2023届苏教版高考生物一轮复习细胞的能量供应和利用单元测试含答案

这是一份2023届苏教版高考生物一轮复习细胞的能量供应和利用单元测试含答案，共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

单元检测三　细胞的能量供应和利用
一、单项选择题(本题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1．核酶是具有催化功能的单链RNA分子，可降解特异的mRNA序列。下图表示核酶的作用模式。有关叙述不正确的是(　　)

A．核酶中相邻碱基之间通过核糖—磷酸—核糖连接
B．核酶与底物间碱基配对方式体现了酶的专一性
C．核酶能够降低所催化的化学反应的活化能
D．温度过高或过低都会影响核酶的催化效率
答案　B
解析　酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应，而不是体现在酶与底物间碱基配对方式上，B错误。
2．下图中甲曲线表示在最适温度下某种酶的酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，乙、丙两条曲线分别表示该酶促反应速率随温度和pH的变化趋势。下列相关叙述正确的是(　　)

A．AB段限制反应速率的因素是反应物浓度和酶的浓度
B．短期保存该酶的适宜条件对应于D、H两点
C．酶分子在完成催化反应后立即被降解成氨基酸
D．甲曲线C点时酶的活性高于A点时酶的活性
答案　B
解析　甲曲线表示酶促反应速率与反应物浓度的关系，AB段限制反应速率的因素是反应物浓度，BC段限制因素是酶浓度，A错误；低温降低酶活性，不破坏酶的空间结构，pH过低或过高会破坏酶的空间结构，因此保存该酶的适宜条件为低温、适宜pH，即D、H点，B正确；酶作为催化剂，反应前后酶的结构和数量保持不变，C错误；甲曲线是在最适温度下测定的酶促反应速率与反应物浓度的关系，之所以出现反应速率不同，是因为底物量不同，导致参与反应的酶数量不同，A点底物量少，需要参与的酶数量较少，而A与C点的酶活性是相同的，D错误。
3．同一种类的碱蓬在远离海边的地区生长呈绿色，在海滨盐碱地生长时呈紫红色，其紫红色与细胞中含有的水溶性甜菜素有关。酪氨酸酶是甜菜素合成的关键酶，下列表示有关酪氨酸酶活性的实验研究结果，相关分析不正确的是(　　)

A．甜菜素可在细胞液中积累，其在细胞液中积累有利于吸水
B．pH在4～5时，部分酶可能因空间结构遭到破坏而活性较低
C．进行B、C两组实验时，应在pH约为6.6且适宜温度下进行
D．根据实验数据可知Na2S2O3和Cu2＋分别是酶的抑制剂和激活剂
答案　D
解析　由题图B可知加入Na2S2O3导致酶活性降低，推测其为酶的抑制剂。由题图C可知，Cu2＋浓度较低时，可提高酶的活性，而当Cu2＋浓度较高时，可降低酶的活性，故不能简单地说Cu2＋是酶的激活剂，D错误。
4．下列是有关酶的实验，叙述正确的是(　　)
A．斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，然后让鹰吞下去，一段时间后，笼内肉块消失了，这个实验说明了胃具有物理性消化的作用
B．在“比较过氧化氢酶和Fe3＋催化效率”实验中，可先用滴管滴加氯化铁溶液后，再用此滴管滴加肝脏研磨液，不影响实验结果
C．在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，可通过检测是否有还原糖产生来说明酶的作用具有专一性
D．在“探究温度对酶活性的影响”实验中，关键步骤是先将淀粉液在不同温度条件下保温5分钟，然后分别向其中加入等量的淀粉酶溶液
答案　C
解析　斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内，然后让鹰吞下去，一段时间后，笼内肉块消失了，这个实验说明了胃具有化学性消化的作用，A错误；淀粉和蔗糖的水解产物都是还原糖，因此在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，可通过检测是否有还原糖产生来说明酶的作用具有专一性，C正确；在“探究温度对酶活性的影响”实验中，关键步骤是先将淀粉液和淀粉酶液在不同温度条件下保温5分钟，然后将同一温度保温下的淀粉液与淀粉酶液混合，D错误。
5．睡眠是动物界普遍存在的现象，腺苷是一种重要的促眠物质。如图1为腺苷合成及转运示意图，图2记录正常睡眠－觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平变化的一种腺传感器。下列说法正确的是(　　)

