2022年高考生物一轮复习：光合作用大题专项练习题汇编（Word版，含答案）

2022年高考生物一轮复习：光合作用大题专项练习题汇编1．在植物叶肉细胞中会同时进行光合作用和呼吸作用两种生理过程，如图是相关物质变化示意图，其中A～E为生理过程，请回答：（1）在生物体内，ATP的合成伴随着生物的　　（放/吸）能反应，ATP的水解伴随着生物的　　（放/吸）能反应。上述A～E过程中，能够产生ATP的过程是　　（填字母），B过程中突然减少CO2的供应，C5的含量短时间内将　　（填“上升”、“下降”、“不变”）。（2）过程A发生的场所是　　。过程A为过程B提供的物质有　　，　　。A过程中释放的氧气来自于　　。（水，二氧化碳）（3）有氧呼吸与无氧呼吸的共同阶段是　　（填字母），该阶段反应发生的场所是　　；细胞呼吸过程中释放出能量最多的过程是　　（填字母）过程。2．光合作用是唯一能捕获和转化光能的生物学途径，如图表示光合作用过程中，发生在叶绿体类囊体膜上的电子传递和H+跨膜转移过程，其中P680和P700表示两种特殊状态的叶绿素a。（1）CF0和CF1是复杂的蛋白质，据图分析，这两种蛋白质复合体的生理作用是　　。（2）据图分析，类囊体腔的H+来源有　　。类囊体腔的H+远高于基质侧，在该浓度差中储存一种势能，该势能是此处形成ATP的前提。其他条件不变，若H+浓度差突然消失，短时间内叶绿体中的C3含量会增加，原因是　　。（3）据图分析，水光解产生的O2释放至细胞外，至少要穿过　　第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 层膜。光合作用的产物是有氧呼吸的原料，有氧呼吸的产物是光合作用的原料，但二者不是可逆反应。请对此作出解释　　（答出两点即可）。（4）从植株上取一健壮叶片，称量其质量为a，经黑暗处理0.5小时后质量为b，再光照处理1小时后质量为c，假设整个过程中呼吸作用速率不变，则该光照条件下，此叶片的实际光合速率可表示为　　（用a、b、c表示）。3．甜瓜是新疆重要的经济作物。图1为甜瓜叶绿体内进行的光合作用过程。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将磷酸丙糖不断运出叶绿体用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运回叶绿体。温室种植甜瓜常需要补光以增加产量。图2表示三种不同补光条件下甜瓜光合速率的曲线图。请回答下列问题：（1）图1中，场所Ⅰ处影响光合速率的内因主要有　　和光反应相关的酶等；场所Ⅱ的名称是　　。（2）图1中，物质D是　　，物质B的去向是进入　　和大气中。若其他条件不变，CO2供应突然减少，则短时间内物质E的相对含量将　　。（3）据图1分析，若磷酸转运器的活性受抑制，则甜瓜的光合速率将　　。（4）据图2分析，　　更有利于提高甜瓜的产量，其原因是该措施能直接促进光合作用　　阶段的效果更显著。（5）随着温室甜瓜补光天数的增加，发现有些甜瓜出现叶面发黄的现象，从而降低了甜瓜的光合速率。瓜农经多年种植发现用苦豆子作为绿肥可解决这一问题。研究人员测定了不同苦豆子绿肥施用量下甜瓜的单果重及粗蛋白、Vc（维生素C）含量，M0～M4组分别是每株0g、100g、200g、300g、400g的绿肥施用量，结果如图3所示。据此分析，甜瓜品质最佳的苦豆子绿肥施用量是　　组。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 4．图1是某植物叶肉细胞中部分代谢过程的模式图；图2为科研人员在一晴朗的白天，检测了自然环境中该植物在夏季晴朗的一天中上下午不同光照强度下光合速率的变化。请回答下列问题：（1）光合作用有关的酶分布于叶绿体的　　。据图1可知，光合作用过程中R酶催化C5与CO2形成的物质是　　。（2）在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子2磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为　　后经载体T运离叶绿体，再经过叶绿体外的代谢途径转换为甘油酸回到叶绿体。经测定，由叶绿体外的代谢途径回到叶绿体中的碳有所减少，从图1分析，原因是　　。（3）据图1分析，下列选项中能提高光合效率的方法可以有　　（填序号）。①设法将释放的CO2回收至叶绿体中②使用抑制剂降低载体T的活性③抑制R酶的活性④敲除T蛋白基因（4）图2中，AB段限制光合速率的环境因素主要是　　。CD段光照速率下降的原因是　　。（5）BC段和EB段表明，在上下午相同光照强度测得光合速率数值上午高于下午，原因是叶片中　　对光合速率有抑制作用。5．小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下，在相对较弱光照条件下，小麦叶片的光合作用强度比玉米高；随着光照强度的提高，小麦叶片的光合作用强度不再增加时，玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。造成该现象的原因是玉米叶肉细胞的暗反应途径能够利用细胞间隙较低浓度的CO2继续进行光合作用。某生物兴趣小组的同学利用小麦和玉米为材料开展了一系列实验，图甲为该小组测定的玉米叶片中物质含量变化图，图乙为该小组在适宜温度条件下，测定的小麦在不同的光照强度条件下其体内有机物的产生速率或积累速率的变化，请分析回答下列问题：第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （1）图甲中曲线　　能表示叶绿素含量，其变化原因是　　。（2）在较为干旱的环境中（其它条件适宜），玉米与小麦光合作用强度相对较大的是　　，原因是　　。（3）该小组某同学欲测定玉米叶片的实际光合速率，设置了如丙图所示的装置，不能达到实验目的，理由是　　。（4）科学家以绿藻和蓝藻为材料，做了三个实验：①单独用红光（660nm）照射；②单独用远红光（710nm）照射；③在红光的条件下，然后补充远红光，单位时间氧气释放量分别为A、B、C，结果如图丁所示。已知其他条件相同且适宜，则该实验结果说明　　（答两点）。注：箭头向上和向下分别表示光照的开和关6．Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。（1）蓝细菌具有CO2浓缩机制，如图所示。注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 据图分析，CO2依次以　　和　　方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度，从而通过促进　　和抑制　　提高光合效率。（2）向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的　　中观察到羧化体。（3）研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO3﹣和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上该转基因植株暗反应水平应　　，光反应水平应　　，从而提高光合速率。7．玉米和大豆是我国重要的粮食作物，农业中常在玉米田中同时种植大豆（即间作）以提高农业生产效益。如表为测得的大豆相关生理指标。请回答：种植方式叶绿素含量/（mg•g﹣1）净光合速率/（μmol•m﹣2•s﹣1）单作1.914.7间作2.211.5（1）据表可推测。大豆的株高比玉米的　　（选填“高”“矮”或“相近”），判断的依据是　　。（2）大豆根瘤通过固氮作用能增加土壤中的N03﹣，玉米根细胞吸收N03﹣的方式是　　，氮元素在玉米细胞内可参与合成的大分子有机物有　　（写两种）。（3）实践发现：在一定范围内，大豆的间作密度越高，玉米叶片的衰老脱落时间越迟。这可能与大豆根瘤菌能通过固氮作用为土壤增加氮肥，进而影响内源激素ABA（脱落酸）的含量有关。现提供开花期玉米植株、尿素（氮肥）及相关检测设备等材料，请设计实验验证施氮量与ABA含量的关系　　。（简要写出实验设计思路、预测实验结果并给出实验结论。说明：不考虑施氮量过量的情况）8．我国一直提倡发展新农业模式，以此来提高经济效益，如快脱贫致富。为了充分利用林地资源，增加农民收入，与之相匹配的被称为“林下经济”的林下套种模式就出世了，研究人员以大豆为实验材料，在相同的条件下分别测定了P1、P2两个品种的光补偿点和光饱和点，结果如图所示，请回答下列问题：第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （1）图1中净光合速率是在　　相同的外界实验条件下测得的单位时间、单位叶面积　　的释放量。（2）经研究发现P1的叶绿素含量较高，其叶片光合作用能力更强，推断其主要原因是　　。（3）增加环境中的CO2浓度后，测得P1的光饱和点显著提高，但P2的光饱和点却没有显著改变，则P2在光饱和点时可能　　（填序号）①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应均已基本饱和（4）科研人员打算在一片苹果园中种植大豆，P1和P2中最适宜的品种是　　。栽培该品种后，植株干重显著大于对照组的，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是　　。9．水分、光照等是影响植物进行光合作用的因素。请回答下列相关问题：（1）研究人员将长势一致的桃树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，研究干旱胁迫对光合产物分配的影响。只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶含14C光合产物滞留量；一段时间后，检测含14C光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况（如图1）。①在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内　　（结构）受损，为暗反应提供的　　减少，从而光合速率降低；另外由于　　，C3的生成速率降低，从而光合速率降低。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 ②由柱状图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量　　，判断依据是　　。与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量　　。③大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因是　　。（2）研究发现，不同光质可通过控制气孔开度来影响植物光合速率。如蓝光可激活保卫细胞中的质子泵（H+﹣ATPase），H+﹣ATPase被激活后会将H+分泌到细胞外，建立H+电化学梯度，K+、Cl﹣等依赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞，从而使气孔张开。气孔张开运动的相关机理如图2所示（注：图中两个细胞贴近侧细胞壁较厚，伸缩性较小，外侧较薄）。