2024年高考生物二模试题分类汇编： 细胞的代谢（新高考通用）（解析版）

2024年高考生物二模试题分类汇编： 细胞的代谢（新高考通用）
1．（2024·河北张家口·二模）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．ATP水解释放的能量能与载体蛋白结合，使其空间结构发生变化
B．有氧呼吸过程中释放的能量大部分转移到ATP中，少部分以热能形式散失
C．酶是由活细胞产生的具有催化作用和调节作用的蛋白质
D．停止光照或提高CO2浓度均可在短时间内使C3含量增加
【答案】D
【详解】A、ATP水解可以为载体蛋白转运物质提供能量，释放的能量不会与载体蛋白结合，A错误；
B、有氧呼吸过程中释放的能量有少部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失，B错误；
C、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA，酶不具有调节作用，C错误；
D、停止光照使光反应减弱，为暗反应提供的ATP和NADPH减少，C3的还原减少，C3的含量增加；提高CO2浓度可有增加C3的生成量，C3的还原速率不变，C3的含量增加，D正确。
故选D。
2．（2024·广东·二模）如图表示无氧运动中产生的乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程。下列叙述正确的是（　　）

A．过程①的场所是细胞质基质
B．过程②伴随有CO2的生成
C．过程③会导致血液pH呈酸性
D．过程④为放能反应
【答案】A
【详解】A、过程①为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，该阶段发生的场所是细胞质基质，A正确；
B、过程②发生的是在细胞质基质中丙酮酸变成乳酸的过程，该过程中没有CO2的生成，B错误；
C、过程③表示细胞呼吸产生的乳酸进入到细胞外液中，但由于细胞外液中有缓冲物质的存在，因而不会导
致血液pH呈酸性，C错误；
D、过程④表示丙酮酸合成葡萄糖的过程，该过程中有ATP的消耗，因而为吸能反应，D错误。
故选A。
3．（2024·浙江台州·二模）天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX），低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述错误的是（ ）
A．氰化物主要影响需氧呼吸第三阶段
B．低温条件下局部抗氰呼吸加强有利于提高细胞代谢速率
C．低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解
D．与需氧呼吸相比，抗氰呼吸中有机物氧化分解生成的ATP较少
【答案】C
【详解】A、由题干信息可知，线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX），低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，而线粒体主要参与有氧呼吸第三阶段，所以氰化物主要影响需氧呼吸第三阶段，A正确；
B、由题干信息可知，低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，有利于提高细胞代谢速率，B正确；
C、由题干信息可知，低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，COX合成缺陷型植株，但其他的酶合成正常，依然可以完成葡萄糖的氧化分解，C错误；
D、细胞在消耗等量呼吸底物情况下有氧呼吸彻底氧化释放的能量是相等的，其中一部分用来合成ATP，其余部分以热能形式散失，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量多，则生成的ATP更少，D正确。
故选C。
4．（2024·福建·二模）某植物为适应热带干旱地区的环境，形成了独特的CO2利用模式，即白天气孔开放程度小，夜晚开放程度大，如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．据图推测过程①②③发生在不同细胞中
B．该植物白天CO2吸收速率小于O2释放速率
C．该植物在夜间无法通过卡尔文循环积累产物
D．该模式有利于植物白天减弱蒸腾作用而保水
【答案】A
【分析】据图分析：该类植物的气孔白天开放程度小，其光合作用的二氧化碳来源于和细胞呼吸，夜间气孔开放吸收的二氧化碳可以合成苹果酸，苹果酸储存在液泡中，因此这些植物适宜生存在干旱环境中。
【详解】A、据图推测过程①②③发生在同一细胞中，A错误；
B、白天气孔开放程度小，CO2吸收速率小于O2释放速率，B正确；
C、由于黑暗中没有光反应提供的ATP和NADPH，该植物在夜间无法通过卡尔文循环积累产物,C正确；
D、采用苹果酸代谢途径，该类植物白天气孔开放程度小，可减少水分的流失，防止该类植物在白天过度蒸腾作用，大量散失水分，D正确。
故选A。
5．（2024·天津·二模）下列有关细胞呼吸的原理在生产实践中的叙述，错误的是（ ）
A．松土可以促进植物根系的有氧呼吸，但过度松土不利于土壤肥力的保持
B．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌生产各种酒时，连续通气，可提高产量
C．储藏粮食的仓库往往通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱粮食的细胞呼吸
D．若大棚种植蔬菜遇连续的阴雨天，通过适当降低大棚的温度，可以保持农作物产量
【答案】B
【详解】A、松土可以促进植物根系的有氧呼吸，但过度松土不利于土壤肥力的保持，A正确；
B、利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌生产各种酒时，利用酵母菌无氧呼吸产生酒精，B错误；
C、温度和氧气是影响细胞呼吸的因素，降低温度和氧气减弱细胞呼吸，C正确；
D、若大棚种植蔬菜遇连续的阴雨天，通过适当降低大棚的温度，减弱细胞呼吸，乐意保持农作物的产量，D正确。
故选B。
6．（2024·海南·二模）我国新疆是世界上重要的优质棉花产地。作为重要的经济作物，棉花叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作过程如图1所示。图1中酶a为暗反应的关键酶，酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶，字母A-G代表物质。
(1)图1中酶a催化暗反应中的 过程。F形成三碳糖时需要的能源物质D有 。
(2)研究表明，高温胁迫（40℃以上）会降低酶a的活性。据此推测，在高温胁迫下，短时间内物质 （填字母）含量会上升。
(3)为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比，结果如图2。
①光合产物的积累会影响光合作用的速率，图2两条曲线中代表叶片C02固定速率的曲线是 ,本实验中对照组植株CO2固定速率相对值是 。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量 （填“增加”、“不变”或“减少”），进而在叶片中积累。
③综合上述结果可推测，棉花去棉铃后会对光合作用有 作用。
(4)有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性的开合现象，被称为“气孔振荡”。研究发现，气孔振荡周期中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致，推测气孔振荡是棉花植株在 （填“干旱”、“寒冷”或“潮湿”）环境中经过长期进化而产生的适应性机制，“气孔振荡”的具体意义是 。
【答案】(1) 二氧化碳的固定 ATP和NADPH
(2)D、E
(3) Ⅰ 28 减少 抑制
(4) 干旱 “开”能保证CO2的供应，维持较强的光合作用，“闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性
【详解】（1）分析图形：C为ADP和Pi、D为ATP、E为C5、F为C3、G为CO2，图1中酶a催化暗反应中的二氧化碳的固定过程。F形成三碳糖时需要的能源物质D有ATP和NADPH。
（2）高温胁迫使气孔开放程度降低，胞间 CO2浓度降低，酶 a相对活性降低，E（C5）的消耗减少，故E短时间含量会上升；同时F（C3）的合成减少，C3的还原减少，因此D（ATP）的消耗减少，D短时间会上升。
