2022年高考生物一轮复习单元检测卷第三章 细胞的能量供应和利用（B卷）新高考解析版

2022年高考生物一轮复习单元双优检测AB卷（新高考专用）第三章细胞的能量供应和利用B卷一、选择题：本题共18小题，其中1～13题只有一个选项符合题意，14～18题有多个选项符合题意，单选题每小题2分，多选题每小题3分，共41分。1．（2021·湖南高考真题）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（）A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响【答案】B【解析】A、通过蛋白质磷酸化和去磷酸化改变蛋白质的空间结构，进而来实现细胞信号的传递，体现出蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；B、如果这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，将会使该位点无法磷酸化，进而影响细胞信号的传递，B错误；C、根据题干信息：进行细胞信息传递的蛋白质需要磷酸化才能起作用，而ATP为其提供了磷酸基团和能量，从而参与细胞信号传递，C正确；D、温度会影响蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性，进而影响蛋白质磷酸化和去磷酸化反应，D正确。故选B。2．（2021·湖南高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（）A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用【答案】B【解析】A、南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；B、种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；C、油料作物种子种含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；D、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。故选B。3．（2021·湖南高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是（）A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度【答案】A【解析】A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；B、二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；D、合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确；故选A。4．（2021·广东高考真题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图1示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图2），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（） A．t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）B．t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大【答案】D【解析】A、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度），A正确；B、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度），B正确；C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；D、三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。故选D。5．（2021·广东高考真题）秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料，生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（）A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量【答案】D 【解析】A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；D、乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。故选D。6．（2021·浙江高考真题）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（　　）A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生【答案】C【解析】A、苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；B、糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；C、乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；D、果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。故选C。7．（2021·天津北辰区·高三一模）下表是与光合作用相关的实验探究，下列叙述正确的是（）组别实验材料实验试剂或处理方法实验记录1水绵和好氧细菌在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵观察细菌分布的部位2碘蒸气处理颜色反应 叶片经饥饿处理后，一半遮光，一半曝光3小球藻、14C标记的14CO2提供适宜的光照和14CO2追踪检测放射性14C的去向4菠菜叶无水乙醇、层析液等色素带的宽度、位置与颜色A．第1组实验说明了光合作用的场所是叶绿体，CO2的固定需要光照B．第2组实验可以观察到遮光部位变蓝，曝光部位不变蓝C．第3组实验在小球藻细胞中的三碳化合物、丙酮酸中也可能检测到14CD．