專題02 細(xì)胞的代謝（解析版）

專題02細(xì)胞的代謝年份分值題號(hào)考查知識(shí)點(diǎn)概念理解素養(yǎng)體現(xiàn)2021123、20物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞代謝概念2細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)。2.1物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞。以維持細(xì)胞正常的代謝活動(dòng)2.2細(xì)胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞特定的區(qū)域生命觀念：理解相關(guān)概念，實(shí)際相關(guān)圖形，形成物質(zhì)與能量觀?？茖W(xué)思維：通過分析相關(guān)的圖形，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力；科學(xué)探究：提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，增強(qiáng)對(duì)自然現(xiàn)象的求職欲，提高實(shí)踐能力2022148、15、20細(xì)胞代謝、物質(zhì)和能量代謝、光合作用與光呼吸和細(xì)胞呼吸的關(guān)系20231219光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系。以及氣孔開閉的因素單選題部分1.（2021?江蘇卷3）細(xì)胞可運(yùn)用不同的方式跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.物質(zhì)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的速度既與濃度梯度有關(guān)，也與分子大小有關(guān)B.小腸上皮細(xì)胞攝入和運(yùn)出葡萄糖與細(xì)胞質(zhì)中各種溶質(zhì)分子的濃度有關(guān)C.神經(jīng)細(xì)胞膜上運(yùn)入K+的載體蛋白和運(yùn)出K+的通道蛋白都具有特異性D.腎小管上皮細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸方式重吸收氨基酸【答案】B【解析】【分析】小分子物質(zhì)物質(zhì)出入細(xì)胞方式有自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。自由擴(kuò)散不需要載體和能量；協(xié)助擴(kuò)散需要載體，但不需要能量；主動(dòng)運(yùn)輸需要載體，也需要能量；自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散是由高濃度向低濃度運(yùn)輸，是被動(dòng)運(yùn)輸。大分子物質(zhì)通過胞吞和胞吐出入細(xì)胞，胞吞和胞吐過程依賴于生物膜的流動(dòng)性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需要消耗能量?！驹斀狻緼、物質(zhì)通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞的速度與濃度梯度有關(guān)，也與分子大小有關(guān)，A正確；B、小腸上皮細(xì)胞攝入和運(yùn)出葡萄糖與細(xì)胞質(zhì)中葡萄糖分子的濃度有關(guān)，與細(xì)胞質(zhì)中其他溶質(zhì)分子的濃度無關(guān)，B錯(cuò)誤；C、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白包括載體蛋白和通道蛋白，二者都具有特異性，載體蛋白只允許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，通道蛋白只允許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過，C正確；D、腎小管上皮細(xì)胞重吸收氨基酸的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，D正確。故選B。2.（2022?江蘇卷8）下列關(guān)于細(xì)胞代謝的敘述正確的是（）A.光照下，葉肉細(xì)胞中的ATP均源于光能的直接轉(zhuǎn)化B.供氧不足時(shí)，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇C.藍(lán)細(xì)菌沒有線粒體，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATPD.供氧充足時(shí)，真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP【答案】B【解析】【分析】1、有氧呼吸的過程：第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同時(shí)脫下4個(gè)[H]，釋放出少量的能量；第二階段在線粒體基質(zhì)進(jìn)行，2分子丙酮酸和6水分子中的氫全部脫下，共脫下20個(gè)[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，釋放出少量的能量；第三階段在線粒體內(nèi)膜進(jìn)行，前兩階段脫下的共24個(gè)[H]與6個(gè)O2結(jié)合成水，釋放大量的能量。2、無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)行，1分子的葡萄糖分解成2分子的乙醇、2分子的二氧化碳并釋放出少量的能量，或1分子的葡萄糖分解成2分子的乳酸并釋放出少量的能量。【詳解】A、光照下，葉肉細(xì)胞可以進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，光合作用中產(chǎn)生的ATP來源于光能的直接轉(zhuǎn)化，有氧呼吸中產(chǎn)生的ATP來源于有機(jī)物的氧化分解，A錯(cuò)誤；B、供氧不足時(shí)，酵母菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，B正確；C、藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物，沒有線粒體，但進(jìn)行有氧呼吸，C錯(cuò)誤；D、供氧充足時(shí)，真核生物在線粒體內(nèi)膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP，D錯(cuò)誤。故選B。多選題部分1（2022高考?15）下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖。下列敘述正確的有（）A.三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2B.生物通過代謝中間物，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系C.乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位D.物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量都儲(chǔ)存于ATP【答案】BC【詳解】A、題圖分析可知三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸鏈會(huì)消耗，A錯(cuò)誤；B、題圖分析可知代謝中間物（例：丙酮酸、乙酰CoA等），將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系，B正確；C、題圖分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代謝途徑中將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、核酸的代謝相互聯(lián)系在一起，具有重要地位，C正確；D、物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量一部分儲(chǔ)存于ATP中，一部分以熱能的形式散失，D錯(cuò)誤。非選擇題1.（2021江蘇卷?20）線粒體對(duì)維持旺盛的光合作用至關(guān)重要。下圖示葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑，虛線框內(nèi)示“草酰乙酸/蘋果酸穿梭”，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。（1）葉綠體在___上將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，參與這一過程的兩類色素是_____。