专题18（押江苏卷非选择题）光合作用和细胞呼吸-2022年高考生物临考题号押题（江苏卷）（原卷版）

专题18（押江苏卷非选择题）光合作用和细胞呼吸细胞代谢是高考考查的重点和难点之一,本专题知识的综合性较强，与生产、生活的联系密切。从考查题型看,近年高考的考查点主要集中在以下几个方面:①以文字表述的形式考查光合作用、细胞呼吸等的基本原理、过程的基础题;②以流程图的形式或者信息背景迁移形式考查光合作用或细胞呼吸的中等难度题);③以图表的形式考查光合作用和细胞呼吸的综合题。总体来说,本专题内容侧重于考查学生的理解能力、获取信息的能力和学科内知识综合应用的能力。高考对本专题知识点的考查常结合坐标曲线考查光合作用、细胞呼吸的影响因素及其在生产实践中的应用，对总光合速率、净光合速率与呼吸速率的考查也较多。强化对相关原理的分析及相关曲线模型的归纳整合与加强针对性训练是备考的关键。坐标曲线中，多以时间、位置、温度等易测量的因素为横坐标，以事物的某种性质为纵坐标，用曲线表示事物的变化及性质间的相互关系，常用来分析生命现象，从而揭示生物体结构、代谢、生命活动及生物环境相互作用的关系等方面的本质特性。坐标曲线图的类型很多，有单—曲线型、多重曲线型等。坐标曲线图无论多么复杂，关键是数和形。数就是曲线中的点——起点、转折点和终点;形就是曲线的变化趋势，乃至将来的动态。解题思维模板如下∶具体分析∶（1）快速确认曲线图中"总光合速率"与"净光合速率"。若光照强度为"0"时，CO2吸收量（或光合速率）从"0"开始，则描述指标为"总光合速率"，若此时CO2吸收量从负值开始，则描述指标应为"净光合速率"。（2）读曲线图时必须"全线"关注，不可就某些"片段"盲目下结论。解答光合作用相关曲线的基本步骤如下∶1．（2021江苏高考真题）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。(1)叶绿体在___上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是_____。(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生______；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了___个CO2分子。(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的______中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为______中的化学能。(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养10~14d大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率（单位为µmolO2•mg1chl•h1，chl为叶绿素）。请完成下表。实验步骤的目的简要操作过程配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中设置寡霉素为单一变量的对照组①_______________②_______________对照组和各实验组均测定多个大麦叶片光合放氧测定用氧电极测定叶片放氧③_______________称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定2．（2020江苏高考真题）研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：（1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成__________和[H]。[H]经一系列复杂反应与__________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。（2）线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与__________结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。（3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到__________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过__________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的__________分子与核糖体结合，经__________过程合成白细胞介素。（4）T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是__________。3．（2019江苏高考真题）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：（1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息__________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是__________。（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_________上（填场所）完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3Ⅰ），C3I还原为三碳糖（C3Ⅱ），这一步骤需要__________作为还原剂。在叶绿体中C3Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为__________。