第4组实验中色素带的宽度反映的是色素的溶解度大小【答案】C【解析】A、观察第1组实验现象发现好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明了氧气的释放需要光照，产生氧气的场所是叶绿体，A错误；B、第2组实验中，只有曝光部位可以进行光合作用，生成淀粉，遇碘变蓝；遮光部位不能进行光合作用，也无淀粉生成，遇碘不变蓝，B错误；C、第3组实验中，小球藻细胞吸收的14CO2与C5生成三碳化合物（C3），故C3有可能检测到放射性，C3还原为（CH2O）后，（CH2O）可以作为呼吸作用第一阶段的底物，生成丙酮酸，故此阶段生成的产物丙酮酸中也可能检测到14C，C正确；D、第4组实验中色素带的宽度反映的是色素含量的多少，D错误。故选C。8．（2021·浙江模拟）为研究马尾松的光合作用，将长势相同的马尾松幼苗分别放在阳光充足的林窗处和荫蔽的林下，测定其光合速率、气孔阻力等指标，实验结果如下图。10:00时将林下一部分马尾松幼苗移至林窗处，并测定其光合速率（计作P值）。下列叙述正确的是（　　） A．7:00时限制林下马尾松幼苗光合作用的因素主要是CO2浓度B．10:00～12:00时林窗组光合速率下降与NADPH含量下降有关C．12:00～14:00时林窗组光合速率下降可能与气孔阻力的变化有关D．P值并未迅速上升至b点，原因可能是叶绿体内五碳糖含量不足【答案】D【解析】A、据图1可知，7：00时林窗比林下马尾松幼苗光合作用强，故限制林下马尾松幼苗光合作用的因素主要是光照强度，A错误；B.10：00~12：00时，林窗组光合速率下降，据图2可知，此时气孔阻力上升，部分气孔关闭，由气孔进入的二氧化碳量减少，导致光合速率下降，B错误；C.据图2可知，12：00-14：00时林窗组气孔阻力略有下降，即气孔开度有所增加，说明此时段光合速率下降与气孔阻力的变化无关，C错误；D、由于林下马尾松幼苗光合作用弱，暗反应中五碳糖含量低，因此移到阳光充足处，虽然光反应产生的ATP和[H]增加，但是由于受到五碳糖含量的限制，因此光合速率并不能迅速上升为b，D正确。故选D。9．（2021·渝中区·模拟）如图所示的U型管中，实验开始时两侧液面等高，半透膜只允许水分子和单糖通过，下列说法正确的是（　　）A．A侧加入0．5g/mL果糖溶液，B侧加入0．3g/mL蔗糖溶液，平衡时A侧高于B侧B．A侧和B侧同时加入0．3g/mL蔗糖溶液后，B侧再加入少量蔗糖酶，平衡时两侧液面相等C．A侧加入0．3g/mL果糖溶液，B侧加入0．3g/mL蔗糖溶液，A侧液面先升高后降低D．A侧加入0．5g/mL果糖溶液，B侧加入蒸馏水，平衡时A侧液面高于B侧【答案】C【解析】A、A侧加入0．5g/mL果糖溶液，B侧加入0．3g/mL蔗糖溶液，由于半透膜只允许水分子和单糖通过，蔗糖不能通过半透膜，果糖能通过半透膜，由A侧进入B侧，平衡时A侧浓度低于B侧，B侧渗透吸水，导致液面A侧低于B侧，A错误； B、A侧和B侧同时加入0．3g/mL蔗糖溶液后，B侧再加入少量蔗糖酶，蔗糖酶水解B侧的蔗糖产生单糖（葡萄糖和果糖），单糖通过半透膜进入A侧，使A侧浓度大于B侧，A侧渗透吸水，平衡时液面A侧高于B侧，B错误；C、A侧加入0．3g/mL果糖（单糖）溶液，B侧加入0．3g/mL蔗糖（二糖）溶液，A侧物质的量浓度高于B侧，A侧渗透吸水液面先升高；随着果糖从A侧进入B侧，B侧渗透吸水，导致A侧液面后降低，C正确；D、A侧加入0．5g/mL果糖溶液，B侧加入蒸馏水，由于果糖可通过半透膜，平衡时两侧浓度相等，A侧液面等于B侧，D错误。故选C。10．（2021·渝中区·模拟）如图为关于细胞的生物膜系统的概念图，下列相关叙述正确的是（　　）A．细菌等原核细胞也有生物膜系统B．g具有双层膜，在细胞中穿梭往来，繁忙运输C．a上开有小孔可以让蛋白质和RNA自由进出D．图中m上反应的产物，可参与p上的反应【答案】D【解析】A、细菌等原核细胞的膜只有细胞膜，无细胞核和核糖体以外的细胞器，故无生物膜系统，A错误；B、g是囊泡，单层膜结构，在细胞中穿梭往来，繁忙运输，B错误；C、a是核膜，上开有小孔（核孔），核孔对物质的运输具有选择性，C错误；D、m是叶绿体类囊体薄膜，是光反应的场所，p是线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所。光反应产生的氧气可用于有氧呼吸第三阶段，与[H]生成水，D正确。故选D。11．（2021·湖北襄阳市模拟）生物制氢有良好的发展前景，[H]在产氢酶的作用下可以产生H2，O2会降低产氢酶的催化活性。下面是利用生物制氢的两种方法：①真核生物绿藻在光照条件下可以产生H2；②一些厌氧微生物在黑暗环境下，能将多种有机物通过无氧呼吸产生各种有机酸，同时产生大量的H2 。下列相关叙述正确的是（）A．绿藻在光照条件下产生[H]的场所只有叶绿体B．在厌氧微生物产H2的过程中，无氧呼吸的产物不会影响产氢酶的活性C．当绿藻细胞内的C3含量突然下降时，可能原因是突然停止光照或增大CO2的供应D．利用厌氧微生物制氢可以避免氧气的干扰【答案】D【解析】A、光照条件下，绿藻光合作用与呼吸作用都可以产生[H]，所以此时[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体，A错误；B、厌氧菌无氧呼吸产生有机酸，导致溶液pH降低，影响产氢酶的活性，B错误；C、突然增大CO2的供应，CO2的固定加快，生成的C3会增多；突然停止光照，C3的还原减弱，C3的含量增多，C错误；D、厌氧微生物产H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产气量大，D正确。故选D。12．（2021·广东珠海市模拟）用某种酶进行有关实验的结果如下图所示。下列有关说法错误的是（）A．图1说明酶的最适温度为30℃左右B．图2说明该酶一定不是胃蛋白酶C．图3说明离子可以破坏蛋白质的肽键D．图4可用于证明酶具有专一性【答案】C【解析】A、从图1看出，30℃条件下，生成物量最大所需的时间最短，因此其催化效率最高，说明了酶的最适温度为30℃左右，A正确；B、分析题图2曲线知，酶的最小pH为7，而胃蛋白酶的最适宜pH是2左右，该酶一定不是胃蛋白酶，B正确。C、离子不会破坏肽键，可能会改变酶的空间结构，C错误； D、图4中麦芽糖含量降低，但蔗糖含量不变，说明了酶可以分解麦芽糖，而不能分解蔗糖，而不能水解蔗糖，故说明酶具有专一性，D正确。故选C。13．（2021·江苏苏州市三模）拟柱胞藻是一种水华蓝藻，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCO3-（胞外碳酸酐酶催化HCO3-分解为CO2）。科研人员用不同浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后依次获得藻种1、2、3.测定藻种1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响，结果如下图。下列说法正确的是（　　）A．