加适量B内反应抑制剂,第2、3组不
溶液 加
材料
切取生长状况一致的叶片,分为3组
选择
实验 将叶片的叶柄浸入相应的缓冲液中,第1组置于① 下,第2组
处理 置于② 下,第3组置于常温下
测定
一段时间后,测定3组叶片的③
数值
预期实验结果:④ 。
答案 (1)叶绿体、线粒体 类囊体薄膜 还原型辅酶Ⅰ(NADH) ATP、NADPH、3-磷酸
甘油醛 (2)PEP (3)①常温 ②高温 ③物质M的含量 ④第1、2组物质M的含量
几乎相等,且高于第3组
9.★★★(2024届惠州三调,17)胡杨具有维持荒漠区脆弱环境生态平衡的功能,其成树
期有披针形叶(A )、卵圆形叶(A )和阔卵圆形叶(A ),在模拟干旱环境下测定三种叶片
1 2 3
的光合速率与光照强度关系,结果如图所示。
(1)胡杨叶片中光合色素具有
等功能,可用 法进行分离。
(2)当光强小于250 μmol·m-2·s-1时,限制三种叶净光合速率的环境因素为 ;
当光强为1 500 μmol·m-2·s-1时,造成三种叶净光合速率差异的内因有
(答2点),其中 (选用“A /A /A ”作答)最能适应极端干旱和强烈光照环境,判
1 2 3
断依据是 。
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(3)聚天冬氨酸(PASA)是一种新型的绿色环保型保水剂,利于胡杨幼苗在干旱环境下的
成活生长。研究者用胡杨幼苗采取根施的方法做了5组实验,结果如表所示:
光饱和点 光补偿点 最大净光合速率
用量
(μmol· (μmol· [μmol(CO)·
2
(g/株)
m-2·s-1) m-2·s-1) m-2·s-1]
0 1 124.88 27.68 17.26
5 1 381.50 34.66 18.69
10 2 124.85 15.28 22.77
15 1 590.39 22.55 21.73
20 1 997.37 17.61 21.52
据表数据可知,该保水剂10 g/株的根施量是比较合适的,理由是
。
答案 (1)吸收、传递和转化光能 纸层析 (2)光照强度 光合色素含量不同,叶绿体
数量不同,酶的含量不同等 A 在光照强度为250~2 000 μmol·m-2·s-1时A 的净光
3 3
合速率最高,且在另外两种叶净光合速率几乎不再上升时A 仍呈上升趋势 (3)此用量
3
下,胡杨幼苗较其他组光补偿点最低,光饱和点最高,扩大了其适应光照强度的范围,利
于适应干旱强光环境,且最大净光合速率最大,利于积累有机物,促进植物生长
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