2023届高考生物二轮复习细胞代谢作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞代谢作业含答案，共18页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

细胞代谢
一、单项选择题
1.(2022广东广州模拟)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是(　　)
A.早春旱、冷,早稻浸种后温水淋种、时常翻种,为种子细胞呼吸提供水分、适宜的温度和O2
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,原因是萌发时细胞呼吸需要大量O2
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
2.(2022广东深圳模拟)某实验小组从热泉的芽孢杆菌中获取了某耐热蛋白酶,并探究了该酶在60 ℃和80 ℃两个温度条件下,pH对酶活性的影响,结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A.芽孢杆菌合成耐热蛋白酶是在热泉环境的诱导下产生的适应性变异
B.根据结果可知,该酶适合在pH=7、温度为60 ℃的条件下长期保存
C.与80 ℃相比,60 ℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强
D.当pH=7时,80 ℃和60 ℃条件下该酶为化学反应提供等量的活化能
3.(2022广东深圳模拟)在植物进行光合作用的场所中,类囊体薄膜发挥了至关重要的作用。下列叙述错误的是(　　)
A.类囊体薄膜上有四种色素,是光能吸收、传递和转化的场所
B.类囊体薄膜上合成的ATP能为各项生命活动提供能量
C.类囊体薄膜属于生物膜系统,其具有选择透过性
D.类囊体薄膜上氧气的产生速率是实际光合作用速率
4.(2022广东汕头二模)科学家培育出一种转荧光素酶基因的“荧光树”,用荧光素浇灌后,“荧光树”能发光,原理如图所示,下列说法错误的是(　　)
ATP荧光素发光
A.荧光素酶降低了化学反应的活化能
B.荧光素被激活的反应是吸能反应
C.低温能影响“荧光树”的发光强度
D.“荧光树”光合作用产生的ATP也能激活荧光素
5.(2022山东潍坊一模)高等植物细胞中RuBP羧化酶(R酶)仅存在于叶绿体中,可催化CO2与RuBP结合生成2分子C3。R酶由大亚基蛋白(L)和小亚基蛋白(S)组成,相关基因分别位于叶绿体、细胞核中。蓝细菌的R酶活性高于高等植物,现将蓝细菌的S、L基因转入某去除L基因的高等植物叶绿体中,植株能够存活并生长,检测发现该植株中R酶活性高于普通植株。下列说法错误的是(　　)
A.影响暗反应的内部因素有R酶活性、RuBP含量等
B.高等植物的L亚基与S亚基在叶绿体中组装成R酶
C.转基因植株中R酶都是由蓝细菌的S、L亚基组装而成
D.蓝细菌R酶可在高等植物中合成体现了生物界的统一性
6.(2022山东青岛模拟)2021年,我国科学家设计了一种下图所示的人造淀粉合成代谢路线(ASAP),成功将CO2和H2转化为淀粉。ASAP由11个核心反应组成,依赖许多不同生物来源的工程重组酶。科学家表示,按照目前的技术参数,在不考虑能量输入的情况下,1 m3生物反应器的淀粉年产量,理论上相当于种植1/3 hm2(1 hm2=10 000 m2)玉米的淀粉年产量。下列叙述错误的是(　　)

A.该反应器的能量输入需要人工提供高能氢和ATP
B.人工合成淀粉同样需要CO2的固定和C5的再生,最终将C6合成淀粉
C.ASAP代谢路线有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响
D.大量工程重组酶的制备是该项技术走向工业化最可能面临的难题
7.(2022广东惠州一模)我国科学家模拟植物光合作用,设计了一条利用CO2合成淀粉的人工路线,流程如图所示。下列相关分析正确的是(　　)

A.①②过程与光反应的过程完全相同,③④过程与暗反应过程完全相同
B.该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应
C.该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储藏于有机物中
D.①过程需要催化剂,②③④过程既不需要催化剂也不需要消耗能量
二、单项选择题
8.(2022山东一模)淀粉和蔗糖是光合作用的主要终产物,其合成过程如图所示。细胞质内形成的蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性贮藏,该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输。下列说法不正确的是(　　)

