高考沖刺資源培優(yōu)專題04 細(xì)胞代謝（挑戰(zhàn)真題練+技巧點(diǎn)撥用+能力提升練）（含答案解析）

培優(yōu)專題4細(xì)胞代謝挑戰(zhàn)真題練+技巧點(diǎn)撥用+能力提升練1．(2023·山東·高考真題)當(dāng)植物吸收的光能過(guò)多時(shí)，過(guò)剩的光能會(huì)對(duì)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(guò)非光化學(xué)淬滅(NPQ)將過(guò)剩的光能耗散，減少多余光能對(duì)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(duì)野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對(duì)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(wú)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(cè)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(cè)，原因是。2．(2023·湖南·高考真題)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(duì)CO2的Km為450μmol·L-1(K越小，酶對(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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?wèn)題：(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(guò)長(zhǎng)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(wú)明顯變化。其原因可能是(答出三點(diǎn)即可)。3．(2024·浙江·高考真題)長(zhǎng)江流域的油菜生產(chǎn)易受漬害。漬害是因洪、澇積水或地下水位過(guò)度升高，導(dǎo)致作物根系長(zhǎng)期缺氧，對(duì)植株造成的脅迫及傷害?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)發(fā)生漬害時(shí)，油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸為主，有氧呼吸釋放能量最多的是第階段。地下部分細(xì)胞利用丙酮酸進(jìn)行乙醇發(fā)酵。這一過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是，此代謝過(guò)程中需要乙醇脫氫酶的催化，促進(jìn)氫接受體(NAD+)再生，從而使得以順利進(jìn)行。因此，漬害條件下乙醇脫氫酶活性越高的品種越(耐漬害/不耐漬害)。(2)以不同漬害能力的油菜品種為材料，經(jīng)不同時(shí)長(zhǎng)的漬害處理，測(cè)定相關(guān)生理指標(biāo)并進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)下表。光合速率蒸騰速率氣孔導(dǎo)度胞間CO2濃度葉綠素含量光合速率1蒸騰速率0.951氣孔導(dǎo)度0.990.941胞間CO2濃度-0.99-0.98-0.991葉綠素含量0.860.900.90-0.931注：表中數(shù)值為相關(guān)系數(shù)(r)，代表兩個(gè)指標(biāo)之間相關(guān)的密切程度。當(dāng)|r|接近1時(shí)，相關(guān)越密切，越接近0時(shí)相關(guān)越不密切。據(jù)表分析，與葉綠素含量呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)是。已知漬害條件下光合速率顯著下降，則蒸騰速率呈趨勢(shì)。綜合分析表內(nèi)各指標(biāo)的相關(guān)性，光合速率下降主要由(氣孔限制因素/非氣孔限制因素)導(dǎo)致的，理由是。(3)植物通過(guò)形成系列適應(yīng)機(jī)制響應(yīng)漬害。受漬害時(shí)，植物體內(nèi)(激素)大量積累，誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，調(diào)整相關(guān)反應(yīng)，防止有毒物質(zhì)積累，提高植物對(duì)漬害的耐受力；漬害發(fā)生后，有些植物根系細(xì)胞通過(guò)，將自身某些薄壁組織轉(zhuǎn)化腔隙，形成通氣組織，促進(jìn)氧氣運(yùn)輸?shù)礁?，緩解漬害。4．(2023·重慶·高考真題)水稻是我國(guó)重要的糧食作物，光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。(1)通常情況下，葉綠素含量與植物的光合速率成正相關(guān)。但有研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量降低的某一突變體水稻，在強(qiáng)光照條件下，其光合速率反而明顯高于野生型。為探究其原因，有研究者在相同光照強(qiáng)度的強(qiáng)光條件下，測(cè)定了兩種水稻的相關(guān)生理指標(biāo)(單位省略)，結(jié)果如下表。光反應(yīng)暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化效率類囊體薄膜電子傳遞速率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0.49180.14.6129.5突變體0.66199.57.5164.5注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率①類囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和。②據(jù)表分析，突變體水稻光合速率高于野生型的原因是。(2)研究人員進(jìn)一步測(cè)定了田間光照和遮蔭條件下兩種水稻的產(chǎn)量(單位省略)，結(jié)果如下表。田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量野生型6.936.20突變體7.353.68①在田間遮蔭條件下，突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型，造成這個(gè)結(jié)果的內(nèi)因是，外因是。②水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運(yùn)輸形式，在開(kāi)花結(jié)實(shí)期主要運(yùn)往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果，推測(cè)兩種水稻的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合速率和呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度)，突變體水稻較野生型(填“高”、“低”或“相等”)。5．(2023·遼寧·高考真題)花生抗逆性強(qiáng)，部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。下圖是四個(gè)品種的花生在不同實(shí)驗(yàn)條件下的葉綠素含量相對(duì)值(SPAD)(圖1)和凈光合速率(圖2)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括，主要吸收光，可用等有機(jī)溶劑從葉片中提取。(2)鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是。(3)在光照強(qiáng)度為500μmol·m2·s1、無(wú)NaCl添加的條件下，LH12的光合速率(填“大于”“等于”或“小于")HH1的光合速率，判斷的依據(jù)是。在光照強(qiáng)度為1500μmolm2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的含量高，光反應(yīng)生成更多的，促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行。(4)依據(jù)圖2，在中鹽(2．0g·kg-1)土區(qū)適宜選擇種植品種。6．(2023·江蘇·高考真題)氣孔對(duì)植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，氣孔運(yùn)動(dòng)具有復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰葉肉細(xì)胞中部分的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑。①~④表示場(chǎng)所。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在(從①~④中選填)；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場(chǎng)所有(從①~④中選填)。液泡中與氣孔開(kāi)閉相關(guān)的主要成分有H2O、(填寫(xiě)2種)等。(2)研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有(從①~④中選填)。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為進(jìn)入線粒體，經(jīng)過(guò)TCA循環(huán)產(chǎn)生的最終通過(guò)電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。(3)藍(lán)光可刺激氣孔張開(kāi)，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，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K+等離子。(4)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，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降(溶質(zhì)濃度提高)，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞，促進(jìn)氣孔張開(kāi)。(5)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開(kāi)閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對(duì)擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1(葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力)保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進(jìn)行了研究，其大小的變化如圖2．