【解析】2023年全國高考生物真題匯編5：光合作用

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2023年全國高考生物真題匯編5：光合作用

一、選擇題

1．（2023·湖北）高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)約3%~8%。關(guān)于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．呼吸作用變強(qiáng)，消耗大量養(yǎng)分

B．光合作用強(qiáng)度減弱，有機(jī)物合成減少

C．蒸騰作用增強(qiáng)，植物易失水發(fā)生萎蔫

D．葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】影響光合作用的環(huán)境因素；細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用；影響細(xì)胞呼吸的因素

【解析】【解答】A、高溫條件下呼吸酶活性增強(qiáng)，呼吸作用增強(qiáng)，消耗大量養(yǎng)分，A正確；

B、高溫條件下光合有關(guān)酶活性減弱，氣孔部分關(guān)閉二氧化碳來源減少，光合作用強(qiáng)度減弱，有機(jī)物合成減少，B正確；

C、高溫使作物蒸騰作用增強(qiáng)，散失水分增加，植物易失水發(fā)生萎蔫，C正確；

D、高溫使作物葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADPH和ATP減少，D錯(cuò)誤。

故答案為：D。

【分析】溫度一般是通過影響酶的活性從而影響生物體的生命活動(dòng)。呼吸作用有關(guān)酶的最適溫度一般高于光合有用相關(guān)酶的最適溫度。高溫狀態(tài)下，在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)。

2．（2023·天津）下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程的圖，關(guān)于此圖說法錯(cuò)誤的是（）

A．HCO3-經(jīng)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

B．HCO3-通過通道蛋白進(jìn)入葉綠體基質(zhì)

C．光反應(yīng)生成的H+促進(jìn)了HCO3-進(jìn)入類囊體

D．光反應(yīng)生成的物質(zhì)X保障了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)

【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】光合作用的過程和意義；被動(dòng)運(yùn)輸；主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】【解答】A、結(jié)合題圖可知，HCO3-進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需要膜上的蛋白質(zhì)協(xié)助，同時(shí)需要線粒體產(chǎn)生的ATP提供能量，由此推斷HCO3-進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，A正確；

B、結(jié)合題圖可知，HCO3-由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入葉綠體基質(zhì)需要葉綠體膜上的蛋白質(zhì)協(xié)助，同時(shí)需要線粒體產(chǎn)生的ATP題供能量，由此推斷HCO3-進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，而通道蛋白只能參與協(xié)助擴(kuò)散，所以HCO3-進(jìn)入葉綠體基質(zhì)不是通過通道蛋白，B錯(cuò)誤；

C、結(jié)合題圖可知，光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生的H+促進(jìn)HCO3-進(jìn)入類囊體中，C正確；

D、結(jié)合題圖可知，光反應(yīng)中水的光解會(huì)產(chǎn)生物質(zhì)X，而物質(zhì)X會(huì)進(jìn)入線粒體，由此確定物質(zhì)X是O2。O2能夠促進(jìn)線粒體進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生更多的ATP，利于HCO3-進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，產(chǎn)生CO2，所以說光反應(yīng)生成的物質(zhì)X保障了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)，D正確。

故答案為：B。

【分析】光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。（1）光反應(yīng)階段：①場所：葉綠體類囊體的薄膜。②過程：葉綠體中光合色素吸收的光能將水分解為氧和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）。在有關(guān)酶的催化作用下，提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。③能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能。（2）暗反應(yīng)階段：①場所：葉綠體基質(zhì)。②過程：在酶的作用下，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合，形成兩個(gè)三碳化合物。在有關(guān)酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。一些接受能量并被還原的三碳化合物，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三碳化合物，經(jīng)過一系列變化，又形成五碳化合物。③能量變化：活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。

3．（2023·北京）在兩種光照強(qiáng)度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯(cuò)誤的是（）

A．在低光強(qiáng)下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升

B．在高光強(qiáng)下，M點(diǎn)左側(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強(qiáng)相關(guān)

C．在圖中兩個(gè)CP點(diǎn)處，植物均不能進(jìn)行光合作用

D．圖中M點(diǎn)處光合速率與呼吸速率的差值最大

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】影響光合作用的環(huán)境因素；光合作用原理的應(yīng)用

【解析】【解答】A、低光強(qiáng)下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是此時(shí)葉溫不斷升高，呼吸速率加快，產(chǎn)生更多CO2，需要從外界吸收的CO2減少，A正確；

B、在高光強(qiáng)下，M點(diǎn)左側(cè)CO2吸收速率升高主要原因是在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度不斷升高，光合酶的活性增強(qiáng)，B正確；

C、CP點(diǎn)時(shí)CO2吸收速率為零，此時(shí)呼吸速率等于光合速率，此時(shí)植物可以進(jìn)行光合作用，C錯(cuò)誤；

D、圖中M點(diǎn)處CO2吸收速率最大，即凈光合速率最大，真光合速率與呼吸速率的差值最大，D正確。

故答案為：C。

【分析】本實(shí)驗(yàn)的自變量為光照強(qiáng)度和溫度，因變量為CO2吸收速率。以CO2吸收速率表示凈光合速率，凈光合速率=真光合速率-呼吸速率。

4．（2023·湖北）植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強(qiáng)或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)

B．Mg2+含量減少會(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱

C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲

D．PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和O2

【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；光合作用的過程和意義；影響光合作用的環(huán)境因素

【解析】【解答】A、由題意可知LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化，當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降時(shí)，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSIⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)，A正確；

B、葉綠素的元素組成為C、H、O、N、Mg，Mg2+含量減少會(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體上葉綠素含量減少，影響對光能的捕獲，B正確；

C、由題圖可知：弱光下通過LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合以增強(qiáng)對光能的捕獲，C錯(cuò)誤；

D、PSⅡ光復(fù)合體能吸收光能，并分解水，屬于光合作用光反應(yīng)過程，水的光解產(chǎn)生H+、電子和O2，D正確。

故答案為：C。

【分析】（1）由題圖可知，強(qiáng)光下LHC蛋白激酶的催化LHCⅡ與PSⅡ的分離，減弱對光能的捕獲；弱光下LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，PSIⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)。

（2）光合作用光反應(yīng)階段：①場所：葉綠體類囊體的薄膜。②過程：葉綠體中光合色素吸收的光能將水分解為氧和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）。在有關(guān)酶的催化作用下，提供能量促使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP。③能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能。

5．（2023·新課標(biāo)卷）我國勞動(dòng)人民在漫長的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。

①低溫儲(chǔ)存，即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放

②春化處理，即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理

③風(fēng)干儲(chǔ)藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲(chǔ)藏

④光周期處理，即在作物生長的某一時(shí)期控制每天光照和黑暗的相對時(shí)長

⑤合理密植，即栽種作物時(shí)做到密度適當(dāng)，行距、株距合理

⑥間作種植，即同一生長期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物

關(guān)于這些措施，下列說法合理的是（）

A．措施②④分別反映了低溫和登夜長短與作物開花的關(guān)系

B．措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗

C．措施②⑤⑥的主要日的是促進(jìn)作物的光合作用

D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度

【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用；光合作用原理的應(yīng)用；環(huán)境因素參與調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)