A.参与蔗糖生物合成的酶位于叶绿体基质中
B.呼吸抑制剂可以抑制蔗糖进入液泡的过程
C.细胞质基质中Pi含量下降,会导致叶绿体中的淀粉合成增多
D.磷酸丙糖的输出量过多会影响C5的再生,使暗反应速率下降
9.(2022广东佛山模拟)如图所示为某植物叶片衰老过程中的生理变化,据图分析,下列叙述错误的是(　　)

A.叶片衰老过程中,光合速率下降的唯一限制因素是叶绿素含量
B.叶片衰老过程中,叶片在不断积累有机物
C.落叶可利用少量的叶绿素进行光合作用继续合成有机物
D.叶片衰老过程中叶绿体的解体早于线粒体的解体
10.(2022广东普宁二模)光合作用是自然界最重要的化学反应之一,影响光合作用的外因主要包括温度、CO2浓度和光照强度,如图是实验人员测得的光吸收对单个叶片的光合速率的影响。下列相关叙述错误的是(　　)

A.大田作物群体对光能的利用与单个叶片不同,对应的光极限范围应该更大
B.CO2极限时,限制光合作用增加的因素可能是CO2浓度或温度
C.在光合作用最适温度条件下适当升温,呼吸速率可能增大,补偿点可能左移
D.实际生产中施肥过多或过少都可能影响光合作用速率
三、非选择题
11.(2022湖南湘潭一模)水分胁迫是指土壤缺水而明显抑制植物生长的现象。淹水、冰冻、高温或盐渍等也能引起水分胁迫。干旱缺水引起的水分胁迫是最常见的,也是对植物产量影响最大的。回答下列问题。
(1)土壤缺水明显抑制植物生长,主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)农田施肥时不能过量,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。水分被细胞吸收后,可在叶绿体和线粒体中参与的反应分别是　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　(答出物质变化即可)。 
(3)某地夏季降水充沛,但土壤的储水量仍然很低而不利于冬小麦生长。为解决冬季干旱缺水影响冬小麦产量的问题,该地拟采用“夏休闲(即土地闲置)—冬小麦”的种植制度或 “夏豆类—冬小麦”的轮作方式,请你帮忙做出选择并阐明理由。 选择:　　　　　　　;理由: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  
12.(2022广东模拟)广东荔枝产区大、品种多。梅雨季节荔枝开花坐果,光照时间短,严重影响荔枝的产量。研究人员采用不同施钾水平处理“糯米糍”幼树,植株处理前先停止施肥五个月,再移栽至盆中。实验设置4个处理水平,施用的氯化钾量分别是对照组(NP)0 g,中钾处理(NPK1)70 g,高钾处理(NPK2)140 g,单钾处理(K)75 g。除了单钾处理只施钾肥外,其他处理施加氮磷水平相同。实验结果如图所示。

图1　光照强度对光合作用的影响

图2　不同施钾水平对叶片相关酶活性的影响
(1)氮肥和磷肥能共同为植物细胞合成　　　　　　　　　　　　等物质提供原料(写出两种)。 
(2)当植株达到最大光合速率时,植物叶肉细胞光反应产生的O2去向有　　　　　　。由图1可知,在同等光照条件下,高钾组的光合作用强度低于中钾组,这可能是由于施肥过多影响了植物的吸水,使植物气孔开度　　　　,进而限制了暗反应中　　　　　　　　　　速率。 
(3)抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶是重要的呼吸氧化酶,两者可使细胞呼吸加强。不同处理下两种酶的酶活性如图2所示。结合图1和图2,推测NPK处理后可降低光补偿点(光合作用速率与细胞呼吸速率相等时的光照强度)的原因。
(4)据图1和图2可知,施钾肥能使荔枝叶片的光合速率增大,但需注意　　　　　。
13.Rubisco酶是暗反应中的关键酶,它催化CO2与RuBP生成三碳化合物。某实验小组欲研究水稻光合作用的相关生理过程,以水稻的低叶绿素含量突变体(YL)与野生型(WT)为实验材料,采用随机分组设计,设置3种氮肥处理,即0N(全生育期不施氮肥)、MN(全生育期施纯氮120 kg·hm-2)和HN(全生育期施纯氮240 kg·hm-2),并测定饱和光照强度(1 000 μmol·m-2·s-1)下的气孔导度和胞间CO2浓度,结果如图所示。回答下列问题。