下列相關(guān)敘述合理的有______。A．淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATPB．光照誘導(dǎo)WT氣孔張開(kāi)與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進(jìn)行光合作用D．長(zhǎng)時(shí)間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉[典例1](2024·湖南張家界·二模)為探究連續(xù)紅、藍(lán)光照對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響，某研究小組選擇生理狀態(tài)一致的辣椒幼苗進(jìn)行了15d(天)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(C：光照時(shí)間為14h/d，即正常光照時(shí)間；T：光照時(shí)間為24h/d，即連續(xù)光照；W：白光；B：藍(lán)光；R：紅光。如：CW表示每天用白光處理14小時(shí)、TB表示每天用藍(lán)光連續(xù)照射24小時(shí))?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)光質(zhì)直接影響辣椒光合作用的階段，該階段的場(chǎng)所是葉綠體的，通過(guò)該階段，光能轉(zhuǎn)化為中的化學(xué)能。(2)依據(jù)圖所示結(jié)果，你能得出的結(jié)論是(答出1點(diǎn))。(3)為探究出現(xiàn)圖所示結(jié)果的原因，該小組對(duì)各組葉片的凈光合速率進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表：指標(biāo)(相對(duì)值)處理組凈光合速率/(mmol·m-2·s-1)氣孔導(dǎo)度/(mmol·m-2·s-1)胞間CO2濃度/(mmol·mol-1)CW3807.14.4CB3003.72.9CR4004.22.8TW4202.50.5TB2802.31.5TR4022.40.8不同光處理對(duì)辣椒幼苗葉片光合特性的影響連續(xù)紅光處理期間，若降低環(huán)境中CO2濃度，則短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C5的含量會(huì)(填“增加”、“下降”或“不變”)，理由是。結(jié)合表，請(qǐng)推測(cè)TW組辣椒幼苗出現(xiàn)圖所示結(jié)果的原因是。(4)若要為辣椒栽培提供更好的理論基礎(chǔ)，可在該研究的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如：(答出1點(diǎn))。技巧點(diǎn)撥：光合作用速率：(1)表示方法：以單位時(shí)間內(nèi)單位面積光合作用固定(消耗)CO2量、O2量、制造有機(jī)物量來(lái)衡量。(2)測(cè)定方法：植物進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用，因此直接測(cè)定(真正)光合作用速率是很困難的，而我們只能測(cè)定凈光合速率。所以可以推導(dǎo)出：真正的光合作用速率=凈光合作用速率+呼吸作用速率。(3)植物“三率”間的內(nèi)在關(guān)系①呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋(píng)果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑暗條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。④三種速率的表示方法：(對(duì)象：植株、葉片、細(xì)胞)真光合速率O2產(chǎn)生(生成)速率CO2固定速率有機(jī)物產(chǎn)生(制造、生成)速率凈(表觀)光合速率O2釋放速率CO2吸收速率有機(jī)物積累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2釋放速率有機(jī)物消耗速率[變式—1](2024·河南鄭州·模擬預(yù)測(cè))植物在光下可以進(jìn)行多項(xiàng)生理過(guò)程，圖表示黑麥草葉肉細(xì)胞中可以進(jìn)行的相關(guān)生理過(guò)程。為研究高溫脅迫對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的影響，研究人員做了以下實(shí)驗(yàn)：對(duì)照組晝夜溫度分別設(shè)為25℃和20℃，高溫處理組晝夜溫度分別設(shè)為35℃和30℃，其余培養(yǎng)條件相同。在培養(yǎng)的第5天和第15天分別對(duì)對(duì)照組和高溫處理組的各參數(shù)進(jìn)行測(cè)定和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表所示。取樣時(shí)間/d組別凈光合速率/μmol·m-2·s-1氣孔開(kāi)放程度/mol·m-2·s-1胞間CO2濃度/μmol·moL-1Rubisco酶最大催化速率/μmol·m-2·s-15對(duì)照組13.50.24427362.3高溫處理組8.60.1281866215對(duì)照組12.90.23427163.4高溫處理組4.50.08629238.3(1)圖中序號(hào)①表示的過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所在，④表示的生理過(guò)程是。④過(guò)程中的[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式，產(chǎn)生[H]的過(guò)程實(shí)際上是指。(2)Rubisco酶可催化CO2固定，發(fā)生在圖中的(填序號(hào))。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析短時(shí)間的高溫處理導(dǎo)致凈光合速率下降的主要原因是。(3)高溫處理15天后，胞間CO2濃度(填“升高”或“降低”)，可能的原因是。[典例2](2024·河北·模擬預(yù)測(cè))如圖表示某一黃瓜品種在不同濃度的CO2環(huán)境中，光合作用速率受光照強(qiáng)度影響的變化曲線。回答下列問(wèn)題：(1)暗反應(yīng)中植物吸收的CO2在相關(guān)酶的作用下，與結(jié)合，形成的產(chǎn)物為C3，每生成2分子的C3，需要固定分子CO2。C3轉(zhuǎn)變?yōu)楹筠D(zhuǎn)運(yùn)到植物的其他部位。(2)據(jù)圖分析，限制C點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素是。(3)強(qiáng)光照射后，短時(shí)間內(nèi)黃瓜植株的氧氣產(chǎn)生速率持續(xù)增加，但暗反應(yīng)達(dá)到一定速率后不再增加，可能的原因有(答出2個(gè))。(4)為提高黃瓜產(chǎn)量，科研人員分別在冬季和春季對(duì)兩個(gè)黃瓜品種(甲和乙)的光合產(chǎn)物輸出率進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)中使用14C標(biāo)記的CO2對(duì)黃瓜葉片“飼喂”48小時(shí)后，進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)結(jié)果如表所示。季節(jié)品種14C-光合產(chǎn)物輸出率(%)14C-光合產(chǎn)物在黃瓜植株各部分的分配瓜(%)莖(%)根(%)冬季甲22.272.3410.662.53乙35.273.9819.805.11春季甲51.9936.958.782.08乙47.1723.0313.683.71注：假設(shè)甲和乙兩個(gè)黃瓜品種在相同條件下的光合產(chǎn)量相同。①該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有(答出2個(gè))。②根據(jù)表格數(shù)據(jù)能否判斷冬季種植品種乙比種植品種甲黃瓜產(chǎn)量更高？為什么？。技巧點(diǎn)撥：光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度的曲線，由于綠色植物每時(shí)每刻都要進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以在光下測(cè)定植物光合強(qiáng)度時(shí)，實(shí)際測(cè)得的數(shù)值應(yīng)為光合作用與細(xì)胞呼吸的代數(shù)和(稱為“表觀光合作用強(qiáng)度")。如下圖：A表示植物呼吸作用強(qiáng)度，A點(diǎn)植物不進(jìn)行光合作用，B點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，C點(diǎn)表示光飽和點(diǎn)。限制C點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。[變式—2](2024·寧夏銀川·模擬預(yù)測(cè))我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)培育出的“海水稻”(耐鹽堿水稻)，可以用一定濃度的海水直接灌溉。這一成果可以提高鹽堿地農(nóng)作物的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)海水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)色素吸收的光能用于、過(guò)程。(2)與普通水稻相比，海水稻能在鹽堿地生長(zhǎng)的根本原因是。(3)右圖表示在適宜的條件下，兩種海水稻甲、乙的光合速率隨光照強(qiáng)度變化的情況：據(jù)圖可知，更適合在鹽堿灘涂地(光照充足)生長(zhǎng)的是。某科研小組推測(cè)可能是因?yàn)樵摲N海水稻的葉綠素含量更高，為驗(yàn)證該推測(cè)，可分別提取并用法分離甲、乙兩種植株葉片中的色素，比較色素帶的寬窄即可。(4)氧化物歧化酶簡(jiǎn)稱SOD,該酶可清除細(xì)胞內(nèi)自由基，過(guò)多的自由基會(huì)影響細(xì)胞代謝?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)：若用一定濃度的NaCl溶液模擬鹽堿環(huán)境處理海水稻和普通水稻，兩者細(xì)胞中SOD會(huì)發(fā)生如下圖所示變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較普通水稻和海水稻處理前后細(xì)胞中SOD含量的變化：,此變化的意義是。1．