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课时2　细胞代谢中的热点聚焦
考情速览
热点 考情
载体蛋白的磷酸化和去磷酸化 ①2024·甘肃卷，2；②2024·河北卷，14；③2024·安徽卷，4；①2023·湖南卷，8；②2023·福建卷，12；③2023·浙江1月选考，11；①2022·海南卷，12
酶的实验设计与分析 ①2024·广东卷，15；②2024·浙江1月选考，17；①2023·浙江6月选考，7；①2022·全国乙卷，4；②2022·广东卷，13；③2022·湖南卷，3；④2022·北京卷，2；⑤2022·重庆卷，7；⑥2022·浙江6月选考，10
光合作用与细胞呼吸的联系 ①2024·全国新课标卷，31；②2024·黑吉辽卷，21；③2024·山东卷，21；④2024·安徽卷，16；⑤2024·全国甲卷，29；①2023·江苏卷，19；②2023·重庆卷，9；③2023·广东卷，18；④2023·浙江6月选考，22；⑤2023·福建卷，14；⑥2023·北京卷，3；⑦2023·北京卷，20；①2022·全国乙卷，2；②2022·广东卷，18；③2022·北京卷，2；④2022·湖北卷，21；⑤2022·江苏卷，20；⑥2022·浙江6月选考，27；⑦2022·山东卷，21
焦点1　载体蛋白的磷酸化和去磷酸化
【知识盘查】
1.载体蛋白的磷酸化——主动运输中
ATP供能的原理
2.载体蛋白的磷酸化与去磷酸化
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与某种化学反应。去磷酸化过程与之相反，但两者不是可逆反应。
如图所示：
磷酸化和去磷酸化可给予或去除某种酶或蛋白质的某种功能，在生物代谢调控过程中有重要作用。
【曾经这样考】
1.(2024·安徽卷，4)在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化
2.(2023·湖南卷，8)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
【还会这样考】
1.(2024·云南昆明模拟)当细胞膜内侧的Ca2＋与其在细胞膜上的载体蛋白结合时，该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化。磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变，将Ca2＋释放到膜外。下列有关叙述正确的是(　　)
A.使用呼吸抑制剂不会影响Ca2＋的跨膜运输
B.Ca2＋载体蛋白磷酸化后空间结构发生变化，但活性未改变
C.Ca2＋载体蛋白磷酸化时，伴随放能反应的发生
D.可将该Ca2＋载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶
2.(2024·山东枣庄滕州质检)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”，机制如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.ATP与ADP具有相同的组成元素和脱氧核糖，均含有可转移的磷酸基团
B.适宜光照下，叶肉细胞内的吸能反应均伴随着ATP的合成过程
C.蛋白质被磷酸化激活的过程中，周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累
D.Ca2＋逆浓度梯度进入细胞需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化
3.(2024·江苏无锡模拟预测)如图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制，磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。相关叙述错误的是(　　)
A.蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
B.蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C.磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象
D.磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应
焦点2　酶相关实验探究
【知识盘查】
提醒　①检验酶的最适作用条件，如温度或最佳剂量，要配制温度梯度或浓度梯度。②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
【曾经这样考】
1.(2024·广东卷，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5－Ay3－Bi－CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3－Bi－CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
2.(2023·浙江6月选考，7)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。
组别 甲中溶液(0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa)
0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列叙述错误的是(　　)
A.H2O2分解生成O2导致压强改变
B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
【还会这样考】
1.(2024·九省联考黑、吉卷，16改编)植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述错误的是(　　)
组别条件及结果　　　　 ① ② ③ ④
果胶 ＋ ＋ ＋ ＋
多聚半乳糖醛酸酶 ＋ ＋ ＋ ＋
Ca2＋ － ＋ － －
Mn2＋ － － ＋ －
55 ℃ － － － ＋
半乳糖醛酸 ＋ － ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无，①～③组在常温下实验。
A.由①④组可知，自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量
B.由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响
C.该实验说明，喷施Mn2＋制剂可缩短果实成熟期
D.该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性
2.(2024·海南海口模拟)图1为酶作用模型及两种抑制剂影响酶活性模型。果蔬褐变的主要原因是多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素。某同学设计实验探究不同温度下两种PPO活性的大小，结果如图2所示，其中酶A和酶B分别为两种不同的PPO，各组加入的PPO的量相同。下列叙述错误的是(　　)
A.由图1推测，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响酶促反应速率
B.非竞争性抑制剂与酶结合后，改变了酶的空间结构，其机理与高温抑制酶活性的机理相似
C.图2实验的自变量是温度、酶的种类和抑制剂的种类，PPO用量是无关变量
D.在研究的温度范围内，图2中相同温度条件下酶B催化效率更高
焦点3　深度解读光合与呼吸中的常考曲线
