解密04 细胞的能量供应和利用（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（教师版）

这是一份解密04 细胞的能量供应和利用（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（教师版），共61页。试卷主要包含了65kJ的能量，其中只有61，3，B2组的叶绿素含量为3等内容，欢迎下载使用。
解密04 细胞的能量供应和利用
考点热度 ★★★★★
内容索引
核心考点1 酶的特性及其实验
核心考点2 ATP的来源、结构与功能
核心考点3 细胞呼吸及影响因素
核心考点4 光合色素、光合作用过程、影响光合作用的因素
拓展考点或者特别微专题 实验设计的原则

考点
由高考知核心知识点
预测
酶、光合作用、呼吸作用
（2022全国甲卷4）细胞呼吸
（2022全国甲卷7）光合作用
（2022全国乙卷2）光合作用与呼吸作用
（2022浙江卷10）酶
（2022浙江卷12）细胞呼吸
（2022浙江卷27）光合作用
（2022山东卷4）酶
（2022山东卷16）有氧呼吸
（2022山东卷21）影响光合作用的因素
（2022北京卷2）影响光合作用的因素
（2022北京卷3）呼吸作用
（2022广东卷10）细胞呼吸
（2022广东卷13）酶活性探究
（2022广东卷18）光合作用
（2022海南卷3）影响光合作用的因素的探究
（2022海南卷9）呼吸作用
（2022河北卷4）细胞呼吸
（2022河北卷19）光合作用
（2022湖南卷13）影响光合作用的因素
（2022湖南卷17）呼吸作用与光合作用
（2022湖北卷19）影响光合作用的因素
（2022江苏卷5）酵母菌呼吸方式探究
（2022江苏卷8）细胞呼吸
（2022江苏卷15））细胞呼吸
（2022江苏卷20）光合作用
（2022辽宁卷4）光合作用的发现
（2022辽宁卷22）光合色素的提取与分离、影响酶活性的因素的探究
（2021全国甲卷 2 ）细胞呼吸
（2021全国乙卷 3 ）有氧呼吸过程
（2021全国乙卷 29 ）影响光合作用的因素
（2021 北京卷 1 ）ATP
（2021 北京卷 3 ）影响光合作用的因素
（2021 北京卷 13 ）酶的提取、光合色素的分离实验
（2021 山东卷 16 ）呼吸作用与光合作用的过程
（2021 山东卷 21 ）光合作用的过程及影响因素
（2021 辽宁卷 2 ）影响因光合作用的因素
（2021 辽宁卷 22 ）光合作用
（2021浙江卷 10 ）有氧呼吸的过程
（2021浙江卷 16 ）探究酶的特性的实验
（2021浙江卷 23 ）（影响因光合作用的因素
（2021浙江卷 27 ）光合作用过程及影响因光合作用的因素
（2021江苏卷 8 ）酶的特性实验
（2021江苏卷 17 ）绿叶中色素的提取与分离实验
（2021江苏卷 32 ）光合作用及其意义
（2021 海南卷）酶的特性
（2021 海南卷）影响因光合作用的因素
热点预测与趋势分析
考察内容：酶的特性及相关的变量分析（选择题）；呼吸作用，特别是有氧呼吸的过程（选择题）；色素的提取与分离实验（选择题）；光合作用的过程及影响因光合作用的因素，重点是影响光合作用的因素（选择题及简答题）；
题型：对于新高考来说，是重点的考察内容之一，大概率有一道多选题和一道简答题。

核心考点1 酶的特性及其实验
细胞代谢
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
细胞代谢离不开酶。
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
酶的本质：
酶的作用：
作用本质：降低化学反应活化能
无催化剂时化学反应所需要的能量：
（即，活化能）
E4（绝对值）； E4–E0（相对值）
有无机催化剂时化学反应所需要的能量：
有酶催化时化学反应所需要的能量：
化学反应所释放（或吸收）的能量：
有酶催化时化学反应所降低的所需能量的值：
（降低的活化能）
E3（绝对值）； E3–E0（相对值）
E2（绝对值）； E3–E0（相对值）
E1–E0
E4–E2


酶的特性：
高效性：
专一性：
作用条件较温和：
酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍；
高效性原因：
与无机催化剂相比，降低活化能的效果更显著。
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
影响酶活性的因素：
过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。
温度的影响：
pH的影响：
底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：






实验设计相关的概念



实验中的变量：
实验设计的原则：
控制变量的原则（单一变量原则）；
对照原则；
平行重复原则；
科学性原则；
自变量：
因变量：
无关变量：
实验过程中的变化因素称为变量
人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量（注意：自变量通常是我们要研究的因素）。
因自变量改变而变化的变量叫作因变量
除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。（不同组别的无关变量要相同）
对照实验：
除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
对照组：
实验结果已知或未作人为处理的组别。
实验组：
实验结果未知的组别。
空白对照：
例如，生长素是否促进生长是与未加生长素的组别对照，未加生长素的就是空白对照；
自身对照：
例如，10mL培养液中酵母菌种群数量的变化，时间是自变量，没有对照组；
对比实验：
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
（实验组的结果都是事先未知的）




核心考点2 ATP的来源、结构与功能

ATP的名称：
ATP的结构
（ADP：中文名称：腺苷二磷酸，英文简称：ADP）
结构简式：A-P~P~P
其中远离A的磷酸键容易水解断裂释放能量（转移势能）；
ATP水解的过程就是释放能量的过程，ATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
ATP的功能：
细胞的直接能源物质
（细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的）
ATP供能的原理：
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应
中文名称：腺苷三磷酸，英文简称：ATP







ATP供能的实例：
Ca2+载体蛋白是一种ATP水解酶，ATP水解释放的磷酸基团和能量使其磷酸化，空间结构发生变化，使Ca2+由膜的一侧主动运输到另一侧。
ATP与ADP可以相互转化
ATP合成酶
ADP+Pi+能量
ATP
ATP
ADP+Pi+能量
ATP酶
①
水解释放的能量直接用于各种生命活动；
许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量
A. 合成所需的能量来自于光能、呼吸作用释放的化学能；
B. 许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能；
C. 细胞内合成ATP的场所：细胞质基质、线粒体内膜和基质、叶绿体的类囊体薄膜。
这种相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。
②
ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。
③