（3）①Ⅱ曲线应为蔗糖占叶片干重的百分比，叶片中蔗糖的含量增加是由于去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量降低，进而在叶片中积累。Ⅰ曲线是叶片CO2固定速率，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，推测叶片中蔗糖和淀粉等光合产物的积累会抑制光合作用。由Ⅰ曲线可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率不断下降．本实验中不去除棉铃的即为对照组，因此对照组植株的CO2固定速率相对值是28。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量减少，进而在叶片中积累。
③根据上两题，光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，而叶片中有机物会堆积，所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。
（4）气孔振荡周期中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致，推测气孔振荡是棉花植株在干旱环境中经过长期进化而产生的适应性机制，“气孔振荡”的具体意义是“开”能保证CO2的供应，维持较强的光合作用，“闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性。
7．（2024.枣庄.二模）小麦、水稻等大多数植物，在暗反应阶段，CO2被C5固定以后形成C3，进而被还原成（CH2O），这类植物称为C3植物且玉米、甘蔗等原产在热带的植物，CO2中的碳首先转移到草酰乙酸（C4）中，然后转移到C3中，这类植物称为C4植物，其固定CO2的途径如图1所示。芦荟、仙人掌等植物白天气孔关闭，夜间气孔开放，这类植物在进化中形成了特殊的固碳途径，如图2所示，这类植物称为CAM植物。（注：PEP羧化酶比RUBP羧化酶对CO2的亲合力更强）
(1)C4植物的光反应发生在 细胞。在炎热于旱夏季的中午，C4植物比C3植物的优越性表现为 。
(2)CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于 过程，夜晚其叶肉细胞能产生ATP的场所是 。
(3)蝴蝶兰因花色艳丽、花姿优美、开花期长，一直以来深受爱花者的青睐。有人想在室内大量培养蝴蝶兰，又担心植物多，在夜晚会释放大量的CO2不利于健康。请你根据图1、图2的固碳途径，利用CO2传感器，设计实验探究蝴蝶兰是否是CAM植物。
实验思路： 。
实验结果和结论 。
【答案】(1) 叶肉 炎热干旱夏季的中午，植物气孔大量关闭，使得空气中的CO2不易进入细胞，细胞内CO2浓度较低，而C4植物的PEP羧化酶比RUBP羧化酶对CO2的亲合力更强，可以利用低浓度的CO2
(2) 苹果酸分解和细胞呼吸（有氧呼吸） 细胞质基质和线粒体
(3) 可检测密闭容器内白天和晚上CO2的浓度变化 实验思路：在密闭装置内种植蝴蝶兰，利用CO2传感器测定其白天和夜晚CO2含量变化的差异
实验结论：若密闭容器内白天CO2不变，晚上CO2下降，则为CAM植物，若白天CO2下降，晚上CO2增多，则不是CAM植物
【详解】（1）结合图1可知，叶肉细胞的叶绿体中有类囊体没有RuBP羧化酶，因此可以进行光反应，不能进行暗反应；C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性较强，对CO2的亲和力很大，这种酶就起一个“二氧化
碳泵”的作用，把外界CO2“压”进维管束鞘薄壁细胞中去，增加维管束鞘薄壁细胞的CO2。所以，在炎热干旱环境中，叶片关闭气孔以减少水分的丧失，导致叶片中CO2浓度大大下降，因此在这样的环境中，C4植物在较低CO2浓度时光合速率高于C3植物。
（2）结合图2可知，CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于呼吸过程释放和苹果酸分解；夜晚其叶肉细胞能产生ATP的过程是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体。
（3）CAM植物白天气孔关闭，夜间气孔开放，因此要设计实验探究蝴蝶兰是否是CAM植物，可从密闭容器内白天和晚上CO2的变化可知，将蝴蝶兰培养在透明的密闭容器内，置于自然环境中，若白天CO2不变，晚上CO2下降，则为CAM植物，若白天CO2下降，晚上CO2增多，则不是CAM植物。
8．（2024·湖南岳阳·二模）下列关于细胞呼吸相关实验及应用的说法错误的是（　　）
A．不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型
B．储存水果可采用降低氧气含量的措施来减弱其呼吸作用以延长保质期
C．正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸
D．用酸性重铬酸钾溶液检测人体呼出的气体含有酒精则可判断其细胞进行了无氧呼吸
【答案】D
【分析】1、CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
2、橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
【详解】A、CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，但有氧呼吸和无氧呼吸产物都有CO2，因此不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型，A正确；
B、蔬菜、瓜果保鲜所需条件是低温、低氧、一定的湿度，可以有效降低细胞内有机物的消耗，因此储存水果可采用降低氧气含量的措施来减弱其呼吸作用以延长保质期，B正确；
C、正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]来自丙酮酸和水，C正确；
D、人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，D错误。
故选D。
9．（2024·广东韶关·二模）下列有关人体内成熟红细胞的叙述，正确的是（　　）
A．是验证细胞膜中磷脂分子分布的良好材料
B．加入呼吸抑制剂会影响其对葡萄糖的吸收
C．利用葡萄糖进行有氧呼吸，NADH与O2在线粒体内膜上结合
D．利用葡萄糖进行无氧呼吸，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
【答案】A
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，
合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。
【详解】A、人体内成熟红细胞没有细胞核和众多复杂的细胞器，是验证细胞膜中磷脂分子分布的良好材料，A正确；
B、人体内成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，加入呼吸抑制剂不会影响其对葡萄糖的吸收，B错误；
C、人体内成熟红细胞没有细胞核和众多复杂的细胞器，没有线粒体，C错误；
D、利用葡萄糖进行无氧呼吸，葡萄糖中能量的主要在乳酸中，D错误。
故选A。
10．（2024·广东梅州·二模）生命观念中结构与功能观是指结构和功能相适应，是长期进化所形成的，是生物适应环境的体现。下列关于结构与功能观的表述，错误的是（ ）
A．哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器，有利于氧气的运输
B．细胞膜的磷脂双分子层中磷脂分子的排布适应细胞内外都是水溶液的环境
C．某些阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色以适应林下弱光环境
D．卵细胞体积较大，以利于细胞与外界环境进行物质交换
【答案】D
【分析】细胞的表面积与体积的比值叫做相对面积，细胞越小该比值越大，细胞与外界的物质交换速率越快，有利于细胞的生长。
【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞之所以没有细胞核和细胞器，是为了给血红蛋白腾出更多的空间。血红蛋白是运输氧气的关键分子，这种结构上的特点有助于红细胞更有效地进行氧气的运输，A正确；
B、细胞膜的磷脂双分子层结构具有疏水性，可以很好地适应细胞内外都是水溶液的环境，确保细胞内外物质的稳定交换，B正确；
C、阴生植物生长在光线较弱的环境中，它们的叶绿体颗粒大和颜色深绿，有助于更好地捕获和利用微弱的光线进行光合作用，C正确；
D、卵细胞的体积较大，主要是为了更好地支持受精和早期胚胎发育，而不是为了利于细胞与外界环境进行物质交换。实际上，细胞的体积越大，其相对表面积越小，物质交换的效率反而越低，D错误。
故选D。
11．（2024·河北石家庄·二模）核桃种子萌发过程中，储藏的脂肪、蛋白质等物质在酶的作用下生成小分子，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列叙述正确的是（　　）
