专题二 植物生理学
(总分：55分)
一、选择题：本题共14小题，每小题2分，共28分。
1．甲状腺滤泡上皮细胞内的I－浓度比血浆中高20～25 倍，I－进入该细胞的驱动力由Na＋浓度梯度所具有的势能提供，细胞膜上的一种载体蛋白顺浓度梯度转运Na＋时将I－运进细胞，膜上另一种载体蛋白钠钾泵将细胞内的 Na＋逆浓度梯度运出，以维持细胞内外 Na＋浓度差所建立的势能。下列叙述错误的是( )
[A]I－与Na＋进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式不同
[B]I－和Na＋可由同一种载体蛋白转运，该载体蛋白不具有专一性
[C]钠钾泵转运 Na＋时需消耗细胞内的化学反应所释放的能量
[D]钠钾泵转运 Na＋时会发生自身构象的改变
2．萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶，在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活。激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。下列叙述正确的是( )
[A]萤火虫只在细胞质基质合成ATP，细胞内ATP与ADP的相互转化处于动态平衡
[B]ATP可使荧光素磷酸化导致其空间结构改变，所以荧光素发荧光是一种吸能反应
[C]荧光素酶为荧光素的氧化提供能量，荧光素释放的光能用于合成ATP
[D]荧光素激活的过程发生了ATP的水解，ATP的水解可以降低激活的荧光素与氧发生化学反应的活化能
3．天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)具有催化亚基和调节亚基，ATP和CTP均可与调节亚基结合。在反应体系中分别加入一定量的ATP和CTP，反应速率随底物浓度变化的曲线如图。下列叙述错误的是( )
[A]据图可知，ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂
[B]ATCase虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性
[C]底物浓度相同时，加入CTP组比对照组的最终生成物量会减少
[D]同时加入适量ATP和CTP可能会使CTP对ATCase的作用减弱
4．泛素(Ub)是含有76个氨基酸残基的小分子蛋白质。研究发现，在真核细胞中存在一种由Ub介导的异常蛋白降解途径——泛素—蛋白酶体系统(UPS)：Ub依次经E1、E2和E3转交给异常蛋白，完成对异常蛋白的泛素化修饰，最终由蛋白酶体降解(如图)。下列说法错误的是( )
[A]蛋白质的泛素化过程需要消耗能量
[B]蛋白质泛素化的特异性主要与E2有关
[C]真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中
[D]UPS中，蛋白酶体具有催化功能
5．用酵母菌作为实验材料探究细胞呼吸。首先对酵母菌培养液离心处理，然后将获取的酵母菌沉淀破碎并再次离心，把含酵母菌细胞质基质的上清液、只含酵母菌细胞器的沉淀物及未离心处理过的酵母菌培养液分装在甲、乙、丙3支试管内，同时向各试管中加入等量、等浓度的葡萄糖溶液，均供氧充足，一段时间后，得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列说法正确的是( )
[A]图1对应试管甲，其产生的CO2中氧元素来自葡萄糖和水
[B]图2对应试管丙，反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精
[C]图3对应试管乙，实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解
[D]图1和图2对应的试管中消耗等量的葡萄糖释放的能量相等
6．抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶COX(复合体Ⅳ)活性的氰化物时，仍能继续进行的呼吸，该过程产生的ATP较少，抗氰呼吸与交替氧化酶(AOX)密切相关，其作用机理如图所示。不能进行抗氰呼吸的植物缺乏AOX。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶。下列相关叙述错误的是( )
[A]抗氰呼吸是一种不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP较少
[B]细胞色素氧化酶和交替氧化酶均能催化O2与NADH结合生成水
[C]与细胞色素氧化酶相比，交替氧化酶对氰化物的敏感性较低
[D]臭崧花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉
