大題01-細胞呼吸和光合作用-備戰(zhàn)2023年高考生物之【考前抓大題】(原卷版)

大題01細胞呼吸和光合作用考向分析考向分析大題預測大題預測1．圖1是甲、乙兩種植物在溫度和水分均適宜的條件下，光合速率與呼吸速率的比值（P/R）隨光照強度變化的曲線圖，圖2是將A、B兩組生理狀況相同的甲種植物幼苗，分別置于溫度為25℃的相同密閉透明容器內(nèi)，A、B兩組光照強度不同，測得兩組容器內(nèi)CO2濃度的變化曲線圖。(1)據(jù)圖1可知，在CD段光照強度是限制___________（填“甲植物”或“乙植物”）光合速率的環(huán)境因素。當光照強度為B時，甲植物的葉肉細胞中______________________等生物膜上能產(chǎn)生ATP。(2)當植物在單位時間內(nèi)光合作用消耗的CO2量等于呼吸作用釋放的CO2量時，環(huán)境中的CO2濃度稱作CO2補償點，圖2中a、b點對應的分別為A、B組大豆幼苗的CO2補償點。①將CO2濃度從b提高到a，短時間內(nèi)B組幼苗葉肉細胞中的C3濃度會________（填“上升”、“下降”、“不變”）②該實驗結果表明，_______________能影響大豆幼苗CO2補償點，提高產(chǎn)量。③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，往往是通過_____（填“提高”或“降低”）CO2補償點來提高產(chǎn)量。④播種B組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照A組的條件培養(yǎng)，測得容器內(nèi)CO2濃度的變化曲線圖與A組完全相同。根據(jù)這一結果能夠得到的初步結論是___。2．共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然來源，根瘤菌入侵豆科植物的根系，誘導大豆形成根瘤（容納根瘤菌）以進行共生固氮。為研究大豆根瘤形成的機理，科研人員進行了一系列研究。(1)圖1是大豆光合作用產(chǎn)物的形成及運輸和大豆與根瘤菌關系示意圖。請分析回答：①如圖1所示，二氧化碳固定形成的C3在光反應提供的______作用下轉換成磷酸丙糖（TP），TP運出葉綠體后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于______。②研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖進入維管束細胞的過程可被呼吸抑制劑抑制，據(jù)此推測蔗糖進入維管束細胞的跨膜運輸需要的條件是______。(2)為了研究光照與大豆根瘤生成的關系，科研工作者將根瘤菌接種于大豆上，黑暗預處理2天后，進行相關處理，6天后觀察大豆根瘤結節(jié)生成的情況，處理和結果如圖2，結合圖1分析下列問題。①對大豆黑暗預處理的目的是______。②圖2的實驗結果說明_______。③根據(jù)圖1，從能量的角度解釋大豆根瘤結節(jié)形成的原因：_______。④研究發(fā)現(xiàn)在光的誘導下，移動因子可以從大豆枝條移動到根部，同時根瘤菌內(nèi)形成某種復合物，從而激活大豆根瘤發(fā)生相關基因的表達。說明光除了為植物提供能量外，還可能作為_____調(diào)控大豆根瘤結節(jié)的生成。3．科研人員發(fā)現(xiàn)植物的細胞呼吸除具有與動物細胞相同的途徑外，還包含另一條借助交替氧化酶（AOX）的途徑。(1)交替氧化酶（AOX）分布在植物細胞線粒體內(nèi)膜上，它可以催化O2與[H]生成______，并使細胞呼吸釋放的能量更多以熱能形式散失，生成ATP所占的比例______。在寒冷早春，某些植物的花細胞中AOX基因的表達會________，利于提高花序溫度，吸引昆蟲傳粉。(2)進一步研究表明，AOX途徑可能與光合作用有關，科研人員對此進行深入研究。①光合作用過程中，光能被分布于葉綠體________上的光合色素吸收，并轉變?yōu)锳TP中的_______，經(jīng)過暗反應，能量最終被儲存在________中。一般情況下，植物葉片的光合作用隨光照強度的增強而增強，但光照強度過高時，光合作用減弱。②科研人員將正常光照下發(fā)育的葉片分為4組，用AOX途徑抑制劑處理A組和C組葉片的左側，然后將4組葉片離體，葉柄插入盛滿水的試管中，左側置于正常光照下，右側置于正常光照或高光下（圖1），40分鐘后測量葉片左側光合色素的光能捕獲效率（圖2）。