《2025年步步高大一轮复习讲义生物人教版》

12.(2023·江苏,19)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题：

(1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在________(从①～④中选填)；NADPH可用于CO₂固定产物的还原,其场所有________________。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H₂O、________________(填写2种)等。
(2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场所有________(从①～④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为________进入线粒体,经过TCA循环产生的________最终通过电子传递链氧化产生ATP。
(3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活细胞膜上的AHA,消耗ATP将H⁺泵出膜外,形成跨膜的__________,驱动细胞吸收K⁺等离子。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞__________,促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系,对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究,其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有________。

A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉

答案： 12.
(1)④ ①④ K⁺、Mal(苹果酸)
(2)①② 丙酮酸 [H](或NADH)
(3)H⁺浓度差
(4)吸水膨胀
(5)ABD
解析
(1)叶绿体是光合作用的场所，所以光照下，光驱动产生的NADPH主要出现在④中，即叶绿体中；NADPH可用于CO₂固定产物的还原，由图示可知，该过程可以发生在叶绿体中，也发生在细胞质基质中。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H₂O、K⁺和Mal等，其中K⁺和Mal影响细胞液的渗透压，进而影响保卫细胞的吸水力，影响气孔的开闭。
(2)研究证实气孔运动需要ATP，图中叶绿体合成有机物需要消耗ATP，而ATP由细胞质基质进入到叶绿体中，因而可推测气孔运动需要的ATP来源于细胞呼吸，细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，即图中的①②。保卫细胞中的糖分解为PEP，PEP再转化为丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸的第二、三阶段，经过TCA循环产生的[H](NADH)最终通过电子传递链氧化产生ATP，即有氧呼吸的第三阶段。
(3)蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活细胞膜上的AHA，消耗ATP将H⁺泵出膜外，形成跨膜的H⁺浓度差，并提供电化学势能驱动细胞吸收K⁺等离子，进而提高细胞液浓度，促进细胞吸水，进而表现为气孔张开。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并进一步转化成Mal，进入到细胞液中，使细胞内水势下降(溶质浓度提高)，导致保卫细胞吸水膨胀，促进气孔张开。
(5)结合图2可知，黑暗时突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT，突变体ntt1叶绿体失去运入ATP的能力，据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP，A正确；保卫细胞叶绿体中淀粉合成和分解与气孔开闭有关，结合图1可以看出，光照条件会促进保卫细胞淀粉粒的水解，光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关，B正确；突变体ntt1在光照条件下叶绿体中含有淀粉粒说明其能进行光合作用，光照条件下突变体ntt1的淀粉粒面积几乎无变化，可能是存在某种平衡，C错误；结合图示可以看出，较长时间光照可使WT淀粉粒面积增大，因而推测，长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉，D正确。