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3.解析:(1)叶绿体色素分离实验中,滤纸条自上而下四条
色素带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,所
以第三条带对应的色素是叶绿素。因为L基因缺失突
变体缺乏L蛋白,而L蛋白参与叶绿素合成调控,所以I
组叶绿素合成减少,自上而下第三条带(叶绿素)颜色
变浅。由于L蛋白参与叶绿素合成,1植株叶绿素合成
受阻,中间物1转化为中间物2减少,所以中间物1含量
增加。叶绿素是光反应中吸收、转化光能的重要色素,
叶绿素减少会使光反应产生的ATP和NADPH减少,
进而影响暗反应中C,的还原过程
(2)图(b)中,完整叶绿体的L蛋白含量最多,结构1次
之,结构2不含,结合图(a)中L蛋白存在于叶绿体基质,
与S蛋白等共同参与LHCP向类囊体膜的转运,因此结
构1是叶绿体基质,结构2是类囊体。
(3)川是L基因缺失突变体,L蛋白参与叶绿素合成调
控,所以【植株叶绿素合成受影响更显著,表型为严重失
绿,对应图(c)中的丙。L蛋白与S蛋白等共同参与
LHCP向类囊体膜的转运,L蛋白还参与叶绿素合成的
调控,所以与WT相比,两突变体表型差异产生的原因
是I蛋白兼具调控叶绿素合成与协助LHCP转运的双
重功能,而S蛋白仅参与LHCP的转运。
(4)为进一步验证L蛋白的功能,自变量是L蛋白的有
无,需要补充突变体中转入正常的L基因表达载体,让
其重新表达L蛋白,另一组向突变体中转入不含L基因
的空表达载体,排除载体本身对实验的干扰。
答案:(1)叶绿素a变浅增多还原
(2)类囊体(3)丙L蛋白兼具调控叶绿素合成与协
助LHCP转运的双重功能,而S蛋白仅参与IHCP的
转运
(4)突变体中转入正常的L基因表达载体,让其重新表
达L蛋白:向突变体中转入不含L基因的空表达载体
4.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C(),的固定和C3的还原,故R酶催化CO。
固定的场所是叶绿体基质,暗反应中C?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,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
光合速牵
(3)保持环境中CO,浓度不变,当O,浓度从21%升高
到40%时,有利于R酶催化C与)2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CO。的生成(甘氨酸·丝氨酸十C),)
和吸收(气孔开度更大),CO,是光合作用的原料,故环
境中C),浓度不变,),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
CO,,从而使保卫细胞细胞质中HC):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,C)。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
5.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5l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3g/ml,则类囊体的浓度为600g/ml。
(3)光反应产物有),、NADPH和ATP。
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(4)已知荧光素PY的强弱与DH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,DH降低,荧
光强度变弱。
(5)要进行暗反应,需要原料C)、C,
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)C0,、
C、ATP等
考点二光合作用的影响因素
1.C实验材料中台灯(调节光照强度)、冰块(调节温度)、
NaHC)3溶液(提供C(),),可探究光照强度、温度、C)2