【解析】【解答】A、措施②春花處理，利用低溫誘導(dǎo)花芽的形成，措施④利用光周期處理，反映了晝夜長短與作物開花的關(guān)系，A正確；

B、措施③風(fēng)干儲(chǔ)藏，減少作物細(xì)胞中的自由水含量，降低呼吸作用，減少有機(jī)無消耗，措施⑤合理密植，能提高作物光合作用強(qiáng)度，增加有機(jī)物積累，B錯(cuò)誤；

C、措施②春花處理，利用低溫誘導(dǎo)花芽的形成，與光合作用無關(guān)，措施⑤合理密植，能提高作物光合作用強(qiáng)度，措施⑥間作種植，利用不同作物光合作用，充分利用陽光進(jìn)行光合作用，增加作物產(chǎn)量，C錯(cuò)誤；

D、措施①利用低溫降低酶活性，降低呼吸作用減少有機(jī)物消耗，果蔬、鮮花的保鮮要在低溫、低氧、適宜濕度的條件下保存，措施③風(fēng)干儲(chǔ)藏，減少作物細(xì)胞中的自由水含量，降低呼吸作用，減少有機(jī)無消耗，措施④利用光周期處理，反映了晝夜長短與作物開花的關(guān)系，與呼吸作用無關(guān)，D錯(cuò)誤。

故答案為：A。

【分析】1、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用：

（1）種植農(nóng)作物時(shí)，疏松土壤能促進(jìn)根細(xì)胞有氧呼吸，有利于根細(xì)胞對礦質(zhì)離子的主動(dòng)吸收。

（2）利用酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精的原理釀酒，利用其發(fā)酵產(chǎn)生二氧化碳的原理制作面包、饅頭。

（3）利用乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。

（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而變黑、腐爛。

（5）皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，破傷風(fēng)芽孢桿菌容易大量繁殖，引起破傷風(fēng)。

（6）提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)，是不致因劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致氧的不足，使肌細(xì)胞因無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，引起肌肉酸脹乏力。（7）糧食要在低溫、低氧、干燥的環(huán)境中保存。

（8）果蔬、鮮花的保鮮要在低溫、低氧、適宜濕度的條件下保存。

2、提高農(nóng)作物的光能的利用率的方法有：

（1）延長光合作用的時(shí)間；

（2）增加光合作用的面積（合理密植，間作套種）；

（3）光照強(qiáng)弱的控制；

（4）必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)；

（5）CO2的供應(yīng)（溫室栽培多施有機(jī)肥或放置干冰，提高二氧化碳濃度）。

6．（2023·全國乙卷）植物葉片中的色素對植物的生長發(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（）

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

【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)

【解析】【解答】A、葉綠素的組成元素包括C、H、O、N、Mg，所以氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素，A正確；

B、葉綠素和類胡蘿卜素屬于光合色素，存在于葉綠體中類囊體的薄膜上，B正確；

C、類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，其吸收光譜在藍(lán)紫光區(qū)有吸收峰，C正確；

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)散得越快，距離濾液細(xì)線越遠(yuǎn)，D錯(cuò)誤。

故答案為：D。

【分析】1、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，但對其他光也有吸收，只是吸收量少。

2、不同的色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得快，溶解度低的色素分子隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得慢，因而可用層析液將不同色素分離。從色素帶的位置可知色素在層析夜中溶解度大小依次是：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。

二、非選擇題

7．（2023·海南）海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一、由于火龍果是長日照植物，冬季日照時(shí)間不足導(dǎo)致其不能正常開花，在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開花，提早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了同一光照強(qiáng)度下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時(shí)間對火龍果成花的影響，結(jié)果如圖。

回答下列問題。

（1）光合作用時(shí)，火龍果植株能同時(shí)吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第條。

（2）本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種補(bǔ)光光源中最佳的是，該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間是小時(shí)/天，判斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是。

（3）現(xiàn)有可促進(jìn)火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強(qiáng)度（簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路）。

【答案】（1）葉綠素（或葉綠素a和葉綠素b）；一和二

（2）紅光+藍(lán)光；6；不同的補(bǔ)光時(shí)間條件下，紅光+藍(lán)光光源組平均花朵數(shù)均最多

（3）將生長狀況相同的火龍果分三組，分別用三種不同光照強(qiáng)度的白色光源對火龍果進(jìn)行夜間補(bǔ)光6小時(shí)，其他條件相同且適宜，一段時(shí)間后觀察記錄每組平均花朵數(shù)

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)；影響光合作用的環(huán)境因素

【解析】【解答】（1）光合作用時(shí)，火龍果植株能同時(shí)吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是葉綠素（或葉綠素a和葉綠素b）；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，葉綠素位于第一和二條。

（2）由圖可知，不同的補(bǔ)光時(shí)間條件下，紅光+藍(lán)光光源組平均花朵數(shù)均最多，所以三種補(bǔ)光光源中最佳的是紅光＋藍(lán)光，由圖可知，在紅光＋藍(lán)光光源組中補(bǔ)光時(shí)間為6小時(shí)/天時(shí)，平均花朵數(shù)最多，所以該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間是6小時(shí)/天。

（3）根據(jù)題意可知，自變量是三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，其它無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，因變量為火龍果產(chǎn)量，可用平均花朵數(shù)體現(xiàn)，白色光源含有紅光和藍(lán)光，由（2）可知，紅光＋藍(lán)光光源組的最佳補(bǔ)光時(shí)間是6小時(shí)/天，所以實(shí)驗(yàn)方案如下：將生長狀況相同的火龍果分三組，分別用三種不同光照強(qiáng)度的白色光源對火龍果進(jìn)行夜間補(bǔ)光6小時(shí)，其他條件相同且適宜，一段時(shí)間后觀察記錄每組平均花朵數(shù)。

【分析】分析圖解：不同的補(bǔ)光時(shí)間條件下，平均花朵數(shù)由多到少依次是紅光＋藍(lán)光光源組、紅光組、藍(lán)光組，所以可推知，三種補(bǔ)光光源中最佳的是紅光＋藍(lán)光，圖中顯示，在補(bǔ)光時(shí)間為6小時(shí)/天時(shí)，平均花朵數(shù)最多，所以紅光＋藍(lán)光最佳補(bǔ)光時(shí)間是6小時(shí)/天。

8．（2023·北京）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）~（4）題。

調(diào)控植物細(xì)胞活性氧產(chǎn)生機(jī)制的新發(fā)現(xiàn)

