高考二轮复习生物课件专题突破练专题2细胞的代谢

专题二细胞的代谢A组基础对点练123456789101112考点1

酶、ATP在细胞代谢中的作用1.(2023·陕西宝鸡一模)核酶是小分子RNA,能特异性地剪切RNA分子。乳糖酶能催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。下列叙述正确的是(

)A.组成核酶与乳糖酶的化学元素相同,基本单位却不相同B.常温下,核酶、乳糖酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应C.核酶与乳糖酶既能改变反应平衡,也能降低反应的活化能D.低温条件下,核酶与乳糖酶的催化效率可能会降低D1314123456789101112解析

核酶的化学本质是RNA,构成它的基本单位是核糖核苷酸,组成元素是C、H、O、N、P;乳糖酶的化学本质是蛋白质,构成它的基本单位是氨基酸,组成元素有C、H、O、N;二者的组成元素和基本单位都不相同,A项错误。蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应,但是RNA不能,B项错误。酶能显著降低反应的活化能,但是不会改变化学反应的平衡,C项错误。酶的催化活性受温度的影响,低温下酶的活性很低,催化效率可能会降低,D项正确。131412345678910111213142.(2023·安徽合肥质检)酶制剂是指酶经过提纯,加工后的具有催化功能的生物制品,具有效率高,污染少等优点,广泛用于工农业生产和生活中。下列说法错误的是(

)A.嫩肉粉中的蛋白酶可使肉类制品的口感鲜嫩B.使用加酶洗衣粉需要考虑衣服材质、污渍类型C.酶制剂应在其发挥作用的最适温度条件下保存D.酶制剂催化功能的机理是降低化学反应的活化能C1234567891011121314解析

嫩肉粉中的蛋白酶能催化肉类制品分解成小分子多肽和氨基酸,使肉类制品口感鲜嫩,A项正确;酶具有专一性,因此使用加酶洗衣粉需考虑衣服材质(防止酶破坏衣物本身的组成成分)、污渍类型,B项正确;酶制剂的保存应在低温条件下进行,C项错误;酶制剂催化功能的机理是降低化学反应的活化能,使反应速度加快,D项正确。1234567891011123.(2022·山东枣庄二模)酶的“诱导契合学说”认为,酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合,当底物与酶相遇时,可诱导酶活性中心的构象发生变化,有关的各个基团达到正确的排列和定向,使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后,酶活性中心又恢复到原构象。下列相关说法正确的是(

)A.酶与底物形成络合物时,提供了底物转化成产物所需的活化能B.这一模型可以解释淀粉酶可以催化二糖水解成2分子单糖的过程C.ATP水解释放的磷酸基团使某些酶磷酸化,导致其空间结构改变D.酶活性中心的构象发生变化的过程伴随着肽键的断裂C1314123456789101112解析

酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能,而非提供活化能,A项错误;酶具有专一性,淀粉酶只能催化淀粉水解,淀粉属于多糖而非二糖,B项错误;ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团与酶结合,使酶磷酸化,从而使其空间结构发生变化,C项正确;据图可知,酶活性中心构象发生变化后在一定条件下还可复原,说明该过程肽键并未断裂,否则酶活性中心构象无法恢复,D项错误。13141234567891011124.(2022·江苏卷)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ATPD.供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATPB解析

光照下,叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸,光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化,有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解,A项错误;供氧不足时,酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸,将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳,B项正确;蓝细菌属于原核生物,没有线粒体,但能进行有氧呼吸,C项错误;供氧充足时,真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP,D项错误。13141234567891011125.(2023·重庆模拟)cAMP(环化一磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的信号分子,其结构组成如下图所示,下列分析错误的是(

)A.方框内物质的名称是腺嘌呤B.cAMP分子不含不稳定的特殊化学键(~)C.ATP在形成cAMP的过程中,初期会释放能量D.cAMP与磷脂分子所含的元素种类不完全相同D1314123456789101112解析

分析题图可知,图中方框内表示的物质是腺嘌呤,A项正确;ATP分子的结构式可以简写成A—P~P~P,其中~代表一种特殊的化学键,由题意可知,cAMP(环化一磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的,所以cAMP分子不含不稳定的特殊化学键(~),B项正确;ATP在形成cAMP的过程中,初期会断裂特殊化学键,释放能量,C项正确;cAMP与磷脂分子所含的元素种类完全相同,即含有C、H、O、N、P,D项错误。13141234567891011126.(2023·广东湛江二模)叶绿体的ATP合酶由CF0(镶嵌在类囊体膜中)和CF1(位于基质侧)两部分组成,当H+顺浓度梯度经过CF0到达CF1处时能催化ADP和Pi合成ATP。下列叙述错误的是(

)A.CF1处合成ATP的能量来自H+的势能B.ATP合酶同时具有催化和运输的功能C.线粒体内膜上存在类似的ATP合酶D.H+通过CF0时的跨膜运输是主动运输D1314123456789101112解析

