单元检测卷03+细胞的能量供应和利用-2024年高考生物一轮复习考点通关卷

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2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
第三单元 细胞的能量供应和利用 单元练
（时间：60分钟，满分：100分）
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。）
1．下图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是（ ）

A．HCO3-经主动运输进入细胞质基质
B．HCO3-通过通道蛋白进入叶绿体基质
C．光反应生成的H+促进了HCO3-进入类囊体
D．光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应
【答案】B
【分析】光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、光合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢；②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP，此过程将光能变为ATP活跃的化学能。
【详解】A、据图可知，HCO3-进入细胞质基质需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，A正确；
B、HCO3-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误；
C、据图可知，光反应中水光解产生的H+促进HCO3-进入类囊体，C正确；
D、据图可知，光反应生成的物质X（O2）促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO3-进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。
故选B。
2．在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（ ）

A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
【答案】C
【分析】本实验的自变量为光照强度和温度，因变量为CO2吸收速率。
【详解】A、CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；
B、在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B正确；
C、CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；
D、图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。
故选C。
3．运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（ ）
A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能
B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖
C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP
D．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
【答案】A
【分析】如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能；当中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸；当高强度运动时，主要利用肌糖原供能。
【详解】A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，A正确；
B、由图可知，中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B错误；
C、高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部分转变为ATP，C错误；
D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解提供能量，D错误。
故选A。
4．水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）
A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；
B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；
C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。
故选B。
5．衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是（ ）
A．葡萄糖B．糖原C．淀粉D．ATP
【答案】D
【分析】ATP来源于光合作用和呼吸作用，是生物体内直接的能源物质。
【详解】细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接的能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D正确，ABC错误。
故选D。
6．图1表示某酶促反应中反应物浓度对反应速率的影响，图2是ATP和ADP相互转化的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）

A．图1中a点和b点限制反应速率的主要因素相同
B．图1所示的实验给予的温度应该是该酶的最适温度
C．在光合作用过程中，只能发生图2所示的部分过程
D．光下叶肉细胞中能发生图2中①过程的场所有2处
【答案】B
【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。
【详解】A、图1中a点限制反应速率的主要因素是反应物的浓度，b点限制反应速率的主要因素是酶的数量，A错误；
B、图1中温度会影响实验结果，所以为了避免温度对实验的影响，给予的温度应该是该酶的最适温度，B正确；
C、光合作用中既有ATP的合成也有ATP的水解，C错误；
D、光下叶肉细胞内合成ATP的场所有3处，即线粒体、叶绿体和细胞质基质，D错误。
故选B。
7．超氧化物歧化酶（SOD）由两条分别含109个和119个氨基酸的肽链组成，能清除自由基，其催化活性受下图模型甲、乙所示两种作用机理不同的酶抑制剂影响。下列说法正确的是（ ）

A．组成SOD的氨基酸可能有多种排列顺序
B．SOD能为清除自由基的反应提供活化能从而发挥催化活性
C．若提高底物浓度后酶促反应速率增大，则抑制剂的作用机理如模型甲所示
D．图示两种类型的抑制剂，均一定程度抑制了酶的调节作用
【答案】C
【分析】分析图甲可知，抑制剂的作用机理是与底物竞争活性部位，这种抑制作用可以通过增加底物浓度来提高反应速率；分析图乙可知，该抑制剂的作用机理是与酶结合后改变活性部位的空间结构，使其不能和底物结合，这种抑制作用不能通过增加底物浓度来提高反应速率。
【详解】A、SOD是一种具体的蛋白质，氨基酸排列顺序是固定的，故组成SOD的氨基酸排列顺序只有一种，A错误；
B、SOD的作用机理是降低化学反应的活化能，其并不能为清除自由基的反应提供活化能，B错误；
C、分析图甲可知，抑制剂的作用机理是与底物竞争活性部位，若提高底物浓度后酶促反应速率增大，即底物浓度增加后，酶与底物的结合机会增加，则说明抑制剂的作用机理如模型甲所示，C正确；
D、酶具有催化作用，即酶能降低化学反应的活化能，并不具有调节作用，D错误。
故选C。
8．如图表示酶和无机催化剂降低化学反应活化能的示意图。下列相关叙述错误的（ ）