能量代謝本質(zhì)上是一系列氧化還原反應(yīng)。在植物細(xì)胞中，線粒體和葉綠體是能量代謝的重要場所。葉綠體內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)的維持對葉綠體行使正常功能非常重要。在細(xì)胞的氧化還原反應(yīng)過程中會(huì)有活性氧產(chǎn)生，活性氧可以調(diào)控細(xì)胞代謝，并與細(xì)胞凋亡有關(guān)。

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)擬南芥突變體m（M基因突變?yōu)閙基因），在受到長時(shí)間連續(xù)光照時(shí)，植株會(huì)出現(xiàn)因細(xì)胞凋亡而引起的葉片黃斑等表型。M基因編碼葉綠體中催化脂肪酸合成的M酶。與野生型相比，突變體m中M酶活性下降，脂肪酸含量顯著降低。

為探究M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的原因，研究人員以誘變劑處理突變體m，篩選不表現(xiàn)細(xì)胞凋亡，但仍保留m基因的突變株。通過對所獲一系列突變體的詳細(xì)解析，發(fā)現(xiàn)葉綠體中pMDH酶、線粒體中mMDH酶和線粒體內(nèi)膜復(fù)合物I（催化有氧呼吸第三階段的酶）等均參與細(xì)胞凋亡過程。由此揭示出一條活性氧產(chǎn)生的新途徑（如圖）：A酸作為葉綠體中氧化還原平衡的調(diào)節(jié)物質(zhì)，從葉綠體經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入到線粒體中，在mMDH酶的作用下產(chǎn)生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化會(huì)產(chǎn)生活性氧。活性氧超過一定水平后引發(fā)細(xì)胞凋亡。

在上述研究中，科學(xué)家從擬南芥突變體m入手，揭示出在葉綠體和線粒體之間存在著一條A酸-B酸循環(huán)途徑。對A酸-B酸循環(huán)的進(jìn)一步研究，將為探索植物在不同環(huán)境脅迫下生長的調(diào)控機(jī)制提供新的思路。

（1）葉綠體通過作用將CO2轉(zhuǎn)化為糖。從文中可知，葉綠體也可以合成脂肪的組分。

（2）結(jié)合文中圖示分析，M基因突變?yōu)閙后，植株在長時(shí)間光照條件下出現(xiàn)細(xì)胞凋亡的原因是：，A酸轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體，最終導(dǎo)致產(chǎn)生過量活性氧并誘發(fā)細(xì)胞凋亡。

（3）請將下列各項(xiàng)的序號(hào)排序，以呈現(xiàn)本文中科學(xué)家解析“M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡機(jī)制”的研究思路：。

①確定相應(yīng)蛋白的細(xì)胞定位和功能

②用誘變劑處理突變體m

③鑒定相關(guān)基因

④篩選保留m基因但不表現(xiàn)凋亡的突變株

（4）本文拓展了高中教材中關(guān)于細(xì)胞器間協(xié)調(diào)配合的內(nèi)容，請從細(xì)胞器間協(xié)作以維持穩(wěn)態(tài)與平衡的角度加以概括說明。

【答案】（1）光合；脂肪酸

（2）長時(shí)間光照促進(jìn)葉綠體產(chǎn)生NADH，M酶活性降低，pMDH酶催化B酸轉(zhuǎn)化為A酸

（3）②④①③

（4）葉綠體產(chǎn)生的A酸通過載體蛋白運(yùn)輸?shù)骄€粒體，線粒體代謝產(chǎn)生的B酸，又通過載體蛋白返回到葉綠體，從而維持A酸-B酸的穩(wěn)態(tài)與平衡。

【知識(shí)點(diǎn)】細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合；光合作用的過程和意義；細(xì)胞的凋亡

【解析】【解答】（1）葉綠體是光合作用的場所，通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為糖。因M基因編碼葉綠體中催化脂肪酸合成的M酶，所以可推測葉綠體也可以合成脂肪的組分脂肪酸。

故填：光合；脂肪酸。

（2）M基因突變?yōu)閙后，在長時(shí)間光照條件下，促進(jìn)葉綠體產(chǎn)生NADH，M酶活性降低，pMDH酶催化B酸轉(zhuǎn)化為A酸，A酸轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體，最終導(dǎo)致產(chǎn)生過量活性氧并誘發(fā)細(xì)胞凋亡。

故填：長時(shí)間光照促進(jìn)葉綠體產(chǎn)生NADH，M酶活性降低，pMDH酶催化B酸轉(zhuǎn)化為A酸。

（3）分析題干內(nèi)容可知，科學(xué)家解析“M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡機(jī)制”的研究思路為：用誘變劑處理突變體m，并篩選保留m基因但不表現(xiàn)凋亡的突變株，通過對所獲一系列突變體的詳細(xì)解析確定相應(yīng)蛋白的細(xì)胞定位和功能并鑒定相關(guān)基因，因此正確順序?yàn)棰冖堍佗邸?/p>

故填：②④①③。

（4）據(jù)圖分析可知：葉綠體中B酸反應(yīng)產(chǎn)生的A酸通過載體蛋白運(yùn)入線粒體，發(fā)生反應(yīng)后又產(chǎn)生B酸；線粒體產(chǎn)生的B酸，又通過載體蛋白運(yùn)回到葉綠體，從而維持A酸-B酸的穩(wěn)態(tài)與平衡。

故填：葉綠體產(chǎn)生的A酸通過載體蛋白運(yùn)輸?shù)骄€粒體，線粒體代謝產(chǎn)生的B酸，又通過載體蛋白返回到葉綠體，從而維持A酸-B酸的穩(wěn)態(tài)與平衡。

【分析】本實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄縈基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的原因，實(shí)驗(yàn)思路為用誘變劑處理突變體m，并篩選保留m基因但不表現(xiàn)凋亡的突變株，通過對所獲一系列突變體的詳細(xì)解析確定相應(yīng)蛋白的細(xì)胞定位和功能。由此揭示出一條活性氧產(chǎn)生的新途徑：A酸作為葉綠體中氧化還原平衡的調(diào)節(jié)物質(zhì)，從葉綠體經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入到線粒體中，在mMDH酶的作用下產(chǎn)生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化會(huì)產(chǎn)生活性氧。一旦活性氧超過一定水平后引發(fā)細(xì)胞凋亡。

9．（2023·山東）當(dāng)植物吸收的光能過多時(shí)，過剩的光能會(huì)對光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體（PSⅡ）造成損傷，使PSⅡ活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。細(xì)胞可通過非光化學(xué)淬滅（NPQ）將過剩的光能耗散，減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個(gè)功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)。科研人員以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)光照射時(shí)對野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對二者的PSⅡ均造成了損傷。

（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量為。該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量中，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有（答出2個(gè)因素即可）。

（2）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，（填“能”或“不能”）比較出強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱，理由是。

（3）據(jù)圖分析，與野生型相比，強(qiáng)光照射下突變體中流向光合作用的能量（填“多”或“少”）。若測得突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)推測，原因是。