A．AMP是合成DNA的基本单位
B．储存在囊泡中的ATP通过主动运输转运至胞外
C．ATP可被膜上的水解酶水解，脱去2个磷酸基团产生腺苷
D．腺苷与其受体结合可改变受体空间结构，使绿色荧光蛋白构象改变进而发出荧光
答案　D
解析　AMP是由ATP脱去两个磷酸基团后形成的，AMP是合成RNA的基本单位，A错误；分析图1可知，储存在囊泡中的ATP是通过胞吐方式转运至胞外的，B错误；ATP转运至胞外后，可被膜上的酶分解，脱去3个磷酸基团产生腺苷，C错误。
6．(2022·徐州高三期末)细胞可通过蛋白酶体识别和水解需要降解的蛋白质，如错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等，过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．蛋白酶体具有水解肽键的作用
B．泛素标记蛋白质便于蛋白酶体识别
C．抑制细胞呼吸不会影响该降解过程
D．该过程有利于细胞生命活动正常进行
答案　C
解析　蛋白酶体能识别泛素与蛋白底物的结合体，并能将其分解为肽段，说明蛋白酶体具有水解肽键的作用，A正确；由图可知，泛素与蛋白底物结合可利于蛋白酶体识别，B正确；降解过程需要ATP供能，所以抑制细胞呼吸会影响ATP的产生，从而会影响该降解过程，C错误；该过程降解的是错误折叠蛋白、变性蛋白和不再需要的结构正常蛋白等，故该过程有利于细胞生命活动正常进行，D正确。
7．(2022·泰州高三模拟)下列关于酶与ATP的叙述，正确的是(　　)
A．ATP中含有核糖，有些酶也可能含有核糖
B．ATP与ADP相互快速转化依赖酶的专一性
C．酶催化的化学反应均需ATP水解来提供能量
D．蛋白质的水解既需要酶的催化也需要ATP供能
答案　A
解析　ATP中含有核糖，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，其中RNA中也含有核糖，A正确；ATP与ADP的相互转化需要酶催化，其转化迅速依赖于酶的高效性，B错误；细胞内的吸能反应需ATP水解来提供能量，而放能反应不需要，C错误。
8．(2022·常州高三模拟)英国植物学家希尔发现：在光下，若给含叶绿体的叶片提取液(淡绿色)提供特定的与氢离子结合的氢受体2,6－D(一种墨绿色染料，接受氢离子并被还原成无色)，在无CO2时进行光照，可观察到提取液由墨绿色变为淡绿色，并释放出O2；但放在暗处，则试管中的液体仍为墨绿色，且无O2的释放，如下图所示。下列有关该实验的叙述和推论，错误的是(　　)

A．该实验证明了光照条件下释放的氧气完全来自H2O的光解
B．该实验证明了光照条件下叶绿体内产生了还原性物质
C．若给A组提供14CO2等物质，可能会检测到(14CH2O)的生成
D．该实验无法证明叶绿体是植物细胞合成糖类的场所
答案　A
解析　该实验说明了光照条件下释放了氧气，但是不能说明氧气来自水的光解，A错误；CO2是光合作用暗反应的原料，若给A组提供14CO2等物质，可能会检测到(14CH2O)的生成，C正确；该实验无法证明叶绿体是植物细胞合成糖类的场所，D正确。
9．即使在氧气充足的条件下，肝癌细胞的无氧呼吸也非常活跃。据报道，中国科学技术大学吴缅教授发现肿瘤抑制因子p53通过影响关键酶的活性抑制癌细胞的无氧呼吸，但不影响正常细胞。下列叙述不正确的是(　　)
A．肝癌细胞在细胞质基质中进行无氧呼吸并产生乳酸
B．正常细胞在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸
C．肝癌细胞利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低
D．p53最可能抑制了催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶
答案　D
解析　p53只是抑制癌细胞的无氧呼吸，而有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都是把葡萄糖分解为丙酮酸，因此p53不能抑制催化葡萄糖分解为丙酮酸的关键酶，D错误。
10．为研究低钾条件对某种农作物两个品种光合作用的影响，科研人员进行了实验，结果如表所示。下列分析错误的是(　　)
指标
数值
分组
叶绿素含量(相对值)
呼吸速率(μmol·m－2·s－1)
光补偿点(μmol·m－2·s－1)
最大净光合速率(μmol·m－2·s－1)
甲品种
低钾处理组
18
3.0
89.8
16.4
正常处理组
25
2.5
49.8
24.4
乙品种
低钾处理组
26
3.2
72.7
18.5
正常处理组
28
2.9
42.0
25.5

