答案：①CO2＋H2O eq \(――→,\s\up7(光能),\s\d5(葉綠體)) (CH2O)＋O2 ②葉綠體類囊體薄膜 ③H2O eq \(――→,\s\up7(光)) H＋＋O2 ④ADP＋Pi＋能量 eq \(――→,\s\up7(酶)) ATP、NADP＋＋H＋＋2e－―→NADPH ⑤將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH中的化學(xué)能 ⑥CO2＋C5 eq \(――→,\s\up7(酶)) 2C3 ⑦有機(jī)物中的化學(xué)能 ⑧光、CO2、溫度 ⑨C6H12O6＋6H2O＋6O2 eq \(――→,\s\up7(酶)) 6CO2＋12H2O＋能量 ⑩2C3H4O3＋6H2O eq \(――→,\s\up7(酶)) 6CO2＋20[H]＋能量(少量) ?24[H]＋6O2 eq \(――→,\s\up7(酶)) 12H2O＋能量(大量) ?C6H12O6 eq \(――→,\s\up7(酶)) 2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 ?C6H12O6 eq \(――→,\s\up7(酶)) 2C3H6O3(乳酸)＋少量能量 ?溫度、O2、H2O
考點(diǎn)1 細(xì)胞呼吸、光合作用過程及其關(guān)系
1．光合作用與細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程
(1)物質(zhì)轉(zhuǎn)換
(2)能量轉(zhuǎn)換
2．不同條件下光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系
(1)真正光合速率與呼吸速率的關(guān)系(圖示)
(2)關(guān)系圖解
答案： eq \(□,\s\up1(1)) CO2 eq \(□,\s\up1(2)) CO2 eq \(□,\s\up1(3)) 有氧呼吸 eq \(□,\s\up1(4)) H2O eq \(□,\s\up1(5)) 暗反應(yīng) eq \(□,\s\up1(6)) 光合作用 eq \(□,\s\up1(7)) 凈光合速率 eq \(□,\s\up1(8)) CO2吸收量
【真題研讀】
1．(2023·廣東選擇考)在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應(yīng)物的是( A )
A．還原型輔酶Ⅰ B．丙酮酸
C．氧化型輔酶Ⅰ D．二氧化碳
解析：有氧呼吸第一個(gè)階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，此過程中1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]；有氧呼吸第二個(gè)階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)，該過程中丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]；有氧呼吸第三個(gè)階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜，該過程中[H](還原型輔酶Ⅰ)與氧氣反應(yīng)生成水，同時(shí)釋放大量的能量，A符合題意。
2．(2024·廣東選擇考)2019年，我國(guó)科考隊(duì)在太平洋馬里亞納海溝采集到一種藍(lán)細(xì)菌，其細(xì)胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可進(jìn)行光合作用與呼吸作用。在該結(jié)構(gòu)中，下列物質(zhì)存在的可能性最小的是( D )
A．ATP B．NADP＋ C．NADH D．DNA
解析：由題干信息可知，采集到的藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在由兩層膜組成的片層結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可進(jìn)行光合作用與呼吸作用，進(jìn)行光合作用時(shí)，光反應(yīng)階段可以使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP，NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPH，用于暗反應(yīng)，有氧呼吸的第一階段和第二階段都可以生成NADH，而DNA存在于藍(lán)細(xì)菌的擬核中，D符合題意。
3．(2024·廣東選擇考)研究發(fā)現(xiàn)，敲除某種兼性厭氧酵母(WT)sqr基因后獲得的突變株△sqr中，線粒體出現(xiàn)碎片化現(xiàn)象，且數(shù)量減少。下列分析錯(cuò)誤的是( D )
A．碎片化的線粒體無法正常進(jìn)行有氧呼吸
B．線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱
C．有氧條件下，WT比△sqr的生長(zhǎng)速度快
D．無氧條件下，WT比△sqr產(chǎn)生更多的ATP
解析：有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線粒體，碎片化的線粒體無法正常進(jìn)行有氧呼吸，A正確；有氧呼吸第二、三階段發(fā)生在線粒體，線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱，B正確；與△sqr相比，WT正常線粒體數(shù)量更多，有氧條件下，WT能獲得更多的能量，生長(zhǎng)速度比△sqr快，C正確；無氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，與線粒體無關(guān)，所以無氧條件下WT產(chǎn)生ATP的量與△sqr相同，D錯(cuò)誤。
[命題延伸]——判斷與填空
(1)植物細(xì)胞內(nèi)10%～25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應(yīng)，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進(jìn)一步生成氨基酸和核苷酸等。則與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少。( )
(2)酵母菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2。( )
(3)植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用。( )
(4)弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進(jìn)行光合作用。 ( )
(5)以葡萄糖為底物的有氧呼吸過程中，水的生成發(fā)生在線粒體外膜。( )
(6)無氧條件培養(yǎng)酵母菌時(shí)向酵母菌培養(yǎng)液中加入重鉻酸鉀以便檢測(cè)乙醇生成。( )
(7)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课唬蚴莀_________________________________________
________________________(答出1點(diǎn)即可)。
(8)用差速離心法將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有氧氣釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，______(填“有”或“沒有”)氧氣釋放，原因是__________________________________。
提示：(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
(7)自身呼吸作用要消耗一部分 (8)有 類囊體薄膜是H2O分解釋放O2的場(chǎng)所，葉綠體膜破裂不影響類囊體膜的功能
【對(duì)點(diǎn)突破】
1．光合作用與細(xì)胞呼吸相互依存、密不可分，各自又具有相對(duì)的獨(dú)立性。下圖是某植物光合作用和細(xì)胞呼吸過程示意圖，其中Ⅰ～Ⅶ代表物質(zhì)，①～⑤代表過程。下列敘述正確的是( D )
A．圖中Ⅶ被相鄰細(xì)胞利用至少需要穿過5層生物膜
B．圖中Ⅱ和Ⅴ、Ⅲ和Ⅵ分別是同一種物質(zhì)，Ⅰ和Ⅳ是不同物質(zhì)
C．圖中①～⑤均伴隨著ATP的合成或水解，其中③合成的ATP可被②利用
D．光合作用的產(chǎn)物脂肪、糖類、蛋白質(zhì)的合成或分解都可通過細(xì)胞呼吸聯(lián)系起來
2．(2024·廣州高三模擬)酵母菌在密閉容器內(nèi)以葡萄糖為底物的呼吸速率變化過程如下圖所示。下列敘述正確的是( A )
A．0～6 h內(nèi)，容器中O2剩余量不斷減少，有氧呼吸速率先加快后減慢
B．6～8 h內(nèi)，容器中O2的消耗量大于CO2的產(chǎn)生量
C．8～10 h內(nèi)，酵母菌細(xì)胞呼吸釋放的能量主要儲(chǔ)存在ATP中
D．6～10 h內(nèi)，用溴麝香草酚藍(lán)溶液可檢測(cè)到酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的酒精
