专题03 细胞呼吸和光合作用-【好题汇编】5年（2020-2024）高考1年模拟生物真题分类汇编（山东专用）

专题03 细胞呼吸和光合作用 五年考情 考情分析 细胞呼吸和光合作用 2020年山东卷第2题 2020年山东卷第16题 2021年山东卷第16题 2021年山东卷第21题 2022年山东卷第4题 2022年山东卷第16题 2022年山东卷第21题 2023年山东卷第4题 2023年山东卷第17题 2023年山东卷第21题 2024年山东卷第16题 2024年山东卷第21题 细胞代谢一直以来都是山东高考的高频考点，除了简答题21题，选择题中也有涉及，常以情境信息为背景，既从基础性维度考查光合作用和细胞呼吸的过程和特点，又需考生结合题目情境综合性分析。从基础性、综合性、应用性和创新性4个维度进行设计，维度间既相互关联，又有交叉和递进。既贯穿基础性和综合性，又关注应用性和创新性，有利于科学选拔人才。 1、（2024山东高考） 种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A. p点为种皮被突破的时间点 B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 2、（2024山东高考） 从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 （1）光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有______。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是______。 （2）光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点______（填“高”或“低”），理由是______。 （3）已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是______。 3、（2023山东高考） 水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ） A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 4、（2023山东高考） 某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ） A. 甲曲线表示O2吸收量 B. O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸 C. O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D. O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 5、（2023山东高考） 当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。 （1）该实验的自变量为______。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有_________（答出2个因素即可）。 （2）根据本实验，____（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是__________。 （3）据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量__________（填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是__________。 6、（2020山东高考） 线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf−1蛋白结合起细胞凋亡。下列说法错误的是（ ） A. 有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质 B. 细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应 C. 细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP D. 若细胞中Apaf−1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 7、（2020山东高考） 龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如下图所示。已知大气CO2浓度约为0.（2020山东高考）03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是 A. 实验中CO2浓度为0.（2020山东高考）1%的组是对照组 B. 增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率 C. 高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快 D. 选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素 8、（2021山东高考） 关于细胞中的 H2O 和 O2，下列说法正确的是（ ） A. 由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生 B. 有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O C. 植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用 D. 光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O 9、（2021山东高考） 光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。 （1）光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是___。 （2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。 （3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。 10、（2022山东高考） 植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（ ） A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同 B. 与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少 C. 正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成 D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成 11、（2022山东高考） 在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是（ ） A. 4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B. 与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多 C. 与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D. DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少 13、（2022山东高考） 强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。 分组 处理 甲 清水 乙 BR 丙 BR+L （1）光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。 （2）强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。 （3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过______发挥作用。 一、单选题 1．（2024·山东济南·三模）肽链最初是在游离的核糖体上合成，按照肽链的氨基端到羧基端的方向合成。细胞质中运往线粒体的肽链通过氨基端的基质靶向序列识别线粒体外膜上的 Tom20/21受体蛋白，进而被其引导通过线粒体外膜上的 Tom40通道蛋白和线粒体内膜上的 Tim23/17通道蛋白进入线粒体基质。被切除基质靶向序列的肽链折叠成有活性的蛋白质，进而在线粒体行使不同的功能。Tom20/21受体蛋白的缺失或失活与帕金森综合征关系密切。下列叙述正确的是（　　） A．在脱水缩合过程中最后合成基质靶向序列 B．Tom40通道蛋白和Tim23/17通道蛋白对多肽链的运输是一种协助扩散，不需要消耗呼吸作用释放的能量 C．若基质靶向序列发生改变可能会严重影响有氧呼吸第二、三阶段 D．给帕金森综合征患者使用调控 Tom20/21受体蛋白活性的药物，可以治疗该疾病 2．（2024·山东青岛·三模）细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程，下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是（    ） A．糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中，可以提供少量能量 B．在真核细胞中，丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2 C．三羧酸循环存在有氧呼吸过程中，该过程不需要水的参与 D．电子传递链主要分布于线粒体内膜，消耗O2并产生大量ATP 3．（2024·山东泰安·模拟预测）化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）浓度梯度差，驱动ATP的合成。为了证明质子梯度差的产生和NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列说法错误的是（　　）   A．实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取 B．线粒体内的所有酶都是通过膜融合进入的 C．实验结果可推测，线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙 D．上述过程建立在生物膜具有选择透过性和流动性的基础上 4．（2024·山东菏泽·二模）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示（①～④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法错误的是（    ）    A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④ B．图2中，9～10h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．图2中两曲线的交点时（A点），叶肉细胞不吸收外界的CO2 5．（2024·山东菏泽·二模）可立氏循环是指在激烈运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度，这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸，使NAD⁺再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（    ） A．机体进行可立氏循环时，肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量 B．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 C．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，根本原因是相关基因的选择性表达 D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中，产生NAD+和少量ATP 6．（2024·山东临沂·二模）癌细胞表面大量表达的SLC7A11转运蛋白可将谷氨酸转运到胞外的同时将胱氨酸转运到胞内，胱氨酸被NADPH还原为两个半胱氨酸。NADPH不足时，过度表达SLC7A11的细胞内胱氨酸及其他二硫化物会异常积累，导致二硫化物应激，引起细胞骨架蛋白二硫键形成异常，从而导致细胞程序性死亡。下列说法错误的是（    ） A．二硫化物应激导致细胞骨架蛋白肽链之间错误连接进而使其异常 B．上述细胞死亡是一种细胞凋亡，受到环境因素和基因的共同调节 C．有氧呼吸过程中，细胞质基质和线粒体基质均可产生NADPH D．通过抑制细胞内NADPH的合成可为治疗癌症提供新的思路 7．（2024·山东济南·模拟预测）分析下列曲线，相关叙述错误的是（    ）    A．若图a表示最适温度下反应物浓度对酶催化反应速率的影响，则b点时向体系中加入少量同种酶，反应速率加快 B．若图b是在无氧条件下某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势，则每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 C．据图c判断，在低光强下CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升；在高光强下M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 D．图d为某实验动物感染HIV后的情况，可以推测HIV可能对实验药物a敏感 8．（2024·山东德州·二模）人工离子转运体（MC2）是一个可以在光驱动下发生快速旋转运动的转运蛋白分子，整个分子可以垂直插入并横跨脂质膜形成稳定的K+通道。紫外光激活的MC2可使K+流出显著增加，并产生活性氧，激发线粒体内膜上的电子传递蛋白Cyt-C释放到细胞质基质，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，介导细胞凋亡。下列说法错误的是（　　） A．K+通过MC2转运体时不需要与MC2蛋白结合 B．紫外光激活MC2促使K+流出的过程需要消耗ATP C．Cyt-C与相关酶联合参与有氧呼吸的第三阶段 D．Cyt-C通过调节细胞能量代谢调控细胞的凋亡 9．（2024·山东青岛·二模）线粒体合成ATP是通过F0F1-ATP合酶完成的，该酶分为F0和F1两部分。F0是膜内的蛋白复合体，嵌入线粒体内膜；F1位于线粒体基质一侧，松散地连接在F0上。当H+通过F0进入线粒体基质时，在该酶作用下合成ATP。下列说法正确的是（    ） A．F0具有转运蛋白的功能，叶绿体基质中也大量存在 B．线粒体产生的H+主要来自有氧呼吸的第三阶段 C．线粒体内外膜间隙中的H+浓度应该高于线粒体基质 D．线粒体进行主动运输可能会消耗NADPH中的能量 10．（2024·山东·三模）各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　） A．本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3 B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质 C．转Z基因能增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D．喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 11．（2024·山东泰安·模拟预测）在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是（    ） 温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率μmolCO2·dm－2·h－1 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0 CO2生成速率μmolCO2·dm－2·h－1 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0 A．分析表中的数据，可知35℃时植物实际光合速率最大 B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30~40℃设置温度梯度继续实验 C．若昼夜时间相等，植物在25~35℃时可以正常生长 D．30℃与40℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响 12．（2024·山东威海·二模）莱茵衣藻的无氧发酵独立发生在细胞质基质、线粒体和叶绿体中。研究表明，在弱光及黑暗条件下莱茵衣藻会逐渐积累H+，导致叶绿体类囊体腔酸化，进而抑制光合作用，且类囊体腔的酸化程度与无氧发酵产生的弱酸积累量呈正相关，而无氧发酵不产生弱酸的突变体则不会发生类囊体腔酸化现象。下列说法正确的是（    ） A．莱茵衣藻细胞中产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体 B．黑暗条件下莱茵衣藻细胞质基质内的pH低于类囊体腔 C．有氧呼吸产生的CO2会加剧类囊体腔酸化 D．类囊体腔酸化可能导致光反应生成的NADPH和ATP减少 13．（2024·山东·模拟预测）科研人员分离出某植物叶肉细胞的叶绿体，让叶绿体接受5s光照、5s黑暗交替（间歇光）处理，持续进行20min，并用灵敏传感器记录密闭环境中O2和CO2的变化，结果如图所示（S1、S2、S3分别表示相邻的曲线围成的图形面积）。下列相关叙述错误的是（    ） A．ac段，叶绿体的光反应速率明显大于暗反应速率 B．de段，CO2吸收速率变慢的原因是C3还原速率减慢 C．S1+S2的数值可表示光反应速率，S1的数值大于S3 D．总光照时间相同时，间歇光处理有助于有机物的积累 14．（2024·山东·模拟预测）苍耳是一种短日照植物，临界日长（开花所需的极限日照长度）为，利用苍耳植株进行以下实验，实验一（A~C组）：三组苍耳植株在处理前均生长在光照和黑暗的环境中，然后利用一个光诱导周期处理植株后，再将其放回的环境中，其他条件相同且适宜，一段时间后，观察各组开花情况；实验二（D~F组）：三组均用光照和黑暗处理，植株叶虽全部保留但有一片叶用一个光诱导周期（处理，观察各组开花情况。两个实验的结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．两个实验的自变量、因变量均相同 B．实验二证明只有特定位置上的叶子才能感受光周期刺激 C．组和组不开花的原因是没有叶子进行光合作用 D．只有一片叶子也能完成光周期对苍耳开花的诱导 15．（2024·山东·二模）磷酸丙糖是卡尔文循环最先产生的糖。磷酸丙糖转运体（TPT）是叶绿体膜上的一种反向共转运蛋白，将磷酸丙糖从叶绿体运出的同时，将无机磷酸（Pi）运入叶绿体。当细胞质基质中Pi浓度高时，磷酸丙糖通过TPT运出叶绿体，合成蔗糖；当细胞质基质中Pi浓度低时，磷酸丙糖就滞留在叶绿体中，合成淀粉暂时储存。下列说法错误的是（    ） A．在叶肉细胞叶绿体中，蔗糖和淀粉的合成存在竞争性关系 B．晚上磷酸丙糖合成受阻，TPT转运效率降低 C．大田种植甘蔗时，可适当施加磷肥提高甘蔗蔗糖含量 D．滞留在叶绿体中的磷酸丙糖合成淀粉储存，可以避免渗透压升高造成膜结构损伤 二、多选题 16．（2024·山东·模拟预测）细胞呼吸产生的内酮酸经扩散作用通过线粒体外膜上的孔蛋白通道后，经内膜上的丙酮酸转运蛋白，并由膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度驱动进入线粒体基质。同时，该质子电化学梯度还驱动内膜上的ATP合酶合成ATP、磷酸转运蛋白转运磷酸基（）进入线粒体基质以及腺苷酸转运蛋白运出ATP、运进ADP（大多情况）等。[H]等物质经电子传递链（受体是O2）释放的能量能够维持膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度。下列叙述错误的是（    ） A．丙酮酸、H2PO4，ATP、H+穿过线粒体内膜的方式均为主动运输 B．[H]等物质经电子传递链释放的能量直接用于合成ATP C．无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸、线粒体基质中无ATP合成 D．阻断[H]电子传递链，细胞将不能正常进行生命活动 17．（2024·山东临沂·二模）某兴趣小组测得小麦种子在萌发前后CO2的吸收速率如图所示，下列叙述错误的是（    ）    A．种子萌发前随时间推移有机物的消耗量逐渐增大 B．小麦种子萌发前产生CO2的场所是线粒体基质 C．与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的比值高 D．种子萌发后第6天，小麦的净光合速率为15mLCO2·g-1·h-1 18．（2024·山东潍坊·三模）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H218O，一段时间后可在细胞内检测到（CH218O） B．三者均为生产者，甲可能是蓝藻，乙可能是根瘤菌，丙发生的反应中不产氧，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不一定增加 19．（2024·山东济宁·三模）为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理lh，再光照lh，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等 B．若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加 C．30℃条件下，一昼夜光照时间超过8h，该植物幼苗才能生长 D．温度达到34℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用 20．（2024·山东威海·二模）将小麦幼苗叶片放在温度适宜的密闭容器内，测得该容器内氧气量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是（    ）    A．用溴麝香草酚蓝溶液检测0~5min容器内的气体，可观察到溶液由蓝变绿再变黄 B．B点时，小麦叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率 C．若小麦叶片的呼吸速率保持不变，则5~15min叶片产生氧气的速率为6×10-8mol/min D．与A点相比，B点时叶绿体基质中C3含量增加 三、非选择题 21．（2024·山东泰安·模拟预测）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 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）。 22．（2024·山东青岛·三模）目前全球土壤盐渍化问题严重，盐渍环境下，植物生长会受到抑制。为了解盐胁迫对水稻光合作用的影响，科研人员探究了不同程度盐胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应，结果如下表所示。 分组处理 叶绿素含量 （mg/g） 净光合速率 [μmol/（m2·s）] 气孔导度 [μmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度 （μL/L） 叶绿素a 叶绿素b 对照 2.52 0.24 36.11 1495.16 303.55 盐胁迫 轻度 2.38 0.21 26.49 1242.28 307.40 中度 1.80 0.15 24.00 1069.34 310.98 重度 1.48 0.12 18.94 1025.03 317.62 (1)水稻叶肉细胞中叶绿素主要吸收的光为 。测定叶片叶绿素含量时，可用 提取光合色素；分离色素时，色素在滤纸条上的扩散速度与 有关。 (2)导致光合速率降低的因素包括气孔限制因素（CO2供应不足）和非气孔限制因素（CO2得不到充分利用）。盐胁迫处理，导致水稻光合速率降低的因素属于 （填“气孔”或“非气孔”）限制因素。盐碱胁迫条件下，叶片等部位合成的 含量上升，该激素可能诱导气孔关闭。 (3)研究表明，盐胁迫会使植物体内的可溶性小分子物质含量升高，从而减少盐胁迫对水分吸收的影响，可能的原因是 。 (4)有关研究表明，叶片喷施含Ca2＋的溶液可以缓解高盐对水稻的胁迫，为验证这一结论，在上述实验的基础上还应增加两组实验，这两组实验的处理分别是 、 。 23．（2024·山东聊城·三模）为探究光照强度对莲叶桐幼苗生理特性的影响，研究人员选取生长状态良好且长势一致的莲叶桐幼苗，用一、二、三层造荫网分别对莲叶桐幼苗进行遮荫处理（记为T1、T2、T3，网层数越多，遮荫效果越好），对照组不遮荫处理，其他条件一致。一段时间后，测定相关数据见下表（表中叶绿素SPAD值越大，表示叶绿素含量越高）。回答下列问题： 组别 测量指标 对照组 T1 T2 T3 单株总干重（g） 7.02 9.01 7.75 6.15 叶绿素（SPAD） 41.52 46.49 43.84 35.03 叶片可溶性糖（mg/g） 25.09 20.41 15.41 11.14 (1)经过遮荫处理后，T1、T2组叶绿素SPAD的值反而高于对照组，其生理意义是 。T1、T2的叶片可溶性糖含量比对照组低，但T1、T2单株总干重比对照组高，其原因是 。 (2)在采用纸层析法定性比较T3组与对照组的叶绿素含量变化时，为了形成整齐的色素带，对干燥的定性滤纸条的处理方法是 。待观测比较的条带位于滤纸条（自上而下）的第 条，观测的指标是 。 (3)一氧化氮（NO）是一种气体信号分子，对植物的生命活动具有重要的调控作用。某研究小组为探究NO对植物光合作用强度的影响，进行了如下实验：设置两组实验，甲组喷施适量蒸馏水于叶片背面，乙组喷施等量一定浓度的SNP（硝普钠，作为NO的供体）溶液于叶片背面，一段时间后，测定叶片的NO含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和气孔导度，结果如图所示。相较于甲组，推测乙组叶片的光合作用强度较弱，其依据是 。进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是 。    24．（2024·山东菏泽·二模）光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cb6/f和光系统I（PSJ）等结构形成线性电子传递和环式电子传递两条途径，两条途径在光反应过程中均产生ATP。亲环素蛋白C37调控电子传递效率，提高植物对强光的适应性（如图）。在强光下，C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧，活性氧积累使叶绿素降解增加，活性氧积累到一定量使细胞凋亡。回答下列问题：    (1)①光合色素吸收光能后，将水分解为O2和H⁺，同时产生电子；电子经过电子传递链，最终与 结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭，CO₂供应不足，短时间内暗反应中C3含量 。环式电子传递与线性电子传递相比，NADPH/ATP的比值 （填“较大”、“较小”或“相等”）。 ②根据题干信息，对强光下植物光合电子传递链调控机制的理解，说法正确的有 。 A．强光下，C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程 B．强光下，C37通过与Cb6/f'结合，提高Cb6/f到PSI的电子传递效率 C．C37缺失使电子传递受阻，进而降低活性氧的含量，可导致植物叶片变黄 D．C37缺失突变体转入高表达的C37基因，可降低强光下的细胞凋亡率 (2)现有分离得到的分别含PSI和PSII的类囊体，根据题干光反应机制，简要写出鉴定这两种类囊体的实验设计思路： 。 25．（2024·山东临沂·二模）为探究盐胁迫下植物的抗盐机理及其对生长的影响，科研人员以海水稻为材料，测得高盐胁迫条件下（NaCl浓度200mmol/L）叶肉细胞和不同浓度NaCl培养液条件下根部细胞的相关数据，结果分别如图1、图2所示。不考虑实验过程中海水稻呼吸作用变化的影响。 (1)光合色素主要包括 。在色素提取和分离实验中，色素分离的原理是 。 (2)据图1分析，在高盐胁迫条件下，海水稻叶肉细胞前15天光合色素含量无明显变化，但胞间CO2浓度降低，最可能原因是 ；第15天之后胞间CO2浓度逐渐上升，可能原因是 。 (3)海水稻耐盐与其特有的调节机制有关。 ①若以150mmol/L的NaCl溶液浓度作为低盐和高盐胁迫的分界线，结合图2分析，海水稻根部细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制有何不同? ②在高盐胁迫条件下，海水稻根部细胞还可通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图3所示。据图3分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有 （答出三点）。 26．（2024·山东德州·二模）番茄受低温伤害后叶肉细胞叶绿体受损严重，淀粉大量积累。Y基因过表达株系比野生型明显耐低温。下图为番茄叶肉细胞内光合作用过程中有机物合成及转运示意图。 (1)番茄叶肉细胞通常呈现绿色，与叶绿体的 上分布着捕获光能的色素有关。影响番茄叶肉细胞中叶绿素含量的外界因素除了温度外，还有 （答出两项即可）。 (2)据图分析，低温影响R酶的活性进一步降低了光反应对光能的利用，其原因是 。低温下，叶绿体中丙糖磷酸增加，生成淀粉过多抑制光合作用，推测低温对磷酸转运体的抑制作用 （填“大于”或“小于”）对R酶的抑制。 (3)Y蛋白可进入细胞核作用于基因S、I、L的启动子。低温下Y基因过表达株系叶绿体内淀粉积累减少，细胞质基质中葡萄糖、蔗糖等可溶性糖的含量增加，因而具有更强的低温抗性。据此推测，Y基因过表达株系抗低温的机理是 。 27．（2024·山东青岛·二模）植物光合作用的光反应依赖光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）。PSⅡ复合体含有光合色素，能吸收光能并分解水。研究发现，捕光色素复合体捕获传递的光能超出光系统“使用量”时，会发生光抑制现象。高温胁迫也会导致PSⅡ产生光抑制现象，机理如图所示（活性氧ROS氧化性非常强，会破坏细胞组分）。 (1)结合上述信息分析，影响光合作用速率的外部因素主要有 。 (2)PSⅡ复合体分解水会产生 ，其中 可用于形成NADPH。 (3)研究发现，高温胁迫导致PSⅡ处的放氧复合体（OEC）及光合电子传递链失活，从而导致光抑制。此外，ROS过量合成，一方面通过 ，另一方面通过 ，引起PSⅡ光抑制。 (4)当植物处于高温环境中，会通过代谢调节过程，使叶绿素含量降低，引起叶片衰老。该过程的积极意义是 。 28．（2024·山东烟台·三模）植物缺铁可使抗氧化酶活性下降，引起磷脂分子发生过氧化反应，产生丙二醛（MDA）。现以盘菜幼苗为材料，进行正常供铁和缺铁处理20d，取顶端完全展开叶探讨缺铁对其光合色素、光合特性的影响。结果如下表所示。 