浓度等环境因素,A正确:氧传感器直接检测),释放
量,单位时间内O),释放量可反映净光合速率,B正确:冰
水使温度骤降,酶活性降低,光反应和暗反应速率均下
降,光合速率不会持续上升(实际下降),C错误;光照强
度与光源距离呈反比,调节台灯与烧杯距离可改变光照
强度,D正确。
2.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IED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
合作用强度十呼吸作用强度,用化学传感器监测光照时
○,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。
3.解析:(1)深绿色水稻突变体的叶绿素含量更高,因此单
位面积吸收的光能更多,光合速率更高。6:00一9:00光
照强度逐渐增强,同时气孔开放程度增大(吸收更多
C)2)、温度升高(光合酶活性增强),共同推动光合速率
持续上升。空气湿度较低时,水稻为减少蒸腾失水会关
闭部分气孔,导致C),吸收量减少,暗反应速率降低,从
而光合速率下降。
(2)唾液淀粉酶是分泌蛋白,在附着于内质网的核糖体
上合成。分泌蛋白需依次经粗面内质网进行初步加工
高尔基体进行进一步加工和包装,再通过囊泡运输分泌
到细胞外。胃液为强酸性环境,唾液淀粉酶的最适H
接近中性,在强酸条件下其空间结构被破坏,酶活性
丧失。
(3)小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖,需要载体蛋
白和消耗能量,属于主动运输(主动转运)。氧气充足
时,肌细胞进行有氧呼吸,在细胞质基质(细胞溶胶)和
线粒体中产生ATP。适度有氧运动可动员体内储存的
脂肪分解供能,配合科学饮食能有效消耗脂肪,实现体
重管理。
答案:(1)多/大/高光照变强,气孔开放程度变大,温度
升高气孔开放程度小,吸收CO。少
(2)核糖体/附着型核糖体(粗面)内质网、高尔基体
强酸性/过酸/酸性过强/较低pH
(3)主动转运/主动运输细胞质基质/细胞溶胶、线粒
体脂肪/油脂(中的能量)
4.解析:(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光
合作用制造糖类(产生O:、固定C()2)的数量。影响光合
作用强度的环境因素除CO,供应量、无机营养外,常见
的还有光照强度、温度、水分等。
(2)已知实验是在光饱和,点测定的,光照强度已经不再
是限制因素。HOE气孔导度大幅提升(气孔开放程度
大,外界C),进入叶肉的通道更通畅),但净光合速率提
升幅度远小于气孔导度增幅,说明此时气孔对C),供应
的限制已大幅减弱,制约C),供应量的主要环境因素是
温度:温度会影响暗反应湘关酶的活性,进而限制叶肉
细胞对CO2的固定利用,相当于从反应端制约了CO,的
消耗与利用效率。质膜H-ATP酶将H+泵至膜外时,
需要载体蛋白协助并消耗ATP逆浓度梯度运输,该过
程属于主动运输,以此建立的H梯度可促进NH的
吸收。
(3)从物质代谢角度看,氯元素是叶绿素、光合酶、ATP
NADPH等关键物质的组成成分,吸收更多氨元素可促
进叶绿素和光合酶的合成,提升对光能的捕获与暗反应
的催化效率:从能量供应角度看,氯参与呼吸酶等物质
的合成,能增强细胞呼吸强度,为光合作用提供更多
ATP,吸收更多的氯元素也能为光合作用提供更多的
NADPH。无机碳被固定生成的有机物,可为氨素转运
载体蛋白的合成提供碳骨架,增加载体数量,同时也能
促进细胞呼吸,为根系主动吸收氮元素提供更多能量,
从而提高H-)E对氯元素的吸收速率」
答案:(1)植物在单位时间内通过光合作用制造糖类(产
生)、固定C)2)的数量光照强度、温度、水分
(2)温度主动运输
(3)物质代谢:氨是叶绿素(或光合作用相关酶)的组成
元素,更多氮可合成更多叶绿素/光合酶,提升光反应
暗反应速率:能量供应:氨参与呼吸酶合成,增强细胞呼
吸,产生更多ATP为光合作用供能无机碳固定生成
的有机物可为氮素转运载体合成提供原料,增加载体数
量:光合产物促进呼吸作用产生更多ATP,为根系主动
吸收氮元索提供更多能量
5.解析:(1)叶绿体中吸收光能的光合色素只分布在类囊
体薄膜上;光反应将光能转化为活跃的化学能,储存在