解析：由題圖可知，0～6 h內(nèi)，酵母菌有氧呼吸速率先上升后下降，因有氧呼吸消耗O2，密閉容器內(nèi)O2剩余量不斷減少，A正確；6～8 h內(nèi)，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸消耗的O2與產(chǎn)生的CO2相同，同時(shí)進(jìn)行不消耗O2但產(chǎn)生酒精與CO2的無氧呼吸，因此在此期間，容器中的O2消耗量小于CO2產(chǎn)生量，B錯(cuò)誤；8～10 h內(nèi)，酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸，葡萄糖中的大部分能量轉(zhuǎn)移至酒精中，少部分釋放出來，其中大部分以熱能的形式散失，少部分轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能，C錯(cuò)誤；溴麝香草酚藍(lán)溶液用于檢測(cè)CO2，不能用于檢測(cè)酒精，用酸性重鉻酸鉀溶液檢測(cè)酒精，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)2 細(xì)胞呼吸和光合作用的影響因素
1．影響細(xì)胞呼吸的因素
2．影響光合作用的因素
3．兩條變化曲線的比較
答案： eq \(□,\s\up1(1)) 消耗 eq \(□,\s\up1(2)) 有氧呼吸 eq \(□,\s\up1(3)) 無氧呼吸 eq \(□,\s\up1(4)) NADPH、ATP eq \(□,\s\up1(5)) 溫度 eq \(□,\s\up1(6)) CO2濃度
【真題研讀】
(2023·廣東選擇考)光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí)，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和下圖。(光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點(diǎn)：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)
分析圖表，回答下列問題：
(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和________________________，葉片主要吸收可見光中的________________光。
(2)光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2 000 μml·m－2·s－1時(shí)，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和____________________。
(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體________________________________________，
是其高產(chǎn)的原因之一。
(4)試分析在0～50 μml·m－2·s－1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢(shì)曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個(gè)科學(xué)問題。_________________________________。
解析：(1)水稻葉綠體中的光合色素有4種：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。據(jù)表格信息可知，與野生型水稻相比，黃綠葉突變體(ygl)的葉綠素含量低，類胡蘿卜素/葉綠素的值較高，導(dǎo)致ygl葉色黃綠。類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，因此ygl葉片主要吸收可見光中的紅光和藍(lán)紫光。(2)光飽和點(diǎn)是光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度。據(jù)圖a可知，ygl的光飽和點(diǎn)高于WT的。光補(bǔ)償點(diǎn)是光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。根據(jù)圖c可知，與WT相比，ygl的呼吸速率較高。據(jù)表格信息可知，與WT相比，ygl的葉綠素含量較低，當(dāng)光照強(qiáng)度較低時(shí)，葉綠素含量低會(huì)導(dǎo)致光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的NADPH和ATP較少，使光合速率降低。綜合上述分析可知，ygl具有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)的原因可能是其葉綠素含量較低和細(xì)胞呼吸速率較高。(3)與WT相比，在高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)ygl下層葉片，導(dǎo)致ygl下層葉片的光合速率較高；與WT相比，ygl的葉綠素含量低，但ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體的光能利用率較高，有機(jī)物積累量多。(4)繪制曲線圖時(shí)要注意：ygl的呼吸速率約為0.9 CO2 μml·m－2·s－1，WT的呼吸速率約為0.6 CO2 μml·m－2·s－1，而且ygl的光補(bǔ)償點(diǎn)(約為30 μml·m－2·s－1)大于WT的光補(bǔ)償點(diǎn)(約為15 μml·m－2·s－1)，具體曲線圖見答案。由題可知，為保證水稻高產(chǎn)，可關(guān)注最適栽培密度或最適光照強(qiáng)度，因此可以繼續(xù)探究高密度栽培條件下，WT和ygl的最適光照強(qiáng)度或探究在較強(qiáng)光照條件下，WT和ygl的最適栽培密度。
答案：(1)類胡蘿卜素/葉綠素的值較高 紅光和藍(lán)紫
(2)高于 細(xì)胞呼吸速率較高 (3)光能利用率較高
(4)如圖所示
探究高密度栽培條件下，WT和ygl的最適光照強(qiáng)度(或探究在較強(qiáng)光照條件下，WT和ygl的最適栽培密度)
[命題延伸]——判斷與填空
(1) 某同學(xué)將一株生長(zhǎng)正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對(duì)穩(wěn)定。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。( )
(2)柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用。( )
(3)合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量。( )
(4)在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降。 ( )
(5)油料作物種子播種時(shí)宜淺播，原因是萌發(fā)時(shí)呼吸作用需要大量氧氣。( )
(6)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫中氧氣濃度的升高會(huì)增加酸味的產(chǎn)生。 ( )
(7)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作(同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物)的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長(zhǎng)能達(dá)到的株高和光飽和點(diǎn)(光合速率達(dá)到最大時(shí)所需的光照強(qiáng)度)見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進(jìn)行間作的兩種作物是________________，選擇這兩種作物的理由是________________________。
(8)將生長(zhǎng)在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會(huì)________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是___________________________________________________________________。
(9)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測(cè)定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題：
從圖可知，A葉片是樹冠________(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是_____________________________。
提示：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)A和C 作物A光飽和點(diǎn)高且長(zhǎng)得高，可利用上層光照進(jìn)行光合作用；作物C光飽和點(diǎn)低且長(zhǎng)得矮，與作物A間作后，能利用下層的弱光進(jìn)行光合作用 (8)降低 氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少 (9)下層 A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需光照強(qiáng)度低于B葉片的
【對(duì)點(diǎn)突破】
1．為研究低溫對(duì)作物光合特性的影響，科研人員以某作物為實(shí)驗(yàn)材料，以大田平均溫度10 ℃為對(duì)照(CK)，設(shè)置3個(gè)低溫處理組T1(－2 ℃)、T2(－4 ℃)、T3(－6 ℃)，結(jié)果如下表所示?；卮鹣铝袉栴}：
