第10-2讲-光合作用的影响因素和应用(练习)(新教材新高考)(解析版)

第10讲第2课时影响光合作用的因素和应用（模拟精练+真题演练）1．（2023·江苏南通·统考三模）下列有关实验和科学史的叙述，正确的是（

）A．希尔反应说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程B．在对照实验中，控制无关变量可以采用“加法原理”或“减法原理”C．鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明了光合作用释放的氧气来自水D．葡萄糖、酒精具有氧化性，均可与酸性重铬酸钾发生颜色反应【答案】A【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。【详解】A、希尔反应叶绿体上只进行了水的光解，可以说明水的光解与糖的合成是两个相对独立的过程，A正确；B、在对照实验中，“加法原理”或“减法原理”用于控制自变量，无关变量控制一致即可，B错误；C、鲁宾和卡门利用18O标记水和二氧化碳，证明了光合作用释放的氧气来自水，但18O是无放射性的同位素，C错误；D、葡萄糖、酒精具有还原性，均可与酸性重铬酸钾发生颜色反应，D错误；故选A。2．（2023春·重庆·高一重庆十八中校考期中）种植在大田和大棚里的同种小白菜，往往在形态结构上出现差异。下列分析错误的是（）A．因为是同种，二者的光饱和点和光补偿点是相同的B．大田的小白菜叶子深绿，大棚里的浅绿，前者叶绿素a/叶绿素b的值可能更大些C．大棚里的小白菜叶子薄，叶面积较大，是对弱光照的适应D．二者所接受的光照强度和光波长不同，是导致上述差异的重要外因【答案】A【分析】1、植物光合作用包括光反应和暗反应阶段，其中光反应阶段发生的物质变化是:水的光解产生[H]（NADPH）和氧气、ATP的形成;暗反应阶段的物质变化是:二氧化碳的固定、三碳化合物的还原。2、不同植物的光饱和点和补偿点是不同的，环境的改变也会改变植物的生理特征。【详解】A、大田和大棚里的同种小白菜，在形态、结构和生理方面会出现明显适应性的差异，则二者的光饱和点和光补偿点可能不相同，A错误;B、叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，所以大田的小白菜叶子深绿，大棚里的浅绿。前者叶绿素a/叶绿素b的值可能更大些，B正确;C、为了适应弱光，大棚里的小白菜叶子薄，叶面积较大，增大接受光照的面积，C正确;D、大田和大棚里的同种小白菜由于接受的光照强度和光质（光波长）不同，是导致上述差异的主要外因，D正确。故选A。3．（2023·湖南娄底·校联考模拟预测）苹果树对氮、磷元素需求较大，生产中施氮、磷量往往偏多，造成了资源浪费和环境污染。为了科学施肥、科研小组测定了某种苹果树在不同施氮量情况下净光合速率等指标，结果见下表。下列说法错误的是（

）施氮量/（g·m⁻²）叶绿素含量/（mg·g⁻¹）净光合速率/（μmol·m⁻²·s⁻¹）氮肥农学效率/（g·g⁻¹）01.289.96一251.4510.411.51401.5212.542.4255（生产中常用施氮量）1.5010.681.72注：氮肥农学效率=（施氮肥的产量—不施氮肥的产量）/施氮量，在苹果收获后可通过计算得出。A．科学施氮肥能够促进苹果树的叶绿素合成，进而促进光反应速率B．所施氮元素还可用于合成C₃还原过程所需的NADPH和ATPC．该实验的三个因变量变化具有一致性并可依此指导科学施氮肥D．实验表明生产中常用施氮量较适宜，不会造成资源浪费和环境污染【答案】D【分析】分析表格：随着施氮量的增加，叶绿素含量、净光合速率、氮肥农学效率先上升后下降。【详解】A、叶绿素含有氮元素，氮肥能够促进苹果树的叶绿素合成，进而有利于光能的吸收与利用，促进光反应速率，A正确；B、C3还原过程所需的NADPH和ATP都含有氮元素，B正确；C、该实验的三个因变量分别是叶绿素含量、净光合速率、氮肥农学效率，从数据看，三者保持一致，可依此指导科学施氮肥，C正确；D、实验数据表明，生产中常用施氮量55g·m⁻²，较实验最佳数据40g·m⁻²明显偏大，故可能会造成资源浪费和环境污染，D错误。故选D。4．（2023·浙江·统考模拟预测）某同学进行“探究环境因素对光合作用影响”的活动，以黑藻、NaHCO3溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、温度计、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。下列叙述错误的是（）A．NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2B．降低聚光灯的瓦数可导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢C．选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光照强度对光合作用的影响D．由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值改变，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化【答案】C【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。【详解】A、NaHCO3溶液可以为黑藻的光合作用提供CO2，常作为光合作用的原料，A正确；B、降低聚光灯的瓦数可降低光强度，导致黑藻光合作用释放氧气速率变慢，B正确；C、选用不同颜色玻璃纸分别罩住聚光灯，可探究光质对光合作用的影响，C错误；D、由于黑藻将溶液中的CO2转化为有机物引起pH值变大，可用精密试纸检测溶液pH值来估测光合速率变化，D正确。故选C。5．（2023·河北·校联考模拟预测）取某乔木树冠上、下层两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图分析，下列叙述正确的是（

