解密03细胞代谢（分层训练）-2022年高考生物二轮复习讲义分层训练

解密03细胞代谢AA组基础练1．（2021·河北石家庄·一模）下图为肝细胞的细胞膜亚显微结构示意图，对其结构和功能的描述，错误的是（）

A．不同个体间肝脏移植易发生免疫排斥反应，主要与物质①相关B．水、甘油等物质通过细胞膜的速率与其大小、脂溶性等因素相关C．膜两侧结合的蛋白质种类、数量有差异，膜蛋白的分布具有不对称性D．血糖浓度低时，细胞产生的葡萄糖跨膜运输方向是I→Ⅱ【答案】D【详解】A、免疫系统能识别非己成分，不同个体间肝脏移植易发生免疫排斥反应，主要与物质①糖蛋白识别功能有关，A正确；B、细胞膜含有磷脂，水、甘油都是通过被动运输通过细胞膜的，运输速率与其大小、脂溶性等因素有关，B正确；C、蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，蛋白质的种类、数目不同其功能的复杂程度不同，由于细胞膜内外两侧的功能有差异，所以膜内外两侧结合的蛋白质种类、数量有差异，膜蛋白的分布具有不对称性，C正确；D、血糖浓度低时，细胞产生的葡萄糖能进入血浆，跨膜运输方向是Ⅱ（细胞内）→I（细胞外），D错误。故选D。2．细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲~戊代表生长必需的不同物质，①~⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下列叙述正确的是（）A．突变型细菌缺乏酶①、②、③B．酶①与乙结合后不会改变酶①的形状C．酶②能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁D．若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长【答案】D【详解】A、根据题干可知：野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长，说明突变型细菌不能合成乙、丁，缺乏酶①、③，A错误；B、酶①与乙结合后会改变酶①的形状，由酶①完成对乙的催化，B错误；C、酶②能催化乙转变为丙，由于酶具有专一性，故其不能催化丙转变为丁，C错误；D、若丙→戊的反应受阻，突变型细菌能通过酶④合成戊物质，也能生长，D正确。故选D。3．下图表示底物和两种抑制剂与酶的结合机理，下列相关分析正确的是（）A．抑制剂1降低酶活性的机理与高温对酶活性抑制的机理相同B．抑制剂1与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点C．在含有抑制剂1的酶促反应体系中，增加底物浓度对反应速率无影响D．增加底物浓度会减弱抑制剂2的抑制作用【答案】B【详解】A、抑制剂1降低酶活性的机理是和底物争夺酶的同一活性部位，使酶和底物的结合机会减少，从而降低酶对底物的催化反应速率，高温是破坏酶的空间结构，从而降低酶对底物的催化反应速率，两者对酶活性抑制的机理不相同，A错误；B、分析题图可知：抑制剂1与底物具有类似结构，都能与酶结合，从而与底物竞争酶的活性位点，B正确；C、在含有抑制剂1的酶促反应体系中，增加底物浓度则抑制剂与酶结合的机会减小，导致其发挥抑制作用的几率减小，进而会提高反应速率，对反应速率有影响，C错误；D、抑制剂2为非竞争性抑制剂，和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，故增加底物浓度不会减弱抑制剂2的抑制作用，D错误。故选B。4．（2020年全国统一考试生物试卷（课标Ⅰ））种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（）A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多【答案】D【详解】A、若二氧化碳的生成量=酒精的生成量，则说明不消耗氧气，故只有无氧呼吸，A正确；B、若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，B正确；C、若只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C正确；D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼吸产乳酸，则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量，D错误。故选D。5．（2020年浙江省高考生物试卷）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是（）A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量【答案】C【详解】A、需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，贮存在有机物中的能量全部释放出来，产生大量ATP，而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；B、细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；C、细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子，C正确；D、若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。故选C。6．（2019年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅲ））若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（）A．有机物总量减少，呼吸强度增强B．有机物总量增加，呼吸强度增强C．有机物总量减少，呼吸强度减弱D．有机物总量增加，呼吸强度减弱【答案】A【详解】根据题意分析，种子萌发时，吸水膨胀，种皮变软，呼吸作用逐渐增强，将储藏在子叶或胚乳中的营养物质逐步分解，转化为可以被细胞吸收利用的物质，所以种子萌发过程中，呼吸作用强度增加，而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。7．酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示，①～③为相关生理过程。下列叙述正确的是()A．①释放的能量大多贮存在有机物中B．③进行的场所是细胞溶胶和线粒体C．发生①③时，释放量大于吸收量D．发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③【答案】D【详解】A、①释放的少量能量中大部分以热能形式散失，有少部分合成ATP，A错误；B、③进行的场所是线粒体，B错误；C、①③是需氧呼吸，释放量等于吸收量，C错误；D、酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行需氧呼吸也能进行厌氧呼吸，所以发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③，D正确。故选D。8．（2020·辽宁大连·高三期末）下图表示细胞呼吸的部分过程，有关叙述错误的是（）A．①②③过程释放的能量动向一致B．④⑤产物的生成场所是细胞质基质C．①过程生成少量ATP，④与⑤过程不生成ATPD．a代表丙酮酸，bc分别代表2分子水和6分子的氧气【答案】D【详解】A、有氧呼吸过程释放的能量都有两个去路，大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，A正确；B、④⑤都代表了无氧呼吸的第二阶段，场所在细胞质基质，B正确；C、有氧呼吸的第一阶段会产生少量的ATP，无氧呼吸的第二阶段没有能量的释放，C正确；D、有氧呼吸第二阶段需要6分子的水参与反应，因此b代表6分子水，D错误；故选D。9．（2021·广东·东莞市东华高级中学高三阶段练习）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【详解】A、肝癌细胞通过无氧呼吸在细胞质基质将葡萄糖分解成乳酸，A正确；B、正常细胞在细胞质基质和线粒体中进行有氧呼吸，B正确；C、正常细胞通过有氧呼吸把葡萄糖彻底氧化分解，产生大量ATP，肝癌细胞主要通过无氧呼吸把葡萄糖不彻底的氧化分解为乳酸，产生少量ATP，因此肝癌细胞利用葡萄糖产生ATP的效率比正常细胞低，C正确；D、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。