内容正文:
第三节 光合作用与能量转化
◆绿叶中色素的提取和分离
1.(2023全国乙,2,6分)植物叶片中的色素对
植物的生长发育有重要作用.下列有关叶绿
体中色素的叙述,错误的是 ( )
A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要
元素
B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊
体的薄膜上
C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸
收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越
高,随层析液在滤纸上扩散得越慢
2.(2021北京,13,2分)关于物质提取、分离或
鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是
( )
A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢
酶的粗提液
B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异
粗提DNA
C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层
析分离
D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来
鉴定蛋白质
3.(2021辽宁,5,2分)下列有关中学生物学实
验中观察指标的描述,正确的是 ( )
选项 实验名称 观察指标
A
探究植物细胞
的吸水和失水
细胞壁的位置变化
B
绿叶中色素的
提取和分离
滤纸条上色素带的颜
色、次序和宽窄
C
探究酵母菌细
胞呼吸的方式
酵母菌培养液的浑浊
程度
D
观察根尖分生
组织细胞有丝
分裂
纺锤丝牵引染色体的
运动
4.(2024河北卷,19)高原地区蓝光和紫外光较
强,常采用覆膜措施辅助林木育苗.为探究不
同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响,研究者
检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率,
以及覆膜后幼苗光合色素的含量,结果如图、
表所示.
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)如图所示,三种颜色的膜对紫外光、蓝光和
绿光的透过率有明显差异,其中 光可
被位于叶绿体 上的光合色素高效吸
收后用于光反应,进而使暗反应阶段的C3 还
原转化为 和 .与白膜覆盖
相比,蓝膜和绿膜透过的 较少,可更
好地减弱幼苗受到的辐射.
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正
比,选择适当波长的光可对色素含量进行测
定.提取光合色素时,可利用
作为溶剂.测定叶绿素含量时,应
选择红光而不能选择蓝紫光,原因是
.
(3)研究表明,覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗
在高原环境的生长.根据上述检测结果,其原
因为
.(答出两点即可)
◆光合作用的过程
5.(2023湖北,8,2分)植物光合作用的光反应
依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ
光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解
水.研究 发 现,PSⅡ光 复 合 体 上 的 蛋 白 质
LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减
弱对光能的捕获(如图所示).LHCⅡ与PSⅡ
的分离依赖LHC蛋白激酶的催化.下列叙述
错误的是 ( )
12
第三章 细胞的能量供应和利用
A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ
光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光
能的捕获减弱
C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能
的捕获
D.PSⅡ光复合体分解水可以产生 H+、电子
和O2
6.(2025陕晋青宁卷,17,10分)叶绿体中R酶
既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,
CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点;
线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,
如图(a).为探究保卫细胞中G酶对植物光合
作用的影响,研究者以野生型植株 W 为参照,
构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植
株S,实验结果如图(b).回答下列问题.
图(a)
图(b)
(1)R酶催化CO2 固定的场所是叶绿体的
,产物C3 在光反应生成的
参与下合成糖类等有机物.
(2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大.由图
(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞
中G酶表达量提高,叶片的净光合速率高于植
株 W,原因是
.
(3)保持环境中CO2 浓度不变,当 O2 浓度从
21%升高到40%时,植 株 S的 净 光 合 速 率
(填“增大”或“减小”);相较于植株
W,植株S的净光合速率变化幅度
(填“大”“小”或“无法判断”).
(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速
率的影响,还需补充一个实验组.写出实验思
路及预期结果:
.
7.(2025江苏卷,21,10分)科研人员从植物叶
绿体中分离类囊体,构建含类囊体的人工细
胞,并探究光照等因素对人工细胞功能的影
响.请回答下列问题.
(1)细胞破碎后,在适宜温度下用低渗溶液处
理,涨破 膜,获得类体悬液.经离心
分离获得类囊体,为保持其活性、需加入
溶液重新悬浮,并保存备用.
(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿
素的含量表示.吸取5μl类囊体悬液溶于
995μl的 溶液中,混匀后,测定出叶
绿素浓度为3μg/ml,则类囊体的浓度为
μg/ml.
(3)为检测类囊体活性,实验前需对类囊体进
行多次洗涤,目的是消除类囊体悬液中原有光
反应产物对后续实验结果的影响,这些产物主
要有 .
(4)已 知 荧 光 素 PY
的强弱与pH 大小正
相关.图示具有光反
应活性的人工细胞,
在适宜光照下,荧光
强度 (填“变
强”“不变”或“变弱”),说明类囊体膜具有的功
能有
(2分).
(5)在光反应研究的基础上,利用人工细胞开
展类似碳反应生成糖类的实验研究,理论上还
需要的物质有 (2分).
22
最新真题分类特训生物学
8.(2024山东卷,21(1))从开花至籽粒成熟,小
麦叶片逐渐变黄.与野生型相比,某突变体叶
片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低.研究发
现,该突变体内细胞分裂素合成异常,进而影
响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性,
而呼吸代谢不受影响.类囊体膜蛋白稳定性
和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示,开花
14天后植株的胞间CO2浓度和气孔导度如表
所示,其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂,KT
为细胞分裂素类植物生长调节剂,气孔导度表
示气孔张开的程度.已知蔗糖转化酶催化蔗
糖分解为单糖.
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2 浓度
(μmolCO2mol
-1)
野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度
(molH2Om-2s-1)
野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(1)光反应在类囊体上进行,生成可供暗反应
利用的物质有 .结合细胞分裂素的
作用,据图分析,与野生型相比,开花后突变体
叶片变黄的速度慢的原因是
.
9.(2023全国甲,29,10分)某同学将从菠菜叶
中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿
体悬浮液照光后糖产生.回答下列问题.
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要
将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞
器分离,可以采用的方法是
(答出1种即可).叶绿体中光合色素分布在
上,其中类胡萝卜素主要吸收
(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”).
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲
液形成悬浮液,发现黑暗条件下叶绿体悬浮液
中不能产生糖,原因是
.
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀
粉.请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简
要写出实验思路和预期结果.
10.(2023 山 东,21,
10分)当植物吸收的
光能过 多 时,过 剩 的
光能会对光反应阶段
的PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活
性降低,进而导致光合作用强度减弱.细胞
可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能
耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤.已知
拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的
PSⅡ;②参与NPQ的调节.科研人员以拟
南芥的野生型和 H基因缺失突变体为材料
进行了相关实验,结果如图所示.实验中强
光照射时对野生型和突变体光照的强度相
同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤.
(1)该实验的自变量为 .该
实验的无关变量中,影响光合作用强度的主
要环境因素有
(答出2个因素即可).
(2)根据本实验, (填“能”或“不
能”)比较出强光照射下突变体与野生型的
PSⅡ活性强弱,理由是
.
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突
变体中流向光合作用的能量 (填
“多”或“少”).若测得突变体的暗反应强度
高于野生型,根据本实验推测,原因是
.
11.(2023湖南,17,12分)下图是水稻和玉米
的光合作用暗反应示意图.卡尔文循环的
Rubisco酶对CO2 的 Km 为450μmolL-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).该酶的酶促反应方向受CO2 和 O2 相
对浓度的影响.与水稻相比,玉米叶肉细胞
紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是
水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体
主要与ATP生成有关.玉米的暗反应先在
叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2 的
32
第三章 细胞的能量供应和利用
Km 为7μmolL-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸
(PEP)与CO2 反应生成C4,固定产物C4 转
运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔
文循环.回答下列问题:
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产
物是 (填具体名称),该产物跨叶绿
体膜转运到细胞质基质合成 (填“葡
萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过
长距离运输到其他组织器官.
(2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合
作用强度 (填“高于”或“低于”)水
稻.从光合作用机制及其调控分析,原因是
(答出三点即可).
(3)某研究将蓝细菌的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
(答出三点即可).
12.(2021辽宁,22,13分)早期地球大气中的
O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中
O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降.现在
大气中的CO2 浓度约390μmolmol-1,是
限制植物光合作用速率的重要因素.核酮糖
二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一种催化
CO2固定的酶,在低浓度CO2 条件下,催化
效率低.有些植物在进化过程中形成了CO2
浓缩机制,极大地提高了 Rubisco所在局部
空间位置的CO2 浓度,促进了CO2 的固定.
回答下列问题:
(1)真核细胞叶绿体中,在 Rubisco的催化
下,CO2被固定形成 ,进而被还
原生成糖类,此过程发生在 中.
