专题2 大题精做(一)(Word教参)-【精讲精练】2025年高考生物学二轮专题辅导与训练（单选版）

一、细胞呼吸与光合作用的过程及实验设计 　(2024·甘肃卷)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(400 μmol·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(1 μmol·m－2•s－1)下培养一周，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)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是______，加入少许碳酸钙可以______。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是______。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为______。 (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)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是______。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X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：______。 解析　(1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。 (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(400 μmol·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)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷。由图可知：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，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，据此可推知：X最可能是细胞分裂素。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X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，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，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X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。 答案　(1)无水乙醇　防止研磨中色素被破坏 (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 (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)细胞分裂素　①含水量等适宜　②叶绿体的大小及数量，取其平均值　③B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 1．番茄含有丰富的营养，据营养学家研究测定：每人每天食用50～100克鲜番茄，即可满足人体对几种维生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特征，科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时CO2产生量和进行光合作用时CO2消耗量的影响，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)光可以被番茄叶片中的色素吸收，分离其绿叶中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素呈现的颜色是______，该色素主要吸收的光是______。 (2)本实验的自变量是______，影响光合作用的内因主要有______(至少答出一种)。 (3)温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在______(填图中的温度)，35 ℃的条件下培养的番茄______(填“能”或“不能”)生长。 (4)请利用以下实验材料测定番茄幼苗光合作用CO2的消耗速率。(简要写出实验思路) 实验材料：透明的密闭玻璃罩、CO2传感器、番茄幼苗。 