【知识盘查】
1.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
(1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的________，乙图对应图1中的____________，丙图对应图1中的____________，丁图对应图1中的________。
(2)如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的________图、________图和________图。
(3)如果实验对象是离体的叶绿体，则图1____(填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响，原因是______________________________________
__________________________________________________________________。
2.光补偿点、光饱和点的移动
(1)光补偿点对应的两种生理状态
①整个植株：光合作用强度＝细胞呼吸强度。
②叶肉细胞：光合作用强度>细胞呼吸强度。
(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
提醒　①在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。
②高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。
③通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。
(3)D点：代表饱和点对应的最大光合速率，若增大光照强度(或增大CO2浓度)使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
3.两条变化曲线的比较
【曾经这样考】
1.(2024·全国甲卷，29)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。
(1)该植物叶片在温度A和C时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是___________________________
__________________________________________________________________。
(2)在温度D时，该植物体的干重会减少，原因是
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)温度超过B时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是__________________________________________________
_______________________________________________(答出一点即可)。
(4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在________________________________最大时的温度。
2.(2024·新课标卷，31)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。
(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是__________，原因是_____________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)光照t时间时，a组CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。
(3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是____组，判断依据是_____________________________________
__________________________________________________________________。
(4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会________(填“升高”“降低”或“不变”)。
【还会这样考】
1.(2024·广东茂名一模)黄连是一种重要的中药材，在重庆市某县有大面积种植。科研人员研究了光照对黄连叶片净光合速率的影响，测得黄连叶片在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.在t1～t2时，光照强度增大，光反应为暗反应，提供NADPH和ATP增多，导致暗反应增强
B.在t3时，黄连叶肉细胞的叶绿体利用CO2的相对值为13
C.在t3～t4时黄连叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度
D.将黄连由全日照转移至70%的全日照环境下，C3含量会显著增加
2.(2024·东北师大附中调研)甲植物和乙植物的净光合速率随CO2浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.CO2浓度为200(μmol·mol－1)时，限制两种植物光合速率的主要因素均为光照强度或温度
B.CO2浓度为400(μmol·mol－1)时，甲、乙植物的光合速率相等
C.CO2浓度为500(μmol·mol－1)时，甲植物水的光解能力强于乙
D.与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
3.(2024·江西南昌调研)下图甲为光照强度对小麦光合速率影响的曲线图，图乙表示小麦叶肉细胞的部分代谢过程。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A.图乙中②过程产生的NADH与⑤过程产生的NADPH的主要去路分别是还原O2和还原C3
B.图甲中C点对应的光照强度可使叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下
C.图乙中停止光照较长时间后，a中进行的过程有②④⑤
D.光照强度为600 klx时，小麦固定CO2的速率为23 μmol/(m2·s)
限时练4 细胞代谢中的热点聚焦
(时间：30分钟　分值：50分)
选择题：第1～8题，每小题5分，共40分。
【精准强化】
焦点1　载体蛋白的磷酸化和去磷酸化
1.(2024·河南新未来联考)蛋白质磷酸化是在蛋白质激酶的催化作用下，将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上的过程。蛋白质磷酸化可使没有活性的蛋白质转化为有活性的蛋白质，是调节和控制蛋白质活力和功能最普遍的机制。下列叙述正确的是(　　)
蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上，说明酶不具有专一性
蛋白质磷酸化可改变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，为放能反应
蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可提高该反应的活化能，使反应速率更快
蛋白质活性变化与其结构改变有关，蛋白质结构的改变不一定导致其活性丧失