根據(jù)__________組的實驗數(shù)據(jù)可以推測，在夏季晴天，若樹木中層葉片的部分區(qū)域被高光照射，葉面出現(xiàn)光斑，則可能會使鄰近組織的光合作用減弱。實驗說明，AOX途徑可以___________________________________。4．室內(nèi)栽培常春藤能夠有效清除甲醛污染。為研究其作用機制，科學家首先研究在密閉環(huán)境下常春藤正常的呼吸作用和光合作用，測定環(huán)境中的CO2濃度變化，結果如下圖1所示；而后將用特殊方法處理的甲醛通入密閉環(huán)境，研究常春藤處理甲醛的途徑。具體過程如下圖2所示為甲醛相關的代謝過程（其中HCHO為甲醛，RU5P和HU6P是中間產(chǎn)物）?；卮鹣铝袉栴}。(1)圖1中黑暗組常春藤的葉肉細胞內(nèi)能產(chǎn)生ATP的場所是________。弱光照組葉肉細胞的光合速率________（填“大于”“小于”或“等于”）它的呼吸速率，d時間內(nèi)完全光照組植株的平均實際光合速率是________ppm/s。(2)圖2中循環(huán)①的名稱是________，b代表________，細胞同化甲醛（HCHO）的場所應是________。(3)甲醛在被常春藤吸收利用的同時，也會對常春藤的生長產(chǎn)生一定的影響，為此研究人員設計了甲醛脅迫下常春藤生長情況的實驗。下表是常春藤在不同濃度甲醛脅迫下測得的可溶性糖的含量。甲醛脫氫酶（FALDH）是甲醛代謝過程中的關鍵酶，下圖3表示不同甲醛濃度下，該酶的活性相對值，下圖4是不同甲醛濃度下氣孔導度（氣孔的開放程度）的相對值。不同甲醛濃度下常春藤可溶性糖的相對含量組別樣品0天第1天第2天第3天第4天①1個單位甲醛濃度的培養(yǎng)液22712658281132713425②2個單位甲醛濃度的培養(yǎng)液22712415293627891840③不含甲醛的培養(yǎng)液22712311239923992529①1個單位甲醛濃度下，常春藤氣孔開放程度下降，而可溶性糖的含量增加的原因是________________。②綜合分析表、圖3和圖4的信息，推測在甲醛脅迫下常春藤的抗逆途徑：________________________。5．在光合作用的研究中，植物光合作用制造器官被稱為“源”，光合產(chǎn)物或營養(yǎng)物質接納和儲存部位被稱為“庫”。Ⅰ、淀粉和蔗糖是光合作用的兩種主要終產(chǎn)物，馬鈴薯植株下側葉片合成的有機物通過篩管主要運向塊莖貯藏，紅薯葉片合成的有機物通過篩管主要運向塊根儲存。下圖是馬鈴薯和紅薯光合作用產(chǎn)物的形成及運輸示意圖。在一定濃度的CO2和30℃條件下（細胞呼吸最適溫度為30℃，光合作用最適溫度為25°C），測定馬鈴薯和紅薯在不同光照條件下的光合速率，結果如下表。分析回答：光合速率與呼吸速率相等時光照強度（klx）光飽和時光照強度（klx）光飽和時CO2吸收量（mg/100cm2葉·小時）黑暗條件下CO2釋放量（mg/100cm2葉·小時）紅薯13116馬鈴薯393015Ⅱ、科研人員對桃樹的庫源關系及其機理進行了研究。①去除部分桃樹部分枝條上的果實，檢測其對葉片光合速率等指標的影響，結果如下表。組別凈光合速率（μmol·m2·s-1）葉片蔗糖含量（mg·g·FW）葉片淀粉含量（mg·g-1·FW）氣孔導度（mmol·m-2）對照組（留果）5．3930．1460．6151．41實驗組（去果）2．4834．2069．3229．70②將某植物葉片分離得到葉綠體，檢測蔗糖對離體葉綠體光合速率的影響，結果如圖：(1)馬鈴薯下側葉片葉肉細胞中的葉綠體可將光能轉化為______，同時分解H2O產(chǎn)生O2．為紅薯葉片提供C18O2，塊根中的淀粉會含18O，請寫出元素18O轉移的路徑（用圖中相關物質的名稱及箭頭表示）：______(2)25℃條件下測得紅薯光補償點會______（填“小于”“大于”或“等于”）1klx；30℃條件下，當光照強度為3klx時，紅薯和馬鈴薯固定CO2量的差值為_______(3)為了驗證光合作用產(chǎn)物以蔗糖的形式運輸，研究人員將酵母菌蔗糖酶基因轉入植物，該基因表達的蔗糖酶定位在葉肉細胞的細胞壁上，結果發(fā)現(xiàn)轉基因植物出現(xiàn)嚴重的小根、小莖現(xiàn)象，其原因是___，從而使根和莖得到的糖不足，生長緩段。