核心考点3 细胞呼吸及影响因素
有氧呼吸
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。
呼吸作用（细胞呼吸）
有氧呼吸过程：
（糖酵解）
（三羧酸循环）
（氧化磷酸化）
NADH：还原型辅酶I，简写成[H]；
NAD+：氧化型辅酶I
有氧呼吸总反应式：
注意：
当能量比较充足的时候，葡萄糖通过磷酸戊糖途径形成大量的还原力（NADPH）及一些中间产物，为生物体的合成反应提供还原力和原料。
“细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。”这段话中细胞呼吸所指代的内容与本节的有氧呼吸与无氧呼吸几乎无关，而是指糖代谢的磷酸戊糖途径。
逐步释放；三个阶段都释放能量，都产生ATP；
1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中（977.28/30.54=32mol），其余的能量则以热能的形式散失掉了。




无氧呼吸

总反应式：
过程：
第一阶段（与无氧呼吸相同）（场所：细胞质基质）：
无氧呼吸的能量释放情况：
2C3H4O3（丙酮酸）
4[H]
少量能量
2C3H6O3（乳酸）
2C2H5OH（酒精）+2CO2
人、动物、乳酸菌等
植物、酵母菌等
人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
只有第一阶段释放少量能量合成少量ATP，第二阶段不释放能量，不产生ATP。
1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中（61.08/30.54=2mol），近69%的能量都以热能的形式散失了。
注意：
在无氧呼吸中，葡萄糖的大部分的能量没有释放出来，储存在酒精或乳酸中；
释放出来的能量，也是大部分以热能形式散失。
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。
C6H12O6
2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量
第二阶段（不同生物体内产物不同）（场所：细胞质基质）：




影响细胞呼吸的环境因素
影响酶的活性，从而影响细胞呼吸。
氧气浓度：
CO2浓度：
贮藏果蔬时，适当提高CO2浓度能够抑制呼吸作用。
温度：
必需生活在无氧条件下。
应用：
乳酸菌进行乳酸发酵（无氧）、防止破伤风芽孢杆菌感染（有氧）
厌氧生物：
必需生活在有氧条件下。
应用：
醋酸菌进行醋酸发酵（有氧）、防止植物无氧呼吸产生毒害而进行的松土（有氧）、储藏水果、粮食的仓库（低氧，降低有氧呼吸强度）
需氧生物：
兼性厌氧生物：
酵母菌：以葡萄糖为底物进行细胞呼吸
① 曲线a与x轴所围成的面积代表：有氧呼吸与无氧呼吸产生的CO2总量
② 曲线b与x轴所围成的面积代表：有氧呼吸产生的CO2量（或有氧呼吸消耗的O2量）
③ 两曲线与y轴所围成的面积代表：无氧呼吸产生的CO2量
④ P点两曲线重合的生物学意义：只有有氧呼吸
注意分析：
酵母菌呼吸方式探究：
原理：酵母菌兼性厌氧
CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使澳麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
检测酒精的产生橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。




核心考点4 光合色素、光合作用过程、影响光合作用的因素
捕获光能的色素

操作：
研磨：
无水乙醇：溶解色素
二氧化硅：有助于研磨得充分
碳酸钙：可防止研磨中色素被破坏
过滤：
单层尼龙布
画滤液细线：
重复1到2次
层析分离：
层析液不能没过滤液细线，小烧杯要加盖。
分离色素：
用层析液分离
层析液成分：
由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成
原理：
都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢
提取色素原理：
用无水乙醇提取
原理：
绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
主要吸收
蓝紫光和红光
主要吸收蓝紫光




捕获光能的结构

叶绿体
双层膜
基粒
基质
个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。
吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。
每个基粒都含有两个以上的类囊体，多的可达100个以上。增大了受光面积。


光合作用的发现




光合作用的过程
光反应必需有光；暗反应不需要光，但需要光反应产生的ATP与NADPH
光合作用的总反应式：
光合作用的能量变化：
光能
ATP与NADPH中活跃的化学能
（CH2O）中稳定的化学能
光合作用中H2O中的O的去向：
光合作用中CO2中的O的去向：
H2O
O2
CO2
（CH2O）、H2O
水的光解及合成NADPH的过程：
光反应与暗反应：


影响光合作用的因素
光照强度或光的波长（即，颜色）
温度
CO2浓度
水
无机盐（矿质元素）
环境因素
遗传及生理因素
阳生植物与阴生植物；
气孔开放程度；
叶面积指数



相关概念：
N1
N2
单位时间光合作用消耗的CO2总量（从外界吸收的+自身呼吸产生的）（N1-N2）；
或单位时间光合作用产生的O2总量（释放到外界环境的+自身呼吸消耗的）；
或单位时间光合作用制造的有机物总量（积累的+自身呼吸消耗的）
实际光合速率（真光合速率）：
表观光合速率（净光合速率）：
单位时间从外界吸收的CO2量（N1）；
或单位时间释放到外界环境的O2量；
或单位时间积累的有机物量；
V净=V真-V呼
其中V呼和V净可直接测定，V真不能直接测定，要通过前面两项计算
V呼：
在黑暗条件下测定CO2的释放量
V净：
在光照条件下测定植物从外界吸收CO2的量
光补偿点：
光饱和点：
使光合速率与呼吸速率相等时的光照强度（图中的a）：
使光合速率达到最大时的最低光照强度（图中的b）：




