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专题三　细胞中能量的供应与利用
第5练　酶和ATP
一、 单项选择题
1 [2025南通模拟]急性胰腺炎引起胰腺腺泡受损，导致其合成的淀粉酶和脂肪酶异常入血。下图是急性胰腺炎发生后进入血液的淀粉酶与脂肪酶活性的变化。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 两种酶具有相同的元素组成和空间构象
B. 两种酶在胰岛细胞合成后经导管释放入血液
C. 腺泡受损情况与血清脂肪酶含量呈正相关
D. 检测血清脂肪酶比检测淀粉酶能更准确确诊
2 [2024盐城期中]ATP的合成是生物有机体中主要的化学反应之一，而合成ATP需要ATP合成酶的参与，该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP。下列说法错误的是(　　)
A. 该酶广泛分布于线粒体、叶绿体的内外膜和原核细胞的细胞膜上
B. ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，有利于与膜结合部位的稳定
C. H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，需要载体协助
D. ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡
3 [2025盐城模拟]过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器，其中过氧化氢酶是其标志酶，可分解细胞代谢产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述不正确的是(　　)
A. 过氧化物酶体具有单层膜结构
B. 过氧化物酶体的形成与生物膜的流动性有关
C. 基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构
D. 过氧化氢酶是探究酶最适温度的理想实验材料
4 [2025镇江模拟]病原真菌在与植物相互作用的过程中会分泌大量蛋白质。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 此过程需要ATP转移磷酰基(—PO)为其供能
B. 分泌蛋白的合成需要细胞质基质中的ATP合成酶催化
C. 真菌体内分泌蛋白的分泌过程体现了生物膜具有流动性
D. 病原真菌分泌的蛋白质有利于其对植物的侵入和繁殖
5 [2025宿迁模拟]泰乐菌素(TYL)是一种抗生素，研究人员从土壤中筛选获得一株泰乐菌素高效降解菌株TYL T1。下列有关TYL T1胞内酶的叙述，错误的是(　　)
A. 酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能
B. pH过低会对TYL T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用
C. Co2+能提高TYL T1胞内酶活性，原因可能是其改变了酶的构象
D. 与微生物相比，利用酶处理环境污染物可克服营养物质、温度等条件的限制
6 [2024扬州期末]一般认为生物膜上存在一些能携带离子通过膜的载体分子，载体分子对一定的离子有专一的结合部位，载体的活化需要ATP，其转运离子的情况如下图。下列相关叙述不正确的是(　　)
A. 生物膜的功能与膜上载体、酶等蛋白质的种类和数量有关
B. 载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子
C. 磷酸激酶和磷酸酯酶分别催化ATP水解和合成
D. 未活化的载体在磷酸激酶和ATP的作用下可再度磷酸化而活化
7 [2025南京模拟]下图中，曲线甲表示最适温度条件下某酶促反应速率与反应物浓度之间的关系，曲线乙、丙表示该酶促反应速率随pH或温度的变化趋势。下列叙述正确的是(　　)
A. 在a点适当增加酶浓度，反应速率将增大
B. 在b点适当增加反应物的量，反应速率将增大
C. 图中c点代表该酶促反应的最适pH，d点代表该酶促反应的最适温度
D. 影响酶促反应速率的相关因素包括底物浓度、酶浓度、温度和pH等
二、 多项选择题
8 [2025盐城模拟]如图是生物界中能量“通货”——ATP的循环示意图。下列相关叙述不正确的有(　　)
A. 图中的M指的是腺苷，N指的是核糖
B. 食物为ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物
C. 图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐
D. ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要
9 [2025广西柳州模拟]某研究小组为验证ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，切取了多个萤火虫发光器并平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别滴加等量的生理盐水、葡萄糖溶液和ATP溶液。实验结果显示各组均有发光的也有不发光的。下列叙述错误的有(　　)
A. 该实验结果能够表明，ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质
B. 切去发光器的时间间隔过长，有些发光器的生命活性已完全丧失
C. 该实验中的切取发光器不合理，应选择健康完整的萤火虫为材料
D. 萤火虫饥饿处理一段时间后，再切取其发光器立即进行分组实验
10 [2025盐城东台一中月考]科研人员从某种微生物细胞中分离得到了一种酶Q，为了探究该酶的最适温度，进行了相关实验。实验结果如图1所示；图2为酶Q在60 ℃下催化一定量的底物时，生成物的量随时间变化的曲线。下列分析正确的有(　　)
图1 图2
A. 由图1可知，该种微生物适合在较高的温度环境中生存
B. 增加图1各温度的实验组数，可使得到的最适温度范围更精准
C. 图2实验中若升高温度，酶Q的活性不一定升高
D. 图2中，在t2时增加底物的量，酶Q的活性不变
第6练　光合作用与细胞呼吸(一)