分析题意可知,当H+顺浓度梯度经过CF0到达CF1处时能催化ADP和Pi合成ATP,该过程中H+顺浓度梯度运输会形成势能,为ATP的合成提供能量,A项正确;ATP合酶既可以催化ATP的合成,也可协助H+的运输,故ATP合酶同时具有催化和运输的功能,B项正确;线粒体内膜为有氧呼吸第三阶段进行的场所,该过程中[H]与氧气结合生成水,同时产生ATP,存在类似的ATP合酶,C项正确;分析题意可知,H+通过CF0时的跨膜运输是顺浓度梯度进行的,属于协助扩散,D项错误。13141234567891011121314考点2

光合作用和细胞呼吸的物质、能量转化过程7.(2023·安徽江淮名校联考)豆芽是深受老百姓喜爱的蔬菜,它是种子萌发后得到的。黄豆中富含蛋白质和脂肪,如图是黄豆芽生产过程中O2的吸收速率和CO2的释放速率的变化情况。据图分析,下列说法不正确的是(

)A.在12h时,黄豆种子重量超过干种子,说明有机物积累较多B.两条曲线前端都趋向0,原因是干种子呼吸作用很弱C.在a点之前,黄豆种子主要进行的是产生酒精的无氧呼吸D.在b点以后,黄豆种子呼吸作用消耗的有机物不全是葡萄糖A1234567891011121314解析

根据题图,可以判断12

h~24

h种子主要进行无氧呼吸;胚根长出后,种子的有氧呼吸呼吸速率明显增大。据图可知,在12

h时,种子萌发,此时有有机物的消耗,故有机物会减少而不会积累,A项错误;植物呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸过程需要消耗O2释放CO2,而无氧呼吸不消耗O2,但也释放CO2,两条曲线前端都趋向0,原因是干种子的呼吸作用很弱,B项正确;在a点之前,CO2的释放速率远高于O2的吸收速率,说明黄豆种子主要进行的是产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸,C项正确;在b点以后,O2的吸收速率大于CO2的释放速率,说明此时黄豆种子呼吸作用消耗的有机物不全是葡萄糖,可能有脂肪等脂质的消耗,D项正确。12345678910111213148.(2023·广东深圳二模)癌细胞生长、发展、转移等过程的代谢基础是通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。LXR(一种受体)可以直接调节“瓦堡效应”通路中关键基因的表达。SR作为LXR的特异性抑制剂,可以切断癌细胞的能量供应。下列叙述错误的是(

)A.“瓦堡效应”可能不受氧气供应量的限制B.“瓦堡效应”把大部分能量贮存在ATP中C.LXR可能对“瓦堡效应”过程有促进作用D.SR抑制剂可能对多种癌症的治疗都有效B1234567891011121314解析

癌细胞主要进行无氧呼吸,因此“瓦堡效应”可能不受氧气供应量的限制,A项正确;“瓦堡效应”把大部分能量贮存在不彻底的氧化产物中,释放的能量大部分以热能的形式散失,B项错误;SR作为LXR的特异性抑制剂,可以切断癌细胞的能量供应,说明LXR可能对“瓦堡效应”过程有促进作用,C项正确;SR抑制剂切断了癌细胞的能量供应,导致癌细胞缺乏能量,可能对多种癌症的治疗都有效,D项正确。12345678910111213149.(2023·广西柳州三模)细胞呼吸的原料不仅是葡萄糖,在无氧条件下,酵母菌能将木糖转化为乙醇,大致过程如下图所示,下列有关说法正确的是(

)A.该反应释放的能量大部分储存在ATP中B.NADPH在该反应中只起提供能量的作用C.NAD+会转变为NADH并与O2结合生成水D.对酶的空间结构进行改造可能会提高乙醇产量D1234567891011121314解析

无氧呼吸过程中释放的能量大多数以热能的形式散失,A项错误;据图分析,NADPH在反应中还可作为还原剂,B项错误;无氧呼吸过程中不消耗氧气,不发生NADH与O2结合生成水的过程,C项错误;酶的结构决定功能,对酶的空间结构进行改造可能会提高乙醇产量,D项正确。123456789101112131410.(2023·四川绵阳三模)某科研小组将以菠菜绿叶为材料制备的完整叶绿体悬浮液均分为两组:甲组为对照组;乙组加入适量磷酸(Pi),在适宜温度和光照等条件下,用14C标记的14CO2供其进行光合作用,然后追踪检测放射性,结果发现乙组(CH2O)/C3的比值以及14C标记有机化合物的量均明显高于甲组。下列叙述错误的是(

)A.差速离心获取的叶绿体应置于等渗悬浮溶液中B.叶绿体主要吸收蓝紫光和红光C.Pi将乙组C3化合物还原,导致(CH2O)/C3比值高于甲组D.Pi提高乙组的ATP生成速率,导致14C标记有机化合物的量高于甲组C1234567891011121314解析