A．为延长核桃种子贮藏期，需在无氧和低温条件下入库贮藏
B．干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
C．核桃种子萌发过程中呼吸作用增强，有机物种类减少
D．核桃种子萌发初期干重增加是因为脂肪转化为糖类的过程中氧元素比例增加
【答案】D
【分析】种子萌发是指种子从吸水开始的一系列有序的生理过程和形态发生过程，在此过程中细胞代谢逐渐增强。种子萌发除了种子本身要具有健全的发芽力以及解除休眠期以外，也需要一定的环境条件，主要是充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。
【详解】A、为延长核桃种子贮藏期，需在低氧和低温条件下入库贮藏，种子无氧呼吸会产生酒精，不能是无氧条件，A错误；
B、干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺水，特别是缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求，B错误；
C、核桃种子萌发过程中呼吸作用增强，消耗储藏的淀粉、蛋白质等物质，生成简单有机物增多，所以有机物种类增加，C错误；
D、种子萌发过程中脂肪会转变为糖类，与糖类相比，脂肪中H的比例较高，导致油料种子萌发时消耗脂肪转化成糖类时，结合了更多的O，故核桃种子萌发初期干重增加是因为脂肪转化为糖类的过程中氧元素比例增加，D正确。
故选D。
12．（2024·湖南·二模）在长期进化过程中，生物都会形成一定的适应生存环境的特征。图1表示某景天科植物在24 h内，光合作用和气孔导度(气孔张开程度)的变化；图2 是该景天科植物光合作用的过程示意图。据此回答下列问题：
(1) (填“白天”或“夜晚”)气孔开放，CO 进入叶肉细胞，经过一系列变化最终以 形式储存在 中。
(2)不同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)。光反应只能在 (填“白天”或“夜晚”)进行，此时，该景天科植物的暗反应也在进行，暗反应所需CO 来自 。
(3)若下午突然降低外界CO 的浓度，则该景天科植物的C3的含量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)据题分析，景天科植物生存环境可能具有 的特点。
【答案】(1) 夜晚 苹果酸 液泡
(2) O2、NADPH、ATP 白天 苹果酸分解释放和呼吸作用产生
(3)不变
(4)高温、干旱
【分析】光合作用：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）分析图1可知，景天科植物的气孔在夜晚打开，白天关闭，分析图2可知，CO2通过气孔进入叶肉细胞之后，由于夜晚没有光照，不能进行光合作用，故会转化为苹果酸，储存在液泡中。
（2）光反应的产物是O2、NADPH和ATP，光反应需要光照，故只能在白天进行，此时该景天科植物的暗反应也在进行，暗反应所需CO2一部分来自于苹果酸的分解，一部分来自呼吸作用（场所在线粒体）。
（3）景天科植物在白天气孔关闭，突然降低外界CO2浓度，不会影响细胞间CO2浓度，C3的含量不会发生明显变化。
（4）根据景天科植物白天气孔关闭，夜晚才能打开气孔的生活习性，推知其生活环境应是高温、干旱的。
13．（2024·河北石家庄·二模）研究人员尝试采用“间作”模式种植玉米和大豆，如图1所示。在实际种植过程中，研究人员发现混合种植过密会导致玉米和大豆产量下降，经查阅资料发现可能与植物“避阴反应”有关。“避阴反应”指与自然光相比，在透过叶片的光中红光/远红光值降低，植物对红光/远红光值降低产生应答反应，表现为植物茎节和叶柄伸长的速度加快，分支减少，易引发倒伏和减产，调控机理如图2所示。
回答下列问题：
(1)植物光合作用中吸收红光的色素是 。光能被捕获后完成光反应，该过程将光能转化为 中的化学能。
(2)光敏色素是一种 复合体，在受到光照射时，光敏色素结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
(3)间作模式下相邻植物遮挡时，导致出现了图2中的条件① ，光敏色素B感知变化后，促进控制激素② 、赤霉素（GA3）合成的相关基因的表达，细胞发生一定的变化使细胞伸长，从而使茎伸长，以获得更多的阳光进行有效的光合作用。这一变化通常会导致顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制，这一现象称为 。
(4)研究发现，有些植物不能间作，甲、乙两种植物混合种植会导致单株平均干重均下降。科研人员为探究两种植物根部竞争、茎叶竞争对单株平均干重的影响强度，进行了如下实验：
a．实验分为A、B两组，每组均包含生长状况相似、数量相同的甲、乙植株若干。
b．A组种植在 ，以形成根部竞争；B组种植在隔离的土壤中但茎叶交织，以形成茎叶竞争。
c．在相同且适宜的条件下培养相同时间，测定各组植株的单株平均干重。预期实验结果：
若 ，说明根部竞争的影响大；
若 ，说明茎叶竞争的影响大；
若A、B组单株平均干重相当，说明根部竞争与茎叶竞争的影响强度相当。
【答案】(1) 叶绿素（叶绿素a和叶绿素b） ATP和NADPH
(2) 色素-蛋白 细胞核
(3) 红光/远红光值降低 生长素（或IAA） 顶端优势
(4) 同一土壤中但茎叶分开 A组单株平均干重小于B组（A小于B） A组单株平均干重大于B组（A大于B）
【详解】（1）叶绿体中色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此植物光合作用中吸收红光的色素是叶绿素。光反应是通过叶绿素等光合色素分子吸收光能，并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH的过程，因此该过程是将光能转变为ATP和NADPH中化学能。
（2）光敏色素的化学本质是蛋白质，是色素—蛋白复合体，敏色素在光照条件下被激活，结构发生变化，信号经过转导，传代到细胞核内，细胞核内特定基因的转录变化，在细胞质中进行翻译，表现出生物学效应。
（3）据题意可知，“避阴反应”指与自然光相比，在透过叶片的光中红光/远红光值降低，植物对红光/远红光值降低产生应答反应，表现为植物茎节和叶柄伸长的速度加快，分支减少，易引发倒伏和减产，因此间作模式下相邻植物遮挡（相当于“避阴反应”）时，导致出现了图2（茎节伸长）中的条件是红光/远红光值降低。光敏色素B感知变化后，茎节伸长，能使茎节伸长的激素是生长素和赤霉素，因此光敏色素B感知变化后，促进控制生长素（或IAA）、赤霉素（GA3）合成的相关基因的表达。顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制，这一现象称为顶端优势。
（4）实验目的为探究两种植物根部竞争、茎叶竞争对单株平均干重的影响强度，则竞争方式为自变量，平均干重为因变量a、分组编号：实验分为A、B两组，每组均包含生长状况相似、数量相同的甲、乙植株若干。
b、自变量处理：A组种植在同一土壤中但茎叶分开（不隔离的土壤且避免茎叶交织），以形成根部竞争；B组种植在隔离的土壤中但茎叶交织，以形成茎叶竞争。
c、因变量检测：在相同且适宜的条件下培养相同时间，测定各组植株的单株平均干重。
预期实验结果：若A组单株评论干重相差大，说明根部竞争的影响大；若B组单株评论干重相差大，说明茎叶竞争的影响大；若A、B组单株平均干重相当，说明根部竞争与茎叶竞争的影响强度相当。
13．（2024·浙江·二模）细胞呼吸过程中产生的氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。生产上常将种子沿种胚切开，浸泡于TTC溶液中，通过观察种胚染色情况测定种子活力。下列叙述错误的是（ ）
A．胚细胞产生氢的场所包括细胞溶胶、线粒体
B．TTC与氢反应生成TTF的过程中，TTC作为氢受体
C．观察到种胚的红色越深，说明种子活力越弱
D．种子活力的检测也可用溴麝香草酚蓝溶液
【答案】C
【分析】种子不能进行光合作用，[H］应是通过有氧呼吸第一、二阶段产生，有氧呼吸强度受温度、氧气浓度影响。
【详解】A、胚细胞产生氢的过程是有氧呼吸和无氧呼吸，场所包括细胞溶胶（细胞质基质）、线粒体，A正确；
B、TTC与氢反应生成TTF的过程中，TTC作为氢受体，接受H，发生还原反应，B正确；
C、观察到种胚的红色越深，说明种子产生氢的量多，细胞呼吸旺盛，种子活力越强，C错误；
D、种子细胞呼吸会产生CO2，可用溴麝香草酚蓝溶液检测呼吸强度，可以反应种子的活力强弱，D正确。
故选C。
14．（2024·湖南岳阳·二模）科学实验表明：富氢水（HRW）处理草莓后其干重增加58%，叶面积增加48%，相对生长率较对照组提高50%，葡萄糖、蔗糖含量比对照组分别增加69%、46%，叶绿素a/叶绿素b提高12%。富氢水处理对草莓气孔导度及胞间CO2浓度的影响如下图。以下说法正确的是（　　）

