专题06 细胞呼吸和光合作用的综合

专题06 细胞呼吸和光合作用的综合 一、单选题 1．（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 2．（23-24高三上·江苏盐城·期中）下图表示在两种光照强度下不同温度对某植物CO2吸收速率的影响。下列有关叙述错误的是（    ） A．图示结果显示，低温时光照强度对光合速率的影响不大 B．在图中两个CP点处，表明此时植物的净光合速率相等 C．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因与呼吸速率上升有关 D．图中M点处植物的总光合速率最大 3．（23-24高三上·江苏宿迁·阶段练习）在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是（　　） 盐浓度 最大光合速率 呼吸速率 （mmol·L-1） （μmol CO2·m-2·s-1） （μmol CO2·m-2·s-1） 0（对照） 31．65 1．44 100（低盐） 36．59 1．37 500（中盐） 31．75 1．59 900（高盐） 14．45 2．63 A．细胞中无机盐大多以化合物形式存在 B．植物的呼吸速率是通过叶肉细胞呼吸作用产生的CO2量来测定 C．与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多 D．高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降 4．（23-24高三上·江苏·阶段练习）下图表示光合作用和呼吸作用之间的能量转变过程，下列说法错误的是（    ）    A．只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③ B．过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质 C．过程①中光能转变为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中 D．有机物中的氢主要转移到NADH中，再经电子传递链氧化产生ATP 5．（23-24高三上·江苏淮安·阶段练习）如图1是植物体内部分代谢过程的示意图（①～④代表代谢过程，字母代表物质），图2表示光照强度与植物叶片吸收CO2速率的关系，据图分析下列说法错误的是（    ）    A．光照强度为图2中A点时，图1中过程①④不进行 B．光照强度为图2中B点时，图1中过程①生成a的速率与过程③生成b的速率相等 C．光照强度为图2中C点时，图1中过程①生成a的速率为18pμmol·m-2·S-1 D．图1中过程①产生的ATP全部用于过程④ 6．（23-24高三上·江苏镇江·开学考试）已知小麦光合作用最适温度为25℃，呼吸作用最适温度为30℃，科学家研究小麦30℃时光照强度与光合作用强度的关系，得到如下图所示曲线。下列有关叙述错误的是（    ）    A．在25℃条件下研究时，cd段位置会上移，a点会上移 B．b点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动 D．c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与光合色素的量有关 7．（2023·江苏常州·模拟预测）红树植物健康生长需要适宜的淹水环境和盐度。随着底泥的淤升，某湿地红树林生境陆化严重，红树植物长势变差。该湿地红树林优势种为秋茄，平均树高约7米，林下有零星分布的桐花树。通过周期性补充海水，模拟秋茄林的淹水生境，在研究区域的秋茄林内设置3个补海水组样方和3个对照组样方，每个样方内取3个深的沉积柱样土壤底泥，每个沉积柱以间隔进行分样，将3个沉积柱同一水平的分样混匀，测量底泥的理化性质和净光合速率如下表所示。下列分析错误的是（    ） 含水率% 盐度/% 净光合速率值 对照组平均值 40.20±4.10 1.89±0.37 2.13±1.25 补海水组平均值 42.46±3.20 2.12±0.45 5.47±0.46 A．经补海水修复后，秋茄叶片的光合作用能力提升 B．对照组的处理是无周期性补充海水或不补充海水 C．处理相同的时间，用取样器取样后，共需对获得的18份沉积物样品进行检测 D．秋茄与桐花树高低错落构成群落的垂直结构，提高利用阳光等环境资源的能力 8．（22-23高三下·江苏扬州·开学考试）为验证干旱胁迫对马尾松幼苗的生长有抑制作用，兴趣小组设计了下图实验方案。下列分析错误的是（    ） A．根据实验方案可知，第5次测量干重的时间是第60天 B．光合产物常以蔗糖形式运输，可能与蔗糖的稳定性和渗透压有关 C．若叶片制造的有机物量大于呼吸消耗量，则幼苗就能正常生长 D．分析本实验的测量指标，推测干旱胁迫可导致叶片中MDA含量增加 9．（2022·湖北·模拟预测）格鲁于1682年所写的书中提到芦荟有时尝起来是酸的。班杰明·海那发现：落地生根的叶子在早晨嚼起来是酸的，到中午时则无味，晚时则略苦，有科学家后来以石蕊试纸证实了海那的发现。原来景天科植物（如景天、落地生根）的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列分析正确的是（    ） A．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高 B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区 C．白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关 D．景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解 10．（22-23高三上·江苏扬州·阶段练习）用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量相等，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即光照1h(光强度相同)，再测其质量变化。得到如下结果： 组别 一 二 三 四 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理后质量变化/mg -2 -3 -4 -1 光照后与暗处理前质量变化/mg +3 +3 +3 +2 据表分析，以下说法错误的是（    ） A．29℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组 B．光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等 C．光照时，第四组轮藻光合作用强度大于呼吸作用强度 D．光照时，第三组轮藻制造的有机物总量为11mg 二、多选题 11．（2024·江苏南通·模拟预测）下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ）    A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 12．（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 13．（23-24高三上·江苏扬州·期中）某研究团队在光强度等条件适宜的情况下，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释放速率。结果如下表所示。下列叙述错误的是（    ） 温度/℃ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率（μmolCO2·dm-2·h-1） 1.0 2.0 5.0 4.0 4.0 0.0 -4.0 -3.0 -2.0 CO2释放速率（μmolCO2·dm-2·h-1） 1.0 1.5 2.0 3.5 4.0 5.0 4.5 3.0 2.0 A．比较该幼苗的光合作用和细胞呼吸，对高温较敏感的是光合作用 B．该幼苗35℃时光合速率最大，日均温度保持在35℃时生长最快 C．55℃时该幼苗的光合速率为0可能与光合作用相关酶活性的丧失有关 D．光照条件下，40℃时该幼苗叶肉细胞中叶绿体产生的O2均移向线粒体 14．（23-24高三上·江苏常州·阶段练习）某研究小组利用西林瓶、胶塞、带有红色液滴指示的静脉输液器针头，探究不同环境因素对植物光合作用强度的影响。下列相关叙述错误的是（    ）    A．本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响 B．探究不同温度对光合作用强度的影响，可在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验 C．本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离可以间接代表该植物的总光合作用强度 D．利用此装置进行探究实验时，无需将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致 15．（23-24高三上·江苏扬州·开学考试）玉米叶肉细胞中的叶绿体较小数目也少但叶绿体内有基粒：相邻的维管束鞘细胞中叶绿体较大数目较多但叶绿体内没有基粒。玉米细胞除C3途径外还有另一条固定CO2的途径，简称C4途径如下图。研究发现，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。有关叙述正确的是（　　）    A．维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的 B．若叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸速率，植物的干重不一定增加 C．玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的 D．干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小 16．（2023·江苏常州·模拟预测）下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述错误的是（　　）    A．一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率 B．a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量 D．该植物c点和d点有机物含量相同 17．（2023·江苏·模拟预测）科研人员为农业生产建立高效节水措施，研究了不同辅料覆盖（S：石子覆盖组、B：地膜覆盖组、M：秸秆覆盖组、CK：对照组）对春小麦光响应的影响，在春小麦灌浆期晴朗的上午，每组随机选取3株长势良好小麦叶片在其他条件适宜的情况下进行观测，得到如图所示结果。相关叙述正确的是（    ）    A．覆盖措施能提高土壤温度和小麦对水的利用率 B．覆盖措施明显提高了春小麦对弱光的利用效率 C．秸秆覆盖（M）在强光下不利于净光合速率的提高 D．