A．a表示没有催化剂时的化学反应的活化能
B．b、c分别表示有无机催化剂和酶催化时的化学反应的活化能
C．据图可知，无机催化剂和酶的作用机理相同
D．d的数值越大，则表示酶的催化活性越低
【答案】D
【分析】酶可以有效降低化学反应所需的活化能，以保证细胞内的反应在常温、常压下高效地进行，酶降低的活化能。
【详解】AB、图中的a、b、c、d分别表示没有催化剂时的化学反应的活化能、有无机催化剂时的化学反应的活化能、酶催化时的化学反应的活化能、酶降低的活化能，AB正确；
C、据图可知，无机催化剂和酶的作用机理相同，都是降低了化学反应的活化能，C正确；
D、d的数值越大，说明酶降低的活化能越大，酶的催化活性越高，D错误。
故选D。
9．下列关于细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（ ）
A．利用麦芽、葡萄和酵母菌等生产各种酒需要控制通气
B．花盆里的土壤板结后，需要及时松土透气
C．储藏水果和粮食需要给予低温、低氧和干燥等条件
D．皮肤破损较深时需要及时处理，抑制破伤风杆菌的繁殖
【答案】C
【分析】发酵是微生物的无氧呼吸，植物细胞的无氧呼吸不是发酵；破伤风杆菌进行无氧呼吸，易感染伤口的深层。
【详解】A、在利用酵母菌生产酒精时，酵母菌开始要先进行有氧呼吸，然后通过无氧呼吸产生酒精，所以利用麦芽、葡萄和酵母菌等生产各种酒需要控制通气，A正确；
B、花盆里的土壤板结后，需要及时松土透气，增加土壤中的氧气含量，避免根细胞因缺乏氧气进行无氧呼吸，进而避免烂根现象发生，B正确；
C、储藏粮食需要给予低温、低氧和干燥等条件；为了保持水果新鲜，不能在干燥条件下储藏水果，C错误；
D、由于破伤风杆菌属于厌氧菌，所以皮肤破损较深时需要及时处理，抑制破伤风杆菌的繁殖，D正确。
故选C。
10．某真核细胞内有三种具有双层膜的结构（部分示意图如下）。下列叙述与事实不相符的（ ）
A．图a中的内膜是大量产生ATP的场所
B．图b中的基质是合成光合有机物的场所
C．图c中的核孔对大分子出入没有选择性
D．图a、b、c三种结构中都存在核酸
【答案】C
【分析】分析题文描述和题图可知：a、b、c分别表示线粒体、叶绿体、细胞核。
【详解】A、图a表示线粒体，有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成的，其过程是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O，并释放大量的能量，产生大量的ATP，A正确；
B、图b表示叶绿体，光合作用的暗反应是在叶绿体基质中进行，发生的物质变化包括CO2与C5结合形成C3、C3被还原为糖类等有机物，B正确；
C、图c表示细胞核，其中的核孔是蛋白质和RNA等大分子物质选择性地进出细胞核的通道，即核孔对大分子出入有选择性，C错误；
D、图a、b、c三种结构分别表示线粒体、叶绿体、细胞核。核酸包括DNA和RNA，DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中，D正确。
故选C。
11．各取10%的无菌葡萄糖溶液100mL，加入少许酵母菌液，混匀、密封，按如图装置（无空气）进行实验。如果测定甲、乙装置中CaCO3沉淀均为10g，撤去装置，将两瓶溶液用滤菌膜过滤掉酵母菌，甲、乙滤液分别倒入图丙U形管中，开始时A、B液面相平，若葡萄糖不能通过此U形管中的半透膜，其余物质均能通过，下列相关叙述错误的是（ ）