A.低钾处理组与正常处理组相比，呼吸速率和光补偿点都增大
B．当甲品种的最大净光合速率为24.4 μmol·m－2·s－1时，光合速率是26.9 μmol·m－2·s－1
C．光合速率达到最大值时，再增大光照强度，光合速率不再增加，主要是受光反应的限制
D.在相同低钾土壤环境同时种植这两种农作物，乙品种比甲品种对低钾环境的适应能力要强
答案　C
解析　由表中实验结果可知，当甲品种的最大净光合速率为24.4 μmol·m－2·s－1时，甲品种的光合速率是24.4＋2.5＝26.9(μmol·m－2·s－1)，B项正确；当光合速率达到最大值时，增大光照强度，光合速率不再增加，主要受暗反应的限制，C项错误。
11．芦荟是一种经济价值很高的植物，可净化空气。芦荟夜晚气孔开放，通过PEP羧化酶固定CO2形成草酰乙酸(C4H4O5)，再将其转变成苹果酸(C4H6O5)储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡里的苹果酸转化并释放出CO2，CO2进入叶绿体通过卡尔文循环合成糖类。下列说法错误的是(　　)
A．夜晚气孔开放，芦荟能进行暗反应产生糖类
B．芦荟叶片进行光合作用所需CO2来自液泡和线粒体
C．芦荟叶片内CO2固定会产生两种不同的产物
D.芦荟可能原产于炎热干旱地区，其气孔在夜晚和白天开放度不同是对炎热干旱环境的适应
答案　A
解析　夜晚气孔开放，芦荟通过PEP羧化酶固定CO2形成草酰乙酸，再将其转变成苹果酸储存在液泡中，晚上，芦荟不能进行暗反应，A错误。
12．袁隆平团队研发的海水稻具有较强的耐盐碱能力。将某海水稻品种分为两组，对照组用完全培养液培养，实验组用含较高浓度NaCl的完全培养液培养；两周后，实验组培养液中Na＋浓度高于Cl－，同时在晴朗天气下测定净光合速率及胞间CO2浓度日变化，结果如图。下列叙述错误的是(　　)

A．海水稻对Cl－吸收速率快于Na＋，表明其对不同离子的吸收有选择性
B．与正常状态相比，在高浓度NaCl下海水稻的净光合速率降低
C．6：00～10：00时两组净光合速率均增加的主要原因是光照强度增加
D．在高盐条件下，10：00～12：00时光合速率下降的主要原因是气孔关闭
答案　D
13．生活在极其寒冷条件下的北欧鲫鱼可以通过向体外排出酒精来延缓周围水体结冰，但其大多数细胞在缺氧条件下可进行无氧呼吸产生乳酸。下列有关图中北欧鲫鱼细胞呼吸过程的叙述，错误的是(　　)

A．在无氧呼吸过程中，葡萄糖分解释放的能量大多以热能形式散失
B．在北欧鲫鱼体内，无氧呼吸的产物有乳酸、酒精和CO2
C．①过程产生少量的[H]，②过程产生少量的ATP
D．在细胞中，①和②过程都在细胞质基质中发生
答案　C
解析　①为呼吸作用第一阶段，该过程可以产生少量的[H]，②为无氧呼吸的第二阶段，该过程无ATP产生，C错误。
14．线粒体外膜的通透性很高，与其含有孔蛋白有关，分子量小于5 000 Da的分子可以自由通过。线粒体内膜对物质的通透性很低，分子和离子通过都需要借助膜上的特异性转运蛋白。丙酮酸(分子量为88.08 Da)通过线粒体内膜利用H＋(质子)梯度协同运输。下列相关分析正确的是(　　)