处理 正常供铁（100μmol·L-1） 缺铁（0.1μmol·L-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 15.4 6.26 叶绿素/（mg·g-1） 0.35 0.22 类胡萝卜素/（μmol·m-2·s-1） 0.2 0.22 光补偿点/（μmol·m-2·s-1） 20.9 25.3 气孔导度/（μmol·m-2·s-1） 0.18 0.11 胞间CO2浓度/（μmol·m-2·s-1） 224 284 (1)盘菜叶片中所含光合色素的功能是 。据题意分析，缺铁会导致盘菜幼苗净光合速率降低，原因是 ，盘菜的光合效率下降主要是由， （“气孔”或“非气孔”）因子引起的。 (2)据表分析：与正常盘菜幼苗相比，培养缺铁幼苗时，维持光合作用与呼吸作用平衡所需要的光照强度 （“较高”或“较低”），依据是 。 (3)S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）可催化裙带菜体内某些激素的合成。研究发现，裙带菜受到缺铁胁迫时SAMS基因表达量增加，从而适应缺铁胁迫。请结合所学知识，写出快速获得大量抗缺铁盘菜的实验思路 。 29．（2024·山东威海·二模）野生杜鹃分布在高海拔地区，耐热性差。科研人员以红月和胭脂蜜两种杜鹃品种为实验材料，探究高温胁迫下野生杜鹃光合速率下降的机制，结果如下表所示： 品种 组别 净光合速率（μmol•m•2•s•1） 总叶绿素含量 气孔导度（μmol•m⁻2•s⁻1） 胞间二氧化碳浓度（ppm） 红月 对照组 5.5 2.5 140 300 高温胁迫 1.75 1.75 75 350 胭脂蜜 对照组 6 1.6 180 325 高温胁迫 2.5 1.25 125 275 (1)高温胁迫下叶绿体中合成NADPH下降幅度较大的是 （填“红月”或“胭脂蜜”），理由是 ；NADPH在光合作用中的具体作用是 。 (2)据表分析可知，高温胁迫下红月品种光合速率下降是由 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）造成的，判断的依据是 。 (3)D1蛋白是光合系统反应中心的重要蛋白。高温胁迫下，叶片中D1蛋白的含量降低。研究表明，适宜浓度的乙烯受体抑制剂（1-MCP）可以减小D1蛋白的下降幅度，请以野生杜鹃为实验材料，设计实验验证上述结论，简要写出实验思路并预期实验结果。实验思路： ，预期结果： 。 30．（2024·山东·三模）植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存部位被称作“库”。图1为光合产物合成及向库运输过程示意图；图2为线粒体内膜进行系列代谢过程；图3为叶绿体中某种生物膜的部分结构及代谢过程的简化示意图。请回答下列问题： (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为 （图1中A）中的化学能。 (2)图2中的过程发生在有氧呼吸第 阶段，H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输方式为 。 (3)淀粉和蔗糖均是光合产物，分别在叶肉细胞的 、 部位合成。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是 。蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。 (4)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天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及CO2固定速率。结果如下图4、图5所示。 综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会 光合作用，结合图1信息，给出作此判断的理由是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 细胞呼吸和光合作用 五年考情 考情分析 细胞呼吸和光合作用 2020年山东卷第2题 2020年山东卷第16题 2021年山东卷第16题 2021年山东卷第21题 2022年山东卷第4题 2022年山东卷第16题 2022年山东卷第21题 2023年山东卷第4题 2023年山东卷第17题 2023年山东卷第21题 2024年山东卷第16题 2024年山东卷第21题 细胞代谢一直以来都是山东高考的高频考点，除了简答题21题，选择题中也有涉及，常以情境信息为背景，既从基础性维度考查光合作用和细胞呼吸的过程和特点，又需考生结合题目情境综合性分析。从基础性、综合性、应用性和创新性4个维度进行设计，维度间既相互关联，又有交叉和递进。既贯穿基础性和综合性，又关注应用性和创新性，有利于科学选拔人才。 1、（2024山东高考） 种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A. p点为种皮被突破的时间点 B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 【答案】ABD 【解析】 【分析】在种皮被突破前，种子主要进行无氧呼吸，种皮被突破后，种子吸收氧气量增加，有氧呼吸加强，无氧呼吸减弱。 【详解】A、由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确； B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确； C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误； D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。 故选ABD。 2、（2024山东高考） 从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。 检测指标 植株 14天 21天 28天 胞间CO2浓度（μmolCO2mol-1） 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度（molH2Om-2s-1） 野生型 125 95 41 突变体 140 112 78 （1）光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有______。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是______。 （2）光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点______（填“高”或“低”），理由是______。 （3）已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是______。 【答案】（1） ①. ATP、NADPH ②. 突变体细胞分裂素合成更多，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成 （2） ①. 高 ②. 开花14天后突变体气孔导度大于野生型，但胞间CO2浓度小于野生型，且突变体的呼吸代谢不受影响，因此突变体的光合作用强度更大，需要的光照强度更大 （3）叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，表中突变体蔗糖转化酶活性大于野生型，因此突变体内可向外运输到籽粒的蔗糖少于野生型 【解析】 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 【小问1详解】 光反应产生的ATP和NADPH可用于暗反应C3的还原。对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜蛋白稳定性可知，不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定性均高于野生型，可能是突变型细胞分裂素合成增加，使类囊体膜蛋白稳定性增强，而细胞分裂素可促进叶绿素的合成，故与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢。 【小问2详解】 据表可知，开花14天后突变体的气孔导度大于野生型，但突变体的胞间CO2浓度低于野生型，且突变体的呼吸代谢不受影响，说明突变体光合作用更强，消耗的CO2更多，因此突变体达到光饱和点需要的光照强度更高。 【小问3详解】 据图可知，与野生型相比，突变体蔗糖转化酶活性更高，而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖，故突变体内蔗糖减少，且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处，因此突变体向外运输的蔗糖减少，导致籽粒淀粉含量低。 3、（2023山东高考） 水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ） A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 【答案】B 【解析】 【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。（2）第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒精或乳酸。 【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误； B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确； C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误； D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。 故选B。 4、（2023山东高考） 某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ） A. 甲曲线表示O2吸收量 B. O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸 C. O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D. O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 【答案】BC 【解析】 【分析】据图分析，甲曲线表示二氧化碳释放量，乙曲线表示氧气吸收量。氧浓度为0时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸；图中氧浓度为a时CO2的释放量大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时的氧浓度。 【详解】A、分析题意可知，图中横坐标是氧气浓度，据图可知，当氧气浓度为0时，甲曲线仍有释放，说明甲表示二氧化碳的释放量，乙表示氧气吸收量，A错误； B、O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确； C、O2浓度为0时，植物只进行无氧呼吸，氧气浓度为a时，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气浓度为b时植物只进行有氧呼吸，故O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确； D、O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小， 据图，此时气体交换相对值 CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。 按有氧C6 : O2 : CO2=1:6:6，无氧呼吸C6:CO2=1:2，算得C6（葡萄糖）的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。 而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6的相对消耗量为0.11，明显比a点时要低！所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D错误。 故选BC。 5、（2023山东高考） 当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。 （1）该实验的自变量为______。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有_________（答出2个因素即可）。 （2）根据本实验，____（填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是__________。 （3）据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量__________（填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是__________。 【答案】（1） ①. 光、H蛋白 ②. CO2浓度、温度 （2） ①. 不能 ②. 突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型光PSⅡ系统损伤大但能修复 （3） ①. 少 ②. 突变体PNQ高，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物多 【解析】 【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。 【小问1详解】 据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；影响光合作用强度的主要环境因素有CO2浓度、温度、水分等。 【小问2详解】 据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。 【小问3详解】 据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSII的损伤且减少作用大于野生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。 6、（2020山东高考） 线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf−1蛋白结合起细胞凋亡。下列说法错误的是（ ） A. 有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质 B. 细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应 C. 细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP D. 若细胞中Apaf−1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 【答案】C 【解析】 【分析】有氧呼吸第三阶段发生的反应是[H]与氧气结合形成水，场所在线粒体内膜，根据题意，细胞色素c参与有氧呼吸的第三阶段反应，且细胞色素c引起细胞凋亡的前提是必须与Apaf-1蛋白结合，据此分析。 【详解】A、有氧呼吸第一阶段和第二阶段都产生[H]，场所为细胞质基质和线粒体基质，A正确； B、[H]与氧气结合形成水发生在线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段，故细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，B正确； C、有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成ATP，故细胞色素c功能丧失的细胞也能合成ATP，C错误； D、根据题意，细胞色素c与Apaf-1蛋白结合后才引起细胞凋亡，因此若细胞中Apaf-1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡，D正确。 