故选D10.（2020年江苏省高考生物试卷）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（）A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B．研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏C．研磨时添加石英砂有助于色素提取D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散【答案】B【详解】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误；C、研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。故选B。11.（2019年海南省高考生物试卷）下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（）A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用【答案】B【详解】光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。故选B。12.光合作用和细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，错误的是（）A．适宜的光照下，叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成B．细胞呼吸过程中有机物中稳定的化学能主要转变为ATP中活跃的化学能C．用H218O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18OD．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，有利于提高作物产量【答案】B【详解】A、光合作用的光反应阶段产生ATP，光反应的条件是光照，场所是叶绿体，有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，有氧呼吸的场所是细胞质溶胶和线粒体，A正确；B、光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中有机物中的化学能大部分以热能形式散失，少部分转变为ATP中活跃的化学能，B错误；C、用H218O培养小球藻，在叶绿体中进行光合作用，进行水的光解形成氧气和[H]，则最先检测到含有放射性的产物是氧气；氧气可参与有氧呼吸的第二阶段，在CO2中可检测到被标记的O，再通过光合作用的碳反应阶段，转移到糖类等有机物中，C正确；D、夏季连续阴天，光照强度减弱，光合作用合成的有机物减少，夏季的气温较高，细胞呼吸作用较强，细胞呼吸分解的有机物较多，不利于植物生长，所以大棚中白天适当增加光照，提高光合作用强度，夜晚适当降低温度，降低细胞呼吸强度从而增加净光合作用强度，可提高作物产量，D正确。故选B。13.（2019年天津市高考生物试卷）下列过程需ATP水解提供能量的是()A．唾液淀粉酶水解淀粉B．生长素的极性运输C．光反应阶段中水在光下分解D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段【答案】B【详解】唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A错误；生长素的极性运输是以主动运输的方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要ATP提供能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解，需要光能，不需要ATP供能，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸，不需要ATP供能，D错误。因此，本题答案选B。14.（2021·福建·高三专题练习）植物的光合作用受很多因素的影响，如①光照强度、②温度、③二氧化碳、④水、⑤光合色素、⑥酶等，通过补光、增施有机肥等措施，可提高植物的光合作用速率，从而增加产量。请回答下列有关问题：（1）①～⑥中，主要通过影响暗反应来影响光合速率的因素是____________（填序号）。⑤分布于___________________，分布于此对于植物的意义是_________________________________________________________________________________________________________________________。（2）增施氮肥也是农业生产上经常采用的增加产量的手段，这是因为氮元素参与合成光合作用所需的________________________________________________________________（至少回答三种）。（3）某研究小组研究了在蓄水坑灌条件下，苹果植株的光合速率及气孔导度随不同施氮量的变化，结果如下表所示：施氮量0（kg/hm2）150（kg/hm2）300（kg/hm2）600（kg/hm2）光合速率（pmol．m2．st1）12171916气孔导度（umol．m2．s1）0．110．170．180．15根据表格信息分析，施氮量在0～300kg/hm2范围内时，随施氮量的增加，苹果植株光合速率增大，推测其原因是__________________________________________________；当施氮量达到600kg/hm²时，苹果植株的光合速率和气孔导度都下降的原因可能是_________________________________________________________________________________________________________________。【答案】②③⑥（叶绿体）类囊体薄膜（基粒）类囊体（基粒）膜面积大，可聚集更多色素，以吸收更多光能酶、叶绿素、ATP、［H］等施氮量增加，促进苹果气孔导度增大，吸收的CO2增加施氮量过多，使外界溶液浓度较大，从而影响苹果植株根部细胞的吸水【详解】（1）③二氧化碳直接参与暗反应，②温度和⑥酶会影响反应速率，而暗反应中进行的生物化学反应对于①〜⑥中，所以影响暗反应速率的因素有②③⑥。⑤光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜（基粒）上，叶绿体内的基粒和类囊体极大地扩展了受光面积，使更多的光合色素聚集于此，以便吸收更多光能。（2）氮元素可参与合成光合作用所需的酶、叶绿素、ATP、ADP、［H］等物质，从而影响植物的光合速率。（3）由表格数据可知，施氮量在0300kg/hm2范围内时，随施氮量的增加，苹果植株的光合速率和气孔导度均增大，推测增施的氮元素能促进气孔开放，增加植物吸收CO2，从而增大其光合速率。当施氮量达到600kg/hm2时，施氮量过多，使外界土壤溶液的浓度较大，从而影响了苹果植株根部吸水，使其光合速率和气孔导度都下降。

15.（2020年全国统一高考生物试卷（课标Ⅲ））照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。反应部位（1）__________叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖丙酮酸等反应名称（2）__________光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能（3）__________化学能终产物（除ATP外）乙醇、CO2（4）__________（5）__________【答案】细胞质基质无氧呼吸光能O2、NADPHH2O、CO2【详解】（1）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。（2）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸。（3）由分析可知，光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能，储存在ATP中。（4）由分析可知，光合作用的光反应的产物为O2和NADPH。（5）由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2，第三阶段产物为H2O。BB组提升练1．（2021年广东高考生物试题）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（）