一、 单项选择题
1 [2025镇江考前模拟]乳酸脱氢酶(ADH)和乙醇脱氢酶(LDH)能催化不同类型的无氧呼吸。低氧胁迫处理玉米第三天，研究人员发现玉米品系a根系中ADH活性显著提高，LDH活性变化不显著，而玉米品系b根系中LDH活性显著提高，ADH活性变化不大。下列说法正确的是(　　)
A. ADH和LDH都能催化丙酮酸分解，并生成少量的ATP
B. 玉米品系a水淹后体内可能会出现酒精、乳酸、CO2等呼吸产物
C. 低氧胁迫下，玉米品系a和品系b细胞呼吸的途径完全不同
D. 玉米是否产生酒精可通过是否能让酸性重铬酸钾变蓝来判断
2 [2025宿迁考前模拟]下图为细胞呼吸各阶段物质转化模式图。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 原核细胞在结构上只有核糖体一种细胞器，故不能发生过程②
B. 人体细胞中只发生过程①②④，但有的生物体中可发生过程①②③④
C. 过程①～④中，过程①既需要消耗ATP又能产生ATP，过程③④都不产生ATP
D. 酵母菌在线粒体中进行过程②，物质a先转化成乙酰辅酶A再进入柠檬酸循环
3 [2025常州模拟]如图是光合作用过程示意图(字母代表物质)，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法错误的是(　　)
A. H＋经过Z蛋白外流的同时，利用B物质来合成C物质
B. 叶绿素分子中被光激发的e－，经传递到达D结合H＋后生成E
C. 物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5的含量将降低
D. 降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能
4 [2025连云港新海中学模拟]下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。图1为盛夏的某一晴天，图2为春天的某一晴天。对两图的相关原因，下列分析正确的是(　　)
图1 图2
A. 图1、2中有机物积累最多的都是D点
B. 适当提高温度可以减小OA的绝对值
C. 两图中DE时间段引发CO2吸收量下降的原因相同
D. 图1中E点与G点相比，叶绿体中的ATP合成速率更快
二、 多项选择题
5 [2025南通通州中学模拟]光呼吸是绿色植物在光照、高氧和低CO2情况下，与光合作用同时发生的一个损耗能量的副反应。下图为某植物体内光合作用和光呼吸的示意图。下列有关叙述正确的有(　　)
A. 由图可知，参与光呼吸的细胞器是过氧化物酶体和线粒体
B. 消耗等量的C5，光呼吸存在时，叶绿体内C3酸的合成量减少
C. 高O2环境中，C2和C6H12O6均可在线粒体内被彻底分解成CO2和H2O
D. 夏季中午，植物气孔关闭时，可通过光呼吸产生的CO2进行光合作用
6 [2025南通启东中学模拟]活化状态的Rubisco能催化CO2固定。黑暗条件下，Rubisco与C5结合呈钝化状态。光照条件下，光激活Rubisco活化酶，使Rubisco构象发生变化释放C5暴露出活性位点，然后Rubisco活性位点与CO2结合后再与类囊体排出的Mg2+结合，形成活化状态的Rubisco，过程如下图所示。下列相关叙述正确的有(　　)
A. Rubisco活化酶吸收、传递、转换光能后被激活
B. 光能驱动H＋从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动
C. 类囊体内腔中的pH下降有利于Mg2+释放到基质
D. CO2和Mg2+既是Rubisco的活化剂也是Rubisco的催化底物
三、 非选择题
7 [2025扬州模拟]小白菜是我国重要的蔬菜作物，光抑制现象(光照强度超过植物光合作用所能利用的限度，使光合效率下降的现象)严重影响了其光合作用效率，为筛选出更加适应强光环境的小白菜品种，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题。
(1) PSⅠ和PSⅡ是叶肉细胞光合作用的两个关键功能单位，如图所示。
①图中所示结构为________膜，其上的PSⅠ和PSⅡ是由________和蛋白质组成的复合体。ATP合酶由F1(亲水部分)和F0(疏水部分)两个功能结构域组成，其中嵌入膜内的是________。H＋通过ATP合酶的运输方式是________。
②在强光下________不足，积累的电子会传递给O2，生成活性氧(ROS)，ROS会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心，形成光抑制。
(2) 科研人员通过LED模拟强光(光照强度为1 500 μmol·m-2·s-1 )，探究强光对小白菜品种“华王”和“矮脚黄”的影响。
Ⅰ. 实验步骤及结果：
将两品种小白菜幼苗进行强光处理，从起始日开始，每隔5 d对小白菜的光合参数及叶绿素荧光参数进行测定。分别记录净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、非光化学淬灭系数(NPQ)、光系统光损伤指标(NO)以及电子传递速率(ETR)，实验结果如表所示。
表　强度对小白菜光合参数及叶绿素荧光参数的影响
品种 处理 天数 光合参数 叶绿素荧光参数
Pn Ci Tr Gs NPQ NO ETR
华王 0 14.44 390.53 1.28 0.24 0.25 0.10 120
5 33.14 356.55 2.36 0.36 0.50 0.20 130
10 26.84 342.73 1.83 0.23 0.45 0.25 115
15 20.08 344.12 1.57 0.17 0.40 0.30 100
20 17.76 305.39 1.34 0.14 0.35 0.35 90
矮脚黄 0 15.41 358.27 0.66 0.18 0.20 0.15 110
5 32.92 347.62 2.18 0.33 0.60 0.30 100
10 27.55 328.46 1.87 0.25 0.50 0.40 80
15 17.19 320.86 1.62 0.15 0.40 0.50 60
20 14.43 308.20 1.37 0.14 0.30 0.60 50