【答案】（1）擬南芥種類、光照強(qiáng)度；CO2濃度、溫度

（2）不能；強(qiáng)光照射下突變體的NPQ/相對值比野生型的NPQ/相對值高，能減少強(qiáng)光對PSⅡ復(fù)合體造成損傷。但是野生型含有H蛋白，能對損傷后的PSⅡ進(jìn)行修復(fù)，故不能確定強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱

（3）.少；突變體的NPQ強(qiáng)度大，能夠減少強(qiáng)光對PSII的損傷

【知識(shí)點(diǎn)】光合作用的過程和意義

【解析】【解答】（1）分析題意可知，該實(shí)驗(yàn)探究了擬南芥的野生型和H基因缺失突變體在不同強(qiáng)度光照下的NPQ強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)中自變量為擬南芥的種類和光照強(qiáng)度兩個(gè)。此外，無關(guān)變量中溫度和CO2濃度是影響光合作用強(qiáng)度的兩個(gè)重要因素。

故答案為：擬南芥種類、光照強(qiáng)度；CO2濃度、溫度。

（2）本實(shí)驗(yàn)中的因變量為NPQ/相對值，由圖可知，強(qiáng)光照射下突變體的NPQ/相對值比野生型的NPQ/相對值高，能減少強(qiáng)光對PSⅡ復(fù)合體造成損傷，但是野生型野生型含有H蛋白，可以修復(fù)損傷的PSⅡ，因此不能判斷野生型和突變體中PSⅡ活性的強(qiáng)弱。

故答案為：不能；強(qiáng)光照射下突變體的NPQ/相對值比野生型的NPQ/相對值高，能減少強(qiáng)光對PSⅡ復(fù)合體造成損傷。但是野生型含有H蛋白，能對損傷后的PSⅡ進(jìn)行修復(fù)，故不能確定強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱。

（3）由題意可知，強(qiáng)光照射下突變體體內(nèi)的NPQ/相對值高，能將過剩的光能耗散，使流向光合作用的能量減少。突變體的NPQ強(qiáng)度大，可以將過剩的光能耗散，減少強(qiáng)光對PSII的損傷，該作用超過了野生型H蛋白對PSⅡ的修復(fù)作用，使得突變體的PSⅡ活性高于野生型，為暗反應(yīng)提供較多的NADPH和ATP，故突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型。

故答案為：少；突變體的NPQ強(qiáng)度大，能夠減少強(qiáng)光對PSII的損傷。

【分析】光合作用的反應(yīng)階段：

①光反應(yīng)階段：場所是類囊體薄膜

a．水的光解：2H2O4[H]+O2

b．ATP的生成：ADP+PiATP

②暗反應(yīng)階段：場所是葉綠體基質(zhì)

a．CO2的固定：CO2+C52C3

b．C3的還原：2C3（CH2O）+C5+H2O

光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+。

10．（2023·浙江）植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下：CK組（白光）、A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、B組（紅光：藍(lán)光=3：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1），每組輸出的功率相同。

回答下列問題：

（1）光為生菜的光合作用提供，又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對氮元素需求，若營養(yǎng)液中的離子濃度過高，根細(xì)胞會(huì)因作用失水造成生菜萎蔫。

（2）由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是。由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配比為，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是。

（3）進(jìn)一步探究在不同溫度條件下，增施CO2對生菜光合速率的影響，結(jié)果如圖丙所示。由圖可知，在25℃時(shí)，提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳，判斷依據(jù)是。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度，還可以，使光合速率進(jìn)一步提高，從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析，優(yōu)點(diǎn)還有。

【答案】（1）能量；滲透

（2）與CK組相比，A、B、C組使用的是紅光和藍(lán)紫光，光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A、B、C組吸收的光更充分，光合作用速率更高，植物干重更高；紅光：藍(lán)光=3：2；當(dāng)光質(zhì)配比為B組（紅光：藍(lán)光=3：2）時(shí)，植物葉綠素和氮含量都比A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）高，有利于植物的光合作用，即B組植物的光合作用速率大于A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）兩組，凈光合速率更大，積累的有機(jī)物更多

（3）在25℃時(shí)提高CO2濃度光合速率增加幅度最高；升高溫度；減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；影響光合作用的環(huán)境因素

【解析】【解答】（1）光合作能的能量來源為太陽能，光不僅是光合作用的能量來源，還參與影響植物的形態(tài)建成。植物的根尖成熟區(qū)細(xì)胞含有上都大液泡，可通過滲透作用吸水或失水。

故答案為：能量；滲透。

（2）葉肉細(xì)胞中葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，CK組（白光）、A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、B組（紅光：藍(lán)光=3：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1），四組實(shí)驗(yàn)中，A、B、C組的宏光和藍(lán)光被色素吸收的更充分，光合作用速率更高，積累的有機(jī)物含量更高，植物干重更高。分析圖乙可知，紅藍(lán)光配比為紅光：藍(lán)光=3：2時(shí)，幼苗體內(nèi)色素含量和氮含量比配比為紅光：藍(lán)光=3：2和光：藍(lán)光=2：1高，更有利于光合作用的進(jìn)行，凈光合速率大，有機(jī)物積累多，生菜的產(chǎn)量高。

故答案為：與CK組相比，A、B、C組使用的是紅光和藍(lán)紫光，光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A、B、C組吸收的光更充分，光合作用速率更高，植物干重更高；紅光：藍(lán)光=3：2；當(dāng)光質(zhì)配比為B組（紅光：藍(lán)光=3：2）時(shí)，植物葉綠素和氮含量都比A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）高，有利于植物的光合作用，即B組植物的光合作用速率大于A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）兩組，凈光合速率更大，積累的有機(jī)物更多。

（3）分析圖丙可知，與大氣CO2相比在，在25℃時(shí)，高濃度CO2的光合速率增加幅度最大，故在25℃時(shí)，提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳。冬季溫度較低，除了燃燒沼氣以提高CO2濃度提高光合速率以外，還可以通過提高溫度，增加酶的活性來提高光合速率，這樣可以減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生。

故答案為：在25℃時(shí)提高CO2濃度光合速率增加幅度最高；升高溫度；減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生。

【分析】1、綠葉中的色素包括葉綠素a和葉綠素b，類胡蘿卜素和葉黃素，其中葉綠素a能夠吸收傳遞光能之外還能轉(zhuǎn)化光能，葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)紫光。

