专题05 光合作用与细胞呼吸-2024年高考真题和模拟题生物分类汇编（教师卷）

专题05光合作用与细胞呼吸(甘肃省2024)3.梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（）A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加【答案】B【解析】【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程；2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADP，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NADP，释放少量能量；第三阶段是氧气和NADP反应生成水，释放大量能量；3、无氧呼吸是指在无氧条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解，同时释放少量能量的过程；4、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同，无氧呼吸的第二阶段丙酮酸和NADP反应生成酒精和CO2或乳酸，第二阶段不合成ATP。【详解】A、大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；B、根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；C、浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。故选B。(甘肃省2024)17.类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。（1）提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是______，加入少许碳酸钙可以______。（2）野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是______。（3）正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为______。（4）现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②______。（5）纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是______。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在______条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的______。③预期结果：______。【答案】（1）①.无水乙醇②.防止研磨中色素被破坏（2）叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成（3）纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，（4）与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零）。（5）①.细胞分裂素②.含水量等适宜③.叶绿体的大小及数量，取其平均值④.B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。【解析】【分析】影响植物光合作用的因素有光合色素的含量、光照、水等。细胞分裂素能够促进叶绿素的合成。【小问1详解】叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。【小问2详解】叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。【小问3详解】在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。【小问4详解】由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低（几乎为零），说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。【小问5详解】纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷。由图可知：纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成，据此可推知：X最可能是细胞分裂素。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知：该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下：①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在含水量等适宜条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量，取其平均值。③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量，所以预期的结果是：B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。(2024年湖北省)4.植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（）组别光照处理首次开花时间茎粗（mm）花的叶黄素含量（g/kg）鲜花累计平均产量（）①光照8h/黑暗16h7月4日9.52.313000②光照12h/黑暗12h7月18日10.64.421800③光照16h/黑暗8h7月26日11.52.422500A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关C.综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关【答案】C【解析】【分析】据表分析，该实验的自变量是不同光照处理，因变量是首次开花时间、茎粗、花的叶黄素含量、鲜花累计平均产量，数据表明③组的产量最高，②组的品质最高，①组最先开花。【详解】A、由表中数据分析可知，三组中，第①组首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但在三组中产量最低，A错误；B、由题干信息可知，植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关，根据表格数据分析，第①组光照处理中的黑暗时长最长，花的叶黄素含量最低，而第③组光照处理中的黑暗时长最短，但花的叶黄素含量却不是最高的，说明植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长不是呈负相关，B错误；C、由表中信息可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，植物甲的花品质最好，第③组光照处理，鲜花累计平均产量最高，说明植物甲的花产量最高，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确；D、由表中数据分析可知，第②组光照处理，花的叶黄素含量最高，但鲜花累计平均产量却不是最高，说明植物甲花的产量不是最高，所以植物甲花的叶黄素含量与花的产量不是呈正相关，D错误。故选C。(2024年湖北省)9.磷酸盐体系（/）和碳酸盐体系（/）是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（）A.有氧呼吸的终产物在机体内可转变为B.细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关C.缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞D.过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限【答案】C【解析】【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。【详解】A、有氧呼吸的终产物为二氧化碳和水，二氧化碳溶于水后形成H2CO3，再由H2CO3形成H+和HCO3-，A正确；B、细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关，如在细胞呼吸中磷酸盐作为底物参与了糖酵解和柠檬酸循环等过程，B正确；C、缓冲体系的成分如HCO3-、HPO42−携带电荷，不能通过自由扩散方式进出细胞，C错误；D、机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用，但过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限，D正确。故选C。(2024年山东省）16.种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（）A.p点为种皮被突破的时间点B.Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸C.Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加D.q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多【答案】ABD【解析】【分析】在种皮被突破前，种子主要进行无氧呼吸，种皮被突破后，种子吸收氧气量增加，有氧呼吸加强，无氧呼吸减弱。【详解】A、由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。故选ABD。（2024年安徽省）3.细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（）A.在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等B.PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快【答案】D【解析】【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。【详解】A、细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；B、由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；C、由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；D、运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。故选D。（2024年安徽省）16.为探究基因OsNAC对光合作用的影响研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突变体(KO)及OsNAC过量表达株(OE)，测定了灌浆期旗叶(位于植株最顶端)净光合速率和叶绿素含量,结果见下表。回答下列问题。

净光合速率（umol.m2.s-1）叶绿素含量（mg·g-1）WT24.04.0KO20.33.2OE27.74.6（1）旗叶从外界吸收1分子CO2与核酮糖-1,5-二磷酸结合，在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸；在有关酶的作用下，3-磷酸甘油酸接受_______释放的能量并被还原，随后在叶绿体基质中转化为_______。（2）与WT相比，实验组KO与OE的设置分别采用了自变量控制中的_______、_______（填科学方法）。（3）据表可知，OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率_______。为进一步探究该基因的功能，研究人员测定了旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、蔗糖含量及单株产量，结果如图。

结合图表，分析OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率发生相应变化的原因：①______________；②__________________。【答案】（1）①.ATP和NADPH②.核酮糖-1,5－二磷酸和淀粉等（2）①.减法原理②.加法原理（3）①.增大②.与

WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用③.与WT组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高,可以及时将更多的光合产物(蔗糖)向外运出,从而促进旗叶的光合作用速率【解析】【分析】在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。【小问1详解】在光合作用的暗反应阶段，CO2被固定后形成的两个3-磷酸甘油酸（C3）分子，在有关酶的催化作用下，接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后在叶绿体基质中转化为核酮糖-1,5－二磷酸（C5）和淀粉等。小问2详解】与某品种水稻的野生型（WT）相比，实验组KO为OsNAC敲除突变体，其设置采用了自变量控制中的减法原理；实验组OE为OsNAC过量表达株，其设置采用了自变量控制中的加法原理。【小问3详解】题图和表中信息显示：OE组的净光合速率、叶绿素含量、旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，究其原因有：①与

WT组相比，OE组叶绿素含量较高，增加了对光能的吸收、传递和转换，光反应增强，促进旗叶光合作用；②与WT组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。（2024年安徽省）17.大气中二氧化碳浓度升高会导致全球气候变化。研究人员探究了390μL·L（p1当前空气中的浓度）和1000μL·L（p2）两个CO2浓度下，盐生杜氏藻（甲）和米氏凯伦藻（乙）在单独培养及混合培养下的细胞密度变化，实验中确保养分充足，结果如图1。回答下列问题。（1）实验中发现，培养液的pH值会随着藻细胞密度的增加而升高，原因可能是____________。（答出1点即可）。（2）与单独培养相比，两种藻混合培养的结果说明__________________________。推行绿色低碳生活更有利于减缓______填“甲”或“乙”）的种群增长。（3）为进一步探究混合培养下两种藻生长出现差异的原因，研究人员利用培养过一种藻的过滤液去培养另一种藻，其他培养条件相同且适宜，结果如图2。综合图1和图2，分析混合培养引起甲、乙种群数量变化的原因分别是①______________；②___________________。（4）一定条件下，藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖，引发赤潮，主要原因是__________。【答案】（1）藻细胞密度增加，光合作用强度增大吸收培养液中的CO2增多，从而导致培养液的pH升高（2）①.混合培养时，两种藻类之间存在种间竞争，并且甲在竞争中处于劣势，最终两种藻类的K值都下降②.乙（3）①.甲生长受到抑制主要是由于乙释放的抑制物所致②.乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长混合培养时资源、空间有限，导致乙的种群数量下降，乙的种群数量下降与甲代谢产生的物质无关（4）受人类活动等的影响，近海水域中的N、P等矿质元素增多、CO2浓度较高，藻类大量增殖【解析】【分析】分析题图：图1随着培养时间延长，盐生杜氏藻的细胞密度都增多，加了乙滤液（米氏凯伦藻）的实验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度；图2随着培养时间延长，米氏凯伦藻的细胞密度都增多，且加了甲滤液（盐生杜氏藻）的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密度接近。【小问1详解】由于藻类能进行光合作用，因此藻细胞密度增加，光合作用强度增大吸收培养液中的

CO2增多，从而导致培养液的

pH

升高。【小问2详解】根据图示，图1随着培养时间延长，盐生杜氏藻的细胞密度都增多，加了乙滤液（米氏凯伦藻）的实验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度；图2随着培养时间延长，米氏凯伦藻的细胞密度都增多，且加了甲滤液（盐生杜氏藻）的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密度接近，因此可知，加了滤液相当于两种藻类混合培养，而混合培养对藻类的密度有影响，因此两种藻类之间存在种间竞争，并且甲在竞争中处于劣势，最终两种藻类的K值都下降。推行绿色低碳生活使得大气中二氧化碳的浓度下降，而在低浓度的二氧化碳下，甲的生长受影响不大，乙的生长受影响较大，细胞密度更低，因此推行绿色低碳生活更有利于减缓乙种群的增长。【小问3详解】根据图示，图1随着培养时间延长，甲的细胞密度增多，但加了乙滤液的实验组的细胞密度远远低于同等条件下的细胞密度，可能是乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长；图2随着培养时间延长，乙细胞密度都增多，且加了甲滤液实验组细胞密度与同等条件下的乙的细胞密度差距不大，因此，乙的种群数量下降与甲代谢产生的物质无关，但随着培养时间的增长，混合培养时资源、空间有限，导致乙的种群数量下降。【小问4详解】藻类的生长需要N、P

等矿质元素，此外还需要进行光合作用，因此，一定条件下，藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖，引发赤潮，主要原因是受人类活动等的影响，近海水域中的