生物富集作用常会引起水华现象，使用加酶洗衣粉、无磷洗衣液利于防止水华的发生B．拟柱胞藻细胞通过水的光解产生O2，该过程发生场所为类囊体薄膜C．图2中，A点前3种藻净光合速率相等的原因是光照强度过弱D．经20天驯化培养得到的三个藻种种群中，种群数量最大的是藻种3【答案】D【解析】A、淡水中N、P元素增多会引起水华现象，因此，使用无磷洗衣液可以减少P的排放，利于防止水华的发生，A错误；B、拟柱胞藻细胞是原核细胞，通过水的光解产生O2，该过程发生场所为细胞中的光合片层上，B错误；C、图2中，A点前影响净光合速率的因素是横轴因素，即3种藻净光合速率相等的原因是NaHCO3溶液浓度过低引起的，C错误；D、藻种3的驯化环境中CO2浓度最高，其光合速率高，有机物积累量多，繁殖速度快，种群数量最大，预测经20天的驯化培养后，图1的三个藻种中种群数量最大的是藻种3，D正确。故选D。 14．（2021·河北高考真题）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使角大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（）A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间【答案】AC【解析】A、荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；B、荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；C、温度会影响酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；D、气调冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空气中氧气的作用，而不是去除乙烯的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，D错误。故选AC。15．（2021·湖南衡阳市八中高三其他模拟）2，4-二硝基苯酚（DNP）只抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响此部位[H]与O2结合放能。将部分酵母菌破碎后获取线粒体和细胞质基质，进行下表所示各组实验。下列有关叙述错误的是（）组别反应条件甲组1mol葡萄糖+线粒体+充足氧气 乙组1mol葡萄糖+细胞质基质+缺乏氧气丙组1mol葡萄糖+完整酵母菌+充足氧气丁组1mol葡萄糖+完整酵母菌+缺乏氧气戊组1mol葡萄糖+完整酵母菌+充足氧气+DNPA．五组实验均能产生丙酮酸，甲组、丙组和戊组中丙酮酸能在线粒体中分解产生CO2B．反应完成后只有乙组和丁组产生了酒精，但两组产生的酒精分子数相差很大C．反应完成后，丙组和丁组中葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量D．反应完成后丙组和戊组产生相同数量的H2O和CO2，但丙组产生ATP总量多于戊组【答案】ABC【解析】A、甲组实验中线粒体不能分解葡萄糖，丙组和戊组中丙酮酸能在线粒体中分解产生CO2，A错误；B、据题干信息可知，只有乙组和丁组缺乏氧气，因此只有乙组和丁组能进行无氧呼吸产生酒精，两组产生的酒精分子数大致相等，B错误；C、丙组进行的是有氧呼吸，葡萄糖彻底分解，葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量；而丁组进行的是无氧呼吸，葡萄糖分解后的能量去路有热能、ATP中储存的能量和酒精中含有的能量，C错误；D、丙组和戊组都进行的是有氧呼吸，由于2,4-二硝基苯酚（DNP）只抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响此部位[H]与O2结合放能。故反应完成后丙组和戊组产生相同数量的H2O和CO2，但丙组未用DNP处理，产生ATP总量多于戊组，D正确。故选ABC。16．（2021·湖南长沙市模拟）萤火虫是鞘翅目萤科昆虫的通称，其腹部末端下方有发光器，能发黄绿色光，由于大部分的能量都转化为光能，只有少部分转化为热能，所以称之为冷光。发光器能发光的机理如图所示，下列说法错误的是（）A．可以利用萤火虫发光的原理检测密闭容器内O2的含量 B．ATP是细胞中的能量货币，细胞中储存大量ATP为生命活动供能C．荧光素接受ATP水解产生的磷酸基团后形成荧光素酰腺苷酸D．萤火虫发光器发光原理为我们研究提高能量转化为光能的效率提供了思路【答案】ABC【解析】A、萤火虫发光的过程会消耗O2，可利用萤火虫发光的原理检测密闭容器内O2的有无，但不能检测O2的含量，A错误；B、ATP是细胞中的能量货币，但细胞中储存的ATP较少，细胞内ATP与ADP的相互转化是时刻不停得发生并且处于动态平衡的，因此ATP在细胞内不会大量存在，B错误；C、由图可知，荧光素接受ATP水解产生的能量后形成荧光素酰腺苷酸，C错误；D、由于萤火虫将ATP中大部分的能量都转化为光能，只有少部分转化为热能，为我们研究提高能量转化为光能的效率提供了思路，D正确。故选ABC。17．（2021·河北衡水中学高三二模）糖和淀粉是绿色植物光合作用的重要产物，二者都是由在卡尔文循环中产生的丙糖磷酸转化而成，其合成过程如图所示。其中磷酸转运体（TPT）在将丙糖磷酸运到细胞质基质的同时可将无机磷酸（Pi）运入叶绿体，且这种转运严格遵循1：1的反向交换原则。下列叙述不正确的是（）A．由图中可知淀粉和蔗糖都是光合作用的产物，合成场所都在叶绿体基质B．PTP的化学本质为蛋白质，能结合Pi和丙糖磷酸，说明不是所有的载体都有专一性C．据图可知，当细胞质基质中的Pi水平降低时，淀粉的合成会增加D．据图可推测丙糖磷酸生成蔗糖的过程需要光反应提供的ATP和[H]【答案】ABD【解析】A、由图中可知淀粉和蔗糖都是光合作用的产物，但蔗糖的合成场所在细胞质基质，A错误； B、PTP的化学本质为蛋白质，能结合Pi和丙糖磷酸，依然说明载体具有专一性，B错误；C、据图可知，当细胞质基质中的Pi水平降低时，会导致丙糖磷酸不能转运至细胞质基质，而使淀粉的合成会增加，C正确；D、据图可推测丙糖磷酸生成蔗糖的过程在细胞质中进行，需要细胞呼吸产生的ATP和[H]供能和供氢，D错误。故选ABD。18．（2021·湖南雅礼中学高三模拟）菌根是由某些真菌与植物根系形成的共生体。某校生物兴趣小组为探究不同温度下菌根对玉米幼苗光合作用速率的影响进行了相关实验，实验结果如下表所示。下列有关叙述不正确的是（　　）组别光合作用作用速率（μmolCO2·m-2·s-1）叶绿素相对含量组别光合作用作用速率（μmolCO2·m-2·s-1）叶绿素相对含量有菌根25℃8．839无菌根25℃6．43315℃6．43115℃3．8285℃4．0265℃1．