專題18（押江蘇卷非選擇題）光合作用和細胞呼吸-2022年高考生物臨考題號押題（江蘇卷）（原卷版）

專題18（押江蘇卷非選擇題）光合作用和細胞呼吸細胞代謝是高考考查的重點和難點之一,本專題知識的綜合性較強，與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系密切。從考查題型看,近年高考的考查點主要集中在以下幾個方面:①以文字表述的形式考查光合作用、細胞呼吸等的基本原理、過程的基礎(chǔ)題;②以流程圖的形式或者信息背景遷移形式考查光合作用或細胞呼吸的中等難度題);③以圖表的形式考查光合作用和細胞呼吸的綜合題?？傮w來說,本專題內(nèi)容側(cè)重于考查學(xué)生的理解能力、獲取信息的能力和學(xué)科內(nèi)知識綜合應(yīng)用的能力。高考對本專題知識點的考查常結(jié)合坐標曲線考查光合作用、細胞呼吸的影響因素及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，對總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的考查也較多。強化對相關(guān)原理的分析及相關(guān)曲線模型的歸納整合與加強針對性訓(xùn)練是備考的關(guān)鍵。坐標曲線中，多以時間、位置、溫度等易測量的因素為橫坐標，以事物的某種性質(zhì)為縱坐標，用曲線表示事物的變化及性質(zhì)間的相互關(guān)系，常用來分析生命現(xiàn)象，從而揭示生物體結(jié)構(gòu)、代謝、生命活動及生物環(huán)境相互作用的關(guān)系等方面的本質(zhì)特性。坐標曲線圖的類型很多，有單—曲線型、多重曲線型等。坐標曲線圖無論多么復(fù)雜，關(guān)鍵是數(shù)和形。數(shù)就是曲線中的點——起點、轉(zhuǎn)折點和終點;形就是曲線的變化趨勢，乃至將來的動態(tài)。解題思維模板如下∶具體分析∶（1）快速確認曲線圖中"總光合速率"與"凈光合速率"。若光照強度為"0"時，CO2吸收量（或光合速率）從"0"開始，則描述指標為"總光合速率"，若此時CO2吸收量從負值開始，則描述指標應(yīng)為"凈光合速率"。（2）讀曲線圖時必須"全線"關(guān)注，不可就某些"片段"盲目下結(jié)論。解答光合作用相關(guān)曲線的基本步驟如下∶1．（2021江蘇高考真題）線粒體對維持旺盛的光合作用至關(guān)重要。下圖示葉肉細胞中部分代謝途徑，虛線框內(nèi)示“草酰乙酸/蘋果酸穿梭”，請據(jù)圖回答下列問題。(1)葉綠體在___上將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，參與這一過程的兩類色素是_____。(2)光合作用時，CO2與C5結(jié)合產(chǎn)生三碳酸，繼而還原成三碳糖（C3），為維持光合作用持續(xù)進行，部分新合成的C3必須用于再生______；運到細胞質(zhì)基質(zhì)中的C3可合成蔗糖，運出細胞。每運出一分子蔗糖相當于固定了___個CO2分子。(3)在光照過強時，細胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細胞損傷。草酸乙酸/蘋果酸穿梭可有效地將光照產(chǎn)生的______中的還原能輸出葉綠體，并經(jīng)線粒體轉(zhuǎn)化為______中的化學(xué)能。(4)為研究線粒體對光合作用的影響，用寡霉素（電子傳遞鏈抑制劑）處理大麥，實驗方法是:取培養(yǎng)10~14d大麥苗，將其莖漫入添加了不同濃度寡霉素的水中，通過蒸騰作用使藥物進入葉片。光照培養(yǎng)后，測定，計算光合放氧速率（單位為μmolO2?mg1chl?h1，chl為葉綠素）。請完成下表。實驗步驟的目的簡要操作過程配制不同濃度的寡霉素丙酮溶液寡霉素難溶于水，需先溶于丙酮，配制高濃度母液，并用丙酮稀釋成不同藥物濃度，用于加入水中設(shè)置寡霉素為單一變量的對照組①_______________②_______________對照組和各實驗組均測定多個大麥葉片光合放氧測定用氧電極測定葉片放氧③_______________稱重葉片，加乙醇研磨，定容，離心，取上清液測定2．（2020江蘇高考真題）研究發(fā)現(xiàn)，線粒體內(nèi)的部分代謝產(chǎn)物可參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達，進而調(diào)控細胞的功能。下圖為T細胞中發(fā)生上述情況的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：（1）丙酮酸進入線粒體后先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再徹底分解成__________和[H]。[H]經(jīng)一系列復(fù)雜反應(yīng)與__________結(jié)合，產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。（2）線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質(zhì)中與__________結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。