分离细胞器的方法是差速离心法,为防止细胞器吸水破裂,获取的叶绿体应置于等渗悬浮溶液中,A项正确;叶绿体中的光合色素主要吸收蓝紫光和红光,B项正确;乙组充足的Pi利于光反应合成ATP,光合速率加快,但Pi不直接参与C3化合物还原,C项错误;Pi提高乙组的ATP生成速率,光合速率加快,导致14C标记有机化合物的量高于甲组,D项正确。123456789101112131411.(2023·广东茂名二模)下图是某植物内某个细胞的代谢图,下列有关叙述正确的是(

)A.甲、乙分别表示叶绿体和线粒体,该生物一定为高等植物B.甲、乙中所示的物质与能量处于平衡状态,该生物一定能存活C.该植物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关D.该植物用于光合作用暗反应阶段的ATP可以来自乙C1234567891011121314解析

甲可利用CO2合成有机物,为叶绿体;乙可利用O2产生CO2,为线粒体,该植物不一定是高等植物,如某些低等植物中也有叶绿体与线粒体,A项错误;题图只有能够进行光合作用的细胞处于物质与能量平衡的状态,但是植物细胞还有不进行光合作用的细胞,则整株植物的光合速率小于呼吸速率,则该生物不能存活,B项错误;植物将光能转化为化学能依靠叶绿体,即一定与甲有关,C项正确;该生物用于光合作用暗反应阶段的ATP只能来自甲,D项错误。1234567891011121314考点3

影响光合作用和细胞呼吸的因素12.(2023·辽宁辽阳一模)我国既要抓好粮食生产,同时还要重视粮食储备,全力打造“大国粮仓”。下列关于现代储粮技术的叙述,错误的是(

)A.气控:控制环境中的气体比例,创造无氧环境,抑制谷物的有氧呼吸B.干控:控制谷物的水分,以抑制谷物、微生物、害虫的细胞呼吸C.温控:控制谷物的储藏温度,创造一个不利于虫、霉生长的低温环境D.化控:指利用少量药物阻断虫、霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌的目的A1234567891011121314解析

无氧环境会促进谷物进行无氧呼吸,不利于谷物的储备,储存时需要创造一个低氧环境来抑制谷物的有氧呼吸和无氧呼吸,A项错误;降低谷物的水分,从而降低谷物的新陈代谢,以抑制谷物、微生物、害虫的细胞呼吸,B项正确;为控制谷物储藏温度,需要创造一个不利于虫、霉生长的低温环境,从而达到储粮的目的,C项正确;可利用少量药剂产生的毒气阻断虫、霉正常的代谢过程,达到杀虫抑菌的目的,从而达到储粮的目的,D项正确。123456789101112131413.(2023·安徽3月模拟)某实验小组欲探究盐胁迫对羽衣甘蓝种子萌发率的影响,进行了如下实验:将羽衣甘蓝种子浸泡在纯水中,并用充气泵持续通气,置于20℃黑暗条件下12小时之后取出种子,将种子均分后放入等量不同浓度的NaCl处理液中,并置于25℃恒温培养箱中培养发芽,结果如图所示。回答下列问题。1234567891011121314(1)羽衣甘蓝种子浸泡在纯水中时,用充气泵持续通气的目的是

,种子细胞利用O2的场所是

。在不同通气条件下,细胞呼吸产生CO2的场所有

。(2)实验过程中每隔24小时换1次处理液,其主要目的是

。由实验结果可知,随着NaCl溶液浓度的升高,

。

盐胁迫对羽衣甘蓝种子发芽率的抑制作用增强(种子萌发率显著降低)(3)推测盐胁迫影响羽衣甘蓝种子萌发的原理是

。

盐胁迫产生的高渗环境会抑制种子吸水或NaCl可造成离子毒害等保证种子进行正常的有氧呼吸线粒体内膜细胞质基质、线粒体基质保证各处理组NaCl溶液浓度的一致性1234567891011121314解析

(1)羽衣甘蓝种子浸泡在纯水中时,为保证氧气充足,种子可以进行正常的有氧呼吸,故用充气泵持续通气。种子细胞有氧呼吸第三阶段[H]和氧气结合生成水,场所是线粒体内膜。通气不足时,种子细胞可进行无氧呼吸产生CO2,无氧呼吸的场所是细胞质基质,增加通气,细胞进行有氧呼吸,有氧呼吸第二阶段产生CO2,场所为线粒体基质,故在不同通气条件下,细胞呼吸产生CO2的场所有细胞质基质、线粒体基质。(2)NaCl可以通过主动运输进入细胞中,为了保证各处理组NaCl溶液浓度的一致性,实验过程中每隔24小时换1次处理液。由实验结果可知,随着NaCl溶液浓度的升高,种子萌发率显著降低,盐胁迫对羽衣甘蓝种子发芽率的抑制作用增强。1234567891011121314(3)种子萌发过程会受多种因素的影响,推测由于盐胁迫产生的高渗环境会抑制种子吸水或NaCl可造成离子毒害等原因,导致盐胁迫影响羽衣甘蓝种子的萌发。123456789101112131414.(2023·山西太原二模)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料探究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果见下表,请回答下列问题。12345678910111213141234567891011121314(1)该实验的净光合速率可通过测定单位时间、单位叶面积中CO2的