(2024·黑龍江·二模)為了研究溫度對(duì)番茄植株光合作用與呼吸作用的影響，某生物興趣小組利用植物光合測(cè)定裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如甲圖)，在適宜的光照和不同的溫度條件下測(cè)定的CO2的吸收速率與釋放速率繪制了乙圖(提示：有色液滴移動(dòng)1cm相當(dāng)于乙圖中縱軸的1個(gè)單位)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)測(cè)定番茄植株光合速率時(shí)，X應(yīng)為溶液，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照組，請(qǐng)?jiān)诩讏D所示裝置中進(jìn)行修改，使其變成對(duì)照組，具體的修改措施是。若要利用甲圖裝置測(cè)定番茄植株的呼吸速率，需要進(jìn)行的操作是。(2)乙圖中虛線表示番茄植株的(填“凈”或“真”)光合速率變化，溫度為15℃時(shí)，番茄植株的真光合速率為mg/h。(3)若在5℃和一定的光照條件下，發(fā)現(xiàn)甲圖裝置的有色液滴在1小時(shí)內(nèi)沒(méi)有移動(dòng)，其原因是；若在適宜的光照和5℃的條件下，有色液滴在1小時(shí)內(nèi)向右移動(dòng)了1cm，這1cm代表的含義是。(4)在光照等其他條件適宜的情況下，在℃時(shí)，有色液滴向右移動(dòng)的距離最大。(5)乙圖中a點(diǎn)后虛線下降的原因是；b點(diǎn)條件下，每天光照14h，番茄植株(填“能”或“不能”)正常生長(zhǎng)。2．(2024·河南信陽(yáng)·二模)生活在干旱地區(qū)的植物甲具有特殊的CO2固定方式。植物甲晚上氣孔打開(kāi)吸收CO2，利用吸收的CO2生成蘋(píng)果酸后儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋(píng)果酸脫羧后釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問(wèn)題：(1)植物甲氣孔白天關(guān)閉，通過(guò)防止來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境。白天時(shí)，植物甲光合作用消耗的CO2的來(lái)源是(答出兩點(diǎn))，此時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有。(2)夜晚的植物甲(填“能”或“不能”)進(jìn)行光合作用的暗反應(yīng)，原因是。(3)將植物甲放在干旱的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，分別在白天和晚上測(cè)定植物甲液泡內(nèi)的pH。相對(duì)于晚上，白天植物甲的液泡pH較。(4)干旱脅迫時(shí)有些植物會(huì)出現(xiàn)將光合產(chǎn)物更多地分配給根，從而促進(jìn)根生長(zhǎng)的現(xiàn)象。研究人員進(jìn)一步利用14CO2研究干旱脅迫對(duì)植物甲光合產(chǎn)物分配的影響，研究結(jié)果如下圖所示，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出研究人員進(jìn)行該項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：。3．(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))落地生根、景天等景天科植物具有一個(gè)很特殊的二氧化碳同化方式，該類植物夜晚氣孔開(kāi)放，白天氣孔關(guān)閉，其氣孔開(kāi)、閉情況及相關(guān)代謝途徑如圖所示?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問(wèn)題：(1)景天科植物夜晚利用CO2的場(chǎng)所是，該類植物夜晚氣孔開(kāi)放，白天氣孔關(guān)閉的生物學(xué)意義是，氣孔開(kāi)閉的特點(diǎn)與其生活環(huán)境相適應(yīng)，推測(cè)景天科植物生活的環(huán)境的特點(diǎn)可能是。(2)景天科植物在進(jìn)行卡爾文循環(huán)過(guò)程中，提供能量的物質(zhì)是，若只在白天提高大氣中的CO2濃度，則景天科植物的光合速率將，判斷依據(jù)是。(3)景天科植物葉肉細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中丙酮酸的去向有(寫(xiě)出2個(gè))。(4)在極其惡劣的條件下，景天科植物會(huì)在夜晚關(guān)閉氣孔，而在其體內(nèi)進(jìn)行CO2循環(huán)，假設(shè)其他過(guò)程不受影響，則這一機(jī)制(填“能”或“不能”)使植物正常生長(zhǎng)，原因是。4．(2024·四川廣安·二模)某科研小組為探究不同光質(zhì)對(duì)銀杏實(shí)生苗光合色素和生理特性的影響，為優(yōu)質(zhì)銀杏實(shí)生苗規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)參考。該科研小組以銀杏1年生實(shí)生苗為研究對(duì)象，測(cè)定第30天的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：處理葉綠素a(mg/g)葉綠素b(mg/g)株高(mm)莖粗(mm)全紅光1.120.3718.954.08全藍(lán)光0.660.9314.255.86紅藍(lán)復(fù)合光0.990.6917.645.17白光0.870.5816.224.96(1)光質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一。根據(jù)表中結(jié)果分析，全紅光處理銀杏實(shí)生苗有利于葉綠素(填“a”或“b”)的合成。光質(zhì)還能通過(guò)影響銀杏實(shí)生苗植物激素的合成來(lái)影響株高和莖粗、與株高、莖粗的生長(zhǎng)密切相關(guān)的植物激素有(答出2種)。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，全紅光和全藍(lán)光處理會(huì)導(dǎo)致銀杏實(shí)生苗株高和莖粗發(fā)育不協(xié)調(diào)。為使銀杏實(shí)生苗的株高和莖租都發(fā)育良好，根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，應(yīng)選擇光對(duì)銀杏實(shí)生苗進(jìn)行處理，判斷的依據(jù)是。(3)研究發(fā)現(xiàn)，銀杏實(shí)生苗各部位細(xì)胞內(nèi)都存在具有能接受光信號(hào)的分子——光敏色素(一種蛋白質(zhì))，光敏色素主要吸收紅光和遠(yuǎn)紅光。據(jù)此分析，與光敏色素相比，光合色素的主要區(qū)別是(答出3點(diǎn))。5．(2024·天津和平·一模)科研人員發(fā)現(xiàn)，即使在氧氣充足的條件下，癌細(xì)胞也會(huì)進(jìn)行旺盛的無(wú)氧呼吸。為研究該問(wèn)題，科研人員完成下列實(shí)驗(yàn)。(1)圖1中物質(zhì)A為。有氧呼吸第一階段又稱糖酵解，發(fā)生在。(2)葡萄糖氧化分解時(shí)，NADH需要不斷被利用并再生出NAD?才能使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。酶M和酶L均能催化NAD?的再生，但酶M僅存在于線粒體中，酶L僅存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。用溶劑N配置不同濃度2DG(糖酵解抑制劑)溶液處理分裂的癌細(xì)胞，結(jié)果如圖2。①圖2中，糖酵解速率相對(duì)值為的組別為對(duì)照組，該組的處理方法是用等量處理癌細(xì)胞。②圖2表明，糖酵解速率相對(duì)值較低時(shí)，癌細(xì)胞優(yōu)先進(jìn)行呼吸；糖酵解速率相對(duì)值超過(guò)時(shí)，酶M達(dá)到飽和，酶L的活性迅速提高，保證NAD?再生，癌細(xì)胞表現(xiàn)為進(jìn)行旺盛的呼吸。(3)綜上所述，癌細(xì)胞在有氧的條件下進(jìn)行旺盛無(wú)氧呼吸的可能原因是其生命活動(dòng)需要大量能量，糖酵解速率過(guò)快，產(chǎn)生的NADH速率超過(guò)了酶M的處理能力，造成，乳酸大量積累。6．(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))研究植物的光合作用，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域起著基礎(chǔ)性指導(dǎo)作用。如圖1為甲植物光合作用過(guò)程示意圖，圖2為細(xì)胞內(nèi)線粒體和葉綠體的部分代謝過(guò)程(其中1、2、3、4、5、6代表氣體或氣體流動(dòng)過(guò)程)，圖3為光照強(qiáng)度對(duì)甲、乙兩種植物光合作用的影響。不考慮不同光照強(qiáng)度時(shí)，同種植物的呼吸速率變化，據(jù)圖分析回答問(wèn)題：(1)圖1中，若光照強(qiáng)度不變，CO2濃度增加，則短時(shí)間內(nèi)C3和C5含量的變化情況分別為、(填“增加”或“減少”)。(2)圖2中表示同一種氣體的序號(hào)有(答出一類)，葉綠體產(chǎn)生1的過(guò)程發(fā)生在圖1中反應(yīng)階段，該過(guò)程發(fā)生在上。(3)若圖3中e點(diǎn)時(shí)甲、乙兩種植物光合作用強(qiáng)度不相等，則原因是。(4)根據(jù)植物對(duì)光照強(qiáng)度的不同需求，植物可分為陽(yáng)生植物和陰生植物，其中陽(yáng)生植物適合強(qiáng)光環(huán)境。若甲、乙屬于兩種不同類型植物，則甲可能為(填“陽(yáng)生”或“陰生”)植物，判斷依據(jù)是。