(1)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制的無關(guān)變量有
___________________________________________________________(至少寫出2點(diǎn))
相同且適宜。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，T2組的凈光合速率小于T1組的，與氣孔導(dǎo)度__________________________________
(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，理由是
__________________________________________。
(2)低溫條件下，細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的值會(huì)____________。有研究表明，低溫處理也會(huì)影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，為了驗(yàn)證該結(jié)論，可采用的方法為___________________________________________________________。
(3)為了研究低溫處理對(duì)葉綠素a和葉綠素b含量的影響，可用______________法分離色素，其原理是____________________________________________。
解析：(1)由題意可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量為不同的低溫條件，無關(guān)變量有光照強(qiáng)度、CO2濃度、礦質(zhì)元素、水分等。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，與T1組相比，T2組凈光合速率小、氣孔導(dǎo)度低，但胞間CO2濃度高，故此時(shí)氣孔導(dǎo)度不是制約其凈光合速率的因素。(2)結(jié)合水與植物體的抗逆性有關(guān)，故低溫處理時(shí)，細(xì)胞中的部分自由水會(huì)轉(zhuǎn)化成結(jié)合水，從而使細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的值降低。驗(yàn)證低溫處理會(huì)影響葉綠體中基粒的體積、形態(tài)及數(shù)量，可采用電子顯微鏡觀察法。(3)為了研究低溫處理對(duì)葉綠素a和葉綠素b含量的影響，可用層析法分離色素，其原理是不同色素在層析液中的溶解度不同。
答案：(1)光照強(qiáng)度、CO2濃度、水分、礦質(zhì)元素等 無關(guān) T2 組的氣孔導(dǎo)度小于T1組的，但其胞間CO2濃度較高 (2)降低 電子顯微鏡觀察法 (3)層析 不同色素在層析液中的溶解度不同
2．化石燃料的大量使用是大氣CO2濃度不斷升高的重要因素，研究大氣CO2濃度可指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。大氣CO2濃度會(huì)影響葉肉細(xì)胞中CO2固定酶的含量?？蒲行〗M為研究大氣CO2濃度和施氮量對(duì)小麥光合速率的影響，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如下圖所示。回答下列問題：
(1)小麥光合速率一般不能直接測(cè)量，需要分兩步進(jìn)行，先在光照條件下測(cè)____________，再在黑暗環(huán)境中測(cè)______________。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在相同培養(yǎng)條件下，高氮素處理組的光合速率均高于低氮素處理組，原因可能是__________________________________________。
(3)若要了解低大氣CO2濃度對(duì)小麥光合速率的影響，可以增設(shè)D組和E組實(shí)驗(yàn)。若僅考慮CO2濃度這一變量，則D組的處理是__________________________________，E組的處理是
______________________________________。
答案：(1)凈光合速率 細(xì)胞呼吸速率
(2)N參與構(gòu)成葉綠素和光合作用相關(guān)酶，高氮素處理組葉片中葉綠素和光合作用相關(guān)酶的含量高
(3)將低大氣CO2濃度下長(zhǎng)期生長(zhǎng)的葉片，置于正常大氣CO2濃度下培養(yǎng) 在低大氣CO2濃度下培養(yǎng)
3．干旱對(duì)植物光合作用的抑制包括氣孔限制和非氣孔限制，前者是指干旱使氣孔開放數(shù)減少，從而使光合速率下降；后者指干旱使光合結(jié)構(gòu)遭到破壞或活性下降，此時(shí)胞間CO2濃度并不虧缺?？蒲泄ぷ髡咛骄扛珊祵?duì)某植物光合作用的氣孔限制和非氣孔限制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。CK為對(duì)照組(土壤含水量為75%～80%)，W1為輕度干旱組(土壤含水量為60%～65%)，W2為中度干旱組(土壤含水量為50%～55%)，W3為重度干旱組(土壤含水量為 35%～40%)。
(1)相比于對(duì)照組，在輕度干旱條件下，植物的凈光合速率______________，氣孔導(dǎo)度下降主要影響光合作用的____________階段。
(2)相比于對(duì)照組，在中度干旱條件下，植物的凈光合速率下降，同時(shí)伴隨著______________和____________大幅下降，這表明凈光合速率下降主要是氣孔限制因素所致。澆水可解除干旱脅迫，請(qǐng)用文字和箭頭形式說明給植物澆H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2)) O形成C6H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(12)) O6的過程中18O的轉(zhuǎn)移途徑：________________________________________。
(3)在重度干旱條件下，植物胞間CO2濃度和凈光合速率的變化________(填“相同”或“相反”)。研究者分析其凈光合速率大幅下降主要是非氣孔限制因素所致，其判斷的理由是
___________________________________________________________，請(qǐng)你分析植物在重度干旱條
件下，生理方面的變化：①水分虧缺導(dǎo)致______________被破壞，從而直接影響光反應(yīng)；②干旱脅迫導(dǎo)致將CO2固定、合成_______________________________
的一系列酶活性減弱；③光合產(chǎn)物的輸出變慢，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)光合產(chǎn)物積累，阻礙了光合作用繼續(xù)進(jìn)行。
答案：(1)下降 暗反應(yīng)
(2)胞間CO2濃度 氣孔導(dǎo)度
(3)相反 雖然氣孔導(dǎo)度下降，但是胞間CO2濃度升高，且葉綠素含量下降，說明植物自身光合作用利用的CO2少于該條件下可為暗反應(yīng)提供的CO2濃度 類囊體薄膜 C3
事實(shí)概述類
1．研究發(fā)現(xiàn)，全光照條件下植物的蒸騰速率較大，水分利用效率較低。據(jù)此并結(jié)合所學(xué)知識(shí)分析，育苗時(shí)適度遮光的意義為________________________________________。
答案：適度遮光有利于降低溫度、減小蒸騰速率，提高植物的水分利用效率，提高幼苗的成活率
2．給小球藻提供18O2，在小球藻合成的有機(jī)物中檢測(cè)到了18O，其最可能的轉(zhuǎn)化途徑是________________________。
答案：有氧呼吸第三階段 18O2與[H]結(jié)合生成了H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2)) O，有氧呼吸第二階段利用H eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2)) O生成C18O2，C18O2再參與光合作用的暗反應(yīng)階段生成含18O的有機(jī)物(CH eq \\al(\s\up1(18),\s\d1(2)) O)
實(shí)踐應(yīng)用類
3．糧食儲(chǔ)藏過程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，這是因?yàn)開____________________________________________。
答案：種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水
4．相對(duì)低溫條件有利于儲(chǔ)存果實(shí)，主要原因是___________________________________________________。
答案：低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性，減少有機(jī)物消耗
5．早春采用密閉玻璃溫室育苗時(shí)，一段時(shí)間后植物光飽和點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光合速率往往__________(填“降低”或“升高”)，植物的光補(bǔ)償點(diǎn)會(huì)________(填“降低”或“升高”)，因此要提高育苗質(zhì)量應(yīng)當(dāng)采取