量来表示。

(2)研究有机物在“源”和“库”之间的转移,常采用的实验方法是

。研究时,给叶片供应的CO2先与叶绿体中的

结合而被固定,之后还原为糖类,此过程需要接受光反应阶段提供的

(答出两点)中的化学能。

吸收同位素标记法C5ATP和NADPH1234567891011121314(3)实验结果表明,库源比降低(比如摘除部分果实),叶片的净光合速率降低,对此最合理的解释是

。库源比降低(比如摘除部分果实)降低了库的大小,使叶片中光合作用的产物蔗糖和淀粉积累,抑制了光合速率农业生产中,果农常通过“疏果”措施提高经济效益,请根据表中数据分析进行“疏果”的依据是

。

当库源比降低时,单果重明显增加1234567891011121314解析

(1)净光合速率=总光合速率-呼吸速率,可用单位时间、单位叶面积中CO2的吸收量来表示,此外也可用单位时间、单位叶面积中O2的释放量、有机物的积累量等来表示。(2)研究有机物在“源”和“库”之间的转移,常采用的实验方法是同位素标记法,该方法可通过标记元素,追踪物质的去向;在暗反应阶段,CO2先与C5结合形成两个C3,在光反应提供的ATP、NADPH(提供化学能)及有关酶的催化作用下,C3还原为糖类。1234567891011121314(3)分析题意可知,与对照组(甲组)相比,实验组乙和丙的净光合速率较低,说明库源比降低(比如摘除部分果实),会使叶片的光合作用强度降低,是因为“源”是代谢源,是指制造或输出光合产物的器官或组织,“库”是指光合产物积累、需求和消耗的器官。据表推测,库源比降低(比如摘除部分果实),降低了库的大小,使叶片中光合作用的产物蔗糖和淀粉积累,抑制了光合速率;根据实验结果可知,当库源比降低时,单果重明显增加,故农业生产中,果农常通过“疏果”措施提高经济效益。B组能力提升练1234561.(2023·山西大同学情调研)某同学为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b表示在最适温度、最适pH条件下的实验结果,据图分析,下列叙述错误的是(

)A.AB段,随着反应物浓度增大,反应速率加快,酶活性增强B.增大pH,重复该实验,A、B点位置下降C.曲线a可表示升高温度后,重复该实验,反应速率的变化情况D.曲线c可表示在B点增加酶的数量后,反应速率的变化情况A123456解析

曲线b表示在最适温度、最适pH条件下的实验结果,AB段,随着反应物浓度增大,反应速率加快,但酶活性不变,A项错误;A、B点是在最适温度、最适pH条件下的实验结果,增大pH,重复该实验,A、B点位置下降,B项正确;曲线b表示在最适温度下的实验结果,故曲线a可表示升高温度后,重复该实验,反应速率的变化情况(反应速率下降),C项正确;受酶的浓度限制,曲线b在B点后,反应速率保持不变,反应物浓度达到饱和,在B点增加酶的数量后,反应速率会上升,因此曲线c可表示在B点增加酶的数量后,反应速率的变化情况,D项正确。1234562.(2023·云南师大附中模拟)研究发现在其他培养条件适宜的情况下,与正常供水相比,减少供水会导致某植物光合作用速率下降,下列叙述错误的是(

)A.该植物产生O2的速率会下降B.该植物固定CO2的速率会升高C.适当降低光照强度,该植物光合作用速率可能不变D.该植物气孔开度可能会下降B123456解析

光合作用速率下降会使光反应速率下降,所以植物产生O2的速率会下降,A项正确;光合作用速率下降是光反应速率和暗反应速率下降的结果,所以该植物固定CO2的速率会下降,B项错误;若已达到光的饱和点,适当降低光照强度,该植物光合作用速率可能不变,C项正确;减少供水植物可能会减小蒸腾作用防止水分过度散失,气孔可能会关闭,即气孔开度可能会下降,D项正确。1234563.(2023·云南三校联考)下图是在不同温度下,测定光照强度相同时植物幼苗CO2吸收速率的变化曲线和黑暗条件下CO2释放速率的变化曲线。判断下列说法正确的是(

)A.光照条件下,植物体内ATP的产生场所是叶绿体和线粒体B.高温条件对该植物体内与细胞呼吸相关的酶影响更大C.为使该植物生长最快,白天应将其置于25℃环境中D.35℃时,该植物细胞呼吸强度和光合作用强度相等C123456解析