A．与细胞质基质相比，线粒体膜间隙的环境与线粒体基质更为相似
B．丙酮酸通过线粒体内、外膜的方式分别是自由扩散和主动运输
C．在线粒体内膜上消耗的[H]可来自转运到线粒体基质的丙酮酸和水
D．线粒体内膜蛋白质/脂质的比值小于线粒体外膜
答案　C
解析　线粒体外膜的通透性很高，内膜对物质的通透性很低，线粒体膜间隙的环境与细胞质基质更为相似，A错误；线粒体的外膜的孔蛋白可以让丙酮酸自由通过(不需要消耗能量)，此为协助扩散，通过内膜时，丙酮酸要借助特异性转运蛋白，利用H＋梯度协同运输，此为主动运输，B错误；线粒体内膜功能复杂，含有较多的蛋白质，蛋白质/脂质的比值大于线粒体外膜，D错误。
二、多项选择题(本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有不止一个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。)
15．(2022·南通高三月考)关于细胞中的H2O和O2，下列说法正确的是(　　)
A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗H2O
C．植物细胞产生的O2只能来自光合作用
D．光合作用产生的O2中的氧元素只能来自H2O
答案　ABD
解析　有些植物细胞含有过氧化氢酶(例如土豆)，可以分解过氧化氢生成O2，因此植物细胞产生的O2不一定只来自光合作用，C错误。
16．如图表示蚕豆细胞利用细胞质膜上的质子泵产生的H＋梯度推动蔗糖吸收的过程。下列相关说法正确的是(　　)

A．质子泵将H＋外运出细胞的方式属于主动运输
B．质子泵将H＋外运的过程会导致ADP大量积累
C．抑制细胞呼吸不会影响植物细胞对蔗糖的吸收
D．外界溶液的pH升高会使细胞对蔗糖的吸收减少
答案　AD
解析　质子泵将H＋外运的过程会消耗ATP，但不会导致ADP大量积累，因为细胞内的ATP和ADP会保持相对稳定，ATP消耗的多，则生成的速度会加快，消耗ADP增加，B错误；抑制细胞呼吸会影响H＋的外运，而细胞内外H＋浓度差会推动蔗糖的吸收，所以抑制细胞呼吸会影响植物细胞对蔗糖的吸收，C错误。
17．科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照后检测放射性物质分布情况，结果如表所示。
实验组别
光照时间(s)
放射性物质分布
1
2
大量3－磷酸甘油酸(三碳化合物)
2
20
多种磷酸化糖类
3
60
除上述多种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

根据上述实验结果分析，下列叙述正确的是(　　)
A．本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段
B．每组实验照光后需对小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布
C．CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是多种磷酸化糖类
D．实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等
答案　ABD
解析　本实验是研究CO2在光合作用过程中的转移途径，属于暗反应阶段，A正确；每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活，使反应停止，才能测定放射性物质分布，B正确；CO2进入叶绿体后，首先生成3－磷酸甘油酸(三碳化合物)，C错误；由于在氨基酸、有机酸中出现了放射性，所以说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等，D正确。
18．在适宜条件下，用不同浓度的某除草剂分别处理甲和乙两种杂草的叶片，并加入氧化还原指示剂，根据指示剂颜色变化显示放氧速率，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．需要先建立指示剂颜色变化与放氧速率关系的数学模型
B．相同浓度时颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
C．与品种乙相比，品种甲对除草剂的敏感程度更高
D．除草剂浓度为K时，品种甲的叶绿体仍可发生CO2固定
答案　ACD
解析　指示剂遇到氧气才会变色，所以要先建立指示剂颜色变化与放氧速率关系的数学模型，A正确；指示剂颜色变化快，放氧速率高，说明光合作用受到的抑制作用弱，B错误；相同除草剂浓度下甲的放氧速率低于乙，说明除草剂对品种甲光合速率的抑制较强，甲对除草剂更敏感，C正确；由于放氧速率表示净光合速率，当净光合速率为0时，真正光合速率大于0，所以仍然有CO2的固定，D正确。
19．一般认为，草莓比较耐阴，生长在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜。某生物兴趣小组研究了遮阴处理对草莓叶片光合作用的影响。选取生长状况相似的草莓幼苗若干，均分为两组，其中实验组用遮阳网进行处理。将两组草莓幼苗在相同且适宜条件下培养至植株长出6片叶左右，测得其净光合速率如图甲所示。遮阴可能影响光合作用的暗反应，并据此继续进行实验得到图乙的结果。下列分析正确的是(　　)


