押山东卷第21题-分子与细胞模块(山东专用)(原卷版)

押山东卷第21题分子与细胞模块3年考题考情分析光合作用细胞呼吸2020年山东卷第21题2021年山东卷第21题2022年山东卷第21题近三年山东高考题侧重考查光合作用过程中光反应和暗反应之间的区别与联系，以及影响光合作用速率的因素，需要考生识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力。近几年，山东高考题中考查原因类的题目较多，针对原因类题目的答题技巧：解释已知条件与结果之间逻辑关系一一原因原因是指造成某种结果或引起另一件事情发生的条件。在解释已知条件与结果之间的逻辑关系（原因）时，首先要明确问题的条件是什么，在该条件下指向结果是什么，相关的逻辑推理关系和过程是什么等。其答题模板可归纳整理为“因为……导致……，于是……，所以……”其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干中的结果，“导致……，于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答案既准确又规范，难点是要运用教材知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。当然，不能机械地照搬这一答题模板,而要教会学生根据不同的试题情境适当修改，使语句通顺，既简洁又规范。1.（2020年山东卷T21）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________（填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________（填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。2.（2021年山东卷T21）光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。

（1）光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的____________中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是。（2）与未喷施SoBS溶液相比，喷施100mg/LSoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度________(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是。（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。3.（2022年山东卷T21）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，乙组加入BR后光抑制（填“增强”或“减弱”）；乙组与丙组相比，说明BR可能通过发挥作用。1.（2023届济南一模）某科研小组为探究光合作用的影响因素，将生长状态相同的小麦幼苗均分为十二组进行相关实验，除以下条件外，其他条件均相同且适宜。实验处理条件和实验检测结果如下表所示，请回答下列问题∶组别条件及结果一二三四五六七八九十十一十二光照强度（kLux）333333111111等量无机肥+++---+++---土壤含水量20%40%60%20%40%60%20%40%60%20%40%60%叶片CO2吸收值（mg/cm2·h）51020510154510456（注；+表示添加，-表示不添加）（1）第二组光合速率远大于第八组，影响因素是，两组植物光饱和点相比较，前者____（填“>”或“<”或“=”）后者。（2）实验过程中，若将第三组幼苗转移到第九组幼苗的环境中，一段时间后，其叶绿体中ADP生成量将_（填“升高”或“不变”或“降低”），理由是。（3）第九组比第十二组光合速率明显提高，说明无机肥中的磷元素在光合作用中的作用是（答两点）。（4）分析表格数据发现，施用一定含量无机肥是否能提高光合速率主要是受影响，给我们在农业生产上的启示是。2.（2023届济南市二模）图1是某种植物叶绿体中进行光合作用示意图，PSⅠ（光系统Ⅰ）和PSⅡ（光系统Ⅱ）是由蛋白质和光合色素组成的复合物。