备战2025年高考二轮复习生物（山东版）大单元2细胞的生存需要能量和营养物质层级二关键突破提升练（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习生物（山东版）大单元2细胞的生存需要能量和营养物质层级二关键突破提升练（Word版附解析），共13页。试卷主要包含了下列关于酶的叙述,正确的是等内容，欢迎下载使用。

1.(2024·重庆模拟)下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.蛋白酶可破坏蔗糖酶中的肽键,加入双缩脲试剂后不会变色
B.与无机催化剂相比,酶提高反应活化能的作用更明显,因而酶催化效率更高
C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择碘液对实验结果进行检测
D.在验证pH对酶活性影响的实验中,将酶和底物充分混合后再调节pH
答案C
解析蛋白酶遇双缩脲试剂会变色,A项错误;与无机催化剂相比,酶能降低化学反应的活化能,B项错误;若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择碘液对实验结果进行检测,C项正确;在验证pH对酶活性影响的实验中,由于酶的高效性,不能将酶和底物充分混合后再调节pH,D项错误。
2.(2024·山东聊城三模)植物体内的多半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸,能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性,进行以下4组实验,条件及结果如下表所示。下列说法错误的是( )
注:“+”越多表示存在量越多,“-”表示无;①~③组在常温下实验。
A.分析①②③组可知,多半乳糖醛酸酶的活性受离子影响
B.分析①④组可知,其自变量为温度,因变量为半乳糖醛酸的量
C.55 ℃可能高于多半乳糖醛酸酶的最适温度
D.该实验可证明多半乳糖醛酸酶不具有专一性
答案D
解析①②③组条件为离子不同,因变量为有无半乳糖醛酸及其存在的量,表明多半乳糖醛酸酶的活性受离子影响,A项正确;①④组只有温度条件不同,其自变量为温度,因变量为半乳糖醛酸的量,B项正确;55 ℃温度下,半乳糖醛酸的含量低于③组,说明55 ℃可能高于多半乳糖醛酸酶的最适温度,C项正确;多半乳糖醛酸酶只能催化果胶的分解,具有专一性,D项错误。
3.(2024·山东临沂二模)幽门螺杆菌(Hp)可引发胃炎、胃癌等消化道疾病,呼气实验是检测Hp的常用方法。由于Hp可分泌脲酶,吞服用13C标记的尿素胶囊后,胃中含有Hp的人会在短时间内检测到呼出含13C的气体,而不含Hp的人很难检测到。下列叙述错误的是( )
A.Hp分泌脲酶的过程中需要核糖体、内质网、高尔基体等参与
B.含13C的气体是由脲酶将尿素分解产生的
C.Hp产生的脲酶随食物进入肠腔后会被消化分解
D.短时间可完成检测是因为脲酶可显著降低尿素分解反应的活化能
答案A
解析幽门螺杆菌(Hp)为原核生物,没有内质网和高尔基体,A项错误;Hp可分泌脲酶,脲酶可催化用13C标记的尿素水解,从而产生含13C的气体,B项正确;Hp产生的脲酶化学本质是蛋白质,进入肠腔后会被消化分解,C项正确;酶具有高效性的原因是酶能显著降低化学反应的活化能,D项正确。
4.(不定项)(2024·山东临沂模拟)某研究小组将淀粉与淀粉酶分别保温至0 ℃、60 ℃、100 ℃,一段时间后,按对应温度分别混匀,混合溶液各装入一个透析袋中,再将透析袋放入装有液体的烧杯中,将装置温度分别调整到对应的温度,反应相同时间后将透析袋取出,并用试剂对烧杯中的溶液进行鉴定。下列相关叙述正确的是( )
A.本实验中检验试剂不能选用斐林试剂,以免温度对实验结果干扰
B.该实验研究的目的是温度对酶活性的影响,温度和反应时间是自变量
C.上述过程中调整装置温度应在放入透析袋前进行
D.透析袋的作用是将麦芽糖和葡萄糖等小分子与淀粉等大分子分离
答案CD
解析本实验中透析袋的作用是将生成的麦芽糖和葡萄糖等小分子与未反应的淀粉等大分子分离开,之后取剩余在烧杯中的反应液进行检测,因此可选用斐林试剂进行检测,A项错误,D项正确;该实验研究的目的是探究温度对酶活性的影响,温度是自变量,反应时间是无关变量,B项错误;本实验探究的是温度对酶活性的影响,应先分别将酶和底物在相应温度下保温,然后再混合,混合后要继续在相应温度下保温,使酶与底物充分反应,因此应先将烧杯内的液体调整温度,再将装有混合溶液的透析袋置于其中,即题述过程中调整装置温度应在放入透析袋前进行,C项正确。
突破点2 运用“物质与能量观”分析光合作用与细胞呼吸过程
5.(2024·山东菏泽二模)可立氏循环是指在激烈运动时,肌细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度,这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸,使NAD+再生,保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是( )
