【高考真题解密】高考生物真题题源-专题04《细胞能量转换，从细胞的代谢中溯源》母题解密（全国通用）

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专题04 细胞能量转换，从细胞的代谢中溯源
考向一 酶在代谢中的作用以及特性

【母题来源】2022年广东卷
【母题题文】某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(       )
组别
pH
CaCl2
温度(℃)
降解率(%)
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物

【试题解析】
A、分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A正确；
B、分析①②变量可知，pH均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B正确；
C、②组酶的活性最高，此时pH为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH梯度较大，不能说明最适温度为70℃，最适pH为9，C错误；
D、该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充实验，D正确。
故选C。
【命题意图】本题结合生产、生活实际考查探究酶最适催化条件，要求学生掌握酶的本质以及代谢中的作用，特别强调对探究酶特性实验的理解，并且结合了新的信息获取与利用。
【命题方向】酶在代谢中的作用，特别是酶性特探究的实验是高考的考点之一，考查的内容为：熟悉酶的本质，了解酶在代谢中的作用，区分酶与无极催化剂。深刻理解与酶相关实验原理的理解与注意事项，并结合题目的文字图表信息解题。展望2023年高考生物试题呈现会以选择题或者填空题的形式考。
【得分要点】
1．酶的本质和作用

内容
解释
产生部位
活细胞内产生
除哺乳动物成熟红细胞外，其他细胞都能产生酶
作用场所
可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用
可在生物体外发挥作用，但不能来自于体外，只能由细胞合成
酶的本质
大多数酶是蛋白质，少数是RNA
合成原料是氨基酸或核糖核苷酸
酶的功能
生物催化剂
酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变
作用机理
降低化学反应的活化能
酶不能提供能量
酶的特性
①高效性
②专一性
③作用条件较温和
①相对于无机催化剂而言，酶的催化效率非常高
②一种酶只能催化一种或一类化学反应
③高温、强酸、强碱都会使酶发生变性失活
2．比较过氧化氢在不同条件下的分解
(1)验证酶的高效性
①实验原理：FeCl3溶液中的Fe3+是一种无机催化剂，它可以使过氧化氢分解为H2O和O2，新鲜的肝脏中含有的过氧化氢酶具有相同的作用，但催化效率不同。(每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍)
②实验过程示意图

③实验设计及现象
试管编号
第一步
第二步
观察现象
点燃卫生香检测
结果分析
1
每支试管加入2 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液
————
几乎无气泡
无变化
H2O2自然分解缓慢
2
90℃水浴加热
很少气泡
微亮
解热能促使H2O2分解
3
滴加质量分数为3.5%的FeCl3，溶液2滴
较多气泡
明亮
Fe3+能催化H2O2分解
4
滴加质量分数为20%的肝脏研磨液2滴
很多气泡
复燃
过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高
④实验结论：同无机催化剂相比，酶的催化效率要高得多。
实验注意事项
a．肝脏要新鲜，因为新鲜的肝脏中过氧化氢酶的含量较多，且活性较高。
b．将肝脏研磨成液，目的是使细胞内的过氧化氢酶充分释放出来，增大它与H2O2的接触面积。
(2)验证酶的专一性
①设计思路
验证酶专一性的方法也是“对比法”，常见的有两种方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
②设计方案
项目
方案一
方案二
实验组
对照组
实验组
对照组
材料
底物相同(等量)
与酶相对应的底物
另外一种底物
试剂
与底物相对应的酶
另外一种酶
同一种酶(等量)发生反应不发生反应
现象
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
酶具有专一性
③实验操作

3．探究影响酶活性的因素
(1)用α-淀粉酶探究温度对酶活性的影响
①实验原理：淀粉麦芽糖，淀粉+碘→蓝色。；温度影响淀粉酶的活性，从而影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性的变化。
②实验步骤
步骤
加入试剂或处理方法
试管
A/a
B/b
C/c
1
可溶性淀粉溶液(A、B、C)
2 mL
2 mL
2 mL
2
新鲜淀粉酶溶液(a、b、c)
1 mL
1 mL
1 mL
3
保温5 min
60 ℃
100 ℃
0 ℃
4
将a液加入到A试管，b液加入到B试管，c液加入到C试管中，摇匀
5
保温5 min
60 ℃
100 ℃
0 ℃
6
滴入碘液，摇匀
2滴
2滴
2滴
7
观察现象并记录
不变蓝
变蓝
变蓝
结论
温度对酶的活性有影响，60 ℃时α-淀粉酶的活性较高
实验注意说明
(1)探究温度对酶活性的影响
①实验室使用的α－淀粉酶最适温度为60℃。
②本实验不宜选用H2O2酶，因为H2O2本身在不同的温度下的分解速度不同。
③在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。
④设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用。
⑤验证或探究温度对酶活性的影响：自变量是温度，应设置具有一定梯度的多个不同温度条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。
(2)用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响
①实验原理：H2O2分解产生氧气和水。过氧化氢酶可加快H2O2的分解，在短时间内产生大量氧气。
②实验步骤
序号
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
1
注入等量的过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
2
注入等量的不同pH的溶液
1 mL蒸馏水
1 mL5%的HCl
1 mL 5%的NaOH
3
注入等量的3%的过氧化氢溶液
2 mL
2 mL
2 mL
4
观察实验现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
5
将点燃的卫生香插入试管内液面的上方
燃烧剧烈
燃烧较弱
燃烧较弱
注意说明
(1)探究pH对酶活性的影响
①实验程序中2、3步一定不能颠倒，否则实验失败。
②本实验中也可将过氧化氢酶和H2O2分别调至同一pH再混合，以保证反应一开始便达到预设pH。
③本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉水解，因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
④验证或探究pH对酶活性的影响：自变量是pH，应设置具有一定梯度的多个不同pH条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低pH、最适pH、高pH”三个指标。注意胃蛋白酶最适pH约为1.5。
3．与酶有关的曲线和图形分析
(1)高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，这说明酶具有高效性的特点。