(4)據(jù)表推測：去果處理降低了______（填“庫”或“源”）的大小，使葉片中______積累，進而抑制了光合速率。(5)圖中______濃度范圍的實驗數(shù)據(jù)支持以上推測。(6)研究發(fā)現(xiàn)，葉綠體中淀粉的積累會導致類囊體膜結構被破壞，進而直接影響光反應。保衛(wèi)細胞中淀粉含量增加會降低氣孔導度，使______，進而抑制暗反應。6．金銀花不僅是一味重要的中藥材，而且具有很高的觀賞價值。為提高金銀花產(chǎn)量，某實驗小組對三種金銀花凈光合速率的日變化進行了研究，結果如圖1所示；圖2表示其葉肉細胞中光合作用部分過程示意圖，光系統(tǒng)Ⅰ（P680）和光系統(tǒng)Ⅱ（P700）是由蛋白質和光合色素組成的復合體。請回答下列問題：(1)圖1所示時間15～19時內(nèi)紅花金銀花葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有______。三個品種金銀花在12時左右均出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象，為緩解“光合午休”現(xiàn)象，宜采取的措施是______。(2)光照的驅動既促使水分解產(chǎn)生H+，又伴隨著電子的傳遞通過PQ將葉綠體基質中的H+轉運至類囊體腔，同時______，造成膜內(nèi)外的H+產(chǎn)生了濃度差。請結合圖示信息分析，跨膜的H＋濃度差在光合作用中的作用是____________。(3)研究表明：金銀花“光合午休”現(xiàn)象還與葉片中的D1蛋白含量密切相關（D1蛋白是調(diào)節(jié)光系統(tǒng)II活性的關鍵蛋白質）。強光照會導致D1蛋白含量下降，而水楊酸（SA）能減小D1蛋白含量下降的幅度。下面某同學以紅花金銀花為實驗材料，設計驗證此結論的實驗思路，請將該方案進行完善。①將生長狀況一致的紅花金銀花均分成3組，編號A、B、C；②分別在______三種條件下培養(yǎng)，其他條件保持相同且適宜；③一段時間后，檢測各組D1蛋白的含量，并比較得出結論。④預期結果：三組D1蛋白的含量從大到小依次是______（用各組編號表示）。7．為了探究環(huán)境因子對光合作用的影響，研究人員檢測了由黑暗轉為光照后擬南芥植物的光反應相對速率和熱能散失比例（在葉綠體中以熱能形式散失的能量占光反應捕獲光能的比例），其結果如圖1所示，回答下列問題：(1)光照處理后0．5min內(nèi)，光反應相對速率曲線下降，說明暗反應未同步激活，導致光反應產(chǎn)生的_____積累從而抑制光反應。在0～0．5min之間，圖中熱能散失比例變化的生物學意義是：吸收的光能_____，從而保護類囊體蛋白和色素等免受光損傷。(2)研究人員發(fā)現(xiàn)光質也會影響光合作用。在640~660nm波長下，擬南芥葉片釋放O2是由_____（填“類胡蘿卜素”“葉綠素”或“類胡蘿卜素+葉綠素”）參與光合作用引起的。(3)研究表明；氣孔因素也是影響光合作用的重要因素。H2S是植物體內(nèi)的信號分子，為了探究H2S對氣孔發(fā)育的影響，科研人員又做了相關實驗，結果如下，請回答：①分析圖2實驗結果，可得出結論：_____。②實驗發(fā)現(xiàn)植物激素茉莉酸（JA）也會調(diào)節(jié)氣孔發(fā)育，結合圖3，分析其調(diào)節(jié)機制為_____。8．衣藻屬于單細胞真核生物。研究者以衣藻為實驗材料，開展CO2影響生長的深入研究。(1)當CO2濃度適當增加時，衣藻的光合作用強度增加。這是由于在酶的作用下，位于______的C5與CO2結合，生成更多的C3，C3進一步被______，形成更多的糖類。(2)TOR是普遍存在于真核生物細胞中的一種激酶，可促進蛋白質的合成，加快代謝和生長。①為確定光合作用與TOR活性的關系，研究者對正常光照條件下的衣藻進行黑暗處理12小時后，接著將衣藻均分為2組，甲組不做處理，乙組加入GLA，再次進行光照處理，TOR活性的結果如下表所示。光照黑暗12h光照（甲組）光照（乙組）GLA－－－＋TOR活性＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”數(shù)量越多，表明TOR活性越強；GLA是一種暗反應抑制劑。據(jù)表可推測出光合作用與TOR活性的關系是：______。②如圖表示光合作用暗反應及其中間產(chǎn)物形成氨基酸的途徑。進一步研究表明暗反應固定的CO2可通過增加谷氨酰胺的含量從而提高TOR的活性。