2022年各地考题
（2022全国甲卷）4. 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（ ）
A. 有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B. 线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C. 线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D. 线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP，A正确；
B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；
C、丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要氧气的参与，C错误；
D、线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。
故选C。
（2022全国甲卷）7. 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______________。
【答案】（1）O2、[H]和ATP
（2）自身呼吸消耗或建造植物体结构
（3）C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：（1）光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；（2）光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
【小问1详解】
光合作用光反应阶段场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
【小问2详解】
叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余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。
【小问3详解】
C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
（2022全国乙卷）2. 某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（　　）
A 初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B. 初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C. 初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D. 初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【解析】
【分析】光合作用会吸收密闭容器中的CO2，而呼吸作用会释放CO2，在温度和光照均适宜且恒定的情况下，两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。
【详解】A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降，O2含量上升，A错误；
B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误；
CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。
故选D。
（2022浙江卷）10. 下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是（ ）
A. 低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B. 稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C. 淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D. 若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【答案】B
【解析】
【分析】大部分酶是蛋白质，少部分酶的本质是RNA，蛋白质的基本单位是氨基酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸。
【详解】A、 低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；
B、 酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；
C、 酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；
D、 淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。
故选B。
（2022浙江卷）12. 下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（ ）
A. 人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B. 制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C. 梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D. 酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
【答案】B
【解析】
【分析】1、 需氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；需氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；需氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。
2、厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。
【详解】A、 剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确；
B、 制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B错误；
C、 梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正确；
D、 酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。
故选B。
（2022浙江卷）27. 通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理
指标
光饱和点（klx）
光补偿点（lx）
低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1）
叶绿素含量（mg·dm-2）
单株光合产量（g干重）
单株叶光合产量（g干重）
单株果实光合产量（g干重）
不遮阴
40
550
1.22
2.09
18.92
3.25
8.25
遮阴2小时
35
515
1.23
2.66
18.84
3.05
8.21
遮阴4小时
30
500
1.46
3.03
16.64
3.05
6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
（1）从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至___________中。
（3）与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________（A.4小时），才能获得较高的花生产量。
【答案】（1） ①. 叶绿素含量 ②. 光合速率 ③. 呼吸速率 ④. 低于5klx光合曲线的斜率
（2） ①. 蔗糖 ②. 叶
（3） ①. 下降 ②. A
【解析】
【分析】实验条件下，植物处于弱光条件，据表分析，植物的叶绿素含量上升、低于5klx光合曲线的斜率增大、光补偿点和饱和点都下降，植物的光合产量都下降。
【小问1详解】
从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，说明植株为适应低光照强度条件，可在弱光条件下达到饱和点。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。
低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。
【小问2详解】
植物的光合产物主要是以有机物（蔗糖）形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，较长（4小时）遮阴处理下，整株植物的光合产量下降，但叶片的光合产量没有明显下降，从比例上看反而有所上升，说明植株优先将光合产物分配给了叶。
【小问3详解】
与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。
【点睛】本题以遮阴条件下对花生植株的光合速率、光饱和点、补偿点及叶绿素含量等的影响实验为情境，考查了光合作用、呼吸作用、植物体内的物质变化和运输，旨在考查学生的阅读审题能力、实验谈及能力，以及科学思维科学探究的核心素养。

（2022山东卷）4. 植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（ ）
A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B. 与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C. 正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
【答案】C
【解析】
【分析】有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解并释放能量的过程。由题干信息可知，磷酸戊糖途径可以将葡萄糖转化成其他中间产物，这些中间产物可以作为原料进一步生成其他化合物。
【详解】A、根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；
B、有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；
C、正常生理条件下，只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；
D、受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。
故选C
16. 在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给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。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是（ ）

A. 4℃时线粒体内膜上电子传递受阻
B. 与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多
C. 与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D. DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少
【答案】BCD
【解析】
【分析】NDP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，即NDP可抑制ATP的合成。
【详解】A、与25℃相比，4℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A错误；
BC、与25℃相比，短时间低温4℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，消耗的葡萄糖量多， BC正确；
D、DNP使H+不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，导致ATP合成减少， D正确。
故选BCD。
21. 强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
分组
处理
甲
清水
乙
BR
丙
BR+L

（1）光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。
（2）强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。
（3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过______发挥作用。
【答案】（1）蓝紫 （2） ①. 五碳化合物供应不足
②. CO2供应不足 ③. 强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强
（3） ①. 减弱 ②. 促进光反应关键蛋白合成
【解析】
【分析】该实验探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，自变量是对幼苗不同的处理，因变量为光合作用强度，由曲线可知，BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。
【小问1详解】
苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。
【小问2详解】
影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生的氧气速率增强。
【小问3详解】
据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。
（2022北京卷）2. 光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（　　）

A. 低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B. 在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D. 10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
【答案】D
【解析】
【分析】由题图分析可得：
（1）图中所展现有两个影响光合速率的因素：一个是CO2的浓度，另一个是温度。
（2）当温度相同时，光合速率会随着CO2的浓度升高而增大；当CO2的浓度相同时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小。
（3）当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃。
【详解】A、分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A正确；
B、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确；
C、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C正确；
D、分析题图可知，10℃条件下，CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时，光合速率有显著提高，而370μL·L-1至1000μL·L-1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。
故选D。
（2022北京卷）3. 在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内（　　）

A. 消耗的ATP不变
B. 无氧呼吸增强
C. 所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多
D. 骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多
【答案】B
【解析】
【分析】人体无氧呼吸的产物是乳酸。消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸。
【详解】A、滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；
B、人体无氧呼吸的产物是乳酸，分体题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，B正确；
C、分体题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，C错误；
D、消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。
故选B。
（2022广东卷）10. 种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（ ）
A. 该反应需要在光下进行
B. TTF可在细胞质基质中生成
C. TTF生成量与保温时间无关
D. 不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【解析】
【分析】种子不能进行光合作用，[H]应是通过有氧呼吸第一、二阶段产生。有氧呼吸强度受温度、氧气浓度影响。
【详解】A、大豆种子充分吸水胀大，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；
B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；
C、保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；
D、相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。
故选B。
（2022广东卷）13. 某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（ ）
组别
pH
CaCl2
温度（℃）
降解率（%）
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A. 该酶的催化活性依赖于CaCl2
B. 结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C. 该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D. 尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【解析】
【分析】分析表格信息可知，降解率越高说明酶活性越高，故②组酶的活性最高，此时pH为9，需要添加CaCl2，温度为70℃。
【详解】A、分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；
B、分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；
C、②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；
D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
故选C。
（2022广东卷）18. 研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。