酶的高效性是和无机催化剂相比较来说的，故如图曲线中只有曲线a、b相比较才可说明酶催化的高效性，a、c曲线的对比只可说明酶具有催化作用。
(2)酶专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。
①图形

图中A表示酶，B表示被催化的底物，E、F表示B被分解后的物质，C、D表示不能被该酶催化的物质。酶和被催化的物质都有特定的空间结构。
②曲线

加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B不能催化该反应。而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶A能催化该反应。
(3)作用条件较温和：绝大多数的酶是蛋白质，过酸、过碱和高温都能导致蛋白质分子空间结构被破坏，从而引起蛋白质分子变性，使酶永久失活；但低温只是使酶活性下降，适宜的温度下，酶活性可以恢复。
(4)影响酶促反应的因素曲线分析
①温度和pH对酶促反应的影响

在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
②底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响

甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
考向二 细胞的呼吸

【母题来源】2022全国甲卷
【母题题文】线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(       )
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成

【试题解析】
A、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP，A正确；
B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；
C、丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要氧气的参与，C错误；
D、线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。
故选C。
【命题意图】本题结合生活实际考考查细胞呼吸的场所以及细胞呼吸的过程，需要学生识记呼吸的场所，以及细胞呼吸的各个阶段，特别考查了线粒体在有氧呼吸重的作用。
【命题方向】细胞的细胞呼吸是高考的重要考点之一，考查的内容为：细胞呼吸的场所、过程和原理，并且结合生产生活实际考查影响细胞呼吸的因素及应用。要求学生运用细胞呼吸原理解释生活，运用知识创造生活。展望2023年高考生物试题可能单独命题，更有可能结合光合作用一起命题。
【得分要点】
1．有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(1)过程

(2)反应方程式：
第一阶段
C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量
第二阶段
2C3H4O3＋6H2O20[H]＋6CO2＋少量能量
第三阶段
24[H]＋6O212H2O＋大量能量
(3)有氧呼吸中氧元素的来源和去路

注：有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。
2．无氧呼吸：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时产生少量能量的过程。
(1)过程：无氧呼吸的全过程可以分为两个阶段，且都是在细胞质基质中进行的。
第一阶段
C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量
第二阶段
酒精发酵
2C3H4O32C2H5OH(酒精)＋2CO2
大多数植物、酵母菌等
乳酸发酵
2C3H4O32C3H6O3(乳酸)
高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等
(2)总反应式
①无氧呼吸产生酒精的反应式：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
②无氧呼吸产生乳酸的反应式：C6H12O62C3H6O3+少量能量。
3．有氧呼吸和无氧呼吸的比较

有氧呼吸
无氧呼吸
区别
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
氧气，多种酶
无氧气，多种酶
物质变化
葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2
能量变化
释放大量能量，产生大量ATP
释放少量能量，产生少量ATP
特点
受O2和温度等因素的影响
有氧气存在时，无氧呼吸受抑制
联系
二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP
注意说明：①线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，仍能进行有氧呼吸。
②真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
③不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶的种类不同。
④细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，小部分以化学能的形式储存在ATP中。
⑤有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。
⑥无氧呼吸过程共产生2个ATP，而这2个ATP只产自第一阶段，第二阶段不产生ATP。
⑦人体细胞产生CO2的场所是线粒体基质，酵母菌细胞产生CO2的场所是线粒体基质(有氧呼吸)和细胞质基质(无氧呼吸)。
4．呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)
(1)有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)无氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
(4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2摩尔数之和的比为3∶4。
5．根据气体的变化和场所情况判断细胞呼吸类型的方法
(1)根据吸收O2与产生CO2的比例判断细胞的呼吸方式(呼吸底物为葡萄糖)
①不消耗O2，释放CO2―→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放―→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2量―→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量―→只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量―→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。

⑥CO2释放量小于O2吸收量：底物中有脂肪。
⑦酒精产生量小于CO2量―→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。
(2)根据场所判断
①真核细胞：若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。
②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸，若还有乳酸或酒精产生，则还存在无氧呼吸。
6．温度：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。
(1)曲线分析：
①a点为该酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。
②温度低于a时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
③温度高于a时，随温度升高，酶活性下降，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。

(2)实际应用。
①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。②促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。
7．氧气：促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。
(1)曲线分析：
①A点时，氧浓度为零，细胞只进行无氧呼吸。C点之前：有氧呼吸与无氧呼吸共存，CO2释放总量＝有氧呼吸释放量＋无氧呼吸释放量；
②氧浓度为0～10%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸

速率减慢，有氧呼吸加快。B点时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量；C、D点：横坐标相同，无氧呼吸停止。
③氧浓度在0～20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐加快。
④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。
⑤氧浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。
(2)实际应用。
①保鲜：低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。
②促进生长：农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，促进根部有氧呼吸促进生长。
③防止无氧呼吸：陆生植物长时间水淹，土壤中氧含量降低，植物因无氧呼吸产生的酒精积累而烂根。
④控制呼吸方式：制葡萄酒时，初期进行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，发酵时严格控制无氧环境，促进酵母菌的无氧呼吸。
注意说明：“无氧”环境不一定更有利于果蔬、种子储存，而且果蔬与种子的储存条件也不同
①O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进行无氧呼吸，大量消耗有机物，不利于果蔬、种子储存。
②蔬菜、水果与种子储藏条件的区别
蔬菜和水果应放置在低温、低氧、湿度适中的条件下，而种子应储藏在低温、干燥、低氧条件下。其目的都是降低呼吸强度，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点，需要一定的湿度才能保持新鲜度，故造成二者储藏条件上的差异。
8．二氧化碳：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸。
(1)曲线分析：
(2)实际应用。
①保鲜：地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
②抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。

9．水含量：①各种生化反应需溶解在水中才能进行，自由水含量升高，新陈代谢加快。②水是
有氧呼吸的反应物之一，含水量会影响细胞呼吸的进行。
实际应用：抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存；促进细胞呼吸：浸泡的种子有利于种子的萌发。