故选C。 7、（2020山东高考） 龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如下图所示。已知大气CO2浓度约为0.（2020山东高考）03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是 A. 实验中CO2浓度为0.（2020山东高考）1%的组是对照组 B. 增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率 C. 高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快 D. 选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素 【答案】AB 【解析】 【分析】根据题意，实验研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，故自变量是CO2浓度和光照强度；据图1可知，相同CO2浓度条件下，高光组比低光组的植物相对生长速率都高，且在相同光照条件下，0.（2020山东高考）03%CO2和0.（2020山东高考）01%CO2浓度下植物相对生长速率几乎无差别；据图2可知，相同CO2浓度条件下，高光组比低光组的植物相对光反应速率都高，且在相同光照条件下，0.（2020山东高考）03%CO 2浓度下植物相对光反应速率与0.（2020山东高考）01%CO2浓度下植物相对光反应速率几乎无差别，据此分析。 【详解】A、根据题意，大气CO2浓度约为0.（2020山东高考）03%，故实验中CO2浓度为0.（2020山东高考）03%的组是对照组，A错误； B、据图1可知，在相同光照条件下，0.（2020山东高考）03%CO2和0.（2020山东高考）01%CO2浓度下植物相对生长速率几乎无差别，故增加CO2浓度不能提高龙须菜的生长速率，B错误； C、据图可知，高光照强度下光反应速率和生长速率都比低光照条件下高，C正确； D、结合图1和图2分析可知，龙须菜的生长速率和光反应速率主要受光照的影响，故选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素，D正确。故选AB。 8、（2021山东高考） 关于细胞中的 H2O 和 O2，下列说法正确的是（ ） A. 由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生 B. 有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O C. 植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用 D. 光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O 【答案】ABD 【解析】 【分析】有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。 光合作用光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】A、葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确； B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，所以一定消耗 H2O，B正确； C、有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢生成O2，因此植物细胞产生的 O2 不一定只来自光合作用，C错误； D、光反应阶段水的分解产生氧气，故光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O，D正确。 故选ABD。 9、（2021山东高考） 光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。 （1）光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是___。 （2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是____。 （3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在____mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。 【答案】 ①.（2021山东高考） 基质 ②.（2021山东高考） 光照停止，光合作用吸收二氧化碳减少，但呼吸作用和光呼吸短时间内正常进行，导致二氧化碳释放量增加，随后光呼吸停止，使二氧化碳释放量降低 ③.（2021山东高考） 低 ④.（2021山东高考） 喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片光照下CO2吸收量增加，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等 ⑤.（2021山东高考） 100～300 【解析】 【分析】题意分析，光呼吸会抑制暗反应，光呼吸会产生CO2。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 SoBS 溶液后由表格数据可知，光合作用的强度随着SoBS浓度的增加出现先增加后下降的现象。 【详解】（1）C5位于叶绿体基质中，则O2与C5结合发生的场所在叶绿体基质中。突然停止光照，光合作用吸收二氧化碳减少，但呼吸作用和光呼吸短时间内正常进行，导致二氧化碳释放量增加，随后光呼吸停止，使二氧化碳释放量降低。 （2）叶片光下吸收和黑暗中释放CO2量相等时所需的光照强度即为光补偿点，与对照相比，喷施100mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片光照下CO2吸收量增加，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等。 （3）光呼吸会消耗有机物，但光呼吸会释放CO2，补充光合作用的原料，适当抑制光呼吸可以增加作物产量，由表可知，在 SoBS溶液浓度为200mg/L SoBS时光合作用强度与光呼吸强度差值最大，即光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100～300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。 【点睛】本题着重考查了光合作用的影响因素等方面的知识，意在考查考生能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。 10、（2022山东高考） 植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（ ） A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同 B. 与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少 C. 正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成 D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成 【答案】C 【解析】 【分析】有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解并释放能量的过程。由题干信息可知，磷酸戊糖途径可以将葡萄糖转化成其他中间产物，这些中间产物可以作为原料进一步生成其他化合物。 【详解】A、根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确； B、有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确； C、正常生理条件下，只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误； D、受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。 故选C。 11、（2022山东高考） 在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是（ ） A. 4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B. 与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多 C. 与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D. DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少 【答案】BCD 【解析】 【分析】DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，即NDP可抑制ATP的合成。 【详解】A、与25℃相比，4℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A错误； BC、与25℃相比，短时间低温4℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，消耗的葡萄糖量多， BC正确； D、DNP使H+不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，导致ATP合成减少， D正确。 故选BCD。 13、（2022山东高考） 强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。 分组 处理 甲 清水 乙 BR 丙 BR+L （1）光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。 （2）强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。 （3）据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制______（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过______发挥作用。 【答案】（1）蓝紫 （2） ①. 五碳化合物供应不足 ②. CO2供应不足 ③. 强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生氧气的速率增强 （3） ①. 减弱 ②. 促进光反应关键蛋白的合成 【解析】 【分析】该实验探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，自变量是对幼苗不同的处理，因变量为光合作用强度，由曲线可知，BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。 【小问1详解】 苹果幼苗叶肉细胞中色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大，故色素分离时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。 【小问2详解】 影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量，温度等；其内部因素有酶的活性、色素的数量、五碳化合物的含量等。强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，可能的原因有五碳化合物供应不足、CO2供应不足；氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内，光反应速率增强，水光解产生氧气的速率增强。 【小问3详解】 据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；乙组用BR处理，丙组用BR和试剂L处理，与乙组相比，丙组光合作用强度较低，由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的。 一、单选题 1．（2024·山东济南·三模）肽链最初是在游离的核糖体上合成，按照肽链的氨基端到羧基端的方向合成。细胞质中运往线粒体的肽链通过氨基端的基质靶向序列识别线粒体外膜上的 Tom20/21受体蛋白，进而被其引导通过线粒体外膜上的 Tom40通道蛋白和线粒体内膜上的 Tim23/17通道蛋白进入线粒体基质。被切除基质靶向序列的肽链折叠成有活性的蛋白质，进而在线粒体行使不同的功能。Tom20/21受体蛋白的缺失或失活与帕金森综合征关系密切。下列叙述正确的是（　　） A．在脱水缩合过程中最后合成基质靶向序列 B．Tom40通道蛋白和Tim23/17通道蛋白对多肽链的运输是一种协助扩散，不需要消耗呼吸作用释放的能量 C．若基质靶向序列发生改变可能会严重影响有氧呼吸第二、三阶段 D．给帕金森综合征患者使用调控 Tom20/21受体蛋白活性的药物，可以治疗该疾病 【答案】C 【分析】内质网对核糖体所合成的肽链进行加工，肽链经盘曲、折叠等形成一定的空间结构。通过一定的机制保证肽链正确折叠或对错误折叠的进行修正。 【详解】A、脱水缩合过程中由于是按照肽链的氨基端到羟基端方向合成，而靶向序列位于氨基端，因此是最先合成基质靶向序列，A错误； B、多肽链属于较大分子，转运需要消耗能量，B正确； C、有氧呼吸第二阶段正常进行是第三阶段正常进行的前提，则若基质靶向序列发生改变可能会严重影响有氧呼吸的第二、三阶段，C正确； D、即便使用了调控Tom20/21受体蛋白活性的药物，患者也会因为没有Tom20/21受体蛋白而不能起到治疗的效果，D错误。 故选C。 2．（2024·山东青岛·三模）细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程，下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是（    ） A．糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中，可以提供少量能量 B．在真核细胞中，丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2 C．三羧酸循环存在有氧呼吸过程中，该过程不需要水的参与 D．电子传递链主要分布于线粒体内膜，消耗O2并产生大量ATP 【答案】D 【分析】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CO2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。 【详解】A、糖酵解为呼吸作用的第一阶段，可以生成少量ATP，既可以发生在无氧呼吸过程中，也可以发生在有氧呼吸过程中，A错误； B、在很多植物细胞中，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，即丙酮酸也可以在细胞质基质当中被分解成酒精和CO2，B错误； C、三羧酸循环是有氧呼吸的第二阶段，该过程需要水的参与，C错误； D、电子传递链在有氧呼吸的第三阶段，场所在线粒体内膜，需要消耗O2并产生大量ATP，D正确。 故选D。 3．（2024·山东泰安·模拟预测）化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）浓度梯度差，驱动ATP的合成。