专题05 光合作用-2025年高考生物一轮复习热点专题精练（江苏专用）

专题05 光合作用 一、单选题 1．（2024·江苏连云港·模拟预测）叶绿体可能起源于被真核细胞内吞后并与之共生的蓝细菌。下图是核基因编码叶绿体前体蛋白合成与转运的过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．蓝细菌与植物病毒在结构上的最大区别是有无以核膜为界限的细胞核 B．蓝细菌和植物叶肉细胞含有相同的光合色素，都分布在类囊体薄膜上 C．叶绿体与蓝细菌中遗传物质都是DNA，叶绿体中能发生转录和翻译，但不能进行DNA复制 D．前体蛋白是叶绿体内关键酶的组成成分，由此可以判断叶绿体是半自主细胞器 2．（2024·江苏南通·三模）光合色素参与光合作用，光敏色素接受光信号调节自身生长。下列关于光合色素和光敏色素的叙述，正确的是（　　） A．两者化学本质不同，但均能传递、转化光能参与细胞代谢 B．前者主要吸收红光和蓝紫光，后者只能吸收红光和远红光 C．前者主要分布于叶绿体中，后者主要分布于液泡中 D．前者参与光反应，后者被光信号激活后发生结构变化调节核基因表达 3．（2024·江苏南通·二模）实验材料的选择是决定实验效果乃至实验成败的前提条件，在选择时要具有符合实验要求（科学性）、取材容易（简便性）、实验现象明显（直观性）等特点。洋葱是生物实验常用材料，下列相关说法正确的是（    ） A．可用洋葱的鳞片叶内表皮细胞观察细胞的质壁分离及复原 B．可用洋葱的鳞片叶外表皮细胞观察叶绿体和线粒体，观察叶绿体时不需要染色 C．可用洋葱的管状叶提取叶绿体中色素，研磨时要加入适量SiO2、CaCO3和层析液 D．可用洋葱根尖细胞观察减数分裂，通过观察染色体的形态、位置和数目判断细胞分裂时期 4．（2024·江苏·模拟预测）羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点，成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析正确的是（    ） A．色素4在层析液中的溶解度最大 B．用发黄叶片色素1、2可能缺失 C．缺Mg会影响色素1和2的含量 D．色素5可能存在于植物的液泡中 5．（2024·江苏南通·二模）南通某中学利用层析柱进行色素的分离、收集实验。各种色素在层析柱填充物硅胶上的吸附力不同，当使用层析液分离时，吸附力强的组分在层析柱中移动速度慢，反之则快。相关叙述错误的是（    ） A．层析液应该从层析柱的上端滴入从下端流出 B．叶黄素的吸附力最强在层析柱中移动的速度最慢 C．色素从上到下依次是叶黄素、叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素 D．本实验的主要原理是色素在层析液中的溶解度不同 6．（2024·江苏·一模）利用层析液分离提取的紫色鸭跖草叶中的色素，滤纸条上出现五条色素带，如右图所示。下列相关叙述正确的是（    ）    A．条带1~4中的色素都能吸收蓝紫光，1和2中的色素基本不吸收红光 B．条带5中的色素在层析液中溶解度极低，但能吸收和转换光能 C．滤纸条上条带的多少与层析时间无关，但与所含色素种类有关 D．若用水替换层析液，条带5中的色素不会与其他色素分离 7．（23-24高二上·江苏盐城·期末）为研究短日照诱导苍耳开花的原理，研究者将5株苍耳相互嫁接在一起（如图所示），使其中一株的一片叶接受适宜的短日照诱导，其他植株均处在长日照条件下，最后所有植株都能开花。下列说法正确的是（    ） A．苍耳感受光信号的物质是光敏色素，主要分布在叶细胞膜上 B．短日照条件下，苍耳产生了诱导开花的物质 C．光敏色素是色素一蛋白复合体，主要吸收红光和蓝紫光 D．影响开花的物质不可以从嫁接部位传递给其他植株 8．（23-24高三上·江苏扬州·期末）植物细胞中含有色素，下列关于植物细胞内色素的说法，错误的是（    ） A．光敏色素主要吸收蓝光，其结构变化的信息会影响特定基因的表达 B．叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，液泡中的色素溶解在细胞液中 C．绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布，与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关 D．花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关，可以向传粉昆虫提供物理信息 9．（2024·江苏盐城·模拟预测）研究者把细菌紫膜质（一种光合细菌质膜的光驱动H＋泵）和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上，结构如下图所示；接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中，形成脂质体悬液；最后把该悬液置于光照下，发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是（    ）    A．图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层 B．将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H＋泵入脂质体未消耗能量 C．图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H＋泄露 D．图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应 10．（2024·江苏南通·二模）叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离子平衡和pH稳定发挥了重要作用。下图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，相关判断不合理的是（    ）    A．K+通过TPK3运出类囊体腔的方式属于被动运输 B．H+通过KEA1和KEA2运输的动力来自于K+的浓度差 C．据图推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质 D．类囊体薄膜上的电子传递链对于维持类囊体腔中的pH起关键作用 11．（23-24高三下·江苏扬州·开学考试）高中生物学实验中经常用到定性分析和定量分析。定性分析是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系，而定量分析是为了研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关实验表述正确的是（    ） A．用高倍显微镜观察洋葱根尖分生区细胞的一个视野中，不易看到细胞有丝分裂各个时期的图像，该实验是定性分析 B．3H有放射性，3H标记半胱氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程是定量实验 C．以黑藻为材料观察植物细胞质壁分离时，能定性地观察到液泡体积变小、颜色加深 D．“探究光照强度对光合作用的影响”只需要定量分析有光和无光的条件下光合作用速率的不同 12．（2024·江苏宿迁·一模）下列关于元素和化合物的叙述，正确的是（    ） A．组成蛋白质的各种元素中，N元素主要存在于R基中 B．原核细胞的拟核中不存在 DNA-蛋白质复合物 C．同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同 D．还原性辅酶Ⅱ（NADPH）的化学本质是蛋白质，能催化C3的还原 13．（23-24高三上·江苏徐州·期末）植入“生物电池”可使动物借助光合作用修复因能量不足而受损的细胞。科研人员利用菠菜叶肉细胞中的类囊体制成纳米类囊体(NTU)，将其注入小鼠软骨受损的部位，治疗小鼠的骨关节炎，相关机制如图。下列说法错误的是（    ）    A．NTU膜上含有光合色素和有关的酶，能通过光反应合成ATP和NADPH B．光照条件下，图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU C．NTU产生的NADPH可以进入线粒体，在线粒体内膜上与O2结合生成水 D．此研究说明植物光反应固定的能量可直接用于动物细胞生命活动 14．（23-24高三上·江苏徐州·期末）高中生物学实验中经常用到定性分析和定量分析。定性分析是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系，而定量分析是为了研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关实验表述正确的是（    ） A．用高倍显微镜观察洋葱根尖分生区细胞的一个视野中，不易看到细胞有丝分裂各个时期的图像，该实验是定性分析 B．3H有放射性，3H标记半胱氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程是定量实验 C．以黑藻为材料观察植物细胞质壁分离时，能看到液泡体积变小、颜色不变，能定性地观察到原生质层颜色加深 D．“探究光照强度对光合作用的影响”只需要定量分析有光和无光的条件下光合作用速率的不同 15．（2024·江苏南京·一模）放射性同位素在生物实验中常应用，下列有关叙述错误的是（    ） A．给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OH B．给小麦提供14CO2，则14C的转移途径是：14CO2→14C3→（14CH2O） C．用3H标记丙氨酸，内质网上核糖体将有放射性，而游离核糖体则无 D．小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有H218O、C18O2 16．（23-24高三上·江苏常州·期末）某同学利用醋酸杆菌和普通载玻片重复恩格尔曼实验，对装片进行12小时的暗处理后给予全光照，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ）    A．醋酸杆菌对氧气不敏感，需要更换需氧菌进行实验 B．不断增大培养液中醋酸杆菌密度，实验现象越明显 C．为方便观察，最好将普通载玻片换成单凹面载玻片 D．进行本实验时，无需考虑醋酸杆菌培养液的浓度 17．（2024·江苏连云港·一模）连云港市浦南草舍生态园利用间作和套种措施提高农作物产量。间作是在同一生长期内，分行相间种植两种作物，套种是在前一季作物生长后期在其行间种植后一季作物。下列相关叙述错误的是（　　） A．利用阳生和阴生植物进行间作时应注意高矮搭配，提高光能利用率 B．调查生态园土壤中小动物类群的丰富度常采用标记重捕法 C．进行套种的两种作物共同生长期短，可充分利用空间和时间资源 D．与传统农业相比，生态农业更能实现资源的多层次、循环利用 18．（23-24高三上·江苏苏州·期末）生物实验的成败与实验的选材密切相关。下列实验中材料或试剂选择不恰当的是（　　） A．选用蝗虫精巢而非小白鼠卵巢，观察减数分裂的不同时期 B．选用黑藻小叶而非洋葱鳞片叶外表皮，研究光合作用的放氧部位 C．选用血细胞计数板而非载玻片，探究培养液中酵母菌种群数量变化 D．选用淀粉酶而非过氧化氢酶，探究温度对酶活性的影响 19．（23-24高三上·江苏·阶段练习）研究者在研究水杨酸（SA）对水稻幼苗抗寒能力影响的过程中，用 0.5mmol/L 的 SA 喷洒水稻幼苗叶片，低温处理1天后测定相关数据见下表。 总叶绿素含量 mg/g 胞间 CO₂含 μmol/mol 净光合速率μmol(CO₂)/(m²·s) 对照组 1.710 408.890 1.540 实验组 2.120 288.670 2.690 下列叙述正确的是（    ） A．在测定各项生理指标时，每个处理均无需设重复实验 B．SA在低温条件下能保护光合器官，但不能提高光合速率 C．总叶绿素含量比对照组高，有利于光反应进行 D．实验组CO₂ 的吸收量比对照组少，不利于暗反应进行 20．（22-23高三下·江苏扬州·开学考试）农业生产过程中，常采取一些特殊的栽培措施以提高产量。下列措施中，无法达到目的的是（    ） A．通过控制光照时间，可提高烟草、莴苣等植物的种子萌发率 B．在辣椒生长期松土，有利于辣椒根系吸收和利用土壤中的有机物 C．将玉米和大豆一起套种，有利于充分利用光能，增加经济收益 D．通过修剪果树枝条，减少叶片相互遮挡，有利于提高果树的产量 二、多选题 21．（2024·江苏盐城·模拟预测）光敏蛋白（PSP）是我国科学家设计的在光照条件下，能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高的感光物质。研究人员利用PSP模拟光合系统的部分过程已获得成功。下列叙述错误的是（    ） A．光合色素主要分布在类囊体薄膜上，而光敏色素分布在植物的各个部位 B．光合色素和PSP是一类均可用无水乙醇提取的蛋白质 C．PSP的功能与自然光合系统中光合色素、NADPH相似 D．光敏色素和光合色素主要吸收红光和蓝紫光 22．（23-24高三下·江苏苏州·开学考试）菠菜是通过官方和民间等多种途径从中亚和南亚等地先后传入我国的。如今，菠菜在我们生活中非常普遍，不仅出现在人们的餐桌上，还经常被用作实验材料。下列有关叙述错误的是（　　） A．根据不同色素在层析液中的溶解度不同可提取菠菜绿叶中的色素 B．菠菜叶肉细胞虽有大液泡，但不适合探究植物细胞的吸水和失水 C．菠菜根尖分生区细胞可以用来观察植物细胞的有丝分裂 D．菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，因此不可能观察到细胞质流动 23．（2024·江苏南通·三模）为探究盐碱土壤上高粱最适有机肥与缓释肥协同施用量，某科研小组以辽糯11为试材，设置4个试验处理，得到如下部分实验结果。相关分析正确的是（　　） 组别 有机肥施用量（kg/667m2） 缓释肥施用量（kg/667m2） 净光合速率 （μmol/m2·s） 产量 （kg/667m2） CK 0 40 30.56 574 TI 2 40 14.39 396 T2 2 50 22.62 537 T3 2 60 22.75 736 A．施用有机肥能为作物提供能量和N、P、K等大量元素 B．实验组有机肥的种类、使用量、施用方式均需保持一致 C．测量净光合速率时，选取相同部位的叶片重复测量3次，取平均值 D．T3组显著提高产量的原因可能是促进了光合产物向穗粒的转移 24．（2024·江苏泰州·一模）下图为生物体内“泵”的3种类型，相关叙述错误的是（    ）    A．P型质子泵中的Ca2+泵磷酸化后运输Ca2+时构象不改变 B．神经细胞内高Na+低K+的环境依靠P型泵来维持 C．溶酶体膜上存在的V 型质子泵将H+运入溶酶体 D．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上 25．（23-24高三上·江苏徐州·期末）德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、碳反应分开研究，他的方法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人员重新设计瓦尔堡的实验：分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，部分实验记录如图所示。 下列分析错误的是（    ） A．a~c段为光反应阶段，c~e段为碳反应阶段 B．S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量，且S1=S3 C．由O2的释放速率和CO2的吸收速率推测光反应速率与碳反应速率始终相等 D．与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多 26．（23-24高三下·江苏南通·开学考试）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，测定相对放氧量，实验结果如下表所示（Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性）。相关叙述正确的有（    ） 叶绿体类型 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为电子受体时放氧量 100 167.0 425.1 281.3 实验二：以DCIP为电子受体时放氧量 100 106.7 471.1 109.6 A．叶绿体完整的双层膜对以Fecy为电子受体时的相对放氧量有明显阻碍作用 B．叶绿体C表明在无双层膜阻碍、类囊体松散条件下，更利于光合色素吸收光能 C．以DCIP为电子受体进行实验，叶绿体A～D的ATP产生效率先增后减 D．叶绿体内产生的ATP不仅可用于CO2固定，还用于DNA复制和基因表达等过程 27．（2024·江苏宿迁·一模）如图是光合作用过程示意图（字母代表物质），PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法正确的是（    ） A．H+经过Z蛋白外流的同时，利用B物质来合成C物质 B．叶绿素分子中被光激发的e-，经传递到达D结合H+后生成E C．物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将降低 D．降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能 28．（2024·江苏·模拟预测）细胞分裂素介导应激反应，可能在植物的昼夜节律中发挥效用。现有细胞分裂素受体敲除(Cylokininrecepterkonckout)的某植物和其正常对照组(WT)。实验人员在8小时光照16小时黑暗的环境中培养12天后放置于四种不同的实验环境中(如图)。之后测定了植物叶片中细胞的死亡情况。下列选项那些是合理的（    ） A．增加植物的光照长度是引起细胞分裂素受体敲除细胞死亡的主要因素 B．12h光照和16h黑暗的实验环境使细胞分裂素受体敲除细胞的死亡率明显增高 C．植物细胞的死亡与正常昼夜节律的打破有关 D．细胞分裂素帮助“校准”了与节律相关基因的表达，维持了植物细胞的存活 29．（23-24高三上·江苏苏州·期末）拟南芥的气孔导度与昼夜节律密切相关。科研人员利用野生型拟南芥及突变体Z、T进行相关研究结果如图1，图2是野生型拟南芥在不同条件下叶绿素含量，图3表示突变体T及Z在相应条件下测得的结果。下列有关叙述正确的有（　　） A．光合色素的含量、气孔导度均可影响植物的光合速率 B．据图1可知突变体Z的生物钟周期比野生型拟南芥长 C．据图2可知环境昼夜周期与植物生物钟周期不匹配会影响光合速率 D．图3实验还应补充突变体Z、T在T24条件下的实验数据作为对照 30．（23-24高一上·江苏南通·期末）如图为卡尔文循环主要过程示意图，相关叙述正确的是（    ） A．卡尔文循环发生在叶绿体基质中，需要多种酶的参与 B．过程b表示三碳化合物的还原，该过程和再生过程均需要ATP供能 C．突然升高CO2的浓度，短时间内a的量增大，3-磷酸甘油酸的量减少 D．卡尔文循环将ATP和NADPH中的能量传递到磷酸丙糖等有机物中 三、非选择题 31．（2024·江苏南京·二模）大气CO2浓度和温度是影响植物光合作用的重要因素，温室效应加剧等气候变化通过光合作用影响着粮食产量。植物细胞中以光合作用的中间产物为底物，吸收O2，释放CO2的过程称为光呼吸，Rubisco是光呼吸的关键酶之一，其羧化作用和氧化作用的相对速率取决于CO2和O2的相对浓度。图1所示为植物细胞内部分物质的代谢关系。①②表示生理过程。请回答下列问题： (1)过程①的产物包括 ，过程②发生的场所是 。 (2)大气CO2浓度升高提高了 的相对值，导致Rubisco羧化效率高于氧化效率，提高光合产量。 把参与光呼吸的三种细胞器分隔开，使反应高效进行。