回答下列问题：
（1）结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量________________，原因可能是________________。
（2）比较图b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的________________，因而生长更快。
（3）某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期________________一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以________________为对照，并保证除________________外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是________________。
【答案】（1） ①. 高 ②. 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素 （2）糖类等有机物
（3） ①. 光照条件 ②. A组、C组 ③. 遮光程度 ④. 探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少
【解析】
【分析】分析题图a可知，A组未遮阴，B组植株一半遮阴（50%遮阴），C株全遮阴（100%遮阴）。
【小问1详解】
分析题图b结果可知，培养10天后，A组叶绿素含量为4.2，C组叶绿素含量为4.7，原因可能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素，以尽可能地吸收光能。
【小问2详解】
比较图b中B1叶绿素含量为 5.3，B2组的叶绿素含量为3.9，A组叶绿素含量为4.2；B1净光合速率为20.5，B2组的净光合速率为7.0，A组净光合速率为11.8，可推测B组的玉米植株总叶绿素含量为（5.3+3.9）÷2=4.6，净光合速率为（20.5+7.0）/2=13.75，两项数据B组均高于A组，推测B组可能会积累更多的糖类等有机物，因而生长更快。
【小问3详解】
分析题意可知，该实验目的是探究B组条件下是否提高作物产量。该实验自变量为玉米遮光程度，因变量为作物产量，可用籽粒重量表示。实验设计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等，无关变量应保持相同且适宜，故实验设计如下：实验材料：选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法：按图a所示条件，分为A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以A组、C组为对照，并保证除遮光条件外其他环境条件一致，收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论：如果B组遮光条件下能提高作物产量，则下一步需要探究能提高作物产量的具体的最适遮光比例是多少。
（2022海南卷）3. 某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）

A. 本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B. 叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C. 四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D. 若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
【答案】B
【解析】
【分析】不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。
【详解】A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和光照为无关变量，A错误；
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；
C、四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；
D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。
故选B。
（2022海南卷）9. 缺氧是指组织氧供应减少或不能充分利用氧，导致组织代谢、功能和形态结构异常变化的病理过程。动脉血氧分压与肺泡通气量（基本通气量为1）之间的关系如图。下列有关叙述错误的是（ ）

A. 动脉血氧分压从60mmHg降至20mmHg的过程中，肺泡通气量快速增加，以增加组织供氧
B. 生活在平原的人进入高原时，肺泡通气量快速增加，过度通气可使血液中CO2含量降低
C. 缺氧时，人体肌细胞可进行无氧呼吸产生能量
D. 缺氧时，机体内产生的乳酸与血液中的H2CO3发生反应，以维持血液ｐＨ的稳定
【答案】D
【解析】
【分析】正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫作稳态。稳态不是恒定不变，而是一种动态的平衡，神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
【详解】A、观察图示，动脉血氧分压从60 mmHg 降至20 mmHg 的过程中，肺泡通气量迅速增加，吸入的氧气增多，以增加组织供氧， A 正确；
B、高原上缺乏氧气，生活在平原的人进入高原时，动脉血氧分压会降低．肺泡通气量会快速增加，过度通气排出 CO2 ，使血液中CO2含量降低， B 正确；
C、在缺氧条件下，人体肌细胞可进行无氧呼吸产生乳酸，并释放能量， C 正确；
D、缺氧时，机体内产生的乳酸与血液中的NaHCO3发生反应，以维持血液 pH 的稳定， D 错误。
故选D。
（2022河北卷）4. 关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　）
A. 酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B. 种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C. 有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D. 通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
【答案】B
【解析】
【分析】1、 无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。
2、 有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
【详解】A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；
B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；
D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。
故选B。
（2022河北卷）19. 某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题：

（1）从叶片中分离叶绿体可采用________法。
（2）经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是________（写出两点即可）。
（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少________。
（4）叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于________中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于________中的基因编码。
【答案】（1）差速离心
（2）叶绿体内部结构解体；光合色素减少 （3）水分的散失
（4） ①. 细胞核 ②. 叶绿体
【解析】
【分析】1、分离各种细胞器的方法是差速离心法。
2、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【小问1详解】
叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。
【小问2详解】
光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。
【小问3详解】
白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。　
【小问4详解】
叶绿体属于半自主性细胞器，其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于细胞质中（叶绿体）的基因编码。
（2022湖南卷）13. 在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　　）
A. 叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少
B. 光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量
C. 叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低
D. 光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
【答案】AD
【解析】
【分析】影响光合作用的因素：1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加；2、CO2浓度：CO2是光合作用暗反应的原料，当CO2浓度增加至1%时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高；3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性，或午休现象；4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，以提高光合作用速率；5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物缺水时又会导致气孔关闭，影响CO2的吸收，使光合作用减弱。
【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；
B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；
C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；
D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。
故选AD。
（2022湖南卷）17. 将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题:
（1）在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是_____________________________。
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。
（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有_________特性。
【答案】（1） ①. 能 ②. 种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成
（2） ①. 不能 ②. 光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花 （3）耐受酒精毒害
【解析】
【分析】种子萌发初期，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，有机物含量逐渐减少；当幼苗出土、形成绿叶后，开始通过光合作用合成有机物，但光合作用大于呼吸作用时，植株有机物开始增加。
【小问1详解】
种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2μmol/(s•m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。
【小问2详解】
将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。
【小问3详解】
该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
（2022湖北卷）19. 不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。