（3）線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到__________中，激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，激活的NFAT可穿過__________進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄后形成的__________分子與核糖體結(jié)合，經(jīng)__________過程合成白細胞介素。（4）T細胞內(nèi)乙酰輔酶A和自由基調(diào)控核內(nèi)基因的表達，其意義是__________。3．（2019江蘇高考真題）葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如下圖所示。請回答下列問題：（1）合成酶R時，細胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息__________到RNA上，RNA進入細胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成；在葉綠體中，參與大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是__________。（2）進行光合作用時，組裝完成的酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在_________上（填場所）完成的。活化的酶R催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物（C3Ⅰ），C3I還原為三碳糖（C3Ⅱ），這一步驟需要__________作為還原劑。在葉綠體中C3Ⅱ除了進一步合成淀粉外，還必須合成化合物X以維持卡爾文循環(huán)，X為__________。（3）作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控，下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程，與X濃度相關(guān)的有__________（填序號）。①外界環(huán)境的CO2濃度②葉綠體接受的光照強度③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3Ⅱ輸出速度④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強度（4）光合作用旺盛時，很多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體__________。1．水稻生長需依次經(jīng)過抽穗期、灌漿期、乳熟期、蠟熟期等時期。圖1是水稻葉肉細胞光合作用和呼吸作用部分過程示意圖。表1是水稻的早衰型品種和持綠型品種在相應(yīng)實驗條件下測得的光合作用指標?；卮鹣铝袉栴}：生長時期光補償點（μmol·m2·s1）光飽和點（μmol·m2·s1）最大凈光合速率CO2/（μmol·m2·s1）品種甲品種乙品種甲品種乙品種甲品種乙抽穗期63461936200023.1326.98蠟熟期75721732136519.1712.63(1)圖1中④過程發(fā)生的場所是_______________。(2)進入蠟熟期后，早衰期品種出現(xiàn)“籽葉皆黃”現(xiàn)象，而持綠型品種則由于葉片中_________的含量仍保持較高，往往出現(xiàn)“葉青籽黃”的現(xiàn)象。由表1中數(shù)據(jù)推測，屬于持綠型的是品種_________（選填“甲”或“乙”）。(3)科學(xué)家從水稻葉肉細胞中分離出類囊體用磷脂分子包裹形成圖2所示的“油包水液滴”結(jié)構(gòu)，在其中加入足量NADP+、ADP等物質(zhì)，并對該結(jié)構(gòu)采取明暗交替處理，一段時間內(nèi)檢測此結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生NADPH（即［H］）的量，以確定“油包水液滴”內(nèi)的人工光反應(yīng)系統(tǒng)是否構(gòu)建成功。結(jié)果如圖3所示，說明該系統(tǒng)構(gòu)建_________，原因是_________。(4)進一步將相關(guān)酶等物質(zhì)加入“油包水液滴”內(nèi)，通入充足的_________作為原料，形成化學(xué)反應(yīng)循環(huán)。明暗交替處理后在該化學(xué)反應(yīng)循環(huán)中可檢測到乙醇酸（一種有機酸）的生成，這一化學(xué)反應(yīng)循環(huán)模擬的是圖1中_________過程（填圖中編號），推測此結(jié)構(gòu)中NADPH的含量隨明暗時段的變化是：明期_________，暗期_________。(5)將四組相同的水稻培養(yǎng)在密閉的裝置中，控制不同的溫度條件（其他條件相同且適宜），已知t1＜t2＜t3＜t4，根據(jù)圖4的數(shù)據(jù)判斷t4，時實際光合速率_________t3（選填“＞”“＜”或“＝”）。2．光系統(tǒng)Ⅰ（PSⅠ）和光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）是由蛋白質(zhì)和光合色素組成的復(fù)合體。下圖表示某高等植物葉肉細胞中光合作用部分過程示意圖，圖中虛線表示該生理過程中電子（e）的傳遞過程。