实验思路：______。 解析　(1)随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素是叶绿素b，呈现的颜色是黄绿色，该色素主要吸收的光是蓝紫光和红光。 (2)科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时，CO2产生量和进行光合作用时CO2消耗量的影响，所以本实验的自变量是不同的温度，影响光合作用的内因主要有光合色素的含量，以及与光合作用有关的酶的数量和活性。 (3)温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在25℃，此时光合作用的消耗量—呼吸作用的产生量的值最大，即净光合速率最高，有机物的积累量最高，同理35℃下，净光合速率为0，番茄不能生长。 (4)CO2的消耗速率及总光合速率，所以需要测定净光合速率，以及呼吸速率，二者之和即为CO2的消耗速率，故实验思路为：测定密闭装置内的初始CO2浓度和在光照条件下培养1小时后的CO2浓度；测定的CO2含量变化即为净光合速率，同时设置另外一组实验，其余条件均相同，但是做遮光处理，测定初始CO2浓度和在光照遮光条件下培养1小时后的CO2浓度；测定的CO2含量变化即为呼吸速率，所求的净光合速率与呼吸速率之和即为光合作用CO2的消耗速率。 答案　(1)黄绿色　蓝紫光和红光 (2)不同的温度　光合色素的含量、酶的数量和活性 (3)25 ℃　不能 (4)测定密闭装置内的初始CO2浓度和在光照条件下培养1小时后的CO2浓度；测定的CO2含量变化即为净光合速率；同时设置另外一组实验，其余条件均相同，但是做遮光处理，测定初始CO2浓度和在光照遮光条件下培养1小时后的CO2浓度；测定的CO2含量变化即为呼吸速率，所求的净光合速率与呼吸速率之和即为光合作用CO2的消耗速率。 二、影响光合和呼吸作用的因素 　(2024·梅州一模)盐胁迫会影响光合作用从而导致作物减产，是现阶段农业生产面临的主要问题之一。为了解盐胁迫对玉米光合作用的影响，科研人员进行了相关的研究，部分实验结果如下表所示。请回答下列问题： 处理 气孔导度/(μmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度/(μmol·L－1) 叶绿素a/ (mg·g－1) 叶绿素b/ (mg·g－1) 对照(CK) 0.114 56.33 2.55 1.18 低盐胁迫 0.104 72.47 2.31 1.05 高盐胁迫 0.087 88.13 2.01 0.87 (1)玉米叶肉细胞的叶绿素主要吸收的光为________。可用________法分离绿色植物叶绿体中的色素，色素在滤纸条上的扩散速度与________有关。 (2)请根据表中数据分析并推测，盐胁迫下导致胞间CO2浓度增加的主要原因可能是________。 (3)研究表明，盐胁迫下会使植物体内的脯氨酸(Pro)含量升高，从而减少盐胁迫对水分吸收的影响，可能的原因是________。 (4)为探究脯氨酸可通过提高液泡内Na＋浓度来增强植物的吸水能力，科学家以脯氨酸合成相关的基因敲除突变体为材料，然后模拟盐胁迫环境处理，则检测指标应包括________(答出2点即可)。 解析　(1)玉米叶肉细胞的叶绿素主要吸收的光为红光和蓝紫光。不同色素在层析液中的溶解度不同，故分离叶绿体中的色素的方法是纸层析法。叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上扩散的速度快，反之则慢，所以四种色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度有关。(2)分析表格数据可知，盐胁迫致使叶绿素含量减少，ATP和NADPH的含量减少，降低了C3的还原，使玉米对CO2的利用率降低，故盐胁迫下导致胞间CO2浓度增加。(3)植物体内的脯氨酸(Pro)含量增加，能增加细胞内的渗透压，有利于植物渗透作用吸水，故盐胁迫下会使植物体内的脯氨酸(Pro)含量升高，从而减少盐胁迫对水分吸收的影响。(4)研究脯氨酸通过提高液泡内Na＋浓度增强植物吸水能力，应以脯氨酸基因敲除突变体为实验组的材料、模拟盐胁迫环境处理，并检测液泡内Na＋浓度、植株吸水能力等。 答案　(1)红光和蓝紫光　纸层析　色素在层析液中的溶解度 (2)盐胁迫致使叶绿素含量减少，ATP和NADPH的含量减少，降低了C3的还原，使玉米对CO2的利用率降低 (3)植物体内的脯氨酸(Pro)含量增加，能增加细胞内的渗透压，有利于植物渗透作用吸水 (4)液泡内Na＋浓度、植株吸水能力 2．(2024·齐齐哈尔一模)目前全球土壤盐渍化问题严重，盐渍环境下，植物生长会受到抑制。沙棘是我国西北地区的主要造林树种，某研究小组用不同浓度的NaCl溶液处理沙棘幼苗，探究盐胁迫对沙棘幼苗叶片光合生理特性的影响，部分结果如图所示，CK为空白对照组。