(1)比较YL与WT的叶绿素含量差异时,常用　　　　　　提取叶绿素;限制暗反应速率的内在因素可能有　　　　　　　　　。 
(2)图示结果表明,在MN与HN处理下,YL与WT相比,前者气孔导度较大,但二者胞间CO2浓度却无显著差异。由此推断在MN与HN处理下,YL的光合速率　　　　　WT的光合速率,分析其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)研究表明,叶绿素含量高并不是叶片光合速率大的必需条件。叶片中的叶绿素含量存在“冗余”现象,因此,适当降低　　　　　　　　　　　　　　　　将有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过程中的消耗,最终提高叶片光合速率。 
(4)Rubisco酶催化CO2与RuBP生成三碳化合物的过程称为　　　　　　　　　　,叶肉细胞中Rubisco酶含量高,有利于提高光合速率,但合成Rubisco酶需要消耗大量的氮素。已知YL的Rubisco酶含量显著高于WT的,结合题图分析,与WT的氮素利用途径相比,YL的氮素利用途径可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

专题提升练2
1.B　解析:将浸泡后的种子放在黑暗或弱光的环境中,用温水淋种并时常翻种,可给予种子适宜的温度、湿度和O2条件,促使种子迅速发芽,A项正确;农作物种子入库贮藏时,在低氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长,B项错误;油料种子脂肪含量很高,脂肪中氢元素的含量相对较多,萌发时对O2的需求量较高,所以在播种时宜浅播,C项正确;柑橘在塑料袋中(低氧条件下)密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用,D项正确。
2.C　解析:芽孢杆菌能合成耐热蛋白酶,是热泉环境对芽孢杆菌的选择作用的结果,A项错误;根据结果可知,在pH=7的环境中该酶活性最高,不适合长期保存该酶,B项错误;分析题图可知,60 ℃条件下该酶对碱性环境的适应性更强,C项正确;酶降低化学反应的活化能,酶不能提供活化能,D项错误。
3.B　解析:类囊体薄膜上有四种色素(胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b),是光能吸收、传递和转化的场所,A项正确;类囊体薄膜上合成的ATP只能用于暗反应中三碳化合物的还原过程,B项错误;生物膜系统由内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和核膜、细胞膜等结构共同构成。类囊体薄膜属于生物膜系统,其具有选择透过性,C项正确;类囊体薄膜是光合作用中光反应的场所,光反应中水光解产生NADP+与氧气,氧气的产生速率是实际光合作用速率,D项正确。
4.D　解析:酶的作用机理是降低化学反应的活化能,因此荧光素酶降低了化学反应的活化能,A项正确;荧光素被激活需要ATP水解提供能量,因此属于吸能反应,B项正确;低温能影响酶的活性,“荧光树”的发光需要荧光素酶的催化作用,因此低温能影响“荧光树”的发光强度,C项正确;光合作用产生的ATP只能用于暗反应,因此“荧光树”光合作用产生的ATP不能激活荧光素,D项错误。
5.C　解析:据题意可知,R酶可催化CO2与RuBP结合生成C3,因此影响暗反应的内部因素有R酶活性、RuBP含量等,A项正确;R酶由大亚基蛋白(L)和小亚基蛋白(S)组成,高等植物细胞中L亚基由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S亚基由细胞核基因编码并在细胞质中由核糖体合成后进入叶绿体,由于R酶催化CO2的固定反应,因此S亚基在叶绿体的基质中与L亚基组装成有功能的酶,B项正确;由题述实验不能得出“转基因植株中R酶都是由蓝细菌的S、L亚基组装而成”的推测,因为转基因植株仍包含高等植株的S基因,不能排除转基因植株中R酶由蓝细菌的L蛋白和高等植株的S蛋白组成的情况,C项错误;蓝细菌R酶可在高等植物中合成体现了所有生物共用一套遗传密码,体现了生物界的统一性,D项正确。