地膜覆盖（B）是提高春小麦产量的最佳处理措施 18．（22-23高三·江苏南通·阶段练习）下图是植物光合作用过程（A）和人工合成淀粉过程（B）的示意图。下列相关叙述正确的是（    ） A．A过程通过叶绿体中的色素吸收光能，进而将水分解为H2和O2等 B．B过程首先需要将太阳能转化为电能，进而将水分解为H2和O2等 C．B过程可在实验室利用相应的酶合成淀粉，突破了A过程中复杂调控的障碍 D．在与植物体内光合作用固定CO2量相等的前提下，B过程的淀粉积累量较大 三、非选择题 19．（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 。 20．（2024·江苏·模拟预测）番茄的维生素含量丰富，深受大众喜爱。某生物兴趣小组研究了其生理活动：图1中的A、B、C分别表示番茄的某些生理过程，图2是大棚内番茄种植密度与有机物制造或消耗的关系图。为了进一步探究番茄幼苗的生理活动，该生物兴趣小组设计了图3所示的实验装置。据图分析并回答下列问题。 (1)图1中根吸收的水分主要用于 (填字母)表示的生理作用，吸收的水分通过 (填结构)运输到植物的各个部位。 (2)当播种密度过大或过小时，番茄产量都不理想。分析图2曲线可知，种植密度为 填“m”“m₂”“m₃”或“m₄”)时，有机物积累得最多。 (3)该生物兴趣小组实验过程如下：将装置一(氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)和装置二在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下照射一段时间，然后从装置一和装置二中各取下一片叶片，除去叶绿素后滴加碘液，实验现象是装置 中的叶片变蓝。装置一和装置二为一组对照实验，该组对照实验的变量是 ，因此可得出的结论是 21．（2024·江苏扬州·模拟预测）近年来有关影响日光温室蔬菜（黄瓜）光合作用及相关生理过程的因素的实验研究获得了一定的进展。图1表示某一黄瓜品种在不同浓度的CO2环境中，光合作用速率受光照强度影响的变化曲线；图2表示这种黄瓜植株不同高度处CO2浓度变化测定曲线（实线为11时测定曲线，虚线为22时测定曲线）。回答下列问题：    (1)在RuBP羧化酶作用下，植物吸收的CO2转变为羧基加到 分子上，形成的产物被还原为三碳糖，三碳糖转变为 后转运到植物的其他部位。据图1分析，限制C点光合速率的环境因素是 。 (2)强光照射后短时间内，黄瓜幼苗光合作用碳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。黄瓜幼苗光合作用碳反应速率不再增加，可能的原因有 、 。 (3)分析图2中的曲线，G点与H点比较，G点对应的CO2浓度低的原因可能是 。 (4)为研究光照强度对黄瓜光合作用强度的影响，将若干株黄瓜置于22℃的封闭温室内，水分和矿质元素等供应充足。人为控制光照强度由黑暗逐渐增强至较大强度，测量此过程中不同光照强度下黄瓜单位时间内气体的释放量，绘制曲线如下图所示。下列说法正确的有 。    A．光照强度低于c时，释放的气体来自黄瓜细胞呼吸产生的CO2 B．光照强度为c时，单位时间内黄瓜光合作用产生O2的量为（n-m）umol C．光照强度为d时，黄瓜叶肉细胞单位时间内光合作用生成O2的量等于细胞呼吸消耗O2的量 D．光照强度为e时，释放的气体来自黄瓜光合作用产生的O2 (5)为进一步提高黄瓜产量，科研人员同时对两个黄瓜品种（C和N）的光合产物输出率进行了研究，实验中使用14C标记的CO2对黄瓜叶片饲喂48小时后，测定环境中相应气体的变化量并计算得到相关数值（见下表） 季节 品种 14C光合产物在植株各部分的分配 14C 光合产物输出率/% 瓜/% 茎/% 根/% 冬季 C 22.27 2.34 10.66 2.53 N 35.27 3.98 19.8 5.11 春季 C 51.99 36.95 8.78 2.08 N 47.17 23.03 13.68 3.71 注：假设C 和 N 两个黄瓜品种在相同条件下的光合产量相同。 ①由表中结果推断，春季黄瓜叶片光合速率高的生理原因是 。②从黄瓜产量的角度分析，冬季农民宜选择 品种种植。 22．（2024·江苏·模拟预测）小麦是我国重要的粮食作物之一。旗叶是小麦最后长出、位于最上部的叶片，旗叶麦穗籽粒产量有重要意义。图1为小麦旗叶叶肉细胞中某细胞器的局部放大模式图。回答下列问题。    (1)与其他叶片相比，旗叶的位置使其能够获得更多的 。旗叶叶肉细胞叶绿体中， （填结构）的数量较其他位置的叶片明显增多，所以在进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，适合选择旗叶作为实验材料。 (2)图1所示电子传递链中，电子供体是 ；电子可经光系统Ⅱ→PQ→ →光系统Ⅰ等最终传递给，合成NADPH；伴随着电子的传递，通过 的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔并积累，形成一定的浓度梯度以驱动ATP合成。当植物处于缺乏的状态时会启动循环电子转运，该过程 （填“会”或“不会”）产生氧气。 (3)实验小组探究了野生一粒小麦旗叶老化期间，RuBPCase（催化和反应的酶）含量的变化情况，结果如图2所示。    ①RuBPCase分布在 （填具体场所）中，小麦体内的该酶活性主要受 的影响。 ②据图2推测，野生一粒小麦的净光合速率在28～35d内会迅速下降，分析其原因是 。 (4)实验小组将绿色小麦置于密闭、透明的容器中，在时刻前后，分别给予和的不同光照强度，容器内浓度的变化情况如图3所示。在时刻后，该绿色植物的光合作用强度的变化趋势 。    23．（23-24高三下·江苏南通·开学考试）在自然环境中，植株通常处于异质性光下，即植株不同部位受到的光照条件是不同的。在这种异质性光下，光照条件较好的叶片的光合能力通常会增强。为了探究这种现象形成的机制，科研人员进行了如下图1所示的实验，初步设定B组的遮光比例为50%，即有一半的叶片用透光率为25%的黑色尼龙网进行单侧遮光，A组不遮光，C组全株用同样的黑色尼龙网进行遮光，一段时间测定相关指标，结果如图2，请回答： (1)叶肉细胞进行三碳化合物还原的场所是 ，该过程需要光反应提供 。参与光反应的两类色素是 。 (2)根据图1分析，本实验的自变量为 。根据图2分析，测定净光合速率时需要将叶片置于密闭容器中，然后测定 。 (3)与A组相比，C组净光合速率下降是 （“气孔限制”或“非气孔限制”）因素引起的。根据图2推测，与A组相比，B1侧净光合速率上升，原因是光合作用固定二氧化碳的能力增强，判断的依据有 。 (4)已知各组呼吸速率一致，与A组相比，B1侧净光合速率上升，但叶片中光合产物的现存量却下降的原因是 ，这种机制促进光合作用的机理是 。 (5)初步实验结果显示B组玉米生长速度快，同时产量高，若想进一步提高玉米的产量，基于该实验结果，进一步探究实验的思路是 （写出两点）。 24．（23-24高三下·江苏苏州·开学考试）强光会对植物细胞内光系统造成损伤。科研人员对绿色植物光暗转换中的适应机制开展系列研究。请回答下列问题： (1)科研人员测定绿色植物在由暗到亮环境中，CO2吸收速率的变化。结果显示，未开始光照时，CO2吸收速率低于O2，这是由于植物细胞进行 释放CO2的结果。0．5min后，CO2吸收速率才迅速升高，说明此时光合作用 过程的反应才被激活。光照2min后密闭容器中CO2浓度保持稳定，此时绿色植物叶肉细胞光合作用制造有机物的量 （填大于、小于或等于）细胞呼吸消耗有机物的量，如果此时改用含CO2的空气（CO2浓度不变）培养，预期植物细胞中放射性三碳化合物浓度的变化趋势是 。 (2)科研人员进一步检测了上述时间段中光反应相对速率和热能散失比例（叶绿体中以热能形式散失的能量占光反应捕获光能的比例），结果如下图。 结合CO2吸收速率变化过程推测，0~0．5min之间，光反应速率变化的原因是 。请从物质与能量、结构与功能的角度分析，0~0．5min之间，图中热能散失比例变化的生物学意义： 。 (3)科研人员发现植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图表示eATP与呼吸链对光合作用相关反应的影响，其中iATP为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。 强光环境下，植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的 转移出叶绿体，并最终在线粒体中将其中的能量转化为 ，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。据图分析，推测在此过程中，eATP的作用可能是 。 25．（23-24高三上·江苏无锡·阶段练习）夏季晴朗白天同一地区种植的水稻出现“光合午休”现象，而玉米没有此现象。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（Km越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。回答下列问题： (1)玉米暗反应的场所为 ，该产物的产生需要光反应提供 。玉米叶肉细胞与维管束鞘细胞之间的胞间连丝比较发达，有利于 。 (2)在夏季晴朗的白天，玉米在中午不会出现光合午休，由此推测PEPC对CO2的Km （填“高于”或“低于”）450μmol·L-1，光合作用过程中CO2先后被 固定。 (3)①光呼吸中 RuBP 与 O2 结合发生在 （场所）。 从能量代谢角度看，光呼吸和有氧呼吸最大区别是 。 ②光呼吸会降低农作物产量，但是在长期进化过程中却被植物保留下来，其存在的意义可能是 。（答出 2 点即可） (4)蓝细菌也具有与玉米相似的CO2浓缩机制，研究者将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 26．（23-24高三上·江苏南通·阶段练习）叶绿体中的 NADH可用于产生苹果酸，苹果酸输出到线粒体中参与反应，产生的活性氧（ROS）激活信号系统调节能量代谢，在某些情况下会导致细胞程序性死亡（PCD），部分过程如下图所示，①~④代表相关过程。请回答下列问题。 (1)图中①过程的产物可为光合作用的暗反应提供 。 (2)据图分析，产生乙酰 CoA的场所有 。③过程生成的产物除图示外，还有 。 (3)若脂肪酸合酶基因表达受阻，则叶绿体中大量积累 ，进而被用于生成 ， 再转运至线粒体中，经氧化后重新生成NADH，为电子传递链提供电子。若在电子传递过程中发生电子渗漏， 可导致产生ROS 而引发细胞 （填“坏死”或“凋亡”）。 (4)低温等逆境易诱导ROS产生进而削弱光合作用强度，外施褪黑素一定程度上能缓解上述现象。为研究褪黑素影响植物抵御低温的调控机理，将长势相同的番茄幼苗平均分成四组，进行相应处理后定期测定 SOD（细胞内可清除 ROS 的酶）活性，结果如图。 ①甲、乙组分别为常温下浇灌一定量适宜浓度的褪黑素溶液和等量的清水，则丙、丁组的处理分别是 、 。 ②据实验结果推测，低温下褪黑素能减缓植物光合速率下降的机理可能是 。 27．（23-24高三上·江苏·阶段练习）下图1是水稻叶肉幼苗细胞内发生的主要代谢过程，其中①～⑥代表有关生理过程；图2为某科研小组在探究环境因素对水稻植株光合作用影响时所得到的实验结果（图中lx为光照强度单位）。