7．“有氧运动”一般是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，即在运动过程中，人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。“无氧运动”一般是指人体肌肉在“缺氧”的状态下的高速剧烈的运动。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系(呼吸底物为葡萄糖)。下列说法正确的是( )
[A]运动强度≥b时，肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
[B]运动强度≥b时，葡萄糖氧化分解后大部分能量以热能散失，其余储存在ATP中
[C]运动强度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍
[D]若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力，乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖
8．洋葱在生物学实验中往往“一材多用”，下列关于洋葱的实验叙述正确的是( )
[A]在提取洋葱管状叶的色素时，可以直接用体积分数为95%的乙醇代替无水乙醇
[B]利用洋葱细胞观察叶绿体，可在高倍显微镜下观察到叶绿体的形态和结构
[C]质壁分离过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的渗透压小于细胞质基质的渗透压
[D]可以用洋葱根尖分生区细胞作为实验材料来观察细胞的质壁分离与复原
9．英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应称为“希尔反应”。下列说法错误的是( )
[A]“希尔反应”不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水
[B]可用放射性同位素标记法追踪水中氧原子的去路
[C]“希尔反应”模拟了叶绿体反应阶段的部分变化
[D]“希尔反应”说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应
10．科研人员研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合速率的影响(图 1)，以及番茄品种甲的叶片气孔导度、胞间CO2 浓度与土壤含水量的关系(图2)。(注：光补偿点指植物在一定的温度下，光合作用固定的CO2量和呼吸作用产生的CO2量达到平衡状态时的光照强度)
下列叙述错误的是( )
[A]土壤含水量对甲、乙两种番茄光合速率的影响基本相同
[B]气孔导度的变化与番茄光合速率的变化趋势基本相同
[C]番茄在土壤含水量为 90%的条件下，比含水量在 50%条件下的光补偿点高
[D]土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间 CO2 浓度逐渐升高，可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏
11．探究不同波长的光对光合作用强度的影响。实验小组选取生长状态良好的绿萝叶片，使用右图所示密封装置，可调节装置中LED灯带使其发出不同波长的光。下列相关叙述正确的是( )
[A]同一波长下无需重复测定O2和CO2含量
[B]利用此装置无法测定绿萝叶片的呼吸作用强度
[C]红光实验结束后只需调整光的波长即可做紫光实验
[D]桶中初始O2和CO2含量是需控制的无关变量
12．柽柳是一种耐盐植物，能够通过泌盐、聚盐以及盐转移等生理过程适应高盐胁迫生境。如图是柽柳的相关耐盐机制示意图，已知H＋浓度差为SOS1转运Na＋提供能量。下列分析正确的是( )
[A]SOS1与NSCC转运Na＋的过程都是顺Na＋的浓度梯度进行的
[B]表皮细胞分泌H＋和Na＋的方式属于被动运输，不需要消耗能量
[C]NHX、SOS1和NSCC转运Na＋均有利于提高柽柳对盐的耐受力
[D]液泡积累Na＋可提高细胞液渗透压，木质部转运Na＋可减轻盐胁迫
13．甲、乙、丙图分别表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。丁图表示在最适温度下该酶促反应生成氨基酸的量与时间的关系曲线。下列有关表述错误的是( )
[A]图甲中，反应速率不再上升可能是受到酶浓度的限制
[B]图乙中，a点到b点的变化是由于酶的空间结构逐渐被破坏
[C]图丙可表示胃蛋白酶催化反应的反应速率变化曲线
[D]如果适当降低温度，图丁中生成氨基酸的量的最大值不变
14．如图表示不同生物细胞代谢的过程，下列有关叙述正确的是( )
[A]给甲提供O，一段时间后可在细胞内检测到O)
[B]甲、乙、丙三者均为生产者，甲可能是蓝细菌，乙可能是根瘤菌，丙发生的反应中不产生氧，是三者中唯一可能为厌氧型的生物
[C]过程①可表示渗透吸水，对④⑤⑥⑦⑧过程研究，发现产生的能量全部储存于ATP中