为了证明质子梯度差的产生和NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列说法错误的是（　　）   A．实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取 B．线粒体内的所有酶都是通过膜融合进入的 C．实验结果可推测，线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙 D．上述过程建立在生物膜具有选择透过性和流动性的基础上 【答案】B 【分析】题图分析：图1为实验装置图，图2为利用图1装置所做实验的结果。由图2所示结果可知，当向装置中通入O2后溶液的氢离子浓度立即上升，说明通入O2后，质子立即从内膜向内外膜间隙转运，由此可证明线粒体内外膜间质子梯度差的产生和NADH的氧化有关。 【详解】A、酵母菌为真核生物，代谢类型为兼性厌氧性，霉菌为真核生物，代谢类型为需氧型，两种生物均含线粒体，实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取，A正确； B、线粒体是半自主细胞器，有氧呼吸第三阶段的酶在线粒体内的DNA调控下，由线粒体内的核糖体合成，B错误； C、实验装置中pH电极连接在溶液中，线粒体外膜可自由渗透质子，所以pH电极的测量值只能反映线粒体内外膜间隙氢离子浓度，无法比较线粒体基质中的氢离子浓度与内外膜间隙氢离子浓度的大小。加入氧后，溶液中氢离子浓度立即上升，是因为NADH在有氧条件下氧化产生电子，线粒体内膜上发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）梯度差，随后缓慢下降，推测出线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙，导致H+顺浓度梯度内流驱动ATP的合成，C正确； D、上述过程中H+跨内膜运输需要转运蛋白参与，具有特异性，体现细胞膜具有选择透过性，电子传递过程中各种起电子传递作用的蛋白质分子的移动体现了细胞膜的流动性，D正确。 故选B。 4．（2024·山东菏泽·二模）西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示（①～④表示过程）。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法错误的是（    ）    A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④ B．图2中，9～10h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度 C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高 D．图2中两曲线的交点时（A点），叶肉细胞不吸收外界的CO2 【答案】A 【分析】由题图2可知，光合速率的变化情况为：0~2h，光合速率上升；2~9h，光合速率保持相对稳定；9～10h，光合速率迅速下降。呼吸速率的变化情况为：0~8h，呼吸速率上升；8~10h，呼吸速率保持相对稳定；10～12h，呼吸速率下降。 【详解】A、图1中，①过程中H2O分解产生O2和H+，是光合作用的光反应阶段，合成ATP②过程中H+将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，③过程是C6H12O6分解成CO2和H+是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，④过程是H+与O2结合生成水，有氧呼吸第三阶段，产生大量ATP，A正确； B、图2中，9-10h间，光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降，也可能是突然停止光照，但呼吸作用也受到温度影响，而呼吸速率并没有明显下降，故不是温度变化，B错误； C、培养时若水循环导致植物萎蔫，原因是蒸腾作用导致植物体内水分散失，C错误； D、图2表示 的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D错误。 故选A。 5．（2024·山东菏泽·二模）可立氏循环是指在激烈运动时，肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度，这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸，使NAD⁺再生，保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞，在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是（    ） A．机体进行可立氏循环时，肌细胞消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量 B．有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 C．肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖，根本原因是相关基因的选择性表达 D．丙酮酸被还原为乳酸的过程中，产生NAD+和少量ATP 【答案】C 【分析】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NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、人体激烈运动时，肌细胞中既存在有氧呼吸，也存在无氧呼吸，有氧呼吸产生的CO2与消耗的O2相等，无氧呼吸不消耗O2，也不产生CO2，因此总产生的CO2与总消耗的O2的比值等于1，A错误； B、有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，在线粒体内膜处被消耗，B错误； C、肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝脏细胞，在肝细胞内通过葡糖异生途径转变为葡萄糖，根本原因是葡糖异生途径相关基因的选择性表达，C正确； D、丙酮酸被还原为乳酸为无氧呼吸的第二阶段，该阶段生成NAD+，不产生ATP，D错误。 故选C。 6．（2024·山东临沂·二模）癌细胞表面大量表达的SLC7A11转运蛋白可将谷氨酸转运到胞外的同时将胱氨酸转运到胞内，胱氨酸被NADPH还原为两个半胱氨酸。NADPH不足时，过度表达SLC7A11的细胞内胱氨酸及其他二硫化物会异常积累，导致二硫化物应激，引起细胞骨架蛋白二硫键形成异常，从而导致细胞程序性死亡。下列说法错误的是（    ） A．二硫化物应激导致细胞骨架蛋白肽链之间错误连接进而使其异常 B．上述细胞死亡是一种细胞凋亡，受到环境因素和基因的共同调节 C．有氧呼吸过程中，细胞质基质和线粒体基质均可产生NADPH D．通过抑制细胞内NADPH的合成可为治疗癌症提供新的思路 【答案】C 【分析】细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程细胞凋亡是生物体正常的生命历程，对生物体是有利的，而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。细胞凋亡是生物体正常发育的基础、能维持组织细胞数目的相对稳定、是机体的一种自我保护机制。在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的。 【详解】A、二硫化物应激，引起细胞骨架蛋白二硫键形成异常，肽链之间错误连接进而使其异常，A正确； B、“双硫死亡”一种与膜转运蛋白SLC7A11有关的细胞程序性死亡新机制，属于细胞凋亡的一种类型，受到环境因素和基因的共同调节，B正确； C、有氧呼吸过程中，细胞质基质和线粒体基质均可产生NADH，C错误； D、当NADPH不足，胱氨酸及其他二硫化物在细胞内异常积累，导致二硫化物应激，引起细胞骨架等结构的功能异常，从而使细胞快速死亡，因此抑制NADPH 的合成可为杀死癌细胞提供新思路，D正确 。 故选C。 7．（2024·山东济南·模拟预测）分析下列曲线，相关叙述错误的是（    ）    A．若图a表示最适温度下反应物浓度对酶催化反应速率的影响，则b点时向体系中加入少量同种酶，反应速率加快 B．若图b是在无氧条件下某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势，则每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 C．据图c判断，在低光强下CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升；在高光强下M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 D．图d为某实验动物感染HIV后的情况，可以推测HIV可能对实验药物a敏感 【答案】B 【分析】无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。 【详解】A、若图a表示最适温度下反应物浓度对酶催化反应速率的影响，b点时，增加反应物浓度，反应速率不变，但加入同种酶，则反应速率加快，A正确； B、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，B错误； C、由图c可知，CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，C正确； D、由图d可知，某实验动物感染HIV后，T细胞数量先增加后下降，加入药物a后，T细胞数量上升，推测HIV可能对实验药物a敏感，D正确。 故选B。 8．（2024·山东德州·二模）人工离子转运体（MC2）是一个可以在光驱动下发生快速旋转运动的转运蛋白分子，整个分子可以垂直插入并横跨脂质膜形成稳定的K+通道。紫外光激活的MC2可使K+流出显著增加，并产生活性氧，激发线粒体内膜上的电子传递蛋白Cyt-C释放到细胞质基质，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，介导细胞凋亡。下列说法错误的是（　　） A．K+通过MC2转运体时不需要与MC2蛋白结合 B．紫外光激活MC2促使K+流出的过程需要消耗ATP C．Cyt-C与相关酶联合参与有氧呼吸的第三阶段 D．Cyt-C通过调节细胞能量代谢调控细胞的凋亡 【答案】B 【分析】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。 【详解】A、分析题意，人工离子转运体（MC2）是一个可以垂直插入并横跨脂质膜形成稳定的K+通道，通道蛋白运输离子时不需要与物质结合，A正确； B、K+流出是通过离子通道进行的，属于协助扩散，该方式不需要消耗ATP，B错误； C、有氧呼吸第三阶段是在线粒体内膜进行的，Cyt-C位于线粒体内膜上，据此推测Cyt-C与相关酶联合参与有氧呼吸的第三阶段，C正确； D、分析题意，线粒体内膜上的电子传递蛋白Cyt-C释放到细胞质基质，引起线粒体呼吸链电子传递障碍，介导细胞凋亡，推测Cyt-C通过调节细胞能量代谢调控细胞的凋亡，D正确。 故选B。 9．（2024·山东青岛·二模）线粒体合成ATP是通过F0F1-ATP合酶完成的，该酶分为F0和F1两部分。F0是膜内的蛋白复合体，嵌入线粒体内膜；F1位于线粒体基质一侧，松散地连接在F0上。当H+通过F0进入线粒体基质时，在该酶作用下合成ATP。下列说法正确的是（    ） A．F0具有转运蛋白的功能，叶绿体基质中也大量存在 B．线粒体产生的H+主要来自有氧呼吸的第三阶段 C．线粒体内外膜间隙中的H+浓度应该高于线粒体基质 D．线粒体进行主动运输可能会消耗NADPH中的能量 【答案】C 【分析】1、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约 95% 来自线粒体。 2、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。 【详解】A、生物体中合成ATP主要通过光合作用和呼吸作用，光合作用在光反应中产生ATP，即在叶绿体的类囊体薄膜上。有氧呼吸三个阶段都产生ATP，主要在第三阶段产生，即线粒体内膜。因此，F0除分布在线粒体内膜上外，也分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A错误； B、有氧呼吸第一、二阶段产生的H+在第三阶段与氧气反应生成水，B错误； C、分析题意“当H+通过F0进入线粒体基质时，在该酶作用下合成ATP”可知，H+通过F0进行顺浓度运输，H+在线粒体内膜两侧的浓度差驱动H+转运的同时储存一部分能量在ATP中。由此推断，线粒体内外膜间隙中的H+浓度应该高于线粒体基质，C正确； D、NADPH在于光合作用暗反应中起作用，其中能量用于光合作用暗反应合成有机物，D错误。 故选C。 10．（2024·山东·三模）各取未转基因的水稻（W）和转Z基因的水稻（T）数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3，24h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是（　　） A．本实验中，自变量有水稻种类、寡霉素和NaHSO3 B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质 C．转Z基因能增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D．喷施NaHSO3促进光合作用。且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 【答案】D 【分析】据图分析：该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，因变量是光合速率。W+寡霉素对光合速率具有抑制作用，其余各组实验均能够有效缓解干旱胁迫，使光合速率增强，其中T+硫酸氢钠组效果最好。 【详解】A、该实验的自变量是：水稻种类、否有干旱胁迫和喷洒药液的种类，A错误； B、寡霉素会抑制光合作用中ATP合成酶的活性，水稻细胞光合作用中ATP合成的场所为叶绿体的类囊体薄膜，因此寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体的类囊体薄膜，B错误； C、对比分析(W+H2O) 与(T+H2O) 的实验结果可知：转Z基因能够提高光合作用的效率，对比分析(W+寡霉素)与(T+寡霉素)的实验结果可知：转Z基因可以减缓寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误； D、对比分析(W+H2O) 、(W+寡霉素) 与(W+NaHSO3) 的实验结果可知:喷施NaHSO3能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。 故选D。 11．（2024·山东泰安·模拟预测）在光照强度等其他条件相同且适宜的情况下，测定了某幼苗在不同温度下的CO2吸收速率，在黑暗条件下测定了该幼苗在不同温度下的CO2生成速率，实验结果如表所示。下列叙述错误的是（    ） 温度/℃ 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率μmolCO2·dm－2·h－1 3.0 4.0 4.0 2.0 -1.0 -3.0 -2.0 CO2生成速率μmolCO2·dm－2·h－1 1.5 2.0 3.0 4.0 3.5 3.0 2.0 A．分析表中的数据，可知35℃时植物实际光合速率最大 B．若进一步测量实际光合速率的最适宜温度，需要在30~40℃设置温度梯度继续实验 C．若昼夜时间相等，植物在25~35℃时可以正常生长 D．30℃与40℃时实际光合速率相同，说明酶的活性不受温度的影响 【答案】D 【分析】在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。