（2）光合作用時(shí)，CO2與C5結(jié)合產(chǎn)生三碳酸，繼而還原成三碳糖（C3），為維持光合作用持續(xù)進(jìn)行，部分新合成的C3必須用于再生______；運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的C3可合成蔗糖，運(yùn)出細(xì)胞。每運(yùn)出一分子蔗糖相當(dāng)于固定了___個(gè)CO2分子。（3）在光照過強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細(xì)胞損傷。草酸乙酸/蘋果酸穿梭可有效地將光照產(chǎn)生的______中的還原能輸出葉綠體，并經(jīng)線粒體轉(zhuǎn)化為______中的化學(xué)能。（4）為研究線粒體對(duì)光合作用的影響，用寡霉素（電子傳遞鏈抑制劑）處理大麥，實(shí)驗(yàn)方法是:取培養(yǎng)10~14d大麥苗，將其莖漫入添加了不同濃度寡霉素的水中，通過蒸騰作用使藥物進(jìn)入葉片。光照培養(yǎng)后，測(cè)定，計(jì)算光合放氧速率（單位為μmolO2?mg-1chl?h-1，chl為葉綠素）。請(qǐng)完成下表。實(shí)驗(yàn)步驟的目的簡要操作過程配制不同濃度的寡霉素丙酮溶液寡霉素難溶于水，需先溶于丙酮，配制高濃度母液，并用丙酮稀釋成不同藥物濃度，用于加入水中設(shè)置寡霉素為單一變量的對(duì)照組①_______________②_______________對(duì)照組和各實(shí)驗(yàn)組均測(cè)定多個(gè)大麥葉片光合放氧測(cè)定用氧電極測(cè)定葉片放氧③_______________稱重葉片，加乙醇研磨，定容，離心，取上清液測(cè)定【答案】（1）①.類囊體薄膜②.葉綠素、類胡蘿卜素（2）①.C5②.12（3）①.[H]②.ATP（4）①.在水中加入相同體積不含寡霉素的丙酮②.減少葉片差異造成的誤差③.葉綠素定量測(cè)定（或測(cè)定葉綠素含量）【解析】（1）光合作用光反應(yīng)場所為類囊體薄膜，將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，參與該反應(yīng)的光和色素是葉綠素、類胡蘿卜素。（2）據(jù)題意在暗反應(yīng)進(jìn)行中為維持光合作用持續(xù)進(jìn)行，部分新合成的C3可以轉(zhuǎn)化為C5繼續(xù)被利用；一分子蔗糖含12個(gè)C原子，C5含有5個(gè)碳原子，據(jù)圖固定1個(gè)CO2合成1個(gè)C3，應(yīng)為還要再生出C5，故需要12個(gè)CO2合成一分子蔗糖。（3）NADPH起還原劑的作用，含有還原能，呼吸作用過程中能量釋放用于合成ATP中的化學(xué)能和熱能。（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)遵循單一變量原則，對(duì)照原則，等量原則，對(duì)照組為在水中加入相同體積不含寡霉素丙酮溶液。對(duì)照組和各實(shí)驗(yàn)組均測(cè)定多個(gè)大麥葉片的原因是減少葉片差異造成的誤差。稱重葉片，加乙醇研磨，定容，離心，取上清液測(cè)定其中葉綠素的含量。2.（2022江蘇卷?20）圖1所示為光合作用過程中部分物質(zhì)的代謝關(guān)系（①～⑦表示代謝途徑）。Rubisco是光合作用的關(guān)鍵酶之一，CO2和O2競爭與其結(jié)合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產(chǎn)生乙醇酸（C2），C2在過氧化物酶體和線粒體協(xié)同下，完成光呼吸碳氧化循環(huán)。請(qǐng)都圖回各下列問題：（1）圖1中，類囊體膜直接參與的代謝途徑有___________（從①～⑦中選填），在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是___________。（2）在C2循環(huán)途徑中，乙醇酸進(jìn)入過氧化物酶體被繼續(xù)氧化，同時(shí)生成的___________在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。（3）將葉片置于一個(gè)密閉小室內(nèi)，分別在CO2濃度為0和0.03%條件下測(cè)定小室內(nèi)CO2濃度的變化，獲得曲線a、b（圖Ⅱ）。①曲線a，0～t1時(shí)（沒有光照，只進(jìn)行呼吸作用）段釋放的CO2源于細(xì)胞呼吸；t1～t2時(shí)段，CO2的釋放速度有所增加，此階段的CO2源于___________。②曲線b，當(dāng)時(shí)間到達(dá)t2點(diǎn)后，室內(nèi)CO2濃度不再改變，其原因是___________。（4）光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科學(xué)家在煙草葉綠體中組裝表達(dá)了衣藻的乙醇酸脫氫酶和南瓜的蘋果酸合酶，形成了圖Ⅲ代謝途徑，通過降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作體現(xiàn)了遺傳多樣性的___________價(jià)值?！敬鸢浮浚?）①.①⑥②.葉綠素a和葉綠素b（2）過氧化氫（3）①.光呼吸②.光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用（4）直接價(jià)值【解析】（1）類囊體薄膜發(fā)生的反應(yīng)有水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成，即①⑥。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，葉綠素主要有葉綠素a和葉綠素b兩種，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用紅光照射參與反映的主要是葉綠素啊和葉綠素b。（2）過氧化氫酶能將過氧化氫分解為O2和H2O，所以在C2循環(huán)途徑中，乙醇酸進(jìn)入過氧化物酶體被繼續(xù)氧化，同時(shí)生成的過氧化氫在過氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。（3）a曲線t1～t2時(shí)段，有光照，所以CO2是由細(xì)胞呼吸和光呼吸共同產(chǎn)生。b曲線有光照后t1～t2時(shí)段CO2下降最后達(dá)到平衡，說明光呼吸細(xì)胞呼吸和光合作用達(dá)到了平衡。（4）圖Ⅲ代謝途徑，通過降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生態(tài)系統(tǒng)的能量，是直接價(jià)值。3.（2023江蘇卷?19）氣孔對(duì)植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，氣孔運(yùn)動(dòng)具有復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰葉肉細(xì)胞中部分的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑。①~④表示場所。請(qǐng)回答下列問題：（1）光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在_________（從①~④中選填）；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場所有_________（從①~④中選填）（2分）。液泡中與氣孔開閉相關(guān)的主要成分有H2O、_________（填寫2種）（2分）等。（2）研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，產(chǎn)生ATP的場所有_________（從①~④中選填）。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為_________進(jìn)入線粒體，經(jīng)過TCA循環(huán)產(chǎn)生的_________最終通過電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。（3）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_________，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K+等離子。（4）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，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降（溶質(zhì)濃度提高），導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞_________，促進(jìn)氣孔張開。