专题6 光合作用-【高考密码】备战2026年高考生物十年高考真题分类汇编

专题6 光合作用 考点1 光合作用的原理及应用 1. （2025河北，5，2分）某科创小组将叶绿素合成相关基因转入小麦愈伤组织,获得再生植株,并进行相关检测。下列实验操作错误的是( ) A.将种子消毒后,取种胚接种到适当的固体培养基诱导愈伤组织 B.在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴后观察颜色以鉴定DNA C.将小麦色素提取液滴加到滤纸条,然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析 D.对叶片抽气处理后,转到富含CO2的清水中,探究不同光照下的光合作用强度 答案 C 种子消毒后,取种胚作为外植体,经脱分化可形成愈伤组织,该过程用的是固体培养基,A正确;DNA可用二苯胺试剂进行鉴定,在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂,沸水浴后呈现蓝色,B正确;色素提取与分离实验中,应用毛细吸管吸取少量色素提取液在滤纸条上画均匀且直的滤液细线,且层析时层析液不能触及滤液细线,否则色素会溶解在层析液中,无法观察到条带,C错误;对叶片抽气处理,可排除叶片中空气对光合作用的影响,将叶片转到富含CO2的清水中,使叶片沉入水底,可用于探究不同光照下的光合作用强度,D正确。 2. (2025山东,13,2分)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”,下列说法错误的是( ) A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 答案B 叶绿素对高温敏感,烘干过程中叶绿素易被破坏;长时间高温也可导致类胡萝卜素发生氧化分解,B错误。 3. （2025湖北，7，2分）我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载:“凡五谷种子,浥郁则不生,生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是( ) A.农业生产中,种子储藏需要干燥的环境 B.种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱 C.霉菌在种子上大量繁殖,消耗了种子的营养物质,不利于种子正常萌发 D.发霉过程中,微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性 答案B 种子储藏需要干燥环境,以减少自由水含量,降低细胞呼吸速率,减少有机物消耗,A正确;种子受潮时,自由水比例应升高而非降低,结合水比例降低,此时细胞代谢应增强而非减弱,B错误;霉菌繁殖会消耗种子储存的有机物,导致种子缺乏萌发所需的营养,不利于正常萌发,C正确;霉菌代谢产物(如毒素)可能破坏种子细胞结构或抑制种子萌发相关酶活性,阻碍种子萌发,D正确。 4. （不定项）(2025山东,16,3分)在低氧条件下,某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件,将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份,1份形成松散菌-藻体,另1份形成致密菌-藻体,在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量,2种菌-藻体培养体系中的O2含量变化相同,结果如图所示。培养过程中,任意时刻2体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是( )   A.菌-藻体不能同时产生O2和H2 B.菌-藻体的致密程度可影响H2生成量 C.H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜 D.培养至72 h,致密菌-藻体暗反应产生的有机物多于松散菌-藻体 答案ACD 审题指导 光合作用分为光反应和暗反应,光反应的场所为类囊体薄膜,生成O2、ATP和NADPH,暗反应场所为叶绿体基质,能够固定CO2,并利用光反应生成的ATP和NADPH,经过一系列反应生成糖类。 解析 由题干可知,蛋白F位于藻叶绿体基质中,可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2,因此H2的产生场所是该藻的叶绿体基质,C错误。光合作用光反应产生O2,光反应场所为叶绿体类囊体薄膜,结合C项可知,产生H2的场所为藻叶绿体基质,因此菌-藻体能同时产生O2和H2,A错误。由图可知,在培养过程中,致密菌-藻体培养体系H2含量大于松散菌-藻体,因此菌-藻体的致密程度可影响H2的生成量,B正确。两种体系中光反应速率相同,产生的NADPH也相同;培养至72 h,致密菌-藻体培养体系H2含量多于松散菌-藻体,推知致密菌-藻体消耗的NADPH多于松散菌-藻体,故致密菌-藻体用于光合作用暗反应的NADPH少于松散菌-藻体,因此致密菌-藻体暗反应产生的有机物少于松散菌-藻体,D错误。 【名师点睛】该题的突破口是理解藻叶绿体基质中既发生蛋白F利用H+和光合作用产生的NADPH产生H2的过程,又发生正常的暗反应产生有机物的过程。   5. (2025安徽,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 答案C 实验中,使用打孔器获取叶圆片时,需要避开大的叶脉,因为叶脉部位叶绿体含量少,避开大的叶脉可确保叶圆片在大小、厚度和光合能力上相对一致,减少实验误差,A正确。通过调节光源(如LED灯)与盛有叶圆片的烧杯之间的距离,可以改变光照强度(距离增加,光照强度减弱;距离减小,光照强度增强),从而设置不同光照强度的对照条件,进行对比实验,B正确。用化学传感器监测光照时的O2浓度变化得到的是净光合速率(即总光合速率-呼吸速率),计算实际光合作用强度还需要额外测量呼吸速率(通常在黑暗条件下测定O2的消耗速率),C错误。一开始叶圆片沉于水底,光合作用产生O2使其浮起,浮起快慢取决于光合作用强度,而同一烧杯中的叶圆片可能因位置差异(如相互遮挡或光源不均匀)使接受的光照强度不同,从而影响浮起的快慢,D正确。 6. (2024广东,3,2分)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是(　　) A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B.研磨时用水补充损失的提取液 C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D.用过的层析液直接倒入下水道 答案 C 应选择新鲜程度一致的叶片混合研磨,A错误;提取液是无水乙醇,加水补充会使乙醇浓度降低,不利于色素的提取,B错误;层析液中含有有毒的挥发性物质,应妥善处理,D错误。 7. (2024北京,4,2分)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验,测定单位时间单位叶面积的氧气释放量,结果如图所示。若想提高X,可采取的做法是(　　) A.增加叶片周围环境CO2浓度 B.将叶片置于4 ℃的冷室中 C.给光源加滤光片改变光的颜色 D.移动冷光源缩短与叶片的距离 答案 A 题图曲线体现了光照强度对光合速率的影响,当氧气释放速率达到X时,氧气释放速率已不再随光照强度的增加而增大,要提高X,就需要考虑改变影响光合作用的其他因素,如可采取增加叶片周围环境CO2浓度,A正确;在4 ℃的冷室中,叶片中与光合作用有关的酶活性降低,光合速率下降,不能提高X,B错误;给光源加滤光片等同于降低光照强度,X可能降低,缩小冷光源与叶片的距离可增加光照强度,但对X无影响,C、D错误。 8. (2024北京,12,2分)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城,其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验,难以达成目的的是(　　) A.用花瓣细胞观察质壁分离现象 B.用花瓣大量提取叶绿素 C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度 D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养 答案 B 成熟的花瓣细胞中含有中央液泡,可用于观察质壁分离现象;月季插条易生根,可用于探索生长素促进其插条生根的最适浓度;幼嫩茎段分裂能力强可作为外植体进行植物组织培养,A、C、D不符合题意。“光谱”月季花瓣细胞中不含叶绿素,B符合题意。 9. (2024贵州,3,3分)为探究不同光照强度对叶色的影响,取紫鸭跖草在不同光照强度下,其他条件相同且适宜,分组栽培,一段时间后获取各组光合色素提取液,用分光光度法(一束单色光通过溶液时,溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是(　　) A.叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素 B.分离提取液中的光合色素可采用纸层析法 C.光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D.测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段 答案 D 叶绿素和类胡萝卜素均能吸收蓝紫光,故测定叶绿素的含量时不可使用蓝紫光波段,D错误。 10. (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 答案　D　叶绿素的元素组成为C、H、O、N、Mg,因此氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素,A正确;叶绿素和类胡萝卜素属于光合色素,均存在于叶绿体中类囊体的薄膜上,B正确;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,因此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,C正确;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,反之则慢,D错误。 易混易错　叶绿素由C、H、O、N、Mg组成,胡萝卜素由C、H组成,叶黄素由C、H、O组成;叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 11. (2023江苏,12,2分)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是 (　　) A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠 C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间 答案 B　用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏,A错误;若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但会使滤液细线过宽,分离后滤纸上易出现色素带重叠,B正确;该实验分离色素后,滤纸条上色素带的宽窄只能比较各种色素相对含量的多少,但不能测定各种色素的具体含量,C错误;花青素易溶于水而不易溶于石油醚等有机溶剂,若得到5条色素带,距离滤液细线最近的应为花青素,即在叶绿素b的下方,D错误。 12. (2022浙江1月选考,2,2分)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是(　　) A.基部成熟叶片是最佳观察材料 B.叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心 C.叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D.不同条件下叶绿体的位置不变 答案　C　黑藻幼嫩叶片薄,适宜作为“观察叶绿体”活动的材料,A错误;黑藻叶肉细胞有中央液泡,叶绿体分布在液泡的周边,B错误;叶绿体的位置可随光照强度和方向的改变而改变,D错误。 13. (2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是 (　　) 植株类型 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素/类胡萝卜素 野生型 1 235 519 419 4.19 突变体1 512 75 370 1.59 突变体2 115 20 379 0.35 A.两种突变体的出现增加了物种多样性 B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强 C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致 D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色 答案　D　两种突变体的出现增加了遗传(基因)多样性,但仍为同一物种,A错误;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,由表中两种突变体的叶绿素、类胡萝卜素的含量可判断,突变体1比突变体2吸收红光的能力更强,B错误;根据题干信息可知,两种黄叶突变体的表现型相似,表中两种突变体的光合色素含量有差异,不能确定是由不同基因的突变所致,C错误;分析表中数据可知,与野生型相比,黄叶突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值都大幅度下降,由此可推断,叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅度下降可导致突变体的叶片呈黄色,D正确。 解题关键　解答本题的前提条件是要明确光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类,前者主要吸收红光和蓝紫光,而后者主要吸收蓝紫光。 14. (2022江苏,5,2分)下列有关实验方法的描述合理的是 (　　) A.将一定量胡萝卜切碎,加适量水、石英砂,充分研磨,过滤,获取胡萝卜素提取液 B.适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片,可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象 C.检测样品中的蛋白质时,须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应 D.用溴麝香草酚蓝(水)溶液检测发酵液中酒精含量的多少,可判断酵母菌的呼吸方式 答案　B　胡萝卜素属于脂溶性物质,应用有机溶剂提取,而非用水提取,A错误;黑藻叶片含有叶绿体和中央液泡,用适当浓度蔗糖溶液处理,可以叶绿体的运动为标志观察到细胞质的流动,一段时间后可观察到质壁分离现象,B正确;双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应不需要加热,C错误;溴麝香草酚蓝溶液可用来检测CO2,检测酒精可用酸性重铬酸钾溶液,颜色变化为由橙色变为灰绿色,D错误。 15. (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 答案　AD　叶片蒸腾作用强,植物体为防止失水过多,部分气孔关闭,影响了CO2的进入量,抑制了暗反应,A正确;在上述过程中,光反应不受影响,但是由于光反应产物的积累,会存在反馈机制,抑制叶片转化光能的能力,D正确;温度可影响光合酶和呼吸酶的活性,12时左右光合作用强度明显减弱,但不会小于呼吸作用强度,B错误;与光合作用有关的色素位于叶绿体类囊体薄膜上,C错误。 16. (2022海南,3,3分)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是 (　　) A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量 B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率 C.四组实验中,0.5%NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高 D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短 答案　B　本实验的目的是探究适宜温度下CO2浓度对光合作用的影响,自变量是CO2浓度(通过等体积不同浓度的NaHCO3溶液来实现),温度、光照等属于无关变量,应相同且适宜,A错误;实验中所用的菠菜叶圆片已进行排气处理,叶圆片通过光合作用释放氧气的速率越大,叶圆片上浮所需时间越短,B正确;四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片上浮平均时长最长,表明其光合速率最低,C错误;若从适宜温度降低到4 ℃,与光合作用相关的酶的活性降低,导致光合速率降低,则各组叶圆片上浮所需时长均会延长,D错误。 17. (2022北京,2,2分)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出 (　　) A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高 B.在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高 C. CO2浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小 D. 10 ℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高 答案　D　由题图可知,当CO2浓度一定时,在一定温度范围内,光合速率随着温度的升高而升高,达到最适温度时,光合速率达到最大值,之后光合速率随温度的升高而降低,A不符合题意;由题图可知,当CO2浓度为200 μL∙L-1时,光合作用最适温度在20~30 ℃,当CO2浓度为370 μL∙L-1时,光合作用最适温度约为30 ℃,当CO2浓度为1 000 μL∙L-1时,光合作用最适温度大于30 ℃,故在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高,B不符合题意;当CO2浓度为200 μL∙L-1时,光合速率曲线随温度的升高变化幅度较小,即温度对光合速率影响小,C不符合题意;10 ℃时,CO2浓度从200 μL∙L-1上升到370 μL∙L-1时,光合速率有所提高,但当CO2浓度从370 μL∙L-1上升到1 000 μL∙L-1时,光合速率基本不变,故不能判断10 ℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高,D符合题意。 18. (2022福建,13,4分)曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。如图中的曲线可以表示相应生命活动变化关系的是 (　　) A.曲线a可表示自然状态下,某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系 B.曲线a可表示葡萄糖进入红细胞时,物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系 C.曲线b可表示自然状态下,某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系 D.曲线b可表示在晴朗的白天,某作物净光合速率随光照强度变化的关系 答案 C　自然状态下,随着环境CO2浓度升高,固定CO2的C5和相关酶达到饱和,CO2吸收速率不再增加,但一般不会出现曲线后段的下降,所以不能用曲线a表示,A错误;葡萄糖以协助扩散方式进入红细胞,膜两侧葡萄糖浓度差越大,运输速率越大,但最终受到细胞膜上葡萄糖载体数量的限制,故曲线达到最大值后维持相对稳定,不能用曲线a表示,B错误;自然状态下,某池塘草鱼种群增长速率随时间变化先上升后下降,关系如曲线b所示,C正确;在晴朗的白天,某作物净光合速率随光照强度的变化而变化,清晨或傍晚光强较弱时净光合速率可能小于零,不符合曲线b,D错误。 19. (2021辽宁,2,2分)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是(　　) A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度 B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同 C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量 D.适时通风可提高生产系统内的CO2浓度 答案　B　光的波长和光照强度影响光合作用,可以根据植物生长规律对二者进行调控,A选项正确;培养液的浓度应低于根细胞细胞液的浓度,以使植物根细胞能够正常吸收水分,B选项错误;温度通过影响酶的活性,从而影响光合速率与呼吸速率,白天最适温度条件下积累有机物多,夜晚温度低消耗有机物少,有利于提高作物产量,C选项正确;CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率,适当通风能提高CO2浓度,有利于提高光合作用,D选项正确。 20. (2021湖南,7,2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(　　) A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用 B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原 C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降 D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 答案　A　弱光条件下植物仍然可以进行光合作用,只不过光反应产生的氧气较少,被植物体全部用来进行有氧呼吸,最终表现为没有氧气释放,A错误;在暗反应阶段,CO2先与C5结合形成C3,C3再被还原成糖类和C5,故CO2不能直接被还原,B正确;禾谷类作物开花期光合作用的产物有一部分用来维持花穗的生长发育,剪掉部分花穗后,有机物的输出减少,会造成光合产物的短期积累,从而抑制光合作用,C正确;合理密植有利于充分利用光能,从而提高光合作用强度,有机肥富含有机物,能在微生物的分解作用下产生CO2和其他养分,利于植物进行光合作用,D正确。 21. (2021湖北,9,2分)短日照植物在日照时数小于一定值时才能开花。已知某短日照植物在光照10小时/天的条件下连续处理6天能开花(人工控光控温)。为了给某地(日照时数最长为16小时/天)引种该植物提供理论参考,探究诱导该植物在该地区开花的光照时数X(小时/天)的最大值,设计了以下四组实验方案,最合理的是(　　) 实验方案 对照组(光照时数:小时/天,6天) 实验组(光照时数: X小时/天,6天) A. 10 4≤X<10设置梯度 B. 10 8≤X<10, 10<X≤16设置梯度 C. 10 10<X≤16设置梯度 D. 10 10<X≤24设置梯度 答案　C　已知该短日照植物在日照时数为10小时/天时,连续处理6天就能开花。若将该植物引种到每天光照时数最长为16 h的环境中,欲探究诱导该植物在该地区开花的光照时数的最大值,设计时,实验组的光照时数应大于对照组的光照时数,且小于或等于16小时/天。故选C。 22. (2021湖北,12,2分)酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物,叶片嫩而多肉,深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔,在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象,下列叙述错误的是(　　) A.大象和马齿苋属植物之间存在共同进化 B.大象和马齿苋属植物存在互利共生关系 C.水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素 D.白天马齿苋属植物气孔关闭,仍能进行光合作用 答案　B　大象吃马齿苋属植物的叶片,马齿苋属植物的枝条在大象进食时常被折断掉到地上,遭到踩踏的枝条会长成新的植株,从而繁衍后代,这说明大象和马齿苋属植物之间存在共同进化,A正确;马齿苋属植物的叶片嫩而多肉,深受大象喜爱,说明大象和马齿苋属植物存在捕食关系,B错误;酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物,说明水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素,C正确;马齿苋属植物在凉爽的夜晚会吸收CO2并储存起来,所以虽然白天马齿苋属植物气孔关闭,但其仍可利用储存的CO2进行光合作用,D正确。 23. (2021北京,13,2分)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学实验,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 答案　C　肝细胞里含过氧化氢酶,A正确;DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,B正确;不同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条上扩散得快,反之则慢,即依据溶解度的差异对光合色素进行纸层析分离,C错误;蛋白质含肽键,与双缩脲试剂反应呈紫色,D正确。 24. (2021天津,6,4分)孟德尔说:“任何实验的价值和效用,取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是(　　) A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象 B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂 C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素 D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA 答案　C　紫色洋葱鳞片叶外表皮可以用来观察细胞的质壁分离和复原现象;洋葱鳞片叶可以用来粗提取DNA;洋葱根尖分生区可以用来观察植物细胞有丝分裂。