据图中数据分析可知，在实验温度范围内，CO2吸收速率比CO2生成速率变化更大，说明温度影响酶的活性，且光合作用对温度更敏感。 【详解】A、在有光条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，所以实验测定的幼苗在不同温度下的CO2吸收速率表示幼苗的净光合速率。无光条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此，在黑暗条件下测定的该幼苗在不同温度下的CO2生成速率表示呼吸速率。实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率，代入表格数据可知，35℃时植物实际光合速率最大，A正确； B、35℃时植物实际光合速率最大，进一步测最适温度，应在35℃左右的范围内设置梯度，即需要在30~40℃设置温度梯度继续实验，B正确； C、若昼夜时间相等，白天积累的有机物大于晚上消耗的有机物植物可正常生长，即白天的CO2吸收速率大于晚上CO2的生成速率。由表格数据可知，植物在25~35℃时净光合速率大于呼吸速率，植物可以正常生长，C正确； D、实际光合速率等于净光合速率+呼吸速率，30℃与40℃时实际光合速率相同，都是6μmolCO2·dm－2·h－1，但净光合速率和呼吸速率都不同，说明酶的活性受温度的影响。如40℃时呼吸作用强度大于30℃，40℃时呼吸酶的活性更高，D错误。 故选D。 12．（2024·山东威海·二模）莱茵衣藻的无氧发酵独立发生在细胞质基质、线粒体和叶绿体中。研究表明，在弱光及黑暗条件下莱茵衣藻会逐渐积累H+，导致叶绿体类囊体腔酸化，进而抑制光合作用，且类囊体腔的酸化程度与无氧发酵产生的弱酸积累量呈正相关，而无氧发酵不产生弱酸的突变体则不会发生类囊体腔酸化现象。下列说法正确的是（    ） A．莱茵衣藻细胞中产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体 B．黑暗条件下莱茵衣藻细胞质基质内的pH低于类囊体腔 C．有氧呼吸产生的CO2会加剧类囊体腔酸化 D．类囊体腔酸化可能导致光反应生成的NADPH和ATP减少 【答案】D 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和还原氢的过程，该过程中光能转变成活跃的化学 能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成。 【详解】A、莱茵衣藻的无氧发酵独立发生在细胞质基质、线粒体和叶绿体中，无氧发酵会产生NADH，所以莱茵衣藻细胞中产生NADH的场所是细胞质基质、叶绿体和线粒体，A错误； B、在弱光及黑暗条件下莱茵衣藻会逐渐积累H+，导致叶绿体类囊体腔酸化，所以黑暗条件下莱茵衣藻细胞质基质内的pH高于类囊体腔，B错误； C、类囊体腔的酸化程度与无氧发酵产生的弱酸积累量呈正相关，所以有氧呼吸产生的CO2会降低类囊体腔酸化，C错误； D、在弱光及黑暗条件下莱茵衣藻会逐渐积累H+，导致叶绿体类囊体腔酸化，进而抑制光合作用，所以类囊体腔酸化可能导致光反应生成的NADPH和ATP减少，D正确。 故选D。 13．（2024·山东·模拟预测）科研人员分离出某植物叶肉细胞的叶绿体，让叶绿体接受5s光照、5s黑暗交替（间歇光）处理，持续进行20min，并用灵敏传感器记录密闭环境中O2和CO2的变化，结果如图所示（S1、S2、S3分别表示相邻的曲线围成的图形面积）。下列相关叙述错误的是（    ） A．ac段，叶绿体的光反应速率明显大于暗反应速率 B．de段，CO2吸收速率变慢的原因是C3还原速率减慢 C．S1+S2的数值可表示光反应速率，S1的数值大于S3 D．总光照时间相同时，间歇光处理有助于有机物的积累 【答案】C 【分析】本实验以分离出某植物的叶绿体为实验材料，排除了呼吸作用的干扰，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，可以用O2的释放速率代表光反应速率，CO2的吸收速率代表碳反应速率。 【详解】A、由题图信息分析，虚线表示O2释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，ac段O2释放速率大于CO2吸收速率，说明叶绿体的光反应速率明显大于暗反应速率，A正确； B、de段在黑暗条件下进行，导致光反应产生的ATP和NADPH受阻，C3还原速率减慢，CO2固定减慢，所以导致CO2吸收速率变慢，B正确； C、虚线表示O2的释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，在一个光周期内，二者从开始的0经过一段时间的反应以后又变为0，结合光合作用的总反应式来看，S1+S2表示光反应释放的O2总量，S2+S3表示碳反应吸收的CO2总量，在一个光周期内释放的O2总量与暗反应吸收的CO2总量是相等的，S1+S2=S2+S3，所以S1=S3，C错误； D、光照总时间相同的情况下，间歇光与连续光照处理相比，光合作用合成的有机物增多，光合作用效率更高，是因为间歇光处理能充分利用光反应产生的NADPH和ATP，D正确。 故选C。 14．（2024·山东·模拟预测）苍耳是一种短日照植物，临界日长（开花所需的极限日照长度）为，利用苍耳植株进行以下实验，实验一（A~C组）：三组苍耳植株在处理前均生长在光照和黑暗的环境中，然后利用一个光诱导周期处理植株后，再将其放回的环境中，其他条件相同且适宜，一段时间后，观察各组开花情况；实验二（D~F组）：三组均用光照和黑暗处理，植株叶虽全部保留但有一片叶用一个光诱导周期（处理，观察各组开花情况。两个实验的结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．两个实验的自变量、因变量均相同 B．实验二证明只有特定位置上的叶子才能感受光周期刺激 C．组和组不开花的原因是没有叶子进行光合作用 D．只有一片叶子也能完成光周期对苍耳开花的诱导 【答案】D 【分析】激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。 【详解】A、实验一的自变量是叶子的数量，实验二的自变量是叶子数量和叶子接受的光周期，因变量都是苍耳开花情况，A错误； B、实验二并没有对感受光周期刺激的叶片所处的位置进行探究，B错误； C、B组和E组不开花的原因是没有叶子感受光周期的刺激，C错误； D、题述实验组C和F均只有一片叶子被光周期诱导处理，结果开花了，证明了只有一片叶子也能完成光周期对苍耳开花的诱导，D正确。 故选D。 15．（2024·山东·二模）磷酸丙糖是卡尔文循环最先产生的糖。磷酸丙糖转运体（TPT）是叶绿体膜上的一种反向共转运蛋白，将磷酸丙糖从叶绿体运出的同时，将无机磷酸（Pi）运入叶绿体。当细胞质基质中Pi浓度高时，磷酸丙糖通过TPT运出叶绿体，合成蔗糖；当细胞质基质中Pi浓度低时，磷酸丙糖就滞留在叶绿体中，合成淀粉暂时储存。下列说法错误的是（    ） A．在叶肉细胞叶绿体中，蔗糖和淀粉的合成存在竞争性关系 B．晚上磷酸丙糖合成受阻，TPT转运效率降低 C．大田种植甘蔗时，可适当施加磷肥提高甘蔗蔗糖含量 D．滞留在叶绿体中的磷酸丙糖合成淀粉储存，可以避免渗透压升高造成膜结构损伤 【答案】A 【分析】据题意可知，磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉，也可以在TPT作用下转运至细胞质基质合成蔗糖，这个过程需要磷酸参与。 【详解】A、磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉，也可以在TPT作用下转运至细胞质基质合成蔗糖，A错误； B、晚上不能进行光合作用产生磷酸丙糖，TPT转运效率降低，B正确； C、甘蔗种植过程中增施磷肥后，有利于丙糖磷酸的输出，在细胞质基质中合成蔗糖，C正确； D、滞留在叶绿体中的磷酸丙糖合成淀粉储存，可以降低渗透压，避免造成膜结构损伤，D正确。 故选A。 二、多选题 16．（2024·山东·模拟预测）细胞呼吸产生的内酮酸经扩散作用通过线粒体外膜上的孔蛋白通道后，经内膜上的丙酮酸转运蛋白，并由膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度驱动进入线粒体基质。同时，该质子电化学梯度还驱动内膜上的ATP合酶合成ATP、磷酸转运蛋白转运磷酸基（）进入线粒体基质以及腺苷酸转运蛋白运出ATP、运进ADP（大多情况）等。[H]等物质经电子传递链（受体是O2）释放的能量能够维持膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度。下列叙述错误的是（    ） A．丙酮酸、H2PO4，ATP、H+穿过线粒体内膜的方式均为主动运输 B．[H]等物质经电子传递链释放的能量直接用于合成ATP C．无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸、线粒体基质中无ATP合成 D．阻断[H]电子传递链，细胞将不能正常进行生命活动 【答案】ABD 【分析】质子顺梯度从膜间隙经内膜上的通道（ATP合成酶）返回到线粒体基质中，说明需要载体协助，但不消耗能量。因此H+从膜间隙进入到线粒体基质的跨膜运输方式为协助扩散。 【详解】A、丙酮酸、H2PO3−、ATP的转运既需要转运载体，又需要膜间隙与线粒体基质间质子（H+）的电化学梯度驱动，属于主动运输，而H+穿过线粒体内膜进入线粒体基质需要载体，顺电化学梯度进行，属于协助扩散，A错误； B、[H]等物质经电子传递链释放的能量用于驱动质子移向膜间隙，不直接用于合成ATP，B错误； C、无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸，进行无氧呼吸第二阶段，无ATP生成，C正确； D、阻断[H]电子传递链，即阻断有氧呼吸途径，细胞可进行无氧呼吸、短期内仍能正常进行生命活动，D错误。 故选ABD。 17．（2024·山东临沂·二模）某兴趣小组测得小麦种子在萌发前后CO2的吸收速率如图所示，下列叙述错误的是（    ）    A．种子萌发前随时间推移有机物的消耗量逐渐增大 B．小麦种子萌发前产生CO2的场所是线粒体基质 C．与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的比值高 D．种子萌发后第6天，小麦的净光合速率为15mLCO2·g-1·h-1 【答案】BC 【分析】由图分析可知，种子萌发后的第2天CO2的释放速率大于萌发前，萌发前种子只能进行细胞呼吸，且细胞呼吸速率低；萌发后幼苗可同时进行有氧呼吸和光合作用。 【详解】A、种子萌发前只能进行呼吸作用消耗有机物，且据图可知随时间推移二氧化碳的释放增多，故随着时间的推移有机物的消耗逐渐增大，A正确； B、小麦种子萌发前进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，进行有氧呼吸时，CO2在有氧呼吸的第二阶段产生，场所是线粒体基质，B错误； C、花生种子含有的脂肪较多，代谢时消耗的O2更多，所以与花生种子相比较，小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的比值低，C错误； D、光照下二氧化碳的吸收速率=净光合速率，据图可知，种子萌发后第6天，花生的净光合速率为15mL·g-1·h-1，D正确。 故选BC。 18．（2024·山东潍坊·三模）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H218O，一段时间后可在细胞内检测到（CH218O） B．三者均为生产者，甲可能是蓝藻，乙可能是根瘤菌，丙发生的反应中不产氧，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不一定增加 【答案】AD 【分析】化能合成作用： 1、概念：是一些生物（如硝化细菌）利用化学能（体外环境物质氧化释放的能量）把CO2和H2O合成储存能量的有机物的过程。 2、实例：硝化细菌主要有两类：一类是亚硝化细菌，可将氨氧化成亚硝酸；另一类是硝化细菌，可以把亚硝酸氧化成硝酸，两者都能利用释放的能量都能把无机物合成有机物。 【详解】A、给甲提供H218O，水可以参与有氧呼吸第二阶段，生产C18O2，二氧化碳参与光合作用的暗反应生成带有放射性标记的（CH218O），A正确； B、根瘤菌直接依靠植物的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； C、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散失，C错误； D、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量＞0，但植物体还有很多不能进行光合作用的细胞，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正确。 故选AD。 19．（2024·山东济宁·三模）为研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下实验，将长势相同的该植物幼苗均分成7组，分别置于不同温度下，先暗处理lh，再光照lh，其他条件相同且适宜，测其干重变化，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．光照下26℃和32℃时该植物的净光合速率相等 B．若光照强度突然增加，叶绿体基质中C3的含量将会增加 C．30℃条件下，一昼夜光照时间超过8h，该植物幼苗才能生长 D．温度达到34℃时，该植物幼苗在光照条件下不能进行光合作用 【答案】AC 【分析】暗处理1h前后的重量变化反映呼吸速率；光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率。 【详解】A、32℃时，暗处理lh后的重量变化是-4mg，说明呼吸速率是4mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0mg，光合速率-2×呼吸速率=0，此条件下光合速率是8mg/h，净光合速率是4，同理可推知，26℃时，呼吸速率是1mg/h光合速率是5mg/h，净光合是4mg/h，A正确； B、当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，从而促进了三碳化合物的还原，C3的消耗速率加快，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，即C3的生成速率不变，故C3的量减少，B错误； C、30℃条件下，呼吸强度为3mg/h，光合作用的强度是9mg/h，一昼夜光照时间等于8h则光合产生有机物为72mg，呼吸消耗为3×24=72mg，则大于8h该植物幼苗有机物可以积累，才能生长，C正确； D、34℃时呼吸速率是2mg/h，光照1h后比案处理前减少了3mg，光照1h后与暗处理前的重量变化=光合速率-2×呼吸速率，说明此时光合速率为1mg/h，D错误。 故选AC。 20．（2024·山东威海·二模）将小麦幼苗叶片放在温度适宜的密闭容器内，测得该容器内氧气量的变化情况如下图所示。下列说法正确的是（    ）    A．用溴麝香草酚蓝溶液检测0~5min容器内的气体，可观察到溶液由蓝变绿再变黄 B．B点时，小麦叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率 C．若小麦叶片的呼吸速率保持不变，则5~15min叶片产生氧气的速率为6×10-8mol/min D．与A点相比，B点时叶绿体基质中C3含量增加 【答案】ABC 【分析】分析图解：0-5min期间，黑暗条件下，叶片只进行呼吸作用，密闭容器内的氧气量下降；5-15min期间，光照条件下，叶片同时进行光合作用和呼吸作用，并且光合作用强度大于呼吸作用，密闭容器内的氧气量上升，15min后达到稳定。 