B．鎂元素在植物體內(nèi)主要以葉綠素a等化合物的形式存在
C．常用無水乙醇作層析液分離出綠葉中的葉綠素a
D．葉綠素a呈藍(lán)綠色，合成時(shí)需要光照和適宜溫度
【答案】D
【分析】1、綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。
2、綠葉中的葉綠素包括葉綠素a（藍(lán)綠色）和葉綠素b（黃綠色），葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光。
【詳解】A、葉綠素a的尾部具有親脂性特點(diǎn)，而生物膜的基本支架由磷脂雙分子層構(gòu)成，故葉綠素a的尾部可能嵌在類囊體薄膜中，A錯(cuò)誤；
B、鎂元素在細(xì)胞中主要以離子的形式存在，B錯(cuò)誤；
C、葉綠素a易溶于有機(jī)溶劑，所以可用無水乙醇提取，而不是用無水乙醇作為層析液，C錯(cuò)誤；
D、葉綠素a呈藍(lán)綠色，合成時(shí)需要光照和適宜溫度，D正確。
故選D。
2、（2024屆江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學(xué)期教學(xué)情況調(diào)研(一) ）利用層析液分離提取的紫色鴨跖草葉中的色素，濾紙條上出現(xiàn)五條色素帶，如右圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）

A．條帶1~4中的色素都能吸收藍(lán)紫光，1和2中的色素基本不吸收紅光
B．條帶5中的色素在層析液中溶解度極低，但能吸收和轉(zhuǎn)換光能
C．濾紙條上條帶的多少與層析時(shí)間無關(guān)，但與所含色素種類有關(guān)
D．若用水替換層析液，條帶5中的色素不會(huì)與其他色素分離
【答案】A
【分析】分析題圖：條帶1為胡蘿卜素、條帶2為葉黃素、條帶3為葉綠素a、條帶4為葉綠素b、條帶5為水溶性色素。
【詳解】A、條帶1為胡蘿卜素、條帶2為葉黃素、條帶3為葉綠素a、條帶4為葉綠素b，都能吸收藍(lán)紫光，1和2中的色素基本不吸收紅光，A正確；
B、條帶5中的色素在層析液中溶解度極低，屬于水溶性色素，不能吸收和轉(zhuǎn)換光能，B錯(cuò)誤；
C、濾紙條上條帶的多少與層析時(shí)間和色素種類均有關(guān)，C錯(cuò)誤；
D、花青素是水溶性的，葉綠素和類胡蘿卜素是脂溶性的，若用水替換層析液，條帶5中的色素會(huì)與其他色素分離，D錯(cuò)誤。
故選A。
3、（2024屆江蘇省泰州市高三下學(xué)期調(diào)研測(cè)試（一模））耐力性運(yùn)動(dòng)是指機(jī)體所進(jìn)行的時(shí)長(zhǎng)超過30 min的步行、游泳等運(yùn)動(dòng)。研究人員探究了在耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中肌纖維出現(xiàn)的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。
下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．有氧呼吸是耐力性運(yùn)動(dòng)中能量供應(yīng)的主要方式
B．堅(jiān)持訓(xùn)練使肌纖維中線粒體的數(shù)量持續(xù)不斷增加
C．耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響某些基因的表達(dá)水平和方向
D．耐力性運(yùn)動(dòng)對(duì)某些類型糖尿病有一定的預(yù)防作用
【答案】B
【分析】有氧呼吸分為三個(gè)階段，第一階段是葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，產(chǎn)生少量的能量，第二階段是丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?，第三階段是形成水，產(chǎn)生大量能量。
【詳解】A、有氧呼吸能提供大量的能量，是耐力性運(yùn)動(dòng)中能量供應(yīng)的主要方式，A正確；
B、據(jù)圖分析可知，5周內(nèi)耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的時(shí)間與肌纖維中線粒體的數(shù)量成正比例關(guān)系，超過5周繼續(xù)耐力訓(xùn)練，線粒體的數(shù)量并不會(huì)增加，B錯(cuò)誤；
C、耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練影響某些基因的表達(dá)水平和方向，如線粒體的產(chǎn)生，C正確；
D、長(zhǎng)期耐力性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，可使肌纖維中線粒體數(shù)量增加，增加對(duì)糖類等能源物質(zhì)的消耗，對(duì)某些類型糖尿病有一定的預(yù)防作用，D正確。
故選B。
4、（2024屆江蘇省常州市前黃高級(jí)中學(xué)高三下學(xué)期一模適應(yīng)性考試）《黃帝內(nèi)經(jīng)·靈樞·五味》曰：“谷不入，半日則氣衰，一日則氣少矣?！敝嗅t(yī)理論認(rèn)為，“氣”的實(shí)質(zhì)是人體活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．“谷”中主要的儲(chǔ)能物質(zhì)是由同一種單體連接成的多聚體
B．人體細(xì)胞產(chǎn)“氣”的過程是有機(jī)物逐步脫氫的過程
C．正常情況下，人體細(xì)胞產(chǎn)生“氣”的同時(shí)都會(huì)釋放
D．健康人因“谷不入”出現(xiàn)氣衰時(shí)，血液中的胰高血糖素含量增加
【答案】C
【分析】1、糖類是主要的能源物質(zhì)，包括單糖、二糖和多糖，其中二糖中的蔗糖和多糖不屬于還原糖。
2、脂肪是良好的儲(chǔ)能物質(zhì)，當(dāng)糖類供應(yīng)充足的情況下，可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪，而脂肪一般只在糖類代謝發(fā)生障礙，引起供能不足時(shí)，脂肪會(huì)分解供能，但不能大量轉(zhuǎn)化為糖類。
【詳解】A、淀粉是植物細(xì)胞重要的儲(chǔ)能物質(zhì)，淀粉屬于多糖，是由葡萄糖連接成的多聚體，A正確；
BC、分析題意可知，“氣”的實(shí)質(zhì)是人體活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量，而細(xì)胞呼吸作用是人體產(chǎn)生能量的唯一方式，即人體細(xì)胞產(chǎn)“氣”的過程是有機(jī)物逐步脫氫的過程，有氧呼吸時(shí)，能量的產(chǎn)生會(huì)伴隨著CO2的產(chǎn)生，無氧呼吸時(shí)會(huì)產(chǎn)生乳酸和少量能量，所以人體細(xì)胞產(chǎn)生“氣”的同時(shí)不會(huì)都有CO2的產(chǎn)生，B正確、C錯(cuò)誤；
D、出現(xiàn)氣衰的癥狀是因?yàn)闄C(jī)體提供的能量不足，此時(shí)血液中的胰高血糖素含量增加，促進(jìn)肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而增加細(xì)胞呼吸的底物，促進(jìn)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生能量，D正確。
故選C。
5、（2024屆江蘇省南京市、鹽城市高三一模）放射性同位素在生物實(shí)驗(yàn)中常應(yīng)用，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．給水稻提供14CO2，根細(xì)胞在缺氧環(huán)境有可能出現(xiàn)14C2H5OH
B．給小麥提供14CO2，則14C的轉(zhuǎn)移途徑是：14CO2→14C3→（14CH2O）
C．用15N標(biāo)記丙氨酸，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體將有放射性，而游離核糖體則無
D．小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分別檢測(cè)到含有H218O、C18O2
【答案】C
【分析】科學(xué)家通過追蹤示蹤元素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。這種科學(xué)研究方法叫做同位素標(biāo)記法。同位素標(biāo)記法也叫同位素示蹤法。
【詳解】A、給水稻提供14CO2，14C會(huì)通過光合作用進(jìn)入有機(jī)物中，根細(xì)胞在缺氧環(huán)境會(huì)通過無氧呼吸產(chǎn)生14C2H5OH，A正確；
B、給小麥提供14CO2，其會(huì)參與光合作用的暗反應(yīng)階段，故14C的轉(zhuǎn)移途徑是：14CO2→14C3→(14CH2O)，B正確；
C、用15N標(biāo)記丙氨酸，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上核糖體和游離核糖體均會(huì)出現(xiàn)放射性，C錯(cuò)誤；
D、小白鼠吸入18O2，氧氣會(huì)通過有氧呼吸的第三階段進(jìn)入水中，含18O的水參與有氧呼吸的第二階段，18O會(huì)進(jìn)入二氧化碳中，故在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分別檢測(cè)到含有H218O、C18O2，D正確。
故選C。
6、（2024屆江蘇省南京市、鹽城市高三第一次模擬考試）當(dāng)紫外線、DNA損傷等導(dǎo)致細(xì)胞損傷時(shí)，線粒體膜的通透性發(fā)生改變，細(xì)胞色素c被釋放，引起細(xì)胞凋亡，機(jī)理如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的有（ ）
A．細(xì)胞色素c主要分布在線粒體內(nèi)膜，參與有氧呼吸過程中丙酮酸的分解
B．細(xì)胞損傷時(shí)，細(xì)胞色素c釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與蛋白A結(jié)合，進(jìn)而引起細(xì)胞凋亡