6.B　解析:该反应器需要高能氢以及ATP还原C3,故该反应器的能量输入需要人工提供高能氢和ATP,A项正确;人工合成淀粉同样需要CO2的固定,但不需要C5的再生,B项错误;ASAP代谢路线有助于减少农药、化肥等对环境造成的负面影响,C项正确;该反应器需要酶,大量工程重组酶的制备是该项技术走向工业化最可能面临的难题,D项正确。
7.C　解析:由分析可知,①②过程模拟暗反应中CO2的固定,③④过程模拟暗反应中C3的还原,A项错误;由图可知,①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应,反应过程较剧烈,②③④过程是在酶的催化下完成的,反应较温和,B项错误;植物光合作用的本质是利用光能将CO2和水转化为有机物,同时将光能转化为有机物中的化学能,图示过程也将CO2和水转化为淀粉,同时储存能量,二者的本质是相同的,C项正确;分析图示可知,图中②③④过程需要在酶的催化作用下进行,由小分子聚合成大分子,为吸能反应,同时需要消耗能量,D项错误。
8.A　解析:结合题意可知,参与蔗糖生物合成的酶位于细胞质基质中,A项错误;结合题意“蔗糖可以通过跨膜运输进入液泡进行临时性贮藏,该过程是由位于液泡膜上的蔗糖载体介导的逆蔗糖浓度梯度运输”可知,蔗糖进入液泡的方式为主动运输过程,主动运输需要能量,故呼吸抑制剂可以通过抑制细胞呼吸影响能量供应,进而抑制蔗糖进入液泡的过程,B项正确;结合题图分析可知,当细胞质基质中Pi含量下降时,会抑制磷酸丙糖从叶绿体中运出,从而促进淀粉的合成,C项正确;据图可知,磷酸丙糖的输出量过多会影响C5的再生,D项正确。
9.A　解析:在叶片的衰老过程中,叶绿素含量先上升后下降,但光合作用速率持续下降,所以叶绿素含量不是光合速率下降的唯一限制因素,A项错误;分析题图可知,叶片衰老过程中,虽然光合速率一直在下降,但是光合速率始终大于呼吸速率,即有机物总量持续增加,B项正确;落叶后,叶片的光合速率并没有降为零,说明落叶可利用少量的叶绿素进行光合作用继续合成有机物,C项正确;据图可知,叶片衰老时,叶绿素含量稍有上升但此后急剧下降,且光合作用速率一直处于下降状态,而呼吸速率基本不变,说明叶绿体的解体早于线粒体的解体,D项正确。
10.C　解析:群体对光能的利用更充分,光饱和点较单个叶片更大,所以光极限范围会更大,A项正确;CO2极限时,曲线趋于水平,此时光照强度不再是限制因素,可能是其他外界因素,如温度或CO2浓度,B项正确;在光合作用最适温度条件下适当升温,光合速率下降,呼吸速率可能增大,导致光补偿点右移,C项错误;实际生产中,施肥过多会影响细胞吸水,施肥不足可能影响叶绿素和相关酶的合成,故施肥过多或过少都可能影响光合作用速率,D项正确。
11.答案:(1)气孔关闭(气孔导度下降)导致进入叶片的CO2减少,进而影响了光合作用效率
(2) 施肥过多,使土壤中的溶液浓度大于细胞液的浓度,引起作物失水萎蔫,甚至死亡　水被光解产生O2和NADPH　与丙酮酸反应生成CO2和NADH
(3) “夏豆类—冬小麦”的轮作方式　若选择“夏休闲(即土地闲置)—冬小麦”的种植制度,夏季高温伴随着植被覆盖率低会导致大量的水分因蒸发而散失。而“夏豆类—冬小麦”的轮作方式下,夏天豆类茎叶不仅可以减少土壤中水分的蒸发,还能因共生的根瘤菌的固氮作用增加土壤中的氮元素含量
解析:(1)缺水条件下,植物的气孔关闭,进入叶片的CO2减少,影响光合作用的暗反应阶段,进而影响了光合作用效率。
(2)如果实验中农田施用过多的肥料,会导致土壤溶液浓度过高,影响根系吸收水分,引起植物失水萎蔫,甚至死亡。水分在叶绿体中参与光反应,可被分解成O2和NADPH;水分在线粒体基质中能与丙酮酸反应生成CO2和NADH。