）

A．甲叶片为上层叶，乙叶片为下层叶B．光照强度大于N时，光照强度不是限制甲、乙叶片光合作用的因素C．光照强度为N时，甲叶片的实际光合速率等于乙叶片的D．光照强度为M时，甲叶片产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质【答案】A【分析】分析图形：甲叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度高于乙叶片，故甲属于树冠上层叶片，乙属于树冠下层叶片。【详解】A、对比甲、乙曲线可知，甲叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度高于乙叶片，故甲叶片为上层叶，乙叶片为下层叶，A正确；B、光照强度为N时，乙叶片的光合作用强度不再随光照强度的增加而增强，则光照强度大于N时，光照强度不是限制乙叶片光合作用的因素；此时甲叶片的光合作用强度随光照强度的增加而增强，光照强度是限制甲叶片光合作用的因素，B错误；C、实际光合速率=呼吸速率+净光合速率，光照强度为N时，甲和乙的净光合速率相等，但据图可知甲、乙叶片的呼吸速率并不相等，故此时甲和乙的实际光合速率不相等，C错误；D、在光照强度为M时，甲叶片的净光合速率为零，此时既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体（光反应产生）、线粒体（有氧呼吸第二、三阶段产生）、细胞质基质（细胞呼吸第一阶段产生），D错误。故选A。6．（2023·广西玉林·校考三模）图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响，图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开程度）的日变化趋势。下列说法错误的是（

）

A．图甲中叶绿素含量的测定，可先用无水乙醇提取叶片中的色素B．据图甲推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力C．图乙中8:00到10:00，该植株在叶肉细胞中产生ATP最多的场所是线粒体内膜D．图乙中18:00时光合作用固定CO2的速率和呼吸作用释放的CO2的速率相等【答案】C【分析】据图分析：实验范围内，图甲中遮光程度越大，叶片中的色素含量越多；图乙中8：00到12：00气孔导度基本不变，光合作用速率不会减小，18：00时净光合速率等于0。【详解】A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，因此，图甲中叶绿素含量的测定，可先用无水乙醇提取叶片中的色素，A正确；B、由图甲可知，叶绿素含量随着遮光程度的增加而升高，说明该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力，B正确；C、图乙中8:00到10:00，该植株在叶肉细胞中净光合速率大于0，即光合作用速率大于呼吸作用速率，产生ATP最多的场所是叶绿体（囊状结构薄膜），C错误；D、图乙中的18：00时，净光合速率为零，光合速率与呼吸速率相等，所以光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等，D正确。故选C。7．（2023秋·安徽蚌埠·高一统考期末）夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用强度的变化如下图所示，有关分析错误的是（）

A．ab段光合作用强度增强的主要原因是光照强度在不断增强B．bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭、CO2吸收量减少C．de段光合作用强度逐渐下降的主要原因是环境温度降低D．从图中可以推断限制光合作用的因素有光照强度、CO2浓度等【答案】C【分析】分析曲线图：图示为夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度变化的曲线图，其中ab段上升的原因是光照增强；bc段下降的原因是气孔关闭，二氧化碳吸收量减少；cd段升高的主要原因是气孔逐渐打开，二氧化碳吸收量增加；de段下降的原因是光照强度减弱。【详解】A、分析题图可知：ab段随着时间的增加，光照强度逐渐增大，导致光合作用强度逐渐增强，即ab段光合作用强度增大的主要原因是光照强度增强，A正确；B、bc段绿色植物所处环境温度不断升高，致使蒸腾作用加强，导致大量气孔关闭，二氧化碳吸收量减少，暗反应速率下降，即bc段光合作用强度下降是因为部分气孔关闭、CO2吸收量减少，B正确；C、de段随着时间的递增，光照强度逐渐减弱，导致光合作用强度逐渐降低，即de段光合作用强度变化的主要原因是光照强度，C错误；D、据前面选项的分析可知，限制光合作用强度的因素有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，D正确。故选C。8．（2023春·重庆·高一重庆十八中校考期中）科研人员分离出某植物的叶绿体，让叶绿体交替接受5秒光照、5秒黑暗处理，持续进行20分钟，并用灵敏传感器记录环境中O2和CO2的变化，结果如图所示。下列分析错误的是（）