（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有__________（填序号）。①外界环境的CO2浓度②叶绿体接受的光照强度③受磷酸根离子浓度调节的C3Ⅱ输出速度④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。1．水稻生长需依次经过抽穗期、灌浆期、乳熟期、蜡熟期等时期。图1是水稻叶肉细胞光合作用和呼吸作用部分过程示意图。表1是水稻的早衰型品种和持绿型品种在相应实验条件下测得的光合作用指标。回答下列问题：生长时期光补偿点（μmol·m2·s1）光饱和点（μmol·m2·s1）最大净光合速率CO2/（μmol·m2·s1）品种甲品种乙品种甲品种乙品种甲品种乙抽穗期63461936200023.1326.98蜡熟期75721732136519.1712.63(1)图1中④过程发生的场所是_______________。(2)进入蜡熟期后，早衰期品种出现“籽叶皆黄”现象，而持绿型品种则由于叶片中_________的含量仍保持较高，往往出现“叶青籽黄”的现象。由表1中数据推测，属于持绿型的是品种_________（选填“甲”或“乙”）。(3)科学家从水稻叶肉细胞中分离出类囊体用磷脂分子包裹形成图2所示的“油包水液滴”结构，在其中加入足量NADP+、ADP等物质，并对该结构采取明暗交替处理，一段时间内检测此结构内产生NADPH（即［H］）的量，以确定“油包水液滴”内的人工光反应系统是否构建成功。结果如图3所示，说明该系统构建_________，原因是_________。(4)进一步将相关酶等物质加入“油包水液滴”内，通入充足的_________作为原料，形成化学反应循环。明暗交替处理后在该化学反应循环中可检测到乙醇酸（一种有机酸）的生成，这一化学反应循环模拟的是图1中_________过程（填图中编号），推测此结构中NADPH的含量随明暗时段的变化是：明期_________，暗期_________。(5)将四组相同的水稻培养在密闭的装置中，控制不同的温度条件（其他条件相同且适宜），已知t1＜t2＜t3＜t4，根据图4的数据判断t4，时实际光合速率_________t3（选填“＞”“＜”或“＝”）。2．光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅱ（PSⅡ）是由蛋白质和光合色素组成的复合体。下图表示某高等植物叶肉细胞中光合作用部分过程示意图，图中虚线表示该生理过程中电子（e）的传递过程。请据图回答下列问题。(1)PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体的_______________上，含有的光合色素主要包括_______________两大类，这些色素的主要功能有_______________。(2)图示过程中，PSⅡ和PSⅠ以串联的方式协同完成电子由_______________（物质）释放、最终传递给_______________（物质）生成[H]的过程。(3)光照的驱动既促使水分解产生H+，又伴随着电子的传递通过PQ将叶绿体基质中的H+_______________，同时还在形成[H]的过程中_______________叶绿体基质中部分H+，造成膜内外的H+产生了浓度差。请结合图示信息分析，跨膜的H+浓度差在光合作用中的作用是_______________。(4)除草剂二溴百里香醌（DBMIB）与PQ竞争可阻止电子传递到细胞色素b6f，若用该除草剂处理无内外膜的叶绿体，会导致ATP含量显著下降，其原因可能是_______________。3．通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬氨酸穿梭”可实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移。下图表示某植物细胞中部分代谢过程，请据图回答问题。(1)NADPH是光反应的产物，光反应过程中水的光解为NADPH的合成提供_____，光反应过程中的能量转换是_____。(2)图中卡尔文循环和三羧酸循环进行的场所分别是_____，叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存的意义是_____。(3)强光条件下“苹果酸/草酰乙酸穿梭”加快的意义是_____。“苹果酸/天冬氨酸穿梭”将细胞质基质中NADH运入线粒体，在_____（场所）转化为ATP中的化学能。(4)“苹果酸/天冬氨酸穿梭”途径（MAS）不仅存在于植物细胞，也广泛存在于动物细胞中，影响着细胞的能量代谢。MAS抑制剂可抑制细胞增殖，为癌症的治疗提供了新思路。下表为研究MAS抑制剂对黑色素瘤细胞增殖影响的实验步骤和操作过程，请完成表格：实验步骤简要操作过程配制动物细胞培养液按配方经计算、称量、溶解等步骤配制动物细胞培养液配制不同浓度MAS抑制剂溶液①用_____作溶剂，配制具有一定浓度梯度的MAS抑制剂溶液②_____将黑色素瘤细胞接种到动物细胞培养液中，在适宜条件下培养，获取处于对数生长期的细胞对照组处理将黑色素瘤细胞适度稀释后接种到96孔培养液中，培养24h后观察到正常贴壁，弃去原培养液，加入新鲜培养液实验组处理③_____实验结果统计在培养24、48和72h后，用合适方法分别统计各组黑色素瘤细胞的增殖率4．龙葵对重金属镉有很强的吸收能力，能对土壤中的镉污染进行修复。当镉在龙葵体内积累到一定量时，会限制其对土壤的修复能力，科研人员对此展开研究。(1)镉进入龙葵细胞会抑制硝酸还原酶的活性，使得植物体内氮含量下降。一方面导致叶绿体合成的叶绿素减少，限制了光合作用的___________阶段；另一方面使得氨基酸合成的___________减少，最终导致龙葵在富含镉的土壤中生长缓慢。(2)为研究施氮对镉污染环境下龙葵光合速率的影响，研究人员使用尿素作为氮肥进行相关实验，实验结果如下图。