[D]就植株叶肉细胞来说，若②O2的释放量大于⑧O2的吸收量， 则该植物体内有机物的量一定增加
二、非选择题：本题共2小题，共27分。
15．(13分)淀粉是玉米籽粒的主要组成成分，占籽粒干重的70%左右，因此玉米籽粒的灌浆过程主要是淀粉合成和积累的过程。茎、叶等器官制造的光合产物运输到籽粒，在一系列酶的催化作用下可形成淀粉。科研人员探究了豫玉22和费玉3号两个品种玉米籽粒中物质变化与相关酶活性的关系，结果如图所示(注：SBE为淀粉分支酶)。回答下列问题：
(1)若要比较不同温度条件下“淀粉酶催化玉米淀粉分解的速率”，用斐林试剂检测产物________(填“可行”或“不可行”)，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)结合图1、图2可推测，玉米籽粒灌浆过程中糖类发生的主要变化是_____________________________________________________________________。
图1中授粉后的灌浆期内两个品种玉米中的蔗糖含量均呈下降趋势，其中________品种的玉米籽粒具有更高的蔗糖供应水平，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)分析图2、图3可知，两个品种玉米籽粒中支链淀粉的积累速率与SBE酶的活性呈________(填“正相关”或“负相关”)。SBE的作用机理是________________________________。
16．(14分)研究人员为探究不同遮光对甜樱桃光合特性和果实风味的影响，筛选最适合甜樱桃生长的光照条件。使用遮光网覆盖树体顶端模拟不同光照强度，设全光照(CK)、遮光率15%(A)、遮光率35%(B)、遮光率45%(C)共4组处理，实验结果如表所示。
处理 总光合色素(mg·g-1) 可溶性糖(mg·g-1) 可滴定酸(mg·g-1) 糖酸比 表观量子效率(μmol·m-2·s-1) 净光合速率(μmol CO2·m-2·s-1) 叶片温度(℃)
CK 2.07 104 5.5 18.86 0.081 11.1 30.2
A 2.08 107 4.8 22.0 0.089 12.3 28.3
B 2.21 104 5.9 17.5 0.078 10.9 25.3
C 2.36 100 5.7 17.4 0.069 10.2 25.2
注：糖、酸含量和比值决定果实风味；表观量子效率：反映叶片利用弱光的能力，其值大表明利用弱光的能力强。
回答下列问题：
(1)甜樱桃的光合色素位于叶绿体的____________，提取光合色素的原理是________________________________________，经提取后测定光合色素的含量；利用层析液分离光合色素时，胡萝卜素在滤纸条上扩散的速度最快，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)测定甜樱桃的净光合速率是以__________________为指标；已知A组和CK组总光合速率相差不大，但A组的净光合速率显著高于CK组，其原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)据表分析，提高甜樱桃果实风味最佳的处理组是________，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________
(4)据表分析，随着遮光率上升，甜樱桃利用弱光的能力变__________；其中C组处理的表观量子效率显著降低，可能的原因有哪几项：________。(A．光合色素含量降低；B．叶片温度过高导致酶的活性降低；C．重度遮光下光合酶活性减弱；D．重度遮光下利用弱光的能力弱)专题过关验收卷·专题二
1．B [I－进入甲状腺滤泡上皮细胞需要消耗由Na＋浓度梯度所产生的势能，是主动运输；Na＋进入甲状腺滤泡上皮细胞为顺浓度梯度，运输方式为协助扩散。所以I－与Na＋进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式不同，A正确。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，I－和Na＋可由同一种载体蛋白转运，说明I－和Na＋与该载体蛋白结合部位相适应，该载体蛋白仍具有专一性，B错误。钠钾泵转运 Na＋时是逆浓度梯度的，运输方式为主动运输，需消耗细胞内的化学反应所释放的能量，C正确。钠钾泵为载体蛋白，在转运 Na＋时会发生自身构象的改变，D正确。]
2．B [萤火虫的细胞质基质和线粒体都可以合成ATP，细胞内ATP与ADP的相互转化处于动态平衡，A错误；荧光素激活的过程发生了ATP的水解，释放的磷酸基团使荧光素磷酸化导致其空间结构改变，活性改变，属于吸能反应，B正确；酶可以降低反应的活化能，不能提供能量，C错误；荧光素激活的过程发生了ATP的水解，不能降低激活的荧光素与氧发生化学反应的活化能，D错误。]