光照条件下,植物体内ATP的产生场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体,A项错误;45

℃后植物在光照条件下的CO2吸收速率数值和在黑暗条件下的CO2释放速率数值几乎一样,说明此时光照下,细胞CO2的释放量全来自呼吸作用,因此光合速率为0,仅能测出细胞呼吸速率,说明高温条件对该植物体内与光合作用相关的酶影响更大,B项错误;25

℃时,植物CO2吸收速率最大,即积累的有机物最多,为使该植物生长最快,白天应将其置于25

℃环境中,C项正确;35

℃时该植物的CO2吸收速率大于0,说明此时光合作用强度大于细胞呼吸强度,D项错误。1234564.(2023·湖南联考二模)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应的基本过程:将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有氧化型DCIP(氧化剂)、蔗糖和缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解,产生氧气等,溶液中的DCIP被还原,颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲杂草和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应,实验结果如下表所示。除草剂相对浓度/%051015202530品种甲放氧速率相对值5.03.72.21.0000品种乙放氧速率相对值5.04.43.73.02.21.61.0下列叙述正确的是(

)A.希尔反应中加入蔗糖溶液为该反应提供能量B.希尔反应中的DCIP相当于光反应中的NADPHC.与品种乙相比,除草剂抑制品种甲叶绿体类囊体薄膜的功能较强D.除草剂浓度为20%时,若向品种甲的希尔反应溶液中通入二氧化碳,在光照条件下就能检测到糖的生成C123456解析

希尔反应中加入蔗糖溶液是为了维持渗透压,A项错误;希尔反应模拟了光合作用中光反应阶段的部分变化,该阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行,溶液中的DCIP被还原,因此氧化剂DCIP在希尔反应中的作用,相当于NADP+在光反应中的作用,B项错误;分析表格可知,除草剂处理影响叶绿体放氧速率,说明除草剂主要抑制光合作用的光反应阶段,光反应阶段发生在类囊体薄膜上,与品种乙相比,品种甲的放氧速率较慢,即除草剂抑制品种甲叶绿体类囊体薄膜的功能较强,C项正确;除草剂浓度为20%时,若向品种甲的希尔反应溶液中通入二氧化碳,由于该反应中没有NADPH的生成,所以C3不能被还原成糖,在光照条件下不能检测到糖的生成,D项错误。1234561234565.(2023·云南曲靖一模)某生物兴趣小组在实验室将生理状况相同的几枝野生型黑藻WT分别放入装有一系列浓度梯度的NaHCO3溶液的锥形瓶中,密封后在适宜的光照强度下用O2传感器测定了不同CO2浓度条件下黑藻光合速率的变化,实验结果如图甲所示。之后他们又把野生型黑藻WT、突变体黑藻t1、突变体黑藻t2分别放在相同且适宜的光照条件下培养(叶绿体数量相同),观察叶绿体在叶肉细胞中的分布,实验结果如图乙所示。请根据实验回答以下问题。甲乙123456(1)图甲中F点和E点相比,C3含量较

(填“高”或“低”),原因是

。F点产生的NADPH的作用有

(答出2点)。

(2)图甲中用O2传感器测出的光合速率比黑藻实际的光合速率要小,原因是

。(3)请你根据图乙推测

(填“WT”“t1”或“t2”)的CO2补偿点更低(假设3组黑藻呼吸强度相同。CO2补偿点是指光合作用强度与呼吸作用强度相等时所需要的CO2浓度),原因是

。t1的叶绿体总受光面积最大,光合速率最大,它可利用最低的CO2浓度进行光合作用即可等于呼吸作用强度,即它的CO2补偿点是最低的高F点和E点相比,CO2的固定速率增加,C3的还原速率不变还原C3、为C3的还原提供能量黑藻同时进行呼吸作用消耗O2,测出的是净光合速率,而实际的光合速率等于净光合速率加呼吸速率t1123456解析

(1)图甲中F点和E点相比,其NaHCO3溶液浓度较高,导致其CO2浓度随之升高,CO2固定形成C3加快,但C3的还原速率几乎不变,导致C3含量较高。F点光反应产生的NADPH可为暗反应提供能量,同时还原C3。(2)图甲中O2传感器测出的光合速率为O2的释放量(表示净光合速率),由于黑藻同时进行呼吸作用消耗O2,而实际的光合速率等于净光合速率加呼吸速率,导致用O2传感器测出的光合速率比黑藻实际的光合速率要小。(3)图乙中,t1的叶绿体总受光面积最大,光合速率最大,它可利用最低的CO2浓度进行光合作用即可等于呼吸作用强度,即它的CO2补偿点是最低的。1234566.(2023·东北师大附中三模)植物所接受的光能超过其利用能力时,光合作用下降的现象称为“光抑制”。其可能的机理是强光下,部分电子传递给O2形成