(2)海水中的无机碳主要以CO2 和 HCO3-
两种形式存在,水体中CO2 浓度低、扩散速
度慢,有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩
过程,图中 HCO3- 浓度最高的场所是
(填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶
绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程
有 .
图1
(3)某些植物还有另一种CO2 浓缩机制,部
分过程见图2.在叶肉细胞中,磷酸烯醇式
丙酮酸羧化酶(PEPC)可将 HCO3- 转化为
有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进
入相邻的维管束鞘细胞释放 CO2,提高了
Rubisco附近的CO2浓度.
图2
①由这种CO2 浓缩机制可以推测,PEPC与
无机碳的亲和力 (填“高于”或
“低于”或“等于”)Rubisco.
②图2所示的物质中,可由光合作用光反应
提供的是 .图中由Pyr转变为
PEP的过程属于 (填“吸能反
应”或“放能反应”).
③若要通过实验验证某植物在上述CO2 浓
缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使
用 技术.
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能
进一步提高植物光合作用的效率,以下研究
思路合理的有 .
A.改造植物的 HCO3-转运蛋白基因,增强
HCO-3 的运输能力
B.改造植物的 PEPC 基因,抑制 OAA 的
合成
C.改造植物的Rubisco基因,增强CO2 固定
能力
D.将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此
机制的植物
42
最新真题分类特训生物学
◆光合作用的影响因素及应用
13.(2025安徽卷,2,3分)关于“探究光照强度
对光合作用强度的影响”实验,下列叙述错误
的是 ( )
A.用打孔器打出叶圆片时,为保证叶圆片相
对一致应避开大的叶脉
B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间
的距离,以进行对比实验
C.用化学传感器监测光照时 O2 浓度变化,
可计算出实际光合作用强度
D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,可能
与其接受的光照强度不同有关
14.(2023湖北,11,2分)高温是制约世界粮食
安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、
变褐.研究发现平均气温每升高1℃,水稻、
小麦等作物减产约3%~8%.关于高温下
作物减产的原因,下列叙述错误的是 ( )
A.呼吸作用变强,消耗大量养分
B.光合作用强度减弱,有机物合成减少
C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫
D.叶 绿 素 降 解,光 反 应 生 成 的 NADH 和
ATP减少
15.(不定项)(2022湖南,13,4分)在夏季晴朗
无云的白天,10时左右某植物光合作用强度
达到峰值,12时左右光合作用强度明显减
弱.光合作用强度减弱的原因可能是( )
A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关
闭,进入体内的CO2量减少
B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释
放的CO2量大于光合固定的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,
吸收和传递光能的效率降低
D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转
化光能的能力下降
16.(2021浙江6月,23,2分)渗透压降低对菠
菜叶绿体光合作用的影响如图所示,图甲是
不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的
影响,图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿
体 ATP 含 量 和 放 氧 量 的 影 响.CO2 以
HCO-3 形式提供,山梨醇为渗透压调节剂,
0.33molL-1时叶绿体处于等渗状态.据
图分析,下列叙述错误的是 ( )
A.与等渗相比,低渗对完整叶绿体 ATP合
成影响不大,光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下,
放氧率差异较大
C.低渗条件下,即使叶绿体不破裂,卡尔文循
环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大,放氧
率越低
17.(2024山东卷,21(2)(3))从开花至籽粒成
熟,小麦叶片逐渐变黄.与野生型相比,某突
变体叶片变黄的速度慢,籽粒淀粉含量低.
研究发现,该突变体内细胞分裂素合成异常,
进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化
酶活性,而呼吸代谢不受影响.类囊体膜蛋
白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所
示,开花14天后植株的胞间CO2 浓度和气
孔导度如表所示,其中Lov为细胞分裂素合
成抑制剂,KT为细胞分裂素类植物生长调
节剂,气孔导度表示气孔张开的程度.已知
蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖.
检测指标 植株 14天 21天 28天
胞间CO2 浓度
(μmolCO2mol
-1)
野生型 140 151 270
突变体 110 140 205
气孔导度
(molH2Om-2s-1)
野生型 125 95 41
突变体 140 112 78
(2)光饱和点是光合速率达到最大时的最低
光照强度.据表分析,与野生型相比,开花
14天后突变体的光饱和点 (填“高”
或“低”),理由是
.
(3)已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式
运输到植株各处.据图分析,突变体籽粒淀
粉含量低的原因是
.
52
第三章 细胞的能量供应和利用
18.(2024全国甲卷,29(3)(4))在自然条件下,
某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化
的趋势如图所示,回答下列问题.
(3)温度超过b时,该植物由于暗反应速率降
低导致光合速率降低.暗反应速率降低的原
因可能是
.
(答出一点即可)
(4)通常情况下,为了最大程度地获得光合产
物,农作物在温室栽培过程中,白天温室的温
度应控制在 最大时的温度.
19.(2024新课标卷,31)
某同学将一种高等植物
幼苗分为4组(a、b、c、
d),分别置于密闭装置
中照光培养,a、b、c、d组
的光照强度依次增大,
实验过程中温度保持恒定.一段时间(t)后
测定装置内O2浓度、结果如图所示,其中 M
为初始O2浓度、c、d组 O2 浓度相同.回答
下列问题.
(1)太阳光中的可见光由不同颜色的光组成,
其中高等植物光合作用利用的光主要是
,原因是
.
(2)光照t时间时,a组CO2 浓度
(填“大于”“小于”或“等于”)b组.
(3)若延长光照时间c、d组 O2 浓度不再增
加,则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的
是 组,判断依据是
.
(4)光照t时间后,将d组密闭装置打开,并
以c组光照强度继续照光,其幼苗光合速率
会 (填“升高”“降低”或“不变”).
20.(2024湖北卷,21)气孔是指植物叶表皮组
织上两个保卫细胞之间的孔隙.植物通过调
节气孔大小,控制CO2 进入和水分的散失,
影响光合作用和含水量.科研工作者以拟南
芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素
调控气孔关闭的机理(图1).已知ht1 基因、
rhc1 基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对
应关系未知.研究者利用野生型(wt)、ht1
基因功能缺失突变体(h)、rhc1 基因功能缺失
突变体(r)和ht1/rhc1 双基因功能缺失突变
体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示.
回答下列问题:
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致
保卫细胞 (填“吸水”或“失水”),引
起气孔关闭,进而使植物光合作用速率
(填“增大”或“不变”或“减小”).
(2)图2中的wt组和r组对比,说明高浓度
CO2时rhc1 基因产物 (填“促进”或
“抑制”)气孔关闭.
(3)由图1可知,短暂干旱环境中,植物体内
脱落酸含量上升,这对植物的积极意义是
.
(4)根据实验结果判断:编码蛋白甲的基因是
(填“ht1”或“rhc1”).
62
最新真题分类特训生物学
21.(2023全国乙,29,10分)植物的气孔由叶
表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成.
保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关
闭.保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光
合作用.已知蓝光可作为一种信号促进保卫
细胞逆浓度梯度吸收 K+.有研究发现,用
饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光
合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,
气孔开度可达最大开度的60%左右.回答
下列问题.
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、
(答出2点即可)
等生理过程.
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原
因是
.
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补
加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因
此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,
蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+.请
推测该研究小组得出这一结论的依据是
.
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反
应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气
孔 (填“能”或“不能”)维持一定的
开度.
22.(2023广东,18,13分)光合作用机理是作
物高产的重要理论基础.大田常规栽培时,
水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体
(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条
件下ygl产量更高,其相关生理特征见下表
和图.(光饱和点:光合速率不再随光照强度
增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸
收的CO2 与呼吸过程中释放的CO2 等量时
的光照强度.)
水稻
材料
叶绿素
(mg/g)
类胡萝
卜素(mg/g)
类胡萝卜
素/叶绿素
WT 4.08 0.63 0.15
ygl 1.73 0.47 0.27
分析图表,回答下列问题:
(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较
低和 ,叶片主要吸收可见光中的
光.
(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol
m-2s-1时,ygl的净光合速率较 WT更
高,但两者净光合速率都不再随光照强度的
增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl
WT(填“高于”“低于”或“等于”).
ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿
素含量较低和 .
(3)与 WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度
栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且
ygl群体的净光合速率较高,表明该 群 体
,是其高产的原因之一.
(4)试分析在0~50μmolm-2s-1范围的
低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变
化,在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势
曲线.在此基础上,分析图a和你绘制的曲
线,比较高光照强度和低光照强度条件下
WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问
题 .
