押题3 细胞呼吸和光合作用、植物激素部分综合
猜押 6大题型
题型01 ATP和能量与细胞结构关联题型
题型02植物激素与基因表达和突变有关题型
题型03光敏色素和光合色素的区别
题型04光合作用和渗透作用
题型05光合、呼吸和能量代谢综合多选题
题型06光合作用和植物激素综合大题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
细胞呼吸和光合作用、植物激素部分综合 2021年山东卷第16、21题 2022年山东卷第16、21题 2023年山东卷第4、17、21题 2024年山东卷第10、16、21题 2025年新高考生物新结构体系下，细胞呼吸、光合作用和植物激素相关题型更注重考察学生的审题能力和知识点掌握的全面和准确性；以基础知识为引导，深入考察思路。 题目更加注重综合性、应用性、创新性，对知识点的背景和应用有更多的掌握。 能量代谢类题型要求考生在细读题干的基础上，依据题目提供的信息，联系所学的知识和方法，实现信息的迁移，达到灵活解题的目的；新题型认真审题，注意题目信息和教材内容的关联，紧扣信息，根据教材基础知识答题。 难度适中，可以预测2025年选择题拓展题目命题方向将会以多选和非选择题题型展开命题．
题型1 ATP和能量与细胞结构关联题型
1．Crabtree效应具体表现为当酿酒酵母胞外葡萄糖浓度大于0.15g/L时，即使氧气供应充足，酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中，丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，进而生成CO2和乙醇；丙酮酸脱氢酶则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列说法错误的是（ ）
A．可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇，溶液颜色会变为灰绿色
B．发生Crabtree效应的酵母菌的繁殖速率在短期内可能会受到抑制
C．丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径中，葡萄糖中的能量大部分存留在乙醇中
D．丙酮酸脱氢酶在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质
【答案】D
【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。
2、在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。
【详解】A、橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色，A正确；
B、发生Crabtree效应的酵母菌产生的能量少，繁殖速率在短期内可能会受到抑制，B正确；
C、丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，进而生成CO2和乙醇，这是无氧呼吸第二阶段，能量大部分储存在乙醇中，C正确；
D、丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸生成二氧化碳和NADH，该过程为有氧呼吸第二阶段，发生场所是线粒体基质，D错误。
故选D。
2．植物叶肉细胞光合作用产生的蔗糖会依次通过方式①、②进入筛管-伴胞复合体（SE-CC）（如图），再由筛管运输至其他器官。研究发现，叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响，呈动态变化。下列说法错误的是（ ）
A．蔗糖被运输到根细胞后可进入线粒体氧化分解为细胞供能
B．SU载体在行使功能时发生的空间结构改变是可逆的
C．使用呼吸抑制剂会明显降低蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中的速率
D．蔗糖除具有为生物合成提供原料等作用外，还具有信息传递的功能
【答案】A
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+等。
【详解】A、线粒体中进行氧化分解供能的是丙酮酸等物质，蔗糖不能直接进入线粒体氧化分解为细胞供能，A错误；
B、载体蛋白在运输物质时会发生空间结构改变，运输完成后会恢复原来的空间结构，这种空间结构改变是可逆的，所以SU载体在行使功能时发生的空间结构改变是可逆的，B正确；
C、由图可知，蔗糖从细胞外空间进入SE-CC需要消耗能量，而呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，影响能量供应，从而明显降低蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中的速率，C正确；
D、 蔗糖是光合作用的产物，除了可以为生物合成提供原料等作用外，还可能在植物体内具有信息传递的功能，比如影响SU载体含量等，D正确。
故选A。
3．人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不完全相同，图甲为成熟红细胞从内环境中吸收葡萄糖的模式图，图乙为小肠上皮细胞从肠腔吸收并转运葡萄糖的模式图。据图推测正确的是（ ）
A．甲中细胞内葡萄糖分解形成的丙酮酸进入线粒体才能氧化供能
B．甲中成熟红细胞吸收葡萄糖需要借助转运蛋白，但属于协助扩散
C．乙中细胞吸收葡萄糖和排出Na+消耗的能量均来自ATP的水解
D．甲乙中的转运蛋白在吸收葡萄糖时并非都发生自身构象的改变
【答案】B
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。
【详解】A、人的成熟的红细胞中没有线粒体，只能进行无氧呼吸，场所为细胞质基质，A错误；
B、甲中成熟红细胞吸收葡萄糖是顺浓度梯度进行的，需要借助转运蛋白，方式是协助扩散，B正确；
C、乙中细胞排出 Na 消耗的能量来自 ATP 的水解，而吸收葡萄糖的能量来自钠离子的浓度差产生的势能，C错误；
D、由图可知，甲乙中的转运蛋白在吸收葡萄糖时均会发生自身构象的改变，D错误。
故选B。
4．乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响，研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理：甲组（未淹水）、乙组（淹水）和丙组（淹水+Ca2+），在其它条件适宜且相同的条件下进行实验，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用NADH的能量合成ATP
B．辣椒幼苗在淹水的条件下，其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C．Ca2+影响ADH、LDH的活性，减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D．淹水胁迫时，该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率
【答案】C
【分析】无氧呼吸分为两个阶段，第一阶段与有氧呼吸完全相同，第二阶段发生于细胞质基质，丙酮酸分解为酒精和二氧化碳或产生乳酸，不产生ATP。
【详解】A、丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，A错误；
B、分析题意，乙醇脱氢酶（ADH白色柱形图）、乳酸脱氢酶（LDH黑色柱形图）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，而图2显示乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）活性均＞0，说明辣椒幼苗在淹水条件下，其根细胞的无氧呼吸产物有乳酸和酒精，B错误；
C、据图分析，与乙组相比，丙组是淹水+Ca2+组，ADH含量较高，LDH含量较低，说明水淹条件下，适当施用Ca2+可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减轻其对根细胞的伤害，C正确；
D、甲为对照组，是正常生长的幼苗，乙为实验组，为淹水条件，乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）活性升高，根据纵坐标值看ADH酶活性更高，据此可推测淹水条件下酒精产生的速率高于乳酸产生速率，D错误。
故选C。
5．目前认为在所有代谢物中，对疼痛影响最大的三种是乳酸盐、ATP及氢离子。当三者单独存在或只有两者相加时作用比较弱，但三者同时出现时会有互相增强的协同效果，明显增强疼痛信号。这三者浓度较低的时候会引起温暖的感觉，浓度升高后则会让人出现疼痛和烧灼感。下列说法不正确的是（ ）
A．单块肌肉多次收缩后，乳酸盐水平会升高、肌肉力量降低，这些变化在氧气不足时更加明显
B．无氧呼吸产生乳酸的过程中释放能量较少
C．运动后肌肉酸痛可能是肌肉微损伤造成的，肌肉的炎症反应也参与了该过程
D．肌肉收缩时常见的代谢物乳酸盐，ATP及氢离子，在单独注射时几乎不会引起疼痛，但同时注射这三种物质会造成明显的肌肉疼痛
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，将葡萄糖分解为丙酮酸和[H]；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]与氧气结合生成水；
2、无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同；无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质，丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
