专题01 光合作用和呼吸作用（大题30道）-【刷好题】备战2025年高考生物复习选择题+大题专练（新教材新高考）

专项练习01 光合作用和呼吸作用 1．棉花光合产物的形成及输出是影响棉绒品质的重要因素，其叶片光合作用的过程如图所示，图中的字母代表物质。回答下列问题： (1)在光照充足等适宜条件下，图中物质A（气体物质）的去路是 （答出2点），光反应为物质F向物质E的转化提供了 。 (2)酶a和酶b对高温的耐受性不同。高温胁迫下，棉花棉绒产量下降，结合以上信息分析，原因是 。 (3)气孔是CO2和H2O进出的通道，会影响光合速率。若气孔导度（气孔开放的程度）下降，胞间CO2浓度下降，光合速率降低，称为气孔限制因素；若气孔导度下降，胞间CO2浓度较高，则光合速率降低是受其他因素的影响，称为非气孔限制因素。科研人员测定了不同程度的干旱胁迫下，两个不同品种棉花的相关指标，部分数据如图所示。 在干旱胁迫条件下，导致品种1和品种2光合速率下降的分别为 和 （填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”）。 2．下图是燕麦草叶肉细胞中的有关代谢过程，①~③为不同过程，A、B为相关细胞器。根据所学知识回答下列问题： (1)过程①的ATP和NADPH来源于A细胞器结构中的 。若要研究CO2参与A细胞器中物质循环时碳元素的去向，实验思路是 。 (2)提取并分离燕麦草叶片的光合色素，滤纸条上色素带的间距最小的两种色素的颜色为 。当燕麦草所处环境由光照转为黑暗时，A细胞器中的核酮糖-1，5二磷酸和3-磷酸甘油酸的含量在短时间内的变化分别为 。据图推断，催化淀粉、蔗糖合成所需的酶可能分别分布于细胞中的 。 (3)酶X的功能是 ，该酶在暗处时其活性会受到抑制，而在有光条件下活性较高，推测其原因可能是 。 (4)过程②③④中，有氧、无氧条件下都能正常进行的过程是 ，释放能量最多的过程是 。动物细胞内的B细胞器也存在类似图示的过程，若部分乙酰CoA在动物B细胞器以外被转变为酮体（主要包括乙酰乙酸、丙酮、β-羟丁酸）且过量时，则会导致酮尿症。结合信息推断，乙酰CoA能进入过程②，其意义可能是 。 3．荔枝在开花期易面临倒春寒现象（气温较低），导致果实产量下降。研究人员开展田间实验，探究一种新型植物生长调节剂（主要成分为1，1—二甲基哌啶嗡氯化物）对低温胁迫下荔枝的伤害性的缓解效应。实验设置4个组，即分别依次喷洒清水、调节剂0.25mL/kg、0.5mL/kg、0.75mL/kg（分别记为CK、A、B和C）。根据天气预报信息，在气温骤降前5天进行叶面喷施，喷施1个月后收集相关数据，部分结果如下表、图所示。回答下列问题： 处理 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 叶绿素相对含量 CK 11.9 0.082 58.12 A 13.02 0.086 60.33 B 13.85 0.087 61.57 C 12.9 0.091 60.11 注：表中气孔导度是指气孔张开的程度。图中MDA为丙二醛，其含量多少可体现细胞脂膜受到的伤害程度。 (1)与植物激素相比，植物生长调节剂具有 的优点，在农林园艺生产上得到广泛的应用。 (2)分析上表数据，与CK组相比，实验组净光合速率均有所提高，其原因可能有 （答出两点即可）。综合分析上图和上表，0.75mL/kg的该植物生长调节剂不适宜作为在田间生产所推荐使用的浓度，理由是 。 (3)后续实验中，研究人员还统计了各组果实的结实率和总产量，结果显示4组之间几乎没有差异。请为这一现象给出一个合理的假说： 。 (4)如果你是一名荔枝种植户，基于本题的信息，从成本与收益的角度考虑，你会在荔枝开花期使用该植物生长调节剂以应对可能出现的倒春寒带来的影响吗？你的理由是 。 4．研究表明：相对于动物，植物的细胞呼吸还包括另一条由交替氧化酶（AOX）主导的途径，该呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境，具体过程如图所示，其中iATP 为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，常采用的方法是 。从结构上来看，二者都具有 层磷脂双分子层。 (2)据图推测，图1中的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于 膜上。在暗反应阶段，NADPH参与卡尔文循环时的具体作用是 （答出2点即可）。 (3)强光下，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，并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以 的形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。同时，eATP 通过DORN1  受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降，进一步避免光抑制现象产生，因此强光照射下植物可避免光抑制，该调节过程为 （填“正反馈”或“负反馈”）。 (4)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在 ATP 合酶，eATP 可来源于 （填场所）产生的iATP，据图判断，eATP 最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，理由是 。 (5)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后，光合作用速率不再继续随着光照强度增强而升高时的光照强度，科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔光合作用速率的影响，实验结果如图2所示。据图2结果分析，在一定范围内，随海藻浒苔脱水率增大，其光饱和点将会 （填“升高”“降低”或“不变”）。 5．温度是影响冬小麦产量的一个重要因素。活性氧（ROS）被认为是植物代谢过程中的毒副产品，能引起植物体内脂类、蛋白质及DNA等物质的损伤。低温会造成叶绿体内产生并累积大量ROS。为明确冬小麦返背后各阶段光合生理特性及抗寒机理，科研人员以东农冬麦1号为试验材料，对大田种植返青后不同生长阶段小麦叶片生理特性进行测定分析，结果如表所示（通过测定吸收CO2的速率作为小麦叶片的光合速率）。 阶段 光合速率/μmolCO2·m-2·s-1） 气孔导度/（μmolCO2·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μL·L-1） 叶绿素含量/（mg·g-1FW） 返青期 7.5 0.15 225 1.72 拔节期 18 0.3 246 2.55 孕穗期 24.8 0.76 252 2.61 抽穗期 25 0.8 255 3.57 开花期 25.2 0.95 262 3.82 灌浆期 23.6 0.82 271 4.21 成熟期 10.1 0.56 283 2.11 (1)返青期，小麦叶片固定CO2的场所是 ，固定的CO2来自 。 (2)除外部环境因素外，影响光合速率的内部因素分为气孔因素和非气孔因素。据表分析，开花期以后，影响光合速率的主要因素为 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）。 (3)MDHAR是参与ROS清除的抗坏血酸—谷胱甘肽途径的重要酶促抗氧化剂，研究人员欲探究东农冬麦1号的基因TaMYB4与基因MDHAR在调控拟南芥抗寒性中的作用，将基因TaMYB4转入拟南芥植株，并使其过量表达，实验结果如图所示。    由图可知，基因TaMYB4与基因MDHAR的关系是 。综合上述信息，尝试解释东农冬麦1号抗寒性高的原因： ． 6．研究表明，植物激素和某些元素在调控烟草产量和质量方面发挥重要作用。 有研究者通过对打顶后烟叶叶面喷施生长素和根部追施钼肥，探讨二者交互对烤烟光合作用和其他代谢等影响 。其实验分组及结果如下表所示： 不同生长素与钼配施条件下的烤烟光合作用参数 处理 叶绿素 类胡萝卜素 净光合速率 气孔导度 胞间CO2浓度 CK（？） 0.81 0.17 16.63 0.21 283.26 T1（施IAA10mg/kg•追肥Mo肥2mg/株） 0.91 0.22 19.65 0.24 257.63 T2（施IAA10mg/kg•追肥Mo肥4mg/株） 0.91 0.20 19.50 0.29 261.20 T3（施IAA20mg/kg•追肥Mo肥2mg/株） 0.98 0.23 22.48 0.26 247.49 T4（施IAA20mg/kg•追肥Mo肥4mg/株） 1.05 0.24 22.85 0.30 209.95 (1)钼是植物必需的 （大量/微量）元素之一，植物缺钼会导致叶片黄化、光合作用降低;打顶是烟草生产过程中普遍采取的一种农艺措施，用以消除 ，调控养分再分配，提高烟叶产量和品质 。 (2)请填写表格中的CK组的处理 。 (3)本研究表明，T1 ~ T4处理不同程度地提高了烟叶净光合速率，特别是 T4 组效果更显著。请结合表中数据和光合作用的过程分析，可能的原因是 。 (4)在以上的实验中，研究者在打顶后喷施 IAA，可以显著提高中、上部烟叶色素的含量，但对下部烟叶没有明显的影响。请结合生长素的作用部位及生理作用推测可能原因是 。 (5)烟青虫、斜纹夜蛾等主要蚕食烟草叶片，对烤烟的经济价值影响较大。近年来在烟草大田释放烟青虫、斜纹夜蛾的捕食性天敌昆虫——蠋蝽，可有效防治虫害。研究者为培育蠋蝽，在室内提供烟草等植物，可以供其刺吸，还可为其提供休憩场所，更重要的是在群体饲养时可提供躲避空间，大大减少自残的比率，从而提高蠋蝽的存活率。以上叙述中涉及的所有种内和种间关系有 ;该防治方法的种类及优点是 。 7．类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发，经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2·s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2·s-1）下培养—周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题：    (1)分离叶绿体的方法是 。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，推测其原因可能是 。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，原因可能是 。 (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有；①纯合体种子为白色；② 。 (5)已知细胞分裂素可以促进叶绿素的合成，纯合突变体中可能存在细胞分裂素的合成缺陷。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中细胞分裂素的含量，但不影响纯合突变体中细胞分裂素的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。 ③预期结果： 。 8．石菖蒲大多生长在湿润环境，在南方溪流广泛分布，其根系可入药。为了研究不同淹水条件对石菖蒲叶片光合作用的影响，研究人员进行了相关实验，得到了表中数据。 处理时间/天 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 叶绿素含摄（mg·g-1） 胞间CO2浓度（μmol·m-1） 对照组 40%淹水处理 80%淹水处理 对照组 40%淹水处理 80%淹水处理 对照组 40%淹水处理 80%淹水处理 0 2.40 2.42 2.45 62.5 62.21 62.02 2.01 2.06 1.96 7 2.45 2.50 1.85 62.1 66.54 57.55 2.00 2.12 1.81 14 2.75 3.85 1.00 63.0 67.62 56.21 1.83 2.20 0.93 21 3.10 3.65 0.52 63.6 68.40 53.43 1.75 2.38 0.45 28 3.00 3.70 0.14 63.2 70.26 51.06 1.68 2.47 0.36 请回答下列问题： (1)将采集到的石菖蒲进行种植，待长势 后进行实验，此过程是为了控制 变量。本实验中叶绿素含量的测定 （填“能”或“不能”）采用纸层析法，叶绿素中的镁以 （填“离子”或“化合态”）形式存在。 (2)石菖蒲叶片光合作用的反应式可表示为： ；从表中数据无法得出石菖蒲生长的最适淹水条件，原因是 。 (3)在0～28天内，80%淹水处理组石菖蒲有机物总量一直在 ；40%淹水处理与80%淹水处理的胞间CO2浓度变化不同，其原因可能是 。 9．光质在植物生长发育过程中有重要的影响，某科研团队用有色薄膜大棚研究了不同光质对西南杨幼苗光合作用等生理过程的影响。下图是白膜、蓝膜、绿膜处理条件下CO2浓度对光合速率的影响，下表是白膜、蓝膜、绿膜处理条件下西南杨幼苗叶片光合色素的含量。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)西南杨幼苗叶片中 上的光合色素吸收光后用于光反应，为暗反应阶段C3还原提供 。 (2)如图所示，西南杨幼苗在 （填“蓝”、“绿”、“白”）膜处理下对自然光的利用率最高，请结合表中数据分析，其原因是 。 (3)某地欲引入一批西南杨移栽在到当地防护林，除上述影响因素外，请提出两个移栽考虑因素 。 10．植物叶绿体中的淀粉含量在白天和夜晚的变化很大，淀粉作为储能物质，可在夜间光合作用不能进行时，为植物提供充足的能量。如图1为植物细胞中物质的运输与转化过程。温度对光合产物运输也会产生影响，科学家把14CO2供给甘蔗叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物碳水化合物的运输情况，结果如图2.回答下列问题： (1)卡尔文循环发生的场所是 ，为这个循环提供能量的物质是 ，这个能量是通过 （物质）吸收可见光能后转化而来的。 (2)从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用减弱，产生的 减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗的 增多，导致运输速度降低。 (3)在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可用于合成 。研究发现，白天在叶绿体中常见到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。分析这一现象出现的原因可能是 。 11．小麦是我国重要的粮食作物之一，开展小麦高产研究是保证国家粮食安全的重要举措。研究人员为探究磷肥施用量对冬小麦叶片光合性能和产量的影响，将试验田中的小麦分成3组，分别为低磷（P2O575kg/hm2，LP）、中磷（P2O5225kg/hm2，MP）和高磷（P2O5 375kg/hm2，HP）3个处理。三组小麦从旗叶（麦穗下面的第一个叶片）全展时开始，每隔10d测定一次叶片的希尔反应活力和净光合速率（Pn），直至叶片黄枯。实验结果如下图所示，回答下列问题： (1)本实验 （填“属于”或“不属于”）对比实验，小麦从磷肥中吸收的磷元素可用于合成叶绿体中的 （2种小分子有机物），作为反应物参与光合作用的光反应阶段。 (2)希尔反应活力测定通常是在有光照、 的条件下，在离体的叶绿体悬浮液中加入Fe3+后测定O2的释放速率。该过程中Fe3+的作用是： 。 (3)10d后HP和LP组小麦希尔反应活力均低于MP组，经检测是由于HP和LP都会导致旗叶中叶绿素b含量减少，若用纸层析法验证该结论，预期结果是：相比于MP组，HP和LP组 。 (4)图2结果表明HP组小麦的净光合速率最高，但研究人员发现产量却低于MP组，推测原因是旗叶将光合产物输出到秸秆用于营养生长的比例：HP组 （填“＞”“＜”或“＝”）MP组，这提示人们在实际生产中应注意 。 12． 智慧农业通过智能技术可精准调控植物工厂内光照、温度、湿度、和营养液等因素，果蔬生长快、周期短、不受季节影响。但生菜过快生长易引发生理性病害如干烧心，影响叶菜的品质和经济效益。科研人员对生菜干烧心的发生及其防控进行了研究，实验结果如表所示。 项目 甲组 乙组 丙组 丁组 戊组 LED红光：LED蓝光 1:2 2:1 3:2 3:2 3:2 湿度（%） 90 90 90 70 50 叶绿素含量（g•m-2） 0.141 0.155 0.183 0.175 0.180 叶净光合速（μmol•m-2•s-1） 15.85 16.81 19.47 19.52 19.45 新叶钙离子含量（%） 40.41 38.62 25.20 50.66 63.94 干烧心发生率（%） 51.65 58.32 63.91 46.54 25.68 请回答： (1)LED光源为生菜的光合作用提供 。光反应发生的场所在 ，水光解的产物是 ，卡尔文循环为光反应提供的物质有 。若将甲组生菜转移到乙组环境中，持续一段时间，达到新的平衡，此时五碳糖和三碳酸的含量与变化之前相比分别为 、 。 (2)据表分析，与新叶 Ca²⁺含量呈负相关的指标是 。为提高新叶 Ca²⁺含量，采用提高营养液中Ca²⁺含量的措施是否可行? ，理由是 。 (3)降低环境湿度不仅能有效防控生菜干烧心的发生，还能提高生菜的品质，如图所示。    综合分析，干烧心发生率随湿度降低而下降的主要原因是 ，选用 的条件，最有利于提高生菜产量和品质。 13．光呼吸是植物利用光能，消耗O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因（GLO、CAT、GCL、TSR）导入水稻叶绿体，创设了一条新的光呼吸代谢支路（GCGT支路），如图1虚线所示。