ATP和NADPH中:暗反应最终将C()。转化为储存能
量的有机物(糖类);水稻是真核植物,有氧呼吸第二阶
段在线粒体基质产生C),,无氧呼吸在细胞质基质产生
C),,因此产C),的场所为细胞质基质和线粒体基质。
(2)固定C),的速率代表总光合速率,总光合速率=净
光合速率十呼吸速率:表格中光照下C),吸收速率是净
光合速率,黑暗下C),释放速率是呼吸速率,计算得:
28℃总光合速率=22.52+3.26=25.78、34℃总光合
速率=23.41+4.56=27.97、38℃总光合速率=24.15+
5.59=29.74,因此38℃时固定CO,速率最高。
(3)高温干燥环境下,水稻蒸腾作用过强,为减少水分散
失,气孔会大量关闭,导致C)。吸收量减少,暗反应原料
不足,速率下降,最终整体光合速率降低
答案:(1)类囊体薄膜活跃的化学能
有机物(糖类)
细胞质基质和线粒体基质
(2)38水稻固定CO,的速率是总光合速率,总光合速
率=净光合速率(光照下C),吸收速率)十呼吸速率(黑
暗下C),释放速率),计算得38℃时总光合速率为
29.74,为三组中最大
(3)高温干燥条件下,水稻为减少水分散失,气孔大量关
闭,C),吸收量减少,暗反应速率降低,导致光合速率
下降
6.解析:(1)测定最大光合速率时,除光照强度外,需要保
证其他影响光合作用的环境因子如C),浓度、温度等处
于适宜且一致的状态;测定呼吸速率时,为排除光合作
用吸收C)2对结果的千扰,必须在黑暗条件下进行。
(2)根据题千定义,光合速率(总光合)=净光合速率十
呼吸速率,题目中该光强下顶部叶片总光合=呼吸速
率,说明顶部净光合为0,该光强为顶部(阳生叶)的光补
偿点。底部叶片是阴生叶,光补偿点低于阳生叶,即该
光强高于底部的光补偿,点,因此底部叶片净光合速率大
于0。
(3)相对碳成本是当年生枝条自身保留的碳量占总吸收
碳量的比例,保留比例越高,可输出的碳越少,因此枝条
输出有机物的能力与相对碳成本呈负相关。底部光照较
弱,结合表格数据可知:底部叶片通过降低呼吸速率减
少自身有机物消耗、增大比叶面积(相同叶干重获得更
大光合面积)捕获更多光能,在相对碳成本接近时实现
碳输出量最大化。弱光环境下,植物还可通过增加叶绿
素含量、扩大类囊体膜/叶面积等变化提高光能捕获效
率:从光反应的物质能量转化角度看,这些变化能吸收
更多光能,促进光能转化为ATP和NADPH中活跃的
化学能,提高光反应效率。
答案:(1)CO,浓度温度黑暗
(2)>0(3)负降低呼吸速率增大比叶面积增加
叶绿素含量、增大叶面积(或增加叶绿体类囊体膜面积,
合理即可)吸收更多光能,促进光能转化为ATP和
NADPH中活跃的化学能,提高光反应效率
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7.解析:(1)S是核基因,真核生物的核基因转录发生在细
胞核中:Rubisco由核基因(S)编码的小亚基和叶绿体基
因(L)编码的大亚基组成,S编码的小亚基进入叶绿体后
需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完整的
Rubisco。
(2)突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功
能未发生改变,说明单个Rubisco的催化能力不变;突变
是S基因被编辑,S负责编码小亚基,因此S基因突变
后,小亚基合成量减少,能组装得到的完整Rubisco总数
量减少、总浓度降低,最终导致总催化活性显著下降。
(3)突变体Rubisco总活性更低,暗反应固定CO。的能力
更弱,较低光照强度下,光反应产生的ATP和NADPH就
能满足减弱的暗反应需求,光合速率就会达到饱和,因此
和野生型相比,突变体的光饱和,点降低;达到光饱和,点
之前,净光合速率随光照强度升高而升高,说明此时光
照强度是净光合速率的主要限制因素;C区是光照强度
超过野生型光饱和点的区域,此时光照已经不再是限制
因素,大气CO,浓度条件下,暗反应的限制因素主要是
CO,浓度,因此提高CO。浓度(二氧化碳浓度)后,暗反
应速率提升,净光合速率先升高,C)。饱和后趋于稳定。
(4)结合题意及题图信息可知,A区光照强度极低,此时