A．图甲中对照组净光合速率在11时较低的原因是此时气孔关闭、CO2吸收减少
B．遮阴使实验组利用CO2的效率降低，可能的原因是光合作用相关酶的活性降低
C．净光合作用速率还可以用单位时间单位面积O2的释放量或有机物的积累量来表示
D．图甲中，对照组草莓11时与9时相比，C3含量上升
答案　ABC
解析　图乙显示，实验组(遮阴组)固定CO2的效率明显低于对照组，而CO2的补偿点却高于对照组，说明遮阴使实验组的CO2利用率降低，原因可能是：遮阴使叶片温度降低，导致与光合作用相关的酶的活性降低，进而引起实验组利用CO2的效率降低，B正确；图甲中，对照组草莓11时与9时相比二氧化碳供应不足，叶绿体内C3含量下降，D错误。
三、非选择题(本题共5小题，共57分。)
20．(11分)根据下列有关哺乳动物成熟红细胞的研究，回答相关问题：
(1)当人的红细胞缺乏ATP时，会导致Na＋进入多于K＋排出，Ca2＋无法正常排出，红细胞会因__________________而膨大成球状甚至破裂。
(2)人体细胞质膜上分布有葡萄糖转运家族(简称G，包括G1、G2、G3等多种转运载体)。研究表明，G1分布于大部分成体组织细胞，其中红细胞含量较丰富；G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。如图1所示为不同细胞摄入葡萄糖速率随细胞外葡萄糖浓度的变化情况。当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，影响红细胞摄入速率增加的内在因素是______________；影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有_________________________________________________
______________________________________________________(答出两点)。
当细胞质膜上缺少G蛋白时，可能会导致血糖浓度________(填“升高”或“降低”)。

(3)氟中毒会改变细胞质膜的通透性和细胞代谢。科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠，培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度，分别获得产热曲线和细胞内的ATP浓度，数据如下：


NaF浓度(×10－6 g/mL)
ATP浓度(×10－4 mol/L)
A组
0
2.97
B组
50
2.73
C组
150
1.40

①根据上述实验设计及结果判断，该实验的目的是研究____________的NaF对能量代谢的影响。
②分析细胞产热量及ATP浓度：C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，原因可能是：高浓度的NaF________(填“抑制”或“促进”)了细胞代谢中有关酶的活性，同时由于损伤了细胞质膜结构，细胞为维持正常的功能，需要消耗更多的________。
答案　(1)渗透压升高吸水过多　(2)G1载体的数量　G2载体的数量和能量　升高　(3)①不同浓度　②促进　ATP
解析　(3)①实验中科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠，培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度，所以实验的目的是研究不同浓度的NaF对能量代谢的影响。②C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，原因可能是高浓度的NaF促进了细胞代谢中有关酶的活性，同时由于损伤了细胞质膜结构，细胞为维持正常的功能，需要消耗更多的ATP。
21．(12分)某兴趣小组用多株生长发育状况一致、健康的天竺葵植株做有关光合作用和细胞呼吸的实验，实验步骤和分组处理见下表，回答下列问题：
步骤
A组
B组
C组
D组
①天竺葵经过24小时“X”处理
＋
＋
＋
＋
②小烧杯中加入等量液体
NaOH溶液
蒸馏水
蒸馏水
蒸馏水
③用无色透明玻璃罩盖住植株和小烧杯
＋
＋
＋
＋
④不同光照5小时处理
较强光照
较弱光照
较强光照
黑暗处理
⑤取一片叶，脱色处理后，滴加碘液，观察叶片颜色变化
不变蓝色
不变蓝色
变蓝色
不变蓝色