①据细胞吸水与失水的原理推测，蓝光诱导气孔张开的机理是　　。②科研人员已培育出保卫细胞中大量表达K+通道蛋白的蓝莓突变体，试图提高气孔开合的动力，即光照增强时气孔打开的更快，光照减弱时关闭的也更快。请简要写出探究增加K+通道蛋白能否提高气孔开合速率的实验设计思路。10．水稻可通过叶片中蔗糖的合成、运输和分配，调控水稻“源”（叶片）和“库”（籽粒）之间的关系，进而影响水稻产量形成，如图为水稻结实期蔗糖分配及部分关键代谢过程。据图回答问题：【注】RuBP：五碳化合物；TP：磷酸丙糖；GR：六碳糖载体；UDP﹣G：尿苷二磷酸葡萄糖；SPS：蔗糖磷酸合成酶；INV：蔗糖转化酶。（1）图中CO2反应场所是　　。（2）研究表明，当SPS活性高时，膜内淀粉彻底水解产物　　通过膜上载体运送到细胞质基质中参与蔗糖合成。据此推测，SPS活性与胞内淀粉含量分别呈　　（正相关、负相关）关系。（3）图中INV可在库器官中合成，而不能在源叶中合成，产生这种差异的根本原因是　　，这种差异利于保持源﹣库两端　　浓度差，从而促进该物质在源﹣第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 库间转运，也利于淀粉合成前体物质　　的增加。11．植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸。Rubisco是一个双功能的酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。RuBP（C5）既可与CO2结合，经此酶催化生成PGA（C3），进行光合作用；又可与O2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（C2），进行光呼吸。具体过程如图：（1）在光照条件下，Rubisco催化RuBP与CO2生成PGA的过程称为　　，该过程发生在　　（填场所）中。Rubisco也可以催化RuBP与O2反应，推测O2与CO2比值　　（填“高”或“低”）时，有利于光呼吸而不利于光合作用。（2）分析如表，　　遮光比例条件下植物积累的有机物最多，结合已学的生物学知识和图中的信息，从两个方面解释为什么该条件下比不遮光条件下积累的有机物多？　　。遮光比例/（%）叶绿素含量/（mg/g）净光合速率/（μmol•m﹣2•s﹣1）植株干重/（g）02.18.07.5102.39.69.9302.48.99.2502.65.07.2702.92.74.8903.003.2（3）在干旱和过强光照下，因为温度高，蒸腾作用强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的　　，光呼吸产生的　　又可以作为暗反应阶段的原料，因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。12．植物根据光合作用途径的不同可分为C3植物、C4植物等，很多植物体内只有一条固定CO2的途径，即卡尔文循环，也称为C3途径，这样的植物被称为C3植物，例如小麦，其光合作用发生在叶肉细胞中，如图2所示。还有一些植物除了具有C3途径外，还有另外一条固定CO2的途径，即C4途径，这样的植物被称为C4第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 植物。如玉米，玉米叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4化合物中。随后C4化合物进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物，具体过程如图1所示。科学家研究发现，图中PEP酶对CO2的亲和力远大于Rubisco酶，因而玉米产量比小麦产量要高很多。结合材料和图示回答下列问题：（1）根据图2，小麦CO2的固定过程　　（填“需要”或“不需要”）消耗能量，参与卡尔文循环的ATP和[H]生成的场所是　　。（2）玉米有两种不同类型的光合细胞，即叶肉细胞和维管束鞘细胞，由图1可知，维管束鞘细胞的叶绿体中只能进行暗反应，推测其原因是缺少　　（结构）。C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞结构差异形成的根本原因是　　。（3）根据图1，科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径，这种碳原子的转移途径是　　，能固定CO2的物质有　　。（4）通过两种植物结构的对比可知，若在夏季晴朗的白天中午，玉米植株光合作用　　（填“会”或“不会”）明显减弱，判断理由是　　。13．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：（1）合理施肥和灌溉能有效提高农作物的光合作用强度，光合作用强度是指　　。农田施肥的同时往往需要适当浇水，从矿质元素吸收角度分析，此时浇水的原因是　　。（2）玉米间作小麦，可以增产（注：1．间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物；2．光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。据图分析，与单作相比，间作时玉米光饱和点　　（填“增大”或“减小”），原因是　　。（3）夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上③关上门和通风口。分析③做法的原因是　　。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 14．淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。如图是其光合作用产物的形成及运输示意图。在一定浓度的CO2和30℃条件下（呼吸最适温度为30℃，光合最适温度为25℃），测定马铃薯和红薯在不同光照条件下的光合速率，结果如表。请分析回答：光补偿点（klx）光饱和点（klx）光饱和点时的CO2吸收量（mg/100cm2叶•小时）黑暗条件下CO2的释放量（mg/100cm2叶•小时）红薯13115.5马铃薯393015（1）提取并分离马铃薯下侧叶片叶肉细胞叶绿体中的光合色素，层析后的滤纸条上最宽的色素带的颜色是　　，该色素主要吸收可见光中的　　光。（2）图中②过程需要光反应提供　　将C3转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是　　。（3）植物体的很多器官接受蔗糖前先要将蔗糖水解为　　才能吸收。为了验证光合产物以蔗糖的形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因是　　。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程可被呼吸抑制剂抑制，该跨膜过程所必需的条件是　　。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 15．科学家通过不同水分处理田间试验，研究了棉花田间持水量条件下，不同生育时期叶片叶绿素含量与光合速率的关系。取棉花新品种1号为试验材料，灌水量设3个处理；田间持水量的60%（A）；田间持水量的90%（B）；田间持水量的75%（对照组CK）。每个处理设3个重复，共计9个试验小区，在初花期开始水分处理其他管理同大田。结果如图及表。请回答以下问题。不同处理叶片光合速率的变化特点处理单叶光合速率/μmoLCO2/m2•s初花期盛花期盛铃期吐絮期A22.531.324.89.6Ck31.237.532.313.8B28.734.931.714.9（1）叶绿素的含量与叶色呈　　（“正相关”或“负相关”），可用　　（试剂）提取棉花绿叶中的色素。（2）据图可推知，与CK相比，盛花期之前田间持水量过高和过低，叶绿素含量均　　（“上升”或“下降”）；CK从初花开始到吐絮，叶片叶绿素含量始终高于处理A，引起这一现象的外在原因是　　。在吐絮期，不同处理棉花叶片叶绿素含量均显著下降，可能原因是　　。（3）据表分析可知，随生育期推移，不同处理棉花叶片光合速率均在　　达到最大值，此后逐步下降。在初花期，由于　　原因，处理A和处理B叶片光合速率均　　对照。（4）本试验表明，在水分胁迫下，由于气孔阻力增大，减少了　　向叶绿体的供应，光合作用的　　阶段受到影响，最终导致光合速率下降。16．紫叶芥菜富含花青素，是一种新型保健蔬菜，为探究紫叶芥菜叶片中花青素的分布、二氧化碳浓度对两种类型芥菜光合速率的影响，采用紫叶芥菜单株与绿叶芥菜单株进行对比实验，得到如下数据。回答下列相关问题：第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 单株类型花青素（mg•kg﹣1）总叶绿素（mg•g﹣1）光补偿点（μmol•m﹣2•s﹣1）光饱和点（μmol•m﹣2•s﹣1）PL165.401.1716.62979.92GL24.201.1343.941402.54注：PL为紫叶芥菜单株，GL为绿叶芥菜单株。（1）色素分布是叶片呈现不同颜色以及光合作用的基础，两种芥菜叶片细胞中花青素、叶绿素不会混合的原因是　　。（2）为研究两种色素的分布情况，可进行的实验操作是　　，推断可能的结果：　　。紫叶芥菜的光补偿点和光饱和点都比绿叶芥菜低的原因可能是　　。（3）为探究二氧化碳浓度对单株芥菜光合速率的影响，应控制的环境条件是　　，根据图示可得到的实验结论是　　。相同CO2浓度下光合速率的差异与　　直接相关。17．天然黄绿叶（ygl）突变体玉米，其表现为籽粒重量和穗重均降低，实验探究ygl突变体产量下降的机理。（1）研究发现，ygl突变体的Z基因中插入了51个碱基对，该变异类型为　　。（2）ygl突变体的叶绿素含量低，会导致发生在　　（场所）的光反应为暗反应提供的　　减少，进而影响玉米产量。研究者对野生型和ygl突变体中叶绿素前体物质进行检测，结果如图。该实验结果为　　。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 请推测ygl突变体中叶绿素含量下降的原因可能是　　。（3）实验检测野生型和ygl突变体中某些基因的mRNA相对含量，结果如表。含量组别光反应相关基因mRNA相对含量胚乳传递细胞形成相关基因mRNA相对含量野生型1.71.0ygl突变体0.60.3注：胚乳传递细胞为胚乳传递营养物质，间接影响籽粒中淀粉的积累根据该实验结果，请推测ygl突变体产量下降的机理　　。（4）在世界范围内，水涝是影响玉米产量的主要因素。为验证Z基因能够提高在水涝条件下玉米的光合速率，设计了如下实验方案：对ygl突变体进行了6天的淹水处理，野生型不做淹水处理。在水淹0天、6天后分别检测两组的叶绿素前体物质含量。请评价该实验方案并加以完善　　。18．图1表示某植物细胞的部分生理过程示意图，①～③代表生理过程，图2表示该植物细胞CO2释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量。据图回答下列问题：（1）图1中，过程②的[H]产生于　　（具体场所），该植物细胞处于图2中A点时，产生ATP的部位是　　。