A.机体进行可立氏循环时,肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量
B.有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜处被消耗
C.肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达
D.丙酮酸被还原为乳酸的过程中,产生NAD+和少量ATP
答案C
解析人体激烈运动时,肌细胞中既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸,有氧呼吸产生的CO2量与消耗的O2量相等,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,因此总产生的CO2量与总消耗的O2量的比值等于1,A项错误;有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生,在线粒体内膜处被消耗,B项错误;肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖,根本原因是葡萄糖异生途径相关基因的选择性表达,C项正确;丙酮酸被还原为乳酸是无氧呼吸的第二阶段,该阶段生成NAD+,不产生ATP,D项错误。
6.(2024·内蒙古包头一模)下图是人体肌细胞缺氧时进行无氧呼吸的部分反应原理示意图。下列叙述正确的是( )
A.人体肌细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
B.人体肌细胞无氧呼吸NAD+再生的场所是线粒体基质
C.人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
D.人体肌细胞无氧呼吸过程中NADH和NAD+的含量处于相对稳定状态
答案D
解析人体肌细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程属于呼吸作用的第一阶段,可以产生少量ATP,A项错误;人体肌细胞无氧呼吸的场所是细胞质基质,不涉及线粒体基质,B项错误;人体肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸,葡萄糖通常作为呼吸的底物,C项错误;据图可知,NADH和NAD+在一定条件下可以相互转化,故人体肌细胞无氧呼吸过程中NADH和NAD+的含量处于相对稳定状态,D项正确。
7.(2024·山东潍坊二模)细胞呼吸时,氧接受电子传递链传递的电子并与H+结合生成水。在此过程中,电子传递链的中间复合物会直接将电子传给氧形成自由基(ROS)。正常情况下,ROS可被超氧化物歧化酶(SOD)清除。下列说法错误的是( )
A.上述的电子传递链发生于真核细胞的线粒体内膜上
B.ROS攻击线粒体膜上的磷脂分子后会抑制自由基的产生
C.一般情况下,线粒体DNA发生突变的概率高于细胞核DNA
D.功能受损的线粒体可能会启动自噬程序,避免在细胞内堆积
答案B
解析根据题意可知,氧接受电子传递链传递的电子并与H+结合生成水,这是有氧呼吸第三阶段的过程,该阶段发生在线粒体内膜上,A项正确;根据自由基学说,ROS攻击线粒体膜上的磷脂分子后会促进自由基的产生,B项错误;线粒体DNA是裸露的,不与蛋白质结合,发生突变的概率高于细胞核中的双链DNA,C项正确;功能受损的线粒体可能会启动自噬程序,形成自噬小泡被溶酶体包裹进而降解,避免在细胞内堆积,D项正确。
8.(不定项)(2024·山东滨州二模)有氧呼吸过程中,线粒体中的NADH脱去氢释放的电子经内膜传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。已知丙酮酸是可以被氧化分解的物质;叠氮化物可抑制电子传递给氧;DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,图中x、y、z分别是上述3种物质中的一种,①②表示生理过程。下列说法错误的是( )
A.线粒体基质中的NADH全部来自丙酮酸的氧化分解
B.物质x是丙酮酸,过程①②均发生在线粒体内膜上
C.物质y是叠氮化物,该物质可解除电子传递和ATP合成之间的联系
D.物质z是DNP,该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加
答案ABC