【详解】A、溴麝香草酚蓝溶液检测二氧化碳，0-5min期间，黑暗条件下，叶片只进行呼吸作用，释放二氧化碳，容器内含有二氧化碳，可观察到溶液由蓝变绿再变黄，A正确； B、密闭容器中氧气浓度取决于有氧呼吸强度和光合作用强度的大小，B点时氧气浓度不变，说明B点时叶片的光合作用速率等于呼吸作用速率；B正确； C、黑暗条件下测得的细胞呼吸速率=2×10-8mol/min；而在光照下测得的是净光合作用速率=4×10-8mol/min，氧气产生量为总光合作用速率，即为细胞呼吸速率与净光合作用速率之和，是6×10-8 mol/min，C正确； D、与A点相比，B点时容器内的二氧化碳含量变少，C3生成减少，还原不变，所以C3含量减少，D错误。 故选ABC。 三、非选择题 21．（2024·山东泰安·模拟预测）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 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和ATP 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。 22．（2024·山东青岛·三模）目前全球土壤盐渍化问题严重，盐渍环境下，植物生长会受到抑制。为了解盐胁迫对水稻光合作用的影响，科研人员探究了不同程度盐胁迫下水稻抽穗期光合生理的响应，结果如下表所示。 分组处理 叶绿素含量 （mg/g） 净光合速率 [μmol/（m2·s）] 气孔导度 [μmol/（m2·s）] 胞间CO2浓度 （μL/L） 叶绿素a 叶绿素b 对照 2.52 0.24 36.11 1495.16 303.55 盐胁迫 轻度 2.38 0.21 26.49 1242.28 307.40 中度 1.80 0.15 24.00 1069.34 310.98 重度 1.48 0.12 18.94 1025.03 317.62 (1)水稻叶肉细胞中叶绿素主要吸收的光为 。测定叶片叶绿素含量时，可用 提取光合色素；分离色素时，色素在滤纸条上的扩散速度与 有关。 (2)导致光合速率降低的因素包括气孔限制因素（CO2供应不足）和非气孔限制因素（CO2得不到充分利用）。盐胁迫处理，导致水稻光合速率降低的因素属于 （填“气孔”或“非气孔”）限制因素。盐碱胁迫条件下，叶片等部位合成的 含量上升，该激素可能诱导气孔关闭。 (3)研究表明，盐胁迫会使植物体内的可溶性小分子物质含量升高，从而减少盐胁迫对水分吸收的影响，可能的原因是 。 (4)有关研究表明，叶片喷施含Ca2＋的溶液可以缓解高盐对水稻的胁迫，为验证这一结论，在上述实验的基础上还应增加两组实验，这两组实验的处理分别是 、 。 【答案】(1) 红光和蓝紫光 无水乙醇 溶解度 (2) 非气孔 脱落酸 (3)使其细胞液浓度增大以进一步适应高盐环境，会增加对水分的吸收 (4) 完全营养液培养+叶片喷施含Ca2+的溶液 含高浓度NaCl的完全营养液培养+叶片喷施含Ca2+的溶液 【分析】分析表格，在高盐胁迫下，细胞叶绿素含量，光合速率降低。 【详解】（1）水稻叶肉细胞中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。在光合色素分离和提取时，根据色素可以溶解在有机溶剂中，可用无水乙醇提取光合色素；分离色素时，色素的溶解度与在滤纸条上的扩散速度有关，溶解度越大扩散速度越快。 （2）重度盐胁迫下，气孔导度虽然减小，但胞间二氧化碳浓度反而增大，说明净光合速率下降不是由于气孔因素导致的 。盐碱胁迫条件下，叶片等部位合成的脱落酸含量上升，该激素可能诱导气孔关闭。 （3）植物能适应高盐环境，大分子物质水解为可溶性小分子物质，进而使其细胞液浓度增大以进一步适应高盐环境，会增加对水分的吸收。 （4）依据题意要求“叶片喷施含Ca²+的溶液可以缓解高盐对花生的胁迫，为验证这一结论”可知，要达到实验目的，还应增加 “全营养液培养+叶片喷施含Ca2+的溶液”组作为对照，另外增加实验组“含高浓度NaCl的全营养液培养+叶片喷施含Ca2+的溶液”。 23．（2024·山东聊城·三模）为探究光照强度对莲叶桐幼苗生理特性的影响，研究人员选取生长状态良好且长势一致的莲叶桐幼苗，用一、二、三层造荫网分别对莲叶桐幼苗进行遮荫处理（记为T1、T2、T3，网层数越多，遮荫效果越好），对照组不遮荫处理，其他条件一致。一段时间后，测定相关数据见下表（表中叶绿素SPAD值越大，表示叶绿素含量越高）。回答下列问题： 组别 测量指标 对照组 T1 T2 T3 单株总干重（g） 7.02 9.01 7.75 6.15 叶绿素（SPAD） 41.52 46.49 43.84 35.03 叶片可溶性糖（mg/g） 25.09 20.41 15.41 11.14 (1)经过遮荫处理后，T1、T2组叶绿素SPAD的值反而高于对照组，其生理意义是 。T1、T2的叶片可溶性糖含量比对照组低，但T1、T2单株总干重比对照组高，其原因是 。 (2)在采用纸层析法定性比较T3组与对照组的叶绿素含量变化时，为了形成整齐的色素带，对干燥的定性滤纸条的处理方法是 。待观测比较的条带位于滤纸条（自上而下）的第 条，观测的指标是 。 (3)一氧化氮（NO）是一种气体信号分子，对植物的生命活动具有重要的调控作用。某研究小组为探究NO对植物光合作用强度的影响，进行了如下实验：设置两组实验，甲组喷施适量蒸馏水于叶片背面，乙组喷施等量一定浓度的SNP（硝普钠，作为NO的供体）溶液于叶片背面，一段时间后，测定叶片的NO含量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和气孔导度，结果如图所示。相较于甲组，推测乙组叶片的光合作用强度较弱，其依据是 。进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是 。    【答案】(1) 在遮荫的条件下，光照强度由强到弱，植物通过增加叶绿素的含量可增强对光能的吸收和利用，从而保障一定的光合作用效率 在适当遮荫条件下，叶片合成的有机物运输到根或茎秆储存的速率增加，有利于叶肉细胞光合作用的进行，加之叶绿素含量的增加，植物的净光合作用速率增大 (2) 在干燥的定性滤纸条一端剪去两角，并在这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线 三、四 色素带的宽度 (3) 乙组叶片中光合色素含量低，抑制光反应阶段，气孔导度低，二氧化碳吸收少，抑制暗反应阶段 适宜浓度的SNP会通过降低气孔导度而降低蒸腾作用，另外，适宜浓度的SNP 还可能通过提高植物的渗透压，增强植物应对干旱胁迫能力 【分析】光合作用的过程，根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（碳反应）两个阶段。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能，有以下两方面用途。一是将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。 【详解】（1）在遮荫的条件下，光照强度由强到弱，植物通过增加叶绿素的含量可增强对光能的吸收和利用，从而保障一定的光合作用效率，所以经过遮荫处理后，T1、T2组叶绿素SPAD的值反而高于对照组。在适当遮荫条件下，叶片合成的有机物运输到根或茎秆储存的速率增加，有利于叶肉细胞光合作用的进行，加之叶绿素含量的增加，植物的净光合作用速率增大，所以T1、T2的叶片可溶性糖含量比对照组低，但T1、T2单株总干重比对照组高。 （2）在干燥的定性滤纸条一端剪去两角，并在这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线，可形成整齐的色素带。滤纸条（自上而下）的第三、四条分别代表叶绿素a和叶绿素b，所以要观察滤纸的第三、四个条带，色素带的宽度代表了色素的含量，所以通过观察色素带的宽度可判断色素含量的多少。 （3） 根据图示结果可知，与甲组相比，乙组叶片中光合色素含量低，抑制光反应，气孔导度变小，可以减少水分的蒸发，响应干旱胁迫，但是会抑制二氧化碳的吸收，影响暗反应过程，从而直接影响光合速率。 进一步研究发现，适宜浓度的SNP会提高植物应对干旱胁迫的能力，推测其原因是适宜浓度的SNP会通过降低气孔导度而降低蒸腾作用，或者适宜浓度的SNP有效提高植物的渗透调节能力，增强了植物的抗逆性。 24．（2024·山东菏泽·二模）光系统Ⅱ（PSⅡ）、Cb6/f和光系统I（PSJ）等结构形成线性电子传递和环式电子传递两条途径，两条途径在光反应过程中均产生ATP。亲环素蛋白C37调控电子传递效率，提高植物对强光的适应性（如图）。在强光下，C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧，活性氧积累使叶绿素降解增加，活性氧积累到一定量使细胞凋亡。回答下列问题：    (1)①光合色素吸收光能后，将水分解为O2和H⁺，同时产生电子；电子经过电子传递链，最终与 结合形成NADPH。强光环境会导致气孔关闭，CO₂供应不足，短时间内暗反应中C3含量 。环式电子传递与线性电子传递相比，NADPH/ATP的比值 （填“较大”、“较小”或“相等”）。 ②根据题干信息，对强光下植物光合电子传递链调控机制的理解，说法正确的有 。 A．强光下，C37仅调控光合电子传递链中的线性电子传递过程 B．强光下，C37通过与Cb6/f'结合，提高Cb6/f到PSI的电子传递效率 C．C37缺失使电子传递受阻，进而降低活性氧的含量，可导致植物叶片变黄 D．C37缺失突变体转入高表达的C37基因，可降低强光下的细胞凋亡率 (2)现有分离得到的分别含PSI和PSII的类囊体，根据题干光反应机制，简要写出鉴定这两种类囊体的实验设计思路： 。 【答案】(1) NADP+ 降低 较小 BD (2)取强光下的分别含PSI和PSII的类囊体，提取、分离色素，比较色素带上叶绿素条带的宽度 【分析】光合作用的光反应是一个非常复杂的物质与能量转变过程，它需要类囊体上多种蛋白复合体和电子传递体的参与才能将光能转变成电能，进而转变电势能和化学能。PSI和PSII指光合色素与各种蛋白质结合形成的大型复合物，叶绿素a（P680和P700）与蛋白质结合构成PSI和PSII。转化时处于特殊状态的叶绿素a在光的照射下﹐可以得失电子，从而将光能转换成电能。叶绿素a被激发而失去电子（e-），最终传递给NADP+。失去电子的叶绿素a变成一种强氧化剂，能够从水分子中夺取电子，使水分子氧化生成氧分子和氢离子（H+），叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。 【详解】（1）①在叶绿体类囊体上的光合色素吸收光能后，一方面将水分解为氧气和H+，同时产生的电子经传递，最终与NADP+结合形成NADPH；强光环境会导致气孔关闭，CO2供应不足，短时间内暗反应中C3含量降低；线性电子传递中，电子经PSⅡ、Cb6/f和PSⅠ最终产生NADPH和ATP。环式电子传递中，电子在PSⅠ和Cb6/f间循环，仅产生ATP不产生NADPH。因此环式电子传递与线性电子传递相比，NADPH/ATP的比值较小，提高暗反应的效率； ②A 、强光下，C37还可以调控光合电子传递链中的环式电子传递过程，A错误； B、研究发现，在强光胁迫下，C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻，传递效率显著下降，因此C37通过与Cb6/f结合，提高Cb6/f到PSⅠ的电子传递效率，B正确； C、C37缺失导致从Cb6/f到PSⅠ的电子传递受阻，传递效率显著下降，从而产生大量活性氧（ROS）导致活性氧积累，活性氧积累到一定阶段可能会促进叶绿素分解，较少电子传递链中电子的来源，同时引发细胞凋亡，导致叶片枯萎发黄，C错误； D、ROS超过一定水平后会引发细胞凋亡，C37突变体转入高表达的C37基因，可降低强光下的细胞凋亡率，D正确。 故选BD。 （2）由题意可知，在强光下，C37缺失会导致电子传递受阻产生大量活性氧，活性氧积累使叶绿素降解增加，活性氧积累到一定量使细胞凋亡，因此可以取强光下的分别含PSI和PSII的类囊体，提取、分离色素，比较色素带上叶绿素条带的宽度，叶绿素条带宽的为PSII的类囊体，叶绿素条带窄的为PSI的类囊体。 25．（2024·山东临沂·二模）为探究盐胁迫下植物的抗盐机理及其对生长的影响，科研人员以海水稻为材料，测得高盐胁迫条件下（NaCl浓度200mmol/L）叶肉细胞和不同浓度NaCl培养液条件下根部细胞的相关数据，结果分别如图1、图2所示。不考虑实验过程中海水稻呼吸作用变化的影响。 (1)光合色素主要包括 。在色素提取和分离实验中，色素分离的原理是 。 (2)据图1分析，在高盐胁迫条件下，海水稻叶肉细胞前15天光合色素含量无明显变化，但胞间CO2浓度降低，最可能原因是 ；第15天之后胞间CO2浓度逐渐上升，可能原因是 。 (3)海水稻耐盐与其特有的调节机制有关。 ①若以150mmol/L的NaCl溶液浓度作为低盐和高盐胁迫的分界线，结合图2分析，海水稻根部细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制有何不同? ②在高盐胁迫条件下，海水稻根部细胞还可通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图3所示。据图3分析，盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有 （答出三点）。 【答案】(1) 叶绿素和类胡萝卜素 不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快 (2) 高盐胁迫条件下部分气孔关闭，从外界进入胞间的CO2减少，叶绿体从细胞间吸收的CO2基本不变，使胞间CO2浓度降低 色素含量降低，光反应产生的NADPH和ATP不足，暗反应减弱，CO2固定减少，最终导致胞间CO2浓度升高 (3) 低盐条件下主要通过提高细胞中无机盐的相对浓度进行调节，高盐条件下主要通过提高细胞中可溶性糖的相对含量进行调节 将细胞质中的Na+运输到细胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+储存在液泡中；将细胞质中的Na+储存在囊泡中 【分析】分析图1可知，高盐胁迫条件下（NaCl浓度200mmol/L），该海水稻叶肉细胞的胞间CO2相对浓度先降后升;第15天之前色素含量下降不大，第15天之后色素含量大幅度下降。分析图2可知:当NaCl溶液浓度低于150mmol/L时，随着NaCl溶液浓度的升高，根部细胞内无机盐的浓度逐渐增加，可溶性糖浓度变化不大；当NaCl溶液浓度高于150mmol/L时，随着NaCl溶液浓度的升高，根部细胞内无机盐的浓度变化不大，可溶性糖浓度大幅度增加。 【详解】（1）光合色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因此，色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 （2）从图1来看，第15天之前色素含量下降不大，胞间CO2浓度降低，推测可能是高盐胁迫条件下部分气孔关闭，从外界进入胞间的CO2减少，叶绿体从细胞间吸收的CO2基本不变，使胞间CO2浓度降低。第15天之后色素含量大幅度下降，光反应速率下降，使光反应产生的NADPH和ATP不足，C3未能被及时还原并形成C5，最终导致CO2不能被固定，叶绿体从细胞间吸收的CO2减少，故胞间CO2浓度会升高。 （3）①分析图2可知,当NaCl溶液浓度低于150mmol/L时(低盐胁迫),随NaCl溶液浓度的升高，根部细胞内无机盐相对浓度逐渐增加；当NaCl溶液浓度高于150mmol/L时(高盐胁迫)，随着NaCl溶液浓度的升高,根部细胞内可溶性糖浓度大幅度增加,可见该海水稻根部细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制不同，即低盐条件下主要通过提高细胞中无机盐的相对浓度进行调节，高盐条件下主要通过提高细胞中可溶性糖的相对含量进行调节。 ②根据图3可知,盐胁迫条件下，植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有：通过细胞膜上的载体蛋白将Na+从胞质运输到胞外；通过液泡膜上的载体蛋白和囊泡运输将细胞质中的Na+运输到液泡中储存；将细胞质中的Na+储存在囊泡中。 26．（2024·山东德州·二模）番茄受低温伤害后叶肉细胞叶绿体受损严重，淀粉大量积累。