考向三 光合作用

【母题来源】2022全国甲卷
【母题题文】根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________(答出3点即可)。
(2)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)。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是______________。

【试题解析】
(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
(3)C4植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱会导致气孔开度减小，叶片气孔关闭，CO2吸收减少；由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
【命题意图】本题主要是考查光合作用过程和影响光合作用的环境因素，学生需要熟练掌握光合作用中光反应和暗反应的具体过程，需要的条件，反应物与生成物。会分析外界环境改变对光合作用的影响。同时结合了新的信息。要学会用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容，并能运用到实际生活中。
【命题方向】光合作用是高考必考的考点之一，考查的深度较深：不仅需要学生掌握光合作用中光反应和暗反应的过程，还要理解原理，运用原理分析解决生活中遇到的实际问题。展望2023年高考生物试题可能单独命题，更有可能结合呼吸作用一起命题。
【得分要点】
1．光合作用完整过程图解

光合作用过程中原子的去路分析

2．光反应、暗反应的比较
过程
光反应
暗反应
根据区别
必须在光下
有光、无光都可以
条件
光照、叶绿素、酶
多种酶
实质
将光能转化为化学能，并释放出O2
同化CO2，合成有机物
场所
叶绿体类囊体薄膜
叶绿体基质
物质转化
①水光解
2H2O4[H]＋O2↑
②ATP的合成
ADP＋Pi＋能量ATP
①CO2固定
CO2＋C52C3
②C3的还原
2C3(CH2O)＋C5
能量转化
光能―→活跃的化学能ATP
ATP中活跃的化学能―→(CH2O)等有机物中稳定的化学能
关系
①光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi
②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成
3．叶绿体处于不同条件下，C3、C5、[H]、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化
项目
条件
C3
C5
[H]和ATP
(CH2O)合成量
光照不变停止CO2供应
减少
增加
增加
减少或没有
光照不变CO2供应增加
增加
减少
减少
增加
光照不变，CO2供应不变，(CH2O)运输受阻
增加
减少
增加
减少
停止光照CO2供应不变
增加
下降
减少或没有
减少或没有
突然光照CO2供应不变
减少
增加
增加
增加
模型法分析光合作用过程中物质的量的变化


注意说明：(1)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。
(2)光反应产生的[H]为NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，细胞呼吸产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
4．单因子对光合作用速率影响的分析
(1)光照强度：通过影响植物的光反应进而影响光合速率。
①曲线分析


A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长)，B点所示光照强度称为光补偿点。
BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。
②应用：阴生植物的B点左移，C点较低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
(2)二氧化碳浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，CO2通过影响暗反应阶段C3的合成进而影响光合作用强度。

①曲线分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增加而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。温室内可通过放干冰、使用CO2生成器、施用农家肥与猪舍鸡舍连通等方法适当提高CO2浓度。
(3)温度：：温度通过影响酶的活性影响光合作用速率。
①曲线分析：

光合速率和呼吸速率都受温度的影响，但光合作用相关酶对温度反应更为敏感。
②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，温室栽培也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
(4)必需矿质元素供应

①曲线分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物因渗透失水而萎蔫。
②应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。
(5)水分
①影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。
②应用：根据作物的需水规律合理灌溉。
5．多因子对光合作用速率影响的分析

(1)曲线分析：
P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。
(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增强光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。
注意说明：①温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量要比参与光反应的多。
②CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。
③结构与功能相适应的生物学观点：阴生植物不能在强光下生长的根本原因是遗传物质决定了阴生植物的结构中酶的含量、色素的含量等比阳生植物少。
6．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线

(1)图1中各点含义及形成原因分析：
a点：凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。
b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。
bc段：光合作用强度小于呼吸作用强度。
c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。
ce段：光合作用强度大于呼吸作用强度。
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
e点：下午6时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。
ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。
fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。
7．密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线

(2)图2中各点含义及形成原因分析：
AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。
BC段：温度降低，呼吸作用减弱。
CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<呼吸作用强度。
D点：随光照增强，光合作用强度＝呼吸作用强度。
DH段：光照继续增强，光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度＝呼吸作用强度。
HI段：光照继续减弱，光合作用强度<呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。
考向四 光合作用与呼吸作用综合

【母题来源】2022全国乙卷
【母题题文】某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（　　）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率

【试题解析】
A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降，O2含量上升，A错误；
B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误；
CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。
故选D。
【命题意图】本题考查光合作用和有氧呼吸的区别和联系，考查在密闭环境中植物光合作用和呼吸作用的比较，本题考查较为基础。
【命题方向】光合作用和呼吸作用综合是高考的必考考点之一，考查的内容为：基于对光合作用与呼吸作用过程，原理的深入理解，会综合分析二者的关系与联系。用这两个原理一起分析解决实际问题。展望2023年高考生物试题呈现很有可能既有选择也有大题，也可结合题目信息、图表信息综合考查学生审题读题能力、难度中等偏上。
【得分要点】
1．光合作用和有氧呼吸的区别

光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物有机物
有机物无机物
能量变化
光能―→稳定的化学能(储能)
稳定的化学能―→ATP中活跃的化学能、热能(放能)
实质
合成有机物，储存能量
分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所
叶绿体
活细胞(主要在线粒体)
条件
只在光下进行
有光、无光都能进行
2．光合作用与有氧呼吸的联系

(1)物质方面
C：CO2C6H12O6 C3H4O3 CO2
O：H2OO2H2O
H：H2O[H]C6H12O6[H]H2O
(2)能量方面
光能ATP中活跃化学能(CH2O)中稳定的化学能
(3)气体交换模式图分析