适当的光呼吸对植物体有一定积极意义，据图1推测光呼吸的主要生理意义： （写1点即可）。 (3)科研人员以3个水稻品种SH、HJ和LJ为材料，研究大气CO2浓度升高、温度升高和二者同时升高对水稻叶片叶绿素含量的影响。请完成下表。 实验步骤的目的 部分操作过程 ① CO₂浓度400ppm和环境温度（CK）；CO2浓度700ppm和环境温度（eC）；CO2浓度400ppm和升温2℃处理（eT）；CO2浓度700ppm和升温2℃处理（eCeT） 重复处理 每个处理3次重复，共计144盆随机分配到② 个开顶式气室（可精准控制CO2浓度和温度的装置），每盆播种6粒发芽状态良好的水稻种子，待出苗后除去过大或过小的植株，每盆定苗为3株。 取样 取0.3g分蘖期、开花期和灌浆期水稻功能叶片的中间部位，浸泡于15mL③ 中，常温避光处理24h 测定 用分光光度计测量，计算叶绿素浓度 (4)科研人员测得的部分实验结果如图2、图3所示。分析可知，水稻叶片的叶绿素含量对大气CO2浓度升高、温度升高的响应存在 的差异。图2中，分蘖期CO2浓度升高导致 含量显著增加；图3中，CO2浓度和温度同时升高对水稻LJ叶片不同时期叶绿素含量的影响是 。 32．（2024·江苏苏州·三模）光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。光反应过程中光合电子传递链主要由几大复合体组成，包括光系统Ⅱ（PSII）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统I（PSI）等。有些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。研究人员利用拟南芥对光合电子传递进行了有关研究。 (1)光合作用的光反应发生在 上，光系统是由其上的蛋白与光合色素结合形成的，具有 功能。 (2)光反应中的电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。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。Cb6/f复合体位于PSII和PSI之间，同时参与线性电子传递和环式电子传递（图1）。 ①在光照条件下，光系统Ⅱ（PSII）吸收光能产生高势能电子，PSII中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从 中夺取电子释放O₂。 ②光系统I（PSI）吸收光能产生产生强还原剂，使 还原，其在暗反应中的作用是 ；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSI，在电子传递过程的同时形成跨膜的质子动力势，用于 的合成，同时维持电子传递相对平衡。 ③环式电子传递与线性电子传递相比，能够 （填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例，提高暗反应的效率。 (3)野生型拟南芥能适应一定的强光胁迫，但C37缺失型不能。与图1相比，图2表明在强光胁迫下，C37缺失导致电子从 到 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）。ROS积累到一定阶段会促进 并引发细胞凋亡，导致萎黄病。 (4)上述研究揭示出植物可以通过 以适应强光胁迫。 33．（2024·江苏·三模）铁皮石斛作为我国传统名贵中药材，其人工繁育和栽培技术不断成熟。CO2作为植物光合作用的原料，研究CO2施肥情况下铁皮石斛的光合特性、生长和有效成分的变化，对促进铁皮石斛生长与改良其产量与品质具有重要意义。      (1)图中铁皮石斛的叶绿素、类胡萝卜素复合体的作用是 (2)光反应中最初电子供体是 ，最终的电子受体是 。伴随着电子的传递，H+通过 方式从叶绿体基质转运至 积累，形成H+浓度梯度，驱动 的合成。 (3)由表可知，CO2倍增处理和对照的铁皮石斛叶片净光合速率（Pn）前期变化趋势相似，但二者存在显著差异，出现上述两现象的原因可能是 。CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Ci、Cs的影响分别是 （有/无）显著差异，这可能是因为 。 表CO2倍增处理对铁皮石斛叶片净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度的影响 处理时间 (d) 净光合速率（Pn） （μmol/m2·s） 胞间CO2浓度（Ci） （μmol/mol） 气孔导度（Gs） （mol/m2·s） 对照 处理 对照 处理 对照 处理 0 2.63±0.13a 2.6l±0.11a 147.20±1.53a 147.32±3.75a 0.021±0.001a 0.021±0.001a 10 4.14±0.32b 4.89±0.35a 209.52±1.26a 208.08±1.62a 0.041±0.001a 0.042±0.001a 20 4.57±0.33b 5.62±0.16a 202.36±6.3la 207.92±8.91a 0.044±0.001b 0.055±0.002a 30 3.84±0.27b 5.57±0.42a 233.52±4.56a 248.82±4.60a 0.035±0.002b 0.048±0.001a 60 3.76±0.38b 5.13±0.08a 223.26±4.47a 221.84±6.28a 0.044±0.001b 0.056±0.001a 90 3.69±0.21b 4.84±0.15a 199.28±5.67a 198.76±2.40a 0.039±0.001b 0.053±0.00la 注：同一指标同行数据后小写英文字母不同者表示差异显著。 (4)铁皮石斛为中华九大仙草之首，但由于长期的采挖，铁皮石斛的自然资源越来越少，已成为濒危植物。为了使这一濒危植物得到保护和利用，可以利用 技术对其大量繁殖，发挥其重要的药用价值。该技术的具体步骤主要包括选材→消毒→接种→ 。 34．（2024·江苏南通·三模）拟南芥在强光下产生电子过多，导致活性氧积累加快细胞凋亡引发萎黄病。研究表明C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如下图所示。光系统I和Ⅱ是完成光反应必需的，光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。请分析回答： (1)类囊体膜上光合色素与 形成的复合体可吸收、传递、转化光能。强光下该反应中的电子积累导致活性氧增加，此时CO2供应不足还会引起植物发生损耗能量的 过程。 (2)在光照条件下，PSII吸收光能产生高能电子，PSII中部分叶绿素a失去电子转化为 （填“强还原剂”或“强氧化剂”）再从 中夺取电子引起O2释放。 (3)在 （填“线性电子传递”或“环式电子传递”）中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终与 结合生成NADPH同时产生ATP共同参与 过程。 (4)研究表明，缺失C37蛋白的拟南芥，在强光下更容易得萎黄病。你认为C37蛋白在抵御强光胁迫，避免细胞凋亡中的作用是 。 (5)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对PSII复合体造成损伤。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）减少多余光能对PSI的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：修复损伤的PSII；参与NPQ的调节。科研人员以野生型拟南芥和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如下图所示。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 ，两组实验应在 一致的环境条件下进行。 ②若测得突变体的光合作用强度高于野生型，结合上图分析，推测其原因可能是 。 35．（2024·江苏盐城·模拟预测）部分厌氧菌缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用，避免氧气产生的氧自由基对自身的伤害。下图1和图2是两种厌氧菌的光反应过程示意图，据图回答下列问题： (1)图中的光合片层功能上相当于高等植物的 膜，菌绿素与 共同组成复合体，吸收、传递与转化光能，高等植物中与菌绿素功能类似的物质是 。 (2)图1中，ATP合酶以 方式运输H+，并利用H+浓度差为能量合成ATP，H+浓度差形成的原因包括 提供能量进行H+的跨膜运输，也包括 。 (3)研究发现，绿硫细菌缺乏处理氧自由基的酶。从图1光反应过程看，与高等植物的光反应过程是主要的区别是 ，这种区别对绿硫细菌的意义是 。 (4)分析图1和图2，绿硫细菌相比紫色非硫细菌在光反应上的优势是 。 (5)绿硫细菌暗反应过程也不同于高等植物，为特殊的逆向TCA循环，如图3所示（图中省略了ADP、Pi等部分物质）。据图分析下列说法正确的有 。 ①绿硫细菌的光反应通过提供ATP和NADPH，为逆向TCA循环提供能量； ②逆向TCA循环除了可以合成糖类外，还可以为绿硫细菌各种合成代谢提供原料； ③若向绿硫细菌培养基中添加14C标记的α-酮戊二酸，最先出现放射性的物质是琥珀酸（除α-酮戊二酸自身外）； ④在不干扰循环正常进行的情况下，绿硫细菌合成一分子己糖，至少需要消耗6分子CO2. 36．（23-24高三下·江苏镇江·开学考试）星云湖为云南九大高原湖泊之一，属于富营养化湖泊，其水华发生的发展变化很快。科研团队采用国产卫星高分一号，实现高时间频率和空间上连续的监测湖泊藻类动态变化。请回答下列问题。 (1)星云湖水域因富含 等元素的污染物流入，导致 等微生物大量繁殖，形成水华，影响水质和水生动物的生活。 (2)通过卫星高分一号以归一化植被指数法（NDVI）对星云湖藻类水华区域特征信息进行分析。归一化植被指数法公式为NDVI=（PNIR-PR）（PNIR+PR），PNIR是近红外波段的反射率，PR是红光波段的反射率。藻类中的叶绿素能反射更多的近红外光和绿光，吸收更多的 。因此，NDVI值在一定范围内数值越 ，说明藻细胞数量越多。 (3)下图1为2017年2月至2018年6月间水华面积变化的卫星数据，据图分析，该时间段内水华的爆发特点为 。图2为水华覆盖区域内NDVI值、污染指数、营养指数的相关数据。结合图1分析，水华面积与NDVI值、污染指数、营养指数之间的相关性为 。 (4)该湖泊水华的频繁发生与该生态系统的 稳定性下降有关。为提高该生态系统的稳定性，一方面要增加其组分和 复杂程度；另一方面，要控制对该生态系统的干扰强度不超过该生态系统的 ；同时，还可科学的施行对环境轻污染的、有效的 防治。 37．（2024·江苏泰州·一模）为探究植物抵御高温的生理生态机制和培育抗高温新品种，科学家进行了一系列相关研究，下图1为高温胁迫下植物光合电子传递链的示意图，图2为高温胁迫诱导植物PSⅡ发生光抑制的作用机理(ROS：活性氧，OEC：放氧复合体)。请回答下列问题： (1)图1中双层磷脂分子层及其中蛋白质等组成的结构为 ，是光合作用过程中 阶段发生的场所。水光解需要的能量由 两类色素捕获而来。 (2)碳固定过程的反应物是 ，还原碳固定产物需要图1结构上合成的 提供还原力。 (3)高温胁迫下，由于膜的流动性 ，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光合电子传递，导致植物对光能的利用效率降低。据图1判断，高温胁迫时植物会通过增强图中依赖 途径的环式电子传递方式来起到光保护作用。 (4)据图2可知，ROS过量合成除可直接导致PSⅡ失活外，还能通过 途径引起PSⅡ失活，发生光抑制现象。 (5)植物净光合速率在很大程度上取决于Rubisco (C5的羧化酶/加氧酶)的活性，该酶在叶绿体中的存在部位是 。Rubisco活性受到Rubisco活化酶(RCA)的调节，RCA活性易受高温胁迫抑制。据此，结合生物技术与工程知识，提出一个缓解高温胁迫对光合能力和作物产量影响的方案： 。 38．（2024·江苏南通·一模）夏季某大型湖泊因生活污水排放等造成水体富营养化引起水华，导致水华的主要生物是具有固氮作用的蓝细菌。9月后受环境影响，蓝细菌进入衰亡期。水葫芦分蘖能力强、根系具有吸附蓝细菌等能力。研究人员尝试种养水葫芦用于水质治理，具体操作是5月投放水葫芦苗，10月收割（1000hm²水面收获3×10t水葫芦，输出氮280t），定期采集种养区和种养区的临近区（近种养区）水样（含浮游生物），并测定水样中叶绿素含量和总氮量（TN），结果如下图。请回答下列问题。    (1)提取叶绿素时需用 作溶剂。叶绿素含量可作为水体浮游藻类生物量的重要指标，这是因为 。 (2)图1中，与近种养区相比，种养区叶绿素含量较低的原因有 。 (3)水中的N元素被水葫芦吸收后可用于合成 等生物大分子。结合图1分析，图2中7~8月水样中TN含量逐渐增加的主要原因是 。8~9月水样中TN含量逐渐增加的可能原因是 。 (4)根据以上结果，某同学认为种养水葫芦对治理该水域富营养化效果不大。你是否同意该观点，请阐述理由。 。 39．（23-24高三上·江苏扬州·期末）某实验小组欲研究水稻光合作用的相关生理过程，以水稻的低叶绿素含量突变体（YL）和野生型（WT）为实验材料，采用随机分组设置3种氮肥处理，即ON（全生育期不施氮肥）、MN（全生育期施纯氮120kg·hm-2）和HN（全生育期施纯氮240kg·hm-2），并测定饱和光照强度（1000μmol·m-2·s-1）下的气孔导度和胞间CO2浓度，结果如图1所示。请分析回答下列问题： (1)比较YL与WT的叶绿素含量差异时，常用 提取叶绿素。分析图示结果，可以推断在MN与HN处理下，YL的光合速率 WT的光合速率，原因是 。 (2)研究表明，叶绿素含量高并不是叶片光合速率大的必需条件。叶片中的叶绿素含量存在“冗余”现象，因此，适当 将有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过程中的消耗，最终提高叶片光合速率。Rubisco酶为固定CO2的酶，合成Rubisco酶也需要消耗大量的氮素，已知YL的Rubisco酶含量显著高于WT，结合题图分析，与WT相比，YL在氮素利用途径上的不同点是 ， (3)Rubisco酶是一种双功能酶，在O2浓度高时也能催化O2和C5结合，引发光呼吸，使水稻的光合效率降低20%至50%，造成产量损失。研究发现，蓝细菌具有羧酶体，可降低其光呼吸，图2为蓝细菌的结构模式图及部分代谢过程示意图。 ①蓝细菌与水稻细胞相比，在结构上的最主要区别是前者 。蓝细菌的光合片层上存在捕获光能的色素是 ，其暗反应的场所有 。图2物质F表示 ，物质C的作用是 。②结合图2和所学知识分析，蓝细菌光呼吸较低的原因有 。 a．蓝细菌有线粒体，通过有氧呼吸消耗O2、产生CO2，胞内O2/CO2较低 b．羧酶体的外壳会阻止O2进入、CO2逃逸，保持羧酶体内高CO2浓度环境 c．蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，能使细胞中的CO2浓度保持在较高水平 40．（2024·江苏连云港·一模）下图1为牡丹光反应过程示意图，下图2、图3、图4分别为在干旱胁迫下测定的大花黄牡丹与滇牡丹净光合速率、气孔导度、水分利用效率的值。据图回答下列问题： (1)图1中叶绿素、类胡萝卜素复合体的作用是 。 (2)光反应中最初电子供体是 。伴随着电子的传递，H+通过 方式从叶绿体基质转运至 腔积累，形成H+浓度梯度，驱动 的合成。当电子传递到光系统I后，其作用是参与合成 。 (3)两种牡丹在干旱胁迫下，净光合速率降低的原因是 。在极度干旱条件下，两种牡丹中，调节能力更强的是 ，判断的依据是 。 (4)浇水可缓解干旱胁迫，给植物浇H218O形成C6H1218O6，此过程中18O的最短转移途径是 （用文字和箭头的形式加以描述，箭头上标注主要生理过程）。 41．（2024·江苏盐城·模拟预测）据图回答下列与植物生理有关问题： (1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括 ，叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为 、 。已知白天合成淀粉活跃，据图分析其机理是 。 (2)据图1分析，细胞质基质中低Pi含量会 （填“增强”或“减弱”）对ADPG焦磷酸化酶的抑制，从而使淀粉合成 （填“增加”或“减少”）。 (3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，如图2所示。 分析可知，NAD＋的再生可来自 （填字母）。淹水胁迫时，该植物根细胞以 （填字母）途径为主。（A．酒精发酵    B．乳酸发酵） (4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸（ABA）以抵御逆境，ABA在植物体内合成的部位是 等。研究发现气孔的开闭与保卫细胞中的K＋浓度有关，图3表示ABA对细胞K＋浓度的调节过程，据图分析干旱条件下ABA引起气孔关闭的机理是 。 42．（2024·江苏南通·三模）光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和谐有序进行是土壤底栖藻类正常生命活动的基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生醋酸等有机酸（HA），导致类囊体、线粒体酸化，有利于其从黑暗向黎明过渡，相关过程如下图1，字母 B~H 代表相关物质。请回答下列问题。 (1)物质 B是 ，除TCA 循环外，图中能产生物质B的过程还有 ；物质C、H分别是 、 。 (2)黑暗条件下，PQ 等电子传递体处于 （氧化、还原）状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导致 （填字母）量成为卡尔文循环的限制因素，此时吸收的光能过剩，对电子传递链造成压力。 (3)光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（NPQ）。为了探究厌氧发酵产酸对光能利用的影响，研究人员以npq4 突变体（缺失LHCSR 蛋白，LHCSR 催化NPQ）和正常藻为材料，在黑暗中进行厌氧发酵，发酵180min后添加KOH。整个实验过程中连续抽样，在光下测定荧光强度，结果如下图2、图3。相关推断合理的是____。 A．突变体厌氧发酵时间越长，光化学淬灭越强 B．正常藻厌氧发酵后加入 KOH，非光化学淬灭增强 C．正常藻厌氧发酵产生有机酸，降低类囊体pH，促进非光化学淬灭 D．正常藻厌氧发酵产生有机酸，有利于缓解黎明时电子传递链的压力 (4)为进一步研究厌氧发酵产酸对光下放氧的影响，研究人员将正常藻平均分为两组，在黑暗条件下厌氧发酵3小时后，对照组不加KOH，实验组用KOH 处理，在弱光下连续测定放氧量并计算达到最大氧气释放量的百分比，结果如下表。 组别 光照时间/h 0.5 1 2 3 对照组 30% 80% 100% 100% 实验组 0% 0% 60% 100% 放氧速率等于光合作用产生氧气的速率减去呼吸作用消耗氧气的速率。实验数据说明厌氧发酵产酸 （促进、抑制）有氧呼吸。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是 。 43．（2024·江苏扬州·模拟预测）I．根据光合作用中CO2固定方式的不同，可将植物分为C3植物（如小麦）和C4植物（如玉米）。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶，其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。    (1)C4植物光合作用暗反应在 细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的 （填结构）提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和 （填生理过程）。 (2)C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被，叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是 ；同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被 （填物质）“捕获”。 Ⅱ．研究者设计了如图甲所示的实验，分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问题：    (3)图甲的实验设计中，对照组玉米处理的具体条件是 。图乙中，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是 。图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明 。 (4)据丙图可知，光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 裂解放出的电子补充；光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成 。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感，单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因 。 44．（2024·江苏宿迁·三模）盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一。盐分滞留在土壤表层及种植层，会对农作物造成盐胁迫，从而影响其产量。在盐胁迫环境下，番茄叶肉细胞的部分调节机制如图1所示。其中，①~⑩表示过程；I~IX表示物质分子。 (1)图1中，Ⅵ代表的物质是 ，过程⑨⑩发生的场所是 。 (2)据图1推断，在盐胁迫环境下，番茄叶肉细胞排出Na+的方式为 。 (3)盐胁迫处理1周后，研究人员检测番茄叶肉细胞的相关指标，结果如表所示。   指标组别 Mg2+（mg·g-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 气孔导度（mol·m-2·s-1） PGK（U·g-1） cyt（nmol·g-1·h-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） CK 4.7 356.0 0.43 70.1 166.3 8.3 S 2.8 335.4 0.12 36.2 53.7 3.5 注：CK与S分别表示对照组和盐胁迫组；PGK为图1过程⑩的关键酶；cyt为线粒体内膜上的电子传递蛋白。 据表及图1推测，盐胁迫使番茄产量降低的原因可能有 。 A．气孔导度下降会使过程⑦⑧⑨生成的化合物减少 B．PGK含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降 C．cyt含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低 D．Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少 (4)据图1推测，番茄叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能有 。 A．SOS1磷酸化激活 B．SOS2和SOS3分离 C．NHX蛋白活性增强 D．HKT基因表达量增加 (5)研究人员探究了盐胁迫下，乙烯和茉莉酸对番茄胚根生长的影响，实验结果如图2所示。 据图2分析，概述实验结果是 。 (6)研究人员进一步针对盐胁迫影响番茄胚根生长的机制提出以下2种假设： 假设1：盐胁迫分别调控乙烯和茉莉酸的合成影响胚根生长 假设2：盐胁迫通过乙烯调控茉莉酸的合成影响胚根生长 针对上述假设，设计如下实验方案：取 的番茄幼苗若干，均分为甲乙丙三组，甲组正常条件下培养，乙组给予适宜浓度NaCl处理，丙组给予适宜浓度的NaCl和 处理，培养一段时间，检测各组的乙烯和茉莉素含量。预测结果：若乙烯含量乙组＞甲组＞丙组，茉莉素含量 ，说明假设1正确；若乙烯含量乙组＞甲组＞丙组，茉莉素含量 ，说明假设2正确。 45．（2024高三下·江苏淮安·专题练习）玉米是C4植物，其维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，两种细胞中都具有叶绿体。进行光合作用时，叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物（C4途径）然后运输到维管束鞘细胞中分解，释放出CO2用于卡尔文循环。而在C3植物（如大豆）中，CO2直接进入叶肉细胞进行卡尔文循环。请据图回答下列问题： (1)玉米中能进行光反应的细胞是 ，依据结构决定功能的关系，据图分析最可能的原因是 。 (2)光合色素吸收的光能将水分解为O2和H+，H+、e-与 结合，形成的产物参与暗反应。玉米细胞中参与CO2固定的底物有 。 (3)一般条件下，C4植物的CO2补偿点 （填“大于”“等于”或“小于”）C3植物。 (4)农业生产上采用宽种花生窄种玉米的方式进行间作，为了获得最佳的间作方案，研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理，实验结果如下表所示： 处理 光补偿点/lx 叶绿素含 量/（mg·dm-2） 单株叶光合产 量/（g干重） 单株果实光合产 量（g干重） 不遮阴 550 2.09 18.92 8.25 遮阴2小时 515 2.66 18.84 8.21 遮阴4小时 500 3.03 16.64 6.13 ①农业生产上采用花生和玉米间作，不仅能提高 利用率，还能增加单位面积土地的经济效益。②分析表中数据可知，遮阴可导致花生植株中的 含量增高，吸收光的能力增强。光补偿点的变化趋势说明花生可通过降低 ，使其在光照不足的情况下积累有机物。 ③根据实验结果推测，若将花生与玉米进行间种，则玉米一天内对花生的遮阴时间应为 （填“小于2小时”“2~4小时”或“大于4小时”）才能获得较高的花生产量，原因是 。 ④农业生产上也常将玉米和大豆进行间作，这样可增强土壤肥效，提高土地的生产效益，原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 光合作用 一、单选题 1．（2024·江苏连云港·模拟预测）叶绿体可能起源于被真核细胞内吞后并与之共生的蓝细菌。下图是核基因编码叶绿体前体蛋白合成与转运的过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．蓝细菌与植物病毒在结构上的最大区别是有无以核膜为界限的细胞核 B．蓝细菌和植物叶肉细胞含有相同的光合色素，都分布在类囊体薄膜上 C．叶绿体与蓝细菌中遗传物质都是DNA，叶绿体中能发生转录和翻译，但不能进行DNA复制 D．前体蛋白是叶绿体内关键酶的组成成分，由此可以判断叶绿体是半自主细胞器 【答案】D 【分析】原核细胞与真核细胞相比，最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核（没有核膜、核仁和染色体）；原核细胞只有核糖体一种细胞器，但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构，也含有核酸和蛋白质等物质。 【详解】A、蓝细菌是细胞生物，植物病毒是病毒，无细胞结构，因此二者最主要的区别是有无细胞结构，A错误； B、蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，也就没有类囊体薄膜结构，B错误； C、叶绿体中能发生转录和翻译，也能进行DNA复制，C错误； D、叶绿体是具有双膜结构的细胞器,含有少量DNA和RNA,能进行DNA分子的复制、转录过程,含有少量核糖体,也能合成某些蛋白质,因此是半自主复制的细胞器，D正确。 故选D。 2．（2024·江苏南通·三模）光合色素参与光合作用，光敏色素接受光信号调节自身生长。下列关于光合色素和光敏色素的叙述，正确的是（　　） A．两者化学本质不同，但均能传递、转化光能参与细胞代谢 B．前者主要吸收红光和蓝紫光，后者只能吸收红光和远红光 C．前者主要分布于叶绿体中，后者主要分布于液泡中 D．前者参与光反应，后者被光信号激活后发生结构变化调节核基因表达 【答案】D 【分析】植物激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，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。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。 【详解】A、光合色素能传递、转化光能参与细胞代谢，光敏色素不能传递、转化光能，A错误； B、光合色素主要吸收红光和蓝紫光，光敏色素主要吸收红光和远红光，B错误； C、光合色素主要分布于叶绿体中，光敏色素主要分布于细胞质和细胞核中，C错误； D、光合色素参与光反应，光敏色素被光信号激活后发生结构变化调节核基因表达，D正确。 故选D。 3．（2024·江苏南通·二模）实验材料的选择是决定实验效果乃至实验成败的前提条件，在选择时要具有符合实验要求（科学性）、取材容易（简便性）、实验现象明显（直观性）等特点。洋葱是生物实验常用材料，下列相关说法正确的是（    ） A．可用洋葱的鳞片叶内表皮细胞观察细胞的质壁分离及复原 B．可用洋葱的鳞片叶外表皮细胞观察叶绿体和线粒体，观察叶绿体时不需要染色 C．可用洋葱的管状叶提取叶绿体中色素，研磨时要加入适量SiO2、CaCO3和层析液 D．可用洋葱根尖细胞观察减数分裂，通过观察染色体的形态、位置和数目判断细胞分裂时期 【答案】A 【分析】提取绿叶中色素时，需要加入无水乙醇（丙酮）、SiO2、CaCO3，其中无水乙醇（丙酮）的作用是提取色素，SiO2的作用是使研磨更充分，CaCO3的作用是防止色素被破坏。分离色素时，用层析液，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，距点样处越远。 【详解】A、洋葱的鳞片叶内表皮细胞是植物成熟细胞，具有中央大液泡，可用于观察细胞的质壁分离及复原，A正确； B、洋葱的鳞片叶外表皮细胞不含叶绿体不适合用于观察叶绿体，B错误； C、洋葱管状叶含光合色素可进行光合作用，所以可以用洋葱的管状叶提取叶绿体中的色素，但提取色素需用无水乙醇而不是层析液，C错误； D、减数分裂是有性生殖生物在生殖细胞成熟过程中发生的特殊分裂方式，洋葱根尖不进行减数分裂，所以根尖细胞不能用于观察减数分裂，D错误。 故选A。 4．（2024·江苏·模拟预测）羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点，成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析正确的是（    ） A．色素4在层析液中的溶解度最大 B．用发黄叶片色素1、2可能缺失 C．缺Mg会影响色素1和2的含量 D．色素5可能存在于植物的液泡中 【答案】D 【分析】1、纸层析法分离色素的原理是不同的色素分子在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上的扩散速率快，反之则慢。 2、由图可知，第一次使用层析液分离色素时，色素1、2、3、4被分离出来，说明它们是光合色素，根据其扩散距离可知，1是胡萝卜素，2是叶黄素，3是叶绿素a，4是叶绿素b；第二次使用蒸馏水分离时，色素5被分离出来，说明色素5溶于水。 【详解】A、根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明其在层析液中的溶解度最大，A错误； B、根据在层析液中的层析结果说明色素1、2、3、4依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，黄叶片缺乏叶绿素，色素3、4可能缺失，B错误； C、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，因此它们依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；镁只参与构成叶绿素，故缺Mg会影响色素3和4的含量，C错误； D、根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，D正确。 故选D。 5．（2024·江苏南通·二模）南通某中学利用层析柱进行色素的分离、收集实验。各种色素在层析柱填充物硅胶上的吸附力不同，当使用层析液分离时，吸附力强的组分在层析柱中移动速度慢，反之则快。相关叙述错误的是（    ） A．层析液应该从层析柱的上端滴入从下端流出 B．叶黄素的吸附力最强在层析柱中移动的速度最慢 C．色素从上到下依次是叶黄素、叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素 D．本实验的主要原理是色素在层析液中的溶解度不同 【答案】D 【分析】由题意，吸附力强的组分在层析柱中移动速度慢，反之则快，结合图示可知，吸附力由强到弱依次为黄色（叶黄素）、黄绿色（叶绿素b）、蓝绿色（叶绿素a）、橙黄色（胡萝卜素）。 【详解】A、层析液应该从层析柱的上端滴入从下端流出，以便于色素的分离，A正确； B、由图可知，叶黄素（黄色）的吸附力最强在层析柱中移动的速度最慢，位于最上端，B正确； C、根据色素的颜色可判断，从上到下依次是叶黄素、叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素，C正确； D、由题意可知，本实验的主要原理是色素在层析柱填充物硅胶上的吸附力不同，D错误。 故选D。 6．（2024·江苏·一模）利用层析液分离提取的紫色鸭跖草叶中的色素，滤纸条上出现五条色素带，如右图所示。下列相关叙述正确的是（    ）    A．条带1~4中的色素都能吸收蓝紫光，1和2中的色素基本不吸收红光 B．条带5中的色素在层析液中溶解度极低，但能吸收和转换光能 C．滤纸条上条带的多少与层析时间无关，但与所含色素种类有关 D．若用水替换层析液，条带5中的色素不会与其他色素分离 【答案】A 【分析】分析题图：条带1为胡萝卜素、条带2为叶黄素、条带3为叶绿素a、条带4为叶绿素b、条带5为水溶性色素。 【详解】A、条带1为胡萝卜素、条带2为叶黄素、条带3为叶绿素a、条带4为叶绿素b，都能吸收蓝紫光，1和2中的色素基本不吸收红光，A正确； B、条带5中的色素在层析液中溶解度极低，属于水溶性色素，不能吸收和转换光能，B错误； C、滤纸条上条带的多少与层析时间和色素种类均有关，C错误； D、花青素是水溶性的，叶绿素和类胡萝卜素是脂溶性的，若用水替换层析液，条带5中的色素会与其他色素分离，D错误。 故选A。 7．（23-24高二上·江苏盐城·期末）为研究短日照诱导苍耳开花的原理，研究者将5株苍耳相互嫁接在一起（如图所示），使其中一株的一片叶接受适宜的短日照诱导，其他植株均处在长日照条件下，最后所有植株都能开花。下列说法正确的是（    ） A．苍耳感受光信号的物质是光敏色素，主要分布在叶细胞膜上 B．短日照条件下，苍耳产生了诱导开花的物质 C．光敏色素是色素一蛋白复合体，主要吸收红光和蓝紫光 D．影响开花的物质不可以从嫁接部位传递给其他植株 【答案】B 【分析】植物开花受光周期影响，故可把植物分为长日照植物、短日照植物。光周期之所以影响植物开花，是因为光周期诱导植物开花激素的产生，开花激素调节植物开花。 【详解】A、光敏色素分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，A错误； B、本实验中只有第一株植株的一片叶片受短日照诱导，其余4株植株均处于长日照条件下生长，结果5株苍耳均能开花，说明短日照条件下，苍耳产生了诱导开花的物质，B正确； C、光敏色素是色素-蛋白复合体，主要吸收红光和远红光；光合色素主要吸收红光和蓝紫光，C错误； D、本实验中只有第一株植株的一片叶片受短日照诱导，其余4株植株均处于长日照条件下生长，结果4株苍耳均能开花，说明该物质可以从嫁接部位进行传递，传递给其余四株植株，促使它们开花，故最终植物都能开花，D错误。 故选B。 8．（23-24高三上·江苏扬州·期末）植物细胞中含有色素，下列关于植物细胞内色素的说法，错误的是（    ） A．光敏色素主要吸收蓝光，其结构变化的信息会影响特定基因的表达 B．叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，液泡中的色素溶解在细胞液中 C．绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布，与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关 D．花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关，可以向传粉昆虫提供物理信息 【答案】A 【分析】1、叶绿体中的色素有4种，即胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素 (包括胡萝卜素和叶黄素) 吸收蓝紫光，叶绿素 (包括叶绿素a和叶绿素b) 可以吸收红光和蓝紫光。 2、液泡中可能含有色素，这些色素是水溶性的，不参与光合作用。 【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光，其结构变化的信息会影响特定基因的表达，A错误； B、叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，液泡中的色素溶解在细胞液中，B正确； C、绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布，与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关，C正确； D、花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关，可以向传粉昆虫提供可采食的信息，D正确。 故选A。 9．（2024·江苏盐城·模拟预测）研究者把细菌紫膜质（一种光合细菌质膜的光驱动H＋泵）和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上，结构如下图所示；接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中，形成脂质体悬液；最后把该悬液置于光照下，发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是（    ）    A．图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层 B．将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H＋泵入脂质体未消耗能量 C．图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H＋泄露 D．图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应 【答案】B 【分析】分析题图可知，在光能驱动下，细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内，造成脂质体内H+浓度高于脂质体外，形成H+电化学梯度，ATP合成酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP。 