培優(yōu)專題4細(xì)胞代謝挑戰(zhàn)真題練+技巧點(diǎn)撥用+能力提升練1．(2023·山東·高考真題)當(dāng)植物吸收的光能過(guò)多時(shí)，過(guò)剩的光能會(huì)對(duì)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(guò)非光化學(xué)淬滅(NPQ)將過(guò)剩的光能耗散，減少多余光能對(duì)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(duì)野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對(duì)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(wú)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(cè)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(cè)，原因是。[答案](1)光、H蛋白CO2濃度、溫度(2)不能突變體PSⅡ系統(tǒng)光損傷小但不能修復(fù)，野生型光PSⅡ系統(tǒng)損傷大但能修復(fù)(3)少突變體PNQ高，PSⅡ系統(tǒng)損傷小，雖然損傷不能修復(fù)，但是PSⅡ活性高，光反應(yīng)產(chǎn)物多[解析](1)據(jù)題意擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)光照射時(shí)對(duì)野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，結(jié)合題圖分析實(shí)驗(yàn)的自變量有光照、H蛋白；影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有CO2濃度、溫度、水分等。(2)據(jù)圖分析，強(qiáng)光照射下突變體的NPQ/相對(duì)值比野生型的NPQ/相對(duì)值高，能減少?gòu)?qiáng)光對(duì)PSⅡ復(fù)合體造成損傷。但是野生型含有H蛋白，能對(duì)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)據(jù)圖分析，強(qiáng)光照射下突變體中NPQ/相對(duì)值，而NPQ能將過(guò)剩的光能耗散，從而使流向光合作用的能量減少；突變體的NPQ強(qiáng)度大，能夠減少?gòu)?qiáng)光對(duì)PSII的損傷且減少作用大于野生型H蛋白的修復(fù)作用，這樣導(dǎo)致突變體的PSⅡ活性高，能為暗反應(yīng)提供較多的NADPH和ATP促進(jìn)暗反應(yīng)進(jìn)行，因此突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型。2．(2023·湖南·高考真題)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(duì)CO2的Km為450μmol·L-1(K越小，酶對(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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?wèn)題：(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(guò)長(zhǎng)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(wú)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(duì)CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過(guò)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(dá)到最大，對(duì)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[解析](1)玉米的光合作用過(guò)程與水稻相比，雖然CO2的固定過(guò)程不同，但其卡爾文循環(huán)的過(guò)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，蔗糖是植物長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕穷?，蔗糖在長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)是通過(guò)維管組織。(2)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Rubisco酶更高；玉米能通過(guò)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(guò)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。(3)將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻葉肉細(xì)胞，只是提高了葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度，而植物的光合作用強(qiáng)度受到很多因素的影響；在光飽和條件下如果光合作用強(qiáng)度沒(méi)有明顯提高，可能是水稻的酶活性達(dá)到最大，對(duì)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?yàn)樗{(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)制有所不同。3．(2024·浙江·高考真題)長(zhǎng)江流域的油菜生產(chǎn)易受漬害。漬害是因洪、澇積水或地下水位過(guò)度升高，導(dǎo)致作物根系長(zhǎng)期缺氧，對(duì)植株造成的脅迫及傷害。回答下列問(wèn)題：(1)發(fā)生漬害時(shí)，油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸為主，有氧呼吸釋放能量最多的是第階段。地下部分細(xì)胞利用丙酮酸進(jìn)行乙醇發(fā)酵。這一過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是，此代謝過(guò)程中需要乙醇脫氫酶的催化，促進(jìn)氫接受體(NAD+)再生，從而使得以順利進(jìn)行。因此，漬害條件下乙醇脫氫酶活性越高的品種越(耐漬害/不耐漬害)。(2)以不同漬害能力的油菜品種為材料，經(jīng)不同時(shí)長(zhǎng)的漬害處理，測(cè)定相關(guān)生理指標(biāo)并進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)下表。光合速率蒸騰速率氣孔導(dǎo)度胞間CO2濃度葉綠素含量光合速率1蒸騰速率0.951氣孔導(dǎo)度0.990.941胞間CO2濃度-0.99-0.98-0.991葉綠素含量0.860.900.90-0.931注：表中數(shù)值為相關(guān)系數(shù)(r)，代表兩個(gè)指標(biāo)之間相關(guān)的密切程度。當(dāng)|r|接近1時(shí)，相關(guān)越密切，越接近0時(shí)相關(guān)越不密切。據(jù)表分析，與葉綠素含量呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)是。已知漬害條件下光合速率顯著下降，則蒸騰速率呈趨勢(shì)。綜合分析表內(nèi)各指標(biāo)的相關(guān)性，光合速率下降主要由(氣孔限制因素/非氣孔限制因素)導(dǎo)致的，理由是。(3)植物通過(guò)形成系列適應(yīng)機(jī)制響應(yīng)漬害。受漬害時(shí)，植物體內(nèi)(激素)大量積累，誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，調(diào)整相關(guān)反應(yīng)，防止有毒物質(zhì)積累，提高植物對(duì)漬害的耐受力；漬害發(fā)生后，有些植物根系細(xì)胞通過(guò)，將自身某些薄壁組織轉(zhuǎn)化腔隙，形成通氣組織，促進(jìn)氧氣運(yùn)輸?shù)礁?，緩解漬害。[答案](1)三/3細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖分解(糖酵解)耐漬害(2)胞間CO2濃度下降非氣孔限制因素胞間CO2濃度與光合速率和氣孔導(dǎo)度呈負(fù)相關(guān)(3)脫落酸程序性死亡/凋亡[解析](1)有氧呼吸第三階段在線粒體內(nèi)膜進(jìn)行，是有氧呼吸過(guò)程中釋放能量最多的階段。乙醇發(fā)酵(無(wú)氧呼吸)的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，該過(guò)程需要NAD+參與，所以氫接受體(NAD+)再生，有利于葡萄糖分解的正常進(jìn)行，由此可知，漬害條件下乙醇脫氫酶活性越高的品種能產(chǎn)生更多的能量維持生命活動(dòng)的進(jìn)行，更加耐漬害。(2)由表可知，葉綠素含量與胞間CO2濃度的相關(guān)系數(shù)為負(fù)值，說(shuō)明二者呈負(fù)相關(guān)。光合速率與蒸騰速率的相關(guān)系數(shù)為0.95，為正相關(guān)，所以光合速率顯著下降，則蒸騰速率呈下降趨勢(shì)。由于胞間CO2濃度與光合速率和氣孔導(dǎo)度呈負(fù)相關(guān)，即雖然氣孔導(dǎo)度下降，但胞間CO2上升，說(shuō)明光合速率下降主要由非氣孔限制因素導(dǎo)致的。(3)脫落酸具有誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的功能，在受漬害時(shí)，其誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，調(diào)整相關(guān)反應(yīng)，防止有毒物質(zhì)積累，提高植物對(duì)漬害的耐受力。漬害發(fā)生后，有些植物根系細(xì)胞通過(guò)通過(guò)凋亡(程序性死亡)，從而形成腔隙，進(jìn)一步形成通氣組織，促進(jìn)氧氣運(yùn)輸?shù)礁浚徑鉂n害。4．(2023·重慶·高考真題)水稻是我國(guó)重要的糧食作物，光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。(1)通常情況下，葉綠素含量與植物的光合速率成正相關(guān)。但有研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量降低的某一突變體水稻，在強(qiáng)光照條件下，其光合速率反而明顯高于野生型。為探究其原因，有研究者在相同光照強(qiáng)度的強(qiáng)光條件下，測(cè)定了兩種水稻的相關(guān)生理指標(biāo)(單位省略)，結(jié)果如下表。光反應(yīng)暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化效率類囊體薄膜電子傳遞速率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0.49180.14.6129.5突變體0.66199.57.5164.5注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率①類囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和。②據(jù)表分析，突變體水稻光合速率高于野生型的原因是。(2)研究人員進(jìn)一步測(cè)定了田間光照和遮蔭條件下兩種水稻的產(chǎn)量(單位省略)，結(jié)果如下表。田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量野生型6.936.20突變體7.353.68①在田間遮蔭條件下，突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型，造成這個(gè)結(jié)果的內(nèi)因是，外因是。②水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運(yùn)輸形式，在開(kāi)花結(jié)實(shí)期主要運(yùn)往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果，推測(cè)兩種水稻的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合速率和呼吸速率相等時(shí)的光照強(qiáng)度)，突變體水稻較野生型(填“高”、“低”或“相等”)。