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2026高考生物学第二轮专题复习
限时练5　运用“对照”和“变量”思维解答酶类实验题、运用“物质与能量观”分析光合作用与细胞呼吸过程
(选择题每小题3分)
一、选择题
突破点1　运用“对照”和“变量”思维解答酶类实验题
1.(2025·湖南常德二模)在酶促反应中,非竞争性抑制剂不直接与游离的酶相结合,仅与酶—底物复合物结合形成底物—酶—抑制剂复合物,从而影响酶促反应速率。作用机理如图,其中E表示酶,S表示反应底物,I表示抑制剂,P表示酶促反应生成物。加入该抑制剂后,下列推测不合理的是(　　)
A.酶构象改变,酶活性降低
B.酶促反应平衡向酶—底物复合物生成的方向移动
C.酶促反应的最大速率低于正常情况
D.酶促反应达到最大速率时,所需底物浓度不变
2.(2025·湖北模拟)为检测温度对糖化酶和α-淀粉酶活性的影响,某兴趣小组进行了a、b、c、d四组实验。每组实验取4支试管,各加入2 mL淀粉溶液,1号不加酶,2~4号分别加入0.5 mL 10万活性糖化酶、5万活性糖化酶、α-淀粉酶(底物淀粉和酶均已经置于相应温度下进行预保温)。反应1 min后,每支试管加入4滴碘液检测。结果如下表所示(“+”表示显蓝色,“+”越多蓝色越深,“-”表示不变蓝)。下列叙述正确的是(　　)
组别 反应温度/℃ 1号 2号 3号 4号
a 冰浴 ++++ +++ +++ -
b 15 ++++ +++ +++ -
c 60 +++ - - -
d 85 ++++ ++ ++ -
A.糖化酶对温度的敏感程度较α-淀粉酶高
B.60 ℃条件下4支试管的结果说明α-淀粉酶具有高效性
C.可以使用斐林试剂代替碘液检测实验结果
D.糖化酶的最适温度在15~60 ℃范围内
3.(2025·辽宁沈阳模拟)硝态氮(N)可为植物生长发育提供氮素营养,硝酸还原酶(NR)是将N转化为N的关键酶。为探究硝酸还原酶活性的最适pH,研究人员进行了相关实验,结果如下图。下列叙述正确的是(　　)
A.NR在pH为6的环境下变性失活
B.pH为7.5时,NR为化学反应提供的活化能最高
C.进一步实验应在pH为7~8的范围内进行
D.N数量、酶的数量也是影响NR活性的因素
突破点2　运用“物质与能量观”分析光合作用与细胞呼吸过程
4.(2025·山西晋中模拟)细胞的有氧呼吸过程需要经过一系列复杂的化学反应,包括糖酵解、柠檬酸循环和氧化磷酸化三个阶段(如图)。下列叙述正确的是(　　)
A.无氧呼吸都只在糖酵解阶段释放少量的能量,生成少量ATP
B.葡萄糖进入线粒体基质参与柠檬酸循环,释放CO2
C.图示有氧呼吸的三个阶段均有[H]生成
D.氧化磷酸化阶段需要氧气的参与,释放出的能量大部分贮存在ATP中
5.(2025·河南焦作模拟)光系统Ⅱ复合体(PSⅡ)包含P680色素蛋白复合体,可利用光能推动一系列的电子传递反应,使水裂解产生氧气和H+。PSⅡ蛋白复合体中的多肽有20余种,如D1、D2、细胞色素b559等,光合色素有叶绿素、类胡萝卜素等。下列分析正确的是(　　)
A.D1和叶绿素都能与双缩脲试剂产生紫色反应
B.真核细胞的PSⅡ分布在叶绿体的类囊体腔内
C.衰老细胞的PSⅡ彻底降解后得到的产物是氨基酸
D.PSⅡ中的光合色素传递、转换光能,将能量储存在ATP和NADPH中
二、非选择题
6.(12分)(2025·云南大理模拟)淀粉和蔗糖是西瓜叶片光合作用的两种主要产物,如图是其叶肉细胞中光合作用的示意图,磷酸丙糖转运器(TPT)能将卡尔文循环中的磷酸丙糖(TP)不断运到叶绿体外,同时将释放的Pi运回叶绿体基质。回答下列问题。