Y基因过表达株系比野生型明显耐低温。下图为番茄叶肉细胞内光合作用过程中有机物合成及转运示意图。 (1)番茄叶肉细胞通常呈现绿色，与叶绿体的 上分布着捕获光能的色素有关。影响番茄叶肉细胞中叶绿素含量的外界因素除了温度外，还有 （答出两项即可）。 (2)据图分析，低温影响R酶的活性进一步降低了光反应对光能的利用，其原因是 。低温下，叶绿体中丙糖磷酸增加，生成淀粉过多抑制光合作用，推测低温对磷酸转运体的抑制作用 （填“大于”或“小于”）对R酶的抑制。 (3)Y蛋白可进入细胞核作用于基因S、I、L的启动子。低温下Y基因过表达株系叶绿体内淀粉积累减少，细胞质基质中葡萄糖、蔗糖等可溶性糖的含量增加，因而具有更强的低温抗性。据此推测，Y基因过表达株系抗低温的机理是 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 光照、Mg2+ (2) R酶活性降低，暗反应速率降低，为光反应提供ADP、NADP+、Pi减少 大于 (3)促进S基因转录使R酶增多从而促进丙糖磷酸的合成；抑制I基因转录减少淀粉合酶，从而减少淀粉合成对丙糖磷酸的消耗；促进L基因转录增加α淀粉酶的量促进葡萄糖的生成 【分析】1、植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和[H]，同时释放氧气，ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原； 2、分析题文信息可知，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。低温会光反应减弱，而与野生型相比，低温处理后Y基因过表达株系的叶绿体中淀粉粒数量少，而敲除Y基因的株系淀粉粒数量多。 【详解】（1）番茄叶肉细胞通常呈现绿色，与叶绿体的类囊体薄膜上分布着捕获光能的色素有关；Mg2+是叶绿素的重要组成成分，而叶绿素的合成需要光照，因此影响番茄叶肉细胞中叶绿素含量的外界因素除了温度外，还有光照、Mg2+； （2）据图分析，低温影响酶的活性进一步降低了光反应对光能的利用，其原因是低温降低了R酶的活性，使暗反应速度降低，从而为光反应提供ADP、NADP+、Pi减少，降低了光反应对光能的利用；由题意可知，低温条件下叶肉细胞内淀粉大量积累，说明低温对磷酸转运体的抑制作用大于对R酶的抑制； （3）由题意可知，Y蛋白可进入细胞核作用于基因S、I、L的启动子。低温下Y基因过表达株系叶绿体内淀粉积累减少，细胞质基质中葡萄糖、蔗糖等可溶性糖的含量增加，因而具有更强的低温抗性。因此可推测Y基因过表达促进S基因转录使R酶增多从而促进丙糖磷酸的合成；抑制I基因转录减少淀粉合酶，从而减少淀粉合成对丙糖磷酸的消耗；促进L基因转录增加α淀粉酶的量促进葡萄糖的生成，从而使Y基因过表达株系能抗低温。 27．（2024·山东青岛·二模）植物光合作用的光反应依赖光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）。PSⅡ复合体含有光合色素，能吸收光能并分解水。研究发现，捕光色素复合体捕获传递的光能超出光系统“使用量”时，会发生光抑制现象。高温胁迫也会导致PSⅡ产生光抑制现象，机理如图所示（活性氧ROS氧化性非常强，会破坏细胞组分）。 (1)结合上述信息分析，影响光合作用速率的外部因素主要有 。 (2)PSⅡ复合体分解水会产生 ，其中 可用于形成NADPH。 (3)研究发现，高温胁迫导致PSⅡ处的放氧复合体（OEC）及光合电子传递链失活，从而导致光抑制。此外，ROS过量合成，一方面通过 ，另一方面通过 ，引起PSⅡ光抑制。 (4)当植物处于高温环境中，会通过代谢调节过程，使叶绿素含量降低，引起叶片衰老。该过程的积极意义是 。 【答案】(1)温度和光照强度 (2) H+、电子和氧气 H+、电子 (3) 直接损伤光合组分 抑制 D1蛋白的从头合成 (4)减少叶绿素捕获的光能，减弱植物受到光的伤害 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段： 1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。 2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）由题可知，PSⅡ复合体含有光合色素，能吸收光能并分解水。研究发现，捕光色素复合体捕获传递的光能超出光系统“使用量”时，会发生光抑制现象。高温胁迫也会导致PSⅡ产生光抑制现象，所以影响光合作用速率的外部因素主要有光照、温度、水等。 （2）PSⅡ复合体分解水会产生H+、电子和氧气，其中H+、电子与NADP+在酶的催化作用下可合成NADPH。NADPH能为暗反应提供还原剂和能量。 （3）由图可知，有活性的PSⅡ含有OEC和D1、D2。高温胁迫导致PSⅡ处的放氧复合体（OEC）及光合电子传递链失活，会抑制光反应。此外，高温胁迫还会导致活性氧ROS过量合成，ROS过量合成能氧化并破坏细胞组分，导致光合电子传递能力降低。D1蛋白与PSⅡ的电子传递有关，ROS过量合成也会抑制D1蛋白从头合成，这也导致PSⅡ的电子传递能力降低。 （4）当植物处于高温环境中，会通过代谢调节，降低叶绿素含量，引起叶片衰老，防止植物体因叶片蒸腾作用而散失更多水分。 28．（2024·山东烟台·三模）植物缺铁可使抗氧化酶活性下降，引起磷脂分子发生过氧化反应，产生丙二醛（MDA）。现以盘菜幼苗为材料，进行正常供铁和缺铁处理20d，取顶端完全展开叶探讨缺铁对其光合色素、光合特性的影响。结果如下表所示。 处理 正常供铁（100μmol·L-1） 缺铁（0.1μmol·L-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 15.4 6.26 叶绿素/（mg·g-1） 0.35 0.22 类胡萝卜素/（μmol·m-2·s-1） 0.2 0.22 光补偿点/（μmol·m-2·s-1） 20.9 25.3 气孔导度/（μmol·m-2·s-1） 0.18 0.11 胞间CO2浓度/（μmol·m-2·s-1） 224 284 (1)盘菜叶片中所含光合色素的功能是 。据题意分析，缺铁会导致盘菜幼苗净光合速率降低，原因是 ，盘菜的光合效率下降主要是由， （“气孔”或“非气孔”）因子引起的。 (2)据表分析：与正常盘菜幼苗相比，培养缺铁幼苗时，维持光合作用与呼吸作用平衡所需要的光照强度 （“较高”或“较低”），依据是 。 (3)S-腺苷甲硫氨酸合成酶（SAMS）可催化裙带菜体内某些激素的合成。研究发现，裙带菜受到缺铁胁迫时SAMS基因表达量增加，从而适应缺铁胁迫。请结合所学知识，写出快速获得大量抗缺铁盘菜的实验思路 。 【答案】(1) 吸收、传递和转化光能 缺铁会减少叶绿素含量，同时引起抗氧化酶活性下降，加速磷脂氧化，使生物膜被破坏，且对光合作用的影响大于呼吸作用，最终导致净光合速率下降 非气孔 (2) 较高 缺铁盘菜幼苗光补偿点较高，故需要较高的光照强度 (3)将S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（SAMS基因）导入盘菜细胞并放入缺铁培养液中进行筛选，将筛选出的盘菜细胞通过植物组织培养技术大量获得植株 【分析】分析题文描述和表中信息可知：与正常供铁组相比，缺铁组的净光合速率、叶绿素含量、气孔导度均明显下降，光补偿点、胞间CO2浓度明显升高，说明缺铁会减少叶绿素含量，引起抗氧化酶活性下降，加速磷脂氧化，使生物膜被破坏，但对光合作用的影响大于呼吸作用，最终导致净光合速率下降。引起光合效率下降主要因素是非气孔因子。 【详解】（1）光合色素的功能是吸收、传递和转化光能。已知植物缺铁可使抗氧化酶活性下降，引起磷脂分子发生过氧化反应，产生丙二醛（MDA）。表中信息显示：缺铁组叶绿素含量低于正常供铁组，说明缺铁会减少叶绿素含量，同时引起抗氧化酶活性下降，加速磷脂氧化，使生物膜被破坏，且对光合作用的影响大于呼吸作用，最终导致净光合速率下降。表中信息还显示：缺铁组气孔导度小于正常供铁组，胞间CO2浓度却高于正常供铁组，说明盘菜的光合效率下降主要是由非气孔因子引起的。 （2）缺铁组叶绿素含量低于正常供铁组，使光合作用减弱，因此若要维持盘菜幼苗的光合作用与呼吸作用的平衡，则缺铁盘菜幼苗需要较高的光照强度，即缺铁盘菜幼苗光补偿点高，需要较高的光照强度，才能维持光合作用与呼吸作用的平衡。 （3）研究发现，裙带菜受到缺铁胁迫时SAMS基因表达量增加，从而适应缺铁胁迫。可见，若要快速获得大量抗缺铁盘菜，其实验思路是：将S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因（SAMS基因）导入盘菜细胞并放入缺铁培养液中进行筛选，将筛选出的盘菜细胞通过植物组织培养技术大量获得植株。 29．（2024·山东威海·二模）野生杜鹃分布在高海拔地区，耐热性差。科研人员以红月和胭脂蜜两种杜鹃品种为实验材料，探究高温胁迫下野生杜鹃光合速率下降的机制，结果如下表所示： 品种 组别 净光合速率（μmol•m•2•s•1） 总叶绿素含量 气孔导度（μmol•m⁻2•s⁻1） 胞间二氧化碳浓度（ppm） 红月 对照组 5.5 2.5 140 300 高温胁迫 1.75 1.75 75 350 胭脂蜜 对照组 6 1.6 180 325 高温胁迫 2.5 1.25 125 275 (1)高温胁迫下叶绿体中合成NADPH下降幅度较大的是 （填“红月”或“胭脂蜜”），理由是 ；NADPH在光合作用中的具体作用是 。 (2)据表分析可知，高温胁迫下红月品种光合速率下降是由 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）造成的，判断的依据是 。 (3)D1蛋白是光合系统反应中心的重要蛋白。高温胁迫下，叶片中D1蛋白的含量降低。研究表明，适宜浓度的乙烯受体抑制剂（1-MCP）可以减小D1蛋白的下降幅度，请以野生杜鹃为实验材料，设计实验验证上述结论，简要写出实验思路并预期实验结果。实验思路： ，预期结果： 。 【答案】(1) 红月 高温胁迫下红月叶片中总叶绿素含量下降幅度大于胭脂蜜，导致其光反应速率下降幅度较大，所以合成NADPH下降幅度较大 为暗反应提供能量和还原剂 (2) 非气孔因素 高温胁迫下气孔导度下降，由气孔进入胞间的二氧化碳减少，但胞间二氧化碳浓度升高，说明光合速率下降并不是因为二氧化碳减少引起的，而是非气孔因素造成的 (3) 将生长状况一致的野生杜鹃叶片均分为2组，编号甲、乙，甲组高温胁迫处理，乙组高温胁迫和1-MCP处理，其他条件相同且适宜；一段时间后，检测两组叶片D1蛋白的含量，计算D1蛋白下降幅度 D1蛋白下降幅度乙组小于甲组 【分析】光合作用包括光反应和暗反应阶段：1、光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。还原型辅酶Ⅱ作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。2、暗反应在叶绿体基质中进行，在特定酶的作用下，二氧化碳与五碳化合物结合，形成两个三碳化合物。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。一些接受能量并被还原的三碳化合物，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的三碳化合物，经过一系列变化，又形成五碳化合物。 【详解】（1）NADPH由光反应过程产生，由表格数据可知，高温胁迫下红月叶片中总叶绿素含量下降幅度大于胭脂蜜，导致其光反应速率下降幅度较大，所以合成NADPH下降幅度较大。光反应产生的NADPH的作用是供能和作为还原剂。 （2）高温胁迫下红月品种气孔导度下降，由气孔进入胞间的二氧化碳减少，但胞间二氧化碳浓度升高，说明光合速率下降并不是因为二氧化碳减少引起的，而是非气孔因素造成的。 （3）欲验证适宜浓度的乙烯受体抑制剂（1-MCP）可以减小D1蛋白的下降幅度，实验的自变量为是否乙烯受体抑制剂处理，因变量为D1蛋白的含量，则实验设计思路可为将生长状况一致的野生杜鹃叶片均分为2组，编号甲、乙，甲组高温胁迫处理，乙组高温胁迫和1-MCP处理，其他条件相同且适宜；一段时间后，检测两组叶片D1蛋白的含量，计算D1蛋白下降幅度，预期的结果为D1蛋白下降幅度乙组小于甲组。 30．（2024·山东·三模）植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物卸出和储存部位被称作“库”。图1为光合产物合成及向库运输过程示意图；图2为线粒体内膜进行系列代谢过程；图3为叶绿体中某种生物膜的部分结构及代谢过程的简化示意图。请回答下列问题： (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用 方法分离。光合色素吸收的光能转化为 （图1中A）中的化学能。 (2)图2中的过程发生在有氧呼吸第 阶段，H+由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输方式为 。 (3)淀粉和蔗糖均是光合产物，分别在叶肉细胞的 、 部位合成。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，所以淀粉储藏在叶绿体内的意义是 。蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是 。 (4)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天后测定叶片的蔗糖和淀粉含量以及CO2固定速率。结果如下图4、图5所示。 综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会 光合作用，结合图1信息，给出作此判断的理由是 。 【答案】(1) 纸层析法 NADPH（或[H]）和ATP (2) 三 协助扩散 (3) 叶绿体基质 细胞质基质 保持叶绿体正常形态，防止吸水涨破 非还原糖较稳定 (4) 抑制 去棉铃相当于去掉了光合产物的“库”，导致蔗糖和淀粉因输出减少而积累，导致丙糖磷酸积累，抑制碳反应，导致光合速率下降 【分析】光合作用分为光反应和暗反应。光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。经过光合作用，将无机物转变成糖类等有机物。通过图1可知，暗反应的产物丙糖磷酸有两条去路，在叶绿体中转化为淀粉，在细胞质基质中转化成蔗糖。这样可以减少丙糖磷酸在叶绿体中的积累，以调节渗透压；以及以非还原糖的形式将有机物运输至植物体其他部位。图4、5两幅图横坐标都是去除棉铃的百分率，纵坐标观察的指标不同。综合分析联系两幅图，随去除果实百分率增加，叶肉细胞干重增加；二氧化碳固定速率下降，二氧化碳固定速率代表光合作用的速率。 【详解】（1）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用纸层析法分离色素。光反应阶段，光合色素吸收的光能转化为NADPH（或[H]）和ATP中的化学能。 （2）从图2中可知，H+的运输是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白协助，故该过程属于协助扩散。运输方向是膜间隙向线粒体基质运输，并且在运输过程中合成了ATP，即有氧呼吸前两阶段所产生的H+，在线粒体内膜上与氧气结合形成水，并释放大量能量，属于有氧呼吸的第三阶段。 （3）从图1中可知，暗反应中初产物丙糖磷酸，一部分丙糖磷酸继续在叶绿体基质中最终形成淀粉；另一部分丙糖磷酸从叶绿体运输至细胞质基质，在细胞质基质中合成蔗糖。光合作用旺盛时，很多植物合成的大量可溶性糖通常会合成为不溶于水的淀粉临时储存在叶绿体中，可以保持叶绿体正常形态，防止吸水涨破。蔗糖是二糖，以蔗糖形式运输，其溶液中溶质分子个数相对较小，渗透压稳定，且蔗糖是非还原糖，性质较稳定。 （4）从图4可知，随着去除棉铃百分比的增加，叶肉细胞中的蔗糖和淀粉等有机物均增加；图5可知，随着去除棉铃百分比的增加，叶肉细胞中二氧化碳固定速率降低。去棉铃相当于去掉了光合产物的“库”，导致蔗糖和淀粉因输出减少而积累，导致丙糖磷酸积累，抑制碳反应，导致光合速率下降。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$