A．HRW处理的草莓叶片气孔导度明显增加，草莓叶片胞间CO2浓度比对照组没有显著性差异，可能与叶绿体中光合酶活性以及光系统活性等的提升有关
B．富氢水处理提高了草莓叶片光合产物的积累，为生长速率的提高积累物质基础
C．对照组应当用普通水处理草莓
D．HRW对叶绿素的转化可能产生影响，增加了叶绿素a含量或者降低其转化
【答案】ABCD
【分析】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，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应
发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。
【详解】A、据题图可知，HRW处理组光合速率较高，但HRW处理和对照组的胞间CO2浓度相差不大，说明胞间二氧化碳浓度不是导致HRW组叶片净光合速率上升的主要原因，因此HRW处理组光合速率较高可能与叶绿体中光合酶活性以及光系统活性等的提升有关，A正确；
B、富氢水（HRW）处理草莓后，葡萄糖、蔗糖含量比对照组分别增加69%、46%，由此可知，富氢水处理提高了草莓叶片光合产物的积累，为生长速率的提高积累物质基础，B正确；
C、实验设计时应遵循对照原则与单一变量原则，实验组用富氢水（HRW）处理草莓，对照组应当用普通水处理草莓，C正确；
D、富氢水（HRW）处理草莓后，叶绿素a/叶绿素b提高12%，这说明HRW对叶绿素的转化可能产生影响，增加了叶绿素a含量或者降低其转化，D正确。
故选ABCD。
15．（2024·上海崇明·二模）不同物种独立演化出相同或相似的性状称为趋同进化。在大多数植物的光合作用中，大气CO2直接被卡尔文循环中的R酶固定。然而，R酶对CO2和O2都有亲和性，当其结合O2而非CO2时就会发生光呼吸作用，导致能量消耗。陆生植物进化出了多种碳浓缩机制避免光呼吸，除C3途径外，许多生活在炎热干燥环境中的植物会采用C4途径或CAM途径。两种机制都使用R酶并将CO2的捕获和固定分开进行，提高碳固定的效率。
(1)植物光合作用的光反应产物 转移至 （场所）参与碳反应。不同植物碳浓缩机制的差异是长期自然选择形成的对环境 的结果。
(2)结合题干信息分析，下列可作为光合作用趋同进化的证据有______。
A．从蓝细菌到开花植物捕获光能的装置都是叶绿体
B．为避免光呼吸，陆生植物进化出多种碳浓缩机制
C．C4植物和CAM植物都利用R酶来固定CO2
D．C4植物和CAM植物都把CO2的捕获和固定分开
植物光合作用速率受多种因素影响，研究人员获得了光合作用速率明显降低的CST1基因功能缺失突变体玉米，利用其研究了光合作用产物对光合作用的反馈调节机制。研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度，结果如图1，野生型植株在不同光照条件下CST1基因的表达量，结果如图2。
(3)图1结果说明野生型植株中CST1蛋白能够 （促进/抑制）气孔打开，突变体光合速率下降的原因是 。
(4)据图2分析下列说法正确的是______。
A．A组CST1基因表达量的峰值和谷值出现时间较光暗处理在时间上存在滞后
B．B组和C组的结果说明CST1基因在黑暗条件下表达量高，在光照条件下表达量低
C．连续光照处理不利于野生型玉米植株的光合作用速率提高，而连续黑暗处理可以
D．光照处理能够影响野生型玉米植株气孔的开放程度
(5)研究人员在玉米传粉后第15天分别向野生型和突变体的茎注射蔗糖溶液，对照组注射等量蒸馏水，48小时后检测叶中气孔开放程度。实验证实了CST1基因的表达受到光合作用产物的调控，进而影响气孔开放程度。请将蔗糖处理突变体的结果补在下图中 。