【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
（1）图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会____（填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明______________。
（3）从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的__________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明_____________。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为__________，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
【答案】（1）增大 （2）高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
（3） ①. 实验组的净光合速率均明显小于对照组 ②. 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异
（4）A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【解析】
【分析】光饱和点：在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度为光饱和点。影响光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，内因有叶绿体中色素含量、酶的含量、酶的活性等。
【小问1详解】
限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。
【小问2详解】
据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
【小问3详解】
据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
【小问4详解】
实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
（2022江苏卷）5. 下列有关实验方法的描述合理的是（ ）
A. 将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液
B. 适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C. 检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D. 用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式
【答案】B
【解析】
【分析】1、叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态；
2、探究酵母菌细胞呼吸方式中，产生的二氧化碳可以用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水检测，酒精可以用酸性的重铬酸钾溶液检测（由橙红色变成灰绿色）。
【详解】A、提取胡萝卜素的实验流程：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素，A错误；
B、黑藻叶片含有叶绿体，呈绿色，所以适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片可以先在显微镜下观察叶绿体的运动情况，观察细胞质的流动，同时黑藻叶片是成熟的植物细胞，可以发生质壁分离，以叶绿体为观察指标，B正确；
C、检测样品中的蛋白质时，双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应，不需要加热，C错误；
D、酵母菌呼吸产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，不能用来检测酒精含量，D错误。
故选B。
（2022江苏卷）8. 下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A. 光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B. 供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C. 蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D. 供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
【答案】B
【解析】
【分析】1、有氧呼吸的过程：第一阶段在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同时脱下4个[H]，释放出少量的能量；第二阶段在线粒体基质进行，2分子丙酮酸和6水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，释放出少量的能量；第三阶段在线粒体内膜进行，前两阶段脱下的共24个[H]与6个O2结合成水，释放大量的能量。

2、无氧呼吸在细胞质基质进行，1分子的葡萄糖分解成2分子的乙醇、2分子的二氧化碳并释放出少量的能量，或1分子的葡萄糖分解成2分子的乳酸并释放出少量的能量。
【详解】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；
B、供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ，B正确；

C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C错误；
D、供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP ，D错误。
故选B。
（2022江苏卷）15. 下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有（ ）

A. 三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B. 生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C. 乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D. 物质氧化时释放的能量都储存于ATP
【答案】BC
【解析】
【分析】本题考查了三大营养物质代谢的相互转化及细胞呼吸的相关知识。由题图可知三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂质、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸，例如柠檬酸，所以叫做三羧酸循环，又称为柠檬酸循环。
【详解】A、题图分析可知三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗，A错误；
B、题图分析可知代谢中间物（例：丙酮酸、乙酰CoA等），将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确；
C、题图分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确；
D、物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。
故选BC。
（2022江苏卷）20. 图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题：

（1）图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________。
（2）在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
（3）将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。
①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于___________。
②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________。
（4）光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。

【答案】（1） ①. ①⑥ ②. 叶绿素a和叶绿素b
（2）过氧化氢 （3） ①. 光呼吸 ②. 光合作用强度等于呼吸作用
（4）直接价值
【解析】
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成有机物。
【小问1详解】
类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。
【小问2详解】
过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。
【小问3详解】
a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。
【小问4详解】
图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。
（2022辽宁卷）4. 选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是（ ）
选项
实验材料
生物学研究
A
小球藻
卡尔文循环
B
肺炎链球菌
DNA半保留复制
C
枪乌贼
动作电位原理
D
T2噬菌体
DNA是遗传物质

A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、科学家利用小球藻、运用同位素标记法研究卡尔文循环，A正确；
B、科学家通过培养大肠杆菌，探究DNA半保留复制方式，运用了同位素示踪法和密度梯度离心法，B错误；
C、科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；
D、赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法分别用35S或32P标记的噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA是遗传物质，D正确。
故选B。
（2022辽宁卷）22. 浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：
Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定
（1）在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。
（2）测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。
样品
叶绿素a（mg·g-1）
叶绿素b（mg·g-1）
上层
0.199
0.123
中层
0.228
0.123
下层
0.684
0.453
数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。
Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定
（3）研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。
酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。

粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。
（4）酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。

在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。
【答案】（1） ①. 类胡萝卜素 ②. 叶绿体的类囊体薄膜##类囊体薄膜
（2）下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，
（3） ①. 酶变性 ②. 维持pH值 ③. 上清液
（4） ①. 1800 ②. 抑制

【解析】
【分析】绿叶中色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素；
色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
【小问1详解】
浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。
【小问2详解】
由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。
【小问3详解】
粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。
【小问4详解】
分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。



2020-2021年各地考题
（2021·海南·高考真题）某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是（ ）

A．该酶可耐受一定的高温
B．在t1时，该酶催化反应速率随温度升高而增大
C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
【答案】D
【分析】
据图分析可知，在图示温度实验范围内，50℃酶的活性最高，其次是60℃时，在40℃时酶促反应速率随时间延长而增大。
【详解】
A、据图可知，该酶在70℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，A正确；
B、据图可知，在t1时，酶促反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40℃＜＜50℃＜60℃＜70℃，B正确；
C、由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率（曲线变平缓）时所需时间不同，其中70℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C正确；
D、相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率（曲线平缓）之后的反应速率相同，D错误。
故选D。
（2021浙江卷 16 ）16. 下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（　　）
A. “酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B. “探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物
C. “探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
D. 设温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物
【答案】B
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
2、酶的特性：
①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。
③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
【详解】A、熟马铃薯块茎中酶已经失活，用其代替生马铃薯块茎，实验结果不相同，A错误；
B、“探究pH对过氧化氧酶的影响”实验中，不同pH为自变量，在酶溶液中分别加入不同pH的缓冲液后，再与底物混合，以保证反应pH为预设pH，B正确；
C、“探究酶的专一性”实验中，设置1、2号试管的目的是检验淀粉溶液和蔗糖溶液中是否混有还原糖，C错误；
D、探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，温度作为自变量，而本尼迪特试剂检验还原糖需要水浴加热，会改变实验温度，影响实验结果，故不能选择本尼迪特试剂检测反应产物，D错误。
故选B。
（2020·北京·高考真题）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7．0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0．5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（ ）