【详解】A、单块肌肉多次收缩后，乳酸盐水平会升高、肌肉力量降低，这些变化在氧气不足时更加明显，在剧烈运动时，肌肉细胞会进行无氧代谢，产生乳酸盐，这会导致肌肉酸痛和力量的暂时下降，当氧气供应不足时，这种现象更为明显，A正确；
B、无氧呼吸产生乳酸的过程是无氧第二阶段的反应，该阶段不释放能量，B错误；
C、运动后肌肉酸痛可能是肌肉微损伤造成的， 肌肉的炎症反应也参与了该过程，运动后肌肉 酸痛(延迟性肌肉酸痛，DOMS)被认为是由 于肌肉微损伤、炎症反应和肌肉纤维的损伤造 成的，C正确；
D、由题意可知，在所有代谢物中，对疼痛影响最大的三种是乳酸盐、ATP及氢离子。当三者单独存在或只有两者相加时作用比较弱，但三者同时出现时会有互相增强的协同效果，明显增强疼痛信号，D正确。
故选B。
题型2 植物激素与基因表达和突变有关题型
1．柿果实颜色亮丽、清甜可口，深受消费者喜爱。柿果实采收后容易后熟软化，直接影响其流通时间和市场价值。科学家研究发现，采收前喷施赤霉素(GA)能有效延缓果实成熟，作用机制如图所示。已知转录激活因子(DkNAC24和 DkERF38)和转录抑制因子(DkMYB22)通过调控相应基因的表达来调控柿果实的成熟进程。下列叙述正确的是（ ）
A．GA影响基因的表达，其产生和分布不受基因的调控
B．GA可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
C．DkNAC24和DkERF38分别作用于相应基因促进果实成熟
D．GA通过抑制DkMYB22，增加了柿果实果糖和葡萄糖消耗
【答案】D
【分析】植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。 赤霉素合成部位：主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。主要作用：促进细胞伸长，从而引起植株增高，促进种子萌发和果实发育。 细胞分裂素合成部位：主要是根尖。主要作用：促进细胞分裂。 脱落酸合成部位：根冠、萎蔫的叶片等。分布：将要脱落的器官和组织中含量多。主要作用：抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。 植物的生长发育是基因表达调控、激素和环境因素调节共同完成的激素是信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境的影响。
【详解】A、GA是植物激素，影响基因的表达，但植物激素本身的产生和分布也受基因的调控，A错误；
B、GA作为信号分子调控细胞代谢过程，不具有催化作用，B错误；
C、GA通过抑制DkNAC24，使DkGGPS1的表达量降低，从而抑制类胡萝卜素合成，抑制果实成熟，GA通过促进DkERF38，使DkLHT1的表达量增加，从而促进向外运输乙烯前体，抑制果实成熟，C错误；
D、GA通过抑制DkMYB22，使DkFBA1的表达量增加，从而促进果糖和葡萄糖的代谢，D正确。
故选D。
2．为研究脱落酸（ABA）和油菜素内酯（BR）对某种葡萄果实乙烯释放速率的影响，研究人员从长势基本一致的葡萄中选择生长期一致的果实并进行分组，在7月7日进行相应激素处理，处理后每隔7d左右采样测定乙烯释放速率，直至果实采收，结果如图所示。该种葡萄的成熟期为7月15日～8月31日。下列有关分析正确的是（ ）
A．植物体内的乙烯、ABA与BR都是由特定的器官合成的有机物
B．成熟前期，外源ABA和BR在调节乙烯合成方面的作用大致相同
C．外源BR的作用表现为低浓度促进乙烯合成、高浓度抑制乙烯合成
D．Brz的生理效应是抑制乙烯合成，单独使用时会加快果实成熟
【答案】B
【分析】分析题意，本实验目的是研究脱落酸（ABA）和油菜素内酯（BR）对某种葡萄果实乙烯释放速率的影响，实验的自变量是外源激素的类型和时间，因变量是乙烯释放速率，据此分析作答。
【详解】A、植物激素往往能在多种组织中合成，并非严格由特定器官合成，如几乎各个部位都可产生乙烯，A错误；
B、据图分析，与清水对照相比，施加ABA和不同浓度BR均明显提高了果实在成熟前期的乙烯释放量，说明外源ABA与BR在促进乙烯合成方面都起了增强作用，两者作用大致相同，B正确；
C、据图可知，实验浓度范围内，与对照相比，外源BR均促进乙烯合成，即并未体现高浓度抑制乙烯合成的特点，C错误；
D、乙烯能够促进果实成熟，与对照相比，Brz能降低乙烯释放，故一般会延缓而非加快果实成熟，D错误。
故选B。
3．脱落酸（ABA）可以促进气孔关闭，抑制光诱导的气孔开放。为检验COP1蛋白是否在ABA介导的气孔关闭中发挥作用，选择野生型（WT）、COP1蛋白缺失的两种突变体（COP1-4和COP1-6）以及GUS-COP1回补株系（表型恢复），用ABA（1μM，2小时）处理，结果如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．ABA诱导气孔关闭需要光照
B．COP1蛋白参与ABA诱导的气孔关闭
C．回补株系相比于突变体，部分恢复ABA诱发的气孔关闭的敏感性
D．野生型相比于突变体，对ABA诱导的气孔关闭更敏感
【答案】A
【分析】题图分析：据图可知，实验的自变量是有无光照、是否经ABA处理及实验植株种类，实验的因变量为气孔孔径。
【详解】A、据图可知，在黑暗条件下，＋ABA组别的野生型植株气孔也关闭，说明ABA诱导气孔关闭不需要光照，A错误；
B、分析题图，无论是光照还是黑暗处理下，与对照组相比，施加ABA后，COP1突变体（COP1-4和COP1-6）气孔孔径变大（气孔关闭减小），而回补株系（GUS-COP1）部分恢复了气孔关闭的敏感性，COP1蛋白在ABA诱导的气孔关闭中发挥作用，B正确；
C、实验结果显示，回补株系（GUS-COP1）的气孔孔径介于野生型和突变体之间，说明回补株系部分恢复了ABA诱发的气孔关闭的敏感性，C正确；
D、实验结果表明，野生型在ABA处理后气孔关闭的能力强于COP1突变体，说明野生型对ABA诱导的气孔关闭更敏感，D正确。
故选A。
4．基因CH3.17通过促进活性IAA向非活性形式的转化，来维持活性IAA含量动态平衡。为探究油菜素内酯（BL）和TAA之间的关系，科研小组以拟南芥野生型（WT）及两种突变体为材料，进行实验并测定相关指标，如图。下列说法正确的是（ ）
A．BL通过抑制GH3.17基因的表达来降低活性IAA含量
B．0～0.001nmol/L的BL对三组根系的生长均为促进作用
C．GH3.17基因过表达突变体的根细胞对BL的敏感性低于其他两组
D．BL和IAA可协同促进拟南芥根系的生长
【答案】D
【分析】左图分析：WT组的根系GH3.17基因表达量大于WT+BL组、小于WT+BRZ组，BRZ是BL的合成抑制剂，据此可以推断，BL抑制基因GH3.17的表达。右图分析：随着BL的浓度增大，三组实验中根的相对长度都是先增大后减小。其中GH3.17基因过表达突变体组的根的相对长度最先减小，其次是WT组，最后下降的是GH3.17基因缺失突变体组。
【详解】A、据左侧图可知，WT组的基因GH3.17表达量大于WT+BL组、小于WT+BRZ组，BRZ是BL的合成抑制剂，据此可以推断，BL抑制基因GH3.17的表达。依题意，基因GH3.17促进活性IAA向非活性形式的转化，综合以上信息可推断，BL通过抑制GH3.17基因的表达来提高活性IAA含量，A错误；
B、据右图可知，当BL浓度为0~0.0001nmol/L时，三组实验的根的相对长度都大于BL浓度为0nmol/L时的根的相对长度，BL对根的生长起促进作用；当BL浓度大于0.0001nmol/L时， GH3.17基因过表达突变体组根的相对长度呈减小趋势，且BL浓度在达到0.001nmol/L前，其根的相对长度已经小于BL浓度为0nmol/L时的根的相对长度。因此，0～0.001nmol/L的BL对三组根系的生长并不都为促进作用，B错误；
C、据右图可知，三组实验中，GH3.17基因过表达突变体组的根的相对长度最先减小，说明这一组的根细胞对BL的敏感性最高，C错误；
D、BL通过抑制基因GH3.17表达来提高IAA的含量，进而促进根的生长。因此，BL和IAA可协同促进拟南芥根系的生长，D正确。
故选D。
题型3 光敏色素和光合色素的区别
1．光敏色素分布在植物体的各个部位，工作者研究了光和脱落酸（ABA）对某植物生长和种子萌发的影响，得到图1、图2的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．根据图1所示，光信号可能促进该植物合成脱落酸
B．根据图2所示，光信号增加了ABA对该植物种子萌发的抑制作用
C．根据图2所示，一定范围内，随着ABA浓度的增加，对该植物种子萌发的抑制作用增强
D．根据图2所示，黑暗条件下，该植物种子野生型相对于光受体缺失突变体对外源ABA的抑制作用更敏感
【答案】C
【分析】根据图1显示：野生型植株ABA含量相对值低于光受体缺失突变体，说明光可能抑制植物ABA的合成。分析图2：该实验的自变量有光照和黑暗、野生型植株和光受体缺失突变体、ABA的有无和浓度，因变量是种子萌发率。
【详解】A、野生型植株能接受光信号，光受体缺失突变体不能接受光信号，分析图1可知，野生型植株ABA含量相对值低于光受体缺失突变体，说明光可能抑制植物ABA的合成，A错误；
B、野生型、光照组和野生型、黑暗组对照，在不同浓度ABA处理下，野生型植株在光照条件下的种子萌发率都大于黑暗条件，野生型、光照组和光受体缺失突变体、光照组对照，在光照条件下，野生型植株在不同浓度ABA处理下种子萌发率大于突变体种子的萌发率，由此推测光信号减弱了ABA对种子萌发的抑制效果，B错误；
C、据图2分析，与对照（ABA浓度为0）相比，不同浓度的外源ABA处理明显抑制黑暗和光照下生长的植物种子的萌发，且随着ABA浓度的增加，对该植物种子萌发的抑制作用增强，C正确；
D、实验结果表明，野生型种子和光受体缺失突变体种子相比，光受体缺失突变体的种子萌发率更低，说明黑暗条件下光受体缺失突变体种子对外源ABA的抑制作用更敏感，D错误。
故选C。