3．C [CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶(ATCase)的结合，从曲线图可以看出，与对照相比，加入ATP后反应速率加快，加入CTP后反应速率变慢，说明ATP和CTP分别是ATCase的激活剂和抑制剂，A正确；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，ATCase 虽可与ATP和CTP结合，但催化仍具专一性，B正确；产物的多少取决于底物量，CTP只是减慢了反应速率，不会改变最终的产物生成量，C错误；CTP和ATP都会影响底物天冬氨酸与该酶(ATCase)的结合，从曲线图可以看出，加入ATP后可能增强了酶与底物天冬氨酸的亲和性，使反应进行得更快，加入CTP后在相同底物浓度下反应速率变慢，CTP可作为天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)的抑制剂发挥作用，若同时加入ATP和CTP，ATP有可能会削弱CTP对该酶的抑制作用，D正确。]
4．B [据图可知，蛋白质的泛素化过程要消耗ATP，因此，蛋白质的泛素化过程需要消耗能量，A正确；异常蛋白的泛素化修饰过程特异性主要体现在对不同异常蛋白的作用，而对异常蛋白起作用的是E3，因此，蛋白质泛素化的特异性主要与E3有关，B错误；依题意，泛素—蛋白酶体系统(UPS)是真核细胞中一种异常蛋白降解途径，在真核细胞中，溶酶体也可以降解蛋白，因此，真核细胞中蛋白质的水解发生在UPS和溶酶体中，C正确；据图可知，异常蛋白经泛素化修饰后转移至蛋白酶体后被降解成多肽，由此可知，在UPS中，蛋白酶体具有催化功能，D正确。]
5．C [试管甲含有酵母菌细胞质基质的上清液，可进行无氧呼吸，产生的CO2中的氧来自葡萄糖，对应图2，A错误；试管丙中含有未离心处理过的酵母菌培养液，供氧充足，可进行有氧呼吸，不会产生酒精，对应图1，B错误；试管乙只含酵母菌细胞器的沉淀物，对应图3，乙试管葡萄糖无消耗，实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解，C正确；图1有氧呼吸，图2无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，前者释放的能量多于后者，D错误。]
6．A [抗氰呼吸也是彻底的氧化分解，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多，则合成的ATP就更少，A错误；细胞色素氧化酶和交替氧化酶均参与细胞呼吸的第三阶段，能催化O2与NADH结合生成水，B正确；抗氰呼吸与交替氧化酶(AOX)密切相关，说明存在氰化物时在AOX的作用下仍能进行呼吸作用，所以交替氧化酶对氰化物的敏感性较低，C正确；生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶，可通过抗氰呼吸产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉，D正确。]
7．D [人体有氧呼吸吸收氧气的量与释放二氧化碳的量相等，而无氧呼吸既不吸收氧气，也不释放二氧化碳，因此运动强度≥b时，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量，A错误；运动强度≥b时，进行有氧呼吸和无氧呼吸，葡萄糖氧化分解后大部分能量以热能散失，一部分储存在ATP中，一部分储存在乳酸中，B错误；运动强度为c时，无法计算无氧呼吸消耗的葡萄糖和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量，C错误；若运动强度长时间超过c，人体的调节能力有限，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力，乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖，D正确。]
8．C [提取洋葱管状叶的色素时，如果没有无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，以除去其中的水分，A错误。叶肉细胞中的叶绿体，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布，但观察不到其结构，B错误。当细胞外溶液浓度大于植物细胞液浓度时，细胞失水量>吸水量，植物细胞会发生质壁分离。所以在质壁分离过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的渗透压小于细胞质基质的渗透压，C正确。洋葱根尖分生区细胞是未成熟植物细胞，无大液泡，质壁分离不明显，故不适合作为观察细胞的质壁分离与复原现象的实验材料，D错误。]