A．与光反应相比，碳反应较缓慢，不能及时消耗掉光反应产生的NADPH和ATPB．S1、S3可分别表示光反应释放的O2总量与碳反应吸收的CO2总量，且S1=S3C．黑暗开始后CO2吸收速率稳定一段时间后迅速下降，该段时间内C5的含量减少D．间歇光使植株充分利用光反应产生的NADPH和ATP，单位光照时间内光合产物合成量更大【答案】B【分析】光反应阶段需要光照，碳反应阶段有光无光都可以进行，由图可知，光照开始时，氧气释放速率先增加，CO2吸收速率随后增加，黑暗开始后，氧气释放速率先减小为0，随后CO2吸收速率才减小。【详解】A、光照开始时，氧气释放速率先增加，CO2吸收速率随后增加，但bc段氧气释放速率减小，cd段氧气释放速率与二氧化碳吸收速率相等，说明与光反应相比，碳反应较缓慢，不能及时消耗掉光反应产生的NADPH和ATP，使bc段光反应速率下降，A正确；B、据图可知，一个光周期内，光反应释放的O2总量=S1+S2，碳反应吸收的CO2总量=S2+S3，S1+S2=S2+S3即S1=S3，B错误；C、由于光反应时间内产生的NADPH和ATP有积累，因此黑暗开始后C3可以继续被还原，故CO2吸收速率稳定一段时间后才随着NADPH和ATP被逐渐消耗减少而迅速下降，由于CO2继续与C5固定形成C3，而C3被还原为C5的速率减慢，因此该段时间内C5的含量减少，C正确；D、从一个光周期来看，“间歇光”在一个光周期内光反应的产物恰好能被碳反应利用，而持续光照时间内光反应的产物会有剩余，因此间歇光使植株充分利用光反应产生的NADPH和ATP，单位光照时间内光合产物合成量更大，D正确。故选B。9．（2021春·河南郑州·高二统考期末）下图是某绿色植物细胞内生命活动示意图，其中①、②、③、④、⑤表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。下列表述错误的是（

）

A．在生物膜上发生的生理过程有③和④B．如果树冠叶肉细胞中刚好满足图示的动态平衡状态，该植物能够正常生长C．若施加18O2，在植物体内检测到C6H1218O6，则其元素转移途径应该是18O2→H218O→C18O2→C6H1218O6D．若突然停止光照，短时间内叶绿体基质中C3含量上升C5含量下降【答案】B【分析】①表示有氧呼吸第一阶段，②表示有氧呼吸第二阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，A是丙酮酸，B是还原氢，④表示光反应，⑤表示暗反应。【详解】A、光反应在类囊体薄膜上进行，有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，光反应能利用光合色素吸收的光进行水光解产生氧气，即④是光反应，有氧呼吸第三阶段消耗氧气，产生水，故③是有氧呼吸第三阶段，⑤表示暗反应，场所是叶绿体基质，①表示有氧呼吸第一阶段，场所是细胞质基质，②表示有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，A正确；B、如果树冠叶肉细胞中刚好满足图示的动态平衡状态，说明叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率，但由于植物体内存在不进行光合作用的细胞，故该植物呼吸速率大于光合速率，植物不能正常生长，B错误；C、若施加18O2，该氧气可与还原氢结合形成H218O，H218O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2参与光合作用暗反应最终形成C6H1218O6，C正确；D、若突然停止光照，光反应停止，还原氢和ATP减少，使C3还原形成C5速率减慢，短时间内CO2和C5形成C3的速率不变，故叶绿体基质中C3含量上升，而C5含量下降，D正确。故选B。10．（2023春·重庆万州·高一重庆市万州第二高级中学校考期中）如图表示在适宜温度下，玉米光合速率与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中不正确的是（

）A．光照强度极短时间迅速从B到D点的变化过程中，C3会减少B．SC-SA表示净光合作用量C．SA+SB+SC表示光合作用总量D．若适当提高温度，则B点右移【答案】C【分析】分析题图：曲线ABC表示光合作用总量随光照强度的变化，A点只进行细胞呼吸，B点表示光补偿点，C点表示D光照强度下CO2吸收量，C点达到最大净光合速率。【详解】A、光照强度从B到D点变化过程中，光照强度增加，光反应产生的NADPH和ATP增加，被还原的C3增多，此时CO2固定速率不变，所以细胞中的C3逐渐减少，A正确；B、玉米光合作用有机物净积累量=光合作用总量-呼吸作用消耗=（SB+SC）-(SA+SB)=SC-SA，B正确；C、SA+SB表示呼吸作用消耗的总量，SB+SC表示光合作用总量，C错误；D、题图表示在适宜温度下测得的结果，适当提高温度，与光合作用有关的酶活性下降，光合速率下降，则B点（光补偿点）右移，D正确。故选C。11．（2023·辽宁·二模）2022年北京冬奥会在国家体育场馆使用了无水免冲智慧生态厕所，全程不用水且无臭无味，经过降解的排泄物可变成有机肥料供农业种植使用。这项黑科技中硝化细菌起了重要作用，下列关于硝化细菌的叙述，正确的是（

）A．其遗传物质彻底水解后可产生8种小分子物质B．该细菌为原核生物，其增殖方式为无丝分裂C．其细胞仅含核糖体，无线粒体，只能进行无氧呼吸D．它能除臭的原因是可将有臭味的氨等物质氧化为无味的产物【答案】D【分析】原核生物无核膜包被的细胞核，有唯一的细胞器核糖体，其遗传物质是DNA，以二分裂的方式进行增殖。硝化细菌能利用空气中的NH3。【详解】A、硝化细菌具有细胞结构，其遗传物质为DNA，彻底水解后得AGCT4种碱基、脱氧核糖、磷酸，共6种小分子物质，A错误；B、该细菌为原核生物，其增殖方式为二分裂，B错误；C、其细胞仅含核糖体，无线粒体，但能进行有氧呼吸，C错误；D、硝化细菌可进行化能合成作用，能利用NH3，转化为NO3-，可除臭，D正确。故选D。12．（2023春·福建南平·高二福建省政和第一中学校考阶段练习）科研人员将某油料作物种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程中(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果如图所示。有关叙述正确的是（