23.(2023浙江6月,22,10分)植物工厂是一
种新兴的农业生产模式,可人工控制光照、温
度、CO2浓度等因素.不同光质配比对生菜
幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图
甲所示,不同光质配比对生菜幼苗干重的影
响如图乙所示.分组如下:CK组(白光)、A
组(红光∶蓝光=1∶2)、B组(红光∶蓝光=
3∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1),每组输出
的功率相同.
72
第三章 细胞的能量供应和利用
回答下列问题:
(1)光为生菜的光合作用提供 ,
又能调控生菜的形态建成.生菜吸收营养液
中含氮的离子满足其对氮元素需求,若营养
液中的离子浓度过高,根细胞会因
作用失水造成生菜萎蔫.
(2)由图乙可知,A、B、C组的干重都比CK组
高,原因是
.
由 图 甲、图 乙 可 知,选 用 红、蓝 光 配 比 为
,最有利于生菜产量的提高,原
因是
.
(3)进一步探究在不同温度条件下,增施CO2
对生菜光合速率的影响,结果如图丙所示.
由图可知,在25℃时,提高CO2 浓度对提高
生菜光合速率的效果最佳,判断依据是
.
植物工厂利用秸秆发酵生产沼气,冬天可燃
烧沼气以提高CO2 浓度,还可以
,使光合速率进一步提高,从农业生态工程
角度分析,优点还有
.
24.(2022广东,18,14分)研究者将玉米幼苗
置于三种条件下培养10天后(图a),测定相
关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响.
回答下列问题:
(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素
含量 ,原因可能是
.
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结
合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会
积累更多的 ,因而生长
更快.
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生
长更快的研究结果,作出该条件可能会提高
作物产量的推测,由此设计了初步实验方案
进行探究:
实验材料:选择前期 一致、
生长状态相似的某玉米品种幼苗90株.
实验方法:按图a所示的条件,分 A、B、C三
组培养玉米幼苗,每组30株;其中以
为对照,并保证除
外其他环境条件一致.收获后分别测量
各组玉米的籽粒重量.
结果统计:比较各组玉米的平均单株产量.
分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下
一步探究实验的思路是
.
25.(2021河北,19,10分)为探究水和氮对光
合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉
米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件
下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充
尿素(12gm-2);(3)水+氮组,补充尿素
(12gm-2)同时补 水.检测相关生理指
标,结果见下表.
生理指标 对照组 施氮组 水+氮组
自由水/结合水 6.2 6.8 7.8
气孔导度(mmol
m-2s-1)
85 65 196
叶绿素含量
(mgg-1)
9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性
(μmolh-1g-1)
316 640 716
光合速率
(μmolm-2s-1)
6.5 8.5 11.4
注:气孔导度反映气孔开放的程度.
回答下列问题:
82
最新真题分类特训生物学
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括
等(写出
两点即可).补充水分可以促进玉米根系对
氮的 ,提高植株氮供应水平.
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮.氮
与 离子参与组成的环式结构使叶绿
素能够吸收光能,用于驱动 两种物
质的合成以及 的分解;RuBP羧化
酶将CO2转变为羧基加到 分子上,
反应形成的产物被还原为糖类.
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需
要足量的CO2供应.据实验结果分析,叶肉
细胞CO2供应量增加的原因是
.
◆细胞呼吸和光合作用的综合分析
26.(2025河北卷,4,2分)对绿色植物的光合
作用和呼吸作用过程进行比较,下列叙述错
误的是 ( )
A.类囊体膜上消耗 H2O,而线粒体基质中生
成 H2O
B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中
生成CO2
C.类囊体膜上生成 O2,而线粒体内膜上消
耗O2
D.叶绿体基质中合成有机物,而线粒体基质
中分解有机物
27.(2023新课标,2,6分)我国劳动人民在漫
长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经
验,并在实践中应用.生产和生活中常采取
的一些措施如下.
①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条
件下存放.
②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼
苗进行适度低温处理.
③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适
当风干处理后储藏.
④光周期处理,即在作物生长的某一时期控
制每天光照和黑暗的相对时长.
⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行
距、株距合理.
⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地
上隔行种植两种高矮不同的作物.
关于这些措施,下列说法合理的是 ( )
A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与
作物开花的关系
B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合
作用
D.措施①③④的主要目的是降低作物或种
子的呼吸作用强度
28.(2022全国乙,2,6分)某同学将一株生长
正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定
的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2
含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定.关
于这一实验现象,下列解释合理的是 ( )
A.初期光合速率逐渐升高,之后光合速率等
于呼吸速率
B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼
吸速率保持稳定
C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速
率等于光合速率
D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速
率等于呼吸速率
29.(2021北京,3,2分)将某种植物置于高温
环境(HT)下生长一定时间后,测定 HT植株
和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温
度下的光合速率,结果如图.由图不能得出
的结论是 ( )
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率
相等
C.50℃时 HT植株能积累有机物而CT植
株不能
D.HT植株表现出对高温环境的适应性
30.(20251月浙江卷,22,11分)西兰花可食用
部分为绿色花蕾、花茎组成花球,采摘后容易
出现褪色、黄化、老化等现象.某兴趣小组进
行如下实验,以探究西兰花花球的保鲜方法.
实验分黑暗组、日光组和红光组三组.日光
组和红光组的光照强度均为50μmolm-2
s-1.各处理的西兰花花球均贮藏于20℃
条件下,测定指标和结果如图所示.
92
第三章 细胞的能量供应和利用
注:质量损失率(%)=
初始质量(g)-贮藏结束时质量(g)
初始质量(g) ×100%
回答下列问题.
(1)西兰花花球采摘后水和
供应中断.水是光合作用的原料,在光反
应中,水裂解产生O2和 .
(2)三组实验中花球的质量损失率均随着时
间延长而 .前3天日光组和红
光组的质量损失率低于黑暗组,原因有
.第4天日光组的质
量损失率高于黑暗组,原因可能是日光诱导
气孔开放,引起 增强从而
散失较多水分.
(3)第4天日光组和红光组的
下降比黑暗组更明显,但过氧化氢酶
活性仍高于黑暗组,因此推测日光或红光照
射能减轻 过程产生的过
氧化氢对细胞的损伤,从而延缓衰老.
(4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化
现象,原因是 .综合分析图
中结果, 处理对西兰花花球
保鲜效果最明显.
31.(2024黑吉辽卷,21)在光下叶绿体中的C5
能与CO2 反应形成C3;当CO2/O2 比值低
时,C5也能与O2反应形成C2等化合物.C2
在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一
系列化学反应完成光呼吸过程.上述过程在
叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1.
在叶绿体中:C5+CO2
酶R
→2C3 ①
C5+O2
酶R
→C3+C2 ②
在线粒体中:2C2+NAD+
酶
→C3+CO2
+NADH+H+ ③
注:C2 表示不同种类的二碳化合物,C3
也类似.
图1
光呼吸将已经同化的碳释放,且整体上是消
耗能量的过程.回答下列问题.
(1)反应①是 过程.
(2)与光呼吸不同,以葡萄糖为反应物的有氧呼
吸产生NADH的场所是 和 .
图2
(3)我国科学
家 将 改 变 光
呼 吸 的 相 关
基 因 转 入 某
种 农 作 物 野
生 型 植 株
(WT),得 到
转基因株系1
和2,测定净光合速率,结果如图2、图3.图2
中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境
外,还可来自 和 (填生理过
程).7—10时株系1和2与WT净光合速率逐
渐产生差异,原因是
.据图3中的数据 (填“能”
或“不能”)计算出株系1的总光合速率,理由是
.
(4)结合上述结果分析,选择转基因株系1进
行种 植,产 量 可 能 更 具 优 势,判 断 的 依 据
是 .
图3
03
最新真题分类特训生物学
32.(2024全国甲卷,29(1)(2))在自然条件下,
某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化
的趋势如图所示,回答下列问题.
(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率
相等,叶片有机物积累速率 (填“相
等”或“不相等”),原因是
.
(2)在温度d时,该植物体的干重会减少,原
因是 .
33.(2022全国甲,29,9分)根据光合作用中
CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物
和C4植物等类型.C4植物的CO2补偿点比
C3植物的低.CO2 补 偿 点 通 常 是 指 环 境
CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等
时的环境CO2浓度.回答下列问题.
(1)不同植物(如C3 植物和C4 植物)光合作
用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段
的产物是
(答出3点即可)
(2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全
部运输到其他部位,原因是
(答出1点即可).