回答下列问题： (1)沙棘在进行光合作用时，对光进行吸收、传递和转化的物质分布在叶绿体的________上，光能经光反应后转化为________中的化学能供暗反应利用。 (2)由图分析，本实验的自变量是________，净光合速率的指标是________。 (3)导致光合速率降低的因素包括气孔限制因素(供应不足影响光合作用)和非气孔限制因素(非CO2因素限制光合作用)。本实验中，溶液处理10 d时，导致沙棘幼苗光合速率降低的因素主要是________(填“气孔限制因素”或“非气孔限制因素”)，出现该种情况可能与沙棘体内________(填植物激素)的调节作用有关。 (4)该研究小组还探究了盐胁迫对沙棘幼苗叶片叶绿素含量的影响，结果如下表所示。 NaCl浓度/ (mmol·L－1) 叶绿素a含量/ (mg·g－1) 叶绿素b含量/ (mg·g－1) 类胡萝卜素含量/ (mg·g－1) 叶绿素a/b CK 2.159 0.355 0.515 6.085 200 1.481 0.318 0.500 4.682 400 1.127 0.292 0.432 3.879 600 0.770 0.236 0.273 3.264 ①若要定性比较不同盐胁迫下沙棘幼苗叶片的叶绿素含量，可以用________(填试剂)提取叶片中的光合色素，再通过纸层析法观察色素带的________。 ②由表可知，盐胁迫下，沙棘幼苗叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量均下降，且盐浓度越高，________；同等盐浓度胁迫下，叶绿素a含量降幅大于叶绿素b，可能由于________。 解析　(1)组成类囊体的膜被称为光合膜，光进行吸收、传递和转化的叶绿素及其他光合色素存在于光合膜(或类囊体膜)上。光能经光反应后转化为ATP和NADPH中的化学能供暗反应利用。 (2)由图可知，本实验的自变量是NaCl溶液的浓度和胁迫时间，可以用单位时间、单位叶面积的CO2吸收量(或吸收速率)来表示净光合速率。 (3)由图可知，导致沙棘幼苗光合速率降低的因素主要是气孔限制因素，因为气孔导度明显减小，出现该种情况可能与沙棘体内脱落酸的调节作用有关，因为脱落酸能够通过调节保卫细胞的盐浓度促使气孔开闭。 (4)①若要比较不同盐胁迫下沙棘幼苗叶片的叶绿素含量，可以用无水乙醇(或体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠)提取色素，再通过纸层析法观察色素带的位置和宽度来确定扩散的速度和色素的含量。 ②由表可知，盐胁迫下，沙棘幼苗叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量均下降，且盐浓度越高，下降幅度越大(下降得越快)；同等盐浓度胁迫下，叶绿素a含量降幅大于叶绿素b，是由于盐胁迫对(沙棘幼苗叶片)叶绿素a的破坏作用大于叶绿素b。 答案　(1)类囊体薄膜　ATP和NADPH (2)NaCl溶液的浓度和胁迫时间　单位时间、单位叶面积的CO2吸收量(或吸收速率) (3)气孔限制因素　脱落酸 (4)①无水乙醇(或体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠)　位置和宽度　②下降幅度越大(合理即可)　盐胁迫对(沙棘幼苗叶片)叶绿素a的破坏作用大于叶绿素b 1．PSⅡ是类囊体膜上的光合色素蛋白复合体，能吸收光能并将水分解，是光反应中光能吸收和转化的关键因素。为研究PSⅡ在光能吸收和转化中的作用，研究人员取某植物幼苗若干，均分成5组，分别用相同强度的红光(R)、黄光(Y)、蓝光(B)、紫外光(UV)等单光质和白光(W)五种LED光源照射30天后，检测不同处理条件下的光合色素的含量，以及Fv/Fm值和Fv′/Fm′值，结果如下： LED不同光质对光合色素含量的影响 处理 叶绿素(mg/g干重) 类胡萝卜素(mg/g干重) R 369.19 100.44 Y 274.50 100.76 B 681.91 129.76 UV 988.35 206.14 W 381.75 92.34 注：Fv/Fm值表示PSⅡ吸收光能转化光能的最大效率，Fv′/Fm′值表示PSⅡ吸收光能后转化为化学能的效率。 据所学知识和实验结果回答问题： (1)检测光合色素含量时，用__________提取绿叶中的色素。PSⅡ利用自身的光合色素吸收光能，将水分解为O2和__________，并释放两个电子，用于__________的合成。 (2)采用LED光源处理植物幼苗而不用普通光源，原因是____________________。据表可知，与白光对照组(W组)相比，__________光能够显著提高幼苗中叶绿素的含量。 (3)据图可知，与W组相比，经过四种单光质处理后，__________光更有利于该植物合成有机物，判断依据是：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)植物吸收的光能只有3条去路：光合作用、叶绿素荧光和热。