（5）保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對(duì)擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1（葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力）保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進(jìn)行了研究，其大小的變化如圖2。下列相關(guān)敘述合理的有_________（2分）。A．淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATPB．光照誘導(dǎo)WT氣孔張開與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進(jìn)行光合作用D．長時(shí)間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉【答案】（1）④①④K+、蘋果酸（mal）、蔗糖（任寫兩個(gè)）（2）①②④丙酮酸NADH和H+（3）電化學(xué)勢(shì)梯度（4）吸水（5）ABD【解析】（1）光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在④葉綠體的類囊體膜上產(chǎn)生。NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場所有①④：葉綠體中CO2固定為C3，C3還原需要NADPH，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中CO2固定為OAA，還原為蘋果酸時(shí)需要消耗NADPH。由圖可知：液泡中與氣孔開閉相關(guān)的主要成分有H2O、K+、蘋果酸（mal）、蔗糖等。（2）研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，產(chǎn)生ATP的場所有①②④。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為丙酮酸進(jìn)入線粒體，經(jīng)過TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH和H+最終通過電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。（3）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，形成跨膜的電化學(xué)勢(shì)梯度，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K+等離子。（4）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，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降（溶質(zhì)濃度提高），導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞吸水，促進(jìn)氣孔張開。（5）保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對(duì)擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1（葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力）保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進(jìn)行了研究，其大小的變化如圖2。下列相關(guān)敘述合理的有ABD。A．淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATPB．光照誘導(dǎo)WT氣孔張開與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進(jìn)行光合作用D．長時(shí)間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉單選題部分1.（鹽城市2023屆高三三模）在適宜條件下，將月季的花瓣細(xì)胞置于一定濃度的A溶液中，測(cè)得細(xì)胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值變化如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.t1時(shí)，水分子不進(jìn)出花瓣細(xì)胞B.A溶液中的溶質(zhì)能被花瓣細(xì)胞吸收C.t2時(shí)，花瓣細(xì)胞的吸水能力大于t0時(shí)D.t0～t2時(shí)，花瓣細(xì)胞先發(fā)生質(zhì)壁分離，后自動(dòng)復(fù)原【答案】A【解析】【分析】當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞液中的水就透過原生質(zhì)層進(jìn)入外界溶液中，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發(fā)生了質(zhì)壁分離。當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度時(shí)，外界溶液中的水就透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液中，整個(gè)原生質(zhì)層就會(huì)慢慢地恢復(fù)成原來的狀態(tài)，使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。【詳解】A、據(jù)圖分析，t0～t1時(shí)間內(nèi)花瓣細(xì)胞液濃度與A溶液濃度的比值始終小于1，細(xì)胞逐漸失水體積變小，A錯(cuò)誤；B、t0～t1時(shí)間內(nèi)花瓣細(xì)胞液濃度與X溶液濃度的比值越來越大，說明溶質(zhì)微?？梢赃M(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞液濃度越來越大，B正確；C、t2時(shí)，細(xì)胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值等于3，則花瓣細(xì)胞的吸水能力大于t0時(shí)，C正確；D、在t1之前細(xì)胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值小于1，則花瓣細(xì)胞先發(fā)生質(zhì)壁分離，t1～t2時(shí)細(xì)胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值大于1，花瓣細(xì)胞自動(dòng)復(fù)原，D正確。故選A。2.（2023常州上學(xué)期期末）下圖為人體胃壁細(xì)胞的兩種H＋載體蛋白甲和乙，相關(guān)敘述正確的是（）A.若甲載體位于靠近胃腔一側(cè)的細(xì)胞膜上，則A側(cè)為細(xì)胞內(nèi)B.使用甲載體活性抑制劑，會(huì)導(dǎo)致胃壁細(xì)胞內(nèi)ADP大量積累C.呼吸抑制劑可用于治療胃酸過多，是因?yàn)槠淠苁辜纵d體失活D.H＋借助乙載體進(jìn)行協(xié)助擴(kuò)散，乙載體最可能位于線粒體內(nèi)膜【答案】D【解析】【分析】自由擴(kuò)散的方向是從高濃度向低濃度，不需載體和能量，常見的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等；協(xié)助擴(kuò)散的方向是從高濃度向低濃度，需要載體，不需要能量，如紅細(xì)胞吸收葡萄糖；主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆较蚴菑牡蜐舛认蚋邼舛?，需要載體和能量，常見的如小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等?！驹斀狻緼、由于胃內(nèi)為酸性環(huán)境看，若甲載體位于靠近胃腔一側(cè)的細(xì)胞膜上，則A側(cè)為細(xì)胞外（胃腔），A錯(cuò)誤；B、使用甲載體活性抑制劑，H+不能向細(xì)胞外運(yùn)輸，由于ATP和ADP的動(dòng)態(tài)平衡，ADP不會(huì)積累，B錯(cuò)誤；C、呼吸抑制劑可用于治療胃酸過多，是因?yàn)椴荒転橹鲃?dòng)運(yùn)輸H+提供能量，C錯(cuò)誤；D、在線粒體內(nèi)膜H＋借助乙載體進(jìn)行協(xié)助擴(kuò)散，合成ATP，D正確。故選D。3.（2023屆南通市高三二模）在NaCl脅迫下，植物細(xì)胞中的H2O2增多，并通過調(diào)節(jié)相應(yīng)膜蛋白的功能提高耐鹽能力（如下圖）。