2.(2024·河南名校联盟)G蛋白是细胞表面受体和细胞质内信号的中介，其信号转导过程如图。活化的G蛋白能引发细胞内一系列的生理反应。霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，导致细胞内的无机盐离子过量流到肠道中。下列叙述错误的是(　　)
霍乱毒素使G蛋白失去活性
霍乱毒素可能是一种GTP水解酶的抑制剂
霍乱毒素阻断了细胞的正常信号转导
霍乱毒素使人腹泻，大量脱水
焦点2　酶相关实验探究
3.(2024·广东湛江一模)纺织厂常用枯草芽孢杆菌生产的α－淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α－淀粉酶的最适温度，某科研小组在适宜条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　)
组别 1 2 3 4 5 6
棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15
温度/℃ 25 35 45 55 65 75
该实验应保证每组的α－淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同
每组应先将α－淀粉酶与棉花混合，再进行保温
实验结果表明α－淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃
若验证α－淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验脂肪分解情况
4.(2024·山东潍坊模拟)麦胚富含营养，但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响。下列分析错误的是(　　)
实验的自变量是无机盐的种类和浓度
对照组和实验组必须设置相同的温度和pH
图中不同浓度的CaCl2均可以提高脂肪酶的活性
KCl对脂肪酶活性的影响最小，可用于延长麦胚储藏期
焦点3　深度解读光合与呼吸中的常考曲线
5.(2023·湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出错误的一项 (　　)
若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动
若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动
6.(2024·广东佛山调研)在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸以及细胞内外气体交换的示意图如下(数字表示结构，小写字母表示物质的移动情况)。下列有关说法错误的是(　　)
图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处
叶绿体内发生光能转变为C6H12O6中的化学能
物质A进入线粒体后彻底分解需要水的参与
h＝c，d＝g时的光照强度为番茄植株的光补偿点
7.(2024·山东菏泽模拟)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　)
生理指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子
光补偿点/(klx) 6 4 1.8 1.1
光饱和点/(klx) 13 9 3.5 2.6
注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光照强度；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光照强度。
光照强度为1.1 klx时，胡颓子的幼苗的净光合速率小于0
光照强度为10 klx时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度
若将光照强度突然由2 klx增加到3 klx，香樟幼苗叶绿体中的C3会增加
光照强度大于13 klx时，构树幼苗光合作用固定的CO2全部来自外界
【综合提升】
8.(2024·辽宁沈阳质检)图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系。下列说法正确的是(　　)
图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
图乙中，限制A、B、C点光合作用速率的因素主要是光照强度
9.(10分)(2024·江西卷，21)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如下图。回答下列问题：
(1)(3分)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________，其释放的能量一部分用于生成________，另一部分以________的形式散失。
(2)(1分)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为________。
(3)(4分)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是________________。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程：
①_______________________________________________________________
②分别制作匀浆，取等量匀浆液
③_______________________________________________________________
④分别在沸水浴中加热
⑤_______________________________________________________________
(4)(2分)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是_____________________________________________
__________________________________________________________________。课时2　细胞代谢中的热点聚焦
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载体蛋白的磷酸化和去磷酸化 ①2024·甘肃卷，2；②2024·河北卷，14；③2024·安徽卷，4；①2023·湖南卷，8；②2023·福建卷，12；③2023·浙江1月选考，11；①2022·海南卷，12
酶的实验设计与分析 ①2024·广东卷，15；②2024·浙江1月选考，17；①2023·浙江6月选考，7；①2022·全国乙卷，4；②2022·广东卷，13；③2022·湖南卷，3；④2022·北京卷，2；⑤2022·重庆卷，7；⑥2022·浙江6月选考，10
光合作用与细胞呼吸的联系 ①2024·全国新课标卷，31；②2024·黑吉辽卷，21；③2024·山东卷，21；④2024·安徽卷，16；⑤2024·全国甲卷，29；①2023·江苏卷，19；②2023·重庆卷，9；③2023·广东卷，18；④2023·浙江6月选考，22；⑤2023·福建卷，14；⑥2023·北京卷，3；⑦2023·北京卷，20；①2022·全国乙卷，2；②2022·广东卷，18；③2022·北京卷，2；④2022·湖北卷，21；⑤2022·江苏卷，20；⑥2022·浙江6月选考，27；⑦2022·山东卷，21
焦点1　载体蛋白的磷酸化和去磷酸化
【知识盘查】
1.载体蛋白的磷酸化——主动运输中
ATP供能的原理
2.载体蛋白的磷酸化与去磷酸化