N、P

等矿质元素增多、CO2浓度较高，藻类大量增殖。（2024年广东省）3.银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（）A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨B.研磨时用水补充损失的提取液C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析D.用过的层析液直接倒入下水道【答案】C【解析】【分析】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；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。【详解】A、本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；B、色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；C、由于滤纸条不会相互影响，层析液从成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；D、用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。故选C。（2024年广东省）5.研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（）A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱C.有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快D.无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP【答案】D【解析】【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，一般在大多数植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。【详解】A、有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；B、有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；C、与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；D、无氧呼吸场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。故选D。（2024年吉林省）21.在光下叶绿体中的C5能与CO2反应形成C3；当CO2/O2比值低时，C5也能与O2反应形成C2等化合物。C2在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。（1）反应①是______过程。（2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是______和______。（3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自______和______（填生理过程）。7—10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是______。据图3中的数据______（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是______。（4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是______。【答案】（1）CO2的固定（2）①.细胞质基质②.线粒体基质（3）①.光呼吸②.呼吸作用③.7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程④.不能⑤.总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，无法得出呼吸速率，（4）与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大【解析】【分析】1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成；②光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物；光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。【小问1详解】在光合作用的暗反应过程中，CO2在特定酶的作用下，与C5结合形成两个C3，这个过程称作CO2的固定，故反应①是CO2的固定过程。【小问2详解】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质、线粒体基质。【小问3详解】由图1可知，在线粒体中进行光呼吸的过程中，也会产生二氧化碳，因此植物光合作用CO2的来源除了有外界环境外，还可来自光呼吸、呼吸作用。7—10时，随着光照强度的增加，株系1和2由于转入了改变光呼吸的相关基因，导致光呼吸速率降低，光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程，因此与WT相比，株系1和2的净光合速率较高。总光合速率=净光合速率+呼吸速率，呼吸速率为光照强度为0时二氧化碳的释放速率，图3的横坐标为二氧化碳的浓度，因此无法得出呼吸速率，故据图3中的数据不能计算出株系1的总光合速率。【小问4详解】由图2、图3可知，与株系2与WT相比，转基因株系1的净光合速率最大，因此选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势。（2024年高考全国甲卷）7.在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。（1）该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率________（填“相等”或“不相等”），原因是________________________________。（2）在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是________________________________。（3）温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是________________________________。（答出一点即可）（4）通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在________最大时的温度。【答案】（1）①.不相等②.温度a和c时的呼吸速率不相等（2）温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少（3）温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低（4）光合速率和呼吸速率差值【解析】【分析】影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度、酶的活性和数量、光合色素含量等。【小问1详解】该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，但由于呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。【小问2详解】在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。【小问3详解】温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。【小问4详解】为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。(2024年1月浙江省)20.长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题：（1）发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第____阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是____，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体（NAD+）再生，从而使____得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越____（耐渍害/不耐渍害）。（2）以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。