由于洋葱鳞片叶没有叶绿体,因此不能用来提取和分离叶绿体中的色素,故选C。 25. (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 答案　B　探究植物细胞的吸水和失水实验中,应观察原生质层与细胞壁的位置关系,A错误;探究酵母菌细胞呼吸的方式,应检测CO2和酒精,可观察石灰水的浑浊程度,C错误;观察有丝分裂实验,主要观察染色体的形态、数目和位置,观察的细胞是死细胞,看不到纺锤丝牵引染色体的运动,D错误。 26. (2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是(　　) A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C.研磨时添加石英砂有助于色素提取 D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散 答案　B　叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿体色素,A正确;研磨时加入应CaCO3,其可以中和酸性物质,防止叶绿素被破坏,B错误;研磨时添加石英砂(SiO2)有助于对菠菜叶的充分研磨,易于提取色素,C正确;在滤纸条上画滤液细线时,要用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,吹干后,再重复画若干次,画滤液细线时要细且齐,若滤液扩散会导致细线不齐,可能出现色素带重叠现象,D正确。 27. (2020浙江7月选考,25,2分)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是(　　) A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率 B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大 C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似 D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似 答案　A　该植物叶片同时进行光合作用和呼吸作用,测得的该植物叶片的光合速率表示净光合速率,该叶片分离得到的叶绿体的光合速率表示总光合速率,净光合速率=总光合速率-呼吸速率,A正确;若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,说明部分叶绿体被破坏无法进行光合作用,与无破碎叶绿体相比,光合速率偏小,B错误;若该植物长时间处于遮阴环境,光合速率慢,叶片内蔗糖不可能出现高浓度积累的现象,二者的关系不同于图中B-C段对应的关系,C错误;花朵为光合产物的贮存场所,若该植物处于开花期,摘除花朵后,蔗糖的贮存器官减少,叶片内蔗糖积累会抑制光合作用的正常进行,二者的关系与图中B-C段对应的关系相似,D错误。 28. (2019课标全国Ⅰ,3,6分)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自(　　) A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气 答案　A　本题借助光合作用的原理与应用等知识,考查学生运用所学知识与观点,对生物学问题进行推理、判断的能力;试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作用等相关知识,体现了对生命观念素养中物质与能量观的考查。该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加,干重增加量来源于从土壤中吸收的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。故选A。 29. (2019海南单科,9,2分)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是(　　) A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能 B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a C.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与 D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用 答案　B　本题通过对光合色素及其相关知识的考查体现了生命观念中的物质与能量观、结构与功能观。光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,但需要利用光反应阶段产生的[H]和ATP,A正确;胡萝卜素不能吸收红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C正确;红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D正确。 30. (2017天津理综,5,6分)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是(　　) A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B.用水做层析液观察花青苷的色素带 C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水 D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目 答案　D　本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素为脂溶性,可溶于有机溶剂如无水乙醇,A可达到目的;花青苷为水溶性,类比叶绿体色素的分离方法,可用水做层析液观察花青苷的色素带,B 可达到目的;质壁分离和复原实验可用于探究细胞的吸水和失水,C可达到目的;细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体,而表皮细胞无分裂能力,细胞中无染色体,D符合题意。 易错警示　染色质与染色体是同种物质在细胞不同时期的两种不同形态。在细胞分裂过程中,染色质丝螺旋缠绕,成为染色体;在细胞分裂末期,染色体解螺旋恢复为染色质状态,而无分裂能力的细胞中不出现染色体。 31. (2017课标全国Ⅲ,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　) A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 答案　A　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光基本不吸收红光,A错误;不同光合色素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B正确;光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响暗反应阶段对CO2的利用,所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示,C正确;640~660 nm波长的光属于红光区,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,D正确。 32. (2018江苏单科,18,2分)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是(　　) A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 答案　D　本题通过对光合作用影响因素的分析探讨,考查了科学思维素养中的归纳与概括要素。由图中信息可知:当横坐标是光照强度,即该实验的自变量是光照强度时,温度是该实验的无关变量,所以曲线起点相同,即呼吸强度相同,当光照强度达到一定强度时,一定范围内CO2浓度越高,净光合速率越大,当光照强度达到一定值即光饱和点时,净光合速率不变,D正确;若横坐标是温度,在一定温度范围内,净光合速率随温度升高而升高,超过某一最适温度,净光合速率随温度升高而下降,B错误;当横坐标是CO2浓度或光波长时,净光合速率与温度的关系不一定呈正相关,A、C选项错误。 方法技巧　坐标曲线图的分析方法 (1)横坐标是自变量,纵坐标是因变量。 (2)无关变量保持一致,结合图中信息,甲、乙两曲线的起点相同,温度相同时,呼吸速率相同。 33. (2017天津理综,6,6分)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是(　　) A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型 B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型 C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度 答案　D　本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。光合作用的光反应与暗反应相互制约,相互影响。从图示可以看出,在曲线图P点以前,野生型水稻光合速率大于突变型,而P点后野生型水稻光合速率小于突变型,说明在P点前,野生型水稻光反应强度较高,P点后,突变型水稻暗反应强度较高,A、B正确;在P点前和P点后至光饱和点前,突变型水稻光合速率随光照强度增加而增加,即限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度,当光照强度大于光饱和点时,限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度等,C正确,D错误。 34. (2016课标全国Ⅱ,4,6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是(　　) A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的 答案　C　叶绿体中的色素是有机物,可溶解在有机溶剂乙醇中,A正确;Mg2+是参与构成叶绿素的成分,可由植物的根从土壤中吸收,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用,C错误;叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,D正确。 35. (2016四川理综,3,6分)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是(　　) A.用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠 B.用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质 C.提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低 D.调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高 答案　B　用纸层析法分离叶绿体色素时,滤液细线要画得细而直,若滤液细线画得过粗,可能会导致色素带出现重叠,A项正确;用葡萄制作果醋时,所用微生物为需氧型的醋酸杆菌,在发酵过程中装置不能密封,B项错误;酒精是水溶性有机溶剂,而石油醚为水不溶性有机溶剂,石油醚可充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,所以用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低,C项正确;调查人群中色盲发病率时,应在人群中随机调查,若只在患者家系中调查,将会导致所得结果偏高,D项正确。 36. (2016北京理综,5,6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。 与本实验相关的错误叙述是(　　) A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官 C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响 答案　C　CO2被固定形成C3,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的,A正确;分析图示可知,该植物生殖器官发育早期,营养器官中含14C量的比例较高,说明此期光合产物大部分被分配到营养器官,B正确;由图示可知遮光70%条件下,在生殖器官发育早期,分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近,C错误;分析题干信息和图示均可看出本实验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D正确。 37. (2016江苏单科,17,2分)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是(　　) A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素 B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素 C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失 答案　B　应该在研磨叶片前加入碳酸钙,A项错误;即使菜叶剪碎不够充分,叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素,B项正确;鲜菠菜中含有较多水分,因此不能为获得10 mL提取液而一次性加入10 mL乙醇,C项错误;层析完毕后,叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失, D项错误。 易错警示　(1)叶绿体色素的提取和分离过程中加入的试剂的作用:①SiO2,为了研磨充分;②CaCO3,防止叶绿素被破坏;③无水乙醇,溶解色素;④层析液,用于分离各种色素。(2)叶绿体中的色素不会随层析液挥发。 38. （2025江苏，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,获得类囊体悬液。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5 μL类囊体悬液溶于995 μL的 溶液中,混匀后,测定出叶绿素浓度为3 μg/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 。  (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 。  答案 (1)叶绿体 等渗 (2)无水乙醇 600 (3)ATP、NADPH (4)变弱 吸收、利用光能,可分解水产生H+,转运H+等 (5)CO2、C5、暗反应相关的酶等 解析 (1)类囊体位于叶绿体内部,要使其释放出来,在细胞已被破坏的情况下还需要把叶绿体膜涨破。要保持游离类囊体正常的结构与活性,需要将其置于等渗溶液中保存。(2)利用光合色素易溶于无水乙醇的特点,可利用无水乙醇作溶剂将类囊体上的光合色素溶解并提取出来;再结合类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示,分析5 μL的类囊体悬液溶于995 μL的溶剂后,被稀释了200倍,若测得的叶绿素浓度为3 μg/mL,说明原液的类囊体浓度可表示为3 μg/mL×200=600 μg/mL。(3)光反应产物主要有氧气、ATP、NADPH等,氧气大多释放出去,留存在悬液中的主要是ATP和NADPH。(4)适宜光照下,类囊体利用吸收的光能分解水,产生O2、H+和电子等,H+会导致人工细胞pH下降,再结合荧光素Y的强弱与pH大小正相关可知,pH下降则荧光强度变弱。(5)光合作用的暗反应阶段生成糖类,该阶段除了需要光反应提供ATP和NADPH外,还依赖于一系列相关的酶以及CO2、C5等。 39. （2025北京，18，12分）植物的光合作用效率与叶绿体的发育(形态结构建成)密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控,以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。 (1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定,其BG基因功能缺失,命名为bg。图1是使用 观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比,可见突变体基粒(“[”所示)中的 增多。    (2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录,BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk(叶绿素含量降低)及双突变体bggk。对三种突变体进行观察,发现双突变体的表型与突变体 相同,由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。  (3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制,将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后,再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段,反应一段时间后,经电泳检测DNA所在位置,结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是 _________________________________________。    (4)基于突变体bg的表型,从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义。   答案 (1)电子显微镜(3分) 类囊体(3分) (2)gk (3)BG与GK结合抑制GK与CAO启动子片段结合 (4)BG通过动态调控叶绿体类囊体数量,有助于植物适应光强不断变化的环境 解析(1)观察细胞器的亚显微结构需使用电子显微镜。叶绿体基粒由多个类囊体堆叠而成,据图示可知,与野生型相比,突变体基粒厚度增大,即层数显著增多,类囊体个数增多。(2)根据题示信息:“BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育”,可以对如下通路进行相关分析:   (3)根据图2信息可知:   (4)光响应基因BG参与调控类囊体的形成。BG基因在正常情况下能够抑制类囊体数目过度增加(类囊体数量增加需要消耗更多蛋白质和脂质),可帮助植物在资源利用和光合效率之间达到平衡,避免过度消耗资源。BG基因的意义可能在于赋予植物动态调节类囊体结构的能力,以适应不同光照条件,优化资源利用,从而在进化过程中提高适应性和生存竞争力。 【名师点睛】 若题干中出现“A通过促进/抑制B进而影响C”相关句式,应该根据已知信息绘制信号通路图示,如本题(2),双突变体的表型一般与下游基因的突变体一致。 40. （2025陕晋青宁，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。   (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 。  答案 (1)基质 ATP、NADPH (2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨酸,一方面消耗了O2,同时产生了CO2,促进了R酶与CO2的结合,另一方面释放的CO2转化成HC,促进可溶性糖等溶质的生成,提高了保卫细胞的细胞液浓度,植物保卫细胞渗透压增大吸水,气孔开度增大,有利于CO2的吸收,暗反应速率加快,提高了叶片的净光合速率,所以植株S叶片的净光合速率高于植株W (3)减小 小 (4)实验思路:构建保卫细胞中G酶基因缺失的突变体(或构建敲除了保卫细胞中G酶基因的植株),与野生型植株W在相同且适宜的条件下培养一段时间后,测定两组植株在不同光照强度下的净光合速率。 预期结果:突变体植株在不同光照强度下的净光合速率小于野生型植株W 【解析】(1)叶绿体中,CO2固定的场所是叶绿体基质。C3的还原需要光反应提供的ATP和NADPH参与。(2)由图(a)可知,G酶增加会促进甘氨酸向丝氨酸的转化,一方面消耗了O2,同时产生了CO2促进了R酶与CO2的结合,另一方面释放的CO2转化成HC,促进可溶性糖等溶质的生成,保卫细胞渗透压升高吸水使气孔开度增大,有利于增加暗反应原料CO2的供应,暗反应速率加快,提高了叶片的净光合速率,所以植株S叶片的净光合速率高于植株W。(3)根据图(a)信息,O2会与CO2竞争R酶同一活性位点,因此增大环境中O2浓度,会使植株S净光合速率减小。与植株W相比,植株S保卫细胞中G酶基因表达量增加,将甘氨酸转化为丝氨酸和CO2的量增加,使植株光合作用中可利用的CO2增多,故环境O2浓度升高时植株S光合速率的降低幅度较小,且两植株呼吸速率接近,故植株S的净光合速率降低幅度较小。(4)前述实验中,已进行了植株W(野生型)和植株S(保卫细胞中G酶表达量增加)间的比较,为了进一步证明G酶的作用,可以新增保卫细胞中G酶基因缺失突变体(或G酶基因敲除)的植株作为实验组,在与前述实验相同的条件下处理以进行对照实验观察净光合速率的变化。 41. (2025湖南,17,12分)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料,其化学性质稳定。研究发现,某细菌不能在无氧条件下生长,在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚,并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下,培养某栅藻(真核生物)的过程中,对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚(40 mg·L-1)的降解情况,开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验,结果如图b。回答下列问题:     (1)栅藻的光合放氧反应部位是 (填细胞器名称)。图a结果表明,对硝基苯酚 栅藻的光合放氧反应。  (2)细菌在利用对硝基苯酚时,限制因子是 。  (3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L-1,培养10 min后,推测该培养液pH会 ,培养液中对硝基苯酚相对含量 。  (4)细菌与栅藻通过原始合作,可净化被对硝基苯酚污染的水体,理由是  。  答案(1)叶绿体 抑制 (2)氧气 (3)升高 基本不变 (4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境,细菌降解水体中的对硝基苯酚,并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用 解析 (1)栅藻是真核生物,进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明,对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应,且在一定范围内,随着对硝基苯酚浓度增加,对光合放氧的抑制作用增强。(2)由题意知,该细菌不能在无氧条件下生长,栅藻在光照下会产生氧气,分析图b知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比,Ⅰ组有氧气,Ⅱ、Ⅲ组有细菌+氧气,Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致,Ⅰ组基本不变,则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚,可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。(3)图b中,Ⅰ组为“栅藻+光照”,对硝基苯酚含量为40 mg·L-1;分析图a可知,对硝基苯酚含量为20 mg·L-1时,栅藻进行光合放氧量较高,而光合作用会消耗培养液中的CO2,故培养液的pH会升高;结合图b可知,栅藻不能吸收利用对硝基苯酚,培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。(4)由Ⅲ组可知,在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境,而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚,并为栅藻提供CO2,故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。 42. (2025广东,18,11分)我国科学家以不同植物为材料,在不同光质条件下探究光对植物的影响。测定了番茄的光合作用相关指标并拟合CO2响应曲线(图a);比较了突变体与野生型水稻水分消耗的差异(图b),鉴定到突变体发生了PIL15基因的功能缺失,并确定该基因参与脱落酸信号通路的调控。   回答下列问题: (1)图a中,当胞间CO2浓度在900~1 200 μmol·mol-1范围时,红光下光合速率的限制因子是 ,推测此时蓝光下净光合速率更高的原因是 。  (2)图b中,突变体水稻在远红光与红光条件下蒸腾速率接近,推测其原因是  。  (3)归纳上述两个研究内容,总结出光影响植物的两条通路(图c)。通路1中,①吸收的光在叶绿体中最终被转化为 。通路2中吸收光的物质②为 。用箭头完成图c中②所介导的通路,并在箭头旁用“(+)”或“(-)”标注前后两者间的作用,(+)表示正相关,(-)表示负相关。    (4)根据图c中相关信息,概括出植物利用光的方式: 。  