[答案](1)NADPH([H])C5(核酮糖—1，5-二磷酸，RuBP)突變體的光反應(yīng)與暗反應(yīng)速率都較野生型快(2)突變體葉綠素含量太低光照強(qiáng)度太低蔗糖高[解析](1)①根據(jù)分析可知，光合作用的光反應(yīng)階段在類囊體薄膜上反應(yīng)。這個(gè)階段電子傳遞的最終產(chǎn)物是NADPH。RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶，根據(jù)分析可知這個(gè)階段是暗反應(yīng)階段(CO2的固定)，在這個(gè)反應(yīng)中CO2，在CO2固定酶的作用下與C5(一種五碳化合物)結(jié)合，所以RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。②根據(jù)分析可知，表中的類囊體薄膜電子傳遞速率代表了光反應(yīng)速率，電子傳遞速率越高，則光反應(yīng)速率越快；RuBP羧化酶含量高低與暗反應(yīng)速率有關(guān)，RuBP羧化酶含量越高，暗反應(yīng)速率越快。由表可知突變體的光反應(yīng)和暗反應(yīng)速率都比野生型快，所以突變型水稻的光合速率高于野生型。(2)①根據(jù)光合作用的分析可知，只要影響到原料、能量的供應(yīng)都是影響光合作用的因素，比如CO2的濃度、葉片氣孔的開(kāi)閉情況，光照強(qiáng)度等；葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，影響葉綠體的形成，結(jié)構(gòu)的因素，比如葉綠體光合色素含量低等也會(huì)影響光合作用。根據(jù)題干可知在遮蔭情況下突變體水稻產(chǎn)量明顯低于野生型，因此推測(cè)這種結(jié)果的內(nèi)因則是突變體自身葉綠素含量太低，外因則是光照強(qiáng)度太低。②蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物，也是植物光合作用遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)闹饕问?。所以水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和蔗糖，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運(yùn)輸形式，在開(kāi)花結(jié)實(shí)期主要運(yùn)往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果可知，在同等光合速率下突變體水稻所需要的光照更強(qiáng)，因此突變體水稻的光補(bǔ)償點(diǎn)較野生型高。5．(2023·遼寧·高考真題)花生抗逆性強(qiáng)，部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。下圖是四個(gè)品種的花生在不同實(shí)驗(yàn)條件下的葉綠素含量相對(duì)值(SPAD)(圖1)和凈光合速率(圖2)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括，主要吸收光，可用等有機(jī)溶劑從葉片中提取。(2)鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是。(3)在光照強(qiáng)度為500μmol·m2·s1、無(wú)NaCl添加的條件下，LH12的光合速率(填“大于”“等于”或“小于")HH1的光合速率，判斷的依據(jù)是。在光照強(qiáng)度為1500μmolm2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的含量高，光反應(yīng)生成更多的，促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行。(4)依據(jù)圖2，在中鹽(2．0g·kg-1)土區(qū)適宜選擇種植品種。[答案](1)葉綠素a和葉綠素b紅光和藍(lán)紫無(wú)水乙醇(2)HH1(3)大于在光照強(qiáng)度為500μmol·m2·s1、無(wú)NaCl添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1的凈光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和，葉綠素ATP和NADPH(4)LH12[解析](1)花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍(lán)紫光，可用無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑從葉片中提取，因?yàn)槿~片中的色素能溶解到有機(jī)溶劑中。(2)結(jié)合圖1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是HH1，因?yàn)樵撈贩N的葉綠素含量受鹽濃度變化影響更顯著。(3)在光照強(qiáng)度為500μmol·m-2·s-1、無(wú)NaCl添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1的凈光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和，因此可以判斷，LH12的光合速率大于HH1的光合速率。在光照強(qiáng)度為1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個(gè)品種的凈光合速率，原因可能是HY25的葉綠素含量高與其他三個(gè)品種，光反應(yīng)生成更多的ATP和NADPH，進(jìn)而促進(jìn)了暗反應(yīng)進(jìn)行，提高了光合速率。(4)根據(jù)圖2數(shù)據(jù)可知，在中鹽(2．0g·kg-1)土區(qū)適宜選擇種植LH12品種，因?yàn)樵摋l件下，該品種的凈光合速率更大，說(shuō)明產(chǎn)量更高，因而更適合在該地區(qū)種植。6．(2023·江蘇·高考真題)氣孔對(duì)植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，氣孔運(yùn)動(dòng)具有復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰葉肉細(xì)胞中部分的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑。①~④表示場(chǎng)所。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在(從①~④中選填)；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場(chǎng)所有(從①~④中選填)。液泡中與氣孔開(kāi)閉相關(guān)的主要成分有H2O、(填寫(xiě)2種)等。(2)研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有(從①~④中選填)。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為進(jìn)入線粒體，經(jīng)過(guò)TCA循環(huán)產(chǎn)生的最終通過(guò)電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。(3)藍(lán)光可刺激氣孔張開(kāi)，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，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞吸收K+等離子。(4)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，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降(溶質(zhì)濃度提高)，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞，促進(jìn)氣孔張開(kāi)。(5)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開(kāi)閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對(duì)擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1(葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力)保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進(jìn)行了研究，其大小的變化如圖2．下列相關(guān)敘述合理的有______。A．淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATPB．光照誘導(dǎo)WT氣孔張開(kāi)與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進(jìn)行光合作用D．長(zhǎng)時(shí)間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉[答案](1)④①④K+等無(wú)機(jī)離子、蘋(píng)果酸(Mal)等有機(jī)酸(2)①②④丙酮酸NADH(3)氫離子電化學(xué)勢(shì)能(4)吸水膨脹(或吸水或膨脹)(5)ABD[解析](1)光照下，光驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在④葉綠體中；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，據(jù)圖可知，OAA的還原也需要NADPH的參與，NADPH用于CO2固定產(chǎn)物還原的場(chǎng)所有①④。液泡中與氣孔開(kāi)閉相關(guān)的主要成分有H2O、鉀離子等無(wú)機(jī)鹽離子和Mal等有機(jī)酸，其中鉀離子和Mal影響細(xì)胞液的滲透壓，進(jìn)而影響保衛(wèi)細(xì)胞的吸水力，影響氣孔的開(kāi)閉。(2)研究證實(shí)氣孔運(yùn)動(dòng)需要ATP，葉綠體可通過(guò)光反應(yīng)產(chǎn)生ATP，細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，因此產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，即圖中的①②④。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為丙酮酸進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸的第二、三階段，經(jīng)過(guò)TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH最終通過(guò)電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP，即有氧呼吸的第三階段。