在全球气候变化日益加剧的背景下，多重联合胁迫对作物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。研究者设计了如图甲所示的实验，分析了在单一干旱、单一冷害以及二者联合胁迫条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙。

(6)图甲所示的实验设计中，“25天最适条件”培养的目的是 。
(7)干旱胁迫下，玉米的生命活动可能会发生的变化有______。
A．部分细胞出现质壁分离
B．无机盐的运输效率降低
C．氧气的释放量减少
D．细胞无法调节代谢活动
(8)该研究显示：干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。请结合图乙所示数据说明得出该结论的依据： 。
【答案】(1) ATP、NADPH 叶绿体基质 适应
(2)BCD
(3) 促进 CSTI基因功能缺失，气孔开放程度下降，CO2减少碳反应速率受限，光合作用速率下降
(4)ABD
(5)
(6)保证各组玉米在胁迫干预前长势一致（生理状态基本相同），排除玉米本身的生理状态对实验结果的影响
(7)ABC
(8)在胁迫期，与对照组相比单一冷害胁迫（C）和干旱冷害联合胁迫条件（D&C）均造成玉米净光合速率显著下降，说明在胁迫条件下玉米通过光合作用积累的有机物减少，光合作用和生长受到损伤；在恢复期，单一冷害胁迫条件下玉米净光合速率虽较胁迫期有回升但仍然显著低于对照组，而干旱冷害联合胁迫条件下，玉米的净光合速率较胁迫期显著回升。且显著大于单一冷害胁迫，说明有机物合成不足的状态得到了明显的缓解。
【详解】（1）植物光合作用的光反应产物ATP、NADPH转移至碳反应（暗反应）的场所叶绿体基质，用于C3的还原。不同植物碳浓缩机制的差异是长期自然选择形成的对环境适应的结果。
（2）A、蓝细菌是原核生物，光合作用在其光合片层上进行，没有叶绿体，A错误；
B、为避免光呼吸，陆生植物进化出多种碳浓缩机制，都是促进光合作用的进行，B正确；
C、C4植物和CAM植物都利用R酶来固定CO2，是趋同的证据之一，C正确；
D、C4植物和CAM植物都把CO2的捕获和固定分开，前者在空间上分开，后者在时间上分开，是趋同的证据之一，D正确。
故选BCD。
（3）据图可知，与野生型相比，突变型的气孔开放程度降低，且突变体是CST1基因功能缺失，故据此推测野生型植株中CST1蛋白能够促进气孔打开；二氧化碳是暗反应的原料，可通过气孔进出细胞，由于CST1基因功能缺失，气孔开放程度下降，CO2吸收减少导致碳（暗）反应速率受限，光合作用速率下降。
（4）A、据图可知，A组（光照和黑暗交替处理）CST1基因表达量的峰值和谷值出现时间较光暗处理在时间上存在滞后，A正确；
BD、结合图2可知，A组（光照和黑暗交替处理）CST1基因表达量在光照时下降，黑暗时上升，B组（连续黑暗）CST1基因持续高水平表表达，C组（连续光照）CST1基因持续低水平表达，由此推测光合产物的积累会抑制CST1基因的表达，进而影响气孔开放程度，也说明光照处理能够影响野生型玉米植株气孔的开放程度，BD正确；
C、C组（连续光照）CST1基因持续低水平表达，由此推测光合产物的积累会抑制CST1基因的表达，连续光照处理不利于野生型玉米植株的光合作用速率提高，但连续黑暗缺乏光反应的条件，也不利于光合速率提高，C错误。
故选ABD。
（5）依据题意，本实验是在玉米传粉后第15天分别向野生型和突变体的茎注射蔗糖溶液，对照组注射等量蒸馏水，48小时后检测叶中气孔开放程度，且实验结果是证实了CST1基因的表达受到光合作用产物的调控，进而影响气孔开放程度，蔗糖影响CST1基因的表达，进而影响气孔开放程度，而突变体CST1基因功能缺失，因此蔗糖处理突变体的结果与蒸馏水相同。如图所示：
（6）图甲所示的实验设计中，“25天最适条件”培养的目的是为了保证各组玉米在胁迫干预前长势一致（生理状态基本相同），排除玉米本身的生理状态对实验结果的影响。
（7）A、干旱条件下，植物细胞可能会失水导致质壁分离，A正确；
B、干旱胁迫，细胞代谢受影响，功能受影响，无机盐的运输效率降低，B正确；
C、干旱胁迫，光合作用可能会降低，氧气的释放量减少，C正确；
D、由图可知，细胞通过调节代谢活动，可以度过干旱期，细胞还可以进行代谢，D错误。
故选ABC。
（8）由图乙可知，①在胁迫期，与对照组相比单一冷害胁迫（C）和干旱冷害联合胁迫条件（D&C）均造成玉米净光合速率显著下降，说明在胁迫条件下玉米通过光合作用积累的有机物减少，光合作用和生长受到损伤；②在恢复期，单一冷害胁迫条件下玉米净光合速率虽较胁迫期有回升但仍然显著低于对照组，而干旱冷害联合胁迫条件下，玉米的净光合速率较胁迫期显著回升。且显著大于单一冷害胁迫，说明有机物合成不足的状态得到了明显的缓解。综上所述，干旱可以明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。
16．（2024·辽宁抚顺·二模）有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。电子在传递的过程中，H+通过复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H势能差，驱动ATP合酶顺H+浓度梯度运输，同时产生大量的ATP。UCP是一种特殊的H+通道。下列相关叙述错误的是（ ）

A．复合物Ⅳ可分布在骨骼肌细胞线粒体的内膜上
B．在嵴结构周围的线粒体基质中，H+的浓度较高
C．ATP合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP合成
D．若UCP运输的H+增多，则细胞合成的ATP可能会减少
【答案】B
【分析】对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
【详解】A、依题意可知，复合物I、Ⅲ、Ⅳ在有氧呼吸第三阶段起电子传递作用，骨骼肌细胞的有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，所以在真核细胞中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，A正确；
B、电子在传递的过程中，H 通过复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H 势能差。结合图分析可知，复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，线粒体基质中H 的浓度较低，B错误；
C、根据题图可知：ATP合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP合成，C正确；
D、依题意，UCP是一种特殊的H+通道，由图可知，H+通过UCP运输会产生大量热量，若UCP运输的H+增多，则通过ATP合成酶运输的H+减少，ATP的合成速率会下降，D正确。
故选B。
17．（2024·安徽芜湖·二模）植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是（ ）
A．根细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
【答案】A
【详解】A、有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水，A错误；
B、矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；
C、细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；
D、根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为钾离子跨膜运输需要载体，自由扩散不需要载体，D正确。
故选A。
18．（2024·浙江·二模）细胞呼吸过程中产生的氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。生产上常将种子沿种胚切开，浸泡于TTC溶液中，通过观察种胚染色情况测定种子活力。下列叙述错误的是（ ）
A．胚细胞产生氢的场所包括细胞溶胶、线粒体
B．TTC与氢反应生成TTF的过程中，TTC作为氢受体
C．观察到种胚的红色越深，说明种子活力越弱
D．种子活力的检测也可用溴麝香草酚蓝溶液
【答案】C
【分析】种子不能进行光合作用，[H］应是通过有氧呼吸第一、二阶段产生，有氧呼吸强度受温度、氧气浓度影响。
【详解】A、胚细胞产生氢的过程是有氧呼吸和无氧呼吸，场所包括细胞溶胶（细胞质基质）、线粒体，A正确；
B、TTC与氢反应生成TTF的过程中，TTC作为氢受体，接受H，发生还原反应，B正确；
C、观察到种胚的红色越深，说明种子产生氢的量多，细胞呼吸旺盛，种子活力越强，C错误；
D、种子细胞呼吸会产生CO2，可用溴麝香草酚蓝溶液检测呼吸强度，可以反应种子的活力强弱，D正确。
故选C。
19．（2024·全国·二模）人们对臭氧的研究越来越多，研究人员对用外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长进行研究，其处理及结果如表，请回答下列问题。
表 外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长的影响
处理 叶绿素a （mg·g-1） 叶绿素 b （mg·g-1） 叶绿素 a/b （mg·g-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1）
①空白对照组 2.24 0.75 3.00 16.03
②O3组 1.53 0.43 3.56 4.37
③组 1.78 0.56 3.17 9.00
(1)该研究中净光合速率的观察指标为 （写出一种即可）。
(2)表中③组的处理为 ，由表中数据可知，低层臭氧对植物光合作用的影响为 。
(3)Rubisco是一种羧化加氧酶，在高CO2浓度下催化CO2与C5结合完成 过程，在高O2浓度下催化C5的分解，最终释放CO2完成光呼吸过程，光呼吸可以消耗过剩的光能，由此可知，光呼吸存在的意义是 。
(4)图甲所示是实验的另一组数据，综合表和图甲研究，外源褪黑素 （填“缓解”或“加重”）O3对光合作用的影响，其机制是 。