答案(1)光照强度 植物对蓝光利用效率更高 （2）突变体水稻PIL15基因的功能缺失，使得脱落酸信号通路异常，无法正常调控气孔的开闭 （3）有机物中稳定的化学能 光敏色素   (4)光照既可以为植物提供能量,又可以作为信号   解析 (1)限制因素的分析方法如图所示:   胞间CO2浓度处于900~1 200 μmol·mol-1时,红光条件下的净光合速率达到最大值并保持稳定,稳定,低于同等条件下的蓝光对应的净光合速率,即同等CO2浓度条件下,蓝光合成有机物的速率更快,推测光合色素对不同光质(不同颜色的光)的吸收利用效率不同,蓝光条件下的光反应速率更快,产生的ATP和NADPH更多,因而C3还原速率更快,有机物合成速率也更快。 (2)(3)题目信息结合教材内容如下:   (4)综上分析,植物利用光的第一种途径是以光为能源,驱动光合作用的进行,把CO2和水合成有机物,将光能转变为化学能储存在有机物中;第二种途径是以光为信号,光敏色素接收并传递光信号影响细胞核中相关基因表达,从而调控植物的生命活动。 43. (2025河南,17,10分)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响,将作物分组处理一段时间后,结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。         回答下列问题 (1)光对植物生长发育的作用有 和 两个方面。  (2)上述实验需控制变量,为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响,至少应选用上述 组(填组别)进行对比分析,该实验中的无关变量有 (答出2点即可)。  (3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正比关系),④组的总光合速率 (填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率,判断依据是    。  答案(1)为光合作用提供能量 作为一种信号调节植物生长发育 (2)①②④ 温度和二氧化碳浓度 (3)始终大于 ④组呼吸作用强于③组,但是两组光补偿点也就是总光合速率等于呼吸速率时的光照强度相等,所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组 解析(1)光既是光合作用的能量来源,又是一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。(2)通过②④比较可知实验光下盐胁迫对作物生长的影响,再通过①②④比较可判断实验光是否完全抵消盐胁迫对作物生长的影响。无关变量包含温度、二氧化碳浓度、光照时长等。(3)见答案。 44. (2025黑吉辽蒙,21,11分)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明,这一改良提高了该作物的光合速率(如图)和产量潜力。回答下列问题。   注:光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。 (1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转换是 。  (2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于 不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是    。  (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。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证,简要写出实验思路。     答案(1)基质 C5 (ATP和NADPH中)活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能 (2)光照强度 CO2浓度 与曲线②相比,曲线①中S植株获得的光照更强,光反应生成了更多的ATP和NADPH,用于暗反应还原C3,生成有机物的速率更快 (3)用放射性同位素14C标记CO2供作物进行光合作用,在饱和光照、适宜CO2浓度等相同条件下,同时培养相同数量的长势良好且生理状况相似的WT植株和S植株,检测并比较相同时间内两组植株中的14C标记的C3的量。 解析 (1)Rubisco参与暗反应,在叶绿体基质中催化C5与CO2结合。部分产物(指的是C3)经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中的能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转换为有机物中稳定的化学能。(2)据图分析,B点后,S组(曲线②)的光合速率低于S+补光组(曲线①),但与WT组(曲线③)相同,说明当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于光照强度不足。A点之前,胞间CO2浓度较低,即使补光,也不能使作物的光合速率提高,因此此时的主要限制因素是CO2浓度。当胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时,S+补光组(曲线①)的光合速率高于S组(曲线②),分析可知,S+补光组光照强度更强,光反应生成了更多的ATP和NADPH,用于暗反应还原C3,生成有机物的速率更快,故曲线①比②光合速率更高。(3)要使用同位素标记的方法来验证“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”,自变量是植株的种类,因变量是植株固定CO2生成C3的速率,注意无关变量的控制,实验方法是同位素标记法,实验思路设计见答案。 21.(2025山东,21,9分)高光强环境下,植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤,引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长,其部分光合过程如图所示。   (1)叶绿体膜的基本支架是 ;叶绿体中含有许多由类囊体组成的 ,扩展了受光面积。  (2)据图分析,生成NADPH所需的电子源于 。采用同位素示踪法可追踪物质的去向,用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后,以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时,能进入线粒体基质且被3H标记的物质有H2O、 。离心收集绿藻并重新放入含O的培养液中,在适宜光照条件下继续培养,绿藻产生的带18O标记的气体有 。  (3)据图分析,通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为 。  答案(1)磷脂双分子层 基粒 (2)H2O 丙酮酸和[H](NADH) O2和CO2 (3)途径①以电能的方式耗散光能;途径②以热能的方式耗散光能 解析 (1)生物膜的基本支架为磷脂双分子层,每个基粒由一个个类囊体堆叠而成。(2)图中虚线箭头表示电子的传递路径,据图可知,电子来源于水的光解。用含3H2O的溶液培养绿藻,3H2O可参与光合作用而使主要光合产物葡萄糖含3H标记(3H2O光解得到3H+→3H+参与NADPH的合成→NADPH(含3H)参与C3的还原→含3H标记的葡萄糖),以含3H标记的葡萄糖为原料进行有氧呼吸时,葡萄糖在细胞质基质被分解成含3H标记的丙酮酸和NADH,含3H标记的丙酮酸和3H2O可进入线粒体基质反应生成CO2和含3H标记的NADH。绿藻可利用O通过光合作用生成18O2,也可利用3H2O通过有氧呼吸第二阶段生成C18O2。(3)据图可知,途径①一部分电子传递给O2生成H2O2,进一步将H2O2分解为H2O,主要以电能的方式耗散光能。途径②Y将一部分光能传递给Z,Z将光能转化为热能,以热能的方式耗散光能,减弱光能对光合系统的损伤。 45. (2025浙江1月选考,22,11分)西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成的花球,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50 μmol·m-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。 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。  答案 (11分,除了特殊标注外,其余每空1分) (1)矿质营养 H+和e-(氢) (2)增大 这两组通过光合作用合成有机物,抑制细胞呼吸,减少了有机物的消耗(2分) 蒸腾作用 (3)呼吸强度 细胞代谢 (4)叶绿素含量少(合成少/分解多),类胡萝卜素比例升高(2分) 红光 解析 (1)西兰花花球采摘后离开了植株,水和矿质元素供应中断。水在光反应中裂解产生O2、H+和e-。(2)由质量损失率-贮藏时间柱形图,可知三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而增大。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组,原因有:①日光组和红光组的花球可以进行光合作用合成有机物;②由呼吸强度-贮藏时间柱形图可知,黑暗组呼吸强度一般较大,可知日光和红光抑制了细胞呼吸,减少了有机物消耗;③由过氧化氢酶活性-贮藏时间柱形图还可推知黑暗组酶活性小,过氧化氢分解少,对细胞损伤大,反之,日光组和红光组细胞损伤小。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,引起蒸腾作用增强从而散失较多水分。(3)由图可知,第4天日光组和红光组比黑暗组下降更明显的指标只有呼吸强度,但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组,过氧化氢有氧化性,会对细胞造成损伤,过氧化氢酶可催化过氧化氢分解,从而减少其对细胞的损伤,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)西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成的花球,推知绿色花蕾有叶绿体。第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象,原因是叶绿素合成少或分解多,叶绿素含量减少,而类胡萝卜素较稳定,从而呈现黄色。综合分析图中结果,三组中红光组呼吸强度最小、过氧化氢酶活性最高、质量损失率最小、叶绿素含量最高,故红光处理对西兰花花球保鲜效果最明显。 46. (2024重庆,18,11分)重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一,黄连生长缓慢,存在明显的光饱和(光合速率不再随光强增加而增加)和光抑制(光能过剩导致光合速率降低)现象。 (1)探寻提高黄连产量的技术措施,研究人员对黄连的光合特征进行了研究,结果见图1。      ①黄连的光饱和点约为 μmol·m-2·s-1。光强大于1 300 μmol·m-2·s-1后,胞间CO2浓度增加主要是由于   。  ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为 。黄连叶片适应弱光的特征有 (答2点)。  (2)黄连露天栽培易发生光抑制,严重时其光合结构被破坏(主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体)。为减轻光抑制,黄连能采取调节光能在叶片上各去向(图2)的比例,提升修复能力等防御机制,具体可包括 (多选)。①叶片叶绿体避光运动,②提高光合产物生成速率,③自由基清除能力增强,④提高叶绿素含量,⑤增强热耗散。  (3)生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制,为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是  。 答案 (除标注外每空2分,共11分)(1)①500(1分) 光合作用受到抑制,消耗的CO2减少,且气孔导度增加 ②黄连在弱光条件下随光强增加生长速度加快,光照过强其生长速度减慢 叶片较薄,叶绿素较多(叶色深绿,叶绿体颗粒较大,叶绿体类囊体膜面积更大) (2)①②③⑤ (3)合理施肥增加光合面积,补充CO2提高暗反应 命题点:光合作用 解析 (1)①光饱和点为光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度,由图1净光合速率的曲线可知,当光照强达到约500 μmol·m-2·s-1时光合速率不再增加;光强大于1 300 μmol·m-2·s-1后,净光合速率下降,光合作用受到抑制,消耗的CO2减少,且气孔导度增加,所以胞间CO2浓度增加。②由图1净光合速率曲线可知光强对黄连生长的影响主要表现为弱光条件下随光强增加生长速度加快,光照过强其生长速度减慢;弱光时,可通过增加受光面积或增加光合色素的含量来增加光合速率,所以黄连叶片适应弱光的特征有叶片较薄,叶绿素较多。(2)①叶片叶绿体避光运动,可减少对光的吸收;②提高光合产物生成速率,从而提高光合速率,消耗更多的光能;③自由基清除能力增强,可减少对光合结构的破坏;④提高叶绿素含量会增加对光能的吸收,不能减轻光抑制;⑤热耗散为图2中光能的主要去向,增强热耗散也可减轻光抑制。故答案为①②③⑤。(3)为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用有合理施肥增加光合面积,补充CO2提高暗反应等。 47. (2024江苏,20,11分)科研人员对蓝细菌的光合放氧、呼吸耗氧和叶绿素a含量等进行了系列研究。图1是蓝细菌光合作用部分过程示意图,图2是温度对蓝细菌光合放氧和呼吸耗氧影响的曲线图。请回答下列问题: (1)图1中,H+从类囊体膜内侧到外侧只能通过ATP合酶,而O2能自由通过类囊体膜,说明类囊体膜具有的特性是 。碳反应中C3在 的作用下转变为(CH2O),此过程发生的区域位于蓝细菌的 中。 (2)图2中蓝细菌光合放氧的曲线是 (从“甲”“乙”中选填);据图判断,总光合速率最高时对应的温度是 (从“20 ℃”“ 25 ℃”“30 ℃”中选填),理由为 。 (3)在一定条件下,测定样液中蓝细菌密度和叶绿素a含量,建立叶绿素a含量与蓝细菌密度的相关曲线,用于估算水体中蓝细菌密度。请完成下表: 实验目的 简要操作步骤 测定样液 蓝细菌数量 按一定浓度梯度稀释样液,分别用血球计数板计数。取样前需①　　　  浓缩蓝细菌 ②　　　　　　　　　　　　  ③　　　　　  将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮 ④　　　　　  用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管,避光存放 建立相关曲线 用分光光度计测定叶绿素a含量,计算 答案 (11分,特殊注明除外,每空1分)(1)选择透过性 ATP、NADPH(2分) 细胞质基质 (2)乙 30 ℃ 30 ℃时蓝细菌光合放氧速率和呼吸耗氧速率二者之和最高 (3)①摇匀 ②将稀释样液离心,取下层沉淀物 ③提取叶绿素(溶解蓝细菌) ④防止叶绿素降解 解析 (1)类囊体膜允许某些物质通过,也会限制另一些物质通过,这体现了类囊体膜具有选择透过性。碳反应中,在有关酶的催化下,C3在光反应产生的ATP和NADPH的作用下,经过一系列生化反应,部分转变为糖类,部分形成C5,蓝细菌是原核生物,此过程发生在蓝细菌的细胞质基质中。(2)细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度,因此,当细胞呼吸处于最适温度时,细胞呼吸旺盛,而光合作用可能已经有所减弱,由此推测图2中蓝细菌光合放氧的曲线是乙,即净光合速率曲线。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,结合图2曲线分析,在20 ℃~30 ℃,30 ℃时蓝细菌光合放氧速率和呼吸耗氧速率之和最高,则总光合速率最高。(3)①用血球计数板对蓝细菌计数时,取样前需振荡摇匀,以保证计数的准确性。②为了浓缩蓝细菌,需将稀释样液离心,取下层沉淀物。③依据“无水乙醇等有机溶剂能溶解光合色素”推测,将浓缩的蓝细菌用一定量的乙醇重新悬浮是为了提取叶绿素a。④用锡箔纸包裹装有悬浮液的试管,避光存放,以防止叶绿素降解。 48. (2024甘肃,17,11分)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: 。 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)正常光照下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,正常光和弱光下纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量均极低 (5)脱落酸 ①弱光 ②气孔大小 ③B组气孔明显小于A组,C、D两组气孔大小基本相同 解析 (5)由题干“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”“白色种子未完全成熟即可在母体上萌发”可推知,激素X为脱落酸,因为脱落酸可维持种子休眠,促进气孔关闭(气孔关闭可减少水分蒸发,利于其在干旱环境下生存)。①结合(3)知,正常光照下,纯合突变体无法生长,故萌发后应该在弱光条件下培养一周。②干旱处理能提高野生型植株中脱落酸的含量,但不影响纯合突变体中脱落酸含量,已知脱落酸可以促进气孔关闭,由题干知,取叶片在显微镜下观察、测量,故推知,测量指标是气孔大小。③干旱条件下,野生型植株脱落酸含量升高,脱落酸可促进气孔关闭,而纯合突变体存在脱落酸的合成缺陷,故预期结果为B组气孔明显小于A组,C、D两组气孔大小基本相同。 49. (2024浙江6月选考,24,14分)原产热带的观赏植物一品红,花小,顶部有像花瓣一样的红色叶片,下部叶片绿色。回答下列问题: (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色后提出了问题:红叶是否具有光合作用能力? ②该同学检索文献获得相关资料:植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法:先将叶片浸入沸水处理;再转入热甲醇处理;然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开,滴加KI-I2溶液(或碘液),观察颜色变化。 ③结合上述资料,作出可通过实验验证的假设: 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理,并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ　　　　　  ⅱ　　　　　  ⅲ　　　　　  ⅳ　　　　　  ⑤分析:检测叶片淀粉的方法中,叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 。 (2)对一品红研究发现,红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02 g(Chl)·m-2和0.20 g(Chl)·m-2,红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率(ETR)值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力;ETR值反映光合膜上电子传递的速率,与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 甲乙 ①分析图甲可知,在光强500~2 000 μmol·m-2·s-1范围内,相对于绿叶,红叶的 能力较弱。分析图乙可知,在光强800~2 000 μmol·m-2·s-1范围内,红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知,强光下,贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实,生长在高光强环境下的一品红,红叶叶面积大,颜色更红。综合上述研究结果可知,在强光环境下,红叶具有较高花青素含量和较大叶面积,其作用除了能进行光合作用外,还有保护 的功能。一品红的花小,不受关注,但能依赖花瓣状的红叶吸引 ,完成传粉。 答案 (除特殊标注外,其余每空1分)(1)③答案一:若一品红的红色叶片具有光合作用的能力,则红色叶片内可检测到淀粉;答案二:若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力,则红色叶片内无法检测到淀粉 ④答案一: 分组处理 预期结果 ⅰ红叶+光照 ⅱ变蓝 ⅲ红叶+黑暗 ⅳ不变蓝 答案二: 分组处理 预期结果 ⅰ红叶+光照 ⅱ不变蓝 ⅲ红叶+黑暗 ⅳ不变蓝 (说明:④与③答案对应;ⅰ和ⅱ都正确得1分、ⅲ和ⅳ都正确得1分) ⑤增加细胞透性,使水溶性色素渗出(2分) 充分去除脂溶性色素(2分) (2)①叶绿体去除过剩光能 抑制 液泡 吸收光能 ②自身和下部绿叶(2分) 媒介生物 解析 (1)③光合作用的产物淀粉可通过碘液进行检测,因此可通过检测红叶中是否有淀粉来判断红叶是否具有光合作用能力。④根据前两个分组处理可推出后两个分组处理应为红叶+光照(ⅰ)、红叶+黑暗(ⅲ),若红叶可以进行光合作用,则可产生淀粉,ⅱ变蓝、ⅳ不变蓝(答案一),其中ⅳ不变蓝能证明红叶中的淀粉是通过光合作用产生的,而不是通过其他途径获得的;若红叶不可进行光合作用,则ⅱ、ⅳ均不变蓝(答案二)。⑤沸水处理可以使细胞死亡(透性增加),使水溶性色素渗出,避免对碘液与淀粉的颜色反应造成干扰;光合色素等脂溶性色素能溶解于有机溶剂中,用热甲醇处理可以溶解叶片中的光合色素,避免对碘液与淀粉的颜色反应造成干扰。(2)①分析图甲可知,自变量为光强和叶片颜色,因变量为qNP值,当光强为500~2 000 μmol·m-2·s-1时,红叶qNP值较小,即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。分析图乙可知,随着光强的增加,绿叶的ETR值显著增大,但光照强度超过800 μmol·m-2·s-1时,ETR值减小,即随着光照强度增加,绿叶光合速率先增大后减小,由此可推出光强800~2 000 μmol·m-2·s-1时,绿叶的光合作用会被抑制;而在光强为800~2 000 μmol·m-2·s-1时,红叶的光合作用强度可随光强增大而增大,并未出现光合作用被抑制的现象。结合图丙可知,花青素主要吸收400~600 nm波长的光,可推知储藏在细胞液泡中的花青素,可通过吸收光能的方式,保护叶绿体不受强光损伤。②综合上述研究结果可知,在强光环境下,富含花青素(可吸收光能)和有较大叶面积的红叶(可遮光)能有效保护自身和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小,不受关注,但能依赖花瓣状的红叶吸引媒介生物(如蜜蜂、蝴蝶等),为其完成传粉工作。 50. (2024湖南,17,12分)钾是植物生长发育的必需元素,主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明,缺钾导致某种植物的气孔导度下降,使CO2通过气孔的阻力增大;Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降,最终导致净光合速率下降。回答下列问题: (1)从物质和能量转化角度分析,叶绿体的光合作用即在光能驱动下,水分解产生　　　　;光能转化为电能,再转化为　　　　　　中储存的化学能,用于暗反应的过程。  (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量　　　　,从叶绿素的合成角度分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。  (3)现发现该植物群体中有一植株,在正常供钾条件下,总叶绿素含量正常,但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近,推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码,这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料,以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤: ① 　;  ②　;  ③　;  ④基因测序; ⑤　。  答案 (1)O2和H+　ATP和NADPH　(2)减少　缺钾会使与叶绿素合成相关的酶的活性降低;缺钾会影响细胞的渗透调节,进而影响细胞对Mg、N等的吸收,使叶绿素合成减少　(3)①分别提取该叶片组织细胞的细胞核DNA和叶绿体DNA　②根据编码Rubisco的两个基因的两端DNA序列设计相应引物　③利用提取的DNA和设计的引物分别进行PCR扩增并电泳　⑤和已知基因序列进行比较 解析　(1)在光反应过程中,水的光解会产生O2和H+,该过程中光能转化为电能,电能再转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。(2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量降低,其原因是钾参与酶活性调节,缺钾会降低与叶绿素合成相关的酶的活性;钾参与渗透调节,缺钾会影响细胞渗透压,进而影响细胞对Mg、N等的吸收,而Mg和N是合成叶绿素的原料,因此长期缺钾会影响叶绿素的合成。(3)由题干信息知,Rubisco由两个基因编码,这两个基因及两端的DNA序列已知,因此检测Rubisco的编码基因的突变位点时,可利用PCR技术扩增突变体的相应基因,再进行电泳并与已知序列进行比较。步骤详见答案。 51. (2024山东,21,9分)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 (μmol CO2·mol-1) 野生型 140 151 270 突变体 110 140 205 气孔导度 (mol H2O·m-2·s-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　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案 (1)NADPH、ATP　突变体类囊体膜蛋白的稳定性较高,叶绿素降解慢　(2)高　气孔导度较大,吸收的CO2较多,但胞间CO2浓度较低,说明光合作用消耗CO2的速度更快　(3)蔗糖转化酶的活性高,蔗糖分解成单糖的量更多,光合产物主要以蔗糖形式运往籽粒,所以运往籽粒的光合产物减少 解析　(1)光反应产生的NADPH和ATP驱动暗反应中C3的还原。