C．已知活化的C-3酶可作用于線粒體，加速細(xì)胞色素c的釋放，這屬于正反饋調(diào)節(jié)
D．增加ATP的供給可能會(huì)導(dǎo)致圖示中的凋亡過程受到抑制，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞壞死
【答案】BC
【分析】據(jù)圖可知：細(xì)胞損傷時(shí)，線粒體外膜的通透性發(fā)生改變，細(xì)胞色素c被釋放到細(xì)胞溶膠(或“細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”)中，與蛋白結(jié)合，在ATP的作用下，使C-9酶前體轉(zhuǎn)化為活化的C-9酶，活化的C-9酶激活C-3酶，引起細(xì)胞凋亡。
【詳解】A、線粒體中的細(xì)胞色素c嵌入在線粒體內(nèi)膜的脂雙層中，而線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場(chǎng)所，有氧呼吸第三階段是[H]和氧氣結(jié)合形成水，丙酮酸的分解屬于有氧呼吸第二階段，因此細(xì)胞色素c不參與丙酮酸的分解，A錯(cuò)誤；
B、據(jù)題中信息可知：細(xì)胞損傷時(shí)，細(xì)胞色素c被釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，與蛋白A結(jié)合，進(jìn)而促使C-9酶前體轉(zhuǎn)化為活化的C-9酶，進(jìn)而激活C-3酶，引起細(xì)胞凋亡，B正確；
C、正反饋調(diào)節(jié)是指某一生成的變化所引起的一系列變化促進(jìn)或加強(qiáng)最初所發(fā)生的變化?；罨腃-3酶可作用于線粒體，加速細(xì)胞色素c的釋放，從而加速細(xì)胞的凋亡，這是正反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，C正確；
D、據(jù)圖可知，在ATP的作用下，使C-9酶前體轉(zhuǎn)化為活化的C-9酶，減少ATP的供給可能會(huì)導(dǎo)致圖示中的凋亡過程受到抑制，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞壞死，D錯(cuò)誤。
故選BC。
7、（2024屆江蘇省常州市前黃高級(jí)中學(xué)高三下學(xué)期一模適應(yīng)性考試）魚茶味酸而微咸，富含多種必需氨基酸。魚茶的發(fā)酵菌群主要是乳酸菌，如圖是某同學(xué)繪制的魚茶發(fā)酵過程中各菌種數(shù)量及發(fā)酵液pH的變化曲線。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的有（ ）
A．與制作傳統(tǒng)泡菜類似，魚茶發(fā)酵也無需嚴(yán)格滅菌
B．乳酸菌發(fā)酵時(shí)會(huì)積累NADH導(dǎo)致發(fā)酵液pH變小
C．利用顯微鏡直接計(jì)數(shù)可快速直觀檢測(cè)微生物數(shù)量
D．醋酸菌和酵母菌消失的原因都是因?yàn)檠鯕庖押谋M
【答案】BD
【分析】酵母菌新陳代謝類型為異養(yǎng)兼性厭氧型，醋酸菌新陳代謝類型是異養(yǎng)需氧型。
【詳解】A、傳統(tǒng)泡菜制作和魚茶發(fā)酵過程都是傳統(tǒng)發(fā)酵過程，一般利用的是自然條件下的微生物，不需要嚴(yán)格滅菌，A正確；
B、乳酸菌發(fā)酵不會(huì)積累NADH，會(huì)積累乳酸導(dǎo)致pH變小，B錯(cuò)誤；
C、顯微鏡直接計(jì)數(shù)可利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板等快速觀察并統(tǒng)計(jì)微生物的數(shù)量，C正確；
D、酵母菌可進(jìn)行無氧呼吸，消失的原因是養(yǎng)料耗盡、代謝廢物積累等，D錯(cuò)誤。
故選BD。
8、（2024屆江蘇省宿遷市高三 一模調(diào)研）如圖是光合作用過程示意圖（字母代表物質(zhì)），PSBS是一種類囊體膜蛋白，能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)H+的濃度而被激活，激活的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞，最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放，防止強(qiáng)光對(duì)植物細(xì)胞造成損傷。下列說法正確的是（ ）
A．H+經(jīng)過Z蛋白外流的同時(shí)，利用B物質(zhì)來合成C物質(zhì)
B．葉綠素分子中被光激發(fā)的e-，經(jīng)傳遞到達(dá)D結(jié)合H+后生成E
C．物質(zhì)F濃度降低至原濃度一半時(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5化合物的含量將降低
D．降低Z蛋白的活性和阻斷卡爾文循環(huán)中F的供應(yīng)都將有利于PSBS發(fā)揮功能
【答案】ABD
【分析】圖中的水的光解發(fā)生在葉綠體的類囊體腔中，A是氧氣，B是ADP和Pi，C是ATP，D是NADP+，E是NADPH，F(xiàn)是二氧化碳。
【詳解】A、由圖可知，C、E可用于C3的還原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP。當(dāng)H+順濃度梯度經(jīng)過Z蛋白運(yùn)輸時(shí)，利用化學(xué)勢(shì)能將ADP和Pi轉(zhuǎn)化為ATP，即B物質(zhì)被用來合成了C物質(zhì)，A正確；
B、葉綠素分子中被光激發(fā)的電子，經(jīng)傳遞到達(dá)D（NADP+）同時(shí)結(jié)合H+合成E，即NADPH，B正確；
C、物質(zhì)F是CO2，濃度降低至原濃度一半時(shí)，短時(shí)間內(nèi)CO2的固定速率降低，但C3的還原速率不變，故C5化合物的含量將升高，C錯(cuò)誤；
D、由題意可知，PSBS是一種類囊體膜蛋白，能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)H+的濃度而被激活，激活的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞，最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放，防止強(qiáng)光對(duì)植物細(xì)胞造成損傷。降低Z蛋白的活性會(huì)減少H+向外運(yùn)輸，阻斷卡爾文循環(huán)中F的供應(yīng)會(huì)導(dǎo)致暗反應(yīng)減弱，進(jìn)而抑制光反應(yīng)ATP和NADPH的合成，由于Z蛋白質(zhì)活性與ATP合成有關(guān)，因此ATP合成減少也會(huì)導(dǎo)致H+外運(yùn)減少，因此都將有利于PSBS發(fā)揮功能，防止強(qiáng)光對(duì)植物細(xì)胞造成損傷，D正確。
故選ABD。
9、（2024屆江蘇省南京市、鹽城市高三一模）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。如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。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
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Ⅶ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
【答案】AC
【分析】據(jù)圖可知，①表示CO2固定，②表示C3還原，③表示有氧呼吸第一階段，④表示有氧呼吸第三階段，⑤表示有氧呼吸第二階段。Ⅰ~Ⅶ分別表示NADPH、O2、CO2、[H]、O2、ATP、CO2。
【詳解】A、圖中Ⅶ是有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物，表示CO2，產(chǎn)生場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，被相鄰細(xì)胞利用是在相鄰細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)，至少需要穿過線粒體（2層膜）、線粒體所在細(xì)胞的細(xì)胞膜（1層膜）、相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜（1層膜）、相鄰細(xì)胞的葉綠體（2層膜），至少需要穿過6層生物膜，A錯(cuò)誤；
B、圖中Ⅱ是水光解產(chǎn)物O2，Ⅲ能與C5結(jié)合形成C3，表示CO2，V與有氧呼吸前兩個(gè)階段產(chǎn)生的Ⅳ參與有氧呼吸第三階段形成水，Ⅶ是有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物，是CO2，因此V是O2，Ⅳ是[H]，Ⅶ是CO2，Ⅱ（O2）和V（O2）是同一種物質(zhì)，Ⅲ（CO2）和Ⅶ（CO2）不是同一種物質(zhì)，Ⅰ是NADPH，是還原性輔酶Ⅰ，Ⅳ是NADH，是還原性輔酶Ⅱ，是不同物質(zhì)，B正確；
C、據(jù)圖可知，①表示CO2固定，②表示C3還原，③表示有氧呼吸第一階段，④表示有氧呼吸第三階段，⑤表示有氧呼吸第二階段，其中②過程伴隨著ATP的水解，③④⑤過程伴隨著ATP的合成，③合成的ATP不能被②利用，C錯(cuò)誤；
D、呼吸作用一方面能為生物體的生命活動(dòng)提供能量，另一方面能為體內(nèi)其它化合物的合成提供原料，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，D正確。
故選AC。
10、（2024屆江蘇省南通市高三第一次調(diào)研測(cè)試）一個(gè)腫瘤中常有兩種癌細(xì)胞，一種是以糖酵解為主要產(chǎn)能方式，另一種是以線粒體氧化為主要產(chǎn)能方式。研究發(fā)現(xiàn)多種癌細(xì)胞高表達(dá)MCT1、MCT4載體，連接兩種癌細(xì)胞，形成協(xié)同代謝，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，如圖。相關(guān)敘述正確的是（ ）