(3)藍(lán)光可刺激氣孔張開(kāi)，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，進(jìn)而提高細(xì)胞液濃度，促進(jìn)細(xì)胞吸水，進(jìn)而表現(xiàn)為氣孔張開(kāi)。(4)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)入到細(xì)胞液中，使細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降(溶質(zhì)濃度提高)，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹，促進(jìn)氣孔張開(kāi)。(5)A、結(jié)合圖示可知，黑暗時(shí)突變體ntt1淀粉粒面積遠(yuǎn)小于WT，突變體ntt1葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力，據(jù)此推測(cè)保衛(wèi)細(xì)胞淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATP，A正確；B、保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開(kāi)閉有關(guān)，結(jié)合圖1可以看出，光照條件會(huì)促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞淀粉粒的水解，光照誘導(dǎo)WT氣孔張開(kāi)與葉綠體淀粉的水解有關(guān)，B正確；C、NTT突變體ntt1葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力，光照條件下突變體ntt1保衛(wèi)細(xì)胞的的淀粉粒幾乎無(wú)變化，不能說(shuō)明該突變體不能進(jìn)行光合作用，C錯(cuò)誤；D、結(jié)合圖示可以看出，較長(zhǎng)時(shí)間光照可使WT葉綠體面積增大，因而推測(cè)，積累較多的淀粉，D正確。故選ABD.。[典例1](2024·湖南張家界·二模)為探究連續(xù)紅、藍(lán)光照對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響，某研究小組選擇生理狀態(tài)一致的辣椒幼苗進(jìn)行了15d(天)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(C：光照時(shí)間為14h/d，即正常光照時(shí)間；T：光照時(shí)間為24h/d，即連續(xù)光照；W：白光；B：藍(lán)光；R：紅光。如：CW表示每天用白光處理14小時(shí)、TB表示每天用藍(lán)光連續(xù)照射24小時(shí))?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)光質(zhì)直接影響辣椒光合作用的階段，該階段的場(chǎng)所是葉綠體的，通過(guò)該階段，光能轉(zhuǎn)化為中的化學(xué)能。(2)依據(jù)圖所示結(jié)果，你能得出的結(jié)論是(答出1點(diǎn))。(3)為探究出現(xiàn)圖所示結(jié)果的原因，該小組對(duì)各組葉片的凈光合速率進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表：指標(biāo)(相對(duì)值)處理組凈光合速率/(mmol·m-2·s-1)氣孔導(dǎo)度/(mmol·m-2·s-1)胞間CO2濃度/(mmol·mol-1)CW3807.14.4CB3003.72.9CR4004.22.8TW4202.50.5TB2802.31.5TR4022.40.8不同光處理對(duì)辣椒幼苗葉片光合特性的影響連續(xù)紅光處理期間，若降低環(huán)境中CO2濃度，則短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C5的含量會(huì)(填“增加”、“下降”或“不變”)，理由是。結(jié)合表，請(qǐng)推測(cè)TW組辣椒幼苗出現(xiàn)圖所示結(jié)果的原因是。(4)若要為辣椒栽培提供更好的理論基礎(chǔ)，可在該研究的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如：(答出1點(diǎn))。[答案](1)光反應(yīng)類囊體薄膜(基粒)NADPH和ATP(2)a．不同的光環(huán)境(光照時(shí)間和光質(zhì))處理，對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)的影響存在差異；b．紅光處理能促進(jìn)辣椒幼苗生長(zhǎng)，而連續(xù)的藍(lán)光照射對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)有明顯的抑制作用(答出1點(diǎn)即可，其他類似合理答案均可)(3)增加降低CO2濃度，CO2的固定減慢，C5的消耗減少，C3還原生成C5的反應(yīng)仍在進(jìn)行在TW組辣椒幼苗通過(guò)光合作用積累的有機(jī)物中，轉(zhuǎn)移到根系的有機(jī)物的比例高(4)a．改變光質(zhì)(紅光和藍(lán)光)的配比進(jìn)行連續(xù)光照；b．光照和黑暗交替進(jìn)行；c．連續(xù)紅光(藍(lán)光)處理時(shí)，適當(dāng)補(bǔ)充藍(lán)光(紅光)(答出1點(diǎn)，其他答案合理均可)[解析](1)光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光照強(qiáng)度、光質(zhì)等直接影響光合作用的光反應(yīng)階段，該階段發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜。光反應(yīng)階段光能轉(zhuǎn)化為NADPH和ATP中的化學(xué)能。(2)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究連續(xù)紅、藍(lán)光照對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響，據(jù)圖可知，與對(duì)照組相比，用紅光處理后辣椒幼苗生長(zhǎng)顯著，而連續(xù)的藍(lán)光照射對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，即：不同的光環(huán)境(光照時(shí)間和光質(zhì))處理，對(duì)辣椒幼苗生長(zhǎng)的影響存在差異。(3)若降低環(huán)境中CO2濃度，則短時(shí)間內(nèi)CO2的固定減慢，C5的消耗減少，由于C3還原生成C5的反應(yīng)仍在進(jìn)行，故葉肉細(xì)胞中C5的含量會(huì)增加。TW組辣椒幼苗的凈光合速率最高，但其地上部分生長(zhǎng)發(fā)育情況一般，這說(shuō)明在TW組辣椒幼苗通過(guò)光合作用積累的有機(jī)物中，轉(zhuǎn)移到根系的有機(jī)物的比例高。(4)若要為辣椒栽培提供更好的理論基礎(chǔ)，可在該研究的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如：改變光質(zhì)(紅光和藍(lán)光)的配比進(jìn)行連續(xù)光照；光照和黑暗交替進(jìn)行；連續(xù)紅光(藍(lán)光)處理時(shí)，適當(dāng)補(bǔ)充藍(lán)光(紅光)等。技巧點(diǎn)撥：光合作用速率：(1)表示方法：以單位時(shí)間內(nèi)單位面積光合作用固定(消耗)CO2量、O2量、制造有機(jī)物量來(lái)衡量。(2)測(cè)定方法：植物進(jìn)行光合作用的同時(shí)，還進(jìn)行呼吸作用，因此直接測(cè)定(真正)光合作用速率是很困難的，而我們只能測(cè)定凈光合速率。所以可以推導(dǎo)出：真正的光合作用速率=凈光合作用速率+呼吸作用速率。(3)植物“三率”間的內(nèi)在關(guān)系①呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋(píng)果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑暗條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量組織的CO2釋放量或O2吸收量。②凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測(cè)得的值——單位時(shí)間內(nèi)一定量葉面積所吸收的CO2量或釋放的O2量。③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。④三種速率的表示方法：(對(duì)象：植株、葉片、細(xì)胞)真光合速率O2產(chǎn)生(生成)速率CO2固定速率有機(jī)物產(chǎn)生(制造、生成)速率凈(表觀)光合速率O2釋放速率CO2吸收速率有機(jī)物積累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2釋放速率有機(jī)物消耗速率[變式—1](2024·河南鄭州·模擬預(yù)測(cè))植物在光下可以進(jìn)行多項(xiàng)生理過(guò)程，圖表示黑麥草葉肉細(xì)胞中可以進(jìn)行的相關(guān)生理過(guò)程。為研究高溫脅迫對(duì)黑麥草生長(zhǎng)的影響，研究人員做了以下實(shí)驗(yàn)：對(duì)照組晝夜溫度分別設(shè)為25℃和20℃，高溫處理組晝夜溫度分別設(shè)為35℃和30℃，其余培養(yǎng)條件相同。在培養(yǎng)的第5天和第15天分別對(duì)對(duì)照組和高溫處理組的各參數(shù)進(jìn)行測(cè)定和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表所示。取樣時(shí)間/d組別凈光合速率/μmol·m-2·s-1氣孔開(kāi)放程度/mol·m-2·s-1胞間CO2濃度/μmol·moL-1Rubisco酶最大催化速率/μmol·m-2·s-15對(duì)照組13.50.24427362.3高溫處理組8.60.1281866215對(duì)照組12.90.23427163.4高溫處理組4.50.08629238.3(1)圖中序號(hào)①表示的過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所在，④表示的生理過(guò)程是。④過(guò)程中的[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式，產(chǎn)生[H]的過(guò)程實(shí)際上是指。(2)Rubisco酶可催化CO2固定，發(fā)生在圖中的(填序號(hào))。根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析短時(shí)間的高溫處理導(dǎo)致凈光合速率下降的主要原因是。