叶绿素存在于类囊体薄膜上,由图知,与野生型相比,未处理组的突变体类囊体膜蛋白稳定性较高,叶绿素降解慢,故开花后突变体叶片不易变黄。(2)与野生型相比,开花14天后突变体气孔导度较大,吸收的CO2较多,但胞间CO2浓度较低,说明CO2用于CO2的固定的量较多,生成的C3较多,故需要更强的光反应产生较多的NADPH和ATP来驱动暗反应的进行,故开花14天后突变体光饱和点较高。(3)蔗糖转化酶可催化蔗糖分解为单糖,光合产物从叶片运往籽粒主要以蔗糖的形式运输,与野生型相比,突变体蔗糖转化酶的活性较高,故突变体叶片中以蔗糖形式存在的光合产物较少,最终运往籽粒的蔗糖较少,故其籽粒淀粉含量低。 52. (2024湖北,21,14分)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”“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”)。  答案 (1)失水　减小　(2)促进　(3)脱落酸含量上升会导致气孔关闭,蒸腾作用散失水分减少,有利于适应干旱环境　(4)rhc1 解析　(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,会使细胞液浓度降低,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)图2中,比较wt组和r组,wt组有rhc1基因产物,r组无rhc1基因产物,高浓度CO2时wt组气孔开放程度低于r组,说明rhc1基因产物促进气孔关闭。(3)图1中,干旱时脱落酸含量升高,通过蛋白丙将保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,导致气孔关闭,这样可以减少蒸腾作用散失水分,有利于适应干旱环境。(4)图2中,与h/r组相比,r组含ht1基因产物,高浓度CO2时r组气孔开放度高于h/r组,可推测ht1基因产物抑制蛋白丙对保卫细胞液泡的溶质的转运,从而抑制气孔关闭;wt组(含ht1基因产物和rhc1基因产物)高浓度CO2时气孔关闭,这说明rhc1基因产物可抑制ht1基因产物的作用,rhc1与ht1基因的作用关系如图所示: 故图1中的蛋白甲为rhc1基因产物。 53. (2023重庆,19,11分)水稻是我国重要的粮食作物,光合能力是影响水稻产量的重要因素。 (1)通常情况下,叶绿素含量与植物的光合速率呈正相关。但有研究发现,叶绿素含量降低的某一突变体水稻,在强光照条件下,其光合速率反而明显高于野生型。为探究其原因,有研究者在相同光照强度的强光条件下,测定了两种水稻的相关生理指标(单位省略),结果如表。 光反应 暗反应 光能转 化效率 类囊体薄 膜电子传 递速率 RuBP 羧化酶 含量 vmax 野生型 0.49 180.1 4.6 129.5 突变体 0.66 199.5 7.5 164.5 [注]RuBP羧化酶:催化CO2固定的酶;vmax:RuBP羧化酶催化的最大速率 ①类囊体薄膜电子传递的最终产物是　　　　　。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和　　　　　。  ②据表分析,突变体水稻光合速率高于野生型的原因是　。  (2)研究人员进一步测定了田间光照和遮阴条件下两种水稻的产量(单位省略),结果如表。 田间光照产量 田间遮阴产量 野生型 6.93 6.20 突变体 7.35 3.68 ①在田间遮阴条件下,突变体水稻产量却明显低于野生型,造成这个结果的内因是　　　　　　　　,外因是　　　　　　。  ②水稻叶肉细胞的光合产物有淀粉和　　　　　,两者可以相互转化,后者是光合产物的主要运输形式,在开花结实期主要运往籽粒。  ③根据以上结果,推测两种水稻的光补偿点(光合速率和呼吸速率相等时的光照强度),突变体水稻较野生型　　　　　　(填“高”“低”或“相等”)。  答案 (1)①NADPH　C5(核酮糖-1,5-二磷酸;RuBP)　②突变体的光反应与暗反应速率都较野生型快　(2)①突变体叶绿素含量太低　光照强度太低　②蔗糖　③高 解析　(1)①光反应中,水分解为氧和H+的同时,被色素分子夺去两个电子,电子经传递,用于NADP+与H+结合形成NADPH,故类囊体薄膜电子传递的最终产物是NADPH。RuBP羧化酶催化CO2与C5(核酮糖-1,5-二磷酸;RuBP)结合生成C3,故RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。②据题表可知,与野生型相比,突变体的光反应速率(光能转化效率和类囊体薄膜电子传递速率)和暗反应速率(RuBP羧化酶含量和RuBP羧化酶催化的最大速率)都快,故其光合速率高于野生型。(2)①由题意知,突变体因叶绿素含量降低(内因),在遮阴即光照强度低(外因)的情况下,水稻产量明显低于野生型。②光合作用的产物有淀粉和蔗糖,两者可以相互转化,其中蔗糖可以进入筛管,再通过韧皮部运输到植株各处,在开花结实期则主要运往籽粒。③光补偿点是指光合速率和呼吸速率相等时的光照强度,由于在田间遮阴条件下突变体的光合产量较低,推测其在较低光照强度下光合速率较低,故突变体的光补偿点较野生型高。 54. (2023浙江1月选考,23,12分)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果见表1。 表1 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率(μmol·m-2·s-1) 9.31 8.99 8.75 果实中含13C光合产物(mg) 21.96 37.38 66.06 单果重(g) 11.81 12.21 19.59 注:①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶,用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率:单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。 回答下列问题: (1)叶片叶绿素含量测定时,可先提取叶绿体色素,再进行测定。提取叶绿体色素时,选择乙醇作为提取液的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的　　　　结合而被固定,形成的产物还原为糖需接受光反应合成的　　　　　　　中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中,选用13CO2的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。  (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率　　　　(填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量　　　　(填“增加”或“减少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供应给保留的叶片进行光合作用,结果见表2。 　　题图　　　　　　　　　　　　　　　　表2 果实位置 果实中含13C光合产物(mg) 单果重(g) 第1果 26.91 12.31 第2果 18.00 10.43 第3果 2.14 8.19 根据表2实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是　　　　　　　　　　　　　　。  (5)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单果重10 g以上为合格)的是哪一项?　　　　(A.除草　B.遮光　C.疏果　D.松土)  答案　(1)叶绿体色素为脂溶性物质,易溶于乙醇　(2)五碳糖(C5)　ATP和NADPH　CO2是光合作用的原料,13C可被仪器检测　(3)降低　增加　光合作用合成的有机物总量少,可提供给果实的有机物相应减少　(4)就近分配原则　(5)C 解析　(1)叶绿体色素为脂溶性物质,易溶于乙醇等有机溶剂,故可用乙醇提取叶绿体色素。(2)CO2与C5结合而被固定后形成三碳酸,三碳酸接受光反应产物ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。植物可以利用13CO2合成有机物,同时合成的有机物具有放射性,可用于追踪13C的转移过程。(3)据表1信息知,随该植物库源比降低(即果实数量不变,叶片数量增多),叶净光合速率降低,果实中含13C光合产物的量增加。库源比升高导致为果实提供光合有机物的叶片减少,果实得到的光合有机物减少,故单果重随库源比升高而减小。(4)据表2信息,第1、2、3果距叶片渐远,而其单果重渐小,即遵循就近分配原则。(5)依据库源比与单果重的关系以及同枝条上不同果实的单果重对比可知,要提高单枝的合格果实产量,可采用疏果技术,即减少单枝果实数量,提高单果重。 55. (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有糖产生。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,发现黑暗条件下该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。 答案　 (1)差速离心法　类囊体薄膜　蓝紫光 (2)黑暗条件下不能进行光反应,不能生成ATP和NADPH,因此不能还原C3,不能生成糖类　(3)实验思路:将叶绿体用无水乙醇脱色,用适量碘液处理,观察叶绿体的颜色变化。预期结果:叶绿体变蓝色。 解析 (1)分离各种细胞器常用的方法是差速离心法,即将含各种细胞器的匀浆在不同的转速下进行离心处理,从而将细胞器分离。叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,叶绿体中含有四种色素,其中胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素,根据光合色素的吸收光谱分析,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)破坏叶绿体的内膜和外膜,类囊体薄膜上仍可进行光反应,但在黑暗条件下光反应不能进行,没有ATP和NADPH的生成,进而导致C3不能被还原,不能产生糖。(3)叶绿体本身有颜色,会干扰实验现象的观察,应先用无水乙醇将其脱去颜色。可以利用淀粉遇碘变蓝的原理,检测叶绿体中是否有淀粉存在。若用碘液处理后叶绿体变蓝,则说明叶绿体中有淀粉存在。 56. (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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)有无光照、有无H基因或H蛋白　温度、CO2浓度、水　(2)不能　野生型PSⅡ损伤大但能修复;突变体PSⅡ损伤小但不能修复　(3)少　突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多 解析　(1)从图示可以看出有两个自变量,一是有无光照,二是拟南芥有无H基因或H蛋白。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温度、CO2浓度、水等。(2)野生型PSⅡ损失大,但损失可被H蛋白修复;突变体PSⅡ损失小,无H蛋白修复损失,所以不能比较出强光照射下突变体和野生型的PSⅡ活性强弱。(3)强光照射下,突变体通过NPQ增加了光能的耗散,流向光合所用的能量减少。若测得突变体的暗反应强度增加,通过实验推测原因可能是突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多。 57. (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。  答案　 (1)呼吸作用、光合作用　(2)保卫细胞在红光下进行光合作用合成蔗糖等有机物,使保卫细胞的渗透压增大,引起保卫细胞吸水,体积膨大,气孔打开　(3)蓝光作为一种信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,使保卫细胞内渗透压升高,保卫细胞吸水,体积膨大,气孔进一步打开　(4)能 解析　(1)气孔是植物体蒸腾失水的“门户”,也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”,二氧化碳和氧气也通过气孔进出。所以,气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用等。(2)保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含叶绿体,可以吸收红光进行光合作用,光合作用过程中合成的蔗糖等有机物使细胞渗透压增大,发生渗透吸水,体积膨大,气孔打开。(3)见答案。(4)阻断光反应,光合作用无法进行,有机物不能积累,但不影响蓝光信号下K+的逆浓度运输,故气孔能维持一定的开度。 58. (2023海南,16,10分)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。 回答下列问题。 (1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是　　　　;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第　　　　条。  (2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是　　　　　　　,该光源的最佳补光时间是　　　小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是　　。  (3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。 答案　 (1)叶绿素　1、2　(2)红光+蓝光　6　在不同的补光时间内,红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,有利于促进火龙果的成花　(3)将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组,分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间,一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量,产量最高的则为最适光照强度。 解析 (1)光合色素中叶绿素(包括叶绿素a、叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光;纸层析法分离得到的四条色素带(以滤液细线为基准)自下而上分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。(2)从柱形图可知:在不同的补光时间内,使用红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,促进火龙果成花的效果最好,当该光源补光时间为6小时/天时,获得的平均花朵数最多。(3)由实验目的可知,自变量是光照强度,由题干可知光照强度有三种,故可将实验分为3组;实验观测指标为火龙果产量,具体实验思路见答案。 59. (2023福建,17,10分)秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施,研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响,测定相关指标,结果如图所示。 注:SR表示秸秆还田,NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。 回答下列问题: (1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收　　　　光。据图1、2可推测,等量配施氮肥条件下,与NSR相比,SR的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的　　　　　　　　　　。据图2可知,与NSR相比,SR显著提高了净光合速率,其净光合速率随着施氮量的增加呈　　　　　　　。  (2)根据图中实验结果,下列关于玉米光合作用的叙述正确的是　　　　。(多选,填序号)  A.胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关 B.与SR相比,NSR会降低蒸腾速率,但有利于细胞对CO2的吸收 C.与SR相比,NSR的胞间CO2浓度更高,细胞对CO2的固定量更多 D.当配施氮肥量为180 kg·hm-2时,细胞加大了对CO2的固定,导致胞间CO2浓度降低 E.与配施氮肥量为180 kg·hm-2相比,过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少,最终导致叶绿素转化光能的效率下降 (3)结合上述实验结果,从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因　。  答案　(1)红光、蓝紫　ATP、NADPH和O2　先增加后减少　(2)ADE　(3)过量施氮肥增加生产成本,反而可能减产;过量施氮肥会导致土壤污染、水体污染等环境问题 解析　(1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;据图1、2可知,在等量配施氮肥条件下,与秸秆不还田(NSR)相比,秸秆还田(SR)的玉米叶绿素含量高、净光合速率大,所以SR的玉米叶肉细胞的光反应会产生更多的ATP、NADPH和O2;SR玉米的净光合速率随着施氮量的增加呈先增加后减少的趋势。(2)气孔的开放程度影响叶片的CO2吸收量,叶肉细胞对CO2的固定量也影响胞间CO2浓度,A正确;据图3可知,NSR的蒸腾速率低于SR,推测NSR气孔开放程度减小,不利于CO2的吸收,B错误;与SR相比,NSR从外界吸收的CO2减少,胞间CO2浓度却较高,说明NSR叶肉细胞固定的CO2减少,C错误;当配施氮肥量为180 kg·hm-2时,玉米的气孔开放程度最大,净光合速率也最大,而胞间CO2浓度却最低,说明细胞对CO2固定量增加,D正确;与配施氮肥量为180 kg·hm-2相比,过多的施氮量使气孔导度下降,但胞间CO2浓度却升高,说明细胞吸收的CO2减少,暗反应速率降低,制约了光反应,E正确。(3)从经济效益角度分析,过量施用氮肥降低了玉米的净光合速率而减产,同时增加了生产成本;从环境保护角度分析,过量施用氮肥会引发土壤污染、水体污染等。 60. (2022辽宁,22,10分)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的“藻席”,造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验: Ⅰ.光合色素的提取、分离和含量测定 (1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料,提取、分离色素,发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同,包括叶绿素和　　　　　　。在细胞中,这些光合色素分布在　　　　　　。  (2)测定三个样品的叶绿素含量,结果见表。 样品 叶绿素a(mg·g-1) 叶绿素b(mg·g-1) 上层 0.199 0.123 中层 0.228 0.123 下层 0.684 0.453 数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定 (3)研究发现,浒苔细胞质基质中存在酶Y,参与CO2的转运过程,利于对碳的固定。 酶Y粗酶液制备:定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙,制备不同光照强度下样品的粗酶液,流程如图1。 图1 粗酶液制备过程保持低温,目的是防止酶降解和　　　　　　。研磨时加入缓冲液的主要作用是　　　　稳定。离心后的　　　为粗酶液。  (4)酶Y活性测定:取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测,结果如图2。 图2 在图2中,不考虑其他因素的影响,浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为　　　μmol·m-2·s-1(填具体数字),强光照会　　　　浒苔乙酶Y的活性。  答案　(1)类胡萝卜素　类囊体薄膜　(2)下层光照弱,浒苔通过增加叶绿素含量,以提高对光能的利用率　(3)高温变性　维持酸碱度(pH)　上清液　(4)1 800　抑制 解析　(1)高等植物的光合色素包括叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)。在细胞中,光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上。(2)“藻席”下层光照弱,弱光环境中的植物可通过增加叶绿素含量来提高对光能的利用率,以此来适应环境。(3)酶Y的化学本质为蛋白质,强酸、强碱及高温均会对其空间结构、活性产生影响,故粗酶液制备过程需保持低温(防止酶降解和高温变性),研磨时加缓冲液主要是为了维持酸碱度稳定。破碎后的细胞碎片质量大于蛋白质,离心处理后,蛋白质应分布在上清液。(4)图2显示浒苔甲酶Y在12:00时活性最高,对应的光照强度为1 800 μmol·m-2·s-1。而浒苔乙酶Y的活性在弱光环境下更高,说明强光可抑制浒苔乙酶Y的活性。 61. (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。 图a 图b 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　　　　　　　　　。  答案　 (1)升高　遮阴环境中,叶绿素合成增加或分解减少　(2)有机物　(3)株高(或叶片数)　A组　遮阴比例　增加不同遮阴比例,探究提高作物产量的最适遮阴比例 解析　(1)由题图可知,C组与A组相比,遮阴环境中的玉米叶绿素含量较光照环境中的玉米叶绿素含量高,这是植物对弱光的一种适应,通过增加叶绿素合成或减少叶绿素分解来提高叶绿素含量,进而提高对光能的利用率。(2)净光合速率可反映植物单位时间积累的有机物的量,结合图b中B1照光区域与B2遮阴区域的数据可知,B组玉米植株的平均净光合速率为(20.5+7.0)/2=13.75(μmol CO2·m-2·s-1),大于A组玉米植株的净光合速率(11.8 μmol CO2·m-2·s-1),即B组的玉米植株有机物积累更多,生长更快。(3)探究B组处理方法是否能提高产量,需选用前期株高(或叶片数)一致、生长状态相似的玉米植株为材料,分组设置对照。据图a可知,该实验的自变量为遮阴比例,常态处理组(A组)为对照组,为控制单一变量,需保证除遮阴比例外其他环境条件一致。若已证明50%遮阴比例可以提高作物产量,则下一步可探究提高作物产量的最适遮阴比例,比如进一步探究25%、75%等遮阴比例时的作物产量。 62. (2022浙江6月选考,27,8分)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。 处理 指标 光饱和点 (klx) 光补偿点 (lx) 低于5 klx光 合曲线的斜率 (mg CO2·dm-2· hr-1·klx-1) 叶绿素含量 (mg·dm-2) 单株光 合产量 (g干重) 单株叶光 合产量 (g干重) 单株果实 光合产量 (g干重) 不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25 遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21 遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13 注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。 回答下列问题: (1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加　　　　　　,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下也能达到最大的　　　　　;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低　　　　　,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中　　　　　　　　　　　的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。  (2)植物的光合产物主要以　　　形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至　　　中。  (3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均　　　　。根据实验结果推测,在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为　　　(A.<2小时　B.2小时　C.4小时　D.>4小时),才能获得较高的花生产量。  答案　(每空1分) (1)叶绿素含量　光合速率　呼吸速率　低于5 klx光合曲线的斜率　(2)蔗糖　叶　(3)降低　A 解析　(1)与不遮阴相比,遮阴2小时和4小时情况下,花生植株的叶绿素含量都有提高,故花生通过增加叶绿素含量,提高吸收光的能力来适应弱光环境。与不遮阴相比,遮阴2小时和4小时情况下,花生植株的光饱和点和光补偿点均降低,这说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率,而植株通过降低呼吸速率,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,低于5 klx光合曲线的斜率(mg CO2·dm-2·hr-1·klx-1)分别为1.22、1.23、1.46,这说明,在实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以蔗糖形式提供给各器官。