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与某种化学反应。去磷酸化过程与之相反，但两者不是可逆反应。
如图所示：
磷酸化和去磷酸化可给予或去除某种酶或蛋白质的某种功能，在生物代谢调控过程中有重要作用。
【曾经这样考】
1.(2024·安徽卷，4)在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体
B.酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用
C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性
D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化
答案　D
解析　由图可以直接看出，该信号分子的受体位于细胞膜上，不在细胞内，A错误；酶联受体的化学本质是蛋白质，由图可以直接看出，酶联受体识别信号分子并与其结合后，激酶区域被激活，催化相关反应，酶联受体具有识别和催化作用，但无法推出其具有运输作用，B错误；由图可知，ATP水解释放的磷酸基团(不是磷酸分子)与应答蛋白结合，使其磷酸化，应答蛋白从无活性状态转变成有活性状态，C错误；活化的应答蛋白可能通过影响基因的表达从而引起细胞定向分化，D正确。
2.(2023·湖南卷，8)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
答案　B
解析　根据题图分析可知，当禾本科农作物AT1蛋白与Gβ结合时，可抑制PIP2s蛋白磷酸化，从而降低H2O2的外排能力，使细胞死亡；当禾本科农作物AT1蛋白缺陷而无法与Gβ结合时，其对PIP2s蛋白磷酸化没有抑制作用(细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平提高)，使H2O2的外排能力提高，从而减轻H2O2对禾本科农作物细胞的毒害作用，A正确，B错误；敲除AT1基因或降低其表达，可解除AT1蛋白对细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用，H2O2外排增加，进而提高禾本科农作物的抗氧化胁迫能力和成活率，C正确；可以将特殊物种中逆境胁迫相关基因转移至农作物细胞内，以改良其抗逆性，D正确。
【还会这样考】
1.(2024·云南昆明模拟)当细胞膜内侧的Ca2＋与其在细胞膜上的载体蛋白结合时，该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，使载体蛋白磷酸化。磷酸化后的载体蛋白空间结构发生改变，将Ca2＋释放到膜外。下列有关叙述正确的是(　　)
A.使用呼吸抑制剂不会影响Ca2＋的跨膜运输
B.Ca2＋载体蛋白磷酸化后空间结构发生变化，但活性未改变
C.Ca2＋载体蛋白磷酸化时，伴随放能反应的发生
D.可将该Ca2＋载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶
答案　D
解析　Ca2＋的跨膜运输为主动运输，使用呼吸抑制剂会影响Ca2＋的跨膜运输，A错误；Ca2＋载体蛋白磷酸化后空间结构发生变化，活性也被改变，B错误；
Ca2＋载体蛋白磷酸化时，ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，说明伴随ATP的水解，有吸能反应的发生，C错误；该载体蛋白可以催化ATP分子末端的磷酸基团转移到载体蛋白上，可将该Ca2＋载体蛋白视为一种能催化ATP水解的酶，D正确。
2.(2024·山东枣庄滕州质检)蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种分子开关，形成有活性的蛋白质是一个磷酸化的过程，即“开”，形成无活性的蛋白质是一个去磷酸化的过程，即“关”，机制如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.ATP与ADP具有相同的组成元素和脱氧核糖，均含有可转移的磷酸基团
B.适宜光照下，叶肉细胞内的吸能反应均伴随着ATP的合成过程
C.蛋白质被磷酸化激活的过程中，周围环境中会有ADP和磷酸分子的积累
D.Ca2＋逆浓度梯度进入细胞需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化
答案　D
解析　ADP是ATP水解掉一个磷酸基团形成的，ATP与ADP具有相同的组成元素和核糖，均含有可转移的磷酸基团，A错误；ATP的合成过程需要吸收能量，叶肉细胞内的许多放能反应伴随着ATP的合成过程，B错误；蛋白质被磷酸化激活的过程中，ATP水解释放的磷酸基团转移到蛋白质上，所以周围环境中可能会有ADP的积累，不会有磷酸分子的积累，C错误；Ca2＋逆浓度梯度进入细胞是主动运输，需要消耗能量，因此该过程需要蛋白激酶作用，使载体蛋白的空间结构发生变化，D正确。
3.(2024·江苏无锡模拟预测)如图为细胞内普遍存在的分子开关调节机制，磷酸化与去磷酸化使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态。相关叙述错误的是(　　)
A.蛋白质磷酸化的过程往往是一个放能反应的过程
B.蛋白质去磷酸化后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
C.磷酸化与去磷酸化可改变靶蛋白的电荷分布与分子构象
D.磷酸化与去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应
答案　A
解析　蛋白质磷酸化过程是一个吸能反应，与ATP的水解相联系，A错误。
焦点2　酶相关实验探究
【知识盘查】
提醒　①检验酶的最适作用条件，如温度或最佳剂量，要配制温度梯度或浓度梯度。②酶既可以作为催化剂，又可以作为另一个化学反应的底物。
【曾经这样考】
1.(2024·广东卷，15)现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5－Ay3－Bi－CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是(　　)
肽链 纤维素类底物 褐藻酸类底物
W1 W2 S1 S2
Ce5－Ay3－Bi－CB ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋
Ce5 ＋ ＋＋ － －
Ay3－Bi－CB － － ＋＋ ＋＋＋
Ay3 － － ＋＋＋ ＋＋
Bi － － － －
CB － － － －
注：－表示无活性，＋表示有活性，＋越多表示活性越强。
A.Ay3与Ce5催化功能不同，但可能存在相互影响
B.Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C.该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D.无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
答案　B
解析　Ce5与Ay3分别催化纤维素类底物和褐藻酸类底物，当缺少Ce5后，Ay3－Bi－CB就不能催化纤维素类底物，当Ay3与Ce5 同时存在时催化纤维素类底物的活性增强，所以Ay3与Ce5可能存在相互影响，A正确；不论是否与Bi结合，Ay3均可以催化S1与S2，说明Bi与Ay3的催化与专一性无关，B错误；去除 Ce5后，催化褐藻酸类底物的活性不变，说明该酶对褐藻酸类底物的催化活性与 Ce5无关C正确；需要检测Ce5－Ay3－Bi肽链的活性，才能判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关，D 正确。