【答案】(1)单位时间内 O2的释放量[有机物（CH2O）的积累量，CO2的吸收量]
(2) O3+外源褪黑素 叶绿素含量降低，净光合速率降低
(3) CO2的固定 降低过剩的光能或光反应产物对叶片的伤害
(4) 缓解 外源褪黑素通过提高 O3胁迫下叶绿素的含量提高光反应速率，通过提高 O3胁迫下的Rubisco活性提高暗反应速率，缓解 O3胁迫下光合速率的降低
【分析】题图分析：本实验的自变量是O3及褪黑素的有无，自变量为光合作用和Rubisco活性等。
【详解】（1）净光合速率可由单位时间内 O2释放量，有机物的积累量，CO2的吸收量等表示。
（2）通过实验目的可以看出研究对象是外源褪黑素对 O3胁迫下的光合作用的影响，所以③组为实验组，控制的自变量为O3+外源褪黑素。由表中数据可知，与空白对照组相比较，低层臭氧对植物光合作用的影响是降低了叶绿素含量，降低了净光合速率。
（3）CO2与C3结合的过程为CO2的固定，由题干对光呼吸的介绍可以推测，光呼吸是光能过剩、光反应过强下的反应，根据进化理论推测它存在的意义在于降低过剩的光能和光反应产物对叶片的伤害。
（4）由图甲可以直接得到O3组降低了 Rubisco活性，外源褪黑素缓解了 O3对该酶活性的抑制的结论。表1和图甲分别研究了外源褪黑素对O3胁迫下的叶绿素含量的变化和Rubisco活性的变化，可从这两个方面综合叙述外源褪黑素对光合作用的影响机制：①外源褪黑素通过提高 O3胁迫下叶绿素的含量提高光反应速率，②通过提高 O3胁迫下的Rubisco活性提高暗反应速率，缓解 O3胁迫下光合速率的降低。
20．（2024·广东韶关·二模）研究人员发现大豆细胞中GmPLP1（一种光受体蛋白）的表达量在强光下显著下降。据此，他们作出GmPLP1参与强光胁迫响应的假设。为验证该假设，他们选用WT（野生型）、GmPLP1-ox（GmPLP1过表达）和GmPLP1-i（GmPLP1低表达）转基因大豆幼苗为材料进行相关实验，结果如图1所示。请回答下列问题

(1)强光胁迫时，过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体（PSII）造成损伤，并产生活性氧（影响PSII的修复），进而影响 和ATP的供应，导致暗反应 （填生理过程）减弱，生成的有机物减少，致使植物减产。
(2)图1中，光照强度大于1500umol/m2/s时，随着光照强度的增加，三组实验大豆幼苗的净光合速率均增加缓慢，分析其原因可能是 （试从暗反应角度答出2点）。该实验结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应，判断依据是 。
(3)研究小组在进一步的研究中发现，强光会诱导蛋白GmVTC2b的表达。为探究GmVTC2b是否参与大豆对强光胁迫的响应，他们测量了弱光和强光下WT（野生型）和GmVTC2b-ox（GmVTC2b过表达）转基因大豆幼苗中抗坏血酸（可清除活性氧）的含量，结果如图2所示。

依据结果可推出在强光胁迫下GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性（生物对强光胁迫的忍耐程度），其原理是 。
(4)经进一步的研究，研究人员发现GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能，减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性。若在第（3）小题实验的基础上增设一个实验组进行验证，该实验组的选材为 的转基因大豆幼苗（提示：可通过转基因技术得到相应基因过表达和低表达的植物）。根据以上信息，试提出一个可提高大豆对强光胁迫的耐受性，从而达到增产目的的思路 （答出1点即可）。
【答案】(1) NADPH C3还原
(2) 受胞间CO2浓度的限制；受光合作用有关酶的数量（活性）的限制；受温度的影响。 一定范围内，光照较强时，与WT相比，GmPLP1的表达量增加抑制大豆幼苗的光合作用；GmPLP1的表达量减少促进大豆幼苗的光合作用。
(3)GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力，从而增加植株对强光胁迫的耐受性。
(4) GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达（或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达） 抑制大豆细胞中GmPLP1的表达；促进大豆细胞中GmVTC2b的表达；增加大豆细胞中抗坏血酸含量
【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）强光胁迫时，过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体（PSII）造成损伤，光反应减弱，光反应产生的ATP和NADPH减少，而暗反应过程中C3还原需要光反应提供ATP和NADPH，因此导致暗反应C3还原减弱，生成的有机物减少，致使植物减产。
（2）由于胞间CO2浓度的限制，二氧化碳吸收速率有限，光合作用有关酶的数量（活性）的限制以及温度的影响，所以光照强度大于1500umol/m2/s时，随着光照强度的增加，三组实验大豆幼苗的净光合速率均增加缓慢。一定范围内，光照较强时，与WT相比，GmPLP1的表达量增加抑制大豆幼苗的光合作用；GmPLP1的表达量减少促进大豆幼苗的光合作用，该结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应。
（3）由于GmVTC2b通过增加抗坏血酸含量进而提高大豆清除活性氧的能力，从而增加植株对强光胁迫的耐受性，因此在强光胁迫下GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性（生物对强光胁迫的忍耐程度）。
（4）为了验证GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能，减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性，因此可通过设置GmVTC2b过表达和GmPLP1过表达（或GmVTC2b过表达和GmPLP1低表达）的转基因大豆幼苗来进行实验。根据以上信息，试提出一个可提高大豆对强光胁迫的耐受性，从而达到增产目的的思路抑制大豆细胞中GmPLP1的表达；促进大豆细胞中GmVTC2b的表达；增加大豆细胞中抗坏血酸含量。2024年高考生物二模试题分类汇编： 细胞的代谢（新高考通用）
1．（2024·河北张家口·二模）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
A．ATP水解释放的能量能与载体蛋白结合，使其空间结构发生变化
B．有氧呼吸过程中释放的能量大部分转移到ATP中，少部分以热能形式散失
C．酶是由活细胞产生的具有催化作用和调节作用的蛋白质
D．停止光照或提高CO2浓度均可在短时间内使C3含量增加
2．（2024·广东·二模）如图表示无氧运动中产生的乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程。下列叙述正确的是（　　）