回答下列问题： (1)卡尔文循环需要光反应提供能量的物质是 ；图1中能与O2发生反应的物质有 (2)GCGT支路属于 （填“吸能”或“放能”）过程，创设GCGT支路的意义是 。 (3)镍是植物必需的微量元素，H2O2是一种活性氧分子，具有很强的氧化性，其积累会产生大量自由基，对生物体造成不良影响，CAT为过氧化物酶。科研人员探究了硝酸镍对水稻叶片中H2O2含量的影响，实验结果如图2所示： ①图2实验的自变量是 ②图2CK中，水稻叶片细胞的衰老可能与H2O2积累有关，其作用原理是 。 14．绿色植物叶肉细胞中存在图1所示的光系统I和光系统Ⅱ两个光化学复合物。光系统I主要吸收大于680nm的远红光；光系统Ⅱ主要吸收680nm的红光，对远红光的吸收很小。光系统I和光系统Ⅱ是以串联的方式通过协同作用完成电子从H2O到NADP+的传递，该电子传递链最终驱动ATP的生成。图2表示不同波长的吸收光谱和对应的氧气量子产额（衡量吸收一定光子所生成氧分子的量）    (1)绿色植物叶肉细胞中吸收光能的色素位于 ，“绿叶中色素的提取和分离”实验中分离光合色素的溶液是 。 (2)据图分析，光反应过程中最初电子供体和最终电子受体分别是 ，CF₁和CF0所组成蛋白质复合体的功能是 ；图1中完成的能量转换为：光能→ 能→ 能。 (3)如果单独用红光处理量子产额为0.1单位，单独用远红光处理量子产额为0.02单位，而两种光一起照射氧气量子产额 （填“大于”或“等于”或“小于”）0.12单位，原因是 。 (4)图2中AB段吸收光谱百分比处于上升阶段，而对应的量子产额却逐渐下降，原因是 。 15．为推动造林绿化工程建设，某森林工作站的工作人员以杨柳为对象进行实验，探究不同干旱程度对杨柳叶片中叶绿素合成的影响，实验结果如下表所示。回答下列问题： 含水量 叶绿素总量( mg/g) 叶绿素 a/ 叶绿素b 正常含水量 2.27 3.83 轻度干旱 2.33 3.84 中度干旱 2.06 4.00 重度干旱 1.87 4.18 (1)杨柳进行光合作用时，CO₂的固定发生在 阶段，该阶段发生的能量转化为 。 (2)随着干旱程度的增加，杨柳叶片中的叶绿素总量逐渐 ；相比于叶绿素 a，干旱对叶绿素b的合成影响 (填“更大”或“更小”)，判断依据是 。 (3)当干旱加剧，叶片的大部分气孔也将处于关闭状态，导致CO₂吸收减少，暗反应速率下降，由于暗反应能够为光反应提供 和NADP⁺，所以光反应速率也将下降。 (4)还有研究表明：当干旱加剧时，细胞膜上原先排列整齐的 分子变得紊乱，导致胞内物质向外渗透，同时 (激素)的含量上升，导致植物过早衰老脱叶。 16．科研团队通过在水稻中过量表达OSA1蛋白，显著提高了水稻的产量，其作用机制如图所示。回答下列问题： (1)据图可知，在保卫细胞和根细胞的细胞膜上都有OSA1蛋白分布，该蛋白质具有 和 两项功能。叶肉细胞也具有OSA1蛋白基因，但叶肉细胞膜上没有OSA1蛋白，此现象的根本原因是 。 (2)保卫细胞容易吸水膨胀造成气孔打开，据图可知其原因是OSA1蛋白受光照诱导后活性提高， 。保卫细胞吸水膨胀对于光合作用的意义是 。 (3)R酶分布的部位是 ，如果根细胞不能表达OSA1蛋白基因，则光合速率会明显降低，据图分析其原因是 。 17．γ-氨基丁酸（GABA）可作为信号传导物质调控农作物的抗逆境响应。为研究干旱胁迫下GABA对玉米幼苗光合系统及其他生理反应的响应，研究人员将玉米幼苗设为空白对照组（CK）、GABA处理组（G）、干旱处理组（D）、干旱+GABA处理组（DG），检测不同干旱胁迫条件下叶片的生理指标，结果如下图所示。回答下列问题：        注：SPAD数值反映叶绿素的含量。 (1)叶绿素主要吸收 光；若要提取各处理组玉米叶片中的叶绿素，常利用 试剂进行提取。 (2)该实验的对照组是 。干旱胁迫降低了玉米幼苗的净光合速率，有机物的积累速率 。GABA可缓解干旱条件下玉米幼苗出现的净光合速率下降现象，其主要原因是 。 (3)为进一步探究GABA对玉米幼苗抗逆境响应的调控机制，研究人员分别检测了不同实验组幼苗的超氧化物歧化酶（SOD，能歧化两个超氧自由基O2-成为H2O2和O2）和过氧化氢酶（CAT）的活力，以及细胞内丙二醛（MDA，膜脂过氧化的产物）的含量变化。实验结果显示 ，这说明GABA可提高玉米幼苗中SOD和CAT的活性，并降低干旱胁迫条件下膜脂的氧化损伤。请结合上述信息推测，GABA降低干旱胁迫条件下膜脂氧化损伤的具体机制是 。 18．光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能完成一定功能，包括光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSII）.光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后，电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态，以驱动水的裂解并释放出氧气，同时产生的电子和H+最终用于NADPH和ATP的合成，驱动光合作用的暗反应。相关过程如下图甲所示。    (1)图甲中的光系统Ⅰ和Ⅱ位于 ① ，纸层析法分离细胞色素复合体中的光合色素的原理是 ②。 (2)据图文中的信息可知，光反应中最初的电子供体是 ，最终的电子受体是 ；参与NADPH合成过程的是 （填“PSI”或“PSII”），在光反应过程中生成的 将为三碳化合物的还原提供能量。 (3)光抑制是指光照强度超过植物光合作用所能利用的限度而使光合效率下降的现象，包括PSⅡ光抑制（指标为Fv/Fm下降）和PSI光抑制（指标为△I/Io下降）.研究人员在4℃低温条件下利用不同光照强度的过剩光照处理黄瓜叶片，检测低温条件下光抑制对PSI和PSⅡ的影响，结果如图乙所示.分析数据，你的结论是 。 19．小麦属于C3植物，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1），且叶肉细胞中的PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的Rubisco对CO2有更强的亲和力。图2为玉米与小麦的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线。图3是在温度和CO2浓度等其他因素均适宜的条件下测定的玉米叶和小麦叶的总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）与光照强度的关系曲线，同时测定了小麦和玉米叶片的氧气释放速率的相对量，结果如表（+多表示量多）。请回答下列问题：    光照强度 a b c d e f 小麦 氧气释放速率 ++ ++++ ++++++ ++++ ++ + 玉米 氧气释放速率 + ++ +++++ +++++ ++++ ++++ (1)若要研究玉米叶片中色素种类及相对含量，在提取色素时，为防止叶绿素被破坏，可以加入 ：利用纸层析法分离色素时，与叶绿素相比，类胡萝卜素在滤纸条上扩散速率更快，原因是 。 (2)玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行暗反应，推测其可能缺少的结构是 。图1中C3的还原需要光反应提供的物质是 。 (3)为验证小麦光合作用产生的O2来自于水，可利用同位素18O标记法进行研究，最终光合产物 （填“能”或“不能”）检测出放射性。 (4)图2中，最可能表示小麦光合速率的是曲线 ，判断依据 。 (5)分析图3可知， 更适合在较强光下种植；结合图3和表1，当光照强度为d时，玉米叶的总光合速率 （填“大于”、“等于”或“小于”）小麦叶的总光合速率。 (6)结合题中信息分析，与小麦相比，玉米更适应高温、干旱环境的原因是 。 20．近年来，以漂浮种群出现的铜藻金潮频繁爆发，对海洋生态系统造成巨大的负面影响。金潮爆发时，藻体于海水表面漂浮会接受更高的光强，但铜藻应对强光胁迫的光合响应机制尚不明确。为研究该机制，实验小组设置低强光（460μmol·m-2·s-1）、中强光（920μmol·m-2·s-1）、高强光（1380μmol·m-2·s-1）3个强光水平，研究强光处理和弱光恢复过程中铜藻 Fv/Fm（表示光合色素对光能的转化效率）随时间的变化和类胡萝卜素（具有活性氧ROS 清除作用的抗氧化剂）含量的变化，发现3 个强光水平的实验组中 Fv/Fm均比正常光照情况下的对照组低。结果如图1和图2所示。    请回答下列问题： (1)铜藻细胞内的类胡萝卜素分布在 ，类胡萝卜素主要吸收的光为 ，光反应转化光能合成 和NADPH，NADPH为暗反应中C3的还原过程提供 。 (2)强光下植物光合速率下降的现象称为“光抑制现象”，产生光抑制的主要原因是强光下叶片吸收的光能过剩，会破坏叶绿体的结构，且植物吸收的光能超过光合作用所需，会产生过多的活性氧，导致植物死亡。试结合实验结果分析，铜藻应对强光胁迫的机制为① ；② 。 (3)铜藻应对强光胁迫存在自身的调节机制，能减缓“光抑制现象”的产生。请你设计实验判断强光是否对铜藻的叶绿体产生破坏作用，写出简单的实验设计思路： 。 21．1937年，植物学家希尔发现，向离体叶绿体的悬浮液（有H2O无CO2）中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下这些叶绿体可以释放氧气，这就是著名的希尔反应。图1表示叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列相关问题： (1)图1所示膜结构为 ，暗反应发生在 （填“A”或“B”）侧基质中。 (2)据图1分析，希尔反应体系中需要加入铁盐等氧化剂，原因是 。 (3)农作物栽培遇到35℃及以上高温并伴有强光辐射的天气，会出现减产。 ①为研究亚高温、高光强对番茄光合作用的影响，研究者将番茄植株在适宜温度、适宜光照条件下（CK）和亚高温、高光强条件下（HH）各培养5天后，测定相关数据如下表。 组别 温度 光照强度/（μmol·m-2·s-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 叶肉胞间CO2浓度/ppm Rubisco酶活性/（U·mL-1） CK 25℃ 500 12.1 114.2 308 189 HH 35℃ 1000 1.8 31.2 448 61 相较于CK组， 可能是HH组暗反应速率下降的主要原因；试从CO2来源和去向角度分析HH组叶肉胞间CO2浓度相对较高的原因： 。 ②进一步研究发现在亚高温、高光强下，过剩的光能可使D1蛋白（图1中PSⅡ的重要组成部分）被破坏，然而植物可以通过降解被破坏的D1蛋白并重新合成D1蛋白，在一定程度上维持PSⅡ的结构，以适应亚高温、高光强逆境。研究者用番茄植株对D1蛋白与植物应对亚高温、高光强逆境的关系进行了如下探究，结果如图2所示（Pn表示净光合速率），1组：适宜温度、适宜光照条件下（CK）培养番茄植株；2组：亚高温、高光强条件下（HH）培养番茄植株；3组：适量的SM（SM可抑制D1蛋白的合成）处理番茄植株并在亚高温、高光强（HH）下培养。请在图2中画出2组的曲线趋势图 。 22．气孔是由保卫细胞以及孔隙所组成的结构，是植物与外界进行气体交换的门户，影响着植物的光合作用、蒸腾作用等。保卫细胞吸水时气孔开放，失水时气孔关闭，气孔开闭与以下几种调节机制有关。回答下列问题： (1)研究发现，蓝光可作为诱导信号促进保卫细胞逆浓度吸收K⁺， (填“增大”或“降低”)细胞液的渗透压，导致气孔开放。该过程是利用细胞膜 的功能来实现。 (2)植物在感受到叶肉细胞间隙中CO₂ 浓度变化时，能够通过打开和关闭气孔调节气体交换。这一过程中涉及到多种蛋白激酶(MPK4/MPK12、HT1 以及CBCl 等)，通过蛋白质的磷酸化或去磷酸化来调节气孔的开闭机制如下图： ①上图中,MPK4/MPK12 对低浓度 CO₂ (填“敏感”或“不敏感”),HTl 激活下游的负调控蛋白激酶 CBCl 磷酸化，抑制了气孔关闭机制，使保卫细胞 ，气孔打开。 ②高浓度 CO₂时生成HCO₃,可触发 MPK4/MPK12 与 HT1 结合并相互作用,从而激发 ，致使气孔关闭。 (3)干旱环境中脱落酸(ABA)导致植物气孔关闭的原理是：脱落酸能促进离子流出保卫细胞，降低其细胞液渗透压而使气孔关闭。为验证某植物在干旱环境中气孔关闭是由 ABA 导致而非缺水直接引起的，科研小组仅以该植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)为实验材料进行如下实验，完善实验思路： ①将ABA缺失突变体植株分成两组，分别在正常和干旱条件下处理一段时间，测定两组气孔开度； ② 。 (4)为进一步验证气孔开度减小是由 ABA 引起的，该科研小组研究 ABA 作用的相关机制，如下图所示。据图分析，完善 ABA 导致气孔开放度降低的机制：ABA 与ABA受体结合后，一方面产生细胞内信号分子，信号分子促进胞内K⁺从细胞质基质流出，使液泡中Ca²⁺流入细胞质基质；另一方面 ，导致保卫细胞的渗透压下降，保卫细胞失水、气孔关闭。 23．昼夜温差是由白天温度的最高值和夜间温度的最低值之差决定的。为研究正、负昼夜温差对果实膨大期番茄光合作用的影响，在人工气候室内设置5个昼夜温差水平，即-78℃（77℃/34℃）、-5℃、73℃/7℃、6℃（85℃/85℃）、+5℃（37℃/3℃）、+78℃（34℃/7℃），结果如下表所示（气孔导度表示气孔张开的程度，各数据的单位不作要求）。 请回答下列问题： 项目 昼夜温差处理（℃） -78 -5 6 +5 +78 净光合速率 7. 86 8. 38 3. 45 4. 34 5. 77 叶片气孔导度 6. 75 6. 77 6. 86 6. 84 6. 88 叶绿素a含量 7. 73 7. 88 7. 87 8. 86 8. 67 叶绿素b含量 6. 48 6. 54 6. 73 6. 87 6. 88 (1)温度主要通过影响 来影响植物代谢活动。叶片气孔导度的大小、叶绿素含量分别通过直接影响 、 来影响番茄的光合速率。 (2)实验以零昼夜温差为对照，在日平均温度 （填“相等”或“不等”）的情况下设置昼夜温差。由上表分析，若要进一步确定最有利于有机物积累的昼夜温差，接下来的操作应该是 。 (3)与昼夜温差为+5℃条件下的净光合速率相比，昼夜温差为+78℃条件下的净光合速率较低，原因是 。 24．现代城市规模巨大，人口众多，绿色蔬菜如何才能够满足巨大的需求量？“植物工厂”便能很好地解决这一问题。 (1)“植物工厂”通常进行24h补光。通常，“植物工厂”的补光灯采用 两种针对性可见光，且其灯数对应比例为 （一盏灯只有一种颜色光）。 (2)无土培养和24h补光均是“植物工厂”常见的措施。请结合所学生物学知识，分别说明其优 。 (3)光呼吸会发生于所有进行进行光合作用的细胞，其简要生理活动转化示意图如下： 表示光呼吸的是 （填序号）；根据上图可知，细胞进行光呼吸可以 过量的ATP和[H]对生物膜系统的伤害，从而保护细胞。并根据上述信息为“光呼吸”下定义 。 (4)下面是一段“光呼吸”的陈述文字，请指出其中的两处错误。Rubisco酶是植物进行光呼吸所必须的一种酶，也是一种存在于叶绿体中的双功能酶，可以催化羧化（C5＋CO2→2C3）和加氧反应（C5＋O2→C3＋C2）。但其催化反应方向取决于CO2/O2物质的量比值。当“植物工厂”关灯或者降低CO2供应量时，植物进入光呼吸阶段，加氧反应增强。Rubisco酶的催化产物磷酸乙醇酸（C2）与水反应后生成Pi和乙醇酸，借助载体蛋白进行协助扩散进入过氧化物酶体中进行下一步反应。错误1： ；错误2： 。 25．青蒜苗是广受欢迎的蔬菜。研究人员为给青蒜苗的生产和经济效益提供理论依据，探究了不同光质组合处理下青蒜苗生长及生理生化特性的变化情况，相关实验结果如表所示，其中第1组为对照组。回答下列问题： 组别 不同光质组合处理 叶绿素相对含量 气孔导度 净光合速率 （单位略） （单位略） 1 12h白光+12h黑暗 56 9.6 0.5 2 6h白光+6h红光+12h黑暗 55.75 12.6 1.84 3 6h白光+6h蓝光+12h黑暗 56.62 13.2 1.89 4 6h白光+6h（红光+蓝光）+12h黑暗 55.81 14.8 2.02 (1)①为研究不同的光质组合对光合色素的影响，可使用 来提取蔬菜叶片中的光合色素。 ②光合色素可以将吸收的红光和蓝紫光转化为 中的化学能，进而被暗反应所使用，从而影响蔬菜的光合作用。 (2)据表分析，不同光质对青蒜苗净光合速率的影响主要是通过影响 （填表中指标）来实现的，依据是 。 (3)研究人员进一步测定了相应光质组合下Rubisco（参与CO2固定的酶）活性，结果如下图所示。结合表中数据和图中信息分析，不同光质组合处理青蒜苗后，青蒜苗的净光合速率提升幅度均较高的原因是 （答出2点）。 (4)若要提高青蒜苗的产量，据表分析，最有利于青蒜苗生长的光质组合为 。 26．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，该途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图1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。请回答下列问题。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 （答1种即可），叶肉细胞中叶绿素主要吸收 。暗反应阶段，NADPH的作用是 。 (2)图中所示的光系统I和光系统II应位于叶绿体的 （结构）上。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，并最终通过AOX的作用，将其中大部分能量以 形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。 (3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶，表明eATP来源于 产生的iATP。据图判断，eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，其判断依据是 。 