(3)高溫處理15天后，胞間CO2濃度(填“升高”或“降低”)，可能的原因是。[答案](1)類囊體薄膜(或基粒)有氧呼吸第一階段和第二階段氧化型輔酶Ⅰ(結(jié)合H+和電子)轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ(或NAD+結(jié)合H+和電子轉(zhuǎn)化成NADH)(2)②氣孔開(kāi)放程度下降，植物胞間CO2濃度下降，植物暗反應(yīng)速率減慢，制造的有機(jī)物減少，由于溫度升高，導(dǎo)致呼吸作用消耗的有機(jī)物增多(3)升高持續(xù)高溫導(dǎo)致Rubisco酶活性降低，光合作用固定CO2的能力下降，而氣孔開(kāi)放程度降低，從外界進(jìn)入的CO2減少，但是呼吸作用產(chǎn)生的CO2增多，導(dǎo)致胞間CO2濃度升高[解析](1)①表示光反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜(或基粒)，產(chǎn)生[H]和CO2的過(guò)程為有氧呼吸第一階段和第二階段，產(chǎn)生[H]的過(guò)程實(shí)際上是指氧化型輔酶Ⅰ轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ(或NAD+轉(zhuǎn)化成NADH)。(2)CO2固定屬于光合作用的暗反應(yīng)階段，用圖中②表示。氣孔開(kāi)放程度下降，植物胞間CO2濃度下降，植物暗反應(yīng)速率減慢，制造的有機(jī)物減少，由于溫度升高導(dǎo)致呼吸作用消耗的有機(jī)物增多。(3)持續(xù)高溫導(dǎo)致Rubisco酶活性降低，光合作用固定CO2的能力下降，而氣孔開(kāi)放程度降低，從外界進(jìn)入的CO2減少，但是呼吸作用產(chǎn)生的CO2增多，導(dǎo)致胞間CO2濃度升高。[典例2](2024·河北·模擬預(yù)測(cè))如圖表示某一黃瓜品種在不同濃度的CO2環(huán)境中，光合作用速率受光照強(qiáng)度影響的變化曲線?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)暗反應(yīng)中植物吸收的CO2在相關(guān)酶的作用下，與結(jié)合，形成的產(chǎn)物為C3，每生成2分子的C3，需要固定分子CO2。C3轉(zhuǎn)變?yōu)楹筠D(zhuǎn)運(yùn)到植物的其他部位。(2)據(jù)圖分析，限制C點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素是。(3)強(qiáng)光照射后，短時(shí)間內(nèi)黃瓜植株的氧氣產(chǎn)生速率持續(xù)增加，但暗反應(yīng)達(dá)到一定速率后不再增加，可能的原因有(答出2個(gè))。(4)為提高黃瓜產(chǎn)量，科研人員分別在冬季和春季對(duì)兩個(gè)黃瓜品種(甲和乙)的光合產(chǎn)物輸出率進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)中使用14C標(biāo)記的CO2對(duì)黃瓜葉片“飼喂”48小時(shí)后，進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)結(jié)果如表所示。季節(jié)品種14C-光合產(chǎn)物輸出率(%)14C-光合產(chǎn)物在黃瓜植株各部分的分配瓜(%)莖(%)根(%)冬季甲22.272.3410.662.53乙35.273.9819.805.11春季甲51.9936.958.782.08乙47.1723.0313.683.71注：假設(shè)甲和乙兩個(gè)黃瓜品種在相同條件下的光合產(chǎn)量相同。①該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有(答出2個(gè))。②根據(jù)表格數(shù)據(jù)能否判斷冬季種植品種乙比種植品種甲黃瓜產(chǎn)量更高？為什么？。[答案](1)C51/一蔗糖(2)CO2濃度和光照強(qiáng)度(3)C5供應(yīng)不足、CO2濃度較低，暗反應(yīng)相關(guān)酶的數(shù)量有限(答出2個(gè))(4)黃瓜的生理狀態(tài)，CO2濃度(合理即可)不能，因?yàn)辄S瓜品種甲和品種乙的凈光合速率未知[解析](1)光合作用的暗反應(yīng)包括CO2的固定、C3的還原和C5的再生，1分子的CO2與一分子的C5反應(yīng)形成2分子C3，產(chǎn)生的C3轉(zhuǎn)變?yōu)檎崽呛髸?huì)被運(yùn)輸至植物的其他部位。(2)C點(diǎn)時(shí)，增加光照強(qiáng)度和CO2濃度都能提高黃瓜葉肉細(xì)胞的光合速率，因此C點(diǎn)時(shí)限制光合速率的主要因素是CO2濃度和光照強(qiáng)度。(3)光合作用的進(jìn)行需要酶的催化，強(qiáng)光照射后，短時(shí)間內(nèi)黃瓜的光反應(yīng)速率持續(xù)增加，而暗反應(yīng)達(dá)到一定速率后不再增加，限制因素可能與暗反應(yīng)所需原料(如二氧化碳、五碳化合物的量)或與暗反應(yīng)有關(guān)酶的數(shù)量或活性有關(guān)。(4)①分析題意，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?duì)冬季和春季對(duì)兩個(gè)黃瓜品種(甲和乙)的光合產(chǎn)物輸出率進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)的自變量是季節(jié)和黃瓜品種，因變量是光合產(chǎn)物輸出率，無(wú)關(guān)變量有黃瓜的生理狀態(tài)，CO2濃度，應(yīng)保持等量且適宜。②由表可知，冬季黃瓜品種乙光合產(chǎn)物的輸出率和光合產(chǎn)物在植株瓜部分的分配率比品種甲高，但由于黃瓜品種甲和品種乙的凈光合速率未知，所以不能判斷哪個(gè)品種的產(chǎn)量更高。技巧點(diǎn)撥：光照強(qiáng)度影響光合作用強(qiáng)度的曲線，由于綠色植物每時(shí)每刻都要進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以在光下測(cè)定植物光合強(qiáng)度時(shí)，實(shí)際測(cè)得的數(shù)值應(yīng)為光合作用與細(xì)胞呼吸的代數(shù)和(稱為“表觀光合作用強(qiáng)度")。如下圖：A表示植物呼吸作用強(qiáng)度，A點(diǎn)植物不進(jìn)行光合作用，B點(diǎn)表示光補(bǔ)償點(diǎn)，C點(diǎn)表示光飽和點(diǎn)。限制C點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。[變式—2](2024·寧夏銀川·模擬預(yù)測(cè))我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)培育出的“海水稻”(耐鹽堿水稻)，可以用一定濃度的海水直接灌溉。這一成果可以提高鹽堿地農(nóng)作物的產(chǎn)量?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)海水稻葉肉細(xì)胞內(nèi)色素吸收的光能用于、過(guò)程。(2)與普通水稻相比，海水稻能在鹽堿地生長(zhǎng)的根本原因是。(3)右圖表示在適宜的條件下，兩種海水稻甲、乙的光合速率隨光照強(qiáng)度變化的情況：據(jù)圖可知，更適合在鹽堿灘涂地(光照充足)生長(zhǎng)的是。某科研小組推測(cè)可能是因?yàn)樵摲N海水稻的葉綠素含量更高，為驗(yàn)證該推測(cè)，可分別提取并用法分離甲、乙兩種植株葉片中的色素，比較色素帶的寬窄即可。(4)氧化物歧化酶簡(jiǎn)稱SOD,該酶可清除細(xì)胞內(nèi)自由基，過(guò)多的自由基會(huì)影響細(xì)胞代謝。科研人員發(fā)現(xiàn)：若用一定濃度的NaCl溶液模擬鹽堿環(huán)境處理海水稻和普通水稻，兩者細(xì)胞中SOD會(huì)發(fā)生如下圖所示變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較普通水稻和海水稻處理前后細(xì)胞中SOD含量的變化：,此變化的意義是。[答案](1)水的光解NADPH、ATP的合成(2)海水稻中存在耐鹽堿基因(3)甲紙層析法(4)兩種水稻細(xì)胞中SOD含量都有上升，但海水稻細(xì)胞中上升較為顯著SOD增多，利于清除過(guò)多的自由基，從而有利于細(xì)胞抵抗鹽堿環(huán)境[解析](1)海水稻葉肉細(xì)胞中的光合色素吸收的光能用于水的光解、NADPH和ATP的合成。(2)與普通水稻相比，海水稻能在鹽堿地生長(zhǎng)的根本原因是海水稻中存在耐鹽堿基因(3)由圖可知，由于水稻甲的光飽和點(diǎn)遠(yuǎn)高于海水稻乙，光照充足的情況下，海水稻甲的光合速率較大，更適合在鹽堿灘涂地(光照充足)生長(zhǎng)的是甲海水稻。綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，提取色素時(shí)需要加入無(wú)水乙醇(溶解色素)，分離色素時(shí)采用紙層析法。(4)分析圖2可知，兩種水稻細(xì)胞中SOD含量都有上升，但海水稻細(xì)胞中上升較為顯著，因?yàn)镾OD增多，利于清除過(guò)多的自由基，從而有利于細(xì)胞抵抗鹽堿環(huán)境。1．(2024·黑龍江·二模)為了研究溫度對(duì)番茄植株光合作用與呼吸作用的影響，某生物興趣小組利用植物光合測(cè)定裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如甲圖)，在適宜的光照和不同的溫度條件下測(cè)定的CO2的吸收速率與釋放速率繪制了乙圖(提示：有色液滴移動(dòng)1cm相當(dāng)于乙圖中縱軸的1個(gè)單位)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)測(cè)定番茄植株光合速率時(shí)，X應(yīng)為溶液，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照組，請(qǐng)?jiān)诩讏D所示裝置中進(jìn)行修改，使其變成對(duì)照組，具體的修改措施是。若要利用甲圖裝置測(cè)定番茄植株的呼吸速率，需要進(jìn)行的操作是。(2)乙圖中虛線表示番茄植株的(填“凈”或“真”)光合速率變化，溫度為15℃時(shí)，番茄植株的真光合速率為mg/h。(3)若在5℃和一定的光照條件下，發(fā)現(xiàn)甲圖裝置的有色液滴在1小時(shí)內(nèi)沒(méi)有移動(dòng)，其原因是；若在適宜的光照和5℃的條件下，有色液滴在1小時(shí)內(nèi)向右移動(dòng)了1cm，這1cm代表的含義是。(4)在光照等其他條件適宜的情況下，在℃時(shí)，有色液滴向右移動(dòng)的距離最大。(5)乙圖中a點(diǎn)后虛線下降的原因是；b點(diǎn)條件下，每天光照14h，番茄植株(填“能”或“不能”)正常生長(zhǎng)。[答案](1)NaHCO3將甲圖中的番茄植株換成死亡的番茄植株，其他條件保持不變將甲裝置移入黑暗環(huán)境中(2)凈3．