1.(2024·安徽淮北·一模)某興趣小組設(shè)計(jì)了驗(yàn)證酶的專一性實(shí)驗(yàn),如下圖裝置。A、B是由半透膜(只允許水分子通過)制成的袋狀容器,A袋加入淀粉溶液、碘液和蔗糖酶,B袋加入等量等濃度的淀粉溶液、碘液和淀粉酶。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )

A.酶催化的機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
B.該實(shí)驗(yàn)的自變量為添加酶的種類
C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束A袋藍(lán)色變淺,B袋藍(lán)色退去
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束兩袋均增重,且A袋等于B袋
【答案】D
【分析】酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,其基本組成單位是氨基酸或核糖核苷酸。酶的特性:高效性、專一性和酶的作用條件較溫和。
【詳解】A、酶具有催化作用,其催化機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,A正確;
B、根據(jù)題干信息“A袋加入淀粉溶液、碘液和蔗糖酶,B袋加入等量等濃度的淀粉溶液、碘液和淀粉酶”,該實(shí)驗(yàn)的 自變量是酶的種類,B正確;
C、由于酶具有專一性,淀粉只能被淀粉酶水解,不能被蔗糖酶水解,A組藍(lán)色變淺(被燒杯中的清水稀釋),B組藍(lán)色退去(淀粉被淀粉酶水解),C正確;
D、因?yàn)橥肝龃怯砂胪改ぶ瞥傻?,透析袋溶液濃度大于清水,會發(fā)生滲透吸水,實(shí)驗(yàn)結(jié)束透析袋均增重,由于B組中淀粉被水解成小分子,半透膜兩側(cè)濃度差更大,吸水更多,故B組增重更多,D錯(cuò)誤。
故選D。
2.(多選)(2024·遼寧·一模)某科研人員從某種微生物體中分離得到了一種酶Q,為探究該酶的最適溫度,進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),各組反應(yīng)相同時(shí)間后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示;圖2為酶Q在60℃催化一定量的底物時(shí),生成物的量隨時(shí)間變化的曲線。下列敘述正確的是( )
A.由圖1可知,該種微生物適合在較高的溫度環(huán)境中生存
B.增加每個(gè)溫度條件下實(shí)驗(yàn)的次數(shù),可使得到的酶Q的最適溫度更準(zhǔn)確
C.圖2實(shí)驗(yàn)中若升高溫度,酶Q的活性不一定升高
D.圖2實(shí)驗(yàn)中,若在t2時(shí)增加底物的量,酶Q的活性不變
【答案】ACD
【分析】酶的作用條件溫和,最適溫度條件下酶活性最高,溫度過高,酶會變性失活,溫度過低,酶活性下降但不會失活。
【詳解】A、由圖1可知,在實(shí)驗(yàn)條件下,該微生物體內(nèi)的酶在60℃時(shí)反應(yīng)速率最高(60℃底物剩余量最少,說明相同時(shí)間內(nèi)底物反應(yīng)的更多,反應(yīng)速率快),說明這種微生物可能適合在較高的溫度環(huán)境中生存,A正確;
B、進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)可增加實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,但并不能使酶Q的最適溫度的范圍更精準(zhǔn),要使得到的酶Q的最適溫度更準(zhǔn)確需要進(jìn)一步縮小溫度梯度范圍進(jìn)行實(shí)驗(yàn),B錯(cuò)誤;
C、60℃有可能是酶Q的最適溫度,因此升高溫度,酶的活性不一定升高,C正確;
D、增加底物的濃度并不能改變酶的活性,因此酶Q的活性不變,D正確。
故選ACD。
3.(2024·廣西河池·模擬預(yù)測)酶是新陳代謝的催化劑,保證了機(jī)體代謝高效的進(jìn)行,下列說法正確的是( )
A.探究pH對酶活性的實(shí)驗(yàn)中,可用淀粉和碘液為實(shí)驗(yàn)材料
B.用淀粉、蔗糖以及淀粉酶來探究酶的專一性時(shí),可用碘液檢驗(yàn)
C.酶和激素都能對生命活動(dòng)起到高效的調(diào)節(jié)作用
D.保存酶時(shí),需要把pH控制在最適pH,溫度為低溫條件
【答案】D
【分析】酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的有機(jī)物,其中大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA。
酶的特性。①高效性:酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107~1013倍。②專一性:每一種酶只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng)。③酶的作用條件較溫和:在最適宜的溫度和pH條件下,酶的活性最高;溫度和pH偏高或偏低,酶的活性都會明顯降低。
【詳解】A、淀粉在酸性條件下易水解,因此探究pH對酶活性的實(shí)驗(yàn)中,不用淀粉作為底物,A錯(cuò)誤;
B、碘液無法檢測蔗糖是否水解,因此用淀粉、蔗糖以及淀粉酶來探究酶的專一性時(shí),可用本尼迪特試劑或者斐林試劑來檢驗(yàn),B錯(cuò)誤;
C、酶只有催化作用,激素才有調(diào)節(jié)作用,C錯(cuò)誤;
D、保存酶時(shí),需要把pH控制在最適pH,溫度為低溫條件,使其結(jié)構(gòu)不易被破壞且活性最低,D正確。
故選D。
4.(2024·黑龍江·一模)天津工業(yè)生物所歷經(jīng)10年耕耘,首次實(shí)現(xiàn)了不依賴光合作用的、由CO?到淀粉的全合成。下圖為人工淀粉合成途徑簡圖,圖中ZnO-ZnO?為無機(jī)催化劑。下列有關(guān)敘述,正確的是( )
A.圖中多種酶在低溫下保存會導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)被破壞,活性降低
B.與ZnO-ZnO?相比,圖中的多種酶為反應(yīng)提供活化能的能力更顯著
C.C?在多種酶的催化作用下脫水縮合形成肽鍵構(gòu)成C3中間體
D.圖中不同的反應(yīng)過程由不同酶來催化,體現(xiàn)了酶的專一性
【答案】D
【分析】該圖表示人工淀粉合成代謝途徑,二氧化碳在無機(jī)催化劑的作用下形成C1,C1在多種酶的作用下形成C3中間體,C3在多種酶的作用下形成C6中間體,C6在多種酶的作用下形成淀粉分子。酶具有專一性、高效性和作用條件溫和。
【詳解】A、酶在低溫條件下保存不會導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)受到破壞,當(dāng)溫度適宜時(shí),酶活性會上升,低溫條件下酶活性降低,A錯(cuò)誤;
B、與ZnO-ZnO?相比,圖中的多種酶能更大幅度降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,不能為反應(yīng)提供活化能,B錯(cuò)誤;
C、C1在多種酶的催化作用下構(gòu)成C3中間體,該過程不是經(jīng)過脫水縮合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,也不能形成肽鍵,C錯(cuò)誤;
D、不同反應(yīng)所用酶不同,體現(xiàn)出酶具有專一性,D正確。
故選D。
5.(多選)(2024·黑龍江·一模)NAD?作為線粒體呼吸鏈上代謝過程的重要底物,其過度消耗將會影響到線粒體氧化呼吸和ATP合成等細(xì)胞生物學(xué)功能。已知NAD?的合成場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),通過線粒體膜需要借助特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白TF-H。下列有關(guān)敘述,正確的是( )
A.催化O?與NAD?反應(yīng)的酶存在于線粒體內(nèi)膜上
B.TF-H缺失的細(xì)胞表現(xiàn)出耗氧量下降及ATP生成量減少
C.NAD?的水平下降,細(xì)胞的有氧呼吸和無氧呼吸速率均受影響
D.通常情況下,動(dòng)物和植物無氧呼吸過程中會有NADH的積累
【答案】BC
【分析】有氧呼吸可以分為三個(gè)階段:(1)第一階段:在細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)中,1分子葡萄糖被分解為2分子丙酮酸和少量的還原型氫,釋放少量能量;(2)第二階段:在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行,丙酮酸和水在線粒體基質(zhì)中被徹底分解成二氧化碳和還原型氫,釋放少量能量;(3)第三階段:在線粒體的內(nèi)膜上,前兩個(gè)階段產(chǎn)生的還原型氫和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成水并釋放大量的能量;NADH即是還原型氫。
【詳解】A、催化O?與NADH反應(yīng)的酶存在于線粒體內(nèi)膜上,而不是NAD?,A錯(cuò)誤;
B、TF-H缺失使得NAD?無法進(jìn)入線粒體,導(dǎo)致線粒體中產(chǎn)生的還原型氫不足,最終使第三階段受阻,表現(xiàn)出耗氧量下降及ATP生成量減少,B正確;
C、NAD+生成NADH發(fā)生在無氧呼吸第一階段和有氧呼吸的第一、二階段,故NAD+水平下降會同時(shí)影響有氧呼吸和無氧呼吸過程,C正確;
D、通常情況下,動(dòng)物和植物無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的NADH,會在第二階段被消耗掉,而不會積累,D錯(cuò)誤。
故選BC。
6.(2024·湖南·一模)某種酶P由RNA和蛋白質(zhì)組成,可催化底物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的產(chǎn)物。為探究該酶不同組分催化反應(yīng)所需的條件,某同學(xué)進(jìn)行了下列5組實(shí)驗(yàn)(表中“+”代表添加該物質(zhì)或能檢測到該物質(zhì),“/”代表不添加該物質(zhì)或不能檢測到該物質(zhì))。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是( )
A.酶P必須在高濃度Mg2+條件下才具有催化活性
B.蛋白質(zhì)組分的催化活性隨Mg2+濃度升高而升高
C.在高濃度Mg2+條件下RNA組分具有催化活性
D.酶P能夠?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)提供能量,從而加快反應(yīng)速率
【答案】C
【分析】題表分析:由表格數(shù)據(jù)可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是酶的組分、Mg2+的濃度,因變量是有沒有產(chǎn)物生成,底物為無關(guān)變量。第①組為正常組作為空白對照,其余組均為實(shí)驗(yàn)組。
【詳解】A、由①可知酶P在低濃度Mg2+條件下具有催化活性,A錯(cuò)誤;
B、由③、⑤組對比可知,在低濃度Mg2+條件和高濃度Mg2+條件下,蛋白質(zhì)組分單獨(dú)存在時(shí)均沒有催化活性,B錯(cuò)誤;
C、由②、④組對比可知,RNA組分單獨(dú)存在時(shí)在低濃度Mg2+條件下沒有催化活性,在高濃度Mg2+條件下有催化活性,C正確;
D、酶的作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,從而加快反應(yīng)速率,而不是為化學(xué)反應(yīng)提供能量,D錯(cuò)誤。
故選C。
7.(2024·安徽淮北·一模)物質(zhì)2,4-二硝基苯酚(DNP)不影響有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合形成水,但會使該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散。天南星科某些植物的花序在成熟時(shí)耗氧速率是一般植物的100倍以上,但單位質(zhì)量葡萄糖生成ATP的量卻只有其他細(xì)胞的40%。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.DNP使分布在線粒體內(nèi)膜上的酶無法合成ATP
B.存在DNP的情況下,葡萄糖的氧化分解不能繼續(xù)進(jìn)行
C.天南星科某些植物的花序成熟時(shí)其溫度高于其它部位
D.天南星科某些植物的花序的有氧呼吸主要在第三階段與一般情況不同
【答案】B
【分析】氧呼吸全過程:第一階段:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,一分子葡萄糖形成兩分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,這一階段不需要氧的參與。第二階段:丙酮酸進(jìn)入線粒體的基質(zhì)中,分解為二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三階段:在線粒體的內(nèi)膜上,[H]和氧氣結(jié)合,形成水和大量能量,這一階段需要氧的參與。
【詳解】A、題意顯示,DNP不影響有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合形成水,但會使該過程所釋放的能量都以熱能的形式耗散,顯然該物質(zhì)會使線粒體內(nèi)膜上的酶無法催化ATP的合成,進(jìn)而導(dǎo)致該過程中的能量主要以熱能形式散失,A正確;
B、題意顯示,DNP不影響有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合形成水,顯然葡萄糖的氧化分解能繼續(xù)進(jìn)行,并不受影響,B錯(cuò)誤;
C、天南星科某些植物的花序在成熟時(shí)耗氧速率是一般植物的100倍以上,但單位質(zhì)量葡萄糖生成ATP的量卻只有其他細(xì)胞的40%,說明以熱能散失的能量相對其他部位較多,因此天南星科某些植物的花序成熟時(shí)其溫度高于其它部位,C正確;
D、從題中可以看出,天南星科這些植物花序細(xì)胞成熟時(shí)耗氧速率較高,耗氧發(fā)生在有氧呼吸在第三階段,與一般情況不同,D正確。
故選B。
8.(2024·遼寧葫蘆島·一模)自然界洪水、灌溉不均勻等極易使植株根系供氧不足,造成“低氧脅迫”。不同植物品種對低氧脅迫的耐受能力不同。研究人員采用無土栽培的方法,研究“低氧脅迫”對兩個(gè)黃瓜品種(A、B) 根系細(xì)胞呼吸的影響, 測得第6天時(shí)根系中丙酮酸和乙醇的含量(單位:μml·g-1)如下表, 據(jù)此分析錯(cuò)誤的是( )
A.黃瓜細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^程不能生成ATP
B.正常通氣情況下, 黃瓜根系細(xì)胞的呼吸方式為有氧呼吸
C.低氧脅迫下, 黃瓜根系細(xì)胞的有氧呼吸強(qiáng)度下降
D.在洪水、灌溉不均勻的情況下, 根系更容易腐爛的是品種 A
【答案】B
【分析】分析表中數(shù)據(jù)可知,在正常通氣情況下,品種A和品種B的根系中均含有少量乙醇,說明此條件下品種A和品種B的根系細(xì)胞呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸同時(shí)進(jìn)行;低氧脅迫條件下,與正常通氣相比,根系細(xì)胞內(nèi)乙醇含量均上升,說明受低氧脅迫影響,細(xì)胞無氧呼吸強(qiáng)度增加,有氧呼吸強(qiáng)度減弱,且品種A的乙醇含量比品種B高,推測品種A更容易出現(xiàn)根系腐爛的情況。
【詳解】A、丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^程為無氧呼吸第二階段,此過程無能量釋放,不產(chǎn)生ATP,A正確;
B、根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,品種A和品種B在正常通氣的情況下也會產(chǎn)生部分乙醇,說明此情況下細(xì)胞呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸同時(shí)發(fā)生,B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,低氧脅迫條件下,根系中乙醇含量與正常通氣相比升高,說明無氧呼吸強(qiáng)度增加,有氧呼吸強(qiáng)度下降,C正確;
D、根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,低氧脅迫條件下,品種A產(chǎn)生的乙醇比品種B產(chǎn)生的乙醇多,品種A更容易出現(xiàn)乙醇堆積導(dǎo)致根系腐爛的情況,D正確。
故選B。
9.(2024·河北·一模)動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸時(shí),葡萄糖初步氧化分解產(chǎn)生物質(zhì)X,X進(jìn)入線粒體中轉(zhuǎn)化為乙酰CA,乙酰CA參與三羧酸循環(huán)(TCA)產(chǎn)生CO2,過程如圖所示。以下推測不成立的是( )
A.物質(zhì)X是丙酮酸
B.TCA過程無氧氣參與
C.[H]都來自乙酰CA
D.[H]與O2結(jié)合會釋放出大量能量
【答案】C
【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],釋放少量能量;第二階段是丙酮酸和H2O反應(yīng)生成CO2和[H],釋放少量能量;第三階段是O2和[H]反應(yīng)生成水,釋放大量能量。
【詳解】A、動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸時(shí),葡萄糖初步氧化分解產(chǎn)生物質(zhì)是丙酮酸和[H],A正確;
B、TCA屬于有氧呼吸的第二階段,該過程不需要氧氣的參與,B正確;
C、氧呼吸產(chǎn)生的[H]來自葡萄糖、乙酰CA和水,C錯(cuò)誤;
D、在有氧呼吸的第三階段,[H]與O2結(jié)合生成水,同時(shí)釋放出大量的能量,D正確。
故選C。
10.(2024·河北·一模)植物細(xì)胞代謝產(chǎn)生的檸檬酸(CA)能順濃度梯度運(yùn)輸?shù)揭号?,并儲存起來。?dāng)液泡中的有機(jī)酸積累較多,會被運(yùn)出液泡進(jìn)入降解途徑,過程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.液泡膜上運(yùn)輸CA轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的空間結(jié)構(gòu)相同
B.若細(xì)胞呼吸受阻,則液泡中CA的濃度降低
C.H+進(jìn)入液泡和CA輸出液泡的運(yùn)輸方式不同
D.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將CA運(yùn)出液泡時(shí),其構(gòu)象會改變
【答案】D
【分析】1、 被動(dòng)運(yùn)輸:簡單來說就是小分子物質(zhì)從高濃度運(yùn)輸?shù)降蜐舛龋亲詈唵蔚目缒み\(yùn)輸方式,不需能量。被動(dòng)運(yùn)輸又分為兩種方式:自由擴(kuò)散:不需要載體蛋白協(xié)助,協(xié)助擴(kuò)散:需要載體蛋白協(xié)助。
2、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):小分子物質(zhì)從低濃度運(yùn)輸?shù)礁邼舛?,如:礦物質(zhì)離子,葡萄糖進(jìn)出除紅細(xì)胞外的其他細(xì)胞需要能量和載體蛋白。
3、胞吞胞吐:大分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,需能量。
【詳解】A、液泡膜上參與CA運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)運(yùn)蛋白有兩種,其空間結(jié)構(gòu)不同,A錯(cuò)誤;
B、細(xì)胞呼吸受阻,產(chǎn)生的ATP減少,液泡的pH升高引起運(yùn)出液泡的CA減少,導(dǎo)致液泡中CA的濃度升高,B錯(cuò)誤;
C、H+進(jìn)入液泡和CA輸出液泡均是逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸,C錯(cuò)誤;
D、載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)時(shí),其構(gòu)象會改變,D正確。
故選D。
11.(2024·安徽淮北·一模)葉綠素分為游離型葉綠素和與相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合的結(jié)合型葉綠素,兩者可發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。研究人員對某植物葉片研究得到不同日期采樣的相關(guān)數(shù)據(jù),回答以下問題:
(1)為提取葉片中的葉綠素,研磨前在研缽中除加入剪碎的葉片外,還應(yīng)加入 。經(jīng)快速充分研磨,然后用尼龍布過濾,將濾液收集到試管中,塞上橡皮塞。將其置于適宜的光照下2~3min后,試管內(nèi)的氧含量 (填“上升”、“下降”或“不變”)。
(2)結(jié)合表中數(shù)據(jù),導(dǎo)致該葉片光合速率下降的主要原因是 。
(3)如圖a、b是7月1日和11月1日該植物葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)照片,推測圖 (填字母)可能是11月1日的葉綠體照片,理由是 。