A．糖酵解、TCA循環(huán)過程都能產(chǎn)生ATP和[H]
B．A型癌細(xì)胞攝取葡萄糖的速率高于B型
C．TCA循環(huán)過程消耗O2量等于產(chǎn)生CO2量
D．MCT1、MCT4共轉(zhuǎn)運(yùn)乳酸和H+能調(diào)節(jié)胞內(nèi)pH和代謝平衡
【答案】ABD
【分析】1、無氧呼吸的二階段：第一階段：和有氧呼吸第一階段相同。第二階段：在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中丙酮酸重新生成乳酸，一般植物細(xì)胞內(nèi)生成酒精和二氧化碳。
2、細(xì)胞癌變的根本原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變，其中原癌基因負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的過程，抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖。
【詳解】A、如圖糖酵解是細(xì)胞呼吸的第一階段，產(chǎn)生ATP和[H]，TCA循環(huán)是呼吸的第二階段也能產(chǎn)生ATP和[H]，A正確；
B、A型癌細(xì)胞只通過糖酵解釋放少量能量，B型癌細(xì)胞能進(jìn)行TCA循環(huán)產(chǎn)生更多能量，則為了正常的生命活動(dòng)，A型癌細(xì)胞攝取葡萄糖的速率高于B型，B正確；
C、TCA循環(huán)過程不消耗O2，C錯(cuò)誤；
D、MCT1、MCT4共轉(zhuǎn)運(yùn)將乳酸和H+運(yùn)出細(xì)胞，防止細(xì)胞內(nèi)pH過低，所以通過轉(zhuǎn)運(yùn)乳酸和H+能調(diào)節(jié)胞內(nèi)pH和代謝平衡，D正確。
故選ABD。
11、（2024屆江蘇省南京市、鹽城市高三第一次模擬考試）馬鈴薯植株下側(cè)葉片合成的有機(jī)物通過篩管主要運(yùn)向塊莖貯藏。圖1是馬鈴薯光合作用產(chǎn)物的形成及運(yùn)輸示意圖，圖2是蔗糖進(jìn)入篩分子-伴胞復(fù)合體的一種模型。請(qǐng)回答下列問題：

(1)圖1所示的代謝過程中，需要光反應(yīng)產(chǎn)物參與的過程是 （填標(biāo)號(hào)）。為馬鈴薯葉片提供C18O2，塊莖中會(huì)出現(xiàn)18O的淀粉，請(qǐng)寫出18O轉(zhuǎn)移的路徑：C18O2→ →淀粉。
(2)研究發(fā)現(xiàn)，葉綠體中淀粉的大量積累會(huì)導(dǎo)致 膜結(jié)構(gòu)被破壞，進(jìn)而直接影響光反應(yīng)。保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量增加會(huì)降低氣孔導(dǎo)度，使 ，進(jìn)而抑制暗反應(yīng)。
(3)圖2中甲具有 酶活性。乙（SUT1）是一種蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在成功導(dǎo)入蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白反義基因的馬鈴薯植株中SUTl的表達(dá)水平降低，葉片中可溶性糖和淀粉總量 ，最終導(dǎo)致塊莖產(chǎn)量 。
(4)科研人員以Q9、NB1、G2三個(gè)品種的馬鈴薯為材料，研究不同光周期處理對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的影響，在24h晝夜周期中對(duì)馬鈴薯幼苗分別進(jìn)行16h（長(zhǎng)日照）、12h（中日照）、8h（短日照）三種光照時(shí)間處理，保持其他條件相同且適宜，培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)日照組葉綠素含量最高，但只有中日照和短日照組有塊莖生成，結(jié)果如圖3。

①分析上述信息可知，光影響馬鈴薯幼苗的生理過程可能有 ，
②圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，平均單株產(chǎn)量受到光周期影響程度相對(duì)較低的品種是 ；單位時(shí)間內(nèi)光周期影響平均單株塊莖產(chǎn)量增量最高的實(shí)驗(yàn)組是 。
③進(jìn)一步研究表明，在16h光照下，G2無匍匐莖生成，Q9和NB1僅有部分植株產(chǎn)生匍匐莖。下列關(guān)于16h光照下沒有生成馬鈴薯塊莖的原因可能有 。
A長(zhǎng)日照導(dǎo)致暗反應(yīng)時(shí)間不足，光合速率低
B．馬鈴薯匍匐莖是塊莖形成的必要條件
C．長(zhǎng)日照導(dǎo)致馬鈴薯葉片葉綠素含量下降
D．長(zhǎng)日照不利于有機(jī)物向塊莖運(yùn)輸
【答案】(1) ② C3→磷酸丙糖→蔗糖
(2) 類囊體 CO2吸收減少
(3) ATP水解 升高 降低
(4) 葉綠素的合成、光合作用、有機(jī)物的運(yùn)輸和儲(chǔ)存等 Q9 NB1中日照組 BD
【分析】分析圖1:①是光合作用的暗反應(yīng)階段的CO2的固定階段，②是暗反應(yīng)中的C3的還原階段。從圖中可以看出，暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，其產(chǎn)物磷酸丙糖可以在葉綠體基質(zhì)中合成淀粉，也可以被運(yùn)出葉綠體，在葉肉細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成蔗糖，蔗糖可以進(jìn)入液泡暫 時(shí)儲(chǔ)存起來;蔗糖也可以通過韌皮部被運(yùn)至莖塊細(xì)胞，在莖塊細(xì)胞內(nèi)合成淀粉；分析圖2：結(jié)構(gòu)甲具有ATP水解酶的功能，同時(shí)利用ATP水解釋放的能量把H+運(yùn)出細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞外H+濃度較高,屬于主動(dòng)運(yùn)輸;結(jié)構(gòu)乙能夠依靠細(xì)胞膜兩側(cè)的H+濃度差把H+運(yùn)入細(xì)胞，屬于協(xié)助擴(kuò)散，同時(shí)把蔗糖分子也運(yùn)入細(xì)胞；分析圖3：實(shí)驗(yàn)自變量為不同品種、不同光周期處理，因變量檢測(cè)生長(zhǎng)周期種不同時(shí)間點(diǎn)的平均單株產(chǎn)量，檢測(cè)時(shí)間以15d為單位，同品種同條件下60d的平均單株產(chǎn)量與45d的平均單株產(chǎn)量差值即為該品種該條件下的平均單株產(chǎn)量增量。
【詳解】（1）在葉綠體中三碳化合物的還原反應(yīng)需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH，需要ATP和NADPH功能以及需要NADPH提供還原劑；為馬鈴薯葉片提供C18O2, 塊莖中的淀粉會(huì)含18O,由圖可知，元素18O轉(zhuǎn)移的路徑：C18O2→C3 →磷酸丙糖→蔗糖。
（2）光反應(yīng)的場(chǎng)所是類囊體薄膜，因此葉綠體中淀粉的積累會(huì)導(dǎo)致類囊體膜結(jié)構(gòu)被破壞，進(jìn)而直接影響光反應(yīng)。保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量增加會(huì)降低氣孔導(dǎo)度，即氣孔的開放程度下降，影響二氧化碳的吸收，即二氧化碳的吸收量下降,進(jìn)而碳(暗)反應(yīng)速率下降，光合速率下降。
（3）由圖可知，在結(jié)構(gòu)甲的作用下，ATP水解，H+逆濃度運(yùn)輸至胞外，說明結(jié)構(gòu)甲具有ATP水解酶的功能與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ?；成功?dǎo)入蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白反義基因的馬鈴薯植株中SUTl的表達(dá)水平降低，篩分子-伴胞復(fù)合體的蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白乙含量減少，葉肉細(xì)胞中蔗糖分子通過結(jié)構(gòu)乙轉(zhuǎn)運(yùn)出葉肉細(xì)胞的量減少，葉肉細(xì)胞中蔗糖積累，可溶性糖和淀粉總量上升，抑制光合作用，最終導(dǎo)致塊莖產(chǎn)量降低。
（4）①本實(shí)驗(yàn)研究不同光周期處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響，最終發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)日照組葉綠素含量最高，但只有中日照和短日照組有塊莖生成，由此推斷光影響的馬鈴薯幼苗的代謝過程可能有葉綠素的合成、光合作用、有機(jī)物的運(yùn)輸和儲(chǔ)存、細(xì)胞呼吸、酶的合成等；
②由圖可知，對(duì)三個(gè)不同品種分別進(jìn)行12h的中日照組和8h短日照處理，比較處理45～75d期間平均單株產(chǎn)量的差值，Q9品種12h中日照處理的差值與8h短日照處理的差值差異最小，因此平均單株產(chǎn)量受到光周期影響程度相對(duì)較低的品種是Q9；對(duì)NB1品種進(jìn)行12h的中日照組，在處理45～60d期間差值最大即單株產(chǎn)量增量最高。
③相比于中日照與短日照，三個(gè)不同品種的馬鈴薯在長(zhǎng)日照下匍匐莖都生長(zhǎng)異常，具有生長(zhǎng)異常的匍匐莖的植株均沒有塊莖生成，因此推測(cè)關(guān)于16h光照下沒有生成馬鈴薯塊莖的原因可能有馬鈴薯匍匐莖是塊莖形成的必要條件和長(zhǎng)日照不利于有機(jī)物向塊莖運(yùn)輸。
12、（2024屆江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市高三下學(xué)期教學(xué)情況調(diào)研(一) ）圖1為擬南芥光合作用部分反應(yīng)過程示意圖，Rubisc是催化CO2固定的關(guān)鍵酶，其活性會(huì)因與XuBP結(jié)合而受損，但可被Rca酶恢復(fù)。①~⑦代表相關(guān)代謝過程。請(qǐng)回答下列問題。