2、影響光合作用的環(huán)境因素。（1）溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度最大，當(dāng)溫度低于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而加強(qiáng)，當(dāng)溫度高于最適溫度，光合作用強(qiáng)度隨溫度的增加而減弱。（2）二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨二氧化碳濃度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。（3）光照強(qiáng)度對光合作用的影響：在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定的值，光合作用強(qiáng)度不再增強(qiáng)。（4）光質(zhì)：綠葉中的色素包括葉綠素a和葉綠素b，類胡蘿卜素和葉黃素，其中葉綠素a能夠吸收傳遞光能之外還能轉(zhuǎn)化光能，葉綠素a主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對綠光吸收最少。（5）水：水是光合作用產(chǎn)物和反應(yīng)物，水的含量影響光合作用，水影響氣孔的開關(guān)，從而影響CO2的供應(yīng)。（6）礦質(zhì)元素：葉綠素的合成需要Mg2+，光合作用中其他參與物也需要礦質(zhì)元素參與合成，所以礦質(zhì)元素也會(huì)影響光合作用。

11．（2023·全國乙卷）植物的氣孔由葉表皮上兩個(gè)具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時(shí)氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進(jìn)行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號(hào)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K．有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時(shí)，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強(qiáng)度）照射某植物葉片時(shí)，氣孔開度可達(dá)最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。

（1）氣孔的開閉會(huì)影響植物葉片的蒸騰作用、（答出2點(diǎn)即可）等生理過程。

（2）紅光可通過光合作用促進(jìn)氣孔開放，其原因是。

（3）某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補(bǔ)加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進(jìn)一步增大，因此他們認(rèn)為氣孔開度進(jìn)一步增大的原因是，藍(lán)光促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋。請推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是。

（4）已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng)，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔（填“能”或“不能”）維持一定的開度。

【答案】（1）光合作用和呼吸作用

（2）紅光是葉綠體色素主要吸收的光，因而紅光照射能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體進(jìn)行光合作用，保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓上升，因而吸水體積膨大，氣孔開放。

（3）藍(lán)光作為信號(hào)能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋，因而保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓上升，吸水膨脹，氣孔張開。

（4）不能

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；光合作用的過程和意義；影響光合作用的環(huán)境因素；細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用；光合作用原理的應(yīng)用

【解析】【解答】（1）氣孔的開閉會(huì)影響植物水分流失和對空氣中氧氣與二氧化碳的獲取，進(jìn)而影響到植物葉片的蒸騰作用、光合作用和呼吸作用等生理過程。

故答案為：光合作用和呼吸作用。

（2）紅光可通過光合作用促進(jìn)氣孔開放，其原因是紅光是葉綠體色素主要吸收的光，因而紅光照射能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體進(jìn)行光合作用，光合產(chǎn)物會(huì)使保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓上升，因而吸水體積膨大，氣孔開放。

故答案為：紅光是葉綠體色素主要吸收的光，因而紅光照射能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體進(jìn)行光合作用，保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓上升，因而吸水體積膨大，氣孔開放。

（3）題干中指出藍(lán)光可作為一種信號(hào)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K，而保衛(wèi)細(xì)胞吸收K會(huì)使保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓上升，吸水膨脹，氣孔張開。

故答案為：藍(lán)光作為信號(hào)能促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋，因而保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓上升，吸水膨脹，氣孔張開。

（4）除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng)，光合作用的暗反應(yīng)也不能正常進(jìn)行，光合作用不能正常進(jìn)行，也就不能維持一定的開度。

故答案為：不能。

【分析】（1）當(dāng)氣孔張開時(shí)，葉片內(nèi)的水分吸收熱量變成水蒸氣，經(jīng)氣孔擴(kuò)散到外界空氣中。因此，氣孔是植物體蒸騰失水的“門戶”，也是植物體與外界進(jìn)行氣體交換的“窗口”。

（2）葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍(lán)紫光的吸收量大，對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。

（3）光合作用的過程：

（4）影響光合作用強(qiáng)度的因素

外因：包括光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。

影響因素產(chǎn)生的影響影響過程

光照強(qiáng)度影響水的光解產(chǎn)生[H]，影響ATP的形成主要是光反應(yīng)階段

CO2濃度影響C3的合成主要是暗反應(yīng)階段

溫度影響光合作用酶的活性

內(nèi)因：包括酶的活性和數(shù)量、色素的種類和數(shù)量、五碳化合物的含量等。

12．（2023·全國甲卷）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}。

（1）葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分離，可以采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布上，其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍(lán)紫光”“紅光”或＂綠光＂）。

（2）將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是。

（3）葉片進(jìn)行光合作用時(shí)，葉綠體中會(huì)產(chǎn)生淀粉。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。

【答案】（1）差速離心法；類囊體（?。┠?；藍(lán)紫光

（2）懸液中具有類囊體膜以及葉綠體基質(zhì)暗反應(yīng)相關(guān)的酶，但黑暗條件下，光反應(yīng)無法進(jìn)行，暗反應(yīng)沒有光反應(yīng)提供的原料ATP和NADPH，所以無法形成糖類。

（3）思路：將生長狀況良好且相同的植物葉片分為甲乙兩組，甲組放置在有光條件下，乙組放置在其他環(huán)境相同的黑暗狀態(tài)下，一段時(shí)間后，用差速離心法提取出甲乙兩組的葉綠體，制作成勻漿，分別加入碘液后觀察。

結(jié)果：甲組勻漿出現(xiàn)藍(lán)色，有淀粉產(chǎn)生；乙組無藍(lán)色出現(xiàn)，無淀粉產(chǎn)生。

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；光合作用的過程和意義

【解析】【解答】（1）分離動(dòng)植物細(xì)胞器使用差速離心法，葉綠體中色素分布在類囊體薄膜上，其中葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。

故填：差速離心；類體（?。┠ぃ凰{(lán)紫光。

（2）光合作用根據(jù)是否有光，分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，兩個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行相互聯(lián)系，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，用于三碳化合物的還原。在黑暗條件下無光，光反應(yīng)不能進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)提供提供ATP和NADPH，因此暗反應(yīng)也無法進(jìn)行，光合產(chǎn)物無法生成。

故填：懸液中具有類囊體薄膜、葉綠體基質(zhì)以及與暗反應(yīng)相關(guān)的酶，但黑暗條件下，光反應(yīng)無法進(jìn)行，暗反應(yīng)缺乏光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，所以無法生成糖類。

(3)本題主要考查光合作用產(chǎn)物有淀粉，并在葉綠體中，需要將葉綠體提取出來并檢測其中淀粉。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C明葉綠體中有淀粉存在，確定實(shí)驗(yàn)自變量是否可以進(jìn)行光合作用，因變量光合產(chǎn)物淀粉，又因?yàn)榈矸塾龅庖鹤兯{(lán)，結(jié)合探究實(shí)驗(yàn)的單一變量原則和對照原則可以書寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。

思路：將生長狀況良好且相同的植物葉片分為甲乙兩組，甲組放置在有光條件下，乙組放置在其他環(huán)境相同的黑暗狀態(tài)下，一段時(shí)間后，用差速離心法提取出甲乙兩組的葉綠體，制作成勻漿，分別加入碘液后觀察。