图2是某科学家研究光反应过程做的相关实验。(1)图1的生物膜名称是____________，光系统在能量转化中的作用是____________，自然界中某些细菌如硫细菌进行光合作用时不会产生氧气，推测此类细菌可能不具备____________（填“PSⅠ”或“PSⅡ”）。(2)光合作用发现过程中的希尔反应发生在离体的叶绿体中，类似于图1中过程____________（填编号），还需在离体叶绿体悬浮液中加入____________作为接受H+和e-的受体。(3)若CO2浓度降低，则图1中电子传递速率会____________（填“升高”或“降低”），原因是____________(4)图2实验可以得出的结论是____________，结合图1可以推测出在叶绿体内，类囊体膜内侧H+浓度____________（填“高”或“低”）。3.（2022届潍坊一模）线粒体对缺氧敏感，高海拔低氧可引起线粒体氧化应激平衡失调，严重低氧可导致细胞死亡。研究人员以雄性健康大鼠为材料，采用低压舱模拟不同海拔低氧的方法研究低氧环境下细胞的适应性功能改变。（1）大鼠有氧呼吸过程中，O2在_____________________（填写具体场所）参与反应，该阶段释放出的能量将转化为_____________________。（2）当细胞中O2含量低时，受损线粒体代谢中会产生更多的活性氧等自由基，自由基对细胞的损害主要表现在___________________________________（至少答出两个方面）。（3）将大鼠细胞分别用常氧（甲）、适度低氧（乙）和严重低氧（丙）处理24h后，三类细胞受损线粒体的自噬情况如图1所示；三类细胞经3-甲基腺嘌呤（自噬抑制剂）处理相同时间后细胞内活性氧含量情况如图2所示。①受损线粒体可经自噬途径被细胞中的_____________________（结构）降解，激烈的自噬可能诱导细胞发生_________________现象。②综合分析图1、图2结果，可推测适度低氧能_____________________。（4）模拟实验发现，大鼠暴露到5000～7000米海拔10天，心肌细胞中线粒体的DNA和RNA合成显著增加。请从线粒体角度推测低氧下心肌细胞内发生的适应性改变有哪些？___________________（答出两条）。4.（2022届青岛市二模）在决定小麦产量的灌浆期，若遭遇连续高温和强光的双重胁迫，会导致光合系统破坏，造成产量下降。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物，分布于叶绿体类囊体膜中，叶绿体psbA基因编码的D1蛋白是PSⅡ反应中心的重要蛋白。（1）推测PSⅠ和PSⅡ具有功能。科研人员发现一种碳纳米荧光材料，能吸收紫外光并将其转换为蓝紫光，用该材料处理叶绿体后，极大地提高了光合作用效率，分析其原因是____（2）科研人员以正常植株和突变植株（psbA基因过量表达）为材料进行实验，发现在炎热晴朗的夏季，两种类型的植株都出现光合“午睡”现象，且突变植株的光合“午睡”现象弱，分析其原因是_____。（3）科研人员在小麦叶面喷施外源水杨酸（SA），有效缓解了高温强光下的“午睡”现象。研究发现外源SA能有效抑制高温强光胁迫所致的D1蛋白降解，从而保持D1蛋白含量稳定。某同学为验证其机制，设计了如下实验，请进行完善。（实验材料和试剂：生理状况一致的小麦正常植株、SA、清水等）实验分组实验条件检测指标实验结果1组：叶面喷施SA的小麦植株？D1蛋白含量？2组：叶面喷施清水的小麦植株3组：叶面喷施清水的小麦植株适宜条件1、2组的实验条件是：。预期实验结果：。5.（2022届烟台二模）植物光合作用速率受多种因素影响，研究人员获得了光合作用速率明显降低的天然黄绿叶（yg1）突变体玉米、CST1基因功能缺失突变体玉米（突变体cst1）、脱落酸缺陷型突变体玉米。（1）天然黄绿叶（ygl）突变体玉米的叶绿素含量低，会导致发生在____________（场所）上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发现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是。（2）科研人员测定野生型玉米和突变体cst1气孔导度和叶绿素相对含量，结果如下表。请分析突变体cst1光合速率降低的原因是。