_______________________________________(答出兩點(diǎn)即可)等措施。
答案：降低 升高 增施農(nóng)家肥，適當(dāng)通風(fēng)
原因分析類
6．光照停止后，植物的光反應(yīng)立即停止，但暗反應(yīng)沒有立即停止，原因是__________________________________。
答案：光反應(yīng)已經(jīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH還可以供暗反應(yīng)進(jìn)行一小段時(shí)間
7．在適宜溫度下，大田中光照強(qiáng)度處于光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)之間時(shí)，________________是限制光合作用的主要因素；光照強(qiáng)度高于光飽和點(diǎn)后農(nóng)作物的光合作用不再增強(qiáng)的外界原因主要是______________________________________。
答案：光照強(qiáng)度 環(huán)境中的CO2濃度較低，導(dǎo)致暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)
8．如果兩種農(nóng)作物的光補(bǔ)償點(diǎn)相同，則它們?cè)诠庋a(bǔ)償點(diǎn)時(shí)實(shí)際光合作用速率________(填“相同”“不同”或“不一定相同”)，原因是_____________________________________。
答案：不一定相同 它們的呼吸速率不一定相同
9．一種農(nóng)作物單獨(dú)種植稱為單作，不同種類農(nóng)作物間行種植稱為間作。某農(nóng)科所要研究花生和玉米單作和間作對(duì)作物產(chǎn)量的影響，則應(yīng)該設(shè)置________組實(shí)驗(yàn)。下圖是某作物(花生或玉米)間作和單作時(shí)，在不同光照強(qiáng)度下測(cè)得的單株該作物吸收CO2的速率。假設(shè)間作與單作時(shí)各農(nóng)作物間的株距相同。
(1)光照強(qiáng)度為a時(shí)，無論間作，還是單作，該作物的光合速率無明顯差別，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是___________________________________________。
(2)該作物很可能是________，理由是____________________________。
答案：3 (1)此時(shí)光照強(qiáng)度弱，光反應(yīng)限制光合速率，間作和單作的光合速率均較小 (2)玉米 玉米植株比花生植株高，間作情況下玉米與玉米的間距較大，不會(huì)彼此遮光，且有利于行間通風(fēng)，局部CO2濃度較高，所以間作時(shí)玉米對(duì)CO2和光能的利用優(yōu)于單作，光合速率高
10．植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指植物光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度，CO2飽和點(diǎn)是指植物光合速率達(dá)到最大值時(shí)環(huán)境中的最低CO2濃度。在適宜溫度、一定光照條件下，某興趣小組分別測(cè)定了玉米、小麥幼苗的CO2補(bǔ)償點(diǎn)和CO2飽和點(diǎn)，測(cè)定結(jié)果如下表。
(1)據(jù)表分析，在CO2濃度為40 μml/L的環(huán)境中培養(yǎng)小麥幼苗，限制小麥幼苗光合速率的主要環(huán)境因素是_______________________________________________。
(2)若將正常生長(zhǎng)的玉米、小麥幼苗放置在同一密閉小室中培養(yǎng)，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是_________________________________________。
繼續(xù)培養(yǎng)，玉米、小麥幼苗存活時(shí)間更長(zhǎng)的是____________，判斷理由是______________________________________。
答案：(1)CO2濃度 (2)植物在光下進(jìn)行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低 玉米 玉米的CO2補(bǔ)償點(diǎn)比小麥的低，在相對(duì)較低的CO2濃度下仍然存在有機(jī)物的積累
11．CO2濃度增加會(huì)對(duì)植物光合作用速率產(chǎn)生影響。研究人員以大豆、甘薯、花生、水稻、棉花作為實(shí)驗(yàn)材料，分別進(jìn)行三種不同實(shí)驗(yàn)處理，甲組提供大氣CO2濃度(375 μml·ml－1)，乙組提供CO2濃度倍增的環(huán)境(750 μml·ml－1)，丙組先在CO2濃度倍增的環(huán)境中培養(yǎng)60 d，測(cè)定前一周恢復(fù)為大氣CO2濃度。整個(gè)生長(zhǎng)過程保證充足的水分供應(yīng)，選擇晴天上午測(cè)定各組的光合作用速率。結(jié)果如下圖所示。
(1)與甲組相比，乙組CO2濃度倍增，光合作用速率并沒有倍增，此時(shí)限制光合速率增加的因素有___________________________。
(2)解釋丙組的光合速率比甲組低的原因：______________________________________。
答案：(1)光照強(qiáng)度的限制(NADPH和ATP的供應(yīng)限制)、固定CO2的酶活性不夠高、C5的再生速率不足、有機(jī)物在葉綠體中積累較多等
(2)植物長(zhǎng)期處于CO2濃度倍增環(huán)境下，降低了固定CO2的酶含量或活性，當(dāng)恢復(fù)到大氣CO2濃度后，已經(jīng)降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢復(fù)，又失去了高濃度CO2的優(yōu)勢(shì)，因此會(huì)表現(xiàn)出比大氣CO2濃度下更低的光合速率
判斷依據(jù)類
12．甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是__________，判斷的依據(jù)是__________________________________________。
答案：甲 光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙的大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物的凈光合速率下降幅度比乙的大
13．科研人員向離體葉綠體懸浮液中加入適量NaHCO3溶液和必要物質(zhì)，在適宜條件下進(jìn)行閃光實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下圖：
據(jù)圖推測(cè)，光照總時(shí)間和實(shí)驗(yàn)時(shí)間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機(jī)物的量與連續(xù)光照下的光合作用合成有機(jī)物的量相同嗎？____________，判斷的依據(jù)是___________________________________________________________。
答案：不相同 光照總時(shí)間和實(shí)驗(yàn)時(shí)間相同的情況下，閃光照射的光合作用合成有機(jī)物的量較多。因?yàn)殚W光照射，暗反應(yīng)更能充分利用光反應(yīng)提供的NADPH和ATP
實(shí)驗(yàn)探究類)
14．生活在干旱地區(qū)的一些植物 (如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。若以pH作為檢測(cè)指標(biāo)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果)__________________________________________________
_________________________________________。
答案：實(shí)驗(yàn)思路：取若干生理狀態(tài)相同的植物甲，平均分為A、B兩組，將A組置于干旱環(huán)境中培養(yǎng)，B組置于水分充足的環(huán)境中培養(yǎng)，其他條件保持相同且適宜。培養(yǎng)一段時(shí)間后，先在夜晚分別測(cè)定A、B兩組植物甲細(xì)胞液的pH并記錄，再在白天分別測(cè)定其細(xì)胞液的pH并記錄。預(yù)期結(jié)果：與夜晚測(cè)量的pH相比，A組白天測(cè)量的pH升高，而B組白天測(cè)量的pH變化不大，可以證明植物甲在干旱環(huán)境下存在這種特殊的CO2固定方式
15．異戊二烯能清除活性氧，降低高溫、強(qiáng)光等環(huán)境因素對(duì)類囊體薄膜造成的傷害。下圖是葉肉細(xì)胞中合成異戊二烯的有關(guān)過程，其中A、B代表相關(guān)細(xì)胞器?；卮鹣铝袉栴}：