(1)圖中過程②表示 過程，需要光反應(yīng)為之提供 。為了保證有足夠多的RuBP參與反應(yīng)，除過程③外，還需通過過程 （填圖中序號(hào)）促進(jìn)RuBP的生成：同時(shí)，還應(yīng)抑制過程 （填圖中序號(hào)）以保證過程①順利進(jìn)行。
(2)研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥中存在與基因CbbYA結(jié)構(gòu)類似的基因CbbYB，為探究這兩個(gè)基因編碼的酶對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，科研人員分別對(duì)四種擬南芥進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2、3所示。
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，I為野生型擬南芥，Ⅲ為基因CbbYB缺失型擬南芥，組合Ⅱ、IV分別為 、 型擬南芥。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ⅱ、Ⅲ型擬南芥的CO2固定速率 ；與野生型相比，隨著光照強(qiáng)度的增加，IV型擬南芥的CO2固定速率的差異值 。
(3)綜上可知， 會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受到明顯抑制，其機(jī)制是 。為進(jìn)一步研究這兩種基因在結(jié)構(gòu)上的差異，可通過提取總RNA進(jìn)行 后，進(jìn)行PCR鑒定。
【答案】(1) C3的還原 NADPH、ATP ⑦（或⑥⑦） ④
(2) CbbYA缺失 雙基因缺失 沒有明顯差異 逐漸增大
(3) 雙基因缺失 XuBP積累，導(dǎo)致RuBP減少，同時(shí)增加XuBP-Rubisc復(fù)合物的形成，降低Rubisc的活性，進(jìn)而影響暗反應(yīng)過程 逆轉(zhuǎn)錄
【分析】光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)包括CO2的固定和C3的還原，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH。
【詳解】（1）由圖可知，圖中過程②表示C3的還原過程，需要光反應(yīng)為之提供NADPH、ATP。RuBP由過程③和⑦生成，去路有①和④，為了保證有足夠多的RuBP參與反應(yīng)，除過程③外，還需通過過⑦（或⑥⑦）促進(jìn)RuBP的生成：同時(shí)，還應(yīng)抑制過程④以保證過程①順利進(jìn)行。
（2）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，I曲線同化速率最大，IV曲線同化速率最小，Ⅱ、Ⅲ曲線同化速率基本相同，I為野生型擬南芥，Ⅲ為基因CbbYB缺失型擬南芥，所以組合Ⅱ、IV分別為CbbYA缺失、雙基因缺失型擬南芥。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ⅱ、Ⅲ型擬南芥的CO2固定速率沒有明顯差異；與野生型相比，隨著光照強(qiáng)度的增加，IV型擬南芥的CO2固定速率的差異值逐漸增大。
（3）綜上可知，雙基因缺失會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受到明顯抑制，其機(jī)制是XuBP積累，導(dǎo)致RuBP減少，同時(shí)增加XuBP-Rubisc復(fù)合物的形成，降低Rubisc的活性，進(jìn)而影響暗反應(yīng)過程。為進(jìn)一步研究這兩種基因在結(jié)構(gòu)上的差異，可通過提取總RNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄后，進(jìn)行PCR鑒定。
13、（2024屆江蘇省泰州市高三下學(xué)期調(diào)研測(cè)試（一模））為探究植物抵御高溫的生理生態(tài)機(jī)制和培育抗高溫新品種，科學(xué)家進(jìn)行了一系列相關(guān)研究，下圖1為高溫脅迫下植物光合電子傳遞鏈的示意圖，圖2為高溫脅迫誘導(dǎo)植物PSⅡ發(fā)生光抑制的作用機(jī)理(ROS：活性氧，OEC：放氧復(fù)合體)。請(qǐng)回答下列問題：
(1)圖1中雙層磷脂分子層及其中蛋白質(zhì)等組成的結(jié)構(gòu)為 ，是光合作用過程中 階段發(fā)生的場(chǎng)所。水光解需要的能量由 兩類色素捕獲而來。
(2)碳固定過程的反應(yīng)物是 ，還原碳固定產(chǎn)物需要圖1結(jié)構(gòu)上合成的 提供還原力。
(3)高溫脅迫下，由于膜的流動(dòng)性 ，PSⅡ捕光復(fù)合體很容易從膜上脫落，影響光合電子傳遞，導(dǎo)致植物對(duì)光能的利用效率降低。據(jù)圖1判斷，高溫脅迫時(shí)植物會(huì)通過增強(qiáng)圖中依賴 途徑的環(huán)式電子傳遞方式來起到光保護(hù)作用。
(4)據(jù)圖2可知，ROS過量合成除可直接導(dǎo)致PSⅡ失活外，還能通過 途徑引起PSⅡ失活，發(fā)生光抑制現(xiàn)象。
(5)植物凈光合速率在很大程度上取決于Rubisc (C5的羧化酶/加氧酶)的活性，該酶在葉綠體中的存在部位是 。Rubisc活性受到Rubisc活化酶(RCA)的調(diào)節(jié)，RCA活性易受高溫脅迫抑制。據(jù)此，結(jié)合生物技術(shù)與工程知識(shí)，提出一個(gè)緩解高溫脅迫對(duì)光合能力和作物產(chǎn)量影響的方案： 。
【答案】(1) 類囊體薄膜 光反應(yīng) 葉綠素和類胡蘿卜素
(2) C5和CO2 NADPH
(3) 增強(qiáng) NDH和PGR
(4)抑制D1蛋白的從頭合成，導(dǎo)致PSⅡ中D1蛋白減少(缺失)
(5) 基質(zhì) 運(yùn)用蛋白質(zhì)工程技術(shù)提高RCA的熱穩(wěn)定性
【分析】1、觀察電子顯微鏡下的葉綠體結(jié)構(gòu)，可以看到，葉綠體由雙層膜包被，內(nèi)部有許多基粒。每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的4種色素就分布在類囊體的薄膜上。
2、光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。
【詳解】（1）據(jù)圖可知，雙層磷脂分子層及其中蛋白質(zhì)等組成的結(jié)構(gòu)能吸收光能進(jìn)行光合作用，因此該膜結(jié)構(gòu)應(yīng)是葉綠體的類囊體薄膜，因?yàn)闉楣夂献饔梦展饽艿?種色素分布在類囊體的薄膜上，故光合作用的光反應(yīng)階段也發(fā)生在該膜上。葉綠體中的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，光合色素（葉綠素和類胡蘿卜素）吸收的一部分光能水分解為氧和H+，氧直接以氧分子的形式釋放出 去，H+與氧化型輔酶Ⅱ（NADP+）結(jié)合，形成還原型輔酶Ⅱ（NADPH）。
（2）綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2，在特定酶的作用下， 與C5（一種五碳化合物）結(jié)合，從而固定了CO2。因此，碳固定過程的反應(yīng)物是C5和CO2。 NADPH作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也儲(chǔ)存部分能量供暗反應(yīng)階段利用。因此，還原碳固定產(chǎn)物需要圖1結(jié)構(gòu)上合成的 NADPH提供還原力。
（3）構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的磷脂分子是運(yùn)動(dòng)的，蛋白質(zhì)分子大多數(shù)也是運(yùn)動(dòng)的，溫度升高時(shí)，這些分子的流動(dòng)性增強(qiáng)。因此，PSⅡ捕光復(fù)合體很容易從膜上脫落，影響光合電子傳遞，導(dǎo)致植物對(duì)光能的利用效率降低。據(jù)圖可知，依賴NDH和PGR途徑的環(huán)式電子傳遞方式也可以傳遞電子，因此，高溫脅迫時(shí)植物會(huì)通過增強(qiáng)圖中依賴NDH和PGR途徑的環(huán)式電子傳遞方式來起到光保護(hù)作用。
（4）據(jù)圖可知，有活性的PSⅡ由D1、D2及OEC三部分組成，ROS過量合成除可直接導(dǎo)致PSⅡ失活外，還能通過抑制D1蛋白的從頭合成，導(dǎo)致PSⅡ中D1蛋白減少(缺失)途徑引起PSⅡ失活，發(fā)生光抑制現(xiàn)象。
（5）依題意，Rubisc是一種C5的羧化酶/加氧酶，因此其作用于C5參與的化學(xué)反應(yīng)，而C5在葉綠體基質(zhì)中參與光合作用暗反應(yīng)，因此該酶在葉綠體中的存在部位是葉綠體基質(zhì)。依題意，Rubisc活性受到Rubisc活化酶(RCA)的調(diào)節(jié)，RCA活性易受高溫脅迫抑制。根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，可運(yùn)用蛋白質(zhì)工程技術(shù)改變RCA的結(jié)構(gòu)，從而提高其熱穩(wěn)定性，使其結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境中更具穩(wěn)定性，從而緩解高溫脅迫對(duì)光合能力和作物產(chǎn)量影響。
14、（2024屆江蘇省常州市前黃高級(jí)中學(xué)高三下學(xué)期一模適應(yīng)性考試）地寶蘭屬植物為蘭科草本植物，具有觀賞和藥用等科研價(jià)值。為探討地寶蘭屬植物的葉片解剖結(jié)構(gòu)及光合特性，研究人員將長(zhǎng)勢(shì)良好的貴州地寶蘭、地寶蘭、大花地寶蘭植株放入透光率為20%遮陰棚中，4個(gè)月后測(cè)量相關(guān)指標(biāo)，部分結(jié)果如下表和圖。請(qǐng)回答問題：
(1)三種地寶蘭屬植物葉片解剖結(jié)構(gòu)相似，氣孔均只分布在下表皮，其生理意義是 ：根據(jù)上圖，三種地寶蘭屬植物中， 最適應(yīng)弱光環(huán)境， 利用低濃度的能力最強(qiáng)。