限制光合作用的关键因素是光照强度:低光照强度下,
光反应产生的ATP和NADPH不足,是光合速率的主
要限制因素,A区光照强度较低,Rubisco活性差异不影
响暗反应速率,因此突变体和野生型净光合速率没有明
显差异,曲线重合。
答案:(1)细胞核L基因编码的大亚基
(2)突变体中Rubisco酶合成量减少,酶总浓度降低,酶
总催化活性显著下降
(3)降低光照强度C),浓度(二氧化碳浓度)
(4)A低光照强度下,光反应产生的ATP和NADPH
不足,是光合速率的主要限制因素,A区光照强度较低,
Rubisco活性差异不影响暗反应速率
8.解析:(1)叶绿素主要吸收可见光中的蓝紫光和红光;光
反应产生的NADPH在暗反应中可作为还原剂还原C?,
同时还能为C的还原提供部分能量。
(2)T2组和T1组对比,盐碱胁迫下,葡萄幼苗叶绿素含
量显著降低,光反应捕获光能的能力下降,光反应速率
降低:同时H,O2含量明显升高,H,),会引起生物膜发
生氧化损伤,大量积累会引发膜通透性升高,破坏叶绿
体膜结构,干扰光合作用相关物质的跨膜运输,最终导
致净光合速率下降。
(3)T4组和T3组对比,叶绿素含量升高,H),含量降
低,净光合速率升高,说明ABA有利于植物抗盐碱。植
物体内ABA含量与抗盐碱能力正相关。培育新品种时
要提高植物体内ABA的含量或作用效果,ABA合成酶
活性高有利于ABA的合成,ABA合成酶缺失突变体的
ABA合成不足,抗盐碱能力弱,①错误,②正确;ABA受
体低敏感性品种体内的ABA难以发挥作用,不利于植
株抗盐碱,③错误;ABA降解酶活性低可减少ABA的降
解,该品种植株体内ABA积累量较高,抗盐碱能力较
强,④正确。
(4)细胞质基质中的Na运送到液泡或排出细胞的过程
为主动运输,需要细胞呼吸消耗有机物提供的ATP;盐
碱胁迫会使植物净光合速率下降,有机物合成量减少,
细胞呼吸可利用的底物不足,ATP总产量受限:且大量
ATP被用于主动运输以降低盐碱胁迫伤害,分配给植株
用于生长的有机物和能量减少,因此一段时间后生物量
减少
答案:(1)蓝紫光和红光作为还原剂、提供能量
(2)叶绿素含量降低,吸收的光能减少,光反应减弱,导
致光合作用速率下降,同时H,)。含量升高,叶绿体膜结
构受损,光合作用速率下降
(3)②④
(4)细胞质基质中的Na通过主动运输的方式运送到液
泡中或排出细胞,运输过程中的能量主要由细胞呼吸氧
化分解有机物提供,因此一段时间后用于生长的有机物
和能量减少,生物量下降
9.解析:(1)叶绿素(主要是叶绿素a和叶绿素b)是光合作
用中的主要色素,能吸收红光(600~700nm)用于光反
应。光敏色素是一种光受体蛋白,能吸收红光(R,600一
700nm)和远红光(FR,700~750nm),并通过构象变化
传递光信号,调节植物生长发育。在冠层中,B位置(低
处)的R/FR较低,这是因为上层叶片吸收了更多红光,
导致下层红光减少、远红光相对增多,从而降低了R/FR
比例。类胡萝卜素(如胡萝卜素、叶黄素)主要吸收蓝光
(400~500nm),不吸收红光;在冠层中,上层叶片的类
胡萝卜素吸收蓝光,减少了透射到下层的蓝光,导致B
位置PAR降低。
(2)由表中数据可知,施氨肥提高了冠层叶片对太阳光
的吸收,其可能的原因是施氯肥促进了叶绿素合成和叶
片生长,增加了叶片的光捕获能力,导致冠层整体吸光
增强,透射到下层的PAR减少。
(3)据表可知,B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低
于A处,光合作用主要利用红光和蓝紫光,远红光
(700~750nm,FR)通常不能用于植物光合作用,故B处
需要较强光照才能达到光补偿,点
答案:(1)叶绿素光敏色素类胡萝卜素
(2)提高施氮肥促进了叶绿素合成和叶片生长,增加
了叶片的光捕获能力,导致冠层整体吸光增强,透射到
下层的PAR减少
(3)①B②B处光合有效辐射、红光/远红光比例远低于
A处,光合作用主要利用红光和蓝紫光,远红光(700~
750nm,FR)通常不能用于植物光合作用,故B处需要较
强光照才能达到光补偿点
