重點培優(yōu) 光合作用命題熱點研究

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“源”是指制造及供應(yīng)同化物的部位，“庫”則是指儲存或消耗同化物的部位。輸出光合產(chǎn)物的葉片即為源；接受光合產(chǎn)物的生長中心，包括正在長大的果實、種子或芽等即為庫。正常情況下，植物體內(nèi)代謝源與庫之間是相互協(xié)調(diào)的，在對光合產(chǎn)物的需求量大時，葉的光合速率也較大，反之亦然。培優(yōu)點(一)

光合作用中“源”“庫”問題分析[應(yīng)用體驗]1.(2023·浙江1月選考)葉片是給植物其他器官提供有機物的“源”，果實是儲存有機物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比(以果實數(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0，實驗結(jié)果見表1?；卮鹣铝袉栴}：

表1項目甲組乙組丙組處理注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個果實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行光合作用。②凈光合速率：單位時間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量。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果實中含13C光合產(chǎn)物/mg21.9637.3866.06單果重/g11.8112.2119.59續(xù)表(1)葉片葉綠素含量測定時，可先提取葉綠體色素，再進行測定。提取葉綠體色素時，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，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。合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘?。在本實驗中，選用13CO2的原因有__________________________________(答出2點即可)。(3)分析實驗甲、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)致果實單果重變化的原因是________________________________________。(4)為進一步研究葉片光合產(chǎn)物的分配原則進行了實驗，庫源處理如圖所示，用13CO2供應(yīng)給保留的葉片進行光合作用，結(jié)果見表2。表2根據(jù)表2實驗結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實的特點是____________________________________________。果實位置果實中含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(5)綜合上述實驗結(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產(chǎn)量(單果重10g以上為合格)的是哪一項？________(A.除草B.遮光C.疏果D.松土)。解析：(1)葉綠體中的色素易溶于乙醇，因此用乙醇作為提取液。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的五碳糖(C5)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ATP和NADPH中的化學(xué)能，合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘?。在本實驗中，選用13CO2的原因有CO2是光合作用的原料和13C可被儀器檢測。(3)分析實驗甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率降低；果實中含13C光合產(chǎn)物的量增多；據(jù)題表1可知，庫源比升高，導(dǎo)致單果重變小，原因是庫源比升高，光合作用合成有機物總量減少，可提供給果實的有機物相應(yīng)減少。(4)根據(jù)題表2實驗結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實的特點是就近分配(離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多)。(5)綜合上述實驗結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，能提高單枝的合格果實產(chǎn)量的措施是疏果，C項正確。答案：(1)葉綠體的色素為脂溶性物質(zhì)，易溶于乙醇(2)五碳糖(或C5)

ATP和NADPH

CO2是光合作用的原料、13C可被儀器檢測(3)降低增加光合作用合成的有機物總量減少，可提供給果實的有機物相應(yīng)減少(4)就近分配(5)C2.人們已深入了解陽生植物改變源—庫關(guān)系對其光合作用及光合產(chǎn)物的影響，而對陰生植物的研究卻不多見。本實驗用人工溫室培養(yǎng)(溫度適宜、自然采光)的人參為材料，測定去除部分人參葉片對存留葉片光合作用及物質(zhì)生產(chǎn)日變化的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)如圖。請回答下列問題：(1)據(jù)圖1分析可知，去除部分葉片能夠在一定程度上________(填“提高”或“降低”)人參存留葉片光合速率。(2)據(jù)圖2分析，去除部分葉片組人參存留葉片胞間CO2濃度比對照組________，其原因是_____________________________________，要進一步提高人參的產(chǎn)量，可采取的措施是______________________。(3)研究還發(fā)現(xiàn)，去除部分葉片組人參存留葉片中的可溶性糖和淀粉含量減少，但可溶性蛋白質(zhì)的含量卻顯著增加，據(jù)此推測，去除部分葉片組人參存留葉片光合速率增加的原因可能是：一方面，去除部分葉片后，光合作用產(chǎn)物的源減少，導(dǎo)致存留葉片中可溶性糖和淀粉往庫的運輸量________，減少了存留葉片中光合產(chǎn)物的積累，從而促進光合速率的提高；另一方面，存留葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量增加，很可能是存留葉片合成了更多的________________，從而促進了碳反應(yīng)的進行，進而提高了光合速率。解析：(1)據(jù)圖1分析可知，去除部分葉片組的人參存留葉片光合速率整體大于對照組，因此去除部分葉片能夠在一定程度上提高人參存留葉片光合速率。(2)據(jù)圖2分析可知，由于去除部分葉片組人參存留葉片的光合速率提高，消耗的CO2比對照組更多，胞間CO2濃度更低，因此去除部分葉片組人參存留葉片胞間CO2濃度比對照組低。若要進一步提高人參的產(chǎn)量，可適當(dāng)提高溫室中的CO2濃度。(3)由題意可知，去除部分葉片組人參存留葉片光合速率增加的原因可能是：一方面，去除部分葉片后，光合作用產(chǎn)物的源減少，導(dǎo)致存留葉片中可溶性糖和淀粉往庫的運輸量增加，減少了存留葉片中光合產(chǎn)物的積累，從而促進光合速率的提高；另一方面，存留葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量增加，很可能是存留葉片合成了更多的與光合作用相關(guān)的酶(蛋白質(zhì))從而促進了碳反應(yīng)的進行，進而提高了光合速率。答案：(1)提高(2)低去除部分葉片組人參存留葉片的光合速率提高，消耗的CO2比對照組更多，胞間CO2濃度更低適當(dāng)提高溫室中的CO2濃度(3)增加與光合作用相關(guān)的酶1.C3與C4植物：C3植物的CO2固定是C5(五碳糖)與CO2結(jié)合形成C3(三碳酸)；C4植物的CO2固定是先合成四碳化合物，然后再釋放CO2形成三碳化合物。與C3植物相比，C4植物具有生長能力強、CO2利用效率高、需水分少、更耐強光等優(yōu)點。2.光呼吸現(xiàn)象：是所有進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程。它是光合作用一個損耗能量的副反應(yīng)，特點是呼吸基質(zhì)在被分解轉(zhuǎn)化過程中雖也放出CO2，但不能轉(zhuǎn)換成ATP，而使光合產(chǎn)物被白白地耗費掉。培優(yōu)點(二)