以下能為上述結論提供證據(jù)的是______。a．阻斷圖示中淀粉的合成途徑，TOR活性減弱b．阻斷亮氨酸和纈氨酸的合成，TOR活性增強c．阻斷谷氨酸到谷氨酰胺的合成，TOR活性減弱(3)請結合上述研究及所學知識，闡述CO2濃度適度增加可促進植物生長的機制：①_________________________；②_________________________。9．在真核細胞有氧呼吸的第三階段，還原型輔酶Ⅰ（NADH）脫去氫并釋放電子（e-），電子最終傳遞給О2。電子傳遞過程中釋放的能量驅動H+從線粒體基質跨膜運輸?shù)骄€粒體內(nèi)、外膜的間隙，從而建立H+濃度梯度，隨后H+在ATP合酶的協(xié)助下順濃度梯度運輸?shù)骄€粒體基質，并生成大量ATP，如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)真核細胞有氧呼吸的第三階段中，電子傳遞過程發(fā)生在_________（填場所），ATP合酶的功能是_________。(2)為研究短時低溫對線粒體電子傳遞的影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及實驗結果如下圖所示。若要產(chǎn)生等量ATP，4℃條件比25℃條件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量__________（填“相等”“更多”或“更少”）。根據(jù)實驗結果推測：低溫條件下ATP生成量減少的原因是__________，發(fā)生該變化的意義是_________。10．研究發(fā)現(xiàn)光反應產(chǎn)生ATP與NADPH數(shù)量比是2.57∶2，而暗反應消耗的ATP與NADPH數(shù)量比是3∶2，NADPH積累是光合作用限制因素之一。因此，在細胞中導入NADPH消耗模塊（異丙醇合成途徑），以期提高光合速率。(1)圖1中①②表示的物質分別是_____；NADPH在③的進一步反應中的作用是____。(2)以藍細菌為研究模型，通過導入三種外源酶（ABC酶）基因，相關指標的檢測結果見表和圖2．組別導入基因NADPH含量（pmol）ATP含量（μmol）CO2固定速率（mg·g-1細胞干重·h-1）一無193．539．2886二A、B190．8335．2385三A、B、C112．8362．53119注：NADPH與ATP含量在最適光照下測定。①表中組別二的結果說明________。為驗證藍細菌有效提高光合速率是由于額外的NADPH消耗直接導致的，研究人員在組別一的藍細菌中只導入C基因，在培養(yǎng)基中添加______進行培養(yǎng)，實驗結果應與組別_____結果相同。②結合表和圖2分析，在藍細菌中創(chuàng)建異丙醇合成途徑能夠提高光合速率的原因：_______。11．研究鹽脅迫下植物的抗鹽機理及其對生長的影響具有重要意義。為研究不同濃度NaCl脅迫對海水稻生理特性的影響，某科研小組使用NaCl培養(yǎng)液培養(yǎng)某海水稻，分別測得不同濃度NaCl培養(yǎng)液條件下其根尖細胞和高鹽脅迫條件下（NaCl濃度200mmol/L）其葉肉細胞的相關數(shù)據(jù)，結果分別如圖1、圖2所示。請回答：(1)為了探究高鹽脅迫條件對葉綠體形態(tài)及功能的影響，實驗小組將正常條件及高鹽脅迫條件下培養(yǎng)的成熟葉研磨，通過______法獲得葉綠體并制成懸液。在配制葉綠體懸液時，需要加入適宜濃度的蔗糖以保證結構的完整，其作用是______________。葉綠體中光合色素吸收的光能經(jīng)過光反應之后轉化為______中的化學能供暗反應利用。(2)若以NaCl溶液濃度150mmol/L為界分為低鹽和高鹽脅迫，據(jù)圖1可知，隨著NaCI溶液濃度的升高，該海水稻根尖細胞適應低鹽和高鹽脅迫的調(diào)節(jié)機制不同：前者主要是逐步提高細胞內(nèi)無機鹽的相對濃度，后者主要是__________。(3)據(jù)圖2分析該海水稻葉肉細胞的胞間CO2濃度先降后升的原因：第15天之前色素含量下降不大，很可能是因為氣孔導度（指氣孔張開的程度）_____（選填“升高”或“降低”），葉綠體從細胞間吸收的CO2增多，使胞間CO2濃度降低；第15天之后胞間CO2濃度逐漸上升，從色素含量變化對暗反應的影響并綜合其他代謝過程，其原因可能是____________。12．小麥