光合速率蒸腾速率气孔导度胞间CO2浓度叶绿素含量光合速率1

蒸腾速率0.951

气孔导度0.990.941

胞间CO2浓度-0.99-0.98-0.991

叶绿素含量0.860.900.90-0.931注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是____。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈____趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由____（气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是____。（3）植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内____（激素）大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过____，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。【答案】（1）①.三##3②.细胞质基质③.葡萄糖分解（糖酵解）④.耐渍害（2）①.胞间CO2浓度②.下降③.非气孔限制因素④.胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关（3）①.脱落酸②.程序性死亡##凋亡【解析】【分析】有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质进行，第二阶段在线粒体基质进行，第三阶段在线粒体内膜进行，且第三阶段释放的能量最多。无氧呼吸分为两个阶段，均在细胞质基质进行。由表可知，胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。【小问1详解】有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜进行，是有氧呼吸过程中释放能量最多的阶段。乙醇发酵（无氧呼吸）的场所是细胞质基质。葡萄糖分解形成丙酮酸和NADH，该过程需要NAD+参与，所以氢接受体（NAD+）再生，有利于葡萄糖分解的正常进行，由此可知，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种能产生更多的能量维持生命活动的进行，更加耐渍害。【小问2详解】由表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。【小问3详解】脱落酸具有诱导气孔关闭的功能，在受渍害时，其诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力。渍害发生后，有些植物根系细胞通过通过凋亡（程序性死亡），从而形成腔隙，进一步形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。(河南省2024)7.某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O2浓度，结果如图所示，其中M为初始O2浓度，c、d组O2浓度相同。回答下列问题。（1）太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是________，原因是________。（2）光照t时间时，a组CO2浓度________（填“大于”“小于”或“等于”）b组。（3）若延长光照时间c、d组O2浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是________组，判断依据是________。（4）光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会________（填“升高”“降低”或“不变”）。【答案】（1）①.红光和蓝紫光②.光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光（2）大于（3）①.b②.再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率（4）升高【解析】【分析】1、光合作用的过程：（1）光反应阶段：①场所：类囊体薄膜；②物质变化：水的光解、ATP的合成；③能量变化：光能→ATP、NADPH中的化学能。（1）暗反应阶段：①场所：叶绿体基质；②物质变化：CO2的固定、C3的还原；③能量变化：ATP、NADPH中的化学能舰艇有机物中稳定的化学能。2、分析题干：将植株置于密闭容器中并给予光照，植株会进行光合作用和呼吸作用，瓶内O2浓度的变化可表示净光合速率。a、b、c、d组的光照强度依次增大，但c、d组O2浓度相同，说明c点的光照强度为光饱和点。【小问1详解】光合色素可分为叶绿素和类胡萝卜两大类，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，属于可见光。【小问2详解】植物会进行光合作用和呼吸作用，光合作用消耗CO2产生O2，呼吸作用消耗O2产生CO2。分析图可知，光照t时间时，a组中的O2浓度少于b组，说明b组产生的O2更多，光合速率更大，消耗的CO2更多，即a组CO2浓度大于b组。【小问3详解】再延长光照时长，c和d组氧气的浓度不再增加，说明此时受CO2的影响，光合速率等于呼吸速率，由于温度保持恒定，所以a、b、c三组的呼吸速率都是一样的，ac两组的光合速率都等于呼吸速率，说明a、c两组的光合速率都相等且都等于呼吸速率，而b组的由于光照较弱，消耗的CO2较少，所以t时光合速率仍然大于呼吸速率。【小问4详解】光照t时间后，c、d组O2浓度相同，即c、d组光合速率不再变化，c组的光照强度为光饱和点。将d组密闭装置打开，会增加CO2浓度，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会升高。（2024届陕西省安康市高新中学高三下学期5月模拟预测理综试题）1.为探究远红光强度对黄瓜幼苗形态和光合作用的影响，研究人员以黄瓜幼苗为材料，在固定红蓝光强度及光合有效辐射的基础上，添加3种不同强度的远红光，使得各处理组的红光/远红光的值分别为10（L-FR）、1.2（M-FR）和0.8（H-FR），比较不同处理对于黄瓜幼苗生长及光合作用的影响，结果如表、图所示。请回答下列问题：组别株高（cm）鲜重（g）干重（g）总叶面积（cm2）L-FR23.95197961.829605.963M-FR72.0031.6822.079573.087H-FR82.9731.0002.037567.203（1）实验中，各组红蓝光强度及光合有效辐射固定的目的是____。黄瓜幼苗的光合色素中，可吸收蓝紫光的色素有____。