解析线粒体基质中的NADH除了来自丙酮酸的氧化分解,还有葡萄糖分解为丙酮酸的过程所产生,A项错误;物质x是丙酮酸,过程①消耗的O2量处于较低水平,且相对稳定,属于有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,过程②消耗的O2量增加,属于有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,B项错误;物质y是叠氮化物,依据题干信息,该物质可抑制电子传递给氧,并进而抑制电子传递和ATP合成之间的联系,C项错误;细胞呼吸释放的能量有两个用途,一部分用于合成ATP,另一部分以热能的形式散失,物质z是DNP,据图可知,加入该物质后,消耗的O2量增加,可知细胞呼吸产生的总能量增多,而合成的ATP量变化不大,故该物质可使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加,D项正确。
9.(2024·北京丰台一模)CAM植物白天气孔关闭,夜晚气孔打开,以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径,下列相关叙述不正确的是( )
A.催化过程①和过程②所需的酶不同
B.卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜
C.CAM植物白天气孔关闭可减少水分散失
D.夜晚缺乏NADPH和ATP不能进行卡尔文循环
答案B
解析酶具有专一性,因此催化过程①和过程②所需的酶不同,A项正确;据题图可知,卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段,CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质,B项错误;CAM植物白天气孔关闭,能减少水分散失以适应干旱环境,C项正确;CAM植物在夜晚黑暗条件下不能制造有机物,因为没有光照,光反应不能进行,无法为暗反应提供ATP和NADPH,不能进行卡尔文循环,D项正确。
10.(2024·广东肇庆二模)大豆、玉米等植物的叶绿体中存在一种名为Rubisc的酶,参与卡尔文循环和光呼吸。在较强光照下,Rubisc以五碳化合物(RuBP)为底物,在CO2/O2值高时,使RuBP结合CO2发生羧化;在CO2/O2值低时,使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸,具体过程如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.大豆、玉米等植物的叶片中消耗O2的场所有叶绿体、线粒体
B.光呼吸发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中
C.有氧呼吸和光呼吸均产生ATP
D.干旱、晴朗的中午,叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会降低
答案A
解析大豆、玉米叶片中通过有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体内膜,通过光呼吸消耗氧气的场所是叶绿体基质,A项正确;由题干“在较强光照下,Rubisc以五碳化合物(RuBP)为底物,在CO2/O2值高时,使RuBP结合CO2发生羧化;在CO2/O2值低时,使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸”可知,光呼吸和卡尔文循环发生场所一致,在叶绿体基质中进行,B项错误;由图可知,在CO2/O2的值低时,RuBP结合氧气发生光呼吸,光呼吸会消耗多余的ATP、NADPH,C项错误;干旱、晴朗的中午,胞间CO2浓度会降低,叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会增强,D项错误。
11.(2024·山东菏泽二模)(12分)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,提高植物对强光的适应性(如图所示)。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O2和H+,同时产生电子;电子经过电子传递链,最终与 结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭,CO2供应不足,短时间内暗反应中C3含量 。环式电子传递与线性电子传递相比,NADPH/ATP的值 (填“较大”“较小”或“相等”)。
②根据题干信息,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)现有分离得到的分别含PSⅠ和PSⅡ的类囊体,根据题干光反应机制,简要写出鉴定这两种类囊体的实验设计思路: 。
答案(1)NADP+ 降低 较小 BD
(2)取强光下的分别含PSⅠ和PSⅡ的类囊体,提取、分离色素,比较色素带上叶绿素条带的宽度