(3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同
等程度干旱条件下,C4 植物比C3 植物生长
得好.从两种植物CO2 补偿点的角度分析,
可能的原因是
.
34.(2022湖南,17,12分)将纯净水洗净的河
沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子
萌发和植株生长的基质.某水稻品种在光照
强度为8~10μmol/(sm2)时,固定的CO2
量等于呼吸作用释放的CO2 量;日照时长短
于12小时才能开花.将新采收并解除休眠
的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于
沙床上.将沙床置于人工气候室中,保湿透
气,昼/夜 温 为 35 ℃/25 ℃,光 照 强 度 为
2μmol/(sm2),每天光照时长为14小时.
回答下列问题:
(1)在此条件下,该水稻种子 (填
“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘
米,至少1片绿叶视为成苗),理由是
.
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,
光照强度为10μmol/(sm2),其他条件与
上述实验相同,该水稻 (填“能”或
“不能”)繁育出新的种子,理由是
(答出两点即可).
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直
接撒播于农田),为防鸟害、鼠害减少杂草生
长,须灌水覆盖,该种子应具有
特性.
35.(2021全国乙,29,11分)生活在干旱地区
的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2 固
定方式.这类植物晚上气孔打开吸收CO2,
吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;
白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释
放的CO2可用于光合作用.回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有
.
光合作用所需的CO2 来源于苹果酸脱羧和
释放的CO2.
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应
干旱环境的一种方式,这种方式既能 防止
,
又能保证 正常进行.
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验
证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2
固定方式.(简要写出实验思路和预期结果)
.
13
第三章 细胞的能量供应和利用
15.D A.生命活动离不开水,纷纷细雨能为杏树开花提供
必需的水分,A正确;B.高等植物的生长发育受到环境
因素调节,杏树在特定季节开花,体现了植物生长发育
的季节周期性,B正确;C.植物开花过程中涉及细胞的
体积增大和数目增多等过程,花落是由基因控制的细
胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡,故花开
花落与细胞生长和细胞凋亡相关联,C正确;D.“杏花
村酒”的酿制过程中起主要作用的微生物是酵母菌,酵
母菌在发酵过程中需要先在有氧条件下大量繁殖,再
在无氧条件下进行发酵,D错误.
16.C A.常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢
旺盛,细胞消耗的有机物增多,不耐贮藏,A正确;
B.密封条件下,梨呼吸作用导致 O2 减少,CO2 增多,抑
制呼吸,有氧呼吸减弱,消耗的有机物减少,故利于保
鲜,B正确;C.细胞中自由水的含量越多,则细胞代谢
越旺盛,C错误;D.酶活性的发挥需要适宜的温度等条
件,结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化
反应,逐渐褐变,密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏
期”可知,低温抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐变减
缓,D正确.
17.AC A.荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降
低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性,大型封闭式
气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低氧气浓度,
有氧呼吸和无氧呼吸均减弱,从而减缓了果蔬中营养
成分和风味物质的分解,A 正确;B.荫坑和气调冷藏库
贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性,大型
封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低氧气
浓度,其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有
影响,B错误;C.温度会影响酶的活性,气调冷藏库中
的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性,C正
确;D.气调冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空
气中氧气的作用,以抑制果蔬的有氧呼吸,而不是去除
乙烯的作用,D错误.
18.解析:(1)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶,暗反应
的场所是叶绿体基质,因此 Rubisco在叶绿体基质中催化
C5 与CO2 结合生成C3.在C3 的还原过程中需要ATP 和
NADPH 提 供 能 量,部 分 产 物 经 过 一 系 列 反 应 形 成
(CH2O),这一过程中能量转换是 ATP 和 NADPH 中活跃
的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能.
(2)①②曲线的自变量是有无补光(光照强度),②③曲
线的 自 变 量 是 有 无 转 入 Rubisco基 因 (Rubisco的 含
量).据图分析,当胞间 CO2 浓度低于 B点时,曲线②
高于③,是因为②中 Rubisco的含量多,固定 CO2 的能
力强,当胞间 CO2 浓度高于于 B点时,曲线②与③重
合,说明 Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素,
而曲线①的光合速率高于曲线②③,曲线①的有较高
的光照强度,因此曲线②与③重合是由于光照强度不
足.曲线①的光照强度高于②,但是 A 点之前曲线①
和②重合,光照强度不是限制因素,此时最主要限制因
素是 CO2 浓 度.胞 间 CO2 浓 度 为 300μmolmol
-1
时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光
照强度高,光 反 应 速 率 快,产 生 更 多 的 ATP 和 NADG
PH,使暗反应速率加快,光合速率高.
(3)研究发现,在饱和光照和适宜CO2 浓度条件下,S植株
固定CO2 生成C3 的速率比 WT更快.要验证此结论,实
验思路为:用14C标记CO2,分别将S植株与 WT植株置于
相同的饱和光照和适宜14CO2 浓度条件下,定时检测C3 放
射性强度,比较S植株与 WT的14C3 生成速率.
答案:(1)基质 C5 ATP和 NADPH 中活跃的化学能
转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能 (2)光照强度
胞间CO2 浓度 曲线①光照强度高,光反应速率快,
产生更多的 ATP和 NADPH,使暗反应速率加快,光合
速率高.
(3)用14C标记 CO2,分别将S植株与 WT植株置于相
同的饱和光照和适宜14CO2 浓度条件下,定时检测 C3
放射性强度,比较S植株与 WT的14C3 生成速率.
19.解析:(1)据图1分析,与野生型相比,NtPIP 基因过量
表达株(OE)组氧气浓度升高且呼吸速率增加,故低氧
胁迫下,NtPIP 基因过量表达会使根细胞有氧呼吸增
强.第 二 阶 段 是 丙 酮 酸 和 水 反 应 生 成 二 氧 化 碳、
NADH 和少量 ATP,其 中 的 化 学 能 大 部 分 被 转 化 为
NADH 储存的能量.
(2)在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子 A、B或 C
时,E增多并累积;当加入F、G或 H 时,E也同样累积,
再结合根据图2中显示的代谢路径,可知丙二酸的加入
会导致 E积累;分子 A、B、C和 F、G、H 均为 E的前体
或可通过代谢转化化为 E,表明有氧呼吸第二阶段代谢
路径具有循环性.
(3)低氧条件下,NtPIP 基因过量表达株,根有氧呼吸增
强,消耗了更多的有机物,需要更多的光合产物输出.
(4)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 终 的 电 子 供 体 是 H2O,最 终 的 电 子 受 体 是
NADP+ .
答案:(1)增强 NtPIP 基因的过量表达通过增强根系
水通道蛋白介导的水分吸收能力,增加了氧气浓度,利
于有氧呼吸进行 NADH
(2)丙二酸的加入会导致 E积累;分子 A、B、C和 F、G、
H 均为E的前体或可通过代谢转化化为 E,表明有氧
呼吸第二阶段代谢路径具有循环性
(3)低氧条件下,NtPIP 基因过量表达株,根有氧呼吸增
强,消耗了更多的有机物,需要更多的光合产物输出
(4)NADP+ H2O
第三节 光合作用与能量转化
1.D 考查叶绿体中的光合色素.A.氮元素和镁元素都是
构成叶绿素的必需元素,A 正确;B.光合色素存在于叶
绿体中的类囊体薄膜上,B正确;C.类胡萝卜素主要吸
收蓝紫光,C正确;D.在层析液中溶解度越高,扩散的越
快,D错误.
2.C A.肝脏细胞中存在过氧化氢酶,故需要破碎细胞制
成肝脏 研 磨 液 来 获 得 过 氧 化 氢 酶 的 粗 提 液,A正 确;
B.不同物质 在 酒 精 溶 液 中 的 溶 解 度 不 同,故 可 粗 提 取
DNA,B正确;C.依据光合色素在层析液中的溶解度不
同,对光合色素进行纸层析分离,C错误;D.蛋白质与双
缩脲试剂会发生紫色反应,可以利用与双缩脲试剂发生
颜色变化的反应来鉴定蛋白质,D正确.
3.B A.在植物细胞质壁分离和复原的实验中,应将中央
液泡大小、原生质层的位置和细胞大小作为观察对象,
A错误;B.绿叶中色素的提取和分离,观察指标是滤纸
条上色素带的颜色、次序和宽窄,B正确;C.探究酵母菌
细胞呼吸的方式,观察指标是培养液的滤液能否使重铬
酸钾在酸性条件下转变成灰绿色,C 错误;D.观察根尖
分生组织细胞有丝分裂,细胞在解离的时候已经死亡,
看不到纺锤丝牵引染色体的运动,D错误.