(1)當(dāng)光照強(qiáng)度突然增強(qiáng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)A細(xì)胞器中的3-磷酸甘油醛的含量__________。長(zhǎng)時(shí)間的高溫、強(qiáng)光等環(huán)境因素對(duì)類囊體薄膜造成傷害后，會(huì)直接影響圖中________________________(填物質(zhì)名稱)的產(chǎn)生，進(jìn)而影響光合作用和細(xì)胞呼吸。
(2)高溫下呼吸鏈?zhǔn)芤种?，耗氧量下降，異戊二烯合成量增加，主要原因是高溫下葉片的呼吸作用降低，使向葉綠體輸送的__________________________量增加，促進(jìn)了異戊二烯的合成。
(3)為進(jìn)一步驗(yàn)證高溫可使呼吸鏈?zhǔn)芤种?，?dǎo)致異戊二烯合成增多，科研人員用呼吸鏈抑制劑等進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，完成下表：
答案：(1)增多 ATP、NADPH和O2(缺一不可) (2)磷酸烯醇式丙酮酸 (3)不加入 不加入呼吸抑制劑 加入呼吸抑制劑 正常溫度(或常溫)
一、選擇題
1．對(duì)酵母菌進(jìn)行處理，獲得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。用超聲波使線粒體破碎，線粒體內(nèi)膜可反卷成小的膜泡，原來內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)面位于膜泡的外表面。下列四支試管在適宜溫度下不會(huì)產(chǎn)生CO2的是( C )
A.葡萄糖＋細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
B.丙酮酸＋細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
C.葡萄糖＋小膜泡
D.丙酮酸＋線粒體基質(zhì)
解析：酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)可以利用葡萄糖進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生CO2，A不符合題意；酵母菌的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)可以利用丙酮酸進(jìn)行無氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生CO2，B不符合題意；小膜泡雖然由線粒體內(nèi)膜反卷而成，是有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所，但線粒體不能直接利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸，故不會(huì)產(chǎn)生CO2，C符合題意；酵母菌可以利用丙酮酸在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生CO2，D不符合題意。
2．(2024·江門高三一模)線粒體中的細(xì)胞色素c參與了有氧呼吸的第三個(gè)階段反應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞受到凋亡信號(hào)刺激時(shí)，細(xì)胞色素c被釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，并與A蛋白結(jié)合可引起細(xì)胞凋亡。下列敘述錯(cuò)誤的是( B )
A.線粒體的嵴上有細(xì)胞色素c的存在
B.釋放細(xì)胞色素c能促進(jìn)線粒體合成ATP
C.A蛋白的結(jié)構(gòu)改變后可能引發(fā)細(xì)胞癌變
D.細(xì)胞凋亡的過程受遺傳機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控
解析：細(xì)胞色素c參與了有氧呼吸的第三個(gè)階段反應(yīng)，其存在于線粒體內(nèi)膜上，線粒體的嵴是由內(nèi)膜折疊形成的，A正確；當(dāng)細(xì)胞受到凋亡信號(hào)刺激時(shí)，細(xì)胞色素c被釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，釋放細(xì)胞色素c不利于線粒體合成ATP，B錯(cuò)誤；A蛋白的結(jié)構(gòu)改變后無法引起細(xì)胞凋亡，可能引發(fā)細(xì)胞癌變，C正確；細(xì)胞凋亡受細(xì)胞內(nèi)基因控制，其過程受遺傳機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控，D正確。
3．(2024·大灣區(qū)高三二模)為驗(yàn)證酵母菌的呼吸方式，某小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果如下表所示。下列對(duì)①～④的判斷錯(cuò)誤的是( C )
注：BTB 為溴麝香草酚藍(lán)溶液。
A.①為“是” B．②為“否”
C.③為“藍(lán)色” D．④為“橙色”
解析：為驗(yàn)證酵母菌的呼吸方式，實(shí)驗(yàn)的自變量為是否有氧氣，酸性重鉻酸鉀變成灰綠色的組別是酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸的組別，酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和CO2，有氧呼吸的產(chǎn)物為CO2和水，所以①為“是” ，②為“否”，③為“黃色”， ④為“橙色”，C錯(cuò)誤，A、B、D正確。
4．植物葉片中的色素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是( D )
A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素
B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上
C.用不同波長(zhǎng)的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰
D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得越慢
解析：葉綠素由C、H、O、N、Mg組成，A正確；葉綠體中吸收光能的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)分布在類囊體薄膜上，B正確；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，用不同波長(zhǎng)的光照射類胡蘿卜素溶液，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，D錯(cuò)誤。
5．(2024·佛山高三二模)PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等組成的復(fù)合體，可以使水分解產(chǎn)生H＋和氧釋放到類囊體腔中，D1極易受到活性氧(簡(jiǎn)稱ROS，屬于自由基)的破壞。光反應(yīng)過程中可以產(chǎn)生ROS，適宜光照條件下，ROS的產(chǎn)生和消除之間存在動(dòng)態(tài)平衡，不會(huì)破壞D1。據(jù)此推測(cè)下列說法錯(cuò)誤的是( B )
A.PSⅡ分布在葉綠體類囊體薄膜上，能夠利用光能參與水的光解
B.D1蛋白和色素分子都是由核糖體合成后轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工的
C.光照強(qiáng)度過強(qiáng)，可能引起ROS產(chǎn)生過多，導(dǎo)致D1結(jié)構(gòu)被破壞
D.可以用無水乙醇提取并通過層析法分離PS Ⅱ中的色素分子
解析：PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等組成的復(fù)合體，可以使水分解產(chǎn)生H＋和氧釋放到類囊體腔中，可知PSⅡ分布在葉綠體類囊體薄膜上，能夠利用光能參與水的光解，A正確；色素分子不是蛋白質(zhì)，不是由核糖體合成后轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工的，B錯(cuò)誤；適宜光照條件下，ROS的產(chǎn)生和消除之間存在動(dòng)態(tài)平衡，不會(huì)破壞D1，但光照強(qiáng)度過強(qiáng)，可能引起ROS產(chǎn)生過多，導(dǎo)致D1結(jié)構(gòu)被破壞，C正確；色素能夠溶解在無水乙醇中，可用無水乙醇提取并通過層析法分離色素，D正確。
6．(2024·廣州高三模擬)綠眼蟲是一種生活在水中的單細(xì)胞原生生物，含有呈星狀的葉綠體。在光照下，綠眼蟲可以通過光合作用制造副淀粉體(與淀粉相似，但不能與碘產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng))；在黑暗環(huán)境中，綠眼蟲可以攝入周圍環(huán)境中的有機(jī)養(yǎng)料滿足生命活動(dòng)的需求。下列說法正確的是( B )
A.由于綠眼蟲細(xì)胞具有細(xì)胞骨架，葉綠體在細(xì)胞中不移動(dòng)
B.不同環(huán)境中綠眼蟲的顏色可能不同，相應(yīng)水體中的溶氧量可能不同
C.綠眼蟲在光照下和黑暗環(huán)境中代謝類型不同，直接能源物質(zhì)完全不同
D.可根據(jù)能否與碘產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)判斷綠眼蟲是否進(jìn)行光合作用