A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③【答案】A【详解】A、通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；B、②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；C、滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；D、通过分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。故选A。2．（2020年海南省高考生物试题（新高考））ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是（）A．ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞C．Cl和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程【答案】D【详解】A、O2的跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，A错误；B、据图可知：ABC转运蛋白发挥作用过程伴随水解ATP，产生能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，B错误；C、据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故Cl和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误；D、据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。故选D。3．（2019年普通高等学校招生全国统一考试（新课标Ⅱ）理科综合能力测试生物试题）某种H﹢ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是()A．H﹢ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输C．H﹢ATPase逆浓度梯度跨膜转运H﹢所需的能量可由蓝光直接提供D．溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞【答案】C【详解】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。

4．（浙江省2019届高三4月选考生物试题）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：下列叙述正确的是（）A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关B．若不断提高温度，根细胞吸收H2PO4的量会不断增加C．若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3的吸收D．细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能【答案】D【详解】溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸，影响ATP的合成，进而影响吸收的Mg2+的量，A选项错误；不断提高温度，根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制，影响需氧呼吸合成ATP，进而影响根细胞吸收H2PO4的量可能减少，B选项错误；若溶液缺氧，豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵，会产生乙醇和二氧化碳，C选项错误；细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水，并产生大量ATP的过程，可为吸收离子功能，D选项正确。5．（浙江省2019届高三4月选考生物试题）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许－3加入二氧化锰－少许4检测据此分析，下列叙述错误的是（）A．实验的可变因素是催化剂的种类B．可用产生气泡的速率作检测指标C．该实验能说明酶的作用具有高效性D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验【答案】D【详解】实验中的可改变的自变量为催化剂的种类，A选项正确；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B选项正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性，C选项正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验，D选项错误。故错误的选项选择D。6．（浙江省2019届高三4月选考生物试题）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是（）A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D．某动物以草为食，推测上述比值接近1【答案】A【详解】A、果蔬中利用的能源物质为糖类，储藏与充满氮气的密闭容器中，果蔬细胞主要进行无氧呼吸，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值应当大于1，A错误；B、严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B正确；C、富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C正确；D、某动物以草为食，则主要的能源物质为糖类，则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D正确。故选A。7．（2020年天津高考生物试卷）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（）A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素【答案】A【详解】A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；C、类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。故选A。8．（2020年浙江省高考生物试卷）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（）A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中BC段对应的关系相似D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中AB段对应的关系相似【答案】A【详解】A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏，导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少，C错误；D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中BC段对应的关系相似，D错误。故选A。9．（2021·山东临沂·一模）已知蛋白核小球藻的光合作用过程表示如图，其中PSⅠ和PSⅡ为光合色素与蛋白质组成的复合光反应系统，在盐胁迫（高浓度NaCl）条件下，蛋白核小球藻的光反应复合体PSⅠ和PSⅡ的结构会受到损伤，电子传递速率降低，光化学反应速率降低，从而使光合作用减弱，下列分析错误的是（）A．PSⅡ中的光合色素能利用吸收的光能，将H2O分解为O2和H+B．ATP合成酶具有催化功能，并协助H+实现跨膜运输C．蛋白核小球藻光反应产生的O2被细胞呼吸利用至少穿过四层生物膜D．