5(3)番茄植株的光合速率等于呼吸速率番茄植株的凈光合速率是1mg/h(4)25(5)溫度過(guò)高，與光合作用有關(guān)的酶的活性降低，光合速率降低、呼吸速率增大，凈光合速率降低能[解析](1)若用甲圖裝置測(cè)定光合速率，則X應(yīng)為NaHCO3溶液，為植物的光合作用提供CO2，同時(shí)需要適宜的光照強(qiáng)度；為了排除環(huán)境中無(wú)關(guān)因素的影響，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，還需要設(shè)計(jì)除綠色植物(將植物換做死的植物)外均與實(shí)驗(yàn)組相同的對(duì)照組，即在甲圖所示裝置中進(jìn)行修改，使其變成對(duì)照組，具體的修改措施是將甲圖中的番茄植株換成死亡的番茄植株，其他條件保持不變。若要利用甲圖裝置測(cè)定番茄植株的呼吸速率，需要進(jìn)行的操作是將甲裝置移入黑暗環(huán)境中(2)乙圖中虛線為光照下CO2的吸收速率，即表示的是番茄植株的凈光合速率變化，溫度為15℃時(shí)，番茄植株的真光合速率＝凈光合速率2.5＋呼吸速率1＝3．5mg/h。(3)圖甲裝置中若液滴右移，表示有氧氣的釋放，植物的光合速率＞呼吸速率，若左移，證明呼吸速率＞光合速率，若在5℃和一定的光照條件下，發(fā)現(xiàn)甲圖裝置的有色液滴在1小時(shí)內(nèi)沒(méi)有移動(dòng)，其原因是植物的光合速率與呼吸速率相等；若在適宜的光照和5℃的條件下，有色液滴在1小時(shí)內(nèi)向右移動(dòng)了1cm，這1cm代表的含義是1h內(nèi)氧氣的釋放量，即植物的凈光合速率是1mg/h(有色液滴移動(dòng)1cm相當(dāng)于乙圖中的1個(gè)單位)。(4)有色液滴向右移動(dòng)表示凈光合速率，據(jù)乙圖可知，在光照等其他條件適宜的情況下，在25℃條件下光照下二氧化碳的吸收量最大，表示凈光合速率最大。(5)乙圖中a點(diǎn)后虛線下降的原因是溫度過(guò)高，與光合作用有關(guān)的酶的活性降低，光合速率降低、呼吸速率增大，凈光合速率降低；b點(diǎn)條件下，植物的凈光合速率等于呼吸速率約為3.25，每天光照14h，意味著黑暗10小時(shí)，一天下來(lái)：14×3.25-10×3.25＞0，故植物能正常生長(zhǎng)。2．(2024·河南信陽(yáng)·二模)生活在干旱地區(qū)的植物甲具有特殊的CO2固定方式。植物甲晚上氣孔打開(kāi)吸收CO2，利用吸收的CO2生成蘋(píng)果酸后儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋(píng)果酸脫羧后釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)植物甲氣孔白天關(guān)閉，通過(guò)防止來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境。白天時(shí)，植物甲光合作用消耗的CO2的來(lái)源是(答出兩點(diǎn))，此時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有。(2)夜晚的植物甲(填“能”或“不能”)進(jìn)行光合作用的暗反應(yīng)，原因是。(3)將植物甲放在干旱的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，分別在白天和晚上測(cè)定植物甲液泡內(nèi)的pH。相對(duì)于晚上，白天植物甲的液泡pH較。(4)干旱脅迫時(shí)有些植物會(huì)出現(xiàn)將光合產(chǎn)物更多地分配給根，從而促進(jìn)根生長(zhǎng)的現(xiàn)象。研究人員進(jìn)一步利用14CO2研究干旱脅迫對(duì)植物甲光合產(chǎn)物分配的影響，研究結(jié)果如下圖所示，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出研究人員進(jìn)行該項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：。[答案](1)蒸騰作用丟失大量水分呼吸作用產(chǎn)生的CO2和液泡中儲(chǔ)存的蘋(píng)果酸脫羧后釋放的CO2細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體(類囊體薄膜)(2)不能夜晚沒(méi)有光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP(3)高(或大)(4)將若干長(zhǎng)勢(shì)一致且良好的植物甲幼苗隨機(jī)均分成兩組；對(duì)照組正常供水、實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行干旱處理，兩組都只給予CO2，除水分外其他培養(yǎng)條件適宜且一致；一段時(shí)間后，檢測(cè)細(xì)根、幼葉和莖尖部位的14C在全株中占比情況[解析](1)植物甲生活在干旱地區(qū)，植物甲氣孔白天關(guān)閉，通過(guò)防止蒸騰作用丟失大量水分來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境。白天時(shí)，植物甲光合作用消耗的CO2的來(lái)源是呼吸作用產(chǎn)生的CO2和液泡中儲(chǔ)存的蘋(píng)果酸脫羧后釋放的CO2，此時(shí)葉肉細(xì)胞既能進(jìn)行呼吸作用也能進(jìn)行光反應(yīng)，故產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體(類囊體薄膜)。(2)夜晚的植物甲不能進(jìn)行光合作用的暗反應(yīng)，原因是夜晚沒(méi)有光照，不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP。(3)將植物甲放在干旱的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，分別在白天和晚上測(cè)定植物甲液泡內(nèi)的pH，白天蘋(píng)果酸分解，酸性降低，PH增大，晚上合成蘋(píng)果酸，PH減小，故相對(duì)于晚上，白天植物甲的液泡pH較高(或大)。(4)干旱脅迫時(shí)有些植物會(huì)出現(xiàn)將光合產(chǎn)物更多地分配給根，從而促進(jìn)根生長(zhǎng)的現(xiàn)象，自變量為干旱與否，研究人員進(jìn)一步利用14CO2研究干旱脅迫對(duì)植物甲光合產(chǎn)物分配的影響，實(shí)驗(yàn)思路為：將若干長(zhǎng)勢(shì)一致且良好的植物甲幼苗隨機(jī)均分成兩組；對(duì)照組正常供水、實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行干旱處理，兩組都只給予CO2，除水分外其他培養(yǎng)條件適宜且一致；一段時(shí)間后，檢測(cè)細(xì)根、幼葉和莖尖部位的14C在全株中占比情況。3．(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))落地生根、景天等景天科植物具有一個(gè)很特殊的二氧化碳同化方式，該類植物夜晚氣孔開(kāi)放，白天氣孔關(guān)閉，其氣孔開(kāi)、閉情況及相關(guān)代謝途徑如圖所示。回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)景天科植物夜晚利用CO2的場(chǎng)所是，該類植物夜晚氣孔開(kāi)放，白天氣孔關(guān)閉的生物學(xué)意義是，氣孔開(kāi)閉的特點(diǎn)與其生活環(huán)境相適應(yīng)，推測(cè)景天科植物生活的環(huán)境的特點(diǎn)可能是。(2)景天科植物在進(jìn)行卡爾文循環(huán)過(guò)程中，提供能量的物質(zhì)是，若只在白天提高大氣中的CO2濃度，則景天科植物的光合速率將，判斷依據(jù)是。(3)景天科植物葉肉細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中丙酮酸的去向有(寫(xiě)出2個(gè))。(4)在極其惡劣的條件下，景天科植物會(huì)在夜晚關(guān)閉氣孔，而在其體內(nèi)進(jìn)行CO2循環(huán)，假設(shè)其他過(guò)程不受影響，則這一機(jī)制(填“能”或“不能”)使植物正常生長(zhǎng)，原因是。[答案](1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)有利于減少水分的散失干旱炎熱(2)ATP和NADPH不變白天氣孔關(guān)閉不吸收二氧化碳，因此白天CO2濃度升高不會(huì)影響光合作用暗反應(yīng)的進(jìn)行(3)進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸第二階段，轉(zhuǎn)化成丙糖磷酸進(jìn)入葉綠體參與淀粉合成(合理即可)(4)不能該機(jī)制下1天內(nèi)植物沒(méi)有有機(jī)物的積累[解析](1)根據(jù)圖示信息，夜晚CO2進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)先生成HCO3-，再生成草酰乙酸，最后生成蘋(píng)果酸儲(chǔ)存在液泡中，因此景天科植物夜晚利用CO2的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。該類植物夜晚氣孔開(kāi)放，白天氣孔關(guān)閉，能在白天降低蒸騰作用，減少水分散失，因此比較適合在干旱炎熱的地區(qū)生長(zhǎng)。(2)在進(jìn)行卡爾文循環(huán)過(guò)程中，ATP和NADPH都能提供能量，同時(shí)NADPH還可作為還原劑。景天科植物白天氣孔關(guān)閉不吸收二氧化碳，因此白天提高大氣中CO2濃度不會(huì)影響光合作用暗反應(yīng)的進(jìn)行，故不會(huì)對(duì)其光合速率有影響。(3)根據(jù)圖示信息，白天蘋(píng)果酸分解產(chǎn)生的丙酮酸生成丙糖磷酸再進(jìn)入葉綠體合成淀粉，另外在有氧呼吸過(guò)程中，丙酮酸進(jìn)入線粒體參與有氧呼吸第二階段。(4)由題圖信息可知，如果景天科植物夜間關(guān)閉氣孔，會(huì)使植物無(wú)法從外界吸收CO2，植物體1天內(nèi)的CO2循環(huán)不會(huì)使植物積累有機(jī)物，因而植物不能正常生長(zhǎng)。4．(2024·四川廣安·二模)某科研小組為探究不同光質(zhì)對(duì)銀杏實(shí)生苗光合色素和生理特性的影響，為優(yōu)質(zhì)銀杏實(shí)生苗規(guī)模化生產(chǎn)提供技術(shù)參考。該科研小組以銀杏1年生實(shí)生苗為研究對(duì)象，測(cè)定第30天的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。回答下列問(wèn)題：處理葉綠素a(mg/g)葉綠素b(mg/g)株高(mm)莖粗(mm)全紅光1.120.3718.954.08全藍(lán)光0.660.9314.255.86紅藍(lán)復(fù)合光0.990.6917.645.17白光0.870.5816.224.96(1)光質(zhì)是影響植