（2）当植物细胞发生图1中的过程③时，此时的光照强度可对应图2的　　段（填“OB”、“OD”或“BD”）。OD段内植物细胞光合作用有机物的净积累量为　　（用S1、S2、S3表示）。（3）若已知光合作用和呼吸作用的最适温度为25℃和30℃，当环境温度由25℃升高到30℃时，图2中B点的变化情况是　　。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （4）某多肉植物在正常条件和长期干旱条件下（白天气孔关闭、晚上气孔开放）光合作用途径不同，如图3所示。图4表示该植物叶肉细胞CO2吸收速率的日变化情况。①干旱条件下，该植物在白天会关闭气孔，主要是为了防止　　，在正常条件下，若上午11时突然增加环境中CO2浓度，则短时间内该植物叶肉细胞中C5含量会　　。②在长期干旱条件下，图4中0～4时无光照，但该植物叶肉细胞的CO2吸收速率大于0，该时段内吸收的CO2能否被直接用来合成（CH2O）？　　（填“能”或“不能”），原因是　　。③请结合图甲CO2的变化途径分析，长期干旱条件下该植物在白天仍能正常进行光合作用的机制是　　。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 2022年03月04日脚本的高中生物组卷参考答案与试题解析一．解答题（共18小题）1．在植物叶肉细胞中会同时进行光合作用和呼吸作用两种生理过程，如图是相关物质变化示意图，其中A～E为生理过程，请回答：（1）在生物体内，ATP的合成伴随着生物的　放　（放/吸）能反应，ATP的水解伴随着生物的　吸　（放/吸）能反应。上述A～E过程中，能够产生ATP的过程是　A、C、D、E　（填字母），B过程中突然减少CO2的供应，C5的含量短时间内将　上升　（填“上升”、“下降”、“不变”）。（2）过程A发生的场所是　叶绿体的类囊体薄膜　。过程A为过程B提供的物质有　ATP　，　[H]　。A过程中释放的氧气来自于　水　。（水，二氧化碳）（3）有氧呼吸与无氧呼吸的共同阶段是　C　（填字母），该阶段反应发生的场所是　细胞质基质　；细胞呼吸过程中释放出能量最多的过程是　E　（填字母）过程。【分析】图中A有光参与的是在类囊体薄膜上进行的光反应，该阶段产生的[H]和ATP用于在叶绿体基质中进行的暗反应即图中B。暗反应中CO2首先被固定为C3，然后被还原为有机物和C5。葡萄糖在细胞质基质中发生细胞呼吸（有氧、无氧呼吸共有）的第一阶段分解为丙酮酸即图中C，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中反应产生CO2和[H]，即有氧呼吸的第二阶段图中的D；前两个阶段产生的还原氢在线粒体内膜上与氧气结合，同时释放大量能量，即图中E过程。【解答】解：（1）在生物体内，ATP的合成伴随着生物的放能反应，ATP的水解伴随着生物的吸能反应。光反应和有氧呼吸的三个阶段均产生ATP，因此产生ATP的是A（光反应）、C（有氧呼吸第一阶段）、D（有氧呼吸第二阶段）、E（有氧呼吸第三阶段），B光合作用的暗反应阶段不产生ATP。如果突然终止CO2的供应，则C5的消耗减少，但短时间内C3的还原速率不变，所以C5的含量上升。（2）过程A光反应发生的场所在叶绿体类囊体薄膜；A光反应为B暗反应提供[H]和ATP；A过程中释放的氧气来自于光反应中水的光解产生。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （3）有氧呼吸与无氧呼吸的共同阶段是细胞呼吸的第一阶段，即C，发生在细胞质基质中；细胞呼吸过程中释放能量最多的过程是有氧呼吸第三阶段即E。故答案为：（1）放吸A、C、D、E上升（2）叶绿体的类囊体薄膜ATP[H]水（3）C细胞质基质E【点评】本题考查光合作用与呼吸作用，能准确掌握光合作用和呼吸作用的过程及场所，能结合图示进行综合分析是解题的关键。2．光合作用是唯一能捕获和转化光能的生物学途径，如图表示光合作用过程中，发生在叶绿体类囊体膜上的电子传递和H+跨膜转移过程，其中P680和P700表示两种特殊状态的叶绿素a。（1）CF0和CF1是复杂的蛋白质，据图分析，这两种蛋白质复合体的生理作用是　催化ATP的合成、转运H+　。（2）据图分析，类囊体腔的H+来源有　基质侧和水的光解　。类囊体腔的H+远高于基质侧，在该浓度差中储存一种势能，该势能是此处形成ATP的前提。其他条件不变，若H+浓度差突然消失，短时间内叶绿体中的C3含量会增加，原因是　H+浓度差突然消失，则ATP的生成量减少，短时间内C3被还原的数量减少，但CO2的固定还在继续进行　。（3）据图分析，水光解产生的O2释放至细胞外，至少要穿过　4　层膜。光合作用的产物是有氧呼吸的原料，有氧呼吸的产物是光合作用的原料，但二者不是可逆反应。请对此作出解释　催化两个反应的酶不同、两个反应过程中能量是不可逆的　（答出两点即可）。（4）从植株上取一健壮叶片，称量其质量为a，经黑暗处理0.5小时后质量为b，再光照处理1小时后质量为c，假设整个过程中呼吸作用速率不变，则该光照条件下，此叶片的实际光合速率可表示为　2a+c﹣3b　（用a、b、c表示）。【分析】光反应又称为光系统电子传递反应，在反应过程中，来自于太阳的光能使绿色生物的叶绿素产生高能电子从而将光能转变成电能，然后电子通过在叶绿体类囊体膜中的电子传递链间的移动传递，并将H+第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 质子从叶绿体基质传递到类囊体腔，建立电化学质子梯度，用于ATP的合成．【解答】解：（1）从图中可以看出，CF0运输H+，经过CF1时，CF1合成了ATP，所以其作用是催化ATP的合成、转运H+。（2）从图中可以看出，类囊体腔的H+可以来自于基质侧，也可以来自于水的光解产生。根据题干信息“类囊体腔的H+远高于基质侧，在该浓度差中储存一种势能，该势能是此处形成ATP的前提”，所以如果H+浓度差突然消失，则ATP的生成量减少，短时间内C3被还原的数量减少，但CO2的固定还在继续进行，所以C3的含量升高。（3）水光解产生O2的场所在类囊体腔内，所以释放至细胞外，需要穿过类囊体腔，叶绿体（2层膜），细胞膜，所以共穿过4层膜。虽然光合作用产物是有氧呼吸的原料，有氧呼吸的产物是光合作用的原料，但催化两个反应的酶不同，且两个反应过程中能量是不可逆的，光合作用产生的ATP储存于有机物中，呼吸作用产生的ATP用于各项生命活动，所以二者不是可逆反应。（4）质量为a的叶片，经黑暗处理0.5小时后质量为b，黑暗中只进行呼吸作用，得出呼吸作用每小时为2（a﹣b），再光照处理1小时，质量为c，说明净光合作用每小时为c﹣b，所以实际光合速率每小时2（a﹣b）+（c﹣b）＝2a+c﹣3b。故答案为：（1）催化ATP的合成、转运H+（2）基质侧和水的光解H+浓度差突然消失，则ATP的生成量减少，短时间内C3被还原的数量减少，但CO2的固定还在继续进行（3）4催化两个反应的酶不同、两个反应过程中能量是不可逆的（4）2a+c﹣3b【点评】本题以光反应图解为载体，考查了光合作用的过程，考查学生分析题图获取信息的能力，应用题图中的有效信息进行推理、解答问题的能力．3．甜瓜是新疆重要的经济作物。图1为甜瓜叶绿体内进行的光合作用过程。磷酸转运器是叶绿体膜上的重要蛋白质。在有光条件下，磷酸转运器将磷酸丙糖不断运出叶绿体用于蔗糖合成，同时将释放的Pi运回叶绿体。温室种植甜瓜常需要补光以增加产量。图2表示三种不同补光条件下甜瓜光合速率的曲线图。请回答下列问题：第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （1）图1中，场所Ⅰ处影响光合速率的内因主要有　光合作用　和光反应相关的酶等；场所Ⅱ的名称是　叶绿体基质　。（2）图1中，物质D是　[H]（NADPH）和ATP　，物质B的去向是进入　线粒体　和大气中。若其他条件不变，CO2供应突然减少，则短时间内物质E的相对含量将　减小　。（3）据图1分析，若磷酸转运器的活性受抑制，则甜瓜的光合速率将　降低　。（4）据图2分析，　红光补光　更有利于提高甜瓜的产量，其原因是该措施能直接促进光合作用　光反应　阶段的效果更显著。（5）随着温室甜瓜补光天数的增加，发现有些甜瓜出现叶面发黄的现象，从而降低了甜瓜的光合速率。瓜农经多年种植发现用苦豆子作为绿肥可解决这一问题。研究人员测定了不同苦豆子绿肥施用量下甜瓜的单果重及粗蛋白、Vc（维生素C）含量，M0～M4组分别是每株0g、100g、200g、300g、400g的绿肥施用量，结果如图3所示。据此分析，甜瓜品质最佳的苦豆子绿肥施用量是　M3（或300g/株）　组。【分析】分析图1：表示光合作用过程，其中A为H2O，B为光反应中水光解产生的O2，G为叶绿体吸收的CO2，E为C3，F为C5。分析图2：自变量为时间和补光种类，因变量为二氧化碳的吸收速率（净光合速率）。【解答】解：（1）Ⅰ处为光反应，影响Ⅰ处影响光合速率的内因主要有光合色素和光反应有关的酶。场所Ⅱ为暗反应的场所，为叶绿体基质。（2）物质D可用于暗反应，为ATP和NADPH，物质B为O2，可以进入到线粒体被利用，也可以排放到外界大气中。若其他条件不变，CO2供应突然减少，则短时间内E（C3）的合成减少，而C3的消耗不变，因此短时间内物质E（C3）的相对含量减少。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （3）据图1可知，若磷酸转运器的活性受抑制，叶绿体内磷酸丙糖的浓度增加，从叶绿体外运进的磷酸减少，淀粉积累增多，从而导致卡尔文循环被抑制，甜瓜的光合速率将降低。（4）图2分析，红光补光CO2的吸收速率更大，则更有利于提高甜瓜的产量，红光补光直接影响光合作用的光反应阶段。（5）由图可看出，当施肥量为M3，Vc和粗蛋白含量最高，单果重也相对较高，所以甜瓜品质最佳的苦豆子绿肥施用量是M3组。故答案为：（1）光合作用叶绿体基质（2）[H]（NADPH）和ATP线粒体减小（3）降低（4）红光补光光反应（5）M3（或300g/株）【点评】本题结合图形，主要考查光合作用的相关知识，要求考生识记光合作用的过程；能正确分析图形，明确光反应和暗反应的物质变化，再结合所学知识正确答题，属于考纲中识记和理解层次的考查。4．图1是某植物叶肉细胞中部分代谢过程的模式图；图2为科研人员在一晴朗的白天，检测了自然环境中该植物在夏季晴朗的一天中上下午不同光照强度下光合速率的变化。请回答下列问题：（1）光合作用有关的酶分布于叶绿体的　类囊体薄膜和叶绿体基质　。据图1可知，光合作用过程中R酶催化C5与CO2形成的物质是　3﹣磷酸甘油酸　。（2）在某些条件下，R酶还可以催化C5和O2反应生成1分子C3和1分子2磷酸乙醇酸，后者在酶的催化作用下转换为　乙醇酸　后经载体T运离叶绿体，再经过叶绿体外的代谢途径转换为甘油酸回到叶绿体。经测定，由叶绿体外的代谢途径回到叶绿体中的碳有所减少，从图1分析，原因是　叶绿体外代谢途径中，产生了CO2释放出去　。（3）据图1分析，下列选项中能提高光合效率的方法可以有　①②④　（填序号）。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 ①设法将释放的CO2回收至叶绿体中②使用抑制剂降低载体T的活性③抑制R酶的活性④敲除T蛋白基因（4）图2中，AB段限制光合速率的环境因素主要是　光照强度　。