【详解】A、图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层，以便于紫膜质和ATP合酶插入细胞脂双层膜中，A正确； B、细菌紫膜质能利用光能驱动H+运输，将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H＋泵入脂质体消耗光能，B错误； C、图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H＋泄露，在脂质体内外建立H+的浓度梯度，C正确； D、在光能驱动下，细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内，造成脂质体内H+浓度高于脂质体外，形成H+电化学梯度，ATP合成酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP，图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应，D正确。 故选B。 10．（2024·江苏南通·二模）叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离子平衡和pH稳定发挥了重要作用。下图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，相关判断不合理的是（    ）    A．K+通过TPK3运出类囊体腔的方式属于被动运输 B．H+通过KEA1和KEA2运输的动力来自于K+的浓度差 C．据图推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质 D．类囊体薄膜上的电子传递链对于维持类囊体腔中的pH起关键作用 【答案】B 【分析】1、被动运输：物质以扩散的方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输，包括自由扩散和协助扩散。 2、主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种方式叫 做主动运输。 【详解】A、据图可知，类囊体腔内的pH为6，叶绿体基质中pH为8，H+通过KEA3从类囊体腔进入叶绿体基质是顺浓度梯度，产生的化学势能将K+逆浓度运进类囊体腔，因此类囊体腔内H+浓度较高，K+通过TPK3运出类囊体腔是顺浓度梯度运输，是被动运输，A正确； BC、据图可知，叶绿体外的pH为7，叶绿体基质中pH为8，H+通过KEA1和KEA2运输是顺浓度梯度运输，不需要能量，它们顺浓度梯度运输时产生的化学势能将K+逆浓度运出叶绿体，推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质，B错误，C正确； D、类囊体薄膜上的电子传递链在发挥作用的同时能将H+运输到类囊体腔中，从而维持类囊体腔中的低pH环境，D正确。 故选B。 11．（23-24高三下·江苏扬州·开学考试）高中生物学实验中经常用到定性分析和定量分析。定性分析是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系，而定量分析是为了研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关实验表述正确的是（    ） A．用高倍显微镜观察洋葱根尖分生区细胞的一个视野中，不易看到细胞有丝分裂各个时期的图像，该实验是定性分析 B．3H有放射性，3H标记半胱氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程是定量实验 C．以黑藻为材料观察植物细胞质壁分离时，能定性地观察到液泡体积变小、颜色加深 D．“探究光照强度对光合作用的影响”只需要定量分析有光和无光的条件下光合作用速率的不同 【答案】A 【分析】1、影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量、温度等，实验设计应遵循单－变量与对照原则。 2、定性分析法是依据预测者的主观判断分析能力来推断事物的性质和发展趋势的分析方法。定量分析法是依据统计数据，建立数学模型，并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其数值的一种方法。 【详解】A、观察洋葱根尖分生区有丝分裂为定性实验，因该实验过程中使用了解离液，导致细胞已经死亡，且处于细胞有丝分裂间期的细胞占比较多，故不易在一个视野里看到细胞有丝分裂各个时期的图像，A正确； B、用3H标记半氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程，会测量相关物质的放射性，属于定性实验，B错误； C、以黑藻为材料观察植物细胞质壁分离时，细胞失水，因此能看到液泡体积变小，但液泡没有颜色，因此不会观察到液泡颜色加深，C错误； D、探究光照强度对光合作用的影响，自变量是光照强度，故此实验应是定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，D错误。 故选A。 12．（2024·江苏宿迁·一模）下列关于元素和化合物的叙述，正确的是（    ） A．组成蛋白质的各种元素中，N元素主要存在于R基中 B．原核细胞的拟核中不存在 DNA-蛋白质复合物 C．同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同 D．还原性辅酶Ⅱ（NADPH）的化学本质是蛋白质，能催化C3的还原 【答案】C 【分析】1、蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，可能含有S；原核生物没有成形的细胞核，遗传物质DNA位于拟核。 2、酶的化学本质是蛋白质或RNA，其催化作用，具有专一性和高效性。 3、还原性辅酶Ⅱ（NADPH）通常作为脱氢酶的辅酶，在多种酶促反应中可以作为供氢体。 【详解】A、组成蛋白质的元素主要是C、H、O、N，可能含有S；N元素主要存在于肽键相关的基团中，R基可能含有N元素，A错误； B、原核细胞的拟核中存在DNA-蛋白质复合物，如原核细胞DNA复制时，DNA聚合酶与DNA结合形成了DNA-蛋白质复合物，B错误； C、骨髓造血干细胞具有分裂能力，进行有丝分裂过程中时核DNA加倍，而浆细胞没有分裂能力，可见同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同，C正确； D、还原性辅酶Ⅱ（NADPH）的化学本质不是蛋白质，在C3还原中作为还原剂，而不具有催化作用，D错误。 故选C。 13．（23-24高三上·江苏徐州·期末）植入“生物电池”可使动物借助光合作用修复因能量不足而受损的细胞。科研人员利用菠菜叶肉细胞中的类囊体制成纳米类囊体(NTU)，将其注入小鼠软骨受损的部位，治疗小鼠的骨关节炎，相关机制如图。下列说法错误的是（    ）    A．NTU膜上含有光合色素和有关的酶，能通过光反应合成ATP和NADPH B．光照条件下，图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU C．NTU产生的NADPH可以进入线粒体，在线粒体内膜上与O2结合生成水 D．此研究说明植物光反应固定的能量可直接用于动物细胞生命活动 【答案】C 【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NADPH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2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。 【详解】A、NTU是由菠菜叶肉细胞中的类囊体制成的，类囊体膜上含有光合色素和光反应相关的酶等，能通过光反应合成ATP和NADPH，A正确； B、光照条件下，NTU中会合成ATP，线粒体作为细胞中的动力车间，也能提供细胞代谢所需要的ATP，由此可知，图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU，B正确； C、NTU产生的NADPH不可以进入线粒体与O2结合生成水，在线粒体内膜上与O2结合生成水的是NADH，C错误； D、此研究说明植物光合作用的光反应过程中固定的能量在一定情况下可直接用于动物细胞生命活动，D正确。 故选C。 14．（23-24高三上·江苏徐州·期末）高中生物学实验中经常用到定性分析和定量分析。定性分析是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系，而定量分析是为了研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关实验表述正确的是（    ） A．用高倍显微镜观察洋葱根尖分生区细胞的一个视野中，不易看到细胞有丝分裂各个时期的图像，该实验是定性分析 B．3H有放射性，3H标记半胱氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程是定量实验 C．以黑藻为材料观察植物细胞质壁分离时，能看到液泡体积变小、颜色不变，能定性地观察到原生质层颜色加深 D．“探究光照强度对光合作用的影响”只需要定量分析有光和无光的条件下光合作用速率的不同 【答案】A 【分析】影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2的含量、温度等，实验设计应遵循单－变量与对照原则。 【详解】A、观察洋葱根尖分生区有丝分裂为定性实验，因该实验过程中使用了解离液，导致细胞已经死亡，且处于细胞有丝分裂间期的细胞占比较多，故不易在一个视野里看到细胞有丝分裂各个时期的图像，A正确； B、用3H标记半氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程，会测量相关物质的放射性，属于定性实验，B错误； C、原生质层里含叶绿体，原生质层缩小，颜色是变深的，C错误； D、探究光照强度对光合作用的影响，自变量是光照强度，故此实验应是定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，D错误。 故选A。 15．（2024·江苏南京·一模）放射性同位素在生物实验中常应用，下列有关叙述错误的是（    ） A．给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OH B．给小麦提供14CO2，则14C的转移途径是：14CO2→14C3→（14CH2O） C．用3H标记丙氨酸，内质网上核糖体将有放射性，而游离核糖体则无 D．小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有H218O、C18O2 【答案】C 【分析】科学家通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标记法也叫同位素示踪法。 【详解】A、给水稻提供14CO2，14C会通过光合作用进入有机物中，根细胞在缺氧环境会通过无氧呼吸产生14C2H5OH，A正确； B、给小麦提供14CO2，其会参与光合作用的暗反应阶段，故14C的转移途径是：14CO2→14C3→(14CH2O)，B正确； C、用3H标记丙氨酸，内质网上核糖体和游离核糖体均会出现放射性，C错误； D、小白鼠吸入18O2，氧气会通过有氧呼吸的第三阶段进入水中，含18O的水参与有氧呼吸的第二阶段，18O会进入二氧化碳中，故在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有H218O、C18O2，D正确。 故选C。 16．（23-24高三上·江苏常州·期末）某同学利用醋酸杆菌和普通载玻片重复恩格尔曼实验，对装片进行12小时的暗处理后给予全光照，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（    ）    A．醋酸杆菌对氧气不敏感，需要更换需氧菌进行实验 B．不断增大培养液中醋酸杆菌密度，实验现象越明显 C．为方便观察，最好将普通载玻片换成单凹面载玻片 D．进行本实验时，无需考虑醋酸杆菌培养液的浓度 【答案】C 【分析】1、绿色植物利用光能，通过叶绿体把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放氧气的过程，叫做光合作用。 2、活细胞利用氧，将有机物分解生成二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动需要的过程，叫做呼吸作用。 【详解】A、醋酸杆菌对氧气敏感，属于好氧型微生物，A错误； B、适当增大培养液中醋酸杆菌密度，有助于实验现象的观察，但过大，反而效果不理想，B错误； C、为方便观察，最好将普通载玻片换成单凹面载玻片，使光线聚集某部位，有利于观察到醋酸杆菌聚集到照光的部位，C正确； D、进行本实验时，需要考虑醋酸杆菌培养液的浓度，否则会影响醋酸杆菌的生长，D错误。 故选C。 17．（2024·江苏连云港·一模）连云港市浦南草舍生态园利用间作和套种措施提高农作物产量。间作是在同一生长期内，分行相间种植两种作物，套种是在前一季作物生长后期在其行间种植后一季作物。下列相关叙述错误的是（　　） A．利用阳生和阴生植物进行间作时应注意高矮搭配，提高光能利用率 B．调查生态园土壤中小动物类群的丰富度常采用标记重捕法 C．进行套种的两种作物共同生长期短，可充分利用空间和时间资源 D．与传统农业相比，生态农业更能实现资源的多层次、循环利用 【答案】B 【分析】1、在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间、形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。 2、“不同群落中土壤动物类群丰富度的研究”实验步骤：样地选择和土样采集→土壤动物的分离→土壤动物的种类鉴定。 【详解】A、利用阳生和阴生植物进行间作，注意高矮搭配，可以提高光能利用率，A正确； B、调查生态园土壤中小动物类群的丰富度常采用取样器取样法，B错误； C、进行套种的两种作物共同生长期短，充分利用了空间资源，延长了光合作用时间，C正确； D、与传统农业相比较，生态农业更能实现物质等资源的多层次、循环利用，D正确。 故选B。 18．（23-24高三上·江苏苏州·期末）生物实验的成败与实验的选材密切相关。下列实验中材料或试剂选择不恰当的是（　　） A．选用蝗虫精巢而非小白鼠卵巢，观察减数分裂的不同时期 B．选用黑藻小叶而非洋葱鳞片叶外表皮，研究光合作用的放氧部位 C．选用血细胞计数板而非载玻片，探究培养液中酵母菌种群数量变化 D．选用淀粉酶而非过氧化氢酶，探究温度对酶活性的影响 【答案】B 【分析】1、恩格尔曼把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境里，用极细的光束照射水绵。显微观察发现，好氧性细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近。 2、酵母菌计数时，先盖上盖玻片，再将培养液滴在盖玻片边缘，让培养液慢慢渗入计数室。 【详解】A、由于雄性动物产生的配子数目多，且减数分裂过程连续，故选用蝗虫精巢而非小白鼠卵巢，观察减数分裂的不同时期，A正确； B、研究光合作用的放氧部位，通常选用水绵和好氧细菌在黑暗条件下用极细光束进行照射，B错误； C、血细胞计数板是一种特制的计数板，选用血细胞计数板而非载玻片，探究培养液中酵母菌种群数量变化，C正确； D、过氧化氢不稳定，受热易分解，故选用淀粉酶而非过氧化氢酶，探究温度对酶活性的影响，D正确。 故选B。 19．（23-24高三上·江苏·阶段练习）研究者在研究水杨酸（SA）对水稻幼苗抗寒能力影响的过程中，用 0.5mmol/L 的 SA 喷洒水稻幼苗叶片，低温处理1天后测定相关数据见下表。 总叶绿素含量 mg/g 胞间 CO₂含 μmol/mol 净光合速率μmol(CO₂)/(m²·s) 对照组 1.710 408.890 1.540 实验组 2.120 288.670 2.690 下列叙述正确的是（    ） A．在测定各项生理指标时，每个处理均无需设重复实验 B．SA在低温条件下能保护光合器官，但不能提高光合速率 C．总叶绿素含量比对照组高，有利于光反应进行 D．实验组CO₂ 的吸收量比对照组少，不利于暗反应进行 【答案】C 【分析】研究水杨酸(SA)对水稻幼苗抗寒能力的影响,研究者用0.5mmo1/L的SA喷洒水稻幼苗叶片,同时设置对照实验,低温处理，据表格可知色素含量增加 光合速率增快。 【详解】A、为了实验的准确性，避免偶然因素影响，需每组设置重复实验，A错误； B、表中看出，实验组和对照组总叶绿素含量增加，净光合速率也增加，B错误； C、光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，实验组总叶绿素含量比对照组高，有利于光反应进行，C正确； D、实验组胞间CO₂ 比对照组低，则CO₂ 的吸收量比对照组多，利于暗反应进行，D错误。 故选C。 20．（22-23高三下·江苏扬州·开学考试）农业生产过程中，常采取一些特殊的栽培措施以提高产量。下列措施中，无法达到目的的是（    ） A．通过控制光照时间，可提高烟草、莴苣等植物的种子萌发率 B．在辣椒生长期松土，有利于辣椒根系吸收和利用土壤中的有机物 C．将玉米和大豆一起套种，有利于充分利用光能，增加经济收益 D．通过修剪果树枝条，减少叶片相互遮挡，有利于提高果树的产量 【答案】B 【分析】套种是一种集约利用时间的种植方式。一般把几种作物同时期播种的叫间作，不同时期播种的叫套种。套种作物选择附子喜较凉爽、湿润、光照充足的环境。 【详解】A、光照是种子萌发的必要条件，充足的光照能够打破种子的休眠，从而促进种子萌发，A正确； B、植物不能利用土壤中的有机物，B错误； C、套种是指在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式，有利于充分利用光能，增加经济收益，C正确； D、修剪果树枝条可以减少呼吸消耗，提高产量，D正确。 故选B。 二、多选题 21．（2024·江苏盐城·模拟预测）光敏蛋白（PSP）是我国科学家设计的在光照条件下，能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高的感光物质。研究人员利用PSP模拟光合系统的部分过程已获得成功。下列叙述错误的是（    ） A．光合色素主要分布在类囊体薄膜上，而光敏色素分布在植物的各个部位 B．光合色素和PSP是一类均可用无水乙醇提取的蛋白质 C．PSP的功能与自然光合系统中光合色素、NADPH相似 D．光敏色素和光合色素主要吸收红光和蓝紫光 【答案】BD 【分析】1、光作为一种信号，影响，调控植物生长、发育的全过程。环境中的红光、蓝光对于植物的生长感受不同波长的光的分子不同，其中光敏色素主要吸收红光和远红光。 2、光敏色素是一类蛋白质（色素-蛋白复合体）分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。 【详解】A、光合色素主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而光敏色素分布在植物的各个部位，能够接受光信号，A正确； B、用无水乙醇提取绿叶中的光合色素，但不能提取光合蛋白，B错误； C、在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，说明光敏蛋白与自然光合系统中光合色素、NADPH和ATP等物质的功能相似，C正确； D、光敏色素主要吸收红光和远红光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 故选BD。 22．（23-24高三下·江苏苏州·开学考试）菠菜是通过官方和民间等多种途径从中亚和南亚等地先后传入我国的。如今，菠菜在我们生活中非常普遍，不仅出现在人们的餐桌上，还经常被用作实验材料。下列有关叙述错误的是（　　） A．根据不同色素在层析液中的溶解度不同可提取菠菜绿叶中的色素 B．