对比表格中不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下的单株光合产量、单株叶光合产量、单株果实光合产量可知,在较长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至叶中。(3)在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,花生植株的单株光合产量(g干重)分别为18.92、18.84、16.64,与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均降低。在不遮阴、遮阴2小时、遮阴4小时三种情况下,单株果实光合产量(g干重)分别为8.25、8.21、6.13,可判断在花生与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间<2小时,才能获得较高的花生产量。 63. (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  。  答案　 (1)O2、NADPH、ATP　(2)部分光合产物用于叶片自身的细胞呼吸,为新陈代谢提供能量;部分光合产物用于叶片自身的生长发育　(3)干旱会导致气孔开度减小,胞间CO2浓度降低,与C3植物相比,C4植物的CO2补偿点较低,能在较低浓度的CO2条件下,固定利用更多的CO2进行光合作用,以维持自身的生长 解析　(1)植物光合作用过程中光反应阶段发生水的光解、NADPH和ATP的合成,其中水的光解过程中会释放O2,并产生H+、e-,H+、e-与NADP+反应生成NADPH,ATP的合成过程中以ADP和Pi为原料,利用光能合成ATP,因此光反应阶段的产物有O2、NADPH和ATP。(2)正常情况下,叶片光合作用合成的有机物一部分用于叶片自身的呼吸作用,为叶片的生命活动提供能量;一部分光合产物会储存在叶片中,用于叶片自身的生长发育,因此植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小,胞间CO2浓度降低,CO2补偿点是衡量植物对低CO2浓度适应能力的指标,和C3植物相比,C4植物的CO2补偿点较低,C4植物能在较低浓度的CO2条件下,固定并利用更多的CO2进行光合作用,以维持自身的生长。 知识拓展　若植物固定CO2的第一个产物是C3,这种植物称C3植物,如大豆、棉花、小麦和水稻等;若植物固定CO2的第一个产物是C4,这种植物称C4植物,如玉米、高粱和甘蔗等。C4植物的CO2首先在叶肉细胞内被固定生成C4,然后被运输到维管束鞘细胞中,进入维管束鞘细胞的C4发生脱去CO2的反应,将CO2释放出来,放出的CO2被Rubisco催化的羧化反应再次固定,这个循环像一个二氧化碳泵,使Rubisco羧化部位的CO2浓度比C3植物的高很多,因而C4植物在较低的CO2浓度下具有比C3植物更高的光合速率。 64. (2022浙江1月选考,27,8分)(8分)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30 s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。 图1 图2 回答下列问题: (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素,常用　　　　方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能,可用于碳反应中　　　　　　　的还原。  (2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是　　　　　　。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分,气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被　　　　光逆转。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞　　　　　　,细胞吸水,气孔开放。  (3)生产上选用　　　　LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境,已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的　　　　或　　　　、合理的光照次序照射,利于次生代谢产物的合成。  答案　(1)层析　3-磷酸甘油酸(三碳酸)　(2)光合速率大,消耗的二氧化碳多　蓝　溶质浓度升高　(3)不同颜色　光强度　光照时间 解析　(1)光合色素的分离常采用(纸)层析的方法。光反应产生的ATP和NADPH中的化学能可用于碳反应中3-磷酸甘油酸(三碳酸)的还原。(2)据题图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,但气孔导度和光合速率较大,说明蓝光照射下光合速率较大,CO2消耗较多,导致胞间CO2浓度低。据题图2分析,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,而在此基础上进一步施加蓝光可实现逆转。蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可使离子吸收增加,这些都会增大保卫细胞内的溶质浓度,从而使细胞渗透吸水,气孔开放。(3)利用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜均可获得不同光质环境。结合本题的实验结果可知,合理调整红光和蓝光两种光照射的强度或时间比例或光照次序,利于植物代谢和次生代谢产物的合成。 65. (2022山东,21,8分)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。 (1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是　　　　。  (2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有　　　　　　、　　　　　　　　　(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是　　　　　　　　　　　　　。  (3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制　　　　(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过　　　　　　　　　　　　　发挥作用。  答案　(1)蓝紫色　(2)NADPH、ATP等的浓度不再增加　CO2的浓度有限(或其他合理答案,两空答案顺序可颠倒)　光能的吸收速率继续增加,使水的光解速率继续增加　(3)减弱　促进光反应关键蛋白的合成 解析　(1)随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素,胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)限制苹果幼苗光合作用暗反应速率的因素有多种,如CO2、NADPH、ATP的浓度等;强光照射后短时间内,光反应增强,O2产生速率增加。(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光合作用强度较高,说明BR可减弱光抑制现象;与乙组(BR处理)相比,丙组(BR+L处理)光合作用强度较低,由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成,因此可推测BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成来发挥作用。 66. (2022湖北,21,13分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随着光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。 图1 图2 图3 【注】曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。 回答下列问题: (1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会　　　　(填“减小”、“不变”或“增大”)。  (2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明 　。  (3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的　　　　　　　　　,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。  答案　 (1)增大　(2)高浓度臭氧处理甲植物的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小　(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组　长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同　(4)A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同 解析　(1)在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,则光合作用条件更适宜,甲、乙植物的光合速率会增加,光饱和点会增大。(2)图2是用高浓度O3处理植物65天测定的植物净光合速率,图3是用高浓度O3处理植物75天测定的植物净光合速率,与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明高浓度臭氧处理甲植物的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小。(3)O3处理75天后,甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;曲线2、4之间的差别大于1、3之间的差别,说明长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同。(4)用高浓度O3处理乙植物75天(乙植物的基因A表达量下降),测定乙植物净光合速率;使乙植物中A基因过量表达后用高浓度O3处理75天,测定其净光合速率;若A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关,则实验现象为A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同。 67. (2021河北,19,10分)(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(12 g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12 g·m-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-2·s-1) 85 65 196 叶绿素含量(mg·g-1) 9.8 11.8 12.6 RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1) 316 640 716 光合速率(μmol·m-2·s-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: (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　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物(任写两点即可)　吸收　(2)镁(或Mg)　NADPH和ATP　水　C5　(3)玉米植株气孔导度增大,吸收的CO2增加 解析　(1)植物细胞中自由水的生理作用:细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物。补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收,提高植株氮供应水平。(2)Mg是构成叶绿素的元素。叶绿体中的光合色素吸收的光能,有以下两方面用途:一是将水分解为氧和H+,H+与NADP+结合,形成NADPH;二是在有关酶的催化作用下,提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。绿叶通过气孔从外界吸收的CO2,在RuBP羧化酶的催化作用下,与C5结合,形成两个C3,C3接受NADPH和ATP释放的能量,并且被NADPH还原,最终转化为糖类和C5。(3)由表格数据可知,施氮同时补水的组的光合速率最大,对应的气孔导度最大,且RuBP羧化酶的活性最高,即叶肉细胞CO2供应量增加的原因是玉米植株气孔导度增大。 68. (2021浙江1月选考,27,8分)(8分)现以某种多细胞绿藻为材料,研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如图,图中的绿藻质量为鲜重。 甲 乙 回答下列问题: (1)实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素,经处理后,用光电比色法测定色素提取液的　　　　　,计算叶绿素a的含量。由甲图可知,与高光强组相比,低光强组叶绿素a的含量较　　　,以适应低光强环境。由乙图分析可知,在　　　　条件下温度对光合速率的影响更显著。  (2)叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析,光反应是一种　　　　反应。光反应的产物有　　　　　　　和O2。  (3)图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率　　　　,理由是　　　　　　　　　。  (4)绿藻在20 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g-1·h-1,则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成　　　　μmol 的3-磷酸甘油酸。  答案　(每空1分)(1)光密度值　高　高光强　(2)吸能　ATP、NADPH　(3)小　绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率　(4)360 解析　(1)利用光电比色法测定经处理后的光合色素提取液的光密度值(OD值),再结合相关标准曲线,可计算叶绿素a的含量。由甲图可知,低光强组叶绿素a的含量较高光强组高,这有利于低光强组绿藻适应低光强环境。分析乙图可知,在高光强条件下温度对该绿藻光合速率的影响更显著。(2)从能量角度分析,光反应需要吸收光能,是一种吸能反应,光反应的产物有ATP、NADPH和O2。(3)绿藻细胞的叶绿体中光反应产生的氧气一部分用于细胞呼吸消耗,因此绿藻放氧速率应比光反应产生氧气的速率小。(4)绿藻在20 ℃、高光强条件下的放氧速率为150 μmol·g-1·h-1,细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g-1·h-1,因此在该条件下,每克绿藻每小时光合作用消耗CO2的量为180 μmol,由于1分子CO2和1分子RuBP生成2分子3-磷酸甘油酸,因此该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗180 μmol CO2可生成360 μmol的3-磷酸甘油酸。 69. (2020浙江7月选考,27,7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题: (1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生　　　　　现象来判断。  (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲组的提取液会偏　　　　色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的　　　　不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的　　　　。  (3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后,　　　　　　有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂　　　　期细胞的染色体,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)质壁分离　(2)黄　移动速率　吸收光谱　(3)轻压盖玻片　中　中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究 解析　(1)分析本题中的信息可知,本小题考查的是质壁分离实验的应用,结合所学的质壁分离知识,可直接作答。当洋葱外表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中时,由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度,因此活细胞会失水而发生质壁分离,即原生质层与细胞壁分离,故可根据是否发生质壁分离来判断细胞死活。(2)由于碳酸钙可以防止叶绿素被破坏,因此未加碳酸钙的甲组的提取液中叶绿素会因破坏而减少,提取液因类胡萝卜素的含量相对增多而偏黄色。不同光合色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,因而随层析液在滤纸条上移动的速率不同,据此特点可将4种光合色素分离。叶绿素a对不同波长光的吸收率不同,因而可绘制出该色素的吸收光谱。(3)制作植物根尖细胞有丝分裂临时装片的流程是解离→漂洗→染色和制片,制片时在载玻片上加一盖玻片,用手指轻压盖玻片,有利于根尖细胞分散开。制作染色体组型图时,通常选择处于有丝分裂中期的细胞观察染色体的形态和数目,因为中期的染色体缩短到最小的程度,染色体形态稳定、数目清晰,最便于观察和研究。 70. (2020课标全国Ⅰ,30,10分)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题: (1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。  (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。  (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是　　　,选择这两种作物的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/μmol·m-2·s-1 1 200 1 180 560 623 答案　(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用　(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收　(3)A和C　作物A光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用 解析　(1)中耕时去除杂草可降低作物与杂草之间在光照、水分、矿质元素等方面的竞争;中耕时松土可增加土壤氧气含量,利于根的呼吸,从而促进根对矿质元素的吸收。(2)矿质元素通常以离子的形式被作物根系吸收,故施肥的同时适当浇水,使肥料中的矿质元素溶解在水中,可促进根对矿质元素的吸收。(3)为提高光能利用率,进行间作的两种作物应该一高一矮,其中较高的作物利用上层较强的光照,故要求光饱和点较高,如作物A;另一种作物植株较矮,利用下层较弱的光照,故要求光饱和点较低,如作物C,因此最适合进行间作的两种作物是A和C。 71. (2020天津,13,10分)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见图。 注:相对生物量=单株干重/对照组(C1T1)单株干重 据图回答: (1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物,同时将光能转变为有机物中的化学能,体现了植物在生态系统　　　　　　和　　　　　　中的重要作用。  (2)本研究中,仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为　　　　　　　　　　　　　,仅温度升高对两种植物的影响分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测,在群落水平,温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立,应做进一步实验。 请给出简单的实验设计思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落　　　的速度与方向。  答案　(共10分)(1)物质循环　能量流动　(2)促进两种植物生长　抑制鬼箭锦鸡儿生长,促进紫羊茅生长　(3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,比较温室效应加剧前后相对生物量的变化　演替 解析　(1)题干信息“植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物”体现了植物在生态系统物质循环中的重要作用;“将光能转变为有机物中的化学能”体现了植物在生态系统能量流动中的重要作用。(2)分析题图,比较常温条件下,常态CO2浓度和高CO2浓度条件下两种植物的相对生物量可知,两种植物在高CO2浓度条件下相对生物量均比在常态CO2浓度条件下高,由此可得出仅CO2浓度升高对两种植物的影响均为促进植物生长。比较常态CO2浓度条件下,常温和高温条件下两种植物的相对生物量可知,鬼箭锦鸡儿在高温条件下的相对生物量比常温条件下低,可知仅温度升高会抑制鬼箭锦鸡儿的生长,而紫羊茅在高温条件下的相对生物量比常温条件下高,可知仅温度升高会促进紫羊茅的生长。(3)分析题图中的鬼箭锦鸡儿实验和紫羊茅实验中C2T2组,会发现鬼箭锦鸡儿实验中的相对生物量与常态CO2浓度+常温时的几乎相同,紫羊茅实验中的相对生物量却显著高于常态CO2浓度+常温时的相对生物量。根据题中信息及高温与高CO2浓度条件下植物相对生物量的有关分析可知,若要验证温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变,则可将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,通过升高CO2浓度和温度,比较温室效应加剧前后两种植物相对生物量的变化情况。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落演替的速度与方向。 72. (2019课标全国Ⅰ,29,12分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。 (1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力　　　　。  (2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会　　　　,出现这种变化的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 答案　(1)增强 (2)降低　气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 (3)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。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。 解析　本题借助影响光合作用的因素的相关知识,考查考生设计实验验证简单生物学事实的能力;通过对气孔开度减小原因的分析与探究,体现了科学探究素养中的实验设计要素和生命观念素养中的物质与能量观要素。(1)干旱处理后,该植物根细胞中溶质浓度增大,使根细胞的吸水能力增强。(2)干旱处理后,叶片气孔开度减小,从外界吸收的CO2减少,使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条件下ABA引起气孔开度减小,需要取ABA缺失突变体植株,在正常条件下测定其气孔开度,经干旱处理后,再测定其气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理后的ABA缺失突变体植株随机分为两组,一组不进行处理(对照组),一组进行ABA处理(实验组),在干旱条件下培养一段时间后,测定两组的气孔开度,预期结果是实验组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。 73. (2019浙江4月选考,30,7分)回答与光合作用有关的问题: (1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(C3)的含量会　　　　　　　。为3-磷酸甘油酸(C3)还原成三碳糖提供能量的物质是　　　　　　　。若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP(C5)的含量会　　　　　　。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体　　　　　　中。  (2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为　　　　　　。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的　　　　　　　　　　光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与　　　　抑制叶绿素的合成有关。  答案　(1)增加　ATP和NADPH　增加　基质　(2)类胡萝卜素　蓝紫光和红　低温 解析　通过对光合作用过程中相关物质的变化的考查,体现了生命观念中的物质与能量观要素。(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,光反应将减弱,ATP和NADPH的生成量减少,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(即三碳酸,C3)的含量会增加。