注：非光化学淬灭系数NPQ可反应植物以热耗散的方式耗散光能的能力；光系统光损伤指标NO越大，说明光系统受损越严重
Ⅱ. 分析与讨论
①据表中光合参数分析，强光处理下两品种的Gs均在第5 d显著提高，而Ci却显著下降，推测其原因是________________________________。同时第5 d
________的提高，有助于缓解光热胁迫。
②据表中叶绿素荧光参数分析，两品种在强光初期均可通过提高________耗散过剩光能，在长期强光下种植________品种更具优势，依据是________________
(至少答两点)。
8 [2025扬州高邮中学期中]下图1是发生在番茄叶绿体内的光反应机制，PSⅠ和PSⅡ表示光系统Ⅰ和光系统Ⅱ；图2表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。请回答下列问题。
图1 图2
(1) 图1能完成水光解的结构是__________(填“光系统Ⅰ”或“光系统Ⅱ”)。电子(e－)由水释放出来后，经过一系列的传递体形成电子流，电子的最终受体是____________________。光反应阶段光系统Ⅰ和光系统Ⅱ吸收的光能储存在______________中。
(2) 如图2所示，番茄细胞进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为______
____，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环，柠檬酸循环过程________(填“需要”或“不需要”)氧气参与。科研人员利用转基因技术改造番茄植株，使有关酶过度表达从而提高番茄红素积累量。据图2分析，转基因植株细胞过度表达的酶发挥作用的位置应为__________(填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将图中物质X更多地转化为______
________。
(3) PSⅡ是一种光合色素和蛋白质的复合体，D1蛋白是PSⅡ的核心蛋白。研究发现亚高温强光(HH)条件下，过剩的光能会损伤D1蛋白，进而影响植物的光合作用。为研究亚高温强光(HH)对番茄光合作用的影响，研究人员对番茄进行不同条件处理，实验结果如图3所示。据图可知，HH条件下，过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的，理由是__________________________________；而是由于____________________，使C3的合成速率下降，导致光反应产物积累，进而使光能转化效率降低而造成光能过剩，对植物造成危害。
图3
(4) 研究发现，D1蛋白周转(D1蛋白更新合成)和叶黄素循环(几种叶黄素在不同条件下的转化)是植物应对高温高光强条件的重要保护机制。研究人员利用番茄植株进行了四组处理：A组在适宜温度和光照强度下培养，B组用H2O处理，C组用叶黄素循环抑制剂(DTT)处理，D组用D1蛋白周转抑制剂(SM)处理，其中B、C、D三组均置于HH条件下培养，结果如图4所示。据图分析，在HH条件下，D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用____(填“强”或“弱”)，理由是______________________________________________________。
图4
第7练　光合作用与细胞呼吸(二)
1 [2025南京中华中学考前模拟]某些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，而细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。为研究植物对强光的适应性，科研人员进行了一系列探究。请回答下列问题。
图1
(1) 光合作用的光反应发生在________上，某些膜上蛋白与________形成的复合体可吸收、传递、转化光能。
(2) 用不同浓度的MV(一种可产生活性氧的物质)对野生型和C37蛋白缺失突变体叶片进行处理，检测叶绿素含量，结果如图1。MV模拟的是________环境，从实验结果可以得出____________________________________________________。
(3) 光系统Ⅰ和Ⅱ是完成光反应必需的。
①在光照条件下，光系统Ⅱ(PSⅡ)吸收光能产生高势能电子，PSⅡ中部分叶绿素a失去电子转化为________(填“强还原剂”或“强氧化剂”)，从________中夺取电子引起________释放。
②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生的高势能电子部分用于合成________；PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经Cb6/f复合体传递进入PSⅠ，该过程释放的能量有利于积累H＋，用于________的合成。
图2
③C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如图3所示。
图3
请从稳态与平衡的角度解释C37突变体在强光下易引发萎黄病的机制：_____
______________________________________________________________________。
2 [2024常州前黄中学模拟]Ⅰ. 淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。下图是马铃薯和红薯光合作用产物的形成及运输示意图。请回答下列问题。
(1) 马铃薯叶肉细胞中光合色素位于__________上，若用纸层析法分离光合色素，分离结束后，距离滤液细线最远的色素是________。红薯叶肉细胞光合作用光反应产物中能参与图中过程②的是____________________________________。
(2) 为红薯叶片提供一段时间的C18O2，块根中的淀粉会含18O，请写出元素18O在红薯体内的转移路径：_____________________________________________
(用图中相关物质的名称及箭头表示)。