解析：綠眼蟲含有葉綠體，葉綠體隨細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)而流動(dòng)，A錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要有光照，黑暗環(huán)境中葉綠素不能合成，不同環(huán)境中綠眼蟲的顏色可能不同，光合作用強(qiáng)度不同，相應(yīng)水體中的溶氧量可能不同，B正確；綠眼蟲在光照下和黑暗環(huán)境中代謝類型不同，但ATP均可作為直接能源物質(zhì)，C錯(cuò)誤；根據(jù)題意可知，綠眼蟲通過光合作用制造的副淀粉體與淀粉相似，但不能與碘產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)，故不能根據(jù)是否與碘產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)判斷綠眼蟲是否進(jìn)行光合作用，D錯(cuò)誤。
7．(2024·惠州高三一模)圖甲為某單子葉植物種子萌發(fā)過程中干重的變化曲線，圖乙為其萌發(fā)過程中細(xì)胞呼吸相關(guān)曲線。不能得出的結(jié)論是( A )
A.圖乙兩條曲線相交時(shí)，有氧呼吸開始大于無氧呼吸速率
B.與休眠種子相比，萌發(fā)種子胚細(xì)胞中自由水/結(jié)合水的值會(huì)增大
C.A點(diǎn)(曲線最低點(diǎn))時(shí)，光照下萌發(fā)種子合成ATP的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體
D.與休眠種子相比，萌發(fā)種子胚細(xì)胞內(nèi)RNA種類將會(huì)增多
解析：結(jié)合題圖分析可知：圖乙兩條曲線相交時(shí)，O2吸收量與CO2釋放量相等，此時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，A符合題意；與休眠種子相比，種子在萌發(fā)初吸水，自由水/結(jié)合水的值會(huì)增大，細(xì)胞代謝加快，B不符合題意；A點(diǎn)時(shí)萌發(fā)的種子進(jìn)行光合作用的強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，此時(shí)光照下植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，故能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體，C不符合題意；與休眠種子相比，萌發(fā)種子的代謝旺盛，物質(zhì)分解等過程增強(qiáng)，故其胚細(xì)胞內(nèi)RNA種類將會(huì)增多，D不符合題意。
8．(2024·廣州高三模擬)光照充足時(shí)，葉肉細(xì)胞中Rubisc催化O2與CO2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合C5。O2和CO2與Rubisc的親和力與各自的相對(duì)濃度有關(guān)，相對(duì)濃度高則與酶的親和力高。O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列的反應(yīng)，最終釋放CO2的過程稱為光呼吸。下圖中實(shí)線部分表示植物葉肉細(xì)胞的光合作用和光呼吸等正常的生命活動(dòng)過程，虛線部分表示為科學(xué)家通過基因工程所構(gòu)建的新的光呼吸代謝支路。下列敘述錯(cuò)誤的是( D )
A.酶Rubisc既能催化CO2的固定，又能催化C5與O2反應(yīng)
B.光呼吸會(huì)消耗一部分C5，從而降低光合作用產(chǎn)量
C.新的光呼吸代謝支路，有利于植物積累有機(jī)物
D.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可通過給大棚通風(fēng)的方式，提高農(nóng)作物的光呼吸過程
解析：葉肉細(xì)胞中Rubisc既可催化CO2與C5反應(yīng)生成C3，又可催化O2與C5生成C3與C2，A正確；光呼吸中O2與C5結(jié)合生成C3與C2，消耗一部分C5，使參與CO2固定的C5減少，導(dǎo)致光合作用產(chǎn)量降低，B正確；新的光呼吸代謝支路將C2轉(zhuǎn)化為葉綠體內(nèi)的CO2，增大葉綠體中CO2濃度，有利于植物積累有機(jī)物，C正確；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，給大棚通風(fēng)可加快大棚中的氣體交換速率，增加大棚中的CO2濃度，降低O2濃度，可降低農(nóng)作物的光呼吸，D錯(cuò)誤。
9．我國(guó)數(shù)千年農(nóng)耕史從未間斷，智慧的勞動(dòng)人民總結(jié)出許多農(nóng)作經(jīng)驗(yàn)，口口相傳。下列關(guān)于農(nóng)諺的分析，錯(cuò)誤的是( C )
解析：礦質(zhì)元素大多以離子形式被植物吸收，所以在下雨前施肥是因?yàn)榈V質(zhì)元素溶解在水中容易被植物的根系吸收，A正確；雜草和農(nóng)作物都是植物，需要進(jìn)行光合作用，雜草過多會(huì)與農(nóng)作物競(jìng)爭(zhēng)陽光、CO2以及土壤中的礦質(zhì)元素等，影響農(nóng)作物的光合作用，從而降低產(chǎn)量，B正確；細(xì)胞內(nèi)的許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，同時(shí)水分是光合作用的原料，所以“稻如鶯色紅，全得水來供”說明水的重要性，但是水分過多會(huì)造成水稻根部缺乏氧氣，進(jìn)行無氧呼吸，導(dǎo)致爛根，最終影響產(chǎn)量，C錯(cuò)誤；農(nóng)諺“六月不熱，五谷不結(jié)”，表明谷子的生命活動(dòng)受環(huán)境溫度的影響，D正確。二、非選擇題
10．研究發(fā)現(xiàn)，水稻葉肉細(xì)胞在強(qiáng)光、高濃度O2條件下，存在吸收O2、釋放CO2的現(xiàn)象，該過程與光合作用同時(shí)發(fā)生，稱為光呼吸，具體過程如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：
(1)據(jù)圖推測(cè)，水稻葉片中消耗O2的具體場(chǎng)所有______________________。若突然停止光照，短時(shí)間內(nèi)C5的含量將__________(填“增加”“減少”或“不變”)。
(2)若用放射性同位素14C標(biāo)記C5，則在正常細(xì)胞光呼吸過程中放射性的轉(zhuǎn)移途徑為C5→___________________________________________________________________，參與該過程的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有
______________________________________。
(3)當(dāng)環(huán)境中CO2與O2含量比值__________(填“偏高”或“偏低”)時(shí)，葉片容易發(fā)生光呼吸。光呼吸的存在會(huì)明顯降低水稻產(chǎn)量，原因是____________________________。
(4)我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)通過多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)將GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(過氧化氫酶)基因?qū)胨救~綠體基因組，構(gòu)建了一條新的光呼吸代謝支路(簡(jiǎn)稱GOC支路)，顯著提高了水稻的光合效率。請(qǐng)你闡明GOC工程水稻株系產(chǎn)量提高的機(jī)制：___________________________________________________________。
解析：(1)植物葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)在光下可進(jìn)行光呼吸過程，吸收O2、釋放CO2；在有氧呼吸的第三階段線粒體內(nèi)膜上，O2和[H]結(jié)合生成水，因此水稻葉片中消耗O2的具體場(chǎng)所有葉綠體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜。若突然停止光照，光反應(yīng)階段產(chǎn)生的ATP和NADPH的含量降低，導(dǎo)致C3的還原速率降低，C5的生成速率降低，而CO2的固定過程正常進(jìn)行，C5的消耗速率不變，因此突然停止光照，短時(shí)間內(nèi)C5的含量將減少。(2)由圖可知，在正常細(xì)胞光呼吸過程中，首先在葉綠體中，C5與O2反應(yīng)生成1C3酸與乙醇酸，乙醇酸從葉綠體轉(zhuǎn)移至過氧化物酶體中轉(zhuǎn)化為乙醛酸，乙醛酸在過氧化物酶體中轉(zhuǎn)化成甘氨酸，甘氨酸在線粒體中轉(zhuǎn)化為CO2，因此，若用放射性同位素14C標(biāo)記C5，則在正常細(xì)胞光呼吸過程中放射性的轉(zhuǎn)移途徑為C5→乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2，參與該過程的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有葉綠體、過氧化物酶體、線粒體。(3)水稻葉肉細(xì)胞在強(qiáng)光、高濃度O2條件下，存在光呼吸現(xiàn)象，當(dāng)環(huán)境中CO2與O2含量比值偏低時(shí)，葉片容易發(fā)生光呼吸。當(dāng)光呼吸現(xiàn)象較強(qiáng)時(shí)，O2競(jìng)爭(zhēng)性地與Rubisc結(jié)合，導(dǎo)致其催化CO2與C5的固定過程減弱，光合作用合成的有機(jī)物減少，因此，光呼吸的存在會(huì)明顯降低水稻產(chǎn)量。(4)通過多基因轉(zhuǎn)化技術(shù)將GLO(乙醇酸氧化酶)基因、OXO(草酸氧化酶)基因和CAT(過氧化氫酶)基因?qū)胨救~綠體基因組，光呼吸產(chǎn)生的部分乙醇酸能直接在葉綠體內(nèi)被催化為草酸并最終完全分解為CO2，提高葉綠體中的CO2濃度，從而抑制光呼吸，提高植物的光合效率，使水稻增產(chǎn)。