4.解析:(1)位于叶绿体类囊体薄膜上的光合色素主要吸
收红光和蓝紫光.光反应产生的 NADPH 和 ATP参与
暗反应的 C3 还原过程,使 C3 转化为(CH2O)和 C5.分
析图形,蓝膜与绿膜对紫外光的透过率低于白膜,减弱
了紫外光对幼苗的辐射.
(2)无水乙醇可作为提取光合色素的试剂.类胡萝卜素
和叶绿素都能吸收蓝紫光,而叶绿素还能吸收红光,因
此测定叶绿素含量时应选择红光,以避免类胡萝卜素对
实验的干扰.
(3)分析表格,蓝膜覆盖下藏川杨幼苗的叶绿素含量和
类胡萝卜素含量均高于白膜和绿膜,光合色素含量高,
吸收的光能较多,藏川杨幼苗的光合速率较强.分析柱
形图,蓝膜覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜,有利于
植物进行光合作用;蓝膜覆盖下紫外光的透过率低于白
膜和绿膜,减弱了对幼苗的伤害,有利于幼苗生长.故
覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长.
答案:(1)蓝 类囊体薄膜 (CH2O)(或糖类) C5
紫外光
471
最新真题分类特训生物学
(2)无水乙醇 叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,
选择红光可以避免类胡萝卜素对实验的干扰 (3)蓝膜
覆盖下蓝光透过率高于白膜和绿膜,有利于藏川杨幼苗
进行光合作用;蓝膜覆盖下叶绿素含量和类胡萝卜素的
含量均高于白膜和绿膜,藏川杨幼苗光合速率较强;蓝
膜覆盖下紫外光的透过率低于白膜和绿膜,减弱了对幼
苗的伤害
5.C 由 题 干 信 息 可 知,强 光 下 LHC 蛋 白 激 酶 催 化
LHC Ⅱ与PSⅡ的分离,弱光下 LHCⅡ与PSⅡ结合,来
改变对光能的捕获强度.A.叶肉细胞内 LHC蛋白激酶
活性下降,LHCⅡ与PSⅡ分离减少,PSⅡ光复合体对光
能的捕获增强,A 正确;B.Mg2+ 是叶绿素的组成成分,
其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少,
导致对光能 的 捕 获 减 弱,B 正 确;C.弱 光 下 LHCⅡ 与
PSⅡ结合,增强对光能的捕获,C错误;D.PSⅡ光复合体
能吸收光能,并分解水,水的光解产生 H+ 、电子和 O2,
D正确.
6.解析:(1)光合作用暗反应的场所是叶绿体基质,物质变
化主要包括 CO2 的固定和 C3 的还原,故 R酶催化 CO2
固定的场所是叶绿体基质,暗反应中 C3 转化成糖类的
过程需要光反应生成的 ATP和 NADPH 的参与.
(2)由图(a)可知,植株 S保卫细胞中 G 酶表达量提高,
可促进保卫细胞中 HCO-3 和可溶性糖等溶质含量增加,
细胞渗透压 增 大,保 卫 细 胞 吸 水 膨 胀,气 孔 开 度 增 大.
由图(b)可知,相同光照条件下,植株S的气孔开度大于
植株 W,CO2 供应充足,有利于光合作用的进行,提高净
光合速率.
(3)保持环境中 CO2 浓度不变,当 O2 浓度从21%升高
到40%时,有利于 R酶催化 C5 与 O2 反应,不利于暗反
应进行,植物光合作用受到抑制,故植株 S的净光合速
率会减小.与植株 W 相比,植株 S保卫细胞中 G 酶的
表达量高,有利于 CO2 的生成(甘氨酸→丝氨酸+CO2)
和吸收(气孔开度更大),CO2 是光合作用的原料,故环
境中 CO2 浓度不变,O2 浓度提高时,植株S的净光合速
率变化幅度小.
(4)本实验的目的是确认保卫细胞中 G 酶对叶片净光合
速率的影响,由此可知自变量是 G 酶的有无或多少,因
变量是叶片净光合速率的大小,实验思路及预期结果见
答案.
答案:(1)基质 ATP和 NADPH (2)植株S保卫细胞
中 G酶 表 达 量 提 高,使 更 多 甘 氨 酸 转 化 为 丝 氨 酸 和
CO2,从而使保卫细胞细胞质中 HCO-3 和可溶性糖等溶
质增加,渗透压增大,细胞吸水,气孔开度增大,CO2 吸
收量增加,净光合速率增大
(3)减小 小
(4)构建 G酶表达量减少的植株(或敲除 G酶基因或用
G酶抑制剂处理),其他条件与对照组(植株 W)相同,培
养一段时间后检测两组叶片净光合速率;预期结果为实
验组净光合速率低于对照组
7.解析:(1)类囊体位于叶绿体内,故细胞破碎后,在适宜温度
下用低渗溶液处理,涨破叶绿体内外膜,获得类囊体悬液.
经离心分离获得类囊体,为保持其活性,保持类囊体的渗透
压,需加入等渗溶液重新悬浮,并保存备用.
(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表
示.由于叶绿素溶解在有机溶剂,故吸取5μl类囊体悬液溶
于995的有机溶剂溶液中,稀释200倍,混匀后,测定出叶绿
素浓度为3μg/ml,则类囊体的浓度为600μg/ml.
(3)光反应产物有 O2、NADPH 和 ATP.
(4)已知荧光素PY的强弱与pH大小正相关.图示具有光
反应活性的人工细胞,类囊体膜进行类囊体膜上分布着光
合色素(如叶绿素),在适宜光照下,这些色素能够捕捉光能
并将其转化为化学能.在类囊体膜上裂解水分子,产生氧
气、质子(H+)和电子,其中氧气释放到胞外,质子在类囊体
腔内累积形成pH梯度,pH降低,荧光强度变弱.
(5)要进行暗反应,需要原料 CO2、C5.
答案:(1)叶绿体 等渗 (2)有机溶剂 600
(3)ATP、NADPH (4)变弱 吸收(和转化)光能、裂解
水分子 (5)CO2、C5、ATP等
8.解析:(1)光反应产生的 ATP和 NADPH 可用于暗反应
C3 的还原.对比野生型和突变型不同条件下类囊体膜
蛋白稳定性可知,不同条件下突变型类囊体膜蛋白稳定
性均高于野生型,可能是突变型细胞分裂素合成增加,
使类囊体膜蛋白稳定性增强,而细胞分裂素可促进叶绿
素的合成,故与野生型相比,开花后突变体叶片变黄的
速度慢.
答案:(1)ATP、NADPH 突变体细胞分裂素合成更多,
而细胞分裂素能促进叶绿素的合成
9.解析:本题考查光合作用的反应场所及条件,细胞器的
分离方法,实验中光合作用产物的检测.
(1)植物细胞器的分离方法可用差速离心法,叶绿体的
光合色素分布在类囊体薄膜上,光合色素叶绿素主要吸
收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光.
(2)光合作用光反应和暗反应同时进行,黑暗条件下无
光,光反应不能进行,无法为暗反应提供原料,暗反应无
法进行,产物不能生成.
(3)本题主要考查光合作用产物有淀粉,并在叶绿体中,
需要将叶绿体提取出来并检测其中有无淀粉产生.
答案:(1)差速离心法 类囊体薄膜 蓝紫光
(2)悬浮液中具有类囊体薄膜以及叶绿体基质和暗反应
相关的酶,但黑暗条件下,光反应无法进行,暗反应没有
光反应提供的原料 ATP和[H],所以无法形成糖类
(3)思路:将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲、乙
两组,先在其他条件相同且适宜的黑暗条件下培养一段
时间后,甲组放置在有光条件下,乙组放置在其他环境
相同的黑暗条件下,一段时间后,用差速离心法提取出
甲、乙两组的叶绿体,制作成匀浆,分别加入碘液后观
察.结果:甲组匀浆出现蓝色,有淀粉产生;乙组匀浆中
无蓝色出现,无淀粉产生.
10.解析:(1)据题意拟南芥的野生型和 H 基因缺失突变体
为材料进行了相关实验,结合题图分析实验的自变量
有拟南芥种类和光照强度;影响光合作用强度的主要
环境因素有 CO2 浓度、温度、水分等.