(4)CO2是影響光合作用的重要因素。在光合作用過程中,多數(shù)植物吸收的CO2被固定后首先形成 (填物質(zhì));若葉綠體中NADPH與NADP+含量相等,突然停止供給CO2。請?jiān)趫D中補(bǔ)充畫出葉綠體中NADPH相對含量的變化曲線 。

【答案】(1) 無水乙醇 、碳酸鈣 、二氧化硅 不變
(2)結(jié)合型葉綠素含量降低
(3) a a中葉綠體類囊體膜結(jié)構(gòu)破壞(或基粒被破壞),會導(dǎo)致光合速率降低
(4) C3
【分析】1、光合作用的光反應(yīng)階段(場所是葉綠體的類囊體膜上):水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣,以及ATP的形成。光合作用的暗反應(yīng)階段(場所是葉綠體的基質(zhì)中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成有機(jī)物。
2、綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn),提取色素時(shí)需要加入無水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸鈣(防止色素被破壞);分離色素時(shí)采用紙層析法,原理是色素在層析液中的溶解度不同,隨著層析液擴(kuò)散的速度不同,最后的結(jié)果是觀察到四條色素帶,從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。
【詳解】(1)提取光合色素時(shí),研磨前需向剪碎的葉片中加入無水乙醇(溶解光合色素)、碳酸鈣(防止色素被破壞)、二氧化硅(使研磨更充分),再經(jīng)研磨、過濾而得到。水光解產(chǎn)生氧氣的場所是葉綠體的類囊體薄膜,由于研磨時(shí)葉綠體被破壞,僅有光合色素不能進(jìn)行光反應(yīng),因此提取出來的色素在試管中不能產(chǎn)生氧氣,試管內(nèi)氧氣含量基本不變。
(2)表格顯示隨著采樣時(shí)間的推移,葉綠素總量不斷下降、結(jié)合型葉綠素含量下降、而游離型葉綠素含量上升,因此導(dǎo)致該葉片光合速率下降的主要原因是結(jié)合型葉綠素含量降低。
(3)圖a葉綠體中類囊體膜呈不完整、被破壞的狀態(tài),該植物光合速率較低,為11月1日的照片;而圖b葉綠體中類囊體膜呈較完整、未被破壞的狀態(tài),該植物光合速率較高,為7月1日的照片。
(4)多數(shù)植物吸收的CO2在葉綠體基質(zhì)中與C5結(jié)合形成C3。突然停止供給CO2后,C3生成減少,還原C3消耗的NADPH減少,但已有的NADP+繼續(xù)生成NADPH,因此NADPH增加并最終趨向全部以NADPH形式存在,如圖 。
12.(2024·遼寧葫蘆島·一模)植物光合作用的場所是葉綠體,其光合速率受多種外界因素的影響。葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA 編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA.編碼的小亞基共同組裝而成,其合成過程及部分代謝途徑如圖1所示。
(1)酶R小亞基在 中的核糖體合成后進(jìn)入葉綠體,在葉綠體的 中與酶R大亞基組裝成有功能的酶。
(2)進(jìn)行光合作用時(shí),酶R需ATP參與激活,光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在 (填場所) 上完成的?;罨拿窻催化 產(chǎn)生C?,C?還需被 還原。被還原的C?一部分進(jìn)一步合成糖類, 另一部分合成X。X為 。
(3)在葉綠體中,糖類主要以淀粉形式儲存,光合作用旺盛時(shí),若植物合成的糖類以可溶性糖形式儲存在葉綠體中,則可能導(dǎo)致葉綠體 。
(4)圖2為適宜條件下某植物葉片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2釋放速率隨時(shí)間變化的曲線,在t時(shí)葉片突然停止光照后,短時(shí)間內(nèi)會釋放出大量的CO2這一現(xiàn)象被稱為CO2的猝發(fā)”。圖中CO2吸收或釋放速率是指單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)吸收或釋放CO2的量,單位:umlm-2s1據(jù)圖回答突然遮光后,短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的含量會 (填“上升”或“下降”),圖形A面積的含義是 。
【答案】(1) 細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì)
(2) 葉綠體類囊體薄膜 二氧化碳和C5結(jié)合產(chǎn)生C3 NADPH C5
(3)吸水漲破
(4) 上升 光照條件下的凈光合總量。
【分析】題圖分析:圖1中細(xì)胞核中的DNA通過轉(zhuǎn)錄形成RNA,RNA通過核孔出細(xì)胞核,進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成小亞基,然后小亞基進(jìn)入葉綠體內(nèi)。葉綠體中的DNA通過轉(zhuǎn)錄形成RNA,在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基。大亞基和小亞基組合形成酶R,催化二氧化碳的固定形成C3。
【詳解】(1)由圖1可知,細(xì)胞核DNA上編碼小亞基的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上,RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中,在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上翻譯形成小亞基,然后小亞基進(jìn)入葉綠體內(nèi)。葉綠體編碼大亞基的DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上后,在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基,在葉綠體的基質(zhì)中小亞基和大亞基組裝成有功能的酶R。
(2)進(jìn)行光合作用時(shí),酶R需ATP參與激活,光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在葉綠體類囊體薄膜 上完成的?;罨拿窻催化二氧化碳和C5結(jié)合產(chǎn)生C3,C3還需被NADPH還原。C3的還原產(chǎn)物除了糖類外,還有C5,因此X為C5(五碳化合物)。而后繼續(xù)參與二氧化碳的固定。
(3)在葉綠體中,糖類主要以淀粉形式儲存,光合作用旺盛時(shí),糖類大量以可溶性糖的形式存在于葉綠體中,進(jìn)而使葉綠體內(nèi)溶液的濃度升高,滲透壓增大,進(jìn)而可能導(dǎo)致葉綠體吸水漲破。
(4)圖2為適宜條件下某植物葉片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2釋放速率隨時(shí)間變化的曲線,在t時(shí)葉片突然停止光照后,短時(shí)間內(nèi)會釋放出大量的CO2這一現(xiàn)象被稱為CO2的猝發(fā)”。圖中CO2吸收或釋放速率是指單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)吸收或釋放CO2的量,突然遮光后,由于光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP數(shù)量減少,因而C3還原速率變慢,同時(shí)二氧化碳的固定速率基本不變,因此,短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3的含量會上升,圖形A面積指的是光下二氧化碳的吸收速率,因而表示凈光合速率,即圖中A的含義是光照條件下的凈光合總量。
13.(2024·安徽合肥·一模)14C呼氣試驗(yàn)是檢測機(jī)體是否感染幽門螺桿菌的常用方法,被檢測者先口服尿素[14C]膠囊,若胃部存在幽門螺桿菌,其產(chǎn)生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2,通過檢測呼出的氣體中14CO2的相對含量即可診斷。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.該檢測方法利用了酶具有專一性的特性
B.幽門螺桿菌在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成脲酶
C.NH3可以中和胃內(nèi)破壞幽門螺桿菌的胃酸
D.使用該方法檢測應(yīng)該避免在空腹時(shí)進(jìn)行
【答案】D
【分析】1、核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成,是合成蛋白質(zhì)的場所,是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”。
2、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),極少數(shù)酶是RNA。
【詳解】A、酶的專一性是指一種酶催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),若胃部存在幽門螺桿菌,其產(chǎn)生的高活性的脲酶能水解尿素生成NH3和14CO2,該檢測方法利用了酶具有專一性的特性,A正確;
B、脲酶的本質(zhì)為蛋白質(zhì),幽門螺桿菌在細(xì)胞質(zhì)核糖體上合成脲酶,B正確;
C、氨氣能與酸發(fā)生反應(yīng),NH3可以中和胃內(nèi)破壞幽門螺桿菌的胃酸,C正確;
D、結(jié)合題干,被檢測者先口服尿素[14C]膠囊,為排除體內(nèi)其他物質(zhì)分解產(chǎn)生尿素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾,使用該方法檢測應(yīng)該盡量在空腹時(shí)進(jìn)行,D錯(cuò)誤。
故選D。
14.(2024·山東濱州·一模)GTP(鳥苷三磷酸) 的作用與ATP類似,線粒體分裂依賴于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中具有 GTP酶活性的發(fā)動(dòng)蛋白。線粒體分裂時(shí),在其他蛋白的介導(dǎo)下,發(fā)動(dòng)蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上,組裝成環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)縊縮,使線粒體一分為二。下列說法正確的是( )
A.GTP 因含有三個(gè)特殊化學(xué)鍵而具有較高能量
B.線粒體分裂體現(xiàn)了發(fā)動(dòng)蛋白具有催化、運(yùn)動(dòng)等功能
C.一般情況下,發(fā)動(dòng)蛋白結(jié)合到線粒體外膜上等待激活
D.環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu)由單糖脫水縮合而成
【答案】B
【分析】ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán), ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在有關(guān)酶的催化作用下,ATP分子遠(yuǎn)離A P就脫離開來,形成游離的Pi,同時(shí)釋放出大量的能量,ATP就轉(zhuǎn)化成了ADP。
【詳解】A、分析題意,GTP(鳥苷三磷酸) 的作用與ATP類似,推測其結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為G-P~P~P,含有兩個(gè)特殊化學(xué)鍵,A錯(cuò)誤;
B、結(jié)合題意分析可知,發(fā)動(dòng)蛋白具有 GTP酶活性,說明其具有催化作用,且線粒體分裂時(shí)發(fā)動(dòng)蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上,該過程體現(xiàn)了發(fā)動(dòng)蛋白具有運(yùn)動(dòng)功能,B正確;
C、結(jié)合題干信息“線粒體分裂依賴于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中具有 GTP酶活性的發(fā)動(dòng)蛋白”可知,一般情況下,發(fā)動(dòng)蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中等待激活,C錯(cuò)誤;
D、分析題意可知,環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu)是由發(fā)動(dòng)蛋白等組成的,蛋白質(zhì)是由氨基酸經(jīng)脫水縮合形成,D錯(cuò)誤。
故選B。
15.(2024·山東濱州·一模)GTP(鳥苷三磷酸) 的作用與ATP類似,線粒體分裂依賴于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中具有 GTP酶活性的發(fā)動(dòng)蛋白。線粒體分裂時(shí),在其他蛋白的介導(dǎo)下,發(fā)動(dòng)蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上,組裝成環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)縊縮,使線粒體一分為二。下列說法正確的是( )
A.GTP 因含有三個(gè)特殊化學(xué)鍵而具有較高能量
B.線粒體分裂體現(xiàn)了發(fā)動(dòng)蛋白具有催化、運(yùn)動(dòng)等功能
C.一般情況下,發(fā)動(dòng)蛋白結(jié)合到線粒體外膜上等待激活
D.環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu)由單糖脫水縮合而成
【答案】B
【分析】ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán), ATP的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在有關(guān)酶的催化作用下,ATP分子遠(yuǎn)離A P就脫離開來,形成游離的Pi,同時(shí)釋放出大量的能量,ATP就轉(zhuǎn)化成了ADP。
【詳解】A、分析題意,GTP(鳥苷三磷酸) 的作用與ATP類似,推測其結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為G-P~P~P,含有兩個(gè)特殊化學(xué)鍵,A錯(cuò)誤;
B、結(jié)合題意分析可知,發(fā)動(dòng)蛋白具有 GTP酶活性,說明其具有催化作用,且線粒體分裂時(shí)發(fā)動(dòng)蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上,該過程體現(xiàn)了發(fā)動(dòng)蛋白具有運(yùn)動(dòng)功能,B正確;
C、結(jié)合題干信息“線粒體分裂依賴于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中具有 GTP酶活性的發(fā)動(dòng)蛋白”可知,一般情況下,發(fā)動(dòng)蛋白在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中等待激活,C錯(cuò)誤;
D、分析題意可知,環(huán)線粒體的纖維狀結(jié)構(gòu)是由發(fā)動(dòng)蛋白等組成的,蛋白質(zhì)是由氨基酸經(jīng)脫水縮合形成,D錯(cuò)誤。
故選B。
16.(2024·天津·一模)2021年,種植在天津團(tuán)泊洼鹽堿地上的海水稻喜獲豐收,海水稻是比普通水稻具有更強(qiáng)的抗鹽堿和抗菌等抗逆能力作物品種,這與其根細(xì)胞獨(dú)特的物質(zhì)運(yùn)輸機(jī)制密切相關(guān)(如下圖)。已知細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中鈉濃度過高會產(chǎn)生鈉毒害,請回答下列問題:

(1)普通水稻難以在鹽堿地成活是因?yàn)? 。
(2)據(jù)圖分析,高鹽環(huán)境下Na+會借助 (載體蛋白/通道蛋白)進(jìn)入細(xì)胞。海水稻細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中積累的Na+可以通過多條途徑轉(zhuǎn)移,一方面通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SOS1以 方式將Na+從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外,另一方面通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NHX將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Na+運(yùn)輸?shù)揭号葜袃Υ鎻亩档图?xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Na+濃度,減輕毒害。
(3)圖中抗菌蛋白的分泌過程利用了細(xì)胞膜具有的 特點(diǎn)。
(4)研究小組測定了高鹽脅迫條件下(NaCl濃度200mml/L)某海水稻葉肉細(xì)胞的相關(guān)數(shù)據(jù),如圖所示。第15天前胞間CO2濃度下降,很可能是因?yàn)闅饪讓?dǎo)度(指氣孔張開的程度) (升高/降低),葉綠體從細(xì)胞間吸收的CO2增多,使胞間CO2濃度降低;第15天之后胞間CO2濃度逐漸上升,從色素含量變化對暗反應(yīng)的影響并綜合其他代謝過程,其原因可能是 。