答案：(1)葉綠體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜 減少 (2)乙醇酸→乙醛酸→甘氨酸→CO2 葉綠體、過氧化物酶體、線粒體
(3)偏低 O2競(jìng)爭(zhēng)性地與Rubisc結(jié)合，導(dǎo)致其催化CO2與C5的固定過程減弱，光合作用合成的有機(jī)物減少
(4)GOC型水稻光呼吸產(chǎn)生的部分乙醇酸能直接在葉綠體內(nèi)被催化為草酸并最終完全分解為CO2，提高葉綠體中的CO2濃度，從而抑制光呼吸，提高植物的光合效率，使水稻增產(chǎn)
11．高溫和干旱環(huán)境會(huì)影響玉米產(chǎn)量。為研究高溫、干旱對(duì)玉米光合速率的影響，某科研小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。回答下列問題：
(1)若要分析高溫對(duì)玉米光合速率的影響，應(yīng)該分析哪幾組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)？_______________________________________。
(2)表中數(shù)據(jù)表明，D組實(shí)驗(yàn)條件下玉米光合速率最低。分析其原因最可能是高溫、干旱條件下，玉米植株_______________________________________________________________________________，
暗反應(yīng)減弱，從而導(dǎo)致光合速率下降；還可能與玉米葉肉細(xì)胞中色素含量降低有關(guān)，利用層析法初步判斷其色素含量是否降低的方法是比較A組和D組___________________________________________________________。
(3)有研究表明，長(zhǎng)期處于干旱環(huán)境中的玉米，重新種回水分適宜的環(huán)境中，玉米植株的光合速率反而降低。請(qǐng)利用表中的實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路：___________________________________________________________。
解析：(1)分析高溫對(duì)玉米光合速率的影響，其中自變量為溫度的高低，無關(guān)變量均要相同且適宜，所以應(yīng)該分析A、C組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。(2)表中數(shù)據(jù)表明，D組實(shí)驗(yàn)條件下玉米光合速率最低，最可能是高溫、干旱條件下玉米植株為減少水分散失，部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收量減少，導(dǎo)致CO2的固定減弱，暗反應(yīng)減弱，從而導(dǎo)致光合速率下降。色素分離的原理是各色素隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同，從而分離色素，溶解度高的擴(kuò)散得快，反之則慢。利用層析法初步判定玉米葉肉細(xì)胞中色素含量是否降低的方法是比較A組和D組玉米葉肉細(xì)胞中的色素在濾紙條上分離后的色素帶寬窄和顏色深淺。(3)由題意可知，此實(shí)驗(yàn)的自變量為長(zhǎng)期處于干旱環(huán)境中的玉米是否重新種回水分適宜的環(huán)境中，因此實(shí)驗(yàn)材料要選擇經(jīng)過干旱處理的植株，因變量為光合速率的大小，無關(guān)變量均要相同且適宜。按照對(duì)照的思想，需要設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)，一組重新種回水分適宜的環(huán)境中，另一組繼續(xù)干旱處理。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路為將B組條件下生長(zhǎng)了較長(zhǎng)時(shí)間的玉米均分為兩組，一組移栽到A組條件下種植，另一組在原條件下繼續(xù)種植，相同時(shí)間后分別測(cè)定并比較二者的光合速率大小。
答案：(1)A、C 組 (2)為減少水分散失，部分氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少 玉米葉肉細(xì)胞中的色素在濾紙條上分離后的色素帶寬窄和顏色深淺 (3)將B組條件下生長(zhǎng)了較長(zhǎng)時(shí)間的玉米均分為兩組，一組移栽到A組條件下種植，另一組在原條件下繼續(xù)種植，相同時(shí)間后分別測(cè)定并比較二者的光合速率大小
12．科研工作者以長(zhǎng)勢(shì)良好的兩年生夾竹桃為研究對(duì)象，探究干旱對(duì)其光合特性的影響，下圖表示夾竹桃葉片的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(氣孔導(dǎo)度是指氣孔張開的程度，胞間CO2濃度是指葉肉細(xì)胞間的CO2濃度)。
回答下列有關(guān)問題：
(1)在干旱處理組中，葉片的光合速率小于其______________速率，導(dǎo)致凈光合速率為負(fù)值；形成3－磷酸甘油酸的場(chǎng)所是___________________________________________________________。
(2)植物激素在植物光合作用對(duì)缺水的響應(yīng)中發(fā)揮重要作用，其中____________(填激素名稱)在氣孔導(dǎo)度下降過程中起主要作用。植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控是由____________調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和________因素調(diào)節(jié)共同完成的。
(3)導(dǎo)致光合速率下降的原因可能來自兩個(gè)方面：一是由于干旱，氣孔導(dǎo)度降低，限制了CO2的供應(yīng)，即發(fā)生了氣孔限制；二是由于干旱，葉肉細(xì)胞中的________的活性降低，即發(fā)生了非氣孔限制。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，夾竹桃在干旱條件下主要發(fā)生了________限制，理由是___________________________________________________________________。
解析：(1)題圖顯示，在干旱處理組中，夾竹桃的凈光合速率小于0，而凈光合速率等于真正光合速率與細(xì)胞呼吸速率之差，因而可推測(cè)葉片的光合速率小于其細(xì)胞呼吸速率；3－磷酸甘油酸是CO2固定的產(chǎn)物，該過程發(fā)生的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。(2)植物激素在植物光合作用對(duì)缺水的響應(yīng)中發(fā)揮重要作用，其中脫落酸在氣孔導(dǎo)度下降過程中起主要作用。植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控是由基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的。(3)題中實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，干旱組的氣孔導(dǎo)度明顯下降，但其胞間CO2濃度卻高于對(duì)照組，據(jù)此可推測(cè)，夾竹桃在干旱條件下主要發(fā)生了非氣孔限制，可能是干旱導(dǎo)致光合作用相關(guān)酶的活性下降，進(jìn)而引起光合速率下降，或在干旱條件下，氣孔關(guān)閉對(duì)光合速率的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于酶活性下降對(duì)光合速率的影響。
答案：(1)細(xì)胞呼吸(呼吸作用) 葉綠體基質(zhì) (2)脫落酸 基因表達(dá) 環(huán)境 (3)光合作用相關(guān)酶(酶) 非氣孔 干旱時(shí)氣孔導(dǎo)度下降，胞間CO2濃度反而上升，可能是干旱導(dǎo)致光合作用相關(guān)酶的活性下降，進(jìn)而引起光合速率下降，或在干旱條件下，氣孔關(guān)閉對(duì)光合速率的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于酶活性下降對(duì)光合速率的影響(答案合理即可)
13．(2024·肇慶高三二模)為探究提高某種植物產(chǎn)量的環(huán)境條件，研究人員探究了CK組(對(duì)照組，大氣CO2濃度和自然降水條件)、EC組(2倍大氣CO2濃度和自然降水條件)和EW組(大氣CO2濃度和降水量增加15%)對(duì)該植物凈光合速率的影響，結(jié)果如圖1所示，圖2表示植物光反應(yīng)過程?；卮鹣铝袉栴}：