A．若适当提高甲、乙装置中酵母菌液的温度，反应速度可能会加快
B．可以将甲装置中的无菌O2换为无菌空气
C．一段时间后，A液面上升B液面下降，这是因为甲装置中酵母菌消耗的葡萄糖少，溶液浓度大
D．当U形管中A、B液面稳定时，还有水分子通过半透膜
【答案】B
【分析】有氧呼吸时，每消耗一分子葡萄糖，产生6分子二氧化碳，而无氧呼吸时，每消耗一分子葡萄糖产生2分子二氧化碳，甲、乙装置中产生的CaCO3沉淀均为10g，说明产生的二氧化碳的量是相同的，所以甲乙装置酵母菌消耗葡萄糖的量比值为1: 3。
【详解】A、若实验装置低于最适温度，适当提高甲、乙装置中酵母菌液的温度，反应速度可能会加快，A正确；
B、无菌空气中含有二氧化碳，也可能使得澄清石灰水生成CaCO3，影响实验结果，B错误；
C、有氧呼吸时，每消耗一分子葡萄糖，产生6分子二氧化碳，而无氧呼吸时，每消耗一分子葡萄糖产生2分子二氧化碳，所以甲乙两装置产生等量的CaCO3沉淀时，甲装置中的酵母菌消耗的葡萄糖少于乙装置，甲溶液浓度大，故A液面升高B液面下降，C正确；
D、当U型管中A、B液面稳定时，还有水分子通过半透膜，且处于动态平衡状态，D正确。
故选B。
12．用2ml·L-1的乙二醇溶液和2ml·L-1蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察其质壁分离现象，得到其原生质体（植物细胞去除细胞壁后剩下的结构）体积变化如图所示。下列叙述正确的是（ ）