10.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C与C),结合生成C,。在C,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(CH,)),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(CH,))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C)。浓度。胞间C)2浓度为300mol·mol
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NADPH,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C),生成C?的速率比WT更快。要验证此
结论,实验思路为:用:C标记CO,,分别将S植株与
WT植株置于相同的饱和光照和适宜“CO浓度条件
下,定时检测C3放射性强度,比较S植株与WT的C
生成速率。
答案:(1)基质C
ATP和NADPH中活跃的化学能
转化为有机物(CHO)中稳定的化学能(2)光照强度
胞间C),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C标记C)2,分别将S植株与WT植株置于相
同的饱和光照和适宜C),浓度条件下,定时检测C
放射性强度,比较S植株与WT的C:生成速率。
考点三细胞呼吸
1.B无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量,生成少量
ATP,A正确;无氧呼吸包括产酒精和CO,的类型(可
使溴麝香草酚蓝溶液变色)和产乳酸的类型(不产生
CO),B错误;有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行,
丙酮酸和水反应生成C),和20个NADH,故NADH
主要形成于线粒体基质,C正确;有氧呼吸第一阶段葡萄
糖分解为丙酮酸,释放少量能量,D正确。
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2.C水稻根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸时,第一阶段
葡萄糖分解为丙酮酸的过程不产生C),,第二阶段仅反
应①生成C),,因此无氧呼吸释放的C),只发生在反应
①中,A正确;无氧呼吸的两个阶段全部发生在细胞质
基质中,反应①②属于无氧呼吸第二阶段,场所均为细
胞质基质,B正确;无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、
生成少量ATP,第二阶段的反应①和②均不产生ATP,
因此不存在这两个反应产生的ATP增加的情况,C错
误;水稻根细胞无氧呼吸只释放少量能量,葡萄糖中的
大部分能量存留在无氧呼吸的终产物乙醇中,D正确。
3.D
实验前期小管顶部存在空气,酵母菌可进行有氧呼
吸,将葡萄糖彻底氧化分解产生C),和H,),A正确;实
验过程中酵母菌呼吸速率随氧气含量、底物浓度变化而
改变,产生C),的速率改变,因此液面高度变化速率改
变,且细胞呼吸会释放热量,可导致液体温度发生改变,
B正确;实验后期氧气耗尽,酵母菌进行无氧呼吸产生酒
精,酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生颜色反应(橙色变
为灰绿色),C正确;有氧呼吸消耗),的量和产生C)
的量相等,气体体积不变;无氧呼吸不消耗)2但产生
C)2,小管内气体量增加、气压增大,会将小管内的液体压
入大管,因此大管内液面升高,小管内液面降低,D错误。
4,D高湿度环境和果实的含水量差值小,可减少果实水
分蒸发散失,避免果实因失水影响品质,有利于果实保
鲜,A正确:细胞呼吸依赖呼吸酶的催化,低温可抑制呼
吸酶的活性,从而降低果实细胞的呼吸速率,减少有机
物的消耗,B正确:有氧呼吸第三阶段的反应是前两阶段产
生的[H门和),结合生成水,),是该阶段的反应物,因此低
O,含量可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段,C正确;有
氧呼吸的总反应式为CHO+6),+6H,),6C()