2.(2023·浙江6月选考，7)为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表所示。
组别 甲中溶液(0.2 mL) 乙中溶液(2 mL) 不同时间测定的相对压强(kPa)
0 s 50 s 100 s 150 s 200 s 250 s
Ⅰ 肝脏提取液 H2O2溶液 0 9.0 9.6 9.8 10.0 10.0
Ⅱ FeCl3 H2O2溶液 0 0 0.1 0.3 0.5 0.9
Ⅲ 蒸馏水 H2O2溶液 0 0 0 0 0.1 0.1
下列叙述错误的是(　　)
A.H2O2分解生成O2导致压强改变
B.从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C.250 s时Ⅰ组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行
D.实验结果说明酶的催化作用具有高效性
答案　C
解析　H2O2分解生成O2导致压强增加，A正确；从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时，B正确；250 s时Ⅲ组反应没有结束，只是Ⅲ组没有催化剂参与，反应非常慢，200 s～250 s之间压强才没有变化，C错误；组别Ⅰ和组别Ⅱ的比较说明了酶的催化作用具有高效性，D正确。
【还会这样考】
1.(2024·九省联考黑、吉卷，16改编)植物体内的多聚半乳糖醛酸酶可将果胶降解为半乳糖醛酸，能促进果实的软化和成熟脱落。为探究该酶的特性，进行以下4组实验，条件及结果如下表。下列叙述错误的是(　　)
组别条件及结果　　　　 ① ② ③ ④
果胶 ＋ ＋ ＋ ＋
多聚半乳糖醛酸酶 ＋ ＋ ＋ ＋
Ca2＋ － ＋ － －
Mn2＋ － － ＋ －
55 ℃ － － － ＋
半乳糖醛酸 ＋ － ＋＋＋ ＋＋
注：“＋”表示存在和量的多少，“－”表示无，①～③组在常温下实验。
A.由①④组可知，自变量为温度，因变量为半乳糖醛酸的量
B.由①②③组可知，多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响
C.该实验说明，喷施Mn2＋制剂可缩短果实成熟期
D.该实验证明，多聚半乳糖醛酸酶不具有专一性
答案　D
解析　由①④组条件只有温度不同，故自变量为温度，因变量为多聚半乳糖醛酸酶的活性，检测指标为半乳糖醛酸的量，A正确；由①②③条件为离子的不同，因变量为半乳糖醛酸的量，表明多聚半乳糖醛酸酶的活性受离子影响，B正确；对比①③组实验可知，喷施Mn2＋制剂，半乳糖醛酸增多，能促进果实的软化和成熟脱落，缩短果实成熟期，C正确；多聚半乳糖醛酸酶具有专一性，D错误。
2.(2024·海南海口模拟)图1为酶作用模型及两种抑制剂影响酶活性模型。果蔬褐变的主要原因是多酚氧化酶(PPO)催化酚形成黑色素。某同学设计实验探究不同温度下两种PPO活性的大小，结果如图2所示，其中酶A和酶B分别为两种不同的PPO，各组加入的PPO的量相同。下列叙述错误的是(　　)
A.由图1推测，竞争性抑制剂与底物竞争酶的结合部位，从而影响酶促反应速率
B.非竞争性抑制剂与酶结合后，改变了酶的空间结构，其机理与高温抑制酶活性的机理相似
C.图2实验的自变量是温度、酶的种类和抑制剂的种类，PPO用量是无关变量
D.在研究的温度范围内，图2中相同温度条件下酶B催化效率更高
答案　C
解析　
据图可知，竞争性抑制剂与底物具有类似结构，竞争性抑制剂能够和底物竞争酶的同一活性部位，从而影响酶促反应速率，A正确；非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的空间结构使酶的活性受到抑制，高温会使酶的空间结构被破坏，从而使酶的活性受到抑制，两者的作用机理相似，B正确。
焦点3　深度解读光合与呼吸中的常考曲线
【知识盘查】
1.深度解读总光合速率与呼吸速率的关系
(1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的A点，乙图对应图1中的AB段(不含A、B两点)，丙图对应图1中的B点以后(不含B点)，丁图对应图1中的B点。
(2)如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的甲图、丙图和丙图。
(3)如果实验对象是离体的叶绿体，则图1不能(填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响，原因是叶绿体不能进行细胞呼吸，因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0，光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0。
2.光补偿点、光饱和点的移动
(1)光补偿点对应的两种生理状态
①整个植株：光合作用强度＝细胞呼吸强度。
②叶肉细胞：光合作用强度>细胞呼吸强度。
(2)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
提醒　①在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。
②高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。
③通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。
(3)D点：代表饱和点对应的最大光合速率，若增大光照强度(或增大CO2浓度)使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
3.两条变化曲线的比较
【曾经这样考】
1.(2024·全国甲卷，29)在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。
(1)该植物叶片在温度A和C时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________(填“相等”或“不相等”)，原因是
___________________________________________________________________。
(2)在温度D时，该植物体的干重会减少，原因是________________________
___________________________________________________________________。
(3)温度超过B时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是__________________________________________________
__________________________________________________(答出一点即可)。
(4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在________最大时的温度。
答案　(1)不相等　有机物的积累速率代表净光合速率，净光合速率＝光合速率－呼吸速率，由图可知，该植物叶片在温度A和C时光合速率相等，呼吸速率不相等，即该植物叶片在温度A和C时的净光合速率不相等，因此该植物叶片在温度A和C时的有机物积累速率不相等
(2)在温度D时，该叶片的光合速率与呼吸速率相等，即该植物叶片的净光合速率为0，没有有机物积累，由于该植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，且需要通过细胞呼吸消耗有机物，因此，在温度D时，该植物体的干重会减少
(3)温度超过B时，随着温度升高，植物气孔开度降低，进入叶片的CO2减少(或温度超过B时，随着温度升高，与暗反应有关酶的活性降低)(合理即可)