相關(guān)敘述正確的是（）A.蛋白質(zhì)1提供活化能，催化O2的生成反應(yīng)B.蛋白質(zhì)2被H2O2激活后，通過不斷改變構(gòu)象運(yùn)輸Ca2+C.蛋白質(zhì)3運(yùn)出Na+不消耗ATP，屬于協(xié)助擴(kuò)散D.缺氧條件下，細(xì)胞呼吸速率下降，細(xì)胞耐鹽能力降低【答案】D【解析】【分析】四種?？嫉摹澳さ鞍住奔捌涔δ軈^(qū)分：（1）糖蛋白：信號(hào)分子（如激素、淋巴因子、神經(jīng)遞質(zhì)）的受體蛋白。（2）載體蛋白：協(xié)助跨膜運(yùn)輸（協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸）。（3）具催化作用的酶：如好氧型細(xì)菌其細(xì)胞膜上可附著與有氧呼吸相關(guān)的酶，此外，細(xì)胞膜上還可存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)龋?。?）識(shí)別蛋白：用于細(xì)胞與細(xì)胞間相互識(shí)別的糖蛋白（如精卵細(xì)胞間的識(shí)別、免疫細(xì)胞對(duì)抗原的特異性識(shí)別等）。【詳解】A、蛋白質(zhì)1為酶，能催化相關(guān)反應(yīng)的進(jìn)行，酶的作用機(jī)理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，A錯(cuò)誤；B、蛋白質(zhì)2為Ca2+通道蛋白，在跨膜運(yùn)輸Ca2+的過程中不發(fā)生構(gòu)象的改變，B錯(cuò)誤；C、蛋白質(zhì)3運(yùn)出Na+屬于反向協(xié)同，需要消耗能量，屬于主動(dòng)運(yùn)輸，C錯(cuò)誤；D、缺氧條件下，細(xì)胞呼吸速率下降，產(chǎn)生的ATP減少，細(xì)胞耐鹽能力降低，D正確。故選D。4.（2023屆蘇錫常鎮(zhèn)高三一模）線粒體在代謝中會(huì)產(chǎn)生H2O2、含氧自由基等活性氧，大量活性氧會(huì)導(dǎo)致線粒體膜結(jié)構(gòu)損傷，并產(chǎn)生更多活性氧。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.H2O2能被細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶催化分解B.含氧自由基不會(huì)損害細(xì)胞中的DNAC.大量活性氧的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致有氧呼吸的第三階段受阻D.大量活性氧的產(chǎn)生可能是導(dǎo)致細(xì)胞衰老的原因之一【答案】B【解析】【分析】含氧自由基會(huì)攻擊磷脂分子，蛋白質(zhì)分子，DNA分子，從而加速細(xì)胞的衰老?！驹斀狻緼、H2O2能被細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫酶催化分解，在動(dòng)物的肝臟細(xì)胞中過氧化氫酶的含量較多，A正確；B、含氧自由基會(huì)攻擊細(xì)胞中的DNA，可能引起細(xì)胞衰老，B錯(cuò)誤；C、大量活性氧會(huì)導(dǎo)致線粒體膜結(jié)構(gòu)損傷，而有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，所以大量活性氧的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致有氧呼吸的第三階段受阻，C正確；D、大量活性氧的產(chǎn)生，可能導(dǎo)致某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損，所以大量活性氧的產(chǎn)生可能是導(dǎo)致細(xì)胞衰老的原因之一，D正確。故選B。多選題部分5.（2023屆南通市高三二模）下圖是葉綠體淀粉合成的調(diào)節(jié)過程示意圖，光下TPT活性受到限制。相關(guān)敘述正確的是（）A.TPT分布在葉綠體外膜中，具有專一性和飽和性B.白天光合速率快，葉綠體中[3-磷酸甘油酸]/[Pi]的比值低C.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Pi濃度降低時(shí)，丙糖磷酸運(yùn)出葉綠體受抑制D.白天葉綠體基質(zhì)中有大量淀粉的合成【答案】CD【解析】【分析】當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Pi濃度低時(shí)，就限制磷酸丙糖從葉綠體運(yùn)出，這就促使淀粉在葉綠體基質(zhì)中形成。相反，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度高時(shí)，葉綠體的磷酸丙糖與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的Pi交換，輸出到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成蔗糖?！驹斀狻緼、葉綠體是雙層膜結(jié)構(gòu)，外膜的外面是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，據(jù)圖可知，TPT既能轉(zhuǎn)運(yùn)丙糖磷酸又能轉(zhuǎn)運(yùn)磷酸，具有專一性和飽和性，但位于葉綠體內(nèi)膜上，A錯(cuò)誤；B、白天，光合作用形成較多3-磷酸甘油酸，與ADPG焦磷酸化酶結(jié)合后，便催化形成淀粉，晚上，光合磷酸化停止，積累在葉綠體里的Pi濃度便升高，便抑制淀粉形成，因此，白天或光照下甘油酸磷酸/Pi的比值高時(shí)，合成淀粉活躍；在夜晚或暗處則抑制淀粉合成，轉(zhuǎn)而合成蔗糖，B錯(cuò)誤；C、磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)器（TPT）能將卡爾文循環(huán)丙糖磷酸（TP）不斷運(yùn)到葉綠體外，同時(shí)將釋放的Pi（無機(jī)磷酸）運(yùn)回葉綠體基質(zhì)，當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Pi濃度降低時(shí)，會(huì)抑制丙糖磷酸TP從葉綠體中運(yùn)出，C正確；D、白天，光照較強(qiáng)，光下TPT活性受到限制，TPT不能將Pi（無機(jī)磷酸）運(yùn)回葉綠體基質(zhì)，不會(huì)抑制ADPG焦磷酸化酶活性，從而促進(jìn)淀粉的合成，因此白天葉綠體基質(zhì)中有大量淀粉的合成，D正確。故選CD。6.（鹽城市2023屆高三三模）突變酵母的發(fā)酵效率高于野生型，常在釀酒工業(yè)發(fā)酵中使用。下圖為呼吸鏈突變酵母呼吸過程。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.突變酵母細(xì)胞中具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是線粒體B.氧氣充足時(shí)，野生型酵母增殖速率大于突變酵母C.氧氣充足時(shí)，突變酵母細(xì)胞中不消耗[H]D.丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中分解都可產(chǎn)生ATP【答案】AB【解析】【分析】酵母菌是兼性厭氧菌，既可進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生水和二氧化碳，又能進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇和二氧化碳。圖示突變酵母由于線粒體內(nèi)有氧呼吸鏈中斷，因此只能進(jìn)行無氧呼吸，發(fā)酵效率高于野生型?！驹斀狻緼、酵母菌是真核生物中的真菌，因此細(xì)胞中具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是線粒體，A正確；B、氧氣充足時(shí)，野生型酵母可以進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生更多能量增殖速率大于突變酵母，B正確；C、突變酵母細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸，無氧呼吸第一階段產(chǎn)生[H]，第二階段消耗[H]，C錯(cuò)誤；D、丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解為無氧呼吸第二階段，不產(chǎn)生ATP，在線粒體基質(zhì)中分解為有氧呼吸第二階段，可產(chǎn)生ATP，D錯(cuò)誤。故選AB。7.（南京市2023屆高三二模）褐色脂肪組織（BAT）細(xì)胞中有一種特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（UCP），其作用機(jī)制如圖所示。