十12H,)十能量,可知有氧呼吸过程需要消耗6分子水,
产生12分子水,产生水的量大于消耗水的量,且储藏环
境已设置适宜湿度,不需要人工补水,D错误。
5.A两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质
中分解生成丙酮酸、「H门,同时释放少量能量,反应过程
完全相同,A正确:人体细胞无氧呼吸的全过程都在细
胞质基质中进行,而题干中卿鱼的丙酮酸转化为乙醛和
C),的过程发生在线粒体,二者反应场所不完全相同,B
错误;鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和C),,人体细胞
无氧呼吸的最终产物是乳酸,二者最终产物不同,C错
误:酶具有专一性,二者后续的反应过程不同,因此催化反
应的酶存在差异,D错误。
6.C酶的催化能力不会因()。缺乏直接降低,A错误:()
缺乏时,H出膜变的少,膜两侧H浓度梯度是减小而
非增大,B错误:()。缺乏时,消耗的电子减少,H出膜变
的少,膜两侧日浓度梯度是减小,日浓度差产生的电
势能减少,ATP合成下降,第三阶段中电子的传递受阻,
C正确;能量更多以热能形式散失不是O,缺乏时ATP
合成减少的直接原因,D错误
7.C线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发
生的呼吸称为状态3呼吸,若以NADH为可氧化底物测
定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所
是线粒体内膜,所以需要氧气参与,A错误;若以NADH
为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状
态3呼吸的场所是线粒体内膜,B错误;葡萄糖不能直接
进入线粒体进行氧化分解,需要在细胞质基质中分解为
丙酮酸后才能进入线粒体,所以以葡萄糖为底物测定的
状态3呼吸速率为0,C正确:NADH可直接参与有氧呼
吸第三阶段,而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生
NADH等物质后再参与第三阶段,所以相比丙酮酸,以
NADH为底物的状态3呼吸速率较大,D错误。
8.C
部位1是线粒体基质,进行有氧呼吸第二阶段的反
应,产生少量ATP:部位2是线粒体内膜,进行有氧呼吸
第三阶段的反应,可以产生大量ATP:部位3是线粒体
外膜,没有ATP生成:部位4是细胞质基质,可以进行有
氧呼吸第一阶段的反应,产生少量ATP。C正确。
9.B酶I在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,故酶I
主要分布在线粒体基质中,催化的反应不需要消耗氧
气,需要消耗水和丙酮酸,A错误;有氧呼吸的第二阶段
是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH,故低温抑制
酶I的活性,有氧呼吸的第二阶段减慢,进而影响二氧
化碳和NADH的生成速率,B正确;酶I参与的有氧呼考点二光合作用的影响因素
一、选择题
1.(2026·浙江1月卷,9)为探究不同环境因素对光合作用的影响,某同学选择金鱼藻、冰块、
NHCO,溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是()
A.可探究的环境因素有光照强度、温度、CO,浓度等
B.实验中可用单位时间的O,释放量表示光合速率
C.将室温下的实验装置移至冰水中,光合速率持续上升
D.可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度
2.(2025·安徽卷,2)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
斯
二、非选择题
3.(2026·浙江1月卷,21)水稻是我国的五大主要粮食作物之一。米饭中的淀粉在消化系统中
水解为葡萄糖,经血液循环运输至组织细胞,既可作为细胞呼吸的底物,也可在某些组织器官
中转化或储存。
回答下列问题:
(1)研究人员发现,某稻田中有1株深绿色水稻突变体,其光合速率较其他的水稻高,可能的原
因是突变体单位叶面积吸收的光能更