请回答下列问题：    (1)图1中不在生物膜上发生的过程包括 （填序号）。过程⑤中产生的[H]的流动方向是 。 (2)图2中n点时，水稻叶肉细胞的光合速率 （填“<”“=”或“>”）呼吸速率。图中bc段限制光合速率的主要环境因素是 。 (3)图2中d点与c点相比，d点时C3的生成速率 （填“较高”或“较低”）。 (4)根据图3数据，请在坐标中画出光照强度为L2、温度在10～30℃间光合作用速率的变化曲线 。    (5)某品种的水稻净光合速率的变化趋势如下图所示。据图回答：    ①当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为 。CO2浓度在A～B之间时，曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。 ②据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高产量，还应该同时考虑 这一因素的影响，并采取相应措施。 (6)若给水稻提供H218O，一段时间后发现水稻细胞中的葡萄糖有没有18O？ 。 28．（2023·江苏南通·模拟预测）下图是大豆叶肉细胞和根瘤细胞中的部分代谢示意图，其中A～E代表物质，①～⑧代表过程。根瘤菌在根瘤细胞中以类菌体的形式存在，固氮酶对氧气高度敏感，在低氧环境下才能发挥作用。请回答下列问题。    (1)物质B、E分别是 、 。发生在细胞质基质中的代谢途径有 （填序号）。 (2)叶绿体、类菌体中合成物质C的场所分别是 、 。 (3)大豆叶肉细胞合成的有机物以 （物质）形式进行长距离运输，与葡萄糖相比用该物质进行运输的优点是 。 (4)类菌体膜内及四周存在大量豆血红蛋白，其意义是：既能维持 环境有利于固氮酶发挥作用，又提供适量氧气利于 的进行。 (5)丙酮酸激酶催化PEP转化为丙酮酸，当输入根瘤细胞的有机物增多，丙酮酸激酶基因的表达水平就会降低，这有利于根瘤细胞固氮，原因是 。 29．（22-23高三·江苏南通·阶段练习）景天科植物因具备栽培简便、繁殖容易且抗旱抗寒性强等特点而成为北方城市屋顶绿化的首要选择。景天科植物在晚上的有机酸含量十分高，而糖类含量下降，白天则相反，相应代谢途径称为景天酸代谢途径，该途径利于其适应干旱环境。下图1、2是某植物的景天酸代谢示意图，请据图回答下列问题。 (1)景天科植物晚上代谢途径可由图 表示，理由是其通过 ，使有机酸含量增加。 (2)上图中甲代表的物质是 ，其在 （场所）参与卡尔文循环，该物质还可以来自细胞内的 （过程）。 (3)当植物受干旱胁迫时，质膜会受到不同程度的破坏，丙二醛（MDA）含量增高；同时细胞将启动过氧化氢酶（CAT）与超氧化物歧化酶（SOD）等共同组成活性氧防御系统，干旱持续则会出现萎蔫迹象。科研人员为筛选适宜大面积推广的轻型屋顶绿化植物，用聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱进行了如下实验，请完成下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制溶液 配制30%的PEG-6000溶液。 材料选择 选择4种形态相似的景天科植物。 ① 用30%的PEG-6000溶液进行浇灌，每隔3d浇灌1次，每次每株50mL。 设置对照处理组 ② 。 观察并测定相关指标 一段时间后，观察植株的萎蔫程度并测定③ 。 科研人员最终选择其中指标是④ 且CAT、SOD活性较高的某种植物。 (4)除了考虑植物抗旱性还应在进一步的试验中考虑植物在薄层基质中的抗寒性，体现生态工程的 原理。 30．（22-23高三上·江苏苏州·期末）水稻体内某些基因突变会导致叶绿素的合成和降解功能发生改变而形成黄绿叶，进而影响水稻产量。利用EMS诱变处理野生型梗稻品种YY获得黄绿叶突变体w08，两者的农艺性状如表1，光合作用相关指标如图1。请回答下列问题： 表1  野生型和突变体的农艺性状 植株 株高/cm 穗长/cm 穗粒数/粒 结实率/% 千粒重/g YY 109.4±4.2 21.9±0.5 169.9±14.5 75.8±3.2 28.4±0.5 w08 104.9±3.7 21.0±0.6 159.1±16.6 37.8±1.7 23.2±0.5 (1)据表1可知，w08的 性状下降程度最为显著。 (2)净光合速率除图中所示指标以外，还可以用 表示。w08的净光合速率显著下降并不是受 阶段的限制，判断的依据是w08的 大于YY。 (3)研究发现w08中光合色素含量明显减少，导致光能转变成 中活跃化学能的效率下降，光合速率降低。色素含量的测定应利用 等有机溶剂浸提。 (4)检测发现w08细胞内的叶绿素酸酯氧化酶基因（OsCAO1，与叶绿素合成相关）、脱镁叶绿酸a氧化酶基因（OsPAO，与叶绿素降解相关）及α/β水解酶家族蛋白基因（OsNYC3，与叶绿素降解相关）表达水平均显著下降。据此可推测：w08中叶绿素含量下降的主要原因是 。对OsCAO1进行测序后发现其编码链（基因中不能用于转录的那条链）第957位碱基由G突变为A，如图2，这将导致mRNA中提前出现终止密码子，该密码子为 ，翻译提前终止，最终使叶绿素酸酯氧化酶的 发生改变，叶绿素合成受阻。 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06 细胞呼吸和光合作用的综合 一、单选题 1．（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。 2．（23-24高三上·江苏盐城·期中）下图表示在两种光照强度下不同温度对某植物CO2吸收速率的影响。下列有关叙述错误的是（    ） A．图示结果显示，低温时光照强度对光合速率的影响不大 B．在图中两个CP点处，表明此时植物的净光合速率相等 C．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因与呼吸速率上升有关 D．图中M点处植物的总光合速率最大 【答案】D 【分析】分析题图：实验的自变量为温度和光照强度，因变量为CO2吸收速率，即净光合速率，净光合速率＝总光合速率－呼吸速率；高光强下，随着叶温升高，净光合速率升高后降低；低光强下，随叶温升高，净光合速率一直降低。 【详解】A、由题图可知温度较低时，低光强和高光强的CO2吸收速率基本相同，A正确； B、图中高光强和低光强曲线对应的CP处对应的CO2吸收速率均为0，即CP处植物的光合速率等于呼吸速率，此时植物的净光合速率相等，B正确； C、在低光强下，光合速率较低，随温度升高，呼吸速率上升，导致净光合速率较低，故在低光强下，CO2吸收速率（净光合速率）随叶温升高而下降的原因与呼吸速率上升相关，C正确； D、分析题图可知，曲线对应的纵坐标为CO2吸收速率即净光合速率，而净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，M为高光强的最高点，故图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大，但由于呼吸速率未知，故不能确定M点处植物的总光合速率最大，D错误。 故选D。 3．（23-24高三上·江苏宿迁·阶段练习）在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机肥对植物生长发育的影响，科研小组将无机肥溶于土壤浸出液配制了不同浓度的盐溶液，利用这些盐溶液进行了相关实验，结果见下表。下列说法正确的是（　　） 盐浓度 最大光合速率 呼吸速率 （mmol·L-1） （μmol CO2·m-2·s-1） （μmol CO2·m-2·s-1） 0（对照） 31．65 1．44 100（低盐） 36．59 1．37 500（中盐） 31．75 1．59 900（高盐） 14．45 2．63 A．细胞中无机盐大多以化合物形式存在 B．植物的呼吸速率是通过叶肉细胞呼吸作用产生的CO2量来测定 C．与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多 D．高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降 【答案】D 【分析】1、无机盐主要以离子的形式存在。 2、本题研究无机盐对植物生长发育的影响，其自变量是无机盐的浓度，分析表格数据可知在不同浓度的无机盐条件下，其光合速率和呼吸速率不同，一般衡量呼吸速率常用二氧化碳的产生量、有机物的消耗量以及氧气的消耗量来表示。 【详解】A、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，A错误； B、植物的呼吸速率应测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而非只测定叶肉细胞的呼吸速率，B错误； C、在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误； D、高盐条件下，植物的最大光合速率下降，可能是因为外界溶液浓度过高，导致植物细胞失水，从而使气孔关闭，CO2吸收减少，D正确。 4．（23-24高三上·江苏·阶段练习）下图表示光合作用和呼吸作用之间的能量转变过程，下列说法错误的是（    ）    A．只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③ B．过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质 C．过程①中光能转变为活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中 D．有机物中的氢主要转移到NADH中，再经电子传递链氧化产生ATP 【答案】B 【分析】图中①过程表示光反应中水的光解，②过程表示有氧呼吸第三阶段，③过程表示暗反应过程，④过程表示有氧呼吸第一阶段和第二阶段。 【详解】A、①③表示光合作用的过程，光反应中需要色素吸收、传递、转化光能，其中叶绿素是转化光能必不可少的，A正确； B、③表示暗反应过程发生在叶绿体基质，④过程包括有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质，B错误； C、①光反应中，光能转变成活跃的化学能贮存在ATP和NADPH中，二者可被暗反应利用，C正确； D、根据图示信息，有氧呼吸过程中，有机物中的氢主要转移到NADH中，再经电子传递链氧化产生ATP，D正确。 故选B。 5．（23-24高三上·江苏淮安·阶段练习）如图1是植物体内部分代谢过程的示意图（①～④代表代谢过程，字母代表物质），图2表示光照强度与植物叶片吸收CO2速率的关系，据图分析下列说法错误的是（    ）    A．光照强度为图2中A点时，图1中过程①④不进行 B．光照强度为图2中B点时，图1中过程①生成a的速率与过程③生成b的速率相等 C．光照强度为图2中C点时，图1中过程①生成a的速率为18pμmol·m-2·S-1 D．图1中过程①产生的ATP全部用于过程④ 【答案】D 【分析】分析题图：图一中①是光合作用光反应阶段，②是有氧呼吸第三阶段，③是有氧呼吸二、三阶段，④是光合作用暗反应阶段；图二是光照强度对光合作用影响的实验图。 