結(jié)果：甲組勻漿出現(xiàn)藍(lán)色，有淀粉產(chǎn)生；乙組無藍(lán)色出現(xiàn)，無淀粉產(chǎn)生。

故填：將生長狀況良好且相同的植物葉片分為甲乙兩組，甲組放置在有光條件下，乙組放置在其他環(huán)境相同的黑暗狀態(tài)下，一段時(shí)間后，用差速離心法提取出甲乙兩組的葉綠體，制作成勻漿，分別加入碘液后觀察；甲組勻漿出現(xiàn)藍(lán)色，有淀粉產(chǎn)生；乙組無藍(lán)色出現(xiàn)，無淀粉產(chǎn)生。

【分析】本題考查光合作用的反應(yīng)場所及條件，細(xì)胞器的分離方法，實(shí)驗(yàn)中光合作用產(chǎn)物的檢測。

光合作用根據(jù)是否需要光能，可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，現(xiàn)在也稱為碳反應(yīng)，兩個(gè)階段。光反應(yīng)階段是光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段是在類囊體的薄膜上進(jìn)行的。暗反應(yīng)階段是光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。在這一階段，CO2被利用，經(jīng)過一系列的反應(yīng)后生成糖類。

13．（2023·浙江）葉片是給植物其他器官提供有機(jī)物的“源”，果實(shí)是儲(chǔ)存有機(jī)物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比（以果實(shí)數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示）對葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

項(xiàng)目甲組乙組丙組

處理

庫源比1/21/41/6

單位葉面積葉綠素相對含量78.775.575.0

凈光合速率（μmol·m-2·s-1）9.318.998.75

果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物（mg）21.9637.3866.06

單果重（g）11.8112.2119.59

注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個(gè)果實(shí)并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應(yīng)給各組保留的葉片進(jìn)行光合作用。②凈光合速率：單位時(shí)間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量。

回答下列問題：

（1）葉片葉綠素含量測定時(shí)，可先提取葉綠體色素，再進(jìn)行測定。提取葉綠體色素時(shí)，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是。

（2）研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的中的化學(xué)能。合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13CO2的原因有（答出2點(diǎn)即可）。

（3）分析實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率（填“升高”或“降低”）、果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物的量（填“增加”或“減少”）。庫源比升高導(dǎo)致果實(shí)單果重變化的原因是。

（4）為進(jìn)一步研究葉片光合產(chǎn)物的分配原則進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，庫源處理如圖所示，用13CO2供應(yīng)給保留的葉片進(jìn)行光合作用，結(jié)果見表2。

果實(shí)位置果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物(mg)單果重(g)

第1果26.9112.31

第2果18.0010.43

第3果2.148.19

根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實(shí)的特點(diǎn)是。

（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量（單果重10g以上為合格）的是哪一項(xiàng)？（）

A．除草B．遮光C．蔬果D．松土

【答案】（1）葉綠體色素為脂溶性物質(zhì)，易溶于乙醇

（2）五碳糖（C5）；ATP和NADPH；CO2是光合作用的原料；13C可被儀器檢測

（3）降低；增加；光合產(chǎn)物合成的有機(jī)物總量少，可提供給果實(shí)的有機(jī)物相應(yīng)減少

（4）就近分配原則

（5）C

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)；光合作用的過程和意義

【解析】【解答】（1）提取葉綠體色素時(shí)，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是因?yàn)槿~綠體色素為脂溶性物質(zhì)，易溶于乙醇。

（2）光合作用時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先于葉綠體內(nèi)的五碳糖結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物C3還原為糖需接受光反應(yīng)合成的ATP和NADPH中的化學(xué)能。合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13CO2的原因是CO2是光合作用的原料，而13CO2中的13C可被儀器檢測到。

（3）根據(jù)表格可知隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率降低、果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物的量增加。庫源比升高導(dǎo)致果實(shí)單果重變小原因是光合作用合成的有機(jī)物總量少，可提供給果實(shí)的有機(jī)物相應(yīng)減少。

（4）根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知庫與源的距離越近果實(shí)中含3C光合產(chǎn)物越多，單果重越重，由此可知葉片光合產(chǎn)物分配給果實(shí)的特點(diǎn)是就近分配原則。

（5）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知庫源比越小單果重越大，要想提高單支的合格果實(shí)產(chǎn)量需要減小庫源比，可以進(jìn)行的措施是蔬果，C符合題意。

故答案為：（1）葉綠體色素為脂溶性物質(zhì)，易溶于乙醇（2）五碳糖（C5）；ATP和NADPH；CO2是光合作用的原料；13C可被儀器檢測（3）降低；增加；光合產(chǎn)物合成的有機(jī)物總量少，可提供給果實(shí)的有機(jī)物相應(yīng)減少（4）就近分配原則（5）C

【分析】1、綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：①提?。喝~綠體中的色素溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。②分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。

2、光合作用過程

14．（2023·湖南）下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖。卡爾文循環(huán)的Rubisco酶對CO2的Km為450μmol·L-1（K越小，酶對底物的親和力越大），該酶既可催化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)）。該酶的酶促反應(yīng)方向受CO2和O2相對濃度的影響。與水稻相比，玉米葉肉細(xì)胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細(xì)胞葉綠體是水光解的主要場所，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體主要與ATP生成有關(guān)。玉米的暗反應(yīng)先在葉肉細(xì)胞中利用PEPC酶（PEPC對CO2的Km為7μmol·L-1）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)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）玉米的卡爾文循環(huán)中第一個(gè)光合還原產(chǎn)物是（填具體名稱），該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通過長距離運(yùn)輸?shù)狡渌M織器官。

（2）在干旱、高光照強(qiáng)度環(huán)境下，玉米的光合作用強(qiáng)度（填"高于"或"低于"）水稻。從光合作用機(jī)制及其調(diào)控分析，原因是（答出三點(diǎn)即可）。

（3）某研究將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響，但在光飽和條件下水稻的光合作用強(qiáng)度無明顯變化。其原因可能是（答出三點(diǎn)即可）。

【答案】（1）3-磷酸甘油醛；蔗糖；維管組織

（2）高于；高光照條件下玉米可以將光合產(chǎn)物及時(shí)轉(zhuǎn)移；玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束稍內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸

（3）酶的活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物質(zhì)含量的限制；原核生物和真核生物光合作用機(jī)制有所不同

【知識(shí)點(diǎn)】光合作用的過程和意義

【解析】【解答】（1）玉米的光合作用的卡爾文循環(huán)的過程與水稻相同，故玉米CO2固定的產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸，3-磷酸甘油酸被還原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在葉綠體中被轉(zhuǎn)化成淀粉，在葉綠體外被轉(zhuǎn)化成蔗糖，以蔗糖形式通過維管組織進(jìn)行長距離運(yùn)輸。