C3、C4植物的光合過程對比及光呼吸過程分析[應(yīng)用體驗]3.(2023·湖南高考)下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖?？栁难h(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)，進行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進行光呼吸(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，玉米葉肉細胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細胞葉綠體是水光解的主要場所，維管束鞘細胞的葉綠體主要與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)運到維管束鞘細胞后釋放CO2，再進行卡爾文循環(huán)。回答下列問題：(1)玉米的卡爾文循環(huán)中第一個光合還原產(chǎn)物是__________(填具體名稱)，該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)基質(zhì)合成__________(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通過____________長距離運輸?shù)狡渌M織器官。(2)在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度________(填“高于”或“低于”)水稻。從光合作用機制及其調(diào)控分析，原因是___________________________________________________________________________________________________(答出三點即可)。(3)某研究將藍細菌的CO2濃縮機制導(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度無明顯變化。其原因可能是_____________________________________________________________________________________________________________________(答出三點即可)。解析：(1)玉米的光合作用過程與水稻相比，雖然CO2的固定過程不同，但C3的還原過程是相同的，結(jié)合水稻的卡爾文循環(huán)圖解，可以看出CO2固定的直接產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸，然后直接被NADPH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，蔗糖可以進入篩管，

再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈帯?2)干旱、高光強時會導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，而玉米的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，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能將葉綠體內(nèi)的光合產(chǎn)物通過維管組織及時轉(zhuǎn)移出細胞。因此在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度高于水稻。(3)將藍細菌的CO2濃縮機制導(dǎo)入水稻，只是提高了葉綠體中CO2濃度，而植物的光合作用強度受到很多因素的影響，則在光飽和條件下水稻的光合作用強度無明顯變化的原因可能是水稻中相關(guān)酶活性達到最大，對CO2的利用率不再提高；或是受到ATP和NADPH等物質(zhì)含量的限制；也可能是因為藍細菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用機制有所不同。答案：(1)3-磷酸甘油醛蔗糖維管組織(或韌皮部的篩管)

(2)高于高光照條件下玉米可以將光合產(chǎn)物及時轉(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，使維管束鞘內(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制有所不同4.光呼吸可使水稻和小麥等作物的光合效率降低20%至50%，造成減產(chǎn)。光呼吸現(xiàn)象存在的根本原因在于Rubisco酶是一個雙功能的酶，具有催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)兩種功能，其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時，RuBP(五碳糖，C5)與進入葉綠體的CO2結(jié)合，經(jīng)Rubisco酶催化生成2分子的PGA(三碳酸，C3)，進行光合作用；當(dāng)CO2濃度低而O2濃度高時，RuBP與O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG(2-磷酸乙醇酸，C2)，后者在相關(guān)酶的作用下生成乙醇酸(光呼吸的底物)，乙醇酸通過光呼吸代謝循環(huán)合成PGA，重新加入卡爾文循環(huán)，而1/4的PG則以CO2的形式釋放，具體過程如圖1所示。請回答下列問題：(1)在紅光照射條件下，參與光反應(yīng)的主要色素是________；據(jù)圖1可推知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質(zhì)中，催化CO2與C5結(jié)合，生成2分子C3，影響該反應(yīng)的內(nèi)部因素有______________________________(寫出2點即可)。在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應(yīng)；推測O2與CO2比值________時，有利于光呼吸而不利于光合作用。(2)從圖1看出，正常光合作用的葉片突然停止光照后，葉片會出現(xiàn)快速釋放CO2的現(xiàn)象(CO2猝發(fā))，試解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：________________________________________。從能量代謝分析，光呼吸與需氧呼吸最大的區(qū)別是__________________。(3)水稻、小麥屬于C3植物，而高粱、玉米屬于C4植物，其特有的C4途徑如圖2所示。根據(jù)圖2中信息推測，PEP羧化酶比Rubisco酶對CO2的親和力________。葉肉細胞包圍在維管束鞘細胞四周，形成花環(huán)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)特點，進一步推測C4植物光呼吸比C3植物的________。解析：(1)葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光照射條件下，參與光反應(yīng)的主要色素是葉綠素；分析題意可知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質(zhì)中，影響碳反應(yīng)(卡爾文循環(huán))的內(nèi)部因素有Rubisco酶活性、Rubisco酶含量、C5含量、pH等；在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應(yīng)，推測O2與CO2比值高時，有利于光呼吸而不利于光合作用。(2)突然停止光照后，光反應(yīng)過程停止，C3還原受阻，葉綠體基質(zhì)中剩余的C5加氧反應(yīng)產(chǎn)生CO2，葉片會出現(xiàn)快速釋放CO2的現(xiàn)象；需氧呼吸是一個消耗有機物，釋放能量的過程，故光呼吸與需氧呼吸最大的區(qū)別是光呼吸需要消耗ATP，需氧呼吸能產(chǎn)生ATP。(3)CO2的濃度較低時也能發(fā)生C4途徑，故PEP羧化酶比Rubisco酶對CO2的親和力強；在維管束鞘細胞中形成高濃度CO2，導(dǎo)致O2與CO2的比值降低，C4植物光呼吸比C3植物的弱。答案：(1)葉綠素(或葉綠素a和b)

Rubisco酶活性、Rubisco酶含量、C5含量、pH等高(2)葉綠體基質(zhì)中剩余的C5加氧反應(yīng)產(chǎn)生CO2光呼吸消耗ATP，需氧呼吸產(chǎn)生ATP

(3)強弱人工光合系統(tǒng)是指通過人工進行與植物光合作用同樣的化學(xué)反應(yīng)的技術(shù)。模仿利用陽光、水和空氣中的二氧化碳生成氧和碳水化合物的植物，使用陽光人工吸收二氧化碳，生成氧、甲酸、碳化氫和乙醇等。培優(yōu)點(三)

人工光合反應(yīng)系統(tǒng)與流程分析[應(yīng)用體驗]5.(2023·杭州二中3月模擬)我國科學(xué)家實現(xiàn)了CO2到淀粉的從頭合成。圖中C1模塊是用無機催化劑把CO2還原為甲醇，C3模塊是將甲醇轉(zhuǎn)換為C3，C6模塊是用C3合成C6，Cn模塊是將C6再聚合成為淀粉。下列敘述錯誤的是

(

)A.圖中由CO2到GAP的過程相當(dāng)于葉綠體中CO2的固定B.由GAP到G-6-P的過程在葉綠體內(nèi)需要NADPH作還原劑C.Cn模塊合成淀粉的過程伴隨著水的生成D.在固定等量CO2的情況下，該人工途徑比植物光合作用積累淀粉的量少答案：D