解析(1)①光合色素吸收光能后,一方面将水分解为O2和H+,同时产生的电子经传递最终与NADP+结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭,CO2供应不足,短时间内暗反应中C3含量降低。线性电子传递中,电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP;环式电子传递中,电子在PSⅠ和Cb6/f间循环,仅产生ATP不产生NADPH。因此环式电子传递与线性电子传递相比,NADPH/ATP的值较小。②强光下,C37还可以调控光合电子传递链中的环式电子传递过程,A项错误;研究发现,在强光胁迫下,C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻,传递效率显著下降,因此C37通过与Cb6/f结合,提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率,B项正确;C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻,传递效率显著下降,从而产生大量活性氧导致活性氧积累,活性氧积累使叶绿素降解增加,活性氧积累到一定量会引发细胞凋亡,导致叶片枯萎发黄,C项错误;活性氧超过一定水平后会引发细胞凋亡,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,D项正确。(2)由题意可知,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,因此可以取强光下的分别含PSⅠ和PSⅡ的类囊体,提取、分离色素,比较色素带上叶绿素条带的宽度,叶绿素条带宽的为PSⅡ的类囊体,叶绿素条带窄的为PSⅠ的类囊体。
12.(2024·黑吉辽卷)(12分)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3,当CO2/O2的值低时,C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、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。上述过程在叶绿体与线粒体中的主要物质变化如图1所示。
在叶绿体中:C5+CO22C3 ①
C5+O2C3+C2②
在线粒体中:2C2+BAD'C3+CO2+NADH+H+③
注:C2表示不同种类的二碳化合物,C3也类似。
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所示。图2中植物光合作用所需CO2的来源除了有外界环境,还有 和 (填生理过程)。7—10时株系1和2与WT的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
。
(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 。
图2
图3
答案(1)CO2的固定
(2)细胞质基质 线粒体基质(两空答案可对调)
(3)光呼吸 呼吸作用(两空答案可对调) 株系1和2导入了改变光呼吸的基因,光呼吸强度发生改变,因为光呼吸能将已经同化的碳释放,故株系1和2与WT的净光合速率产生差异 不能 除了净光合速率,总光合速率还与呼吸速率、光呼吸速率有关,从图3无法得出呼吸速率和光呼吸速率,所以不能计算出株系1的总光合速率
(4)在相同光照强度和CO2浓度下,株系1与株系2和WT相比,株系1的净光合速率最大
解析(1)由反应式①可知,这个过程在叶绿体基质中进行,称为CO2的固定。(2)以葡萄糖为反应物的有氧呼吸有三个阶段,第一阶段在细胞质基质中进行,产物为丙酮酸和NADH;第二阶段在线粒体基质中进行,产物为CO2和NADH;第三阶段在线粒体内膜上进行,产物为水,故以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质。(3)由题干可知,光呼吸将已经同化的碳释放,且整体上是消耗能量的过程,再根据题图2和题图3可以判断出净光合速率的大小与光照强度以及CO2浓度的关系,从而进行解题。(4)由题图2可知,在相同光照条件下,株系1的净光合速率最大;由题图3可知,在相同CO2浓度下,株系1的净光合速率最大。
13.(2024·山东聊城二模)(14分)强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”(如图)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动以适应环境变化。回答下列问题。
(1)叶绿体利用分布在 上的色素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存的意义是 。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的 中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的 中含有的还原能,最终在 (场所)转化为ATP中的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(eATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探究eATP对光合速率的影响,科研人员用一定最适宜浓度的eATP溶液处理豌豆叶片,结果如图所示。