請據(jù)圖回答下列問題。(1)PSⅠ和PSⅡ鑲嵌在葉綠體的_______________上，含有的光合色素主要包括_______________兩大類，這些色素的主要功能有_______________。(2)圖示過程中，PSⅡ和PSⅠ以串聯(lián)的方式協(xié)同完成電子由_______________（物質(zhì)）釋放、最終傳遞給_______________（物質(zhì)）生成[H]的過程。(3)光照的驅(qū)動既促使水分解產(chǎn)生H+，又伴隨著電子的傳遞通過PQ將葉綠體基質(zhì)中的H+_______________，同時還在形成[H]的過程中_______________葉綠體基質(zhì)中部分H+，造成膜內(nèi)外的H+產(chǎn)生了濃度差。請結(jié)合圖示信息分析，跨膜的H+濃度差在光合作用中的作用是_______________。(4)除草劑二溴百里香醌（DBMIB）與PQ競爭可阻止電子傳遞到細胞色素b6f，若用該除草劑處理無內(nèi)外膜的葉綠體，會導(dǎo)致ATP含量顯著下降，其原因可能是_______________。3．通過“蘋果酸/草酰乙酸穿梭”和“蘋果酸/天冬氨酸穿梭”可實現(xiàn)葉綠體和線粒體中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。下圖表示某植物細胞中部分代謝過程，請據(jù)圖回答問題。(1)NADPH是光反應(yīng)的產(chǎn)物，光反應(yīng)過程中水的光解為NADPH的合成提供_____，光反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換是_____。(2)圖中卡爾文循環(huán)和三羧酸循環(huán)進行的場所分別是_____，葉綠體中光合產(chǎn)物暫時以淀粉形式儲存的意義是_____。(3)強光條件下“蘋果酸/草酰乙酸穿梭”加快的意義是_____。“蘋果酸/天冬氨酸穿梭”將細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH運入線粒體，在_____（場所）轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。(4)“蘋果酸/天冬氨酸穿梭”途徑（MAS）不僅存在于植物細胞，也廣泛存在于動物細胞中，影響著細胞的能量代謝。MAS抑制劑可抑制細胞增殖，為癌癥的治療提供了新思路。下表為研究MAS抑制劑對黑色素瘤細胞增殖影響的實驗步驟和操作過程，請完成表格：實驗步驟簡要操作過程配制動物細胞培養(yǎng)液按配方經(jīng)計算、稱量、溶解等步驟配制動物細胞培養(yǎng)液配制不同濃度MAS抑制劑溶液①用_____作溶劑，配制具有一定濃度梯度的MAS抑制劑溶液②_____將黑色素瘤細胞接種到動物細胞培養(yǎng)液中，在適宜條件下培養(yǎng)，獲取處于對數(shù)生長期的細胞對照組處理將黑色素瘤細胞適度稀釋后接種到96孔培養(yǎng)液中，培養(yǎng)24h后觀察到正常貼壁，棄去原培養(yǎng)液，加入新鮮培養(yǎng)液實驗組處理③_____實驗結(jié)果統(tǒng)計在培養(yǎng)24、48和72h后，用合適方法分別統(tǒng)計各組黑色素瘤細胞的增殖率4．龍葵對重金屬鎘有很強的吸收能力，能對土壤中的鎘污染進行修復(fù)。當鎘在龍葵體內(nèi)積累到一定量時，會限制其對土壤的修復(fù)能力，科研人員對此展開研究。(1)鎘進入龍葵細胞會抑制硝酸還原酶的活性，使得植物體內(nèi)氮含量下降。一方面導(dǎo)致葉綠體合成的葉綠素減少，限制了光合作用的___________階段；另一方面使得氨基酸合成的___________減少，最終導(dǎo)致龍葵在富含鎘的土壤中生長緩慢。(2)為研究施氮對鎘污染環(huán)境下龍葵光合速率的影響，研究人員使用尿素作為氮肥進行相關(guān)實驗，實驗結(jié)果如下圖。①實驗中對照組是___________。②實驗結(jié)果表明___________。(3)為進一步確定氮對光合作用暗反應(yīng)的影響，對各組龍葵單株有機物量、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度進行了測定，結(jié)果如下表。檢測指標A組B組C組D組E組單株有機物量（g·株1）5.403.778.4310.7312.20氣孔導(dǎo)度（mol·m2·s1）0.290.180.430.560.65胞間CO2濃度（umol·mol1）293307309305281注：氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開放程度越大①對比A、B組實驗結(jié)果判斷，氣孔導(dǎo)度低___________（填“是”或“不是”）鎘污染條件下龍葵光合效率低的主要原因。②在含鎘的環(huán)境中，隨氮濃度的升高，依據(jù)___________推測光合作用暗反應(yīng)加快，導(dǎo)致單株有機物含量高。(4)綜合上述實驗結(jié)果或所學(xué)知識，推測施氮濃度大于450mg·kg1時，是否會對鎘環(huán)境下龍葵生長具有更好的促進作用，請闡明理由___________。5．番茄植株不耐高溫，其生長發(fā)育的適宜溫度及光照分別為15~32℃，500~800μmol·m2s1。我國北方夏季栽培番茄過程中常遭遇35℃亞高溫并伴有強光輻射的環(huán)境，會造成番茄減產(chǎn)。圖1是番茄光合作用部分過程示意圖，PSII和PSI是由蛋白質(zhì)和光合色素組成的復(fù)合物，①~③表示相關(guān)過程，A~E表示相關(guān)物質(zhì)。請分析回答下列問題。(1)PSⅡ和PSⅠ具有吸收、傳遞并轉(zhuǎn)化光能的作用。圖示類囊體膜的Ⅱ側(cè)是_____________（結(jié)構(gòu)），PSⅡ中的色素吸收光能后，將H2O分解為[A]_____________和H+，產(chǎn)生的電子e傳遞給PSI用于合成NADPH。同時，H+____________（選填“順”或“逆”）濃度梯度轉(zhuǎn)運提供能量，促進合成[