(3) 电子显微镜下可观察到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，但叶绿体的光合作用会增强，可能的原因是_________________________________________________________。
Ⅱ. 钾的含量是影响我国长江流域冬油菜产量的重要因素，钾在植物体内往往以不稳定的化合物形式存在，容易转移。科研人员比较田间条件下蕾薹期油菜不同叶片(短柄叶为幼叶，长柄叶为成熟叶)对缺钾胁迫的反应，测定了相关的代谢指标，结果如下表所示。请回答下列问题。
叶片 处理 净光合速率 (CO2)/ (μmol·m-2·s-1) 胞间CO2浓度 (CO2)/ (μmol·m-2·s-1) 气孔导度 (H2O)/ (mol·m-2·s-1) 叶绿素含量/ (mg·g-1) 叶片钾 含量/%
短柄叶 缺钾 27.3 277 0.45 1.87 2.23
钾正常 27.1 276 0.46 1.94 2.45
长柄叶 缺钾 22.0 269 0.41 1.29 2.01
钾正常 25.3 273 0.43 1.95 3.84
(4) 叶片中保卫细胞积累K＋可提高__________，有利于保卫细胞________，从而使气孔开放；油菜进行光合作用时，若气孔导度增大，则短时间内叶绿体中三碳酸的含量将________。
(5) 与钾正常比，缺钾条件下，短柄叶的净光合速率________(填“增强”“降低”或“基本不变”)，从钾的角度分析，最可能的原因是____________________。
(6) 根据上表分析，缺钾胁迫抑制长柄叶的光合功能，影响机制主要是______
___________________________________。
3 [2025泰州中学考前模拟]为探究光照强度对莲叶桐幼苗生理特性的影响，研究人员选取生长状态良好且长势一致的莲叶桐幼苗，用一、二、三层造荫网分别对莲叶桐幼苗进行遮荫处理(记为T1、T2、T3，网层数越多，遮荫效果越好)，对照组不遮荫处理，其他条件一致。一段时间后，测定相关数据见下表(表中叶绿素SPAD值越大，表示叶绿素含量越高)。请回答下列问题。
测量指标 对照组 T1 T2 T3
单株总干重/g 7.02 9.01 7.75 6.15
叶绿素(SPAD) 41.52 46.49 43.84 35.03
叶片可溶性糖/(mg/g) 25.09 20.41 15.41 11.14
(1) T1、T2的叶片可溶性糖含量比对照组低，但T1、T2单株总干重比对照组高，其原因是一方面叶片合成的有机物________速率增加，有利于叶肉细胞光合作用的进行，另一方面__________，植物的净光合作用速率增大。
(2) 在采用纸层析法定性比较T3组与对照组的叶绿素含量变化时，为了形成整齐的色素带，对干燥的定性滤纸条的处理方法是________，并在____________
___处用铅笔画一条细的横线。待观测比较的条带位于滤纸条(自上而下)的第____
____条，观测的指标是________。
(3) 一氧化氮(NO)是一种气体信号分子，对植物的生命活动具有重要的调控作用。SNP(硝普钠)，可作为NO的供体。某研究小组为探究NO对植物光合作用强度的影响，进行了如下实验：设置两组实验，甲组喷施适量的蒸馏水于叶片背面，乙组喷施____________________溶液于叶片背面，一段时间后，测定叶片的NO含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和气孔导度，结果如图所示。
　
　
相较于甲组，推测乙组叶片的光合作用强度________(填“较强”或“较弱”)，其依据是________________________。进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是_____________________________。
4 [2025无锡天一中学模拟]某些植物具有一种CO2浓缩机制，部分过程见图1。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。请回答下列问题。
图1
(1) 由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳亲和力________(填“高于”“低于”或“等于”)Rubisco。
(2) 图1所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是________________。图中由Pyr转变为PEP的过程属于________(填“吸能”或“放能”)反应。
(3) 通过转基因技术或蛋白质工程技术，可进一步提高植物光合作用的效率。图2是将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶(催化CO2初级受体PEP的生成)基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响。图3是在光照为1 000 Lux 下测得温度影响光合速率的变化曲线。
图2 图3
①原种水稻A点以后限制光合作用的主要环境因素为__________________
(答出两点)。转基因水稻________(填“是”或“不是”)通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。
②据图2推测，转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在________环境中。研究者提取了这两种水稻等质量叶片的光合色素，并采用________法进行了分离，通过观察比较发现两种植株各种色素含量无显著差异，则可推断转基因水稻最可能是通过促进光合作用的____(填过程)来提高光合速率。
③据图2可知，高光照强度下，转基因水稻的净光合速率大于原种水稻。为了探究“高光照强度下，转基因水稻光合速率的增加与导入的双基因编码的酶的相关性”，请利用转双基因水稻、PEPC酶的专一抑制剂A、PPDK酶的专一抑制剂B等设计实验。简要写出实验设计过程。
a. 取生理状态相同的转双基因水稻若干，______________________________