（2）根据表中信息分析，随着远红光强度的增加，黄瓜幼苗的株高明显增加，但干重的增加并不明显，原因可能是____，这会影响光反应产物____的生成，进而影响暗反应中有机物的合成。（3）气孔导度可反映气孔的开放程度，由图可知，与L-FR处理组相比，H-FR处理组的气孔导度明显增大。据此推测，H-FR处理组幼苗鲜重明显增加的原因是____。在光照强度不变的情况下，气孔导度增大在短时间内会导致叶绿体基质中C3、C5含量的变化分别为____（从“增多”“减少”中选择）。【答案】（1）①.保证实验的自变量为红光/远红光的值②.叶绿素和类胡萝卜素（2）①.远红光不能被光合色素吸收②.ATP和NADPH（3）①.气孔导度增大，吸收的CO2增多，导致暗反应增强，积累的有机物增多②.增多、减少【解析】【分析】1、探究性实验需要遵循的原则有：①科学性原则：实验原理、步骤、方法等必须科学合理；②可行性原则：与生产实践紧密联系，实验切实可行；③对照原则：要排除无关变量的干扰；④单一变量原则：严格控制无关变量相同且适宜。2、该实验自变量为红光/远红光的值(分别为10（L-FR）、1.2（M-FR）和0.8（H-FR））。【小问1详解】探究性实验需要遵循单一变量原则，严格控制无关变量相同且适宜，因此实验中，各组红蓝光强度及光合有效辐射固定的目的是严格控制无关变量相同且适宜，保证实验的自变量为红光/远红光的值；植物叶绿体中色素的光吸收特点为：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，因此可吸收蓝紫光的色素有叶绿素和类胡萝卜素。【小问2详解】由于远红光不能被光合色素吸收，随着远红光强度的增加，影响光反应产物ATP和NADPH的生成，进而影响暗反应中有机物的合成，导致黄瓜幼苗的株高明显增加，但干重的增加并不明显。【小问3详解】与L-FR处理组相比，H-FR处理组的气孔导度明显增大，H-FR处理组幼苗鲜重明显增加的原因可能是气孔导度增大，吸收的CO2增多，导致暗反应增强，积累的有机物增多；在光照强度不变的情况下，气孔导度增大在短时间内可以增加叶片细胞中CO2的含量，使CO2和C5固定形成C3的反应加快，而光反应不变，C3的还原不变，C3含量增多，C5含量减少。（2024届陕西省安康市汉滨区高三下学期联考模拟预测（四））2.矮壮素（CCC）是一种植物生长调节剂，能提高玉米植株抗盐碱能力。科研人员为研究碱性土壤胁迫和喷施CCC对玉米植株光合速率的影响机理，在温度、光照、CO2浓度等因素均相同且适宜的条件下，进行了4组实验，所得结果如图所示，另外正常土壤组的气孔导度（气孔开启的程度）低于正常土壤+CCC组的气孔导度。回答下列问题：（1）在实验室中，可利用无水乙醇和层析液分别从玉米的幼嫩叶片中提取和分离色素，原理分别是____、____。该科研人员测量各组玉米叶片中的叶绿素含量采用的不是纸层析法，原因是____。（2）该实验设置的正常土壤组、正常土壤+CCC组、碱性土壤组、碱性土壤+CCC组中，可以构成____个对照实验，这些对照实验都遵循了____原则。（3）据图可知，碱性土壤可导致玉米植株的净光合速率下降，原因可能是____。【答案】（1）①.色素易溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中②.各色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同③.不同条件下叶片中叶绿素的含量相差不大（2）①.4②.单一变量（3）碱性土壤条件下叶片的气孔导度减小，CO2的吸收量减少【解析】【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：①提取色素原理：色素易溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素；②分离色素原理：各色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。【小问1详解】色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素；各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素；由图可知，不同条件下叶片中叶绿素的含量相差不大；【小问2详解】正常土壤组、正常土壤+CCC组、碱性土壤组、碱性土壤+CCC组中可以构成正常土壤组与正常土壤+CCC组、正常土壤组与碱性土壤组、正常土壤+CCC组与碱性土壤+CCC组、碱性土壤组与碱性土壤+CCC组这样4个对照组，这些对照实验都遵循了单一变量原则；【小问3详解】由图可知，碱性土壤条件时叶绿素的含量相差不大，但胞间CO2浓度减小，可能是碱性土壤的气孔导度减小，吸收的CO2减少，导致玉米植株的净光合速率下降。（2024届陕西省宝鸡市高三下学期三模考试）3.科学家利用以下装置开展了某项研究，如图所示。请回答下列问题：（1）科学家利用图中装置可以研究生物的细胞呼吸这一生理活动，若生物材料是绿色植物，还应添加的实验条件是___。装置甲使用NaOH溶液的目的是___，实验设置装置丙的目的是___。（2）若生物材料选择酵母菌，给其提供葡萄糖培养液，关闭活塞一段时间后，装置甲的液滴向左移动，而装置乙的液滴没有移动，试解释液滴移动现象的原因：___。又过了较长时间后，装置乙的液滴最可能___移动。（3）若生物材料选择人的成熟红细胞，实验条件与题（2）相似，则经过一段时间后，装置甲的液滴最可能___移动，试述原因：___。【答案】（1）①.遮光处理②.吸收有氧呼吸释放的CO2③.纠（校）正环境因素引起的实验测量误差（2）①.酵母菌此时只进行有氧呼吸，吸收的O2量和释放的CO2量相同②.向右（3）①.不②.人的成熟红细胞不能进行有氧呼吸，而无氧呼吸的产物是乳酸【解析】【分析】分析图示，装置甲加入氢氧化钠溶液的目的是吸收呼吸作用产生的CO2，有色液滴移动的距离代表呼吸作用消耗的O2；装置乙有色液滴移动的距离代表消耗的O2和释放的CO2的体积之差；装置丙的目的是校正环境因素引起的实验测量误差。【小问1详解】如果要利用图中装置研究绿色植物的细胞呼吸，则应该遮光处理，因为植物光合作用会影响实验结果。装置甲使用NaOH溶液的目的是吸收有氧呼吸释放的CO2，装置丙属于空白对照，纠（校）正环境因素引起的实验测量误差。【小问2详解】若生物材料选择酵母菌，给其提供葡萄糖培养液，关闭活塞一段时间后，装置甲的液滴向左移动，而装置乙的液滴没有移动，其中的原因是酵母菌此时进行有氧呼吸，吸收的O2和释放的CO2量相同。又过了较长时间，装置乙中的酵母菌可能进行无氧呼吸，其中的液滴最可能向右移动。【小问3详解】若生物材料选择人的成熟红细胞，人的成熟红细胞不能进行有氧呼吸，而无氧呼吸的产物是乳酸，不会和周围进行气体交换，经过一段时间后，装置甲的液滴最可能不移动。（2024届陕西省部分学校高三下学期5月份高考适应性考试理科综合试题）4.为了满足快速增殖的能量需求和生物合成过程，癌细胞通常消耗葡萄糖的速率远高于正常细胞。