）

A．C点幼苗才开始进行光合作用B．导致AB段种子干重增加的主要元素是NC．AB段种子干重增加说明光合速率大于呼吸速率D．萌发初期，鲜重增加与种子从外界吸收水分有关【答案】D【分析】据图分析：油料种子含有较多的脂肪，种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，脂肪含量减少，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，所以有机物含量增加，种子萌发过程中代谢旺盛，糖类经过呼吸作用，氧化分解，释放能量，所以有机物的含量又减少，幼苗可以进行光合作用，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物开始积累。【详解】A、幼苗可以进行光合作用，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，有机物开始积累，所以c点后，幼苗光合作用强度大于呼吸作用强度，种子干重增加，不是c点幼苗开始进行光合作用，A错误；B、种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，脂肪含量减少，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，所以有机物含量增加，因此导致AB段种子干重增加的主要元素是O，B错误；C、油料种子含有较多的脂肪，种子萌发过程中（含幼苗）的脂肪会转变成糖类，糖类与脂肪相比含有较多的O原子，所以AB段种子干重增加，不能说明此时光合速率一定大于呼吸速率，C错误；D、萌发初期，种子从外界吸收水分，自由水的比例增加，故鲜重增加，D正确。故选D。13．（2023·湖北·校联考模拟预测）如图表示在温度适宜、CO2浓度一定的密闭条件下，测得的光照强度对某植株光合作用影响的曲线。下列有关叙述错误的是（

）

A．自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是温度B．图中M点时，细胞中能够产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体C．若将该植物从L点条件下突然转移至M点条件下，则短时间内C3含量将下降D．若每天光照8小时，植株能够正常生长，则平均光照强度应大于6k1x【答案】C【分析】图甲中M点时，植物光合作用速率等于呼吸作用速率，P点表示呼吸作用速率，其大小主要受温度影响，L点达到光饱和点。【详解】A、P点没有光照，吸收O2代表的是呼吸作用速率，则自然条件下，影响P点上下移动的主要外界因素是温度，A正确；B、图中M点时，O2释放速率为0，说明此时光合作用速率等于呼吸作用速率，则能够产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体，B正确；C、若将该植物从L点条件下突然转移至M点条件下，光照变弱，则短时间内光反应产生的NADPH和ATP减少，还原C3的量减少，则C3含量将增多，C错误；D、由图可知，光照强度为0时，该植株只进行呼吸作用，每小时消耗的氧气为2mmol，该植株一天通过呼吸作用消耗的氧气为2×24=48mmol。实验条件下，每天进行8小时光照，每小时通过光合作用制造的氧气必须大于48÷8=6mmol，净光合作用氧气释放速率应该大于6-2=4mmol，植株才能积累有机物，正常生长，则光照强度应该大于6klx，D正确。故选C。14．（2021·云南昆明·昆明市第三中学校考模拟预测）在理想的实验条件下，将小麦放在密闭的广口瓶中，以测定CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对小麦光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。请回答下列问题。