]_____________。(2)為研究亞高溫高光對番茄光合作用的影響，研究者將番茄植株置于不同培養(yǎng)環(huán)境下培養(yǎng)5天后測定相關(guān)指標，結(jié)果如下表。組別溫度（℃）光照強度（μmol·m2s1）凈光合速率（μmol·m2s1）氣孔導(dǎo)度（mmol·m2s1）胞間CO2濃度（ppm）Rubisco活性（U·ml1）對照組（CK）2550012.1114.2308189亞高溫高光組（HH）3510001.831.244861根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷，亞高溫高光條件下凈光合速率的下降并不是氣孔因素引起的，理由是_____________。Rubisco酶活性的下降導(dǎo)致圖1中的過程②速率下降，光反應(yīng)產(chǎn)物在葉綠體中______________，進而引起光能的轉(zhuǎn)化效率_____________，此時強光下植物吸收的光能屬于過剩光能，會對植物產(chǎn)生危害。(3)植物通常會采取一定的應(yīng)對機制來適應(yīng)逆境。D1蛋白是PSⅡ復(fù)合物的組成部分，對維持PSⅡ的結(jié)構(gòu)和功能起重要作用。研究表明，在高溫高光下，過剩的光能可使D1蛋白失活。研究者對D1蛋白與植物應(yīng)對亞高溫高光逆境的關(guān)系進行了研究。①利用番茄植株進行了三組實驗，具體處理如圖2所示。定期測定各組植株的凈光合速率（Pn）。實驗結(jié)果如圖2：請寫出B組的處理：_____________。根據(jù)實驗結(jié)果可初步推測：植物通過_____________以緩解亞高溫高光對光合作用的抑制。②Deg蛋白酶位于類囊體腔側(cè)，主要負責(zé)受損D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，則亞高溫高光下番茄的光合作用受抑制程度會_____________，請說明理由：_____________。6．CO2是重要的溫室氣體，大氣CO2濃度升高導(dǎo)致氣候變暖，將會使土壤水分的有效性降低，干旱脅迫成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素。為研究增溫、增CO2對植物光合速率的影響，科研小組以玉米（生長周期為120天）為實驗材料，在三組不同條件下種植，一段時間后分別測定光合速率，實驗結(jié)果如下表，回答下列問題：組別實驗條件光合速率（umolCO2m2．s1）種植34天種植82天A組環(huán)境溫度，大氣CO2濃度37.624.9B組環(huán)境溫度+2℃，大氣CO2濃度40.018.7C組環(huán)境溫度+2℃，兩倍大氣CO2濃度42.622.9(1)分析增溫對植物光合速率的影響，應(yīng)對比上表中______組的數(shù)據(jù)。(2)表中數(shù)據(jù)表明，CO2濃度升高導(dǎo)致光合速率提高的原因是______，C組條件下對光合速率起限制作用的環(huán)境因素主要是______________________________（答出兩點）。(3)有研究表明，長期處于高濃度CO2環(huán)境下的植物，在低CO2濃度下對CO2的利用能力會下降，請利用上述材料和實驗條件設(shè)計驗證這一結(jié)論的方案，簡要寫出實驗思路：______________________________。(4)研究人員進一步研究干旱脅迫對光合產(chǎn)物分配的影響：將長勢一致的桃樹幼苗平均分成對照組、干旱處理、干旱后恢復(fù)供水三組，只給予成熟葉14CO2，檢測成熟葉14CO2光合產(chǎn)物滯留量；一段時間后，檢測光合產(chǎn)物在細根、幼葉和莖尖部位的分配情況。據(jù)圖回答問題：①在干旱脅迫中期，檢測到光反應(yīng)釋放的氧氣減少，推測可能是葉綠體內(nèi)______（結(jié)構(gòu)）受損，為暗反應(yīng)提供的______減少，從而光合速率降低；另外由于______，C3的生成速率降低，從而光合速率降低。②由圖可知，干旱脅迫會導(dǎo)致成熟葉光合產(chǎn)物的輸出量______，判斷依據(jù)是________________________。③大多數(shù)植物在干旱條件下，氣孔會以數(shù)十分鐘為周期進行周期性的閉合，稱為“氣孔振蕩”，“氣孔振蕩”是植物對干旱條件的一種適應(yīng)性反應(yīng)，有利于植物生理活動的正常進行。其原因是______________________。7．C4植物玉米具有圖1所示的CO2濃縮機制，在高光強、高溫和干旱條件下比C3植物水稻有更高的光合效率。科研人員成功地將玉米C4途徑關(guān)鍵