(4)光合速率与呼吸速率差值(或净光合速率)
解析　(1)有机物的积累速率代表净光合速率，净光合速率＝光合速率－呼吸速率。由图可知，该植物叶片在温度A和C时光合速率相等，呼吸速率不相等，即该植物叶片在温度A和C时的净光合速率不相等，因此该植物叶片在温度A和C时的有机物积累速率不相等。(2)在温度D时，该叶片的光合速率与呼吸速率相等，即该植物叶片的净光合速率为0，没有有机物积累，该植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，这些细胞需要通过细胞呼吸消耗有机物，因此，在温度D时，该植物体的干重会减少。(3)温度较高时，蒸腾作用较强，植物气孔部分关闭，以防止水分大量散失。气孔部分关闭时，通过气孔进入叶片的CO2减少，暗反应速率降低，导致光合速率降低。因此温度超过B时，该植物暗反应速率降低的原因可能是随着温度升高，植物气孔开度降低，进入叶片的CO2减少。(4)植物的净光合速率越大，积累的有机物越多，因此为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在净光合速率最大时的温度。
2.(2024·新课标卷，31)某同学将一种高等植物幼苗分为4组(a、b、c、d)，分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间(t)后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。
(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是________，原因是_________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)光照t时间时，a组CO2浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)b组。
(3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是________组，判断依据是___________________________________
___________________________________________________________________。
(4)光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会________(填“升高”“降低”或“不变”)。
答案　(1)红光和蓝紫光　光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
(2)大于
(3)b　密闭装置中O2浓度不再增加时光合速率等于呼吸速率，仅b组光合速率大于呼吸速率
(4)升高
解析　(1)光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)b组氧气浓度高于a组，说明光合作用大于呼吸作用，整体表现为吸收二氧化碳，释放氧气。因此，a组二氧化碳浓度大于b组。(3)若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，说明光照t时间时，c、d组的光合速率等于呼吸速率；光照t时间时，a组的O2浓度与初始O2浓度相等，说明a组的光合速率等于呼吸速率；而b组的光合速率大于呼吸速率，故光照t时间时，a、b、c中光合速率最大的是b组。(4)d组O2浓度等于c组是由于密闭容器中CO2的限制，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，打开容器之后，提供了更多的CO2，此时即便以c的光照强度仍然可以使得光合速率上升。
【还会这样考】
1.(2024·广东茂名一模)黄连是一种重要的中药材，在重庆市某县有大面积种植。科研人员研究了光照对黄连叶片净光合速率的影响，测得黄连叶片在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.在t1～t2时，光照强度增大，光反应为暗反应，提供NADPH和ATP增多，导致暗反应增强
B.在t3时，黄连叶肉细胞的叶绿体利用CO2的相对值为13
C.在t3～t4时黄连叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度
D.将黄连由全日照转移至70%的全日照环境下，C3含量会显著增加
答案　D
解析　在t1～t2时，光照强度增大，光反应为暗反应提供NADPH和ATP增多，导致暗反应增强，A正确；黑暗条件下，叶片CO2释放量相对值为4，t3时CO2吸收量相对值为9，则叶绿体利用CO2的相对值为13，B正确；t3～t4时叶片的光合作用强度已经最强，此时从外界吸收CO2最快，故叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度，CO2才会通过自由扩散进入细胞内，C正确；当光照强度为70%全日照时，从t1到t3叶肉细胞的光合强度先逐渐上升，后光合强度达到稳定不再上升，说明给予70%全日照时已经达到了玉米的光饱和点，故从全日照转移至70%的全日照环境下，光反应不变，C3含量不变，D错误。
2.(2024·东北师大附中调研)甲植物和乙植物的净光合速率随CO2浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.CO2浓度为200(μmol·mol－1)时，限制两种植物光合速率的主要因素均为光照强度或温度
B.CO2浓度为400(μmol·mol－1)时，甲、乙植物的光合速率相等
C.CO2浓度为500(μmol·mol－1)时，甲植物水的光解能力强于乙
D.与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
答案　C
解析　甲植物在CO2浓度为200(μmol·mol－1)时，光合作用强度还未达到饱和，所以限制甲植物光合速率的主要因素是CO2浓度，A错误；CO2浓度为400(μmol·mol－1)时，甲、乙植物的净光合速率相等，但由于呼吸速率不相等，所以总光合速率不相等，B错误；CO2浓度为500(μmol·mol－1)时，甲植物的光合作用速率大于乙植物，所以甲植物水的光解能力强于乙，C正确；甲在高浓度CO2情况下光合作用速率更高，所以甲更适合在高CO2浓度条件下生存，D错误。
3.(2024·江西南昌调研)下图甲为光照强度对小麦光合速率影响的曲线图，图乙表示小麦叶肉细胞的部分代谢过程。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A.图乙中②过程产生的NADH与⑤过程产生的NADPH的主要去路分别是还原O2和还原C3
B.图甲中C点对应的光照强度可使叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下
C.图乙中停止光照较长时间后，a中进行的过程有②④⑤
D.光照强度为600 klx时，小麦固定CO2的速率为23 μmol/(m2·s)
答案　C
解析　图乙中②过程代表有氧呼吸第二阶段，此阶段产生的NADH的主要去路是还原O2，⑤过程代表光合作用光反应阶段，此阶段产生的NADPH的主要去路是还原C3，A正确；图甲中C点对应的光照强度下净光合速率大于0，所以小麦叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，此时叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下，B正确；停止光照较长时间后，叶绿体中因没有光反应的产物而不能继续进行暗反应，所以③⑤过程不再进行，C错误；光照强度为600 klx时，小麦固定CO2的速率(总光合速率)＝净光合速率＋呼吸速率＝18＋5＝23 μmol/(m2·s)，D正确。