(3)若选择“夏休闲(即土地闲置)—冬小麦”的种植制度,夏季高温伴随着植被覆盖率低会导致大量的水分因蒸发而散失。而“夏豆类—冬小麦”的轮作方式下,夏天豆类茎叶不仅可以减少土壤中水分的蒸发,还能因共生的根瘤菌的固氮作用增加土壤中的氮元素含量,从而使冬小麦增产。综上分析,应该选择“夏豆类—冬小麦”的轮作方式。
12.答案:(1)NADPH、ATP、核酸、磷脂
(2)线粒体、细胞外(环境)　下降　CO2的固定
(3)N和P是NADPH和ATP合成的原料,施加氮肥和磷肥能提高光反应速率,从而提高光合作用强度;施加NPK能降低抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶的酶活性,降低细胞呼吸速率。故NPK处理后,植株可利用较低的光照强度维持光合作用速率与细胞呼吸速率相等,光补偿点降低
(4)配合氮肥和磷肥一起使用,控制钾肥的使用量
解析:(1)由于核酸、ATP、磷脂等含有N、P元素,因此氮肥和磷肥能为植物细胞合成核酸、ATP、磷脂等提供原料。(2)当植株达到最大光合速率时,光合作用强度大于细胞呼吸强度,植物叶肉细胞光反应产生的O2一部分扩散到线粒体进行有氧呼吸,另一部分扩散到细胞外。由实验结果可知,在同等光照条件下,高钾组的光合作用强度低于中钾组,这可能是由于施肥过多影响了植物的吸水,使植物气孔开度下降,CO2吸收减少,进而限制了暗反应中CO2的固定速率。(3)N和P是NADPH和ATP合成的原料,施加氮肥和磷肥能提高光反应速率,从而提高光合作用强度;施加NPK能降低抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶的酶活性,降低细胞呼吸速率。光补偿点是光合作用速率与细胞呼吸速率相等时的光照强度,光合作用增强,细胞呼吸减弱,所以光补偿点降低。(4)由题图可知,配合施加N、P对提高净光合速率更显著,与中钾组相比,高钾组的净光合速率反而会降低,因此还应控制钾肥的使用量。
13.答案:(1)无水乙醇　光合作用有关酶的数量与活性
(2)高于　YL较高的光合速率会较快地固定与消耗胞间CO2,从而在一定程度上降低了胞间CO2浓度,使其与WT的胞间CO2浓度差异不大(或在MN与HN处理下,YL的气孔导度大于WT的,但YL与WT的胞间CO2浓度基本相同,YL的光合作用消耗了更多的CO2)
(3)叶片中的叶绿素含量
(4)CO2的固定　YL更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成,而不是叶绿素的合成
解析:(1)色素可以溶解到有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿素;限制暗反应速率的内在因素可能有光合作用有关酶的数量与活性。
(2)YL较高的光合速率会较快地固定与消耗胞间CO2,从而在一定程度上降低了胞间CO2浓度,使其与WT的胞间CO2浓度差异不大(或在MN与HN处理下,YL的气孔导度大于WT的,但YL与WT的胞间CO2浓度基本相同,YL的光合作用消耗了更多的CO2),由此推断在MN与HN处理下,YL的光合速率高于WT的光合速率。
(3)氮素既可以用于合成叶绿素也可用于合成Rubisco酶,在饱和光照强度下,光合速率的限制因素主要是Rubisco酶的含量,所以在饱和光照强度下,适当降低水稻叶片中叶绿素的含量,可提高氮素合成Rubisco酶的含量,从而提高水稻的光能利用效率。
(4)Rubisco酶催化CO2与RuBP生成三碳化合物的过程称为CO2的固定。由于YL的Rubisco酶含量显著高于WT的,故YL的氮素利用途径可能是YL更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成,而不是叶绿素的合成。
命题篇强化练2
1.[载体蛋白磷酸化]一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子,载体分子对一定的离子有专一的结合部位,能选择性地携带某种离子通过膜,载体的活化需要ATP,其转运离子的情况如图。下列相关叙述错误的是(　　)