CD段光照速率下降的原因是　气孔关闭，植物从外界获得的CO2减少　。（5）BC段和EB段表明，在上下午相同光照强度测得光合速率数值上午高于下午，原因是叶片中　光合产物的积累　对光合速率有抑制作用。【分析】1、从图1看出，植物叶肉细胞内存在叶绿体外的代谢途径，即光合作用产生的乙醇酸和氧气反应生成X，再经过一系列的反应生成甘油酸重新进入叶绿体中反应。2、从图2表示植物在夏季晴朗的一天中上下午不同光照强度下光合速率，随着光照的增加，光合作用不断增加，后变小，结合一天的时间可以进行分析作答。【解答】解：（1）与光合作用有关的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜和叶绿体基质中；从图1中看出C5与CO2形成的物质是3﹣磷酸甘油酸。（2）从图1中看出，2﹣磷酸乙醇酸在叶绿体中生成乙醇酸；叶绿体外代谢途径乙醇酸和O2结合生成X再生成Y的过程中产生CO2，释放出去，所以回到叶绿体中的碳有所减少。（3）①设法将释放的CO2回收至叶绿体中，可以提高光合作用，①正确；②④使用抑制剂降低载体T的活性和敲除T蛋白基因可以减少载体的含量或活性，使运出叶绿体的有机物减少，降低了叶绿体外代谢途径，有利于增加光合作用，②④正确；③抑制R酶的活性，抑制光合作用暗反应过程，不利于光合作用的进行，③错误。故选：①②④。（4）A→B段随着光照强度的增强，光合速率逐渐增加，因此限制光合速率的环境因素主要是光照强度；CD段光照增强，但同时是在夏季晴朗的白天进行的，所以可能温度增加，导致气孔关闭，植物从外界获得的CO2减少，所以光合作用速率降低。（5）由于在白天植物的光合作用一直大于呼吸作用，所以下午存在大量的光合作用产物的积累，而光合产物的积累对光合速率有抑制作用，所以测得光合速率数值上午高于下午。故答案为：（1）类囊体薄膜和叶绿体基质3﹣磷酸甘油酸（2）乙醇酸叶绿体外代谢途径中，产生了CO2释放出去（3）①②④（4）光照强度气孔关闭，植物从外界获得的CO2减少（5）光合产物的积累第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 【点评】本题需要考生在掌握光合作用光反应和暗反应的基础上分析图1中的叶绿体外途径的过程，同时图2采用了不同形式的图形表示植物一天中光合作用速率的变化，需要考生理解。5．小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下，在相对较弱光照条件下，小麦叶片的光合作用强度比玉米高；随着光照强度的提高，小麦叶片的光合作用强度不再增加时，玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。造成该现象的原因是玉米叶肉细胞的暗反应途径能够利用细胞间隙较低浓度的CO2继续进行光合作用。某生物兴趣小组的同学利用小麦和玉米为材料开展了一系列实验，图甲为该小组测定的玉米叶片中物质含量变化图，图乙为该小组在适宜温度条件下，测定的小麦在不同的光照强度条件下其体内有机物的产生速率或积累速率的变化，请分析回答下列问题：（1）图甲中曲线　d　能表示叶绿素含量，其变化原因是　幼嫩的叶片随叶龄增加，叶绿素合成量大于分解量，故含量增加，老叶则反之　。（2）在较为干旱的环境中（其它条件适宜），玉米与小麦光合作用强度相对较大的是　玉米　，原因是　干旱条件下气孔关闭，玉米仍然能利用细胞间隙中较低的二氧化碳进行光合作用，因此玉米的光合作用强度大于小麦　。（3）该小组某同学欲测定玉米叶片的实际光合速率，设置了如丙图所示的装置，不能达到实验目的，理由是　该条件下只能测出净光合速率，无法测出呼吸速率　。（4）科学家以绿藻和蓝藻为材料，做了三个实验：①单独用红光（660nm）照射；②单独用远红光（710nm）照射；③在红光的条件下，然后补充远红光，单位时间氧气释放量分别为A、B、C，结果如图丁所示。已知其他条件相同且适宜，则该实验结果说明　植物可利用红光和远红光进行光合作用；单独照射红光和远红光对光合速率的影响基本相同；红光和远红光同时照射植物时，光合作用强度大于分别单独照射时的总和　（答两点）。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 注：箭头向上和向下分别表示光照的开和关【分析】影响光合作用的环境因素：1、温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大；当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强；当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。2、二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强；当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。3、光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强；当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。【解答】解：（1）幼嫩的叶片随叶龄增加，叶绿素合成量大于分解量，故含量增加，老叶则反之，即随叶龄增加，叶绿素含量先增加后降低，因此图甲中d曲线能表示叶绿素含量。（2）由题可知，在光照比较强时，气孔关闭的情况下，玉米叶肉细胞的暗反应途径能够利用细胞间隙较低浓度的CO2继续进行光合作用，在较为干旱的环境中（其它条件适宜），气孔关闭，玉米仍然能利用细胞间隙中较低的二氧化碳进行光合作用，因此玉米的光合作用强度大于小麦。（3）欲测定玉米叶片的实际光合速率，设置了如丙图所示的装置，该条件下只能测出净光合速率，无法测出呼吸速率，故不能达到实验目的。由于实际光合速率＝净光合速率+呼吸速率，因此建议利用改装置在黑暗的条件下测出呼吸速率。（4）单独用红光照射和单独用远红光照射时，氧气释放量都增加，说明植物可利用红光和远红光进行光合作用；在红光的条件下，然后补充远红光，单位时间氧气释放量均比两种光单独使用时释放的多，且大于两种光单独使用时释放氧气的总和，即可以说明红光和远红光同时照射植物时，光合作用强度大于分别单独照射时的总和。故答案为：（1）d幼嫩的叶片随叶龄增加，叶绿素合成量大于分解量，故含量增加，老叶则反之第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （2）玉米干旱条件下气孔关闭，玉米仍然能利用细胞间隙中较低的二氧化碳进行光合作用，因此玉米的光合作用强度大于小麦（3）该条件下只能测出净光合速率，无法测出呼吸速率（4）植物可利用红光和远红光进行光合作用；单独照射红光和远红光对光合速率的影响基本相同；红光和远红光同时照射植物时，光合作用强度大于分别单独照射时的总和【点评】本题考查了影响光合作用的环境因素以及有关曲线图的分析，意在考查考生的分析能力、识图能力以及能够运用所学知识解决问题的能力。6．Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。（1）蓝细菌具有CO2浓缩机制，如图所示。注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散据图分析，CO2依次以　自由扩散　和　主动运输　方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度，从而通过促进　CO2固定　和抑制　O2与C5结合　提高光合效率。（2）向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的　叶绿体　中观察到羧化体。（3）研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO3﹣和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上该转基因植株暗反应水平应　提高　，光反应水平应　提高　，从而提高光合速率。【分析】由题干信息可知，植物在光下会进行一种区别于光合作用和呼吸作用的生理作用，即光呼吸作用，该作用在光下吸收O2，形成C3和C2，该现象与植物的Rubisco酶有关，它催化五碳化合物反应取决于CO2和O2的浓度，当CO2的浓度较高时，会进行光合作用的暗反应阶段，当O2的浓度较高时，会进行光呼吸。【解答】解：（1）据图分析，CO2进入细胞膜的方式为自由扩散，进入光合片层膜时需要膜上的CO2转运蛋白协助并消耗能量，为主动运输过程。蓝细菌通过CO2浓缩机制使羧化体中Rubisco周围的CO2浓度升高，从而通过促进CO2第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 固定进行光合作用，同时抑制O2与C5结合，进而抑制光呼吸，最终提高光合效率。（2）若蓝细菌羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，暗反应的场所为叶绿体基质，故能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的叶绿体中观察到羧化体。（3）若转入HCO3﹣和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上可以增大羧化体中CO2的浓度，使转基因植株暗反应水平提高，进而消耗更多的[H]和ATP，使光反应水平也随之提高，从而提高光合速率。故答案为：（1）自由扩散主动运输CO2固定O2与C5结合（2）叶绿体（3）提高提高【点评】本题考查光合作用和光呼吸的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲理解层次的考查。7．玉米和大豆是我国重要的粮食作物，农业中常在玉米田中同时种植大豆（即间作）以提高农业生产效益。如表为测得的大豆相关生理指标。请回答：种植方式叶绿素含量/（mg•g﹣1）净光合速率/（μmol•m﹣2•s﹣1）单作1.914.7间作2.211.5（1）据表可推测。大豆的株高比玉米的　矮　（选填“高”“矮”或“相近”），判断的依据是　间作模式下大豆净光合速率下降，但叶绿素含量上升说明间作时大豆被遮光　。（2）大豆根瘤通过固氮作用能增加土壤中的N03﹣，玉米根细胞吸收N03﹣的方式是　主动运输　，氮元素在玉米细胞内可参与合成的大分子有机物有　蛋白质、DNA　（写两种）。（3）实践发现：在一定范围内，大豆的间作密度越高，玉米叶片的衰老脱落时间越迟。这可能与大豆根瘤菌能通过固氮作用为土壤增加氮肥，进而影响内源激素ABA（脱落酸）的含量有关。现提供开花期玉米植株、尿素（氮肥）及相关检测设备等材料，请设计实验验证施氮量与ABA含量的关系　实验设计思路：将开花期玉米植株随机分成4组；其中一组为对照组，另三组分别施以低、中、高浓度的尿素；每10天测定一次玉米叶片的ABA含量，共测5次；每组重复3次，求平均值；预测实验结果：施氮量越高，ABA含量越低，叶片衰老脱落越慢；实验结论：施氮量与ABA含量呈负相关。　。（简要写出实验设计思路、预测实验结果并给出实验结论。