(1)A点叶肉细胞中消耗的O2来自____（填“叶绿体”或“线粒体”）。适当降低光照强度，A点将向_______移动。40℃与60℃时，CO2的吸收量均为0，二者的区别是_______。(2)测得该植物光合速率最大值为（用单位时间内CO2的总固定量表示）_____mg/单位面积·h。小麦在30℃条件下光照12小时，20℃条件下黑暗8小时，有机物（葡萄糖）的积累量为______。(3)在适宜的条件下，若用CO2、H218O供给该小麦进行代谢，一段时间后葡萄糖中也发现了放射性，请简要阐述其产生的过程_______。（用箭头和物质表示）(4)利用纸层析法可以分离该绿色植物叶片中的色素，其原理是_______，从结果看，滤纸条上相邻且距离最远的两条色素带呈_______色和_______色。【答案】(1)叶绿体左前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率都等于零（植物死亡）(2)830mg(3)H218O→C18O2→C6H1218O6(4)四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高扩散得越快，反之则慢橙黄色黄【分析】图中实线为光照下CO2的吸收/释放量，代表净光合速率；虚线为黑暗下CO2的产生量，代表呼吸速率。由曲线走向可知，净光合速率在30℃时最高，呼吸速率在40℃左右最高。【详解】（1）A点时光照下CO2吸收/释放量为0，净光合速率为0，即光合速率等于呼吸速率，因此呼吸消耗的O2来自叶绿体光合作用制造的。A点光合速率等于呼吸速率，适当降低光照强度会降低光合速率，曲线走势可知光合速率在30℃左右最高，呼吸速率在40℃左右最高，所以A点会向左移动，提高光合速率并降低呼吸速率，令两者相等。40℃时，CO2的产生量不为0，CO2的吸收量为0，代表光合速率等于呼吸速率。60℃时，呼吸速率为0，CO2的吸收量也为0，代表光合速率和呼吸速率都等于零（植物死亡）。（2）光合速率=净光合速率+呼吸速率，即实线与虚线的距离表示，在图中最大值在30℃获得，此时光合速率=5+3=8mg/单位面积·h。小麦在30℃条件下光照中净光合速率为5mg/单位面积·h，12小时积累固定CO2为5×12=60mg/单位面积，20℃条件下黑暗中呼吸速率为2mg/单位面积·h，8小时消耗有机物产生CO2为2×8=16mg/单位面积，因此共计固定CO2为60-16=44mg/单位面积，又由于题中用CO2表示速率，转化为葡萄糖需要根据相对分子质量比例计算，葡萄糖的积累量为44÷44×180=180mg/单位面积。（3）H218O的18O要转移到葡萄糖中，需要先参与有氧呼吸第二阶段，转移到C18O2，再由C18O2参与光合作用暗反应，转移到C6H1218O6。（4）纸层析法分离该绿色植物叶片中的色素，原理是四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高扩散得越快，反之则慢。结果中相邻且距离最远的两条色素带为第一、二条的胡萝卜素和叶黄素，颜色分别为橙黄和黄色。15．（2023春·湖北·高一校联考阶段练习）科研人员利用图1装置在光合作用最适温度下培养某植株幼苗，通过一昼夜密闭玻璃罩内浓度变化来测定其光合速率，结果如图2所示。请回答下列问题：(1)光合作用可为植物的根细胞主动运输间接提供能量，其过程是：植物通过光合作用将光能转化为_________________________，再通过呼吸作用转化为_________________________，供植物根系直接利用。(2)图2中，玻璃罩内浓度在__________点最低、__________点最高（用图中字母表示）。(3)若18时玻璃罩内的量比0时减少了，则此阶段植株积累葡萄糖的量约为__________。(4)温室生产过程中，施用有机肥比单纯施用化肥具有更明显的增产效果。分析其原因是__________________________________________________。【答案】(1)有机物中稳定的化学能中活跃的化学能(2)(3)300(4)有机肥经土壤微生物分解，既可以为植物生长提供无机盐离子，又可以释放，为光合作用提供原料。【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，①光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]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[H]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。【详解】（1）光合作用的场所为叶绿体，其中光反应发生在类囊体薄膜，反应产物有ATP、NADPH以及氧气；ATP和NADPH分布于叶绿体基质，能被暗反应C3的还原过程所利用；暗反应发生场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和C3的还原，最终生成糖类等有机物，故植物通过光合作用可以将光能转化为有机物中稳定的化学能；根部进行呼吸作用，分解有机物，有机物中的能量大部分以热能的形成散失，少部分转化为ATP中活跃的化学能。（2）光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳，C点前呼吸作用大于光合作用，故C点时CO2浓度最高，F点之前，光合作用大于呼吸作用，因此F点时CO2浓度最低。（3）若18时玻璃罩内CO2的量比0时减少了440mg，依据光合作用的反应式(CO2~CH2O），将其换算为葡萄糖的积累量，则有440×30÷44=300mg。（4）有机肥经土壤微生物分解，既可以为植物生长提供无机盐离子，又可以释放CO2，为光合作用提供原料，故温室生产过程中，施用有机肥比单纯施用化肥具有更明显的增产效果。1．（2022·湖北·统考高考真题）某植物的2种黄叶突变体表现型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg·g-1），结果如表。下列有关叙述正确的是（）植株类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型12355194194．19突变体1512753701．59突变体2115203790．36A．两种突变体的出现增加了物种多样性B．突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C．两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致D．叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色【答案】D【分析】1、光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。2、叶绿体中的色素都能溶解于丙酮、无水乙醇等有机溶剂中，所以用丙酮或无水乙醇提取叶绿体中的色素；色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上扩散速度不同，即溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快。【详解】A、两种突变体之间并无生殖隔离，仍属同一物种，只能体现遗传多样性，A错误；B、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1少，故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，B错误；C、两种突变体的光合色素含量差异，可能是同一个基因突变方向不同导致的，C错误；D、野生型的叶绿素与胡萝卜素的比值为4.19，叶绿素含量较高，叶片呈绿色，叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，叶绿素含量少，不能掩盖类胡萝卜素的颜色，此时叶片呈黄色，D正确。故选D。2．（2022·浙江·统考高考真题）膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是（

）A．质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布B．温度变化会影响膜蛋白的运动速度C．叶绿体内膜上存在与水分解有关的酶D．神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白【答案】B【分析】1、膜的流动性：膜蛋白和磷脂均可侧向移动；膜蛋白分布的不对称性：蛋白质有的镶嵌在膜的内或外表面，有的嵌入或横跨磷脂双分子层。2、光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。3、在神经细胞中，静息电位是钾离子外流形成的，动作电位是钠离子内流形成的，这两种流动都属于被动运输中的协助扩散。【详解】A、蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，在膜内外两侧分布不对称，A错误；B、由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的，因此生物膜具有一定的流动性，温度可以影响生物膜的流动性，所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B正确；C、水的分解是在叶绿体类囊体薄膜上，C错误；D、神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的载体蛋白，而通道蛋白参与的是协助扩散的物质跨膜运输方式，D错误。故选B。3．（2022·天津·高考真题）天津市针对甘肃古浪县水资源短缺现状，实施“农业水利现代化与智慧灌溉技术帮扶项目”，通过水肥一体化智慧灌溉和高标准农田建设，助力落实国家“药肥双减”目标，实现乡村全面振兴。项目需遵循一定生态学原理。下列原理有误的是（