A．过程①的场所是细胞质基质
B．过程②伴随有CO2的生成
C．过程③会导致血液pH呈酸性
D．过程④为放能反应
3．（2024·浙江台州·二模）天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX），低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述错误的是（ ）
A．氰化物主要影响需氧呼吸第三阶段
B．低温条件下局部抗氰呼吸加强有利于提高细胞代谢速率
C．低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解
D．与需氧呼吸相比，抗氰呼吸中有机物氧化分解生成的ATP较少
4．（2024·福建·二模）某植物为适应热带干旱地区的环境，形成了独特的CO2利用模式，即白天气孔开放程度小，夜晚开放程度大，如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．据图推测过程①②③发生在不同细胞中
B．该植物白天CO2吸收速率小于O2释放速率
C．该植物在夜间无法通过卡尔文循环积累产物
D．该模式有利于植物白天减弱蒸腾作用而保水
5．（2024·天津·二模）下列有关细胞呼吸的原理在生产实践中的叙述，错误的是（ ）
A．松土可以促进植物根系的有氧呼吸，但过度松土不利于土壤肥力的保持
B．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌生产各种酒时，连续通气，可提高产量
C．储藏粮食的仓库往往通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱粮食的细胞呼吸
D．若大棚种植蔬菜遇连续的阴雨天，通过适当降低大棚的温度，可以保持农作物产量
6．（2024·海南·二模）我国新疆是世界上重要的优质棉花产地。作为重要的经济作物，棉花叶片光合产物的形成及输出是影响棉花品质的重要因素。棉花叶片光合作过程如图1所示。图1中酶a为暗反应的关键酶，酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶，字母A-G代表物质。
(1)图1中酶a催化暗反应中的 过程。F形成三碳糖时需要的能源物质D有 。
(2)研究表明，高温胁迫（40℃以上）会降低酶a的活性。据此推测，在高温胁迫下，短时间内物质 （填字母）含量会上升。
(3)为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖占叶片干重的百分比，结果如图2。
①光合产物的积累会影响光合作用的速率，图2两条曲线中代表叶片C02固定速率的曲线是 ,本实验中对照组植株CO2固定速率相对值是 。
②已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，输出量 （填“增加”、“不变”或“减少”），进而在叶片中积累。
③综合上述结果可推测，棉花去棉铃后会对光合作用有 作用。
(4)有些棉花在特定环境中气孔会出现周期性的开合现象，被称为“气孔振荡”。研究发现，气孔振荡周期中的开合与炎热夏季正午气孔开合机理一致，推测气孔振荡是棉花植株在 （填“干旱”、“寒冷”或“潮湿”）环境中经过长期进化而产生的适应性机制，“气孔振荡”的具体意义是 。
7．（2024.枣庄.二模）小麦、水稻等大多数植物，在暗反应阶段，CO2被C5固定以后形成C3，进而被还原成（CH2O），这类植物称为C3植物且玉米、甘蔗等原产在热带的植物，CO2中的碳首先转移到草酰乙酸（C4）中，然后转移到C3中，这类植物称为C4植物，其固定CO2的途径如图1所示。芦荟、仙人掌等植物白天气孔关闭，夜间气孔开放，这类植物在进化中形成了特殊的固碳途径，如图2所示，这类植物称为CAM植物。（注：PEP羧化酶比RUBP羧化酶对CO2的亲合力更强）
(1)C4植物的光反应发生在 细胞。在炎热于旱夏季的中午，C4植物比C3植物的优越性表现为 。
(2)CAM植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于 过程，夜晚其叶肉细胞能产生ATP的场所是 。
(3)蝴蝶兰因花色艳丽、花姿优美、开花期长，一直以来深受爱花者的青睐。有人想在室内大量培养蝴蝶兰，又担心植物多，在夜晚会释放大量的CO2不利于健康。请你根据图1、图2的固碳途径，利用CO2传感器，设计实验探究蝴蝶兰是否是CAM植物。
实验思路： 。
实验结果和结论 。
8．（2024·湖南岳阳·二模）下列关于细胞呼吸相关实验及应用的说法错误的是（　　）
A．不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型
B．储存水果可采用降低氧气含量的措施来减弱其呼吸作用以延长保质期
C．正常情况下，有氧呼吸第三阶段中与氧气结合的[H]部分来自丙酮酸
D．用酸性重铬酸钾溶液检测人体呼出的气体含有酒精则可判断其细胞进行了无氧呼吸
9．（2024·广东韶关·二模）下列有关人体内成熟红细胞的叙述，正确的是（　　）
A．是验证细胞膜中磷脂分子分布的良好材料
B．加入呼吸抑制剂会影响其对葡萄糖的吸收
C．利用葡萄糖进行有氧呼吸，NADH与O2在线粒体内膜上结合
D．利用葡萄糖进行无氧呼吸，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
10．（2024·广东梅州·二模）生命观念中结构与功能观是指结构和功能相适应，是长期进化所形成的，是生物适应环境的体现。下列关于结构与功能观的表述，错误的是（ ）
A．哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核和细胞器，有利于氧气的运输
B．细胞膜的磷脂双分子层中磷脂分子的排布适应细胞内外都是水溶液的环境
C．某些阴生植物叶绿体颗粒大、呈深绿色以适应林下弱光环境
D．卵细胞体积较大，以利于细胞与外界环境进行物质交换
11．（2024·河北石家庄·二模）核桃种子萌发过程中，储藏的脂肪、蛋白质等物质在酶的作用下生成小分子，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列叙述正确的是（　　）
A．为延长核桃种子贮藏期，需在无氧和低温条件下入库贮藏
B．干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
C．核桃种子萌发过程中呼吸作用增强，有机物种类减少
D．核桃种子萌发初期干重增加是因为脂肪转化为糖类的过程中氧元素比例增加
12．（2024·湖南·二模）在长期进化过程中，生物都会形成一定的适应生存环境的特征。图1表示某景天科植物在24 h内，光合作用和气孔导度(气孔张开程度)的变化；图2 是该景天科植物光合作用的过程示意图。据此回答下列问题：
(1) (填“白天”或“夜晚”)气孔开放，CO 进入叶肉细胞，经过一系列变化最终以 形式储存在 中。
(2)不同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)。光反应只能在 (填“白天”或“夜晚”)进行，此时，该景天科植物的暗反应也在进行，暗反应所需CO 来自 。
(3)若下午突然降低外界CO 的浓度，则该景天科植物的C3的含量 (填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)据题分析，景天科植物生存环境可能具有 的特点。
13．（2024·河北石家庄·二模）研究人员尝试采用“间作”模式种植玉米和大豆，如图1所示。在实际种植过程中，研究人员发现混合种植过密会导致玉米和大豆产量下降，经查阅资料发现可能与植物“避阴反应”有关。“避阴反应”指与自然光相比，在透过叶片的光中红光/远红光值降低，植物对红光/远红光值降低产生应答反应，表现为植物茎节和叶柄伸长的速度加快，分支减少，易引发倒伏和减产，调控机理如图2所示。
回答下列问题：
(1)植物光合作用中吸收红光的色素是 。光能被捕获后完成光反应，该过程将光能转化为 中的化学能。
(2)光敏色素是一种 复合体，在受到光照射时，光敏色素结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
(3)间作模式下相邻植物遮挡时，导致出现了图2中的条件① ，光敏色素B感知变化后，促进控制激素② 、赤霉素（GA3）合成的相关基因的表达，细胞发生一定的变化使细胞伸长，从而使茎伸长，以获得更多的阳光进行有效的光合作用。这一变化通常会导致顶芽优先生长，而侧芽生长受到抑制，这一现象称
为 。
(4)研究发现，有些植物不能间作，甲、乙两种植物混合种植会导致单株平均干重均下降。科研人员为探究两种植物根部竞争、茎叶竞争对单株平均干重的影响强度，进行了如下实验：
a．实验分为A、B两组，每组均包含生长状况相似、数量相同的甲、乙植株若干。
b．A组种植在 ，以形成根部竞争；B组种植在隔离的土壤中但茎叶交织，以形成茎叶竞争。
c．在相同且适宜的条件下培养相同时间，测定各组植株的单株平均干重。预期实验结果：
若 ，说明根部竞争的影响大；
若 ，说明茎叶竞争的影响大；
若A、B组单株平均干重相当，说明根部竞争与茎叶竞争的影响强度相当。
13．（2024·浙江·二模）细胞呼吸过程中产生的氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。生产上常将种子沿种胚切开，浸泡于TTC溶液中，通过观察种胚染色情况测定种子活力。下列叙述错误的是（ ）
A．胚细胞产生氢的场所包括细胞溶胶、线粒体
B．TTC与氢反应生成TTF的过程中，TTC作为氢受体
C．观察到种胚的红色越深，说明种子活力越弱
D．种子活力的检测也可用溴麝香草酚蓝溶液
14．（2024·湖南岳阳·二模）科学实验表明：富氢水（HRW）处理草莓后其干重增加58%，叶面积增加48%，相对生长率较对照组提高50%，葡萄糖、蔗糖含量比对照组分别增加69%、46%，叶绿素a/叶绿素b提高12%。富氢水处理对草莓气孔导度及胞间CO2浓度的影响如下图。以下说法正确的是（　　）