【详解】A、①是光合作用光反应阶段，④是光合作用暗反应阶段，光照强度为图2中A点时，只进行细胞呼吸，光合作用不进行，所以图1中过程①④不进行，A正确； B、光照强度为图2中B点时，此时是光补偿点，呼吸速率=光合速率，图1中过程①生成a(O2)的速率与过程③生成b（CO2）的速率相等，B正确； C、光照强度为图2中C点时，此时为光饱和点，图1中过程①生成a(O2)的速率（正真光合速率）=呼吸速率+净光合速率=6+12=18pμmol·m-2·S-1，C正确； D、图1中过程①（光反应阶段）产生的ATP不仅用于过程④（暗反应阶段），还可用于叶绿体中DNA的复制、转录翻译等过程，D错误。 故选D。 6．（23-24高三上·江苏镇江·开学考试）已知小麦光合作用最适温度为25℃，呼吸作用最适温度为30℃，科学家研究小麦30℃时光照强度与光合作用强度的关系，得到如下图所示曲线。下列有关叙述错误的是（    ）    A．在25℃条件下研究时，cd段位置会上移，a点会上移 B．b点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体 C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动 D．c点之后小麦光合作用强度不再增加可能与光合色素的量有关 【答案】C 【分析】分析题图：a点对应的光照强度为0，小麦细胞只进行呼吸作用，因此a点表示呼吸作用强度。当光照强度为b点对应的光照强度时，CO2的吸收量或释放量均为0，此时光合作用强度等于呼吸作用强度；c点以后，随着光照强度的增加，CO2的吸收量不再增加，此时光照强度不是限制光合作用强度的因素。 【详解】A、已知小麦光合作用最适温度为25℃，呼吸作用最适温度为30℃，题图曲线反映的是小麦在30℃时光照强度与光合作用强度的关系，若在25℃条件下研究，则光合作用强度增大，呼吸作用强度减小，cd段位置会上移，a点会上移，A正确； B、b点时小麦的CO2的吸收量或释放量均为0，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体和叶绿体，B正确； C、Mg是构成叶绿素的元素，其他条件适宜，当植物缺Mg时，叶绿素含量减少，光合作用强度减弱，呼吸作用强度不变，b点将向右移动，C错误； D、c点之后小麦光合作用强度不再增加，此时限制小麦光合作用强度的内部因素可能是叶绿体中酶的浓度、光合色素的含量等，D正确。 故选C。 7．（2023·江苏常州·模拟预测）红树植物健康生长需要适宜的淹水环境和盐度。随着底泥的淤升，某湿地红树林生境陆化严重，红树植物长势变差。该湿地红树林优势种为秋茄，平均树高约7米，林下有零星分布的桐花树。通过周期性补充海水，模拟秋茄林的淹水生境，在研究区域的秋茄林内设置3个补海水组样方和3个对照组样方，每个样方内取3个深的沉积柱样土壤底泥，每个沉积柱以间隔进行分样，将3个沉积柱同一水平的分样混匀，测量底泥的理化性质和净光合速率如下表所示。下列分析错误的是（    ） 含水率% 盐度/% 净光合速率值 对照组平均值 40.20±4.10 1.89±0.37 2.13±1.25 补海水组平均值 42.46±3.20 2.12±0.45 5.47±0.46 A．经补海水修复后，秋茄叶片的光合作用能力提升 B．对照组的处理是无周期性补充海水或不补充海水 C．处理相同的时间，用取样器取样后，共需对获得的18份沉积物样品进行检测 D．秋茄与桐花树高低错落构成群落的垂直结构，提高利用阳光等环境资源的能力 【答案】C 【分析】生物群落的结构： （1）形成：群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的。 （2）类型：主要包括垂直结构和水平结构。群落的垂直结构有利于提高群落利用阳光等环境资源的能力。 【详解】A、根据表格数据可知，补海水组净光合速率平均值大于对照组，说明经补海水修复后，秋茄叶片的光合作用能力提升，A正确； B、本实验自变量是探究周期性补水对植物生长的影响，所以实验组的处理是进行周期性补水，而对照组的处理是无周期性补水或不补水，B正确； C、由于每个样方内取3个30cm深的沉积柱样土壤底泥，每个沉积柱以5cm间隔进行分样，则每个沉积柱取6个分样，将3个沉积柱同一水平的分样混匀，测量底泥的理化性质和净光合速率，共需对获得的（3+3）×6=36份沉积物样品进行检测，C错误； D、秋茄与桐花树高低错落，构成了群落的垂直结构，有利于提高群落利用阳光等环境资源的能力，D正确。 故选C。 8．（22-23高三下·江苏扬州·开学考试）为验证干旱胁迫对马尾松幼苗的生长有抑制作用，兴趣小组设计了下图实验方案。下列分析错误的是（    ） A．根据实验方案可知，第5次测量干重的时间是第60天 B．光合产物常以蔗糖形式运输，可能与蔗糖的稳定性和渗透压有关 C．若叶片制造的有机物量大于呼吸消耗量，则幼苗就能正常生长 D．分析本实验的测量指标，推测干旱胁迫可导致叶片中MDA含量增加 【答案】C 【分析】实验目的是为验证干旱胁迫对马尾松幼苗的生长有抑制作用，干旱胁迫是自变量，马尾松的生长情况即植株干重属于因变量。 【详解】A、根据实验对照和单一变量原则，0、15、30、45、60天都需要测定干重，A正确； B、蔗糖稳定且溶解度高，光合产物常以蔗糖形式运输，可能与蔗糖的稳定性和渗透压有关，B正确； C、植株制造的有机物量大于呼吸消耗量幼苗才能生长，叶片制造的有机物量大于呼吸消耗量未必是整个植株制造的有机物量大于呼吸消耗量，C错误； D、MDA是细胞膜脂过氧化的重要产物，也能加剧膜系统的损伤，推测干旱胁迫可导致叶片中MDA含量增加，D正确。 故选C。 9．（2022·湖北·模拟预测）格鲁于1682年所写的书中提到芦荟有时尝起来是酸的。班杰明·海那发现：落地生根的叶子在早晨嚼起来是酸的，到中午时则无味，晚时则略苦，有科学家后来以石蕊试纸证实了海那的发现。原来景天科植物（如景天、落地生根）的叶子有一个很特殊的CO2固定方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，其部分代谢途径如图所示。下列分析正确的是（    ） A．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率将随之提高 B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区 C．白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相关 D．景天科植物参与卡尔文循环的CO2就是来源于苹果酸的分解 【答案】B 【分析】分析图可知，景天科植物气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境，避免了水分大量蒸发，同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行，且景天科植物参与光合作用的CO2既来自于苹果酸的分解，也来自呼吸作用产生的CO2，据此答题即可。 【详解】A、由题意可知，白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率不会提高，因为此时叶肉细胞的气孔是关闭的，A错误； B、由景天科植物特殊的CO2固定方式推测其可能生活在高温干旱地区，因为气孔白天关闭正好应对了高温干旱的环境，避免了水分大量蒸发，同时其固定CO2的机制也保证了光合作用的正常进行，B正确； C、白天景天科植物叶肉细胞内苹果酸会通过脱羧作用形成CO2参与光合作用，进而合成葡萄糖，显然白天苹果酸的含量和葡萄糖的含量呈负相关，C错误； D、景天科植物参与卡尔文循环的CO2除了来源于苹果酸的分解外，还有呼吸作用产生的CO2，D错误。 故选B。 10．（22-23高三上·江苏扬州·阶段练习）用某种绿色植物轮藻的大小相似叶片分组进行光合作用实验：已知叶片实验前质量相等，在不同温度下分别暗处理1h，测其质量变化，立即光照1h(光强度相同)，再测其质量变化。得到如下结果： 组别 一 二 三 四 温度/℃ 27 28 29 30 暗处理后质量变化/mg -2 -3 -4 -1 光照后与暗处理前质量变化/mg +3 +3 +3 +2 据表分析，以下说法错误的是（    ） A．29℃时轮藻呼吸酶的活性高于其他3组 B．光照时，第一、二、三组轮藻释放的氧气量相等 C．光照时，第四组轮藻光合作用强度大于呼吸作用强度 D．光照时，第三组轮藻制造的有机物总量为11mg 【答案】B 【分析】据题意分析可知：暗处理时，叶片只进行呼吸作用分解有机物。光照时植物既进行光合作用合成有机物，又进行呼吸作用分解有机物．光照时只有光合作用强度大于呼吸作用强度，有机物的量才会增加。 【详解】A、在比较暗处理结果，同时是同一植物，叶片质量实验前也相同，可以知道29℃消耗的量最大，故呼吸酶的在该温度下活性最大，A正确； B、假设原质量都是10mg，暗处理后三个组分别变为8mg、7mg、6mg，再光照后又分别变为13mg、13mg、13mg．所以，在光下，组一的净光合作用为13﹣8=5mg；组二的净光合作用为：13﹣7=6mg；组三的净光合作用为13﹣6=7mg，因此这三组在光下的净光合作用是不同的，氧气的释放量不相等，B错误； C、第四组轮藻暗处理后质量分别减少1mg，光照后与暗处理前重量相比分别增加2mg，则进行光处理时实际的质量增加为3mg，因此光照时，叶片光合作用强度大于呼吸作用强度，C正确； D、由B可知，组三的净光合作用为13﹣6=7mg，第三组轮藻制造的有机物总量=呼吸消耗的有机物+净光合作用生成的有机物=7+4=11mg，D正确。 故选B。 二、多选题 11．（2024·江苏南通·模拟预测）下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ）    A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 【答案】AD 【分析】题图分析，①为有氧呼吸的第三阶段，②为光反应中水的光解，③为暗反应，④有氧呼吸的第一、第二阶段，a为O2，b为CO2，据此答题。 【详解】A、a为水的光解产生的O2，b为暗反应的原料CO2，A正确； B、④为有氧呼吸第一、第二阶段，发生的场所在细胞质基质和线粒体基质，B错误； C、过程③消耗的ATP是由光反应产生提供，即过程②，C错误； D、①④为细胞呼吸，②③光合作用，故只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行，D正确。 故选AD。 12．（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。 13．（23-24高三上·江苏扬州·期中）某研究团队在光强度等条件适宜的情况下，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释放速率。结果如下表所示。下列叙述错误的是（    ） 温度/℃ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 CO2吸收速率（μmolCO2·dm-2·h-1） 1.0 2.0 5.0 4.0 4.0 0.0 -4.0 -3.0 -2.0 CO2释放速率（μmolCO2·dm-2·h-1） 1.0 1.5 2.0 3.5 4.0 5.0 4.5 3.0 2.0 A．