(1)據(jù)圖1可知，________________________和適當(dāng)增加降水量可提高該植物的凈光合速率，推測(cè)適當(dāng)增加降水量可能使氣孔的開放度增加，從而增加CO2的吸收量，以充分利用光反應(yīng)產(chǎn)生的________________，提高暗反應(yīng)速率，進(jìn)而提高凈光合速率。
(2)據(jù)圖2分析，PS Ⅰ和PS Ⅱ主要功能的共性是對(duì)光能進(jìn)行________________，圖中電子最初來源于________，最終傳遞給受體生成________________。
(3)據(jù)圖2分析，在PS Ⅱ的作用下，類囊體內(nèi)的H＋濃度遠(yuǎn)高于類囊體外，其生理學(xué)意義是___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(4)若該植物葉肉細(xì)胞在翻譯過程中有一個(gè)tRNA 的反密碼子為5′－GAA－3′，則其攜帶的氨基酸為________(密碼子：5′－CUU－3′亮氨酸，5′－UUC－3′苯丙氨酸，5′－GAA－3′谷氨酸，5′－AAG－3′賴氨酸)。
解析：(1)圖1的三個(gè)組中，在一定范圍內(nèi)，凈光合速率均隨光照強(qiáng)度增加而增加，且增加CO2濃度和降水量的兩組的凈光合速率均比對(duì)照組的高。因此適當(dāng)提高CO2濃度、增加光照強(qiáng)度和適當(dāng)增加降水量可提高該植物的凈光合速率。暗反應(yīng)利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH、ATP來產(chǎn)生有機(jī)物。(2)圖2中兩個(gè)光學(xué)體系都能吸收、傳遞與轉(zhuǎn)化光能。圖中的電子最初來源于水的光解，最終傳遞給受體生成NADPH。(3)類囊體內(nèi)的H＋濃度遠(yuǎn)高于類囊體外的意義是通過H＋從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，為ATP的合成提供能量。(4)tRNA的反密碼子為5′－GAA－3′，對(duì)應(yīng)的密碼子是5′－UUC－3′，對(duì)應(yīng)攜帶的氨基酸是苯丙氨酸。
答案：(1)適當(dāng)提高CO2濃度、增加光照強(qiáng)度 NADPH、ATP (2)吸收、傳遞與轉(zhuǎn)化 H2O NADPH (3)通過H＋從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，為ATP的合成提供能量 (4)苯丙氨酸
14．(2024·廣州高三一模)鹽脅迫會(huì)使水稻葉片失水，對(duì)水稻生理和生長(zhǎng)等多方面造成影響。為探討脫落酸在水稻應(yīng)對(duì)逆境中的作用，研究者將不同生長(zhǎng)時(shí)期的水稻均分為CN、N1、N2、S、SN1和SN2共6組進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。各組的處理方法見下表(結(jié)果如下圖所示)：
回答下列問題。
(1)為研究脫落酸在水稻應(yīng)對(duì)不同濃度的鹽脅迫中所起的作用，實(shí)驗(yàn)中X的具體操作為_____________________。
(2)葉綠體中的葉綠素包括________________，這些葉綠素與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合體，主要在________________上發(fā)揮作用。
(3)分析CN、N1和N2三組，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為鹽脅迫可降低葉綠素含量；在相同生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，________________________；在相同濃度鹽脅迫時(shí)，______________________________________。
(4)鹽脅迫會(huì)抑制水稻葉片的光合作用。另有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脫落酸可以減輕這種抑制作用，據(jù)圖表分析其原因可能是
_____________________________________。
解析：(1)為研究脫落酸在水稻應(yīng)對(duì)不同濃度的鹽脅迫中所起的作用，其自變量為不同濃度的鹽溶液以及是否使用脫落酸，根據(jù)表格可知，CN、N1、N2三組水稻不能用脫落酸處理，S、SN1和SN2三組使用一定濃度的脫落酸處理(包含溶解脫落酸的溶劑)，故實(shí)驗(yàn)中 X 的具體操作為用等量的溶解脫落酸的溶劑處理。(2)葉綠體中的葉綠素包括葉綠素 a 和葉綠素 b。葉綠素分布在類囊體薄膜上，故葉綠素與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合體，主要在類囊體薄膜上發(fā)揮作用。(3)根據(jù)柱形圖并比較CN(對(duì)照組)、N1(實(shí)驗(yàn)組) 和N2(實(shí)驗(yàn)組) 三組的葉綠素含量可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為鹽脅迫可降低葉綠素含量；在相同生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，較高濃度的鹽溶液對(duì)葉綠素含量影響更大；在相同濃度鹽脅迫時(shí)，抽穗期的葉綠素含量下降程度更顯著。(4)根據(jù)柱形圖并比較拔節(jié)期S(對(duì)照組)、SN1(實(shí)驗(yàn)組)和SN2(實(shí)驗(yàn)組)三組可知，用一定濃度的脫落酸處理，SN2組葉綠素含量＞SN1組葉綠素含量＞S組葉綠素含量，說明脫落酸能提高鹽脅迫條件下葉片的葉綠素含量。因此脫落酸可以減輕鹽脅迫對(duì)水稻葉片光合作用抑制作用是因?yàn)槊撀渌崮芴岣啕}脅迫條件下葉片的葉綠素含量，有利于植物利用光能。
答案：(1)用等量的溶解脫落酸的溶劑處理 (2)葉綠素 a 和葉綠素 b 類囊體薄膜 (3)較高濃度的鹽溶液對(duì)葉綠素含量影響更大 抽穗期的葉綠素含量下降程度更顯著
(4)脫落酸提高鹽脅迫條件下葉片的葉綠素含量，有利于植物利用光能水稻材料
葉綠素/(mg/g)
類胡蘿卜素/(mg/g)
類胡蘿卜素/葉綠素
WT
4.08
0.63
0.15
ygl
1.73
0.47
0.27
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
65
59
165
光飽和點(diǎn)/
(μml·m－2·s－1)
1 200
1 180
560
623
處理
凈光合速率/(μml·m－2·s－1)
氣孔導(dǎo)度/(μml·m－2·s－1)
蒸騰速率/(μml·m－2·s－1)
胞間CO2濃度/(μml·ml－1)
CK
16.2
512.6
3.7
261.4
T1
13.3
376.1
2.6
230.6
T2
8.6
272.8
1.8
276.3
T3
6.5
183.6
1.6
310.5
項(xiàng)目
植物
玉米
小麥
CO2補(bǔ)償點(diǎn)
12 μml/L
23 μml/L
CO2飽和點(diǎn)
34 μml/L
50 μml/L
實(shí)驗(yàn)步驟
簡(jiǎn)要操作過程
取材
取生長(zhǎng)健壯且長(zhǎng)勢(shì)一致的葉片，均分為3組，將葉片的葉柄浸入相應(yīng)的完全營(yíng)養(yǎng)液中
設(shè)置對(duì)
照組
第1組作為對(duì)照組，________(填“加入”或“不加入”)呼吸抑制劑
設(shè)置實(shí)
驗(yàn)組
第2組___________________________________________________________，
第3組___________________________________________________________
不同溫
度處理
第1、3組________處理，第2組高溫處理
結(jié)果
測(cè)定
一段時(shí)間后，測(cè)定3組葉片中的異戊二烯的含量
預(yù)期
結(jié)果
第2、3組葉片中的異戊二烯含量相當(dāng)，均高于第1組
培養(yǎng)液
葡萄糖溶
液濃度
是否通
入氧氣
BTB
檢測(cè)
酸性重鉻
酸鉀檢測(cè)
酵母菌
培養(yǎng)液
5%
①
黃色
④
酵母菌
培養(yǎng)液
5%
②
③
灰綠色
選項(xiàng)
農(nóng)諺
作用或原理
A
追肥在雨前，一夜長(zhǎng)一拳
肥料中的礦質(zhì)元素溶解在雨水中能更好地被植物的根系吸收
B
勤除草，谷粒飽
減少雜草與農(nóng)作物之間對(duì)陽光、CO2和空間等資源的競(jìng)爭(zhēng)
C
稻如鶯色紅(水稻盈實(shí))，全得水來供
水分越充分，越能促進(jìn)水稻的光合作用，提高產(chǎn)量
D
六月不熱，五谷不結(jié)
谷物結(jié)種需要適宜的溫度，溫度過低會(huì)降低產(chǎn)量
組別
實(shí)驗(yàn)條件
光合速率/
(μml CO2·m－2·s－1)
A組
溫度、水分都適宜
24.9
B組
溫度適宜、干旱環(huán)境
20.3
C組
高溫、水分適宜
22.9
D組
高溫、干旱環(huán)境
18.7
組別
CN
N1
N2
S
SN1
SN2
處理①：置于不同濃度的鹽溶液環(huán)境
0%
0.3%
0.6%
0%
0.3%
0.6%
處理②：是否用脫落酸處理
X
用一定濃度的脫落酸處理

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