溫度、ATP與ADP的比值會(huì)影響UCP的活性。激活的UCP可使線粒體內(nèi)膜上電子傳遞鏈過程不產(chǎn)生ATP。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.此機(jī)制的形成是長期自然選擇的結(jié)果B.H+由膜間隙通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入線粒體基質(zhì)C.UCP激活時(shí)，BAT細(xì)胞的線粒體不能產(chǎn)生ATPD.兩種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是基因不同【答案】BC【解析】【分析】分析題圖，H+通過線粒體內(nèi)膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)有兩種方式，方式一：利用ATP合成酶，伴隨ATP的合成，進(jìn)入線粒體基質(zhì)中；方式二：在激活的UCP的作用下H+進(jìn)入線粒體基質(zhì)，并伴隨能量以熱能的形式散失，UCP的存在使線粒體內(nèi)膜合成的ATP減少，釋放熱能增多?！驹斀狻緼、此機(jī)制的形成是長期自然選擇對(duì)環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果，A正確；B、由圖可知H+可以從膜間隙運(yùn)動(dòng)到線粒體基質(zhì)同時(shí)促進(jìn)ATP的合成，說明膜間隙的H+濃度高于線粒體基質(zhì)，H+由膜間隙通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入線粒體基質(zhì)，B錯(cuò)誤；C、由題干可知，激活的UCP可使線粒體內(nèi)膜上電子傳遞鏈過程不產(chǎn)生ATP，但線粒體可通過線粒體基質(zhì)產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤；D、兩種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是控制兩種蛋白質(zhì)的基因不同，D正確。故選BC。非選擇題8.（鹽城市2023屆高三三模）玉米植株高大，葉窄長，需氮肥多；大豆植株矮小，葉小而平展，需磷肥多。玉米光合作用部分途徑如圖1，大豆光合作用部分途徑如圖2，生產(chǎn)上往往將二者間作（如圖3）?？蒲腥藛T研究發(fā)現(xiàn)，玉米產(chǎn)量間作時(shí)比單作時(shí)顯著提高，而大豆產(chǎn)量間作時(shí)比單作時(shí)略有下降。為探究其原因，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了相關(guān)的研究。當(dāng)其他條件均適宜時(shí)，玉米和大豆在不同光照強(qiáng)度和葉面CO2濃度下的凈光合速率分別如圖4、圖5（注：光照強(qiáng)度用PPFD表示）。請(qǐng)回答下列問題：（1）據(jù)圖1、圖2可推測(cè)，玉米葉片光合作用合成的[H]和ATP在___________細(xì)胞中被利用；玉米對(duì)CO2利用率比大豆高的原因是____________酶能增強(qiáng)其對(duì)CO2的固定能力。（2）研究表明，玉米與大豆間作時(shí)，玉米能從大豆的根際環(huán)境中獲得部分氮，這種對(duì)氮元素競爭的結(jié)果，可刺激大豆根瘤菌的固氮作用。作物吸收的氮可用于合成___________（至少寫出兩種）等物質(zhì)，從而提高作物的光合速率。（3）與單作相比，間作可使玉米獲得更多的___________，使其產(chǎn)量增高；大豆間作產(chǎn)量略低于單作的原因最可能是___________。（4）田間作物種植提倡“正其行，通其風(fēng)”，能提高作物產(chǎn)量的主要原因是___________。（5）據(jù)圖4、5可知，當(dāng)葉面CO2濃度超過400（μmolmol）時(shí)，限制玉米凈光合速率增加的外界因素最可能是______________；葉面CO2濃度為600（μmol·mol'）時(shí)，用PPFD-600光照強(qiáng)度分別照射玉米與大豆10小時(shí)，___________積累的有機(jī)物相對(duì)更多?！敬鸢浮浚?）①.葉肉細(xì)胞和維管束鞘②.PEP羧化（2）ATP、葉綠素、[H]（NADPH）、蛋白質(zhì)等（3）①.光照和氮肥②.光照強(qiáng)度低（4）通風(fēng)提高田間CO2含量，促進(jìn)光合作用（或通風(fēng)提高田間O2含量，促進(jìn)根細(xì)胞的呼吸作用，從而提高植物從土壤中吸收礦質(zhì)元素的速率）（5）①.光照強(qiáng)度②.大豆【解析】【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，并將一部分光能用于水的光解生成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?！拘?詳解】據(jù)圖可知，綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]（NADPH）在圖示的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞和葉肉細(xì)胞；據(jù)圖可知，與C大豆相比，玉米細(xì)胞中所的PEP羧化酶對(duì)CO2具有很強(qiáng)的親和力，可以把大氣中濃度很低的CO2固定下來，并集中到維管束鞘細(xì)胞內(nèi)的葉綠體中被利用，因而提高了光合作用效率?！拘?詳解】作物吸收的氮可用于合成ATP（元素組成是C、H、O、N、P）、葉綠素（元素組成是C、H、O、N、Mg等）、[H]（NADPH）、蛋白質(zhì)（主要是C、H、O、N等）等?！拘?詳解】與單作相比，間作可使玉米獲得更多的光照（利于光合作用的光反應(yīng)）和氮肥使其產(chǎn)量增高；大豆間作產(chǎn)量略低于單作的原因最可能是光照強(qiáng)度低。【小問4詳解】二氧化碳是暗反應(yīng)的原料，通風(fēng)提高田間CO2含量，促進(jìn)光合作用（或通風(fēng)提故高田間O2含量，促進(jìn)根細(xì)胞的呼吸作用，從而提高植物從土壤中吸收礦質(zhì)元素的速率），故田間作物種植提倡“正其行，通其風(fēng)”。【小問5詳解】據(jù)圖4、5可知，當(dāng)葉面CO2濃度超過400（μmolmol）時(shí)，凈光合速率不再隨CO2濃度的增加而增加，CO2濃度相同時(shí)，光照強(qiáng)度增強(qiáng)，隨光照強(qiáng)度增加，光合速率增加，限制玉米凈光合速率增加的外界因素最可能是光照強(qiáng)度；葉面CO2濃度為600（μmol·mol'）時(shí)，用PPFD-600光照強(qiáng)度分別照射玉米與大豆10小時(shí)，玉米積累的有機(jī)物積累=10×11=110，而大豆的有機(jī)物積累≈15×10-9×2=132，故大豆積累的有機(jī)物相對(duì)更多。9.（2023常州上學(xué)期期末）下圖表示狗尾草的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞中完成的部分物質(zhì)代謝關(guān)系，其中的①～⑧代表代謝過程。請(qǐng)分析并回答下列問題：（1）代謝過程④⑤⑧中，屬于吸能反應(yīng)的有________。CO2固定的最初穩(wěn)定產(chǎn)物天冬氨酸通過__________(填結(jié)構(gòu)名稱)從葉肉細(xì)胞進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞中，經(jīng)過一系列反應(yīng)后轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸。過程⑤發(fā)生的場所很可能在__________(填細(xì)胞器名稱)，卡爾文循環(huán)發(fā)生的場所是__________。（2）與陸生草本植物狗尾草不同，沉水草本植物龍舌草在同一葉肉細(xì)胞內(nèi)就能完成類似代謝過程，據(jù)此推測(cè)龍舌蘭葉肉細(xì)胞中的葉綠體具有________種類型。其中分布于細(xì)胞邊緣的葉綠體能將CO2初步固定為草酰乙酸，則該種葉綠體內(nèi)的基粒數(shù)量較________(填“多”或“少”)。（3）為進(jìn)一步探究龍舌草晝夜酸度變化趨勢(shì)與光合作用的關(guān)系，研究小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)并得出下圖甲、乙所示的結(jié)果。①在低CO2濃度處理?xiàng)l件下，龍舌草葉片晝夜酸度變化規(guī)律是__________________，蘋果酸的變化規(guī)律是____________________，可見其晝夜酸度變化基本上是由蘋果酸產(chǎn)生CO2造成的。