解析：分析題圖可知，圖中由CO2到GAP(C3)的過程相當(dāng)于葉綠體中CO2的固定過程，A正確；由GAP到G-6-P的過程相當(dāng)于C3被還原的過程，該過程在葉綠體內(nèi)需要光反應(yīng)產(chǎn)物NADPH作還原劑，B正確；Cn模塊將C6再聚合成為淀粉，合成淀粉的過程是脫水縮合過程，伴隨著水的生成，C正確；在植物體中，淀粉的積累量＝光合作用的產(chǎn)生量－呼吸作用的消耗量，而在人工途徑中只模擬光合作用過程，淀粉的積累量＝光合作用的產(chǎn)生量，因此在固定等量CO2的情況下，該人工途徑比植物光合作用積累淀粉的量多，D錯誤。6.(2020·山東高考改編)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是____________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________。(2)若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因是_______________________________。(3)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是__________________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。解析：(1)根據(jù)題圖可知，模塊1利用太陽能發(fā)電裝置將吸收的光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2利用電能電解H2O生成H＋和O2，并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的過程。該系統(tǒng)中的模塊1和模塊2執(zhí)行葉綠體中光反應(yīng)功能。模塊3將大氣中的CO2轉(zhuǎn)換為糖類，相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)。暗反應(yīng)中CO2和C5結(jié)合生成C3，故該系統(tǒng)中模塊3中的甲為五碳化合物(C5)，乙為三碳化合物(C3)。(2)若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則CO2濃度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的還原短時間內(nèi)仍正常進行，因此短時間內(nèi)乙(C3)的含量減少。暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若該系統(tǒng)氣泵停轉(zhuǎn)時間較長，則模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變。(3)干旱條件下，土壤含水量低，導(dǎo)致植物葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少。因此，干旱條件下，很多植物光合作用速率降低。答案：(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)

(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少對植物產(chǎn)生傷害的環(huán)境稱為逆境或脅迫，脅迫可分為生物脅迫和非生物脅迫兩大類。非生物脅迫主要有水分(干旱和淹澇)、溫度(高溫和低溫)、鹽堿、環(huán)境污染等理化逆境；生物脅迫主要包括病害、蟲害、雜草等。研究植物對脅迫的適應(yīng)性和抵抗性對于農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)等具有重要意義。培優(yōu)點(四)

脅迫對光合作用的影響[應(yīng)用體驗]7.干旱脅迫會提高植物體內(nèi)ABA(脫落酸)的含量，抑制CTK(細胞分裂素)的合成及運輸。葉片和根系中CTK/ABA的值降低，氣孔導(dǎo)度也顯著降低。干旱使IAA(生長素)和GA(赤霉素)也有一定程度的減少。下列說法錯誤的是(

)A.干旱脅迫抑制CTK的合成進而引起葉綠素合成減少，會導(dǎo)致光合速率下降B.植物體內(nèi)IAA含量變化會影響乙烯的合成C.根部產(chǎn)生的ABA可被傳遞給葉片，從而降低葉片氣孔導(dǎo)度D.ABA和CTK可以通過協(xié)同作用提高植物抗干旱的能力答案：D

解析：細胞分裂素(CTK)具有促進細胞分裂，延緩葉片衰老等作用，干旱脅迫會抑制CTK的合成及運輸，進而引起葉綠素合成減少，會導(dǎo)致光合速率下降，A正確；植物體內(nèi)IAA含量上升會促進乙烯的合成，B正確；根部產(chǎn)生的ABA可被傳遞給葉片，從而降低葉片氣孔導(dǎo)度，C正確；ABA含量上升和CTK含量下降增強了植物抗旱能力，所以ABA和CTK可以通過拮抗作用提高植物抗干旱的能力，D錯誤。8.(2023·湖州吳興區(qū)月考)某研究機構(gòu)開展了外源Spd對低溫脅迫下甜瓜幼苗光合作用影響的實驗，實驗結(jié)果如表，請回答下列相關(guān)問題：組別葉綠素a/葉綠素b氣孔導(dǎo)度/(mmol·m－2·s－1)胞間二氧化碳濃度/(μL/L)凈光合速率/(μmol·m－2·s－1)組1：常溫＋蒸餾水2.20.2217514組2：常溫＋Spd2.20.2721020組3：低溫＋蒸餾水1.70.063304.5組4：低溫＋Spd20.1427012注意：葉綠素a/葉綠素b比值越大，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率越高；本實驗其他條件保持一致且適宜。(1)利用________提取葉綠素，通過________法將葉綠素a和b分開，再通過一定方法測得葉綠素a和b的含量，從而獲得每組的葉綠素a/葉綠素b的值。與組1相比，組3施加低溫處理后，會引起甜瓜幼苗在光反應(yīng)中合成的能源物質(zhì)________減少，較長一段時間后，當(dāng)光合速率達到穩(wěn)定時，組3葉肉細胞內(nèi)五碳糖的含量會________(填“上升”“基本不變”或“下降”)。(2)從表中可知，組3低溫引起______________________________的下降是凈光合速率下降的主要原因。(3)已知低溫會導(dǎo)致類囊體膜被破壞、自由基(氧化各種生物大分子)含量升高，抑制植物的光合作用。該研究機構(gòu)可開展利用________觀察類囊體膜結(jié)構(gòu)的完整性。解析：(1)葉綠素能溶解在有機溶劑中，可利用95%的酒精提取葉綠素；色素在層析液中溶解度不同，在濾紙上擴散的速度不同，可通過紙層析法將葉綠素a和b分開；與組1相比，組3中葉綠素a/葉綠素b的值降低，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率降低，會導(dǎo)致光反應(yīng)中合成的能源物質(zhì)ATP和NADPH減少；較長一段時間后，光反應(yīng)速率減小，達到穩(wěn)定時光反應(yīng)會影響碳反應(yīng)進而導(dǎo)致碳反應(yīng)減弱，則植物葉肉細胞內(nèi)五碳糖的含量會下降。(2)與組1相比，組3氣孔導(dǎo)度雖然下降，但胞間二氧化碳濃度增多，說明氣孔導(dǎo)度不是限制凈光合速率的因素，故葉綠素a與葉綠素b的比例下降是組3中凈光合速率下降的主要原因。(3)類囊體膜結(jié)構(gòu)屬于亞顯微結(jié)構(gòu)，在電子顯微鏡下才能夠觀察到。答案：(1)95%的酒精紙層析ATP、NADPH下降(2)葉綠素a與葉綠素b的比例(3)電子顯微鏡專題驗收評價驗收評價（一）細胞呼吸一、選擇題1.(2023·紹興期末)若判定人體在運動時肌肉細胞是否進行了厭氧呼吸，應(yīng)檢測體內(nèi)積累的