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是ATP和NADPH。若停止CO2供应,短期内RuBP(C5)的消耗量减少而合成量不变,因此短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加。Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,CO2被固定的反应发生在叶绿体基质中,因此推测该酶存在于叶绿体基质中。(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素(胡萝卜素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。 74. (2018课标全国Ⅰ,30,9分)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题: (1)当光照强度大于a时, 甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是　　　。  (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是　　　。  (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的　　　(填“O2”或“CO2”)不足。  答案　(1)甲　(2)甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大　(3)乙　(4)CO2 解析　(1)曲线显示,当光照强度大于a时,相同光强下,甲植物净光合速率较乙植物高,即此条件下甲植物对光能利用率较高。(2)种植密度较大时,植株接受的光照强度较弱,曲线显示,在光强减弱过程中,甲植物净光合速率下降幅度较乙大。(3)林下为弱光环境,曲线显示,在弱光条件下,乙植物净光合速率较甲植物高,故乙植物更适合在林下种植。(4)气孔是叶片水分散失和CO2进入叶片的通道。夏季晴天12:00,植物为减少蒸腾作用失水量而关闭部分气孔,同时也阻碍了CO2进入叶片,从而影响了叶片光合速率。 75. (2018课标全国Ⅱ,30,8分)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题: (1)从图可知,A叶片是树冠　　　　(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的　　　　反应受到抑制。  (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是　　　　　。  答案　(1)下层　A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 (2)暗 (3)无水乙醇 解析　本题通过对不同冠层叶片净光合速率的比较分析,考查科学思维中的模型与建模和演绎与推理要素。(1)树冠上层叶片适宜接受强光照,下层叶片适宜接受弱光照,故树冠下层叶片的光饱和点较低,即A来自树冠下层。(2)根据题意,测得放氧速率不变,说明光反应速率不变,但其净光合速率下降,主要原因是光合作用的暗反应受到了抑制。(3)常用于叶绿体色素提取的有机溶剂是无水乙醇。 76. (2018浙江4月选考,30,7分)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见表。 品种 光照处理 叶绿素a含量 (mg/cm2) 叶绿素b含量 (mg/cm2) 类胡萝卜素总含量 (mg/cm2) 光合作用速率 [μmol CO2/(m2·s)] A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59 A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.60 B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97 B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97 回答下列问题: (1)据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照　　　　,导致其卡尔文循环中再生出　　　　的量改变,从而影响光合作用速率。  (2)表中的光合色素位于叶绿体的　　　　膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素,再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下的第4条色素带变　　　　,这有利于品种B利用可见光中较短波长的　　　　光。  (3)实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其　　　　来适应弱光环境。品种　　　　的耐荫性较高。  答案　(1)下降　RuBP　(2)类囊体　宽　蓝紫　(3)比例　B 解析　本题通过探究环境因素对光合作用的影响,考查了科学探究素养中的结果分析要素。(1)由题表中数据可知,弱光照处理下,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量均较正常光照下低,导致卡尔文循环中再生出RuBP的量改变,从而影响光合速率。(2)光合色素位于植物细胞叶绿体类囊体膜中。品种B经弱光照处理,叶绿素b含量增加,则经提取和纸层析分离,自上而下的第4条色素带变宽,因此有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。(3)题表中数据表明,弱光照处理下,该植物光合色素含量及比例发生改变,从而适应弱光环境。相比之下,品种B在弱光下光合作用速率下降幅度小,耐荫性较高。 77. (2017江苏单科,29,9分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题: 图1　　　　　　　　　　图2 (1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量　　　　,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是　　　　　　　　　　　。  (2)图1中影响光合放氧速率的因素有　　　　　　　　　　　　。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中　　　　的干扰。  (3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是　　　　。若提高反应液中NaHCO3浓度,果肉放氧速率的变化是　　　　　　(填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。  (4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对15~20 min曲线的斜率几乎不变的合理解释是　　　　　　　　　　　　　;若在20 min后停止光照,则短时间内叶绿体中含量减少的物质有　　　　(填序号:①C5　②ATP　③[H]　④C3),可推测20~25 min曲线的斜率为　　　　(填“正值”“负值”或“零”)。  答案　(1)CaCO3　光合色素溶解在乙醇中　(2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度　溶解氧　(3)提供CO2　增大后稳定　(4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等　①②③　负值 解析　本题综合考查了光合色素的提取原理和环境因素对光合速率的影响。(1)CaCO3可中和果肉薄片细胞产生的有机酸,防止叶绿素降解;光合色素可溶于有机溶剂(如乙醇),所以果肉薄片长时间浸泡在乙醇中会因光合色素溶解而变成白色。(2)题图1装置中的光照强度、水浴室的温度、NaHCO3的浓度(可提供不同浓度的CO2)均可影响光合放氧速率;该实验的因变量是反应液中溶解氧的浓度变化,所以测定前应除去反应液中原有的溶解氧,以排除其对实验结果的影响。(3)提高反应液中NaHCO3浓度即提高CO2浓度,可使光合速率增大后稳定。(4)15~20 min曲线的斜率几乎不变,即光合放氧速率为0,说明光合产氧量与呼吸耗氧量相等;停止光照后,光反应产生的[H]和ATP减少,C5合成速率下降,短时间内C3合成速率不变但消耗减少,所以C3含量会增加;停止光照后光反应停止,不再产生氧气,而呼吸作用仍在消耗氧气,所以20~25 min曲线的斜率为负值。 78. (2016课标全国Ⅰ,30,8分)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题: (1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是　　　　。  (2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高　　　　(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。  (3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)光照强度　(2)CO2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的 解析　(1)在光饱和点(b点)之前,甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)光饱和点之后,光合作用的限制因子是温度、CO2浓度等。(3)对比甲组、乙组曲线可知,在低光照下培养后乙组植物的光合能力比甲组的低,但其子代在甲组的条件下培养,光合能力与甲组相同,这说明低光照培养未能改变植物的遗传特性,乙组光合作用强度与甲组不同是由环境因素引起的,而不是遗传物质改变造成的。 素养解读　本题通过对光合速率的曲线分析,考查科学思维中的模型建模与分析判断要素。 评分细则　表达出光合作用强度受光照强度(或环境)影响给2分;表达出遗传物质未改变的意思给2分。 A、环境条件未改变植物的遗传物质(遗传性、DNA、固有属性以及类似表述的)(4分)。 B、表现型=基因型+环境 (以此为依据的表述)(4分)。 79. (2016课标全国Ⅲ,29,10分)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示: 对照组 实验组一 实验组二 实验组三 实验组四 实验 处理 温度/℃ 36 36 36 31 25 相对湿度/% 17 27 52 52 52 实验 结果 光合速率/ mg CO2· dm-2·h-1 11.1 15.1 22.1 23.7 20.7 回答下列问题: (1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是　　　　,其依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;并可推测,　　　　(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。  (2)在实验组中,若适当提高第　　　　组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。  (3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程　　　　(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,　　　　(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。  答案　(1)湿度(或答相对湿度)(1分)　在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大(2分,其他合理答案可酌情给分)　增加(1分) (2)四(1分)　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3分,其他合理答案可酌情给分) (3)不需要　不需要(每空1分,共2分) 解析　本题主要考查影响光合速率的因素及CO2进入叶肉细胞的方式。(1)分析对照组、实验组一和实验组二可知,高温条件下(温度均为36 ℃),适当增加相对湿度时,叶片光合速率的增加量相对较大,而分析实验组二、三、四可知,在相对湿度较高的条件下(相对湿度均为52%),适当降低温度时,叶片光合速率的增加量较小,甚至降低。所以,中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度;并由增加相对湿度,叶片的光合速率增大可推知,增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)对比实验组三和实验组四可知:因温度降低,叶片的光合速率下降,所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散,既不需要载体蛋白,也不需要消耗ATP。 素养解读　本题通过对实验表格数据的分析,考查科学探究中的数据分析要素。 方法总结　分析多因子变量时,一定要遵循单一变量原则,分析温度对光合速率的影响时,温度为单一变量,相对湿度为无关变量,其应该相同,同理,相对湿度为单一变量时,温度应该相同。 考点2 光合作用与细胞呼吸的综合 1. （2025河北，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 答案 A 类嚢体膜上发生水的光解,产生O2,线粒体基质中发生丙酮酸的分解,消耗丙酮酸和H2O,产生NADH、CO2和少量能量,A错误;叶绿体基质中发生CO2的固定,消耗CO2,线粒体基质中丙酮酸分解生成CO2,B正确;类囊体膜上发生水的光解产生O2,线粒体内膜上消耗NADH和O2,生成H2O,C正确;叶绿体基质中发生暗反应可以产生糖类,线粒体基质中发生丙酮酸的分解,D正确。 2. (2024福建,11,4分)叶片从黑暗中转移到光照下,其光合速率要先经过一个增高过程,然后达到稳定的高水平状态,这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态,壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系,科研人员将大豆叶片分为两组,A组不处理,B组用壳梭孢素处理,将两组叶片从黑暗中转移到光照下,测定光合速率,结果如图所示。   下列分析正确的是( ) A.0 min时,A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B.30 min时,B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C.30 min时,限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D.与A组叶片相比,B组叶片光合作用的光诱导期更长 答案 B 命题点:光合作用的原理及影响因素 0 min时,无光照,叶片只进行呼吸作用,但A组气孔处于关闭状态,B组用壳梭孢素处理,气孔处于开放状态,因此两组胞间CO2浓度不同,A错误;30 min时,B组的光合速率大于A组,说明B组的暗反应速率也大于A组,B正确;大约23 min后,A组的光合速率几乎不随着光照时间的变化而变化,因此30 min时限制A组光合速率的主要因素不是光照时间,C错误;由图可知,从黑暗中转移到光照下,A组叶片光合速率增高达到稳定的高水平状态所需时间长于B组,即A组光诱导期长于B组,D错误。 3. (2024广东,2,2分)2019年,我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌,其细胞内存在由两层膜组成的片层结构,此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中,下列物质存在的可能性最小的是(　　) A.ATP B.NADP+ C.NADH D.DNA 答案 D 由于该片层结构能进行光合作用和呼吸作用,而ATP、NADP+、NADH是这些代谢过程必要的反应物或产物,因此存在可能性最小的为DNA,D符合题意。　　　　　　　　　　 4. (2024贵州,1,3分)种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质,也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是(　　) A.种子吸收的水与多糖等物质结合后,水仍具有溶解性 B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降,有机物种类不变 C.幼苗根细胞中的无机盐可参与细胞构建,水不参与 D.幼苗中的水可参与形成NADPH,也可参与形成NADH 答案 D 种子吸收的水与蛋白质、多糖等物质结合形成结合水,这样水就失去流动性和溶解性,A错误;种子萌发过程中淀粉可水解产生葡萄糖,葡萄糖可用于细胞呼吸,故糖类含量逐渐下降,蛋白质等也可被水解为小分子有机物,且种子萌发过程中还有酶的合成,因此有机物种类增多,B错误;幼苗根细胞中的无机盐和水均可参与细胞构建,C错误;幼苗光合作用过程中水光解产生的H+可参与形成NADPH,有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成CO2和NADH,D正确。 5. (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 答案　D　呼吸作用会消耗有机物,光合作用可合成有机物,呼吸作用最适温度比光合作用高,高温下光合作用减弱,呼吸作用增强,A、B正确;高温下蒸腾作用增强,水的散失增多,植物易萎蔫,C正确;光反应不产生NADH(还原型辅酶Ⅰ),产生的是NADPH(还原型辅酶Ⅱ),D错误。 6. (2023北京,3,2分)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是 (　　) A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 答案　C　在低光强下,随叶温在一定范围内升高时,光合作用消耗的CO2量增加,但从外界吸收的CO2量减少,所以应该是呼吸速率上升,产生的CO2增多,A正确;从题图可以看出在高光强下,M点对应的温度是该植物光合酶的最适温度,所以M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强有关,B正确;CP点表示CO2吸收速率为0,代表光合速率和呼吸速率相等,而不是植物不进行光合作用,C错误;CO2吸收速率代表净光合速率,即光合速率与呼吸速率的差值,M点净光合速率最高,光合速率与呼吸速率的差值最大,D正确。 7. (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 答案　A　经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用,措施②反映了低温与作物开花的关系;很多植物的开花与昼夜长短有关,措施④可反映昼夜长短与作物开花的关系,A合理。措施③风干储藏,可以降低小麦、玉米等种子的呼吸作用强度,降低有机物的消耗,但措施⑤合理密植的主要目的是提高光合作用强度,B不合理。措施②的主要目的是促进作物开花;措施⑤合理密植有利于作物充分利用光能,提高光合作用的效率;措施⑥间作种植的主要目的是提高光能利用率,C不合理。措施①低温储存和措施③风干储藏的主要目的都是降低作物或种子的呼吸作用强度,但措施④光周期处理的主要目的是影响作物开花,D不合理。 知识拓展　光周期处理可以调控花期,可通过调节光照的相对时长促进花芽分化、成花诱导、花芽发育和打破休眠。长日照花卉:在日照短的季节用灯光补光,能提早开花,相反短日照会抑制其开花;短日照花卉:在日照长的季节进行遮光处理,能提早开花,相反长日照会抑制其开花。 8. (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 答案　D　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,小麦同时进行光合作用和呼吸作用,而容器内CO2含量初期逐渐降低,说明初期小麦的光合速率大于呼吸速率,之后CO2含量保持相对稳定,说明光合速率等于呼吸速率,D正确。 9. (2021广东,15,4分)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图5a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图5b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是(　　) 图5 A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度) B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度) C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关 D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大 答案　D　通过图5b呈现的实验结果可知,t2的叶绿体受光面积/细胞受光面积小于t1的,意味着在相同光照强度下,t1能利用更多的光能,当光照强度达到t1的光饱和点时,该光照强度还未达到t2的光饱和点,A正确;在较低的相同光照强度下,t1能利用更多的光能,因此t1光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度小于t2,即t1的光补偿点小于t2,B正确;题干中已说明三者的叶绿素含量及其他性状基本一致,因此三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关,而与叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置有关,C正确;在一定范围内,随着光照强度的增加,拟南芥WT、t1和t2的光合速率也增加,当光照强度足够大时,三者都达到了最大光合速率,此时三者光合速率的差异并不会随着光照强度的增加而变大,D错误。 10. (2020北京,3,2分)丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述,不正确的是(　　) A.细胞膜的基本结构是脂双层 B.DNA是它们的遗传物质 C.在核糖体上合成蛋白质 D.通过有丝分裂进行细胞增殖 答案　D　 项目 原核细胞 真核细胞 选项 细胞壁、 细胞膜 细胞壁主要成分为肽聚糖;细胞膜由磷脂双分子层构成基本支架 植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素和果胶;细胞膜由磷脂双分子层构成基本支架 A正确 DNA存 在形式 裸露存在; 拟核:大型环状 质粒:小型环状 在细胞核中和蛋白质等结合形成染色体(质);在线粒体、叶绿体中裸露存在 B正确 细胞器 有核糖体,无其他细胞器,蛋白质在核糖体上合成 有核糖体和其他细胞器,蛋白质在核糖体上合成 C正确 细胞增 殖方式 一般为二分裂 有丝分裂 D错误 11. (2019海南单科,12,2分)下列关于绿色植物的叙述,错误的是(　　) A.植物细胞白天和黑夜都能进行有氧呼吸 B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的 C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降 D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用 答案　B　本题通过对光合作用和呼吸作用的考查,体现了生命观念素养中的结构与功能观。有氧呼吸不需要光照,植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸,A正确;植物细胞中ATP的合成不一定都是在膜上进行的,如ATP的合成也可以在细胞质基质和线粒体基质中进行,B错误;叶绿素的合成需要光照,遮光培养会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降,C正确;植物幼茎的绿色部分含有叶绿体,能进行光合作用,所有的活细胞都能进行呼吸作用,D正确。 12. (2019天津理综,2,6分)下列过程需ATP水解提供能量的是(　　) A.唾液淀粉酶水解淀粉 B.生长素的极性运输 C.光反应阶段中水在光下分解 D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段 答案　B　本题借助ATP的利用,考查考生利用所学ATP的知识,作出合理判断的能力;试题通过问题探讨的方式体现了对分析与对比要素的考查。唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉,但体外环境中无ATP存在,说明该反应不需要ATP水解提供能量,A错误;生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程,即需要ATP水解提供能量,B正确;光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量,C错误;乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP,也不产生ATP,D错误。 13. (2018浙江4月选考,26,2分)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株,分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3,24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素),测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是(　　) A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递 B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质 C.转Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D.喷施NaHSO3促进光合作用,且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 答案　D　由题可知,寡霉素抑制细胞呼吸和光合作用中ATP合成酶的活性,因此寡霉素在细胞呼吸过程中会抑制线粒体内膜上[H]的传递,在光合作用中的作用部位是类囊体膜,A、B错误;由图可知,转Z基因能提高光合作用的效率,能减少寡霉素对光合速率的抑制作用,C错误;喷施NaHSO3能促进光合作用,并且能减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降,D正确。 14. (2017北京理综,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的是(　　) A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25 ℃ C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃ 答案　D　本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力,体现了对科学思维素养中模型与建模要素的考查。由题图可知,该植物呼吸作用的最适温度约为55 ℃,而光合作用的最适温度约为30 ℃,呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度高,A正确;由题图可知,净光合作用的最适温度约为25 ℃,B正确;观察题图中的曲线可知,在0~25 ℃范围内,总光合速率上升快于呼吸速率,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50 ℃时,净光合速率为负值,植物不能生长,所以适合该植物生长的温度范围不是10~50 ℃,D错误。 15. (2024天津,15)蓝细菌所处水生环境随时会发生光线强弱变化。蓝细菌通过调控图1中关键酶XPK的活性以适应这种变化。     (1)图1所示循环过程为蓝细菌光合作用的暗反应,反应场所为 。  (2)光暗循环条件下,将蓝细菌的野生型和xpk基因敲除株(Δxpk)分别用含NaH14CO3的培养基培养,测定其碳固定率和胞内ATP浓度,结果如图2。 在第10~11分钟,野生型菌XPK被激活,将暗反应的中间产物6-磷酸果糖等转化为其它物质,导致暗反应快速终止。推测ATP是XPK的 (激活剂/抑制剂)。在同一时期,Δxpk会继续进行暗反应,此时消耗的ATP和NADPH来源于 。  在第11~13分钟,Δxpk碳固定率继续升高,胞内 过程来源的ATP被用于 而消耗,导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。  (3)蓝细菌在高密度培养时,由于互相遮挡,菌体环境也会出现光线强弱变化。为验证该条件下,蓝细菌是否采用上述机制进行调节,可分别使用野生型和Δxpk、选用如下 条件组合进行实验,定时测定14C固定率和胞内ATP浓度。  ①高浓度蓝细菌 ②低浓度蓝细菌 ③持续光照 ④光暗循环 ⑤培养基中加入NaH14CO3 ⑥培养基中加入14C6H12O6 答案 (1)细胞质基质(或细胞质) (2)抑制剂 第10分钟之前的光反应 细胞呼吸(或呼吸作用) 暗反应(或碳固定,或C3还原,或碳反应) (3)①③⑤ 命题点:原核生物、光合作用与呼吸作用 解析 (1)蓝细菌为原核生物,其光合作用的暗反应发生在细胞质基质。(2)由图2可知,在第10~11分钟,野生型蓝细菌胞内ATP浓度急剧下降,同时由题意可知,此时野生型菌XPK被激活,可见胞内ATP浓度与XPK活性存在负相关,推测ATP是XPK的抑制剂。同一时期,Δxpk由于敲除了xpk基因,暗反应中间产物未受影响,会继续进行暗反应,其消耗的ATP和NADPH来源于第10分钟之前的光反应。在第11~13分钟,无光反应提供ATP,但Δxpk碳固定率继续升高,消耗ATP的暗反应并未终止,但曲线显示胞内ATP浓度反而开始逐渐升高,判断此时的ATP应来自细胞呼吸,并部分提供给了暗反应。由于呼吸作用消耗大量的营养物质,且产生的ATP部分被暗反应所消耗,可用于其他生理活动的ATP相对减少,导致Δxpk的生长速率比野生型更慢。(3)为验证高密度培养时蓝细菌是否采用题干所示机制来适应菌体互相遮挡造成的光线强弱变化,可分别使用野生型和Δxpk,在一定条件下进行实验,条件的选择要能够满足研究目的。要研究的是高密度培养下蓝细菌互相遮挡的情况,所以要选用高浓度蓝细菌;光线强弱变化是互相遮挡造成的,而不是由外界光源的变化形成的,所以要进行持续光照;实验需要研究的是蓝细菌通过光合作用进行的碳固定,所以需要使用无机碳源NaHCO3提供CO2,而不能利用有机碳源葡萄糖提供CO2,故应在培养基中加入NaH14CO3。 16. (2024广东,20,15分)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题: (1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于　　　　的有机物,最终衰退和消亡。  (2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是　　　　,其原因是　 　。  (3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是　　　　　,三者配合能实现综合治理效果。  (4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5),使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组:　　　　　实验组:黑藻  实验条件 控制光照强度为:　　μmol·m-2·s-1  营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同 控制条件 　　　  测量指标 　　　  (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施　。  答案 (1)呼吸作用消耗　(2)③②①(或苦草、黑藻、金鱼藻)　从水面到湖底光照强度逐渐减弱,3种植物达到最大光合速率所需的光照强度为③<②<①(苦草<黑藻<金鱼藻),故从湖底到水面依次为③②①(或苦草、黑藻、金鱼藻)　(3)这3种草本沉水植物在湖泊中的分布具有明显的垂直分层现象,使得3种植物的种间竞争小,且这3种植物对湖泊中的氮、磷元素和藻类均具有良好的去除能力　(4)金鱼藻　500　使水体中的CO2维持在较低水平　单位时间内单位体积水体中O2浓度的变化量(单位时间内单位体积水体中CO2浓度的变化量)　(5)适当种植浮水植物或挺水植物遮挡强光;适当饲养以沉水植物为食的草食性鱼类 解析　(1)植物光合作用合成的有机物减去呼吸作用消耗的有机物为植物有机物的积累量,有机物的积累量大于0时,植物可正常生长。若光合作用合成的有机物少于呼吸作用消耗的有机物,会使植物衰退和消亡。(2)植物的分层与对光的利用有关,从水面到湖底光照强度逐渐减弱,由图a可知,3种植物达到最大光合速率所需的光照强度大小为③<②<①(苦草<黑藻<金鱼藻),故从湖底到水面依次为③②①(或苦草、黑藻、金鱼藻)。(3)由(2)可知,3种植物在湖泊中的分布具有明显的垂直分层现象,这使得3种植物的种间竞争小。此外由图b可知,三种植物均具有良好的氮、磷元素和藻类的去除能力,因此三者配合能实现综合治理效果。(4)由题干可知,实验目的为验证黑藻的碳浓缩优势使得黑藻在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,因此本实验的自变量为水生植物的种类,无关变量为光照强度、营养及环境条件等。为排除光照强度对水生植物光合作用的影响,应选择在同一光照强度下,与黑藻光合速率相近的水生植物,由图a可知,光照强度为500 μmol·m-2·s-1时,金鱼藻与黑藻具有相等的光合速率,因此对照组选择的水生植物为金鱼藻,控制光照强度为500 μmol·m-2·s-1。控制条件为使水体中的CO2维持在较低水平,可通过检测单位时间内单位体积水体中O2浓度的变化量(单位时间内单位体积水体中CO2浓度的变化量)来测定净光合速率。(5)为解决“浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良”的问题,可适当种植浮水植物或挺水植物遮挡强光;为解决“大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本”的问题,可适当饲养以沉水植物为食的草食性鱼类。 17. (2024黑、吉、辽,21,12分)在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3;当CO2/O2的值低时,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。 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　　。　  (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　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案 (1)CO2的固定　(2)细胞质基质　线粒体基质　(3)呼吸作用　光呼吸　株系1和2光呼吸速率低　不能　光呼吸和呼吸作用的速率未知　(4)在同等光照强度和CO2浓度下,株系1光呼吸速率最低,净光合速率最高 解析　(1)据图1可知,反应①表示C5将CO2固定生成C3的过程。(2)真核生物消耗葡萄糖的有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,第二阶段发生在线粒体基质中,这两个阶段都能生成NADH([H])。(3)呼吸作用(有氧呼吸第二阶段和产酒精的无氧呼吸)能产生CO2,由过程③可知,光呼吸也能产生CO2。转基因株系1和2都含有改变光呼吸的相关基因,又由图2、3知二者比野生型植株净光合速率高,转基因株系和野生型植株呼吸速率相同,可推出转基因株系1和2光呼吸速率降低。以CO2量的变化为指标时,总光合速率=净光合速率+光呼吸速率+呼吸速率,图3数据仅提供了净光合速率,光呼吸和呼吸作用的速率未知,所以无法求出株系1的总光合速率。(4)在同等光照强度和CO2浓度下,株系1光呼吸速率最低,净光合速率最高,选择株系1种植时产量可能更具优势。 18. (2024浙江1月选考,20,10分)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高,导致作物根系长期缺氧,对植株造成的胁迫及伤害。 回答下列问题: (1)发生渍害时,油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主,有氧呼吸释放能量最多的是　　　　　阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是　　　　　　　,此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化,促进氢接受体(NAD+)再生,从而使　　　　　　　得以顺利进行。因此,渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越　　　　(耐渍害/不耐渍害)。  (2)以不同耐渍害能力的油菜品种为材料,经不同时长的渍害处理,测定相关生理指标并进行相关性分析,结果见表。 光合 速率 蒸腾 速率 气孔 导度 胞间 CO2浓度 叶绿素 含量 光合速率 1 蒸腾速率 0.95 1 气孔导度 0.99 0.94 1 胞间CO2浓度 -0.99 -0.98 -0.99 1 叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1 注:表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度,r越接近1时,相关越密切,越接近0时相关越不密切 据表分析,与叶绿素含量呈负相关的指标是　　　　　　。已知渍害条件下光合速率显著下降,则蒸腾速率呈　　　　趋势。综合分析表内各指标的相关性,光合速率下降主要由　　　　(气孔限制因素/非气孔限制因素)导致,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时,植物体内　　　　(激素)大量积累,诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有害物质积累,提高植物对渍害的耐受力;渍害发生后,有些植物根系细胞通过　　　　,将自身某些薄壁组织转化为腔隙,形成通气组织,促进氧气运输到根部,缓解渍害。  答案　(1)第三　细胞质基质/细胞溶胶　糖酵解/细胞呼吸第一阶段等　耐渍害　(2)胞间CO2浓度　下降　非气孔限制因素　胞间CO2浓度与光合速率(或气孔导度)呈负相关　(3)脱落酸　细胞凋亡/程序性死亡/编程性死亡 解析　(1)有氧呼吸的三个阶段均释放能量,生成ATP,但第三阶段释放的能量最多,产生的ATP也最多。厌氧呼吸分为两个阶段,均在细胞质基质(细胞溶胶)中进行。氢接受体(NAD+)再生后,可以参与厌氧呼吸第一阶段(糖酵解)形成[H](NADH),从而使其顺利进行。在渍害条件下,油菜地下部分因长期缺氧,有氧呼吸减弱,为了维持供能,必须通过厌氧呼吸补充,且乙醇脱氢酶活性越高的品种,越利于糖酵解的进行,即越利于厌氧呼吸进行。因此渍害条件下该酶活性越高的品种越耐渍害。(2)根据注释,表中数值为相关系数(r),代表两个指标之间相关的密切程度,r值为正时,两指标同向变化,即两者呈正相关,r值为负时,两指标呈负相关。叶绿素含量与胞间CO2浓度的r值为-0.93,即两者呈负相关,而光合速率与蒸腾速率的r值为0.95,即两者呈正相关,因此在渍害条件下光合速率显著下降,则蒸腾速率也呈下降趋势。气孔是植物从外界环境吸收CO2的通道,CO2从气孔进入后,首先是停留在细胞间,即“胞间CO2”,再被碳反应利用。根据表格数据,胞间CO2浓度与光合速率及气孔导度的r值均为-0.99,即均呈负相关,说明虽然气孔导度下降,但胞间CO2浓度上升,此时光合速率下降主要由固定CO2的酶活性降低等非气孔限制因素导致。(3)已知脱落酸具有诱导气孔关闭的作用,因此受渍害胁迫时,植物体内脱落酸会大量积累,诱导气孔关闭,调整相关反应,防止有害物质积累,提高植物对渍害的耐受力。根据题干“将自身某些薄壁组织转化为腔隙,形成通气组织”这一信息可推测,有些植物根系细胞通过主动死亡即细胞凋亡而使某些薄壁组织转化为腔隙。 19. (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,其相关生理特征见表和图1。(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 图1 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2 000 μmol·m-2·s-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0~50 μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在图2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1a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 　。  答案　 (1)类胡萝卜素/叶绿素的值较高　红光和蓝紫　(2)高于　呼吸速率较高　(3)在强光下光能利用率更高 (4) 为什么ygl在高光照强度下的光合速率比WT高,而在低光照强度下ygl的光合速率比WT低 解析　(1)从表中数据可得,与WT相比,ygl的类胡萝卜素与叶绿素的比值更高,ygl为0.27,可能导致叶色黄绿。叶片含叶绿素和类胡萝卜素,主要吸收红光和蓝紫光。(2)由题干可知,光饱和点为光合速率不再随光照强度增加时的最小光照强度,ygl的光饱和点为2 000 μmol·m-2·s-1,比WT的光饱和点高。光补偿点是光合作用和呼吸作用相等的点,呼吸速率高时,光补偿点可能更大,从图1c可得ygl呼吸速率更高,可能导致光补偿点更高。(3)在强光下,高密度栽培ygl群体可通过下层叶片充分吸收光能,提高光能的利用率。(4)曲线与纵轴的交点表示呼吸速率,通过图1c可知,WT呼吸速率为0.6 μmol(CO2)·m-2·s-1左右,ygl呼吸速率为0.9 μmol(CO2)·m-2·s-1左右,所以ygl与纵轴的交点应在WT下面;曲线与横轴的交点表示光补偿点,由图1b知,WT应为14 μmol(CO2)·m-2·s-1左右,ygl为28 μmol(CO2)·m-2·s-1左右,所以绘制曲线如答案所示。通过比较可知低光照强度条件下低叶绿素的ygl净光合速率比WT低,高光照强度条件下ygl净光合速率比WT高,据此提出科学问题。 20. (2023河北,19,10分)拟南芥发育早期的叶肉细胞中,未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段,叶肉细胞H基因表达量下降,细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。 回答下列问题: (1)未成熟叶绿体发育所需ATP主要在　　　　　合成,经细胞质基质进入叶绿体。  (2)光照时,叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能,将其转化为ATP和　　　　中的化学能,这些化学能经　　　　阶段释放并转化为糖类中的化学能。  (3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达,对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理,之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度,结果如图。相对于非转基因细胞,转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显　　　　。据此推测,H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被　　　　(填“叶绿体”或“线粒体”)大量消耗,细胞有氧呼吸强度　　　　。  (4)综合上述分析,叶肉细胞通过下调　　　　阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体,从而防止线粒体　　　　,以保证光合产物可转运到其他细胞供能。  答案　(1)线粒体(或“线粒体内膜”)　(2)NADPH(或“还原型辅酶Ⅱ”)　暗反应(或“卡尔文循环”)　(3)降低　叶绿体　升高　(4)H基因表达(或“H蛋白数量”)　过多消耗光合产物(或“有氧呼吸增强”) 解析　(1)拟南芥幼苗叶肉细胞的叶绿体仍在发育且尚未能进行光合作用时,其ATP主要来自自身线粒体,线粒体中能够大量合成ATP的化学反应在线粒体内膜上进行。(2)植物光合作用的光反应阶段,光能被光合色素捕获后,转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。在暗反应阶段ATP和NADPH中的化学能再进一步转化固定到糖类等有机物中。(3)叶绿体成熟的非转基因叶肉细胞中H基因表达量下降,胞质ATP浓度远高于叶绿体。H基因过量表达后,大量H转运蛋白可解除ATP向叶绿体的流动限制。在浓度差的作用下,ATP流入叶绿体,导致胞质ATP含量下降,最后和叶绿体ATP基本持平。但即使胞质ATP大量流入叶绿体,H基因过量表达细胞叶绿体的ATP水平和非转基因细胞比较并没有明显变化,表明叶绿体消耗了流入胞质的ATP。转H基因叶肉细胞的胞质ATP含量较非转基因叶肉细胞明显下降,推测转H基因叶肉细胞需代偿性提高线粒体呼吸强度,以补充胞质ATP。(4)由题分析可知,ATP由胞质向叶绿体转运过程中,H转运蛋白的数量是限制运输速率的一个主要因素。叶绿体成熟的叶肉细胞中H基因的表达下调,H转运蛋白的数量减少,进而ATP向叶绿体的流入被有效阻止,胞质ATP可保持正常生理水平,从而避免了线粒体呼吸作用的额外增强、过多消耗光合产物,保证光合产物能被转运到其他细胞供能。 21. (2023辽宁,21,11分)花生抗逆性强,部分品种可以在盐碱土区种植。如图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值(SPAD)(图1)和净光合速率(图2)。回答下列问题: (1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括　　　　　　　　　,主要吸收　　　　　　光,可用　　　　等有机溶剂从叶片中提取。  (2)盐添加量不同的条件下,叶绿素含量受影响最显著的品种是　　　　。  (3)在光照强度为500 μmol·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下,LH12的光合速率　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在光照强度为1 500 μmol·m-2·s-1、NaCl添加量为3.0 g·kg-1的条件下,HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率,原因可能是HY25的　　　　含量高,光反应生成更多的　　　　　　　　,促进了暗反应进行。  (4)依据图2,在中盐(2.0 g·kg-1)土区适宜选择种植　　　　品种。  答案　(1)叶绿素a和叶绿素b　红光和蓝紫　无水乙醇　(2)HH1　(3)大于　植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率,此时LH12和HH1的净光合速率基本相等,但是LH12的呼吸速率大于HH1的呼吸速率　叶绿素　NADPH和ATP　(4)LH12 解析　(1)高等植物叶绿体中的叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,主要吸收红光和蓝紫光;绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇等有机溶剂提取叶片中的叶绿素。(2)根据图1分析可知,与无NaCl添加的空白对照组相比,四个品种在添加不同浓度的NaCl条件下,叶绿素含量相对值(SPAD)下降幅度最大的是HH1品种,所以盐添加量不同的条件下,叶绿素含量受影响最显著的品种是HH1。(3)植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率,根据图2分析,光照强度为500 μmol·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下,LH12和HH1两个品种的净光合速率基本相等,但是LH12的呼吸速率大于HH1的呼吸速率,所以LH12的总光合速率更大。图2结果表明,在光照强度为1 500 μmol·m-2·s-1、NaCl添加量为3.0 g·kg-1时,HY25的净光合速率大于其他三个品种的,结合图1分析可知,原因可能是在NaCl添加量为3.0 g·kg-1时,HY25的叶绿素含量相对值最高,可以促进光合作用的光反应产生更多的NADPH和ATP,从而促进暗反应的进行。(4)根据图2分析,在中盐(2.0 g·kg-1)时,四个品种中,净光合速率最大的是LH12,所以最适合种植的是LH12品种。 22. (2023江苏,19,12分)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题: 图1 (1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在　　　　(从①~④中选填);NADPH可用于CO2固定产物的还原,其场所有　　　　(从①~④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、　　　　　(填写2种)等。  (2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场所有　　　　(从①~④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为　　　　　　进入线粒体,经过TCA循环产生的　　　　　　最终通过电子传递链氧化产生ATP。  (3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形成跨膜的　　　　　　　　,驱动细胞吸收K+等离子。  (4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞　　　　　,促进气孔张开。  (5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系,对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究,其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有　　　　。  A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关 C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用 D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉 答案　(1)④　①④　K+、苹果酸　(2)①②④　丙酮酸　NADH或[H]　(3)电化学势梯度(或H+浓度差)　(4)吸收水分　(5)ABD 解析　由题图1分析,①为细胞质基质,②为线粒体,③为液泡,④为叶绿体。 (1) 光驱动产生的NADPH发生在光反应阶段,主要出现在④叶绿体的基质中。NADPH可用于CO2固定产物的还原,根据光合作用的暗反应过程及图1可知,CO2的固定产物可有两种:一种是C3,C3的还原发生在④叶绿体的基质中;另一种是OAA(PEP+CO2OAA),OAA可被NADPH还原为Mal,发生在①细胞质基质中。由图1可知K+和Mal(苹果酸)会进入液泡,影响细胞液渗透压的大小,从而影响保卫细胞的吸水能力,进而影响气孔的开闭,故液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、K+和苹果酸等。(2)ATP的合成场所有①细胞质基质(细胞呼吸的第一阶段)、②线粒体(有氧呼吸的第二、三阶段)、④叶绿体的类囊体膜(光合作用的光反应阶段)。