②龍舌草光合作用所需的CO2除了由蘋果酸提供外，還有____________________等，以適應(yīng)水體中低CO2濃度的環(huán)境?！敬鸢浮浚?）①.④⑧②.胞間連絲③.線粒體④.維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)（2）①.2②.少（3）①.夜晚升高，白天降低②.夜晚積累，白天消耗③.從水體中吸收的CO2、從水體中吸收的HCO、自身細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2【解析】【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。光反應(yīng)階段的特征是在光驅(qū)動(dòng)下生成氧氣、ATP和NADPH的過程。暗反應(yīng)階段是利用光反應(yīng)生成NADPH和ATP使氣體二氧化碳還原為糖。由于這階段基本上不直接依賴于光，而只是依賴于NADPH和ATP的提供，故稱為暗反應(yīng)階段?！拘?詳解】④需要消耗NADPH，⑤生成NADH，⑧消耗ATP，NADPH和ATP中均含有活躍的化學(xué)能，因此屬于吸能反應(yīng)的有④⑧；胞間連絲是植物細(xì)胞壁中小的開口，相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜伸入孔中，彼此相連，天冬氨酸通過胞間連絲進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞；過程⑤產(chǎn)生CO2，發(fā)生場所很可能在線粒體；結(jié)合圖示可知，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)可以進(jìn)行卡爾文循環(huán)?！拘?詳解】圖中葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行卡爾文循環(huán)，龍舌草在同一葉肉細(xì)胞內(nèi)就能完成類似代謝過程，因此龍舌蘭葉肉細(xì)胞中的葉綠體具有2種類型；分布于細(xì)胞邊緣的葉綠體能將CO2初步固定為草酰乙酸，主要進(jìn)行暗反應(yīng)，基粒是光反應(yīng)的場所，因此這種細(xì)胞中基粒數(shù)量較少?！拘?詳解】①由圖甲可知，在低CO2濃度處理?xiàng)l件下，龍舌草葉片晝夜酸度夜晚升高，白天降低；結(jié)合圖乙可知，在低CO2濃度處理?xiàng)l件下，龍舌草葉片蘋果酸夜晚積累，白天消耗。②龍舌草可以從水體中吸收的CO2、從水體中吸收HCO3-、利用自身細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2以及利用蘋果酸等產(chǎn)生CO2進(jìn)行光合作用。10.（南京市2023屆高三期初）光合作用是地球上最重要化學(xué)反應(yīng)，圖1為其部分反應(yīng)過程。科研人員對(duì)某綠色植物光暗轉(zhuǎn)換中的適應(yīng)機(jī)制開展相關(guān)研究，測(cè)定綠色植物由暗到亮過程中O2吸收速率的變化如圖2所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：（1）圖1中吸收光能的色素包括_______兩大類，在提取和分離該植物光合色素的實(shí)驗(yàn)中，過濾研磨勻漿最好選用單層_______。（2）圖1反應(yīng)過程的場所為_______。與質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)相比，圖中的Cytf、PC和P700等特殊蛋白質(zhì)可以傳遞H2O裂解產(chǎn)生的_______并最終將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能；圖中ATP合酶由CF0和CF1兩部分組成，其作用有_______。（3）圖2結(jié)果顯示，未開始光照時(shí)，CO2吸收速率低于0，這是由于植物細(xì)胞進(jìn)行_______釋放CO2的結(jié)果。0.5min后，CO2吸收速率才迅速升高，說明此時(shí)光合作用_______反應(yīng)過程才被激活。（4）科研人員進(jìn)一步檢測(cè)了上述時(shí)間段中光反應(yīng)相對(duì)速率和熱能散失比例(是指葉綠體中以熱能形式散失的能量占光反應(yīng)捕獲光能的比例)，結(jié)果如圖3所示。①圖3中0~0.5min之間，兩條曲線的變化趨勢(shì)為：_______。②結(jié)合圖2及光合作用過程推測(cè)，0~0.5min之間，光反應(yīng)相對(duì)速率變化的原因是_______。③請(qǐng)從物質(zhì)與能量，結(jié)構(gòu)與功能的角度分析，圖3中0~2min之間熱能散失比例變化的生物學(xué)意義；0~0.5min，吸收的光能_______，進(jìn)而可保護(hù)光合色素、相關(guān)蛋白和葉綠體結(jié)構(gòu)等免受(光)損傷；0.5~2min，吸收的光能_______，進(jìn)而有利于積累更多的有機(jī)物?！敬鸢浮浚?）①.葉綠素和類胡蘿卜素②.尼龍布（2）①.類囊體膜②.電子③.(順濃度梯度)運(yùn)輸H+、催化ATP的合成（3）①.細(xì)胞呼吸②.暗##碳（4）①.光反應(yīng)相對(duì)速率下降，熱能散失比例上升②.暗反應(yīng)未被激活，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP積累導(dǎo)致光反應(yīng)被抑制③.未被利用，以熱能形式散失④.可有效轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并減少熱能形式散失的比例【解析】【分析】光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜）：水的光解產(chǎn)生NADPH和氧氣，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)）：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。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH?！拘?詳解】圖1中吸收光能的色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩大類，在提取和分離該植物光合色素的實(shí)驗(yàn)中，過濾研磨勻漿最好選用單層尼龍布。【小問2詳解】圖1反應(yīng)過程是光反應(yīng)過程，該過程的場所為葉綠體類囊體膜。與質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)相比，圖中的Cytf、PC和P700等是光系統(tǒng)電子傳遞鏈中可以電子的一類特殊蛋白質(zhì)，故傳遞H2O裂解產(chǎn)生的電子并最終將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能；圖中ATP合酶由CF0和CF1兩部分組成，其作用有利用H+順濃度梯度運(yùn)輸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)運(yùn)勢(shì)能轉(zhuǎn)化為ATP中化學(xué)能，并且ATP合酶具有催化ATP的合成的作用?！拘?詳解】據(jù)圖2分析，未開始光照時(shí)，CO2吸收速率低于0，說明此時(shí)在釋放CO2，這是由于植物細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞呼吸釋放CO2的結(jié)果。在光合作用的暗反應(yīng)中消耗CO2，0.5min后，CO2吸收速率才迅速升高，說明此時(shí)光合作用暗反應(yīng)過程才被激活?！拘?詳解】①根據(jù)圖3分析，中0~0.5min之間，小黑點(diǎn)表示的光反應(yīng)相對(duì)速率下降，小△表示的熱能散失比例上升。②根據(jù)圖2，光合作用的暗反應(yīng)在0.5min后才開始加快，故0~0.5min之間，應(yīng)該是暗反應(yīng)的速率限制了光反應(yīng)的速率，所以：暗反應(yīng)未被激活，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP積累導(dǎo)致光反應(yīng)被抑制。③根據(jù)圖3；0~0.5min，吸收的光能未被利用，以熱能形式散失，進(jìn)而可保護(hù)光合色素、相關(guān)蛋白和葉綠體結(jié)構(gòu)等免受(光)損傷；0.5~2min，吸收的光能可有效轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并減少熱能形式散失的比例，進(jìn)而有利于積累更多的有機(jī)物。11.