比较该幼苗的光合作用和细胞呼吸，对高温较敏感的是光合作用 B．该幼苗35℃时光合速率最大，日均温度保持在35℃时生长最快 C．55℃时该幼苗的光合速率为0可能与光合作用相关酶活性的丧失有关 D．光照条件下，40℃时该幼苗叶肉细胞中叶绿体产生的O2均移向线粒体 【答案】BD 【分析】分析表格数据，在相同温度下，CO2吸收速率表示净光合速率，黑暗条件下，CO2释放速率表示呼吸速率，温度影响酶的活性，此表格数据说明光合作用对温度更敏感。 【详解】A、该幼苗的光合作用和呼吸作用相比，温度超过35℃，净光合速率下降，而呼吸速率继续升高，说明光合作用对高温较敏感，A正确； B、幼苗积累有机物的速率为净光合-呼吸速率，数值最大的是25℃，B错误； C、50~55℃时该幼苗向外释放的CO2与黑暗时测得的呼吸作用释放的CO2量相同，因此光合速率为0，可能是由于高温导致与光合作用有关的酶活性丧失，C正确； D、光照条件下，40℃时整株幼苗的CO2吸收速率为0，因此幼苗叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率，叶肉细胞中叶绿体产生的O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体和细胞外，D错误。 故选BD。 14．（23-24高三上·江苏常州·阶段练习）某研究小组利用西林瓶、胶塞、带有红色液滴指示的静脉输液器针头，探究不同环境因素对植物光合作用强度的影响。下列相关叙述错误的是（    ）    A．本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响 B．探究不同温度对光合作用强度的影响，可在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验 C．本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离可以间接代表该植物的总光合作用强度 D．利用此装置进行探究实验时，无需将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致 【答案】BC 【分析】光合作用是指绿色植物在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程。光合作用主要受光照强度和二氧化碳浓度以及温度等影响。 【详解】A、影响光合作用强度的环境因素有光照、温度、二氧化碳浓度等，本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响，A正确； B、探究不同温度对光合作用强度的影响，需要使得温度为单一变量，在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验，除了温度不同外，光照强度也是不同的，B错误； C、本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离表示的是氧气的释放量，即代表该植物的净光合作用强度，C错误； D、利用此装置进行探究实验时，无需将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致，实验过后红色液滴的刻度与实验初始时红色液滴的刻度之差即代表氧气的释放量，D正确。 故选BC。 15．（23-24高三上·江苏扬州·开学考试）玉米叶肉细胞中的叶绿体较小数目也少但叶绿体内有基粒：相邻的维管束鞘细胞中叶绿体较大数目较多但叶绿体内没有基粒。玉米细胞除C3途径外还有另一条固定CO2的途径，简称C4途径如下图。研究发现，C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。有关叙述正确的是（　　）    A．维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2都是C4分解释放的 B．若叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸速率，植物的干重不一定增加 C．玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的 D．干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小 【答案】BCD 【分析】光反应阶段发生在类囊体的薄膜上，因为光合色素分布在类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质。根据题干可知玉米存在C3和C4两个途径，夏季正午时会因气孔关闭，CO2吸收减少，但C4途径中的PEP羧化酶对CO2的亲和力很高，CO2通过C4途径进入C3途径，固定形成C3，C3被还原形成糖类物质。玉米在炎热的夏天，利用CO2的能力强，光合作用速率高，所以玉米植株不会出现“午休现象”。 【详解】A、由图示可知，玉米维管束鞘细胞中光合作用所利用的CO2除了来源于C4分解释放的，还可以来源于呼吸作用释放的，A错误； B、若叶肉细胞中光合作用速率大于细胞呼吸速率，植物的干重不一定增加，因为植物还有部分不能进行光合作用的细胞也要通过呼吸作用消耗有机物， B正确； C、由图示可知，玉米的有机物是在维管束鞘细胞通过C3途径合成的，C正确； D、干旱条件下部分气孔关闭，胞间CO2浓度降低，但PEP羧化酶可以高效捕捉CO2并将其固定为C4，然后转移至维管束鞘细胞的叶绿体中完成光合作用，因此干旱条件下C3途径植物光合速率比C4途径植物小，D正确。 故选BCD。 16．（2023·江苏常州·模拟预测）下图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化曲线，据图分析有关叙述错误的是（　　）    A．一天中30%的适当遮光均会显著增强净光合速率 B．a-b段大部分叶表皮细胞能产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．M点时该植物体内叶肉细胞消耗的二氧化碳量等于该细胞呼吸产生的二氧化碳量 D．该植物c点和d点有机物含量相同 【答案】ACD 【分析】植物净光合速率=总光合速率-呼吸速率。植物体中绿色部分能进行光合作用，主要是叶肉细胞，而植物全部细胞均进行呼吸作用。光合速率等于呼吸速率时，植物既不释放氧气也不吸收氧气。其含义是叶肉细胞消耗的二氧化碳与所有细胞产生的二氧化碳的量相等。 【详解】A、由图可知，M点之前，30%遮光条件下的净光合速率低于不遮光条件下的净光合速率，A错误； B、由图可知，植物叶片表皮是透明的，表皮细胞中不含叶绿体，故表皮细胞产生ATP场所只有是细胞质基质、线粒体，B正确； C、M点植物的光合速率等于呼吸速率，但对于单叶肉细胞而言，叶肉细胞的光合作用消耗的二氧化碳远远大于呼吸作用产生的二氧化碳，C错误； D、由图可知，c点到d点，植物一直在进行光合作用，有机物一直在积累，故d点有机物多于c点，D错误。 故选ACD。 17．（2023·江苏·模拟预测）科研人员为农业生产建立高效节水措施，研究了不同辅料覆盖（S：石子覆盖组、B：地膜覆盖组、M：秸秆覆盖组、CK：对照组）对春小麦光响应的影响，在春小麦灌浆期晴朗的上午，每组随机选取3株长势良好小麦叶片在其他条件适宜的情况下进行观测，得到如图所示结果。相关叙述正确的是（    ）    A．覆盖措施能提高土壤温度和小麦对水的利用率 B．覆盖措施明显提高了春小麦对弱光的利用效率 C．秸秆覆盖（M）在强光下不利于净光合速率的提高 D．地膜覆盖（B）是提高春小麦产量的最佳处理措施 【答案】AD 【分析】分析图象可知，S：石子覆盖组、B：地膜覆盖组、M：秸秆覆盖组均在强光时明显提高春小麦的净光合速率，其中B：地膜覆盖组最明显；在弱光时各组的效果不明显。 【详解】A、覆盖措施有保温保湿的效果，能提高土壤温度和小麦对水的利用率，A正确； B、据图可知，覆盖措施在弱光下的效果不明显，B错误； C、秸秆覆盖（M）在强光下，显著提高净光合速率，C 错误； D、地膜覆盖（B）后，春小麦的净光合速率最高，是提高春小麦产量的最佳处理措施，D正确。 故选AD。 18．（22-23高三·江苏南通·阶段练习）下图是植物光合作用过程（A）和人工合成淀粉过程（B）的示意图。下列相关叙述正确的是（    ） A．A过程通过叶绿体中的色素吸收光能，进而将水分解为H2和O2等 B．B过程首先需要将太阳能转化为电能，进而将水分解为H2和O2等 C．B过程可在实验室利用相应的酶合成淀粉，突破了A过程中复杂调控的障碍 D．在与植物体内光合作用固定CO2量相等的前提下，B过程的淀粉积累量较大 【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、A过程通过叶绿体中的色素吸收光能，通过光反应阶段发生水的光解，进而生成NADPH和O2等，A错误； B、B过程首先需要将太阳能转化为电能，根据图中可知，将水分解为H2和O2等，B正确； C、根据图中可知，B过程可最终合成淀粉，突破了A过程中复杂调控的障碍，C正确； D、在与植物体内光合作用固定CO2量相等的前提下，B过程的淀粉积累量较大，因为B过程没有植物细胞呼吸消耗糖类，D正确。 故选BCD。 三、非选择题 19．（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。 20．（2024·江苏·模拟预测）番茄的维生素含量丰富，深受大众喜爱。某生物兴趣小组研究了其生理活动：图1中的A、B、C分别表示番茄的某些生理过程，图2是大棚内番茄种植密度与有机物制造或消耗的关系图。为了进一步探究番茄幼苗的生理活动，该生物兴趣小组设计了图3所示的实验装置。据图分析并回答下列问题。 (1)图1中根吸收的水分主要用于 (填字母)表示的生理作用，吸收的水分通过 (填结构)运输到植物的各个部位。 (2)当播种密度过大或过小时，番茄产量都不理想。分析图2曲线可知，种植密度为 填“m”“m₂”“m₃”或“m₄”)时，有机物积累得最多。 (3)该生物兴趣小组实验过程如下：将装置一(氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)和装置二在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下照射一段时间，然后从装置一和装置二中各取下一片叶片，除去叶绿素后滴加碘液，实验现象是装置 中的叶片变蓝。装置一和装置二为一组对照实验，该组对照实验的变量是 ，因此可得出的结论是 【答案】(1) B 导管 (2)m2 (3) 二 二氧化碳 二氧化碳是光合作用原料 【分析】1、光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 2、呼吸作用是指细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。 3、植物的蒸腾作用是指植物体内的水通过气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的过程。 