2．拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理，处理方式及种子萌发率（%）如表所示，其中MS为基本培养基，WT为野生型，OX为基因S过表达株系，PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是（ ）
MS MS+脱落酸 MS+PAC MS+PAC+赤霉素
培养时间 WT OX WT OX WT OX WT OX
24小时 0 80 0 36 0 0 0 0
36小时 31 90 5 72 3 3 18 18
A．MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B．基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C．基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D．脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
【答案】B
【分析】赤霉素：合成部位：幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能：促进细胞的伸长；解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
脱落酸：合成部位：根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能：抑制植物细胞的分裂和种子的萌发；促进植物进入休眠；促进叶和果实的衰老、脱落。
【详解】A、拟南芥植株会产生脱落酸和赤霉素，MS为基本培养基，可以排除内源脱落酸和赤霉素的影响，A正确；
B、与MS组相比， MS+PAC（PAC为赤霉素合成抑制剂）组种子萌发率明显降低，这说明基因S通过促进赤霉素的合成来促进种子萌发，B错误；
C、与MS组相比，MS+脱落酸组种子萌发率明显降低，这说明基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制，C正确；
D、与MS组相比， MS+PAC组种子萌发率明显降低，这说明赤霉素能促进拟南芥种子的萌发；与MS组相比，MS+脱落酸组种子萌发率明显降低，这说明脱落酸能抑制拟南芥种子的萌发，因此脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗，D正确。
故选B。
3．拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的，以其幼苗为实验材料进行向光性实验，处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是（ ）
分组 处理 生长情况 弯曲情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处切断 慢 弯曲
丙 在②处切断 不生长 不弯曲
丁 在③处切断 不生长 不弯曲
A．结构Ⅰ中有产生生长素的部位 B．①②之间有感受单侧光刺激的部位
C．甲组的①②之间有生长素分布不均的部位 D．②③之间无感受单侧光刺激的部位
【答案】D
【分析】植物向光性的原因是由于单侧光照射后，生长素发生横向运输，背光侧生长素浓度高于向光侧，导致生长素分布不均匀，背光侧生长速度比向光侧快，因而向光弯曲。
【详解】A、据表格和题图可知，不切断任何部位，该幼苗正常弯曲生长，但在①处切断，即去除结构Ⅰ，生长变慢，推测结构Ⅰ中有产生生长素的部位，A不符合题意；
BC、据表格可知，在①处切断，该幼苗缓慢生长且弯曲，而在②处切断后，该幼苗不能生长，推测①②之间含有生长素，且具有感光部位；推测可能是受到单侧光照射后，①②之间生长素分布不均，最终导致生长不均匀，出现弯曲生长，BC不符合题意；
D、在②处切断和在③处切断，两组实验结果相同：幼苗都不生长、不弯曲，说明此时不能产生生长素，也无法得出有无感受单侧光刺激的部位，D符合题意。
故选D。
题型4 光合作用和渗透作用
1．仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ）
A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
【答案】B
【分析】成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层有选择透过性，相当于一层半透膜，植物细胞也能通过原生质发生吸水或失水现象。
【详解】A、细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；
B、依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；
C、依题意，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；
D、依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。
故选B。
题型5 光合、呼吸和能量代谢综合多选题
1．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，在剧烈运动后的恢复期，这些乳酸有三个去路：经血液循环到达肝脏细胞后，经糖异生途径产生丙酮酸、草酰乙酸(C )、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)等多种中间产物，并最终转变为葡萄糖；经丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇等物质；经丙酮酸、氨基转换途径生成丙氨酸等物质。下列说法正确的是（ ）
A．人在剧烈运动时所需的能量主要来自产生乳酸的过程
B．乳酸被彻底氧化产生能量的过程中有[H]的产生和消耗
C．肝脏细胞代谢需要的原料部分来自乳酸的转化
D．无法用 C标记的方法追踪糖异生途径各种产物的生成过程
【答案】BCD
【分析】有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。 无氧呼吸一般是指细胞在无氧（缺氧）条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。人的无氧呼吸产生乳酸。
【详解】A、人在剧烈运动时所需的能量主要来自有氧呼吸，无氧呼吸产生乳酸提供的能量作为补充，A错误；
B、根据题目信息可知，乳酸被彻底氧化产生能量的过程首先生成丙酮酸，丙酮酸参与的及后续的有氧呼吸过程中有[H]的产生和消耗，B正确；
C、根据题目信息可知，乳酸在肝脏细胞中转化产生的物质可以作为肝脏细胞代谢的原料，C正确；
D、乳酸在肝脏细胞中发生多条途径的转化，有多种物质生成，因此无法用14C标记的方法追踪糖异生途径各产物的生成过程，D正确。
故选BCD。
2．真核生物的有氧呼吸依次经过糖酵解，TCA循环和氧化磷酸化三个阶段。IDH是TCA循环的关键酶，可催化生成α-KG及CO2。IDH基因突变可引起α-KG减少，进一步促进HIF-1α积聚并激活相关信号通路，引起下游VEGF基因等肿瘤相关基因高表达，共同促进肿瘤的发生与发展。正常细胞在细胞周期调控过程中可通过表达Skp2蛋白，降解IDH，使细胞的主要供能方式发生改变。下列说法正确的是（ ）
A．真核生物中糖酵解和TCA循环均发生在线粒体基质中
B．若在细胞中添加Skp2蛋白抑制剂，则VEGF基因的表达量会减少
C．肿瘤细胞可通过增加Skp2基因的表达，使细胞供能方式由TCA循环向糖酵解转变
D．无氧条件下，肿瘤细胞通过糖酵解过程将葡萄糖中的能量都转移到乳酸和ATP中
【答案】BC
【分析】有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。
【详解】A、真核生物细胞中糖酵解发生在细胞质中，A错误；
B、依题意，IDH基因突变会引起α-KG减少，进而促进HIF-1α积聚并激活相关信号通路，导致VEGF基因等肿瘤相关基因高表达。Skp2蛋白可以降解IDH，如果添加Skp2蛋白抑制剂，IDH的降解会减少，α-KG的生成可能会增加，从而减少HIF-1α的积聚，进而减少VEGF基因的表达，B正确；
C、依题意，正常细胞通过表达Skp2蛋白降解IDH，如果肿瘤细胞增加Skp2基因的表达，IDH的降解会增加，α-KG的生成会减少，进而促进HIF-1α的积聚，可能导致细胞供能方式由TCA循环向糖酵解转变，C正确；
D、糖酵解过程还产生热能，D错误。
故选BC。
3．ADH（乙醇脱氢酶）和LDH（乳酸脱氢酶）是无氧呼吸的关键酶。科研人员探究（Ca2+对淹水胁迫辣椒幼苗根无氧呼吸的影响，辣椒幼苗细胞内部分代谢途径如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成
B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C．Ca2+影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D．ADH和LDH催化反应释放的能量，大部分以热能形式散失少部分合成ATP
【答案】BD
【分析】酶的特性：
①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。
②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。
③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
【详解】A、有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸过程，都会产生CO2，故检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成，A正确；