(2)据图分析,强光照射下突变体的 NPQ/相对值比野
生型的 NPQ/相对值高,能减少强光对 PSⅡ复合体造
成损伤.但是野生型含有 H 蛋白,能对损伤后的 PSⅡ
进行修复,故不能确定强光照射下突变体与野生型的
PSⅡ活性强弱.
(3)据图分析,强光照射下突变体中 NPQ/相对值较高,
而 NPQ能将过剩的光能耗散,从而使流向光合作用的
能量减少;突 变 体 的 NPQ 强 度 大,能 够 减 少 强 光 对
PSⅡ的损伤且减少作用大于野生型 H 蛋白的修复作
用,这样导致突变体的PSⅡ活性高,能为暗反应提供较
多的 NADPH 和 ATP促进暗反应进行,因此突变体的
暗反应强度高于野生型.
答案:(1)拟南芥种类、光照强度 CO2 浓度、温度
(2)不能 强光照射下突变体的 NPQ/相对值比野生型
的 NPQ/相对值高,能减少强光对 PSⅡ复合体造成损
伤.但是野生型含有 H 蛋白,能对损伤后的PSⅡ进行
修复,故不能确定强光照射下突变体与野生型的 PSⅡ
活性强弱 (3)少 突变体的 NPQ 强度大,能够减少
强光对PSⅡ的损伤
11.解析:本题考查光合作用的相关知识,意在考查考生的
理解能力和综合应用能力.
(1)玉米的光合作用过程与水稻相比,虽然 CO2 的来源
不同,但其卡尔文循环的过程是相同的,结合水稻的卡
尔文循环图解,可以看出CO2 固定的直接产物是3-磷
酸甘油酸,然后直接被还原成3-磷酸甘油醛.3-磷
酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉,在叶绿体外被转
化成蔗糖,蔗糖是植物长距离运输的主要糖类,通过维
管组织运输.
571
详解详析
(2)干旱、高光强时会导致植物气孔关闭,吸收的 CO2
减少,而玉米的 PEPC酶与 CO2 的亲和力高,可以利用
低浓度的 CO2 进行光合作用,同时抑制植物的光呼吸,
且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转
移出细胞.
(3)将蓝细菌的 CO2 浓缩机制导入水稻叶肉细胞,只是
提高了叶肉细胞内的 CO2 浓度,而植物的光合作用强
度受到很多因素的影响;在光饱和条件下如果光合作
用强度没有明显提高,可能是水稻的酶活性达到最大,
对 CO2 的利用率不再提高,或是受到 ATP和 NADPH
等物质含量的限制,也可能是因为蓝细菌是原核生物,
水稻是真核生物,二者的光合作用机制有所不同.
答案:(1)3-磷酸甘油醛 蔗糖 维管组织 (2)高于
高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移;玉米
的PEPC酶对CO2 的亲和力比水稻的Rubisco酶更高;
玉米能通过 PEPC酶生成 C4,使维管束鞘内的 CO2 浓
度高于外界环境,抑制玉米的光呼吸 (3)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
12.解析:第(1)题,光合作用的暗反应中,CO2 被固定形成
三碳化合物,进而被还原生成糖类,此过程发生在叶绿
体基质中.第(2)题,图示可知,HCO-3 运输需要消耗
ATP,说明 HCO-3 是通过主动运输的,主动运输一般是
逆浓度运输,由此推断图中 HCO-3 浓度最高的场所是
叶绿体.该过程中细胞质中需要的 ATP由呼吸作用
提供,叶绿体中的 ATP由光合作用提供.第(3)题,①
PEPC参与催化 HCO-3 +PEP过程,说明PEPC与无机
碳的亲和力高于 Rubisco.②图2所示的物质中,可由
光合作用 光 反 应 提 供 的 是 ATP 和 NADPH,图 中 由
Pyr转变为 PEP 的 过 程 需 要 消 耗 ATP,说 明 图 中 由
Pyr转变为PEP的过程属于吸能反应.③若要通过实
验验证某植物在上述 CO2 浓缩机制中碳的转变过程及
相应场所,可以使用同位素示踪技术.第(4)题,A.改
造植物的 HCO-3 转运蛋白基因,增强 HCO-3 的运输能
力,可以提高植物光合作用的效率,A 符合题意;B.改
造植物的PEPC基因,抑制 OAA 的合成,不利于最终
二氧化碳的生成,不能提高植物光合作用的效率,B不
符合题意;C.改造植物的Rubisco基因,增强 CO2 固定
能力,可以提高植物光合作用的效率,C符合题意;D.
将 CO2 浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物,
不一定提高植物光合作用的效率,D不符合题意.
答案:(1)三碳化合物 叶绿体基质
(2)叶绿体 呼吸作用和光合作用
(3)①高于 ②NADPH 和 ATP 吸能反应 ③同位
素示踪 (4)AC
13.C 用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用
产生氧气,依据单一变量原则,为保证叶圆片相对一致
应避开大的叶脉,A正确;调节LED灯光源与盛有叶圆
片烧杯之间的距离,以模拟不同的光照强度,该实验都
是实验组,为对比实验,B正确;实际光合作用强度=净
光合作用强度+呼吸作用强度,用化学传感器监测光
照时 O2 浓度变化,只可计算出净光合作用强度,无法
得知呼吸强度,无法计算出实际光合作用强度,C错误;
同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,说明光合作用强
度不同,可能与其接受的光照强度不同有关,D正确.
14.D 温度能影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性,
一般而言,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的
升高而增强.A.高温使呼吸酶的活性增强,呼吸作用
变强,消耗大量养分,A正确;B.高温使气孔导度变小,
光合作用强度减弱,有机物合成减少,B正确;C.高温
使作物蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫,C 正确;
D.高温使作物叶绿素降解,光反应生成的 NADPH 和
ATP减少,D错误.
15.AD A.夏季中午叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部
分关闭,进入体内的 CO2 量减少,暗反应减慢,光合作
用强度明显减弱,A 正确;B.夏季中午气温过高,导致
光合酶活性降低,呼吸酶不受影响(呼吸酶最适温度高
于光合酶),光合作用强度减弱,但此时光合作用强度
仍然大于呼吸作用强度,即呼吸释放的 CO2 量小于光
合固定的 CO2 量,B错误;C.光合色素分布在叶绿体的
类囊体薄膜而非叶绿体内膜上,C错误;D.夏季中午叶
片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的
CO2 量减少,暗反应减慢,导致光反应产物积累,产生
反馈抑制,使叶片转化光能的能力下降,光合作用强度
明显减弱,D正确.
16.A 本题主要考查影响光合作用速率的因素.A.由图
甲可知,当山梨醇浓度为0.15molL-1时,菠菜叶绿
体的放氧率较低,当山梨醇浓度为0.33molL-1时,
菠菜叶绿体的放氧率高,植物光合作用释放氧气,可以
用放氧率代表光合速率,因此等渗和低渗时的光合速
率大小不相同,故 A 项叙述错误;B.由图甲可知,在叶
绿体完整率相似的条件下,渗透压增加,放氧率增加,
且差异较大,故 B项叙述正确;C.由图甲可知,在低渗
条件下,叶绿体的放氧率降低,即光合作用速率降低,
卡尔文循环效率降低,故 C 项 叙 述 正 确;D.由 图 甲 可
知,叶绿体完整率越低,其放氧率越低,故 D 项叙述正
确.注意本题要选择的是叙述错误的选项.
17.解析:(2)据表可知,开花14天后突变体的气孔导度大
于野生型,但突变体的胞间 CO2 浓度低于野生型,且突
变体的呼吸代谢不受影响,说明突变体光合作用更强,
消耗的 CO2 更多,因此突变体达到光饱和点需要的光
照强度更高.
(3)据题图可知,与野生型相比,突变体蔗糖转化酶活
性更高,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,故突变体
内蔗糖减少,且叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运
输到植株各处,因此突变体向外运输的蔗糖减少,导致
籽粒淀粉含量低.
答案:(2)高 开花14天后突变体气孔导度大于野生
型,但胞间CO2 浓度小于野生型,且突变体的呼吸代谢
不受影响,因此突变体的光合作用强度更大,需要的光
照强度更大
(3)叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各
处,而蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖,表中突变体蔗
糖转化酶活性大于野生型,因此突变体内可向外运输
到籽粒的蔗糖少于野生型
18.解析:(3)温度超过b时,为了降低蒸腾作用,部分气孔
关闭,使 CO2 供应不足,暗反应速率降低;同时使酶的
活性降低,导致 CO2 固定速率减慢,C3 还原速率减慢,
进而使暗反应速率降低.