。该突变体光合速率变化如图1所示,6:00
留
9:00光合速率持续上升的主要原因是
(答出2点即可)。空
气湿度对该水稻光合速率的影响如图2所示,图中灰色区域内,与正常空气湿度相比,空气湿
痛
度较低时水稻光合速率也较低,原因是
正常空气湿度
00
18:00
低空气湿度
时刻
光照强度
拟
图1
图2
阳
(2)米饭在口腔中被唾液淀粉酶初步分解。唾液淀粉酶由唾液腺腺泡细胞中的
合成,
依次经
加工后,通过囊泡运输分泌至细胞外。唾液淀粉酶随食团进入胃部,
由于胃液的
环境,导致其活性丧失。
(3)小肠上皮细胞可通过
的方式,逆浓度梯度吸收葡萄糖。葡萄糖经细胞呼吸能生成
ATP,为肌肉运动提供能量。O。充足时,肌细胞产生ATP的场所有
适度
的有氧运动可消耗人体内储存的
,配合科学饮食,有助于实现有效的体重管理
4.(2026·河南卷,17)质膜H一ATP酶基因过表达型水稻(HOE)的产量显著高于野生型水稻
(WT)。为探究HOE增产的机制,研究人员在光饱和点时测定两种水稻的相关指标,结果如
下表所示
材料
气孔导度(mol·m2·s1)
净光合速率(μmol·m2·s
NH吸收速率(μmol·g1·h1)
WT
0.61
20.5
58.4
H-OE
1.25
27.5
75.3
注:气孔导度反映气孔开放的程度。
回答下列问题:
(1)光合作用强度是指
直接关系到农作物产量。除CO。
供应量和无机营养之外,影响光合作用强度的环境因素还有
(答出两点即可)。
17
(2)与WT相比,H一OE的气孔导度提高约105%,净光合速率仅提高约34%,此时还制约
CO2供应量的环境因素为
。质膜H-ATP酶通过
(填
运输方式)将H+泵至膜外,建立H梯度,促进NH吸收。
(3)从物质代谢和能量供应两个角度分析,吸收更多的氮元素在提高H-OE光合作用强度中的
作用为
(每个角度各答出一点),无机
碳被固定也能提高HOE对氮元素的吸收速率,原因是
(每个角度各答出一点)。
5.(2026·云南卷,17)研究人员使用人工气候室探究温度对某品种水稻产量的影响,实验结果如
下表。
温度/℃
28
34
38
光照下CO2吸收速率/(umol·m-2·s1)
22.52
23.41
24.15
黑暗下CO2释放速率/(umol·m2·s1)
3.26
4.56
5.59
回答下列问题:
(1)水稻叶绿体中吸收光能的色素分布在
上。光能被吸收后转化为
储存在
NADPH和ATP中参与暗反应。暗反应将CO2转化为储存能量的
,部分CO2来自
细胞呼吸。细胞中产生CO2的场所包括
(2)在实验设置的三个温度下,水稻固定CO2速率最高的是
℃,理由是
(3)某地持续高温(3438℃)伴随干燥天气,此时,在大田生产中水稻的光合速率会降低,其
原因是
6.(2026·黑吉辽蒙卷,21)研究人员以森林中某落叶阔叶树为对象,测定了树冠顶部和底部当年
生总枝条的相关指标,结果如表所示。当年生总枝条是指在一个生长季节内(通常是春季萌芽
到秋季落叶前〉萌发、生长并木质化的枝条及其上的所有叶片。回答下列问题
相关指标
叶片最大光合速率
叶片呼吸速率
相对碳成本
比叶面职
总枝条位置
(CO2umol·m2·s1)
CO2umol·m2·s-1
(5%)
(m2·kg1)
树冠顶部
14.9
1.8
15.6
9.8
树冠底部
9.5
1.1
15.2
13.5
注:相对碳成本=(当年生总枝条的碳总量/叶片脱落前该总枝条从环境中吸收的碳总量)<
100%:比叶面积=叶面积/叶干重。
(1)实验中测定最大光合速率时,除使用饱和光照外,还应保证
和
等环境因
子一致且适宜。与测定光合速率不同,测定叶片的呼吸速率必须在
环境条件下。
(2)已知,光合速率=净光合速率十呼吸速率。以一定强度的光照射该植物顶部叶片,此时顶
部叶片的呼吸速率与光合速率相等,若用同强度的光照射底部叶片,此时底部叶片的净光合速
率应(填“>0”“<0”或“=0”)。
(3)植株生长过程中,总枝条可向根等部位输出有机物,总枝条输出有机物的能力与相对碳成
本呈
(填“正”或“负”)相关。底部与顶部总枝条的相对碳成本接近,但底部总枝条所处
环境光照较弱,在此条件下,据表中数据分析,底部总枝条通过
和
,使其碳
输出量实现最大化。此外,其叶片还可能通过哪些生理或结构变化来提高光能捕获效率?