）A．人工生态系统具有一定自我调节能力B．项目实施可促进生态系统的物质与能量循环C．对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入D．根据实际需要，合理使用水肥【答案】B【分析】提高生态系统稳定性的措施：(1)控制对生态系统的干扰程度。(2)实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。【详解】A、生态系统具有一定的自动调节能力，但这种自动调节能力有一定限度，人工生态系统也具有一定自我调节能力，A正确；B、能量流动是单向的，逐级递减的，不是循环的，因此不能促进能量的循环，B错误；C、对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，C正确；D、植物不同生长发育时期所需的水和无机盐是不同的，因此要根据实际需要，合理使用水肥，D正确。故选B。4．（2022·北京·统考高考真题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（）A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高C．CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小D．10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高【答案】D【分析】由题图分析可得：（1）图中所展现有两个影响光合速率的因素：一个是CO2的浓度，另一个是温度。（2）当温度相同时，光合速率会随着CO2的浓度升高而增大；当CO2的浓度相同时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小。（3）当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃。【详解】A、分析题图可知，当CO2浓度一定时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度时，光合速率达到最高值，后随着温度的继续升高而减小，A正确；B、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，最适温度为25℃左右；当CO2浓度为370μL·L-1时，最适温度为30℃；当CO2浓度为1000μL·L-1时，最适温度接近40℃，可以表明在一定范围内，CO2浓度的升高会使光合作用最适温度升高，B正确；C、分析题图可知，当CO2浓度为200μL·L-1时，光合速率随温度的升高而改变程度不大，光合速率在温度的升高下，持续在数值为10处波动，而CO2浓度为其他数值时，光合速率随着温度的升高变化程度较大，曲线有较大的变化趋势，所以表明CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小，C正确；D、分析题图可知，10℃条件下，CO2浓度为200μL·L-1至370μL·L-1时，光合速率有显著提高，而370μL·L-1至1000μL·L-1时，光合速率无明显的提高趋势，而且370μL·L-1时与1000μL·L-1时，两者光合速率数值接近同一数值，所以不能表明10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高，D错误。故选D。5．（2022·北京·统考高考真题）下列高中生物学实验中，对实验结果不要求精确定量的是（）A．探究光照强度对光合作用强度的影响B．DNA的粗提取与鉴定C．探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度D．模拟生物体维持pH的稳定【答案】B【分析】探究光照强度对光合作用强度的影响，自变量是光照强度，因变量是光合作用强度，需要精确测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量。【详解】A、探究光照强度对光合作用强度的影响，需要测定不同光照强度下光合作用强度，要求精确定量，A错误；B、DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验，只需观察是否有相关现象，不需要定量，故对实验结果不要求精确定量，B正确；C、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度，需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况，要求定量，C错误；D、模拟生物体维持pH的稳定，需要用pH试纸测定溶液pH值，需要定量，D错误。故选B。6．（2022·海南·统考高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（

）A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率C．四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短【答案】B【分析】不同浓度的NaHCO3溶液可表示不同的CO2浓度，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片浮起需要的时间缩短，说明光合速率增加。【详解】A、本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和光照为无关变量，A错误；B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B正确；C、四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C错误；D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D错误。故选B。7．（2022·广东·高考真题）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（

）A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根【答案】D【分析】植物生长调节剂是指由人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质，其优点有容易合成、原料广泛、效果稳定等。【详解】A、农田生态系统中秸秆还田有利于提高土壤的储碳量，该过程主要是利用了物质循环的特点，与植物生长调节剂无直接关系，A不符合题意；B、采用间作、套种的措施可以提高植物产量，其原理是保证作物叶片充分接收阳光，提高光能利用率，与植物生长调节剂无直接关系，B不符合题意；C、水旱轮作改变了生态环境和食物链，使害虫难以生存，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无直接关系，C不符合题意；D、尿泥促根与生长素（类似物）密切相关，与题意相符，D符合题意。故选D。8．（2022·全国·统考高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（）A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率【答案】D【分析】光合作用会吸收密闭容器中的CO2，而呼吸作用会释放CO2，在温度和光照均适宜且恒定的情况下，两者速率主要受容器中CO2和O2的变化影响。【详解】A、初期容器内CO2含量较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2释放O2，使密闭容器内的CO2含量下降，O2含量上升，A错误；B、根据分析由于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下，容器内的CO2含量下降,所以说明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐渐降低，从而使植物光合速率逐渐降低，直到光合作用与呼吸作用相等，容器中气体趋于稳定，B错误；CD、初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。故选D。9．（2022·湖南·高考真题）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（）A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降【答案】AD【分析】影响光合作用的因素：1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加；2、CO2浓度：CO2是光合作用暗反应的原料，当CO2浓度增加至1%时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高；3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性，或午休现象；4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，以提高光合作用速率；5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物缺水时又会导致气孔关闭，影响CO2的吸收，使光合作用减弱。【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确；B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误；C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误；D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D正确。故选AD。10．（2022·辽宁·统考高考真题）浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：Ⅰ．光合色素的提取、分离和含量测定(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料，提取、分离色素，发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，包括叶绿素和___________。在细胞中，这些光合色素分布在___________。(2)测定三个样品的叶绿素含量，结果见下表。样品叶绿素a（mg·g-1）叶绿素b（mg·g-1）上层0.1990.123中层0.2280.123下层0.6840.453数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为___________。Ⅱ．光合作用关键酶Y的粗酶液制备和活性测定(3)研究发现，浒苔细胞质基质中存在酶Y，参与CO2的转运过程，利于对碳的固定。酶Y粗酶液制备：定时测定光照强度并取一定量的浒苔甲和浒苔乙，制备不同光照强度下样品的粗酶液，流程如图1。

粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和___________。研磨时加入缓冲液的主要作用是___________稳定。离心后的___________为粗酶液。(4)酶Y活性测定：取一定量的粗酶液加入到酶Y活性测试反应液中进行检测，结果如图2。

在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为___________μmol·m-2·s-1（填具体数字），强光照会___________浒苔乙酶Y的活性。【答案】(1)类胡萝卜素叶绿体的类囊体薄膜/类囊体薄膜(2)下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，(3)酶变性维持pH值上清液(4)1800抑制【分析】绿叶中色素提取的原理：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；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。【详解】（1）浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同，高等植物的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素。在细胞中，这些光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。（2）由于下层阳光少，需要大量叶绿素来捕获少量的阳光，故取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高。（3）粗酶液制备过程保持低温，目的是防止酶降解和酶变性。缓冲液是一种能在加入少量酸或碱时抵抗pH改变的溶液，故研磨时加入缓冲液的主要作用是维持pH值的稳定。由于含有不溶性的细胞碎片，故离心后的上清液为粗酶液。（4）分析题图数据，在图2中，不考虑其他因素的影响，浒苔甲酶Y活性最高时的光照强度为1800μmol·m-2·s-1，中午时浒苔乙酶Y活性最低，说明强光照会抑制浒苔乙酶Y的活性。11．（2022·浙江·统考高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。回答下列问题：(1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用____________方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能、可用于碳反应中____________的还原。(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是____________。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被____________光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞____________，细胞吸水，气孔开放。(3)生产上选用__________LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的____________或____________、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。【答案】(1)层析3-磷酸甘油酸(2)光合速率大，消耗的二氧化碳多蓝溶质浓度升高(3)不同颜色光强度光照时间【分析】分析图1：蓝光光照比红光光照下光合速率大、气孔导度大、胞间CO2浓度低。分析图2：表示该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理对气孔导度的影响：蓝光刺激可引起的气孔开放程度增大，绿光刺激不影响气孔开放程度，先蓝光后绿光处理也基本不影响气孔开放程度，先蓝光再绿光后蓝光处理气孔开放程度增大的最多。由此可知绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转。【详解】（1）各色素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，所以常用纸层析法分离光合色素。光合色素吸收的光能通过光反应过程转化为ATP和NADPH中的化学能，用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原，将能量转移到有机物中。（2）据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是蓝光照射下尽管气孔导度大，但光合速率大，消耗的二氧化碳多。分析图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用又可被蓝光逆转，并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比只用蓝光刺激更明显。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高，细胞吸水膨胀，内侧膨胀的多，气孔侧内陷，气孔开放。（3）生产上选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜可获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光强度或光照时间、合理的光照次序照射，利于提高光合速率，利于次生代谢产物的合成。12．（2022·天津·高考真题）利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。(1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于__________和__________等生理过程，为各项生命活动提供能量。(2)蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，是由于细胞质中的NADH被大量用于_______________作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。(3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。注：数据单位为pmol∕OD730菌株ATPNADHNADPH初始蓝细菌6263249工程菌K8296249由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段__________（被抑制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解__________（被抑制∕被促进∕不受影响）。(4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D—乳酸，是因为其__________（双选）。A．光合作用产生了更多ATP B．光合作用产生了更多NADPHC．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH【答案】(1)光合作用呼吸作用(2)有氧呼吸(3)被抑制不受影响(4)AD【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】（1）蓝细菌是原核生物，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，能产生NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物，也能进行呼吸作用，因此蓝细菌内的ATP来源于光合作用和呼吸作用等生理过程，为各项生命活动提供能量。（2）有氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的NADH（呼吸过程中产生的[H]）与氧气结合形成水，同时释放大量能量，因此蓝细菌中细胞质中的NADH可被大量用于有氧呼吸第三阶段产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。（3）NADH是有氧呼吸过程中的代谢产物，在有氧呼吸第三阶段被利用，NADPH是光合作用过程中的代谢产物，是水光解的产物，据表格可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADH较高，NADPH相同，说明有氧呼吸第三阶段被抑制，光反应中的水光解不受影响。（4）工程菌K存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径，能使更多NADH用于生成D—乳酸，把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L，光合作用产生了更多ATP，为各项生命活动提供能量，这样有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH，这样工程菌L就能利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸，能积累更多D—乳酸，AD正确，BC错误。故选AD。13．（2022·重庆·统考高考真题）科学家发现，光能会被类囊体转化为“某种能量形式”，并用于驱动产生ATP（如图I）。为探寻这种能量形式，他们开展了后续实验。(1)制备类囊体时，提取液中应含有适宜浓度的蔗糖，以保证其结构完整，原因是________；为避免膜蛋白被降解，提取液应保持________（填“低温”或“常温”）。(2)在图I实验基础上进行图II实验，发现该实验条件下，也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，原因是________。(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因，对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，结果如图III所示，悬液的pH在光照处理时升高，原因是________。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，电子的最终来源物质是________。