技巧点拨：光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源与去路
项目
来源
去路
[H]
光合作用
光反应中水的光解
作为还原剂用于暗反应阶段中C3的还原
有氧呼吸
第一、二阶段产生
用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量
ATP
光合作用
光反应阶段合成ATP，所需能量来自色素吸收的太阳能
用于暗反应阶段C3的还原
有氧呼吸
第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的能量最多。能量来自有机物的氧化分解
作为能量“通货”，用于各项生命活动
3．真正光合作用速率、净光合作用速率与呼吸速率的关系
(1)净光合作用速率与真正光合作用速率的关系
①绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
②绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

(2)光合速率与呼吸速率的常用表示方法
项目
含义
表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量)
O2
CO2
有机物
真正光合速率
植物在光下实际合成有机物的速率
O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量
CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量
有机物产生(制造、生成)速率
净光合速率
植物有机物的积累速率
植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率
植物或叶片或叶肉细胞CO2吸收速率
有机物积累速率
呼吸速率
单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率
黑暗中O2吸收速率
黑暗中CO2释放速率
有机物消耗速率
(3)计算公式
实际光合速率＝表观(净)光合速率＋呼吸速率。
注意说明：植物“三率”的判定
①根据坐标曲线判定：当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率，该曲线代表净光合速率，当光照强度为0时，若CO2吸收值为0，该曲线代表真正光合速率。
②根据关键词判定：
检测指标
呼吸速率
净光合速率
真正(总)光合速率
CO2
释放量(黑暗)
吸收量
利用量、固定量、消耗量
O2
吸收量(黑暗)
释放量
产生量
有机物
消耗量(黑暗)
积累量
制造量、产生量
4．光合作用与呼吸作用的测定
绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，在光下测定植物的光合作用时，实际测得的数值应为光合作用与呼吸作用的差值，即真正或实际或总光合速率＝测得(净)光合速率＋呼吸速率。
(1)气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积

装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。
(2)测定原理
①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
(3)测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
5．以有机物变化量为测量指标——半叶法

如图，可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分A、B。若给B照光，A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同，但无光的环境中保存，一段时间后，与取下的B同时烘干、称重，质量差值与时间的比值表示真正的光合速率。假设最初A、B初始质量为X g，实验处理t时间后A、B称重分别为WA、WB，则(X－WA)表示呼吸消耗量，(WB－X)表示净光合量，真正光合量＝(WB－X)＋(X－WA)，真正光合速率＝(WB－WA)/t。若先将A取下烘干称重，B照光一段时间后再取下烘干称重，则质量差值与时间比值表示净光合速率[A、B初始干重相等，故(WB－WA)表示有机物积累量]。
6．“黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。

1．(2022·河北唐山·三模)某生物兴趣小组在实验中发现玉米子粒发芽过程中淀粉含量逐渐减少，由此提出假说：玉米子粒在发芽过程中产生了淀粉酶。为了验证上述假说，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液，40℃温育30min后，分别加入斐林试剂并60℃水浴加热，观察试管内颜色变化。以下分析错误的是(       )

A．实验原理是淀粉在淀粉酶作用下产生还原性糖，还原性糖可用斐林试剂检验
B．设置试管1作为对照，其主要目的是排除淀粉溶液中含有还原性糖
C．试管2中应加入的X是高温处理过并冷却的发芽玉米提取液
D．预测试管1～4中的颜色依次为蓝色、蓝色、砖红色、砖红色
2．(2022·山东聊城·二模)氨基酸的化学性质十分稳定且无催化作用，但当某些氨基酸与磷酸作用合成磷酰化氨基酸时就具有了催化剂的功能，称为“微型酶”。“微型酶”与氨基酸结合时，催化形成二肽并释放磷酸；与核苷作用时，催化核苷酸的生成并释放出氨基酸。下列说法错误的是(       )
A．“微型酶”可与双缩脲试剂发生紫色反应
B．“微型酶”不易受到pH、温度的影响而变性失活
C．“微型酶”与腺苷作用时生成的AMP可参与RNA的构建
D．“微型酶”既可以催化化学反应又可以作为化学反应的反应物
3．(2022·辽宁·模拟预测)真核细胞中酶Р能催化前体RNA→成熟RNA。为研究其作用，科学家对其进行如下实验：
实验一：酶Р由蛋白质和RNA两种物质构成，去除RNA后，该酶失去催化功能。
实验二：实验组的前体rRNA中加入核液，对照组前体rRNA不做处理，结果两组前体rRNA都转变为成熟rRNA。
实验三：科学家设计新实验直接证明酶P中起催化作用的是RNA。
以下分析正确的是(       )
A．合成rRNA的原料也能用于合成酶P
B．实验一说明酶P的功能与其组成成分蛋白质无关
C．实验二说明加工rRNA的酶存在于核液中
D．实验三的做法是去除酶P的RNA进行实验
4．(2022·福建厦门·二模)下列有关酶和能量的叙述，错误的是(       )
A．代谢的终产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率
B．ATP水解释放的能量可以为一切生命活动供能
C．酶活性可用所催化的某一化学反应的速率表示
D．硝化细菌可以利用无机物氧化产生的能量来制造有机物
5．(2022·广东·华南师大附中模拟预测)同一种类的碱蓬在远离海边的地区生长呈绿色，在海滨盐碱地生长时呈紫红色，其紫红色与细胞中含有的水溶性甜菜素有关。酪氨酸酶是甜菜素合成的关键酶，下列表示有关酪氨酸酶活性的实验研究结果，相关分析不正确的是(　　)

A．甜菜素可在细胞液中积累，其在细胞液中积累有利于吸水
B．pH在4～5时，部分酶可能因空间结构遭到破坏而活性较低
C．进行B、C两组实验时，应在pH约为6．6且适宜温度下进行
D．根据实验数据可知Na2S2O3和Cu2+分别是酶的抑制剂和激活剂
6．(2022·辽宁葫芦岛·二模)ATP快速荧光检测仪是基于萤火虫发光原理，利用“荧光素—荧光素酶体系”与ATP发生反应产生光，再根据发光强弱来估测微生物残留量。下列说法错误的是(       )