注：表中的“＋”表示做了该项操作。

(1)步骤①中的“X”处理具体是指________，目的是______________________________
________________________________________________________________________。
(2)本实验的自变量为______________________________________。
(3)经过步骤⑤处理后，A组和B组植株的叶片不变蓝色，可能的原因是：
A组植株：___________________________________________________________，B组植株：
________________________________________________________________________。
C组使碘液变蓝色的物质合成场所是______________________________________。
(4)经过步骤④处理后，从C组和D组植株叶片上各取面积为4 cm2大小的叶片，测得其干重分别为M g和N g，假设各组实验所用天竺葵植株叶片的呼吸速率相同，则M－N可用来评价单位时间内单位面积的C组植株叶片________(填“积累”“消耗”或“制造”)有机物的能力。
(5)如果用如图所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O2含量的变化，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施为____________________________
________________________________________________________________________。
为使测得的O2变化量更精确，还应再设置一对照装置用于排除物理因素对实验结果的影响，对照装置的容器和小烧杯中应分别放入________________________________________。
答案　(1)黑暗(或无光)　消耗叶片中的营养物质(或淀粉)　(2)光照强度和CO2浓度
(3)CO2供应不足，植物不能进行光合作用，无淀粉合成(或不能制造淀粉)，用碘液检测不变蓝(或无蓝色现象)　光照较弱，光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度，无淀粉积累，用碘液检测不变蓝(或无蓝色现象)　叶绿体基质　(4)制造　(5)将小烧杯中的蒸馏水换成CO2缓冲液(或碳酸氢钠溶液)　死的植物幼苗和CO2缓冲液
解析　(3)由表格信息可知，A组小烧杯中是NaOH溶液，可以吸收CO2，因此由于CO2不足，不能进行光合作用产生淀粉，用碘液检测不变蓝；B组弱光条件下，光合作用强度小，光合作用强度小于细胞呼吸强度，无淀粉积累，用碘液检测也不变蓝。(4)设天竺葵经过24小时“X”处理后，4 cm2大小的叶片的干物质量是a，C组光照5小时干物质的量是a＋净光合作用强度×5＝M，D组不进行光合作用，只进行细胞呼吸，因此5小时后干物质的量是a－5×细胞呼吸强度＝N，则M－N＝(a＋净光合作用强度×5)－(a－5×细胞呼吸强度)＝5(净光合作用强度＋细胞呼吸强度)＝5×实际光合作用强度＝5小时内有机物制造量。
22．(12分)(2022·连云港高三模拟)小麦旗叶是植株最上面的一片叶子，对产量起决定性作用。小麦产量提高的关键在灌浆期，分前期、中期、后期，约80%的营养物质在灌浆中期运往小麦籽粒积累。图为小麦叶肉细胞光合作用过程简图，其中A～G与甲、乙分别表示物质成分或结构，e－为电子，①～③表示反应过程。表为科研人员通过探究环境因素对灌浆期小麦旗叶光合特性和小麦产量的影响活动所记录结果。请回答下列问题：

光照强度
施氮水平/ kg·hm－2
叶绿素/mg·g－1
净光合作用/ CO2μmol·m－2·s－1
产量/kg·
hm－2
灌浆中期
灌浆后期
灌浆中期
灌浆后期
正常光照
0
1.2
0.38
12.43
3.96
4 045.9
120
1.26
0.85
13.70
4.88
5 690.2
240
3.23
2.37
14.20
5.71
8 153.4
遮光50%
0
3.39
1.66
11.30
10.24
3 006.5
120
3.79
3.12
12.60
11.42
3 317.0
240
4.00
3.67
14.07
12.20
3 513.4

(1)图中B物质是指________。③过程是指________。
(2)图中D形成过程所需的动力直接来自于________________。据图推测，图中G的功能是____________________。
(3)表中探究影响光合产量的环境因素有________________。低温会导致叶绿素分解，当出现低温时，纸层析所得滤纸条上从上到下第________条色素带会发生显著化变化。
(4)表中，50%遮光处理与正常光照处理相比，灌浆中期和灌浆后期的叶绿素含量________(填“降低”或“升高”)，据表分析其原因_____________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)H＋　C3还原　(2)膜两侧H＋浓度差(或膜两侧H＋的电化学势能)　催化ATP的形成，运输H＋　(3)光照强度和施氮水平　3、4　(4)升高　光照弱时植物需要合成更多叶绿素用以维持一定强度的光合作用
解析　(1)图中B物质是H2O在光下分解后与O2同时产生的H＋；③过程是指暗反应过程中C3的还原。(2)据图可知：物质D是由C形成的，该过程需要能量，由于其伴随H＋的运输，故所需的直接动力来自膜两侧B(H＋)的浓度差；G在该过程是H＋运输的载体蛋白，同时也可催化ATP形成，故其作用是催化ATP的形成，运输H＋。(4)据表分析，相同的施氮水平下，50%遮光处理与正常光照处理相比，灌浆中期和灌浆后期的叶绿素含量升高，可能原因是光照弱时植物需要合成更多叶绿素用以维持一定强度的光合作用。
23．(11分)图甲表示在不同温度条件下CO2浓度对某植物净光合速率的影响；图乙表示将该种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，叶肉细胞中C5的相对含量随细胞间隙CO2浓度的变化曲线。请分析回答下列问题：