PEP为磷酸烯醇式丙酮酸,再根据丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段,推测PEP可转化为丙酮酸进入线粒体基质,丙酮酸在酶的作用下转化成乙酰辅酶A参与TCA循环,产生含高能电子的NADH([H])和CO2等,NADH中的高能电子通过电子传递链最终传递给氧,产生ATP和H2O。(3)结合图1,蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形成跨膜的H+浓度差(电化学势梯度),并提供电化学势能驱动细胞吸收K+等离子,从而提高细胞液浓度,促进细胞吸水,使气孔张开。(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成OAA,并进一步转化成Mal,Mal进入细胞液中,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞吸水,促进气孔张开。(5)结合图2可知,黑暗(叶绿体中不进行光合作用,不能产生ATP)结束时,突变体ntt1淀粉粒面积远小于WT,且突变体ntt1的叶绿体失去运入ATP的能力,据此推测保卫细胞淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP,A正确;结合图1可知,光照条件会促进保卫细胞形成淀粉和NADPH,淀粉水解相继形成G6P、PEP,PEP与CO2反应生成的OAA可被NADPH还原为Mal,Mal进入液泡可促进细胞吸水,进而促进气孔张开,故光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关,B正确;突变体ntt1只是叶绿体失去运入ATP的能力,没有失去进行光合作用的能力,C错误;结合图2可以看出,与短时间光照(2 h)相比,较长时间(8 h)光照可使WT淀粉粒面积增大,因而推测,长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉,D正确。 23. (2023浙江6月选考,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。 甲 乙 丙 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　　　　　。  答案　 (1)能量　渗透　(2)光合色素主要吸收红光和蓝紫光,在光照功率相同的情况下,相比于白光(CK组),单独使用红光和蓝光时,光合色素对光能的利用率更高,光合速率更高,干重也更高　3∶2　从甲、乙两图可知,B组比其他组叶绿素含量、氮含量更高,干物质积累最多,最有利于提高产量　(3)高CO2浓度下25 ℃时光合速率最大,且在此温度时,高CO2浓度下与大气CO2浓度下光合速率差值最大,有机物合成增加值更高　为植物工厂供热,以保持最适温度　实现物质的循环利用和能量的多级利用,提高了能量的利用率,使物质和能量更多地流向对人类有益的方向 解析　(1)光为植物光合作用的进行提供了能量;若培养液中的离子浓度过高,细胞会因渗透作用而失水。(2)从图甲可知,B组幼苗体内氮含量和叶绿素含量最高,而氮又是光合酶和叶绿素的组成成分,故红、蓝光配比为3∶2时,可大大提高光合酶和叶绿素的含量,从而促进植物的光合作用,增加干物质积累。(3)从图丙可知,在25 ℃时,高CO2浓度条件下,生菜的光合速率最高,且25 ℃时,高CO2浓度下与大气CO2浓度下光合速率差值最大。冬季燃烧沼气,不仅可提高CO2浓度,还可提高植物工厂内的温度,有利于促进植物的光合作用。从生态工程角度分析,利用秸秆发酵生产沼气,能使秸秆中的物质和能量更多地流向对人类有益的部分,实现物质的良性循环和能量的多级利用,提高了能量的利用率。 24. (2022天津,16,10分)利用蓝细菌将CO2转化为工业原料,有助于实现“双碳”目标。 (1)蓝细菌是原核生物,细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH(呼吸过程中产生的[H])和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于　　　　和　　　　等生理过程,为各项生命活动提供能量。  (2)蓝细菌可通过D-乳酸脱氢酶(Ldh),利用NADH将丙酮酸还原为D-乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌,以期提高D-乳酸产量,但结果并不理想。分析发现,是由于细胞质中的NADH被大量用于　　　　作用产生ATP,无法为Ldh提供充足的NADH。  (3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K,以补充ATP产量,使更多NADH用于生成D-乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量,结果如表。 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 注:数据单位为pmol/OD730 　　由表可知,与初始蓝细菌相比,工程菌K的ATP含量升高,且有氧呼吸第三阶段　　　　(被抑制/被促进/不受影响),光反应中的水光解　　　　　(被抑制/被促进/不受影响)。  (4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中,构建工程菌L。与初始蓝细菌相比,工程菌L能积累更多D-乳酸,是因为其　　　　(双选)。  A.光合作用产生了更多ATP B.光合作用产生了更多NADPH C.有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D.有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH 答案　(1)光合作用　呼吸作用(以上两空可调换)　(2)有氧呼吸　(3)被抑制　不受影响　(4)AD 解析　(1)蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用产生氧气,也能进行有氧呼吸,其细胞质中的ATP来源于光合作用和呼吸作用等生理过程,为各项生命活动提供能量。(2)蓝细菌可通过D-乳酸脱氢酶(Ldh),利用NADH将丙酮酸还原为D-乳酸,即提高D-乳酸产量既需要大量的Ldh,还需充足的NADH。细胞质中的NADH可用于有氧呼吸第三阶段产生ATP,若NADH在此阶段被大量利用,则无法为Ldh提供充足的NADH,从而无法提高D-乳酸产量。(3)研究者构建了某光合作用途径被强化的工程菌K,以补充ATP产量,使更多NADH用于生成D-乳酸,且NADH可用于有氧呼吸第三阶段产生ATP。据题表分析,与初始蓝细菌相比,工程菌K的NADH含量较高,是因为初始蓝细菌的有氧呼吸第三阶段正常进行,消耗了较多的NADH,而工程菌K的有氧呼吸第三阶段被抑制,消耗了较少的NADH。由于蓝细菌该光合作用途径只产生ATP不参与水光解,且工程菌K(该途径被强化)和初始蓝细菌(该途径未被强化)水光解后产生的NADPH含量相同,说明工程菌K的水光解不受影响。(4)与初始蓝细菌相比,工程菌L不仅有被强化的一种光合作用途径,还可大量表达Ldh基因,工程菌L能积累更多D-乳酸是因为工程菌L的光合作用产生了更多ATP供生命活动所需,从而抑制了有氧呼吸的第三阶段,节省出更多的NADH供给Ldh还原丙酮酸生成D-乳酸,A、D正确。 25. (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8~10 μmol/(s·m2)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2 μmol/(s·m2),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10 μmol/(s·m2),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、鼠害和减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有　　　　特性。  答案　(1)能　种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,且光照有利于叶片叶绿素的形成　(2)不能　该水稻品种在光照强度为10 μmol/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量,白天不能积累有机物,夜晚呼吸作用消耗有机物,适龄秧苗不能正常生长;该水稻品种日照时长短于12小时才能开花,现在每天光照时长为14小时,所以该水稻不能开花并繁育出新的种子　(3)耐水淹 解析　(1)种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,且光照有利于叶片叶绿素的形成,故能萌发并成苗。(2)由题意可知,该水稻品种在光照强度为10 μmol/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量,白天不能积累有机物,而夜晚呼吸作用消耗有机物,适龄秧苗不能正常生长。该水稻品种日照时长短于12小时才能开花,现在每天光照时长为14小时,所以该水稻不能开花并繁育出新的种子。 (3)该水稻种子须灌水覆盖,所以该种子应具有耐水淹的特性。 26. (2022江苏,20,9分)图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①~⑦表示代谢途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖;C5氧化则产生乙醇酸(C2),C2在过氧化物酶体和线粒体协同下,完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题。 图Ⅰ (1)图Ⅰ中,类囊体膜直接参与的代谢途径有　　　　(从①~⑦中选填),在红光照射条件下,参与这些途径的主要色素是　　　　。  (2)在C2循环途径中,乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化,同时生成的　　　　在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。  (3)将叶片置于一个密闭小室内,分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化,获得曲线a、b(图Ⅱ)。 图Ⅱ ①曲线a,0~t1时段释放的CO2源于　　　　;t1~t2时段,CO2的释放速度有所增加,此阶段的CO2源于　　　　　　　　　　。  ②曲线b,当时间到达t2点后,室内CO2浓度不再改变,其原因是　　　　　　　　　。  (4)光呼吸可使光合效率下降20%~50%,科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶﹐形成了图Ⅲ代谢途径﹐通过　　　　　　　　　　　　降低了光呼吸,提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的　　　　　价值。  图Ⅲ 答案　(1)①⑥　叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)　(2)H2O2(过氧化氢)　(3)①细胞呼吸　光呼吸和细胞呼吸　②光合作用速率等于光呼吸和细胞呼吸速率之和　(4)将乙醇酸转化为苹果酸,增加叶绿体中的CO2浓度　直接 解析　(1)光合作用光反应阶段的场所是类囊体膜,主要代谢过程包括水的光解、ATP和NADPH的合成,对应图Ⅰ中的①⑥过程;光反应过程需要光合色素的参与,叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)由题空后半句“过氧化氢酶”“O2和H2O”可知,分解的底物为H2O2(过氧化氢)。(3)①由题干信息“CO2和O2竞争与其结合……完成光呼吸碳氧化循环”及图Ⅰ可知,在光照条件下(H2O可进行水的光解产生O2)且CO2浓度较低时,O2结合Rubisco的能力较强,易催化C5氧化产生C2,C2在过氧化物酶体和线粒体协同下参与完成光呼吸碳氧化循环,产生CO2;此外,细胞呼吸作用也会产生CO2,而黑暗条件下(0~t1),不能进行光呼吸,CO2来自呼吸作用;曲线a在t1点施加光照后,t1~t2时段CO2的释放速度有所增加,CO2来自光呼吸和细胞呼吸。②曲线b到达t2点后,室内CO2浓度不再改变,说明CO2的吸收与释放速度达到动态平衡,即光合作用速率等于光呼吸和细胞呼吸速率之和。(4)根据(2)和图Ⅰ所示可知,光呼吸代谢途径为叶绿体中的乙醇酸(C2)运出后直接或间接被转化为过氧化氢、CO2和C3(消耗ATP)等,其中过氧化氢会被进一步分解为O2和水,一定程度上造成了物质和能量的浪费。与光呼吸途径相比,图Ⅲ所示途径通过将乙醇酸转化为苹果酸,把物质保留在叶绿体内,苹果酸转化过程中生成2分子CO2,提高了叶绿体中CO2与O2的比值,这不但降低了光呼吸,还提高了植物生物量,体现了遗传多样性的直接价值。 知识拓展　光呼吸代谢主要途径 光呼吸代谢途径是在叶绿体、过氧化物酶体、线粒体3种细胞器的协同参与下完成的。(1)在叶绿体中:光照条件下,O2和RUBP(C5)在Rubisco作用下形成磷酸乙醇酸,进而生成乙醇酸(C2)。(2)在过氧化物酶体中:乙醇酸被氧化成乙醛酸和H2O2,H2O2被分解成O2和H2O;在转氨酶作用下,乙醛从谷氨酸中得到氨基成为甘氨酸。(3)在线粒体中:两分子甘氨酸转变为丝氨酸并释放CO2。 27. (2020课标全国Ⅲ,29,10分)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。 反应部位 (1)　　　  叶绿体的类囊体膜 线粒体 反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等 反应名称 (2)　　　  光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程 合成ATP的 能量来源 化学能 (3)　　　  化学能 终产物 (除ATP外) 乙醇、CO2 (4)　　　  (5)　　　  答案　(1)细胞质基质　(2)无氧呼吸　(3)光能　(4)O2、NADPH　(5)H2O、CO2 解析　(1)(2)根据表格中信息,终产物是乙醇和CO2,综合分析判断该反应为无氧呼吸,葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物,无氧呼吸发生在细胞质基质,其合成ATP的能量来源为化学能,终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息,光合作用的光反应和其发生的部位可知,其合成ATP的能量来源为光能,光反应的产物为O2、NADPH(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断,在线粒体中利用丙酮酸等物质进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,该过程将丙酮酸中的化学能释放出来,其中有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳,第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。 28. (2018课标全国Ⅲ,29,9分)回答下列问题: (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的　　　　　上,该物质主要捕获可见光中的　　　　　。  (2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均　　　　。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。  (3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度　　　　(填“高”或“低”)。  答案　(1)类囊体膜　蓝紫光和红光　(2)增加　群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低　(3)低 解析　(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是光合色素,这些色素分布在叶绿体的类囊体膜上,主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)由图可知,当叶面积系数小于a时,随着叶面积系数增加,群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等于群体光合速率与群体呼吸速率之差,当叶面积系数超过b时,群体呼吸速率增加,群体光合速率不变,导致群体干物质积累速率降低。(3)通常,阴生植物利用弱光能力强,且阴生植物呼吸作用强度低,所以阴生植物光合作用吸收与呼吸作用释放的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。 29. (2018江苏单科,29,9分)图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题: (1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为　　　　　　　　　　　　　,其中大多数高等植物的　　　　　需在光照条件下合成。  (2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在　　　　　　　　(填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在　　　　　(填场所)组装。  (3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为　　　　　后进入乙,继而在乙的　　　　　(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的　　　　　(填场所)转移到ATP中。  (4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括　　　　　　(填序号)。  ①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成 答案　(9分) (1)叶绿素、类胡萝卜素　叶绿素 (2)类囊体膜上　基质中 (3)丙酮酸　基质中　内膜上 (4)①②④ 解析　本题主要考查叶绿体和线粒体的结构和功能以及光合作用和呼吸作用的过程。(1)甲为叶绿体,甲中能将光能转化为化学能的色素有叶绿素和类胡萝卜素,其中大多数高等植物叶绿素的合成需要光。(2)参与光反应中心的蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上,参与催化CO2固定的酶分布于叶绿体的基质中。(3)由甲(叶绿体)输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为丙酮酸后进入乙(线粒体),在线粒体的基质中被彻底分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,其中的能量最终可在乙(线粒体)的内膜上经有氧呼吸的第三阶段转移到ATP中。(4)由图知,乙(线粒体)产生的ATP可被甲(叶绿体)内的耗能过程利用,C3的还原、内外物质的主动运输及胞吞和胞吐、酶的合成均消耗ATP,H2O裂解释放O2的过程属于光反应,可以合成ATP。 30. (2017课标全国Ⅰ,30,9分)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题: (1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率　　　　(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。  (2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低　大于0 (2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加 解析　该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。(1)甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养,由于植物进行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,因此密闭小室中的CO2浓度降低,植物的光合速率也随之降低;甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,当甲种植物净光合速率为0时,对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。(2)在光照条件下植物进行光合作用释放O2,使小室中的O2浓度升高,而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合而形成水,所以O2增多时,有氧呼吸会增加。 易错警示　植物补偿点分为光补偿点和CO2补偿点两种。植物光合作用需要光,原料之一是CO2。光照较强、CO2充足时,光合作用吸收CO2的速率大于呼吸作用释放CO2的速率。当光照强度降低时,光合速率降低,当光合速率降至与呼吸速率相等时达到“光补偿点”。同理CO2浓度降低时,光合速率也会降低,当光合速率降至与呼吸速率相等时达到“CO2补偿点”。 31. (2017课标全国Ⅱ,29,9分)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题: (1)图中①、②、③、④代表的物质依次是　　　、　　　　、　　　　　、　　　,[H]代表的物质主要是　　　　。  (2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在　　　　(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。  (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)O2　NADP+　ADP+Pi　C5　NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ) (2)C和D (3)在缺氧条件下进行无氧呼吸 解析　本题考查的内容涉及植物细胞的光合作用,呼吸作用过程中物质和能量的变化。(1)根据题目示意图可知,过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应。①是水光解的产物且不参与暗反应,则①是氧气,②和③分别是合成NADPH、ATP的原料,即②是NADP+,③是ADP和磷酸,④参与CO2的固定,为C5,参与有氧呼吸第三阶段的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)在植物的叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体,产生ATP的过程有光合作用的光反应(A过程),还有发生在细胞质基质(C)和D(线粒体)中的有氧呼吸过程。(3)在缺氧条件下,C中的丙酮酸可以转化为酒精和CO2。 知识拓展　[H]的生成及种类 光合作用中的[H]是NADPH;呼吸作用中的[H]主要是NADH,光合作用的光反应中水光解生成NADPH,作为还原剂还原C3生成(CH2O),呼吸作用中第一阶段和第二阶段生成NADH,作为还原剂还原O2生成H2O。 32. (2016课标全国Ⅱ,31,8分)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯的距离(cm) 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min后试管中溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题: (1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由　　　　　　　　　　　　　　　　　　引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是　　　　(填“可靠的”或“不可靠的”)。  (2)表中X代表的颜色应为　　　　(填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”),判断依据是　　　。  (3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草　　　　　　　。  答案　(8分) (1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用　不可靠的 (2)黄色　水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管 (3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等 解析　本题考查光照强度对光合速率的影响,用BTB(溴麝香草酚蓝)指示CO2浓度。(1)题中距日光灯的距离表示光照的强弱。1号试管没有水草,为空白对照组;2号试管遮光,其内水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用;3~7号试管内的水草在不同强度的光照条件下,光合作用强度与呼吸作用强度的差值大小引起各试管颜色的变化。若1号试管的溶液是蓝色,说明光照能导致CO2减少,那么,2至7号试管颜色的变化并不全是光合作用和呼吸作用所致,实验结果并不可靠。(2)2号试管在遮光条件下,水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用,50 min后试管内CO2较多,溶液颜色应为黄色。判断的依据是2号试管与3号试管只有一个自变量(是否遮光),2号试管比3号试管CO2多。(3)5号试管溶液颜色在照光前后没有变化,说明CO2浓度不变,因此推测水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量。 方法技巧　分析表格,找出表格中自变量和因变量,再分析表格中数据变化的规律,必要时,可将表格转化成坐标曲线图分析;提升对实验结果的处理能力;注意表格数据的定量分析和定性分析。 学科网（北京）股份有限公司 $$