【答案】(1)土壤溶液濃度大于植物根部細(xì)胞細(xì)胞液濃度
(2) 通道蛋白 主動(dòng)運(yùn)輸
(3)一定的流動(dòng)性
(4) 降低 色素含量降低,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP不足,C3未能及時(shí)被還原成C5,最終導(dǎo)致CO2不能被固定,胞間CO2濃度升高
【分析】1、當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞失水;當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞吸水。
2、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 :被動(dòng)運(yùn)輸包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散,運(yùn)輸方向:高濃度→低濃度,不需要能量;主動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸方向:低濃度→高濃度,需要能量,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
【詳解】(1)由于鹽堿地土壤溶液濃度大于植物根部細(xì)胞細(xì)胞液濃度,植物細(xì)胞失水死亡,因此普通水稻難以在鹽堿地成活。
(2)據(jù)圖分析,Na+進(jìn)入海水稻細(xì)胞屬于協(xié)助擴(kuò)散,外界Na+進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),順濃度梯度,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中通道蛋白的協(xié)助。海水稻具有強(qiáng)的抗鹽堿能力,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中積累的Na+可以通過多條途徑轉(zhuǎn)移,一方面通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SOS1以主動(dòng)運(yùn)輸方式將Na+從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外,另一方面通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NHX將細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Na+運(yùn)輸?shù)揭号葜袃Υ鎻亩档图?xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Na+濃度,減輕毒害。
(3)抗菌蛋白的分泌為胞吐,利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性。
(4)光合作用過程中二氧化碳可來自外界環(huán)境和呼吸作用釋放,分析題意,第15天之前,可能是由于氣孔導(dǎo)度降低,外界進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2減少,葉綠體從細(xì)胞間吸收的CO2增多,使胞間CO2濃度降低;色素可參與光反應(yīng)過程,第15天之后,色素含量降低,光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP不足,C3未能被及時(shí)還原并形成C5,最終導(dǎo)致CO2固定減少,胞間CO2濃度升高。
17.(2024·遼寧·一模)藍(lán)細(xì)菌舊稱藍(lán)藻,是能進(jìn)行產(chǎn)氧性光合作用的大型單細(xì)胞原核生物,細(xì)胞質(zhì)中同時(shí)含有ATP、NADPH、NADH(呼吸過程中產(chǎn)生的[H])和丙酮酸等中間代謝物。
(1)藍(lán)細(xì)菌光合作用與呼吸作用的控制中心為 ,光合作用與呼吸作用的場所與黑藻 (填“相同”或“不同”)。藍(lán)細(xì)菌所含的光合色素為 ,黑藻所含的主要吸收紅光和藍(lán)紫光的色素是 。
(2)藍(lán)細(xì)菌可通過D-乳酸脫氫酶(Ldh),利用NADH將丙酮酸還原為D-乳酸這種重要的工業(yè)原料。研究者構(gòu)建了大量表達(dá)外源Ldh基因的工程藍(lán)細(xì)菌,以期提高D-乳酸產(chǎn)量,但結(jié)果并不理想。究其原因是由于細(xì)胞質(zhì)中的NADH被大量用于 作用產(chǎn)生ATP,無法為Ldh提供充足的NADH。
(3)藍(lán)細(xì)菌除正常光合作用途徑外,還存在一種只產(chǎn)生ATP而不發(fā)生水光解的光合作用途徑,其與正常光反應(yīng)途徑相比,該途徑的產(chǎn)物沒有 。研究者構(gòu)建了該途徑被強(qiáng)化的工程菌K,以補(bǔ)充ATP產(chǎn)量,使更多NADH用于生成D-乳酸。測定初始藍(lán)細(xì)菌、工程菌K中細(xì)胞質(zhì)ATP、NADH和NADPH含量,結(jié)果如下表。
注:數(shù)據(jù)單位為pml/OD730
由表可知,與初始藍(lán)細(xì)菌相比,工程菌K的ATP含量升高,且有氧呼吸第三階段 (填“被抑制”“被促進(jìn)”或“不受影響”),光反應(yīng)中的水光解 (填“被抑制”“被促進(jìn)”或“不受影響”)。研究人員進(jìn)一步把Ldh基因引入工程菌K中,構(gòu)建工程菌L。與初始藍(lán)細(xì)菌相比,工程菌L能積累更多D-乳酸,請根據(jù)表中數(shù)據(jù)推斷可能的原因是 。
【答案】(1) 擬核 不同 葉綠素和藻藍(lán)素 葉綠素(葉綠素a和葉綠素b)
(2)有氧呼吸
(3) O2和NADPH 被抑制 不受影響 L菌通過光合作用產(chǎn)生大量的ATP,導(dǎo)致有氧呼吸第三階段消耗的NADH減少,使更多的NADH用于還原丙酮酸生成D-乳酸
【分析】藍(lán)細(xì)菌是原核生物,無以核膜為界限的細(xì)胞核,具有的是擬核,有葉綠素和藻藍(lán)素,可以進(jìn)行光合作用,是自養(yǎng)生物。
【詳解】(1)藍(lán)細(xì)菌的擬核含有遺傳物質(zhì)DNA,控制著藍(lán)細(xì)菌的遺傳和代謝。黑藻是真核生物,光合作用的場所是葉綠體,呼吸作用的場所是線粒體,藍(lán)細(xì)菌是原核生物,細(xì)胞中沒有葉綠體和線粒體,發(fā)生光合作用和呼吸作用的場所不相同。藍(lán)細(xì)菌所含的光合色素為葉綠素和藻藍(lán)素,黑藻(真核生物)所含的主要吸收紅光和藍(lán)紫光的色素是葉綠素a和葉綠素b(葉綠素)。
(2)藍(lán)細(xì)菌可以進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣,產(chǎn)生的氧氣會NADH反應(yīng),消耗NADH,無法為Ldh提供充足的NADH,故究其原因是由于細(xì)胞質(zhì)中的NADH被大量用于有氧呼吸作用產(chǎn)生ATP,無法為Ldh提供充足的NADH。
(3)水光解的產(chǎn)物有氧氣、電子和H+,其中電子和H+參與NADPH的合成,故藍(lán)細(xì)菌除正常光合作用途徑外,還存在一種只產(chǎn)生ATP而不發(fā)生水光解的光合作用途徑,其與正常光反應(yīng)途徑相比,該途徑的產(chǎn)物沒有O2和NADPH。
與初始藍(lán)細(xì)菌相比,構(gòu)建的工程菌K中NADH含量升高,NADPH含量基本保持不變,所以有氧呼吸第三階段被抑制,光反應(yīng)中水光解不受影響。從表中數(shù)據(jù)看,與初始藍(lán)細(xì)菌相比,工程菌L能積累更多D-乳酸,可能的原因是L菌通過光合作用產(chǎn)生大量的ATP,導(dǎo)致有氧呼吸第三階段消耗的NADH減少,使更多的NADH用于還原丙酮酸生成D-乳酸。
18.(10-11高三上·安徽阜陽·期末)用某種大小相似的輪藻葉片,分組進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn):已知葉片實(shí)驗(yàn)前重量,在不同溫度下分別暗處理1h,測其重量變化,立即光照1h(光強(qiáng)度相同),再測其重量變化。得到如下結(jié)果。
以下說法錯(cuò)誤的是 ( )
A.該輪藻呼吸作用酶的最適宜溫度約為29℃
B.光照時(shí),第一、二、三組輪藻釋放的氧氣量相等
C.光照時(shí),第四組輪藻光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度
D.光照時(shí),第四組輪藻合成葡萄糖總量為3mg
【答案】B
【分析】表中數(shù)據(jù)顯示:各組葉片暗處理后減輕的重量就是其呼吸作用強(qiáng)度,隨溫度升高,葉片呼吸作用強(qiáng)度增大,分解有機(jī)物增多,葉片重量下降,這主要是因?yàn)闇囟壬?,與呼吸作用有關(guān)的酶的活性增強(qiáng)導(dǎo)致的,相比之下29℃暗處理后重量植物重量減少最明顯,說明該輪藻呼吸作用酶的最適宜溫度約為29℃。假如葉片的重量變化都是光合作用所合成的有機(jī)物的量,則其包含三部分:一是彌補(bǔ)暗處理后減少的重量,二是呼吸作用消耗的有機(jī)物量,三是光照后增加的重量。
【詳解】A、相比之下29℃暗處理后重量植物重量減少最明顯,說明該輪藻呼吸作用酶的最適宜溫度約為29℃,A正確;
B、在第一、二、三組輪藻每小時(shí)葉肉細(xì)胞每小時(shí)合成的有機(jī)物分別是5mg、7mg和9mg,則其凈光合作用分別為4mg、5mg和6mg,所以這三組輪藻釋放的氧氣量不相等,B錯(cuò)誤;
C、第四組輪藻光合作用強(qiáng)度以合成有機(jī)物總量來衡量為3mg,光照后與暗處理前重量比增加1mg,說明第四組輪藻光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度,C正確;
D、第四組輪藻光合作用強(qiáng)度以合成有機(jī)物總量來衡量,為3mg,D正確。
故選B。
19.(2024·廣西·一模)有氧運(yùn)動(dòng)是指人體吸入的氧氣與需求相等,達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。如圖所示為人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關(guān)系。結(jié)合所學(xué)知識分析下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下只有有氧呼吸,c運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下只有無氧呼吸
B.運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于或等于b后,肌肉細(xì)胞CO2的產(chǎn)生量將大于O2的消耗量
C.無氧呼吸使有機(jī)物中的能量大部分以熱能形式散失,其余儲存在ATP中
D.若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長時(shí)間超過c,會因?yàn)槿樗嵩黾佣辜∪馑崦浄α?br>【答案】D
【分析】人體有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和水,無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。由圖可知,隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的加大,有氧呼吸和無氧呼吸均加強(qiáng)。
【詳解】A、a運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下只有有氧呼吸,c運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下有氧呼吸和無氧呼吸同時(shí)存在,A錯(cuò)誤;
B、人的無氧呼吸不產(chǎn)生二氧化碳,故氧氣的消耗量始終等于二氧化碳的生成量,B錯(cuò)誤;
C、無氧呼吸時(shí),有機(jī)物中的能量大多在不徹底的分解產(chǎn)物乳酸中未釋放出來,釋放出來的少部分能量中,少部分用于合成ATP,C錯(cuò)誤;
D、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為c或大于c時(shí),會進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量的乳酸,引起肌肉酸痛乏力,D正確。
故選D。
20.(2024·天津河?xùn)|·一模)圖1和圖2分別為電鏡下觀察到的正常細(xì)胞和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的線粒體結(jié)構(gòu),下列有關(guān)癌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能分析哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的( )
A.線粒體發(fā)生了嵴融合
B.線粒體基質(zhì)中會產(chǎn)生大量丙酮酸
C.無氧呼吸強(qiáng),產(chǎn)生大量乳酸
D.葡萄糖的消耗量大,需要攝取更多的葡萄糖
【答案】B
【分析】線粒體為有氧呼吸的主要場所,有氧呼吸的第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):葡萄糖分解為丙酮酸和NADH;第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì):丙酮酸與水反應(yīng)生成二氧化碳和NADH;第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜:NADH與氧氣反應(yīng)生成水。
【詳解】A.分析題圖可知,癌細(xì)胞線粒體缺少向內(nèi)凸起的嵴,可能是線粒體發(fā)生了嵴融合,A正確;
B.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生大量丙酮酸,B錯(cuò)誤;
C.癌細(xì)胞線粒體缺少向內(nèi)凸起的嵴,無氧呼吸強(qiáng),產(chǎn)生大量乳酸,C正確;
D.癌細(xì)胞無氧呼吸強(qiáng),代謝旺盛,對能量需求量大,而無氧呼吸釋放的能量少,故葡萄糖的消耗量大,D正確。
故答案為:B。
21.(2024·黑龍江·一模)小麥種子形成時(shí),還原糖會變成淀粉,萌發(fā)時(shí)淀粉會再次變?yōu)檫€原糖。大豆種子形成時(shí),糖類變?yōu)橹荆劝l(fā)時(shí)脂肪再轉(zhuǎn)化為糖類。下列有關(guān)敘述,正確的是( )
A.小麥種子成熟后進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)結(jié)合水占比下降,應(yīng)采用低溫密封法以保持種子活力
B.大豆種子細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以化合物形式存在
C.大豆種子萌發(fā)初期干重有所增加,這是因?yàn)橹巨D(zhuǎn)化為糖類的過程中增加了O原子
D.大豆種子的脂肪是良好的儲能物質(zhì),小麥種子中的各種糖類都是主要的能源物質(zhì)
【答案】C
【分析】無機(jī)鹽主要以離子的形式存在,其生理作用有:(1)細(xì)胞中某些復(fù)雜化合物的重要組成成分,如Mg2+是葉綠素的必要成分。(2)維持細(xì)胞的生命活動(dòng),如Ca2+可調(diào)節(jié)肌肉收縮和血液凝固,血鈣過高會造成肌無力,血鈣過低會引起抽搐。(3)維持細(xì)胞的酸堿平衡和細(xì)胞的形態(tài)。
【詳解】A、小麥種子成熟后進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)代謝減慢,結(jié)合水占比上升,密封會導(dǎo)致氧氣不足種子進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精而腐爛,A錯(cuò)誤;
B、大豆種子細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子形式存在,B錯(cuò)誤;
C、大豆種子萌發(fā)初期,脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷?,糖類的氧元素含量高于脂肪,所以脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘菚r(shí),需要增加氧元素,干重會增加,C正確;
D、大豆種子的脂肪是良好的儲能物質(zhì),小麥種子并非各種糖類都能作為能源物質(zhì),如纖維素參與構(gòu)成植物細(xì)胞壁,但不是能源物質(zhì),D錯(cuò)誤。
故選C。
22.(2024·貴州貴陽·一模)如圖所示生理過程中PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質(zhì),、構(gòu)成ATP合酶。下列說法正確的是( )
A.植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的O2被相鄰細(xì)胞呼吸消耗需要穿過6層生物膜
B.暗反應(yīng)中轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中的化學(xué)能只來自ATP合酶產(chǎn)生的ATP
C.類囊體薄膜上的結(jié)構(gòu)PSⅠ和PSⅡ內(nèi)含易溶于有機(jī)溶劑的光合色素
D.PQ和Cytbf將H+轉(zhuǎn)運(yùn)到類囊體腔的過程不需要消耗能量
【答案】C
【分析】分析圖示可知,水光解發(fā)生在類囊體腔內(nèi),該過程產(chǎn)生的電子經(jīng)過電子傳遞鏈的作用與NADP+、H+結(jié)合形成NADPH。ATP合酶由CF0和CF1兩部分組成,在進(jìn)行H+順濃度梯度運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)催化ATP的合成,運(yùn)輸?shù)饺~綠體基質(zhì)中的H+可與NADP+結(jié)合形成NADPH,H+還能通過PQ運(yùn)輸回到類囊體腔內(nèi)。
【詳解】A、光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生的氧氣是發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜內(nèi),O2擴(kuò)散到葉綠體基質(zhì)需要穿過一層生物膜,再擴(kuò)散到細(xì)胞外還需要穿過兩層葉綠體膜和一層細(xì)胞膜,進(jìn)入相鄰細(xì)胞需要穿過一層細(xì)胞膜,進(jìn)入線粒體還需要穿過兩層膜,因此植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的O2被相鄰細(xì)胞呼吸消耗需要穿過7層生物膜,A錯(cuò)誤;
B、暗反應(yīng)中轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中的化學(xué)能來自ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能,B錯(cuò)誤;
C、類囊體薄膜上的結(jié)構(gòu)PSⅡ、PSⅠ上含有吸收光能的色素,光合色素易溶于有機(jī)溶劑,C正確;
D、H+由類囊體腔運(yùn)輸?shù)饺~綠體基質(zhì)能促進(jìn)ATP合成,說明該運(yùn)輸為協(xié)助擴(kuò)散,即類囊體腔內(nèi)H+濃度大于葉綠體基質(zhì)中的,故通過PQ和Cytbf運(yùn)輸回到類囊體腔內(nèi),為逆濃度梯度運(yùn)輸,需要消耗電子中的能量,D錯(cuò)誤。
故選C。
23.(2024·廣東江門·一模)為探究人工膜通過H+的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)合成ATP的機(jī)制,科學(xué)家在脂質(zhì)體(一種人工膜)上分別嵌入細(xì)菌紫膜質(zhì)(一種膜蛋白)和ATP合成酶,光照后結(jié)果如圖。下列說法正確的是( )
A.光能先轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能,再為H+進(jìn)入脂質(zhì)體內(nèi)部供能
B.ATP 合成酶既可催化ATP的合成,又是H+協(xié)助擴(kuò)散的通道
C.照射細(xì)菌紫膜質(zhì)由強(qiáng)光變?yōu)槿豕鈺r(shí),ATP 的合成速率顯著上升
D.推測線粒體內(nèi)膜、類囊體薄膜上也存在圖中所示的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制
【答案】B
【分析】分析題圖可知,1圖表明在光能驅(qū)動(dòng)下細(xì)菌紫膜質(zhì)將H+逆濃度轉(zhuǎn)入脂質(zhì)體內(nèi),脂質(zhì)體上無ATP合成酶,沒有ATP產(chǎn)生;2圖表明在光能驅(qū)動(dòng)下,脂質(zhì)體上有ATP合成酶而沒有細(xì)菌紫膜質(zhì),H+無法轉(zhuǎn)入脂質(zhì)體內(nèi),也沒有ATP產(chǎn)生;3圖表明在光能驅(qū)動(dòng)下,細(xì)菌紫膜質(zhì)將H+逆濃度轉(zhuǎn)入脂質(zhì)體內(nèi),造成脂質(zhì)體內(nèi)H+濃度高于脂質(zhì)體外,形成H+電化學(xué)梯度,ATP合成酶利用該電化學(xué)梯度催化ADP和Pi合成ATP。
【詳解】A、依據(jù)圖可知,脂質(zhì)體上有ATP合成酶和光照,但光能在脂質(zhì)體上不能直接轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能,A錯(cuò)誤;
B、由圖可知,ATP 合成酶作為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,協(xié)助H+擴(kuò)散出脂質(zhì)體,同時(shí)催化合成ATP,故ATP 合成酶既可催化ATP的合成,又是H+協(xié)助擴(kuò)散的通道,B正確;
C、由圖可知,ATP合成酶利用H+濃度差催化合成ATP,照射細(xì)菌紫膜質(zhì)由強(qiáng)光變?yōu)槿豕鈺r(shí),H+離子濃度差會減小,ATP 的合成速率顯著下降,C錯(cuò)誤;
D、圖示能量轉(zhuǎn)換機(jī)制為光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能,推測類囊體薄膜上存在圖中所示的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制,但線粒體不能利用光能,故線粒體內(nèi)膜上不存在圖中所示的能量轉(zhuǎn)換機(jī)制,D錯(cuò)誤。
故選B。
24.(2024·廣東江門·一模)關(guān)于酶的理論,先有“鎖鑰”學(xué)說, 觀點(diǎn)是酶具有與底物相結(jié)合的互補(bǔ)結(jié)構(gòu),反應(yīng)前后酶結(jié)構(gòu)不變;后有“誘導(dǎo)契合”學(xué)說,認(rèn)為酶在底物的誘導(dǎo)下,才形成與底物相結(jié)合的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)。為驗(yàn)證上述兩種學(xué)說,科研人員利用枯草桿菌蛋白酶(S酶)進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖示。下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析正確的是( )
A.S酶可催化結(jié)構(gòu)不同的底物CTH和CU,說明酶不一定具有專一性
B.S酶催化CU反應(yīng)后,可繼續(xù)催化CTH水解,說明S酶具有高效性
C.酶促反應(yīng)過程中酶的空間結(jié)構(gòu)可以發(fā)生改變,更加支持“鎖鑰”學(xué)說
D.據(jù)“誘導(dǎo)契合”學(xué)說推測,S酶催化CTH反應(yīng)后,SCTH 的構(gòu)象被固化
【答案】D
【分析】1、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的有機(jī)物,其中大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA;
2、酶的特性:①高效性:酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107~1013倍;②專一性:每一種酶只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng);③酶的作用條件較溫和:在最適宜的溫度和pH條件下,酶的活性最高;溫度和pH偏高或偏低,酶的活性都會明顯降低。
【詳解】A、每一種酶只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng),S酶可催化結(jié)構(gòu)不同的底物CTH和CU,不能說明酶不具有專一性,A錯(cuò)誤;
B、S酶催化CU反應(yīng)后,可繼續(xù)催化CTH水解,不能說明S酶具有高效性,高效性應(yīng)與無機(jī)催化劑相比較,B錯(cuò)誤;
C、“鎖鑰”學(xué)說 觀點(diǎn)是酶具有與底物相結(jié)合的互補(bǔ)結(jié)構(gòu),反應(yīng)前后酶結(jié)構(gòu)不變,C錯(cuò)誤;
D、由圖可知,SCTH+CU組反應(yīng)產(chǎn)物未增加,即未能催化CU反應(yīng),據(jù)“誘導(dǎo)契合”學(xué)說推測,S酶催化CTH反應(yīng)后,SCTH 的構(gòu)象被固化,D正確。
故選D。
25.(2024·江蘇泰州·一模)氣孔對植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要,光照能促進(jìn)氣孔打開,下圖1是短時(shí)光照和長時(shí)光照誘導(dǎo)擬南芥氣孔打開的相關(guān)機(jī)制。請回答下列問題。
(1)與葉肉細(xì)胞相比,保衛(wèi)細(xì)胞固定CO2特有的場所是 ,TCA發(fā)生的場所是 ,保衛(wèi)細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH除用于ETC外,還可在圖中 (過程)被利用。
(2)短時(shí)光照促進(jìn)氣孔打開,其原因有:
①藍(lán)光作用于質(zhì)膜上的受體后激活A(yù)HA,AHA消耗ATP將H+泵出膜外,使膜電位的絕對值 ,AKT打開,細(xì)胞吸收K+。
②葉肉細(xì)胞和保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體向保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)輸送已糖,已糖經(jīng)圖中 (過程)生成PEP,PEP經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成Mal。K+、Mal等進(jìn)入液泡,使其滲透壓 ,細(xì)胞吸水,促進(jìn)氣孔張開。
(3)長時(shí)光照導(dǎo)致CO2濃度下降影響pH,使PEPC(PEPC催化PEP和CO2生成OAA)活性 最終促進(jìn)氣孔開放。保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體合成淀粉需要ATP,產(chǎn)生ATP的場所有 、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體白天貯存淀粉,一方面可為其夜間生命活動(dòng)提供 ,另一方面在夜間過后,短時(shí)光照時(shí) 。
(4)為了研究保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成與葉肉細(xì)胞有機(jī)物輸送的關(guān)系。研究人員用DCMU(光系統(tǒng)Ⅱ抑制劑)處理擬南芥野生型WT和STP突變體stp,測定保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒面積,其大小變化如圖2,WT+DCMU組在光照2小時(shí)內(nèi)保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量快速降低,其主要原因是 。
【答案】(1) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體體基質(zhì) OAA轉(zhuǎn)化為Mal
(2) 增大 糖酵解 增大
(3) 升高 類囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 物質(zhì)和能量 為保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)提供已糖
(4)一方面光照誘導(dǎo)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉快速分解;另一方面DCMU使葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞光合作用受阻
【分析】光合作用,通常是指綠色植物(包括藻類)吸收光能,把二氧化碳和水合成有機(jī)物,同時(shí)釋放氧氣的過程。光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。呼吸作用一般指機(jī)體將來自環(huán)境的或細(xì)胞自己儲存的有機(jī)營養(yǎng)物的分子(如糖類、脂類、蛋白質(zhì)等),通過一步步反應(yīng)降解成較小的、簡單的終產(chǎn)物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的過程。光合與呼吸的差值可用凈光合速率來表示,具體指標(biāo)可以是氧氣釋放量、二氧化碳吸收量、有機(jī)物積累量等。
【詳解】(1)據(jù)圖分析可知,葉肉細(xì)胞固定CO2的場所是葉綠體基質(zhì),保衛(wèi)細(xì)胞CO2固定該過程可發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中;TCA(三羧酸循環(huán))發(fā)生在線粒體基質(zhì),保衛(wèi)細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH除了用于ETC外,OAA還原為Mal也需要NADH的參與。
(2)①藍(lán)光可刺激氣孔張開,其機(jī)理是藍(lán)光激活質(zhì)膜上的AHA,消耗ATP將H+泵出膜外,形成跨膜的氫離子濃度梯度,并提供電化學(xué)勢能驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K+等離子使膜電位的絕對值增大。
②據(jù)圖分析可知,葉肉細(xì)胞和保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體向保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)輸送已糖,已糖經(jīng)糖酵解生成PEP;細(xì)胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成Mal,進(jìn)入到液泡中,使其滲透壓增大,導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹,促進(jìn)氣孔張開。
(3)長時(shí)光照導(dǎo)致CO2濃度下降影響pH,使PEPC活性升高,從而促進(jìn)氣孔開放;保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體合成淀粉需要ATP,產(chǎn)生這些ATP的場所有類囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體;保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體白天貯存淀粉,一方面可為其夜間生命活動(dòng)提供物質(zhì)和能量,另一方面在夜間過后短時(shí)光照時(shí)為保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)提供已糖。
(4)據(jù)圖分析可知,WT+DCMU組在光照2小時(shí)內(nèi),一方面光照誘導(dǎo)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉快速分解;另一方面DCMU使葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞光合作用受阻,因此WT+DCMU組在光照2小時(shí)內(nèi)保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量快速降低。
26.(2024·貴州貴陽·一模)番茄含有豐富的營養(yǎng),據(jù)營養(yǎng)學(xué)家研究測定:每人每天食用50~100克鮮番茄,即可滿足人體對幾種維生素和礦物質(zhì)的需要。為了進(jìn)一步了解番茄的生理特征,科研人員研究了溫度變化對番茄進(jìn)行呼吸作用時(shí)CO2產(chǎn)生量和進(jìn)行光合作用時(shí)CO2消耗量的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:

(1)光可以被番茄葉片中的色素吸收,分離其綠葉中的色素時(shí),隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度最慢的色素呈現(xiàn)的顏色是 ,該色素主要吸收的光是 。
(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量是 ,影響光合作用的內(nèi)因主要有 (至少答出一種)。
(3)溫室栽培該種蔬菜時(shí)溫度最好控制在 (填圖中的溫度),35℃的條件下培養(yǎng)的番茄 (填“能”或“不能”)生長。
(4)請利用以下實(shí)驗(yàn)材料測定番茄幼苗光合作用CO2的消耗速率。(簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路)
實(shí)驗(yàn)材料:透明的密閉玻璃罩、CO2傳感器、番茄幼苗。
實(shí)驗(yàn)思路: 。
【答案】(1) 黃綠色 藍(lán)紫光和紅光
(2) 不同的溫度 光合色素的含量、酶的數(shù)量和活性
(3) 25℃ 不能
(4)實(shí)驗(yàn)思路為:測定密閉裝置內(nèi)的初始CO2濃度和在光照條件下培養(yǎng)1小時(shí)后的CO2濃度;測定的CO2含量變化即為凈光合速率,同時(shí)設(shè)置另外一組實(shí)驗(yàn),其余條件均相同,但是做遮光處理,測定初始CO2濃度和在光照遮光條件下培養(yǎng)1小時(shí)后的CO2濃度;測定的CO2含量變化即為呼吸速率,二者之為即為CO2的消耗速率。
【分析】影響光合作用的因素:
1、光照強(qiáng)度:光照會影響光反應(yīng),從而影響光合作用,因此,當(dāng)光照強(qiáng)度低于光飽和點(diǎn)時(shí),光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而增加,但達(dá)到光飽和點(diǎn)后,光合作用不再隨光照強(qiáng)度增加而增加。
2、CO2濃度:CO2是光合作用暗反應(yīng)的原料,在一定范圍內(nèi)當(dāng)CO2濃度增加時(shí),光合速率會隨CO2濃度的增高而增高。
3、溫度:溫度對光合作用的影響主要是影響酶的活性。
【詳解】(1)隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度最慢的色素是葉綠素b,呈現(xiàn)的顏色是黃綠色,該色素主要吸收的光是藍(lán)紫光和紅光。
(2)科研人員研究了溫度變化對番茄進(jìn)行呼吸作用時(shí)CO2產(chǎn)生量和進(jìn)行光合作用時(shí)CO2消耗量的影響,所以本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同的溫度,影響光合作用的內(nèi)因主要有光合色素的含量,以及與光合作用有關(guān)的酶的數(shù)量和活性。
(3)溫室栽培該種蔬菜時(shí)溫度最好控制在25℃,此時(shí)光合作用的消耗量-呼吸用的產(chǎn)生量的值最大,即凈光合速率最高,有機(jī)物的積累量最高,同理35℃下,凈光合速率為0,番茄不能生長。
(4)CO2的消耗速率及總光合速率,所以需要測定凈光合速率,以及呼吸速率,二者之和即為CO2的消耗速率,故實(shí)驗(yàn)思路為:測定密閉裝置內(nèi)的初始CO2濃度和在光照條件下培養(yǎng)1小時(shí)后的CO2濃度;測定的CO2含量變化即為凈光合速率,同時(shí)設(shè)置另外一組實(shí)驗(yàn),其余條件均相同,但是做遮光處理,測定初始CO2濃度和在光照遮光條件下培養(yǎng)1小時(shí)后的CO2濃度;測定的CO2含量變化即為呼吸速率,二者之為即為CO2的消耗速率。
27.(2023·北京平谷·一模)細(xì)胞內(nèi)ATP、NADPH耗盡會導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生。研究者利用植物的光合作用原理來調(diào)節(jié)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的ATP和NADPH濃度。因此,將小鼠的細(xì)胞膜包裹的類囊體注射到關(guān)節(jié)炎小鼠的關(guān)節(jié)部位,使類囊體成功進(jìn)入軟骨細(xì)胞內(nèi),發(fā)現(xiàn)小鼠的退行性關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞恢復(fù)到年輕狀態(tài)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.類囊體中有相關(guān)合成ATP和NADPH的酶
B.實(shí)驗(yàn)組需在對小鼠無創(chuàng)傷的光照下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
C.類囊體被小鼠細(xì)胞膜包裹可降低免疫排斥反應(yīng)
D.注射類囊體的實(shí)驗(yàn)鼠在生態(tài)系統(tǒng)中屬于生產(chǎn)者
【答案】D
【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)發(fā)生場所在葉綠體的類囊體薄膜上,色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能,并將一部分光能用干水的光解生成NADPH和氧氣,另一部分光能用于合成ATP。暗反應(yīng)發(fā)生場所是葉綠體基質(zhì)中,首先發(fā)生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成兩分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP被還原。
【詳解】A、植物光合作用的光反應(yīng)可產(chǎn)生ATP和NADPH,而光反應(yīng)的場所是葉綠體類囊體薄膜,因此類囊體中有相關(guān)合成ATP和NADPH的酶,A正確;
B、由于類囊體薄膜需要在光下才能產(chǎn)生ATP和NADPH,因此實(shí)驗(yàn)組需在對小鼠無創(chuàng)傷的光照下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),B正確;
C、小鼠細(xì)胞膜上的組織相容性抗原不會被小鼠的免疫系統(tǒng)識別而發(fā)生免疫反應(yīng),因此類囊體被小鼠細(xì)胞膜包裹可降低免疫排斥反應(yīng),C正確;
D、注射類囊體的實(shí)驗(yàn)鼠只能在光下產(chǎn)生ATP和NADPH,并不能通過光合作用合成有機(jī)物,因此在生態(tài)系統(tǒng)中不屬于生產(chǎn)者,仍屬于消費(fèi)者,D錯(cuò)誤。
故選D。
28.(2023·北京平谷·一模)為研究腸道菌群在有氧運(yùn)動(dòng)能力中的作用,用生理鹽水溶解抗生素Abx后,灌入小鼠腸胃中,檢測小鼠在跑步機(jī)上的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn),結(jié)果如圖。下列分析錯(cuò)誤的是( )
A.對照組用相同劑量的生理鹽水灌入小鼠腸胃
B.小鼠有氧呼吸產(chǎn)生CO2的階段需要氧氣的參與
C.Abx清除腸道菌群應(yīng)用了變量原則的“減法原理”
D.結(jié)果表明腸道菌群促進(jìn)了小鼠的有氧運(yùn)動(dòng)能力
【答案】B
【分析】 1、在對照實(shí)驗(yàn)中,控制自變量可采用加法原理或減法原理 :加法原理指與常態(tài)比較人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。減法原理指與常態(tài)比較人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。
2、“對照原則”是中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最常用的原則,通過設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),既可排除無關(guān)變量的影響,又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。一個(gè)實(shí)驗(yàn)可包括實(shí)驗(yàn)組和對照組,實(shí)驗(yàn)組是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組,所處理的變量就是我們要研究的內(nèi)容;對照組是不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組。
【詳解】A、這是對照實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)組用用生理鹽水溶解抗生素Abx后灌入小鼠腸胃中,則對照組應(yīng)用相同劑量的生理鹽水灌入小鼠腸胃,A正確;
B、小鼠有氧呼吸有三個(gè)階段,產(chǎn)生CO2的階段是有氧呼吸的第二階段,而需要氧氣參與的階段是有氧呼吸第三階段,B錯(cuò)誤;
C、Abx能清除腸道菌群,與正常相比減少了“腸道菌群”這種因素, 應(yīng)用了變量原則的“減法原理”,C正確;
D、通過圖中結(jié)果顯示:Abx組比正常組的平均運(yùn)動(dòng)距離更短,說明腸道菌群能促進(jìn)小鼠的有氧運(yùn)動(dòng)能力,D正確。
故選B。
29.(2023·北京平谷·一模)種子萌發(fā)受環(huán)境條件的影響,研究不同光照強(qiáng)度和溫度對長白山紅松種子萌發(fā)率的影響,結(jié)果如下圖所示,下列敘述正確的是( )
A.光不僅為種子萌發(fā)提供能量,還可作為信號調(diào)控種子萌發(fā)
B.紅松種子萌發(fā)率隨著光照強(qiáng)度的升高逐漸升高
C.在15℃時(shí),紅松種子萌發(fā)對光的需求降低
D.25℃為種子萌發(fā)的適宜溫度, 該溫度下萌發(fā)需弱光
【答案】C
【分析】分析題意,本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯坎煌庹諒?qiáng)度和溫度對長白山紅松種子萌發(fā)率的影響,實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度和溫度,因變量是種子萌發(fā)率,據(jù)此分析作答。
【詳解】A、光可作為信號調(diào)控種子萌發(fā),但種子不能利用光能進(jìn)行光合作用,故光不能為種子萌發(fā)提供能量,A錯(cuò)誤;
BC、據(jù)圖可知,在15℃條件下,紅松種子萌發(fā)率隨著光照強(qiáng)度的升高逐漸降低,說明在15℃時(shí),紅松種子萌發(fā)對光的需求降低,B錯(cuò)誤,C正確;
D、由于本實(shí)驗(yàn)僅有兩個(gè)溫度,無法得出25℃為種子萌發(fā)的適宜溫度的結(jié)論,且圖示25℃條件下強(qiáng)光的萌發(fā)率高于弱光時(shí),D錯(cuò)誤。
故選C。
30.(多選)(2024·山東濱州·一模)在弱光及黑暗條件下,衣藻無氧呼吸產(chǎn)生的丙酮酸可進(jìn)一步代謝產(chǎn)生弱酸(HA),導(dǎo)致類囊體酸化,過程如圖1,類囊體酸化對氧氣釋放情況的影響如圖2,下列說法正確的是( )
A.H?運(yùn)出類囊體受阻是類囊體酸化的關(guān)鍵原因
B.類囊體內(nèi) pH 與細(xì)胞內(nèi)弱酸的總積累量呈正相關(guān)
C.圖2結(jié)果說明 KOH 對最大氧氣釋放量無影響
D.弱光條件下,類囊體酸化促進(jìn)了衣藻加速釋放氧氣
【答案】AD
【分析】無氧呼吸的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),只有第一階段釋放少量能量;類囊體薄膜是光合作用光反應(yīng)階段的場所,發(fā)生了水的光解,光反應(yīng)的產(chǎn)物有氧氣、ATP和NADPH。
【詳解】A、由圖1可知,弱酸分子可進(jìn)入類囊體腔,并解離出氫離子,由于氫離子無法直接穿過類囊體膜,且類囊體腔內(nèi)的緩沖能力有限,導(dǎo)致腔內(nèi)氫離子不斷積累,出現(xiàn)酸化,H?運(yùn)出類囊體受阻是類囊體酸化的關(guān)鍵原因,A正確;
B、類囊體腔內(nèi)的酸化程度與無氧呼吸(場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))產(chǎn)生弱酸的總積累量呈正相關(guān),pH 與細(xì)胞內(nèi)弱酸的總積累量呈負(fù)相關(guān),即無氧呼吸產(chǎn)生弱酸的總積累量多,進(jìn)而類囊體腔內(nèi)的酸化程度高,可說明無氧呼吸產(chǎn)生弱酸導(dǎo)致類囊體腔酸化,B錯(cuò)誤;
CD、衣藻暗處理3小時(shí)后一組給予弱光光照,另一組進(jìn)行相同處理并額外添加氫氧化鉀,由圖2可知,弱光組釋放氧氣的時(shí)間早于KOH(堿性物質(zhì))+弱光組,且更快達(dá)到最大氧氣釋放量,但不能確定最大氧氣釋放量相同,C錯(cuò)誤,D正確。
故選AD。
31.(2024·廣東深圳·一模)缺鎂是導(dǎo)致龍眼葉片黃化的主要原因。為探究缺鎂對龍眼光合作用的影響,研究人員做了相關(guān)研究,結(jié)果如圖1和圖2。
回答下列問題:
(1)缺鎂導(dǎo)致凈光合速率下降的原因是缺鎂會導(dǎo)致葉綠體 上的葉綠素含量下降,影響光反應(yīng) 的產(chǎn)生,進(jìn)而影響暗反應(yīng);另一方面,根據(jù)圖1可知,龍眼缺鎂會導(dǎo)致 ,從而影響凈光合速率。
(2)CO2從氣孔進(jìn)入細(xì)胞間,主要通過 方式進(jìn)入葉肉細(xì)胞葉綠體基質(zhì)中與C5結(jié)合產(chǎn)生C3,這一反應(yīng)過程稱為 。根據(jù)圖2數(shù)據(jù),缺鎂組凈光合速率下降的主要原因并不是氣孔相對開度,闡述你的依據(jù)是 。
(3)為了進(jìn)一步研究龍眼缺鎂對葉綠素a和葉綠素b含量的影響,研究人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),簡要寫出研究思路 。
【答案】(1) 類囊體 ATP和NADPH 呼吸速率增強(qiáng)
(2) 自由擴(kuò)散 CO2的固定 缺酶組氣孔相對開度降低,細(xì)胞間CO2濃度增加并且高于對照組,表明缺鎂導(dǎo)致凈光合速率下降并不是氣孔相對開度。
(3)利用無水乙醇提取對照組和缺鎂組的葉綠素,然后利用紙層析法進(jìn)行分離,通過比較葉綠素a和葉綠素b的條帶寬窄來確定缺鎂對葉綠素a和葉綠素b含量的影響
【分析】葉綠素的提取利用無水乙醇,葉綠素的分離采用紙層析法。鎂影響葉綠素的合成,進(jìn)而影響對光能的吸收,降低光合作用。
【詳解】(1)缺鎂會導(dǎo)致葉綠體類囊體上的葉綠素含量下降,影響光反應(yīng)階段NADPH和ATP的合成,進(jìn)而影響暗反應(yīng);根據(jù)圖1所示,龍眼缺鎂會導(dǎo)致呼吸速率增強(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致凈光合速率下降。
(2)CO2從氣孔進(jìn)入細(xì)胞間,然后主要通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入葉綠體基質(zhì),與C5結(jié)合產(chǎn)生C3,即CO2的固定。另外根據(jù)圖2所示,缺酶組氣孔相對開度降低,并且細(xì)胞間CO2濃度增加并且高于對照組,表明缺鎂導(dǎo)致凈光合速率下降并不是氣孔相對開度。
(3)為了進(jìn)一步研究龍眼缺鎂對葉綠素a和葉綠素b含量的影響,我們可以利用葉綠素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理進(jìn)行:利用無水乙醇提取對照組和缺鎂組的葉綠素,然后利用紙層析法進(jìn)行分離,通過比較葉綠素a和葉綠素b的條帶寬窄來確定缺鎂對葉綠素a和葉綠素b含量的影響。
32.(2024·湖南·一模)氣孔是由一對保衛(wèi)細(xì)胞圍成的孔隙。保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體。大多數(shù)植物的氣孔白天打開,晚上則保持很小的開度。但在干旱條件下,氣孔會以數(shù)十分鐘為周期進(jìn)行周期性的開放和閉合,稱為“氣孔振蕩’’。
(1)關(guān)于氣孔開閉的假說之一是:在光下,保衛(wèi)細(xì)胞由于 ,導(dǎo)致CO2濃度下降,引起pH升高,促進(jìn)酶促反應(yīng)淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖,細(xì)胞中葡萄糖濃度增高,保衛(wèi)細(xì)胞 (填“吸水”或“失水”)導(dǎo)致氣孔開放。黑暗時(shí),保衛(wèi)細(xì)胞里葡萄糖濃度低,氣孔關(guān)閉。
(2)“氣孔振蕩”是植物對干旱條件的一種適應(yīng)性反應(yīng),有利于植物生理活動(dòng)的正常進(jìn)行。這種適應(yīng)性體現(xiàn)在:植物面臨干旱條件時(shí), 。
(3)氣孔開閉的調(diào)節(jié)是一個(gè)十分復(fù)雜的過程,研究者利用擬南芥展開了相關(guān)研究。
①研究天員欲研究蛋白質(zhì)TOR激酶在氣孔開閉中的作用及作用機(jī)理,以光照12 h/黑暗12 h為光照周期進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖1、圖2所示:
本實(shí)驗(yàn)利用 (填“加法”或“減法”)原理控制實(shí)驗(yàn)變量。結(jié)合圖1、圖2所示的結(jié)果,可得出TOR激酶在氣孔開閉淵節(jié)中的作用原理是 。
②研究發(fā)現(xiàn),對于保衛(wèi)細(xì)胞氣孔能否打開的調(diào)控,蔗糖與TOR激酶起到相同的作用。為確定蔗糖和TOR激酶之間的關(guān)系,將野生型擬南芥分為4組開展實(shí)驗(yàn),檢測光照后各組中淀粉降解酶BAM1的相對表達(dá)量。
注:“+/一”分別表示“有/無”添加。
若實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)為 ,則證明蔗糖通過TOR激酶調(diào)節(jié)淀粉代謝參與氣孔運(yùn)動(dòng)。
【答案】(1) 進(jìn)行光合作用,且光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量 吸水
(2)既能降低蒸騰作用,避免失水過多,又能保證CO2供應(yīng),使光合作用正常進(jìn)行
(3) 減法 TOR激酶促進(jìn)光照下保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉的迅速降解,使氣孔打開 2組比1組相對表達(dá)量更高;3組與4組無顯著差異,均小于1組
【分析】在圖1中,野生型植株保衛(wèi)細(xì)胞中的淀粉在開始光照后1h內(nèi)迅速降解,隨后又開始積累,達(dá)到峰值又開始緩慢降解。圖2中,開始光照時(shí),對照組和抑制劑處理組保衛(wèi)細(xì)胞氣孔開閉情況一致,光照1h和3h后,對照組保衛(wèi)細(xì)胞氣孔增大,抑制劑處理組保衛(wèi)細(xì)胞氣孔打開程度基本無明顯變化,結(jié)合圖1、2所示的結(jié)果,可得出的結(jié)論是TOR激酶促進(jìn)光照下保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉的迅速降解為可溶性糖,使保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓升高吸水膨脹,進(jìn)而使氣孔打開。
【詳解】(1)在光下,保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用,導(dǎo)致CO2濃度下降,引起pH升高,淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖,細(xì)胞中葡萄糖濃度增高,保衛(wèi)細(xì)胞吸水導(dǎo)致氣孔開放;黑暗時(shí)只進(jìn)行呼吸作用,由于呼吸作用釋放CO2,使pH降低,葡萄糖轉(zhuǎn)化為淀粉,保衛(wèi)細(xì)胞里葡萄糖濃度低,改變了水分?jǐn)U散方向,氣孔關(guān)閉;
(2)“氣孔振蕩”是植物對干旱條件的一種適應(yīng)性反應(yīng),有利于植物生理活動(dòng)的正常進(jìn)行,既能降低蒸騰作用強(qiáng)度,又能保障二氧化碳供應(yīng),使光合作用正常進(jìn)行;
(3)①實(shí)驗(yàn)控制中的減法原理是設(shè)法排除某種因素對實(shí)驗(yàn)對象的干擾,用TOR激酶抑制劑抑制TOR激酶的作用,是利用減法原理控制實(shí)驗(yàn)變量;在圖1中,野生型植株保衛(wèi)細(xì)胞中的淀粉在開始光照后1h內(nèi)迅速降解,隨后又開始積累,達(dá)到峰值又開始緩慢降解。圖2中,開始光照時(shí),對照組和抑制劑處理組保衛(wèi)細(xì)胞氣孔開閉情況一致,光照1h和3h后,對照組保衛(wèi)細(xì)胞氣孔增大,抑制劑處理組保衛(wèi)細(xì)胞氣孔打開程度基本無明顯變化,結(jié)合圖1、2所示的結(jié)果,可得出的結(jié)論是TOR激酶促進(jìn)光照下保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉的迅速降解,使氣孔打開;
②若與1組相比,2組相對表達(dá)量更高,3組與4組無顯著差異,均小于1組,則能證明蔗糖通過TOR激酶調(diào)節(jié)淀粉代謝參與氣孔運(yùn)動(dòng),蔗糖與TOR激酶起到相同的調(diào)控作用。
33.(2024·安徽合肥·一模)玉米籽粒形成期,葉片光合速率對玉米產(chǎn)量影響較大。為探究高溫對葉片光合速率的影響,研究人員將籽粒形成期的玉米植株隨機(jī)分為高溫組(37℃)和常溫組(31℃),測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表。據(jù)表分析相關(guān)問題。
注:①氣孔導(dǎo)度:氣孔的張開程度;②CAT:抗氧化酶,可消除細(xì)胞中各種氧化反應(yīng)產(chǎn)生的過氧化物,減少細(xì)胞中的自由基的含量。
(1)某同學(xué)認(rèn)為高溫組凈光合速率降低的原因是氣孔導(dǎo)度降低,導(dǎo)致光合作用所需CO2減少,進(jìn)而限制了暗反應(yīng),降低了光合速率。據(jù)表分析他的觀點(diǎn) (填“合理”或“不合理”),依據(jù)是 。
(2)研究者對兩組玉米葉片的葉綠素相對含量進(jìn)行檢測,結(jié)果如圖。