A．原生质层相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁
B．第120s开始，外界溶液中的乙二醇才能进入细胞液
C．在0～120s，原生质体内只发生水分子渗出，没有水分子渗入
D．在120～240s，细胞液内蔗糖溶液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等
【答案】A
【分析】题图分析，某种植物细胞处于乙二醇溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，质生质体体积变小，细胞液浓度增大；随后乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞，细胞液浓度增加，细胞吸水，发生质壁分离复原。某种植物细胞处于蔗糖溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，质生质体体积变小；又由于蔗糖溶液浓度较大，细胞会失水过多而死亡。
【详解】A、原生质层相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁，因而成熟的植物细胞在失水后会发生质壁分离，A正确；
B、外界溶液中的乙二醇在实验开始时就不断通过自由扩散方式进入细胞液，B错误；
C、在0～120s，原生质体内既有水分子渗出，也有水分子渗入，只不过单位时间内渗出的水分多于进入的水分，因而表现出质壁分离，C错误；
D、在120～240s，原生质体的体积不再发生变化。刚120s时细胞未死亡，外界蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度（此时蔗糖分子不能进入液泡中）；随时间的推移，细胞可能由于失水过多而死亡，此时蔗糖分子可通过分子的扩散作用透过原生质层进入液泡中，最终细胞液内蔗糖溶液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等，D错误。
故选A。
13．为研究大棚作物光合作用强度与光照强度的关系，科研人员利用若干大小一致的密闭透明容器，给予不同的光照强度进行实验，测得容器内CO2浓度的变化情况如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A．B点时，植物叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
B．C点时，植物叶肉细胞中既有光合作用又有呼吸作用
C．D点时，若光照强度不变，增加CO2浓度供应，C5含量会上升
D．从图可知当光照强度低于B点时植物不能正常生长
【答案】C
【分析】图示曲线表示密闭透明容器内的CO2浓度随不同的光照强度变化而变化的情况，反映的是净光合速率的变化，净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率。AB段CO2浓度高于初始浓度并逐渐增大，说明实际光合速率小于呼吸速率；BC段CO2浓度逐渐减小，说明实际光合速率大于呼吸速率；CD段CO2浓度保持不变，说明受CO2浓度的限制，实际光合速率等于呼吸速率。
【详解】A、B点时，密闭透明容器内的CO2浓度高于初始浓度，说明实际光合速率小于呼吸速率，因此植物叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，A正确；
B、C点时，密闭透明容器内的CO2浓度降至最低，且C点之后CO2浓度不再变化，说明实际光合速率等于呼吸速率，进而推知：植物叶肉细胞中既有光合作用又有呼吸作用，B正确；
C、CD段，密闭透明容器内的CO2浓度降至最低且保持稳定，说明D点时限制实际光合速率的因素为CO2浓度，若光照强度不变，增加CO2浓度供应，则实际光合速率会增大，C5含量会下降，C错误；
D、从图可知：当光照强度低于B点时，植物的实际光合速率小于呼吸速率，没有有机物的积累，因此植物不能正常生长，D正确。
故选C。
14．生物学是一门以实验为基础的学科，实验的选材是否恰当直接影响实验结果。现有以下实验材料：①色球蓝细菌②小球藻③黑藻④藓类叶片⑤水绵。下列有关实验材料或相关实验的说法，正确的是（ ）
A．①和②的细胞均无以核膜为界限的细胞核
B．用③观察植物细胞失水和吸水时，叶绿体会干扰实验现象的观察
C．用④观察叶绿体时，要在载玻片上滴生理盐水以保持细胞的正常形态
D．⑤的细胞中有叶绿体，用⑤可证明叶绿体能吸收光能并释放氧
【答案】D
【分析】真核细胞和原核细胞最明显的区别是有无以核膜为界限的细胞核；①色球蓝细菌，是原核生物，没有成熟的细胞核，没有叶绿体，但含有藻蓝素和叶绿素，可以进行光合作用；②小球藻③黑藻④藓类叶片⑤水绵，都是真核生物，有叶绿体，可以进行光合作用。
【详解】A、①色球蓝细菌是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核，②小球藻是真核生物，具有以核膜为界限的细胞核，A错误；
B、质壁分离是原生质层与细胞壁分离，叶绿体没有影响，B错误；
C、用④藓类小叶观察叶绿体时，植物细胞有细胞壁，不需要在载玻片上滴生理盐水，C错误；
D、⑤水绵是多细胞藻类植物，体内有带状叶绿体，因此水绵是研究植物光合作用的首选材料，可证明叶绿体能吸收光能并释放氧，D正确。
故选D。
15．非光化学猝灭（NPQ）是光合色素通过分子振动将吸收的过剩光能以热能形式散失的机制，该机制可避免强光损伤光合结构，但强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间。自然环境中光照强度通常在短时间中剧烈波动，为探究光波动对植物光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，设置光照强度相同但强光-弱光波动频率不同的T1、T2、T3组(光波动频率T1
A．与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少
B．光波动频率越高，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长
C．T3组黄瓜幼苗色素含量的变化，不利于其适应光剧烈波动环境
D．培育出光照减弱时NPQ降低的黄瓜品种，能提高其光合产量
【答案】C
【分析】分析题意，本实验目的是探究光波动对植物光合作用的影响，实验的自变量是光波动频率，因变量是光合作用，可通过生物量、光合色素含量和NPQ等进行比较。
【详解】A、据图可知，T1组和T2组的光合色素基本相同，但T1组的生物量远高于T2组，由此推断，与T1组相比，T2组黄瓜幼苗光合作用固定的光能少，A正确；
B、由题意“强光下发生的NPQ在光减弱时仍会持续一段时间”可知，随着光波动频率的增大，NPQ指标也在增加，黄瓜幼苗在弱光期NPQ的总持续时间越长，B正确；
C、NPQ能够避免强光损伤光和结构，从图中可知，T3组NPQ指标最高，能更好的适应光剧烈波动的环境，C错误；
D、NPQ指标越大，其生物量越小，故培育出光照减弱时NPQ降低的黄瓜品种，能提高其光合产量，D正确。
故选C。
二、非选择题（本题共5小题，共55分。）
16．（11）植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。