(2)在植物光合作用過程中，葉綠素承擔(dān)著 的功能。植物光合能力與葉綠素含量密切相關(guān)，為測(cè)定葉綠素含量，科研人員進(jìn)行了如下操作：用打孔器取20片小圓片→剪碎后裝入25mL容量瓶→用 定容后置于暗處24h→測(cè)定提取液吸光值并計(jì)算葉綠素含量。上述操作中，將容量瓶“置于暗處”的原因是 。
(3)根據(jù)上圖，三種地寶蘭屬植物凈光合速率日變化均呈“雙峰型”曲線。為確定其光合“午休”現(xiàn)象是否由氣孔限制因素引起，研究人員測(cè)定了胞間濃度的日變化。結(jié)果顯示三種地寶蘭屬植物凈光合速率的下降均伴隨胞間濃度增加，這說明 。
(4)與地寶蘭相比，貴州地寶蘭種群較小，屬于瀕危植物。下列可能屬于貴州地寶蘭瀕危原因的有 （填序號(hào)）。
①繁育機(jī)制的限制 ②傳粉者數(shù)量限制 ③種間競(jìng)爭(zhēng)能力低 ④人畜干擾破壞
為進(jìn)一步探索貴州地寶蘭瀕危的機(jī)制，研究人員比較了同域分布的貴州地寶蘭和地寶蘭的傳粉情況以及遺傳多樣性。結(jié)果顯示貴州地寶蘭的傳粉者較少但基因雜合程度較高，推測(cè)可能與它們的繁殖方式（自交或異交）有關(guān)。請(qǐng)據(jù)此解釋貴州地寶蘭瀕危的原因 。
【答案】(1) 可以避開了直射的陽(yáng)光，防止植物體內(nèi)的水分過度損失 大花地寶蘭 大花地寶蘭
(2) 將吸收的光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH中 95%乙醇 葉綠素在光照條件下會(huì)分解
(3)光合“午休”現(xiàn)象不是氣孔因素引起的
(4) ①②③④ 繁殖障礙、花粉限制、近交衰退、遺傳多樣性低
【分析】光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生NADPH與氧氣，同時(shí)合成ATP。光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。
【詳解】（1）三種地寶蘭屬植物葉片解剖結(jié)構(gòu)相似，氣孔均只分布在下表皮，其生理意義是可以避開了直射的陽(yáng)光，防止植物體內(nèi)的水分過度損失；由圖可知，三種蘭花放置的環(huán)境是透光率為20%遮陰棚中，大花地寶蘭凈光合速率最大，說明其最適應(yīng)弱光環(huán)境；由圖可知，大花地寶蘭CO2的補(bǔ)償點(diǎn)最低，利用低濃度CO2的能力最強(qiáng)。
（2）葉綠素的功能是將吸收的光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH中；乙醇能用來提取光合色素，故定容使用95%乙醇；葉綠素在光照條件下會(huì)分解，故置于暗處。
（3）若光合“午休”現(xiàn)象是否由氣孔限制因素引起，則其胞間CO2濃度低，但結(jié)果顯示三種地寶蘭屬植物凈光合速率的下降均伴隨胞間CO2濃度增加，則說明光合“午休”現(xiàn)象不是氣孔限制因素引起的。
（4）①繁育機(jī)制的限制，繁殖力低，導(dǎo)致種群數(shù)量低；②傳粉者數(shù)量限制，授粉率低，子代數(shù)量少，導(dǎo)致種群數(shù)量低；③種間競(jìng)爭(zhēng)能力低，獲得資源少，導(dǎo)致種群數(shù)量低 ；④人畜干擾破壞，直接導(dǎo)致種群數(shù)量低，故可能屬于貴州地寶蘭瀕危原因的有①②③④；貴州地寶蘭的傳粉者較少，使得繁殖障礙、花粉限制，它們的繁殖方式為自交或異交，導(dǎo)致遺傳多樣性降低，有害等位基因純化，故貴州地寶蘭瀕危的原因是繁殖障礙、花粉限制、近交衰退、遺傳多樣性低。
15、（江蘇省南通市如皋市2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期一模考試）下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖。Rubisc酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，進(jìn)行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進(jìn)行光呼吸（綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng)）。PEPC酶催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與CO2反應(yīng)生成C4，固定產(chǎn)物C4轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞后釋放CO2，再進(jìn)行卡爾文循環(huán)。玉米的PEPC酶對(duì)CO2的親和力比水稻的Rubisc酶高，能固定低濃度下的CO2。請(qǐng)回答下列問題：
(1)水稻和玉米最初固定CO2的底物分別是 ；固定CO2的場(chǎng)所分別是 。
(2)光合作用的產(chǎn)物主要以淀粉的形式儲(chǔ)存在葉綠體中，一般不以葡萄糖或蔗糖的形式儲(chǔ)存，一方面淀粉不易溶于水，有利于維持葉綠體中 的穩(wěn)定，另一方面減少 等物質(zhì)的積累，避免對(duì)光合作用的抑制。
(3)從能量代謝的角度看，光呼吸與有氧呼吸最大的區(qū)別是 。
(4)玉米在干旱、高光照條件下光合作用強(qiáng)度高的原因有 。
(5)將玉米的PEPC基因?qū)胨竞?，測(cè)得在不同光照強(qiáng)度下轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻氣孔導(dǎo)度和光合速率，如下圖。當(dāng)光照強(qiáng)度為時(shí)，轉(zhuǎn)基因水稻葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度比原種水稻 ，但光合速率卻相當(dāng)，此時(shí)限制原種水稻光合速率的主要環(huán)境因素是 ，影響轉(zhuǎn)基因水稻光合速率的主要原因是 。
【答案】(1) RuBP（C5）、PEP（磷酸烯醇式丙酮酸） 葉綠體（基質(zhì)）、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
(2) 滲透壓 3-磷酸甘油醛、葡萄糖
(3)光呼吸消耗能量（ATP），有氧呼吸產(chǎn)生能量（ATP）
(4)干旱、高光照條件下，植物氣孔關(guān)閉，葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度降低，玉米能通過PEPC酶固定低濃度CO2；C4進(jìn)入維管束鞘，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，從而抑制玉米的光呼吸
(5) 高 CO2濃度 光照強(qiáng)度低，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH少
【分析】本題主要考查的光合作用過程中的暗反應(yīng)階段，也就是卡爾文循環(huán)，綠葉通過氣孔從外界吸收的 CO2，在特定酶的作用下，與 C5（一種五碳化合物）結(jié)合，這個(gè)過程稱作 CO2 的固定。一分子的 CO2 被固定后，很快形成兩個(gè) C3 分子。在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受 ATP 和 NADPH 釋放的能量，并且被 NADPH 還原。隨后，一些接受能量并被還原的 C3，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖類；另一些接受能量并被還原的 C3，經(jīng)過一系列變化，又形成 C5。這些 C5 又可以參與 CO2的固定。這樣，暗反應(yīng)階段就形成從 C5到 C3再到 C5 的循環(huán)，可以源源不斷地進(jìn)行下去，因此暗反應(yīng)過程也稱作卡爾文循環(huán)。
【詳解】（1）Rubisc酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，進(jìn)行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進(jìn)行光呼吸（綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng)）。由圖可知，水稻最初固定CO2的底物是RuBP（C5），其場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)，而PEPC酶催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與CO2反應(yīng)生成C4，因此玉米最初固定CO2的底物是PEP（磷酸烯醇式丙酮酸），其場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
（2）溶液的滲透壓主要是指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力，淀粉不易溶于水，有利于維持葉綠體中滲透壓，另外減少3-磷酸甘油醛、葡萄糖等物質(zhì)的積累，避免對(duì)光合作用的抑制，因此光合作用的產(chǎn)物主要以淀粉的形式儲(chǔ)存在葉綠體中，一般不以葡萄糖或蔗糖的形式儲(chǔ)存。
（3）Rubisc酶可催化RuBP與O2反應(yīng)，進(jìn)行光呼吸，光呼吸是綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng)，光呼吸會(huì)消耗能量，因此從能量代謝的角度看，光呼吸與有氧呼吸最大的區(qū)別是：光呼吸消耗能量，有氧呼吸產(chǎn)生能量。
（4）干旱、高光強(qiáng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，而玉米的PEPC酶對(duì)CO2的親和力比水稻的Rubisc酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸，因此在干旱、高光照強(qiáng)度環(huán)境下，玉米的光合作用強(qiáng)度高于水稻。