A.据图分析可知,载体分子与酶都具有专一性
B.温度通过影响呼吸酶的活性来影响植物根系对矿质元素的吸收
C.磷酸激酶与ATP水解有关,磷酸酯酶与ATP合成有关
D.未活化的载体在膜中磷酸激酶和ATP的作用下又可使其磷酸化,而再度活化
2.[载体蛋白磷酸化](2022广东深圳期末)ATP可将蛋白质磷酸化,磷酸化的蛋白质会改变形状做功,从而推动细胞内一系列反应的进行,其机理如图所示。下列分析错误的是(　　)

A.磷酸化或去磷酸化可能改变蛋白质的空间结构
B.磷酸化的蛋白质做功,失去的能量用于合成ATP
C.主动运输过程中载体蛋白中的分子势能先增加后减少
D.ATP水解时脱离的磷酸基团若未转移给其他分子,则形成游离磷酸
3.[C4植物](2022全国卷甲)根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出3点即可)。 
(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。 
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是　　　　　　　　　　　　。 
4.[希尔反应](2021湖南卷)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
(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O2、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CO2浓度降低,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。

实验项目
叶绿体类型
叶绿体A:双层膜结构完整
叶绿体B:双层膜局部受损,类囊体略有损伤
叶绿体C:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂
叶绿体D:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一:以Fecy为电子受体时的放氧量
100
167.0
425.1
281.3
实验二:以DCIP为电子受体时的放氧量
100
106.7
471.1
109.6

　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、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:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
5.[光呼吸](2022江苏南通模拟)光呼吸是植物绿色组织利用光能,吸收O2并释放CO2的过程。C3植物在环境中CO2/O2比值出现异常时容易发生光呼吸造成作物减产,部分过程如下图中实线所示。某课题组利用基因工程技术将GLO1、CAT、GCL和TSR四个酶基因导入水稻叶肉细胞并表达,成功构建了一条光呼吸代谢支路(GCGT支路)。该支路使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内代谢释放CO2,产生的H2O2由CAT分解,代谢过程如下图中虚线所示。请分析回答下列问题。

水稻光呼吸及叶绿体中GCGT支路示意图
(1)据图可知,直接参与光呼吸的细胞结构有　　　　　　　　　　　　　　　,R酶既能催化　　　　　(物质)反应,也能催化　　　　　(物质)反应。 
(2)据图推测,CO2/O2比值　　　　　(填“升高”或“降低”)时有利于光呼吸发生,而不利于光合作用发生。光呼吸增强会降低作物产量的主要原因是　　　　　　　　　。 
(3)构建GCGT支路的基因表达载体时,目的基因的5'端均融合了水稻叶绿体定向信号肽RC2序列,这一操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。在构建GCGT支路时需要导入过氧化氢酶(CAT)基因的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)科研人员分别测定了野生型水稻株系和4个上述转基因水稻株系的相关光合参数,结果表明,4个转基因株系的净光合速率分别比野生型提高了12.5%、7.79%、15.8%和7%,光呼吸速率分别降低了13.9%、17.7%、17.4%和18.6%。
①选用4个转基因水稻株系进行实验并分别测量的目的是　　　　　　　　　　。
②结合上图可以初步判断光呼吸GCGT支路可提高水稻光合效率和产量的原因主要有两个,一是GCGT支路可以使光呼吸产生的乙醇酸　　　　　　　　　　　　　,提高了其内部的CO2浓度;二是CO2浓度的增加可以提高　　　　　　　　　的能力,进而抑制光呼吸。 
6.[C4植物]研究发现藜科植物异子蓬能在绿色组织单个细胞中完成整个C4光合作用,颠覆了C4植物的光合作用只能依靠两种细胞共同作用的观点。光合细胞与大气接触的叶表面附近几乎没有叶绿体,维管束附近有叶绿体密集区,其光合作用过程如图所示。