據(jù)圖可知,高溫條件對葉綠素相對含量的影響是 。
(3)綜合以上結(jié)果,解釋高溫條件下葉片光合速率較低的原因可能是① ;② 。
【答案】(1) 不合理 高溫組胞間CO2濃度高于常溫組
(2)高溫處理加速了葉片中葉綠素含量的下降,處理時(shí)間越長降幅越大
(3) 玉米葉片中葉綠素相對含量降低,吸收的光能減少,影響光反應(yīng)速率,降低光合速率 CAT活性降低,過氧化物含量增加,自由基含量增加,破壞類囊體膜結(jié)構(gòu),光反應(yīng)轉(zhuǎn)化的光能/吸收的光能降低。
【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段,其中光反應(yīng)包括水的光解和ATP的生成,暗反應(yīng)包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原等。
【詳解】(1)二氧化碳是暗反應(yīng)的原料,據(jù)表分析可知,高溫組胞間CO2濃度高于常溫組,故某同學(xué)認(rèn)為高溫組凈光合速率降低的原因是氣孔導(dǎo)度降低,導(dǎo)致光合作用所需CO2減少,進(jìn)而限制了暗反應(yīng),該觀點(diǎn)是不合理的。
(2)據(jù)圖可知,與常溫組相比,高溫組隨處理時(shí)間的延長,葉綠素相對含量降低,說明高溫條件對葉綠素相對含量的影響是:高溫處理加速了葉片中葉綠素含量的下降,處理時(shí)間越長降幅越大。
(3)葉綠素可吸收光能,參與光反應(yīng)過程,葉綠素位于葉綠體的類囊體薄膜,且CAT是抗氧化酶,可消除細(xì)胞中各種氧化反應(yīng)產(chǎn)生的過氧化物,減少細(xì)胞中的自由基的含量,綜合以上結(jié)果,高溫條件下葉片光合速率較低的原因可能是:玉米葉片中葉綠素相對含量降低,吸收的光能減少,影響光反應(yīng)速率,降低光合速率;CAT活性降低,過氧化物含量增加,自由基含量增加,破壞類囊體膜結(jié)構(gòu),光反應(yīng)轉(zhuǎn)化的光能/吸收的光能降低。
34.(2024·江西南昌·一模)銹赤扁谷盜是嚴(yán)重危害儲糧的害蟲之一。研究者研究了不同溫度和不同小麥含水量對銹赤扁谷盜幼、成蟲呼吸速率的影響,結(jié)果如表所示。下列敘述正確的是( )
注:銹赤扁谷盜幼、成蟲在不同條件下的呼吸速率(μL/min·頭)
A.該實(shí)驗(yàn)自變量是不同溫度和不同小麥含水量,因變量是銹赤扁谷盜呼吸速率
B.相對密閉儲糧環(huán)境下,銹赤扁谷盜會無氧呼吸產(chǎn)生酒精引起糧食出現(xiàn)酒味
C.小麥含水量相同時(shí),銹赤扁谷盜幼、成蟲呼吸速率受溫度影響變化趨勢相似
D.據(jù)數(shù)據(jù)分析可知,儲藏小麥種子的最佳條件是溫度為35℃和小麥含水量為14%
【答案】C
【分析】有氧呼吸過程分為三個(gè)階段,第一階段是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和[H],發(fā)生在細(xì)胞中基質(zhì)中;有氧呼吸的第二階段是丙酮酸和水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和[H],發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,有氧呼吸的第三階段是[H]與氧氣反應(yīng)形成水,發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。
無氧呼吸的第一階段與有氧呼吸的第一階段相同,都是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和[H],發(fā)生在細(xì)胞中基質(zhì)中,第二階段是丙酮酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和酒精或者是乳酸,發(fā)生在細(xì)胞中基質(zhì)中。
【詳解】A、該實(shí)驗(yàn)研究了不同溫度和不同小麥含水量對銹赤扁谷盜幼、成蟲呼吸速率的影響,因此自變量是不同溫度和不同小麥含水量,因變量是銹赤扁谷盜幼、成蟲呼吸速率,A錯(cuò)誤;
B、動(dòng)物無氧呼吸不能產(chǎn)生酒精,B錯(cuò)誤;
C、小麥含水量相同時(shí),銹赤扁谷盜幼、成蟲呼 吸速率受溫度影響變化趨勢相似,溫度越高, 銹赤扁谷盜幼、成蟲呼吸速率越高,C正確;
D、據(jù)數(shù)據(jù)分析可知,儲藏小麥種子的最佳條件 是溫度為25℃和小麥含水量為12%,此時(shí)銹赤 扁谷盜幼、成蟲呼吸速率最低,D錯(cuò)誤。
故選C。
35.(2024·江蘇泰州·一模)耐力性運(yùn)動(dòng)是指機(jī)體所進(jìn)行的時(shí)長超過30 min的步行、游泳等運(yùn)動(dòng)。研究人員探究了在耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中肌纖維出現(xiàn)的變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。
下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.有氧呼吸是耐力性運(yùn)動(dòng)中能量供應(yīng)的主要方式
B.堅(jiān)持訓(xùn)練使肌纖維中線粒體的數(shù)量持續(xù)不斷增加
C.耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響某些基因的表達(dá)水平和方向
D.耐力性運(yùn)動(dòng)對某些類型糖尿病有一定的預(yù)防作用
【答案】B
【分析】有氧呼吸分為三個(gè)階段,第一階段是葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸?,產(chǎn)生少量的能量,第二階段是丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?,第三階段是形成水,產(chǎn)生大量能量。
【詳解】A、有氧呼吸能提供大量的能量,是耐力性運(yùn)動(dòng)中能量供應(yīng)的主要方式,A正確;
B、據(jù)圖分析可知,5周內(nèi)耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的時(shí)間與肌纖維中線粒體的數(shù)量成正比例關(guān)系,超過5周繼續(xù)耐力訓(xùn)練,線粒體的數(shù)量并不會增加,B錯(cuò)誤;
C、耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響某些基因的表達(dá)水平和方向,如線粒體的產(chǎn)生,C正確;
D、長期耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,可使肌纖維中線粒體數(shù)量增加,增加對糖類等能源物質(zhì)的消耗,對某些類型糖尿病有一定的預(yù)防作用,D正確。
故選B。
36.(2024·西藏拉薩·一模)某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究干旱預(yù)處理后高溫對冬小麥光合作用的影響,結(jié)果如下表?;卮鹣铝袉栴}:
(1)小麥體內(nèi)能吸收紅光的色素有 。據(jù)表分析,高溫使葉片中葉綠素作相對含量下降,導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的 減少,直接影響暗反應(yīng),最終影響(CH2O)的生成量,同時(shí), 增強(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致小麥的凈光合速率下降。
(2)與高溫組相比,干旱后高溫處理組的小麥凈光合速率較高,據(jù)表分析,可能的調(diào)節(jié)機(jī)制是 。
(3)研究者認(rèn)為,與其他兩組相比,高溫處理組處理葉綠素含量顯著減少、凈光合速率下降的原因之一是高溫導(dǎo)致類囊體斷裂甚至解體。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)最簡單觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明(寫出實(shí)驗(yàn)思路即可): 。
【答案】(1) 葉綠素a和葉綠素b NADPH和ATP 呼吸速率
(2)干旱預(yù)處理一方面使葉綠素含量接近正常水平,光能利用率高,光反應(yīng)加快,另一方面減弱了高溫對氣孔導(dǎo)度的抑制作用,二氧化碳吸收量增加,暗反應(yīng)加快,光合速率快
(3)制備正常處理組、高溫處理組、干旱后高溫處理組三組小麥葉片葉肉細(xì)胞的臨時(shí)裝片,在電鏡下觀察并比較
【分析】光合作用第一個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng),必須有光才能進(jìn)行,這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段,第二階段不需要光直接參加,是二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑姆催^程稱為暗反應(yīng)。光合作用在葉綠體中進(jìn)行,光反應(yīng)的場所位于類囊體膜,暗反應(yīng)的場所在葉綠體基質(zhì)。光反應(yīng)的發(fā)生需要葉綠體類囊體膜上的色素、酶參與。光合作用和呼吸作用是植物兩大重要的代謝反應(yīng),光合作用與呼吸作用的差值稱為凈光合作用。
【詳解】(1)小麥體內(nèi)能吸收紅光的色素有葉綠素a和葉綠素b。高溫使葉片中葉綠素的相對含量下降,導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少,直接影響暗反應(yīng)中三碳化合物的還原,最終影響(CH2O)的生成量。一般情況下,呼吸作用的最適宜溫度較高,溫度升高,呼吸速率會加強(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致凈光合速率下降。
(2)表中數(shù)據(jù)顯示,干旱后高溫組比高溫組的葉綠素含量高、氣孔開度大且凈光合速率高,因此可推測干旱預(yù)處理一方面使葉綠素含量接近正常水平,光能利用率高,光反應(yīng)加快,另一方面干旱預(yù)處理減弱了高溫對氣孔導(dǎo)度的抑制作用,二氧化碳吸收量增加,暗反應(yīng)加快,光合速率快。
(3)研究者認(rèn)為,與其他兩組相比,高溫處理組葉綠素含量減少、凈光合速率下降的原因之一,是高溫導(dǎo)致類囊體斷裂甚至解體,因此可對正常條件下、高溫處理?xiàng)l件下、干旱后高溫處理?xiàng)l件下的葉肉細(xì)胞制作裝片,直接電鏡觀察比較類囊體斷裂情況即可證明,因此實(shí)驗(yàn)思路為:制備正常處理組、高溫處理組、干旱后高溫處理組三組小麥葉片葉肉細(xì)胞的臨時(shí)裝片,在電鏡下觀察并比較。
37.(2024·江西南昌·一模)研究人員在對小麥進(jìn)行育種過程中,得到一株黃綠葉突變體。為研究該突變體的光合特性,科研人員以該突變體和野生型小麥為材料開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。回答下列問題:
備注:NPQ:非光化學(xué)淬滅,指植物將光反應(yīng)后所過剩的光能耗散,可減少多余光能對光反應(yīng)系統(tǒng)損傷。
(1)黃綠葉突變體葉綠素含量降低,會直接導(dǎo)致光合作用 階段減弱。
(2)在探討突變體的生存環(huán)境條件時(shí),同學(xué)甲認(rèn)為,與野生型小麥相比,該突變體更適宜較強(qiáng)光照條件;若將該突變體與野生型置于同一密閉容器內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng),該突變體利用CO2能力更強(qiáng),依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你認(rèn)為該同學(xué)做出判斷的依據(jù)是 。
(3)若在強(qiáng)光照直射下,測得野生型的光合作用強(qiáng)度高于突變體,原因可能是 。
(4)有研究表明,籽粒中的赤霉素能夠調(diào)配葉片光合產(chǎn)物向籽粒輸送,據(jù)此推測,突變體小麥籽粒比野生型小麥籽粒干物質(zhì)的量更少,原因可能是 。請以該突變體為材料,利用放射性同位素標(biāo)記法設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案對“籽粒中赤霉素的上述作用”進(jìn)行驗(yàn)證,簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路 。
【答案】(1)光反應(yīng)
(2)與野生型相比,突變體光飽和點(diǎn)更高,利用強(qiáng)光能力更強(qiáng)CO2補(bǔ)償點(diǎn)更低,利用低CO2的能力更強(qiáng)。
(3)野生型的NPQ值更大,減少強(qiáng)光對光反應(yīng)系統(tǒng)的損傷,光反應(yīng)速率大,光合作用強(qiáng)度高
(4) 突變體小麥籽粒中的赤霉素含量更少 在小麥同一顆麥穗上選取A、B兩處籽粒,其中在A處涂抹適宜濃度的赤霉素溶液,B處不做處理,供給葉片14CO2,其他條件相同且適宜,一段時(shí)間后檢測A、B兩處籽粒的放射性強(qiáng)度。
【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段,其中光反應(yīng)包括水的光解和ATP的生成,暗反應(yīng)包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原等。
【詳解】(1)葉綠素可參與光反應(yīng)過程,黃綠葉突變體葉綠素含量降低,會直接導(dǎo)致光合作用光反應(yīng)階段減弱。
(2)二氧化碳是暗反應(yīng)的原料,光補(bǔ)償點(diǎn)是光合作用等于呼吸作用的點(diǎn),結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,與野生型相比,突變體光飽和點(diǎn)更高,利用強(qiáng)光能力更強(qiáng)CO2補(bǔ)償點(diǎn)更低,利用低CO2的能力更強(qiáng),故若將該突變體與野生型置于同一密閉容器內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng),該突變體利用CO2能力更強(qiáng)。
(3)NPQ是非光化學(xué)淬滅,指植物將光反應(yīng)后所過剩的光能耗散,可減少多余光能對光反應(yīng)系統(tǒng)損傷,結(jié)合表格可知,野生型的NPQ值更大,減少強(qiáng)光對光反應(yīng)系統(tǒng)的損傷,光反應(yīng)速率大,光合作用強(qiáng)度高,若在強(qiáng)光照直射下,測得野生型的光合作用強(qiáng)度高于突變體。
(4)分析題意,粒中的赤霉素能夠調(diào)配葉片光合產(chǎn)物向籽粒輸送,據(jù)此推測,突變體小麥籽粒比野生型小麥籽粒干物質(zhì)的量更少,原因可能是突變體小麥籽粒中的赤霉素含量更少;實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢梅派湫酝凰貥?biāo)記法驗(yàn)證“籽粒中赤霉素的上述作用”,而赤霉素的作用是調(diào)配葉片光合產(chǎn)物向籽粒輸送,則實(shí)驗(yàn)的自變量赤霉素的有無,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循對照與單一變量原則,故可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:在小麥同一顆麥穗上選取A、B兩處籽粒,其中在A處涂抹適宜濃度的赤霉素溶液,B處不做處理,供給葉片14CO2,其他條件相同且適宜,一段時(shí)間后檢測A、B兩處籽粒的放射性強(qiáng)度。
38.(2024·江蘇泰州·一模)為探究植物抵御高溫的生理生態(tài)機(jī)制和培育抗高溫新品種,科學(xué)家進(jìn)行了一系列相關(guān)研究,下圖1為高溫脅迫下植物光合電子傳遞鏈的示意圖,圖2為高溫脅迫誘導(dǎo)植物PSⅡ發(fā)生光抑制的作用機(jī)理(ROS:活性氧,OEC:放氧復(fù)合體)。請回答下列問題:
(1)圖1中雙層磷脂分子層及其中蛋白質(zhì)等組成的結(jié)構(gòu)為 ,是光合作用過程中 階段發(fā)生的場所。水光解需要的能量由 兩類色素捕獲而來。
(2)碳固定過程的反應(yīng)物是 ,還原碳固定產(chǎn)物需要圖1結(jié)構(gòu)上合成的 提供還原力。
(3)高溫脅迫下,由于膜的流動(dòng)性 ,PSⅡ捕光復(fù)合體很容易從膜上脫落,影響光合電子傳遞,導(dǎo)致植物對光能的利用效率降低。據(jù)圖1判斷,高溫脅迫時(shí)植物會通過增強(qiáng)圖中依賴 途徑的環(huán)式電子傳遞方式來起到光保護(hù)作用。
(4)據(jù)圖2可知,ROS過量合成除可直接導(dǎo)致PSⅡ失活外,還能通過 途徑引起PSⅡ失活,發(fā)生光抑制現(xiàn)象。
(5)植物凈光合速率在很大程度上取決于Rubisc (C5的羧化酶/加氧酶)的活性,該酶在葉綠體中的存在部位是 。Rubisc活性受到Rubisc活化酶(RCA)的調(diào)節(jié),RCA活性易受高溫脅迫抑制。據(jù)此,結(jié)合生物技術(shù)與工程知識,提出一個(gè)緩解高溫脅迫對光合能力和作物產(chǎn)量影響的方案: 。
【答案】(1) 類囊體薄膜 光反應(yīng) 葉綠素和類胡蘿卜素
(2) C5和CO2 NADPH
(3) 增強(qiáng) NDH和PGR
(4)抑制D1蛋白的從頭合成,導(dǎo)致PSⅡ中D1蛋白減少(缺失)
(5) 基質(zhì) 運(yùn)用蛋白質(zhì)工程技術(shù)提高RCA的熱穩(wěn)定性
【分析】1、觀察電子顯微鏡下的葉綠體結(jié)構(gòu),可以看到,葉綠體由雙層膜包被,內(nèi)部有許多基粒。每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成,這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的4種色素就分布在類囊體的薄膜上。
2、光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。
【詳解】(1)據(jù)圖可知,雙層磷脂分子層及其中蛋白質(zhì)等組成的結(jié)構(gòu)能吸收光能進(jìn)行光合作用,因此該膜結(jié)構(gòu)應(yīng)是葉綠體的類囊體薄膜,因?yàn)闉楣夂献饔梦展饽艿?種色素分布在類囊體的薄膜上,故光合作用的光反應(yīng)階段也發(fā)生在該膜上。葉綠體中的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,光合色素(葉綠素和類胡蘿卜素)吸收的一部分光能水分解為氧和H+,氧直接以氧分子的形式釋放出 去,H+與氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)結(jié)合,形成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。
(2)綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2,在特定酶的作用下, 與C5(一種五碳化合物)結(jié)合,從而固定了CO2。因此,碳固定過程的反應(yīng)物是C5和CO2。 NADPH作為活潑的還原劑,參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng),同時(shí)也儲存部分能量供暗反應(yīng)階段利用。因此,還原碳固定產(chǎn)物需要圖1結(jié)構(gòu)上合成的 NADPH提供還原力。
(3)構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的磷脂分子是運(yùn)動(dòng)的,蛋白質(zhì)分子大多數(shù)也是運(yùn)動(dòng)的,溫度升高時(shí),這些分子的流動(dòng)性增強(qiáng)。因此,PSⅡ捕光復(fù)合體很容易從膜上脫落,影響光合電子傳遞,導(dǎo)致植物對光能的利用效率降低。據(jù)圖可知,依賴NDH和PGR途徑的環(huán)式電子傳遞方式也可以傳遞電子,因此,高溫脅迫時(shí)植物會通過增強(qiáng)圖中依賴NDH和PGR途徑的環(huán)式電子傳遞方式來起到光保護(hù)作用。
(4)據(jù)圖可知,有活性的PSⅡ由D1、D2及OEC三部分組成,ROS過量合成除可直接導(dǎo)致PSⅡ失活外,還能通過抑制D1蛋白的從頭合成,導(dǎo)致PSⅡ中D1蛋白減少(缺失)途徑引起PSⅡ失活,發(fā)生光抑制現(xiàn)象。
(5)依題意,Rubisc是一種C5的羧化酶/加氧酶,因此其作用于C5參與的化學(xué)反應(yīng),而C5在葉綠體基質(zhì)中參與光合作用暗反應(yīng),因此該酶在葉綠體中的存在部位是葉綠體基質(zhì)。依題意,Rubisc活性受到Rubisc活化酶(RCA)的調(diào)節(jié),RCA活性易受高溫脅迫抑制。根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn),可運(yùn)用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變RCA的結(jié)構(gòu),從而提高其熱穩(wěn)定性,使其結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境中更具穩(wěn)定性,從而緩解高溫脅迫對光合能力和作物產(chǎn)量影響。
39.(2024·山東煙臺·一模)科學(xué)家從菠菜中分離出類囊體,將其與多種輔因子和多樣化的還原酶一起包裹在油包水滴中,構(gòu)建出如圖所示能實(shí)現(xiàn)CO?的連續(xù)轉(zhuǎn)化且可編輯的人工光合細(xì)胞。下列說法錯(cuò)誤的是( )