9．B [“希尔反应”证明了光合作用产生O2，但不能证明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部来自H2O，也可能来自其他有机物，A正确；氧原子的同位素18O是稳定性同位素，无放射性，B错误；“希尔反应”模拟的是光合作用光反应阶段的部分变化，发生在叶绿体中，C正确；“希尔反应”的悬浮液中只有水，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，D正确。]
10．C [根据图1中的两条曲线的趋势可以看出，土壤含水量对甲、乙两种番茄光合作用速率的影响基本相同，A正确；图2中，随着土壤含水量的下降，番茄的气孔导度也逐渐下降，即与番茄光合速率的变化趋势基本相同，B正确；含水量既影响光合作用，也影响呼吸作用，无法判断番茄在土壤含水量为 90%的条件下与含水量在 50%条件下的光补偿点的高低，C错误；土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2浓度逐渐升高，可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏，不能进行光反应，无法还原C3导致，D正确。]
11．D [本实验的因变量是光合作用强度，而实际光合速率＝净光合速率(光照下氧气的释放量或二氧化碳的吸收量)＋呼吸速率(黑暗条件下二氧化碳的释放量)，故同一波长下需要重复测定O2和CO2含量，A错误；利用此装置可以测定绿萝叶片的呼吸作用强度：在黑暗环境中测定二氧化碳的释放量或氧气的消耗量，B错误；红光实验结束后除了需要调整光的波长，还需要检测O2和CO2含量，方可进行紫光实验，C错误；本实验目的是探究不同波长的光对光合强度的影响，实验的自变量是不同波长，桶中初始O2和CO2含量也会对实验结果造成影响，是需控制的无关变量，D正确。]
12．D [由题意可知，H＋浓度差为SOS1转运Na＋提供能量，即SOS1转运Na＋为主动运输，是逆Na＋的浓度梯度进行的；由图示可知，NSCC转运Na＋是协助扩散，是顺Na＋的浓度梯度进行的，A错误。由图示可知，表皮细胞分泌H＋需要消耗ATP，为主动运输；表皮细胞分泌Na＋需要H＋浓度差提供能量，为主动运输，B错误。由图可知，NHX和NSCC是将Na＋转运进入细胞或液泡，增大细胞内渗透压，有利于提高柽柳对盐的耐受力，而SOS1是将Na＋转运出细胞，不利于提高柽柳对盐的耐受力，C错误。液泡积累Na＋使液泡内溶质微粒数目增多，可提高细胞液渗透压，木质部转运Na＋可减轻盐胁迫，D正确。]
13．C [图甲表明，反应物浓度超过某一浓度时，反应速率不再随反应物浓度增大而增大，此时的限制因素是酶的浓度，A正确；超过最适温度后，高温会使酶的空间结构发生不可逆的变化，故图乙中，a点到b点的变化是由于酶的空间结构逐渐被破坏使酶的活性降低，B正确；胃蛋白酶的最适pH在1.5左右，与图示中最适pH为8.0左右不符，C错误；图丁是在最适温度下测得的曲线，温度降低后酶的活性降低，底物完全反应所需要的时间延长，但最终生成氨基酸的总量不变，D正确。]
14．A [给甲提供可以参与有氧呼吸第二阶段，生产C18O2，C18O2参与光合作用的暗反应生成带有标记的O)，A正确；据图可知，甲不可能是蓝细菌，根瘤菌直接依靠植物制造的有机物维持生存，属于消费者，而不是生产者，故乙不可能是根瘤菌，乙可能是硝化细菌，硝化细菌能将土壤中的氨氧化成为硝酸，利用释放的能量将CO2和H2O合成糖类，即化能合成作用，甲、乙、丙都能将无机物转化为有机物，都为自养型生物，说明这三种生物一定都是生产者，但丙的反应中不产氧，甲、乙的反应中产生了氧，说明丙很有可能是三者中唯一可能为厌氧型的生物，B错误；过程①可表示渗透吸水，对④⑤⑥⑦⑧过程研究可知，细胞呼吸中所释放的大部分能量以热能的形式散失，C错误；若叶肉细胞②光反应过程O2的释放量大于⑧有氧呼吸过程O2的吸收量，则叶肉细胞的净光合作用＞0，但植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，如根细胞只能进行呼吸作用，所以该植物体内有机物的量不一定增加，D错误。]
15．(除标注外，每空2分，共13分)(1)不可行(1分) 斐林试剂使用时需水浴加热处理，水浴加热处理会改变自变量影响实验结果 (2)蔗糖被水解成果糖和葡萄糖后，在酶的催化作用下生成了淀粉(蔗糖转化为淀粉) 费玉3号 费玉3号中后期蔗糖含量和淀粉含量均显著高于豫玉22 (3)正相关 降低支链淀粉合成所需的活化能
16．(除标注外，每空2分，共14分)(1)类囊体薄膜(1分) 绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇 胡萝卜素在层析液中的溶解度最大(1分) (2)二氧化碳的吸收量 A组的温度低于CK组，呼吸速率较慢，消耗的有机物较少 (3)A组 A组的糖酸比最高 (4)弱(1分) CD(1分)