B、辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH，故无氧呼吸既能产生乳酸，也可产生乙醇，B错误；
C、由图乙可知，与淹水组相比较，Ca2+能减弱LDH的活性，增强ADH的活性，结合甲图可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2+影响ADH、LDH 的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害，C正确；
D、ADH和LDH参与的是无氧呼吸第二阶段的化学反应，该阶段不会释放能量，能量转移到了不彻底的氧化产物乙醇和乳酸中，D错误。
故选BD。
4．呼吸链是代谢物脱下的[H]和电子在线粒体内膜上按一定顺序排列的蛋白复合体（图中的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为蛋白复合体）的逐步传递，最终与O2结合生成水的体系。在电子传递过程中，H+由基质运输至膜间隙产生浓度梯度，过程如图所示。生物的线粒体中有两种典型的呼吸链，其中NADH呼吸链由复合体I、Ⅲ、Ⅳ组成，FADH呼吸链由复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成。下列叙述错误的是（ ）
A．呼吸链参与的是有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体外膜
B．合成ATP的能量直接来源于丙酮酸分解释放的化学能
C．相对于NADH呼吸链，FADH呼吸链所形成的ATP可能较少
D．呼吸链与ATP的合成相关联，所有活细胞内均有呼吸链
【答案】ABD
【分析】线粒体内膜上利用呼吸链，H+与O2结合生成水，同时将H+通过蛋白复合体从基质移至内外膜间隙，形成H+浓度梯度。H+顺浓度梯度从内外膜间隙移至基质内驱动ATP合成，故合成ATP的直接能量来源为H+电化学势能。
【详解】A、呼吸链中需要氧气参与，是有氧呼吸第三阶段，有氧呼吸第三阶段场所是线粒体内膜，A错误；
B、图中合成ATP的能量直接来源于H+的顺浓度梯度运输产生的电化学势能，B错误；
C、NADH呼吸链中的复合体Ⅰ可将H+从线粒体基质运输至膜间隙，增大膜两侧H+的浓度差，FADH呼吸链中的复合体Ⅱ不具备该功能，故NADH呼吸链中膜两侧H+浓度差大于FADH呼吸链中膜两侧的浓度差，NADH呼吸链中利用H+顺浓度梯度运输产生的势能合成ATP的量更多，C正确；
D、呼吸链是线粒体内膜上的体系，并非所有活细胞均有线粒体，D错误。
故选ABD。
5．糖含量是决定甜瓜果实风味品质的重要因素，根据甜瓜果实蔗糖含量差异，可将其分为高糖品种“HS”和低糖品种“LW”。下图为乙烯参与调控HS甜瓜果实蔗糖积累的分子机制，CmERFI-2为乙烯响应因子，CmMYB44为转录调节因子，CmSPS1和CmACO1分别是蔗糖积累和乙烯合成的两个关键基因，“—”表示抑制。下列叙述正确的是（ ）
A．乙烯可抑制开花，促进果实成熟、脱落
B．LW甜瓜果实中CmMYB44表达量可能较高
C．图中“？”表示抑制，外源乙烯和CmERFI-2通过抑制CmMYB44，促进蔗糖积累
D．乙烯间接影响CmACO1的表达，最终调控乙烯合成，属于正反馈调节
【答案】BCD
【分析】乙烯主要作用是促进果实成熟，此外，还有促进老叶等器官脱落的作用，植物体各部位都能合成乙烯。
【详解】A、乙烯除能促进果实成熟外，此外，还有促进老叶等器官脱落的作用，还可促进开花和果实脱落，A错误；
B、CmSPS1是促进蔗糖积累的关键基因，CmMYB44能够抑制CmSPS1基因的表达，从而抑制蔗糖的积累，使糖类含量较低，故低糖品种“LW”甜瓜果实中CmMYB44表达量可能较高，B正确；
C、乙烯主要作用是促进果实成熟，外源乙烯和CmERFI-2通过抑制CmMYB44，促进蔗糖积累，故图中“？”表示抑制，C正确；
D、乙烯间接影响CmACO1的表达，如果乙烯的量较多，CmMYB44将减少，CmACO1将增多，从而促进乙烯的表达；如果乙烯的量较少，CmMYB44将增多，CmACO1将减少，从而抑制乙烯的表达，该过程属于正反馈调节，D正确。
故选BCD。
6．种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（ ）
A．p点为种皮被突破的时间点
B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
【答案】ABD
【分析】在种皮被突破前，种子主要进行无氧呼吸，种皮被突破后，种子吸收氧气量增加，有氧呼吸加强，无氧呼吸减弱。
【详解】A、由图可知，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；
B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；
C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；
D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。
故选ABD。
题型6 光合作用和植物激素综合大题
1．为探究钾基纳米材料（纳米钼酸钾）对作物生长的影响，研究人员将生长状态一致的某种作物幼苗均分为5组，其中T1～T4组分别喷施适量的浓度为275、550、850和1100mg·L–1的纳米钼酸钾，在适宜条件下培养一段时间后，测定的生理指标如表所示。
组别 类胡萝卜素含量 /（mg·g–1） 叶绿素含量 / （mg·g–1） 胞间CO2浓度 / （μmol·mol–1） 气孔限制值 / 相对值 净光合速率 / （μmol·m–2·s–1）
CK组 0.087 0.626 312.538 0.219 15.296
T1组 0.091 0.638 304.210 0.239 16.368
T2组 0.090 0.643 303.795 0.241 16.424
T3组 0.092 0.659 304.064 0.240 16.360
T4组 0.098 0,709 305.064 0.238 16.330
(1)实验中CK组进行的处理是 。
(2)在叶绿体中，类胡萝卜素和叶绿素分布在 上。由表可知，经纳米钼酸钾处理后，作物体内的类胡萝卜素含量和叶绿素含量较处理前 （填“增加”或“减少”），在光反应过程中可以产生更多的 用于暗反应。
(3)有专家提出，胞间CO2浓度降低、气孔限制值增大，表明气孔因素是影响光合速率的主要因素，反之则为非气孔因素。根据这一观点推测，与低浓度的纳米钼酸钾相比，高浓度的纳米钼酸钾主要通过 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）影响光合速率，依据是 。
(4)R酶是卡尔文循环中催化RuBP和CO2发生反应的酶，有人认为，纳米钼酸钾能通过提高R酶活性来提高作物幼苗的光合速率。请设计实验来验证这一观点的正确性，简要写出实验思路： 。
【答案】(1) 喷施等量清水
(2) 类囊体薄膜 增加 ATP和NADPH
(3) 非气孔因素 高浓度的胞间CO2浓度未显著降低，且气孔限制值变化不大，说明光合速率下降与气孔无关
(4)取喷施纳米钼酸钾和未喷施的幼苗叶片，提取R酶，在相同条件下测定其催化RuBP与CO2反应的速率，比较两组酶活性差异
【分析】光合作用在植物细胞的叶绿体中进行，叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP和NADPH中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
【详解】（1）本实验是探究钾基纳米材料（纳米钼酸钾）对作物生长的影响，因此自变量为纳米钼酸钾的浓度，CK组是对照组，可能喷施等量的清水。
（2）在叶绿体中，类胡萝卜素和叶绿素分布在类囊体薄膜上。与对照组（CK组）相比，经纳米钼酸钾处理后，作物体内的类胡萝卜素含量和叶绿素含量较处理前增加，可以吸收更多光能用于光反应，产生更多ATP和NADPH用于暗反应。
（3）若气孔因素为主，则胞间CO2浓度应降低且气孔限制值增大。但高浓度的纳米钼酸钾组的胞间CO2浓度与低浓度组接近，气孔限制值也变化不大，说明高浓度下光合速率下降可能由非气孔因素（如R酶活性不足）引起。
（4）实验需验证纳米钼酸钾是否通过提高R酶活性影响光合速率。通过体外测定R酶活性，若处理组的酶活性更高，则支持该观点。实验思路为取喷施纳米钼酸钾和未喷施的幼苗叶片，提取R酶，在相同条件下测定其催化RuBP与CO2反应的速率，比较两组酶活性差异。
2．大豆是我国主要的油料作物之一。为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响，研究人员选取生理状态基本一致的大豆幼苗，在高温条件下进行实验，其结果如图1所示。图2为大豆的光合作用和光呼吸过程中C的部分转移途径，其中过程①②属于卡尔文循环，过程③④属于光呼吸。
(1)观察发现，随着高温干旱胁迫时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，可采用 法分离色素。由图2可知，过程③中O 与CO 竞争性结合C ，由此可推测出过程③发生的场所为 。结合图1、图2分析，4~6d气孔导度下降，但大豆胞间CO 浓度上升的原因可能是 。
(2)图2中,过程②③均需 Rubisco 催化, (填“能”或“不能”)说明 Rubisco具有专一性。图1中，高温干旱胁迫2~4d时，由于蒸腾作用，大豆叶片的气孔导度下降，胞间CO 浓度也随之降低，大豆的光呼吸强度 (填“增强”或“减弱”)。光呼吸的进行会抑制光合作用，请说明原因： 。
(3)光呼吸与有氧呼吸虽然都吸收O 、释放CO ，但二者有本质上的区别。请从能量的角度说明二者的区别： 。
(4)生产中常将大豆和玉米进行间作，试分析大豆、玉米间作的优点： (答出两点即可)。
【答案】(1) 纸层析 叶绿体（基质） 光呼吸增强，产生的CO2增多
(2) 能 增强 光呼吸会消耗C5，导致参与卡尔文循环的C5减少，从而抑制光合作用