菠菜叶肉细胞虽有大液泡，但不适合探究植物细胞的吸水和失水 C．菠菜根尖分生区细胞可以用来观察植物细胞的有丝分裂 D．菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，因此不可能观察到细胞质流动 【答案】ABD 【分析】观察细胞有丝分裂实验的步骤：解离（解离液由盐酸和酒精组成，目的是使细胞分散开来）、漂洗（洗去解离液，便于染色）、染色（用醋酸洋红等碱性染料）、制片（该过程中压片是为了将根尖细胞压成薄层，使之不相互重叠影响观察）和观察（先低倍镜观察，后高倍镜观察）。 【详解】A、色素在层析液中的溶解度不同，根据不同色素在层析液中的溶解度不同可分离菠菜绿叶中的色素，A错误； B、菠菜叶肉细胞有大液泡，且含有叶绿体，可用于观察植物细胞的吸水和失水实验，B错误； C、菠菜根尖分生区组织细胞细胞分裂旺盛，可以用来观察植物细胞的有丝分裂，C正确； D、菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，细胞质无色透明，可通过调暗视野，即缩小光圈，用弱光线的方法进行观察，D错误。 故选ABD。 23．（2024·江苏南通·三模）为探究盐碱土壤上高粱最适有机肥与缓释肥协同施用量，某科研小组以辽糯11为试材，设置4个试验处理，得到如下部分实验结果。相关分析正确的是（　　） 组别 有机肥施用量（kg/667m2） 缓释肥施用量（kg/667m2） 净光合速率 （μmol/m2·s） 产量 （kg/667m2） CK 0 40 30.56 574 TI 2 40 14.39 396 T2 2 50 22.62 537 T3 2 60 22.75 736 A．施用有机肥能为作物提供能量和N、P、K等大量元素 B．实验组有机肥的种类、使用量、施用方式均需保持一致 C．测量净光合速率时，选取相同部位的叶片重复测量3次，取平均值 D．T3组显著提高产量的原因可能是促进了光合产物向穗粒的转移 【答案】BCD 【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】A、有机肥中含有大量的有益物质，包括多种有机酸、肽类，以及氮、磷、钾在内的丰富的营养元素等，可以为植物提供营养物质和二氧化碳，但不能提供能量，A错误； B、该实验的自变量是有机肥和缓释肥协同施用量，实验组有机肥的种类、使用量、施用方式均需保持一致，B正确； C、实验应严格控制实验条件，尽量通过重复实验，并取其平均值，排除其偶然性，提高实验的准确性，C正确； D、由表格信息可知，增加施用缓释肥，该植物净光合速率变化不明显，但产量显著提高，原因可能是促进了光合产物向穗粒的转移从而促进光合作用的进行，D正确。 故选BCD。 24．（2024·江苏泰州·一模）下图为生物体内“泵”的3种类型，相关叙述错误的是（    ）    A．P型质子泵中的Ca2+泵磷酸化后运输Ca2+时构象不改变 B．神经细胞内高Na+低K+的环境依靠P型泵来维持 C．溶酶体膜上存在的V 型质子泵将H+运入溶酶体 D．F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上 【答案】AB 【分析】分析题图：P型质子泵和V 型质子泵运输物质需要消耗ATP且需要载体的协助，说明相应运输方式是主动运输；F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP。 【详解】A、Ca2+泵是一种能催化ATP水解的载体蛋白；ATP末端的磷酸基团会脱离下来与载体蛋白结合，使载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构发生变化，使Ca2+的结合位点转向膜外，A错误； B、维持神经细胞内高K+低Na+的环境可能与P型泵（Na+-K+泵）有关，即通过主动运输维持高K+低Na+，B错误； C、 溶酶体膜上存在V 型质子泵将H+运入溶酶体维持溶酶体内的酸性环境，C正确； D、F型质子泵的作用是运输质子的同时利用动力势能合成ATP，线粒体内膜和类囊体薄膜上均需要合成ATP，可见F型质子泵广泛分布于线粒体内膜和类囊体薄膜上，D正确。 故选AB。 25．（23-24高三上·江苏徐州·期末）德国科学家瓦尔堡设法把光合作用的光反应、碳反应分开研究，他的方法是在人工光源“间歇光”下测定光合作用。科研人员重新设计瓦尔堡的实验：分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，部分实验记录如图所示。 下列分析错误的是（    ） A．a~c段为光反应阶段，c~e段为碳反应阶段 B．S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量，且S1=S3 C．由O2的释放速率和CO2的吸收速率推测光反应速率与碳反应速率始终相等 D．与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多 【答案】ABC 【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、光反应阶段需要光照，碳反应阶段有光无光都可以进行，a~c段既有光反应，也有碳反应，c~e段在黑暗开始之前也有光反应，黑暗开始之后，只有碳反应，没有光反应，A错误； B、虚线表示O2释放速率的变化，实线表示CO2吸收速率的变化，结合题图可知，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，B错误； C、从图中光照开始来看，一段时间内O2的释放速率明显大于CO2的吸收速率（即光反应速率大于碳反应速率），而碳反应速率限制了光反应的速率，所以才会导致O2的释放速率下降，C错误； D、如果是持续光照，那么光反应可为碳反应持续提供NADPH和ATP，使碳反应不间断进行且反应速率保持不变，则与“间歇光”20分钟相比，持续光照20分钟时叶绿体有机物合成总量更多，D正确。 故选ABC。 26．（23-24高三下·江苏南通·开学考试）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，测定相对放氧量，实验结果如下表所示（Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性）。相关叙述正确的有（    ） 叶绿体类型 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为电子受体时放氧量 100 167.0 425.1 281.3 实验二：以DCIP为电子受体时放氧量 100 106.7 471.1 109.6 A．叶绿体完整的双层膜对以Fecy为电子受体时的相对放氧量有明显阻碍作用 B．叶绿体C表明在无双层膜阻碍、类囊体松散条件下，更利于光合色素吸收光能 C．以DCIP为电子受体进行实验，叶绿体A～D的ATP产生效率先增后减 D．叶绿体内产生的ATP不仅可用于CO2固定，还用于DNA复制和基因表达等过程 【答案】AB 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】A、分析题意，叶绿体A有双层膜结构完整，与其它组别相比，其放氧量最低，说明叶绿体完整的双层膜对以Fecy为电子受体时的相对放氧量有明显阻碍作用，A正确； B、光合色素吸收光能越多，光反应速率越大，叶绿体C的光反应速率最高，说明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更利于光合色素吸收光能，B正确； C、ATP的合成依赖于水光解的电子传递等，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此以DCIP为电子受体进行实验，ATP的产生效率逐渐降低，C错误； D、CO2固定不消耗ATP，D错误。 故选AB。 27．（2024·江苏宿迁·一模）如图是光合作用过程示意图（字母代表物质），PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。下列说法正确的是（    ） A．H+经过Z蛋白外流的同时，利用B物质来合成C物质 B．叶绿素分子中被光激发的e-，经传递到达D结合H+后生成E C．物质F浓度降低至原浓度一半时，短时间内C5化合物的含量将降低 D．降低Z蛋白的活性和阻断卡尔文循环中F的供应都将有利于PSBS发挥功能 【答案】ABD 【分析】图中的水的光解发生在叶绿体的类囊体腔中，A是氧气，B是ADP和Pi，C是ATP，D是NADP+，E是NADPH，F是二氧化碳。 【详解】A、由图可知，C、E可用于C3的还原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP。当H+顺浓度梯度经过Z蛋白运输时，利用化学势能将ADP和Pi转化为ATP，即B物质被用来合成了C物质，A正确； B、叶绿素分子中被光激发的电子，经传递到达D（NADP+）同时结合H+合成E，即NADPH，B正确； C、物质F是CO2，浓度降低至原浓度一半时，短时间内CO2的固定速率降低，但C3的还原速率不变，故C5化合物的含量将升高，C错误； D、由题意可知，PSBS是一种类囊体膜蛋白，能感应类囊体腔内H+的浓度而被激活，激活的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，防止强光对植物细胞造成损伤。降低Z蛋白的活性会减少H+向外运输，阻断卡尔文循环中F的供应会导致暗反应减弱，进而抑制光反应ATP和NADPH的合成，由于Z蛋白质活性与ATP合成有关，因此ATP合成减少也会导致H+外运减少，因此都将有利于PSBS发挥功能，防止强光对植物细胞造成损伤，D正确。 故选ABD。 28．（2024·江苏·模拟预测）细胞分裂素介导应激反应，可能在植物的昼夜节律中发挥效用。现有细胞分裂素受体敲除(Cylokininrecepterkonckout)的某植物和其正常对照组(WT)。实验人员在8小时光照16小时黑暗的环境中培养12天后放置于四种不同的实验环境中(如图)。之后测定了植物叶片中细胞的死亡情况。下列选项那些是合理的（    ） A．增加植物的光照长度是引起细胞分裂素受体敲除细胞死亡的主要因素 B．12h光照和16h黑暗的实验环境使细胞分裂素受体敲除细胞的死亡率明显增高 C．植物细胞的死亡与正常昼夜节律的打破有关 D．细胞分裂素帮助“校准”了与节律相关基因的表达，维持了植物细胞的存活 【答案】BCD 【分析】由图可知，实验组细胞分裂素受体敲除的植物叶片中细胞的死亡率在四种不同的实验环境中均高于对照组，特别是三四组显著改变了正常昼夜节律后，实验组细胞分裂素受体敲除的植物叶片中细胞的死亡率相较于对照组的明显增加。 【详解】A、由图可知，第二组和第三组均增加了光照时间，但第三组植物叶片中细胞的死亡率比第二组的高，因此增加植物的光照长度不是引起细胞分裂素受体敲除细胞死亡的主要因素，A错误； B、对比实验组和对照组，实验组第三组植物叶片中细胞的死亡率显著增加，由此可见，12h光照和16h黑暗的实验环境使细胞分裂素受体敲除细胞的死亡率明显增高，B正确； C、第一组按照8小时光照16小时黑暗的环境进行，植物叶片中细胞的死亡率最低，二三四组实验环境光照和黑暗时间改变，致使昼夜节律改变，植物叶片中细胞的死亡率增加，因此植物细胞的死亡与正常昼夜节律的打破有关，C正确； D、由图可知，对照组植物叶片中细胞的死亡率在四种不同的实验环境中均低于实验组，三四组显著改变了正常昼夜节律后，实验组细胞分裂素受体敲除的植物叶片中细胞的死亡率相较于对照组的明显增加，说明细胞分裂素帮助“校准”了与节律相关基因的表达，维持了植物细胞的存活，D正确。 故选BCD。 29．（23-24高三上·江苏苏州·期末）拟南芥的气孔导度与昼夜节律密切相关。科研人员利用野生型拟南芥及突变体Z、T进行相关研究结果如图1，图2是野生型拟南芥在不同条件下叶绿素含量，图3表示突变体T及Z在相应条件下测得的结果。下列有关叙述正确的有（　　） A．光合色素的含量、气孔导度均可影响植物的光合速率 B．据图1可知突变体Z的生物钟周期比野生型拟南芥长 C．据图2可知环境昼夜周期与植物生物钟周期不匹配会影响光合速率 D．图3实验还应补充突变体Z、T在T24条件下的实验数据作为对照 【答案】ACD 【分析】光合色素的含量、光照强度可以通过影响光合作用的光反应而影响光合作用的产物的生成量来影响产量，环境温度和昼夜时长可以影响光合作用产物的生产量及呼吸作用消耗有机物的量来影响作物的产量。 【详解】A、光合色素的含量（影响光反应过程）、气孔导度（影响二氧化碳的吸收进而影响暗反应）均可影响植物的光合速率，A正确； B、分析题图，突变体Z的周期为16小时左右，突变体T的周期为28小时左右，野生型的周期节律为24h，与野生型相比，突变体Z的周期节律较短，而突变体T的周期节律则变长，B错误； C、分析图2，T24的叶绿素含量最高，T20叶绿素含量次之，T28的叶绿素含量最低，说明环境昼夜周期与植物生物钟周期不匹配会影响叶绿素含量，进而影响光合速率，C正确； D、根据图3分析可知，该实验的自变量是突变体的种类（生物周期不同）、环境昼夜周期，因变量是叶绿素含量，因此该实验的目的是探究植物生物钟周期与环境昼夜周期之间匹配程度是否通过影响叶绿素含量而影响光合作用。该实验环境昼夜用期只有T20、T28，而没有T24，且没有野生型的实验情况，所以应该补充突变体Z和T在T24条件下的实验，D正确。 故选ACD。 30．（23-24高一上·江苏南通·期末）如图为卡尔文循环主要过程示意图，相关叙述正确的是（    ） A．卡尔文循环发生在叶绿体基质中，需要多种酶的参与 B．过程b表示三碳化合物的还原，该过程和再生过程均需要ATP供能 C．突然升高CO2的浓度，短时间内a的量增大，3-磷酸甘油酸的量减少 D．卡尔文循环将ATP和NADPH中的能量传递到磷酸丙糖等有机物中 【答案】ABD 【分析】碳反应又被称为卡尔文循环，发生在叶绿体基质中，3-磷酸甘油酸被还原的过程中，NADPH是还原剂，NADPH和ATP提供能量。 【详解】A、叶肉细胞中的卡尔文循环即碳循环发生在叶绿体基质，包括多个反应，故需要多种酶的参与，A正确； B、分析题图，过程b表示三碳化合物的还原，该过程和再生过程均需要ATP水解供能，B正确； C、突然升高CO2的浓度，CO2和a羧化成3-磷酸甘油酸的速率加快，故短时间内a的量减少，3-磷酸甘油酸的量增加，C错误； D、卡尔文循环将ATP和NADPH中的能量传递到磷酸丙糖等有机物中，D正确。 故选ABD。 三、非选择题 31．（2024·江苏南京·二模）大气CO2浓度和温度是影响植物光合作用的重要因素，温室效应加剧等气候变化通过光合作用影响着粮食产量。植物细胞中以光合作用的中间产物为底物，吸收O2，释放CO2的过程称为光呼吸，Rubisco是光呼吸的关键酶之一，其羧化作用和氧化作用的相对速率取决于CO2和O2的相对浓度。图1所示为植物细胞内部分物质的代谢关系。①②表示生理过程。请回答下列问题： (1)过程①的产物包括 ，过程②发生的场所是 。 (2)大气CO2浓度升高提高了 的相对值，导致Rubisco羧化效率高于氧化效率，提高光合产量。 把参与光呼吸的三种细胞器分隔开，使反应高效进行。适当的光呼吸对植物体有一定积极意义，据图1推测光呼吸的主要生理意义： （写1点即可）。 (3)科研人员以3个水稻品种SH、HJ和LJ为材料，研究大气CO2浓度升高、温度升高和二者同时升高对水稻叶片叶绿素含量的影响。请完成下表。 实验步骤的目的 部分操作过程 ① CO₂浓度400ppm和环境温度（CK）；CO2浓度700ppm和环境温度（eC）；CO2浓度400ppm和升温2℃处理（eT）；CO2浓度700ppm和升温2℃处理（eCeT） 重复处理 每个处理3次重复，共计144盆随机分配到② 个开顶式气室（可精准控制CO2浓度和温度的装置），每盆播种6粒发芽状态良好的水稻种子，待出苗后除去过大或过小的植株，每盆定苗为3株。 取样 取0.3g分蘖期、开花期和灌浆期水稻功能叶片的中间部位，浸泡于15mL③ 中，常温避光处理24h 测定 用分光光度计测量，计算叶绿素浓度 (4)科研人员测得的部分实验结果如图2、图3所示。分析可知，水稻叶片的叶绿素含量对大气CO2浓度升高、温度升高的响应存在 的差异。图2中，分蘖期CO2浓度升高导致 含量显著增加；图3中，CO2浓度和温度同时升高对水稻LJ叶片不同时期叶绿素含量的影响是 。 【答案】(1) O2、H+ 叶绿体基质 (2) CO2与O2浓度比例 生物膜 回收碳元素 (3) 设置对照 12 无水乙醇 (4) 品种和时期 水稻LJ叶片的叶绿素a 使叶绿素b的含量在分蘖期、开花期、灌浆期减少：使叶绿素a+b的含量呈分蘖期增加，开花期和灌浆期减少的趋势 【分析】1、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）。NADPH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；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 2、暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段，CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5（一种五碳化合物）结合，这个过程称作CO2的固定。 一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3分子。在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，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C3，经过一系列变化，又形成C5。这些C5又可以参与CO2的固定。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作卡尔文循环。 【详解】（1）过程①是光反应阶段水的光解，水分解为氧和H+，，氧直接以氧分子（O2）的形式释放出去。过程②属于暗反应阶段，场所为叶绿体基质。 （2）图1中，大气CO2浓度升高提高了CO2和O2的相对比值，导致Rubisco羧化效率高于氧化效率，提高光合产量。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，如同一个个小的区室，这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。光呼吸指植物细胞中以光合作用的中间产物为底物，吸收O2，释放CO2，适当的光呼吸对植物体有一定积极意义，图1中，通过光呼吸可以回收乙醇酸中的碳元素。 （3）CO₂浓度400ppm和环境温度（CK）为对照组，CO2浓度700ppm和环境温度（eC）；CO2浓度400ppm和升温2℃处理（eT）；CO2浓度700ppm和升温2℃处理（eCeT）三组为实验组，步骤一的目的是设置对照。有一组对照组（CK），三组实验组（eC、eT、eCeT），共四组，每个处理3次重复，共需要12个开顶式气室，因此144盆随机分配到12个开放式气室。取样时，用无水乙醇提取色素。 （4）图2、图3中，与对照组（CK）相比，不同品种和时期水稻叶片的叶绿素含量有差异。图2中，分蘖期CO2浓度升高（eC）导致水稻LJ叶片的叶绿素a含量显著增加，图3中，与对照组（CK）相比，CO2浓度和温度同时升高（eCeT）对水稻LJ叶片不同时期叶绿素含量的影响是，叶绿素b的含量在分蘖期、开花期、灌浆期减少：使叶绿素a+b的含量呈分蘖期增加，开花期和灌浆期减少的趋势。 32．（2024·江苏苏州·三模）光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。光反应过程中光合电子传递链主要由几大复合体组成，包括光系统Ⅱ（PSII）、细胞色素复合体（Cb6/f）、光系统I（PSI）等。有些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累，细胞内活性氧积累会加快细胞凋亡引发萎黄病。