即使在氧气充足的条件下，癌细胞也会进行旺盛的无氧呼吸。请根据所学内容及材料回答下列问题：（1）癌细胞的无氧呼吸发生在__________，第一阶段反应的产物是__________，第二阶段反应时__________（填“能”或“不能”）产生ATP。（2）与有氧呼吸相比，癌细胞中等量的葡萄糖经过无氧呼吸释放的总能量较少的主要原因是：_____。（3）进一步研究发现，癌细胞内的酶M和酶L均能催化NAD+的再生，以保证糖酵解（有氧或无氧呼吸第一阶段反应）的正常进行。但酶M仅存在于线粒体中，酶L仅存在于细胞质基质中。科研人员用溶剂N配制不同浓度2DG（糖酵解抑制剂）溶液，处理正在分裂的癌细胞组织。测量在不同浓度2DG溶液下，癌细胞内酶M和酶L活性相对值。①该实验表明，糖酵解速率相对值较低时，癌细胞优先进行_____（填“有氧”或“无氧”）呼吸②糖酵解速率相对值超过60时，酶M的活性达到饱和，酶L的活性迅速提高。若糖酵解速率继续提高时，癌细胞则会表现为进行较旺盛的__________（填“有氧”或“无氧”）呼吸。③综上所述，癌细胞在氧气充足的条件下还能进行旺盛无氧呼吸的原因是：__________。（4）针对上述癌细胞糖代谢特点提出一条抗癌治疗策略：__________。【答案】（1）①.细胞质基质②.丙酮酸和NADH（或[H]）③.不能（2）有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，而无氧呼吸是有机物不完全氧化分解，还有大量能量储存在乳酸中（3）①.有氧②.无氧③.癌细胞的细胞分裂需要大量能量，但糖酵解速率过快时，产生的NADH速率超过了线粒体酶M的最大处理能力（产生的NADH过多使酶M的活性达到饱和）。为了继续获得更多的能量，酶L的活性迅速提高，从而使无氧呼吸的速率大幅提升（4）特异性抑制癌细胞无氧呼吸途径；抑制无氧呼吸的关键酶或相关通路，降低癌细胞的能量获取能力；特异性的干扰癌细胞对葡萄糖的摄取或利用（答案合理即可，2分）【解析】【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。【小问1详解】癌细胞的无氧呼吸主要发生在细胞质基质中，其第一阶段反应的产物是丙酮酸和NADH（或[H]）。无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，无氧呼吸的第二阶段不产生ATP。【小问2详解】与有氧呼吸相比，无氧呼吸释放的能量较少。这是因为有氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，释放出大量的能量，而无氧呼吸则是有机物的不完全氧化分解，还有大量的能量储存在乳酸等有机物中，因此释放的能量相对较少。【小问3详解】①根据实验结果，当糖酵解速率相对值较低时，酶M的酶活性较高且迅速上升，说明线粒体的代谢活跃，癌细胞优先进行有氧呼吸。②当糖酵解速率相对值超过60时，酶M的活性达到饱和，而酶L的活性则迅速提高。如果糖酵解速率继续提高，癌细胞会表现出较旺盛的无氧呼吸。③综上所述，癌细胞在氧气充足的条件下仍然能进行旺盛的无氧呼吸，原因可能是癌细胞分裂需要大量能量，但当糖酵解速率过快时，产生的NADH超过了线粒体酶M的最大处理能力。为了继续获得更多的能量，癌细胞提高了酶L的活性，从而使无氧呼吸的速率大幅提升。【小问4详解】针对癌细胞的糖代谢特点，一种抗癌治疗策略是特异性抑制癌细胞的无氧呼吸途径。这可以通过抑制无氧呼吸的关键酶或相关通路来实现，从而降低癌细胞的能量获取能力。另外，特异性的干扰癌细胞对葡萄糖的摄取或利用也是一个有效的策略。这些措施有望减缓癌细胞的生长和扩散，为抗癌治疗提供新的思路和方法。【点睛】本题主要考查了有氧呼吸和无氧呼吸的过程和异同以及癌细胞的特点，发生原因和防治措施，学生通过识记相关知识内容即可答题。（2024届陕西省商洛市高三下学期第五次模拟检测理综试题）5.我国北方地区的冬油菜在油料作物布局和经济效益中起着深远的影响。抗寒性是北方寒旱区冬油菜生产获得高产稳产性的前提条件。为提高抗寒品质，选育抗寒品种，某实验室将已有的不同抗寒性冬油菜典型代表性品种——陇油7号（超强抗寒性）、陇油8号（强抗寒性）、天油4号（弱抗寒性），在20℃和一4℃条件下分别处理72h后，进行了光合特征的对比分析，结果如表所示。回答下列问题：品种叶绿素含量/（mg·g-1）净光合速率/（μmol·m-2·s-1）气孔导度/（mmol·m-2·s-1）胞间CO2浓度/（μmol·mol-1）20℃-4℃20℃-4℃20℃-4℃20℃-4℃陇油7号32.1522.866.735.110.740.3533876272.44陇油8号31.5614.917.652.910.730.41298.51300.12天油4号30.579.455.890.120.570.12297.98280.72（1）一般用_________（填试剂名称）提取植物叶绿体中的色素。若叶绿素含量降低，主要影响植物对_________（填“红光”“蓝紫光”或“红光和蓝紫光”）的吸收。光合色素吸收的光能在光反应中的用途有_________。（2）分析表中数据可知，低温处理后陇油7号胞间CO2浓度降低的原因是_________。-4℃条件下，陇油8号的净光合速率下降主要是_________（填“气孔因素”或“非气孔因素”）引起的。（3）结合表中数据，从光反应速率和暗反应速率的角度分析天油4号抗寒能力弱于陇油7号的原因是_________。【答案】（1）①.无水乙醇②.红光和蓝紫光③.将水分解成氧和H⁺及为ATP和NADPH形成提供能量（2）①.光合作用固定胞间CO2的量与通过气孔向叶肉细胞胞间输入CO2的量都减少，但光合作用固定胞间CO2的量多于胞间输入CO2的量②.非气孔因素（3）低温处理后，相比于陇油7号，天油4号的叶绿素含量下降幅度更大，导致该品种光反应产生的ATP和NADPH的量更少，且低温下的气孔导度更小，导致CO2的吸收量减少，从而使光合作用效率下降更多【解析】【分析】叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。【小问1详解】一般用无水乙醇提取植物叶绿体中的色素。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，若叶绿素含量降低，主要影响植物对红光和蓝紫光的吸收。光合色素吸收的光能可用于将水分解成氧、H⁺及为ATP和NADPH的形成提供能量等。【小问2详解】低温使光合作用固定胞间CO2的量与通过气孔向叶肉细胞胞间输入CO2的量都减少，但光合作用胞间固定CO2的量多于胞间输入CO2的量，导致陇油7号胞间CO2浓度降低。低温导致陇油8号的气孔导度下降，但胞间CO2浓度升高，因此陇油8号的净光合速率下降主要是非气孔因素引起的。【小问3详解】结合表中数据可知，天油4号抗寒能力弱于陇油7号的原因是低温处理后，相比于陇油7号，天油4号的叶绿素含量下降幅度更大，导致该品种光反应产生的ATP