限时练4　细胞代谢中的热点聚焦
(时间：30分钟　分值：50分)
【精准强化】
焦点1　载体蛋白的磷酸化和去磷酸化
1.(2024·河南新未来联考)蛋白质磷酸化是在蛋白质激酶的催化作用下，将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上的过程。蛋白质磷酸化可使没有活性的蛋白质转化为有活性的蛋白质，是调节和控制蛋白质活力和功能最普遍的机制。下列叙述正确的是(　　)
A.蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上，说明酶不具有专一性
B.蛋白质磷酸化可改变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，为放能反应
C.蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可提高该反应的活化能，使反应速率更快
D.蛋白质活性变化与其结构改变有关，蛋白质结构的改变不一定导致其活性丧失
答案　D
解析　蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上，体现了酶可以催化一种或一类化学反应，说明酶具有专一性，A错误；由题干信息可知，蛋白质磷酸化反应的结果是“将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上”，ATP水解的产物是ADP和磷酸基团，因此该过程与ATP的水解有关，为吸能反应，B错误；蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可降低该反应的活化能，使反应速率更快，C错误；蛋白质活性变化与其结构改变有关，有些蛋白质空间结构的改变是可逆的，如载体蛋白和酶，D正确。
2.(2024·河南名校联盟)G蛋白是细胞表面受体和细胞质内信号的中介，其信号转导过程如图。活化的G蛋白能引发细胞内一系列的生理反应。霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，导致细胞内的无机盐离子过量流到肠道中。下列叙述错误的是(　　)
A.霍乱毒素使G蛋白失去活性
B.霍乱毒素可能是一种GTP水解酶的抑制剂
C.霍乱毒素阻断了细胞的正常信号转导
D.霍乱毒素使人腹泻，大量脱水
答案　A
解析　霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，由图可知，G蛋白与GTP结合时表现为有活性，因而霍乱毒素不会使G蛋白失去活性，A错误；霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，据此可推测霍乱毒素可能是一种GTP水解酶的抑制剂，B正确；G蛋白是细胞表面受体和细胞质内信号的中介，而霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，进而阻断了细胞的正常信号转导，C正确；霍乱弧菌产生的霍乱毒素能让G蛋白的GTP水解酶丧失活性，导致细胞内的无机盐离子过量流到肠道中，带走大量水分，使人腹泻，表现为脱水，D正确。
焦点2　酶相关实验探究
3.(2024·广东湛江一模)纺织厂常用枯草芽孢杆菌生产的α－淀粉酶除去织物中的淀粉。为探究α－淀粉酶的最适温度，某科研小组在适宜条件下进行了实验，棉花初始质量为5 g，每组在各自温度下保温20 min后测量棉花减重，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是(　　)
组别 1 2 3 4 5 6
棉花减重/g 0 0.12 0.16 0.22 0.23 0.15
温度/℃ 25 35 45 55 65 75
A.该实验应保证每组的α－淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量完全相同
B.每组应先将α－淀粉酶与棉花混合，再进行保温
C.实验结果表明α－淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃
D.若验证α－淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验脂肪分解情况
答案　B
解析　该实验中加入的α－淀粉酶浓度、体积及棉花的初始质量属于无关变量，应保证相同且适宜，A正确；每组应先将α－淀粉酶和棉花分别保温，再进行混合，B错误；结合实验结果可推测，α－淀粉酶的最适温度范围为55～75 ℃，C正确；若验证α－淀粉酶具有专一性，可让其处理脂肪，用苏丹Ⅲ染液检验分解情况，D正确。
4.(2024·山东潍坊模拟)麦胚富含营养，但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质。为了延长麦胚储藏期，科研人员研究了不同无机盐对脂肪酶活性的影响。下列分析错误的是(　　)
A.实验的自变量是无机盐的种类和浓度
B.对照组和实验组必须设置相同的温度和pH
C.图中不同浓度的CaCl2均可以提高脂肪酶的活性
D.KCl对脂肪酶活性的影响最小，可用于延长麦胚储藏期
答案　D
解析　分析题图，横坐标为无机盐浓度，即无机盐浓度为自变量，图中共有三条曲线，故无机盐的种类也为本实验的自变量，A正确；实验需要严格控制变量，遵循对照原则和单一变量原则，其他条件相同且适宜，本实验中温度和pH为无关变量，需要保持一致，B正确；分析图中CaCl2随浓度变化对脂肪酶活性影响曲线可知，随CaCl2浓度增大，酶活性均高于对照组，C正确；KCl对脂肪酶活性的影响曲线趋势较为平稳，基本与对照组酶活性水平持平，对脂肪酶活性影响较小，结合题干“但由于含有高活性脂肪酶与不饱和脂肪酸，极易酸败变质”，可知KCl并不能延长麦胚储藏期，D错误。
焦点3　深度解读光合与呼吸中的常考曲线
5.(2023·湖南衡阳八中检测)如图表示植物光合速率随光照强度改变的曲线，请分析并选出错误的一项 (　　)
A.若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动
B.若增加二氧化碳浓度，B点左移，C点左移，D点向右上方移动
C.D点时，ATP从类囊体薄膜向叶绿体基质移动
D.若图为阳生植物，则换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动
答案　B
解析　B点为光补偿点，此时光合作用与呼吸作用强度相等，若适当提高温度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，则补偿点B应相应地向右移动，A正确；若增加二氧化碳浓度，则光合作用强度增加，B点左移，C点右移，D点向右上方移动，B错误；D点时的光合作用强度最大，其光反应产生的ATP从类囊体薄膜移向叶绿体基质，参与暗反应过程中三碳化合物的还原，C正确；阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，因此若换为阴生植物，B点向左移动，D点向左下方移动，D正确。
6.(2024·广东佛山调研)在光照等条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用与有氧呼吸以及细胞内外气体交换的示意图如下(数字表示结构，小写字母表示物质的移动情况)。下列有关说法错误的是(　　)
A.图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处
B.叶绿体内发生光能转变为C6H12O6中的化学能
C.物质A进入线粒体后彻底分解需要水的参与
D.h＝c，d＝g时的光照强度为番茄植株的光补偿点
答案　D