(

)A.CO2

B.乳酸

C.酒精

D.ADP答案：B

解析：人體肌肉細胞進行厭氧呼吸時產(chǎn)生的是乳酸，不會產(chǎn)生CO2和酒精；正常情況下，人體細胞內(nèi)的ATP和ADP保持動態(tài)平衡的相對穩(wěn)定狀態(tài)。2.(2023·寧波九校期末)某同學(xué)在煮沸冷卻后的牛奶中加入少許酸奶，在適宜條件下繁殖乳酸菌，下列說法正確的是

(

)A.發(fā)酵瓶密封一段時間后需要通氣B.乳酸菌厭氧呼吸過程不產(chǎn)生ATPC.乳酸菌在無氧條件下會產(chǎn)生乳酸D.若有氧氣混入，乳酸菌的線粒體就會利用丙酮酸答案：C

解析：乳酸菌為厭氧菌，不需要通氣，A錯誤；乳酸菌厭氧呼吸第一階段能產(chǎn)生少量ATP，B錯誤；乳酸菌在無氧條件下會產(chǎn)生乳酸，進行乳酸發(fā)酵，C正確；乳酸菌是原核生物，沒有線粒體，D錯誤。3.(2023·溫州樂清期中)呼吸熵是指生物體在同一時間內(nèi)，釋放的二氧化碳與吸收的氧氣的體積之比或摩爾數(shù)之比，若細胞分別以等量葡萄糖和油脂為底物，進行完全的需氧呼吸，測得的呼吸熵各是

(

)A.＝1，＞1B.＝1，＜1C.＝1，＝1 D.＜1，＞1答案：B

解析：由題意可知，以葡萄糖為底物的需氧呼吸釋放的二氧化碳量與吸收的氧氣量相等，呼吸熵等于1；等量的油脂氧化分解消耗的氧氣多于葡萄糖，吸收的氧氣量大于二氧化碳的釋放量，故呼吸熵小于1。閱讀下列材料，回答4～5題?？死撞妓惯x用呼吸速率非常高的鴿胸肌為實驗材料證明了細胞內(nèi)的需氧呼吸的部分階段反應(yīng)是按照特定的順序進行循環(huán)反應(yīng)，該循環(huán)反應(yīng)稱為克雷布斯循環(huán)，因為循環(huán)的第一個產(chǎn)物是檸檬酸，又名檸檬酸循環(huán)，后來的研究證實該循環(huán)為需氧呼吸的第二階段。4.下列關(guān)于克雷布斯循環(huán)的敘述，正確的是

(

)A.克雷布斯循環(huán)發(fā)生在線粒體基質(zhì)中B.克雷布斯循環(huán)以葡萄糖作為直接底物C.克雷布斯循環(huán)的產(chǎn)物有二氧化碳和水D.克雷布斯循環(huán)過程中釋放的能量全部轉(zhuǎn)移到合成的ATP中答案：A

解析：克雷布斯循環(huán)為需氧呼吸的第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，以丙酮酸和水作為直接底物，沒有水生成，循環(huán)過程中釋放的能量大部分以熱能形式散失，少部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中，A正確。5.下列關(guān)于細胞呼吸的敘述，正確的是

(

)A.需氧呼吸就是克雷布斯循環(huán)B.需氧呼吸和厭氧呼吸都是一系列酶促反應(yīng)過程C.厭氧呼吸的產(chǎn)物可以為需氧呼吸提供原料D.厭氧呼吸就是細胞把葡萄糖徹底分解成水和二氧化碳的過程答案：B

解析：需氧呼吸包括三個階段，而克雷布斯循環(huán)僅為需氧呼吸的第二階段，A錯誤；需氧呼吸和厭氧呼吸都是一系列酶促反應(yīng)過程，需要多種酶的參與，B正確；厭氧呼吸的產(chǎn)物為酒精、二氧化碳或乳酸，而需氧呼吸的原料是葡萄糖、氧氣和水，C錯誤；需氧呼吸就是細胞有氧條件下把葡萄糖徹底分解成水和二氧化碳，并釋放能量的過程，厭氧呼吸過程是不徹底的氧化分解，D錯誤。6.傳統(tǒng)“酒駕”檢測時，交警可讓司機對填充了吸附有硅膠顆粒的裝置吹氣，若發(fā)現(xiàn)硅膠變色達到一定程度，即可證明司機是酒后駕車。裝置內(nèi)的試劑及判斷酒駕的現(xiàn)象為

(

)A.硅膠顆粒中含有重鉻酸鉀，硅膠最后的顏色為灰綠色B.硅膠顆粒中含有重鉻酸鉀，硅膠最后的顏色為橙黃色C.硅膠顆粒中含有溴麝香草酚藍，硅膠最后的顏色為黃色D.硅膠顆粒中含有溴麝香草酚藍，硅膠最后的顏色為灰綠色答案：A

解析：

“酒駕”檢測的實質(zhì)是檢測酒精的含量，所以硅膠顆粒中應(yīng)含有重鉻酸鉀；若司機是酒后駕車，吹出的氣體中含有酒精，硅膠最后的顏色為灰綠色。7.(2023·寧波期末)如圖①～④表示細胞呼吸中的物質(zhì)變化過程，下列敘述錯誤的是

(

)A.酵母細胞中③④進行的場所不同B.肌肉細胞中①②③④能同時進行C.肝臟細胞中④需要O2的參與D.①②、①③的產(chǎn)物不同，直接原因是酶的種類不同答案：B

解析：③表示厭氧呼吸的第二階段，在細胞溶膠中進行；④表示需氧呼吸的第二、三階段，反應(yīng)場所是線粒體，A正確；肌肉細胞中不能進行③產(chǎn)生酒精的厭氧呼吸，B錯誤；④表示需氧呼吸的第二、三階段，第三階段需要O2的參與，C正確；①②、①③的產(chǎn)物不同，直接原因是酶的種類不同，D正確。8.(2023·杭州重點中學(xué)一模)下列有關(guān)探究酵母菌細胞呼吸方式實驗的敘述，正確的是