A．萤火虫细胞内线粒体是合成ATP的主要场所
B．荧光检测仪可检测酸奶中厌氧型微生物的残留量
C．ATP为上述荧光素酶催化荧光素的反应提供能量
D．细胞中储存了大量ATP为细胞的生命活动提供能量
7．(2022·湖北·模拟预测)研究者以多名肥胖志愿者为研究对象，将其随机均分为2组，一组为营养干预减肥组，另一组为运动干预减肥组，结果如下表。下列叙述错误的是(       )
参数
营养干预前
营养干预3个月
营养干预停止后1个月
运动干预前
运动干预3个月
运动干预停止后1个月
体重/kg
90.3
80.2
86.5
90.4
81.7
82.8
骨骼肌/kg
28.2
27.0
26.9
28.3
34.5
34.4
内脏脂肪等级
12.2
10.8
12.6
12.3
8.6
9.0
A．实验全程中营养干预组减肥效果更明显
B．运动干预在减少内脏脂肪方面效果更好
C．骨骼肌增重有利于体内能源物质的消耗
D．营养干预组比运动干预组体重容易反弹
8．(2022·广东·模拟预测)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、以及细胞内外交换的示意图如下(数字表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况)，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
9．(2022·北京八十中模拟预测)科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果发现，与25℃相比，0.5℃条件下果实的CO2生成速率较低。为验证上述实验结果，某同学设计如下方案：
①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25℃和0.5℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
根据上述方案分析，该方案(       )
A．设计完善，无不足 B．缺少对照实验
C．未能控制单一变量 D．样本数量过少且未重复实验
10．(2022·安徽滁州·模拟预测)呼吸熵(RQ=释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，然后关闭活塞，在25 °C下经20min读出刻度管中着色液滴移动距离，设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(       )

A．若测得 x=50mm，y= — 50 mm， 则该发芽种子的呼吸熵是2
B．若发芽种子仅进行有氧呼吸， 且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪
C．若呼吸底物为葡萄糖，装置1液滴右移、装置2液滴左移
D．为保证数据的科学性，可增加放入灭活发芽种子的装置，其它条件不变
11．(2022·广东·南海中学模拟预测)分析下列甲、乙、丙三图，说法正确的是(       )

A．若图甲曲线表示的是喜阴植物的光合速率受光照强度的影响，则喜阳植物的曲线与此比较，b点向左移，c点向左移
B．乙图中，温度等于t4℃时，长期处于该温度下植物也可以生长
C．若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表类胡萝卜素
D．若图甲为植物在正常培养液中培养所得结果，现移入缺镁培养液中培养，则b点右移，c点左移
12．(2022·湖北·天门市教育科学研究院模拟预测)格鲁于1682年所写的书中提到：芦荟有时尝起来是酸的。班杰明•海那发现：落地生根的叶子在早晨嚼起来是酸的，到中午时则无味，晚时则略苦，有科学家后来以石蕊试纸证实了海那的观察。原来景天科植物(如景天、落地生根)的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列有关分析正确的是(       )

A．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高
B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区
C．白天景天科植物叶肉细胞内有机酸和葡萄糖的含量可能呈正相关
D．景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解
13．(2022·河南·二模)生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，图示为大豆根瘤中部分物质的代谢、运输途径，下列说法正确的是(       )

A．植物细胞为根瘤菌提供蔗糖，可知两者为寄生关系
B．根瘤菌中N2的固定需要消耗大量ATP，其直接来源于叶片的光合作用
C．根瘤菌产生的NH3，可用于合成氨基酸，还需要植物细胞提供有机物
D．植物细胞吸收的蔗糖需在固氮酶的作用下氧化分解，为细胞生命活动供能
14．(2022·湖北·模拟预测)下表是探究植物X和Y根部竞争和冠部竞争对植物生长的影响的实验结果。表中单株干重的百分比表示在无关变量相同且适宜的情况下，每组单株干重占单独种植时干重的百分比。下列分析错误的是(       )

甲组
乙组
丙组
丁组
戊组
种植方式
单独种植X
单独种植Y
X、Y根部竞争(同一土壤，冠层分离)
X、Y冠部竞争(隔离土壤、冠层交织)
X、Y根部、冠部竞争(同一土壤，冠层交织)
干重占比
100%
100%
X1
Y1
X2
Y2
X3
Y3
60%
50%
90%
80%
57%
42
A．设置甲组和乙组，有利于判断竞争的激烈程度
B．X和Y植株应为同种且发育状况相同的植株
C．植物受“土壤资源的限制”比“受光照资源的限制”的程度更高
D．从“X1×X2接近X3，Y1×Y2接近Y3”说明多因素的影响不是单因素的简单叠加
15．(2022·天津·模拟预测)纳米材料为癌症治疗带来了曙光。科研人员利用纳米材料SW诱导肝癌细胞凋亡开展相关实验。
(1)正常情况下，线粒体内膜上的质子泵能够将______________中的H+泵到膜间隙，使得线粒体内膜两侧形成__________________，为ATP的合成奠定了基础。
(2)科研人员使用不同浓度的SW溶液与肝癌细胞混合后，置于_________培养箱中培养48小时后，检测肝癌细胞的线粒体膜电位。(已有实验证明对正常细胞无影响)
组别
实验材料
实验处理
实验结果
线粒体膜电位的相对值
ATP合成酶活性相对值
1
人肝癌细胞
不加入SW
100
100
2
加入SW
59
78
1、2组比较说明SW能______________________________、_____________________________导致肝癌细胞产生ATP的能力下降，__________(填“促进”或“抑制”)肝癌细胞凋亡。
(3)科研人员使用SW处理肝癌细胞，一段时间后，相关物质含量变化如下图所示。

由于细胞中的______________蛋白表达量相对稳定，在实验中可作为标准对照。VADC为线粒体膜上的通道蛋白，SW处理肝癌细胞后，VADC含量____________，促进CYTC_______________________________________________________________，与细胞凋亡因子结合，诱导细胞凋亡。
(4)综上所述，推测SW诱导肝癌细胞凋亡的机理是：一方面________________________________；另一方面___________________________________________________。