(4)为了最大程度地获得光合产物,农作物在温室栽培
过程中,白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速
率差值最大时的温度,有利于有机物的积累.
答案:(3)温度过高,导致部分气孔关闭,CO2 供应不
足,暗反应速率降低;温度过高,导致酶的活性降低,使
暗反应速率降低
(4)光合速率和呼吸速率差值
19.解析:(1)光合色素为叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素主
要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光.
(2)b组 O2 浓度高于a组,说明光合作用大于呼吸作
用,整体表现为吸收 CO2,释放 O2.因此,a组 CO2 浓
度大于b组.
(3)密闭容器中,c的 O2 浓度不再增加,说明此时,由于
CO2 不足,导致光合作用减弱等于呼吸作用.a组 O2
浓度等于初始浓度,也意味着光合作用等于呼吸作用.
而b组,此时光合作用仍然大于呼吸作用.综合来看,
b组的光合作用速率最大.
(4)d组 O2 浓度等于c组是由于密闭容器中 CO2 的限
制,此时光合作用速率等于呼吸作用速率,打开容器之
后,提供了更多的 CO2,此时即便以c的光照强度仍然
可以使得光合作用速率上升大于呼吸作用速率.
答案:(1)红光、蓝紫光 光合色素为叶绿素和类胡萝
卜素,叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要
吸收蓝紫光
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(2)大于
(3)b 密闭容器中,c的 O2 浓度不再增加,说明此时,
由于CO2 不足,导致光合作用减弱等于呼吸作用.a组
O2 浓度等于初始浓度,也意味着光合作用等于呼吸作
用.而b组,此时光合作用仍然大于呼吸作用.综合来
看,b组的光合作用速率最大
(4)升高
20.解析:(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致细
胞液的渗透压降低,保卫细胞失水引起气孔关闭.气
孔关闭后,CO2 吸收减少,光合速率减小.
(2)r组是rhc1 基因功能缺失突变体,即缺少rhc1 基因
产物,wt组能正常表达rhc1 基因产物.分析图2,高浓
度 CO2 时,wt组气孔开放度低于r组,说明rhc1 基因
产物能促进气孔关闭.
(3)脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂
和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落.干
旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片脱落,抑制气孔开
放,能够减少蒸腾作用,保存植物体内水分,使植物能
够在干旱中生存.
(4)分析图2可知,高浓度 CO2 时,r组气孔开放度均高
于 wt组、h组和h/r组,结合图1分析,高浓度 CO2 时
蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭.r组是
rhc1 基因功能缺失突变体,高浓度 CO2 时,r组气孔开
放度高,说明缺失rhc1 基因编码的蛋白质不能够引起
气孔关闭,由此推测,rhc1 基因编码的是蛋白甲.
答案:(1)失水 减小
(2)促进 (3)干旱条件下脱落酸含量升高,促进叶片
脱落,抑制气孔开放,能够减少蒸腾作用,保存植物体
内水分,使植物能够在干旱中生存
(4)rhc1
21.解析:本题以气孔、红光、蓝光对光合作用的影响为背
景,考查气孔、红光、蓝光对光合作用影响机理的认知
以及光反应与暗反应之间的关系.
(1)气孔 的 开 闭 会 影 响 植 物 叶 片 的 蒸 腾 作 用、光 合 作
用、呼吸作用、水和无机盐的吸收等生理过程.
(2)保卫细胞在红光下能进行光合作用,光合产物会使
细胞内渗透压升高,从而有利于保卫细胞吸收水分,保
卫细胞吸收水分体积膨大,从而气孔打开.
(3)已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯
度吸收 K+ ,即蓝光促进 K+ 通过主动运输进入保卫细
胞,导致保卫细胞渗透压升高,细胞吸水,促进气孔开
度进一步增大.
(4)除草剂阻断了光合作用的光反应,暗反应也不会单
独进行,光合作用不能进行,气孔无法维持开度,但阳
光照射下保卫细胞可逆浓度梯度吸收 K+ ,使气孔维持
一定的开度.
答案:(1)光合作用、呼吸作用
(2)红光下保卫细胞进行光合作用,产生的有机物使细胞
渗透压升高,从而促进细胞吸水,细胞吸水能促进气孔
开放
(3)已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯
度吸收 K+ ,即蓝光促进 K+ 通过主动运输进入保卫细
胞,导致保卫细胞渗透压升高,细胞吸水,促进气孔开
度进一步增大.
(4)能
22.解析:分析题表和题图:与 WT相比,ygl植株的叶绿素
和类胡萝 卜 素 含 量 都 较 低,但 类 胡 萝 卜 素/叶 绿 素 较
高,光饱和点较高,呼吸速率较高.
(1)根据表格信息可知,ygl植株叶绿素含量较低且类
胡萝卜素/叶绿素比值比较高,故叶片呈现出黄绿色.
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收
蓝紫光,由ygl叶色呈黄绿可推测,主要吸收蓝紫光.
(2)根据图a净光合速率曲线变化可知,WT 先到达光
饱和点,即ygl的光饱和点高于 WT.光补偿点是光合
速率等于呼吸速 率 的 光 照 强 度,ygl有 较 高 的 光 补 偿
点,可能原因是一方面光合速率偏低,另一方面是呼吸
速率较高,结合题意可知,ygl有较高的光补偿点是因
为叶绿素 含 量 较 低 导 致 相 同 光 照 强 度 下 光 合 速 率 较
低,且由图c可知ygl呼吸速率较高.
(3)净光合速率较高则有机物的积累量较多,更有利于
植株生长发育,因此产量较高.
(4)由于ygl呼吸速率较高,且有较高的光补偿点,因此
在0~50μmolm
-2s-1范围的低光照强度下,WT
和ygl的净光合速率如图:
根据两图提出问题:为什么达到光饱和点时,ygl的净
光合速率高于 WT?
答案:(1)类胡萝卜素/叶绿素比例上升 蓝紫
(2)高于 呼吸速率较高
(3)有机物积累较多
(4)
为什么达到光饱和点时,ygl的净光合速率高于 WT
23.解析:影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化
碳浓度、叶绿素的含量、酶的含量和活性等.
(1)植物进行光合作用需要在光照下进行,光为生菜的
光合作用提供能量,又能作为信号调控生菜的形态建
成.生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需
求,若营养液中的离子浓度过高,造成外界溶液浓度高
于细胞液浓度,根细胞会因渗透作用失水使植物细胞
发生质壁分离,造成生菜萎蔫.
(2)分析图乙可知,与 CK 组相比,A、B、C 组的干重都
较高.结合题意可知,CK 组使用的是白光照射,而 A、
B、C组使用的是红光和蓝紫光,光合色素主要吸收红
光和蓝紫光,故 A、B、C组吸收的光更充分,光合作用速
率更高,积累的有机物含量更高,植物干重更高.由图
乙可知,当光质配比为B组(红光∶蓝光=3∶2)时,植
物的干重最高;结合图甲可知,B组植物叶绿素和氮含
量都比 A组(红光∶蓝光=1∶2)、C组(红光∶蓝光=
2∶1)高,有利于植物充分吸收光能用于光合作用,即 B
组植物的光合作用速率大于 A 组(红光∶蓝光=1∶
2)、C组(红光∶蓝光=2∶1)两组,有机物积累量最高,
植物干重最大,最有利于生菜产量的增加.
(3)由图可知,在25℃时,提高 CO2 浓度时光合速率增
幅最高,因此,在25℃时,提高 CO2 浓度对提高生菜光
合速率的 效 果 最 佳.植 物 工 厂 利 用 秸 秆 发 酵 生 产 沼
气,冬天可燃烧 沼 气 以 提 高 CO2 浓 度,还 可 以 升 高 温
度,使光合作用有关的酶活性更高,使光合速率进一步
提高.从农业生态工程角度分析,优点还有减少环境
污染,实现能量多级利用和物质循环再生等.