(1)从叶肉细胞中分离叶绿体可采用　　　　法,光反应产生的NADPH的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若在适宜条件下,突然停止光照,则短时间内C3的含量变化为　　　　(填“增加”“减少”或“基本不变”)。
(3)TPT运输物质严格遵循1∶1反向交换原则,即每运出一个磷酸丙糖需运进一个Pi作为交换。若合成磷酸丙糖的速率超过Pi运进叶绿体的速率,则叶绿体中淀粉的合成会　　　　(填“增加”“减少”或“无明显变化”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)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)。
7.(11分)(2025·江西期末)棉铃(棉花的果实)中的有机物需要依赖叶片的光合产物的输出。叶肉细胞进行的光合作用如图1所示,图中字母代表物质。在其他环境条件适宜的情况下,研究人员测定某品种棉花在不同叶温下的净光合速率、气孔开放程度及胞间CO2浓度,结果如图2所示。请回答下列相关问题。
图1
图2
(1)图1中D物质包括　　　,其在光合作用过程中的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)淀粉和蔗糖分别在叶肉细胞的　　　、　　　中合成。光合产物主要以蔗糖的形式从叶片运到果实,与葡萄糖相比,以蔗糖的形式进行运输的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。
(3)据图2分析,在温度为30~40 ℃时,限制棉花植株净光合速率的因素　　　(填“是”或“不是”)气孔因素,请说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)酶a和酶b对高温的耐受性不同,36 ℃时棉铃中棉绒的产量下降幅度远大于棉花植株中的有机物含量的下降幅度,结合信息分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
1.D　解析 非竞争性抑制剂与酶—底物复合物结合,会导致酶的构象发生改变,从而使酶活性降低,A项合理。由于非竞争性抑制剂与酶—底物复合物结合,会使酶促反应平衡向酶—底物复合物生成的方向移动,B项合理。因为有非竞争性抑制剂的存在,酶能够结合的底物减少,所以酶促反应的最大速率低于正常情况,C项合理。酶促反应达到最大速率时,所需底物浓度会发生变化,因为非竞争性抑制剂的存在会影响底物与酶的结合,所以达到最大速率时所需底物浓度会降低,D项不合理。
2.A　解析 依据表格信息可知,糖化酶与α-淀粉酶相比较,随温度的变化,加入糖化酶的组别实验现象变化更明显,说明糖化酶对温度的敏感程度较α-淀粉酶高,A项正确。酶的高效性是指酶与无机催化剂相比较,可以显著降低化学反应的活化能,依据表格信息,在60 ℃条件下,2、3、4号试管均不出现显色反应,说明淀粉已被分解,但是由于缺乏加入无机催化剂的试管对照,不能说明α-淀粉酶具有高效性,B项错误。斐林试剂检测淀粉水解,需要进行水浴加热,而此实验的目的是检测温度对糖化酶和α-淀粉酶活性的影响,斐林试剂的使用会对实验造成干扰,所以不可以使用斐林试剂代替碘液检测实验结果,C项错误。以2号试管为例,依据实验现象,淀粉在60 ℃时不出现蓝色,说明淀粉已被完全分解,85 ℃时蓝色较浅,说明淀粉被部分分解,15 ℃蓝色较85 ℃时深,说明15 ℃时剩余淀粉含量比85 ℃时多,可推知糖化酶的最适温度在60~85 ℃范围内,D项错误。
3.C　解析 据图分析可知,NR在pH为6的环境下仍具有活性,因此没有变性失活,A项错误。酶只能降低化学反应所需的活化能,不能提供活化能,B项错误。据图分析可知,pH为7.5时NR活性最大,因此若要探究酶的最适pH,进一步实验应在pH为7~8的范围内进行,C项正确。酶的活性受温度、pH等因素的影响,N数量、酶的数量不会影响NR活性,D项错误。