说明：不考虑施氮量过量的情况）【分析】第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 1、间作是指将两种或两种以上生育季节相近的作物在同一块田地上同时或同季节成行或成芾地相间种植方式。通常将高的喜阳植物与矮的喜阴植物间种。2、轮作是指同一块地上有计划地按顺序轮种不同类型的作物和不同类型的复种形式。轮作能均衡地利用土壤养分，调节土壤肥力。【解答】解：（1）分析图表可知，间作模式下大豆净光合速率下降，但叶绿素含量上升说明间作时大豆被遮光，故可推测，大豆的株高比玉米的矮。（2）大豆根部的根瘤菌能固定空气中的氮气，供植物利用，增加土壤中的NO3﹣，玉米根细胞吸收NO3﹣的方式是主动运输，氮元素在玉米细胞内可参与合成的大分子有机物有蛋白质、DNA、RNA等。（3）分析题意可知，该实验的自变量是氮肥尿素的浓度，因变量是ABA含量，依据实验设计的对照原则、单一变量原则等，设计实验思路如下：将开花期玉米植株随机分成4组；其中一组为对照组，另三组分别施以低、中、高浓度的尿素；每10天测定一次玉米叶片的ABA含量，共测5次；每组重复3次，求平均值；预测实验结果：施氮量越高，ABA含量越低，叶片衰老脱落越慢；实验结论：施氮量与ABA含量负相关。故答案为：（1）矮间作模式下大豆净光合速率下降，但叶绿素含量上升说明间作时大豆被遮光（2）主动运输蛋白质、DNA（3）实验设计思路：将开花期玉米植株随机分成4组；其中一组为对照组，另三组分别施以低、中、高浓度的尿素；每10天测定一次玉米叶片的ABA含量，共测5次；每组重复3次，求平均值；预测实验结果：施氮量越高，ABA含量越低，叶片衰老脱落越慢；实验结论：施氮量与ABA含量呈负相关。【点评】本题重点考查了间作、植物激素等关于农作物种植的相关问题，要求在理解各种措施的原理和意义的基础进行作答。8．我国一直提倡发展新农业模式，以此来提高经济效益，如快脱贫致富。为了充分利用林地资源，增加农民收入，与之相匹配的被称为“林下经济”的林下套种模式就出世了，研究人员以大豆为实验材料，在相同的条件下分别测定了P1、P2两个品种的光补偿点和光饱和点，结果如图所示，请回答下列问题：第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （1）图1中净光合速率是在　光照强度、CO2浓度　相同的外界实验条件下测得的单位时间、单位叶面积　O2　的释放量。（2）经研究发现P1的叶绿素含量较高，其叶片光合作用能力更强，推断其主要原因是　叶绿素含量上升，光合作用随着光反应速率的增加而增强　。（3）增加环境中的CO2浓度后，测得P1的光饱和点显著提高，但P2的光饱和点却没有显著改变，则P2在光饱和点时可能　①②③　（填序号）①光反应已基本饱和②暗反应已基本饱和③光、暗反应均已基本饱和（4）科研人员打算在一片苹果园中种植大豆，P1和P2中最适宜的品种是　P2　。栽培该品种后，植株干重显著大于对照组的，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是　P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少　。【分析】分析图1：随着温度的升高P1和P2的净光合速率都先上升后下降，且最适宜温度都是25度；P1高于P2，且两者都高于对照组，但是P1下降的更快；分析图2：三种植物光的补偿点是P2＞P1＞对照，光的饱和点是P1＞P2＞对照。【解答】解：（1）图1的自变量是温度，因变量是净光合速率，所以其他因素，例如光照强度、CO2浓度应该保持一致。净光合速率可以用光照条件下O2的释放量，CO2的吸收量和有机物的积累量来表示。（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，有利于光反应速率的提高，所以叶绿素含量上升，光合作用随着光反应速率的增加而增强。（3）增加环境中CO2浓度后，测得P1光饱和点显著提高，说明在较低二氧化碳浓度条件下，光合作用速率较低，光反应速率较低，光反应产生的还原氢和ATP较少，增大CO2浓度后，暗反应速率提高，需要光反应产生更多的还原氢和ATP，因此光的饱和点升高；增加环境中CO2浓度后，P2的光饱和点却没有显著改变，原因可能是光反应、暗反应都基本饱和。①②③正确。（4）由图2可知，P2的光饱和点比P1小，适于弱光下生长，因此P2第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 适合在果园中套种。P2植株籽实自身不能进行光合作用，只能从叶片运输有机物，所以产量不高可能是P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少。故答案为：（1）光照强度、CO2浓度O2（2）叶绿素含量上升，光合作用随着光反应速率的增加而增强（3）①②③（4）P2P2光合作用能力强，但向籽实运输的光合产物少【点评】本题的知识点是光反应和暗反应之间的关系，光照强度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并结合题图信息通过分析、比较等方法综合解答问题。9．水分、光照等是影响植物进行光合作用的因素。请回答下列相关问题：（1）研究人员将长势一致的桃树幼苗平均分成对照组、干旱处理、干旱后恢复供水三组，研究干旱胁迫对光合产物分配的影响。只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶含14C光合产物滞留量；一段时间后，检测含14C光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况（如图1）。①在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内　类囊体薄膜　（结构）受损，为暗反应提供的　ATP和[H]　减少，从而光合速率降低；另外由于　气孔关闭，CO2吸收量减少　，C3的生成速率降低，从而光合速率降低。②由柱状图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量　减少　，判断依据是　图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加　。与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量　增加　。③大多数植物在干旱条件下，气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。其原因是　既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行　。（2）研究发现，不同光质可通过控制气孔开度来影响植物光合速率。如蓝光可激活保卫细胞中的质子泵（H+﹣ATPase），H+﹣ATPase被激活后会将H+分泌到细胞外，建立H+电化学梯度，K+、Cl﹣等依赖于H+第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 电化学梯度大量进入保卫细胞，从而使气孔张开。气孔张开运动的相关机理如图2所示（注：图中两个细胞贴近侧细胞壁较厚，伸缩性较小，外侧较薄）。①据细胞吸水与失水的原理推测，蓝光诱导气孔张开的机理是　K+、Cl﹣等大量进入保卫细胞，使保卫细胞内的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开　。②科研人员已培育出保卫细胞中大量表达K+通道蛋白的蓝莓突变体，试图提高气孔开合的动力，即光照增强时气孔打开的更快，光照减弱时关闭的也更快。请简要写出探究增加K+通道蛋白能否提高气孔开合速率的实验设计思路。【分析】据图1可知，干旱胁迫条件下成熟叶光合产物滞留量比对照组增加，一段时间后，光合产物在细根处分布增多。细胞内浓度大于外界溶液，细胞吸水，反之则失水。据图1可知，干旱胁迫条件下成熟叶光合产物滞留量比对照组增加，一段时间后，光合产物在细根处分布增多。细胞内浓度大于外界溶液，细胞吸水，反之则失水。【解答】解：（1）①氧气是光反应的产物，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，在干旱胁迫中期，检测到光反应释放的氧气减少，推测可能是叶绿体内类囊体薄膜受损，为暗反应提供的ATP和[H]减少，从而光合速率降低；干旱条件下为减少水分散失，气孔关闭，CO2吸收量减少，C3的生成速率降低，从而光合速率降低。②由柱状图可知，干旱胁迫条件下成熟叶光合产物滞留量比对照组增加，则输出量减少。与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量增加，有利于根系生长，从而吸收水分。③气孔是叶片与外界环境进行气体交换的通道，“气孔振荡”既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行，是植物对干旱条件的一种适应性反应，有利于植物生理活动的正常进行。（2）①蓝光可激活保卫细胞中的质子泵（H+—ATPase），H+—ATPase被激活后会将H+分泌到细胞外，建立H+电化学梯度，K+、Cl﹣等依赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞，使保卫细胞内的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开。②探究增加K+通道蛋白能否提高气孔开合速率，实验的自变量是K+通道蛋白是否增加，可将正常蓝莓和蓝莓突变体置于蓝光下照射，检测正常蓝莓和蓝莓突变体气孔开合所需时间随光照强度的变化。故答案为：（1）类囊体薄膜ATP和[H]气孔关闭，CO2吸收量减少减少图中干旱处理组成熟叶光合产物滞留量增加增加既能降低蒸腾作用强度，又能保障CO2供应，使光合作用正常进行（2）①K+、Cl﹣等大量进入保卫细胞，使保卫细胞内的渗透压升高，细胞吸水使气孔张开②第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 将正常蓝莓和蓝莓突变体置于蓝光下照射，检测正常蓝莓和蓝莓突变体气孔开合所需时间随光照强度的变化【点评】解答本题的关键是需要考生学会读图，从图中寻找答案，总结出不同光质对光合速率的影响及相关的原因。10．水稻可通过叶片中蔗糖的合成、运输和分配，调控水稻“源”（叶片）和“库”（籽粒）之间的关系，进而影响水稻产量形成，如图为水稻结实期蔗糖分配及部分关键代谢过程。据图回答问题：【注】RuBP：五碳化合物；TP：磷酸丙糖；GR：六碳糖载体；UDP﹣G：尿苷二磷酸葡萄糖；SPS：蔗糖磷酸合成酶；INV：蔗糖转化酶。（1）图中CO2反应场所是　叶绿体基质　。（2）研究表明，当SPS活性高时，膜内淀粉彻底水解产物　葡萄糖　通过膜上载体运送到细胞质基质中参与蔗糖合成。据此推测，SPS活性与胞内淀粉含量分别呈　负相关　（正相关、负相关）关系。（3）图中INV可在库器官中合成，而不能在源叶中合成，产生这种差异的根本原因是　基因选择性表达　，这种差异利于保持源﹣库两端　蔗糖　浓度差，从而促进该物质在源﹣库间转运，也利于淀粉合成前体物质　UDP﹣G　的增加。【分析】叶绿体是进行光合作用的场所，光合作用分为光反应和暗反应．