（5）由題圖可知，當(dāng)光照強(qiáng)度為8×102μml?m-2?s-1時(shí)，轉(zhuǎn)基因水稻葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度比原種水稻高，但光合速率卻相當(dāng)，此時(shí)限制原種水稻光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，影響轉(zhuǎn)基因水稻光合速率的主要原因是光照強(qiáng)度低，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH少。
16、（江蘇省泰州市2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期一模調(diào)研）氣孔對(duì)植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，光照能促進(jìn)氣孔打開，下圖1是短時(shí)光照和長(zhǎng)時(shí)光照誘導(dǎo)擬南芥氣孔打開的相關(guān)機(jī)制。請(qǐng)回答下列問題。
(1)與葉肉細(xì)胞相比，保衛(wèi)細(xì)胞固定CO2特有的場(chǎng)所是 ，TCA發(fā)生的場(chǎng)所是 ，保衛(wèi)細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH除用于ETC外，還可在圖中 （過程）被利用。
(2)短時(shí)光照促進(jìn)氣孔打開，其原因有：
①藍(lán)光作用于質(zhì)膜上的受體后激活A(yù)HA，AHA消耗ATP將H+泵出膜外，使膜電位的絕對(duì)值 ，AKT打開，細(xì)胞吸收K+。
②葉肉細(xì)胞和保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體向保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)輸送已糖，已糖經(jīng)圖中 （過程）生成PEP，PEP經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成Mal。K+、Mal等進(jìn)入液泡，使其滲透壓 ，細(xì)胞吸水，促進(jìn)氣孔張開。
(3)長(zhǎng)時(shí)光照導(dǎo)致CO2濃度下降影響pH，使PEPC（PEPC催化PEP和CO2生成OAA）活性 最終促進(jìn)氣孔開放。保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體合成淀粉需要ATP，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有 、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體白天貯存淀粉，一方面可為其夜間生命活動(dòng)提供 ，另一方面在夜間過后，短時(shí)光照時(shí) 。
(4)為了研究保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成與葉肉細(xì)胞有機(jī)物輸送的關(guān)系。研究人員用DCMU（光系統(tǒng)Ⅱ抑制劑）處理擬南芥野生型WT和STP突變體stp，測(cè)定保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒面積，其大小變化如圖2，WT+DCMU組在光照2小時(shí)內(nèi)保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量快速降低，其主要原因是 。
【答案】(1) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體體基質(zhì) OAA轉(zhuǎn)化為Mal
(2) 增大 糖酵解 增大
(3) 升高 類囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 物質(zhì)和能量 為保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)提供已糖
(4)一方面光照誘導(dǎo)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉快速分解；另一方面DCMU使葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞光合作用受阻
【分析】光合作用，通常是指綠色植物（包括藻類）吸收光能，把二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)釋放氧氣的過程。光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。呼吸作用一般指機(jī)體將來自環(huán)境的或細(xì)胞自己儲(chǔ)存的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的分子（如糖類、脂類、蛋白質(zhì)等），通過一步步反應(yīng)降解成較小的、簡(jiǎn)單的終產(chǎn)物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的過程。光合與呼吸的差值可用凈光合速率來表示，具體指標(biāo)可以是氧氣釋放量、二氧化碳吸收量、有機(jī)物積累量等。
【詳解】（1）據(jù)圖分析可知，葉肉細(xì)胞固定CO2的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，保衛(wèi)細(xì)胞CO2固定該過程可發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；TCA（三羧酸循環(huán)）發(fā)生在線粒體基質(zhì)，保衛(wèi)細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH除了用于ETC外，OAA還原為Mal也需要NADH的參與。
（2）①藍(lán)光可刺激氣孔張開，其機(jī)理是藍(lán)光激活質(zhì)膜上的AHA，消耗ATP將H+泵出膜外，形成跨膜的氫離子濃度梯度，并提供電化學(xué)勢(shì)能驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K+等離子使膜電位的絕對(duì)值增大。
②據(jù)圖分析可知，葉肉細(xì)胞和保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體向保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)輸送已糖，已糖經(jīng)糖酵解生成PEP；細(xì)胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成Mal，進(jìn)入到液泡中，使其滲透壓增大，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹，促進(jìn)氣孔張開。
（3）長(zhǎng)時(shí)光照導(dǎo)致CO2濃度下降影響pH，使PEPC活性升高，從而促進(jìn)氣孔開放；保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體合成淀粉需要ATP，產(chǎn)生這些ATP的場(chǎng)所有類囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體；保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體白天貯存淀粉，一方面可為其夜間生命活動(dòng)提供物質(zhì)和能量，另一方面在夜間過后短時(shí)光照時(shí)為保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)提供已糖。
（4）據(jù)圖分析可知，WT+DCMU組在光照2小時(shí)內(nèi)，一方面光照誘導(dǎo)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉快速分解；另一方面DCMU使葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞光合作用受阻，因此WT+DCMU組在光照2小時(shí)內(nèi)保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量快速降低。
17、（2024屆江蘇省宿遷市高三 一模調(diào)研）三峽庫(kù)區(qū)支流通常在春夏之交和夏季爆發(fā)大規(guī)模藍(lán)藻及綠藻水華，課題組成員對(duì)水華優(yōu)勢(shì)藻中藍(lán)藻的CO2濃縮機(jī)制（CCM）進(jìn)行研究。CCM包括三個(gè)部分：無機(jī)碳跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，羧體內(nèi)CO2固定，逃逸CO2部分回收。藍(lán)藻細(xì)胞中，碳酸酐酶（CA）是一種含鋅的金屬酶，可以催化OH-+CO2?互相轉(zhuǎn)化，存在著α-CA、β-CA、γ-CA類型，在不同位置，CA催化方向有所差異。水體中無機(jī)碳形式主要有CO2(或H2CO3) 、等，A～D為運(yùn)載體，①～⑤為生理過程, Rubisc是催化五碳化合物（RUBP）和CO2或O2反應(yīng)的酶，PGA是三碳化合物，PSⅠ和PSⅡ是光合系統(tǒng)，請(qǐng)結(jié)合下圖回答問題：
(1)上圖藍(lán)藻光合作用光反應(yīng)場(chǎng)所在 ，過程 （填①～⑤）需要提供能量。
(2)藍(lán)藻中存在無機(jī)碳跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，從而能夠在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)積累高出細(xì)胞外500～1000倍無機(jī)碳，藍(lán)藻細(xì)胞周層區(qū)域由于PH和外泌α/β-CA催化等原因，水體無機(jī)碳主要以 （CO2/）形式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，從而達(dá)到濃縮碳的目的。上圖中和Na+通過運(yùn)載體A進(jìn)入細(xì)胞的運(yùn)輸方式 (是/否)相同。利用載體C逆濃度運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)為 ，H+通過D運(yùn)出細(xì)胞由 提供動(dòng)力。