（2023屆蘇錫常鎮(zhèn)高三一模）我國科研工作者成功地將改造的菠菜類囊體導(dǎo)入動(dòng)物軟骨細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了其在哺乳動(dòng)物骨關(guān)節(jié)炎疾病治療上有價(jià)值的探索。下圖1為葉綠體的局部電鏡照片，圖2為導(dǎo)入過程示意圖。請(qǐng)回答下列問題。（1）圖1中，結(jié)構(gòu)_____（填圖中標(biāo)號(hào)）是類囊體。類囊體膜中的ATP合酶在降低質(zhì)子電化學(xué)梯度的同時(shí)合成的ATP，用于②中多個(gè)反應(yīng)，類囊體上反應(yīng)的終產(chǎn)物除ATP外還有_____。（2）如果直接將菠菜的類囊體移植到人體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)，人體內(nèi)的_____（填細(xì)胞名稱）會(huì)將其視作異物清理，細(xì)胞內(nèi)的_____（填細(xì)胞器名稱）也會(huì)將其降解。（3）據(jù)圖2分析，菠菜類囊體進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)類囊體跨種“移植”的原理是_____，NTU（納米類囊體單位）在軟骨細(xì)胞內(nèi)能發(fā)揮作用，說明NTU保留了類囊體表面的_____。（4）骨關(guān)節(jié)炎的本質(zhì)是軟骨細(xì)胞的退變、老化，它源于軟骨細(xì)胞內(nèi)部的合成代謝不足。研究發(fā)現(xiàn)，NTU進(jìn)入退化軟骨細(xì)胞后，線粒體中與代謝相關(guān)的基因表達(dá)量顯著增加，從而改善了軟骨細(xì)胞的合成代謝。在軟骨細(xì)胞內(nèi)合成的NADPH中的能量，最終在線粒體_____（填場所）轉(zhuǎn)移到ATP中。（5）為了觀察、評(píng)估軟骨細(xì)胞膜（CM）協(xié)助NTU進(jìn)入細(xì)胞的效果，研究團(tuán)隊(duì)完成了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)及組別培養(yǎng)組合細(xì)胞中熒光平均強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)一1藍(lán)色熒光標(biāo)記的巨噬細(xì)胞+NTU（紅色熒光標(biāo)記）強(qiáng)2藍(lán)色熒光標(biāo)記的巨噬細(xì)胞+CM-NTU（紅色熒光標(biāo)記）弱3藍(lán)色熒光標(biāo)記的巨噬細(xì)胞+LNP-NTU（紅色熒光標(biāo)記）強(qiáng)實(shí)驗(yàn)二1藍(lán)色熒光標(biāo)記的軟骨細(xì)胞+NTU（紅色熒光標(biāo)記）0．0022藍(lán)色熒光標(biāo)記的軟骨細(xì)胞+CM-NTU（紅色熒光標(biāo)記）0．273藍(lán)色熒光標(biāo)記的軟骨細(xì)胞+LNP-NTU（紅色熒光標(biāo)記）0．005說明：LNP為非細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)脂質(zhì)體。①實(shí)驗(yàn)設(shè)置LNP-NTU組的目的是_____。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)一分析，相比NTU直接進(jìn)入巨噬細(xì)胞，用CM包裹的優(yōu)點(diǎn)是_____。③實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果表明：_____。【答案】（1）①.①③（或①、③）②.NADPH和O2（2）①.巨噬細(xì)胞②.溶酶體（3）①.細(xì)胞膜融合（細(xì)胞膜的流動(dòng)性）②.（光合作用所需的）光合色素和蛋白質(zhì)（酶）（4）內(nèi)膜上（5）①.作為對(duì)照②.減少巨噬細(xì)胞對(duì)NTU的吞噬③.CM-NTU能更有效的被軟骨細(xì)胞內(nèi)化（吸收）【解析】【分析】類囊體為單層膜結(jié)構(gòu)，類囊體在葉綠體中堆疊形成基粒，是光合作用光反應(yīng)的場所，動(dòng)物細(xì)胞膜為單層膜結(jié)構(gòu)，具有一定的流動(dòng)性。【小問1詳解】圖1為葉綠體的局部電鏡照片，葉綠體包括外膜、內(nèi)膜、基粒和基質(zhì)，基粒是由多個(gè)類囊體堆疊形成的具膜結(jié)構(gòu)，基粒與基粒之間通過膜結(jié)構(gòu)相連，圖中①③表示類囊體。類囊體薄膜是光合作用光反應(yīng)階段的場所，包括水的光解和ATP的合成，故類囊體上反應(yīng)的終產(chǎn)物包括ATP、NADPH和O2?！拘?詳解】如果直接將菠菜的類囊體移植到人體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)，人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)將視類囊體為異己，巨噬細(xì)胞會(huì)對(duì)其進(jìn)行吞噬，細(xì)胞內(nèi)的溶酶體是“消化車間”，其中的水解酶能將溶酶體消化降解?！拘?詳解】結(jié)合圖2可知，被細(xì)胞膜包被的NTU以胞吞的方式進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，說明菠菜類囊體進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞的過程中發(fā)生了細(xì)胞膜融合，體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定流動(dòng)性的特點(diǎn)，NTU（納米類囊體單位）在軟骨細(xì)胞內(nèi)能發(fā)揮作用，說明類囊體仍可作為光反應(yīng)的場所，可見NTU保留了類囊體表面的進(jìn)行光合作用所需的光合色素和蛋白質(zhì)（酶），保證類囊體仍能利用光能進(jìn)行光反應(yīng)。【小問4詳解】NTU進(jìn)入退化軟骨細(xì)胞后，線粒體中與代謝相關(guān)的基因表達(dá)量顯著增加，說明NTU中類囊體產(chǎn)生的NADPH可以參與線粒體內(nèi)膜上的有氧呼吸第三階段，NADPH與氧氣結(jié)合生成水，同時(shí)產(chǎn)生大量能量，形成ATP，NADPH中的能量轉(zhuǎn)移到ATP中?！拘?詳解】該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖怯^察、評(píng)估軟骨細(xì)胞膜（CM）協(xié)助NTU進(jìn)入細(xì)胞的效果，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二均設(shè)置了三組實(shí)驗(yàn)，其中設(shè)置LNP-NTU組的目的是作為對(duì)照組，以保證細(xì)胞中熒光平均強(qiáng)度的變化是由CM引起的。實(shí)驗(yàn)一中CM-NTU組的細(xì)胞中熒光平均強(qiáng)度較弱，而另兩組則較強(qiáng)，可見用CM包裹NTU協(xié)助其進(jìn)入細(xì)胞可減少巨噬細(xì)胞對(duì)NTU的吞噬消化。實(shí)驗(yàn)二中，CM-NTU組的細(xì)胞中熒光平均強(qiáng)度均明顯高于另兩組，說明軟骨細(xì)胞膜（CM）能有效地協(xié)助NTU進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，即CM-NTU能更有效的被軟骨細(xì)胞內(nèi)化（吸收）。12.（南京市2023屆高三二模）為緩解能源危機(jī)這一全球性問題，開發(fā)和利用新能源受到廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，真核單細(xì)胞小球藻在高氮條件下光合作用強(qiáng)，油脂積累少；在低氮條件下生長較慢，但能積累更多油脂。為獲得油脂生產(chǎn)能力強(qiáng)的小球藻，制造生物質(zhì)燃料，科研人員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問題：（1）小球藻在進(jìn)行光合作用C3的還原時(shí)，需要光反應(yīng)提供___________，此過程發(fā)生在___________。（2）為檢測(cè)小球藻油脂生產(chǎn)能力，研究者在低氮脅迫下進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，得到下圖所示結(jié)果。在不同含氮條件下研究了總脂含量和碳水化合物含量變化，試根據(jù)下圖分析低氮脅迫下生長狀況良好的小球藻碳水化合物和總脂合成的關(guān)系是___________。研究發(fā)現(xiàn)，小球藻細(xì)胞中卡爾文循環(huán)產(chǎn)生的三碳糖有60%用于合成蔗糖，則每合成6mol蔗糖，葉綠體中至少要固定_________molCO2。