A．悬液中酶的浓度 B．H2O2溶液的浓度
C．反应体系的温度 D．反应体系的pH
【答案】B
【分析】
影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。由图可知，第2组比第1组生成的氧气的总量高。
【详解】
A、提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；
B、提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；
C、适度的提高温度可以加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；
D、改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提高产物的量，D错误。
故选B。
（2021北京卷 1）1. ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（　　）
A. 含有C、H、O、N、P B. 必须在有氧条件下合成
C. 胞内合成需要酶的催化 D. 可直接为细胞提供能量
【答案】B
【解析】
【分析】A代表腺苷，P代表磷酸基团，ATP中有1个腺苷，3个磷酸基团，2个高能磷酸键，结构简式为A-P～P～P。
【详解】A、ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；
B、在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；
C、ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；
D、ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。
故选B。
（2021 海南卷）14. 研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B. 32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C. 32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D. ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
【答案】B
【解析】
【分析】ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P，A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团，“～”表示高能磷酸键。
【详解】A、根据题意可知：该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；
B、根据题意“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。”说明：32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；
C、根据题意可知：放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团，C错误；
D、该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。
故选B。
（2021·湖北·高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（ ）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
【答案】C
【分析】
1、自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，抗逆性越差。
2、水果、蔬菜的储藏应选择零上低温、低氧等环境条件。
【详解】
A、常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮藏，A正确；
B、密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；
C、细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C错误；
D、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变，密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。
故选C。
16．（2021·北京·高考真题）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
【答案】C
【分析】
绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】
A、肝脏细胞中存在过氧化氢酶，故需要破碎细胞制成肝脏研磨液来获得过氧化氢酶的粗提液，A正确；
B、不同物质在酒精溶液中的溶解度不同，故可粗提取DNA，B正确；
C、依据光合色素在层析液中的溶解度不同，对光合色素进行纸层析分离，C错误；
D、蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，可以利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质，D正确。
故选C。
（2021全国甲卷 2 ）2. 某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（ ）
A. 该菌在有氧条件下能够繁殖
B. 该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C. 该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D. 该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【答案】B
【解析】
【分析】酵母菌是兼性厌氧生物，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳。
【详解】A、酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；
BC、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、还原性的氢，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意，C不符合题意；
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO2，D不符合题意。
故选B。
（2021全国乙卷 3 ）3. 植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是（ ）
A. 根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B. 结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C. 细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D. 自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
【答案】C
【解析】
【分析】水的存在形式和作用：1、含量：生物体中的水含量一般为60%~90%，特殊情况下可能超过90%，是活细胞中含量最多的化合物。
2、存在形式：细胞内的水以自由水与结合水的形式存在。
3、作用：结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是良好的溶剂，是许多化学反应的介质，自由水还参与许多化学反应，自由水对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。
【详解】A、水是植物细胞液的主要成分，细胞液主要存在于液泡中，充盈的液泡使植物细胞保持坚挺，故根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；
B、结合水与细胞内其他物质相结合，是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；
C、细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C错误；
D、自由水参与细胞代谢活动，故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，反之亦然，D正确。
故选C。
（2021 山东卷 16 ）16. 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 H2 O
C. 植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用
D. 光合作用产生 O2 中的氧元素只能来自于 H2O
【答案】ABD
【解析】
【分析】有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。
光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确；
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，所以一定消耗 H2O，B正确；
C、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；
D、光反应阶段水的分解产生氧气，故光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O，D正确。
故选ABD。
（2021浙江卷 10 ）10. 需氧呼吸必须有氧的参加，此过程中氧的作用是（　　）
A. 在细胞溶胶中，参与糖酵解过程
B. 与丙酮酸反应，生成 CO2
C. 进入柠檬酸循环，形成少量 ATP
D. 电子传递链中，接受氢和电子生成H2O
【答案】D
【解析】
【分析】1、需氧呼吸的三个阶段
第一阶段糖酵解：发生在细胞溶胶中，反应方程式：C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋能量(少)
第二阶段柠檬酸循环：发生在线粒体基质中，反应方程式：2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量(少)
第三阶段电子传递链：发生在线粒体内膜，反应方程式：24[H]＋6O212H2O＋能量(多)
【详解】A、在细胞溶胶中，需要呼吸第一阶段是糖酵解过程，不需要氧参与，A错误；
B、需氧呼吸第二阶段，需要水与丙酮酸反应，生成 CO2，不需要氧参与，B错误；
C、进入柠檬酸循环，形成少量 ATP ，是需要呼吸第二阶段，不需要氧参与，C错误；
D、电子传递的最后一站是氧气接受氢和电子生成H2O ，D正确。
故选D。
（2021江苏卷 32 ）32.为了选择适宜栽种的作物品种，研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点，结果如图1和图2.请回答下列问题
（1）最适宜在果树林下套种的品种是_____________，最适应较高光强的品种是_____________。
（2）增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，但S3的光饱和点却没有显著改变，原因可
能是：在超过原光饱和点的光强下，S2的光反应产生了过剩的_____________，而S3在光饱和点时可能______________（填序号）。
①光反应已基本饱和 ②暗反应已基本饱和 ③光、暗反应都已基本饱和
（3）叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中生物大分子_____________的合成。
（4）在光合作用过程中，CO2与RuBP（五碳化合物）结合的直接产物是磷酸丙糖（TP），TP的去向主要有三个。如图3为叶肉细胞中部分代谢途径示意图.淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成物所应该在叶绿体的.淀粉运出叶绿体时先水解成TP或_____________，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由_____________糖构成的蔗糖，运出叶肉细胞。
【答案】
(1)S2；S3
(2) ATP、[H]；①②③
（3）蛋白质、核酸
（4）基质；葡萄糖；葡萄糖和果糖
【考点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】解：（1）由分析可知，三种植物光饱和点最小的是S2，适于弱光下生长，因此可以在
果树林下套种：S3的光的饱和度最大，适宜在较强的光照条件下生长.（2）光合作用过程中光反应为暗
反应提供了还原氢和ATP，增加环境中CO2浓度后，测得S2的光饱和点显著提高，说明在较低二氧化碳
浓度条件下，光合作用速率较低，光反应速率较低，光反应产生的还原氡和ATP较少，增大二氧化碳浓
度后，暗反应速率提高，需要光反应产生更多的还原氢和ATP，因此光的饱和点升高：增加环境中CO2浓
度后，S3的光饱和点却没有显著改变，原因可能是：光反应、暗反应都基本饱和.（3）叶绿体中光反应
产生的能量既用于固定CO2，也参与叶绿体中核酸、蛋白质等生物大分子的合成.（4）淀粉合成属于
暗反应过程，发生在叶绿体基质中：由题图可知，淀粉运出叶绿体时先水解成TP或六碳糖：蔗糖是由葡萄糖和果糖结合形成的二糖.
故答案为：
(1)S2；S3
(2) ATP、[H]；①②③
（3）蛋白质、核酸
（4）基质；葡萄糖；葡萄糖和果糖
【分析】1、光的补偿点是植物光合作用速率与呼吸作用速率相等时所需要的光照强度，光的饱和点是植物最大光合作用强度需要的最低光照强度：由题图1可知，三种植物光的补偿点是S1>S3>S2，由题图
2可知，光的饱和点是S3>S1>S2.2、光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生在叶绿
体的类囊体膜上，暗反应发生在细胞质基质中，光反应过程为暗反应提供还原氢和ATP，因此光照强度通过影响光反应进而影响暗反应进行，二氧化碳浓度通过影响暗反应而影响光反应的进行.本题的知识点是光反应和暗反应之间的关系，光照强度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，要求学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并结合题图信息通过分析、比较等方法综合解答问题.
（2021全国乙卷 29 ）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）
【答案】 ①. 细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜 ②. 细胞呼吸（或呼吸作用） ③. 蒸腾作用过强导致水分散失过多 ④. 光合作用 ⑤. 实验思路：在干旱环境下，白天和晚上每隔一段时间检测植物甲的液泡pH值。
预期结果：；白天pH值升高，晚上pH值降低。
【解析】
【分析】据题可知，植物甲生活在干旱地区，为降低蒸腾作用减少水分的散失，气孔白天关闭、晚上打开。白天气孔关闭时：液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，光合作用生成的氧气和有机物可用于细胞呼吸，白天能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而晚上虽然气孔打开，但由于无光照，叶肉细胞只能进行呼吸作用，能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
【详解】（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸（或呼吸作用）释放的CO2。
（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。
（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：在干旱环境下，白天和晚上每隔一段时间检测植物甲的液泡pH值。
预期结果：白天pH值升高，晚上pH值降低。
【点睛】解答本题关键是明确实验材料选取的原则，以及因变量的检测方法和无关变量的处理原则。
（2021北京卷 3）3. 将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　）