(3)羧體在藍(lán)藻CCM機(jī)制中起關(guān)鍵作用，細(xì)胞中絕大部分Rubisc位于羧體內(nèi)。羧體第一個(gè)功能就是充當(dāng)微室，羧體對(duì)透性強(qiáng)，在羧體內(nèi)存在許多β/γ-CA可以將進(jìn)入羧體內(nèi)催化成CO2形式，使羧體內(nèi)CO2濃度升高，從而抑制過程 （填①或⑤）進(jìn)行。羧體第二個(gè)功能可以防止CO2逃逸，目前有部分學(xué)者認(rèn)為羧體鞘由蛋白質(zhì)組成，對(duì)氣體透性低，有的學(xué)者持不同意見，認(rèn)為可能是羧體中Rubisc和β/γ-CA排布引起。在羧體內(nèi)兩者緊密排列在一起， 排列在中間， 排列在周圍，CO2生成后立即參加①過程反應(yīng)，以防CO2逃逸。
(4)逃逸CO2部分回收，科學(xué)家利用藍(lán)藻大量吸收CO2后，很難觀察到CO2泄漏現(xiàn)象。原因是位于細(xì)胞 上有許多β-CA將CO2轉(zhuǎn)化成，使細(xì)胞內(nèi) （填上圖中場(chǎng)所）處CO2濃度最低，CO2很難逃逸出細(xì)胞。
【答案】(1) 類囊體膜 ②③④
(2) 否 Na+ NAD(P)H
(3) ⑤ β/γ-CA Rubisc
(4) 類囊體膜和細(xì)胞質(zhì)膜 外側(cè)細(xì)胞質(zhì)
【分析】光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)：
（1）光反應(yīng)：場(chǎng)所在葉綠體類囊體薄膜，完成水的光解產(chǎn)生NADPH和氧氣以及ATP的合成；
（2）暗反應(yīng)：場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)中，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原兩個(gè)階段。光反應(yīng)為暗反應(yīng)C3的還原階段提供NADPH和ATP。
【詳解】（1）由圖可知，藍(lán)藻屬于原核細(xì)胞，不含葉綠體，光合作用光反應(yīng)場(chǎng)所在類囊體膜，過程①代表二氧化碳的固定，②代表三碳化合物的還原，③代表水的光解，④代表NADPH的形成，⑤代表五碳化合物（RUBP）和O2反應(yīng)生成PGA三碳化合物的過程，所以需要提供能量的過程是②③④。
（2）藍(lán)藻中存在無機(jī)碳跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，從而能夠在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)積累高出細(xì)胞外500～1000倍無機(jī)碳，藍(lán)藻細(xì)胞周層區(qū)域由于pH和外泌α/β-CA催化等原因，由圖可知，水體無機(jī)碳與OH-在α/β-CA催化下形成HCO3-形式進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，從而達(dá)到濃縮碳的目的。上圖中HCO3-通過運(yùn)載體B進(jìn)入細(xì)胞需要消耗能量，說明細(xì)胞內(nèi)的HCO3-高于細(xì)胞外，所以HCO3-通過運(yùn)載體A進(jìn)入細(xì)胞的運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸，H+通過運(yùn)載體D出細(xì)胞需要消耗NAD(P)H提供的能量，為主動(dòng)運(yùn)輸，所以H+通過運(yùn)載體C進(jìn)入細(xì)胞為協(xié)助擴(kuò)散，是順濃度進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)勢(shì)能，運(yùn)輸Na+出細(xì)胞，所以Na+通過運(yùn)載體A進(jìn)入細(xì)胞是順濃度梯度的，運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散，所以HCO3-和Na+通過運(yùn)載體A進(jìn)入細(xì)胞的運(yùn)輸方式不相同。利用載體C逆濃度運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)為Na+，H+通過D運(yùn)出細(xì)胞由NAD(P)H提供動(dòng)力。
（3）由題圖信息可知，五碳化合物（RUBP）和CO2或O2都能反應(yīng)，生成PGA，所以在羧體內(nèi)存在許多β/γ-CA可以將進(jìn)入羧體內(nèi)HCO3-催化成CO2形式，使羧體內(nèi)CO2濃度升高，從而抑制過程⑤進(jìn)行。羧體第二個(gè)功能可以防止CO2逃逸，目前有部分學(xué)者認(rèn)為羧體鞘由蛋白質(zhì)組成，對(duì)氣體透性低，有的學(xué)者持不同意見，認(rèn)為可能是羧體中Rubisc和β/γ-CA排布引起。在羧體內(nèi)兩者緊密排列在一起，β/γ-CA排列在中間，Rubisc排列在周圍，CO2生成后立即參加①過程反應(yīng)，以防CO2逃逸。
（4）逃逸CO2部分回收，科學(xué)家利用藍(lán)藻大量吸收CO2后，很難觀察到CO2泄漏現(xiàn)象。原因是位于細(xì)胞類囊體膜和細(xì)胞質(zhì)膜上有許多β-CA將CO2轉(zhuǎn)化成HCO3-，使細(xì)胞內(nèi)外側(cè)細(xì)胞質(zhì)處CO2濃度最低，CO2很難逃逸出細(xì)胞。
18、（2024屆江蘇省南京市、鹽城市高三一模）植物光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，其光合速率受多種外界因素的影響。
(1)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分代謝途徑如圖1所示。
圖1
①酶R小亞基在 中的核糖體合成后進(jìn)入葉綠體，在葉綠體的 中與酶R大亞基組裝成有功能的酶。
②進(jìn)行光合作用時(shí)，酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在 （填場(chǎng)所）上完成的?；罨拿窻催化 產(chǎn)生C3，C3還需被 還原，被還原的C3一部分進(jìn)一步合成糖類，另一部分合成X，X為 。在葉綠體中，糖類主要以淀粉形式儲(chǔ)存，光合作用旺盛時(shí)，若植物合成的糖類以可溶性糖形式儲(chǔ)存在葉綠體中，則可能導(dǎo)致葉綠體 。
(2)科研人員以甜瓜為對(duì)象，研究溫度和CO2濃度對(duì)甜瓜凈光合速率（即光合作用合成有機(jī)物的速率減去呼吸作用消耗有機(jī)物的速率）的影響，結(jié)果如圖2。
圖2
①據(jù)2圖分析，甜瓜凈光合速率并不與環(huán)境溫度始終正相關(guān)，得出此結(jié)論的依據(jù)是 。
②在一般情況下光合作用酶的最適溫度比呼吸作用酶低。結(jié)合圖中信息分析26°C，CO2濃度為1.2～1.6mL/L時(shí)，凈光合速率顯著上升的原因是 。
【答案】(1) 細(xì)胞質(zhì) 基質(zhì) 類囊體薄膜 CO2的固定 NADPH C5 吸水漲破
(2) 溫度為36℃時(shí)的凈光合速率低于溫度為12℃、26℃和30℃的凈光合速率 光合作用酶的最適溫度比呼吸作用酶低，因此26℃時(shí)光合作用酶活性高于呼吸作用酶；CO2 濃度為1.2～1.6mL/L 時(shí)，CO2 濃度增高，暗反應(yīng)速率增大，光合作用合成有機(jī)物的速率增大；同時(shí)，CO2 濃度高抑制呼吸作用，呼吸速率下降，所以26℃、 CO2 濃度為1.2～1.6mL/L 時(shí)，凈光合速率顯著上升。
【分析】分析圖示：細(xì)胞核中的DNA通過轉(zhuǎn)錄形成RNA，RNA通過核孔出細(xì)胞核，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成小亞基，然后小亞基進(jìn)入葉綠體內(nèi)。葉綠體中的DNA通過轉(zhuǎn)錄形成RNA，在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基。大亞基和小亞基組合形成酶R，催化二氧化碳的固定形成C3。
【詳解】（1）①由圖1可知，細(xì)胞核DNA上編碼小亞基的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上，RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上翻譯形成小亞基，然后小亞基進(jìn)入葉綠體內(nèi)。葉綠體編碼大亞基的DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上后，在葉綠體中的核糖體上進(jìn)行翻譯形成大亞基，在葉綠體的基質(zhì)中小亞基和大亞基組裝成有功能的酶R。
②光合作用過程中光反應(yīng)階段合成ATP是在葉綠體的類囊體薄膜上完成的?；罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3，C3還原需要NADPH作為還原劑。C3的還原產(chǎn)物除了糖類外，還有C5，因此X為C5（五碳化合物）。光合作用合成的糖類，如以大量可溶性糖的形式存在于葉綠體中，則可能使葉綠體內(nèi)溶液的濃度升高，滲透壓增大，進(jìn)而導(dǎo)致葉綠體吸水漲破。
（2）①據(jù)圖2分析，當(dāng)環(huán)境溫度由12℃到26℃再到30℃變化時(shí)，甜瓜凈光合速率在增大，但當(dāng)溫度為36℃時(shí)，甜瓜凈光合速率反而下降了，因此甜瓜凈光合速率并不與環(huán)境溫度始終正相關(guān)，得出此結(jié)論的依據(jù)是溫度為36℃時(shí)的凈光合速率低于溫度為12℃、26℃和30℃的凈光合速率。