(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有________。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有________（答两点）。【答案】(1)保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂低温(2)实验II是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差(3)类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高水(4)NADPH、ATP和CO2增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]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）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。【详解】（1）制备类囊体时，其提取液中需要添加适宜浓度的蔗糖，保持类囊体内外的渗透压，避免类囊体破裂，以保证其结构完整。提取液应该保持低温降低蛋白酶的活性，避免膜蛋白被降解。（2）从图II实验中可知，在光照条件下，将处于pH=4的类囊体转移到pH=8的锥形瓶中，再在遮光的条件下加入ADP和Pi，也产生了ATP，但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差，因为实验II是在光照条件下对类囊体进行培养，无法证明某种能量是来自于光能还是来自膜内外氢离子浓度差。（3）对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理，悬液的pH在光照处理时升高，推测可能是类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内，造成溶液pH升高。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的，光反应过程中，水的光解伴随着电子的传递，故电子的最终来源是水。（4）人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物，若要在黑暗条件下持续生产，则需要提供光反应产生的物质NADPH和ATP，以及暗反应的原料CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，说明暗反应已经达到最大速率，增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度增加酶的活性，可有效提高光合效率。14．（2022·江苏·统考高考真题）图1所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请都图回各下列问题：(1)图1中，类囊体膜直接参与的代谢途径有___________（从①～⑦中选填），在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________。(2)在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的___________在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。①曲线a，0～t1时（没有光照，只进行呼吸作用）段释放的CO2源于细胞呼吸；t1～t2时段，CO2的释放速度有所增加，此阶段的CO2源于___________。②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是___________。(4)光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的___________价值。【答案】(1)①⑥叶绿素a和叶绿素b(2)过氧化氢(3)光呼吸和呼吸作用光合作用强度等于呼吸作用(4)直接价值【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：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（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[H]的作用下还原生成有机物。【详解】（1）类囊体薄膜发生的反应有水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反映的主要是叶绿素啊和叶绿素b。（2）过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O2和H2O，所以在C2循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。（3）a曲线t1～t2时段，有光照，所以CO2是由细胞呼吸和光呼吸共同产生。b曲线有光照后t1～t2时段CO2下降最后达到平衡，说明光呼吸细胞呼吸和光合作用达到了平衡。（4）图Ⅲ代谢途径，通过降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值。15．（2022·河北·统考高考真题）某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如下图。回答下列问题：(1)从叶片中分离叶绿体可采用________法。(2)经检测，白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低，其原因是________（写出两点即可）。(3)白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少________。(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于________中的基因编码，通过特定的机制完成跨膜运输：其余蛋白质由存在于________中的基因编码。【答案】(1)差速离心(2)叶绿体内部结构解体；光合色素减少(3)水分的散失(4)细胞核叶绿体【分析】1、分离各种细胞器的方法是差速离心法。2、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。【详解】（1）叶绿体属于细胞器，根据不同细胞器的密度不同，可用差速离心法从叶片中分离叶绿体。（2）光合作用的光反应过程可产生NADPH和ATP，该过程需要叶绿体类囊体薄膜上叶绿素的参与，据题意可知，白化期叶绿体内部结构解体，叶绿体类囊体薄膜减少，且白化过程中叶绿素等光合色素减少，光反应减慢，故白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低。（3）白化过程中气孔导度下降，既能够满足光合作用对CO2的需求，又有助于减少水分的散失，利于植物的生存。（4）叶绿体属于半自主性细胞器，其中蛋白质的合成主要受到细胞核基因的编码，合成后经特定机制完成跨膜运输；其余蛋白质由存在于细胞质中（叶绿体）的基因编码。16．（2022·湖北·统考高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。

【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。回答下列问题：(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会____（填“减小”、“不变”或“增大”）。(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明______________。(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的__________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明_____________。(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为__________，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。【答案】(1)增大(2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异(4)A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同【分析】光饱和点：在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度为光饱和点。影响光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，内因有叶绿体中色素含量、酶的含量、酶的活性等。【详解】（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1中，在高浓度O3处理期间，当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。（2）据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。（3）据图3可见，O3处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O3处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。17．（2022·山东·高考真题）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。分组处理甲清水乙BR丙BR+L(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析，液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是______。(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______、______（答出2种原因即可）；氧气的产生速率继续增加的原因是______。(3)据图分析，与甲组相比，