研究人员利用拟南芥对光合电子传递进行了有关研究。 (1)光合作用的光反应发生在 上，光系统是由其上的蛋白与光合色素结合形成的，具有 功能。 (2)光反应中的电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。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。Cb6/f复合体位于PSII和PSI之间，同时参与线性电子传递和环式电子传递（图1）。 ①在光照条件下，光系统Ⅱ（PSII）吸收光能产生高势能电子，PSII中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从 中夺取电子释放O₂。 ②光系统I（PSI）吸收光能产生产生强还原剂，使 还原，其在暗反应中的作用是 ；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSI，在电子传递过程的同时形成跨膜的质子动力势，用于 的合成，同时维持电子传递相对平衡。 ③环式电子传递与线性电子传递相比，能够 （填“提高”或“降低”）ATP/NADPH比例，提高暗反应的效率。 (3)野生型拟南芥能适应一定的强光胁迫，但C37缺失型不能。与图1相比，图2表明在强光胁迫下，C37缺失导致电子从 到 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）。ROS积累到一定阶段会促进 并引发细胞凋亡，导致萎黄病。 (4)上述研究揭示出植物可以通过 以适应强光胁迫。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 吸收、传递、转化光能 (2) H2O C3 作为还原剂使C3还原为有机物核C5，提供能量 ATP 提高 (3) Cb6/f复合体 PSⅠ 叶绿素分解 (4)通过调节光合电子传递链上的电子流动速率 【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 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）真核细胞中，光反应需要的光合色素、酶等分布于叶绿体类囊体膜上，因此光合作用光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上；由图可知，由相关蛋白质于光合色素结合形式的光系统具有吸收、传递和转化光能的作用。 （2）①由图可知，光系统Ⅱ在强光下导致部分叶绿素a失去电子后，使水光解产生O2、H+以及电子，即PSII中部分叶绿素a失去电子转化为强氧化剂从水中夺取电子释放O2。 ②由图可知光系统②吸收光能后产生的强还原剂是NADPH，它能是三碳化合物还原为碳水化合物和五碳化合物，它在暗反应过程中能作为还原剂将三碳化合物还原，同时也为碳反应过程中有机物的合成提供能量；PSII产生的电子和PSI产生的部分电子经过Cb6/f复合体传递进入PSI，在电子传递过程的同时形成跨膜的质子动力势，这部分势能为光反应过程中ATP合成提供能量。 ③由图可知，环式电子传递与线性电子传递相比，环式电子传递导致NADPH合成量减少，能够提高ATP/NADPH比例。 （3）由图可知，C37缺失突变体中电子积累在Cb6/f复合体之前，说明C37缺失导致电子从Cb6/f复合体到PSⅠ的电子传递受阻。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。 （4）上述研究表明，电子传递链中电子传递受阻会导致ROS积累引发细胞凋亡，对植物体造成损伤，因此，植物可通过调节光合链上的电子流动速率以适应强光胁迫。 33．（2024·江苏·三模）铁皮石斛作为我国传统名贵中药材，其人工繁育和栽培技术不断成熟。CO2作为植物光合作用的原料，研究CO2施肥情况下铁皮石斛的光合特性、生长和有效成分的变化，对促进铁皮石斛生长与改良其产量与品质具有重要意义。      (1)图中铁皮石斛的叶绿素、类胡萝卜素复合体的作用是 (2)光反应中最初电子供体是 ，最终的电子受体是 。伴随着电子的传递，H+通过 方式从叶绿体基质转运至 积累，形成H+浓度梯度，驱动 的合成。 (3)由表可知，CO2倍增处理和对照的铁皮石斛叶片净光合速率（Pn）前期变化趋势相似，但二者存在显著差异，出现上述两现象的原因可能是 。CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Ci、Cs的影响分别是 （有/无）显著差异，这可能是因为 。 表CO2倍增处理对铁皮石斛叶片净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度的影响 处理时间 (d) 净光合速率（Pn） （μmol/m2·s） 胞间CO2浓度（Ci） （μmol/mol） 气孔导度（Gs） （mol/m2·s） 对照 处理 对照 处理 对照 处理 0 2.63±0.13a 2.6l±0.11a 147.20±1.53a 147.32±3.75a 0.021±0.001a 0.021±0.001a 10 4.14±0.32b 4.89±0.35a 209.52±1.26a 208.08±1.62a 0.041±0.001a 0.042±0.001a 20 4.57±0.33b 5.62±0.16a 202.36±6.3la 207.92±8.91a 0.044±0.001b 0.055±0.002a 30 3.84±0.27b 5.57±0.42a 233.52±4.56a 248.82±4.60a 0.035±0.002b 0.048±0.001a 60 3.76±0.38b 5.13±0.08a 223.26±4.47a 221.84±6.28a 0.044±0.001b 0.056±0.001a 90 3.69±0.21b 4.84±0.15a 199.28±5.67a 198.76±2.40a 0.039±0.001b 0.053±0.00la 注：同一指标同行数据后小写英文字母不同者表示差异显著。 (4)铁皮石斛为中华九大仙草之首，但由于长期的采挖，铁皮石斛的自然资源越来越少，已成为濒危植物。为了使这一濒危植物得到保护和利用，可以利用 技术对其大量繁殖，发挥其重要的药用价值。该技术的具体步骤主要包括选材→消毒→接种→ 。 【答案】(1)吸收、传递和转化光能 (2) 水（H2O） NADP+ 主动运输 类囊体腔 ATP (3) CO2倍增处理和对照组的胞间CO2浓度、气孔导度在前期的变化趋势相似，但CO2倍增处理组的气孔导度相较于对照组差异较大 无、有 CO2倍增导致叶片气孔导度变化明显，但胞间CO2浓度等于气孔导度大小决定的叶片从外界环境吸收的CO2量和叶肉细胞CO2吸收量即净光合速率得差值，CO2倍增处理导致叶片气孔导度和净光合速率相较于对照组均由显著差异，CO2倍增处理导致气孔导度大小决定的叶片从外界环境吸收的CO2量得显著差异与CO2倍增处理导致净光合速率的显著差异相差不大，导致CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Ci的影响无显著差异 (4) 植物组织培养 脱分化培养→再分化培养→炼苗、移栽 【分析】1、叶片气孔既是植物蒸腾作用水分散失的渠道，又是叶片从外界环境吸收CO2的途径。，因此环境中的水含量会影响气孔导度，进而会通过影响CO2吸收量而影响光合作用。 2、净光合速率=总光合速率-呼吸速率，分析净光合速率变化时，应围绕总光合速率和呼吸速率两方面来分析，当题干没有提及呼吸速率变化时，则围绕总光合速率即光反应和碳反应分析。 3、用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。 【详解】（1）由图可知，叶绿素、类胡萝卜素复合体能够吸收、传递和转化光能，将吸收、传递的光能转化为电能再转化为ATP、NADPH中活跃的化学能。 （2）光反应中水在光下分解为H+、O2和e-，e-经传递最终与NADP+结合H+生成NADPH，因此最初电子供体是水，最终的电子受体是NADP+；维持膜两侧的浓度差的运输方式为主动运输，因此H+通过主动运输的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔积累，形成H+浓度差，再利用类囊体膜上的相关转运蛋白，顺浓度运输H+的同时，利用顺浓度运输H+产生的势能驱动ATP的合成。 （3）净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率，表中数据与叶片呼吸速率无关，应通过相关数据分析叶片总光合速率的变化，表中数据Ci和Gs均会通过影响叶肉细胞光合作用碳反应进而影响光合作用，处理组与对照组的Ci和Gs的数据变化趋势均为先增加后减少，导致实验组与对照组的净光合速率变化趋势相同，又因处理组与对照组的Gs存在显著差异，两组的Ci差异不明显，说明导致CO2倍增处理和对照的铁皮石斛叶片净光合速率存在显著差异的原因是处理组的气孔导度与对照组差异明显；同一指标同行数据后小写英文字母不同者表示差异显著，表中对照组和处理组的Ci数据后都是字母a，说明CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Ci的影响是无显著差异，20d开始，表中对照组和处理组的Gs数据后的字母不同，说明CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Gs的影响是有显著差异，产生这样现象的原因可能是因为CO2倍增，导致叶片气孔导度变化明显，但胞间CO2浓度等于气孔导度大小决定的叶片从外界环境吸收的CO2量和叶肉细胞CO2吸收量即净光合速率得差值，CO2倍增处理导致叶片气孔导度和净光合速率相较于对照组均由显著差异，CO2倍增处理导致气孔导度大小决定的叶片从外界环境吸收的CO2量得显著差异与CO2倍增处理导致净光合速率的显著差异相差不大，导致CO2倍增处理对铁皮石斛叶片的Ci的影响无显著差异。 （4）对于濒危植物，可利用植物细胞的全能性，取濒危植物的体细胞通过植物组织培养获得新植株，这属于无性繁殖，它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还 可以保持优良品种的遗传特性；植物组织培养技术的具体步骤主要包括选材（幼嫩部位）→消毒→接种→脱分化培养（获得愈伤组织）→再分化培养（获得芽和根）→炼苗、移栽。 34．（2024·江苏南通·三模）拟南芥在强光下产生电子过多，导致活性氧积累加快细胞凋亡引发萎黄病。研究表明C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，作用机理如下图所示。光系统I和Ⅱ是完成光反应必需的，光反应过程中光合电子传递包括线性电子传递和环式电子传递。请分析回答： (1)类囊体膜上光合色素与 形成的复合体可吸收、传递、转化光能。强光下该反应中的电子积累导致活性氧增加，此时CO2供应不足还会引起植物发生损耗能量的 过程。 (2)在光照条件下，PSII吸收光能产生高能电子，PSII中部分叶绿素a失去电子转化为 （填“强还原剂”或“强氧化剂”）再从 中夺取电子引起O2释放。 (3)在 （填“线性电子传递”或“环式电子传递”）中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终与 结合生成NADPH同时产生ATP共同参与 过程。 (4)研究表明，缺失C37蛋白的拟南芥，在强光下更容易得萎黄病。你认为C37蛋白在抵御强光胁迫，避免细胞凋亡中的作用是 。 (5)当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对PSII复合体造成损伤。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）减少多余光能对PSI的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能：修复损伤的PSII；参与NPQ的调节。科研人员以野生型拟南芥和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如下图所示。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 ，两组实验应在 一致的环境条件下进行。 ②若测得突变体的光合作用强度高于野生型，结合上图分析，推测其原因可能是 。 【答案】(1) 蛋白质 光呼吸 (2) 强氧化剂 H2O (3) 线性电子传递 H+、NADP+ C3的还原 (4)提高Cb6/f复合体的活性（效率），避免电子积累，从而减少活性氧的产生，避免细胞凋亡 (5) 光照、H蛋白 CO2浓度、温度等 突变体的NPQ强度更大，NPQ减少PSII损伤的功能强于H蛋白的修复功能 【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）光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，膜上蛋白与光合色素形成的复合体，能够吸收、传递、转化光能。强光下该反应中的电子积累导致活性氧增加，此时CO2供应不足还会引起植物发生损耗能量的光呼吸过程。 （2）在光照条件下，PSⅡ中部分叶绿素a会失去电子转化为强氧化剂从水中夺取电子，即水分解为氧和H+、电子，引起O2释放。 （3）由图可知，在线性电子传递中，电子经PSII、Cb6/f和PSI最终与H+、NADP+结合生成NADPH同时产生ATP共同参与暗反应中C3的还原。 （4）研究表明，缺失C37蛋白的拟南芥，在强光下更容易得萎黄病，由题干知C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f复合体的活性，所以推测C37蛋白在抵御强光胁迫，避免细胞凋亡中的作用是提高Cb6/f复合体的活性（效率），避免电子积累，从而减少活性氧的产生，避免细胞凋亡。 （5）①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；两组实验应在无关变量一致的环境条件下进行，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CO2浓度、温度、水分等。 ②据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值高，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，也就是说突变体的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，从而导致突变体的光合作用强度高于野生型。 35．（2024·江苏盐城·模拟预测）部分厌氧菌缺乏处理氧自由基的酶，可进行不产氧光合作用，避免氧气产生的氧自由基对自身的伤害。下图1和图2是两种厌氧菌的光反应过程示意图，据图回答下列问题： (1)图中的光合片层功能上相当于高等植物的 膜，菌绿素与 共同组成复合体，吸收、传递与转化光能，高等植物中与菌绿素功能类似的物质是 。 (2)图1中，ATP合酶以 方式运输H+，并利用H+浓度差为能量合成ATP，H+浓度差形成的原因包括 提供能量进行H+的跨膜运输，也包括 。 (3)研究发现，绿硫细菌缺乏处理氧自由基的酶。从图1光反应过程看，与高等植物的光反应过程是主要的区别是 ，这种区别对绿硫细菌的意义是 。 (4)分析图1和图2，绿硫细菌相比紫色非硫细菌在光反应上的优势是 。 (5)绿硫细菌暗反应过程也不同于高等植物，为特殊的逆向TCA循环，如图3所示（图中省略了ADP、Pi等部分物质）。据图分析下列说法正确的有 。 ①绿硫细菌的光反应通过提供ATP和NADPH，为逆向TCA循环提供能量； ②逆向TCA循环除了可以合成糖类外，还可以为绿硫细菌各种合成代谢提供原料； ③若向绿硫细菌培养基中添加14C标记的α-酮戊二酸，最先出现放射性的物质是琥珀酸（除α-酮戊二酸自身外）； ④在不干扰循环正常进行的情况下，绿硫细菌合成一分子己糖，至少需要消耗6分子CO2. 【答案】(1) 类囊体 蛋白质（或酶） 叶绿素和类胡萝卜素 (2) 协助扩散 高能电子（e-） 内腔中H2S分解产生H+，细胞质基质中NADPH合成消耗H+ (3) 绿硫细菌分解H2S，而不是分解H2O 通过分解H2S获得电子而进行厌氧光合作用 (4)能够在合成ATP的同时合成NADPH (5)①②④ 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。 【详解】（1）图中的光合片层能够吸收光能进行水的光解，在功能上相当于高等植物的类囊体膜，菌绿素与蛋白质共同组成复合体，吸收、传递与转化光能，高等植物中与菌绿素功能类似的物质是光合色素，包括叶绿素和类胡萝卜素。 （2）据图可知，图1中，ATP合酶运输H+能够生成ATP，是利用H+浓度差为能量合成ATP，说明是顺浓度梯度的，且需要蛋白质的协助，故方式是协助扩散，H+浓度差形成的原因包括高能电子（e-）提供能量进行H+的跨膜运输，也包括内腔中H2S分解产生H+，细胞质基质中NADPH合成消耗H+。 （3）正常情况下，水在光下分解会产生氧气，分析题意，在光合作用中，H2S代替了H2O，产生S而非O2，故与高等植物的光反应过程是主要的区别是绿硫细菌分解H2S，而不是分解H2O，这种区别对绿硫细菌的意义是通过分解H2S获得电子而进行厌氧光合作用。 （4）NADPH也可储存部分不活跃的化学能，结合题意分析可知，绿硫细菌相比紫色非硫细菌在光反应上的优势是能够在合成ATP的同时合成NADPH。 （5）①ATP和NADPH中都含有不稳定的化学能，绿硫细菌的光反应通过提供ATP和NADPH，为逆向TCA循环提供能量，①正确； ②逆向TCA循环除了可以合成糖类外，还可以为绿硫细菌各种合成代谢提供原料，从而保证该过程持续进行，②正确； ③结合图3可知，若向绿硫细菌培养基中添加14C标记的α-酮戊二酸，最先出现放射性的物质是柠檬酸，③错误； ④据图可知，绿硫细菌合成一分子己糖，需要2分子的丙糖（C3），而1分子CO2与1分子琥珀酸（C4）消耗1分子的ATP生成1分子的α-酮戊二酸（C5），1分子的α-酮戊二酸（C5）与1分子CO2、2[H]生成1分子的柠檬酸（C6），柠檬酸消耗1分子的ATP生成乙酰辅酶A（C2）和草酰乙酸（C4），乙酰辅酶A（C2）与1分子CO2并消耗2分子的ATP生成PEP（C3），PEP（C3）消耗1分子的ATP产生丙糖（C3），可见产生一分子丙糖至少需要消耗3分子CO2和5分子的ATP，产生2分子的丙糖至少需要消耗6分子CO2和10分子的ATP，即产生一分子己糖，至少需要消耗10分子ATP和6分子CO2，④正确。 故选①②④。 36．（23-24高三下·江苏镇江·开学考试）星云湖为云南九大高原湖泊之一，属于富营养化湖泊，其水华发生的发展变化很快。科研团队采用国产卫星高分一号，实现高时间频率和空间上连续的监测湖泊藻类动态变化。请回答下列问题。 (1)星云湖水域因富含 等元素的污染物流入，导致 等微生物大量繁殖，形成水华，影响水质和水生动物的生活。 (2)通过卫星高分一号以归一化植被指数法（NDVI）对星云湖藻类水华区域特征信息进行分析。归一化植被指数法公式为NDVI=（PNIR-PR）（PNIR+PR），PNIR是近红外波段的反射率，PR是红光波段的反射率。藻类中的叶绿素能反射更多的近红外光和绿光，吸收更多的 。因此，NDVI值在一定范围内数值越 ，说明藻细胞数量越多。 (3)下图1为2017年2月至2018年6月间水华面积变化的卫星数据，据图分析，该时间段内水华的爆发特点为 。图2为水华覆盖区域内NDVI值、污染指数、营养指数的相关数据。结合图1分析，水华面积与NDVI值、污染指数、营养指数之间的相关性为 。 (4)该湖泊水华的频繁发生与该生态系统的 稳定性下降有关。为提高该生态系统的稳定性，一方面要增加其组分和 复杂程度；另一方面，要控制对该生态系统的干扰强度不超过该生态系统的 ；同时，还可科学的施行对环境轻污染的、有效的 防治。 