大题01-细胞呼吸和光合作用-备战2023年高考生物之【考前抓大题】(原卷版)

大题01细胞呼吸和光合作用考向分析考向分析大题预测大题预测1．图1是甲、乙两种植物在温度和水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值（P/R）随光照强度变化的曲线图，图2是将A、B两组生理状况相同的甲种植物幼苗，分别置于温度为25℃的相同密闭透明容器内，A、B两组光照强度不同，测得两组容器内CO2浓度的变化曲线图。(1)据图1可知，在CD段光照强度是限制___________（填“甲植物”或“乙植物”）光合速率的环境因素。当光照强度为B时，甲植物的叶肉细胞中______________________等生物膜上能产生ATP。(2)当植物在单位时间内光合作用消耗的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量时，环境中的CO2浓度称作CO2补偿点，图2中a、b点对应的分别为A、B组大豆幼苗的CO2补偿点。①将CO2浓度从b提高到a，短时间内B组幼苗叶肉细胞中的C3浓度会________（填“上升”、“下降”、“不变”）②该实验结果表明，_______________能影响大豆幼苗CO2补偿点，提高产量。③农业生产中，往往是通过_____（填“提高”或“降低”）CO2补偿点来提高产量。④播种B组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照A组的条件培养，测得容器内CO2浓度的变化曲线图与A组完全相同。根据这一结果能够得到的初步结论是___。2．共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然来源，根瘤菌入侵豆科植物的根系，诱导大豆形成根瘤（容纳根瘤菌）以进行共生固氮。为研究大豆根瘤形成的机理，科研人员进行了一系列研究。(1)图1是大豆光合作用产物的形成及运输和大豆与根瘤菌关系示意图。请分析回答：①如图1所示，二氧化碳固定形成的C3在光反应提供的______作用下转换成磷酸丙糖（TP），TP运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于______。②研究发现，蔗糖进入维管束细胞的过程可被呼吸抑制剂抑制，据此推测蔗糖进入维管束细胞的跨膜运输需要的条件是______。(2)为了研究光照与大豆根瘤生成的关系，科研工作者将根瘤菌接种于大豆上，黑暗预处理2天后，进行相关处理，6天后观察大豆根瘤结节生成的情况，处理和结果如图2，结合图1分析下列问题。①对大豆黑暗预处理的目的是______。②图2的实验结果说明_______。③根据图1，从能量的角度解释大豆根瘤结节形成的原因：_______。④研究发现在光的诱导下，移动因子可以从大豆枝条移动到根部，同时根瘤菌内形成某种复合物，从而激活大豆根瘤发生相关基因的表达。说明光除了为植物提供能量外，还可能作为_____调控大豆根瘤结节的生成。3．科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还包含另一条借助交替氧化酶（AOX）的途径。(1)交替氧化酶（AOX）分布在植物细胞线粒体内膜上，它可以催化O2与[H]生成______，并使细胞呼吸释放的能量更多以热能形式散失，生成ATP所占的比例______。在寒冷早春，某些植物的花细胞中AOX基因的表达会________，利于提高花序温度，吸引昆虫传粉。(2)进一步研究表明，AOX途径可能与光合作用有关，科研人员对此进行深入研究。①光合作用过程中，光能被分布于叶绿体________上的光合色素吸收，并转变为ATP中的_______，经过暗反应，能量最终被储存在________中。一般情况下，植物叶片的光合作用随光照强度的增强而增强，但光照强度过高时，光合作用减弱。②科研人员将正常光照下发育的叶片分为4组，用AOX途径抑制剂处理A组和C组叶片的左侧，然后将4组叶片离体，叶柄插入盛满水的试管中，左侧置于正常光照下，右侧置于正常光照或高光下（图1），40分钟后测量叶片左侧光合色素的光能捕获效率（图2）。