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型（WT）拟南芥和eATP受体缺失突变体（dorn-1）拟南芥为实验材料，利用交替呼吸抑制剂（SHAM）进行实验，结果如图2所示。 ①据图2分析，在WT叶片中，SHAM处理能够引起实际光系统反应效率 ，对WT叶片添加外源ATP可 SHAM所导致的影响；而在dorn-1叶片中，SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响 。 ②以上结果表明，eATP可通过受体DORN1对 引起的植物光系统反应效率下降进行调控。该实验为进一步研究植物抗胁迫调节机制中呼吸链以及eATP的作用提供依据。 27．某种微藻能够在盐度跨度较大的环境中生存，这与其体内的脂质代谢密切相关。图1表示该微藻脂质代谢的相关过程，甲、乙、丙代表细胞器，①②代表膜结构。请回答下列问题：    (1)甲、乙分别主要通过形成 （结构）来增大内部膜面积，其主要意义是 。它们又都是半自主性细胞器，其主要依据是 。 (2)丙代表 。与结构①相比，结构②的基本骨架是 。 (3)图中能将脂酰辅酶A分解为乙酰辅酶A的场所有 。 (4)细胞中有许多“生产线”，图示表明细胞各结构不仅能完成相对独立的功能，还在功能上协调 的功能。 (5)该种微藻可以通过胞内脂肪的合成或分解来适应不同的盐环境。图2是不同盐浓度下该微藻细胞的数量变化。NaCl浓度/%    ①推测在盐胁迫条件下，脂肪 ，从而提高 ，以适应盐胁迫的环境。 ②实验结果表明，NaCl浓度为3%时，该微藻生长增殖较快，某同学认为该条件不一定是利用该微藻工业发酵生产脂肪的最佳条件，其提出该观点的理由可能是 。 a.该条件下单个细胞中脂肪产量可能因为快速增殖而难以积累 b.工业发酵除考虑产品生成情况，还需考虑生产成本 c.实验室模拟结果与实际生产结果不一定一致 28．光作为一种非生物因素，对植株的生长、开花、衰老等都有调控作用。为研究光调控下CO2浓度对植物的影响，进行模拟实验，结果如下表（注：Rubisco为固定CO2的酶）。请据图分析作答。 光照强度 （μmo1·m-1·s-1） CO2浓度 （μmo1·L-1） 叶绿素含量 （pg·cell-1） Rubisco活性 （mAbs·mg-1·proteins-1） 净光合速率 （μmol·m-1·s-1） 50 11 16 0.5 223 16 11 0.9 285 25 9 1.2 302 160 11 8 0.9 220 16 7 1.9 300 25 4 5.8 406 (1)在提取和分离叶绿体色素时，分离色素的原理是 。用纸层析法分离光合色素时，若滤液细线画得过粗会导致 。 (2)光合作用过程中，叶绿素吸收的光能在叶绿体的类囊体膜上转化为储存在 中的化学能，之后进一步转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 (3)据表可知，光调控下CO2浓度对植物的影响是 。 (4)在CO2浓度11μmol·L-1时，低光照强度、高光照强度时的净光合速率无显著差异，其原因可能是 。 (5)作为一种信号，光还会使光敏色素的结构发生变化。这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内，影响特定基因的表达，从而影响、调控植物生长、发育的全过程。 29．雄黄桂是常绿小乔木，以其高度的观赏价值而备受青睐，在城市绿化、生态保护等方面具有一定的意义和价值。林下植被在人工林中扮演着重要的角色，是人工林的重要组成部分，实验小组选取栽植了4种灌木的雄黄桂林样地和作为对照的雄黄桂林样地，对雄黄桂的枝条生长和光合作用进行研究，以探究人工林中灌木对雄黄桂光合作用的影响，实验结果如下表所示。回答下列问题： 样地类型 灌木平均高度/m 灌木平均密度/株/hm 净光合速率/（umol·m-2·s-1） A 0.96 2133 2.56 B 1.32 1044 4.69 C 1.12 1000 3.15 D 1.22 2933 3.11 E - - 2.41 (1)植物净光合速率可以用 表示，CO2经气孔进入叶肉细胞后首先通过 过程转化为C3化合物，能为C3化合物合成淀粉等有机物过程提供能量的物质有 。 (2)E组为对照组，其处理方式为 。根据表格数据可知，当灌木密度较大时，会降低雄黄桂的净光合作用速率，其原因是灌木密度较大时，根系通过竞争 影响雄黄桂的光合作用速率；一定高度的灌木可以为雄黄桂提供适度的遮阴效应，其对于光合作用的意义是 。 (3)合理的林下种植管理能促进雄黄桂的生长，实验小组结合实验结果给出了及时去除杂草、施肥以及选择采伐的林下灌木的管理措施，试阐述该措施提出的依据是 。 30．真核细胞的显著特点是各代谢区室之间形成错综复杂的功能网络。真核生物必须把糖从它合成和吸收位点（源）运输到使用它们的细胞（库）中去，提供代谢所需的能量或者用于生长。动物血管运输葡萄糖，而植物维管组织运输的是蔗糖。下图是陆生植物体内的碳流动示意图。 回答下列问题： (1)卡尔文循环发生的场所是 ，循环是从一个 开始的，经历 轮循环，可以净得到一个光合产物丙糖磷酸（即三碳糖），为这个循环提供能量的物质是光反应生成的 ，这个能量是通过 吸收可见光能后转化而来的。 (2)图中的淀粉可以称为过渡性淀粉，而不是长期储存在叶绿体中。夜晚没有光照的条件下，库的生长需要糖类等有机物，此时，过渡性淀粉水解为二糖和单糖向叶绿体外转运，在细胞溶胶内转化为 ，通过维管组织运往库。从叶肉细胞的叶绿体的淀粉开始，到最后在谷粒、块茎中形成储存的淀粉，这个过程中需要跨过多层膜，中间经历多种物质形式的转化，植物不是将淀粉从源运到库的原因是 。 (3)在农业生产中，提高库（谷粒或者块根块茎）的有机物（主要是淀粉）的储量是提高农作物的产量的关键，从源的有机物生产、维管组织的运输和库的储存等角度提出提高作物产量的方法 （答出两点）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专项练习01 光合作用和呼吸作用 1．棉花光合产物的形成及输出是影响棉绒品质的重要因素，其叶片光合作用的过程如图所示，图中的字母代表物质。回答下列问题： (1)在光照充足等适宜条件下，图中物质A（气体物质）的去路是 （答出2点），光反应为物质F向物质E的转化提供了 。 (2)酶a和酶b对高温的耐受性不同。高温胁迫下，棉花棉绒产量下降，结合以上信息分析，原因是 。 (3)气孔是CO2和H2O进出的通道，会影响光合速率。若气孔导度（气孔开放的程度）下降，胞间CO2浓度下降，光合速率降低，称为气孔限制因素；若气孔导度下降，胞间CO2浓度较高，则光合速率降低是受其他因素的影响，称为非气孔限制因素。科研人员测定了不同程度的干旱胁迫下，两个不同品种棉花的相关指标，部分数据如图所示。 在干旱胁迫条件下，导致品种1和品种2光合速率下降的分别为 和 （填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”）。 【答案】(1) 被线粒体利用，释放到外界 ATP和还原氢 (2)酶b对高温敏感，高温胁迫下，由三碳糖生成的蔗糖减少 (3) 非气孔限制因素 气孔限制因素 【分析】影响光合作用的因素有很多，气孔是CO2和水分子的通道，是影响光合作用的因素之一，可分为气孔限制和非气孔限制两个方面。若气孔导度下降，胞间CO2下降， 光合速率降低，称为气孔限制因素；若气孔导度下降，胞间CO2仍旧较高，受其它因素影响，光合速率较低，称为非气孔限制因素。 【详解】（1）物质A为O2，在光照充足的环境中，植物光合作用速率大于呼吸作用速率，叶绿体产生的氧气可以用于植物有氧呼吸(参与有氧呼吸第三阶段的反应)，多余的氧气释放到外界环境中，因此物质A的去路是用于植物有氧呼吸和释放到外界环境中。物质D为ATP和NADPH，其为暗反应C3的还原提供能量，同时NADPH还充当还原剂。 （2）据图可知，高温胁迫下，酶b对高温的耐受性不如酶a，蔗糖合成减少，运往棉铃的有机物减少，导致棉花棉绒产量下降。 （3）据图可知，品种1胞间CO2浓度比正常供水组还高，影响品种1光合速率下降为非气孔限制因素，品种2胞间CO2浓度降低，则影响品种2光合速率下降为气孔限制因素。 2．下图是燕麦草叶肉细胞中的有关代谢过程，①~③为不同过程，A、B为相关细胞器。根据所学知识回答下列问题： (1)过程①的ATP和NADPH来源于A细胞器结构中的 。若要研究CO2参与A细胞器中物质循环时碳元素的去向，实验思路是 。 (2)提取并分离燕麦草叶片的光合色素，滤纸条上色素带的间距最小的两种色素的颜色为 。当燕麦草所处环境由光照转为黑暗时，A细胞器中的核酮糖-1，5二磷酸和3-磷酸甘油酸的含量在短时间内的变化分别为 。据图推断，催化淀粉、蔗糖合成所需的酶可能分别分布于细胞中的 。 (3)酶X的功能是 ，该酶在暗处时其活性会受到抑制，而在有光条件下活性较高，推测其原因可能是 。 (4)过程②③④中，有氧、无氧条件下都能正常进行的过程是 ，释放能量最多的过程是 。动物细胞内的B细胞器也存在类似图示的过程，若部分乙酰CoA在动物B细胞器以外被转变为酮体（主要包括乙酰乙酸、丙酮、β-羟丁酸）且过量时，则会导致酮尿症。结合信息推断，乙酰CoA能进入过程②，其意义可能是 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 用同位素标记法对 CO2中的碳元素进行14C标记，研究先后出现的含有放射性的物质及其出现的位置 (2) 蓝绿色、黄绿色 降低、升高 叶绿体基质、细胞质基质 (3) 催化 CO2和核酮糖-1,5 二磷酸的反应/催化 CO2的固定 酶X的激活可能需要光照条件 (4) ④ ③ 减少了酮体的产生和积累，防止酮尿症产生 【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。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，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，随后，一些接受能量并被还原的三碳化合物在酶的作用下，经过一系列反应转化成糖类，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，这些五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。 【详解】（1）ATP和NADPH是光反应的产物，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜；要研究 CO2参与叶绿体中物质循环时碳元素的去向，可用同位素标记法对 CO2中的碳元素进行14C标记，研究先后出现的含有放射性的物质及其出现的位置。 （2）提取并分离燕麦草的光合色素，不同色素在层析液中的溶解度不同，滤纸条上色素带间距最小的两种色素是叶绿素a和叶绿素b，两者的颜色分别是蓝绿色和黄绿色；当植物所处环境由光照转为黑暗时，光反应生成的 NADPH 和 ATP 减少，故过程① 减弱，短时间内 3-磷酸甘油酸含量升高，生成的核酮糖-1，5 二磷酸减少；据图可知，淀粉、蔗糖合成的反应 发生在叶绿体基质和细胞质基质中，推断反应所需的酶可能分布于细胞中的叶绿体基质和细胞质基质。 （3）酶X可催化 CO2固定，即 CO2与核酮榶-1，5 二磷酸反应形成3-磷酸甘油酸；酶X 在暗处时其活性会受到抑制，在光照条件下活性较高，推测酶X的激活需要光照条件。 （4）葡萄糖到丙酮酸的过程为糖酵解(即过程4)，该过程发生在细胞质基质中，在有氧和无氧条件下都可进行，过程②③④中，释放能量最多的过程为有氧呼吸的第三阶段，即过程③；若乙酰 CA 不能进入过程②线粒体，其在动物体内会转变为酮体，则其过量时会导致酮尿症，故乙酰CoA能进入过程②，减少了酮体的产生和积累，防止酮尿症产生。 3．荔枝在开花期易面临倒春寒现象（气温较低），导致果实产量下降。研究人员开展田间实验，探究一种新型植物生长调节剂（主要成分为1，1—二甲基哌啶嗡氯化物）对低温胁迫下荔枝的伤害性的缓解效应。实验设置4个组，即分别依次喷洒清水、调节剂0.25mL/kg、0.5mL/kg、0.75mL/kg（分别记为CK、A、B和C）。根据天气预报信息，在气温骤降前5天进行叶面喷施，喷施1个月后收集相关数据，部分结果如下表、图所示。回答下列问题： 处理 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 气孔导度（mmol·m-2·s-1） 叶绿素相对含量 CK 11.9 0.082 58.12 A 13.02 0.086 60.33 B 13.85 0.087 61.57 C 12.9 0.091 60.11 注：表中气孔导度是指气孔张开的程度。图中MDA为丙二醛，其含量多少可体现细胞脂膜受到的伤害程度。 (1)与植物激素相比，植物生长调节剂具有 的优点，在农林园艺生产上得到广泛的应用。 (2)分析上表数据，与CK组相比，实验组净光合速率均有所提高，其原因可能有 （答出两点即可）。综合分析上图和上表，0.75mL/kg的该植物生长调节剂不适宜作为在田间生产所推荐使用的浓度，理由是 。 (3)后续实验中，研究人员还统计了各组果实的结实率和总产量，结果显示4组之间几乎没有差异。请为这一现象给出一个合理的假说： 。 (4)如果你是一名荔枝种植户，基于本题的信息，从成本与收益的角度考虑，你会在荔枝开花期使用该植物生长调节剂以应对可能出现的倒春寒带来的影响吗？你的理由是 。 【答案】(1)原料广泛、容易合成、效果稳定 (2) 植物生长调节剂提高叶肉细胞中的叶绿素含量，提高了对光的捕获能力，光合作用增强；植物生长调节剂提高了气孔导度，为光合作用提供了更多的二氧化碳，光合作用暗反应增强 该浓度下，叶片净光合作用不是最强；植物生长调节剂浓度较高，细胞的脂膜受到更多的伤害 (3)低温还减弱了有机物从叶片向果实的运输过程，而该植物生长调节剂不能调节该过程；低温影响了果实的发育过程，而该植物生长调节剂不能调节该过程 (4)不会，该植物生长调节剂的使用不会缓解低温导致的果实产量下降，使用后还会导致生产成本升高 【分析】植物激素是植物体内产生的对植物生长发育有显著作用的微量有机物。植物生长调节剂是人工合成的具有植物激素活性的物质。 净光合速率是指植物光合作用产生的有机物总量减去呼吸作用消耗的有机物总量后的净值。气孔导度反映气孔张开的程度，影响气体交换，进而影响光合作用。叶绿素相对含量影响光合作用的光能吸收。丙二醛（MDA）含量体现细胞脂膜受到的伤害程度。 【详解】（1）与植物激素相比，植物生长调节剂具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点，在农林园艺生产上得到广泛的应用。 （2）分析上表数据，与CK组相比，实验组净光合速率均有所提高，其原因可能有植物生长调节剂提高叶肉细胞中的叶绿素含量，提高了对光的捕获能力，光合作用增强；植物生长调节剂提高了气孔导度，为光合作用提供了更多的二氧化碳，光合作用暗反应增强。综合分析上图和上表，0.75mL/kg 的该植物生长调节剂不适宜作为在田间生产所推荐使用的浓度，该浓度下，叶片净光合作用不是最强；植物生长调节剂浓度较高，细胞的脂膜受到更多的伤害。 （3）根据题干信息，荔枝在开花期易面临倒春寒现象（气温较低），导致果实产量下降，后续实验中，都是在低温环境下的，因此可以推测，低温减弱了有机物从叶片向果实的运输过程，而该植物生长调节剂不能调节该过程；低温影响了果实的发育过程，而该植物生长调节剂不能调节该过程。 （4）不会在荔枝开花期使用该植物生长调节剂，因为该植物生长调节剂的使用不会缓解低温导致的果实产量下降，使用后还会导致生产成本升高。 4．研究表明：相对于动物，植物的细胞呼吸还包括另一条由交替氧化酶（AOX）主导的途径，该呼吸途径可帮助其抵抗强光等逆境，具体过程如图所示，其中iATP 为细胞内ATP，eATP为细胞外ATP。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，常采用的方法是 。从结构上来看，二者都具有 层磷脂双分子层。 (2)据图推测，图1中的光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于 膜上。在暗反应阶段，NADPH参与卡尔文循环时的具体作用是 （答出2点即可）。 (3)强光下，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，并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以 的形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。同时，eATP 通过DORN1  受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降，进一步避免光抑制现象产生，因此强光照射下植物可避免光抑制，该调节过程为 （填“正反馈”或“负反馈”）。 (4)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在 ATP 合酶，eATP 可来源于 （填场所）产生的iATP，据图判断，eATP 最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，理由是 。 (5)光饱和点是指当光照强度上升到某一数值之后，光合作用速率不再继续随着光照强度增强而升高时的光照强度，科研人员测定了不同脱水率对海藻浒苔光合作用速率的影响，实验结果如图2所示。