423A．本实验的自变量是温度和叶绿素相对含量，无菌根作为对照B．真菌细胞与植物根系细胞的主要区别是前者没有以核膜为界限的细胞核C．温度低、根无真菌共生、叶绿素含量低均可能导致植物光合作用速率降低D．菌根的作用可能是扩大了根系吸收面，增加了对原根毛吸收范围外的元素的吸收【答案】AB【解析】A、本实验的自变量是温度和菌根的有无，A错误；B、真菌细胞是真核细胞，和植物根系细胞一样都有以核膜为界限的细胞核，B错误；C、据表格数据可知，温度低、根无真菌共生、叶绿素含量低均可能导致植物光合作用速率降低，C正确；D、菌根的作用可能是扩大了根系吸收面，增加了对原根毛吸收范围外的元素的吸收，从而促进了植物的生长，D正确。故选AB。二、非填空题：本题共4小题，共59分。19．（2021·全国高考真题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2 通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）【答案】细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜细胞呼吸（或呼吸作用）蒸腾作用过强导致水分散失过多光合作用实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在（湿度适宜的）正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。预期结果：A组pH平均值高于B组。【解析】（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸（或呼吸作用）释放的CO2。（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在（湿度适宜的）正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。预期结果：A组pH平均值高于B组。20．（2021·湖南高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题： （1）图b表示图a中的______结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会______（填“加快”或“减慢”）。（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_________（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于_________，从而提高光反应速率。 ③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_________。【答案】类囊体NADPH减慢Fecy实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异类囊体上的色素吸收光能ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低【解析】（1）光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。（2）①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。③根据图b可知，ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。21．（2021·河北高考真题）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植林随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水十氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6．26．87．8气孔导度（mmol·m-2s-1）8565196叶绿素含量（mg·g-1）9．811．812．63RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）316640716光合速率（μmol·m-2s-1）6．58．511．4注：气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题： （1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是______________________________。【答案】细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物主动吸收镁ATP和NADPH（或[H]）水C5（或RuBP）气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大【解析】1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。22．（2021·浙江高考真题）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。 回答下列问题：（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的产物有_________和O2。（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率_________，理由是_________。（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3-磷酸甘油酸。【答案】光密度值高高光强吸能ATP、NADPH小绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率360【解析】（1）叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。（2）叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解（产生NADPH和氧气）和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。 （3）图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol，因为1分子的二氧化碳与1个RuBP结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。