根据__________组的实验数据可以推测，在夏季晴天，若树木中层叶片的部分区域被高光照射，叶面出现光斑，则可能会使邻近组织的光合作用减弱。实验说明，AOX途径可以___________________________________。4．室内栽培常春藤能够有效清除甲醛污染。为研究其作用机制，科学家首先研究在密闭环境下常春藤正常的呼吸作用和光合作用，测定环境中的CO2浓度变化，结果如下图1所示；而后将用特殊方法处理的甲醛通入密闭环境，研究常春藤处理甲醛的途径。具体过程如下图2所示为甲醛相关的代谢过程（其中HCHO为甲醛，RU5P和HU6P是中间产物）。回答下列问题。(1)图1中黑暗组常春藤的叶肉细胞内能产生ATP的场所是________。弱光照组叶肉细胞的光合速率________（填“大于”“小于”或“等于”）它的呼吸速率，d时间内完全光照组植株的平均实际光合速率是________ppm/s。(2)图2中循环①的名称是________，b代表________，细胞同化甲醛（HCHO）的场所应是________。(3)甲醛在被常春藤吸收利用的同时，也会对常春藤的生长产生一定的影响，为此研究人员设计了甲醛胁迫下常春藤生长情况的实验。下表是常春藤在不同浓度甲醛胁迫下测得的可溶性糖的含量。甲醛脱氢酶（FALDH）是甲醛代谢过程中的关键酶，下图3表示不同甲醛浓度下，该酶的活性相对值，下图4是不同甲醛浓度下气孔导度（气孔的开放程度）的相对值。不同甲醛浓度下常春藤可溶性糖的相对含量组别样品0天第1天第2天第3天第4天①1个单位甲醛浓度的培养液22712658281132713425②2个单位甲醛浓度的培养液22712415293627891840③不含甲醛的培养液22712311239923992529①1个单位甲醛浓度下，常春藤气孔开放程度下降，而可溶性糖的含量增加的原因是________________。②综合分析表、图3和图4的信息，推测在甲醛胁迫下常春藤的抗逆途径：________________________。5．在光合作用的研究中，植物光合作用制造器官被称为“源”，光合产物或营养物质接纳和储存部位被称为“库”。Ⅰ、淀粉和蔗糖是光合作用的两种主要终产物，马铃薯植株下侧叶片合成的有机物通过筛管主要运向块茎贮藏，红薯叶片合成的有机物通过筛管主要运向块根储存。下图是马铃薯和红薯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（细胞呼吸最适温度为30℃，光合作用最适温度为25°C），测定马铃薯和红薯在不同光照条件下的光合速率，结果如下表。分析回答：光合速率与呼吸速率相等时光照强度（klx）光饱和时光照强度（klx）光饱和时CO2吸收量（mg/100cm²叶·小时）黑暗条件下CO2释放量（mg/100cm²叶·小时）红薯13116马铃薯393015Ⅱ、科研人员对桃树的库源关系及其机理进行了研究。①去除部分桃树部分枝条上的果实，检测其对叶片光合速率等指标的影响，结果如下表。组别净光合速率（μmol·m2·s-1）叶片蔗糖含量（mg·g·FW）叶片淀粉含量（mg·g-1·FW）气孔导度（mmol·m-2）对照组（留果）5．3930．1460．6151．41实验组（去果）2．4834．2069．3229．70②将某植物叶片分离得到叶绿体，检测蔗糖对离体叶绿体光合速率的影响，结果如图：(1)马铃薯下侧叶片叶肉细胞中的叶绿体可将光能转化为______，同时分解H2O产生O2．为红薯叶片提供C18O2，块根中的淀粉会含18O，请写出元素18O转移的路径（用图中相关物质的名称及箭头表示）：______(2)25℃条件下测得红薯光补偿点会______（填“小于”“大于”或“等于”）1klx；30℃条件下，当光照强度为3klx时，红薯和马铃薯固定CO2量的差值为_______(3)为了验证光合作用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___，从而使根和茎得到的糖不足，生长缓段。