据图2结果分析，在一定范围内，随海藻浒苔脱水率增大，其光饱和点将会 （填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】(1) 差速离心法 双/两/2/二 (2) 类囊体/类囊体薄膜 作为还原剂并提供能量 (3) 热能 负反馈 (4) 细胞质基质、线粒体（细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质） eATP 与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号传导（eATP 与（细胞膜上的）受体结合后能激发与光合作用相关的信号传导） (5)降低 【分析】光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜中，主要包括水的光解、ATP和NADPH的合成过程；暗反应发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原过程。 【详解】（1）由于不同的细胞器的重量不同，因此分离细胞器常采用的方法是差速离心法；叶绿体与线粒体都具有两层膜，一层生物膜等于一层磷脂双分子层，即为2层磷脂双分子层。 （2）分析题图可知，光系统Ⅰ和光系统Ⅱ参与光反应，故光系统Ⅰ和光系统Ⅱ应位于类囊体膜上；在暗反应阶段，NADPH作为还原剂促进C3的还原，并与ATP一起为该过程提供能量。 （3）由图中可知，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NADPH转移出叶绿体，并最终通过AOX呼吸途径将其中大部分能量以热能的形式散失从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤；eATP通过DORN1受体可缓解因交替呼吸抑制引起的光系统反应效率下降，进一步避免光抑制现象产生，因此强光照射下植物可避免光抑制，该调节过程为负反馈。 （4）据图可知，eATP来源于iATP，而细胞内的ATP可由细胞呼吸产生，细胞呼吸发生的场所是细胞质基质、线粒体；据图判断，eATP与细胞膜上的DORN1结合后能激发细胞内与光合作用相关的信号传导，故eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。 （5）光饱和点为达到最大光合速率时的最小光照强度，故据图2结果可知，在一定范围内，随海藻浒苔脱水率增大，其光饱和点（即图中的转折点）将会降低。 5．温度是影响冬小麦产量的一个重要因素。活性氧（ROS）被认为是植物代谢过程中的毒副产品，能引起植物体内脂类、蛋白质及DNA等物质的损伤。低温会造成叶绿体内产生并累积大量ROS。为明确冬小麦返背后各阶段光合生理特性及抗寒机理，科研人员以东农冬麦1号为试验材料，对大田种植返青后不同生长阶段小麦叶片生理特性进行测定分析，结果如表所示（通过测定吸收CO2的速率作为小麦叶片的光合速率）。 阶段 光合速率/μmolCO2·m-2·s-1） 气孔导度/（μmolCO2·m-2·s-1） 胞间CO2浓度/（μL·L-1） 叶绿素含量/（mg·g-1FW） 返青期 7.5 0.15 225 1.72 拔节期 18 0.3 246 2.55 孕穗期 24.8 0.76 252 2.61 抽穗期 25 0.8 255 3.57 开花期 25.2 0.95 262 3.82 灌浆期 23.6 0.82 271 4.21 成熟期 10.1 0.56 283 2.11 (1)返青期，小麦叶片固定CO2的场所是 ，固定的CO2来自 。 (2)除外部环境因素外，影响光合速率的内部因素分为气孔因素和非气孔因素。据表分析，开花期以后，影响光合速率的主要因素为 （填“气孔因素”或“非气孔因素”）。 (3)MDHAR是参与ROS清除的抗坏血酸—谷胱甘肽途径的重要酶促抗氧化剂，研究人员欲探究东农冬麦1号的基因TaMYB4与基因MDHAR在调控拟南芥抗寒性中的作用，将基因TaMYB4转入拟南芥植株，并使其过量表达，实验结果如图所示。    由图可知，基因TaMYB4与基因MDHAR的关系是 。综合上述信息，尝试解释东农冬麦1号抗寒性高的原因： ． 【答案】(1) 叶绿体基质 呼吸作用释放和外界环境中吸收 (2)非气孔因素 (3) TaMYB4表达产物会提高MDHAR的含量 随着温度降低，MDHAR含量升高，清除ROS的能力提高，从而提高植物的抗寒能力 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）小麦叶片固定CO2的过程是 暗反应阶段，场所是叶绿体基质；分析题，过测定吸收CO2的速率作为小麦叶片的光合速率，则表中的光合速率表示净光合速率，返青期净光合速率＞0，表示光合速率＞呼吸速率，固定的CO2来自植物呼吸作用释放和从外界环境吸收的二氧化碳。 （2）分析表格数据可知，开花期以后，该幼苗的气孔导度持续下降，但胞间CO2浓度逐渐上升，由此说明导致该幼苗净光合速率显著下降的主要因素不是气孔因素。 （3）分析题意，本实验目的是探究东农冬麦1号的基因TaMYB4与基因MDHAR在调控拟南芥抗寒性中的作用，实验的自变量是基因TaMYB4的有无，因变量是植物的抗寒能力，据图可知，与野生型拟南芥相比，转基因植株的ROS含量在在不同温度下均有所降低，而MDHAR含量有所增加，据此推测，基因TaMYB4与基因MDHAR的关系是：TaMYB4表达产物会提高MDHAR的含量；东农冬麦1号抗寒性高的原因是：随着温度降低，MDHAR含量升高，清除ROS的能力提高，从而提高植物的抗寒能力。 6．研究表明，植物激素和某些元素在调控烟草产量和质量方面发挥重要作用。 有研究者通过对打顶后烟叶叶面喷施生长素和根部追施钼肥，探讨二者交互对烤烟光合作用和其他代谢等影响 。其实验分组及结果如下表所示： 不同生长素与钼配施条件下的烤烟光合作用参数 处理 叶绿素 类胡萝卜素 净光合速率 气孔导度 胞间CO2浓度 CK（？） 0.81 0.17 16.63 0.21 283.26 T1（施IAA10mg/kg•追肥Mo肥2mg/株） 0.91 0.22 19.65 0.24 257.63 T2（施IAA10mg/kg•追肥Mo肥4mg/株） 0.91 0.20 19.50 0.29 261.20 T3（施IAA20mg/kg•追肥Mo肥2mg/株） 0.98 0.23 22.48 0.26 247.49 T4（施IAA20mg/kg•追肥Mo肥4mg/株） 1.05 0.24 22.85 0.30 209.95 (1)钼是植物必需的 （大量/微量）元素之一，植物缺钼会导致叶片黄化、光合作用降低;打顶是烟草生产过程中普遍采取的一种农艺措施，用以消除 ，调控养分再分配，提高烟叶产量和品质 。 (2)请填写表格中的CK组的处理 。 (3)本研究表明，T1 ~ T4处理不同程度地提高了烟叶净光合速率，特别是 T4 组效果更显著。请结合表中数据和光合作用的过程分析，可能的原因是 。 (4)在以上的实验中，研究者在打顶后喷施 IAA，可以显著提高中、上部烟叶色素的含量，但对下部烟叶没有明显的影响。请结合生长素的作用部位及生理作用推测可能原因是 。 (5)烟青虫、斜纹夜蛾等主要蚕食烟草叶片，对烤烟的经济价值影响较大。近年来在烟草大田释放烟青虫、斜纹夜蛾的捕食性天敌昆虫——蠋蝽，可有效防治虫害。研究者为培育蠋蝽，在室内提供烟草等植物，可以供其刺吸，还可为其提供休憩场所，更重要的是在群体饲养时可提供躲避空间，大大减少自残的比率，从而提高蠋蝽的存活率。以上叙述中涉及的所有种内和种间关系有 ;该防治方法的种类及优点是 。 【答案】(1) 微量 顶端优势 (2)喷施等量清水不追施Mo肥（施IAA0mg/kg，追施Mo肥 0 mg /株） (3)提高叶绿素含量，进而提高净光合速率（或增强光反应）；气孔导度上升，而胞间CO2浓度下降，提高了叶肉细胞对周围CO2的利用效率，有利于干物质的积累（或促进暗反应） (4)下部烟叶已经基本成熟，打顶后IAA并没有对其有生长促进作用（或中上部多为幼嫩细胞，对生长素敏感；下部多为衰老细胞，对生长素比较迟钝） (5) 种内竞争、捕食 、种间竞争、寄生 生物防治，对人类生存环境无污染（具有无公害且对环境友好的特点，达到绿色防治害虫的目的） 【详解】（1）钼是植物生长和发育中必需的微量元素。打顶的主要目的是去除烟草植株的顶端优势，这样可以使养分更多地流向烟草叶片，促进叶片的长宽度增大，鲜烟叶重量也增加。 （2）CK组作为空白对照组，不需要特别处理，应该喷施等量清水不追施Mo肥（施IAA0mg/kg，追施Mo肥 0 mg /株）。 （3）T1 ~ T4处理后叶绿素含量提高，进而提高净光合速率（或增强光反应）；气孔导度上升，而胞间CO2浓度下降，提高了叶肉细胞对周围CO2的利用效率，有利于干物质的积累（或促进暗反应）。 （4）打顶后喷施 IAA，可以显著提高中、上部烟叶色素的含量，但对下部烟叶没有明显的影响，应该是下部烟叶已经基本成熟，打顶后IAA并没有对其有生长促进作用，或者中上部多为幼嫩细胞，对生长素敏感；下部多为衰老细胞，对生长素比较迟钝。 （5）烟青虫和斜纹夜蛾可能会在烟草田中竞争有限的烟草叶片资源，这是种间竞争。各物种种内会存在竞争关系。蠋蝽捕食烟青虫、斜纹夜蛾，存在捕食关系；烟青虫和斜纹夜蛾的生命周期会受到寄生昆虫的影响。因此叙述中涉及的所有种内和种间关系有种内竞争、捕食 、种间竞争、寄生。烟草大田释放烟青虫、斜纹夜蛾的捕食性天敌属于生物防治，对人类生存环境无污染，具有无公害且对环境友好的特点，达到绿色防治害虫的目的。 7．类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发，经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2·s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2·s-1）下培养—周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题：    (1)分离叶绿体的方法是 。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，推测其原因可能是 。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，原因可能是 。 (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有；①纯合体种子为白色；② 。 (5)已知细胞分裂素可以促进叶绿素的合成，纯合突变体中可能存在细胞分裂素的合成缺陷。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中细胞分裂素的含量，但不影响纯合突变体中细胞分裂素的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。 ③预期结果： 。 【答案】(1)差速离心 (2)叶绿素的形成需要光照 (3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求 (4)与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零） (5) 含水量等适宜 叶绿体的大小及数量，取其平均值 B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气，另一部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物在光反应产生的[H]和ATP的作用下被还原，进而合成有机物。 影响植物光合作用的因素有光合色素的含量、光照、水等。 【详解】（1）通过差速离心将叶绿体从各种细胞结构中分离出来，进而可以对叶绿体的结构进行观察。 （2）叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高， （3）在正常光照下（400μmol·m-2·s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。 （4）由图可知，与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零），说明此突变体与类胡萝卜素合成有关， （5）干旱处理能够提高野生型中细胞分裂素的含量，但不影响纯合突变体中细胞分裂素的含量，为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知，该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜，据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在含水量等适宜条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片并制成装片，在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量，取其平均值。 ③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干早处理能够提高野生型中细胞分裂素的含量，但不影响纯合突变体中细胞分裂素的含量，所以预期的结果是：B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。 8．石菖蒲大多生长在湿润环境，在南方溪流广泛分布，其根系可入药。为了研究不同淹水条件对石菖蒲叶片光合作用的影响，研究人员进行了相关实验，得到了表中数据。 处理时间/天 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 叶绿素含摄（mg·g-1） 胞间CO2浓度（μmol·m-1） 对照组 40%淹水处理 80%淹水处理 对照组 40%淹水处理 80%淹水处理 对照组 40%淹水处理 80%淹水处理 0 2.40 2.42 2.45 62.5 62.21 62.02 2.01 2.06 1.96 7 2.45 2.50 1.85 62.1 66.54 57.55 2.00 2.12 1.81 14 2.75 3.85 1.00 63.0 67.62 56.21 1.83 2.20 0.93 21 3.10 3.65 0.52 63.6 68.40 53.43 1.75 2.38 0.45 28 3.00 3.70 0.14 63.2 70.26 51.06 1.68 2.47 0.36 请回答下列问题： (1)将采集到的石菖蒲进行种植，待长势 后进行实验，此过程是为了控制 变量。本实验中叶绿素含量的测定 （填“能”或“不能”）采用纸层析法，叶绿素中的镁以 （填“离子”或“化合态”）形式存在。 (2)石菖蒲叶片光合作用的反应式可表示为： ；从表中数据无法得出石菖蒲生长的最适淹水条件，原因是 。 (3)在0～28天内，80%淹水处理组石菖蒲有机物总量一直在 ；40%淹水处理与80%淹水处理的胞间CO2浓度变化不同，其原因可能是 。 【答案】(1) 良好且相同/相似 无关 不能 化合态 (2) CO2+H2O（CH2O）+O2 缺乏除表中外的其他淹水处理条件的数据 (3) 增加 叶片的气孔开放程度不同，40%淹水处理时的气孔开放度大于80%淹水处理时的气孔开放度 【分析】光合作用的过程： ①光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生H+与O2，最终形成NADPH，以及ATP的形成； ②暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：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C5和糖类等有机物。 【详解】（1）由题意可知，本实验的自变量包括淹水处理时间和不同淹水程度，石菖蒲长势属于无关变量，无关变量应该保持相同且适宜。纸层析法是对色素进行分离的方法，无法对叶绿素含量进行定量分析。叶绿素中的镁以化合态形式存在。 （2）光合作用的反应式：CO2+H2O （CH2O）+O2；从表中数据无法得出石菖蒲生长的最适淹水条件，因为表中只有对照组、40%和80%流水处理数据，缺乏除表中外的其他淹水处理条件的数据。 （3）在0～28天内，80%淹水处理组净光合速率一直大于0，有机物一直在积累，即有机物含量直在增加；40%流水处理组与80%淹水处理组的胞间CO2浓度变化不同，40%淹水处理条件下，叶片光合速率逐渐增大，胞间CO2浓度也增大，此时气孔开放程度大，80%淹水处理条件下，叶片光合速率逐渐减小，胞间CO2浓度也减小，此时气孔开放程度小。 9．光质在植物生长发育过程中有重要的影响，某科研团队用有色薄膜大棚研究了不同光质对西南杨幼苗光合作用等生理过程的影响。下图是白膜、蓝膜、绿膜处理条件下CO2浓度对光合速率的影响，下表是白膜、蓝膜、绿膜处理条件下西南杨幼苗叶片光合色素的含量。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)西南杨幼苗叶片中 上的光合色素吸收光后用于光反应，为暗反应阶段C3还原提供 。 (2)如图所示，西南杨幼苗在 （填“蓝”、“绿”、“白”）膜处理下对自然光的利用率最高，请结合表中数据分析，其原因是 。 (3)某地欲引入一批西南杨移栽在到当地防护林，除上述影响因素外，请提出两个移栽考虑因素 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 NADPH和ATP (2) 蓝 与白膜和绿膜相比较，叶绿素含量和类胡萝卜素含量最高，对光能的吸收、利用最高，净光合速率最高 (3)土壤条件的适应性；病虫害防治 【分析】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。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产物有O2、ATP和NADPH。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。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。 【详解】（1）叶片中类囊体薄膜上的光合色素，吸收光能后用于光反应，为暗反应阶段C3的还原提供NADPH和ATP。 （2）据图可知，西南杨幼苗在蓝膜处理下，与白膜和绿膜相比较，叶绿素含量和类胡萝卜素含量最高，对光能的吸收、利用最高，净光合速率最高，故其对自然光的利用率最高。 （3）若要引入一批西南杨移栽在到当地防护林，除上述影响因素外，还应考虑：一，由于西南杨的生长习性可能对土壤类型、酸碱度、养分含量等有一定的要求，故需要考虑对土壤条件的适应性；二，考虑到西南杨移栽到新地区后可能面临新的病虫害威胁，故需要评估当地是否有相应的病虫害防治措施。 10．植物叶绿体中的淀粉含量在白天和夜晚的变化很大，淀粉作为储能物质，可在夜间光合作用不能进行时，为植物提供充足的能量。如图1为植物细胞中物质的运输与转化过程。温度对光合产物运输也会产生影响，科学家把14CO2供给甘蔗叶片吸收以后，分别置于不同条件下培养，相同时间后测定其光合产物碳水化合物的运输情况，结果如图2.回答下列问题： (1)卡尔文循环发生的场所是 ，为这个循环提供能量的物质是 ，这个能量是通过 （物质）吸收可见光能后转化而来的。 (2)从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用减弱，产生的 减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗的 增多，导致运输速度降低。 (3)在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可用于合成 。研究发现，白天在叶绿体中常见到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。分析这一现象出现的原因可能是 。 【答案】(1) 叶绿体基质 ATP和NADPH 光合色素 (2) ATP 有机物 (3) 淀粉 白天淀粉合成速度大于分解速度，夜晚淀粉分解速度大于合成速度 【分析】由图1可知，光合作用产生的有机物可转化为蔗糖在筛管内运输，由图2可知，随着温度的升高，甘蔗叶中碳水化合物的相对运输速度先增加后减小。 【详解】（1）卡尔文循环是光合作用的暗反应过程，发生的场所是叶绿体基质，为这个循环提供能量的物质是光反应产生的ATP和NADPH，这个能量是通过类囊体薄膜上的光合色素吸收可见光能后转化而来的。 （2）有机物的运输需要消耗细胞呼吸产生的ATP，从图2曲线可以看出，有机物运输的最适温度是在22℃左右。低于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用减弱，产生的ATP减少，导致运输速度降低；高于最适温度，可能的原因是植株呼吸作用增强，消耗的有机物增多，导致细胞运输有机物的速度降低。 （3）由图可知，在白天光合产物磷酸丙糖，除了用于合成蔗糖，还可转化为葡萄糖最终用于合成淀粉。研究发现，白天在叶绿体中常见到大的淀粉粒，而夜晚叶绿体中的淀粉粒则消失，同时发现在夜晚蔗糖的合成速率和白天几乎无差别。说明白天淀粉合成速度大于分解速度，使其叶绿体内存在淀粉粒的积累，而夜晚淀粉分解速度大于合成速度，因此夜晚淀粉粒消失。 11．小麦是我国重要的粮食作物之一，开展小麦高产研究是保证国家粮食安全的重要举措。研究人员为探究磷肥施用量对冬小麦叶片光合性能和产量的影响，将试验田中的小麦分成3组，分别为低磷（P2O575kg/hm2，LP）、中磷（P2O5225kg/hm2，MP）和高磷（P2O5 375kg/hm2，HP）3个处理。三组小麦从旗叶（麦穗下面的第一个叶片）全展时开始，每隔10d测定一次叶片的希尔反应活力和净光合速率（Pn），直至叶片黄枯。实验结果如下图所示，回答下列问题： (1)本实验 （填“属于”或“不属于”）对比实验，小麦从磷肥中吸收的磷元素可用于合成叶绿体中的 （2种小分子有机物），作为反应物参与光合作用的光反应阶段。 (2)希尔反应活力测定通常是在有光照、 的条件下，在离体的叶绿体悬浮液中加入Fe3+后测定O2的释放速率。该过程中Fe3+的作用是： 。 (3)10d后HP和LP组小麦希尔反应活力均低于MP组，经检测是由于HP和LP都会导致旗叶中叶绿素b含量减少，若用纸层析法验证该结论，预期结果是：相比于MP组，HP和LP组 。 (4)图2结果表明HP组小麦的净光合速率最高，但研究人员发现产量却低于MP组，推测原因是旗叶将光合产物输出到秸秆用于营养生长的比例：HP组 （填“＞”“＜”或“＝”）MP组，这提示人们在实际生产中应注意 。 【答案】(1) 属于 ADP、NADP + (2) 无 CO2 作为氧化剂，接受水光解产生的电子 (3)滤纸条最下面的色素带颜色浅、带形窄 (4) > 合理施肥 【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。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，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，随后，一些接受能量并被还原的三碳化合物在酶的作用下，经过一系列反应转化成糖类，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，这些五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。 【详解】（1）本实验两组实验为相互对照，属于对比实验；光合作用的光反应阶段反应物中含有磷 元素的小分子有机物只有ADP、NADP +。 （2）希尔反应只有光反应没有暗反应，因此条件是有光照无 CO2，希尔反应中 Fe3+的作 用是作为氧化剂，接受水光解产生的电子。 （3）绿叶中色素的提取和分离实验中，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素带的宽窄与色素含量相关，分析题意可知，HP 和 LP 组叶绿素 b 含量减少，因此用纸层析法验证该结论，预期结果是黄绿色（滤纸条最下面） 的色素带颜色浅、带形窄。 （4）HP组小麦的净光合速率最高，但产量却低于 MP 组，推测是 HP 组旗叶将光合产物 输出到秸秆用于营养生长的比例增大导致的，这提示人们在生产实际中施肥量高不一定 增加产量，因此应注意合理施肥。 12． 智慧农业通过智能技术可精准调控植物工厂内光照、温度、湿度、和营养液等因素，果蔬生长快、周期短、不受季节影响。但生菜过快生长易引发生理性病害如干烧心，影响叶菜的品质和经济效益。科研人员对生菜干烧心的发生及其防控进行了研究，实验结果如表所示。 项目 甲组 乙组 丙组 丁组 戊组 LED红光：LED蓝光 1:2 2:1 3:2 3:2 3:2 湿度（%） 90 90 90 70 50 叶绿素含量（g•m-2） 0.141 0.155 0.183 0.175 0.180 叶净光合速（μmol•m-2•s-1） 15.85 16.81 19.47 19.52 19.45 新叶钙离子含量（%） 40.41 38.62 25.20 50.66 63.94 干烧心发生率（%） 51.65 58.32 63.91 46.54 25.68 请回答： (1)LED光源为生菜的光合作用提供 。光反应发生的场所在 ，水光解的产物是 ，卡尔文循环为光反应提供的物质有 。若将甲组生菜转移到乙组环境中，持续一段时间，达到新的平衡，此时五碳糖和三碳酸的含量与变化之前相比分别为 、 。 (2)据表分析，与新叶 Ca²⁺含量呈负相关的指标是 。为提高新叶 Ca²⁺含量，采用提高营养液中Ca²⁺含量的措施是否可行? ，理由是 。 (3)降低环境湿度不仅能有效防控生菜干烧心的发生，还能提高生菜的品质，如图所示。    综合分析，干烧心发生率随湿度降低而下降的主要原因是 ，选用 的条件，最有利于提高生菜产量和品质。 【答案】(1) 能量 类囊体膜 O2、H＋、e - ADP、NADP＋(Pi) 升高 升高 (2) 干烧心发生率 不行 营养液渗透压过高易引发生菜渗透失水/植物工厂能精准调控营养液中钙离子浓度/新叶缺钙不是营养液缺钙造成 (3) (湿度降低)气孔导度增大，蒸腾速率提高，引起新叶Ca2+含量升高(干烧心发生率降低) 戊组 【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。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，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，随后，一些接受能量并被还原的三碳化合物在酶的作用下，经过一系列反应转化成糖类，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，这些五碳化合物又可以参与二氧化碳的固定。 【详解】（1）生菜进行光合作用需要光照，其中LED光源为生菜的光合作用提供能量；光合作用包括光反应和暗反应过程，其中光反应发生的场所在叶绿体的类囊体薄膜；水光解的产物是O2、H＋、e -，卡尔文循环为光反应提供的物质有ADP、NADP＋(Pi)；若将甲组生菜转移到乙组环境中，由表可知，乙组的净光合速率升高，达到新的平衡，此时五碳糖和三碳酸的含量与变化之前相比分别为均为升高。 （2）分析表格数据可知，新叶 Ca²⁺含量呈负相关的指标是干烧心发生率（%）；由于营养液渗透压过高易引发生菜渗透失水，且物工厂能精准调控营养液中钙离子浓度等，故采用提高营养液中Ca²⁺含量的措施是不可行。 （3）分析题意，降低环境湿度不仅能有效防控生菜干烧心的发生，还能提高生菜的品质，综合分析，干烧心发生率随湿度降低而下降的主要原因是(湿度降低)气孔导度增大，蒸腾速率提高，引起新叶Ca2+含量升高(干烧心发生率降低)；据图可知，选用戊组的条件，气孔导度和胞间二氧化碳浓度均最高，且维生素C含量最多，最有利于提高生菜产量和品质。 13．光呼吸是植物利用光能，消耗O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因（GLO、CAT、GCL、TSR）导入水稻叶绿体，创设了一条新的光呼吸代谢支路（GCGT支路），如图1虚线所示。回答下列问题： (1)卡尔文循环需要光反应提供能量的物质是 ；图1中能与O2发生反应的物质有 (2)GCGT支路属于 （填“吸能”或“放能”）过程，创设GCGT支路的意义是 。 (3)镍是植物必需的微量元素，H2O2是一种活性氧分子，具有很强的氧化性，其积累会产生大量自由基，对生物体造成不良影响，CAT为过氧化物酶。科研人员探究了硝酸镍对水稻叶片中H2O2含量的影响，实验结果如图2所示： ①图2实验的自变量是 ②图2CK中，水稻叶片细胞的衰老可能与H2O2积累有关，其作用原理是 。 【答案】(1) ATP、NADPH C5、H2O、乙醇酸 (2) 吸能 可将部分碳重新回收进入卡尔文循环，降低光呼吸消耗，从而提高光合速率 (3) 是否经硝酸镍处理、处理时间 H2O2大量积累会产生大量自由基，自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性降低（从而导致水稻叶片细胞衰老） 【分析】光呼吸是植物利用光能，消耗O2并释放CO2的过程。由图可知，光呼吸代谢支路（GCGT支路）可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环，利用于降低光呼吸消耗。 【详解】（1）光反应可以为暗反应提供ATP和NADPH，二者都可以为暗反应提供能量。分析图像可知，能与O2发生反应的物质有C5、H2O、乙醇酸。 （2）GCGT支路的发生需要消耗能量才能进行，因此是吸能反应。由图可知，光呼吸代谢支路（GCGT支路）可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环，会降低光呼吸消耗，从而提高光合速率。 （3）①图1的自变量是横坐标处理时间，以及是否经硝酸镍处理； ②根据题干信息可以分析：H2O2大量积累会产生大量自由基，自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性降低，从而导致水稻叶片细胞衰老。 14．绿色植物叶肉细胞中存在图1所示的光系统I和光系统Ⅱ两个光化学复合物。光系统I主要吸收大于680nm的远红光；光系统Ⅱ主要吸收680nm的红光，对远红光的吸收很小。光系统I和光系统Ⅱ是以串联的方式通过协同作用完成电子从H2O到NADP+的传递，该电子传递链最终驱动ATP的生成。图2表示不同波长的吸收光谱和对应的氧气量子产额（衡量吸收一定光子所生成氧分子的量）    (1)绿色植物叶肉细胞中吸收光能的色素位于 ，“绿叶中色素的提取和分离”实验中分离光合色素的溶液是 。 (2)据图分析，光反应过程中最初电子供体和最终电子受体分别是 ，CF₁和CF0所组成蛋白质复合体的功能是 ；图1中完成的能量转换为：光能→ 能→ 能。 (3)如果单独用红光处理量子产额为0.1单位，单独用远红光处理量子产额为0.02单位，而两种光一起照射氧气量子产额 （填“大于”或“等于”或“小于”）0.12单位，原因是 。 (4)图2中AB段吸收光谱百分比处于上升阶段，而对应的量子产额却逐渐下降，原因是 。 【答案】(1) 类囊体膜 层析液 (2) H2O和NADP+ 催化ATP的合成、转运H+ 电 化学 (3) 大于 光系统I主要吸收远红光，光系统Ⅱ主要吸收红光，两者以串联的方式协同完成电子传递，提高了所吸收光能的利用率 (4)AB段位于红光区，主要驱动光系统Ⅱ，无法形成完整的电子传递链，对所吸收的光能利用率低，水的光解减弱 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）绿色植物叶肉细胞中吸收光能的色素位于类囊体膜上，“绿叶中色素的提取和分离”实验中分离光合色素的溶液是层析液，提取色素的溶液是无水乙醇。 （2）光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP。据图分析可知，光反应过程中最初电子供体是水，最终电子受体分别是NADP+。CF1和CF0所组成蛋白质复合体既可以运输H+，又可作为酶催化ATP的合成，故其作用为催化ATP的合成、转运H+；图1中完成的能量转换为：色素吸收的光能→电能→NADPH和ATP中活跃的化学能。 （3）根据题意可知，光系统I主要吸收远红光，光系统Ⅱ主要吸收红光。如果单独用红光处理量子产额为0.1单位，单独用远红光处理量子产额为0.02单位，而两种光一起照射氧气量子产额大于0.12单位，原因是光系统I（主要吸收远红光）和光系统Ⅱ（主要吸收红光）以串联的方式协同完成电子传递，提高了所吸收光能的利用率。 （4）图2中AB段位于红光区，主要驱动光系统Ⅱ，因而无法形成完整的电子传递链，对所吸收的光能利用率低，水的光解减弱，因此图中吸收光谱百分比处于上升阶段，而对应的量子产额却逐渐下降。 15．为推动造林绿化工程建设，某森林工作站的工作人员以杨柳为对象进行实验，探究不同干旱程度对杨柳叶片中叶绿素合成的影响，实验结果如下表所示。回答下列问题： 含水量 叶绿素总量( mg/g) 叶绿素 a/ 叶绿素b 正常含水量 2.27 3.83 轻度干旱 2.33 3.84 中度干旱 2.06 4.00 重度干旱 1.87 4.18 (1)杨柳进行光合作用时，CO₂的固定发生在 阶段，该阶段发生的能量转化为 。 (2)随着干旱程度的增加，杨柳叶片中的叶绿素总量逐渐 ；相比于叶绿素 a，干旱对叶绿素b的合成影响 (填“更大”或“更小”)，判断依据是 。 (3)当干旱加剧，叶片的大部分气孔也将处于关闭状态，导致CO₂吸收减少，暗反应速率下降，由于暗反应能够为光反应提供 和NADP⁺，所以光反应速率也将下降。 (4)还有研究表明：当干旱加剧时，细胞膜上原先排列整齐的 分子变得紊乱，导致胞内物质向外渗透，同时 (激素)的含量上升，导致植物过早衰老脱叶。 【答案】(1) 暗反应 ATP（和NADPH）中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能 (2) 减小（下降） 更大 随着干旱程度的增加，叶片中叶绿素a/叶绿素b的比值逐渐增大，说明叶绿素b减少的比例更大 (3)ADP，Pi (4) 磷脂 脱落酸 【分析】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。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。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。 【详解】（1）二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，属于光合作用的暗反应阶段，该反应要消耗ATP和NADPH，故发生的能量转化为ATP（和NADPH）中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 （2）据表格可知，随着干旱程度的增加，杨柳叶片中的叶绿素总量逐渐减小。分析表格数据可知，随着干旱程度的增加，叶片中叶绿素总量在减少，叶片中叶绿素a/叶绿素b的比值逐渐增大，说明叶绿素b减少的比例更大。故相比于叶绿素 a，干旱对叶绿素b的合成影响更大。 （3）暗反应能够为光反应提供ADP、Pi、NADP+等，因此暗反应速率下降时，光反应的速率也将下降。 （4）细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子排列而成，干旱加剧时，细胞膜上原先排列整齐的磷脂分子变得紊乱。脱落酸具有促进叶和果实的衰老和脱落的作用，干旱环境诱导植物合成脱落酸的量增加，导致植物过早衰老脱叶。 16．科研团队通过在水稻中过量表达OSA1蛋白，显著提高了水稻的产量，其作用机制如图所示。回答下列问题： (1)据图可知，在保卫细胞和根细胞的细胞膜上都有OSA1蛋白分布，该蛋白质具有 和 两项功能。叶肉细胞也具有OSA1蛋白基因，但叶肉细胞膜上没有OSA1蛋白，此现象的根本原因是 。 (2)保卫细胞容易吸水膨胀造成气孔打开，据图可知其原因是OSA1蛋白受光照诱导后活性提高， 。