,而

会损伤光合结构。实验小组研究了植物遭受逆境胁迫后不同光照条件的影响。取生理状况相似的同种植株随机均分为A、B、C三组,A组置于室温和适宜光照强度下培养(结果用曲线1表示)、B组在低温培养箱中处理4d后移入室温和强光照下恢复8d;C组在低温培养箱中处理4d后移入室温和40%光照下恢复8d。整个实验过程中三组番茄植株净光合速率(Pn)的变化如图所示。请回答下列问题。123456(1)低温会导致植物净光合速率(Pn)

(填“增高”或“下降”),从叶绿素合成的角度分析,其可能的原因是

。(2)图中可以表示B组实验结果的曲线最可能是

,判断的理由是

。(3)光合作用中光反应产生的电子可与

反应生成NADPH。我国科学家设法导出强光下植物光合系统内的部分电子,可以有效解除光合作用的光抑制现象。其原理是

。

导出强光下植物光合系统内的电子,能避免电子传递给O2形成

,损伤光合结构下降低温会降低与叶绿素合成有关的酶的活性曲线3低温胁迫后植物的光合作用下降,强光照下恢复会使番茄所接受的光能超过其利用能力,对光合结构产生伤害(出现光抑制),净光合速率会下降H+和NADP+123456解析

(1)图中低温处理后,曲线2、3和对照组(曲线1)相比,净光合速率下降。从叶绿素合成的角度分析,可能是低温会降低与叶绿素合成有关的酶的活性,使叶绿素的合成速率下降。(2)B组在低温培养箱中处理4

d后移入室温和强光照下恢复8

d,低温胁迫后植物的光合作用下降,强光照下恢复会使番茄所接受的光能超过其利用能力,对光合结构产生伤害(出现光抑制),净光合速率会下降,对应曲线3。(3)光合作用中光反应中水分解产生H+、电子和O2,产生的电子可与NADP+和H+反应生成NADPH。我国科学家设法导出强光下植物光合系统内的部分电子,可以有效解除光合作用的光抑制现象。强光下,部分电子C组专项命题培优练12345671.[蛋白磷酸化和去磷酸化](2023·安徽3月模拟)蛋白激酶(AMPK)是调节细胞能量代谢的关键分子,在缺乏葡萄糖时,AMPK被激活可诱导细胞发生自噬(细胞将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用)。AMPK与腺苷一磷酸(AMP)结合后,其α基团被磷酸化,从而使AMPK被激活;AMPK与ATP结合则产生相反的结果。下列相关叙述错误的是(

)A.AMPK、AMP和ATP都含有C、H、O、NB.细胞内的AMP/ATP值上升时,更多的AMPK被激活C.活化AMPK时,AMP脱去磷酸基团后剩下一分子腺嘌呤D.激活肿瘤细胞中的AMPK,可能有利于诱导癌细胞的凋亡C1234567解析

AMPK的化学本质是蛋白质,其组成元素含有C、H、O、N,而AMP和ATP的组成元素均为C、H、O、N、P,即AMPK、AMP和ATP都含有C、H、O、N,A项正确;细胞内的AMP增多、ATP减少,即AMP/ATP值上升时,更多的AMPK被激活,B项正确;AMP脱去磷酸基团后剩下一分子腺苷,包括一分子腺嘌呤和一分子核糖,C项错误;AMPK被激活可诱导细胞发生自噬,激活肿瘤细胞的AMPK,可能有利于诱导癌细胞的凋亡,D项正确。12345672.[细胞呼吸是细胞代谢的枢纽](2023·河北石家庄模拟)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。下列有关叙述不正确的是(

)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CO2和NADHC.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B1234567解析

由图可知,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,A项正确;TCA循环的底物是乙酰CoA,是由丙酮酸和脂肪酸生成的,B项错误;NADH提供的高能电子e-经电子传递链后最终生成水,并释放大量的热能,该过程实质上是一个氧化过程,C、D两项正确。12345671234567(1)提取和分离金银花叶片中色素使用的试剂分别是

。(2)光反应中ATP的合成依赖于水光解的电子传递和H+顺浓度通过类囊体膜上的ATP合成酶。请结合图中信息分析跨膜的H+浓度差是如何形成的?(回答两点)。

光照的驱动促使水分解产生H+;伴随着电子的传递通过PQ将叶绿体基质中的H+转运至类囊体膜内;在形成NADPH的过程中消耗叶绿体基质中部分H+无水乙醇、层析液1234567(3)研究人员发现金银花在夏季正午时分出现“光合午休”现象(净光合速率降低),为研究其原因,研究人员对金银花叶肉细胞胞间CO2的浓度进行测定。若结果为胞间CO2浓度下降,则植物光合速率下降的原因可能是

;若结果为胞间CO2浓度不变,则该植物光合速率下降的原因可能是

。

CO2浓度下降,CO2的固定速率减慢,而C3的还原速率不变,导致C3减少中午温度过高,与光合作用有关的酶活性降低1234567(4)研究表明:金银花“光合午休”现象还与叶片中的D1蛋白含量密切相关(D1蛋白是调节光系统Ⅱ活性的关键蛋白质)。强光照会导致D1蛋白含量下降,而水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度。下面是某同学以金银花为实验材料设计实验验证此结论的实验方案,请将该方案进行完善。①将生长状况一致的金银花均分成3组,编号A、B、C;②分别在