联系见下表：项目光反应碳反应（暗反应）实质光能→化学能，释放O2同化CO2形成（CH2O）（酶促反应）时间短促，以微秒计较缓慢条件需色素、光、ADP、和酶不需色素和光，需多种酶场所在叶绿体内囊状结构薄膜上进行在叶绿体基质中进行物质转化2H2O→4[H]+O2↑（在光和叶绿体中的色素的催化下）ADP+PiCO2+C5→2C3（在酶的催化下）C3+[H]→（CH2O）+C5第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 →ATP（在酶的催化下）（在ATP供能和酶的催化下）能量转化叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP中ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能【解答】解：（1）二氧化碳的反应场所是叶绿体基质，不能只填叶绿体，需要准确。（2）SPS是蔗糖磷酸合成酶，使TP磷酸丙糖转变成蔗糖，在叶绿体中，磷酸丙糖也可以转变成淀粉，膜内淀粉彻底水解产物葡萄糖通过膜上载体运送到细胞质基质中参与蔗糖合成。当SPS活性增肌，转变成蔗糖变多，相应转变成淀粉变少，因此SPS活性与淀粉含量成负相关。（3）INV只在库器官中合成，库器官一般是种子或者果实，不能在源叶中合成，这是基因选择性表达的结果，源叶和种子里的基因相同，但是相关基因选择性表达，使得种子中含有相关的酶，而源叶中没有，因此源叶中不能合成INV，有利于保持源﹣库两端蔗糖的浓度差，因为在源中蔗糖浓度高，在叶中蔗糖浓度低，这样从高浓度到低浓度转移，蔗糖就被运输到库中子（库中的浓度低是因为马上被反应生成UDP﹣G进而转变成淀粉储存起来了）；这也有利于淀粉合成的前体物质TP的增加，左图中可以看出TP生成淀粉，因为源中蔗糖少了（通过维管束转运到库中了），所以TP增加生成蔗糖（反馈调节），维持浓度平衡。故答案为：（1）叶绿体基质（2）葡萄糖负相关（3）基因选择性表达蔗糖UDP﹣G【点评】本题通过光合作用与呼吸作用来考查学生对线粒体与叶绿体功能的理解与应用．在填写生物学术语、事实时要注意尽可能用教材上的语言．11．植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O2，释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸。Rubisco是一个双功能的酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。RuBP（C5）既可与CO2结合，经此酶催化生成PGA（C3），进行光合作用；又可与O2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（C2），进行光呼吸。具体过程如图：（1）在光照条件下，Rubisco催化RuBP与CO2生成PGA的过程称为　CO2的固定　，该过程发生在　叶绿体基质　（填场所）中。Rubisco也可以催化RuBP与O2反应，推测O2与CO2比值　高　（填“高”或“低”）时，有利于光呼吸而不利于光合作用。（2）分析如表，　10%　遮光比例条件下植物积累的有机物最多，结合已学的生物学知识和图中的信息，从两个方面解释为什么该条件下比不遮光条件下积累的有机物多？第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 　适当遮光可以提高叶绿素的含量增强光合效率，同时可以抑制光呼吸进而提高光合效率　。遮光比例/（%）叶绿素含量/（mg/g）净光合速率/（μmol•m﹣2•s﹣1）植株干重/（g）02.18.07.5102.39.69.9302.48.99.2502.65.07.2702.92.74.8903.003.2（3）在干旱和过强光照下，因为温度高，蒸腾作用强，气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的　ATP和[H]（或NADPH）　，光呼吸产生的　CO2　又可以作为暗反应阶段的原料，因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。【分析】分析题干可知：在光照条件下，细胞进行呼吸作用和光合作用的同时还进行光呼吸，RuBP可以与O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（C2）。【解答】解：（1）在光照条件下，Rubisco催化RuBP与CO2生成PGA的过程当此称为二氧化碳的固定，该过程发生在叶绿体基质。由分析可知：RuBP也可以与O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（C2），进行光呼吸，当氧气含量较高时，有利于光呼吸而不利于光合作用。（2）分析表格数据可知：当遮光比例条件为10%时，植物的净光合速率最大，因此该条件下植物积累的有机物最多。适当遮光能够除了提高叶绿素的含量，另外还能够抑制光呼吸，从而增强光合速率。（3）在干旱和过强光照下，因为温度高，蒸腾作用强，气孔大量关闭，二氧化碳吸收减少，暗反应阶段减弱。此时光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的ATP和[H]，另外光呼吸产生的二氧化碳又可以作为暗反应阶段的原料。故答案为：第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （1）CO2的固定叶绿体基质高（2）10%适当遮光可以提高叶绿素的含量增强光合效率，同时可以抑制光呼吸进而提高光合效率（3）ATP和[H]（或NADPH）CO2【点评】本题重点考查光合作用和呼吸作用的联系，除此之外还考查“光呼吸”的内容，属于一道信息获取题，要求考生识记光合作用的具体过程，能够分析题干获取有效信息，然后结合题中信息进行答题。12．植物根据光合作用途径的不同可分为C3植物、C4植物等，很多植物体内只有一条固定CO2的途径，即卡尔文循环，也称为C3途径，这样的植物被称为C3植物，例如小麦，其光合作用发生在叶肉细胞中，如图2所示。还有一些植物除了具有C3途径外，还有另外一条固定CO2的途径，即C4途径，这样的植物被称为C4植物。如玉米，玉米叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4化合物中。随后C4化合物进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物，具体过程如图1所示。科学家研究发现，图中PEP酶对CO2的亲和力远大于Rubisco酶，因而玉米产量比小麦产量要高很多。结合材料和图示回答下列问题：（1）根据图2，小麦CO2的固定过程　不需要　（填“需要”或“不需要”）消耗能量，参与卡尔文循环的ATP和[H]生成的场所是　类囊体薄膜　。（2）玉米有两种不同类型的光合细胞，即叶肉细胞和维管束鞘细胞，由图1可知，维管束鞘细胞的叶绿体中只能进行暗反应，推测其原因是缺少　基粒　（结构）。C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞结构差异形成的根本原因是　基因的选择性表达　。（3）根据图1，科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径，这种碳原子的转移途径是　CO2→C4→CO2→C3→（CH2O）　，能固定CO2的物质有　PEP（或磷酸烯醇式丙酮酸）、C3　。（4）通过两种植物结构的对比可知，若在夏季晴朗的白天中午，玉米植株光合作用　不会　（填“会”或“不会”）明显减弱，判断理由是　PEP酶与CO2第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 的亲和力远大于Rubisco酶，虽然气孔关闭导致CO2浓度降低，但是对叶肉细胞中CO2的固定影响不明显　。【分析】分析图1：①叶肉细胞的叶绿体有类囊体，能够完成光反应，但没有Rubisco酶，不能完成暗反应的全过程，只能在PEP酶的催化下将CO2整合到C4化合物中。C4化合物进入维管束鞘细胞中后释放出的CO2参与暗反应（卡尔文循环）。②维管束鞘细胞的叶绿体没有类囊体，不能进行光反应。在Rubisco酶的催化下，C4化合物释放出的CO2被固定为C3化合物，进而被还原为糖类。分析图2：光反应发生在类囊体薄膜上，产生的[H]和ATP参与在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2固定的产物C3化合物还原为糖类。【解答】解：（1）图2显示：在小麦的叶绿体基质中，CO2与C5结合生成C3的CO2固定过程不需要消耗能量，C3还原才需要消耗能量；参与卡尔文循环（暗反应）的ATP和[H]均为光反应的产物，光反应的场所是叶绿体中的类囊体薄膜。（2）由图1可知，C4植物的叶肉细胞中PEP与CO2一起固定形成C4，故固定CO2的最初受体是PEP。暗反应在有光、无光的条件下都能进行，其场所是叶绿体基质，该反应利用到的原料是CO2，不需要叶绿素的参与，而光反应的进行必须有光、有光合色素等条件，且在类囊体薄膜（基粒）上进行，故C4植物的维管束鞘细胞的叶绿体中只能进行暗反应，不能进行光反应，可能的原因是维管束鞘细胞中缺少基粒结构；虽然叶肉细胞和维管束鞘细胞中的遗传物质相同，但由于基因的选择性表达使得C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞结构产生不同，功能产生差异。（3）科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径（要经过C4和C3途径），根据图1可推知：14C的转移途径为CO2→C4→CO2→C3→（CH2O）。在玉米的叶肉细胞中，能固定CO2的物质是PEP（或磷酸烯醇式丙酮酸）；在玉米的维管束鞘细胞中，能固定CO2的物质是C3。因此能固定CO2的物质有PEP（或磷酸烯醇式丙酮酸）、C5。（4）在夏季晴朗的白天中午，因玉米植株中的PEP酶与CO2的亲和力远大于Rubisco酶，虽然气孔关闭导致CO2浓度降低，但是对叶肉细胞中CO2的固定影响不明显，所以玉米植株的光合作用不会明显减弱。故答案为：（1）不需要类囊体薄膜（2）基粒基因的选择性表达（3）CO2→C4→CO2→C3→（CH2O）（糖类或有机物）PEP（或磷酸烯醇式丙酮酸）、C5（4）不会PEP酶与CO2的亲和力远大于Rubisco酶，虽然气孔关闭导致CO2浓度降低，但是对叶肉细胞中CO2的固定影响不明显第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 【点评】本题以图文结合为情境，考查了学生对C4植物（如玉米）与C3植物（如小麦）的光合作用过程等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息与识图分析能力。13．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：（1）合理施肥和灌溉能有效提高农作物的光合作用强度，光合作用强度是指　植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量　。