(3)光呼吸消耗ATP（能量），有氧呼吸产生ATP（能量）
(4)与大豆共生的根瘤菌具有固氮作用，为玉米提供氮肥，可减少农田中氮肥的使用量；间作后能提高光能的利用率（答出两点且合理即可）
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）可采用纸层析法分离色素；卡尔文循环的场所为叶绿体基质，图2中过程③利用卡尔文循环中的C5，故过程③发生在叶绿体（基质）中；气孔导度是二氧化碳进出的通道，且光呼吸科产生二氧化碳，由图1可知，4~6d气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明光呼吸可能增强，产生的CO2增多。
（2）酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，Rubisco既能催化C5与CO2结合，又能催化C5与O2结合，但不能催化其他反应，说明该酶仍然具有专一性；高温干旱条件下2~4d，由于蒸腾作用，大豆叶片的气孔导度下降，胞间CO2浓度会随之降低，Rubisco更易催化C5与O2结合，导致大豆光呼吸增强，光呼吸会消耗C5，导致参与卡尔文循环的C5减少，从而抑制光合作用。
（3）有氧呼吸的三个阶段都可产生ATP，故从能量的角度分析，光呼吸与有氧呼吸的区别是光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP。
（4）生产中常将大豆和玉米进行间作，其优点为：与大豆共生的根瘤菌具有固氮作用，能为玉米提供氮肥，可减少农田中氮肥的使用量，而间作后还能提高光能的利用率。
3．光照强度是影响光合速率的重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统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，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题：
(1)据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的 上，电子的最终供体是 ，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是
(2)图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果（Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率），则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了 （填“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后Fv/Fm的比值升高的原因是 。
(3)研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光（HH）处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ，试推测其可能的原因是 。
【答案】(1) 类囊体膜 水（H2O） 强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的 NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合， 生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑 制现象
(2) V→A→Z 16时以后，光照减弱，(A+Z)与(V十A十Z)的比值减小，光损伤减弱，损 伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高
(3) 气孔导度（Gs）降低，但胞间二氧化碳浓度升高 由于RuBP羧化酶活性下降，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，D1 蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）分析题意可知，光系统PSⅡ是光合作用中的重要色素蛋白复合体，主要分布在叶绿体的类囊体膜上；在光合作用中，水分子是电子的最终供体，通过光解水产生电子、质子和氧气；由题意可知，铁氰化钾是一种人工电子受体，强光下生成NADPH运输到细胞质基质，细胞膜上的 NADPH氧化酶使NADPH分解为NADP＋，同时把电子泵出细胞膜与铁氰化钾结合， 生成的NADP＋通过叶绿体膜运输到叶绿体内，去消耗过多的电子，从而有效解除光抑 制现象。
（2）由题意可知，叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化，即叶黄素循环是植物的一种光保护机制，叶黄素V和叶黄素Z可以相互转化，以耗散多余的光能。在强光条件下，叶黄素V转化为叶黄素A，再转化为叶黄素Z，以耗散多余能量，防止光损伤，即在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了V→A→Z的转化；Fv/Fm比值表示光合色素对光能的转化效率，16时以后光照强度减弱，(A+Z)与(V十A十Z)的比值减小，光损伤减弱，损伤的光系统得以部分修复，Fv/Fm升高。
（3）结合图示可知，HH组的气孔导度降低，但胞间二氧化碳浓度较高，说明光合速率降低的原因不是气孔因素；在亚高温强光条件下，由于RuBP羧化酶活性下降，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，D1 蛋白受损，光反应减弱，光合速率降低。
4．茉莉酸是一种植物激素，可以通过调节植物的代谢提高染病植物的抗病性。为探究茉莉酸对茶树光合作用的影响，研究人员进行了相关实验检测各组光合参数的相对值如表所示，茉莉酸处理对叶片有氧呼吸的影响忽略不计，净光合速率指单位时间内植物吸收CO2的量。
植株 处理浓度（μmol·L-1） 胞间CO2浓度 净光合速率 气孔导度 叶绿素含量
正常 0 336 6.8 98 30
正常 0.25 340 7.2 112 41
正常 2.5 329 8.0 130 42
正常 250 338 4.2 99 39
染病 0 380 3.4 60 11
染病 0.25 400 5.8 82 19
(1)绿叶可通过光合色素吸收光能将水分解，并释放两个电子用于 的合成。若用纸层析法测定叶绿素的相对值，可以测量比较滤纸条上 。
(2)据表分析，喷洒不同浓度的茉莉酸均可提高茶树的 （填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”）速率。茉莉酸可以提高染病植株的抗病性，结合表中光合参数推测其原因是 。
(3)暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的，但O2也能与CO2竞争结合该酶，使该酶催化C 和O2反应，最终生成C3和CO2，该过程称为光呼吸，光呼吸会消耗ATP和NADPH。科研人员用250μmol·L-1茉莉酸处理正常植株，测量一周内Rubisco酶结合CO2的效率以及Rubisco酶结合CO2和O2效率比值变化如图所示。
光呼吸过程中，C5和O2反应的场所为 。若光反应速率降低，光呼吸速率会 （填“升高”“降低”或“不变”）。据图表推测，250μmol·L-1茉莉酸处理正常植株导致净光合速率下降的原因是 。
【答案】(1) NADPH 色素带的宽度
(2) 光反应 茉莉酸可以通过增加叶绿素含量和气孔导度提高染病植株的合作用速率，进而提高染病植物的代谢水平和抗病性
(3) 叶绿体基质 降低 叶绿素含量上升导致光反应速率上升，含量增加，光呼吸释放CO2加快；Rubisco酶结合CO2的效率不变
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）绿叶可通过光合色素吸收光能将水分解，并释放两个电子用于NADPH的合成；纸层析法分离色素时，色素的宽带可表示色素含量，故若用纸层析法测定叶绿素的相对值，可以测量比较滤纸条上色素带的宽度。
（2）叶绿素可参与光反应过程，二氧化碳是暗反应的原料，据表分析，与对照组（浓度是0）相比，喷洒不同浓度的茉莉酸后叶绿素含量均有所升高，而胞间CO2浓度可能升高或降低，说明喷洒不同浓度的茉莉酸均可提高茶树光反应过程；结合表格数据可知，茉莉酸可以通过增加叶绿素含量和气孔导度提高染病植株的合作用速率，进而提高染病植物的代谢水平和抗病性，故茉莉酸可以提高染病植株的抗病性。
（3）分析题意可知，暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的，但O2也能与CO2竞争结合该酶，即C5和O2反应的场所与暗反应场所相同，都是叶绿体基质；若光反应速率降低，生成的氧气减少，O2与CO2竞争变弱，则光呼吸速率降低；据图表推测，250μmol·L-1茉莉酸处理正常植株导致净光合速率下降的原因是叶绿素含量上升导致光反应速率上升，含量增加，光呼吸释放CO2加快；Rubisco酶结合CO2的效率不变。
5．光照强度过大会对植物造成损害，类胡萝卜素参与叶黄素循环，可促进非光化学淬灭（NPQ）对过量光能的耗散。大狼耙草为北美洲入侵种，研究人员以株高一致的大狼耙草种苗及当地物种山莴苣种苗为材料，在不同光照强度下培养一段时间，测定最大净光合速率（Pmax）、呼吸速率（Rd）、色素含量等，结果如下表。
物种 光照强度 Pmax Rd 叶绿素含量 类胡萝卜素含量
大狼耙草 100% 22.96 3.00 0.16 0.038
40% 14.43 1.08 0.20 0.041
14% 9.80 0.92 0.27 0.045
山莴苣 100% 7.41 2.92 0.13 0.029
40% 13.32 1.26 0.21 0.039
14% 8.20 1.23 0.22 0.037