与W组相比，在黄光(Y)条件下，Fv/Fm值较大，但Fv′/Fm′值却较小，植物将以__________形式耗散掉多余的光能，否则强光将对植物产生伤害。 解析　(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。光反应阶段是光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，完成水的光解，以及ATP、NADPH的合成，PSⅡ利用自身的光合色素吸收光能，将水分解为O2和H＋并释放两个电子，用于NADPH的合成；(2)LED光源是冷光源不会产生热，采用LED光源处理植物幼苗而不用普通光源，原因是LED光源比普通光源产热少，减少无关变量干扰(或减少温度升高对实验结果的影响)，排除了温度对实验结果的影响。据图可知，与白光对照组(W组)相比，蓝光(B)和紫外(UV)光能够显著提高幼苗中叶绿素的含量；(3)据图可知紫外光处理时，Fv/Fm值和Fv′/Fm′值增大都是最大的，说明紫外光吸收与转化效率高，并且吸收的光能用于合成有机物的效率最高UV组的Fv′/Fm′值最大，即PSⅡ吸收光能后转化为化学能的效率最大，更有利于该植物合成有机物，因此紫外光(UV)更有利于该植物合成有机物；(4)Fv/Fm值表示PSⅡ吸收光能转化光能的最大效率，Fv′/Fm′值表示PSⅡ吸收光能后转化为化学能的效率。与W组相比，在黄光(Y)条件下，Fv/Fm值较大，但Fv′/Fm′值却较小，说明黄光使光能转化光能的比率更大。植物吸收的光能只有3条去路：光合作用、叶绿素荧光和热。结合题干可知植物将以叶绿素荧光和热的形式耗散掉多余的光能，否则强光将对植物产生伤害。 答案　(1)无水乙醇　H＋　NADPH (2)LED光源比普通光源产热少，减少无关变量干扰(或减少温度升高对实验结果的影响)　蓝光(B)和紫外(UV) (3)紫外(UV)　紫外光处理时，Fv/Fm值和Fv′/Fm′值增大都是最大的，说明紫外光吸收与转化效率高，并且吸收的光能用于合成有机物的效率最高 (4)叶绿素荧光和热 2．(2024·湛江一模)海洋浮游植物光合作用固定的碳量约占全球40%，铁对浮游植物三角褐指藻的光合作用有重要影响。缺铁会导致光系统Ⅱ(PSⅡ系统，能利用从光中吸收的能量裂解水)中的蛋白质含量显著下降。图1是光合作用的某一反应阶段示意图(图中PSⅠ代表光系统Ⅰ，能在相关酶的催化下，把NADP＋还原为NADPH)。据此回答下列问题： (1)图1所示的反应发生在叶绿体的____上，图中ATP合成的直接能量来源是____。缺铁导致PSⅡ系统中的蛋白质含量显著下降，使图中电子传递受到影响，从而降低____(填“ATP”“NADPH”或“ATP和NADPH”)的合成。 (2)图1所示反应过程中捕光色素的光氧化会产生大量自由基，这些自由基会破坏蛋白质和核酸，而SOD具有清除自由基的作用。图2为铁对三角褐指藻细胞中SOD含量的影响，根据SOD含量的变化结合光合作用暗反应阶段，分析缺铁导致光合作用速率下降的原因：________________________________________________________________________。 (3)缺铁会使三角褐指藻的光合色素含量降低，其中降低最明显的是叶绿素a。请根据所学知识设计实验证明上述结论，实验设计思路：________________________________________________________________________。 解析　(1)据图可知，图1可以发生水的光解，故图1为光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，ATP合成的直接能量来源是H＋跨膜运输的电势能；电子传递受影响，可直接影响NADPH的合成，也通过影响水的分解产生的H＋，从而影响ATP的合成。 (2)分析题意，捕光色素的光氧化会产生大量自由基，这些自由基会破坏蛋白质和核酸，而SOD具有清除自由基的作用，结合图示可知，缺铁导致光合作用速率降低，原因为缺铁导致SOD含量下降，自由基积累，破坏暗反应中酶的结构，导致暗反应减弱。 (3)利用无水乙醇提取光合色素后，用层析液和纸层析法分离色素，比较可知缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显窄，其余三条色素带无明显差异。 答案　(1)类囊体薄膜　H＋的浓度差(或H＋的电势能)　ATP和NADPH (2)缺铁导致SOD含量下降，自由基积累，破坏暗反应中酶的结构，导致暗反应减弱 (3)利用无水乙醇提取光合色素，用层析液和纸层析法分离色素后，比较可知缺铁组比加铁组在滤纸条上蓝绿色色素带的宽度明显窄，其余三条色素带无明显差异 学科网（北京）股份有限公司 $$