【答案】(1) N、P 蓝细菌和绿藻 (2) 红光和蓝紫光 大 (3) 集中爆发迅速消退然后又再次爆发 水华面积与NDVI值、污染指数有显著的正相关：与营养指数正相关性较小 (4) 抵抗力 食物链和食物网（营养结构） 自我调节的能力 生物 【分析】水体富营养化主要是由以下原因造成的：工业废水和生活污水的排放。工业废水和生活污水中含有大量的氮、磷等营养物质，这些物质通过地表径流或下渗进入水体，导致水体中营养物质过量。 【详解】（1）水体富营养化指的是水体中的N、P等元素的污染物流入，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。 （2）叶绿素能反射更多的近红外光和绿光，主要吸收太阳光中的红光和蓝紫光，而对绿光的吸收较少。NDVI=（PNIR-PR）（PNIR+PR），PNIR是近红外波段的反射率，PR是红光波段的反射率，NDVI值在一定范围内数值越大，说明藻细胞数量越多，叶绿素越多，PNIR数值越大。 （3）分析图1可知，为2017年2月至2018年6月间水华集中爆发迅速消退然后又再次爆发。分析图1和图2，水华面积与NDVI值、污染指数有显著的正相关：与营养指数正相关性较小。 （4）该湖泊水华的频繁发生，使得该生态系统的稳定性受到了破坏，说明生态系统的抵抗力稳定性下降。态系统的稳定性和生态系统的组成成分和食物链和食物网有关，为提高该生态系统的稳定性一方面要增加其组分和食物链和食物网（营养结构）的复杂程度；另一方面，要控制对该生态系统的干扰强度不超过该生态系统的自我调节能力。同时，还可科学的施行对环境轻污染的、有效的生物防治。 37．（2024·江苏泰州·一模）为探究植物抵御高温的生理生态机制和培育抗高温新品种，科学家进行了一系列相关研究，下图1为高温胁迫下植物光合电子传递链的示意图，图2为高温胁迫诱导植物PSⅡ发生光抑制的作用机理(ROS：活性氧，OEC：放氧复合体)。请回答下列问题： (1)图1中双层磷脂分子层及其中蛋白质等组成的结构为 ，是光合作用过程中 阶段发生的场所。水光解需要的能量由 两类色素捕获而来。 (2)碳固定过程的反应物是 ，还原碳固定产物需要图1结构上合成的 提供还原力。 (3)高温胁迫下，由于膜的流动性 ，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光合电子传递，导致植物对光能的利用效率降低。据图1判断，高温胁迫时植物会通过增强图中依赖 途径的环式电子传递方式来起到光保护作用。 (4)据图2可知，ROS过量合成除可直接导致PSⅡ失活外，还能通过 途径引起PSⅡ失活，发生光抑制现象。 (5)植物净光合速率在很大程度上取决于Rubisco (C5的羧化酶/加氧酶)的活性，该酶在叶绿体中的存在部位是 。Rubisco活性受到Rubisco活化酶(RCA)的调节，RCA活性易受高温胁迫抑制。据此，结合生物技术与工程知识，提出一个缓解高温胁迫对光合能力和作物产量影响的方案： 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 光反应 叶绿素和类胡萝卜素 (2) C5和CO2 NADPH (3) 增强 NDH和PGR (4)抑制D1蛋白的从头合成，导致PSⅡ中D1蛋白减少(缺失) (5) 基质 运用蛋白质工程技术提高RCA的热稳定性 【分析】1、观察电子显微镜下的叶绿体结构，可以看到，叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。 2、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 【详解】（1）据图可知，双层磷脂分子层及其中蛋白质等组成的结构能吸收光能进行光合作用，因此该膜结构应是叶绿体的类囊体薄膜，因为为光合作用吸收光能的4种色素分布在类囊体的薄膜上，故光合作用的光反应阶段也发生在该膜上。叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）吸收的一部分光能水分解为氧和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）。 （2）绿叶通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下， 与C5（一种五碳化合物）结合，从而固定了CO2。因此，碳固定过程的反应物是C5和CO2。 NADPH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。因此，还原碳固定产物需要图1结构上合成的 NADPH提供还原力。 （3）构成膜结构的磷脂分子是运动的，蛋白质分子大多数也是运动的，温度升高时，这些分子的流动性增强。因此，PSⅡ捕光复合体很容易从膜上脱落，影响光合电子传递，导致植物对光能的利用效率降低。据图可知，依赖NDH和PGR途径的环式电子传递方式也可以传递电子，因此，高温胁迫时植物会通过增强图中依赖NDH和PGR途径的环式电子传递方式来起到光保护作用。 （4）据图可知，有活性的PSⅡ由D1、D2及OEC三部分组成，ROS过量合成除可直接导致PSⅡ失活外，还能通过抑制D1蛋白的从头合成，导致PSⅡ中D1蛋白减少(缺失)途径引起PSⅡ失活，发生光抑制现象。 （5）依题意，Rubisco是一种C5的羧化酶/加氧酶，因此其作用于C5参与的化学反应，而C5在叶绿体基质中参与光合作用暗反应，因此该酶在叶绿体中的存在部位是叶绿体基质。依题意，Rubisco活性受到Rubisco活化酶(RCA)的调节，RCA活性易受高温胁迫抑制。根据结构和功能相适应的观点，可运用蛋白质工程技术改变RCA的结构，从而提高其热稳定性，使其结构在高温环境中更具稳定性，从而缓解高温胁迫对光合能力和作物产量影响。 38．（2024·江苏南通·一模）夏季某大型湖泊因生活污水排放等造成水体富营养化引起水华，导致水华的主要生物是具有固氮作用的蓝细菌。9月后受环境影响，蓝细菌进入衰亡期。水葫芦分蘖能力强、根系具有吸附蓝细菌等能力。研究人员尝试种养水葫芦用于水质治理，具体操作是5月投放水葫芦苗，10月收割（1000hm²水面收获3×10t水葫芦，输出氮280t），定期采集种养区和种养区的临近区（近种养区）水样（含浮游生物），并测定水样中叶绿素含量和总氮量（TN），结果如下图。请回答下列问题。    (1)提取叶绿素时需用 作溶剂。叶绿素含量可作为水体浮游藻类生物量的重要指标，这是因为 。 (2)图1中，与近种养区相比，种养区叶绿素含量较低的原因有 。 (3)水中的N元素被水葫芦吸收后可用于合成 等生物大分子。结合图1分析，图2中7~8月水样中TN含量逐渐增加的主要原因是 。8~9月水样中TN含量逐渐增加的可能原因是 。 (4)根据以上结果，某同学认为种养水葫芦对治理该水域富营养化效果不大。你是否同意该观点，请阐述理由。 。 【答案】(1) 无水乙醇 浮游藻类细胞中叶绿素含量相对稳定 (2)水葫芦根系可吸附蓝细菌等浮游藻类，竞争水体中的营养物质和阳光（或水葫芦根系分泌化学物质抑制蓝细菌生长） (3) 蛋白质和核酸 温度升高、光照强度增加，蓝细菌大量繁殖，固氮作用吸收了空气中的氮 细菌进入衰亡，附着在水葫芦根系上的蓝细菌死亡释放氮 (4)不同意，一方面本实验收获水葫芦输出大量氮，有治理效果；另一方面该结果应与远离种养区的水域进行对比，才能说明其治理的效果 【分析】 水体富营养化指的是水体中N、P等营养盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养盐的输入输出失去平衡性，从而导致水生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，破坏了系统的物质与能量的流动，使整个水生态系统逐渐走向灭亡。 【详解】（1）叶绿素是有机物，易溶于乙醇等有机溶剂。浮游藻类细胞中叶绿素含量相对稳定，可作为水体浮游藻类生物量的重要指标。 （2）水葫芦根系可吸附蓝细菌等浮游藻类，竞争水体中的营养物质和阳光，对蓝细菌生长繁殖有抑制作用，因此与近种养区相比，种养区叶绿素含量较低。 （3）水中的N元素被水葫芦吸收后可用于合成蛋白质和核酸等含氮的大分子物质。蓝细菌具有固氮作用，7~8月温度升高、光照强度增加，蓝细菌大量繁殖，固氮作用吸收了空气中的氮，导致水样中TN含量逐渐增加。8~9月蓝细菌进入衰亡期，附着在水葫芦根系上的蓝细菌死亡释放氮，水样中TN含量逐渐增加。 （4）不同意该同学观点，水体富营养化引起水华，本实验收获水葫芦输出大量氮，有治理效果；另一方面近种养区受种养区的影响，该结果应与远离种养区的水域进行对比，才能更好地说明其治理的效果。 39．（23-24高三上·江苏扬州·期末）某实验小组欲研究水稻光合作用的相关生理过程，以水稻的低叶绿素含量突变体（YL）和野生型（WT）为实验材料，采用随机分组设置3种氮肥处理，即ON（全生育期不施氮肥）、MN（全生育期施纯氮120kg·hm-2）和HN（全生育期施纯氮240kg·hm-2），并测定饱和光照强度（1000μmol·m-2·s-1）下的气孔导度和胞间CO2浓度，结果如图1所示。请分析回答下列问题： (1)比较YL与WT的叶绿素含量差异时，常用 提取叶绿素。分析图示结果，可以推断在MN与HN处理下，YL的光合速率 WT的光合速率，原因是 。 (2)研究表明，叶绿素含量高并不是叶片光合速率大的必需条件。叶片中的叶绿素含量存在“冗余”现象，因此，适当 将有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过程中的消耗，最终提高叶片光合速率。Rubisco酶为固定CO2的酶，合成Rubisco酶也需要消耗大量的氮素，已知YL的Rubisco酶含量显著高于WT，结合题图分析，与WT相比，YL在氮素利用途径上的不同点是 ， (3)Rubisco酶是一种双功能酶，在O2浓度高时也能催化O2和C5结合，引发光呼吸，使水稻的光合效率降低20%至50%，造成产量损失。研究发现，蓝细菌具有羧酶体，可降低其光呼吸，图2为蓝细菌的结构模式图及部分代谢过程示意图。 ①蓝细菌与水稻细胞相比，在结构上的最主要区别是前者 。蓝细菌的光合片层上存在捕获光能的色素是 ，其暗反应的场所有 。图2物质F表示 ，物质C的作用是 。②结合图2和所学知识分析，蓝细菌光呼吸较低的原因有 。 a．蓝细菌有线粒体，通过有氧呼吸消耗O2、产生CO2，胞内O2/CO2较低 b．羧酶体的外壳会阻止O2进入、CO2逃逸，保持羧酶体内高CO2浓度环境 c．蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，能使细胞中的CO2浓度保持在较高水平 【答案】(1) 无水乙醇 高于 YL的气孔导度大于WT，但YL与WT的胞间CO2浓度基本相同，YL的光合作用消耗了更多的CO2 (2) 降低叶片中的叶绿素含量 YL更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成，而不是叶绿素的合成 (3) 无成形的细胞核（或无核膜） 叶绿素和藻蓝素 细胞质基质和羧酶体 ATP 作为还原剂并提供能量 b、c 【分析】光合色素易溶于有机溶剂，叶绿素的提取用无水乙醇，光合作用分为光反应和暗反应，光照强度、温度、水、二氧化碳等因素影响光合作用速率。 【详解】（1）叶绿素的提取用无水乙醇；CO2是暗反应的原料，在MN与HN处理下，YL与WT相比，YL的气孔导度大于WT，但YL与WT的胞间CO2浓度基本相同，YL的光合作用消耗了更多的CO2从而在一定程度上降低了胞间CO2浓度，使其与WT的胞间CO2浓度差异不大，因此YL的光合速率高于WT的。 （2）叶片中的叶绿素含量存在“冗余”现象，适当降低叶片中的叶绿素含量，有助于减少叶片中氮素在合成叶绿素过程中的消耗，最终提高叶片光合速率。合成Rubisco酶需要消耗大量的氮素，结合题图分析，与WT的氮素利用途径相比，YL更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成，而不是叶绿素的合成。 （3）蓝细菌为原核生物，与水稻细胞相比，在结构上的最主要区别是无成形的细胞核（或无核膜）；蓝细菌的光合片层上存在捕获光能的色素是叶绿素和藻蓝素；由图2可以看出其暗反应的场所有细胞质基质和羧酶体；图2物质F表示ATP；物质C是NADPH，其作用是为三碳酸的还原提供能量和还原剂。 a、蓝细菌无线粒体，a错误； b、此外，羧酶体的外壳也会阻止O2进入、CO2逃逸，保持羧酶体内高CO2浓度环境。这些都使得 CO2与O2竞争结合C5的过程中占优势，使蓝细菌光呼吸较低，b正确； c、蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，能使细胞中的CO2浓度保持在较高水平，c正确。 故选bc。 40．（2024·江苏连云港·一模）下图1为牡丹光反应过程示意图，下图2、图3、图4分别为在干旱胁迫下测定的大花黄牡丹与滇牡丹净光合速率、气孔导度、水分利用效率的值。据图回答下列问题： (1)图1中叶绿素、类胡萝卜素复合体的作用是 。 (2)光反应中最初电子供体是 。伴随着电子的传递，H+通过 方式从叶绿体基质转运至 腔积累，形成H+浓度梯度，驱动 的合成。当电子传递到光系统I后，其作用是参与合成 。 (3)两种牡丹在干旱胁迫下，净光合速率降低的原因是 。在极度干旱条件下，两种牡丹中，调节能力更强的是 ，判断的依据是 。 (4)浇水可缓解干旱胁迫，给植物浇H218O形成C6H1218O6，此过程中18O的最短转移途径是 （用文字和箭头的形式加以描述，箭头上标注主要生理过程）。 【答案】(1)吸收、传递和转化光能 (2) H2O 主动运输 类囊体 ATP NADPH (3) 缺少水分，保卫细胞失水，部分气孔关闭，二氧化碳吸收减少，暗反应减弱，净光合速率降低 大花黄牡丹 它在干旱时气孔导度较低，可以防止水分的散失 (4)H218OC18O2C6H1218O6 【分析】光能转换成电能的转化过程：（1）光合色素：叶绿体内类囊体薄膜上的色素，可以分为两类：吸收和传递光能的作用：包括全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，以及绝大多数的叶绿素a；吸收光能并将光能转换成电能：少数处于特殊状态的叶绿素a。（2）转化过程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+（中文简称是辅酶Ⅱ）。 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）由图可知，叶绿素、类胡萝卜素复合体能够吸收、传递和转化光能。 （2）图中光反应中最初电子供体是H2O。伴随着电子的传递，将两个氢离子脱下并逆浓度梯度释放到类囊体腔中，是逆浓度梯度，即H+通过主动运输的方式从叶绿体基质转运至叶绿体类囊体腔积累，形成一定的H+浓度，驱动ATP合成，最终实现光能转化为ATP中活跃的化学。当电子传递到光系统I后，其作用是参与NADPH合成。 （3）干旱胁迫下，缺少水分，保卫细胞失水，部分气孔关闭，二氧化碳吸收减少，暗反应减弱，净光合速率降低。在极度干旱条件下，两种牡丹中，调节能力更强的是大花黄牡丹，因为它在干旱时气孔导度较低，可以防止水分的散失。 （4）给植物浇H218O形成C6H1218O6，此过程中18O的最短转移途径是，H218O参与有氧呼吸的第二阶段，产生C18O2，C18O2光合作用暗反应产生C6H1218O6。 H218OC18O2C6H1218O6 41．（2024·江苏盐城·模拟预测）据图回答下列与植物生理有关问题： (1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括 ，叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为 、 。已知白天合成淀粉活跃，据图分析其机理是 。 (2)据图1分析，细胞质基质中低Pi含量会 （填“增强”或“减弱”）对ADPG焦磷酸化酶的抑制，从而使淀粉合成 （填“增加”或“减少”）。 (3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，如图2所示。 分析可知，NAD＋的再生可来自 （填字母）。淹水胁迫时，该植物根细胞以 （填字母）途径为主。（A．酒精发酵    B．乳酸发酵） (4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸（ABA）以抵御逆境，ABA在植物体内合成的部位是 等。研究发现气孔的开闭与保卫细胞中的K＋浓度有关，图3表示ABA对细胞K＋浓度的调节过程，据图分析干旱条件下ABA引起气孔关闭的机理是 。 【答案】(1) ATP和NADPH 叶绿体基质 细胞质基质 白天光合作用强，产生的3-磷酸甘油酸和磷酸丙糖较多，ADPG焦磷酸化酶激活后，导致淀粉合成活跃 (2) 减弱 增加 (3) AB A (4) 根冠、萎蔫的叶片 ABA通过促进Ca2＋吸收和液泡中Ca2＋释放，提高保卫细胞内Ca2＋浓度，从而促进K＋运出并抑制K＋内流，导致细胞内K＋浓度降低，气孔关闭 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。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NADPH与氧气,同时合成ATP。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NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）光反应是光照条件下发生了水的光解和ATP的合成，形成的产物包括氧气和ATP、NADPH，图示中的产物参与了暗反应，故包括ATP和NADPH。 根据图示中叶绿体膜的位置信息，可判断淀粉在叶绿体中合成，而蔗糖在细胞质基质中合成。 根据图示信息分析，白天光反应强，3-磷酸甘油酸激活ADPG焦磷酸化酶，导致磷酸丙糖合成淀粉活跃。 （2）细胞质中低Pi含量会影响磷酸丙糖的运输，且低Pi导致对ADPG焦磷酸化酶的抑制性减弱，磷酸丙糖的运出减少，导致叶绿体中磷酸丙糖增多，淀粉合成增多， （3）分析图可知，NAD＋的再生可来自酒精、乳酸发酵。淹水胁迫时，该植物根细胞主要进行的是产生酒精的无氧呼吸。 （4）ABA 具有抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休眠和提高抗逆能力等作用，在植物体内的根冠、萎蔫的叶片等部位合成。据图可知，干旱条件下，ABA会促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放，进而保卫细胞内Ca2+浓度升高，从而促进K+运出并抑制K+内流，导致细胞内K+浓度降低，则气孔关闭。 42．（2024·江苏南通·三模）光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和谐有序进行是土壤底栖藻类正常生命活动的基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生醋酸等有机酸（HA），导致类囊体、线粒体酸化，有利于其从黑暗向黎明过渡，相关过程如下图1，字母 B~H 代表相关物质。请回答下列问题。 (1)物质 B是 ，除TCA 循环外，图中能产生物质B的过程还有 ；物质C、H分别是 、 。 (2)黑暗条件下，PQ 等电子传递体处于 （氧化、还原）状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导致 （填字母）量成为卡尔文循环的限制因素，此时吸收的光能过剩，对电子传递链造成压力。 (3)光合色素吸收的光能有三个去向：用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（qP），由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（NPQ）。为了探究厌氧发酵产酸对光能利用的影响，研究人员以npq4 突变体（缺失LHCSR 蛋白，LHCSR 催化NPQ）和正常藻为材料，在黑暗中进行厌氧发酵，发酵180min后添加KOH。整个实验过程中连续抽样，在光下测定荧光强度，结果如下图2、图3。