4、图1中，呼吸作用吸收氧气产生二氧化碳，因此A表示呼吸作用；蒸腾作用释放水蒸气，因此B表示蒸腾作用；光合作用吸收二氧化碳产生氧气，因此C表示光合作用。 【详解】（1）图甲中根吸收的水分主要用于植物体的B蒸腾作用，只有很少部分水分参与植物的光合作用等生命活动。吸收的水分通过导管运输到植物的各个部位。 （2）合理密植，有利于农作物充分利用光能，提高光合作用效率。种植过密，植物叶片相互遮盖，只有上部叶片进行光合作用，种植过稀，部分光能得不到利用，光能利用率低。只有合理密植才是最经济的做法。光合作用制造有机物，呼吸作用分解有机物。植物积累有机物的量-植物进行光合作用制造有机物的量-植物进行呼吸作用消耗有机物的量。分析图2曲线可知，种植密度为m2时，有机物积累的最多。 （3）由两个装置图可知，装置一和装置二为一组对照实验，该组对照实验的变量是二氧化碳的有无。最终实验现象为装置一中的叶片不变蓝，因为没有进行光合作用合成有机物，装置二变蓝，因为装置二中有二氧化碳，能进行光合作用制造有机物，所以叶片变蓝，证明二氧化碳是光合作用的原料。 21．（2024·江苏扬州·模拟预测）近年来有关影响日光温室蔬菜（黄瓜）光合作用及相关生理过程的因素的实验研究获得了一定的进展。图1表示某一黄瓜品种在不同浓度的CO2环境中，光合作用速率受光照强度影响的变化曲线；图2表示这种黄瓜植株不同高度处CO2浓度变化测定曲线（实线为11时测定曲线，虚线为22时测定曲线）。回答下列问题：    (1)在RuBP羧化酶作用下，植物吸收的CO2转变为羧基加到 分子上，形成的产物被还原为三碳糖，三碳糖转变为 后转运到植物的其他部位。据图1分析，限制C点光合速率的环境因素是 。 (2)强光照射后短时间内，黄瓜幼苗光合作用碳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。黄瓜幼苗光合作用碳反应速率不再增加，可能的原因有 、 。 (3)分析图2中的曲线，G点与H点比较，G点对应的CO2浓度低的原因可能是 。 (4)为研究光照强度对黄瓜光合作用强度的影响，将若干株黄瓜置于22℃的封闭温室内，水分和矿质元素等供应充足。人为控制光照强度由黑暗逐渐增强至较大强度，测量此过程中不同光照强度下黄瓜单位时间内气体的释放量，绘制曲线如下图所示。下列说法正确的有 。    A．光照强度低于c时，释放的气体来自黄瓜细胞呼吸产生的CO2 B．光照强度为c时，单位时间内黄瓜光合作用产生O2的量为（n-m）umol C．光照强度为d时，黄瓜叶肉细胞单位时间内光合作用生成O2的量等于细胞呼吸消耗O2的量 D．光照强度为e时，释放的气体来自黄瓜光合作用产生的O2 (5)为进一步提高黄瓜产量，科研人员同时对两个黄瓜品种（C和N）的光合产物输出率进行了研究，实验中使用14C标记的CO2对黄瓜叶片饲喂48小时后，测定环境中相应气体的变化量并计算得到相关数值（见下表） 季节 品种 14C光合产物在植株各部分的分配 14C 光合产物输出率/% 瓜/% 茎/% 根/% 冬季 C 22.27 2.34 10.66 2.53 N 35.27 3.98 19.8 5.11 春季 C 51.99 36.95 8.78 2.08 N 47.17 23.03 13.68 3.71 注：假设C 和 N 两个黄瓜品种在相同条件下的光合产量相同。 ①由表中结果推断，春季黄瓜叶片光合速率高的生理原因是 。②从黄瓜产量的角度分析，冬季农民宜选择 品种种植。 【答案】(1) 五碳化合物 蔗糖 CO2浓度和光照强度 (2) 五碳化合物供应不足 二氧化碳的浓度不足 (3)黄瓜植株在G点对应高处吸收的CO2较多 (4)ABD (5) 在春季光合产物输出率高，光合产物及时运走不在叶片中积累，有利于光合作用进行 N 【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）二氧化碳的固定过程需要RuBP羧化酶的催化，其反应过程是二氧化碳和C5结合生成两分子C3，据此推测，该过程中植物吸收的CO2转变为羧基加到五碳糖分子上，形成的产物被还原为三碳糖；三碳糖转变为蔗糖后转运到植物的其他部位，即糖类在植物体内的转移形式是蔗糖；据图可知，C点时再增加光照强度和二氧化碳浓度，均可提高光合速率，说明限制C点光合速率的环境因素是CO2浓度和光照强度。 （2）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，黄瓜幼苗光合作用碳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、暗反应酶浓度有限、CO2供应不足等。 （3）分析图2中的曲线，G点与H点比较，G点对应的CO2浓度低的原因是：黄瓜植株G点对应的高度状态下吸收CO2较多，因而该高度处二氧化碳浓度较低。 （4）A、光照强度低于c时，呼吸作用强度大于光合作用强度，释放的气体来自自黄瓜细胞呼吸产生的CO2，A正确； B、过a到b之间可求出单位时间的呼吸释放二氧化碳量为n，c点时释放二氧化碳为m，说明呼吸-光合=m，即c点单位时间内光合作用产生O2的量为 （n-m） μmol，B正确； C、d点时整个植物的光合速率等于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，故d点黄瓜叶肉细胞单位时间内光合作用生成O2的量大于呼吸作用消耗O2的量，C错误； D、光照强度为e时，光合速率＞呼吸速率，释放的气体来自黄瓜光合作用产生的O2，D正确。 故选ABD。 （5）①由表中结果显示，在春季光合产物输出率高，且主要集中在黄瓜果实中，光合产物及时运走不在叶片中积累，有利于光合作用进行，因而春季黄瓜叶片光合速率高。 ②从黄瓜产量的角度分析，冬季农民宜选择N品种种植，因为N品种光产物输出率更高，且果实中分配比例也较高，因而产量更高。 22．（2024·江苏·模拟预测）小麦是我国重要的粮食作物之一。旗叶是小麦最后长出、位于最上部的叶片，旗叶麦穗籽粒产量有重要意义。图1为小麦旗叶叶肉细胞中某细胞器的局部放大模式图。回答下列问题。    (1)与其他叶片相比，旗叶的位置使其能够获得更多的 。旗叶叶肉细胞叶绿体中， （填结构）的数量较其他位置的叶片明显增多，所以在进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，适合选择旗叶作为实验材料。 (2)图1所示电子传递链中，电子供体是 ；电子可经光系统Ⅱ→PQ→ →光系统Ⅰ等最终传递给，合成NADPH；伴随着电子的传递，通过 的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔并积累，形成一定的浓度梯度以驱动ATP合成。当植物处于缺乏的状态时会启动循环电子转运，该过程 （填“会”或“不会”）产生氧气。 (3)实验小组探究了野生一粒小麦旗叶老化期间，RuBPCase（催化和反应的酶）含量的变化情况，结果如图2所示。    ①RuBPCase分布在 （填具体场所）中，小麦体内的该酶活性主要受 的影响。 ②据图2推测，野生一粒小麦的净光合速率在28～35d内会迅速下降，分析其原因是 。 (4)实验小组将绿色小麦置于密闭、透明的容器中，在时刻前后，分别给予和的不同光照强度，容器内浓度的变化情况如图3所示。在时刻后，该绿色植物的光合作用强度的变化趋势 。    【答案】(1) 光照（光能） 类囊体（基粒） (2) 细胞色素→PC 主动运输 不会 (3) 叶绿体基质 温度 RuBPCase含量迅速下降，暗反应速率迅速降低；暗反应速率降低利用的ATP和NADPH减少，光反应速率也降低，野生一粒小麦的净光合速率迅速降低 (4)先增加后下降最后保持稳定 【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+（中文简称是氧化型辅酶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）依题意，旗叶是小麦最后长出、位于最上部的叶片，故与其他叶片相比，旗叶的位置使其能够获得更多的光照。旗叶叶肉细胞的叶绿体中，类囊体（基粒）的数量较其他位置的叶片明显增多，所以在进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，适合选择旗叶作为实验材料。 （2）据图1可知，图示电子传递链中，电子供体是H2O；电子可经光系统Ⅱ→PQ→细胞色素 b6f→PC→光系统I等最终传递给NADP+，合成NADPH；伴随着电子的传递，H+通过主动运输（逆浓度梯度、消耗能量）的方式从叶绿体基质转运至类囊体腔并积累，形成一定的H+浓度梯度以驱动ATP合成。结合图示可知，当植物处于缺乏NADP+的状态时会启动循环电子转运，该过程不会产生氧气。 （3）①依题意，RuBPCase催化CO2和C5反应，CO2和C5反应在叶绿体基质中进行，故RuBPCase分布在叶绿体基质中，且该酶活性主要受温度的影响。 ②据图2推测，野生一粒小麦在28～35d内旗叶会老化，老化的旗叶合成RuBPCase的能力下降，RuBPCase含量迅速下降，暗反应速率迅速降低；暗反应速率降低利用的ATP和NADPH减少，光反应速率也降低，因此，野生一粒小麦的净光合速率迅速降低。 （4）依题意，绿色小麦置于密闭、透明的容器中，则容器中二氧化碳浓度变化由光合作用强度和呼吸作用强度共同决定。当光照强度由X1 变为X2时，容器中二氧化碳浓度由增大变为减小，说明光照强度由X1变为X2时，光合作用强度由小于呼吸作用强度变为大于呼吸作用强度。因此，在T1时刻后，开始随着光照强度变大，光合作用强度增大，随后由于二氧化碳浓度减小，光合作用强度减小，直到减小至光合作用强度等于呼吸作用强度后保持稳定。 23．（23-24高三下·江苏南通·开学考试）在自然环境中，植株通常处于异质性光下，即植株不同部位受到的光照条件是不同的。在这种异质性光下，光照条件较好的叶片的光合能力通常会增强。为了探究这种现象形成的机制，科研人员进行了如下图1所示的实验，初步设定B组的遮光比例为50%，即有一半的叶片用透光率为25%的黑色尼龙网进行单侧遮光，A组不遮光，C组全株用同样的黑色尼龙网进行遮光，一段时间测定相关指标，结果如图2，请回答： (1)叶肉细胞进行三碳化合物还原的场所是 ，该过程需要光反应提供 。参与光反应的两类色素是 。 (2)根据图1分析，本实验的自变量为 。根据图2分析，测定净光合速率时需要将叶片置于密闭容器中，然后测定 。 (3)与A组相比，C组净光合速率下降是 （“气孔限制”或“非气孔限制”）因素引起的。根据图2推测，与A组相比，B1侧净光合速率上升，原因是光合作用固定二氧化碳的能力增强，判断的依据有 。 (4)已知各组呼吸速率一致，与A组相比，B1侧净光合速率上升，但叶片中光合产物的现存量却下降的原因是 ，这种机制促进光合作用的机理是 。 (5)初步实验结果显示B组玉米生长速度快，同时产量高，若想进一步提高玉米的产量，基于该实验结果，进一步探究实验的思路是 （写出两点）。 【答案】(1) 叶绿体基质 ATP、NADPH 叶绿素和类胡萝卜素 (2) 遮光比例（是否有异质性光） 单位时间单位面积CO2的吸收量 (3) 非气孔限制 气孔导度上升，同时胞间二氧化碳浓度下降 (4) 光合产物向外转移的速率增强 避免光合产物积累抑制光合作用 (5)探究提高作物产量的最适遮阴比例；探究提高作物产量的最适透光率 【分析】由题意可知，本实验的自变量为遮光比例，A组为对照组，B组遮光比例为50%，C组遮光比例为100%，因变量是净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、叶片光合同化产物现存量。 