花抽丝后天数0天10天20天30天野生型气孔导度（mmol·m-2·S-1）290320260260叶绿素相对含量（mg·g-1）5.64.84.74.3突变体cstl气孔导度（mmol·m-2·S-1）30024015050叶绿素相对含量（mg·g-1）4.84.43.82.1（3）在缺水环境中，相比野生型，脱落酸缺陷型突变体根长得更慢、气孔开放程度更大。请据此推测脱落酸对于玉米在缺水环境中生存的意义是____________。6.（2022届菏泽二模）我国是生产稻米最多的国家，增加水稻的产量一直是科研人员研究的重要课题。图1是将玉米的PEPC酶（与CO2的固定有关）基因与PPDK酶（催化CO2初级受体—PEP的生成）基因导入水稻后，在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻CO2，吸收速率的影响。图2是在光照为1000Lux下测得温度影响净光合速率的变化曲线。请据图回答下列问题：（1）图1是在______℃下测得的结果，如调整温度为27℃，重复图1相关实验，A点会向______移动，推测原因是。（2）据图推测，转基因水稻与原种水稻相比更适宜栽种在环境中。科研人员提取并用纸层析法分离这两种水稻等质量叶片的光合色素，通过观察比较发现两种植株各种色素含量无显著差异，则可推断转基因水稻是通过促进光合作用的（填过程）来提高光合速率。7.（2023届青岛市一模）气孔有利于二氧化碳流入植物叶片进行光合作用，但同时也是蒸腾作用丧失水分的门户。科研人员通过基因工程在拟南芥气孔的保卫细胞中表达了一种K+载体蛋白（BLINK1），如下图1所示。该载体蛋白能调控气孔快速开启与关闭，而野生拟南芥无BLINK1，气孔开闭较慢。下图2表示拟南芥在一天中连续光照和间隔光照（强光和弱光交替光照）下的实验结果。回答下列问题：（1）植物叶片进行光合作用消耗CO2的场所是_____________。据图1分析，转基因拟南芥保卫细胞吸收K+的方式为____________，其气孔能够快速开启的可能原因是_______________。（2）为确定拟南芥叶片光合产物的去向，可采用____________法。由图2可知，间隔光照条件下，转基因植株每升水可产生植物茎的干重大于野生植株，其原因可能是。（3）下图为两种拟南芥在同一试验田中氧气释放速率变化图。

当光照强度为m时，植株A的光合速率与植株B光合速率的大小关系是________；当光照强度为n时，测得植株A的R酶(R酶是催化五碳化合物和CO2生成三碳化合物反应的酶)的活性比植株B的高，据此推测植株A的光合放氧速率更快的原因是。8.（2023届枣庄二模）图1是在温度和CO2等其他因素均适宜的条件下测定的玉米叶和小麦叶的总光合速率与呼吸速率的比值（P/R）与光照强度的关系，同时测定了小麦和玉米叶肉细胞的D1蛋白、F蛋白及氧气释放速率的相对量，结果如下表所示（+多表示量多）。已知叶绿素a通常与D1蛋白等物质结合，构成光合复合体PSⅡ（可使水发生光解）。光照强度abcdef小麦D1蛋白含量+++++++++++++++++++++F蛋白含量+++++++++++++++++++++氧气释放速率+++++++++++++++++++玉米D1蛋白含量+++++++++++++++++++++++++F蛋白含量+++++++++++++++++++++++++氧气释放速率+++++++++++++++++++++（1）用纸层析法分离光合色素，可以根据滤纸条上色素带的位置判断4种色素在层析液中_________的大小。PSⅡ中的叶绿素a在转化光能中起到关键作用，叶绿素a在光能激发下失去电子，并最终从水中获取电子使水分解产生氧气。电子在类囊体膜上形成电子流，并由电子流驱动生成NADPH和ATP，据此分析，在光反应过程中，能量类型的转换过程是_________。（2）结合表中信息分析，在图1中的d光强下，玉米叶的总光合速率_________（填“大于”、“等于”或“小于”）小麦叶的总光合速率。（3）D1蛋白极易受到强光破坏，被破坏的D1蛋白降解后，空出相应的位置，新合成的DI蛋白才能占据相应位置，使PSⅡ得以修复。叶绿素酶（CLH）可催化叶绿素a降解，结合态的叶绿素a不易被降解。CLH与F蛋白结合后可催化被破坏的D1蛋白的降解。结合表中信息分析，在强光下玉米叶的氧气释放速率比小麦叶降低更慢的原因是。（4）玉米称为C4植物，其光合作用的暗反应过程如图2所示，酶1为PEP羧化酶，可以固定低浓度的CO2形成