______________________________________________________________________；
b. 在高光照强度时，________________________________________________
______________________________________________________________________；
c. 其余条件相同且适宜，一段时间后通过测定并计算出__________________
________________________________________________量得到叶片的净光合速率。
5 [2025南京考前模拟]铁皮石斛作为我国传统名贵中药材，其人工繁育和栽培技术不断成熟。CO2作为植物光合作用的原料，研究CO2施肥情况下铁皮石斛的光合特性、生长和有效成分的变化，对促进铁皮石斛生长与改良其产量与品质具有重要意义。请回答下列问题。
光反应过程示意图
表　CO2倍增处理对铁皮石斛叶片净光合速率、
胞间CO2浓度和气孔导度的影响
处理 时间 /d 净光合速率 (Pn)/(μmol/m2·s) 胞间CO2浓度(Ci)/(μmol/mol) 气孔导度(Gs)/(mol/m2·s)
对照 处理 对照 处理 对照 处理
0 2.63±0.13a 2.61±0.11a 147.20±1.53a 147.32±3.75a 0.021±0.001a 0.021±0.001a
10 4.14±0.32b 4.89±0.35a 209.52±1.26a 208.08±1.62a 0.041±0.001a 0.042±0.001a
20 4.57±0.33b 5.62±0.16a 202.36±6.31a 207.92±8.91a 0.044±0.001b 0.055±0.002a
30 3.84±0.27b 5.57±0.42a 233.52±4.56a 248.82±4.60a 0.035±0.002b 0.048±0.001a
60 3.76±0.38b 5.13±0.08a 223.26±4.47a 221.84±6.28a 0.044±0.001b 0.056±0.001a
90 3.69±0.21b 4.84±0.15a 199.28±5.67a 198.76±2.40a 0.039±0.001b 0.053±0.001a
注：同一指标同行数据后小写英文字母不同者表示差异显著
(1) 图中铁皮石斛的叶绿素、类胡萝卜素复合体的作用是_________________
______________________________________________。
(2) 光反应中最初电子供体是________，最终的电子受体是________。伴随着电子的传递，H＋通过________________方式从叶绿体基质转运至___________
___________积累，形成H＋浓度梯度，驱动________的合成。
(3) 由表可知，CO2倍增处理和对照的铁皮石斛叶片净光合速率(Pn)前期变化趋势相似，但二者存在显著差异，出现上述两现象的原因可能是_______________
______________________________________________________________________。
CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Ci、Gs的影响分别是________(填“有”或“无”)显著差异，这可能是因为__________。
(4) 铁皮石斛为中华九大仙草之首，但由于长期的采挖，铁皮石斛的自然资源越来越少，已成为濒危植物。为了使这一濒危植物得到保护和利用，可以利用__________________技术对其大量繁殖，发挥其重要的药用价值。该技术的具体步骤主要包括选材→消毒→接种→____________________________________。
专题三　细胞中能量的供应与利用
第5练　酶和ATP1 D　胰腺合成的淀粉酶和脂肪酶化学本质都是蛋白质，元素组成都会有C、H、O、N，可能含有S等其他元素，二者元素组成可能相同，但两者具有不同的功能，因此空间构象不同，A错误；两种酶是由胰腺腺泡细胞，而不是胰岛细胞合成的，正常情况下，两种酶合成后会通过导管释放到小肠中，B错误；图中结果仅显示在急性胰腺炎发生后，随时间变化，血液中脂肪酶活性的变化，无法得出腺泡受损情况与血清脂肪酶含量呈正相关，C错误；在急性胰腺炎发生后5～15 d内，血清脂肪酶仍处于较高活性，而血清淀粉酶在5 d后活性接近正常，因此检测血清脂肪酶比检测淀粉酶能更准确确诊，D正确。
2 A　该酶的作用机理是参与生物体的氧化磷酸化和光合磷酸化，在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP，线粒体的外膜和叶绿体的内外膜上不会合成ATP，因此线粒体的外膜和叶绿体的内外膜上都没有该酶，A错误；磷脂双分子层内部是疏水性的，ATP合成酶跨膜部位呈疏水性，这样才能与脂双层牢固结合，B正确；在跨膜质子(H＋)动力势能的推动下合成ATP，故H＋跨膜运输方向是从高浓度到低浓度，这样才可以产生动力势能，因此H＋跨膜驱动ATP合成的运输方式是协助扩散，该过程需要载体协助，C正确；ATP的合成在细胞中时刻进行并与ATP的水解处于动态平衡，实现能量的供应，D正确。
3 D　过氧化物酶体可由内质网出芽生成，为单层膜结构的细胞器，A正确；过氧化物酶体可由内质网出芽生成，这过程与细胞膜的流动性有关，B正确；基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构及生物学功能，C正确；过氧化氢受热易分解，则不适宜用过氧化氢酶作为探究酶最适温度的实验材料，D错误。
4 B　病原真菌分泌蛋白质属于胞吐，需要ATP为其供能，ATP供能时通过转移磷酰基(—PO)释放能量，A正确；酶具有专一性，ATP合成酶催化ATP合成，不能催化分泌蛋白的合成，B错误；真菌体内分泌蛋白的分泌过程属于胞吐，此过程中涉及膜融合过程，体现了生物膜具有流动性，C正确；病原真菌分泌的蛋白质有可能水解植物细胞壁，有利于其对植物的侵入和繁殖，D正确。