保卫细胞吸水膨胀对于光合作用的意义是 。 (3)R酶分布的部位是 ，如果根细胞不能表达OSA1蛋白基因，则光合速率会明显降低，据图分析其原因是 。 【答案】(1) 运输/催化 催化/运输 基因表达具有选择性（基因的选择性表达） (2) 保卫细胞通过OSA1蛋白运出H+，促进保卫细胞吸收K+，提高了保卫细胞的渗透压 使气孔打开可以从外界吸收更多的CO2用于光合作用，提高光合作用的速率 (3) 叶绿体基质 根细胞膜缺乏OSA1蛋白造成H+运出细胞减少，则吸收NH4+的速率降低，谷氨酸生成减少，R酶合成减少，导致光合速率降低 【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）从图中可以看出，OSA1蛋白既能运输H+又能催化ATP的水解，所以具有运输和催化功能；叶肉细胞、保卫细胞和根细胞中都含有OSA1蛋白基因，但由于基因的选择性表达，叶肉细胞不表达该基因，所以没有OSA1蛋白。 （2）据图可知，保卫细胞容易吸水膨胀与离子运输有关，保卫细胞通过OSA1蛋白运出H+，促进保卫细胞吸收K+，提高了保卫细胞的渗透压，所以保卫细胞吸水膨胀；保卫细胞吸水膨胀，气孔开启以后，可从外界吸收更多的CO2用于光合作用，提高光合作用的速率。 （3）从图中可以看出，R酶催化的过程是CO2的固定，所以该酶分布于叶绿体基质；如果根细胞不能表达OSA1蛋白基因造成H+运出细胞减少，则吸收NH4+的速率降低，谷氨酸生成减少，R酶的合成量减少，从而导致光合速率降低。 17．γ-氨基丁酸（GABA）可作为信号传导物质调控农作物的抗逆境响应。为研究干旱胁迫下GABA对玉米幼苗光合系统及其他生理反应的响应，研究人员将玉米幼苗设为空白对照组（CK）、GABA处理组（G）、干旱处理组（D）、干旱+GABA处理组（DG），检测不同干旱胁迫条件下叶片的生理指标，结果如下图所示。回答下列问题：        注：SPAD数值反映叶绿素的含量。 (1)叶绿素主要吸收 光；若要提取各处理组玉米叶片中的叶绿素，常利用 试剂进行提取。 (2)该实验的对照组是 。干旱胁迫降低了玉米幼苗的净光合速率，有机物的积累速率 。GABA可缓解干旱条件下玉米幼苗出现的净光合速率下降现象，其主要原因是 。 (3)为进一步探究GABA对玉米幼苗抗逆境响应的调控机制，研究人员分别检测了不同实验组幼苗的超氧化物歧化酶（SOD，能歧化两个超氧自由基O2-成为H2O2和O2）和过氧化氢酶（CAT）的活力，以及细胞内丙二醛（MDA，膜脂过氧化的产物）的含量变化。实验结果显示 ，这说明GABA可提高玉米幼苗中SOD和CAT的活性，并降低干旱胁迫条件下膜脂的氧化损伤。请结合上述信息推测，GABA降低干旱胁迫条件下膜脂氧化损伤的具体机制是 。 【答案】(1) 蓝紫光和红 无水乙醇 (2) CK组、G组和D组 降低 GABA提高了干旱条件下玉米幼苗的气孔导度和叶绿素含量，光合作用的光反应和暗反应速率均提高（或下降幅度小） (3) SOD和CAT的活性：G组高于CK组，DG组高于D组；MDA含量：D组高于CK组，DG组低于D组 GABA提高SOD和CAT的活性，使超氧自由基O2-转化为H2O2，再转化为H2O和O2，减少自由基对膜脂的氧化损伤 【分析】二氧化碳和光照强度会影响光合作用程度，叶片中的气孔导度会影响叶片对二氧化碳的吸收量进而影响光合作用程度，光合色素含量会影响叶绿体对光能的利用率。 【详解】（1）叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光；利用光合色素易溶于有机溶剂的原理，常用无水乙醇提取光合色素。 （2）实验目的是研究干旱胁迫下GABA对玉米幼苗光合系统及其他生理反应的响应，则实验组为在干旱条件下添加GABA，因此本实验的对照组为CK组作为空白对照，G组观察在没有干旱环境下添加GABA的相关数值，D组观察在干旱环境中没有添加GABA的相关数值，三组均为对照组；净光合速率可用二氧化碳吸收速率、氧气释放速率和有机物积累速率表示，因此净光合速率下降，有机物积累速率也会下降；根据实验结果可知，干旱条件下气孔导度下降，叶绿素含量下降，在干旱环境下添加GABA，气孔导度有所上升，叶绿素含量也有所增加，因此GABA可缓解干旱条件下玉米幼苗出现的净光合速率下降现象，其主要原因是GABA提高了干旱条件下玉米幼苗的气孔导度和叶绿素含量，光合作用的光反应和暗反应速率均提高。 （3）因GABA可提高玉米幼苗中SOD和CAT的活性，因此CK组和G组相比较，在正常条件下，G组添加了GABA，则G组的SOD和CAT活性均高于CK组，D组和DC组，在干旱条件下，DC组添加了GABA，则DC组SOD和CAT活性均高于D组；GABA还可降低干旱胁迫条件下膜脂的氧化损伤，说明干旱条件会导致膜脂的氧化损伤，则D组MDA高于CK组，DC组MAD高于CK组，低于D组；SOD能歧化两个超氧自由基O2-成为H2O2和O2，CAT可催化H2O2分解为H2O和O2，通过SOD和CAT两种酶能减少细胞中超氧自由基O2-的含量，进而降低自由基对膜脂的氧化损伤，因此GABA降低干旱胁迫条件下膜脂氧化损伤的具体机制是GABA提高SOD和CAT的活性，使超氧自由基O2-转化为H2O2，再转化为H2O和O2，减少自由基对膜脂的氧化损伤。 18．光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能完成一定功能，包括光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSII）.光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后，电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态，以驱动水的裂解并释放出氧气，同时产生的电子和H+最终用于NADPH和ATP的合成，驱动光合作用的暗反应。相关过程如下图甲所示。    (1)图甲中的光系统Ⅰ和Ⅱ位于 ① ，纸层析法分离细胞色素复合体中的光合色素的原理是 ②。 (2)据图文中的信息可知，光反应中最初的电子供体是 ，最终的电子受体是 ；参与NADPH合成过程的是 （填“PSI”或“PSII”），在光反应过程中生成的 将为三碳化合物的还原提供能量。 (3)光抑制是指光照强度超过植物光合作用所能利用的限度而使光合效率下降的现象，包括PSⅡ光抑制（指标为Fv/Fm下降）和PSI光抑制（指标为△I/Io下降）.研究人员在4℃低温条件下利用不同光照强度的过剩光照处理黄瓜叶片，检测低温条件下光抑制对PSI和PSⅡ的影响，结果如图乙所示.分析数据，你的结论是 。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散的快，溶解度低的扩散的慢新增答案空 (2) H2O NADPH PSI ATP、NADPH (3)在相同的光照强度下，低温条件下对光系统Ⅰ（PSⅠ）的抑制效果显著大于光系统Ⅱ（PSⅡ），且光照强度大于100μmol•m-2•s-1时，随着光照强度的增加，对光系统Ⅱ（PSⅡ）的抑制作用逐渐增加 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光版应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能、传递光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另-部分光能用于合成ATP；暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）图甲中的光系统Ⅰ和Ⅱ属于光合色素的组成部分，位于叶绿体的类囊体薄膜上；分离细胞色素复合体中的色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散的快，溶解度低的扩散的慢。 （2）由图可知，光反应中水在光下分解为H+、O2和e-，e-经传递最终与H+和NADP+结合生成NADPH，因此，光反应中最初的电子供体是H2O，最终的电子受体是NADPH；如图，参与NADPH合成过程的是PSI；在光反应过程中生成的ATP和NADPH将参与暗反应的三碳化合物的还原过程，为三碳化合物的还原提供能量。 （3）由图可知，研究人员在4℃低温条件下利用不同光照强度的过剩光照处理黄瓜叶片，在相同的光照强度下，低温条件下对光系统Ⅰ（PSⅠ）的抑制效果显著大于光系统Ⅱ（PSⅡ），且光照强度大于100μmol•m-2•s-1时，随着光照强度的增加，对光系统Ⅱ（PSⅡ）的抑制作用逐渐增加。 19．小麦属于C3植物，通过卡尔文循环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物，碳的固定多了C4途径，其光合作用由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成（如图1），且叶肉细胞中的PEP羧化酶比维管束鞘细胞中的Rubisco对CO2有更强的亲和力。图2为玉米与小麦的光合速率与环境CO2体积分数的关系曲线。图3是在温度和CO2浓度等其他因素均适宜的条件下测定的玉米叶和小麦叶的总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）与光照强度的关系曲线，同时测定了小麦和玉米叶片的氧气释放速率的相对量，结果如表（+多表示量多）。请回答下列问题：    光照强度 a b c d e f 小麦 氧气释放速率 ++ ++++ ++++++ ++++ ++ + 玉米 氧气释放速率 + ++ +++++ +++++ ++++ ++++ (1)若要研究玉米叶片中色素种类及相对含量，在提取色素时，为防止叶绿素被破坏，可以加入 ：利用纸层析法分离色素时，与叶绿素相比，类胡萝卜素在滤纸条上扩散速率更快，原因是 。 (2)玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行暗反应，推测其可能缺少的结构是 。图1中C3的还原需要光反应提供的物质是 。 (3)为验证小麦光合作用产生的O2来自于水，可利用同位素18O标记法进行研究，最终光合产物 （填“能”或“不能”）检测出放射性。 (4)图2中，最可能表示小麦光合速率的是曲线 ，判断依据 。 (5)分析图3可知， 更适合在较强光下种植；结合图3和表1，当光照强度为d时，玉米叶的总光合速率 （填“大于”、“等于”或“小于”）小麦叶的总光合速率。 (6)结合题中信息分析，与小麦相比，玉米更适应高温、干旱环境的原因是 。 【答案】(1) CaCO3 类胡萝卜素在层析液中的溶解度大于叶绿素 (2) 叶绿体基粒/类囊体 ATP和 NADPH (3)不能 (4) B 低浓度 CO2条件下小麦光合速率低于玉米(小麦净光合速率为0时，需要的CO2浓度大于玉米) (5) 玉米 大于 (6)高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低；玉米含有PEP羧化酶，可以固定低浓度的 CO2正常进行暗反应(或高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低；玉米通过C4途径，可以利用低浓度CO2进行光合作用) 【分析】1、色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。 2、药品的作用：二氧化硅、碳酸钙和丙酮。前两种是粉末状药品，各加少许，后者是有机溶剂，研磨时加约5mL二氧化硅的作用是使研磨更加充分、迅速；碳酸钙的作用是保护叶绿素不分解；丙酮用来溶解提取叶绿体中的色素。 【详解】（1）在提取色素时，加入CaCO3可防止叶绿素被破坏，利用纸层析法分离色素时，由于类胡萝卜素在层析液中的溶解度大于叶绿素，在滤纸条上扩散速率更快。 （2）叶绿体基粒（或类囊体）有捕获光能的色素，玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行暗反应，推测其可能缺少的结构是叶绿体基粒（或类囊体），图1中C3的还原需要光反应提供ATP和 NADPH。 （3）由于18O无放射性，验证小麦光合作用产生的O2来自于水的实验中，利用同位素18O标记法进行研究时，最终光合产物不能检测出放射性。 （4）小麦属于C3植物，玉米是C4植物，低浓度 CO2条件下小麦光合速率低于玉米（或小麦净光合速率为0时，需要的CO2浓度大于玉米），故曲线B是小麦光合速率的曲线。 （5）玉米是C4植物，分析图3可知，光照强度较高时，玉米对应的总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）较大，故玉米更适合在较强光下种植。当光照强度为d时，玉米叶和小麦叶的总光合速率与呼吸速率的比值相等，玉米的氧气释放速率较高，则玉米叶的总光合速率大于小麦叶的总光合速率。 （6）高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低；玉米含有PEP羧化酶，可以固定低浓度的CO2正常进行暗反应(或高温、干旱条件下，气孔部分关闭，叶片内CO2浓度低；玉米通过C4途径，可以利用低浓度CO2进行光合作用)，玉米更适应高温、干旱环境。 20．近年来，以漂浮种群出现的铜藻金潮频繁爆发，对海洋生态系统造成巨大的负面影响。金潮爆发时，藻体于海水表面漂浮会接受更高的光强，但铜藻应对强光胁迫的光合响应机制尚不明确。为研究该机制，实验小组设置低强光（460μmol·m-2·s-1）、中强光（920μmol·m-2·s-1）、高强光（1380μmol·m-2·s-1）3个强光水平，研究强光处理和弱光恢复过程中铜藻 Fv/Fm（表示光合色素对光能的转化效率）随时间的变化和类胡萝卜素（具有活性氧ROS 清除作用的抗氧化剂）含量的变化，发现3 个强光水平的实验组中 Fv/Fm均比正常光照情况下的对照组低。结果如图1和图2所示。    请回答下列问题： (1)铜藻细胞内的类胡萝卜素分布在 ，类胡萝卜素主要吸收的光为 ，光反应转化光能合成 和NADPH，NADPH为暗反应中C3的还原过程提供 。 (2)强光下植物光合速率下降的现象称为“光抑制现象”，产生光抑制的主要原因是强光下叶片吸收的光能过剩，会破坏叶绿体的结构，且植物吸收的光能超过光合作用所需，会产生过多的活性氧，导致植物死亡。试结合实验结果分析，铜藻应对强光胁迫的机制为① ；② 。 (3)铜藻应对强光胁迫存在自身的调节机制，能减缓“光抑制现象”的产生。请你设计实验判断强光是否对铜藻的叶绿体产生破坏作用，写出简单的实验设计思路： 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 蓝紫光 ATP 能量和还原剂 (2) 降低光能的转化效率，减少强光被利用的比例，从而防止光能过剩破坏叶绿体 增加类胡萝卜素的含量，从而及时清除 ROS，避免植物死亡 (3)将强光处理的铜藻恢复正常光照，一段时间后检测其 Fv/Fm值能否上升到正常水平（或将生长状况相同的铜藻均分成两组，一组给予正常光照，一组进行强光处理，一段时间后，观察比较两组叶绿体的类囊体膜、基粒片层的结构等有无差异） 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。 光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。 【详解】（1）类胡萝卜素作为一种光合色素，主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上，主要吸收蓝紫光。光反应可以将光能转化合成为ATP和NADPH，其中NADPH为C3的还原提供能量和还原剂。 （2）依据题干信息可知，胡萝卜素是具有活性氧ROS 清除作用的抗氧化剂，强光下叶片吸收的光能过剩，会破坏叶绿体的结构，且植物吸收的光能超过光合作用所需，会产生过多的活性氧，导致植物死亡，结合图示信息可知：铜藻对强光胁迫的机制为：①结合图1可知，铜藻可以降低光能的转化效率（Fv/Fm），减少强光被利用的比例，从而防止光能过剩破坏叶绿体；②结合图2可知，铜藻还可以在强光下还增加类胡萝卜素的含量，从而及时清除 ROS，避免植物死亡。 （3）结合题干信息可知，实验的目的是探究强光是否对铜藻的叶绿体产生破坏作用，所以其自变量为是否经过强光处理，因变量为 Fv/Fm。故实验设计思路为：将强光处理的铜藻恢复正常光照（自身前后对照），一段时间后检测其 Fv/Fm值能否上升到正常水平（或将生长状况相同的铜藻均分成两组，一组给予正常光照，一组进行强光处理，一段时间后，观察比较两组叶绿体的类囊体膜、基粒片层的结构等有无差异）。 21．1937年，植物学家希尔发现，向离体叶绿体的悬浮液（有H2O无CO2）中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下这些叶绿体可以释放氧气，这就是著名的希尔反应。图1表示叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列相关问题： (1)图1所示膜结构为 ，暗反应发生在 （填“A”或“B”）侧基质中。 (2)据图1分析，希尔反应体系中需要加入铁盐等氧化剂，原因是 。 (3)农作物栽培遇到35℃及以上高温并伴有强光辐射的天气，会出现减产。 ①为研究亚高温、高光强对番茄光合作用的影响，研究者将番茄植株在适宜温度、适宜光照条件下（CK）和亚高温、高光强条件下（HH）各培养5天后，测定相关数据如下表。 组别 温度 光照强度/（μmol·m-2·s-1） 净光合速率/（μmol·m-2·s-1） 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 叶肉胞间CO2浓度/ppm Rubisco酶活性/（U·mL-1） CK 25℃ 500 12.1 114.2 308 189 HH 35℃ 1000 1.8 31.2 448 61 相较于CK组， 可能是HH组暗反应速率下降的主要原因；试从CO2来源和去向角度分析HH组叶肉胞间CO2浓度相对较高的原因： 。 ②进一步研究发现在亚高温、高光强下，过剩的光能可使D1蛋白（图1中PSⅡ的重要组成部分）被破坏，然而植物可以通过降解被破坏的D1蛋白并重新合成D1蛋白，在一定程度上维持PSⅡ的结构，以适应亚高温、高光强逆境。研究者用番茄植株对D1蛋白与植物应对亚高温、高光强逆境的关系进行了如下探究，结果如图2所示（Pn表示净光合速率），1组：适宜温度、适宜光照条件下（CK）培养番茄植株；2组：亚高温、高光强条件下（HH）培养番茄植株；3组：适量的SM（SM可抑制D1蛋白的合成）处理番茄植株并在亚高温、高光强（HH）下培养。请在图2中画出2组的曲线趋势图 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 A (2)反应体系中没有CO2，不能进行暗反应，不能产生NADP＋，加入的铁盐等氧化剂可代替NADP＋接受光反应阶段产生的电子 (3) 高温使Rubisco酶活性降低 单位时间内，HH组叶片细胞呼吸作用产生的CO2及通过气孔从外界吸收的CO₂之和与叶肉细胞光合作用固定的CO₂的差值更大    【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）图示膜结构能发生水的光解，表示类囊体薄膜；暗反应的场所是叶绿体基质，需要NADPH和ATP参与，结合图示可知，该场所对应图中的A侧。 （2）希尔发现，向离体叶绿体的悬浮液（有H2O无CO2）中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下这些叶绿体可以释放氧气，这就是著名的希尔反应，结合图可知，反应体系中没有CO2，不能进行暗反应，不能产生NADP＋，加入的铁盐等氧化剂可代替NADP＋接受光反应阶段产生的电子，故希尔反应体系中需要加入铁盐等氧化剂。 （3）①为研究亚高温高光强对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示，与对照组相比，亚高温高光组净光合速率、气孔导度、Rubisco活性都下降，但胞间CO2浓度却上升，据此可知亚高温高光强条件下净光合速率的下降主要原因是：Rubisco酶活性的下降导致；HH组叶肉胞间CO2浓度相对较高的原因：单位时间内，HH组叶片细胞呼吸作用产生的CO2及通过气孔从外界吸收的CO₂之和与叶肉细胞光合作用固定的CO₂的差值更大。 ②分析题意可知，在亚高温、高光强下，过剩的光能可使D1蛋白（图1中PSⅡ的重要组成部分）被破坏，然而植物可以通过降解被破坏的D1蛋白并重新合成D1蛋白，在一定程度上维持PSⅡ的结构，以适应亚高温、高光强逆境，1组的处理同（2）中的 CK，在常温、适宜光照下培养，为对照组；3组用适量的可抑制D1蛋白合成的SM处理番茄植株并在亚高温高光强（HH）下培养，由此可知2组番茄植株不需要用SM处理并在亚高温高光强（HH）下培养。1组、2组的番茄植株均能正常合成D1蛋白，3组的番茄植株D1蛋白的合成受到抑制，则可绘制图形如下： 22．气孔是由保卫细胞以及孔隙所组成的结构，是植物与外界进行气体交换的门户，影响着植物的光合作用、蒸腾作用等。保卫细胞吸水时气孔开放，失水时气孔关闭，气孔开闭与以下几种调节机制有关。回答下列问题： (1)研究发现，蓝光可作为诱导信号促进保卫细胞逆浓度吸收K⁺， (填“增大”或“降低”)细胞液的渗透压，导致气孔开放。该过程是利用细胞膜 的功能来实现。 (2)植物在感受到叶肉细胞间隙中CO₂ 浓度变化时，能够通过打开和关闭气孔调节气体交换。这一过程中涉及到多种蛋白激酶(MPK4/MPK12、HT1 以及CBCl 等)，通过蛋白质的磷酸化或去磷酸化来调节气孔的开闭机制如下图： ①上图中,MPK4/MPK12 对低浓度 CO₂ (填“敏感”或“不敏感”),HTl 激活下游的负调控蛋白激酶 CBCl 磷酸化，抑制了气孔关闭机制，使保卫细胞 ，气孔打开。 ②高浓度 CO₂时生成HCO₃,可触发 MPK4/MPK12 与 HT1 结合并相互作用,从而激发 ，致使气孔关闭。 (3)干旱环境中脱落酸(ABA)导致植物气孔关闭的原理是：脱落酸能促进离子流出保卫细胞，降低其细胞液渗透压而使气孔关闭。为验证某植物在干旱环境中气孔关闭是由 ABA 导致而非缺水直接引起的，科研小组仅以该植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)为实验材料进行如下实验，完善实验思路： ①将ABA缺失突变体植株分成两组，分别在正常和干旱条件下处理一段时间，测定两组气孔开度； ② 。 (4)为进一步验证气孔开度减小是由 ABA 引起的，该科研小组研究 ABA 作用的相关机制，如下图所示。据图分析，完善 ABA 导致气孔开放度降低的机制：ABA 与ABA受体结合后，一方面产生细胞内信号分子，信号分子促进胞内K⁺从细胞质基质流出，使液泡中Ca²⁺流入细胞质基质；另一方面 ，导致保卫细胞的渗透压下降，保卫细胞失水、气孔关闭。 【答案】(1) 增大 控制物质进出 (2) 不敏感 吸水 (蛋白激酶)CBC1的去磷酸化 (3)将干旱条件下处理的植株分为两组，分别用等量的 ABA 和蒸馏水(或清水)处理，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定两组的气孔开度 (4)ABA 促进Ca2+内流，使细胞质基质中 Ca2+浓度增加，进而抑制 K+内流，并促进Cl+外流 【分析】植物激素是由植物体内产生，对植物生长发育具有显著影响微量有机物。脱落酸（ABA）合成部位在根冠、萎蔫的叶片，作用是抑制细胞分裂，促进花和果实的衰老和脱落。 【详解】（1）研究发现，蓝光可作为诱导信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+，增大细胞液的渗透压，导致气孔开放。该过程体现了细胞膜控制物质进出的功能来实现。 （2）①图1中，MPK4/MPK12对低浓度CO2不敏感，HT1激活下游的负调控蛋白激酶CBC1的磷酸化，抑制了导致气孔关闭的机制，使保卫细胞吸水，气孔打开。 ②高浓度CO2在碳酸酐酶（CA）的作用下生成HCO3-，可触发MPK4/MPK12与HT1结合并相互作用，从而促进蛋白激酶CBC1的去磷酸化，致使气孔关闭。 （3）要验证干旱条件下气孔开度减小不是缺水直接引起的，而是由ABA引起的，可取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，故实验思路为：①将ABA缺失突变体植株分成两组，分别在正常和干旱条件下处理一段时间，测定两组气孔开度；②将干旱条件下处理的植株分为两组，分别用等量的 ABA 和蒸馏水(或清水)处理，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定两组的气孔开度。 （4）为进一步验证气孔开度减小是由 ABA 引起的，据图2分析可知，ABA 与ABA受体结合后，一方面产生细胞内信号分子，信号分子促进胞内K+从细胞质基质流出，使液泡中Ca2+流入细胞质基质；另一方面ABA 促进Ca2+内流，使细胞质基质中 Ca2+浓度增加，进而抑制 K+内流，并促进Cl+外流，导致保卫细胞的渗透压下降，保卫细胞失水、气孔关闭。 23．昼夜温差是由白天温度的最高值和夜间温度的最低值之差决定的。为研究正、负昼夜温差对果实膨大期番茄光合作用的影响，在人工气候室内设置5个昼夜温差水平，即-78℃（77℃/34℃）、-5℃、73℃/7℃、6℃（85℃/85℃）、+5℃（37℃/3℃）、+78℃（34℃/7℃），结果如下表所示（气孔导度表示气孔张开的程度，各数据的单位不作要求）。 请回答下列问题： 项目 昼夜温差处理（℃） -78 -5 6 +5 +78 净光合速率 7. 86 8. 38 3. 45 4. 34 5. 77 叶片气孔导度 6. 75 6. 77 6. 86 6. 84 6. 88 叶绿素a含量 7. 73 7. 88 7. 87 8. 86 8. 67 叶绿素b含量 6. 48 6. 54 6. 73 6. 87 6. 88 (1)温度主要通过影响 来影响植物代谢活动。叶片气孔导度的大小、叶绿素含量分别通过直接影响 、 来影响番茄的光合速率。 (2)实验以零昼夜温差为对照，在日平均温度 （填“相等”或“不等”）的情况下设置昼夜温差。由上表分析，若要进一步确定最有利于有机物积累的昼夜温差，接下来的操作应该是 。 (3)与昼夜温差为+5℃条件下的净光合速率相比，昼夜温差为+78℃条件下的净光合速率较低，原因是 。 【答案】(1) 酶的活性 二氧化碳的吸收（或暗反应） 光能的吸收和转化（或光反应） (2) 相等 在昼夜温差为6~+78℃的范围内，缩小温度梯度重复实验 (3)高昼温条件下，叶片气孔导度、叶绿素含量均下降，导致光合速率下降（或昼温较高引起呼吸速率升高） 【分析】1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】（1）酶的活性受温度、pH等外界条件的影响，温度主要通过影响酶的活性来影响植物代谢活动；叶片气孔导度的大小直接影响胞间二氧化碳浓度的高低，进而影响了暗反应的进行； 叶绿素能吸收、传递和转化光能，叶绿素的含量多少直接影响光的吸收量，进而影响光合作用的光反应过程，最终影响了番茄的光合速率。 （2）本实验以零昼夜温差为对照，日平均温度为无关变量，故应在日平均温度相等的情况下设置昼夜温差。上表结果显示，在昼夜温差为6~+78℃的范围内，净光合速率出现了最大值，因此为进一步确定最有利于有机物积累的昼夜温差，应该是在昼夜温差为6~+78℃的范围内，缩小温度梯度重复实验，通过实验结果找到合适的昼夜温差。 （3）由上表分析，与昼夜温差为+5℃条件下的净光合速率相比，昼夜温差为+78℃条件下的净光合速率较低，是因为该条件下叶绿素a、b的含量低，光能吸收较少，产生的NADPH、ATP少，且叶片的气孔导度小，吸收的二氧化碳浓度少，因此，净光合速率较低。 24．现代城市规模巨大，人口众多，绿色蔬菜如何才能够满足巨大的需求量？“植物工厂”便能很好地解决这一问题。 (1)“植物工厂”通常进行24h补光。通常，“植物工厂”的补光灯采用 两种针对性可见光，且其灯数对应比例为 （一盏灯只有一种颜色光）。 (2)无土培养和24h补光均是“植物工厂”常见的措施。请结合所学生物学知识，分别说明其优 。 (3)光呼吸会发生于所有进行进行光合作用的细胞，其简要生理活动转化示意图如下： 表示光呼吸的是 （填序号）；根据上图可知，细胞进行光呼吸可以 过量的ATP和[H]对生物膜系统的伤害，从而保护细胞。并根据上述信息为“光呼吸”下定义 。 (4)下面是一段“光呼吸”的陈述文字，请指出其中的两处错误。Rubisco酶是植物进行光呼吸所必须的一种酶，也是一种存在于叶绿体中的双功能酶，可以催化羧化（C5＋CO2→2C3）和加氧反应（C5＋O2→C3＋C2）。但其催化反应方向取决于CO2/O2物质的量比值。当“植物工厂”关灯或者降低CO2供应量时，植物进入光呼吸阶段，加氧反应增强。Rubisco酶的催化产物磷酸乙醇酸（C2）与水反应后生成Pi和乙醇酸，借助载体蛋白进行协助扩散进入过氧化物酶体中进行下一步反应。错误1： ；错误2： 。 【答案】(1) 红光、蓝紫光 红光和蓝光的比例通常为3:1 (2)无土培养通过使用营养液代替土壤，避免了土壤中的病害和虫害，同时可以精确控制营养成分，提高植物的生长速度和产量。24h补光通过人工光源提供持续的光照，延长了植物的光合作用时间，提高了光合作用效率，从而促进植物的快速生长和高产。 (3) ② 减轻 当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸 (4) 光呼吸是在光照条件下进行的，当“植物工厂”关灯时，植物不会进行光呼吸。 Rubisco酶的催化产物是磷酸乙醇酸(C2)，但其与水反应后生成的是乙醇酸，而不是Pi和乙醇酸。 【分析】根据题意分析，植物的Rubisco酶具有两方面的作用：当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，生成C3，C3在ATP和[H]的作用下完成光合作用；当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。 【详解】（1）绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光，植物工厂一般通过提供红光或蓝紫光来进行人工补光，植物光合作用主要依赖于红光和蓝光。红光（波长约600-700nm）和蓝光（波长约400-500nm）是植物光合作用的主要光谱。红光有助于促进植物的生长和开花，而蓝光有助于促进植物的叶片生长和光合作用效率。根据研究，红光和蓝光的最佳比例通常为3:1，这样可以最大限度地提高植物的光合作用效率和生长速度。因此，“植物工厂”通常采用红光和蓝光的补光灯，并且灯数的比例为3:1。 （2）无土培养通过使用营养液代替土壤，避免了土壤中的病害和虫害，同时可以精确控制营养成分，提高植物的生长速度和产量。24h补光通过人工光源提供持续的光照，延长了植物的光合作用时间，提高了光合作用效率，从而促进植物的快速生长和高产。 （3） 光呼吸是指在光照条件下，Rubisco酶催化氧气与C5化合物反应，产生C3和C2化合物的过程。根据图示，②表示光呼吸过程。光呼吸可以消耗过量的ATP和[H]，减轻对生物膜系统的伤害，从而保护细胞。当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。 （4）错误1：光呼吸是在光照条件下进行的，当“植物工厂”关灯时，植物不会进行光呼吸。 错误2：Rubisco酶的催化产物是磷酸乙醇酸(C2)，但其与水反应后生成的是乙醇酸，而不是Pi和乙醇酸。 25．青蒜苗是广受欢迎的蔬菜。研究人员为给青蒜苗的生产和经济效益提供理论依据，探究了不同光质组合处理下青蒜苗生长及生理生化特性的变化情况，相关实验结果如表所示，其中第1组为对照组。回答下列问题： 组别 不同光质组合处理 叶绿素相对含量 气孔导度 净光合速率 （单位略） （单位略） 1 12h白光+12h黑暗 56 9.6 0.5 2 6h白光+6h红光+12h黑暗 55.75 12.6 1.84 3 6h白光+6h蓝光+12h黑暗 56.62 13.2 1.89 4 6h白光+6h（红光+蓝光）+12h黑暗 55.81 14.8 2.02 (1)①为研究不同的光质组合对光合色素的影响，可使用 来提取蔬菜叶片中的光合色素。 ②光合色素可以将吸收的红光和蓝紫光转化为 中的化学能，进而被暗反应所使用，从而影响蔬菜的光合作用。 (2)据表分析，不同光质对青蒜苗净光合速率的影响主要是通过影响 （填表中指标）来实现的，依据是 。 (3)研究人员进一步测定了相应光质组合下Rubisco（参与CO2固定的酶）活性，结果如下图所示。结合表中数据和图中信息分析，不同光质组合处理青蒜苗后，青蒜苗的净光合速率提升幅度均较高的原因是 （答出2点）。 (4)若要提高青蒜苗的产量，据表分析，最有利于青蒜苗生长的光质组合为 。 【答案】(1) 无水乙醇 ATP和NADPH (2) 气孔导度 不同光质组合处理下，叶绿素相对含量变化幅度不明显，但气孔导度变化幅度较大 (3)不同光质组合处理青蒜苗后，气孔导度均高于第1组，使青蒜苗吸收更多的CO2；Rubisco活性均高于第1组，有利于CO2的固定，使暗反应速率加快 (4)6h白光+6h（红光+蓝光）+12h黑暗（或第4组） 【分析】影响光合作用的环境因素： 1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。 2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 【详解】（1）①光合色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素。 ②光合色素可以将吸收的红光和蓝紫光转化为ATP和NADPH中的化学能，ATP和NADPH参与暗反应中的C3的还原，从而影响蔬菜的光合作用。 （2）不同光质组合处理下，叶绿素相对含量变化幅度不明显，但气孔导度变化幅度较大，因此不同光质对青蒜苗净光合速率的影响主要是通过影响气孔导度来实现的。 （3）由表格内容可知，不同光质组合处理青蒜苗后，气孔导度均高于第1组，使青蒜苗吸收更多的CO2，由柱状图可知，不同光质组合处理青蒜苗后，Rubisco活性均高于第1组，有利于CO2的固定，使暗反应速率加快，因此青蒜苗的净光合速率提升幅度均较高。 （4）由表格内容可知，当光质组合为6h白光+6h（红光+蓝光）+12h黑暗时，青蒜苗的净光合速率最大，最有利于青蒜苗生长。 26．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，该途径对植物抵抗强光等逆境具有重要的生理学意义。下图1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。请回答下列问题。 (1)若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 （答1种即可），叶肉细胞中叶绿素主要吸收 。暗反应阶段，NADPH的作用是 。 (2)图中所示的光系统I和光系统II应位于叶绿体的 （结构）上。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，并最终通过AOX的作用，将其中大部分能量以 形式散失，从而有效缓解强光对植物细胞内光系统的损伤。 (3)目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶，表明eATP来源于 产生的iATP。据图判断，eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用，其判断依据是 。 (4)为探究eATP对植物光系统反应效率的影响及其作用机制，研究者以野生型（WT）拟南芥和eATP受体缺失突变体（dorn-1）拟南芥为实验材料，利用交替呼吸抑制剂（SHAM）进行实验，结果如图2所示。 ①据图2分析，在WT叶片中，SHAM处理能够引起实际光系统反应效率 ，对WT叶片添加外源ATP可 SHAM所导致的影响；而在dorn-1叶片中，SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响 。 ②以上结果表明，eATP可通过受体DORN1对 引起的植物光系统反应效率下降进行调控。该实验为进一步研究植物抗胁迫调节机制中呼吸链以及eATP的作用提供依据。 【答案】(1) 差速离心 红光和蓝紫光 作为还原剂和提供能量 (2) 类囊体(薄)膜 NADPH 热能 (3) 线粒体、 叶绿体和细胞质基质 eATP需要与 (细胞膜上)的DORNI受体结合后才能激发细胞内的信号转导 (4) 降低 缓解 不明显 交替呼吸 (途径)抑制 【分析】光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜中，主要包括水的光解和ATP的合成两个过程；暗反应发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。 【详解】（1） 若要将叶肉细胞中叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是差速离心法，叶肉细胞中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。暗反应阶段，NADPH的作用是作为还原剂和提供能量。 （2） 图中所示的光系统I和光系统II中光合色素吸收、传递和转化光，应该位于叶绿体的类囊体薄膜上。由图可知，植物细胞通过“苹果酸草酰乙酸穿梭”途径，将过多的NADPH合成苹果酸，转移出叶绿体，并最终通过AOX的作用，将其中大部分能量以热能形式散失。 （3）目前尚未发现在植物细胞的表面或质膜上存在ATP合酶，说明eATP来源于能产生iATP的线粒体（有氧呼吸第二、三阶段）、叶绿体（光反应阶段）和细胞质基质（细胞呼吸的第一阶段）。据图可知，eATP与DORNI受体结合，激发细胞内的信号转导，据此可推测eATP最可能是作为一种信号分子调节植物的光合作用。 （4）①与对照组相比可知，在WT叶片中，SHAM处理组实际光系统反应效率降低。在WT叶片中，与SHAM处理组相比，SHAM+ATP组实际光系统反应效率更高，说明对WT叶片添加外源ATP可缓解SHAM所导致的影响。而在dorn-1叶片中，对照组与SHAM处理组、ATP组的实际光系统反应效率相差不大，说明SHAM处理以及添加外源ATP对植物实际光系统反应效率的影响不明显。 ②将WT叶片组与dorn-1叶片相比，WT叶片组的实际光系统反应效率更低，表明eATP可通过受体DORN1对交替呼吸（途径）抑制引起的。 27．某种微藻能够在盐度跨度较大的环境中生存，这与其体内的脂质代谢密切相关。图1表示该微藻脂质代谢的相关过程，甲、乙、丙代表细胞器，①②代表膜结构。请回答下列问题：    (1)甲、乙分别主要通过形成 （结构）来增大内部膜面积，其主要意义是 。它们又都是半自主性细胞器，其主要依据是 。 (2)丙代表 。与结构①相比，结构②的基本骨架是 。 (3)图中能将脂酰辅酶A分解为乙酰辅酶A的场所有 。 (4)细胞中有许多“生产线”，图示表明细胞各结构不仅能完成相对独立的功能，还在功能上协调 的功能。 (5)该种微藻可以通过胞内脂肪的合成或分解来适应不同的盐环境。图2是不同盐浓度下该微藻细胞的数量变化。NaCl浓度/%    ①推测在盐胁迫条件下，脂肪 ，从而提高 ，以适应盐胁迫的环境。 ②实验结果表明，NaCl浓度为3%时，该微藻生长增殖较快，某同学认为该条件不一定是利用该微藻工业发酵生产脂肪的最佳条件，其提出该观点的理由可能是 。 a.该条件下单个细胞中脂肪产量可能因为快速增殖而难以积累 b.工业发酵除考虑产品生成情况，还需考虑生产成本 c.实验室模拟结果与实际生产结果不一定一致 【答案】(1) 类囊体薄膜和嵴为酶、色素（光合色素、细胞色素）等提供附着位点 有利于代谢的高效有序进行 甲、乙的遗传和代谢大部分受核基因控制，同时也受自身基因控制 (2) 内质网 磷脂单分子层 (3)线粒体基质（或线粒体）、过氧化物酶体 (4)把各种细胞器分开，确保同时进行的多种化学反应互不干扰，保证细胞生命活动的高效有序进行 (5) 分解（水解） 渗透压 abc 【分析】图1中甲为叶绿体，是真核生物光合作用的场所，乙为线粒体，是真核细胞有氧呼吸的主要场所，丙是光面内质网，是脂质合成的主要场所。叶绿体和线粒体由双层生物膜构成，是细胞中的半自主性的细胞器，内质网由单层生物膜构成。 【详解】（1）图中甲是叶绿体，通过类囊体薄膜增大其膜面积，图乙为线粒体，通过内膜向内凸起形成嵴增大膜面积，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，需要大量酶的参与，增大膜面积可为酶提供更多的附着位点，有利于代谢高效进行，叶绿体类囊体薄膜是光合作用光反应的场所，光反应需要光合色素和相关酶的参与，因此增大该处膜面积可为酶（色素）提供更多附着位点，有利于光合作用高效进行；叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和核糖体，在它们的基质中，DNA上的基因可表达为相应蛋白质，但这些基因的表达仍然受到核基因的调控，因此称为半自主性细胞器。 （2）丙结构中能合成脂肪，脂质主要在内质网中合成，因此丙代表内质网，内质网是由单层生物膜构成的细胞器，其膜结构由磷脂双分子层构成基本骨架，而结构②油滴是由膜结构包裹着脂肪分子，因脂肪分子是疏水性物质，只能与磷脂分子的疏水性的尾部共存，因此结构②只由单层磷脂分子构成，亲水性的头部排列在外侧，疏水性的尾部排列在内侧，结构②由磷脂单分子层构成其基本骨架。 （3）由图可知，在结构乙线粒体基质中，脂酰辅酶A分解为乙酰辅酶A，在过氧化物酶体中，脂酰辅酶A分解为乙酰辅酶A。 （4）图中各细胞结构均由生物膜构成，这些结构不仅能完成相对独立的功能，细胞内的生物膜还能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。 （5）①一分子脂肪可水解为一分子甘油和一分子脂肪酸的，在盐胁迫下，外界环境的渗透压可能大于微藻细胞液的渗透压导致细胞失水，因此推测在盐胁迫下，脂肪分子可分解为甘油和脂肪酸分子，增加细胞液中的分子颗粒数，增加细胞液的渗透压，以适应盐胁迫的环境。 ②利用该微藻生产脂肪的最佳条件之一应为在相同时间内脂肪的总生产量最多时的条件，图2中实验结果只能得知在NaCl浓度为3%时，细胞增殖速率较快，但无法得知在该条件下单个细胞中的脂肪产量是否是最多，该条件下单个细胞中脂肪产量可能因为快速增殖而难以积累； 且工业生产中还需考虑经济成本，以实现利益最大化，因此工业发酵除考虑产品生成情况，还需考虑生产成本； 实验室模拟是理想条件，在实际生产时因环境因素等原因，可能与实际生产结果不一定一致，因此该条件不一定是利用该微藻工业发酵生产脂肪的最佳条件。 故选abc。 28．光作为一种非生物因素，对植株的生长、开花、衰老等都有调控作用。为研究光调控下CO2浓度对植物的影响，进行模拟实验，结果如下表（注：Rubisco为固定CO2的酶）。请据图分析作答。 光照强度 （μmo1·m-1·s-1） CO2浓度 （μmo1·L-1） 叶绿素含量 （pg·cell-1） Rubisco活性 （mAbs·mg-1·proteins-1） 净光合速率 （μmol·m-1·s-1） 50 11 16 0.5 223 16 11 0.9 285 25 9 1.2 302 160 11 8 0.9 220 16 7 1.9 300 25 4 5.8 406 (1)在提取和分离叶绿体色素时，分离色素的原理是 。用纸层析法分离光合色素时，若滤液细线画得过粗会导致 。 (2)光合作用过程中，叶绿素吸收的光能在叶绿体的类囊体膜上转化为储存在 中的化学能，之后进一步转化为储存在糖类等有机物中的化学能。 (3)据表可知，光调控下CO2浓度对植物的影响是 。 (4)在CO2浓度11μmol·L-1时，低光照强度、高光照强度时的净光合速率无显著差异，其原因可能是 。 (5)作为一种信号，光还会使光敏色素的结构发生变化。这一变化的信息会经过信息传递系统传导到 内，影响特定基因的表达，从而影响、调控植物生长、发育的全过程。 【答案】(1) 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大扩散速度越快 色素带重叠 (2)ATP、NADPH (3)二氧化碳浓度越大，植物叶绿素含量越低，Rubisco活性越大，净光合速率越大 (4)二氧化碳浓度低，单位时间内生成的三碳化合物少，还原需要的ATP和NADPH少，较低光照强度下即可满足三碳化合物还原的需求 (5)细胞核 【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段.光反应的场所为类囊体薄膜，包括水的光解生成还原氢和氧气，以及ATP、NADPH的合成；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。 表格分析，在同一光照强度下，二氧化碳浓度越大，植物叶绿素含量越低，Rubisco活性越大，净光合速率越大。 【详解】（1）在提取和分离叶绿体色素时， 可利用层析液分离色素，该方法的原理是不同种类的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大扩散速度越快，进而可将不同的色素分离开来，实验中若滤液细线画得过粗会导致色素带重叠，不利于观察。 （2）光合作用过程中，叶绿素吸收的光能在叶绿体的类囊体膜上转化为储存在ATP、NADPH中活跃的化学能，之后二者进一步参与C3的还原过程转化为储存在糖类等有机物中的化学能，进而实现了光反应和暗反应的联系。 （3）结合表中数据可知，光调控下CO2浓度对植物的影响是二氧化碳浓度越大，植物叶绿素含量越低，Rubisco活性越大，净光合速率越大。 （4）根据表中数据可知，在CO2浓度11μmol·L-1时，低光照强度、高光照强度时的净光合速率无显著差异，其原因可能是二氧化碳浓度低，单位时间内生成的三碳酸少，还原需要的ATP和NADPH少，较低光照强度下产生的ATP和NADPH即可满足三碳酸还原的需求。 （5）作为一种信号，光还会使光敏色素的结构发生变化。这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响基因的转录，进而影响翻译的过程，从而影响、调控植物生长、发育的全过程，即光对于植物来说不仅可以为光合作用的进行提供能量，还可调节植物的生长和发育过程。 29．雄黄桂是常绿小乔木，以其高度的观赏价值而备受青睐，在城市绿化、生态保护等方面具有一定的意义和价值。林下植被在人工林中扮演着重要的角色，是人工林的重要组成部分，实验小组选取栽植了4种灌木的雄黄桂林样地和作为对照的雄黄桂林样地，对雄黄桂的枝条生长和光合作用进行研究，以探究人工林中灌木对雄黄桂光合作用的影响，实验结果如下表所示。回答下列问题： 样地类型 灌木平均高度/m 灌木平均密度/株/hm 净光合速率/（umol·m-2·s-1） A 0.96 2133 2.56 B 1.32 1044 4.69 C 1.12 1000 3.15 D 1.22 2933 3.11 E - - 2.41 (1)植物净光合速率可以用 表示，CO2经气孔进入叶肉细胞后首先通过 过程转化为C3化合物，能为C3化合物合成淀粉等有机物过程提供能量的物质有 。 (2)E组为对照组，其处理方式为 。根据表格数据可知，当灌木密度较大时，会降低雄黄桂的净光合作用速率，其原因是灌木密度较大时，根系通过竞争 影响雄黄桂的光合作用速率；一定高度的灌木可以为雄黄桂提供适度的遮阴效应，其对于光合作用的意义是 。 (3)合理的林下种植管理能促进雄黄桂的生长，实验小组结合实验结果给出了及时去除杂草、施肥以及选择采伐的林下灌木的管理措施，试阐述该措施提出的依据是 。 【答案】(1) 单位时间、单位面积内CO2的吸收速率（或单位时间、单位面积内O2的释放速率) CO2的固定 ATP和NADPH (2) 在林下不种植任何灌木 水分和无机盐 降低水分的蒸发，防止气孔关闭，从而能促进CO2的吸收，提高光合作用速率 (3)及时去除杂草、施肥能促进林下灌木的生长，提高林下灌木的平均高度，而选择采伐可以降低林下灌木的密度，根据表格数据可知林下灌木高度高、密度小对乔本净光合作用促进效果最显著 【分析】净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率。分析题文描述与表中信息可知：该实验的目的是探究人工林中灌木对雄黄桂光合作用的影响，自变量是人工林中是否存在灌木，对照组的林下不种植任何灌木，而实验组的林下应种植灌木，所以表中的E组为对照组，A～D组为实验组。 【详解】（1）在光照条件下，植物的光合作用与呼吸作用同时进行，CO2的吸收速率（或O2的释放速率）反映的是植物光合作用固定的CO2量（或产生的O2量）与呼吸作用产生的CO2量（或消耗的O2量）的差值，即表示的是净光合速率。可见，植物净光合速率可以用单位时间、单位面积内CO2的吸收速率（或单位时间、单位面积内O2的释放速率)表示。在光合作用的暗反应阶段，CO2经气孔进入叶肉细胞后，首先通过CO2的固定（CO2和C5结合产生C3化合物）过程转化为C3化合物，在有关酶的催化作用下，C3化合物接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原为C5化合物和糖类（如淀粉）。 （2）由题意可知：该实验的目的是探究人工林中灌木对雄黄桂光合作用的影响，自变量是人工林中是否存在灌木，所以对照组即E组的处理方式为在林下不种植任何灌木。同一区域中的不同植物之间因争夺阳光、土壤中的水分和无机盐等而存在竞争关系。根据表格数据可知，当灌木密度较大时，根系通过竞争水分和无机盐会降低雄黄桂的净光合作用速率；一定高度的灌木可以为雄黄桂提供适度的遮阴效应，而适度的遮阴可以降低水分的蒸发，防止气孔关闭，从而能促进CO2的吸收，进而提高光合作用速率。 （3）根据表格数据可知，当林下灌木密度低且高度高时对乔木光合作用促进效果更显著，因此及时去除杂草、施肥能促进林下灌木的生长，提高林下灌木的平均高度，而选择采伐可以降低林下灌木的密度，从而最大程度的提高植物的光合作用速率。 30．真核细胞的显著特点是各代谢区室之间形成错综复杂的功能网络。真核生物必须把糖从它合成和吸收位点（源）运输到使用它们的细胞（库）中去，提供代谢所需的能量或者用于生长。动物血管运输葡萄糖，而植物维管组织运输的是蔗糖。下图是陆生植物体内的碳流动示意图。 回答下列问题： (1)卡尔文循环发生的场所是 ，循环是从一个 开始的，经历 轮循环，可以净得到一个光合产物丙糖磷酸（即三碳糖），为这个循环提供能量的物质是光反应生成的 ，这个能量是通过 吸收可见光能后转化而来的。 (2)图中的淀粉可以称为过渡性淀粉，而不是长期储存在叶绿体中。夜晚没有光照的条件下，库的生长需要糖类等有机物，此时，过渡性淀粉水解为二糖和单糖向叶绿体外转运，在细胞溶胶内转化为 ，通过维管组织运往库。从叶肉细胞的叶绿体的淀粉开始，到最后在谷粒、块茎中形成储存的淀粉，这个过程中需要跨过多层膜，中间经历多种物质形式的转化，植物不是将淀粉从源运到库的原因是 。 (3)在农业生产中，提高库（谷粒或者块根块茎）的有机物（主要是淀粉）的储量是提高农作物的产量的关键，从源的有机物生产、维管组织的运输和库的储存等角度提出提高作物产量的方法 （答出两点）。 【答案】(1) 叶绿体基质 五碳糖 3 ATP和NADPH 光合色素 (2) 蔗糖 淀粉是大分子，水溶性差，而且质膜（生物膜）具有选择透过性，不能使大分子透过 (3)施加K肥，有利于迅速运走光合产物，提高光合速率；加强筛管（维管组织）运输蔗糖的效率；及时采摘，提高库的接收能力等 【分析】光合作用的全过程包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体中的光合色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP。暗反应发生在叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，随后三碳化合物在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。 【详解】（1）在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环，因此卡尔文循环发生的场所是叶绿体基质。卡尔文循环是从一个五碳糖开始。在酶的催化作用下，一个CO2分子与一个五碳糖结合形成一个六碳分子。这个六碳分子随即分解成两个个三碳酸分子。然后，三碳酸分子接受来自ATP和NADPH的能量，并且被NADPH还原形成三碳糖。每三个CO2分子进入卡尔文循环，就形成六分子的三碳酸，这些三碳酸分子都被还原为三碳糖，其中五个三碳糖分子经过一系列复杂的变化，再生为五碳糖，从而保证卡尔文循环继续进行，另一个三碳糖分子则离开卡尔文循环，或在叶绿体内被利用，或运到叶绿体外。可见，卡尔文循环需经历3轮循环，才可以净得到一个光合产物丙糖磷酸（即三碳糖），为这个循环提供能量的物质是光反应生成的ATP和NADPH，ATP和NADPH中储存的能量是通过光合色素吸收可见光能后转化而来的。 （2）由图可知：夜晚没有光照的条件下，叶绿体内的淀粉在细胞溶胶内转化为蔗糖，通过维管组织运往库。在从源到库的运输过程中，淀粉是大分子，水溶性差，而且质膜（生物膜）具有选择透过性，不能使大分子透过，所以植物体内长距离运输的是蔗糖而不是淀粉。 （3）在农业生产中，为了提高农作物的产量，一是提高源的光合强度，二是提高从源到库的运输效率，提高库的储存能力，因此提高作物产量的方法有：施加K肥，有利于迅速运走光合产物，提高光合速率；加强筛管（维管组织）运输蔗糖的效率；及时采摘，提高库的接收能力等。 学科网（北京）股份有限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网（北京）股份有限公司 $$