专题强化练 细胞代谢的拓展
[分值：100分]
1～6题每题7分，7～10题每题8分，共74分
1．(2024·福建，11)叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。下列分析正确的是( )
A．0 min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度
B．30 min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组
C．30 min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间
D．与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长
答案 B
解析 题图横坐标是光照时间，在0 min之前，A和B两组已经处于黑暗中一段时间，黑暗中大豆叶片气孔关闭，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，使大豆叶片气孔充分开放，所以A组胞间CO2浓度低于B组，A错误；30 min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组，B正确；30 min时，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不再改变，说明限制A组光合速率的主要因素不是光照时间，C错误；叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，故与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，D错误。
2．(2025·武汉调研)某课题组研究了两种油菜素内酯类似物EBR和TS303对铝(Al)胁迫大豆光合特性的影响，结果如图所示。图中相同处理时间测得的实验结果上，标注的不同字母表示实验结果间存在显著差异。下列分析正确的是( )
注：CK、Al、EBR＋Al和TS303＋Al分别代表正常生长、Al胁迫、EBR浸种并 Al胁迫处理和TS303浸种并Al胁迫处理。
A．Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积和净光合速率均有显著影响
B．Al胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均无法使叶面积恢复到正常
C．Al 胁迫 14 天时，EBR和TS303处理均使净光合速率恢复到正常
D．EBR 和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫，且EBR效果优于TS303
答案 B
解析 根据实验数据可以看出，Al 胁迫7 天时，Al对大豆的叶面积无显著影响，A错误；结合题图可知，Al 胁迫 14 天时，EBR处理不能使净光合速率恢复到正常，但TS303处理可使净光合速率基本达到正常，C错误；Al胁迫14天时，EBR和TS303均能缓解Al对大豆的胁迫，且TS303效果优于EBR，D错误。
3．(2025·黄冈模拟)绿色植物中，光合电子传递由两个光反应系统相互配合来完成。一个是吸收远红光的特殊叶绿素a分子，最大吸收峰在700纳米处，称为P700。由P700和其他辅助复合物组成的光反应系统，称光系统Ⅰ(PSⅠ)。另一个是吸收红光的特殊叶绿素a分子，其吸收峰在680纳米处，称为P680。由P680和其他辅助复合物组成的光反应系统，称光系统Ⅱ(PSⅡ)。如图是植物细胞中部分生物膜的结构与完成的生理过程。下列相关叙述错误的是( )
A．图中所示的膜是叶绿体的类囊体薄膜，该膜上可发生物质运输和能量转化
B．P680处可发生水的光解，产生的电子最终传递给NADP＋生成NADPH
C．P700吸收的远红光无法进行光合作用，但可为H＋的主动运输提供能量
D．P是ATP、NADPH的组成元素，缺乏P时上述生理过程会受到影响
答案 C
解析 图中显示了物质(如H＋ 、电子等)的运输以及光能转化为ATP和NADPH中化学能的能量转化过程，所以该膜是叶绿体的类囊体薄膜，且该膜上可发生物质运输和能量转化，A正确。由图可知，P680吸收光能后可发生水的光解，产生O2、H＋和电子。 电子沿着图中箭头方向传递，最终传递给NADP＋生成NADPH，B正确。P700吸收远红光后会被激发，释放高能电子用于光合作用生成NADPH，可参与光合作用，C错误。ATP的结构简式为A－P～P～P，其中含有磷酸基团，P是其组成元素，NADPH中也含有磷元素，由图可知，该生理过程需要合成ATP和NADPH，所以缺乏P时上述生理过程会受到影响，D正确。
4．(2025·长沙三模)强光照射时，光反应产生的NADPH大量积累进而造成叶绿体损伤。细胞可通过草酰乙酸—苹果酸循环及AOX(交替氧化酶)途径消耗掉叶绿体中过剩的NADPH，相关过程如图所示。AOX能促进NADH与O2反应生成H2O，此过程产生极少量ATP。下列叙述正确的是( )
A．NADPH和NADH均为还原剂，其消耗场所均在膜上
B．AOX途径生成的ATP主要为细胞内外的生命活动供能