和

NADPH

的量更少，且低温下的气孔导度更小，导致CO2的吸收量减少，从而使光合作用效率下降更多。（2024届陕西省铜川市高三下学期第三次模拟考试）6.土壤含水量会影响植物的生长。某研究小组以盆栽天竺葵幼苗为研究对象，探究不同土壤含水量对其光合特性的影响，实验两周后测得的部分数据如下表所示。回答下列问题：土壤含水量叶绿素含量/（mg·cm-2）胞间CO2浓度/（μmol·mol-1）净光合速率/（μmolCO2·m-2·s-1）40%3.02307.813.1720%3.43308.533.3812%2.59253.782.625%（干旱）1.72180.741.173%（严重干旱）0.6471.65-0.22（1）若要检测叶绿素含量，需要先提取叶绿素。实验中，常用无水乙醇来提取绿叶中的色素，原因是________。（2）干旱处理一段时间后，检测到光反应释放的O2减少，据表分析，可能是叶绿体内________________（填结构名称）受损导致叶绿素含量下降，同时________，导致C3的生成速率降低，使天竺葵幼苗光合速率降低。（3）研究发现，在干旱条件下，天竺葵幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合，称为“气孔振荡”，推测在干旱条件下植物“气孔振荡”的意义是________。（4）实验结果表明，天竺葵幼苗适宜生长的土壤含水量为________。在土壤含水量40%条件下，影响天竺葵幼苗净光合速率大小的主要是光反应而不是暗反应，判断依据是________________。【答案】（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中（2）①.类囊体薄膜②.胞间CO2浓度下降，CO2供应不足（3）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（4）①.20%②.与土壤含水量20%相比，土壤含水量40%叶绿素含量下降，而胞间CO2浓度基本不变【解析】【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇提取绿叶中的色素。2、分析题意可知，本实验以盆栽天竺葵幼苗为研究对象，探究不同土壤含水量对其光合特性的影响，则实验的自变量是不同土壤含水量，因变量是光合特性，包括净光合速率、叶绿素含量和胞间二氧化碳浓度。【小问1详解】由于光合色素易溶于有机溶剂，故实验中，常用有机溶剂无水乙醇来提取绿叶中的色素。【小问2详解】光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，分析表格数据可知，与其它组别相比，干旱处理一段时间后，叶绿素含量降低，故可能是叶绿体内类囊体薄膜受损导致叶绿素含量下降，CO2可参与暗反应过程中C3的还原，故干旱处理一段时间后，胞间CO2浓度下降，CO2供应不足，导致C3的生成速率降低，使天竺葵幼苗光合速率降低。【小问3详解】气孔是二氧化碳进出细胞的结构，蒸腾作用中水分通过气孔散失到大气中，“气孔振荡”是在干旱条件下发生，天竺葵幼苗的气孔每隔十分钟会进行周期性的闭合，其意义是：既能降低蒸腾作用失水，又能保障CO2供应进行光合作用。【小问4详解】分析表格数据可知，实验处理范围内，土壤含水量20%条件下，净光合速率最高，故天竺葵幼苗适宜生长的土壤含水量为20%；在土壤含水量40%条件下，与土壤含水量20%相比，土壤含水量40%的叶绿素含量下降，而胞间CO2浓度基本不变，叶绿素含量下降，光能利用率降低，导致净光合速率下降，因此土壤含水量40%条件下，影响天竺葵幼苗净光合速率大小的主要是光反应而不是暗反应。（2024届陕西省渭南市高三下学期教学质量检测考试理综试卷（Ⅱ））7.为了探究沙地柏在遮荫处理下的光合特性，兴趣小组测定了75%遮荫处理和自然条件下的沙地柏叶面积、叶绿素含量等生理指标，结果如表所示。回答下列问题：组别叶面积叶绿素胞间浓度净光合速率75%遮荫37151.672974.47自然条件28561.4117814.05（1）叶绿素主要吸收______光。若比较75%遮荫、自然条件下叶片中叶绿素含量的多少，可进行色素的提取和分离，观察滤纸条上第______条色素带（从上往下计数）的宽窄，进行分析。（2）测定净光合速率是以单位时间、单位叶面积的______（填“固定”、“吸收”或“释放”）量为指标，测定的数据______（填“需要”或“不需要”）加上遮光处理测得的释放量。（3）结果显示，自然条件下胞间浓度更低，推测其原因是________________________。75%遮荫处理后，沙地柏产生了有利于提升其光能利用率的变化，据表分析，这些变化有__________________。（4）在75%遮荫条件下，沙地柏的株高显著升高。研究表明，这是因为在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配增多所致。为验证该观点，兴趣小组测定了上述两组条件下沙地柏植株茎的干重与全株干重的占比，预期结果为________________________。【答案】（1）①.红光和蓝紫②.三、四（2）①.吸收②.不需要（3）①.光照强度大，净光合速率高，消耗CO2较多②.叶绿素含量增加，叶面积增大（4）75％遮荫组茎干重与全株干重的占比高于自然条件组【解析】【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。【小问1详解】叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。若比较75%遮荫、自然条件下叶片中叶绿素含量的多少，可进行色素的提取和分离，滤纸条上的色素带从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，观察滤纸条上第三、四条色素带的宽窄，进行分析。【小问2详解】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数量，或者单位时间、单位叶面积的CO2固定的数量，也叫做真光合速率。而净光合速率是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量，测定的数据不需要加上遮光处理测得的CO2释放量。【小问3详解】结果显示，自然条件下胞间CO2浓度更低，可能是因为光照强度大，叶片的净光合速率高，消耗CO2较多。根据题意可知，75%遮荫处理后，沙地柏产生了有利于提升其光能利用率的变化，据表分析，这些变化有叶绿素含量增加，叶面积增大，进而能够提高植物的光能利用率。【小问4详解】因为在弱光条件下，植株光合作用产物向茎分配增多所致，所以当75％遮荫组植株光合作用产物向茎分配更多，其茎干重与全株干重的占比高于自然条件组。（2024届陕西省西安市新城区西安中学高三下学期第九次模拟）8.为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率（%）（1）图1表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能原因是___。（2）据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是___μmolm-1s-1。（3）根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是___，依据是___。（4）图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异（简要写出实验思路和预期结果）___。