故填：3-磷酸甘油醛；蔗糖；維管組織。

（2）干旱、高光強(qiáng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物部分氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，由玉米的PEPC對CO2的Km為7μmol·L-1顯著小于水稻，且K越小，酶對底物的親和力越大可知：玉米PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束稍內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸；玉米能將葉綠體內(nèi)的光合產(chǎn)物通過維管組織及時(shí)轉(zhuǎn)移出細(xì)胞。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。

故填：高于；高光照條件下玉米可以將光合產(chǎn)物及時(shí)轉(zhuǎn)移；玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束稍內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸。

（3）將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中CO2作為光合作用的原料，其濃度大幅度提升，但在光飽和條件下水稻的光合作用強(qiáng)度無明顯變化。光照強(qiáng)度已達(dá)到適宜條件，不是影響光合作用的因素，說明有其他因素影響光合作用的提升，例如溫度等其他因素。當(dāng)溫度達(dá)到最適溫度時(shí)，水稻的酶活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高；在光飽和條件下如果光合作用強(qiáng)度沒有明顯提高，可能受到ATP和NADPH等光反應(yīng)產(chǎn)物含量的限制；藍(lán)細(xì)菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用機(jī)制可能有所不同，因此藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制對水稻不起作用。

故填：酶的活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物質(zhì)含量的限制；原核生物和真核生物光合作用機(jī)制有所不同。

【分析】光合作用過程中的暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)）包括兩個(gè)過程：二氧化碳的固定和三碳化合物的還原。CO2被一分子C5（一種五碳化合物）固定生成兩分子C3的過程稱作CO2的固定。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)。

15．（2023·廣東）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)危差異不明顯，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利，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2000μmolm-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yglWT(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0~50μmolm-2s-1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光倉速率的變化，在下圖坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖6a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

【答案】（1）類胡蘿卜素/葉綠素比例上升；藍(lán)紫

（2）高于；呼吸速率較高

（3）有機(jī)物積累較多

（4）；為什么達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，ygl的凈光合速率高于WT？

【知識(shí)點(diǎn)】葉綠體結(jié)構(gòu)及色素的分布和作用；影響光合作用的環(huán)境因素；光合作用原理的應(yīng)用

【解析】【解答】（1）由表格的比較項(xiàng)目可知，與WT對比，ygl植株的葉綠素、類胡蘿卜素含量較低，但類胡蘿卜素/葉綠素比值較高，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，而ygl是葉色黃綠，據(jù)此斷定其葉片主要吸收藍(lán)紫光。

故填：類胡蘿卜素/葉綠素比例較大；藍(lán)紫。

（2）比較圖a凈光合速率曲線變化可知，光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000μmolm-2's-1時(shí)，WT先到達(dá)光飽和點(diǎn)，所以ygl的光飽和點(diǎn)高于WT。光補(bǔ)償點(diǎn)的含義是該光照強(qiáng)度下，光合速率等于呼吸速率，ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，那么可能的原因：一是其葉綠素含量較低，吸收的光能較少，光合速率偏低；二是其呼吸速率較高，結(jié)合圖c可知，ygl呼吸速率確實(shí)比WT高。

故填：高于；呼吸速率較高。

（3）植物高產(chǎn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是凈光合速率越大，光合作用積累的有機(jī)物越多，越有利于植株生長發(fā)育，因此高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，使得ygl群體的凈光合速率較高，積累的有機(jī)物較多，所以高產(chǎn)。

故填：有機(jī)物積累較多。

（4）根據(jù)圖b可知，WT的光補(bǔ)償是15μmolm-2's-1，ygl的光補(bǔ)償是30μmolm-2's-1，因此在0~50μmolm-2s-1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl的凈光合速率變化如下圖：

結(jié)合圖a提出問題：為什么達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，ygl的凈光合速率高于WT？

故填：曲線繪制如圖；為什么達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，ygl的凈光合速率高于WT？

【分析】本題以ygl高產(chǎn)原因的實(shí)驗(yàn)探究為背景，考查光合作用的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)側(cè)重考查對實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄圖表的析圖、獲取信息與圖文轉(zhuǎn)換能力。

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2023年全國高考生物真題匯編5：光合作用

一、選擇題

1．（2023·湖北）高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)約3%~8%。關(guān)于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．呼吸作用變強(qiáng)，消耗大量養(yǎng)分

B．光合作用強(qiáng)度減弱，有機(jī)物合成減少

C．蒸騰作用增強(qiáng)，植物易失水發(fā)生萎蔫

D．葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少

2．（2023·天津）下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程的圖，關(guān)于此圖說法錯(cuò)誤的是（）

A．HCO3-經(jīng)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

B．HCO3-通過通道蛋白進(jìn)入葉綠體基質(zhì)

C．光反應(yīng)生成的H+促進(jìn)了HCO3-進(jìn)入類囊體

D．光反應(yīng)生成的物質(zhì)X保障了暗反應(yīng)的CO2供應(yīng)

3．（2023·北京）在兩種光照強(qiáng)度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯(cuò)誤的是（）

A．在低光強(qiáng)下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升

B．在高光強(qiáng)下，M點(diǎn)左側(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強(qiáng)相關(guān)

C．在圖中兩個(gè)CP點(diǎn)處，植物均不能進(jìn)行光合作用

D．圖中M點(diǎn)處光合速率與呼吸速率的差值最大

4．（2023·湖北）植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強(qiáng)或減弱對光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSIⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)

B．Mg2+含量減少會(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱

C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲

D．PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和O2

5．（2023·新課標(biāo)卷）我國勞動(dòng)人民在漫長的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。

①低溫儲(chǔ)存，即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放

②春化處理，即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理

③風(fēng)干儲(chǔ)藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲(chǔ)藏

④光周期處理，即在作物生長的某一時(shí)期控制每天光照和黑暗的相對時(shí)長

⑤合理密植，即栽種作物時(shí)做到密度適當(dāng)，行距、株距合理

⑥間作種植，即同一生長期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物

關(guān)于這些措施，下列說法合理的是（）

A．措施②④分別反映了低溫和登夜長短與作物開花的關(guān)系

B．措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗

C．措施②⑤⑥的主要日的是促進(jìn)作物的光合作用

D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度

6．（2023·全國乙卷）植物葉片中的色素對植物的生長發(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（）

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

二、非選擇題

7．（2023·海南）海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一、由于火龍果是長日照植物，冬季日照時(shí)間不足導(dǎo)致其不能正常開花，在生產(chǎn)實(shí)踐中需要夜間補(bǔ)光，使火龍果提前開花，提早上市。某團(tuán)隊(duì)研究了同一光照強(qiáng)度下，不同補(bǔ)光光源和補(bǔ)光時(shí)間對火龍果成花的影響，結(jié)果如圖。

回答下列問題。

（1）光合作用時(shí)，火龍果植株能同時(shí)吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第條。

（2）本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三種補(bǔ)光光源中最佳的是，該光源的最佳補(bǔ)光時(shí)間是小時(shí)/天，判斷該光源是最佳補(bǔ)光光源的依據(jù)是。