三种条件下培养,其他条件保持相同且适宜;

③一段时间后,检测各组D1蛋白的含量,并比较得出结论。强光照、强光照加水杨酸处理、适宜光照1234567解析

(1)根据色素能够溶解到有机溶剂中的特性,提取金银花叶片中色素时,利用无水乙醇作为提取剂;分离色素的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同而设计的,因此,分离色素利用的试剂是层析液。(2)光反应中ATP的合成依赖于水光解的电子传递和H+顺浓度通过类囊体膜上的ATP合成酶。结合图示可以看出,光照的驱动促使水分解产生H+,伴随着电子的传递通过PQ将叶绿体基质中的H+转运至类囊体膜内,在形成NADPH的过程中消耗叶绿体基质中部分H+,因而实现了类囊体中较高的H+浓度,此后在H+浓度梯度的驱动下实现了ATP的合成。1234567(3)“光合午休”现象是指由于高温强光照,植物细胞为保水而减小蒸腾作用,关闭部分气孔,导致CO2吸收减少,暗反应速率减慢,进而导致光合作用速率减慢。若结果为胞间CO2浓度下降,则CO2的固定速率减慢,而C3的还原速率不变,导致C3减少,进而光合速率下降;若结果为胞间CO2浓度不变,则该植物光合速率下降的原因可能是中午温度过高,与光合作用有关的酶活性降低引起的。(4)为验证金银花“光合午休”现象还与叶片中的D1蛋白含量密切相关,强光照会导致D1蛋白含量下降,而水杨酸能减小D1蛋白含量下降的幅度,所以自变量是光照强度和是否施加水杨酸,因此分别在强光照、强光照加水杨酸处理、适宜光照三种条件下培养,其他条件保持相同且适宜,因变量是D1蛋白的含量。12345674.[光呼吸]光呼吸是进行光合作用的细胞可发生的一个生化过程。如图为某植物光合作用和光呼吸过程中C的部分转移途径,其中过程①②属于卡尔文循环,过程③④属于光呼吸。1234567请回答下列问题。(1)光呼吸过程需要在

(填“无”或“有”)光条件下进行,判断的理由是

。(2)Rubisco既可以参与卡尔文循环,又可参与光呼吸,O2和CO2会竞争该酶的同一活性位点,据图分析,O2/CO2值较

(填“高”或“低”),有利于光呼吸的进行。光呼吸的进行会抑制光合作用的进行,据图分析,原因是

。有有光条件下,植物才能进行光合作用维持细胞中RuBP羧化酶的含量,保证光呼吸对RuBP羧化酶的需求高光呼吸会消耗RuBP羧化酶,导致参与卡尔文循环的RuBP羧化酶减少,从而抑制光合作用的进行1234567(3)从物质代谢的角度,分析光呼吸与有氧呼吸在利用O2方面的差异是

。光呼吸过程中O2与RuBP羧化酶反应生成C2,有氧呼吸过程中O2与[H]结合生成水1234567解析

(1)分析图示可知,光呼吸需要用到RuBP羧化酶为原料,有光条件下,植物才能进行光合作用维持细胞中RuBP羧化酶的含量,保证光呼吸对RuBP羧化酶的需求,故光呼吸过程需要在有光条件下进行。(2)O2和CO2会竞争Rubisco的同一活性位点,高浓度的O2、低浓度的CO2环境会促进光呼吸,抑制CO2的固定,因此O2/CO2值较高,有利于光呼吸的进行。光呼吸会消耗RuBP羧化酶,导致参与卡尔文循环的RuBP羧化酶减少,从而抑制光合作用的进行,因此光呼吸的进行会抑制光合作用的进行。(3)由图可知,在光呼吸阶段,O2与RuBP羧化酶反应生成C2,最终生成CO2;而在有氧呼吸的第三阶段,O2与[H]结合生成水并释放大量能量。12345675.[二氧化碳浓缩机制](2023·安徽江淮名校联考)为探究施加氮肥对玉米(C4植物)光合作用的影响,某兴趣小组首先通过查阅资料,学习玉米的光合作用和光呼吸过程(如下图所示)。RuBP羧化酶在CO2浓度高时与CO2亲和性更高,催化C5和CO2反应;在有光且O2浓度高时与O2亲和性更高,进行光呼吸。注:PEP酶固定CO2的效率远高于RuBP羧化酶。