A．HRW处理的草莓叶片气孔导度明显增加，草莓叶片胞间CO2浓度比对照组没有显著性差异，可能与叶绿体中光合酶活性以及光系统活性等的提升有关
B．富氢水处理提高了草莓叶片光合产物的积累，为生长速率的提高积累物质基础
C．对照组应当用普通水处理草莓
D．HRW对叶绿素的转化可能产生影响，增加了叶绿素a含量或者降低其转化
15．（2024·上海崇明·二模）不同物种独立演化出相同或相似的性状称为趋同进化。在大多数植物的光合作用中，大气CO2直接被卡尔文循环中的R酶固定。然而，R酶对CO2和O2都有亲和性，当其结合O2而非CO2时就会发生光呼吸作用，导致能量消耗。陆生植物进化出了多种碳浓缩机制避免光呼吸，除C3途径外，许
多生活在炎热干燥环境中的植物会采用C4途径或CAM途径。两种机制都使用R酶并将CO2的捕获和固定分开进行，提高碳固定的效率。
(1)植物光合作用的光反应产物 转移至 （场所）参与碳反应。不同植物碳浓缩机制的差异是长期自然选择形成的对环境 的结果。
(2)结合题干信息分析，下列可作为光合作用趋同进化的证据有______。
A．从蓝细菌到开花植物捕获光能的装置都是叶绿体
B．为避免光呼吸，陆生植物进化出多种碳浓缩机制
C．C4植物和CAM植物都利用R酶来固定CO2
D．C4植物和CAM植物都把CO2的捕获和固定分开
植物光合作用速率受多种因素影响，研究人员获得了光合作用速率明显降低的CST1基因功能缺失突变体玉米，利用其研究了光合作用产物对光合作用的反馈调节机制。研究人员检测了传粉后玉米叶片的气孔开放程度，结果如图1，野生型植株在不同光照条件下CST1基因的表达量，结果如图2。
(3)图1结果说明野生型植株中CST1蛋白能够 （促进/抑制）气孔打开，突变体光合速率下降的原因是 。
(4)据图2分析下列说法正确的是______。
A．A组CST1基因表达量的峰值和谷值出现时间较光暗处理在时间上存在滞后
B．B组和C组的结果说明CST1基因在黑暗条件下表达量高，在光照条件下表达量低
C．连续光照处理不利于野生型玉米植株的光合作用速率提高，而连续黑暗处理可以
D．光照处理能够影响野生型玉米植株气孔的开放程度
(5)研究人员在玉米传粉后第15天分别向野生型和突变体的茎注射蔗糖溶液，对照组注射等量蒸馏水，48小时后检测叶中气孔开放程度。实验证实了CST1基因的表达受到光合作用产物的调控，进而影响气孔开放程度。请将蔗糖处理突变体的结果补在下图中 。

在全球气候变化日益加剧的背景下，多重联合胁迫对作物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显著。研究者设计了如图甲所示的实验，分析了在单一干旱、单一冷害以及二者联合胁迫条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙。

(6)图甲所示的实验设计中，“25天最适条件”培养的目的是 。
(7)干旱胁迫下，玉米的生命活动可能会发生的变化有______。
A．部分细胞出现质壁分离
B．无机盐的运输效率降低
C．氧气的释放量减少
D．细胞无法调节代谢活动
(8)该研究显示：干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。请结合图乙所示数据说明得出该结论的依据： 。
16．（2024·辽宁抚顺·二模）有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。电子在传递的过程中，H+通过复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H势能差，驱动ATP合酶顺H+浓度梯度运输，同时产生大量的ATP。UCP是一种特殊的H+通道。下列相关叙述错误的是（ ）

A．复合物Ⅳ可分布在骨骼肌细胞线粒体的内膜上
B．在嵴结构周围的线粒体基质中，H+的浓度较高
C．ATP合酶与H+结合，将其转运的同时催化ATP合成
D．若UCP运输的H+增多，则细胞合成的ATP可能会减少
17．（2024·安徽芜湖·二模）植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是（ ）
A．根细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
18．（2024·浙江·二模）细胞呼吸过程中产生的氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。生产上常将种子沿种胚切开，浸泡于TTC溶液中，通过观察种胚染色情况测定种子活力。下列叙述错误的是（ ）
A．胚细胞产生氢的场所包括细胞溶胶、线粒体
B．TTC与氢反应生成TTF的过程中，TTC作为氢受体
C．观察到种胚的红色越深，说明种子活力越弱
D．种子活力的检测也可用溴麝香草酚蓝溶液
19．（2024·全国·二模）人们对臭氧的研究越来越多，研究人员对用外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长进行研究，其处理及结果如表，请回答下列问题。
表 外源褪黑素对大气低层臭氧影响下的植物生长的影响
处理 叶绿素a （mg·g-1） 叶绿素 b （mg·g-1） 叶绿素 a/b （mg·g-1） 净光合速率 （μmol·m-2·s-1）
①空白对照组 2.24 0.75 3.00 16.03
②O3组 1.53 0.43 3.56 4.37
③组 1.78 0.56 3.17 9.00
(1)该研究中净光合速率的观察指标为 （写出一种即可）。
(2)表中③组的处理为 ，由表中数据可知，低层臭氧对植物光合作用的影响为 。
(3)Rubisco是一种羧化加氧酶，在高CO2浓度下催化CO2与C5结合完成 过程，在高O2浓度下催化C5的分解，最终释放CO2完成光呼吸过程，光呼吸可以消耗过剩的光能，由此可知，光呼吸存在的意义是 。
(4)图甲所示是实验的另一组数据，综合表和图甲研究，外源褪黑素 （填“缓解”或“加重”）O3对光合作用的影响，其机制是 。

20．（2024·广东韶关·二模）研究人员发现大豆细胞中GmPLP1（一种光受体蛋白）的表达量在强光下显著下降。据此，他们作出GmPLP1参与强光胁迫响应的假设。为验证该假设，他们选用WT（野生型）、GmPLP1-ox（GmPLP1过表达）和GmPLP1-i（GmPLP1低表达）转基因大豆幼苗为材料进行相关实验，结果如图1所示。请回答下列问题

(1)强光胁迫时，过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体（PSII）造成损伤，并产生活性氧（影响PSII的修复），进而影响 和ATP的供应，导致暗反应 （填生理过程）减弱，生成的有机物减少，致使植物减产。
(2)图1中，光照强度大于1500umol/m2/s时，随着光照强度的增加，三组实验大豆幼苗的净光合速率均增加缓慢，分析其原因可能是 （试从暗反应角度答出2点）。该实验结果表明GmPLP1参与强光胁迫响应，判断依据是 。
(3)研究小组在进一步的研究中发现，强光会诱导蛋白GmVTC2b的表达。为探究GmVTC2b是否参与大豆
对强光胁迫的响应，他们测量了弱光和强光下WT（野生型）和GmVTC2b-ox（GmVTC2b过表达）转基因大豆幼苗中抗坏血酸（可清除活性氧）的含量，结果如图2所示。

依据结果可推出在强光胁迫下GmVTC2b增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性（生物对强光胁迫的忍耐程度），其原理是 。
(4)经进一步的研究，研究人员发现GmPLP1通过抑制GmVTC2b的功能，减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受性。若在第（3）小题实验的基础上增设一个实验组进行验证，该实验组的选材为 的转基因大豆幼苗（提示：可通过转基因技术得到相应基因过表达和低表达的植物）。根据以上信息，试提出一个可提高大豆对强光胁迫的耐受性，从而达到增产目的的思路 （答出1点即可）。