（3）現(xiàn)有可促進(jìn)火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強(qiáng)度的白色光源，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強(qiáng)度（簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路）。

8．（2023·北京）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）~（4）題。

調(diào)控植物細(xì)胞活性氧產(chǎn)生機(jī)制的新發(fā)現(xiàn)

能量代謝本質(zhì)上是一系列氧化還原反應(yīng)。在植物細(xì)胞中，線粒體和葉綠體是能量代謝的重要場所。葉綠體內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)的維持對葉綠體行使正常功能非常重要。在細(xì)胞的氧化還原反應(yīng)過程中會(huì)有活性氧產(chǎn)生，活性氧可以調(diào)控細(xì)胞代謝，并與細(xì)胞凋亡有關(guān)。

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)擬南芥突變體m（M基因突變?yōu)閙基因），在受到長時(shí)間連續(xù)光照時(shí)，植株會(huì)出現(xiàn)因細(xì)胞凋亡而引起的葉片黃斑等表型。M基因編碼葉綠體中催化脂肪酸合成的M酶。與野生型相比，突變體m中M酶活性下降，脂肪酸含量顯著降低。

為探究M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的原因，研究人員以誘變劑處理突變體m，篩選不表現(xiàn)細(xì)胞凋亡，但仍保留m基因的突變株。通過對所獲一系列突變體的詳細(xì)解析，發(fā)現(xiàn)葉綠體中pMDH酶、線粒體中mMDH酶和線粒體內(nèi)膜復(fù)合物I（催化有氧呼吸第三階段的酶）等均參與細(xì)胞凋亡過程。由此揭示出一條活性氧產(chǎn)生的新途徑（如圖）：A酸作為葉綠體中氧化還原平衡的調(diào)節(jié)物質(zhì)，從葉綠體經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入到線粒體中，在mMDH酶的作用下產(chǎn)生NADH（[H]）和B酸，NADH被氧化會(huì)產(chǎn)生活性氧?；钚匝醭^一定水平后引發(fā)細(xì)胞凋亡。

在上述研究中，科學(xué)家從擬南芥突變體m入手，揭示出在葉綠體和線粒體之間存在著一條A酸-B酸循環(huán)途徑。對A酸-B酸循環(huán)的進(jìn)一步研究，將為探索植物在不同環(huán)境脅迫下生長的調(diào)控機(jī)制提供新的思路。

（1）葉綠體通過作用將CO2轉(zhuǎn)化為糖。從文中可知，葉綠體也可以合成脂肪的組分。

（2）結(jié)合文中圖示分析，M基因突變?yōu)閙后，植株在長時(shí)間光照條件下出現(xiàn)細(xì)胞凋亡的原因是：，A酸轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體，最終導(dǎo)致產(chǎn)生過量活性氧并誘發(fā)細(xì)胞凋亡。

（3）請將下列各項(xiàng)的序號(hào)排序，以呈現(xiàn)本文中科學(xué)家解析“M基因突變導(dǎo)致細(xì)胞凋亡機(jī)制”的研究思路：。

①確定相應(yīng)蛋白的細(xì)胞定位和功能

②用誘變劑處理突變體m

③鑒定相關(guān)基因

④篩選保留m基因但不表現(xiàn)凋亡的突變株

（4）本文拓展了高中教材中關(guān)于細(xì)胞器間協(xié)調(diào)配合的內(nèi)容，請從細(xì)胞器間協(xié)作以維持穩(wěn)態(tài)與平衡的角度加以概括說明。

9．（2023·山東）當(dāng)植物吸收的光能過多時(shí)，過剩的光能會(huì)對光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體（PSⅡ）造成損傷，使PSⅡ活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。細(xì)胞可通過非光化學(xué)淬滅（NPQ）將過剩的光能耗散，減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個(gè)功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)光照射時(shí)對野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對二者的PSⅡ均造成了損傷。

（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量為。該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量中，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有（答出2個(gè)因素即可）。

（2）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，（填“能”或“不能”）比較出強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱，理由是。

（3）據(jù)圖分析，與野生型相比，強(qiáng)光照射下突變體中流向光合作用的能量（填“多”或“少”）。若測得突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)推測，原因是。

10．（2023·浙江）植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下：CK組（白光）、A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、B組（紅光：藍(lán)光=3：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1），每組輸出的功率相同。

回答下列問題：

（1）光為生菜的光合作用提供，又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對氮元素需求，若營養(yǎng)液中的離子濃度過高，根細(xì)胞會(huì)因作用失水造成生菜萎蔫。

（2）由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是。由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配比為，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是。

（3）進(jìn)一步探究在不同溫度條件下，增施CO2對生菜光合速率的影響，結(jié)果如圖丙所示。由圖可知，在25℃時(shí)，提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳，判斷依據(jù)是。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度，還可以，使光合速率進(jìn)一步提高，從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析，優(yōu)點(diǎn)還有。

11．（2023·全國乙卷）植物的氣孔由葉表皮上兩個(gè)具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時(shí)氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進(jìn)行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號(hào)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K．有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時(shí)，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強(qiáng)度）照射某植物葉片時(shí)，氣孔開度可達(dá)最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。

（1）氣孔的開閉會(huì)影響植物葉片的蒸騰作用、（答出2點(diǎn)即可）等生理過程。

（2）紅光可通過光合作用促進(jìn)氣孔開放，其原因是。

（3）某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補(bǔ)加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進(jìn)一步增大，因此他們認(rèn)為氣孔開度進(jìn)一步增大的原因是，藍(lán)光促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋。請推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是。

（4）已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng)，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔（填“能”或“不能”）維持一定的開度。

12．（2023·全國甲卷）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}。

（1）葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分離，可以采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布上，其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍(lán)紫光”“紅光”或＂綠光＂）。

（2）將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是。

（3）葉片進(jìn)行光合作用時(shí)，葉綠體中會(huì)產(chǎn)生淀粉。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。

13．（2023·浙江）葉片是給植物其他器官提供有機(jī)物的“源”，果實(shí)是儲(chǔ)存有機(jī)物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比（以果實(shí)數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示）對葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

項(xiàng)目甲組乙組丙組

處理

庫源比1/21/41/6

單位葉面積葉綠素相對含量78.775.575.0

凈光合速率（μmol·m-2·s-1）9.318.998.75

果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物（mg）21.9637.3866.06

單果重（g）11.8112.2119.59

注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個(gè)果實(shí)并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應(yīng)給各組保留的葉片進(jìn)行光合作用。②凈光合速率：單位時(shí)間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量。

回答下列問題：

（1）葉片葉綠素含量測定時(shí)，可先提取葉綠體色素，再進(jìn)行測定。提取葉綠體色素時(shí)，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是。

（2）研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的中的化學(xué)能。合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13CO2的原因有