16．(2022·辽宁·渤海大学附属高级中学模拟预测)cAMP(环化一磷酸腺苷》是由ATP脱去两个磷酸基后环化而成的一种细胞内的信号分子，其结构组成如图1所示。人在饥饿时，肾上腺髓质分泌肾上腺素可参与血糖调节，使血糖浓度升高，调节机理及部分过程如图2所示。

(1)图1中，A所示物质名称是_____，每个cAMP分子含有_____个特殊的化学键。
(2)图2中，ATP的合成场所是_____。正常情况下，下列物质可以存在人体内环境的是_____。
a、肾上腺素       b、cAMP       c、葡萄糖       d、糖原
(3)图2中，人体通过_____(神经/内分泌/神经和内分泌)调节肾上腺髓质分泌肾上腺素。发生图2示生理过程时，血管C、D、E三处的血糖浓度大小关系最可能为_____。
(4)结合图2分析，下列因素中可能会引发低血糖症的有_____。
A．体内产生G2蛋白抗体 B．体内产生肾上腺素受体的抗体
C．信号分子X含量过高 D．控制酶P合成的基因发生突变
(5)据图2和已有知识，阐述人体进餐后血糖调节过程_____。
17．(2022·广东广州·一模)作物光合作用的速率，直接决定作物的产量。叶绿体中的光合产物多以蔗糖的形式不断运出，如以淀粉形式在叶绿体积累，则不利于暗反应的继续进行。持续低温胁迫会破坏叶绿体类囊体薄膜，同时使淀粉在叶绿体中积累。下图表示在低温(4℃)处理12h后，一定光照强度下两种类型的番茄净光合速率随大气CO2浓度的变化曲线。回答下列问题：

(1)据图分析，该实验的自变量有__________。持续的低温天气会导致番茄减产，从光合作用过程的两个阶段分析，其原因是：______________________________。
(2)研究表明，A酶催化叶绿体中淀粉的合成，B酶催化叶绿体中淀粉的降解。耐低温番茄细胞中可产生Y蛋白，该蛋白可分别与A酶和B酶基因的特定部位结合，调控它们的转录过程，从而降低叶绿体中淀粉的积累。推测其具体的调控机制可能是______________________________。
(3)低温条件下，植物细胞膜会发生相变，从流动的液晶态转变为固化的凝胶态，影响A酶和B酶合成的数量，从细胞膜结构特点的角度分析；低温时细胞膜发生的变化为____________________。已知不饱和脂肪酸的熔点较低。由此推测，细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高，细胞膜的相变温度__________(填“越高”“越低”)。
(4)研究发现植物对低温有一定适应性，不同植物品种耐寒性各有差异。柑橘抗寒锻炼过程中，抗寒柑橘品种细胞内线粒体数量增多，体积增大，内嵴增多，而不抗寒品种不发生这种变化。从结构与功能相适应的角度分析，这种变化的意义是____________________。
(5)研究发现，不耐寒的植物在严寒袭来时，细胞内质网及高尔基体小泡液泡化，粗面内质网上的核糖体脱落。这对植物生命活动的直接危害是____________________。

18．(2022·北京通州·一模)人体肠道内有许多共生细菌，为研究细菌细胞壁的成分肽聚糖(PG)对人体的影响，研究人员进行以下实验。
(1)与人体细胞相比，大肠杆菌主要的结构特点是____________。
(2)研究人员以等量野生型大肠杆菌和PG合成缺陷突变体饲喂一定量的线虫，检测线虫生长发育情况，结果如图1。

①据图1数据可知，PG可以____________(促进/抑制)线虫的生长发育。
②为证明喂食突变体细菌的线虫生长延迟与PG有关，请在图1两个虚框中补充一组实验并画出预期结果_____。
(3)研究人员已证明PG通过影响线粒体氧化应激状态进而影响线虫生长发育情况。
①有氧呼吸过程中O2参与反应生成_______，而电子传递异常时可生成活性氧(ROS)，若不能被抗氧化剂及时清除，过度积累可损伤线粒体中蛋白质或膜结构，引起氧化应激反应，抑制线虫生长发育。
②以不同的细菌及添加物饲喂线虫，利用荧光物质标记ROS，检测线虫细胞中ROS含量及线虫中成虫的比例，结果如图2，说明PG通过____________来促进线虫的发育。

(4)综上所述，PG影响线虫发育的机制如上图3，下列说法正确的是____________。
a．PG通过降低线粒体氧化应激状态进而调节线虫生长发育
b．在细胞质基质中PG水解为小分子的产物后进入线粒体发挥作用
c．PG水解物通过改变ATP合成酶的活性来降低线虫细胞中活性氧含量
d．由于ATP酶的结构在进化中高度保守，人体肠道中的细菌也可以发挥有益作用

19．(2022·黑龙江·哈尔滨市第一二二中学校二模)莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图甲为探究“光照强度对净光合速率影响”的实验装置，图乙表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体莲藕和普通莲藕的净光合速率。请回答下列问题：

(1)本实验调节光照强度的方法是__________________________________。
(2)光合色素吸收的光能的用途有__________________(答2点)。
(3)图中光照强度低于a时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，推测引起这种差异的主要原因是______________________。
(4)为了得到图乙的实验结果，实验的设计条件应包含　　　　　　(填字母)。
①置于相同CO2浓度的环境　②置于相同的温度环境③置于不同的光照强度　④选用生长状态一致的植株　⑤植株样本足够
A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．③④⑤ D．①④⑤
(5)突变体叶绿素含量降低，科研人员推测主要减少的色素为叶绿素b，为证实该结论进行实验，写出简要实验思路:______________________。