（3）為獲得油脂生產(chǎn)能力更強(qiáng)的小球藻，科研人員進(jìn)行了如下圖實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)基上的藻落（由一個(gè)小球藻增殖而成的群體）的顏色和數(shù)量為檢測(cè)指標(biāo)。觀察到少數(shù)黃色藻落小球藻X出現(xiàn)，這是由于EMS（化學(xué)誘變劑）導(dǎo)致小球藻可能發(fā)生___________產(chǎn)生新基因，小球藻___________的合成能力減弱。為檢驗(yàn)上述推測(cè)，提取和分離光合色素，與正常小球藻Y相比，若小球藻X的濾紙條上，自上而下第___________條條帶寬度明顯變窄，則證明上述假設(shè)正確。（4）進(jìn)一步研究EMS對(duì)小球藻葉綠體活力的影響，將細(xì)胞破碎后通過___________法獲得葉綠體，然后將其置于0.35mol/L的蔗糖溶液中，選擇該濃度蔗糖溶液的目的是___________。（5）ACC等多種酶是脂肪酸合成途徑的相關(guān)酶，ACC催化由丙酮酸合成的乙酰輔酶A反應(yīng)進(jìn)入脂肪酸合成途徑，為探究小球藻油脂生產(chǎn)能力更強(qiáng)的原因，提取小球藻中___________，通過PCR技術(shù)測(cè)定其含量。結(jié)果表明在某一突變體中ACC基因表達(dá)量增強(qiáng)，但總脂含量并未升高，試分析其原因是___________?！敬鸢浮浚?）①.NADPH和ATP②.葉綠體基質(zhì)（2）①.小球藻在低氮脅迫下優(yōu)先合成碳水化合物，之后隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長碳水化合物轉(zhuǎn)化為油脂②.120（3）①.基因突變②.葉綠素③.3和4（4）①.差速離心②.0.35mol/L的蔗糖溶液有利于維持葉綠體形態(tài)，保持其正常活性（5）①.總RNA②.脂質(zhì)積累量是多種脂質(zhì)合成酶共同作用的結(jié)果、ACC的mRNA含量升高不代表翻譯產(chǎn)生的ACC也多【解析】【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?！拘?詳解】光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了NADPH和ATP，NADPH和ATP能夠?qū)⑷蓟衔镞€原形成有機(jī)物，C3的還原屬于暗反應(yīng)，發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)?！拘?詳解】據(jù)圖可知，在低氮脅迫下（比如3.6mmol/L），小球藻碳水化合物先增加后減少，總脂含量一直在增加，據(jù)此推測(cè)，小球藻在低氮脅迫下優(yōu)先合成碳水化合物，之后隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長碳水化合物轉(zhuǎn)化為油脂?？栁难h(huán)的具體過程即光合作用暗反應(yīng)的CO2的同化過程，暗反應(yīng)中6個(gè)CO2分子進(jìn)入后將會(huì)離開2個(gè)三碳糖磷酸，卡爾文循環(huán)產(chǎn)生的三碳糖有60%用于合成蔗糖，一分子三碳糖中有3個(gè)碳原子，一分子蔗糖中有12個(gè)碳原子，結(jié)合題意，若葉綠體基質(zhì)同時(shí)產(chǎn)生Xmol三碳糖，根據(jù)碳元素守恒可得：3×X×60%＝6×12，算出X為40，故每合成6mol蔗糖，葉綠體基質(zhì)同時(shí)產(chǎn)生40mol三碳糖，因此葉綠體中至少要固定3×40=120molCO2?！拘?詳解】正常小球藻呈現(xiàn)綠色，據(jù)題干EMS(化學(xué)誘變劑)導(dǎo)致小球藻發(fā)生基因突變，由于基因突變具有不定向、低頻的特點(diǎn)，導(dǎo)致誘變處理后，觀察到黃色藻落數(shù)應(yīng)小于綠色藻落數(shù)（正常小球藻），黃色藻落呈現(xiàn)黃色意味著其細(xì)胞內(nèi)葉綠素的合成能力減弱；利用紙層析法可以將光合色素分離，由于不同的色素在層析液中溶解度不同，溶解度越高的隨層析液擴(kuò)散越快，從上到下對(duì)應(yīng)的色素帶依次為：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，故要觀察的是濾紙條從上往下第3、4條色素帶的寬度，若小球藻X的濾紙條上，自上而下第3和4條條帶寬度明顯變窄，則證明上述假設(shè)正確?！拘?詳解】分析各種細(xì)胞器的方法為差速離心法，故進(jìn)一步研究EMS對(duì)小球藻葉綠體活力的影響，將細(xì)胞破碎后通過差速離心法獲得葉綠體；然后將其置于0.35mol/L的蔗糖溶液中，選擇該濃度的溶液的目的是維持葉綠體形態(tài)，保持葉綠體正?；钚??！拘?詳解】ACC等多種酶是脂肪酸合成途徑的相關(guān)酶，ACC催化由丙酮酸合成的乙酰輔酶A反應(yīng)進(jìn)入脂肪酸合成途徑，為探究小球藻油脂生產(chǎn)能力更強(qiáng)的原因，可以通過測(cè)定ACC基因表達(dá)量情況，因此可以提取小球藻中總RNA，通過PCR技術(shù)測(cè)定其含量。結(jié)果表明在某一突變體中ACC基因表達(dá)量增強(qiáng)，但總脂含量并未升高，其原因是脂質(zhì)積累量是多種脂質(zhì)合成酶共同作用的結(jié)果或ACC的mRNA含量升高不代表翻譯產(chǎn)生的ACC也多。13.（2023屆南通市高三二模）狗尾草是一種C4植物，葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞中都有葉綠體，但葉肉細(xì)胞葉綠體中無Rubisco（既能催化C5的羧化，也能催化C5的加氧分解），維管束鞘細(xì)胞葉綠體中基粒發(fā)育不全。下圖是狗尾草的部分代謝過程示意圖，其中PEPC是對(duì)CO2高親和力的PEP羧化酶。請(qǐng)回答下列問題。（1）過程①丙酮酸轉(zhuǎn)化為PEP需要葉綠體的______（結(jié)構(gòu)）提供ATP，天冬氨酸通過______（結(jié)構(gòu)）進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞。在維管束鞘細(xì)胞中，過程⑥和______（過程）都會(huì)產(chǎn)生丙酮酸。（2）參與過程⑩的CO2來自于______（過程）。維管束鞘細(xì)胞完全被葉肉細(xì)胞包被，有助于從維管束鞘細(xì)胞散出的CO2再次被______“捕獲”。（3）為了研究溫度對(duì)狗尾草和煙草（C3植物）光量子效率（吸收1個(gè)光量子所能吸收的CO2分子數(shù)）的影響，研究人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成下表。實(shí)驗(yàn)步驟的目的實(shí)驗(yàn)步驟的要點(diǎn)及結(jié)果實(shí)驗(yàn)分組各取40株生長健壯的狗尾草和煙草，分別①______分為4組。實(shí)驗(yàn)處理②______。結(jié)果測(cè)定和處理測(cè)定光量子效率，并繪制曲線（如圖）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與30℃相比40℃條件下，煙草光量子效率明顯降低，但狗尾草的光量子效率基本不變，其主要原因是一方面③______，維持了維管束鞘細(xì)胞中高濃度的CO2；另一方面維管束鞘細(xì)胞葉綠體產(chǎn)生的④______少，CO2競爭Rubisco的能力強(qiáng)，C5的加氧分解少。低于30℃時(shí)，狗尾草的光量子效率比煙草低，主要原因是⑤______。【答案】（1）①.類囊體②.胞間連絲③.細(xì)胞呼吸第一階段（2）①.蘋果酸分解成丙酮酸（過程⑥）和有氧呼吸的第二階段②.PEPC（3）①.隨機(jī)、平均②.將上述4組植物分別放置在溫度為10℃、20℃、30℃、40℃的環(huán)境中，光照等其他條件相同且適宜③.PEPC對(duì)CO2的親和力高④.O2⑤.狗尾草需要消耗ATP用于PEP再生，用于卡爾文循環(huán)的ATP減少【解析】【分析】分析題圖：葉肉細(xì)胞可利用CO2與PEP在PEPC的催化下生成草酰乙酸（②），再將草酰乙酸轉(zhuǎn)化為天冬氨酸（③）；天冬氨酸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的線粒體中，與α-酮戊二酸生成草酰乙酸（④），再轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸（⑤），蘋果酸進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成丙酮酸和CO2（⑥），CO2進(jìn)入葉綠體中與C5生成C3（⑩），C3轉(zhuǎn)變?yōu)楸橇姿幔蛇M(jìn)一步合成為淀粉（?）?！拘?詳解】結(jié)合圖示可知，過程①丙酮酸轉(zhuǎn)化為PEP需要消耗ATP，可由葉綠體的類囊體