回答下列问题：
(1)光为生菜的光合作用提供 ，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因 作用失水造成生菜萎蔫。
(2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是 。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是 。
(3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是 。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以 ，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有 。
【答案】(1) 能量 渗透
(2) 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 红光：蓝光=3：2 叶绿素和含氮物质的含量最高,光合作用最强
(3) 光合速率最大且增加值最高
升高温度 减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生
【分析】影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化碳浓度、叶绿素的含量，酶的含量和活性等。
【详解】（1）植物进行光合作用需要在光照下进行，光为生菜的光合作用提供能量，又能作为信号调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，造成外界溶液浓度高于细胞液浓度，根细胞会因渗透作用失水使植物细胞发生质壁分离，造成生菜萎蔫。
（2）分析图乙可知，与CK组相比，A、B、C组的干重都较高。结合题意可知，CK组使用的是白光照射，而A、B、C组使用的是红光和蓝紫光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，故A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，积累的有机物含量更高，植物干重更高。由图乙可知，当光质配比为B组（红光：蓝光=3：2）时，植物的干重最高；结合图甲可知，B组植物叶绿素和氮含量都比A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B组植物的光合作用速率大于A组（红光：蓝光=1：2）、C组（红光：蓝光=2：1）两组，有机物积累量最高，植物干重最大，最有利于生菜产量的增加。
（3）由图可知，在25℃时，提高CO2浓度时光合速率增幅最高，因此，在25℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以升高温度，使光合作用有关的酶活性更高，使光合速率进一步提高。从农业生态工程角度分析，优点还有减少环境污染，实现能量多级利用和物质循环再生等。
17．（11）下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisc酶对CO2的Km为450μml·L-1（K越小，酶对底物的亲和力越大）,该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶（PEPC对CO2的Km为7μml·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题：
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 （填具体名称）,该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成 （填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通过 长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度 （填"高于"或"低于"）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是 （答出三点即可）。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 （答出三点即可）。
【答案】(1) 3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织
(2) 高于 高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisc酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸
(3)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
【分析】本题主要考查的光合作用过程中的暗反应阶段，也就是卡尔文循环，绿叶通过气孔从外界吸收的 CO2，在特定酶的作用下，与 C5（一种五碳化合物）结合，这个过程称作 CO2 的固定。一分子的 CO2 被固定后，很快形成两个 C3 分子。在有关酶的催化作用下，C3 接受 ATP 和 NADPH 释放的能量，并且被 NADPH 还原。随后，一些接受能量并被还原的 C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的 C3，经过一系列变化，又形成 C5。这些 C5 又可以参与 CO2 的固定。这样，暗反应阶段就形成从 C5 到 C3再到 C5 的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。
【详解】（1）玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3-磷酸甘油酸，然后直接被还原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，蔗糖在长距离运输时是通过维管组织。
（2）干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisc酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。
（3）将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。
18．（11）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。

回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
【答案】(1) 叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b） 一和二
(2) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(3)将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数
【分析】1、光合色素的提取和分离实验中，用纸层析法分离叶绿体色素的原理为，不同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，反之则慢，分离后获得4条色素带，由下到上分别为叶绿素b（黄绿色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙黄色），其中叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、分析题图，补光时间为6小时/天，且红光+蓝光组平均花朵数最多，即在此条件下最有利于火龙果成花。
【详解】（1）火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。
（2）根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光+蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。
（3）本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
19．（11）图1表示某兴趣小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶的酶促反应速率的影响（其他条件均为最适条件），对实验的结果进行分析并绘制的图；图2表示该兴趣小组利用相关装置进行一系列的实验来研究酶的特点的示意图。据图回答下列问题。

(1)图1所示的实验“其他条件为最适条件”中的最适条件主要指的是温度和pH，若第一次实验用的是人的胰蛋白酶，第二次实验用的是人的胃蛋白酶，则与第二次实验相比，第一次实验对应的温度和pH两个无关变量中需要调整的是 。图1所示实验的自变量是 ，酶促反应速率的表示方法是 （答出2种即可）。
(2)酶抑制剂的作用机理有两种：①与底物争夺酶的结合位点；②与酶结合改变酶的结构，从而抑制酶促反应速率。结合图1分析，抑制剂Ⅰ的作用机理应是 （填序号）；若抑制剂的量不变，提高抑制剂Ⅱ作用下的酶促反应速率的措施是 。
(3)图2所示的实验装置所进行的实验目的是 ，在不另设空白对照组的前提下，用其中的乙装置 （填“能”或“不能”）用于验证温度对酶活性的影响，原因是 。
【答案】(1) pH 底物浓度、抑制剂的种类（和抑制剂的有无） 单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的增加量
(2) ① 增加酶的数量
(3) 验证酶具有高效性 不能 温度升高本身就会促进过氧化氢的分解
【分析】实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称做自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则，要注意无关变量应该相同且适宜。
【详解】（1）人的胰蛋白酶和胃蛋白酶的最适温度相同，但是胰蛋白酶的最适pH大于7，胃蛋白酶的最适pH为1.5，所以由胰蛋白酶改为胃蛋白酶后，温度条件保持不变，但pH需降低至1.5；图1所示实验的自变量是底物浓度、抑制剂的有无和抑制剂的种类。酶促反应速率可以用单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的增加量表示。
（2）从图1中可以看出，随着底物浓度的增大，抑制剂I的抑制作用被抵消，可以达到无抑制剂时的最大速率，所以抑制剂I的作用机理应是①（与底物争夺酶的结合位点）。抑制剂Ⅱ的作用机理是与酶结合改变酶的结构，从而抑制酶促反应速率，所以要增大抑制剂Ⅱ作用下的最大酶促反应速率，应增加酶的数量（浓度）。
（3）比较图2中的两个装置可以看出，除了催化剂种类不同外，其他处理方法相同，所以该装置可用于验证酶具有高效性。由于温度变化本身就会影响过氧化氢的分解，所以在不另设空白对照组的前提下，乙装置不能用于验证温度对酶活性的影响。
20．（11）图1中的甲表示光照强度净光合速率的影响曲线图，乙表示温度对净光合速率和呼吸速率的影响曲线图，图2表示探究与光合作用相关的实验装置示意图。据图回答下列问题。