②CO2是光合作用的原料，CO2濃度為1.2～1.6mL/L時(shí)，CO2 濃度增高，暗反應(yīng)速率增大，光合作用合成有機(jī)物的速率增大；同時(shí)，CO2 濃度高抑制呼吸作用，呼吸速率下降；光合作用酶的最適溫度比呼吸作用酶低，因此26℃時(shí)光合作用酶活性高于呼吸作用酶，所以26℃、 CO2 濃度為1.2～1.6mL/L 時(shí)，凈光合速率顯著上升。
19、（2024屆江蘇省南通市高三第一次調(diào)研測(cè)試）光照過強(qiáng)時(shí)還原能的積累會(huì)導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生，損傷膜結(jié)構(gòu)。光呼吸（圖中虛線所示）可促進(jìn)草酰乙酸-蘋果酸的穿梭，輸出葉綠體和線粒體中過剩的還原能實(shí)現(xiàn)光保護(hù)，其中過程③是光呼吸速率的限制因素，線粒體中的電子傳遞鏈對(duì)該過程有促進(jìn)作用，相關(guān)機(jī)制如下圖。請(qǐng)回答下列問題。
(1)圖中過程①進(jìn)行的場(chǎng)所是 ，葉綠體和線粒體中電子傳遞鏈分別位于
(2)圖中葉綠體所示過程需要NADPH參與的有 、 ，過剩的NADPH通過草酰乙酸-蘋果酸穿梭，在光呼吸的過程 （填序號(hào)）消耗。
(3)線粒體中的電子傳遞鏈促進(jìn)過程③的機(jī)理是 。
(4)線粒體電子傳遞鏈有細(xì)胞色素途徑（CP）和交替氧化途徑（AP）。CP途徑有ATP的合成；AP途徑無ATP的合成，能量以熱能的形式散失。為了進(jìn)一步研究不同環(huán)境條件對(duì)兩條途徑的影響，科研人員利用正常植株和axla突變體（AP功能缺陷）進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖。
①正常情況下，黑暗時(shí)電子傳遞鏈以 途徑為主。
②光照過強(qiáng)時(shí)，光保護(hù)主要依賴于 途徑，而不是另一途徑，從物質(zhì)和能量變化的角度分析其原因是 。
③溫度與光保護(hù)機(jī)制的關(guān)系是
【答案】(1) 葉綠體基質(zhì) 葉綠體的類囊體薄膜 線粒體內(nèi)膜
(2) C3的還原（卡爾文循環(huán)） 草酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸 ④
(3)電子傳遞過程中促進(jìn)NADH向NAD+轉(zhuǎn)化，為過程③提供NAD+等，促進(jìn)過程③的進(jìn)行；
(4) CP AP AP途徑能量以熱能的形式散失，而CP途徑受細(xì)胞內(nèi)ADP和Pi等的限制 溫度較高時(shí)光保護(hù)機(jī)制加強(qiáng)，低溫時(shí)光保護(hù)機(jī)制喪失（或下降）
【分析】光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成。光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。
【詳解】（1）過程①是光合作用的光反應(yīng)階段，這一階段主要發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜。在這個(gè)階段，光能被葉綠體中的葉綠素吸收，從而激發(fā)電子，電子經(jīng)過一系列的電子傳遞體，最終與NADP+結(jié)合生成NADPH。
同時(shí)，水分解產(chǎn)生氧氣、質(zhì)子和高能電子。葉綠體和線粒體中電子傳遞鏈分別位于葉綠體的類囊體薄膜和線粒體的內(nèi)膜。
（2）葉綠體中C3的還原（卡爾文循環(huán)）、草酰乙酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸需要NADPH的參與。過剩的NADPH通過草酰乙酸-蘋果酸穿梭，在光呼吸的過程④消耗。光呼吸是植物在光照條件下，通過消耗NADPH和ATP來維持光合作用的平衡。在這個(gè)過程中，過剩的NADPH和ATP被轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，從而避免過多的還原能導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生，損傷膜結(jié)構(gòu)。
（3）線粒體中的電子傳遞鏈促進(jìn)過程③的機(jī)理是通過電子傳遞鏈產(chǎn)生的ATP和NADH可以提供能量和還原力，促進(jìn)過程③的進(jìn)行。
（4）①正常情況下，黑暗時(shí)電子傳遞鏈主要通過CP途徑(檸檬酸循環(huán))進(jìn)行；
②光照過強(qiáng)時(shí)，光保護(hù)主要依賴于AP途徑(蘋果酸途徑)，而不是CP途徑。原因是AP途徑無ATP的合成，能量以熱能的形式散失，這樣可以避免過剩的還原能導(dǎo)致自由基的產(chǎn)生，損傷膜結(jié)構(gòu)。
③溫度與光保護(hù)機(jī)制的關(guān)系是，溫度越高，光保護(hù)機(jī)制越活躍。這是因?yàn)楦邷乜梢约铀偕矬w內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率，從而使光保護(hù)機(jī)制更加迅速地消耗過剩的還原能，保護(hù)細(xì)胞免受損傷。
20、（2024屆江蘇省連云港市高三一模）下圖1為牡丹光反應(yīng)過程示意圖，下圖2、圖3、圖4分別為在干旱脅迫下測(cè)定的大花黃牡丹與滇牡丹凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用效率的值。據(jù)圖回答下列問題：
(1)圖1中葉綠素、類胡蘿卜素復(fù)合體的作用是 。
(2)光反應(yīng)中最初電子供體是 。伴隨著電子的傳遞，H+通過 方式從葉綠體基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至 腔積累，形成H+濃度梯度，驅(qū)動(dòng) 的合成。當(dāng)電子傳遞到光系統(tǒng)I后，其作用是參與合成 。
(3)兩種牡丹在干旱脅迫下，凈光合速率降低的原因是 。在極度干旱條件下，兩種牡丹中，調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)的是 ，判斷的依據(jù)是 。
(4)澆水可緩解干旱脅迫，給植物澆H218O形成C6H1218O6，此過程中18O的最短轉(zhuǎn)移途徑是 （用文字和箭頭的形式加以描述，箭頭上標(biāo)注主要生理過程）。
【答案】(1)吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能
(2) H2O 主動(dòng)運(yùn)輸 類囊體 ATP NADPH
(3) 缺少水分，保衛(wèi)細(xì)胞失水，部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收減少，暗反應(yīng)減弱，凈光合速率降低 大花黃牡丹 它在干旱時(shí)氣孔導(dǎo)度較低，可以防止水分的散失
(4)H218OC18O2C6H1218O6
【分析】光能轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)化過程：（1）光合色素：葉綠體內(nèi)類囊體薄膜上的色素，可以分為兩類：吸收和傳遞光能的作用：包括全部的葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素，以及絕大多數(shù)的葉綠素a；吸收光能并將光能轉(zhuǎn)換成電能：少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a。（2）轉(zhuǎn)化過程處于特殊狀態(tài)的葉綠素a在光的照射下，可以得失電子，從而將光能轉(zhuǎn)換成電能。 葉綠素a被激發(fā)而失去電子（e），最終傳遞給NADP+（中文簡(jiǎn)稱是輔酶Ⅱ）。 失去電子的葉綠素a變成一種強(qiáng)氧化劑，能夠從水分子中奪取電子，使水分子氧化生成氧分子和氫離子（H+），葉綠素a由于獲得電子而恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。
【詳解】（1）由圖可知，葉綠素、類胡蘿卜素復(fù)合體能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。
（2）圖中光反應(yīng)中最初電子供體是H2O。伴隨著電子的傳遞，將兩個(gè)氫離子脫下并逆濃度梯度釋放到類囊體腔中，是逆濃度梯度，即H+通過主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞綇娜~綠體基質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)至葉綠體類囊體腔積累，形成一定的H+濃度，驅(qū)動(dòng)ATP合成，最終實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)。當(dāng)電子傳遞到光系統(tǒng)I后，其作用是參與NADPH合成。
（3）干旱脅迫下，缺少水分，保衛(wèi)細(xì)胞失水，部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收減少，暗反應(yīng)減弱，凈光合速率降低。在極度干旱條件下，兩種牡丹中，調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)的是大花黃牡丹，因?yàn)樗诟珊禃r(shí)氣孔導(dǎo)度較低，可以防止水分的散失。
（4）給植物澆H218O形成C6H1218O6，此過程中18O的最短轉(zhuǎn)移途徑是，H218O參與有氧呼吸的第二階段，產(chǎn)生C18O2，C18O2光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)生C6H1218O6。
H218OC18O2C6H1218O6物種
葉片厚度
（）
氣孔密度
（個(gè)）
葉綠素含量（）
日均凈光合速率（）
補(bǔ)償點(diǎn)（）
地寶蘭
111.68
102.64
3.55
1.912
172.02
大花地寶蘭
117.25
72.89
3.65
2.796
128.67
貴州地寶蘭
60.67
94.80
3.20
1.901
165.61

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