(1)在叶绿体中,光合色素分布在　　　　　上;光反应过程中除了产生图示物质外,还产生一种高能化合物　　　　　;该植物中的CO2受体有　　　　　和　　　　　。 
(2)图中物质PEP的元素组成为　　　　　。丙酮酸除了可以参与图中所示的反应,还可在　　　　　(场所)中被彻底氧化分解成CO2,再被用于光合作用。 
(3)细胞内碳水化合物通常以淀粉等大分子的形式临时储存在叶绿体中,与小分子糖类相比,有利于维持　　　　　,以免叶绿体吸水涨破;但碳水化合物的长距离运输主要以蔗糖的形式,与淀粉相比,蔗糖作为运输物质的优点是　　　　　　　　　　　　　。 
(4)图示细胞中叶绿体总是紧靠线粒体分布,其生理学意义是　　　　　　　　　　　;叶绿体集中分布在细胞靠近维管束的一侧,其好处是　　　　　　　　　　　　。 

命题篇强化练2
1.C　解析:题干信息“载体分子对一定的离子有专一的结合部位”,说明载体分子有专一性,一种酶只能催化一种或者一类化学反应,也有专一性,A项正确;土壤温度可以通过影响有氧呼吸酶的活性影响细胞呼吸,从而影响植物对矿质元素的吸收,B项正确;据图分析,磷酸激酶的作用是在ATP和底物之间起催化作用,将一个磷酸基团转移到载体上;磷酸酯酶是通过催化磷酸酯键水解使载体去磷酸化的酶,C项错误;图示未活化的载体,在磷酸激酶的催化下,可获得ATP转移的磷酸基团而再度活化,D项正确。
2.B　解析:根据题图信息,磷酸化的蛋白质会改变形状做功,去磷酸化也能改变蛋白质的空间结构,A项正确;磷酸化的蛋白质做功,失去的能量主要用于各种生命活动,如肌肉的运动,B项错误;主动运输是消耗能量的过程,因此载体蛋白中的能量先增加后减少,C项正确;ATP水解时脱离的磷酸基团可将其他物质磷酸化,若未转移给其他分子,则形成游离磷酸,D项正确。
3.答案:(1)ATP、NADPH和O2
(2)自身呼吸需要消耗有机物或建造植物体结构需要有机物(答出1点即可)
(3)干旱导致植物气孔开度减小,叶片吸收的CO2减少;C4植物的CO2补偿点比C3植物的低,C4植物在较低CO2浓度下就能合成满足自身生长所需的有机物(答案合理即可)
解析:(1)光合作用的光反应阶段发生的物质变化包括ATP的形成和水的光解,因此光反应阶段的产物有ATP、NADPH和O2。(2)叶片的光合产物,一部分被自身呼吸消耗,一部分用来建造植物体结构,一部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱条件下,植物叶片的大部分气孔会关闭,导致植物从外界吸收的CO2减少;因为C4植物的CO2补偿点比C3植物的低,C4植物能够利用较低浓度的CO2,所以在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。
4.答案:(1)类囊体薄膜　NADPH　减慢
(2)①Fecy　实验一中叶绿体B双层膜局部受损时,以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时,实验二中叶绿体B双层膜局部受损时,以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异　②类囊体薄膜上的色素吸收光能　③ATP的合成依赖于H+顺浓度梯度通过类囊体薄膜及其上的ATP合酶,叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大,因此ATP的产生效率逐渐降低
解析:(1)图a为叶绿体结构,图b上发生水的光解以及ATP、NADPH的合成过程,则图b表示图a中的类囊体薄膜结构。膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低,暗反应速率减慢,叶绿体中电子受体NADP+减少,则图b中电子传递速率会减慢。(2)①由题表可知,叶绿体A(双层膜结构完整)无论是以Fecy为电子受体还是以DCIP为电子受体,放氧量都很低(100);叶绿体B(双层膜局部受损,类囊体略有损伤)在以Fecy为电子受体时放氧量明显增大,而在以DCIP为电子受体时,放氧量并未明显增大,说明叶绿体双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用,而对以DCIP为电子受体的光反应没有明显的阻碍作用。 