(1)据图1可知，在相应的温度条件下，苹果树幼苗的呼吸速率 （填“大于”“等于”或“小于”）梨树幼苗的呼吸速率，光照强度大于b时，限制光合速率的主要环境因素是 。一般条件下，苹果树幼苗生长速率大于梨树幼苗，原因是 。
(2)据图乙分析，最适合植物生长的温度是 ，温度从30℃升至35℃后，植物的呼吸速率、实际光合速率和生长速率的变化情况： 。
(3)利用图2所示的装置 （填“能”或“不能”）一次测定出植株的实际光合速率。假设CO2浓度改变不影响呼吸速率，用该装置可以验证适宜浓度的CO2范围内，随着CO2浓度的升高光合速率逐渐增大，请简述实验处理方法及实验结果： 。
【答案】(1) 小于 温度和CO2浓度 相同光照强度下，苹果树幼苗吸收CO2的速率（或净光合速率）大于梨树幼苗
(2) 25℃ 升高、不变、降低
(3) 不能 处理方法：用图中的装置设置A、B、C三组，装置内NaHCO3溶液的浓度适宜且大小为A>B>C，其他条件适宜且相同，一段时间后测定装置内的气体增加量，实验结果：气体增加量的大小关系为A>B>C
【分析】图1甲中曲线与纵轴的交点表示呼吸速率，与横轴的交点表示光补偿点，a、b两点分别表示苹果幼苗和梨树幼苗的光饱和点，据乙可知，在25℃时植物的净光合速率最大，所以该温度下植物生长速率最快。
【详解】（1）图1甲中坐标曲线的起点表示呼吸速率，起点越靠下说明呼吸速率越大，据图可知，苹果树幼苗的呼吸速率小于梨树幼苗。当光照强度大于b（梨树的光饱和点）时，限制光合速率的主要环境因素是温度和CO2浓度。植物的生长速率取决于净光合速率，从图甲中可以看出，相同光照强度下，苹果树幼苗吸收CO2的速率（或净光合速率）大于梨树幼苗，所以苹果树幼苗的生长速率大于梨树幼苗。
（2）据图1中的乙可知，在25℃时植物的净光合速率最大，所以该温度下植物生长速率最快。实线表示呼吸速率，虚线表示净光合速率，二者之和为实际光合速率，所以温度从30℃升至35℃后，植物的呼吸速率、实际光合速率和生长速率的变化情况为升高、不变、降低。
（3）由于实际光合速率=净光合速率+呼吸速率，但在光照下植物同时进行光合作用和细胞呼吸，所以用图2所示的装置不能一次测定出植株的实际光合速率。装置中的NaHCO3溶液的浓度大小可以调整CO2浓度，所以用该装置可以验证适宜浓度的CO2范围内，随着CO2浓度的升高光合速率逐渐增大，具体操作方法及实验结果如下：
处理方法：用图中的装置设置A、B、C三组，装置内NaHCO3溶液的浓度适宜且大小为A>B>C（模拟CO2浓度的不同），其他条件适宜且相同，一段时间后测定装置内的气体（氧气）增加量；
实验结果：气体增加量的大小关系为A>B>C。