【答案】（1）通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长（2）7.5（3）①.75%②.此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多（4）实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组中叶绿素的含量预期结果：75%透光率组的内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量【解析】【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。【小问1详解】图1表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是：植株在遮光环境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。【小问2详解】据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是总光合速率=净光合速率+呼吸速率=6+1.5=7.5µmol·m-1·s-1。【小问3详解】根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多。【小问4详解】图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异，核心步骤是能够提取植物叶片中的色素并能比较其含量的多少，故：实验思路为：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组中叶绿素的含量。预期结果：75%透光率的组内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量。（2024届陕西省西安市长安区高三下学期第二次模拟考试）9.有些植物光合作用时CO2被固定的最初产物是C3，这些植物称为C3植物；而有些生活在热带干旱地区的植物，其在夜间气孔开放时，CO2被转化成苹果酸储存在液泡中，在白天气孔关闭时，液泡中的苹果酸会释放出CO2，进而在叶绿体中完成卡尔文循环，这些植物称为CAM植物。请回答下列问题：（1）在C3植物的__________中，CO2被C5固定成C3，C3再接受ATP和NADPH的能量被还原成糖类，（2）如图是CAM植物在进行光合作用时固定CO2的方式，据图判断，苹果酸进入细胞质基质和液泡的物质运输方式分别为_________。CAM植物在白天光合作用所需CO2的来源有苹果酸脱羧和___________；在夜间气孔开放时，CAM植物可以合成[H]，原因是_________。（3）植物甲是一种兼性CAM植物，当其在干旱的环境时，表现为气孔夜间开放、白天关闭的CAM类型，当其在水分充足的环境时，则转变为气孔白天开放、夜间关闭的C3类型。若以液泡pH的变化为检测指标，请设计实验验证植物甲是兼性CAM植物，简要写出实验思路和预期结果。实验思路：________________；预期结果：_____________。【答案】（1）C5（2）①.主动运输、协助扩散②.细胞呼吸③.夜间植物细胞可以通过有氧呼吸的第一、二阶段合成［H］（3）①.选取若干正常生长的植物甲，随机均分为A、B两组，将A组置于干旱环境下培养，B组置于水分充足环境下培养，其他条件相同且适宜，培养一段时间后，在夜晚和次日白天检测A、B两组植物液泡的pH②.A组次日白天液泡pH明显大于夜间，B组次日白天液泡pH与夜间相差不大【解析】【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。【小问1详解】在C3植物的叶绿体中，CO2被C5固定成C3，C3再接受ATP、NADPH的能量被还原成糖类。【小问2详解】夜晚是苹果酸从细胞质基质中向液泡内的逆浓度梯度运输，需要消耗ATP水解产生的能量且需要载体，该过程为主动运输，液泡中的苹果酸浓度大于白天气孔关闭时细胞质基质中的苹果酸浓度，白天苹果酸从液泡到细胞质基质的运输不消耗能量，其运输方式是协助扩散。CAM植物白天光合作用所需CO2的来源有苹果酸脱羧和细胞呼吸释放的CO2；无论白天还是夜间，植物细胞都可以通过有氧呼吸的第一、二阶段合成［H］。【小问3详解】该实验是验证植物甲是兼性CAM植物，兼性CAM植物是指当其在干旱的环境时，表现为气孔夜间开放，白天关闭的CAM类型，当其在水分充足的环境时，则转变为气孔白天开放，夜间关闭的C3类型，因此该实验的自变量是水分的多少，因变量是液泡中pH的变化，因此实验的思路是选取若干正常生长的植物甲，随机均分为A、B两组，将A组置于干旱的环境下培养，B组置于水分充足的环境下培养，保持其他条件相同且适宜，培养一段时间后，在夜晚和次日白天检测A、B两组植物液泡的pH；预期结果，由于产生苹果酸会导致液泡的pH下降，故A组在夜间时液泡的pH会下降，次日白天液泡的pH会升高，而在水分充足时，植物甲细胞中不会产生苹果酸，则夜间和次日白天液泡的pH相差不大。（2024届陕西省西安中学高三下学期第九次模拟考试）10.为探究某植物生长所需的适宜光照，在不同光照条件下，测得该植物叶片的呼吸速率、净光合速率和叶绿素含量如下图所示。回答下列问题：注：自然光下用遮阳网遮光，透过的光占自然光的百分数为透光率（%）（1）图1表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是___。（2）据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是___μmolm-1s-1。（3）根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是___，依据是___。（4）图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异（简要写出实验思路和预期结果）___。【答案】（1）通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长（2）7.5（3）①.75%②.此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多（4）实验思路：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分别提取两组叶片中的叶绿素，并比较两组中叶绿素的含量预期结果：75%透光率组的内叶片中叶绿素的含量高于50%透光率的组内叶片中叶绿素的含量【解析】【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。【小问1详解】图1表明，植物叶片在透光率25%~75%内，呼吸速率随透光率降低而下降，可能的原因是：植株在遮光环境下通过降低叶片呼吸速率以减少自身消耗以确保自身有机物正常积累量，从而保证自身正常生长。【小问2详解】据图可知，在25%透光率下叶片固定二氧化碳的速率是总光合速率=净光合速率+呼吸速率=6+1.5=7.5µmol·m-1·s-1。【小问3详解】根据上述结果，初步判断最适合该植株生长的透光率是75%，依据是此透光率下净光合速率最高，有机物的积累量最多。【小问4详解】图3中50%、75%透光率下植物叶片中叶绿素含量不同，设计实验验证这种差异，核心步骤是能够提取植物叶片中的色素并能比较其含量的多少，故：实验思路为：取等量的50%、75%透光率下植物叶片若干，分为甲乙两组，分