C．强光照射时阻断草酰乙酸—苹果酸循环，细胞产热增加
D．强光时增大CO2浓度可导致AOX途径生成的H2O减少
答案 D
解析 NADPH是光合作用光反应产生的还原剂，在叶绿体基质中参与暗反应，其消耗场所不在膜上，NADH是细胞呼吸过程中产生的还原剂，真核生物有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上与氧气反应，消耗场所在膜上，A错误；由图可知，AOX途径生成的ATP含量极少且作为信号分子参与信号转导，而不是主要为细胞内外的生命活动供能，B错误；从图中能看到草酰乙酸—苹果酸循环过程产生NADH，NADH可参与AOX途径，伴随热能产生。若强光照射时阻断此循环，该AOX途径被阻断，细胞产热就会减少，C错误；强光时增大CO2浓度，会促进卡尔文循环(暗反应)，更多地消耗NADPH，使得叶绿体中过剩的NADPH减少，通过草酰乙酸—苹果酸循环转运到线粒体的NADH减少，进而AOX途径消耗的NADH减少，AOX途径生成的H2O也会减少，D正确。
5．(2025·武汉二模)蓝细菌具有一种特殊的CO2浓缩机制，部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．蓝细菌含细胞膜、光合片层膜等生物膜系统
B．过程①需要ATP参与，过程②发生在细胞质基质中
C．图中CO2穿过蓝细菌的细胞膜和光合片层膜的方式相同
D．CO2必须转化为HCO－3才能进入羧酶体实现CO2的浓缩
答案 D
解析 生物膜系统包括核膜、细胞器膜和细胞膜等，蓝细菌是原核生物，只有细胞膜，没有生物膜系统，A错误；过程①为二氧化碳的固定，不需要ATP的参与，B错误；二氧化碳穿过细胞膜的方式是自由扩散，穿过光合片层膜需要消耗能量且需要转运蛋白的参与，为主动运输，转运方式不同，C错误；由图可知，由于羧酶体具有蛋白质外壳，二氧化碳无法进出，因此CO2必须转化为HCO－3才能进入羧酶体实现CO2的浓缩，D正确。
6．(2025·南通二模)RuBP羧化/加氧酶缩写为Rubisco，当CO2浓度高时，Rubisco催化C5与CO2反应；当O2浓度高时，Rubisco催化C5与O2经过一系列化学反应，消耗ATP和NADPH，生成CO2和C3，这一过程称为光呼吸。如图为小麦叶肉细胞中的部分生理活动过程，大写字母代表相应的物质。下列叙述不合理的是( )
A．a表示NADPH，b表示NADP＋，c表示ADP＋Pi，d表示ATP，f表示RuBP
B．夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，植物光呼吸会有所增强
C．Rubisco位于叶绿体基质，玉米(C4植物)通常比小麦(C3植物)光呼吸作用弱
D．光呼吸过程消耗ATP、NADPH，与光反应相反，不利于植物细胞的正常生长
答案 D
解析 由图可知，H＋＋b→a，故a表示NADPH，b表示NADP＋，光反应过程由c形成d，则c表示ADP＋Pi，d表示ATP，f表示RuBP，即C5，A合理；夏季晴朗的中午出现“午休现象”时，部分气孔关闭，二氧化碳不能正常进入叶肉细胞，但光反应正常进行，导致叶肉细胞内氧气浓度较高，氧气和五碳化合物结合概率增加，因此植物光呼吸的强度较通常会有所增大，B合理；Rubisco位于叶绿体基质，玉米(C4植物)通常比小麦(C3植物)光呼吸作用弱，因为玉米能利用较低浓度的二氧化碳，C合理；植物细胞产生的ATP和NADPH过多时会破坏细胞，光呼吸能消耗过多的ATP和NADPH，故适度光呼吸有利于保护农作物，D不合理。
7．(2025·长沙阶段检测)当植物暴露在强光下，叶片必须耗散过剩的光能，避免叶绿体损伤。紫黄质(a)、玉米黄质(b)和单环氧玉米黄质(c)这三种色素的相互转化称为叶黄素循环，是一种有效耗散光能的方式，三种色素在一天中的含量变化如图所示，其中单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳。下列相关叙述中错误的是( )
A．除了叶黄素循环之外，植物还可以调整叶绿体的位置避免强光损伤叶绿体
B．三种色素中对光能耗散能力最强的是b，三者相互转化关系为a→c→b
C．正午12：00时，有效光照强度最大，植物的光合速率也随之达到一天中最大
D．叶黄素循环通过动态调节光能分配，平衡光合作用效率与光保护需求
答案 C
解析 叶绿体在细胞质中可以流动，植物还可以调整叶绿体的位置避免强光损伤叶绿体，A正确；据图分析可知，三种色素中对光能耗散能力最强的是b，因单环氧玉米黄质的含量在一天中相对平稳，三者相互转化关系为a→c→b，B正确；正午12：00时，虽然有效光强最大，但是气孔部分关闭，CO2供应不足，植物的光合速率不一定达到一天中最大，C错误。
8．植物的气孔由两个保卫细胞构成，保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，可进行光合作用。研究表明，水稻叶片保卫细胞膜上OSA1蛋白受光诱导后活性提高，运出H＋，促进K＋进入细胞，过程如图所示，其中①～④表示物质。下列叙述错误的是( )
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