5 D　酶催化作用的实质是降低化学反应的活化能，加快反应速率，A正确；过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活，所以pH过低会对TYL T1胞内酶的活性产生严重的抑制作用，B正确；Co2+可能通过改变酶的构象，提高了TYL T1胞内酶活性，C正确；温度会改变酶的结构，酶的催化需要适宜的温度，所以酶处理污染物也有温度条件的限制，D错误。
6 C　蛋白质是生命活动的主要承担者，则生物膜的功能与膜上载体、酶等蛋白质的种类和数量有关，A正确；载体蛋白具有专一性，载体蛋白通过改变构象，只转运与自身结合部位相适应的分子或离子，B正确；据图分析，磷酸激酶的作用是在ATP和底物之间起催化作用，将一个磷酸基团转移到载体上，磷酸酯酶是通过催化磷酸酯键水解使载体去磷酸化的酶，C错误；图示未活化的载体，在磷酸激酶的催化下，可获得ATP转移的磷酸基团，而再度活化，D正确。
7 D　在a点时底物浓度较小，此时的主要限制因素是底物浓度，增加酶浓度，反应速率不一定增大，A错误；反应物的量不再是b点的限制因素，在b点增加反应物的量，反应速率不会增大，B错误；图中c点代表该酶促反应的最适温度，d点代表该酶促反应的最适pH，C错误；影响酶促反应速率的相关因素包括底物浓度、酶浓度、温度和pH等，D正确。
8 ACD　题图中M指的是腺嘌呤，A错误；食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能，需通过呼吸作用来完成，B正确；如果ATP来自光反应，则这部分ATP一般只能用于暗反应，不能用于胞吞和胞吐，C错误；ATP的合成和分解均需要酶的催化，D错误。
9 ACD　实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，所以不能证明ATP是萤火虫发光器发光的直接能源物质，A错误；实验结果显示各组均有发光的也有不发光的，说明有些发光器的生命活性已完全丧失，B正确；完整的萤火虫能够通过呼吸提供能量，所以不能用完整的萤火虫，C错误；切取萤火虫的发光器放置一段时间消耗掉能量以后才可以用于实验，D错误。
10 ACD　由图1可知，温度较高时，底物的剩余量减少，故酶活性较高，说明该种微生物适合在较高的温度环境中生存，A正确；图1各温度的实验组数，随温度升高，酶的活性一直在增强，没有出现下降的趋势，故不能得到酶活性的最适温度范围，需要再增加温度范围，减小温度梯度，才可使得到的最适温度范围更精准，B错误；由于不能确定该酶的最适温度，故图2实验中若升高温度，酶的活性不一定升高，C正确；酶活性受温度和pH的影响，与底物的量无关，故图2中，在t2时增加底物的量，酶Q的活性不变，D正确。
第6练　光合作用与细胞呼吸(一)
1 B　ADH和LDH都催化丙酮酸分解，但不释放能量，因为无氧呼吸都只在第一阶段释放少量的能量，A错误；据题干信息分析，玉米品系a根系中含有乳酸脱氢酶(ADH)和乙醇脱氢酶(LDH)，因此在被水淹后，进行无氧呼吸既能产生乳酸也能产生酒精和CO2，B正确；玉米品系a和b的根细胞中都有将葡萄糖分解为丙酮酸的过程，C错误；酒精能使酸性重铬酸钾变成灰绿色，D错误。
2 A　过程②为有氧呼吸的二、三阶段，原核细胞在结构上只有核糖体一种细胞器，但是有有氧呼吸有关的酶，依然可以进行过程②，A错误；过程①②为有氧呼吸的过程，过程①④为乳酸型无氧呼吸的过程，过程①③为酒精型无氧呼吸，能进行不同类型的呼吸的直接原因是是否有相应的酶，人体细胞中只发生过程①②④，但有的生物体中可发生过程①②③④，B正确；过程③④为无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，过程①为细胞呼吸第一阶段，过程①既需要消耗ATP又能产生ATP，C正确；酵母菌在线粒体中进行过程②，物质a为丙酮酸，丙酮酸先转化成乙酰辅酶A再进入TCA(柠檬酸循环)，D正确。
3 C　题图分析，图中水的光解发生在叶绿体的类囊体腔中，A是O2，B是ADP和Pi，C是ATP，D是NADP＋，E是NADPH，F是CO2。由图可知，当H＋顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用化学势能将ADP和Pi转化为ATP，即B物质被用来合成了C物质，A正确；叶绿素分子中被光激发的电子，经传递到达D(NADP＋)同时结合H＋合成E，即NADPH，B正确；物质F是CO2，浓度降低至原浓度一半时，短时间内CO2的固定速率降低，但C3的还原速率基本不变，故C5的含量将升高，C错误；由题意可知，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H＋的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤，降低Z蛋白的活性会减少H＋向外运输，阻断卡尔文循环中F的供应会导致暗反应减弱，进而抑制光反应ATP和NADPH的合成，由于Z蛋白质活性与ATP合成有关，因此ATP合成减少也会导致H＋外运减少，因此降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能，防止强光对植物细胞造成损伤，D正确。
4 D　图1中的CO2吸收量表示净光合作用强度，净光合作用强度＝实际光合作用强度－呼吸作用强度，C→G时间段表示光合作用强度大于呼吸作用强度，因此G点时有机物积累最多，同理图2中E点有机物积累最多，A错误；适当升高温度可能会使呼吸速率升高，OA的绝对值增大，B错误；图1中DE时间段下降的原因是蒸腾作用过强，叶片的气孔关闭，使得CO2的吸收量减少，暗反应减弱，图2中DE时间段下降的原因是光照强度减弱，光反应生成的NADPH和ATP减少，暗反应减弱，C错误；图1中E点的光照强度高于G点，所以E点光反应产生的NADPH和ATP多于G点，D正确。
5 BD　光呼吸形成的C3进入叶绿体参与暗反应，故参与光呼吸的细胞器是过氧化物酶体、线粒体和叶绿体，A错误；消耗等量的C5，光呼吸存在时，C5与O2结合生成C3和C2，故叶绿体内C3酸的合成量减少，B正确；线粒体不能分解葡萄糖，C错误；气孔关闭导致植物吸收CO2减少，光呼吸增强，光呼吸产生的CO2可用于进行光合作用，D正确。