农田施肥的同时往往需要适当浇水，从矿质元素吸收角度分析，此时浇水的原因是　肥料中的矿质元素只有溶解在水中，才能被作物根系吸收　。（2）玉米间作小麦，可以增产（注：1．间作是指在同一土地上按照一定的行、株距和占地的宽窄比例种植不同种类的农作物；2．光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度）。据图分析，与单作相比，间作时玉米光饱和点　增大　（填“增大”或“减小”），原因是　间作利于通风，二氧化碳供应充分，光合速率提高　。（3）夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上③关上门和通风口。分析③做法的原因是　积累CO2抑制细胞呼吸，同时有利于下一日光合作用　。【分析】间作：两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分，两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光。【解答】解：（1）光合作用强度指的是植物在光照下，单位时间、单位面积二氧化碳的吸收量或氧气的释放量；农田在施肥的同时往往需要适当浇水，原因是矿质元素须溶解在水中以离子形式被吸收。（2）由图可知，与单作相比，间作时玉米的光饱和点增大，因为间作有利于通风，二氧化碳供应充分，光合速率提高。（3）夏季大棚种植，人们经常在傍晚关上门和通风口的原因是积累大棚中二氧化碳的量抑制细胞呼吸，对次日光合作用有利。故答案为：（1）植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量肥料中的矿质元素只有溶解在水中，才能被作物根系吸收（2）增大间作利于通风，二氧化碳供应充分，光合速率提高第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （3）积累CO2抑制细胞呼吸，同时有利于下一日光合作用【点评】本题结合曲线图，主要考查影响光合作用的环境因素，意在考查学生能理解所学知识的要点，能理论联系实践，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构。14．淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯下侧叶片合成的有机物主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物主要运向块根储存。如图是其光合作用产物的形成及运输示意图。在一定浓度的CO2和30℃条件下（呼吸最适温度为30℃，光合最适温度为25℃），测定马铃薯和红薯在不同光照条件下的光合速率，结果如表。请分析回答：光补偿点（klx）光饱和点（klx）光饱和点时的CO2吸收量（mg/100cm2叶•小时）黑暗条件下CO2的释放量（mg/100cm2叶•小时）红薯13115.5马铃薯393015（1）提取并分离马铃薯下侧叶片叶肉细胞叶绿体中的光合色素，层析后的滤纸条上最宽的色素带的颜色是　蓝绿色　，该色素主要吸收可见光中的　红光和蓝紫　光。（2）图中②过程需要光反应提供　[H]和ATP　将C3转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是　颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构　。（3）植物体的很多器官接受蔗糖前先要将蔗糖水解为　葡萄糖和果糖　才能吸收。为了验证光合产物以蔗糖的形式运输，研究人员将酵母菌蔗糖酶基因转入植物，该基因表达的蔗糖酶定位在叶肉细胞的细胞壁上。结果发现转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因是　叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢　。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程可被呼吸抑制剂抑制，该跨膜过程所必需的条件是　载体和能量　。【分析】据图可知：①是光合作用的暗反应阶段的CO2的固定阶段，②是暗反应中的C3第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 的还原阶段。从图中可以看出，暗反应在叶绿体基质中进行，其产物磷酸丙糖可以在叶绿体基质中合成淀粉，也可以被运出叶绿体，在叶肉细胞中的细胞质基质中合成蔗糖，蔗糖可以进入液泡暂时储存起来；蔗糖也可以通过韧皮部被运至茎块细胞，在茎块细胞内合成淀粉。【解答】解：（1）提取并分离马铃薯下侧叶片叶肉细胞叶绿体中的光合色素，层析后的滤纸条上最宽的色素带是叶绿素a，颜色是蓝绿色，它主要吸收红光和蓝紫光。（2）光反应的产物NADPH和ATP参与卡尔文循环（暗反应）中三碳化合物的还原过程，即图中的②。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构。（3）蔗糖是由果糖和葡萄糖组成，转基因植物出现严重的小根、小茎现象，其原因叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢。研究发现蔗糖可直接进入液泡，该过程可被呼吸抑制剂抑制，说明运输方式为主动运输，该过程所需要的条件为载体和能量（或载体和ATP）。故答案为：（1）蓝绿色红光和蓝紫（2）[H]和ATP颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构（3）葡萄糖和果糖叶肉细胞壁上的蔗糖酶水解蔗糖，导致进入韧皮部的蔗糖减少，根和茎得到的糖不足，生长缓慢载体和能量【点评】本题考查光合作用过程及其影响因素的相关知识，主要考查学生能从图中获取相关的生物学信息，运用所学知识，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题做出解释的能力。15．科学家通过不同水分处理田间试验，研究了棉花田间持水量条件下，不同生育时期叶片叶绿素含量与光合速率的关系。取棉花新品种1号为试验材料，灌水量设3个处理；田间持水量的60%（A）；田间持水量的90%（B）；田间持水量的75%（对照组CK）。每个处理设3个重复，共计9个试验小区，在初花期开始水分处理其他管理同大田。结果如图及表。请回答以下问题。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 不同处理叶片光合速率的变化特点处理单叶光合速率/μmoLCO2/m2•s初花期盛花期盛铃期吐絮期A22.531.324.89.6Ck31.237.532.313.8B28.734.931.714.9（1）叶绿素的含量与叶色呈　正相关　（“正相关”或“负相关”），可用　无水乙醇　（试剂）提取棉花绿叶中的色素。（2）据图可推知，与CK相比，盛花期之前田间持水量过高和过低，叶绿素含量均　下降　（“上升”或“下降”）；CK从初花开始到吐絮，叶片叶绿素含量始终高于处理A，引起这一现象的外在原因是　处理A灌水量不足造成的　。在吐絮期，不同处理棉花叶片叶绿素含量均显著下降，可能原因是　叶片衰老　。（3）据表分析可知，随生育期推移，不同处理棉花叶片光合速率均在　盛花期　达到最大值，此后逐步下降。在初花期，由于　干旱和水分过量　原因，处理A和处理B叶片光合速率均　低于　对照。（4）本试验表明，在水分胁迫下，由于气孔阻力增大，减少了　CO2　向叶绿体的供应，光合作用的　暗反应　阶段受到影响，最终导致光合速率下降。【分析】1、叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素．2、色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢．根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来．【解答】第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 解：（1）叶色是各种色素含量的综合表现，通常表现为绿色，叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色，因此叶绿素的含量与叶色成正相关。色素一般溶于无水乙醇等有机溶剂，不溶于水，因此可以用无水乙醇提取。（2）由图1可知，盛花期之前处理组A和B的叶绿素含量均低于对照组CK，因此，叶绿素含量均下降。从初花期开始到吐絮期，对照组CK的叶绿素含量始终高于处理A，引起这一现象的外在原因可能是处理A含水量较低，缺水会影响叶绿素的合成。在棉花的吐絮期，温度变低，影响酶活性，可能抑制了叶绿素的合成，因此，叶绿素含量下降。（3）据表1可知，不同处理棉花叶片光合速率均在盛花期达到最大值。（4）本实验表明，由于气孔阻力增大，减少了二氧化碳向叶绿体的供应，二氧化碳参与光合作用的暗反应阶段中的二氧化碳的固定，因此，会导致光合速率下降。故答案为：（1）正相关无水乙醇（2）下降处理A灌水量不足造成的叶片衰老（3）盛花期干旱和水分过量低于（4）CO2暗反应【点评】本题考查影响植物光合作用环境因素的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力，难度适中．考生要能够结合影响光合作用的环境因素对曲线进行分析．16．紫叶芥菜富含花青素，是一种新型保健蔬菜，为探究紫叶芥菜叶片中花青素的分布、二氧化碳浓度对两种类型芥菜光合速率的影响，采用紫叶芥菜单株与绿叶芥菜单株进行对比实验，得到如下数据。回答下列相关问题：单株类型花青素（mg•kg﹣1）总叶绿素（mg•g﹣1）光补偿点（μmol•m﹣2•s﹣1）光饱和点（μmol•m﹣2•s﹣1）PL165.401.1716.62979.92GL24.201.1343.941402.54注：PL为紫叶芥菜单株，GL为绿叶芥菜单株。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （1）色素分布是叶片呈现不同颜色以及光合作用的基础，两种芥菜叶片细胞中花青素、叶绿素不会混合的原因是　液泡膜、叶绿体膜使两种色素存在于不同的结构中　。（2）为研究两种色素的分布情况，可进行的实验操作是　将两种颜色的叶片进行横切，在显微镜下分别观察两种色素的分布　，推断可能的结果：　花青素在叶片上下表皮细胞积累　。紫叶芥菜的光补偿点和光饱和点都比绿叶芥菜低的原因可能是　花青素存在于叶绿素的外侧，吸收了部分光能，使叶绿素接受的光照强度下降　。（3）为探究二氧化碳浓度对单株芥菜光合速率的影响，应控制的环境条件是　适宜的温度、两种芥菜光饱和点对应的光照强度　，根据图示可得到的实验结论是　两种叶色单株所在环境二氧化碳浓度相同时，绿叶单株的光合速率高于紫叶单株，两种叶色单株的二氧化碳补偿点和饱和点基本无差异　。相同CO2浓度下光合速率的差异与　光反应产物的量　直接相关。【分析】分析表格：PL与GL相比，PL中的花青素和总叶绿素含量高于GL，而GL的光补偿点和光饱和点都高于PL。分析曲线图：两种叶色单株所在环境二氧化碳浓度相同时，绿叶单株的光合速率高于紫叶单株，两种叶色单株的二氧化碳补偿点和饱和点基本无差异。