4.A　解析 无氧呼吸都只在糖酵解阶段(即第一阶段)释放少量的能量,生成少量ATP,A项正确。葡萄糖不进入线粒体基质,B项错误。图示有氧呼吸的第一阶段(糖酵解)、第二阶段(柠檬酸循环)产生[H],第三阶段(氧化磷酸化)需消耗[H],C项错误。氧化磷酸化阶段需要氧气的参与,释放出的能量大部分以热能的形式散失,D项错误。
5.D　解析 蛋白质和多肽能与双缩脲试剂产生紫色反应,叶绿素不含有肽键,不能与双缩脲试剂产生紫色反应,A项错误。真核细胞的PSⅡ分布在叶绿体的类囊体薄膜上,B项错误。PSⅡ包括蛋白质和光合色素,降解后得到的产物除氨基酸外,还有其他成分,C项错误。PSⅡ中的光合色素传递、转换光能,将能量储存在ATP和NADPH中,D项正确。
6.答案 (1)差速离心　作为还原C3的还原剂,并为C3还原提供能量
(2)增加
(3)增加　若合成磷酸丙糖的速率超过Pi运进叶绿体的速率,则运出叶绿体的磷酸丙糖减少,用于合成淀粉的磷酸丙糖增多,从而使淀粉合成量增加
(4)叶片的光合产物还需用于叶片自身呼吸消耗或建造叶片自身结构
解析 (1)差速离心法是分离各种细胞器常用的方法;光反应产生的NADPH可作为还原C3的还原剂,并为C3还原提供能量,为暗反应作铺垫。
(2)在适宜条件下,突然停止光照后,光反应产生的ATP和NADPH减少,C3的还原减弱,而短时间内CO2的固定速率不变,故C3的含量会增加。
(3)根据题意可知,TPT运输物质严格遵循1∶1反向交换原则,若合成磷酸丙糖的速率超过Pi运进叶绿体的速率,则运出叶绿体的磷酸丙糖减少,用于合成淀粉的磷酸丙糖增多,从而使淀粉合成量增加。
(4)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,理由之一是叶片的光合产物还要用于叶片自身呼吸消耗或建造叶片自身结构,也就是叶片自身的生长发育也需要利用光合产物。
7.答案 (1)ATP和NADPH　NADPH为暗反应提供能量和作为还原剂,ATP为暗反应提供能量
(2)叶绿体基质　细胞质基质　蔗糖为二糖,等质量的葡萄糖和蔗糖相比,蔗糖对细胞渗透压的影响较小;蔗糖为二糖,性质(结构)较稳定;蔗糖为二糖,(比单糖)运输效率高等
(3)不是　在温度为30~40 ℃时,棉花植株的气孔开放程度上升,胞间CO2浓度也增大,但是净光合速率却逐渐下降,因此限制该区段的因素不是气孔因素
(4)酶b对高温的耐受性不如酶a,导致蔗糖合成大幅减少,因此运往棉铃的有机物大幅减少
解析 (1)分析图1,物质D参与暗反应中F生成E的过程,F→E为C3还原过程,物质D包括ATP与NADPH,二者为C3还原提供能量,同时NADPH又是该反应过程的还原剂。
(2)分析图1,淀粉在叶绿体基质中生成,而蔗糖是光合产物运出叶绿体后生成的,场所为细胞质基质;蔗糖为二糖,等质量的葡萄糖和蔗糖相比,蔗糖对细胞渗透压的影响较小;蔗糖为二糖,性质(结构)较稳定;蔗糖为二糖,(比单糖)运输效率高等。
(3)分析图2,在温度为30~40 ℃时,棉花植株的气孔开放程度上升,胞间CO2浓度也增大,但是净光合速率却逐渐下降,因此限制该区段的因素不是气孔因素。
(4)图1中酶a催化三碳糖生成淀粉,酶b催化三碳糖生成蔗糖,酶a与酶b对高温的耐受性不同的可能原因是高温对酶b的活性影响较大,使蔗糖的合成大幅减少,从而运输到棉铃中的有机物大幅减少,导致棉绒产量下降幅度较大。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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