6 BC　Rubisco活化酶是受光激活发挥催化作用，它不是光合色素，不能吸收、传递、转换光能，A错误；图示表明，光能驱动H＋从类囊体薄膜外向类囊体内腔移动，此过程使类囊体内腔中的pH下降，有利于Mg2+释放到基质，B、C正确；Rubisco活性位点与CO2结合后再与类囊体排出的Mg2+结合，形成活化状态的Rubisco，由此说明CO2和Mg2+是Rubisco的活化剂，活化状态的Rubisco能催化CO2固定，因此CO2是Rubisco的催化底物，Mg2+不是Rubisco的催化底物，D错误。
7 (1) ①(叶绿体)类囊体　光合色素　F0　协助扩散　②NADP＋(氧化型辅酶Ⅱ)　(2) ①光合作用消耗CO2的增加量大于从外界吸收的CO2的增加量　蒸腾速率(Tr)　②热耗散能力　华王　与矮脚黄相比，华王的ETR高；NO低；NPQ高(或与矮脚黄相比，华王的热耗散能力强，光损伤小，电子传递速率高)
解析：(1) ①PSⅠ和PSⅡ能吸收光能，说明其上含有光合色素，参与光合作用的光反应阶段，H＋通过ATP合酶的运输方式不需要消耗能量，但需要借助转运蛋白，属于协助扩散。②光反应阶段水光解产生O2和H＋，同时产生的电子经传递，可用于NADP＋和H＋结合形成NADPH。在强光下NADP＋不足，积累的电子会传递给O2，生成活性氧(ROS)，ROS会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心，形成光抑制。(2) ②NPQ可反应植物以热耗散的方式耗散光能的能力，据表中叶绿素荧光参数分析，两品种在强光初期均可通过提高热耗散能力耗散过剩光能。光系统光损伤指标NO越大，说明光系统受损越严重，在长期强光下种植华王品种更具优势，依据是与矮脚黄相比，华王的ETR高；NO低；NPQ高(或与矮脚黄相比，华王的热耗散能力强，光损伤小，电子传递速率高)。
8 (1) 光系统Ⅱ　NADP＋(氧化型辅酶Ⅱ)　NADPH和ATP
(2) 丙酮酸　不需要　细胞质基质　番茄红素　(3) 气孔开度降低，但胞间CO2浓度却升高　RuBP羧化酶活性下降　(4) 强　与对照组相比，C组和D组番茄光合效率下降，且D组下降得更多
解析：(1) 从图中可以看出，光系统Ⅱ可以将水光解，光合作用过程中，接受电子的是NADP＋，该物质接受电子和H＋后，生成了NADPH；光反应过程中接受的能量储存在ATP和NADPH中。(2) 有氧呼吸第一阶段的产物X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA后参与柠檬酸循环，而氧气参与有氧呼吸第三阶段和[H]生成水，所以柠檬酸循环不需要氧气参与；若想使番茄红素积累，需要提高合成番茄红素酶的量，该酶在细胞质基质发挥作用，将物质X更多地转化成番茄红素和甘油三酯。(3) 为研究亚高温强光对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高温强光组与对照组相比，气孔导度下降，但胞间CO2浓度却上升，说明过剩光能产生的原因不是气孔因素引起的。从图3中可以看出，RuBP羧化酶的活性降低，该酶可以催化CO2固定，所以C3的合成速率下降。(4) 据图可知，与对照组比，SM和DTT处理下番茄光合效率下降，且SM处理组下降得更多，因此在HH条件下，D1蛋白周转比叶黄素循环对番茄植株的保护作用更强。
第7练　光合作用与细胞呼吸(二)
1 (1) 类囊体薄膜　光合色素　(2) 强光　MV会导致植物光合色素含量降低，浓度越高，作用越明显，且C37蛋白缺失突变体下降更明显　(3) ①强氧化剂　水　氧气　②NADPH　ATP　③强光下，PSⅠ和PSⅡ产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡导致萎黄病
解析：(1) 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，膜上蛋白与光合色素形成的复合体，能够吸收、传递、转化光能。(2) 强光下，光反应中的电子积累导致活性氧增加，MV是一种可产生活性氧的物质，因此MV模拟强光环境；由图可知，左边为野生型，右边为C37缺失突变体，在不同浓度的MV下 ，C37突变体的叶绿素含量均低于野生型。(3) ①PSⅡ中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从水中夺取电子，即水分解为氧、H＋和电子，引起O2释放。②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生的高势能电子与H＋和氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)；PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSⅠ，该过程释放的能量用于ATP的合成。③由图2可知，在强光下PSⅠ和PSⅡ产生的电子增多，C37蛋白缺失导致Cb6/f复合体活性降低，减少了从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递，导致电子积累在Cb6/f复合体的上游，活性氧增加，促进叶绿素分解，从而引发细胞凋亡导致萎黄病，因此C37突变体在强光下易引发萎黄病。
2 (1) (叶绿体)类囊体薄膜　胡萝卜素　ATP和NADPH
(2) C18O2→C3→磷酸丙糖(→蔗糖)→淀粉　(3) 颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构　(4) 细胞(细胞液)的渗透压(浓度)　渗透吸水　增加　(5) 基本不变　成熟叶中的钾向幼叶中转移，以维持幼叶中的钾含量正常　(6) 缺钾引起叶绿素含量明显减少，降低了光反应速率