(

)A.選擇酵母菌為實驗材料的原因是其為兼性厭氧型細菌B.不能通過測定CO2產(chǎn)生的多少判斷酵母菌的細胞呼吸方式C.在檢測酒精產(chǎn)生時應(yīng)延長培養(yǎng)時間以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖D.在測定厭氧呼吸時錐形瓶中加入酵母菌培養(yǎng)液后應(yīng)立即連通盛有澄清石灰水的錐形瓶答案：C

解析：酵母菌屬于真菌，選擇酵母菌為實驗材料是因為酵母菌是兼性厭氧型真菌，A錯誤；需氧呼吸產(chǎn)生的CO2多于厭氧呼吸，故能通過測定CO2產(chǎn)生的多少判斷酵母菌的細胞呼吸方式，B錯誤；為避免葡萄糖與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色反應(yīng)，影響實驗結(jié)果，可適當(dāng)延長酵母菌培養(yǎng)時間，以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖再進行鑒定，C正確；為了防止厭氧呼吸裝置中原有氧氣的干擾，加入酵母菌培養(yǎng)液后應(yīng)封口一段時間后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，D錯誤。9.(2023·全國乙卷)植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應(yīng)缺氧環(huán)境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細胞經(jīng)呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是

(

)A.在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，只進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸B.a～b時間內(nèi)植物根細胞存在經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的過程C.每分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精時生成的ATP比產(chǎn)生乳酸時的多D.植物根細胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精跨膜運輸?shù)倪^程不需要消耗ATP答案：C

解析：在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，說明此時段植物根細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，A正確；在無氧條件下，a～b時間內(nèi)植物根細胞釋放CO2，推測該時段植物根細胞存在產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸過程，B正確；在葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精或乳酸的過程中，只有第一階段釋放能量，這兩個過程的第一階段相同，故消耗1分子葡萄糖，這兩個過程生成的ATP相同，C錯誤；酒精跨膜運輸?shù)姆绞綖閿U散，不需要消耗ATP，D正確。10.如圖為人體運動強度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關(guān)系。下列敘述正確的是

(

)A.ab段只進行需氧呼吸B.bc段CO2的釋放速率不變C.ab段細胞中有機物的能量利用效率大于cd段D.氧氣消耗速率可代表人體細胞呼吸總速率答案：C

解析：

ab段氧氣消耗速率逐漸升高，血液中的乳酸不為0，說明該階段主要進行需氧呼吸，也能進行厭氧呼吸，A錯誤。bc段氧氣消耗速率逐漸升高，需氧呼吸不斷加強，CO2的釋放速率逐漸升高，B錯誤。ab段主要進行需氧呼吸，也有少量厭氧呼吸；cd段氧氣消耗速率不變，但血液中的乳酸含量逐漸升高，說明該段厭氧呼吸加強。消耗等量有機物，需氧呼吸釋放的能量較多，因此ab段細胞中有機物的能量利用效率大于cd段，C正確；人體細胞呼吸總速率＝需氧呼吸速率＋厭氧呼吸速率，厭氧呼吸不消耗氧氣，因此氧氣消耗速率不能代表人體細胞呼吸總速率，D錯誤。11.包扎傷口時，需要選用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料。研究人員開發(fā)了一種水凝膠貼片(如圖所示)，其中填充著活性長鏈合球菌(藍細菌)，有助于治療慢性傷口的愈合。下列敘述錯誤的是

(

)A.透氣性好的“創(chuàng)可貼”和水凝膠貼片都可防止傷口處厭氧菌感染B.該水凝膠貼片上的藍細菌能通過光合作用產(chǎn)生氧氣C.消化道內(nèi)長期潰瘍的傷口，適宜使用該種水凝膠貼片D.與一般“創(chuàng)可貼”相比，該水凝膠貼片更有利于傷口細胞吸收氧氣答案：C

解析：透氣性好的“創(chuàng)可貼”和水凝膠貼片都能為創(chuàng)口處提供有氧環(huán)境，可防止傷口處厭氧菌感染，A正確；該水凝膠貼片上的藍細菌能通過光合作用產(chǎn)生氧氣，B正確；消化道無光照，水凝膠貼片中的藍細菌不能進行光合作用，因此該水凝膠貼片不能在消化道傷口處使用，C錯誤；氧氣溶解在水凝膠中有利于皮膚吸收，所以與一般“創(chuàng)可貼”相比，該水凝膠貼片更有利于傷口細胞吸收氧氣，D正確。12.生物通過呼吸產(chǎn)生CO2量和消耗O2量的比值稱為呼吸熵。研究黑暗處理對不同品系壇紫菜呼吸熵的影響，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是

(

)A.D2時，洞頭本地菜細胞消耗O2的場所是線粒體內(nèi)膜，產(chǎn)生CO2的場所是線粒體基質(zhì)B.D2時，浙東1號的呼吸熵接近1，說明浙東1號呼吸底物中只有糖類C.D6時，浙東1號的呼吸熵小于洞頭本地菜，說明浙東1號呼吸底物中油脂比例更高D.D12時，兩個品種的呼吸熵比較接近，說明兩個品系壇紫菜呼吸速率基本相等答案：C