A. 两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B. 35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C. 50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D. HT植株表现出对高温环境的适应性
【答案】B
【解析】
【分析】1、净光合速率是植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。净光合速率可用单位时间内O2的释放量、有机物的积累量、CO2的吸收量来表示。
2、真正（总）光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】A、由图可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol••cm-2•s-1，A正确；
B、CO2吸收速率代表净光合速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知35℃时两组植株的净光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃时两组植株的真正（总）光合速率无法比较，B错误；
C、由图可知，50℃时HT植株的净光合速率大于零，说明能积累有机物，而CT植株的净光合速率不大于零，说明不能积累有机物，C正确；
D、由图可知，在较高的温度下HT植株的净光合速率仍大于零，能积累有机物进行生长发育，体现了HT植株对高温环境较适应，D正确。
故选B。
（2021北京卷 13）13. 关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　）
A. 研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B. 利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C. 依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D. 利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
【答案】C
【解析】
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】A、肝脏细胞中存在过氧化氢酶，故需要破碎细胞制成肝脏研磨液来获得过氧化氢酶的粗提液，A正确；
B、不同物质在酒精溶液中的溶解度不同，故可粗提取DNA，B正确；
C、依据光合色素在层析液中的溶解度不同，对光合色素进行纸层析分离，C错误；
D、蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应，可以利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质，D正确。
故选C。
（2021 山东卷 ）21. 光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。


（1）光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是___。
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【答案】 ①. 基质 ②. 光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多 ③. 低 ④. 喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等 ⑤. 100～300
【解析】
【分析】题意分析，光呼吸会抑制暗反应，光呼吸会产生CO2。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS 溶液后由表格数据可知，光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。
【详解】（1）C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，则光反应产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。
（2）叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度即为光饱和点，与对照相比，喷施100mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。
（3）光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸可以增加作物产量，由表可知，在 SoBS溶液浓度为200mg/L SoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【点睛】本题着重考查了光合作用的影响因素等方面的知识，意在考查考生能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。
（2021 辽宁卷 2 ）2. 植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B. 应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C. 合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D. 适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
【答案】B
【解析】
【分析】影响绿色植物进行光合作用的主要外界因素有：①CO2浓度；②温度；③光照强度。
【详解】A、不同植物对光的波长和光照强度的需求不同，可可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；
B、为保证植物的根能够正常吸收水分，该系统应控制培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，让植物合成更多的有机物，而夜晚适当降温则可以抑制其呼吸作用，使其少分解有机物，合理控制昼夜温差有利于提高作物产量，C正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，进而提高光合作用的速率，D正确。
故选B。
（2021 辽宁卷 22 ）22. 早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3．5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成___________，进而被还原生成糖类，此过程发生在___________中。
（2）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是__________（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有___________。

（3）某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。

①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力__________（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是__________。图中由Pyr转变为PEP的过程属于__________（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用__________技术。
（4）通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。
A. 改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B. 改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C. 改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力
D. 将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
【答案】（1） ①. 三碳化合物 ②. 叶绿体基质
（2） ①. 叶绿体 ②. 呼吸作用和光合作用
（3） ①. 高于 ②. NADPH和ATP ③. 吸能 ④. 同位素示踪 （4）AC
【解析】
【分析】光合作用过程包括光反应和暗反应：（1）光反应：场所在叶绿体类囊体薄膜，完成水的光解产生[H]和氧气，以及ATP的合成；
（2）暗反应：场所在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和C3的还原两个阶段。光反应为暗反应C3的还原阶段提供[H]和ATP。
【小问1详解】
光合作用的暗反应中，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
【小问2详解】
图示可知，HCO3-运输需要消耗ATP，说明HCO3-离子是通过主动运输的，主动运输一般是逆浓度运输，由此推断图中HCO3-浓度最高的场所是叶绿体。该过程中细胞质中需要的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
【小问3详解】
①PEPC参与催化HCO3-+PEP过程，说明PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需要消耗ATP，说明图中由Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
【小问4详解】
A、改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力，可以提高植物光合作用的效率，A符合题意；
B、改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成，不利于最终二氧化碳的生成，不能提高植物光合作用的效率，B不符合题意；
C、改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力，可以提高植物光合作用的效率，C符合题意；
D、将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物，不一定提高植物光合作用的效率，D不符合题意。
故选AC。
【点睛】本题的知识点是光合作用的过程，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系戎知识网络，并学会根据题干和题图获取信息，利用相关信息结合所学知识进行推理、解答问题。
（2021浙江卷 23 ）23. 渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0．33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（　　）