20．(2022·黑龙江·三模)下图1是番茄叶肉细胞的光合作用过程示意图，磷酸丙糖转运器的活性受光的调节，适宜光照条件下，其活性较高。实验小组将长势相同的番茄幼苗分成若干组，分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜)，暗处理1h，再光照1h，测其干重变化，得到如图2所示的结果。回答下列有关问题：

(1)光合色素在层析液中溶解度最低的是____________
(2)番茄叶肉细胞中能够发生在叶肉细胞生物膜上的气体交换是。
A．O2的产生 B．CO2的产生 C．O2的消耗 D．CO2的消耗
(3)由图1分析可知，C3被还原为磷酸丙糖后，下一步利用的去向是________。通常情况下，Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1：1反向交换方式进行转运。在环境条件由适宜光照转为较强光照时，短时间内磷酸丙糖的转运速率会_________(填“升高”或“降低”)，则更有利于_______(填“淀粉”或“蔗糖”)的合成。
(4)由图2可知，在适宜光照条件下，若该幼苗处于32℃条件下，此时叶绿体产生的O2去向_____(填场所)；通常情况，高温条件下，植物光合作用强度会降低，这主要受到植物气孔限制作用和非气孔限制作用的影响。植物非气孔限制作用是指因为植物叶片温度不断升高，导致_______，最终使叶片的光合作用能力减弱。
21．(2022·四川内江·三模)研究者用菠菜离体叶绿体进行光合作用有关实验，实验结果如图所示。图甲表示不同浓度的山梨醇对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙表示两种浓度的山梨醇对完整叶绿体ATP含量和放氧量的影响。回答下列问题：

(注：CO2以HCO3-形式提供；山梨醇为一种渗透压调节剂，0.33mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。)
(1)叶绿体是进行光合作用的场所，它所具备的与完成光反应过程相适应的结构特点主要是__________________。
(2)据图甲可知，随着山梨醇浓度的降低，叶绿体完整率降低，原因是_________________。
(3)据图乙推测，与等渗浓度相比，0.165mol·L-1山梨醇形成的低渗条件可能会导致暗反应速率_____________(填“升高”、“降低”或“不变")，原因是_________________。由此可知，渗透压降低会使菠菜离体叶绿体的光合作用速率_________________(填“升高”“降低”或“不变”)。
22．(2022·上海黄浦·二模)如图所示PSⅡ是一种蛋白复合体，具有吸收光能，通过反应中心进行光化学反应，使水分解释放氧气的作用，并可通过热耗散消耗捕获的多余光能，以保护光合组织免受伤害。

(1)PSⅡ分布在____________上，其反应中心一定具有的色素为____________。
猕猴桃是一种较不耐高温的藤本果树，为从赣猕、红阳、金艳和金魁四个品种中选育出耐热品种，研究人员将上述4种盛果期猕猴桃植株，在夏季田间持续高温38C以上处理1周后，于晴朗天气连续三天进行一日光合作用相关参数测定，测得的平均结果如下图，下表为相应时段的平均气温。

时间/h
平均气温/℃
8
36
10
38.8
12
41.5
14
42.6
16
41.4
18
36.4
(2)对以上实验结果的描述，正确的有____________。
A．4个猕猴桃品种的净光合速率均在8~12时快速上升，12时后下降
B．4个猕猴桃品种叶片气孔导度均在8~12时呈上升趋势，12时后呈下降趋势
C．随温度上升，4个猕猴桃品种叶片的实际光能转换效率均有所下降
D．随温度上升，4个猕猴桃品种猕猴桃叶片的光能热耗散均出现上升
(3)影响猕猴桃净光合速率曲线变化的可能因素包括____________。
A．温度 B．PSⅡ的结构和光能热耗散能力
C．气孔导度 D．还原三碳化合物有关酶的活性
(4)研究人员认为，4个猕猴桃品种中赣猕对高温的适应性最强。请结合图15和题意说明理由：____________。
23．(2022·广东深圳·一模)土壤盐渍化严重制约了作物的栽培生产，降低了作物所产生的经济效益。国内某团队从离子平衡和光合作用两方面着手，研究在NaCl胁迫下ABA处理对香椿幼苗的生理响应。将大小、长势相同的香椿幼苗随机分为甲、乙、丙、丁4组，培养在相应培养液中，实验处理和结果如下表所示。
处理
光合作用参数变化
叶中离子质量分数
气孔导度/(mmol·m-2·s-1)
净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
Na+
Mg2+
甲组
0.17
9.05
0.49
1.53
乙组
0.068
1.50
1.20
1.20
丙组
0.10
3.27
1.08
1.18
丁组
0.12
6.53
0.63
1.38
注：①甲组：完全营养液；
乙组：完全营养液+150 mmol/L NaCl；
丙组：完全营养液+150 mmol/L NaCl+1 μmol·L-1ABA；
丁组：完全营养液+150 mmol/L NaCl+10 μmol·L-1ABA。
②气孔导度表示的是气孔张开的程度，气孔导度越大，表示气孔张开的程度越大。回答下列有关问题：
(1)NaCl胁迫条件下，香椿幼苗从培养液中吸收水分的方式是______(填“被动运输”或“主动运输”)。水在光合作用中的生理作用有______(答出两点即可)。
(2)研究发现，ABA可以调控叶肉细胞向胞外排出Na+和向液泡内富集Na+，以降低Na+对细胞中酶活性降低的影响，这体现了生物膜的功能是______(答出两点即可)。
(3)由表中“光合作用参数变化”数据分析可知：①与甲组相比，乙组净光合速率______，理由是______；②ABA处理对香椿幼苗光合作用的影响是______(答出一点即可)。
(4)有同学认为NaCl胁迫下，香椿幼苗光合作用速率下降可能还与其叶绿素含量下降有关。该同学提出该解释的依据是______。