【解答】解：（1）两种芥菜叶片细胞中同时含有花青素和叶绿素，花青素存在于液泡中，叶绿素存在于叶绿体中，两种细胞器均具有膜结构，因此色素不会混合。（2）为研究两种色素的分布情况，可在显微镜下对含不同色素的细胞进行观察，因此可以将两种颜色的叶片进行横切，在显微镜下分别观察两种色素的分布。紫色的芥菜叶含有一定量的叶绿素，但表现出紫色，可推断花青素在叶片上下表皮细胞积累。紫叶芥菜的光补偿点和光饱和点都比绿叶芥菜低，可能是因为在叶片上下表皮积累的花青素吸收了部分光能，使叶绿素吸收的光能减少，叶绿素接受的光照强度下降。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （3）为确定二氧化碳浓度对单株芥菜光合速率的影响，应控制的环境条件是适宜的温度、两种芥菜光饱和点对应的光照强度，根据图示可得到的实验结论是两种叶色单株所在环境二氧化碳浓度相同时，绿叶单株的光合速率高于紫叶单株，两种叶色单株的二氧化碳补偿点和饱和点基本无差异。紫叶芥菜与绿叶芥菜在相同CO2浓度下光合速率不同是因为花青素吸收了部分光照，使光反应产物减少，影响了暗反应过程，即相同CO2浓度下光合速率的差异与光反应产物的量直接相关。故答案为：（1）液泡膜、叶绿体膜使两种色素存在于不同的结构中（2）将两种颜色的叶片进行横切，在显微镜下分别观察两种色素的分布花青素在叶片上下表皮细胞积累花青素存在于叶绿素的外侧，吸收了部分光能，使叶绿素接受的光照强度下降（3）适宜的温度、两种芥菜光饱和点对应的光照强度两种叶色单株所在环境二氧化碳浓度相同时，绿叶单株的光合速率高于紫叶单株，两种叶色单株的二氧化碳补偿点和饱和点基本无差异光反应产物的量【点评】本题结合图表，考查影响光合作用速率的因素，要求考生识记影响光合作用速率的环境因素，能正确分析图表，从中提取有效信息准确答题。17．天然黄绿叶（ygl）突变体玉米，其表现为籽粒重量和穗重均降低，实验探究ygl突变体产量下降的机理。（1）研究发现，ygl突变体的Z基因中插入了51个碱基对，该变异类型为　基因突变　。（2）ygl突变体的叶绿素含量低，会导致发生在　叶绿体的类囊体膜上　（场所）的光反应为暗反应提供的　ATP、[H]/NADPH　减少，进而影响玉米产量。研究者对野生型和ygl突变体中叶绿素前体物质进行检测，结果如图。该实验结果为　ygl突变体中叶绿素前体物质A和P的含量均高于野生型　。请推测ygl突变体中叶绿素含量下降的原因可能是　由于Z基因突变导致ygl突变体不能将叶绿素前体物质转化成叶绿素　。（3）实验检测野生型和ygl突变体中某些基因的mRNA相对含量，结果如表。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 含量组别光反应相关基因mRNA相对含量胚乳传递细胞形成相关基因mRNA相对含量野生型1.71.0ygl突变体0.60.3注：胚乳传递细胞为胚乳传递营养物质，间接影响籽粒中淀粉的积累根据该实验结果，请推测ygl突变体产量下降的机理　光反应相关基因的转录量下降，从而影响光反应，进而影响暗反应有机物的合成；胚乳传递细胞形成相关基因转录量下降，间接影响籽粒中淀粉的积累，从而影响到籽粒重量　。（4）在世界范围内，水涝是影响玉米产量的主要因素。为验证Z基因能够提高在水涝条件下玉米的光合速率，设计了如下实验方案：对ygl突变体进行了6天的淹水处理，野生型不做淹水处理。在水淹0天、6天后分别检测两组的叶绿素前体物质含量。请评价该实验方案并加以完善　该实验方案存在两处缺陷：第一，野生型与ygl突变体应均做6天淹水处理；第二，实验应检测CO2的吸收速率（O2的释放速率/有机物的生成速率）　。【分析】1、柱形图分析：与野生型相比，ygl突变体的叶绿素前体物质A和P的含量均高于野生型。2、表格分析：与野生型相比，ygl突变体的光反应相关基因mRNA相对含量和胚乳传递细胞形成相关基因mRNA相对含量均低于野生型。【解答】解：（1）由于ygl突变体的Z基因中插入了51个碱基对，因此变异类型为基因突变。（2）ygl突变体的叶绿素含量低会影响光反应速率下降，导致光反应为暗反应提供的ATP、[H]减少，进而影响光合作用速率，最终影响玉米产量。由柱形图可知，ygl突变体中叶绿素前体物质A和P的含量均高于野生型。导致ygl突变体中叶绿素含量下降的原因可能是Z基因突变导致ygl突变体不能将叶绿素前体物质转化成叶绿素。（3）根据表格数据推测，ygl突变体产量下降的原因是：光反应相关基因的转录量下降，从而影响光反应，进而影响暗反应有机物的合成；胚乳传递细胞形成相关基因转录量下降，间接影响籽粒中淀粉的积累，从而影响到籽粒重量。（4）该实验方案存在两处缺陷：第一，野生型与ygl突变体应均做6天淹水处理；第二，实验应检测CO2的吸收速率（O2的释放速率/有机物的生成速率）。故答案为：（1）基因突变（2）叶绿体的类囊体膜上ATP、[H]/NADPHygl突变体中叶绿素前体物质A和P的含量均高于野生型由于Z基因突变导致ygl突变体不能将叶绿素前体物质转化成叶绿素第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 （3）光反应相关基因的转录量下降，从而影响光反应，进而影响暗反应有机物的合成；胚乳传递细胞形成相关基因转录量下降，间接影响籽粒中淀粉的积累，从而影响到籽粒重量（4）该实验方案存在两处缺陷：第一，野生型与ygl突变体应均做6天淹水处理；第二，实验应检测CO2的吸收速率（O2的释放速率/有机物的生成速率）【点评】本题主要考查基因突变和影响光合作用的因素等相关知识，目的考查学生对基础知识的理解与应用，题目难度适中。18．图1表示某植物细胞的部分生理过程示意图，①～③代表生理过程，图2表示该植物细胞CO2释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量。据图回答下列问题：（1）图1中，过程②的[H]产生于　叶绿体类囊体薄膜　（具体场所），该植物细胞处于图2中A点时，产生ATP的部位是　细胞质基质和线粒体　。（2）当植物细胞发生图1中的过程③时，此时的光照强度可对应图2的　BD　段（填“OB”、“OD”或“BD”）。OD段内植物细胞光合作用有机物的净积累量为　S2﹣S1　（用S1、S2、S3表示）。（3）若已知光合作用和呼吸作用的最适温度为25℃和30℃，当环境温度由25℃升高到30℃时，图2中B点的变化情况是　右移　。（4）某多肉植物在正常条件和长期干旱条件下（白天气孔关闭、晚上气孔开放）光合作用途径不同，如图3所示。图4表示该植物叶肉细胞CO2吸收速率的日变化情况。①干旱条件下，该植物在白天会关闭气孔，主要是为了防止　因蒸腾作用过强而散失大量水分　，在正常条件下，若上午11时突然增加环境中CO2浓度，则短时间内该植物叶肉细胞中C5含量会　减少　。第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 ②在长期干旱条件下，图4中0～4时无光照，但该植物叶肉细胞的CO2吸收速率大于0，该时段内吸收的CO2能否被直接用来合成（CH2O）？　不能　（填“能”或“不能”），原因是　没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供ATP和[H]　。③请结合图甲CO2的变化途径分析，长期干旱条件下该植物在白天仍能正常进行光合作用的机制是　夜晚吸收的CO2经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭后，一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供CO2，另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保证光合作用的正常进行　。【分析】1、有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量。2、光合作用的光反应阶段包括水的光解产生[H]与氧气以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段包括CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖。分析图形：图1中，①表示有氧呼吸第三阶段，②表示光合作用的光反应阶段，③表示光反应释放的氧气；图2中A表示呼吸作用强度，B表示光补偿点，C点所对应的光照强度D点表示光饱和点。【解答】解：（1）图1的过程②中，H2O被分解为氧气和[H]，代表光反应，[H]产生于叶绿体的类囊体薄膜（基粒）；图2中A点时光照强度为0，细胞通过呼吸作用产生ATP，产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。（2）图1中过程③代表氧气的释放，说明光合作用速率大于呼吸作用速率；图2中B点为光补偿点，光照强度位于BD段时，植物细胞吸收二氧化碳，代表光合作用大于呼吸作用。OD段内植物细胞光合作用合成的有机物量可用S2+S3表示，呼吸作用消耗的有机物量可用S1+S3表示，则有机物的净积累量可表示为S2+S3﹣（S1+S3）＝S2﹣S1。（3）光合作用和呼吸作用的最适温度为25℃和30℃。当环境温度由25℃升高到30℃时，有利于呼吸作用的进行，不利于光合作用的进行，达到光补偿点时，需要较大的光照强度光合作用合成的有机物才能弥补呼吸作用的消耗，图2中B点应右移。（4）①白天气孔关闭，主要是为了防止蒸腾作用过强而散失大量水分。正常情况下，突然增加CO2浓度，则C5固定CO2的速率会增大，而C5合成速率不变，因此短时间内C5含量会降低。②长期干旱条件下，图乙0～4时无光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供ATP和[H]，吸收的CO2不能用来合成（CH2O）。③由图甲可知，在长期干旱条件下，叶肉细胞夜晚吸收的CO2第44页共44页学科网（北京）股份有限公司 可以与PEP反应生成草酰乙酸，草酰乙酸再转化为苹果酸储存在液泡中。在白天，苹果酸从液泡运出并通过分解产生CO2，供光合作用利用。此外，线粒体中丙酮酸分解产生的CO2也会供光合作用利用，因而长期干旱条件下，该植物叶肉细胞在白天虽然气孔关闭，但仍能正常进行光合作用。故答案为：（1）叶绿体类囊体薄膜细胞质基质和线粒体（2）BDS2﹣S1（3）右移（4）①因蒸腾作用过强而散失大量水分减少②不能没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供ATP和[H]③夜晚吸收的CO2经过一系列反应转化为苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭后，一方面苹果酸从液泡运出并通过分解提供CO2，另一方面丙酮酸氧化分解提供CO2，以保证光合作用的正常进行【点评】本题考查了影响光合作用和呼吸作用的环境因素，意在考查考生能从题目所给的图形中获取有效信息的能力，能运用所学知识与观点，对某些生物学问题进行解释、推理做出合理判断并得出正确结论的能力。声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布第44页共44页学科网（北京）股份有限公司