【详解】（1）三碳化合物还原发生在暗反应，场所在叶绿体基质中，该过程需要光反应提供ATP、NADPH；光反应需要叶绿素和类胡萝卜素吸收光能。 （2）A组为对照组，B组遮光比例为50%，C组遮光比例为100%，故本实验的自变量为遮光比例；测定净光合速率时需要将叶片置于密闭容器中，然后测定单位时间内叶片从外界吸收的CO2量即可。 （3）根据图2丙图分析，C组胞间二氧化碳浓度大于A组，故推测C组净光合速率下降是非气孔限制因素引起的。 （4）与A组相比，B1侧气孔导度变大，胞间二氧化碳却下降，故推测B1组固定二氧化碳的能力较强。若呼吸速率保持不变，净光合速率上升，产生的有机物增加，但光合产物现存量却下降，说明光合产物向外运输的速率增强了，及时的将光合产物运输出去，防止有机物的积累抑制光合作用速率。 （5）B组遮光比例为50%时，玉米生长速度快，同时产量高，若想进一步提高玉米的产量可以探究产量最高时的遮光比例或者透光率。 24．（23-24高三下·江苏苏州·开学考试）强光会对植物细胞内光系统造成损伤。科研人员对绿色植物光暗转换中的适应机制开展系列研究。请回答下列问题： (1)科研人员测定绿色植物在由暗到亮环境中，CO2吸收速率的变化。结果显示，未开始光照时，CO2吸收速率低于O2，这是由于植物细胞进行 释放CO2的结果。0．5min后，CO2吸收速率才迅速升高，说明此时光合作用 过程的反应才被激活。光照2min后密闭容器中CO2浓度保持稳定，此时绿色植物叶肉细胞光合作用制造有机物的量 （填大于、小于或等于）细胞呼吸消耗有机物的量，如果此时改用含CO2的空气（CO2浓度不变）培养，预期植物细胞中放射性三碳化合物浓度的变化趋势是 。 (2)科研人员进一步检测了上述时间段中光反应相对速率和热能散失比例（叶绿体中以热能形式散失的能量占光反应捕获光能的比例），结果如下图。 结合CO2吸收速率变化过程推测，0~0．5min之间，光反应速率变化的原因是 。请从物质与能量、结构与功能的角度分析，0~0．5min之间，图中热能散失比例变化的生物学意义： 。 (3)科研人员发现植物细胞内的呼吸链中存在由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图表示eATP与呼吸链对光合作用相关反应的影响，其中iATP为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。 强光环境下，植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的 转移出叶绿体，并最终在线粒体中将其中的能量转化为 ，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。据图分析，推测在此过程中，eATP的作用可能是 。 【答案】(1) 细胞呼吸 暗反应 大于 先升高后保持稳定 (2) 碳反应未被激活 光反应产生的NADPH和ATP积累导致光反应被抑制吸收的光能未被利用，以热能形式散失，可避免光系统损伤 (3) NADPH ATP中化学能和热能 与受体结合，作为一种信号分子调节植物的光合作用 【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】（1）未开始光照时，CO2吸收速率低于0，这是由于植物细胞进行呼吸作用释放CO2的结果，即此时呼吸作用产生的CO2释放出来。光照0．5min后，CO2吸收速率才显著升高，说明此时光合作用暗反应过程才被激活，光反应此时产生的NADPH和ATP才能用于暗反应过程三碳化合物的还原。光照2min后密闭容器中CO2浓度保持稳定，此时绿色植物光合作用强度大于呼吸作用强度，叶肉细胞光合作用制造有机物的量大于细胞呼吸消耗有机物的量。改用含14CO2的空气（CO2浓度不变）培养，暗反应吸收14CO2，开始时细胞中放射性三碳化合物浓度升高，之后由于吸收速率保持稳定，所以细胞中放射性三碳化合物浓度保持稳定。 （2）光合作用的暗反应在0．5min后才开始加快，故0~0．5min之间，应该是暗反应的速率限制了光反应的速率，所以暗反应未被激活，光反应产生的NADPH和ATP积累导致光反应被抑制。吸收的光能未被利用，以热能形式散失，进而可保护光合色素、相关蛋白和叶绿体结构等免受（光）损伤 （3）由题图可知植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的NADPH转移出叶绿体，并最终在线粒体中，参与由交替氧化酶（AOX）主导的交替呼吸，将其中的能量转化为ATP中的化学能和热能。eATP需要与细胞膜上的DORNⅠ受体结合才能激发细胞内的信号传导，据此推测eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。 25．（23-24高三上·江苏无锡·阶段练习）夏季晴朗白天同一地区种植的水稻出现“光合午休”现象，而玉米没有此现象。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L-1（Km越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。回答下列问题： (1)玉米暗反应的场所为 ，该产物的产生需要光反应提供 。玉米叶肉细胞与维管束鞘细胞之间的胞间连丝比较发达，有利于 。 (2)在夏季晴朗的白天，玉米在中午不会出现光合午休，由此推测PEPC对CO2的Km （填“高于”或“低于”）450μmol·L-1，光合作用过程中CO2先后被 固定。 (3)①光呼吸中 RuBP 与 O2 结合发生在 （场所）。 从能量代谢角度看，光呼吸和有氧呼吸最大区别是 。 ②光呼吸会降低农作物产量，但是在长期进化过程中却被植物保留下来，其存在的意义可能是 。（答出 2 点即可） (4)蓝细菌也具有与玉米相似的CO2浓缩机制，研究者将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是 【答案】(1) 维管束鞘细胞叶绿体基质 [H](NADPH)和ATP 进行细胞间的物质运输和信息交流 (2) 低于 PEP和C5（或RuBP） (3) 叶绿体基质 光呼吸消耗ATP（能量），有氧呼吸产生ATP（能量） 防止光反应积累过多的ATP和NADPH影响细胞正常代谢；在CO2浓度低时补充光合作用所需的CO2（补充暗反应所需的C3化合物） (4)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同 【分析】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）玉米暗反应的场所为维管束鞘细胞叶绿体基质，该产物的产生需要光反应提供[H]和ATP。玉米叶肉细胞与维管束鞘细胞之间的胞间连丝比较发达，有利于进行细胞间的物质运输和信息交流。 （2）玉米的光合作用在中午不会出现午休现象，由此推测PEPC对CO2的亲和力较大，Km低于450μmol·L-1。由图中玉米细胞内的图示可知，光合作用过程中CO2先后被PEP、C5（或RuBP）固定。 （3）①光呼吸中 RuBP 与 O2 结合发生在叶绿体基质。 从能量代谢角度看，光呼吸和有氧呼吸最大区别是光呼吸消耗ATP（能量），有氧呼吸产生ATP（能量）。 ②光呼吸会降低农作物产量，但是在长期进化过程中却被植物保留下来，其存在的意义可能是防止光反应积累过多的ATP和NADPH影响细胞正常代谢；在CO2浓度低时补充光合作用所需的CO2（补充暗反应所需的C3化合物）。 （4）在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化，是因为酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同。 26．（23-24高三上·江苏南通·阶段练习）叶绿体中的 NADH可用于产生苹果酸，苹果酸输出到线粒体中参与反应，产生的活性氧（ROS）激活信号系统调节能量代谢，在某些情况下会导致细胞程序性死亡（PCD），部分过程如下图所示，①~④代表相关过程。请回答下列问题。 (1)图中①过程的产物可为光合作用的暗反应提供 。 (2)据图分析，产生乙酰 CoA的场所有 。③过程生成的产物除图示外，还有 。 (3)若脂肪酸合酶基因表达受阻，则叶绿体中大量积累 ，进而被用于生成 ， 再转运至线粒体中，经氧化后重新生成NADH，为电子传递链提供电子。若在电子传递过程中发生电子渗漏， 可导致产生ROS 而引发细胞 （填“坏死”或“凋亡”）。 (4)低温等逆境易诱导ROS产生进而削弱光合作用强度，外施褪黑素一定程度上能缓解上述现象。为研究褪黑素影响植物抵御低温的调控机理，将长势相同的番茄幼苗平均分成四组，进行相应处理后定期测定 SOD（细胞内可清除 ROS 的酶）活性，结果如图。 ①甲、乙组分别为常温下浇灌一定量适宜浓度的褪黑素溶液和等量的清水，则丙、丁组的处理分别是 、 。 ②据实验结果推测，低温下褪黑素能减缓植物光合速率下降的机理可能是 。 【答案】(1)还原剂和能量 (2) 叶绿体基质和线粒体基质 二氧化碳（、ATP） (3) NADH 苹果酸 凋亡 (4) 低温下浇灌等量的清水 低温下浇灌等量适宜浓度的褪黑素溶液 褪黑素通过增强SOD的活性，促进ROS的清除，降低对植物的影响 【分析】光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。 【详解】（1）图中①过程是光反应，产生ATP、氧气和NADPH等，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，即还原剂和能量。 （2）从图中可以看出，产生乙酰 CoA的场所有叶绿体基质和线粒体基质。③过程属于有氧呼吸的第二阶段，生成的产物除图示外，还有二氧化碳和ATP。 （3）若脂肪酸合酶基因表达受阻，乙酰 CoA转化为脂肪酸受阻，则叶绿体中大量积累NADH，进而被用于生成苹果酸， 再转运至线粒体中，经氧化后重新生成NADH，为电子传递链提供电子。若在电子传递过程中发生电子渗漏， 可导致产生ROS 而引发细胞凋亡。 （4）根据实验目的可知，该实验的自变量是是否有褪黑素、温度，故根据对照实验需要遵循的单一变量原则，因此，丙、丁组的处理分别是低温下浇灌等量的清水、低温下浇灌等量适宜浓度的褪黑素溶液。SOD可以清除ROS类物质的酶，加入褪黑素的组别，光抑制减弱，可以推测褪黑素通过增强SOD的活性促进ROS的清除。 27．（23-24高三上·江苏·阶段练习）下图1是水稻叶肉幼苗细胞内发生的主要代谢过程，其中①～⑥代表有关生理过程；图2为某科研小组在探究环境因素对水稻植株光合作用影响时所得到的实验结果（图中lx为光照强度单位）。请回答下列问题：    (1)图1中不在生物膜上发生的过程包括 （填序号）。过程⑤中产生的[H]的流动方向是 。 (2)图2中n点时，水稻叶肉细胞的光合速率 （填“<”“=”或“>”）呼吸速率。图中bc段限制光合速率的主要环境因素是 。 (3)图2中d点与c点相比，d点时C3的生成速率 （填“较高”或“较低”）。 (4)根据图3数据，请在坐标中画出光照强度为L2、温度在10～30℃间光合作用速率的变化曲线 。    (5)某品种的水稻净光合速率的变化趋势如下图所示。据图回答：    ①当CO2浓度为A时，高光强下该植物的净光合速率为 。CO2浓度在A～B之间时，曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。 ②据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高产量，还应该同时考虑 这一因素的影响，并采取相应措施。 (6)若给水稻提供H218O，一段时间后发现水稻细胞中的葡萄糖有没有18O？ 。 【答案】(1) ①②③⑥ 叶绿体类囊体薄膜到叶绿体基质 (2) > 光照强度 (3)较高 (4)   (5) 0 abc 光照强度 (6)有 【分析】图1所示是光合作用与有氧呼吸的过程，①是光合作用中三碳化合物的还原过程，②是有氧呼吸第一阶段，③是有氧呼吸第二阶段，④是有氧呼吸第三阶段，⑤是光合作用光反应阶段，⑥是光合作用二氧化碳的固定过程。图2中，该实验的自变量是光照强度和二氧化碳浓度因变量是净光合速率。 【详解】（1）①是光合作用中三碳化合物的还原过程，在叶绿体基质中进行，②是有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行，③是有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，④是有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上进行，⑤是光合作用光反应阶段，在叶绿体类囊体薄膜上进行，⑥是光合作用二氧化碳的固定过程，在叶绿体基质中进行。因此图1中不在生物膜上发生的过程包括①②③⑥。过程⑤中光反应阶段产生的[H]的流动方向是从类囊体薄膜到叶绿体基质。 （2）图2中m点时，水稻植株光合作用=呼吸作用，但由于植株中还存在不能进行光合作用的细胞，例如根尖细胞，因此叶肉细胞光合作用速率大于呼吸作用速率。图中bc段限制光合速率的主要环境因素是光照强度。 （3）d点光合作用速率明显大于c点，所以其C3的生成速率较高。 （4）根据乙图可知，光照强度为L2、温度在10℃时光合速率=4，温度为20°℃和30℃时光合速率都为6，然后绘成图即可，  .   （5）①分析图形可知，当CO2浓度为A时，高光强下植物的净光合速率曲线与图中的虚线相交，说明此时植物的净光合速率为0。二氧化碳浓度在A～B之间时，曲线abc都表示了净光合速率随二氧化碳浓度的增高而增高。 ②据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑光照强度的大小，保证净光合速率最大。 （6）若给水稻提供H218O，H218O产于呼吸作用的第二阶段，与丙酮酸结合形成的二氧化碳中就含有18O，二氧化碳中的O可以参与光合作用的暗反应，产生的有机物（葡萄糖）中就含有18O。 28．（2023·江苏南通·模拟预测）下图是大豆叶肉细胞和根瘤细胞中的部分代谢示意图，其中A～E代表物质，①～⑧代表过程。根瘤菌在根瘤细胞中以类菌体的形式存在，固氮酶对氧气高度敏感，在低氧环境下才能发挥作用。请回答下列问题。    (1)物质B、E分别是 、 。发生在细胞质基质中的代谢途径有 （填序号）。 (2)叶绿体、类菌体中合成物质C的场所分别是 、 。 (3)大豆叶肉细胞合成的有机物以 （物质）形式进行长距离运输，与葡萄糖相比用该物质进行运输的优点是 。 (4)类菌体膜内及四周存在大量豆血红蛋白，其意义是：既能维持 环境有利于固氮酶发挥作用，又提供适量氧气利于 的进行。 (5)丙酮酸激酶催化PEP转化为丙酮酸，当输入根瘤细胞的有机物增多，丙酮酸激酶基因的表达水平就会降低，这有利于根瘤细胞固氮，原因是 。 【答案】(1) O2 CO2 ⑥ (2) 类囊体薄膜 类菌体基质和类菌体膜 (3) 蔗糖 非还原糖较稳定（或蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响较小） (4) 低氧 有氧呼吸 (5)减缓有机物的氧化分解，使更多的有机物用于固氮 【分析】豆血红蛋白能够与氧气结合，氧气本身抑制了固氮酶发挥作用，故豆血红蛋白可解除氧气对固氮酶的抑制作用，同时结合氧气可供给根瘤菌进行有氧呼吸。 【详解】（1）B是水在类囊体薄膜光解释放的气体则为O2，A是水，暗反应过程中固定CO2，则E是CO2。⑥TP形成蔗糖的过程发生在细胞质基质。 （2）C是ATP，在叶绿体中形成ATP的场所是类囊体薄膜，类菌体中合成物质ATP的场所分别是类菌体基质和类菌体膜。 （3）叶肉细胞的光合产物主要以蔗糖的形式进行长距离运输，主要是因为蔗糖在水中的溶解度较大，且作为非还原糖不易被氧化，化学性质稳定。 （4）豆血红蛋白能够结合氧气，则类菌体膜内及四周存在大量豆血红蛋白可维持低氧环境有利于固氮酶发挥作用，同时又能为类菌体有氧呼吸提供氧气。 （5）丙酮酸激酶基因的表达水平就会降低，有利于减缓有机物的氧化分解，使更多的有机物用于固氮。 29．（22-23高三·江苏南通·阶段练习）景天科植物因具备栽培简便、繁殖容易且抗旱抗寒性强等特点而成为北方城市屋顶绿化的首要选择。景天科植物在晚上的有机酸含量十分高，而糖类含量下降，白天则相反，相应代谢途径称为景天酸代谢途径，该途径利于其适应干旱环境。下图1、2是某植物的景天酸代谢示意图，请据图回答下列问题。 (1)景天科植物晚上代谢途径可由图 表示，理由是其通过 ，使有机酸含量增加。 (2)上图中甲代表的物质是 ，其在 （场所）参与卡尔文循环，该物质还可以来自细胞内的 （过程）。 (3)当植物受干旱胁迫时，质膜会受到不同程度的破坏，丙二醛（MDA）含量增高；同时细胞将启动过氧化氢酶（CAT）与超氧化物歧化酶（SOD）等共同组成活性氧防御系统，干旱持续则会出现萎蔫迹象。科研人员为筛选适宜大面积推广的轻型屋顶绿化植物，用聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱进行了如下实验，请完成下表。 实验步骤的目的 简要操作过程 配制溶液 配制30%的PEG-6000溶液。 材料选择 选择4种形态相似的景天科植物。 ① 用30%的PEG-6000溶液进行浇灌，每隔3d浇灌1次，每次每株50mL。 设置对照处理组 ② 。 观察并测定相关指标 一段时间后，观察植株的萎蔫程度并测定③ 。 科研人员最终选择其中指标是④ 且CAT、SOD活性较高的某种植物。 (4)除了考虑植物抗旱性还应在进一步的试验中考虑植物在薄层基质中的抗寒性，体现生态工程的 原理。 【答案】(1) 1 气孔开放吸收CO2，与PEP结合形成OAA，进一步还原为苹果酸积累于液泡中 (2) CO2 叶绿体基质 细胞呼吸（有氧呼吸） (3) 设置实验处理组 用等量的蒸馏水进行浇灌，其他同实验组（每隔3d浇灌1次，每次每株50mL） MDA含量和CAT、SOD的活性 植株的萎蔫程度最低、MDA含量最低 (4)协调 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】（1）晚上气孔开放，景天科植物晚上代谢途径可由图1表示；气孔开放吸收CO2，与PEP结合形成OAA，进一步还原为苹果酸积累于液泡中，正如图1所示，可表示景天科植物晚上代谢途径。 （2）CO2参与卡尔文循环，是卡尔文循环的原料，甲代表CO2；卡尔文循环的场所在叶绿体基质；有氧呼吸第二阶段可以产生CO2，供卡尔文循环利用。 （3）为筛选适宜大面积推广的轻型屋顶绿化植物，用聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱，设置实验处理组；用等量的蒸馏水进行浇灌，其他同实验组，这是对照组，排除无关变量的干扰；植株的萎蔫程度及MDA含量和CAT、SOD的活性是被检测的量，为检测指标，可反映轻型屋顶绿化植物的防御能力；科研人员最终选择其中指标是植株的萎蔫程度最低、MDA含量最低且CAT、SOD活性较高的某种植物。 （4）生态工程的协调原理，是指与环境相协调，不违背自然规律。 30．（22-23高三上·江苏苏州·期末）水稻体内某些基因突变会导致叶绿素的合成和降解功能发生改变而形成黄绿叶，进而影响水稻产量。利用EMS诱变处理野生型梗稻品种YY获得黄绿叶突变体w08，两者的农艺性状如表1，光合作用相关指标如图1。请回答下列问题： 表1  野生型和突变体的农艺性状 植株 株高/cm 穗长/cm 穗粒数/粒 结实率/% 千粒重/g YY 109.4±4.2 21.9±0.5 169.9±14.5 75.8±3.2 28.4±0.5 w08 104.9±3.7 21.0±0.6 159.1±16.6 37.8±1.7 23.2±0.5 (1)据表1可知，w08的 性状下降程度最为显著。 (2)净光合速率除图中所示指标以外，还可以用 表示。w08的净光合速率显著下降并不是受 阶段的限制，判断的依据是w08的 大于YY。 (3)研究发现w08中光合色素含量明显减少，导致光能转变成 中活跃化学能的效率下降，光合速率降低。色素含量的测定应利用 等有机溶剂浸提。 (4)检测发现w08细胞内的叶绿素酸酯氧化酶基因（OsCAO1，与叶绿素合成相关）、脱镁叶绿酸a氧化酶基因（OsPAO，与叶绿素降解相关）及α/β水解酶家族蛋白基因（OsNYC3，与叶绿素降解相关）表达水平均显著下降。据此可推测：w08中叶绿素含量下降的主要原因是 。对OsCAO1进行测序后发现其编码链（基因中不能用于转录的那条链）第957位碱基由G突变为A，如图2，这将导致mRNA中提前出现终止密码子，该密码子为 ，翻译提前终止，最终使叶绿素酸酯氧化酶的 发生改变，叶绿素合成受阻。 【答案】(1)结实率 (2) 单位叶面积单位时间内释放出的O2量 暗反应 胞间CO2浓度与气孔导度 (3) ATP、NADPH 无水乙醇（丙酮） (4) 叶绿素的合成减少（叶绿素合成减少量大于降解减少量） UGA 结构和功能 【分析】根据题意分析：黄绿叶突变体w08和野生型梗稻品种YY比较，结实率显著降低，分析图1，w08的胞间CO2浓度与气孔导度大于YY，说明w08的净光合速率显著下降并不是受暗反应的限制。 【详解】（1）据表1可知，w08的结实率性状下降程度最为显著。 （2）图中是净光合速率用单位叶面积单位时间CO2的吸收量表示的，还可用单位叶面积单位时间内释放出的O2量表示。根据图1结果分析，w08的胞间CO2浓度与气孔导度大于YY，说明w08的净光合速率显著下降并不是受暗反应的限制。 （3）研究发现w08中光合色素含量明显减少，导致光能转变成ATP、NADPH中活跃化学能的效率下降，光合色素可以溶解于有机溶剂无水乙醇中，所以色素含量的测定应利用无水乙醇等有机溶剂浸提。 （4）根据题意可知，与叶绿素合成和降解相关的基因表达水平均显著下降，由此推测w08中叶绿素含量下降的原因可能是叶绿素合成减少量大于降解减少量。 mRNA上三个相邻的碱基为一个密码子，根据图中碱基的位置可知，转录模板链中第955、956、957三个碱基A、C、T对应mRNA上的三个碱基即为终止密码子，该密码子为UGA，mRNA中提前出现终止密码子翻译提前终止，最终使叶绿素酸酯氧化酶的结构和功能发生改变，叶绿素合成受阻。 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 $$