(4)据表推测：去果处理降低了______（填“库”或“源”）的大小，使叶片中______积累，进而抑制了光合速率。(5)图中______浓度范围的实验数据支持以上推测。(6)研究发现，叶绿体中淀粉的积累会导致类囊体膜结构被破坏，进而直接影响光反应。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔导度，使______，进而抑制暗反应。6．金银花不仅是一味重要的中药材，而且具有很高的观赏价值。为提高金银花产量，某实验小组对三种金银花净光合速率的日变化进行了研究，结果如图1所示；图2表示其叶肉细胞中光合作用部分过程示意图，光系统Ⅰ（P680）和光系统Ⅱ（P700）是由蛋白质和光合色素组成的复合体。请回答下列问题：(1)图1所示时间15～19时内红花金银花叶肉细胞产生ATP的场所有______。三个品种金银花在12时左右均出现“光合午休”现象，为缓解“光合午休”现象，宜采取的措施是______。(2)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+转运至类囊体腔，同时______，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____________。(3)研究表明：金银花“光合午休”现象还与叶片中的D1蛋白含量密切相关（D1蛋白是调节光系统II活性的关键蛋白质）。强光照会导致D1蛋白含量下降，而水杨酸（SA）能减小D1蛋白含量下降的幅度。下面某同学以红花金银花为实验材料，设计验证此结论的实验思路，请将该方案进行完善。①将生长状况一致的红花金银花均分成3组，编号A、B、C；②分别在______三种条件下培养，其他条件保持相同且适宜；③一段时间后，检测各组D1蛋白的含量，并比较得出结论。④预期结果：三组D1蛋白的含量从大到小依次是______（用各组编号表示）。7．为了探究环境因子对光合作用的影响，研究人员检测了由黑暗转为光照后拟南芥植物的光反应相对速率和热能散失比例（在叶绿体中以热能形式散失的能量占光反应捕获光能的比例），其结果如图1所示，回答下列问题：(1)光照处理后0．5min内，光反应相对速率曲线下降，说明暗反应未同步激活，导致光反应产生的_____积累从而抑制光反应。在0～0．5min之间，图中热能散失比例变化的生物学意义是：吸收的光能_____，从而保护类囊体蛋白和色素等免受光损伤。(2)研究人员发现光质也会影响光合作用。在640~660nm波长下，拟南芥叶片释放O2是由_____（填“类胡萝卜素”“叶绿素”或“类胡萝卜素+叶绿素”）参与光合作用引起的。(3)研究表明；气孔因素也是影响光合作用的重要因素。H2S是植物体内的信号分子，为了探究H2S对气孔发育的影响，科研人员又做了相关实验，结果如下，请回答：①分析图2实验结果，可得出结论：_____。②实验发现植物激素茉莉酸（JA）也会调节气孔发育，结合图3，分析其调节机制为_____。8．衣藻属于单细胞真核生物。研究者以衣藻为实验材料，开展CO2影响生长的深入研究。(1)当CO2浓度适当增加时，衣藻的光合作用强度增加。这是由于在酶的作用下，位于______的C5与CO2结合，生成更多的C3，C3进一步被______，形成更多的糖类。(2)TOR是普遍存在于真核生物细胞中的一种激酶，可促进蛋白质的合成，加快代谢和生长。①为确定光合作用与TOR活性的关系，研究者对正常光照条件下的衣藻进行黑暗处理12小时后，接着将衣藻均分为2组，甲组不做处理，乙组加入GLA，再次进行光照处理，TOR活性的结果如下表所示。光照黑暗12h光照（甲组）光照（乙组）GLA－－－＋TOR活性＋＋＋＋＋＋＋＋注：“＋”数量越多，表明TOR活性越强；GLA是一种暗反应抑制剂。据表可推测出光合作用与TOR活性的关系是：______。②如图表示光合作用暗反应及其中间产物形成氨基酸的途径。进一步研究表明暗反应固定的CO2可通过增加谷氨酰胺的含量从而提高TOR的活性。以下能为上述结论提供证据的是______。a．阻断图示中淀粉的合成途径，TOR活性减弱b．