解析　分析题图可知，2代表线粒体内膜，发生有氧呼吸第三阶段的反应，而3代表线粒体基质，发生有氧呼吸第二阶段的反应，因为有氧呼吸第三阶段产生的能量远远多于有氧呼吸第一、二阶段产生的能量，所以2处释放的能量远远多于3处，A正确；叶绿体是光合作用的场所，光反应阶段发生光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能，在暗反应阶段发生ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能，B正确；分析题图可知，物质A是丙酮酸，丙酮酸与水在线粒体基质中在酶的催化下生成[H]和CO2，产生少量的能量，C正确；分析题图可知，h代表线粒体释放CO2，c代表CO2进入叶绿体，而d代表叶绿体释放O2，g代表O2进入线粒体，若h＝c，d＝g时，说明叶肉细胞的净光合速率为0，而番茄植株还有根尖细胞等不能进行光合作用的细胞，其只进行呼吸作用，所以此时整个番茄植株呼吸速率应该大于光合速率，即此时的光照强度低于光补偿点，D错误。
7.(2024·山东菏泽模拟)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中四种主要乔木幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是(　　)
生理指标 构树 刺槐 香樟 胡颓子
光补偿点/(klx) 6 4 1.8 1.1
光饱和点/(klx) 13 9 3.5 2.6
注：光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光照强度；光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光照强度。
A.光照强度为1.1 klx时，胡颓子的幼苗的净光合速率小于0
B.光照强度为10 klx时，影响构树和刺槐幼苗光合速率的环境因素都有光照强度和CO2浓度
C.若将光照强度突然由2 klx增加到3 klx，香樟幼苗叶绿体中的C3会增加
D.光照强度大于13 klx时，构树幼苗光合作用固定的CO2全部来自外界
答案　A
解析　根据题干和题表分析，影响表中植物光合作用的因素主要是光照强度，处于光补偿点时呼吸速率等于光合速率，光照强度为1.1 klx时，胡颓子幼苗叶片的净光合速率为0，但幼苗有非绿色部分，非绿色部分不能进行光合作用，故幼苗的净光合速率小于0，A正确；光照强度为10 klx时，构树幼苗的光合速率未达到最大值，影响构树幼苗光合速率的环境因素主要是光照强度；光照强度为10 klx时，刺槐幼苗的光合速率已经达到最大值，此时影响刺槐幼苗光合速率的环境因素有CO2浓度，没有光照强度，B错误；若将光照强度突然由2 klx增加到3 klx，香樟幼苗叶肉细胞中产生的NADPH和ATP会增多，C3的还原增多，由于CO2浓度不变，故短时间内CO2固定产生C3的速率不变，所以C3会减少，C错误；光照强度大于13 klx时，构树已经达到最大光合速率，此时净光合速率大于0，所以光照强度大于13 klx时，构树幼苗光合作用固定的CO2部分来自外界，部分来自细胞呼吸，D错误。
【综合提升】
8.(2024·辽宁沈阳质检)图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系。下列说法正确的是(　　)
A.图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
B.图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C.图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.图乙中，限制A、B、C点光合作用速率的因素主要是光照强度
答案　B
解析　图甲中，光照强度为a时，O2产生总量为0，只进行呼吸作用，据此可知，呼吸作用强度为6；光照强度为b时，CO2释放量大于0且O2产生总量大于0，说明光合速率小于呼吸速率，A错误；光照强度为d时，O2产生总量为8，则光合作用吸收CO2总量为8，因而单位时间内细胞从周围吸收8－6＝2个单位的CO2，B正确；图乙中所示生物为蓝细菌，蓝细菌不含线粒体和叶绿体，C错误；图乙中C点时光合速率达到最大值，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，可能是温度或CO2浓度，D错误。
9.(2024·江西卷，21)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如下图。回答下列问题：
(1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________，其释放的能量一部分用于生成________，另一部分以________的形式散失。
(2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为________。
(3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是________________。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程：
①________________________________________________________________
②分别制作匀浆，取等量匀浆液
③_________________________________________________________________
④分别在沸水浴中加热
⑤________________________________________________________________
(4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是__________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案　(1)内膜　ATP　热能
(2)(正)反馈调节
(3)先增加后减少　①在贮藏期0～5天分别取等量的长势相同的菠萝蜜　③分别加入等量DNS试剂　⑤利用比色仪定量分析各组菠萝蜜匀浆中的葡萄糖的浓度
(4)乙烯能通过调节可溶性糖含量的上升来调控果实呼吸速率的上升
解析　(1)真核细胞有氧呼吸第三阶段，[H]与O2结合生成H2O，同时释放出大量的能量，这些能量一部分用于合成ATP，一部分以热能的形式散失，该过程发生的场所是线粒体内膜。(2)反馈调节是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作。由题意可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式是(正)反馈调节。
(3)细胞呼吸的底物主要是葡萄糖等可溶性糖，由题图的呼吸速率变化可推知，菠萝蜜贮藏5天内可溶性糖含量先增加后减少。要通过实验证实这一推测，可在贮藏期0～5天分别取等量的长势相同的菠萝蜜(共6组)，分别制作匀浆后，取等量匀浆液，各加入等量的DNS试剂，分别沸水浴加热，溶液呈棕红色(深浅有所不同)，而后利用比色仪定量分析各组菠萝蜜匀浆中的葡萄糖的浓度。(4)由图可知，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中的呼吸速率变化趋势与乙烯释放速率的变化趋势相似(或呈正相关)，且乙烯可使可溶性糖增多，乙烯释放速率与可溶性糖变化趋势呈正相关，故可推测乙烯能通过调节可溶性糖含量的变化趋势来调控果实的呼吸速率。

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