解析：(1) 马铃薯叶肉细胞中吸收光能的光合色素位于叶绿体的类囊体薄膜上；由于胡萝卜素的扩散速度最快，因此若用纸层析法分离光合色素，分离结束后，距离滤液细线最远的色素是胡萝卜素。过程②是C3的还原，其中光反应过程产生的NADPH和ATP可参与该过程。(2) 为红薯叶片提供C18O2，可进入光合作用过程暗反应中生成C3，被还原生成磷酸丙糖，磷酸丙糖可进一步形成蔗糖和淀粉，故其转移途径为：C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉。(3) 在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，储存着脂质，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构。(4) 液泡积累高浓度的K＋可提高细胞液的渗透压，从而有利于保卫细胞吸水，从而使气孔开放。CO2是暗反应的原料，可参与CO2的固定过程生成C3，气孔导度增大使进入细胞的CO2增多，CO2固定加快，生成的C3增多。(5) 分析表格数据可知，缺钾条件下，短柄叶的净光合速率基本不变，幼叶中钾含量变化不大，原因可能是成熟叶中的钾向幼叶中转移，维持幼叶中的钾含量正常。(6) 分析表格数据，短柄叶缺钾和钾正常时净光合速率分别是27.3、27.1，长柄叶缺钾和钾正常时净光合速率分别是22.0、25.3，故在以上实验油菜的三类叶片中，缺钾胁迫主要抑制长柄叶的光合功能。分析表格数据可知，缺钾使叶绿素含量明显降低，降低了光反应速率，从而降低叶片的净光合速率。
3 (1) 运出细胞(到根或茎秆储存)　叶绿素含量的增加　(2) 在滤纸条一端剪去两角　这一端距底部1 cm　三、四　色素带的宽度　(3) 等量一定浓度的SNP　较弱　乙组叶片中光合色素含量低，抑制光反应阶段；气孔导度低，CO2收少，抑制暗反应阶段　适宜浓度的SNP会通过降低气孔导度而降低蒸腾作用；适宜浓度的SNP还可能通过提高植物的渗透压，增强植物应对干旱胁迫的能力
解析：(1) 在适当遮荫条件下，叶片合成的有机物运输到根或茎秆储存的速率增加，有利于叶肉细胞光合作用的进行，加之叶绿素含量的增加，植物的净光合作用速率增大，所以T1、T2的叶片可溶性糖含量比对照组低，但T1、T2单株总干重比对照组高。(2) 在采用纸层析法定性比较T3组与对照组的叶绿素含量变化时，为了形成整齐的色素带，在干燥的定性滤纸条一端剪去两角，并在这一端距底部1 cm处用铅笔画一条细的横线，可形成整齐的色素带。滤纸条(自上而下)的第三、四条分别代表叶绿素a和叶绿素b，所以要观察滤纸的第三、四个条带，色素带的宽度代表了色素的含量，所以通过观察色素带的宽度可判断色素含量的多少。(3) 实验目的是探究NO对植物光合作用强度的影响，因此该实验的自变量是NO的有无，SNP(硝普钠)可作为NO的供体，因此甲组喷施适量的蒸馏水于叶片背面，作为对照组；乙组喷施等量一定浓度的SNP溶液于叶片背面，作为实验组。根据图示结果可知，与甲组相比，乙组叶片中光合色素含量低，抑制光反应，气孔导度变小，可以减少水分的蒸发，响应干旱胁迫，但是会抑制CO2的吸收，影响暗反应过程，从而直接影响光合速率，因此相较于甲组，推测乙组叶片的光合作用强度较弱。 进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是适宜浓度的SNP会通过降低气孔导度而降低蒸腾作用，或者适宜浓度的SNP有效提高植物的渗透调节能力，增强植物应对干旱胁迫的能力。
4 (1) 高于　(2) ATP和NADPH　吸能　(3) ①温度、CO2浓度　不是　②强光照　纸层析　暗反应　③a. 随机均分成四组　b. 分别进行不处理、仅用PEPC酶的专一抑制剂A处理、仅用PPDK酶的专一抑制剂B处理、用PEPC酶的专一抑制剂A和PPDK酶的专一抑制剂B共同处理　c. 四组转基因水稻的光合积累
解析：(1) 由图1可知，由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳亲和力高于Rubisco。(2) 图1所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是ATP和NADPH，图中由Pyr转变为PEP的过程需要ATP水解供能，属于吸能反应。(3) ①图2原种水稻是在某一温度下测定的净光合速率，A点对应的光照已经是光的饱和点，在A点后随着光照强度的增强，净光合速率不再增加，因此A点以后限制光合作用的主要环境因素为温度和CO2浓度。由图3可知，转基因水稻与原种水稻达到净光合速率最大时对应的最适温度相同，因此转基因水稻不是通过提高相关酶的最适温度来增强光合速率。②据图2推测，转基因水稻的光的饱和点高于原种水稻的，转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在强光环境中；分离叶绿体中的色素通常采用纸层析法，其依据的原理是不同种类的色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的速度不同，溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越快，反之则慢；因为两种植株各种色素含量无显著差异，所以两种水稻的光反应无显著差异，因此可推断转基因水稻最可能是通过促进暗反应来提高光合速率。
5 (1) 吸收、传递、转化光能　(2) 水　NADP＋　主动运输　类囊体腔　ATP　(3) CO2倍增处理组和对照组的胞间CO2浓度、气孔导度在前期的变化趋势相似，但CO2倍增处理组的气孔导度相较于对照组差异较大　无、有　CO2倍增处理组光合能力高于对照组，单位时间消耗更多CO2　(4) 植物组织培养　(诱导)脱分化→(诱导)再分化→炼苗、移栽
解析：(1) 由图可知，叶绿素、类胡萝卜素复合体能够吸收、传递和转化光能，将吸收、传递的光能转化为电能再转化为ATP、NADPH中活跃的化学能。(2) 光反应中水在光下分解为H＋、O2和e－，e－经传递最终与NADP＋结合H＋生成NADPH，因此最初电子供体是水，最终的电子受体是NADP＋；维持膜两侧的浓度差的运输方式为主动运输，因此H＋通过主动运输的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累，形成H＋浓度差，再利用类囊体膜上的相关转运蛋白，顺浓度运输H＋的同时，利用顺浓度运输H＋产生的势能驱动ATP的合成。(4) 对于濒危植物，可利用植物细胞的全能性，取濒危植物的体细胞通过植物组织培养获得新植株，这属于无性繁殖，它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性；植物组织培养技术的具体步骤主要包括选材(幼嫩部位)→消毒→接种→脱分化培养(获得愈伤组织)→再分化培养(获得芽和根)→炼苗、移栽。

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