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,更有利于类囊体膜上的色素吸收光能,从而提高光反应速率。③分析图b中ATP的合成过程可知,类囊体膜上ATP合成一是依赖H+顺浓度梯度通过类囊体薄膜产生的势能,二是依赖ATP合酶的催化。以DCIP为电子受体进行实验,发现叶绿体A、B、C、D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41,依次降低,这与四种叶绿体的结构状态有关,即叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大,因此ATP的产生效率逐渐降低。
5.答案:(1)叶绿体(基质)、过氧化物酶体和线粒体　RuBP(C5)与O2　RuBP(C5)与CO2
(2)降低　光呼吸会消耗部分暗反应的底物(C5),并以CO2的形式损失(散失),从而降低了光合作用速率
(3)引导目的基因表达产生的酶准确进入叶绿体中发挥作用
导入的CAT酶基因表达出的CAT酶能催化H2O2的分解,减少H2O2对叶绿体的损害
(4)排除偶然性,减少因个体差异导致的实验误差　直接在叶绿体中分解成CO2　CO2与O2竞争R酶
解析:(1)据图可知,直接参与光呼吸的细胞结构有叶绿体(基质)、过氧化物酶体和线粒体,R酶既能催化RuBP(C5)与O2反应,也能催化RuBP(C5)与CO2反应。
(2)据图推测,高氧、低二氧化碳情况下,即CO2/O2比值降低时有利于光呼吸发生,而不利于光合作用发生。光呼吸增强会降低作物产量的主要原因是光呼吸会消耗部分暗反应的底物(C5),并以CO2的形式损失(散失),从而降低了光合作用速率。
(3)构建GCGT支路的基因表达载体时,目的基因的5'端均融合了水稻叶绿体定向信号肽RC2序列,这一操作的目的是引导目的基因表达产生的酶准确进入叶绿体中发挥作用。在构建GCGT支路时需要导入过氧化氢酶(CAT)基因的原因是导入的CAT酶基因表达出的CAT酶能催化H2O2的分解,减少H2O2对叶绿体的损害。
(4)①选用4个转基因水稻株系,相当于重复组,这样进行实验并分别测量的目的是排除偶然性,减少因个体差异导致的实验误差。②根据光呼吸原理可知,要增加水稻光合效率和产量,需要防止光呼吸发生,而光呼吸发生的条件是高氧低二氧化碳以及R酶结合氧气的能力,结合图示可以初步判断光呼吸GCGT支路可提高水稻光合效率和产量的原因主要有两个,一是GCGT支路可以使光呼吸产生的乙醇酸直接在叶绿体中分解成CO2,提高了其内部的CO2浓度;二是CO2浓度的增加可以提高CO2与O2竞争R酶的能力,进而抑制光呼吸。
6.答案:(1)类囊体薄膜　ATP　PEP　C5　(2)C、H、O、P　线粒体基质　(3)较低的渗透压　蔗糖是小分子且溶于水,有利于运输　(4)有利于获得较高浓度的CO2　有利于有机物的运输
解析:(1)光合色素分布于叶绿体类囊体薄膜上,用于吸收、传递和转化光能。图中光反应中水的光解产生了O2和NADPH,除此之外,光反应还有ATP的合成,ATP是一种高能化合物。由图可知,CO2能与PEP结合生成草酰乙酸,还能进入碳循环参与CO2的固定,因此该植物中的CO2受体有PEP和C5。
(2)PEP的全称为磷酸烯醇式丙酮酸,元素组成为C、H、O、P。丙酮酸可进入线粒体基质中参与有氧呼吸的第二阶段,被氧化分解为CO2。
(3)大分子淀粉与小分子糖类相比,溶剂中溶质分子的数目减少,细胞液浓度较低,有利于维持较低的渗透压,防止叶绿体吸水涨破。蔗糖是非还原糖,较稳定,是小分子且溶于水,因而碳水化合物的长距离运输主要以蔗糖的形式。
(4)叶绿体进行光合作用需要CO2作原料,线粒体作为有氧呼吸的主要场所,能产生CO2,叶绿体紧靠线粒体分布有利于获得较高浓度的CO2。维管束鞘细胞因靠近维管束中的筛管而有利于光合产物的运输,则叶绿体集中分布在细胞靠近维管束的一侧有利于有机物的运输。