(答出2点即可),这些变化的作用是
(从光
反应的物质和能量转化角度作答)。
7.(2026·广东卷,17)Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基
因(S)编码的小亚基和叶绿体基因(L)编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编
辑,获得了单基因突变体植株,以研究Rubisco对光合作用的影响。
回答下列问题:
(1)S基因在
中转录形成的RNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体,肽链在叶
绿体基质中形成一定空间结构后与
组装构成完整Rubisco。
18
(2)研究发现,突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变,但
突变体叶片中Rubisco总活性显著降低,可能的原因是
(3)水稻在大气CO,浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型
的呼吸速率基本一致,推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比,突变体的光饱和点
(填“升高”“不变”或“降低”);在达到光饱和点之前,突变体净光合速率的限制因素
是
;在C区提高
时,野生型净光合速率的变化
趋势为先升高后趋于稳定。
AB
解区区
区
0
光照强度
注:点为光饱和点(光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度)
(4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合,重合部分一定会在
区
出现,推测曲线重合的原因是
8.(2026·湖南卷,17)为探究脱落酸(ABA)对某品种葡萄抗盐碱(200mmol·L1 NaHCO3)胁
迫的作用,分别用蒸馏水(T1组)、NaHCO3(T2组)、NaHCO3+ABA合成抑制剂(T3组)、
NHCO3十ABA(T4组)处理葡萄幼苗,一段时间后采集叶片测定相关生理指标,结果见表。
回答下列问题:
组别
T1
指标
T2
T3
T4
叶绿素含量(mg·g鲜重)
3.8
2.2
1.3
2.9
H2O2含量(umol·g1鲜重)
9.6
20.3
29.5
14.7
净光合速率(umol·m-2·s-1)
9.8
6.1
4.6
7.9
注:H2O2会引起生物膜发生氧化损伤,膜通透性升高。
(1)叶绿素主要吸收可见光中的
,光反应产生的NADPH在暗反应阶段的作用是
(2)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的光合作用速率下降。据表分析,出现该变化的原因是
(3)研究表明植物体内ABA含量与抗盐碱能力正相关。拟培育抗盐碱作物新品种,可筛选
(填序号)。
①ABA合成酶缺失突变体②ABA合成酶高活性品种③ABA受体低敏感性品种
④ABA降解酶低活性品种
(4)盐碱胁迫下,葡萄幼苗的细胞将细胞质基质中的Na运送到液泡中储存或排出细胞,降低
盐碱胁迫伤害。与正常栽培条件相比,葡萄幼苗在一定浓度的盐碱处理下,一段时间后生物量
减少,从物质跨膜运输和呼吸作用的关系分析其原因是
9.(2025·甘肃卷,17)波长为400~700nm的光属于光合有效辐射(PAR),其中400~500nm为
蓝光(B),600~700nm为红光(R)。远红光(700~750nm,FR)通常不能用于植物光合作用,
但可作为信号调节植物的生长发育。研究者测定了某高大作物冠层中A(高)和B(低)两个位
置的PAR、红光/远红光比例(R/FR)和叶片指标(厚度、叶绿素含量、线粒体暗呼吸),并分析
了施氨肥对以上指标的影响,结果如下表。回答下列问题。
19
冠层位置
PAR
R/FR
叶片厚度(um)
叶绿素含量(μg·g1)
线粒体暗呼吸
A
0.90
3.40
160
0.15
1.08
B
0.20
0.29
100
0.20
1.08
A(施氮肥)
0.70
1.75
150
0.28
1.08
B(施氮肥)
0.02
0.01
(1)植物叶片中
可吸收红光用于光合作用,
可吸收少量的红光和远红光
作为光信号,导致B位置PAR和R/FR较A位置低:
虽不能吸收红光,但可吸收
蓝光,也可使B位置PAR降低。
(2)由表中数据可知,施氮肥
(填“提高”或“降低”)了冠层叶片对太阳光的吸收,其
可能的原因是
(3)光补偿点是指光合作用中吸收的CO2与呼吸作用中释放的CO2相等时的光照强度。
研究者分析了冠层A、B处的叶片(未施氮肥)在不同光照强度下的净光合作用速率(下
图),发现冠层
位置的叶片具有较高的光补偿点,由表中数据可知其主要原因
是
A
B
0
光照强度
10.(2025·黑吉辽蒙卷,21)Rubisco0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(如下图)和产量潜力。回答下列问题。
日40
·S+补光
35
①x
WT
30
③
25
20
250
300
350
胞间C02浓度(μmol·molr)
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(CH,O),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300mol·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。
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