注:NADPH氧化酶是活性氧(ROS)产生的关键酶,活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放。
该实验自变量为 ,推测eATP调节植物光合速率的机制: 。
答案(1)类囊体薄膜 减少丙糖磷酸等在叶绿体内的积累,避免对光合作用的抑制;维持叶绿体内的渗透压等
(2)NADPH NADH 线粒体内膜
(3)eATP的有无、豌豆幼苗的种类 eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成来促进气孔的开放,从而提高光合速率
解析(1)叶绿体利用类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存,以减少丙糖磷酸等在叶绿体内积累,避免对光合作用的抑制,维持叶绿体内的渗透压。
(2)由图可知,强光条件下,苹果酸/草酰乙酸穿梭能将NADPH中的H+运出叶绿体,与NAD+结合生成NADH,该过程将光反应产生的NADPH中含有的还原能输出叶绿体,再经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的NADH中含有的还原能,最终在线粒体内膜用于ATP的合成。
(3)由题意可知,该实验的自变量为eATP的有无、豌豆幼苗的种类。活性氧(ROS)能促进植物叶肉细胞气孔的开放,NADPH氧化酶是ROS产生的关键酶,据图可知,eATP可通过调节气孔导度来调节植物光合速率,而活性氧(ROS)也能促进植物叶肉细胞气孔的开放,活性氧(ROS)的合成需要NADPH氧化酶的催化,当NADPH氧化酶缺失,活性氧(ROS)无法合成,植物叶肉细胞气孔的开放无法增加,科研人员用eATP处理NADPH氧化酶基因缺失突变体,发现净光合速率与对照组基本一致。综合分析可知:eATP通过调节NADPH氧化酶基因的表达,促进活性氧(ROS)的合成,进而促进植物叶肉细胞气孔的开放,提升了叶肉细胞的气孔导度,从而实现了对光合速率的提高。
突破点3 结合生产实践考查细胞呼吸和光合作用的影响因素
14.(2024·山东菏泽模拟)农耕中通常将玉米和大豆间作。某条件下测得单作和间作的数据如下:玉米光饱和点为3 klx和9 klx,大豆叶绿素含量为1.8 mg/g和2.2 mg/g,大豆净光合速率为11 μml/(m2·s)和8.5 μml/(m2·s)。下列叙述正确的是( )
A.推测玉米适合间作,可用CO2的消耗速率代表玉米的净光合速率
B.大豆间作时产量低于单作,与玉米株高较高使大豆被遮光影响了光反应有关
C.大豆间作时叶绿素含量增加,利于其在光照强度较弱时吸收红外光和蓝紫光
D.大豆根部根瘤菌通过固氮作用积累的氮元素主要用于作物细胞中磷脂、淀粉的生成
答案B
解析根据光饱和点变化推测玉米适合间作,可用CO2的吸收速率代表玉米的净光合速率,CO2的消耗速率代表总光合速率,A项错误;间作时玉米株高较高使大豆被遮光,影响了大豆的光反应,进而影响了净光合速率,使大豆产量下降,B项正确;大豆间作时叶绿素含量增加,利于其在光照强度较弱时吸收红光和蓝紫光,C项错误;大豆根部根瘤菌通过固氮作用积累的氮元素用于作物细胞中磷脂、ATP、NADPH等的生成,淀粉中不含氮元素,D项错误。
15.光补偿点是指植物的光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。光饱和点是指植物的光合速率达到最大时所需要的光照强度。下表为三种植物的光补偿点[单位:μml/(m2·s)]和光饱和点[单位:μml/(m2·s)],其他环境条件相同且最适宜。下列相关叙述错误的是( )
A.三种植物中,最适合在较强的光照环境中生长的是植物甲
B.若适当提高温度,则植物丙的光饱和点将变大
C.100 μml/(m2·s)的光照强度下,植物乙的有机物积累量比植物甲的多
D.光照强度长期低于光补偿点,不利于植物的正常生长
答案B
解析植物甲的光补偿点和光饱和点都最高,所以三种植物中,最适合在较强的光照环境中生长的是植物甲,A项正确;由题意可知,其他环境条件都最适宜,故若适当提高温度,则植物丙的光饱和点将变小,B项错误;100 μml/(m2·s)的光照强度下,植物乙的有机物积累量为正值,而植物甲的有机物积累量为负值,植物乙的有机物积累量比植物甲的多,C项正确;光照强度长期低于光补偿点,不利于植物的正常生长,D项正确。
16.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),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
b