答案:(1)能量 渗透
771
详解详析
(2)与CK组相比,A、B、C组使用的是红光和蓝紫光,
光合色素主要吸收红光和蓝紫光,A、B、C组吸收的光
更充分,光合作用速率更高,植物干重更高 红光∶蓝
光=3∶2 当光质配比为 B组(红光∶蓝光=3∶2)
时,植物叶绿素和氮含量都比 A 组(红光∶蓝光=1∶
2)、C组(红光∶蓝光=2∶1)高,有利于植物的光合作
用,即B组植物的光合作用速率大于 A组(红光∶蓝光
=1∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1)两组,净光合速率更
大,积累的有机物更多
(3)在25℃时提高CO2 浓度光合速率增加幅度最高
升高温度 减少环境污染,实现能量多级利用和物质
循环再生
24.解析:第(1)问,分 析 题 图 b结 果 可 知,培 养 10天 后,
A组叶绿素含量为42,C组叶绿素含量为47,原因可
能是遮阴条件下植物合成较多的叶绿素,以尽可能地
吸收转化光能.第(2)问,比较图 b中 B1叶绿素含量
为53,B2组的叶绿素含量为39,A 组叶绿素含量为
42;B1 净 光 合 速 率 为 205,B2 组 的 净 光 合 速 率 为
70,A 组净光合速率为118,可推测 B组的玉米植株
总叶绿 素 含 量 为(53+39)/2=46,净 光 合 速 率 为
(205+70)/2=1375,两项数据B组均高于 A 组,推
测B组可能会积累更多的糖类等有机物,因而生长更
快.第(3)问,分析题意可知,该实验目的是探究 B组
条件下是否提高作物产量.该实验自变量为玉米遮光
程度,因变量为作物产量,可用籽粒重量表示.实验设
计应遵循对照原则、单一变量原则、等量原则等,无关
变量应保持相同且适宜,故实验设计如下:实验材料:
选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种
幼苗90株.实验方法:按图a所示条件,分为 A、B、C
三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以 A 组为对照,并
保证除遮光条件外其他环境条件一致,收获后分别测
量各组玉米的籽粒重量.结果统计:比较各组玉米的
平均单株产量.分析讨论:如果 B组遮光条件下能提
高作物产量,则下一步需要探究能提高作物产量的具
体的最适遮光比例是多少.
答案:(1)高 遮阴条件下植物合成较多的叶绿素
(2)糖类等有机物
(3)光照条件 A 组 遮光程度 探究能提高作物产
量的具体的最适遮光比例是多少
25.解析:(1)细胞内的水以自由水与结合水的形式存在,
结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水是细胞内
良好的溶剂,能够参与生化反应,能为细胞提供液体环
境,还能运送营养物质和代谢废物;根据表格分析,水
+氮组的气孔导度大大增加,增强了植物的蒸腾作用,
有利于植物根系吸收并向上运输氮,所以补充水分可
以促进玉米根系对氮的主动吸收,提高植株氮供应水
平.(2)参与光合作用的很多分子都含有氮,叶绿素的
元素组成有 C、H、O、N、Mg,其中氮与镁离子参与组成
的环式结构使叶绿素能够吸收光能,用于光反应,光反
应的场所是叶绿体的类囊体膜,完成的反应是水光解
产生 NADPH 和氧气,同时将光能转变成化学能储存
在 ATP和 NADPH 中,其中 ATP和 NADPH 两种物
质含有氮元素;暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合
物还原两个过程,其中 RuBP羧化酶将 CO2 转变为羧
基加到 C5(RuBP)分子上,反应形成的 C3 被还原为糖
类.(3)分析表格数据可知,施氮同时补充水分使气孔
导度增加,CO2 吸收量增多,同时 RuBP羧化酶活性增
大,使固定 CO2 的效率增大,使植物有足量的 CO2 供
应,从而增加了光合速率.
答案:(1)细胞内良好的溶剂,能够参与生化反应,能为
细胞提供液体环境,还能运送营养物质和代谢废物
主动吸 收 (2)镁 ATP 和 NADPH 水 C5 (或
RuBP) (3)气 孔 导 度 增 加,CO2 吸 收 量 增 多,同 时
RuBP羧化酶活性增大,使固定CO2 的效率增大
26.A 类囊体膜上进行水的光解消耗 H2O,而线粒体内膜
上进行有氧呼吸第三阶段生成 H2O,线粒体基质中进
行有氧呼吸第二阶段不生成 H2O,A 错误;叶绿体基质
中进行暗反应,消耗 CO2 进行二氧化碳的固定,线粒体
基质中进行有氧呼吸第二阶段,涉及丙酮酸和水反应
生成 CO2,B正确;类囊体膜上进行水的光解生成 O2,
线粒 体 内 膜 上 进 行 有 氧 呼 吸 第 三 阶 段,消 耗 O2 和
NADH 生成水,C正确;叶绿体基质中进行暗反应,合
成葡萄糖等有机物,线粒体基质中进行有氧呼吸第二
阶段,分 解 有 机 物 (丙 酮 酸),生 成 CO2 和 NADH,D
正确.
27.A 通过生活中对生物学原理的应用场景考查理论联
系实际的能力.①果实、蔬菜低温存放是为了降低呼
吸作用强度;② 春 化 处 理 可 以 促 进 某 些 植 物 的 开 花;
③风干处理后,减少了种子的水分从而抑制微生物的
生长繁殖,延长储藏时间;④通过对光周期的处理可以
调节植物的开花时间;⑤合理密植可以充分利用光照,
提高光合作用效率;⑥间作种植可以提高土地利用率.
综上可知,A选项正确.
28.D A.初期容器内 CO2 浓度较大,光合作用强于呼吸
作用,植物吸收CO2 释放O2,使密闭容器内的CO2 浓度下
降O2 浓度上升,光合速率逐渐降低,呼吸速率逐渐升高,
之后光合速率等于呼吸速率,A错误;B.根据分析由于密
闭容器内的CO2 浓度下降,O2 浓度上升,从而使植物光合
速率逐渐降低,呼吸速率逐渐升高,直至两者平衡趋于稳
定,B错误;CD.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速
率等于呼吸速率,C错误,D正确.
29.B A.由图可知,CT植株和 HT植株的 CO2 吸收速率
最大值基本一致,都接近于3mmolcm-2s-1,A 正
确;B.CO2 吸收速率代表净光合速率,而总光合速率=
净光合速率+呼吸速率.由图可知35 ℃时两组植株
的净光合速率相等,但呼吸速率未知,故35 ℃时两组
植株的真正(总)光合速率无法比较,B错误;C.由图可
知,50℃时 HT植株的净光合速率大于零,说明能积累
有机物,而 CT植株的净光合速率不大于零,说明不能
积累有机 物,C 正 确;D.由 图 可 知,在 较 高 的 温 度 下
HT植株的净光合速率仍大于零,能积累有机物进行生
长发育,体现了 HT植株对高温环境较适应,D正确.
30.解析:(1)导致水和矿质营养供应中断.水是光合作用
的原料,在光反应中,水在光照条件下裂解产生 H+ 、e-
和 O2.(2)据图可知,三组实验中花球的质量损失率均
随着时间延长而提高.由于日光组和红光组通过光合
作用合成有机物,抑制细胞呼吸消耗有机物,所以前3
天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组.日光诱
导气孔开放,导致蒸腾作用增强从而散失较多水分,所
以第4天日光组的质量损失率高于黑暗组.(3)图中,
第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明
显,但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组,过氧化氢酶能将
过氧化氢分解为水和氧气,从而降低过氧化氢对细胞
的损伤,因此推测日光或红光照射能减轻细胞代谢过
程产生的过氧化氢对细胞的损伤,从而延缓衰老.
(4)由于叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素的颜色显
现,所以第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象.
综合分析图中结果,第4天时,红光组条件下比日光组
和黑暗组,叶 绿 素 降 低 的 幅 度 低,过 氧 化 氢 酶 活 性 最
高,能延缓褪色、黄化、老化等现象,所以红光处理对西
兰花花球保鲜效果最明显.
答案:(1)矿质营养 H+ 、e- (2)提高 这两组花球
通过光合作用合成了有机物,抑制细胞呼吸消耗有机
物 蒸腾作用 (3)呼吸强度 细胞代谢 (4)叶绿素
分解加快,胡萝卜素和叶黄素的颜色显现 红光
31.解析:(1)在光合作用的暗反应过程中,CO2 在特定酶
的作用下,与 C5 结合形成两个 C3,这个过程称作 CO2
的固定,故反应①是 CO2 的固定过程.
(2)有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质
基质、线粒体基质和线粒体内膜.有氧呼吸第一阶段
是葡萄糖分解成丙酮酸和 NADH,合成少量 ATP;第
二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和 NADH,合
成少量 ATP,以 葡 萄 糖 为 反 应 物 的 有 氧 呼 吸 产 生
NADH 的场所是细胞质基质、线粒体基质.
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