阻断亮氨酸和缬氨酸的合成，TOR活性增强c．阻断谷氨酸到谷氨酰胺的合成，TOR活性减弱(3)请结合上述研究及所学知识，阐述CO2浓度适度增加可促进植物生长的机制：①_________________________；②_________________________。9．在真核细胞有氧呼吸的第三阶段，还原型辅酶Ⅰ（NADH）脱去氢并释放电子（e-），电子最终传递给О2。电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质跨膜运输到线粒体内、外膜的间隙，从而建立H+浓度梯度，随后H+在ATP合酶的协助下顺浓度梯度运输到线粒体基质，并生成大量ATP，如下图所示。回答下列问题：(1)真核细胞有氧呼吸的第三阶段中，电子传递过程发生在_________（填场所），ATP合酶的功能是_________。(2)为研究短时低温对线粒体电子传递的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及实验结果如下图所示。若要产生等量ATP，4℃条件比25℃条件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量__________（填“相等”“更多”或“更少”）。根据实验结果推测：低温条件下ATP生成量减少的原因是__________，发生该变化的意义是_________。10．研究发现光反应产生ATP与NADPH数量比是2.57∶2，而暗反应消耗的ATP与NADPH数量比是3∶2，NADPH积累是光合作用限制因素之一。因此，在细胞中导入NADPH消耗模块（异丙醇合成途径），以期提高光合速率。(1)图1中①②表示的物质分别是_____；NADPH在③的进一步反应中的作用是____。(2)以蓝细菌为研究模型，通过导入三种外源酶（ABC酶）基因，相关指标的检测结果见表和图2．组别导入基因NADPH含量（pmol）ATP含量（μmol）CO2固定速率（mg·g-1细胞干重·h-1）一无193．539．2886二A、B190．8335．2385三A、B、C112．8362．53119注：NADPH与ATP含量在最适光照下测定。①表中组别二的结果说明________。为验证蓝细菌有效提高光合速率是由于额外的NADPH消耗直接导致的，研究人员在组别一的蓝细菌中只导入C基因，在培养基中添加______进行培养，实验结果应与组别_____结果相同。②结合表和图2分析，在蓝细菌中创建异丙醇合成途径能够提高光合速率的原因：_______。11．研究盐胁迫下植物的抗盐机理及其对生长的影响具有重要意义。为研究不同浓度NaCl胁迫对海水稻生理特性的影响，某科研小组使用NaCl培养液培养某海水稻，分别测得不同浓度NaCl培养液条件下其根尖细胞和高盐胁迫条件下（NaCl浓度200mmol/L）其叶肉细胞的相关数据，结果分别如图1、图2所示。请回答：(1)为了探究高盐胁迫条件对叶绿体形态及功能的影响，实验小组将正常条件及高盐胁迫条件下培养的成熟叶研磨，通过______法获得叶绿体并制成悬液。在配制叶绿体悬液时，需要加入适宜浓度的蔗糖以保证结构的完整，其作用是______________。叶绿体中光合色素吸收的光能经过光反应之后转化为______中的化学能供暗反应利用。(2)若以NaCl溶液浓度150mmol/L为界分为低盐和高盐胁迫，据图1可知，随着NaCI溶液浓度的升高，该海水稻根尖细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制不同：前者主要是逐步提高细胞内无机盐的相对浓度，后者主要是__________。(3)据图2分析该海水稻叶肉细胞的胞间CO2浓度先降后升的原因：第15天之前色素含量下降不大，很可能是因为气孔导度（指气孔张开的程度）_____（选填“升高”或“降低”），叶绿体从细胞间吸收的CO2增多，使胞间CO2浓度降低；第15天之后胞间CO2浓度逐渐上升，从色素含量变化对暗反应的影响并综合其他代谢过程，其原因可能是____________。12．小麦