相关推断合理的是____。 A．突变体厌氧发酵时间越长，光化学淬灭越强 B．正常藻厌氧发酵后加入 KOH，非光化学淬灭增强 C．正常藻厌氧发酵产生有机酸，降低类囊体pH，促进非光化学淬灭 D．正常藻厌氧发酵产生有机酸，有利于缓解黎明时电子传递链的压力 (4)为进一步研究厌氧发酵产酸对光下放氧的影响，研究人员将正常藻平均分为两组，在黑暗条件下厌氧发酵3小时后，对照组不加KOH，实验组用KOH 处理，在弱光下连续测定放氧量并计算达到最大氧气释放量的百分比，结果如下表。 组别 光照时间/h 0.5 1 2 3 对照组 30% 80% 100% 100% 实验组 0% 0% 60% 100% 放氧速率等于光合作用产生氧气的速率减去呼吸作用消耗氧气的速率。实验数据说明厌氧发酵产酸 （促进、抑制）有氧呼吸。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是 。 【答案】(1) CO2 丙酮酸分解为乙酰辅酶A（或醋酸）、丙酮酸分解为酒精 H2O ATP (2) 氧化 F、H (3)CD (4) 抑制 实验组与对照组光合作用放氧速率相当，实验组有氧呼吸速率大于对照组 【分析】1、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。 2、影响光合作用的因素外在环境因素主要是光照强度、二氧化碳浓度和温度，内在因素主要是酶的含量、叶绿素的含量和五碳化合物的含量。 【详解】（1）在有氧呼吸第二阶段，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中生成二氧化碳。据图可知，丙酮酸进入线粒体后在线粒体基质中生成B，因此，B为二氧化碳。据图可知，除TCA 循环外，图中能产生物质B的过程还有丙酮酸分解为乙酰辅酶A（或醋酸）、丙酮酸分解为酒精。据图可知，物质C在类囊体膜上经光解成H+和D，可知，物质C是水。据图可知，物质G在类囊体膜上利用H+顺浓度运输提供的能量，反应生成物质H，因此可知，物质H为ATP。 （2）黑暗条件下，类囊体膜上不发生水的光解，PQ 等电子传递体无法获得电子，因此，它们处于氧化状态。从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，产生的ATP和NADPH少，导致暗反应的卡尔文循环受限。据图可知，F和H分别代表ATP和NADPH。因此，从黑暗转黎明时，整体光合电子传递速率慢，导致F、H量成为卡尔文循环的限制因素。 （3）A、据图2可知，突变体厌氧发酵时间越长，荧光强度基本保持不变，说明光化学淬灭并没有变强，推断不合理，A不符合题意； B、据图2可知，正常藻厌氧发酵后加入 KOH，荧光强度明显增强，并未淬灭，推断不合理，B不符合题意； C、正常藻在厌氧发酵产生有机酸，类囊体pH降低，光反应减慢，合成的ATP减少，热能散失增加，促进非光化学淬灭，推断合理，C符合题意； D、正常藻厌氧发酵产生有机酸，酸化类囊体，减少对光的吸收，能缓解黎明时电子传递链的压力，推断合理，D符合题意。 故选CD。 （4）据表中数据表明，加了KOH的实验组，在相同时间内，氧气释放量低，说明此时有氧呼吸强消耗了氧气。由此可推断，厌氧发酵产酸对有氧呼吸有抑制作用。实验组放氧速率比对照组低，主要原因是实验组与对照组光合作用放氧速率相当，实验组有氧呼吸速率大于对照组。 43．（2024·江苏扬州·模拟预测）I．根据光合作用中CO2固定方式的不同，可将植物分为C3植物（如小麦）和C4植物（如玉米）。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco酶，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco酶，其光合作用过程如下图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco酶。    (1)C4植物光合作用暗反应在 细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的 （填结构）提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和 （填生理过程）。 (2)C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被，叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是 ；同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被 （填物质）“捕获”。 Ⅱ．研究者设计了如图甲所示的实验，分析了不同处理条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙所示，回答下列问题：    (3)图甲的实验设计中，对照组玉米处理的具体条件是 。图乙中，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是 。图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明 。 (4)据丙图可知，光系统Ⅱ中，光使叶绿素中的电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便转化为 中的能量。光系统Ⅱ中丢失的电子由 裂解放出的电子补充；光系统Ⅰ中形成的高能电子作用用于生成 。研究表明，玉米幼苗对低温较敏感，单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，请结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因 。 【答案】(1) 维管束鞘 类囊体 有氧呼吸的第二阶段（呼吸作用） (2) 叶绿体中基粒发育不全（没有类囊体） PEP羧化酶 (3) 适宜的温度和水分 单一冷害（C组） 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 (4) ATP H2O NADPH 冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递，进而减少NADPH与ATP的生成，导致暗反应速率减慢 【分析】1、C4植物光合作用过程主要涉及两个关键步骤：C4途径和C3途径（这两个步骤在C4植物中是分开的，而C3植物中则是同时进行的）。 C4途径：  在C4植物的叶肉细胞中，CO2首先被固定形成一种称为C4的化合物。 随后，C4化合物进入维管束鞘细胞，在那里释放出一个CO2分子，并形成丙酮酸。 释放出的CO2随后被C5固定，形成两个C3化合物。 C3化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下被还原为有机物； C3途径：  发生在维管束鞘细胞的叶绿体中，与C4途径不同，C3途径直接将CO2固定为C3化合物。 C3化合物在光反应的帮助下被还原为有机物。 C4植物的特点是它们能够通过C4途径有效地利用低浓度的CO2，并在干旱条件下仍能进行光合作用。这种能力使得C4植物在高温、低CO2浓度或干旱条件下比C3植物更能有效地进行光合作用。 2、由图甲、图乙可知，实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期，因变量为玉米的净光合速率，由于胁迫期C&D组（干旱+冷害）净光合速率小于C组（单一冷害），而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明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。 【详解】（1）C4植物光合作用暗反应在维管束鞘细胞中进行。图中丙酮酸转化为PEP需要叶绿体的类囊体提供ATP，由Rubisco酶催化固定的CO2主要来自图中过程和有氧呼吸的第二阶段（呼吸作用）； （2）C4植物维管束鞘细胞完全被叶肉细胞包被，叶肉细胞可以为维管束鞘细胞叶绿体提供ATP和NADPH，这说明维管束鞘细胞叶绿体在结构上具有的特点是叶绿体中基粒发育不全（没有类囊体）；同时还有助于从维管束鞘细胞散出的CO2再次被PEP羧化酶“捕获”； （3）由图甲、图乙可知，实验的自变量为胁迫的类型和植株所处时期，因变量是玉米的净光合速率，为了排除除自变量之外其他因素对实验结果的影响，故对照组玉米的处理是在适宜的温度和水分条件下培养；由图乙的实验结果可知，在恢复期作物净光合速率最低对应的处理条件是单一冷害（C组），图乙结果所示，胁迫期C&D组净光合速率小于C组，而恢复期C&D组净光合速率明显大于C组，说明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； （4）由图丙可知，光系统Ⅱ中的叶绿素、类胡萝卜素复合体吸收光能后，使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态，这个高能电子随后丢失能量而进入光系统Ⅰ，这时一部分丢失的能量便驱动ADP和Pi转化为ATP；而光系统Ⅱ中丢失的电子可由光反应中H2O的光解放出的电子补充；光系统Ⅰ中的色素吸收光能后也有高能电子产生，其作用是与H+和NADP+合成为NADPH；上述过程为光反应，其发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜上；研究表明，玉米幼苗对低温较敏感。单一冷害胁迫会对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ造成极大损伤，结合图丙分析单一冷害胁迫条件下玉米幼苗的净光合速率下降的原因：冷害能够影响光能的吸收、转换与电子的传递，进而减少NADPH与ATP的生成，导致暗反应速率减慢。 44．（2024·江苏宿迁·三模）盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一。盐分滞留在土壤表层及种植层，会对农作物造成盐胁迫，从而影响其产量。在盐胁迫环境下，番茄叶肉细胞的部分调节机制如图1所示。其中，①~⑩表示过程；I~IX表示物质分子。 (1)图1中，Ⅵ代表的物质是 ，过程⑨⑩发生的场所是 。 (2)据图1推断，在盐胁迫环境下，番茄叶肉细胞排出Na+的方式为 。 (3)盐胁迫处理1周后，研究人员检测番茄叶肉细胞的相关指标，结果如表所示。   指标组别 Mg2+（mg·g-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 气孔导度（mol·m-2·s-1） PGK（U·g-1） cyt（nmol·g-1·h-1） 净光合速率（μmol·m-2·s-1） CK 4.7 356.0 0.43 70.1 166.3 8.3 S 2.8 335.4 0.12 36.2 53.7 3.5 注：CK与S分别表示对照组和盐胁迫组；PGK为图1过程⑩的关键酶；cyt为线粒体内膜上的电子传递蛋白。 据表及图1推测，盐胁迫使番茄产量降低的原因可能有 。 A．气孔导度下降会使过程⑦⑧⑨生成的化合物减少 B．PGK含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降 C．cyt含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低 D．Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少 (4)据图1推测，番茄叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能有 。 A．SOS1磷酸化激活 B．SOS2和SOS3分离 C．NHX蛋白活性增强 D．HKT基因表达量增加 (5)研究人员探究了盐胁迫下，乙烯和茉莉酸对番茄胚根生长的影响，实验结果如图2所示。 据图2分析，概述实验结果是 。 (6)研究人员进一步针对盐胁迫影响番茄胚根生长的机制提出以下2种假设： 假设1：盐胁迫分别调控乙烯和茉莉酸的合成影响胚根生长 假设2：盐胁迫通过乙烯调控茉莉酸的合成影响胚根生长 针对上述假设，设计如下实验方案：取 的番茄幼苗若干，均分为甲乙丙三组，甲组正常条件下培养，乙组给予适宜浓度NaCl处理，丙组给予适宜浓度的NaCl和 处理，培养一段时间，检测各组的乙烯和茉莉素含量。预测结果：若乙烯含量乙组＞甲组＞丙组，茉莉素含量 ，说明假设1正确；若乙烯含量乙组＞甲组＞丙组，茉莉素含量 ，说明假设2正确。 【答案】(1) NADPH 叶绿体基质 (2)主动运输 (3)BCD (4)ACD (5)盐胁迫会促进茉莉酸和乙烯合成，进而抑制番茄胚根生长 (6) 生理状况相同 乙烯合成抑制剂 乙组=丙组＞甲组 乙组＞甲组＞丙组 【分析】光合作用： （1）光反应阶段：水光解产生NADPH和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。 （2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和NADPH的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）分析题图，光反应过程，NADP+、e-和H+结合后生成了Ⅵ（NADPH）。过程⑨⑩属于暗反应的CO2固定和C3还原，发生场所为叶绿体基质。 （2）根据图1，在盐胁迫下，番茄叶肉细胞排钠需要载体蛋白协助，还需要ATP水解提供能量，由此可知，在盐胁迫环境下，番茄叶肉细胞排出Na+的方式为主动运输。 （3）A、根据表格数据，盐胁迫组的气孔导度与对照组相比显著下降，气孔导度下降，会使得进入细胞的CO2减少，因此过程⑨生成的化合物C3减少，导致C3还原时需要的NADPH和ATP减少，即⑦⑧生成的化合物增加，A错误； B、根据表格数据，盐胁迫组的PGK（C3还原的关键酶）与对照组相比显著下降，会影响暗反应，使过程⑩糖类的合成速率下降，B正确； C、根据表格数据，盐胁迫组的cyt（线粒体内膜上的电子传递蛋白）与呼吸作用相关，呼吸作用下降，使得物质IX积累，导致过程⑨、⑩的速率降低，C正确； D、根据表格数据，盐胁迫组的Mg2+与对照组显著下降，而Mg2+与叶绿素合成有关，其含量下降，会影响光反应即过程⑦、⑧的产物减少，D正确。 故选BCD。 （4）根据图1 ，盐胁迫下，番茄细胞的策略为使钠离子运出细胞或运进液泡，降低细胞质基质中钠离子浓度，主要通过SOS1磷酸化激活，为Na+排出提供能量，或者HKT载体蛋白排出Na+，即HKT基因表达量增加有利于排出盐离子，或者通过NHX将Na+运进液泡，ACD正确。 故选ACD。 （5）据图2分析，概述实验结果是盐胁迫调节下，NaCl+茉莉酸合成抑制组的胚根长度大于NaCl组，NaCl+乙烯合成组的胚根长度大于NaCl组，因此盐胁迫会促进茉莉酸和乙烯合成，进而抑制番茄胚根生长。 （6）针对上述假设，设计如下实验方案：取生理状况相同的番茄幼苗若干，均分为甲乙丙三组，甲组正常条件下培养，乙组给予适宜浓度的NaCl处理，丙组给予适宜浓度的NaCl和乙烯合成抑制剂处理，培养一段时间，检测各组的乙烯和茉莉素含量。预测结果：若乙烯含量乙组>甲组>丙组，茉莉素含量乙组=丙组>甲组，说明假设1正确；若乙烯含量乙组>甲组>丙组，茉莉素含量乙组>甲组>丙组，说明假设2正确。 45．（2024高三下·江苏淮安·专题练习）玉米是C4植物，其维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列，两种细胞中都具有叶绿体。进行光合作用时，叶肉细胞中对CO2高亲和力的PEP羧化酶催化CO2固定产生四碳化合物（C4途径）然后运输到维管束鞘细胞中分解，释放出CO2用于卡尔文循环。而在C3植物（如大豆）中，CO2直接进入叶肉细胞进行卡尔文循环。请据图回答下列问题： (1)玉米中能进行光反应的细胞是 ，依据结构决定功能的关系，据图分析最可能的原因是 。 (2)光合色素吸收的光能将水分解为O2和H+，H+、e-与 结合，形成的产物参与暗反应。玉米细胞中参与CO2固定的底物有 。 (3)一般条件下，C4植物的CO2补偿点 （填“大于”“等于”或“小于”）C3植物。 (4)农业生产上采用宽种花生窄种玉米的方式进行间作，为了获得最佳的间作方案，研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理，实验结果如下表所示： 处理 光补偿点/lx 叶绿素含 量/（mg·dm-2） 单株叶光合产 量/（g干重） 单株果实光合产 量（g干重） 不遮阴 550 2.09 18.92 8.25 遮阴2小时 515 2.66 18.84 8.21 遮阴4小时 500 3.03 16.64 6.13 ①农业生产上采用花生和玉米间作，不仅能提高 利用率，还能增加单位面积土地的经济效益。②分析表中数据可知，遮阴可导致花生植株中的 含量增高，吸收光的能力增强。光补偿点的变化趋势说明花生可通过降低 ，使其在光照不足的情况下积累有机物。 ③根据实验结果推测，若将花生与玉米进行间种，则玉米一天内对花生的遮阴时间应为 （填“小于2小时”“2~4小时”或“大于4小时”）才能获得较高的花生产量，原因是 。 ④农业生产上也常将玉米和大豆进行间作，这样可增强土壤肥效，提高土地的生产效益，原因是 。 【答案】(1) 叶肉细胞 玉米的叶肉细胞中的叶绿体具有类囊体薄膜，可以进行光反应，玉米的维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体薄膜，不可以进行光反应 (2) NADP+ PEP、四碳酸 (3)小于 (4) 光能和土地 叶绿素 呼吸作用强度 小于2小时 遮阴条件下，花生单株叶光合产量降低，且遮阴时间越长，降低的幅度越大 大豆根瘤菌能够将空气中的氮气转化为植物能吸收的含氮物质 【分析】光合作用： （1）光反应阶段：水光解产生[H]和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。 （2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H]的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）分析题图可知，玉米的叶肉细胞中的叶绿体具有类囊体薄膜，可以进行光反应，玉米的维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体薄膜，不可以进行光反应。 （2）光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，H+与e-、NADP+结合可形成NADPH，该物质可用于暗反应过程中C3的还原。分析题图可知，玉米细胞中参与CO2固定的底物有PEP、四碳酸。 （3）在一般条件下，C4植物能利用较低浓度的二氧化碳，因此，其CO2补偿点小于C3植物。 （4）农业生产上采用花生和玉米间作，不仅能提高光能利用率和土地利用率，还能增加单位面积土地的经济效益。根据表格中的数据可知，在遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量增加，说明植物可通过增加叶绿素含量，提高对光的吸收能力以适应弱光环境。随遮阴时间延长，光补偿点也在降低，即低光照强度下，降低的光合作用强度仍可与呼吸作用强度相等，说明呼吸作用强度也降低了，这样可以实现在较低光照强度下净光合速率大于零，积累有机物。根据表格中的数据可知，遮阴条件下，花生单株叶光合产量降低，且遮阴时间越长，降低的幅度越大。因此若花生与玉米进行间种，为获得较高的花生产量，应尽量减少玉米对花生的遮阴时间，即玉米一天内对花生的遮阴时间应小于2小时才能获得较高的花生产量。玉米和大豆的间行种植利用大豆根瘤菌的固氮作用（即根瘤菌能够将空气中的氮气转化为植物能吸收的含氮物质）增加土壤中氮的含量，从而增强土壤肥效，提高土地的生产效益。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$