①实验中对照组是___________。②实验结果表明___________。(3)为进一步确定氮对光合作用暗反应的影响，对各组龙葵单株有机物量、气孔导度、胞间CO2浓度进行了测定，结果如下表。检测指标A组B组C组D组E组单株有机物量（g·株1）5.403.778.4310.7312.20气孔导度（mol·m2·s1）0.290.180.430.560.65胞间CO2浓度（umol·mol1）293307309305281注：气孔导度越大，气孔开放程度越大①对比A、B组实验结果判断，气孔导度低___________（填“是”或“不是”）镉污染条件下龙葵光合效率低的主要原因。②在含镉的环境中，随氮浓度的升高，依据___________推测光合作用暗反应加快，导致单株有机物含量高。(4)综合上述实验结果或所学知识，推测施氮浓度大于450mg·kg1时，是否会对镉环境下龙葵生长具有更好的促进作用，请阐明理由___________。5．番茄植株不耐高温，其生长发育的适宜温度及光照分别为15~32℃，500~800μmol·m2s1。我国北方夏季栽培番茄过程中常遭遇35℃亚高温并伴有强光辐射的环境，会造成番茄减产。图1是番茄光合作用部分过程示意图，PSII和PSI是由蛋白质和光合色素组成的复合物，①~③表示相关过程，A~E表示相关物质。请分析回答下列问题。(1)PSⅡ和PSⅠ具有吸收、传递并转化光能的作用。图示类囊体膜的Ⅱ侧是_____________（结构），PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为[A]_____________和H+，产生的电子e传递给PSI用于合成NADPH。同时，H+____________（选填“顺”或“逆”）浓度梯度转运提供能量，促进合成[

]_____________。(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，研究者将番茄植株置于不同培养环境下培养5天后测定相关指标，结果如下表。组别温度（℃）光照强度（μmol·m2s1）净光合速率（μmol·m2s1）气孔导度（mmol·m2s1）胞间CO2浓度（ppm）Rubisco活性（U·ml1）对照组（CK）2550012.1114.2308189亚高温高光组（HH）3510001.831.244861根据表中数据可判断，亚高温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的，理由是_____________。Rubisco酶活性的下降导致图1中的过程②速率下降，光反应产物在叶绿体中______________，进而引起光能的转化效率_____________，此时强光下植物吸收的光能属于过剩光能，会对植物产生危害。(3)植物通常会采取一定的应对机制来适应逆境。D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分，对维持PSⅡ的结构和功能起重要作用。研究表明，在高温高光下，过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光逆境的关系进行了研究。①利用番茄植株进行了三组实验，具体处理如图2所示。定期测定各组植株的净光合速率（Pn）。实验结果如图2：请写出B组的处理：_____________。根据实验结果可初步推测：植物通过_____________以缓解亚高温高光对光合作用的抑制。②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧，主要负责受损D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，则亚高温高光下番茄的光合作用受抑制程度会_____________，请说明理由：_____________。6．CO2是重要的温室气体，大气CO2浓度升高导致气候变暖，将会使土壤水分的有效性降低，干旱胁迫成为农业生产的主要限制因素。为研究增温、增CO2对植物光合速率的影响，科研小组以玉米（生长周期为120天）为实验材料，在三组不同条件下种植，一段时间后分别测定光合速率，实验结果如下表，回答下列问题：组别实验条件光合速率（umolCO2m2．s1）种植34天种植82天A组环境温度，大气CO2浓度37.624.9B组环境温度+2℃，大气CO2浓度40.018.7C组环境温度+2℃，两倍大气CO2浓度42.622.9(1)分析增温对植物光合速率的影响，应对比上表中______组的数据。(2)表中数据表明，CO2浓度升高导致光合速率提高的原因是______，C组条件下对光合速率起限制作用的环境因素主要是______________________________（答出两点）。(3)有研究表明，长期处于高浓度CO2环境下的植物，在低CO2浓度下对CO2的利用能力会下降，请利用上述材料和实验条件设计验证这一结论的方案，简要写出实验思路：______________________________。(4)研究人员进一步研究干旱胁迫对光合产物分配的影响：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，只给予成熟叶14CO2，检测成熟叶14CO2光合产物滞留量；一段时间后，检测光合产物在细根、幼叶和茎尖部位的分配情况。据图回答问题：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。②由图可知，干旱胁迫会导致成熟叶光合产物的输出量______，判断依据是________________________。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______________________。7．C4植物玉米具有图1所示的CO2浓缩机制，在高光强、高温和干旱条件下比C3植物水稻有更高的光合效率。科研人员成功地将玉米C4途径关键