(1)光照对植物的作用有 ，遮光下因 （填物质）减少，C3的还原速率降低。植物激素 可促进叶绿素的合成。
(2)光照强度从14%增加到100%的过程中，山莴苣的光合速率变化是 。在光照强度为100%时，大狼耙草的光合速率明显高于山莴苣，原因是 。
(3)SOQ1蛋白和HHL1蛋白是NPQ的调控因子，为探究两者对NPQ的调控机制，以野生型植株（Col-0）、soqⅠ突变体、hhlⅠ突变体及hhlⅠ和soqⅠ双突变体为材料进行实验，并测定强光下相应蛋白质的表达量，结果如图。强光下，soqⅠ基因和hhlⅠ基因对NPQ的调控起 作用（填“协同”或“相抗衡”），在soqⅠ突变体中，hhlⅠ基因对NPQ调控的响应机制是 。
【答案】(1) 为光合作用提供能量；作为信号，影响、调控植物生长、发育的全过程 ATP和NADPH 细胞分裂素
(2) 先增加后减少 大狼耙草叶片中类胡萝卜素含量高于山莴苣，促进NPQ对过量光能的耗散
(3) 协同 hhl1基因可过表达HHL1蛋白，部分恢复对NPQ的抑制作用
【分析】光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
【详解】（1）光照对植物的作用有：为光合作用提供能量；作为信号，影响、调控植物生长、发育的全过程，遮光下因光反应受影响，ATP和NADPH减少，C3的还原速率降低。植物激素减少，C3的还原速率降低。细胞分裂素可促进叶绿素的合成。
（2）由表格可以看出，随着光照强度从14%增加到100%的过程中，山莴苣的光合速率变化是先增加后减少，在光照强度为100%时，大狼耙草的光合速率明显高于山莴苣，原因是大狼耙草叶片中类胡萝卜素含量高于山莴苣，促进NPQ对过量光能的耗散。
（3）由图可以看出，强光下，双突变体的NPQ强度大于soqⅠ突变体和hhlⅠ突变体，三种突变体的NPQ强度均大于野生型，说明SOQ1蛋白和HHL1蛋白抑制NPQ，soqⅠ基因和hhlⅠ基因对NPQ的调控起协同作用，据图可知，在soqⅠ突变体中，HHL1蛋白含量大于野生型，推测hhlⅠ基因对NPQ调控的响应机制是hl1基因可过表达HHL1蛋白，部分恢复对NPQ的抑制作用。
6．从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点 （填“高”或“低”），理由是 。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。
【答案】(1) ATP、NADPH 突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，且叶绿素降解少
(2) 高 突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高。在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高
(3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型，可能是突变型细胞分裂素合成增加，使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿素的合成，叶绿素降解少，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。
（2）据表可知，突变体气孔导度更大而胞间CO2浓度更小，而呼吸作用不受影响，说明相同光照强度下，突变体光合作用消耗CO2速率更大，因此突变体吸收利用光能的效率更高，在其他限制因素相同的情况下，突变体可以利用更多的光能，因此光饱和点更高。
（3）据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活性更高，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体内蔗糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，因此更多的蔗糖被分解成单糖或运输到籽粒中的蔗糖减少。
7．当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有 （答出2个因素即可）。
(2)根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是 。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量 （填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是 。
【答案】(1) 光、H蛋白 CO2浓度、温度
(2) 不能 突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型光PSⅡ系统损伤大但能修复
(3) 少 突变体NPQ高，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多
【分析】光合作用过程：
（1）光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；
（2）暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。
【详解】（1）据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度、水分等。
（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。
（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSII的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)押题3 细胞呼吸和光合作用、植物激素部分综合
猜押 6大题型
题型01 ATP和能量与细胞结构关联题型
题型02植物激素与基因表达和突变有关题型
题型03光敏色素和光合色素的区别
题型04光合作用和渗透作用
题型05光合、呼吸和能量代谢综合多选题
题型06光合作用和植物激素综合大题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
细胞呼吸和光合作用、植物激素部分综合 2021年山东卷第16、21题 2022年山东卷第16、21题 2023年山东卷第4、17、21题 2024年山东卷第10、16、21题 2025年新高考生物新结构体系下，细胞呼吸、光合作用和植物激素相关题型更注重考察学生的审题能力和知识点掌握的全面和准确性；以基础知识为引导，深入考察思路。 题目更加注重综合性、应用性、创新性，对知识点的背景和应用有更多的掌握。 能量代谢类题型要求考生在细读题干的基础上，依据题目提供的信息，联系所学的知识和方法，实现信息的迁移，达到灵活解题的目的；新题型认真审题，注意题目信息和教材内容的关联，紧扣信息，根据教材基础知识答题。 难度适中，可以预测2025年选择题拓展题目命题方向将会以多选和非选择题题型展开命题．
题型1 ATP和能量与细胞结构关联题型
1．Crabtree效应具体表现为当酿酒酵母胞外葡萄糖浓度大于0.15g/L时，即使氧气供应充足，酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中，丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，进而生成CO2和乙醇；丙酮酸脱氢酶则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列说法错误的是（ ）
A．可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇，溶液颜色会变为灰绿色
B．发生Crabtree效应的酵母菌的繁殖速率在短期内可能会受到抑制
C．丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径中，葡萄糖中的能量大部分存留在乙醇中
D．丙酮酸脱氢酶在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质
2．植物叶肉细胞光合作用产生的蔗糖会依次通过方式①、②进入筛管-伴胞复合体（SE-CC）（如图），再由筛管运输至其他器官。研究发现，叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响，呈动态变化。下列说法错误的是（ ）
A．蔗糖被运输到根细胞后可进入线粒体氧化分解为细胞供能
B．SU载体在行使功能时发生的空间结构改变是可逆的
C．使用呼吸抑制剂会明显降低蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中的速率
D．蔗糖除具有为生物合成提供原料等作用外，还具有信息传递的功能
3．人体内不同细胞吸收葡萄糖的方式不完全相同，图甲为成熟红细胞从内环境中吸收葡萄糖的模式图，图乙为小肠上皮细胞从肠腔吸收并转运葡萄糖的模式图。据图推测正确的是（ ）
A．甲中细胞内葡萄糖分解形成的丙酮酸进入线粒体才能氧化供能
B．甲中成熟红细胞吸收葡萄糖需要借助转运蛋白，但属于协助扩散
C．乙中细胞吸收葡萄糖和排出Na+消耗的能量均来自ATP的水解
D．甲乙中的转运蛋白在吸收葡萄糖时并非都发生自身构象的改变
4．乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响，研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理：甲组（未淹水）、乙组（淹水）和丙组（淹水+Ca2+），在其它条件适宜且相同的条件下进行实验，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用NADH的能量合成ATP