解析：分析題圖可知，D2時洞頭本地菜呼吸熵大于1，說明需氧呼吸和厭氧呼吸同時進行，細胞消耗O2的場所是線粒體內(nèi)膜，而CO2是需氧呼吸和厭氧呼吸共同產(chǎn)生的，因此產(chǎn)生CO2的場所是線粒體基質(zhì)和細胞溶膠，A錯誤；D2時，浙東1號的呼吸熵接近1，可能浙東1號呼吸底物只有糖類，也可能呼吸底物中同時存在油脂和糖類并且進行需氧呼吸和厭氧呼吸，B錯誤；呼吸底物中含有油脂時，消耗的O2多，產(chǎn)生的CO2少，因此D6時，浙東1號的呼吸熵小于洞頭本地菜，說明浙東1號呼吸底物中油脂比例更高，C正確；呼吸熵是呼吸產(chǎn)生CO2量和消耗O2量的比值，不能表示呼吸速率的大小，D錯誤。二、非選擇題13.(2023·衢州月考)臨床研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞中葡萄糖的能量利用率低，靠大量攝取葡萄糖獲得能量滿足自身生長繁殖的需要。根皮素是一種葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的抑制劑，主要存在于蘋果、梨等多汁水果的果皮及根皮，具有抗腫瘤的能力，而且對正常細胞沒有細胞毒性。(1)在氧氣充足的環(huán)境下，大部分哺乳動物細胞吸收葡萄糖，經(jīng)過系列反應(yīng)徹底氧化分解為________，糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)變?yōu)開_________________________。(2)“腫瘤細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產(chǎn)能”，最初科學(xué)家認為是由缺氧導(dǎo)致的。為驗證該推測，科學(xué)家將腫瘤細胞放入________條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞依然不能高效產(chǎn)能，由此否定了該推測。(3)研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞會選擇性地抑制線粒體膜上丙酮酸載體的活性或使其部分載體缺失，從而抑制需氧呼吸的________階段，據(jù)此可推斷腫瘤細胞進行的呼吸方式主要是________，經(jīng)過該呼吸過程葡萄糖中的能量大部分存留在________中。(4)根皮素可以抑制腫瘤細胞生長而發(fā)揮抗腫瘤作用，分析其原因是____________________________________________。解析：(1)在氧氣充足的環(huán)境下，葡萄糖經(jīng)過系列反應(yīng)徹底氧化分解為CO2和H2O，糖類中穩(wěn)定的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芗癆TP中活躍的化學(xué)能。(2)科學(xué)家認為是由缺氧導(dǎo)致腫瘤細胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產(chǎn)能，所以應(yīng)該給腫瘤細胞提供較為充足的氧氣環(huán)境，若在氧氣充足條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞依然不能高效產(chǎn)能，即可推翻該推測。(3)線粒體是需氧呼吸第二、第三階段的場所，抑制線粒體膜上丙酮酸載體的活性或使其部分載體缺失，會抑制需氧呼吸的第二階段和第三階段，據(jù)此推斷腫瘤細胞無法進行需氧呼吸，所以呼吸方式主要是厭氧呼吸；動物細胞厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，所以葡萄糖中的能量轉(zhuǎn)化為乳酸中的化學(xué)能和熱能及少量ATP中的化學(xué)能，大部分能量儲存在乳酸中。(4)結(jié)合題意可知，根皮素是一種葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的抑制劑，根皮素能通過抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的活性，抑制腫瘤細胞獲取葡萄糖，腫瘤細胞會因為缺少營養(yǎng)物質(zhì)而被抑制生長、增殖，從而發(fā)揮其抗腫瘤的作用。答案：(1)CO2和H2O熱能及ATP中活躍的化學(xué)能(2)氧氣充足(3)第二、第三厭氧呼吸乳酸(4)根皮素能通過抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的活性，抑制腫瘤細胞獲取葡萄糖，腫瘤細胞會因為缺少營養(yǎng)物質(zhì)而被抑制生長、增殖14.圖1是真核生物細胞呼吸的主要物質(zhì)變化示意圖，①～④表示其中的過程。圖2、3分別表示O2濃度、溫度對植物組織CO2釋放速率的影響。請回答下列問題：(1)人體肌肉細胞厭氧呼吸的終產(chǎn)物是________。圖1中物質(zhì)X為__________，葡萄糖分解產(chǎn)生X的反應(yīng)式為_______________________。(2)根據(jù)圖2和圖3可知，在蔬菜保鮮貯藏中，應(yīng)采取________和________的措施。(3)圖1中，在細胞溶膠中進行的是________(填標號)過程，在線粒體中進行的是________(填標號)過程。圖2中O2濃度為a、b時，厭氧呼吸較強的是__________(填“a”或“b”)。解析：(1)人體肌肉細胞厭氧呼吸的終產(chǎn)物是乳酸；圖1中④為乙醇發(fā)酵第二階段，故圖1中X為乙醇和CO2，葡萄糖分解產(chǎn)生X的反應(yīng)式見答案。(2)根據(jù)圖2和圖3可知，在蔬菜保鮮貯藏中，應(yīng)采取適當(dāng)降低O2濃度和適當(dāng)降低溫度的措施。(3)需氧呼吸和厭氧呼吸的第一階段以及厭氧呼吸的第二階段都在細胞溶膠中進行，因此圖1中，在細胞溶膠中進行的是①③④過程；需氧呼吸的第二和第三階段都在線粒體中進行，因此在線粒體中進行的是②過程。O2能抑制厭氧呼吸，且O2濃度越高，抑制作用越強，因此圖2中厭氧呼吸較強的是a。驗收評價（二）光合作用一、選擇題1.(2023·寧波北侖開學(xué)考)在我國西北地區(qū)，夏季日照時間長，晝夜溫差大，那里產(chǎn)出的瓜果往往特別甜。這是因為

(

)A.白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱B.白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用強烈C.白天光合作用微弱，晚上呼吸作用強烈D.白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱答案：D

解析：由于白天光照較強，光合作用旺盛，積累了大量的有機物(糖類)，而夜晚溫度較低，與呼吸作用有關(guān)的酶的活性較低，呼吸作用微弱，有機物消耗少，因此一晝夜后，瓜果積累的有機物多，會特別甜。2.(2023·紹興期末)用14C標記參與光合作用的二氧化碳，可以發(fā)現(xiàn)14C轉(zhuǎn)移途徑是

(

)A.二氧化碳→三碳酸→糖類

B.二氧化碳→ATP→糖類C.二氧化碳→NADPH→糖類

D.二氧化碳→NADP＋→NADPH答案：A

解析：用14C標記參與光合作用的CO2，而CO2主要參與光合作用的碳反應(yīng)過程。14CO2進入葉綠體基質(zhì)中先與C5結(jié)合產(chǎn)生2個14C3(三碳酸)，然后2個14C3在NADPH和ATP的作用下生成糖類，即14CO2的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→三碳化合物(三碳酸)→糖類。3.(2023·杭州重點中學(xué)期中聯(lián)考)恩格爾曼把載有水綿(具有帶狀葉綠體)和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細的光束照射水綿的局部區(qū)域，如圖所示。一段時間后，好氧細菌將大量聚集的區(qū)域是

(

)A.①

B.②C.③ D.④答案：A

解析：用極細的光束照射水綿，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中，即圖中①部位。4.(2023·湖北高考)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，下列敘述錯誤的是

(

)A.呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分B.光合作用強度減弱，有機物合成減少C.蒸騰作用增強，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