A.人工光合細(xì)胞膜應(yīng)該由單層磷脂分子組成
B.需持續(xù)加入多種輔因子為CO?轉(zhuǎn)化提供能量和還原劑
C.通過改變還原酶的種類能實(shí)現(xiàn)可定制的CO?轉(zhuǎn)化
D.與菠菜葉肉細(xì)胞相比,人工光合細(xì)胞更有利于有機(jī)物積累
【答案】B
【分析】光合作用:
(1)光反應(yīng)階段:水光解產(chǎn)生[H]和氧氣,ADP和Pi 結(jié)合形成ATP。
(2)暗反應(yīng)階段:二氧化碳和五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物,三碳化合物在ATP和[H]的作用下,還原成五碳化合物,同時(shí)ATP水解成ADP和Pi。
【詳解】A、人工光合細(xì)胞膜是油里面是水,磷脂分子的頭部親水,尾部疏水,人工光合細(xì)胞膜中磷脂分子的排布呈單層排列,且表現(xiàn)為頭朝里,尾部朝外,A正確;
B、ATP和NADPH能為CO2轉(zhuǎn)化提供能量和還原劑,由光反應(yīng)提供,而多種輔因子參與CO2的固定,且C3還原能產(chǎn)生,故不需持續(xù)加入多種輔因子,B錯(cuò)誤;
C、通過改變還原酶的種類能實(shí)現(xiàn)可定制的CO?轉(zhuǎn)化,從而得到不同的有機(jī)物,C正確;
D、葉肉細(xì)胞需要進(jìn)行消耗有機(jī)物的細(xì)胞呼吸,而人工光合系統(tǒng)能夠進(jìn)行光合作用,不能進(jìn)行呼吸作用,能夠更有效的積累有機(jī)物,D正確。
故選B。
40.(2024·河北唐山·一模)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液培養(yǎng)某種細(xì)胞,該細(xì)胞的細(xì)胞呼吸相關(guān)物質(zhì)代謝過程及丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體基質(zhì)的過程如下圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A.該細(xì)胞可能是酵母菌細(xì)胞,不可能是人的骨骼肌細(xì)胞
B.在有氧條件下,丙酮酸進(jìn)入線粒體內(nèi)膜消耗的能量來自膜內(nèi)外H+產(chǎn)生的勢能
C.丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解釋放的能量一部分用于合成ATP
D.利用酸性重鉻酸鉀溶液檢測細(xì)胞是否進(jìn)行了無氧呼吸應(yīng)耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖
【答案】C
【分析】無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行,第二階段不釋放能量,若進(jìn)行酒精發(fā)酵,其產(chǎn)物酒精可與重鉻酸鉀反應(yīng)變?yōu)榛揖G色。
【詳解】A、由圖可知,該細(xì)胞可進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,可能是酵母菌細(xì)胞,不可能是人的骨骼肌細(xì)胞,A正確;
B、由圖可知,在有氧條件下,丙酮酸進(jìn)入線粒體內(nèi)膜屬于主動(dòng)運(yùn)輸,消耗的能量來自膜內(nèi)外H+產(chǎn)生的勢能,B正確;
C、丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解屬于無氧呼吸第二階段,該階段不釋放的能量,C錯(cuò)誤;
D、因?yàn)槠咸烟且材芘c重鉻酸鉀反應(yīng)變?yōu)榛揖G色,利用酸性重鉻酸鉀溶液檢測細(xì)胞是否進(jìn)行了無氧呼吸應(yīng)耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖,D正確。
故選C。
41.(2024·山東聊城·一模)蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物之一。研究發(fā)現(xiàn),甘蔗葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的蔗糖進(jìn)入伴胞細(xì)胞;共質(zhì)體途徑和質(zhì)外體途徑,分別如圖中①、②所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )

A.圖中細(xì)胞間可通過途徑①的通道進(jìn)行信息交流
B.蔗糖通過蔗糖-H+同向運(yùn)輸器的運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸
C.H+-ATP酶起作用時(shí),質(zhì)外體的pH持續(xù)降低
D.加入H+-ATP酶抑制劑將影響蔗糖進(jìn)入伴胞細(xì)胞的運(yùn)輸速率
【答案】C
【分析】
小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞桨ǎ鹤杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸。自由擴(kuò)散高濃度到低濃度,不需要載體,不需要能量;協(xié)助擴(kuò)散是從高濃度到低濃度,不需要能量,需要載體;主動(dòng)運(yùn)輸從低濃度到高濃度,需要載體,需要能量。大分子或顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式是胞吞和胞吐,不需要載體,消耗能量。
【詳解】A、高等植物細(xì)胞間可以形成通道,細(xì)胞間可通過通道進(jìn)行信息交流,故圖中細(xì)胞間可通過途徑①的通道進(jìn)行信息交流,A正確;
B、據(jù)圖可知,H+運(yùn)出細(xì)胞需要消耗ATP,是逆濃度梯度進(jìn)行的,蔗糖通過蔗糖-H+同向運(yùn)輸器的運(yùn)輸時(shí)需要H+建立的梯度勢能,方式是主動(dòng)運(yùn)輸,B正確;
C、H+在H+-ATP酶的作用下運(yùn)出細(xì)胞,但會在蔗糖-H+同向運(yùn)輸器的作用下再進(jìn)入細(xì)胞中,故質(zhì)外體的pH 是相對穩(wěn)定的狀態(tài),C錯(cuò)誤;
D、加入H+-ATP酶抑制劑會影響H+運(yùn)出細(xì)胞,進(jìn)而影響細(xì)胞對蔗糖的吸收,D正確。
故選C。
42.(多選)(2024·山東煙臺·一模)科研人員探究了不同光照強(qiáng)度下某植物光合作用、呼吸作用的變化規(guī)律,相關(guān)指標(biāo)的檢測結(jié)果如下表所示。下列說法正確的是( )
A.該植物可以通過降低呼吸速率來適應(yīng)低光照強(qiáng)度環(huán)境
B.實(shí)驗(yàn)中該植物最大光合作用速率為16.05μml·m2·s-1
C.若光照強(qiáng)度由78.3%降至52.5%,短時(shí)間內(nèi)植物體內(nèi)C3含量會下降
D.實(shí)驗(yàn)中低光照適應(yīng)后該植物對光能的吸收能力會增強(qiáng)
【答案】AD
【分析】光合作用的過程及場所:光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成兩個(gè)過程;暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,主要包括CO2的固定和C3的還原兩個(gè)過程。
【詳解】A、隨著光照強(qiáng)度的下降,植物的呼吸速率下降,因此該植株可通過降低呼吸速率來適應(yīng)低光照強(qiáng)度環(huán)境,A正確;
B、光照強(qiáng)度為78.3%時(shí),實(shí)驗(yàn)中該植物光合作用速率最大,為14.13+2.12=16.25μml·m2·s-1,B錯(cuò)誤;
C、降低光照強(qiáng)度,光反應(yīng)產(chǎn)物ATP和NADPH減少,C3的還原減弱,短時(shí)間內(nèi)CO2固定速率不變,C3的含量會上升,C錯(cuò)誤;
D、實(shí)驗(yàn)中低光照葉綠素的含量比光照強(qiáng)度為100%時(shí)葉綠素含量有所增加,所以實(shí)驗(yàn)中低光照適應(yīng)后該植物對光能的吸收能力會增強(qiáng),D正確。
故選AD。
43.(多選)(2024·山東泰安·一模)甜瓜是一種耐淹性較強(qiáng)的植物。為研究其耐淹性機(jī)理,研究人員將甜瓜幼苗進(jìn)行水淹處理,一段時(shí)間后檢測幼苗根部和葉片細(xì)胞中酶a和酶b的活性,結(jié)果如圖1;圖2為甜瓜幼苗細(xì)胞中存在的部分代謝途徑。下列說法錯(cuò)誤的是( )

A.酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中
B.Ⅱ、Ⅲ過程在甜瓜幼苗細(xì)胞中均能發(fā)生且產(chǎn)生少量ATP
C.水淹前后、甜瓜幼苗無氧呼吸的產(chǎn)物主要是酒精和CO2
D.水淹時(shí)間越長,酶a和酶b的活性越高,葉的無氧呼吸強(qiáng)度更高
【答案】BD
【分析】1、無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同。
2、無氧呼吸由于不同生物體中相關(guān)的酶不同,在植物細(xì)胞和酵母菌中產(chǎn)生酒精和二氧化碳,在動(dòng)物細(xì)胞和乳酸菌中產(chǎn)生乳酸。
【詳解】A、圖2表示無氧呼吸的兩個(gè)途徑,無氧呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,即酶a和酶b存在部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),A正確;
B、Ⅱ、Ⅲ過程表示無氧呼吸的第二階段,該階段不產(chǎn)生ATP,B錯(cuò)誤;
C、水淹一段時(shí)間后酶a和酶b活性增加,但酶a活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酶b活性,說明根部和葉片的無氧呼吸速率增強(qiáng),甜瓜幼苗無氧呼吸生成的最主要代謝產(chǎn)物為酒精和CO2,C正確;
D、水淹時(shí)間越長,植物體內(nèi)積累的酒精會對甜瓜幼苗的葉片細(xì)胞和根部都產(chǎn)生嚴(yán)重的傷害,甚至?xí)?dǎo)致植物死亡,葉的無氧呼吸強(qiáng)度可能會降低,D錯(cuò)誤。
故選BD。
44.(2024·山東煙臺·一模)為研究納豆芽孢桿菌菌劑對芒萁耐熱能力的影響,科研人員測定了正常溫度(25℃),高溫脅迫(35℃、45℃)條件下,不同肥料處理當(dāng)年生芒萁的相關(guān)生理指標(biāo)。結(jié)果如下圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明芒萁具有一定的耐高溫能力,判斷依據(jù)是 。
(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn), (填“能”或“不能”)說明高溫條件下納豆芽孢桿菌是通過分解有機(jī)肥增加CO?濃度來提高芒萁凈光合速率的,理由是 。
(3)高溫脅迫可導(dǎo)致芒萁細(xì)胞內(nèi)自由基增多,自由基可攻擊和破壞 ,進(jìn)而破壞類囊體結(jié)構(gòu),造成電子傳遞最終產(chǎn)物 減少,進(jìn)一步影響暗反應(yīng)。自由基可被抗氧化酶清除,結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測,施用納豆芽孢桿菌菌劑可增強(qiáng)芒萁耐高溫能力的原因可能是 。
【答案】(1)與25℃相比,35℃下芒其的凈光合速率幾乎未變
(2) 不能 高溫脅迫下,未施用納豆芽孢桿菌的組別胞間CO?濃度也很高,CO?不是限制光合作用的因素
(3) 磷脂分子 NADPH 高溫脅迫下,納豆芽孢桿菌可提高抗氧化酶的活性,清除自由基,保護(hù)類囊體薄膜結(jié)構(gòu),提高葉綠素含量,從而提高凈光合速率
【分析】光合作用:①光反應(yīng)場所在葉綠體類囊體薄膜,發(fā)生水的光解、ATP和NADPH的生成;②暗反應(yīng)場所在葉綠體的基質(zhì),發(fā)生CO2的固定和C3的還原,消耗ATP和NADPH。
【詳解】(1)據(jù)圖可知,與25℃相比,35℃下芒萁的凈光合速率幾乎未變,但45℃下,凈光合速率有所下降,推測芒萁具有一定的耐高溫能力。
(2)高溫脅迫下,未施用納豆芽孢桿菌的組別胞間CO2濃度也很高,說明CO2不是限制光合作用的因素,因此不能說明高溫條件下納豆芽孢桿菌是通過分解有機(jī)肥增加CO2濃度來提高芒萁凈光合速率的。
(3)類囊體是膜結(jié)構(gòu),基本骨架是磷脂雙分子層,高溫脅迫可導(dǎo)致芒萁細(xì)胞內(nèi)自由基增多,自由基可攻擊和破壞磷脂分子,進(jìn)而破壞類囊體結(jié)構(gòu)。光合作用中電子傳遞的最終受體是NADPH。高溫脅迫下,納豆芽孢桿菌可提高抗氧化酶的活性,清除自由基,保護(hù)類囊體薄膜結(jié)構(gòu),提高葉綠素含量,從而提高凈光合速率,因此施用納豆芽孢桿菌菌劑可增強(qiáng)芒萁耐高溫能力。
45.(2024·山東泰安·一模)下圖甲表示某同學(xué)利用輪葉黑藻(一種沉水植物)探究“光照強(qiáng)度對光合速率的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置;圖乙是輪葉黑藻細(xì)胞光合作用相關(guān)過程示意圖(有研究表明,水中CO2濃度降低能誘導(dǎo)輪葉黑藻光合途徑由C3途徑向光合效率更高的C4途徑轉(zhuǎn)變,而且兩條途徑在同一細(xì)胞中進(jìn)行)。
(1)光照強(qiáng)度適宜時(shí),圖甲中有色液滴的移動(dòng)方向是 (填:“向左”或“向右”)。若要測輪葉黑藻有氧呼吸速率的大小,則應(yīng)將圖甲裝置進(jìn)行 處理,此時(shí)有色液滴向左移動(dòng),其原因是 。
(2)圖乙CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3-過程中,生成的H+以 的方式運(yùn)出細(xì)胞;催化過程①和過程④中CO2固定的兩種酶(PEPC、Rubisc)中,與CO2親和力較高的是 ,原因是 。過程②消耗的NADPH主要來源于 上進(jìn)行的光反應(yīng)過程;丙酮酸產(chǎn)生的場所除了圖示③以外,還可能有 (填:“細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”或“線粒體基質(zhì)”)。
(3)研究人員通過測定并比較不同CO2濃度下PEPC酶的活性。證明低濃度CO2能誘導(dǎo)輪葉黑藻光合途徑轉(zhuǎn)變。請寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果 。
【答案】(1) 向右 黑暗/遮光 黑暗條件下只進(jìn)行呼吸作用,廣口瓶內(nèi)氧氣減少
(2) 主動(dòng)運(yùn)輸/主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) PEPC酶 PEPC酶能固定更低濃度的CO2 類囊體薄膜 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
(3)將若干生理狀態(tài)一致的輪葉黑藻隨機(jī)分為甲乙兩組,甲組為對照組,用大氣中的CO2處理,乙組用低濃度的CO2處理,相同光照條件和光照時(shí)間處理一段時(shí)間后,測定甲乙兩組PEPC酶的活性。預(yù)期結(jié)果,乙組PEPC酶活性高于甲組
【分析】1、圖甲裝置中,燈泡作為光源,一般可通過改變廣口瓶與光源之間的距離改變光照強(qiáng)度,裝置甲有色小液滴移動(dòng),可代表其中的氣體壓強(qiáng)變化。2、光反應(yīng)過程需要光照、葉綠素等光合色素、酶等條件,光反應(yīng)產(chǎn)生 ATP、NADPH、O2。
【詳解】(1)圖甲中CO2緩沖液的作用是維持瓶內(nèi)二氧化碳濃度相對穩(wěn)定,光照強(qiáng)度適宜時(shí),光合作用速率大于呼吸作用速率,廣口瓶有氧氣的釋放,則有色液滴右移。只要有光照,黑藻就會進(jìn)行光合作用,對呼吸速率的測定產(chǎn)生影響,若要測輪葉黑藻有氧呼吸速率的大小,則應(yīng)將圖甲裝置的廣口瓶進(jìn)行黑暗(遮光)處理,呼吸作用消耗氧氣,則有色液滴左移。
(2)根據(jù)圖示,H+轉(zhuǎn)運(yùn)需要相應(yīng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與并消耗ATP,屬于主動(dòng)運(yùn)輸;根據(jù)題干信息“水中CO2濃度降低,能誘導(dǎo)其光合途徑由C3型向C4型轉(zhuǎn)變”,說明C4循環(huán)中PEPC與CO2的親和力高于C3循環(huán)中的Rubisc;圖示結(jié)構(gòu)A為葉綠體類囊體薄膜,是光反應(yīng)場所,光反應(yīng)過程需要光照、葉綠素等光合色素、酶等條件,光反應(yīng)產(chǎn)生ATP、NADPH、O2;除了圖示③以外,細(xì)胞中的丙酮酸還可以由葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解產(chǎn)生。
(3)欲證明低濃度CO2能誘導(dǎo)輪葉黑藻光合途徑轉(zhuǎn)變,則實(shí)驗(yàn)的自變量是CO2的濃度,因變量可測量PEPC酶的活性,具體實(shí)驗(yàn)思路為,將生理狀態(tài)一致的輪葉黑藻隨機(jī)分為兩組,甲組為對照組,即大氣中的CO2濃度,乙組為低濃度CO2濃度處理,相同光照條件和光照時(shí)間下,檢測甲乙兩組的PEPC酶的活性,預(yù)期結(jié)果,乙組PEPC酶活性高于甲組。
46.(2024·河北唐山·一模)寧夏枸杞是著名的耐鹽藥用植物。為深入了解植物響應(yīng)鹽脅迫的機(jī)理,科研人員以寧夏枸杞幼苗為材料,利用四種不同濃度的NaCl溶液進(jìn)行脅迫試驗(yàn),收集相關(guān)數(shù)據(jù),其中測定的葉片細(xì)胞相關(guān)基因相對表達(dá)量及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性結(jié)果如圖1所示(CLH2、PAO基因分別代表葉綠素酶合成關(guān)鍵基因和葉綠素降解關(guān)鍵基因,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶能催化CO2固定)?;卮鹣铝袉栴}:

(1)A~D四組中屬于對照組的是 組。為了研究鹽脅迫條件對葉綠體形態(tài)及功能的影響,研究人員將不同鹽脅迫條件下培養(yǎng)的寧夏枸杞幼苗葉片研磨,通過 法獲得的葉綠體加入含有一定量蔗糖的溶液中制成懸液,以保證葉綠體結(jié)構(gòu)的完整。其中蔗糖溶液能使葉綠體結(jié)構(gòu)完整的原理是 。
(2)鹽脅迫過程中枸杞葉片凈光合速率隨鹽脅迫程度增大而逐漸下降。結(jié)合圖1及光合作用的原理分析:①由于 ,導(dǎo)致參與暗反應(yīng)的光反應(yīng)產(chǎn)物 減少;②由于 ,使固定的CO2減少。
(3)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),寧夏枸杞對高鹽脅迫有一定的耐受性與根細(xì)胞Ca2+離子跨膜運(yùn)輸有關(guān),其機(jī)理如圖2所示。據(jù)圖分析寧夏枸杞對高鹽脅迫有一定耐受性的原因是 。