B．辣椒幼苗在淹水的条件下，其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C．Ca2+影响ADH、LDH的活性，减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D．淹水胁迫时，该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率
5．目前认为在所有代谢物中，对疼痛影响最大的三种是乳酸盐、ATP及氢离子。当三者单独存在或只有两者相加时作用比较弱，但三者同时出现时会有互相增强的协同效果，明显增强疼痛信号。这三者浓度较低的时候会引起温暖的感觉，浓度升高后则会让人出现疼痛和烧灼感。下列说法不正确的是（ ）
A．单块肌肉多次收缩后，乳酸盐水平会升高、肌肉力量降低，这些变化在氧气不足时更加明显
B．无氧呼吸产生乳酸的过程中释放能量较少
C．运动后肌肉酸痛可能是肌肉微损伤造成的，肌肉的炎症反应也参与了该过程
D．肌肉收缩时常见的代谢物乳酸盐，ATP及氢离子，在单独注射时几乎不会引起疼痛，但同时注射这三种物质会造成明显的肌肉疼痛
题型2 植物激素与基因表达和突变有关题型
1．柿果实颜色亮丽、清甜可口，深受消费者喜爱。柿果实采收后容易后熟软化，直接影响其流通时间和市场价值。科学家研究发现，采收前喷施赤霉素(GA)能有效延缓果实成熟，作用机制如图所示。已知转录激活因子(DkNAC24和 DkERF38)和转录抑制因子(DkMYB22)通过调控相应基因的表达来调控柿果实的成熟进程。下列叙述正确的是（ ）
A．GA影响基因的表达，其产生和分布不受基因的调控
B．GA可以作为催化剂直接参与细胞代谢过程
C．DkNAC24和DkERF38分别作用于相应基因促进果实成熟
D．GA通过抑制DkMYB22，增加了柿果实果糖和葡萄糖消耗
2．为研究脱落酸（ABA）和油菜素内酯（BR）对某种葡萄果实乙烯释放速率的影响，研究人员从长势基本一致的葡萄中选择生长期一致的果实并进行分组，在7月7日进行相应激素处理，处理后每隔7d左右采样测定乙烯释放速率，直至果实采收，结果如图所示。该种葡萄的成熟期为7月15日～8月31日。下列有关分析正确的是（ ）
A．植物体内的乙烯、ABA与BR都是由特定的器官合成的有机物
B．成熟前期，外源ABA和BR在调节乙烯合成方面的作用大致相同
C．外源BR的作用表现为低浓度促进乙烯合成、高浓度抑制乙烯合成
D．Brz的生理效应是抑制乙烯合成，单独使用时会加快果实成熟
3．脱落酸（ABA）可以促进气孔关闭，抑制光诱导的气孔开放。为检验COP1蛋白是否在ABA介导的气孔关闭中发挥作用，选择野生型（WT）、COP1蛋白缺失的两种突变体（COP1-4和COP1-6）以及GUS-COP1回补株系（表型恢复），用ABA（1μM，2小时）处理，结果如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．ABA诱导气孔关闭需要光照
B．COP1蛋白参与ABA诱导的气孔关闭
C．回补株系相比于突变体，部分恢复ABA诱发的气孔关闭的敏感性
D．野生型相比于突变体，对ABA诱导的气孔关闭更敏感
4．基因CH3.17通过促进活性IAA向非活性形式的转化，来维持活性IAA含量动态平衡。为探究油菜素内酯（BL）和TAA之间的关系，科研小组以拟南芥野生型（WT）及两种突变体为材料，进行实验并测定相关指标，如图。下列说法正确的是（ ）
A．BL通过抑制GH3.17基因的表达来降低活性IAA含量
B．0～0.001nmol/L的BL对三组根系的生长均为促进作用
C．GH3.17基因过表达突变体的根细胞对BL的敏感性低于其他两组
D．BL和IAA可协同促进拟南芥根系的生长
题型3 光敏色素和光合色素的区别
1．光敏色素分布在植物体的各个部位，工作者研究了光和脱落酸（ABA）对某植物生长和种子萌发的影响，得到图1、图2的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．根据图1所示，光信号可能促进该植物合成脱落酸
B．根据图2所示，光信号增加了ABA对该植物种子萌发的抑制作用
C．根据图2所示，一定范围内，随着ABA浓度的增加，对该植物种子萌发的抑制作用增强
D．根据图2所示，黑暗条件下，该植物种子野生型相对于光受体缺失突变体对外源ABA的抑制作用更敏感
2．拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型和基因S过表达株系的种子分别进行不同处理，处理方式及种子萌发率（%）如表所示，其中MS为基本培养基，WT为野生型，OX为基因S过表达株系，PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是（ ）
MS MS+脱落酸 MS+PAC MS+PAC+赤霉素
培养时间 WT OX WT OX WT OX WT OX
24小时 0 80 0 36 0 0 0 0
36小时 31 90 5 72 3 3 18 18
A．MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B．基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C．基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D．脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
3．拟南芥的向光性是由生长素分布不均引起的，以其幼苗为实验材料进行向光性实验，处理方式及处理后4组幼苗的生长、向光弯曲情况如图表所示。由该实验结果不能得出的是（ ）
分组 处理 生长情况 弯曲情况
甲 不切断 正常 弯曲
乙 在①处切断 慢 弯曲
丙 在②处切断 不生长 不弯曲
丁 在③处切断 不生长 不弯曲
A．结构Ⅰ中有产生生长素的部位 B．①②之间有感受单侧光刺激的部位
C．甲组的①②之间有生长素分布不均的部位 D．②③之间无感受单侧光刺激的部位
题型4 光合作用和渗透作用
1．仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ）
A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
题型5 光合、呼吸和能量代谢综合多选题
1．人在剧烈运动时，骨骼肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，在剧烈运动后的恢复期，这些乳酸有三个去路：经血液循环到达肝脏细胞后，经糖异生途径产生丙酮酸、草酰乙酸(C )、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)等多种中间产物，并最终转变为葡萄糖；经丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇等物质；经丙酮酸、氨基转换途径生成丙氨酸等物质。下列说法正确的是（ ）
A．人在剧烈运动时所需的能量主要来自产生乳酸的过程
B．乳酸被彻底氧化产生能量的过程中有[H]的产生和消耗
C．肝脏细胞代谢需要的原料部分来自乳酸的转化
D．无法用 C标记的方法追踪糖异生途径各种产物的生成过程
2．真核生物的有氧呼吸依次经过糖酵解，TCA循环和氧化磷酸化三个阶段。IDH是TCA循环的关键酶，可催化生成α-KG及CO2。IDH基因突变可引起α-KG减少，进一步促进HIF-1α积聚并激活相关信号通路，引起下游VEGF基因等肿瘤相关基因高表达，共同促进肿瘤的发生与发展。正常细胞在细胞周期调控过程中可通过表达Skp2蛋白，降解IDH，使细胞的主要供能方式发生改变。下列说法正确的是（ ）
A．真核生物中糖酵解和TCA循环均发生在线粒体基质中
B．若在细胞中添加Skp2蛋白抑制剂，则VEGF基因的表达量会减少
C．肿瘤细胞可通过增加Skp2基因的表达，使细胞供能方式由TCA循环向糖酵解转变
D．无氧条件下，肿瘤细胞通过糖酵解过程将葡萄糖中的能量都转移到乳酸和ATP中
3．ADH（乙醇脱氢酶）和LDH（乳酸脱氢酶）是无氧呼吸的关键酶。科研人员探究（Ca2+对淹水胁迫辣椒幼苗根无氧呼吸的影响，辣椒幼苗细胞内部分代谢途径如图甲所示，实验结果如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．检测到水淹的辣椒幼苗根有CO2的产生，不能判断是否有酒精生成
B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C．Ca2+影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D．ADH和LDH催化反应释放的能量，大部分以热能形式散失少部分合成ATP
4．呼吸链是代谢物脱下的[H]和电子在线粒体内膜上按一定顺序排列的蛋白复合体（图中的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为蛋白复合体）的逐步传递，最终与O2结合生成水的体系。在电子传递过程中，H+由基质运输至膜间隙产生浓度梯度，过程如图所示。生物的线粒体中有两种典型的呼吸链，其中NADH呼吸链由复合体I、Ⅲ、Ⅳ组成，FADH呼吸链由复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成。下列叙述错误的是（ ）
A．呼吸链参与的是有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体外膜
B．合成ATP的能量直接来源于丙酮酸分解释放的化学能
C．相对于NADH呼吸链，FADH呼吸链所形成的ATP可能较少
D．呼吸链与ATP的合成相关联，所有活细胞内均有呼吸链
5．糖含量是决定甜瓜果实风味品质的重要因素，根据甜瓜果实蔗糖含量差异，可将其分为高糖品种“HS”和低糖品种“LW”。下图为乙烯参与调控HS甜瓜果实蔗糖积累的分子机制，CmERFI-2为乙烯响应因子，CmMYB44为转录调节因子，CmSPS1和CmACO1分别是蔗糖积累和乙烯合成的两个关键基因，“—”表示抑制。下列叙述正确的是（ ）