解析：植物呼吸作用的最適溫度往往高于光合作用，氣溫升高，植物呼吸作用增強，消耗的有機物增多，造成作物減產(chǎn)，A正確；溫度升高，可能導(dǎo)致光合作用相關(guān)酶的活性降低，光合作用強度降低，有機物合成減少，B正確；溫度升高，蒸騰作用增強，植物易失水萎蔫，從而影響正常的生命活動，造成減產(chǎn)，C正確；據(jù)題干信息可知，高溫往往使葉片變黃、變褐，推測高溫導(dǎo)致葉綠素降解，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，NADH在細胞呼吸過程中產(chǎn)生，D錯誤。5.(2023·溫州樂清期中)在晴朗夏季，將某一植株放在密閉玻璃罩內(nèi)置于室外一晝夜，利用CO2傳感器監(jiān)測玻璃罩內(nèi)CO2濃度，實驗結(jié)果如圖所示。該植株葉片葉肉細胞光合作用消耗的CO2量與細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量最可能在何時相等

(

)A.e時

B.f時

C.g時

D.h時答案：A

解析：由題圖可知，f、h時，植株凈光合速率為0，即植株光合作用消耗的CO2量與細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量相等。由于葉片葉肉細胞凈光合速率大于植株凈光合速率，而e時，植株凈光合速率小于0，g時，植株凈光合速率大于0，故該植株葉片葉肉細胞凈光合速率為0，即其光合作用消耗的CO2量與細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量相等的時間最可能在e時。6.(2023·湖北高考)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。下列敘述錯誤的是

(

)A.葉肉細胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強B.Mg2＋含量減少會導(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

解析：據(jù)圖可知，在強光下，PSⅡ與LHCⅡ分離，減弱PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲，避免強光造成損傷；在弱光下，PSⅡ與LHCⅡ結(jié)合，增強PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲，有利于弱光條件下吸收足夠的光能。LHCⅡ和PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化，葉肉細胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，會導(dǎo)致類囊體膜上LHCⅡ不能與PSⅡ分離，PSⅡ與LHCⅡ結(jié)合增多，從而使PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強，A正確。Mg是構(gòu)成葉綠素的元素，葉綠素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，若Mg2＋含量減少，PSⅡ光復(fù)合體含有的光合色素含量降低，導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱，B正確。弱光下PSⅡ與LHCⅡ結(jié)合，有利于對光能的捕獲，C錯誤。類囊體膜上的PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，在光反應(yīng)中，其能吸收光能并分解水產(chǎn)生H＋、電子和O2，D正確。7.希爾發(fā)現(xiàn)離體的葉綠體中加入二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照后能釋放氧氣，同時藍色氧化態(tài)的DCPIP接受氫后變成無色還原態(tài)的DCPIPH2。某小組進行了實驗驗證，實驗分組和結(jié)果如下表，各試管加入試劑后密閉。下列敘述錯誤的是

(

)實驗分組甲試管乙試管丙試管丁試管葉綠體懸浮液/mL1.0—1.0—DCPIP/mL0.50.50.50.50.5mol/L蔗糖溶液/mL4.05.04.05.0光照或黑暗光照光照黑暗黑暗上層液體顏色無色藍色藍色藍色A.葉綠體懸浮于滅菌蒸餾水中制成葉綠體懸浮液B.甲試管除了顏色變化外，還有ATP生成C.若試管不密閉，會影響DCPIPH2的生成D.蔗糖溶液中的DCPIP在光照下自身不會變色答案：A

解析：葉綠體是具膜細胞器，在蒸餾水中會吸水漲破，因此應(yīng)該用蔗糖溶液配制葉綠體懸浮液，A錯誤；甲試管中含有葉綠體并進行光照，可以進行光合作用產(chǎn)生ATP，B正確；若試管不密閉，空氣中的氧氣會影響DCPIPH2的生成，C正確；蔗糖溶液中的DCPIP在光照下自身不會變色，被還原后才會變無色，D正確。8.(2023·杭州期末)某科研小組為研究高溫對植物光合速率的影響，將甲、乙兩種植物從25℃環(huán)境移入40℃環(huán)境中培養(yǎng)，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如圖1所示。圖2表示在25℃環(huán)境中，光強度對這兩種植物光合速率的影響。下列敘述錯誤的是(

)A.40℃對植物甲光反應(yīng)的影響比碳反應(yīng)更大B.40℃時植物乙的光能捕獲率大于植物甲C.25℃環(huán)境中，兩種植物的光補償點相同、光飽和點不同D.25℃環(huán)境時光強度從D降為C，植物乙葉肉細胞三碳糖合成速率保持穩(wěn)定答案：B

解析：據(jù)圖1可知，40℃時植物甲的光能捕獲率大幅度下降，而其氣孔導(dǎo)度下降幅度不大，因此40℃對植物甲光反應(yīng)的影響比碳反應(yīng)更大，A正確；40℃時植物甲的光能捕獲率下降幅度大于植物乙，但是不能說明此時植物乙的光能捕獲率大于植物甲，B錯誤；據(jù)圖2可知，在25℃環(huán)境中，植物甲、乙的光補償點(A)相等，但是兩者的光飽和點不同，C正確；在25℃環(huán)境中，植物乙在C點時已經(jīng)達到了光飽和點，因此25℃環(huán)境中光強度從D降為C，植物乙葉肉細胞三碳糖合成速率保持穩(wěn)定，D正確。9.(2023·浙睿聯(lián)盟第二次聯(lián)考)已知植物合成葉綠素和Rubisco酶(碳反應(yīng)中催化CO2固定的關(guān)鍵酶)都需要消耗氮元素。某植物突變體中葉綠素含量僅為野生型的49%，研究人員探究了不同氮肥水平對該植物野生型和突變體葉片中Rubisco酶含量的影響，結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是

(

)A.相比野生型，突變體更傾向于將氮元素用于合成Rubisco酶B.本實驗的自變量是不同氮肥水平，因變量是類囊體膜上Rubisco酶含量C.對野生型和突變體光合色素分別提取與分離，濾紙條上色素帶的寬度與位置存在差異D.Rubisco酶在植物細胞內(nèi)僅起催化作用，能利用ATP與NADPH提供能量將CO2固定為三碳酸答案：A