【答案】(1) A 差速離心 維持葉綠體膜內(nèi)外溶液的滲透壓
(2) CLH2基因表達(dá)量下降,(PAO基因表達(dá)量幾乎不變,)使葉綠素合成減少,吸收利用光能減少 NADPH和ATP 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性降低
(3)Ca2+離子跨膜運(yùn)輸進(jìn)入根細(xì)胞,激活鈣響應(yīng)蛋白復(fù)合物,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)多余的Na+通過主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞
【分析】圖1左圖自變量為不同的NaCl濃度,因變量為葉片細(xì)胞中CLH2基因與PAO基因的表達(dá)量,實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄坎煌琋aCl濃度對葉片細(xì)胞CLH2、PAO基因表達(dá)量的影響。以A組為對照組,B、C、D組中CLH2相對表達(dá)量下降,PAO相對表達(dá)量無明顯變化,說明鹽脅迫會抑制葉綠素的合成;右圖自變量為不同NaCl濃度,因變量為核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性,相較于A組對照組,B、C、D組核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性下降,說明鹽脅迫會抑制核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性。
【詳解】(1)圖中A組CLH2基因相對表達(dá)量最高,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性最大,說明A組應(yīng)為葉片細(xì)胞未受到鹽脅迫時(shí)的最佳狀態(tài);分離細(xì)胞器的方法是差速離心法;為維持葉綠體的正常形態(tài)和功能,需保持細(xì)胞液內(nèi)外的滲透壓平衡,即需要形成等滲溶液,故配制葉綠體懸浮液時(shí)應(yīng)加入-定濃度的蔗糖溶液。
(2)由圖可知,鹽脅迫會抑制CLH2基因表達(dá),葉綠素的合成量減少導(dǎo)致葉片細(xì)胞中葉綠素含量下降,影響光能的吸收與轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致光反應(yīng)程度降低,光反應(yīng)階段產(chǎn)物NADPH、ATP減少,進(jìn)而降低暗反應(yīng)過程;鹽脅迫會抑制核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性,導(dǎo)致CO2固定速率降低,進(jìn)而降低光合作用。
(3)識圖分析可知,一方面Ca2+離子跨膜運(yùn)輸進(jìn)入根細(xì)胞,激活鈣響應(yīng)蛋白復(fù)合物,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)多余的Na+排出細(xì)胞,H+進(jìn)入細(xì)胞。
47.(2024·河北邯鄲·一模)為探究光質(zhì)對黃葉辣椒植株生長發(fā)育的影響,科研人員以辣椒葉色黃化突變體yl1及其野生型6421的幼苗為實(shí)驗(yàn)材料。用白光(W)、藍(lán)光(B)、紅光(R)、綠光(G)、紫光(P)、黃光(Y)和遠(yuǎn)紅光(FR)進(jìn)行處理研究不同光質(zhì)對辣椒植株總?cè)~綠素含量、凈光合速率的影響,結(jié)果如下圖。請回答下列相關(guān)問題:
圖1 圖2
(1)從葉綠體中色素的角度分析,辣椒葉色黃化的原因可能是 ,葉色黃化會直接導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物 減少。
(2)據(jù)圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出的結(jié)論有 (答出兩點(diǎn))。
(3)據(jù)圖2可知,突變體yl1在 的處理下凈光合速率高于野生型。科研人員研究發(fā)現(xiàn),紫光和綠光處理會顯著提高突變體yl1的氣孔導(dǎo)度,但這兩組的凈光合速率變化不同,據(jù)題分析,影響綠光、紫光處理組突變體yl1凈光合速率的主要因素分別是 。
(4)兩種植株受到遠(yuǎn)紅光照射時(shí)也會表現(xiàn)出一定的生物學(xué)效應(yīng)來調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育,推測其調(diào)節(jié)途徑是 。
【答案】(1) 葉綠素分解增多 ATP、NADPH、O2
(2)與其他光質(zhì)處理相比,突變體yl1及其野生型6421的總?cè)~綠素含量在白光處理下最高;紫光條件下突變體yl1的葉綠素含量最低
(3) 藍(lán)光、紅光和綠光(或B、R、G) CO2濃度、葉綠素含量
(4)光敏色素吸收遠(yuǎn)紅光時(shí),其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化并通過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核,影響特定基因的表達(dá)
【分析】1、光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段:①光合作用的光反應(yīng)階段(場所是葉綠體的類囊體膜上):水的光解產(chǎn)生氧氣和NADPH,以及ATP的形成;②光合作用的暗反應(yīng)階段(場所是葉綠體的基質(zhì)中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。
2、光合色素可分為葉綠素(包括葉綠素a和葉綠素b)和類胡蘿卜素(包括胡蘿卜素和葉黃素),其中,葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。
3、該實(shí)驗(yàn)的自變量辣椒種類和不同光質(zhì),因變量為總?cè)~綠素含量和凈光合速率。
【詳解】(1)從葉綠體色素的角度分析,辣椒葉色黃化突變體形成的原因可能是葉綠素分解增多或合成減少導(dǎo)致葉綠素含量下降。色素含量的改變直接導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH、O2減少。
(2)據(jù)圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出的結(jié)論:與其他光質(zhì)處理相比,突變體yl1及其野生型6421的總?cè)~綠素含量在白光處理下最高;紫光條件下突變體yl1的葉綠素含量最低;各光照處理?xiàng)l件下,突變體yl1的總?cè)~綠素含量均低于野生型。
(3)據(jù)圖2可知,突變體yl1在藍(lán)光、紅光和綠光的處理下凈光合速率高于野生型6421.但科研人員研究發(fā)現(xiàn),紫光和綠光處理會顯著提高突變體yl1的氣孔導(dǎo)度。由圖2可以看出,盡管紫光、綠光均提高了突變體yl1的氣孔導(dǎo)度,但是綠光下突變體yl1的凈光合速率提高,而紫光下突變體yl1的凈光合速率下降,說明影響綠光處理組突變體yl1凈光合速率的主要因素是CO2濃度;結(jié)合圖1可知,影響紫光處理組突變體yl1凈光合速率的主要因素是葉綠素含量。
(4)在植物中能吸收遠(yuǎn)紅光的是光敏色素,兩種植株受到遠(yuǎn)紅光照射時(shí)表現(xiàn)生物學(xué)效應(yīng)的途徑是光敏色素吸收遠(yuǎn)紅光時(shí),其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化并通過信息傳遞系統(tǒng)傳導(dǎo)到細(xì)胞核,影響特定基因的表達(dá)。
【點(diǎn)睛】本題考查光合作用,識記影響光合作用的因素、光合作用的實(shí)質(zhì)、光合色素的吸收光譜、分析題圖獲取有效信息是解答本題的關(guān)鍵。
48.(2024·江蘇·一模)利用層析液分離提取的紫色鴨跖草葉中的色素,濾紙條上出現(xiàn)五條色素帶,如右圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是( )

A.條帶1~4中的色素都能吸收藍(lán)紫光,1和2中的色素基本不吸收紅光
B.條帶5中的色素在層析液中溶解度極低,但能吸收和轉(zhuǎn)換光能
C.濾紙條上條帶的多少與層析時(shí)間無關(guān),但與所含色素種類有關(guān)
D.若用水替換層析液,條帶5中的色素不會與其他色素分離
【答案】A
【分析】分析題圖:條帶1為胡蘿卜素、條帶2為葉黃素、條帶3為葉綠素a、條帶4為葉綠素b、條帶5為水溶性色素。
【詳解】A、條帶1為胡蘿卜素、條帶2為葉黃素、條帶3為葉綠素a、條帶4為葉綠素b,都能吸收藍(lán)紫光,1和2中的色素基本不吸收紅光,A正確;
B、條帶5中的色素在層析液中溶解度極低,屬于水溶性色素,不能吸收和轉(zhuǎn)換光能,B錯(cuò)誤;
C、濾紙條上條帶的多少與層析時(shí)間和色素種類均有關(guān),C錯(cuò)誤;
D、花青素是水溶性的,葉綠素和類胡蘿卜素是脂溶性的,若用水替換層析液,條帶5中的色素會與其他色素分離,D錯(cuò)誤。
故選A。
49.(2024·河北邯鄲·一模)氰化鉀可破壞線粒體內(nèi)膜上參與細(xì)胞呼吸的細(xì)胞色素氧化酶的結(jié)構(gòu)(對其他酶沒有影響),使其不能將電子傳遞給氧氣,導(dǎo)致ATP不能正常形成,更多的能量以熱能的形式釋放,造成氰化鉀中毒。下列敘述正確的是( )
A.氰化鉀只影響細(xì)胞色素氧化酶的活性,可體現(xiàn)酶具有專一性
B.氰化鉀中毒的動(dòng)物的體溫明顯偏高,生命活動(dòng)可用的能量減少
C.線粒體內(nèi)膜上產(chǎn)生的[H]與氧氣結(jié)合生成水并釋放大量的能量
D.氰化鉀中毒的老鼠細(xì)胞無氧呼吸強(qiáng)度增大,產(chǎn)生的CO2量劇增
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸的第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,將葡萄糖分解為丙酮酸和[H];第二階段在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行,丙酮酸和水反應(yīng)生成二氧化碳和[H];第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行,[H]與氧氣結(jié)合生成水。
2、無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同,無氧呼吸的第二階段,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者轉(zhuǎn)化成乳酸。
【詳解】A、氰化鉀不是酶,其只影響細(xì)胞色素氧化酶的活性不能體現(xiàn)酶具有專一性,A錯(cuò)誤;
B、氰化鉀中毒的動(dòng)物更多的能量以熱能的形式釋放,因此體溫明顯偏高,但是ATP合成減少,生命活動(dòng)可用的能量減少,B正確;
C、[H]不在線粒體內(nèi)膜上產(chǎn)生,[H]的產(chǎn)生場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì),C錯(cuò)誤;
D、動(dòng)物細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物只有乳酸,沒有CO2,D錯(cuò)誤。
故選B。
50.(2024·山東聊城·一模)當(dāng)光照過強(qiáng)、超過棉花葉片需要吸收的光能時(shí),會導(dǎo)致光合速率下降,這種現(xiàn)象稱為光抑制。有關(guān)光抑制的機(jī)制,一般認(rèn)為:在強(qiáng)光下,一方面因NADP+不足使電子傳遞給O2形成O2-1;另一方面會導(dǎo)致還原態(tài)電子積累,形成3chl,3chl與O2反應(yīng)生成1O2。O2-1和1O2都非?;顫姡绮患皶r(shí)清除,會攻擊葉綠素和PSII反應(yīng)中心的D1蛋白,從而損傷光合結(jié)構(gòu)。類胡蘿卜素可快速淬滅3chl,也可以直接清除1O2。下圖1是棉花的葉肉細(xì)胞中進(jìn)行光合作用的示意圖,①、②、③為相關(guān)過程,PSI和PSII都是由蛋白質(zhì)和光合色素組成的光系統(tǒng)復(fù)合物;圖2、圖3分別表示正常棉花和突變棉花綠葉中色素紙層析結(jié)果示意圖(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示不同色素帶);圖4是正常棉花的色素總吸收光譜、光合作用的作用光譜(指不同波長光照下植物的光合作用效率)和色素帶Ⅱ的吸收光譜?;卮鹣铝袉栴}:
(1)圖1中,類囊體膜上傳遞的電子的最初供體是 。過程②和③中消耗能量的過程是 ,物質(zhì)A的功能是 。
(2)圖2、3中,色素帶Ⅱ代表的色素名稱是 。通過測量不同波長光照下的O2釋放量繪制的曲線是圖4所示的 光譜。總吸收光譜與色素帶Ⅱ的吸收光譜曲線不吻合的原因是 。
(3)強(qiáng)光導(dǎo)致光抑制時(shí),突變棉花植株比正常棉花植株光合速率下降更快的原因是 。
(4)已知Deg蛋白酶可降解受損的D1蛋白,提高其更新速度。強(qiáng)光下,若抑制Deg蛋白酶的活性,則光合速率會受到抑制,其原因可能是 ,進(jìn)而影響電子的傳遞,使光合速率下降。
【答案】(1) H2O/水 ③ 作為還原劑,參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng),儲存部分能量供暗反應(yīng)階段利用
(2) 葉綠素a 作用 綠葉中除了葉綠素a,還含有其他色素,也能吸收光能
(3)該突變體棉花植株缺乏類胡蘿卜素,無法淬滅3chl并清除1O2而使葉綠體受損、缺乏類胡蘿卜素導(dǎo)致吸收的藍(lán)紫光減少,影響光合作用
(4)Deg蛋白酶的活性被抑制后,受損的D1蛋白降解速率下降使受損的D1蛋白積累,新合成的D1蛋白無法替換受損的蛋白
【分析】
根據(jù)題圖分析可知:圖1中①為光反應(yīng)過程,②為CO2的固定過程,③為C3的還原過程,A為NADPH,B為ATP,PSII中的光合色素吸收光能后,將水光解為氧氣和H+,同時(shí)產(chǎn)生的電子傳遞給PSⅠ,可用于NADP+和H+結(jié)合形成NADPH,同時(shí)在ATP酶的作用下,氫離子順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)提供分子勢能,促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP;圖2中Ⅰ為葉綠素b,Ⅱ?yàn)槿~綠素a,Ⅲ為葉黃素,Ⅳ胡蘿卜素。
【詳解】(1)由圖可知,類囊體膜上傳遞的電子的最初供體是H2O。②為CO2的固定過程,不需要消耗能量,③為C3的還原過程,光合作用的暗反應(yīng)階段為CO2被C5固定形成C3,C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物,所以③過程需要消耗能量。物質(zhì)A為NADPH,其作用是作為還原劑,參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng),儲存部分能量供暗反應(yīng)階段利用。
(2)色素帶Ⅱ?yàn)槿~綠素a,作用光譜代表各種波長下植物的光合作用效率,可以通過測量不同波長相應(yīng)的O2釋放量來繪制;色素帶Ⅱ?yàn)槿~綠素a,總吸收光譜與葉綠素a吸收光譜曲線不吻合,說明綠葉中除了葉綠素a,還含有其他色素,也能吸收光能。
(3)由于類胡蘿卜素可快速淬滅3chl,也可以直接清除1O2,故缺乏類胡蘿卜素的突變體因無法淬滅3chl并清除1O2而使葉綠體受損,同時(shí)缺乏類胡蘿卜素會導(dǎo)致光反應(yīng)吸收的藍(lán)紫光減少,所以光合速率下降。
(4)已知Deg蛋白酶可降解受損的D1蛋白,提高其更新速度,有利于PSⅡ正常發(fā)揮作用,強(qiáng)光下,若抑制Deg蛋白酶的活性,受損D1蛋白降解速率下降,會使受損的D1蛋白積累,新合成的D1蛋白無法替換受損的D1蛋白,進(jìn)而影響電子的傳遞,使光合速率下降。實(shí)驗(yàn)組別





底物
+
+
+
+
+
RNA組分
+
+
/
+
/
蛋白質(zhì)組分
+
/
+
/
+
低濃度Mg2+
+
+
+
/
/
高濃度Mg2+
/
/
/
+
+
產(chǎn)物
+
/
/
+
/
項(xiàng)目
正常通氣品種A
正常通氣品種 B
低氧品種A
低氧品種B
丙酮酸
0.18
0.19
0.21
0.34
乙醇
2.45
2.49
6.00
4.00
采樣日期
光合速率(相對值)
葉綠素含量(mg/g)
總量
游離型
結(jié)合型
7月1日
8.00
2.34
0.11
2.23
8月1日
7.80
2.30
0.12
2.18
9月1日
6.00
1.92
0.21
1.71
10月1日
4.20
1.58
0.29
1.29
11月1日
0.70
1.21
0.41
0.80
菌株
ATP
NADH
NADPH
初始藍(lán)細(xì)菌
626
32
49
工程菌K
829
62
49
組別




溫度/°C
27
28
29
30
暗處理后重量變化/mg
-1
-2
-3
-1
光照后與暗處理前重量變化/mg
+3
+3
+3
+1
組別
1
2
3
4
蔗糖
-
+
-
+
TOR激酶抑制劑
-
-
+
+

凈光合速率(μml·m-2·s-1)
氣孔導(dǎo)度(ml·m-2·s-1)
胞間CO2濃度(μml·ml-1)
CAT活性(U·g-1FW·min-1)
光反應(yīng)轉(zhuǎn)化的光能/吸收的光能
常溫組
24.3
570
152
65
0.84
高溫組
12.7
403
259
47
0.72
小麥含水量%呼吸速率溫度
25℃
30℃
35℃
12
0.12/0.14
0.19/0.21
0.25/0.29
13
0.14/0.15
0.21/0.23
0.26/0.34
14
0.18/0.16
0.24/0.27
0.32/0.52
實(shí)驗(yàn)處理
凈光合速率/(μml·m-2·s-1)
氣孔導(dǎo)度
相對葉綠素含量/(mg·g-1)
正常
18.42
0.53
2.07
高溫
10.06
0.20
0.37
干旱后高溫
16.53
0.42
1.98

葉綠素(mg。g-1)
光飽和點(diǎn)(μml。m-2s-1)
光補(bǔ)償點(diǎn)(μml。m-2s-1)
CO2補(bǔ)償點(diǎn)(μml。s-1)
最大凈光合速率(μml。m-2s-1)
NPQ
突變體
0.78
1800
56.84
51.66
45.96
0.32
野生型
1.36
1600
37.84
56.51
30.22
1.56
光照強(qiáng)度/%
凈光合速率/u ml –m-2- s-1
呼吸速率/ u ml –m-2- s-1
葉綠素含量/mg·g-1
28.6
13.43-
1.09
1.96
52.5
13.98
1.58
2.15
78.3
14.13
2.12
2.56
100
12.38
3.67
1.83

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