1234567(1)由图可知,与C3植物相比,C4植物能利用较低浓度的CO2进行光合作用的原因是C4植物中存在

酶。

(2)由图可知,玉米的光合作用过程中,光反应阶段发生在

细胞中。

(3)由图可知,在CO2浓度较低时,RuBP羧化酶与O2结合进行光呼吸的作用是

。

生成CO2,提高细胞内CO2的浓度,有利于在CO2浓度较低时维持光合作用的进行PEP叶肉1234567(4)该兴趣小组将一批长势相同的玉米植株随机均分成两组:对照组和施加氮肥组,测得相关生理指标如表所示。生理指标对照组施加氮肥组叶绿素含量/(mg·g-1)9.811.8RuBP羧化酶活性/(μmol·h-1·g-1)316640光合速率/(μmol·m-2·s-1)6.58.51234567①由上表可知,施加氮肥组玉米植株叶片更加葱绿,原因是氮被吸收后,可参与

的合成,该类物质存在于叶肉细胞中的

(填具体的膜结构)上,作用是

;另一方面,氮被吸收后也可参与RuBP羧化酶的合成,从而提升植株

的能力。

②综合上述实验结果可知,适量增施氮肥有利于提高玉米的光合速率。为有效促进玉米对氮肥的吸收,可在施加氮肥时适当补充水分,原因是

。

补充水分可以使细胞内自由水/结合水的值增大,细胞代谢旺盛,产生更多能量,从而促进玉米根系对氮的主动运输叶绿素叶绿体类囊体薄膜吸收、传递、转化光能固定CO21234567解析

(1)据图可知,C4植物的叶肉细胞中含有PEP酶,可以利用浓度较低的CO2,故与C3植物相比,C4植物能利用较低浓度的CO2进行光合作用的原因是C4植物中存在PEP酶。(2)结合题干可知,玉米为C4植物,从图中可知,C4植物的叶肉细胞中的叶绿体有类囊体膜,无RuBP羧化酶,而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体,有RuBP羧化酶,光合作用的光反应阶段发生在类囊体膜上,故由图可知,玉米的光合作用过程中,光反应阶段发生在叶肉细胞中。(3)由图可知,在CO2浓度较低时,RuBP羧化酶与O2结合进行光呼吸,光呼吸的产物有CO2,可提高细胞内CO2的浓度,CO2是光合作用的原料,有利于在CO2浓度较低时维持光合作用的进行。1234567(4)由表可知,施加氮肥组玉米植株叶片更加葱绿,叶绿素的组成元素中含有氮,当氮被吸收后,可参与叶绿素的合成,叶绿素存在于叶肉细胞中的叶绿体类囊体膜上,类囊体膜是进行光反应的场所,其除了含有光合色素,还含有与光反应有关的酶,叶绿素的作用是吸收、传递、转化光能,可以将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能;另一方面,氮被吸收后也可参与RuBP羧化酶的合成,从而提升植株固定CO2的能力。综合上述实验结果可知,适量增施氮肥有利于提高玉米的光合速率。为有效促进玉米对氮肥的吸收,而氮肥需要溶于水以离子的形式存在被植物根部细胞吸收,植物细胞吸收离子的方式通常为主动运输,主动运输的特点之一为需要消耗能量,故可在施加氮肥时适当补充水分,原因是补充水分可以使细胞内自由水/结合水的值增大,细胞代谢旺盛,产生更多能量,从而促进玉米根系对氮的主动运输。12345676.[不同生物的CO2浓缩机制]有些植物在进行光合作用时CO2被固定的最初产物是C3,这些植物叫作C3植物;而有些生活在热带干旱地区的植物,其在夜间气孔开放时,CO2被转化成苹果酸储存在液泡中,在白天气孔关闭时,液泡中的苹果酸会释放出CO2,进而在叶绿体中完成卡尔文循环,这些植物叫作CAM植物。请回答下列问题。(1)在C3植物的叶绿体中,CO2被

固定成C3,C3再接受

的能量被还原成糖类,后者所需的能量来自

(填场所),且属于

(填“吸能反应”或“放能反应”)。

C5ATP和NADPH叶绿体的类囊体薄膜吸能反应1234567(2)下图是CAM植物在进行光合作用时固定CO2的方式,据图判断,苹果酸进入液泡和细胞质基质的物质运输方式分别为

。CAM植物在白天光合作用所需CO2的来源有苹果酸脱羧和

;在夜间气孔开放时,CAM植物可以合成[H],原因是

。

注:PEP为磷酸烯醇式丙酮酸。

主动运输、协助扩散细胞呼吸夜间细胞可以通过有氧呼吸的第一、二阶段合成[H]1234567(3)植物甲是一种兼性CAM植物,当其在干旱的环境时,表现为气孔夜间开放,白天关闭的CAM类型,当其在水分充足的环境时,则转变为气孔白天开放,夜间关闭的C3类型。若以液泡pH的变化为检测指标,请设计实验验证植物甲是兼性CAM植物,简要写出实验思路和预期结果。实验思路:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;

预期结果:

。

选取若干正常生长的植物甲,随机均分为A、B两组,将A组置于干旱环境下培养,B组置于水分充足环境下培养,其他条件相同且适宜,培养一段时间后,在夜晚和次日白天检测A、B两组植物液泡的pHA组次日白天液