A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度)
B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2等量时的光照强度)
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
解析由图a可知,t1较多的叶绿体分布在光照下,t2较少的叶绿体分布在光照下,由此可推断,t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度),t1比t2具有更低的光补偿点(光合作用吸收CO2与呼吸作用释放CO2等量时的光照强度),A、B两项正确;通过题干信息可知,三者的叶绿素含量及其他性状基本一致,由此推测,三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关,C项正确;在一定光照强度下,三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大,但是超过光饱和点,再增大光照强度,三者光合速率的差异不再变化,D项错误。
17.(2024·山东聊城模拟改编)强光胁迫会导致大豆出现光抑制现象。接近光饱和点的强光会导致大豆的光系统Ⅱ(PSⅡ)出现可逆失活,失活状态的PSⅡ加强了能量耗散,以避免受到进一步破坏。该过程中起重要作用的是参与构成PSⅡ的D1蛋白。强光下D1即开始降解,其净损失率与PSⅡ单位时间接受的光量子数呈正相关。编码D1的psbA基因定位于叶绿体基因组,科研人员尝试将蓝细菌的psbA基因导入大豆细胞核(纯合品系R),结果发现在强光下D1的降解率并没有下降,但光饱和点提高了。下列说法正确的是( )
A.强光下D1的降解速率不能超过其补充速率
B.PS Ⅱ等吸收的光能一部分储存在ATP、NADPH中
C.品系R的核基因psbA表达产物应定位于叶绿体基质中
D.强光下气孔关闭,可能导致C5的含量迅速降低,阻碍暗反应的进行
答案B
解析强光下D1的降解速率可超过其补充速率,导致PSⅡ单位时间接受的光量子数减少,A项错误;PSⅡ等吸收的光能一部分储存在ATP、NADPH中,一部分以热能的形式散失,B项正确;叶绿体基因组编码的蛋白质定位于叶绿体中,C项错误;强光下气孔关闭,CO2吸收减少,CO2的固定减慢,C3的还原不变,C5的含量会积累,阻碍暗反应的进行,D项错误。
18.(2024·福建模拟)(13分)过强的光照会引起参与光反应的PSⅡ复合体(PSⅡ)中D1蛋白的损伤。植物可通过降解受损的D1蛋白,合成、组装和加工新的D1蛋白等步骤来修复PSⅡ(图1)。回答下列问题。
图1
(1)PSⅡ复合体位于 上,其D1组分的损伤可能阻碍光反应阶段合成 ,进而阻碍暗反应的进行。
(2)高温胁迫会加重D1的光损伤,并影响PSⅡ的修复过程。甜菜碱可调节高温胁迫下PSⅡ的修复过程,起到一定的保护作用。已知野生型番茄不能合成甜菜碱,研究者将甜菜碱合成基因(cdA)导入野生型番茄中,利用野生型和转基因番茄设置了八组实验,培养一段时间后,在⑤~⑧组中添加林可霉素,所有组别在强光下再培养一段时间,检测各组D1蛋白的含量,结果如图2所示。
注:林可霉素可抑制D1合成。
图2
①设置加入林可霉素组别的目的 。
②有人认为,高温通过抑制D1合成来加重光损伤。图2结果是否支持该观点?请说明理由: 。
③甜菜碱调节高温胁迫下PSⅡ修复过程的机理是 。
答案(1)叶绿体的类囊体薄膜 ATP和NADPH
(2)阻碍D1合成后,用D1的含量反映其降解水平 不支持。D1含量②-⑥>①-⑤或④-⑧>③-⑦,说明高温条件下D1的合成量大于正常情况 甜菜碱能使高温胁迫加重D1光损伤的程度下降,有利于PSⅡ修复
解析(1)光合色素的主要功能是吸收、传递并转化光能,而光合色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上,而光系统Ⅱ(PSⅡ)也是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所,因此PSⅡ位于叶绿体的类囊体薄膜上,其D1组分的损伤可能阻碍光反应阶段合成ATP和NADPH。(2)林可霉素可抑制D1合成,设置加入林可霉素组别的目的是阻碍D1合成后,用D1的含量反映其降解水平。由图2可知,D1含量②-⑥>①-⑤或④-⑧>③-⑦,说明高温条件下D1的合成量大于正常情况,因此高温通过抑制D1合成来加重光损伤的说法不正确。根据②④组或⑥⑧组的比较可知,高温胁迫加重D1光损伤,甜菜碱能提高D1蛋白含量,使高温胁迫加重D1光损伤的程度下降,有利于PSⅡ修复。条件及产
物组别
果胶
多半乳糖
醛酸酶
Ca2+
Mn2+
55 ℃
半乳糖
醛酸
①
+
+
-
-
-
+
②
+
+
+
-
-
-
③
+
+
-
+
-
+++
④
+
+
-
-
+
++
植物种类
植物甲
植物乙
植物丙
光补偿点
140
68
39
光饱和点
1 450
1 260
980