A. 与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率大小相似
B. 渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C 低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D. 破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
【答案】A
【解析】
【分析】根据图示，由图甲可知，在一定范围内（0.15 moL·L-1~0.33 mol·L-1山梨醇浓度），渗透压从低到高变化过程中，菠菜叶绿体的完整率和放氧率都逐渐变大，增幅不同；由图乙可知，两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量影响比较相似，而对放氧量的影响差别较大。
【详解】A、根据分析，由图甲可知，与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，但放氧率较低，放氧率可以代表光合速率，故说明低渗条件下光合速率较低，A错误；
B、根据分析，由图乙可知，渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大，B正确；
C、由图甲可知，低渗条件下，即使叶绿体完整率没有明显降低的范围内，叶绿体放氧率仍明显降低，即光反应速率下降，影响了暗反应，即卡尔文循环效率下降，C正确；
D、由图甲可以看出，低渗条件下叶绿体完整率越低，放氧率也越低，D正确。
故选A。
（2021浙江卷 2 ）27. 不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：


（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于__________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物__________的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物__________的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中__________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是_________；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是__________。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是__________。为确定叶片光合产物的去向，可采用__________法。
【答案】 ①. 液泡 ②. ATP和NADPH ③. 三碳糖磷酸 ④. 光反应 ⑤. 较低、较高 ⑥. 光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少 ⑦. 淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比 ⑧. 14CO2的同位素示踪
【解析】
【分析】1、分析图甲可知：在A点之前，随光照强度增大，大豆叶片净光合速率均增大，且高磷和低磷对其没有影响；A点之后，低磷条件下，随光照强度增加，净光合速率不再明显增大，最后稳定，高磷条件下，随光照强度增加，净光合速率先明显增大，最后稳定。
2、分析图乙可知：该实验是在16h光照，8h黑暗条件下，研究无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响，实验分为4组，分别为高磷、淀粉组；低磷、淀粉组；高磷、蔗糖组；低磷、蔗糖组。
【详解】（1）成熟植物细胞具有中央大液泡，是植物细胞贮存无机盐类、糖类、氨基酸、色素等的“大仓库”，所以无机磷主要贮存于大液泡中。光合作用过程中，光反应产物有O2、ATP和[H]（NADPH），而磷酸基团是ATP和NADPH的组分，也是RuBP（核酮糖二磷酸）和三碳糖（三碳糖磷酸）的组分，其中三碳糖磷酸是经卡尔文循环产生并可运至叶绿体外转变成蔗糖。
（2）图甲中O～A 段，随光照强度增大，净光合速率均增大，表明这时限制因素为光照强度，即光反应限制了光合作用；且高磷和低磷条件下大豆叶片净光合速率的曲线完全重合，说明无机磷不是光合作用中光反应过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖含量低，而淀粉含量高；不论高磷、低磷，24h内淀粉含量的变化趋势均为光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。
（3）光电比色法是借助光电比色计来测量一系列标准溶液的吸光度，绘制标准曲线，然后根据被测试液的吸光度，从标准曲线上求出被测物质的含量的方法。淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比，可用于糖的定量，故用光电比色法测定淀粉含量；为确定叶片光合产物的去向，可采用（放射性）同位素示踪法标记14CO2，通过观察放射性出现的位置进而推测叶片光合产物的去向。
【点睛】本题考查光反应和暗反应过程中物质变化、影响光合作用速率的因素以及生物科学的研究方法的运用，解答本题需要考生结合题图曲线变化趋势，总结变化规律，准确答题。
（2021 海南卷）21. 植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
（1）植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是____________。除通气外，还需更换营养液，其主要原因是____________。
（2）植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是____________。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在____________点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，该条件下B点的移动方向是____________。

（3）将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度____________；若将培植区的温度从T5调至T6，培植24h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量________________________。

【答案】（1） ①. 促进生菜根部细胞呼吸。 ②. 为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2） ①. 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量 ②. B ③. 右上方
（3） ①. 低 ②. 减少
【解析】
【分析】影响光合作用的主要因素有：光照强度、二氧化碳浓度、温度等；第（2）题图表示光照强度对光合速率的影响，第（3）题图表示温度对光合速率和呼吸速率的影响。
【小问1详解】
营养液中的生菜长期在液体的环境中，根得不到充足的氧，影响呼吸作用，从而影响生长，培养过程中要经常给营养液通入空气，其目的是促进生菜根部细胞呼吸；营养液中的无机盐在培植生菜的过程中会被大量吸收，因此更换营养液的主要原因是为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。
【小问2详解】
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以选用红蓝光组合LED灯培植生菜可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量；B点为光饱和点对应的最大光合速率，因此培植区的光照强度应设置在B点所对应的光照强度，根据题干“为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度”可知：该条件下光合速率增大，则B点向右上方移动。
【小问3详解】
根据曲线可知：在此曲线中光合速率的最适温度为T5，而在该实验温度范围内呼吸速率的最适温度还未出现，所以光合作用最适温度比呼吸作用最适温度低，若将培植区的温度从T5调至T6，导致光合速率减小而呼吸速率增大，生菜植物的有机物积累量将减少。
【点睛】本题结合曲线图，主要考查光照强度与温度对光合速率的影响，注意认真分析题图，弄清影响呼吸作用与光合作用的因素是解题关键。