(1)据图甲可知，当CO2浓度分别为600 μmol·L－1和1 200 μmol·L－1时，更有利于该植物生长的温度分别是________。在CO2浓度为200 μmol·L－1,28 ℃条件下，该植物根尖细胞中产生ATP的细胞器是________。
(2)CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成C3，据图乙分析，A→B的变化阶段暗反应消耗ATP的速率________；B→C保持稳定的内因是受到__________________的限制。
(3)研究发现，绿色植物中RuBP羧化酶具有双重活性，催化如图丙所示的两个方向的反应，反应的相对速率取决于O2和CO2的相对浓度。在叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与________反应，形成的________________进入线粒体放出CO2，称之为光呼吸，推测O2与CO2比值______(填“高”或“低”)时，有利于光呼吸而不利于光合作用。

(4)有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO2供应减少，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的____________________，减少细胞受损的可能，而光呼吸产生的CO2又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。
答案　(1)20 ℃、28 ℃　线粒体　(2)增加　RuBP羧化酶数量(浓度)　(3)O2　二碳化合物(C2)　高　(4)NADPH和ATP
解析　(1)图甲中，CO2浓度分别为600 μmol·L－1和1 200 μmol·L－1时，对应的曲线中20 ℃、28 ℃的净光合速率最大，更有利于该植物生长。当CO2浓度为200 μmol·L－1时，28 ℃条件下该植物根尖细胞只进行细胞呼吸，故产生ATP的细胞器是线粒体。(2)图乙中，A→B段随叶肉细胞间的CO2浓度的升高，叶肉细胞吸收CO2的速率增加，CO2的固定加快，五碳化合物消耗增多，含量下降，同时三碳化合物生成增多，还原加快，消耗ATP的速率增加，使叶肉细胞有机物的合成增多。B→C段保持稳定的原因是已经达到二氧化碳饱和点，内因是受到RuBP羧化酶数量(浓度)的限制。
24．(11分)为研究高CO2浓度对某植物生长的影响，研究人员在温度适宜且保证充足水分供应的条件下，分别以CO2浓度375 μmol/mol(大气CO2浓度)和750 μmol/mol两种条件进行适当处理，每种处理设置3个重复组，并对每组植物净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度的日变化进行了测定，结果如表所示。结合所学内容，请回答下列问题：
时间
检测指标
CO2浓度(μmol/mol)
7：00
9：00
11：00
13：00
15：00
17：00
净光合速率[μmol/(m2·s)]
375
1.9
3.2
4.9
4.2
3.0
1.7
750
3.0
4.8
7.3
5.7
3.2
2.1
气孔导度[μmol/(m2·s)]
375
0.025
0.058
0.062
0.033
0.026
0.018
750
0.023
0.055
0.044
0.025
0.017
0.011
胞间CO2浓度(μmol/mol)
375
298.5
297.7
297.8
298.2
297.3
297.6
750
647.3
582.5
597.2
435.6
435.7
597.8

(1)植物在进行光合作用时，光反应阶段发生在类囊体膜上，该阶段中光合色素吸收的光能有两方面的用途，分别是__________________________、______________________。
(2)研究发现，高CO2浓度可以________(填“提高”或“降低”)植物的净光合作用速率，其原理是________________________________________________________________________。
(3)上午11：00，在CO2浓度倍增时，净光合速率并未倍增，此时限制光合作用速率增加的因素可能是__________________________________________________________。
(4)研究发现，高CO2浓度降低了该植物的气孔导度，却能提高净光合速率，结合表中数据分析，其原因可能是_____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)将水分解成氧气和H＋　合成ATP　(2)提高　CO2浓度升高，促进了暗反应(或CO2固定)的进行　(3)NADPH和ATP的供应限制、C5的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等(答出一项即可)　(4)环境中的高CO2浓度可以抵消气孔导度降低带来的影响，提高胞间CO2浓度，保证细胞可以吸收到充足的CO2，以满足光合作用的进行
解析　(2)由表可知，高浓度二氧化碳可以提高净光合速率，可能是二氧化碳浓度升高，促进了暗反应的进行，进而提高了净光合速率。(3)上午11：00，二氧化碳浓度倍增时，由于光反应产生的NADPH和ATP的限制，C5的再生速率不足，有机物在叶绿体中积累较多等，导致净光合速率并未出现倍增。