24．(2022·江苏省木渎高级中学模拟预测)为提高水稻产量和磷肥利用率，科研人员开展相关研究。
(1)农作物根部从土壤中吸收的氮、磷、钾等元素，可参与多种生命活动。其中，磷元素可用于合成_____(至少写两种)等有机物，参与光合作用。
(2)农作物将光合作用产生的有机物运输至籽粒中，并以淀粉形式储存，称为“籽粒灌浆”，籽粒灌浆情况直接决定农作物产量。
研究人员分别检测野生型(WT)和P基因缺失突变型( pho )水稻籽粒重量和有机物合成量，结果如图1和图2所示。据图1可知，相对于WT，_____； 结合图2结果推测，P蛋白的作用可能是_____。

(3)研究表明，P基因在籽粒胚乳高表达。据推测，P蛋白可能是一种磷的转运蛋白，且参与内运和外排两个过程。为进- -步 确认P蛋白的作用机制，科研人员完成下列实验。
①科研人员分别测定WT和pho水稻胚乳细胞中磷的含量，若_____，则可作为P蛋白参与磷的外排过程的证据之一，且以外排作用为主。
②已知ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)催化胚乳细胞中葡萄糖和磷的利用，最终合成淀粉。科研人员检测WT和pho水稻胚乳细胞中AGPase的表达量和AGPase的活性，结果如图3和图4所示。结果表明，pho水稻胚乳细胞中异常含量的磷_____。

③在正常水稻籽粒灌浆时，磷和葡萄糖等被运入胚乳细胞中，用于淀粉的合成，生成淀粉的同时又会产生磷。基于上述研究分析，该过程产生的“无用”的磷需要_____，这种机制可保证胚乳细胞持续合成淀粉。
(4)在缺乏磷的土壤中，农作物高效利用和重新分配磷对产量提升显得尤为重要。基于上述研究，对该环境中水稻育种提出一条合理性建议：_____。

25．(2022·江苏连云港·模拟预测)图1所示为线粒体内膜上发生的质子转运和ATP合成过程，图2所示为光合作用光合磷酸化过程，①～⑤表示过程，⑥～⑧表示结构，据图回答下列问题。

(1)图1所示的过程是______阶段，图2所示________阶段。
(2)①②③⑤过程都表示质子的跨膜运输，其中属于主动运输过程是________。参与②⑤过程的蛋白质是同一种，由CF0、CF1两部分构成，其中亲水部分应为______，该蛋白质的作用是______。
(3)据图2判断，水的光解发生在_____(填“⑥”或“⑦”或“⑧”)，其上发生的反应产物有______。 叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体是_____，水的光解造成膜内外质子势能差，而高能的电子沿电子传递链传递时又促进③过程，进一步加大了质子势能差，导致这一现象的的另一个原因是__________，NADPH的作用是______。

26．(2022·四川·树德中学模拟预测)城市小区绿化植物容易受到建筑物遮荫的困扰。风箱果是珍贵的灌木绿化树种，为研究光照对其生活的影响，研究人员以1年生风箱果幼苗为研究对象，选取生长一致的幼苗60株，设置3组实验：甲组(X处理)、乙组(轻度遮荫，即60%全光)和丙组(重度遮荫，即20%全光)进行实验。下表为研究结果，其中AQY反映了叶片利用弱光的能力，其值越大表明植物利用弱光能力越强。
遮荫对风箱果幼苗光合——光响应参数的影响
参数
组别
甲组
乙组
丙组
表观量子效率AQY(μmol·m-2·s-1)
0.066
0.046
0.037
最大净光合速率Pmix(μmol·m-2·s-1)
22.6
13.2
11.0
呼吸速率Rd(μmol·m-2·s-1)
1.3
0.8
0.3
光补偿点LCP
25.9
19.0
8.6
光饱和点LSP
1066.8
676.8
640.4
(1)甲组的X处理是指_________________。
(2)乙组的净光合速率为0时，风箱果叶肉细胞中产生ATP的具体场所有_________________。
(3)甲组与丙组相比，风箱果幼苗最大光合速率的差值为_____________μmol·m-2·s-1。光照强度大于1066.8时，影响甲组光合速率的主要外界因素是____________________。
(4)表中数据显示遮荫降低了风箱果的AQY，表明风箱果利用弱光能力变弱，请推测遮荫条件下呼吸速率降低的意义：___________________。
(5)请结合实验结果，对生产实践中风箱果幼苗的栽植提出合理建议：___________________。
27．(2022·辽宁·模拟预测)某生物兴趣小组测得光照强度对两种植物光合作用的影响如图1所示。小组以植物1的幼叶和成熟叶为实验材料进行实验：将排完气体的圆形小叶片分别放入不同浓度的NaHCO3溶液中(浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同且适宜)，观察各组第一片圆形小叶片上浮所需时间，结果如图2所示。请回答下列问题：

(1)图1中当光照强度为q时，植物1的叶肉细胞中光合作用速率_____(填“等于”“大于”或“小于”)呼吸作用速率，植物2单位时间内固定的CO2的量为_____(用图中字母表示)。
(2)图1中在光照强度为r时，影响植物1光合作用速率的主要外在因素是_____。
(3)图1中，若光照强度突然由q变为r，则短时间内植物2的叶肉细胞中C3的含量变化趋势是_____(填“增加”“减少”或“基本不变”)。
(4)图2中的NaHCO3能为圆形小叶片的光合作用提供CO2，若用14C标记NaHCO3中的C，则光合作用过程中14C的转移途径为_____。
A．NaH14CO3→14CO2→14C3→(14CH2O)
B．NaH14CO3→14CO2→14C5→(14CH2O)
C．NaH14CO3→14CO2→14C3→14C5
(5)当NaHCO3溶液的浓度为1%至4%时，本实验中各浓度下幼叶与成熟叶片光合作用能力的差异可能是两种圆形小叶片中_____的不同所导致的。当NaHCO3溶液的浓度≥5%时，圆形小叶片不上浮，其原因可能是_____。
(6)实际上，图2的实验设计在严谨性上存在一处明显的问题，请找出，并改进。
存在问题：_____________________________________________。
改进措施：__________________________________________________。