刚遭遇盐胁迫的蛋白核小球藻，叶肉细胞内C3含量上升、C5含量下降【答案】C【详解】A、由图可知，PSⅡ上进行水的光解，该膜为类囊体薄膜，其中的光合色素能利用吸收的光能，将H2O分解为O2和H+，A正确；B、由图可知，ATP合成酶具有催化功能，催化ADP和Pi合成ATP，并协助H+实现跨膜运输，B正确；C、蛋白核小球藻光反应产生的O2被细胞呼吸利用至少穿过五层生物膜，分别是一层类囊体薄膜、两层叶绿体膜、两层线粒体膜，在线粒体内膜上利用，C错误；D、刚遭遇盐胁迫的蛋白核小球藻，蛋白核小球藻的光反应复合体PSⅠ和PSⅡ的结构会受到损伤，电子传递速率降低，光化学反应速率降低，光反应提供的ATP和[H]减少，C3的还原速率变低，C5生产速率变低，而C3的合成速率不变，C5消耗速率不变，故叶肉细胞内C3含量上升，C5含量下降，D正确。故选C。10．（2021年广东高考生物试题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（）A．t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）B．t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大【答案】D【详解】A、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度），A正确；B、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度），B正确；C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；D、三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。11．（浙江省2019届高三4月选考生物试题）回答与光合作用有关的问题：（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3磷酸甘油酸的含量会______。为3磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是____________。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会____________。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体____________中。（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下前两条带中的色素合称为__________________。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的____________光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与____________抑制叶绿素的合成有关。【答案】增加ATP和NADPH增加基质类胡萝卜素蓝紫光和红低温【详解】（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3磷酸甘油酸的含量增加；3磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停止CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中；（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。12．（2020年山东省高考生物试卷（新高考））人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________（填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________（填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。【答案】模块1和模块2五碳化合物（或：C5）减少模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足高于人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少【详解】（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。（3）糖类的积累量=产生量消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。13．（2020年江苏省高考生物试卷）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和__________。（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA还原成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。（3）根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成__________键。（4）CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自__________；根瘤中合成ATP的能量主要源于__________的分解。（5）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是___________________________。【答案】类囊体（薄）膜C5叶绿体基质细胞质基质肽光能糖类非还原糖较稳定【详解】（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上；暗反应在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的CO2和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三碳化合物；（2）据图所示可知，CO2进入叶绿体基质形成PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然后PGA被还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在于细胞质基质中；（3）NH3中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键；（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP；（5)葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定。14．（2021年河北高考生物试卷（新高考））为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m2）（3）水+氮组，补充尿素（12g·m2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度（mmol·m2s1）8565196叶绿素含量（mg·g1）9.811.812.6RuBP羧化酶活性（μmol·h1g1）316640716光合速率（μmol·m2s1）6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题：（1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是______________________________。【答案】细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物主动吸收镁ATP和NADPH（或[H]）水C5（或RuBP）气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大【详解】（1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。15．（2020年全国统一考试生物试卷（课标Ⅰ））农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一