解析：由圖分析可知，在每一組氮處理下，突變體的Rubisco酶含量均高于野生型，故突變體更傾向于將氮元素用于合成Rubisco酶，A正確；本實驗的自變量是不同氮肥水平和植物種類，因變量是葉綠體基質(zhì)中Rubisco酶含量，B錯誤；色素帶的寬度與色素含量有關(guān)，濾紙條上僅部分色素帶的寬度存在差異，色素帶的位置不存在差異，C錯誤；Rubisco酶催化CO2的固定不需要利用ATP與NADPH，D錯誤。10.(2023·杭州二模)夏季晴朗的白天，取某種綠色植物頂部向陽的葉片(陽葉)和下部蔭蔽的葉片(陰葉)進行不離體光合作用測試；在8：00～18：00，每隔1h測定一次，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是

(

)A.一天之內(nèi)，陽葉在18：00時的有機物積累總量大于8：00時的B.8：00時，陰葉消耗NADPH的場所為線粒體基質(zhì)C.由圖可知，陰葉的胞間CO2濃度與凈光合速率呈負相關(guān)D.陰葉的胞間CO2濃度比陽葉高的原因可能是陰葉的光強度相對弱答案：B

解析：

8：00～18：00陽葉的凈光合速率大于0，故陽葉在18：00時的有機物積累總量大于8：00時的，A正確；NADPH用于C3的還原，消耗NADPH的場所是葉綠體基質(zhì)，B錯誤；由圖中曲線的變化趨勢可知，陰葉的胞間CO2濃度與凈光合速率呈負相關(guān)，C正確；陰葉的凈光合速率比陽葉的低，但胞間CO2濃度比陽葉的高，原因可能是與陽葉相比，陰葉的光強度相對弱，光反應(yīng)速率低，產(chǎn)生的NADPH和ATP少，C3還原速率低，進而造成CO2固定速率低，而陰葉、陽葉呼吸速率接近，從而導(dǎo)致陰葉的胞間CO2濃度高，D正確。二、非選擇題11.(2023·臺州模擬)科學(xué)家已成功研制了“人造葉綠體”，該研究從菠菜中分離出類囊體，與多種酶一起包裹在磷脂構(gòu)成的油包水小液滴中，該系統(tǒng)在光照條件下實現(xiàn)了CO2的固定?！叭嗽烊~綠體”的結(jié)構(gòu)及相關(guān)反應(yīng)過程如圖所示，CETCH循環(huán)是一種新的二氧化碳—有機物化學(xué)循環(huán)?；卮鹣铝袉栴}：(1)由圖可推測“人造葉綠體”外膜由________層磷脂分子組成，且磷脂分子的“頭部”在“人造葉綠體”的________(填“內(nèi)”或“外”)側(cè)。光照條件下，水在“人造葉綠體”的類囊體中被分解成________。(2)A物質(zhì)與葉綠體中的________(填化合物)相似，不斷地被消耗和合成，若突然停止CO2供應(yīng)，短時間內(nèi)A物質(zhì)的量將

________。(3)研究發(fā)現(xiàn)，在乙醛酸還原成乙醇酸的反應(yīng)過程中，“人造葉綠體”內(nèi)NADPH含量降低，ATP的含量提高，由此推測乙醛酸還原和三碳酸還原的不同之處可能是___________________________________。(4)有機物乙醇酸產(chǎn)生的場所相當(dāng)于________。下列各項中能用于檢測該“人造葉綠體”有效性的是________(多選)。A.乙醇酸B.ATP

C.O2

D.蔗糖(5)若要研究CO2參與CETCH循環(huán)時碳的去向，實驗思路是_____________________。解析：(1)“人造葉綠體”膜外側(cè)是油，內(nèi)側(cè)是水，因此“人造葉綠體”外膜由一層磷脂分子組成。磷脂分子的“頭部”具有親水性，“尾部”具有疏水性，所以磷脂分子的“頭部”在“人造葉綠體”的內(nèi)側(cè)。光照條件下，水分解產(chǎn)生H＋、e－和O2。(2)A物質(zhì)可與CO2反應(yīng)，進行CO2的固定，在葉綠體光合作用的碳反應(yīng)階段CO2被C5固定形成C3，因此A物質(zhì)與C5相似。若突然停止CO2供應(yīng)，CO2與A物質(zhì)反應(yīng)速率減慢，A物質(zhì)消耗速率降低，而A物質(zhì)合成速率不變，因此短時間內(nèi)A物質(zhì)的量將增多。(3)三碳酸還原需要ATP和NADPH的供應(yīng)，而“人造葉綠體”內(nèi)NADPH含量降低，但ATP的含量提高，推測乙醛酸還原只需消耗NADPH，不消耗ATP。(4)有機物乙醇酸的產(chǎn)生不需要光照，與光合作用碳反應(yīng)相似，其場所是葉綠體基質(zhì)。若想檢測“人造葉綠體”的有效性，可以檢測反應(yīng)物的減少量和產(chǎn)物的生成量，即乙醇酸、ATP和O2。(5)若要研究CO2參與CETCH循環(huán)時碳的去向，可用放射性同位素標記法，對CO2中的碳元素進行14C標記，研究含有放射性的物質(zhì)及其出現(xiàn)的位置。答案：(1)一內(nèi)H＋、e－和O2

(2)五碳糖(或C5)增多(3)乙醛酸的還原只需消耗NADPH，不消耗ATP

(4)葉綠體基質(zhì)ABC

(5)對CO2中的碳元素進行14C標記，研究含有放射性的物質(zhì)及其出現(xiàn)的位置12.(2023·浙江6月選考)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∶藍光＝1∶2)、B組(紅光∶藍光＝3∶2)、C組(紅光∶藍光＝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，根細胞會因________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、藍光配比為____________________，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)進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，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____________，使光合速率進一步提高，從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析，優(yōu)點還有________________________________________________________________________________。解析：(1)葉綠體中的光合色素能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，光為生菜的光合作用提供了能量。若營養(yǎng)液中的離子濃度過高，大于根細胞的細胞液濃度，可導(dǎo)致根細胞發(fā)生滲透失水，造成生菜萎蔫。(2)據(jù)圖乙分析可得出A、B、C組的干重都比CK組高的原因，參見答案；由圖甲、乙分析可知，B組(紅光∶藍光＝3∶2)的氮含量、葉綠素含量以及干重均最高，因此當(dāng)紅、藍光的配比為紅光∶藍光＝3∶2時，最有利于生菜產(chǎn)量的提高。(3)由圖丙分析可知，溫度為25℃時，高CO2濃度下和大氣CO2濃度下生菜的光合速率均較高，且該溫度條件的高CO2濃度下與大氣CO2濃度下生菜的光合速率的差