A．乙烯可抑制开花，促进果实成熟、脱落
B．LW甜瓜果实中CmMYB44表达量可能较高
C．图中“？”表示抑制，外源乙烯和CmERFI-2通过抑制CmMYB44，促进蔗糖积累
D．乙烯间接影响CmACO1的表达，最终调控乙烯合成，属于正反馈调节
6．种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（ ）
A．p点为种皮被突破的时间点
B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加
D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
题型6 光合作用和植物激素综合大题
1．为探究钾基纳米材料（纳米钼酸钾）对作物生长的影响，研究人员将生长状态一致的某种作物幼苗均分为5组，其中T1～T4组分别喷施适量的浓度为275、550、850和1100mg·L–1的纳米钼酸钾，在适宜条件下培养一段时间后，测定的生理指标如表所示。
组别 类胡萝卜素含量 /（mg·g–1） 叶绿素含量 / （mg·g–1） 胞间CO2浓度 / （μmol·mol–1） 气孔限制值 / 相对值 净光合速率 / （μmol·m–2·s–1）
CK组 0.087 0.626 312.538 0.219 15.296
T1组 0.091 0.638 304.210 0.239 16.368
T2组 0.090 0.643 303.795 0.241 16.424
T3组 0.092 0.659 304.064 0.240 16.360
T4组 0.098 0,709 305.064 0.238 16.330
(1)实验中CK组进行的处理是 。
(2)在叶绿体中，类胡萝卜素和叶绿素分布在 上。由表可知，经纳米钼酸钾处理后，作物体内的类胡萝卜素含量和叶绿素含量较处理前 （填“增加”或“减少”），在光反应过程中可以产生更多的 用于暗反应。
(3)有专家提出，胞间CO2浓度降低、气孔限制值增大，表明气孔因素是影响光合速率的主要因素，反之则为非气孔因素。根据这一观点推测，与低浓度的纳米钼酸钾相比，高浓度的纳米钼酸钾主要通过 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）影响光合速率，依据是 。
(4)R酶是卡尔文循环中催化RuBP和CO2发生反应的酶，有人认为，纳米钼酸钾能通过提高R酶活性来提高作物幼苗的光合速率。请设计实验来验证这一观点的正确性，简要写出实验思路： 。
2．大豆是我国主要的油料作物之一。为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响，研究人员选取生理状态基本一致的大豆幼苗，在高温条件下进行实验，其结果如图1所示。图2为大豆的光合作用和光呼吸过程中C的部分转移途径，其中过程①②属于卡尔文循环，过程③④属于光呼吸。
(1)观察发现，随着高温干旱胁迫时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，可采用 法分离色素。由图2可知，过程③中O 与CO 竞争性结合C ，由此可推测出过程③发生的场所为 。结合图1、图2分析，4~6d气孔导度下降，但大豆胞间CO 浓度上升的原因可能是 。
(2)图2中,过程②③均需 Rubisco 催化, (填“能”或“不能”)说明 Rubisco具有专一性。图1中，高温干旱胁迫2~4d时，由于蒸腾作用，大豆叶片的气孔导度下降，胞间CO 浓度也随之降低，大豆的光呼吸强度 (填“增强”或“减弱”)。光呼吸的进行会抑制光合作用，请说明原因： 。
(3)光呼吸与有氧呼吸虽然都吸收O 、释放CO ，但二者有本质上的区别。请从能量的角度说明二者的区别： 。
(4)生产中常将大豆和玉米进行间作，试分析大豆、玉米间作的优点： (答出两点即可)。
3．光照强度是影响光合速率的重要环境因素。当光照过强时，植物吸收的光能会超过光合作用所能利用的量，致使电子积累过多而产生活性氧，活性氧会使光系统变性失活，最终引起光能转化效率降低，这种现象被称为光抑制。植物为适应不断变化的光照条件，形成了多种光保护机制，主要包括依赖于叶黄素循环的热耗散机制（NPQ）和D1蛋白周转依赖的PSⅡ损伤修复机制。叶黄素循环是指依照光照条件的改变，植物体内的叶黄素V和叶黄素Z可以经过叶黄素A发生相互转化。光系统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，铁氰化钾是能接收电子的人工电子梭，可有效解除植物的光抑制现象。据图回答下列问题：
(1)据图1分析，光系统PSⅡ分布在叶绿体的 上，电子的最终供体是 ，加入铁氰化钾后光抑制解除的机制是
(2)图2为夏季白天对番茄光合作用相关指标的测量结果（Pn表示净光合速率，Fv/Fm表示光合色素对光能的转化效率），则在叶片内叶黄素总量基本保持不变的前提下，12~14时，叶黄素种类发生了 （填“V→A→Z”或“Z→A→V”）的转化，该转化有利于防止光损伤。16时以后Fv/Fm的比值升高的原因是 。
(3)研究发现过剩的光能会损伤D1蛋白进而影响植物的光合作用。研究人员对番茄进行亚高温强光（HH）处理，实验结果如图3所示。据图分析，HH条件下，光合速率降低的原因不是气孔因素引起的，理由是 ，试推测其可能的原因是 。
4．茉莉酸是一种植物激素，可以通过调节植物的代谢提高染病植物的抗病性。为探究茉莉酸对茶树光合作用的影响，研究人员进行了相关实验检测各组光合参数的相对值如表所示，茉莉酸处理对叶片有氧呼吸的影响忽略不计，净光合速率指单位时间内植物吸收CO2的量。
植株 处理浓度（μmol·L-1） 胞间CO2浓度 净光合速率 气孔导度 叶绿素含量
正常 0 336 6.8 98 30
正常 0.25 340 7.2 112 41
正常 2.5 329 8.0 130 42
正常 250 338 4.2 99 39
染病 0 380 3.4 60 11
染病 0.25 400 5.8 82 19
(1)绿叶可通过光合色素吸收光能将水分解，并释放两个电子用于 的合成。若用纸层析法测定叶绿素的相对值，可以测量比较滤纸条上 。
(2)据表分析，喷洒不同浓度的茉莉酸均可提高茶树的 （填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”）速率。茉莉酸可以提高染病植株的抗病性，结合表中光合参数推测其原因是 。
(3)暗反应中CO2的固定是由Rubisco酶催化进行的，但O2也能与CO2竞争结合该酶，使该酶催化C 和O2反应，最终生成C3和CO2，该过程称为光呼吸，光呼吸会消耗ATP和NADPH。科研人员用250μmol·L-1茉莉酸处理正常植株，测量一周内Rubisco酶结合CO2的效率以及Rubisco酶结合CO2和O2效率比值变化如图所示。
光呼吸过程中，C5和O2反应的场所为 。若光反应速率降低，光呼吸速率会 （填“升高”“降低”或“不变”）。据图表推测，250μmol·L-1茉莉酸处理正常植株导致净光合速率下降的原因是 。
5．光照强度过大会对植物造成损害，类胡萝卜素参与叶黄素循环，可促进非光化学淬灭（NPQ）对过量光能的耗散。大狼耙草为北美洲入侵种，研究人员以株高一致的大狼耙草种苗及当地物种山莴苣种苗为材料，在不同光照强度下培养一段时间，测定最大净光合速率（Pmax）、呼吸速率（Rd）、色素含量等，结果如下表。
物种 光照强度 Pmax Rd 叶绿素含量 类胡萝卜素含量
大狼耙草 100% 22.96 3.00 0.16 0.038
40% 14.43 1.08 0.20 0.041
14% 9.80 0.92 0.27 0.045
山莴苣 100% 7.41 2.92 0.13 0.029
40% 13.32 1.26 0.21 0.039
14% 8.20 1.23 0.22 0.037
(1)光照对植物的作用有 ，遮光下因 （填物质）减少，C3的还原速率降低。植物激素 可促进叶绿素的合成。
(2)光照强度从14%增加到100%的过程中，山莴苣的光合速率变化是 。在光照强度为100%时，大狼耙草的光合速率明显高于山莴苣，原因是 。
(3)SOQ1蛋白和HHL1蛋白是NPQ的调控因子，为探究两者对NPQ的调控机制，以野生型植株（Col-0）、soqⅠ突变体、hhlⅠ突变体及hhlⅠ和soqⅠ双突变体为材料进行实验，并测定强光下相应蛋白质的表达量，结果如图。强光下，soqⅠ基因和hhlⅠ基因对NPQ的调控起 作用（填“协同”或“相抗衡”），在soqⅠ突变体中，hhlⅠ基因对NPQ调控的响应机制是 。
6．从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(1)光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有 。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是 。
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点 （填“高”或“低”），理由是 。
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是 。
7．当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有 （答出2个因素即可）。
(2)根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是 。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量 （填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是 。
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