文档文本内容
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
专题01 细胞代谢
1.(2024·北京丰台·二模)镁(Mg)是影响光合作用的重要元素,科研人员进行了相关研究。
(1)镁是构成 的重要成分,水稻细胞内的光合色素还包括 。
(2)为探究镁对水稻光合作用的影响。将正常培养38 天的水稻分别转移到无镁培养液(-Mg2+)和正常培养
液(+Mg2+)中培养15 天,对光合作用指标进行连续跟踪检测,测定光合色素含量相对值、Vc max(最大
羧化速率,碳固定指标)和An(净光合速率),结果如图1。推测前10 天An 变化不明显的原因是 ;
10 天后,An 显著下降的原因是 。
(3)为进一步探究镁对水稻光合作用的影响,研究者将正常培养38 天的水稻在缺镁和正常培养液中培养12
天后,每3h 检测一次Vcmax 的变化,持续跟踪48h,结果如图2。实验结果表明 ,从而影响光
合作用。为了验证缺镁前期对光反应的影响,还需要检测的指标有 (至少答出两个)。
(4)已知叶绿体中镁含量存在与Vc max 相似的变化,且与叶绿体镁转运蛋白MGT3 相关。为验证缺镁处理
能够动态抑制MGT3 基因的表达,设计实验如下表。请补全表中的检测指标 和图3 中的实验结果。
组别
实验材料
实验处理
检测指标
对照
组
缺镁培养的水稻植株
缺镁培养液
持续48h 检测水稻叶片中的
1
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
实验
组
正常培养液
(5)研究发现,RUBP 羧化酶的活性依赖于Mg2+,根据上述研究内容解释短期缺镁影响水稻光合作用的机制
。
2.(2024·山东泰安·二模)植物每年所固定的碳约占大气中碳总量的1/5,约等于化石燃料燃烧所排碳量
的10 倍之多。研究人员通过研究植物体内碳的转移途径,进一步提高植物的固碳能力,助力减少大气中的
CO2浓度,实现“碳中和、碳达峰”。
(1)光能被叶绿体内类囊体薄膜上的 捕获,将水分解后,由 驱动在叶绿体基质中进行的暗反应,将
CO2转化为储存化学能的糖类。
(2)绿色植物在光照条件下还能进行光呼吸,具体过程如图所示。R 酶具有双重催化功能,在光照、高CO2
浓度、低CO2浓度时,催化CO2与C5结合,生成C3,在光照、低CO2浓度、高浓度时,催化O2与C5结合,
生成C3和乙醇酸。试从物质、能量及反应条件和场所的角度,分别比较光呼吸与植物细胞有氧呼吸的不同
点 。
(3)有些生活在海水中的藻类具有图示的无机碳浓缩过程,能够减弱光呼吸,提高光合作用效率,其原因是:
植物通过 方式吸收HCO3
-,最终使 。
2
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(4)研究人员通过向水稻叶绿体中引入人工设计合成的一条代谢途径(GOC),能直接在叶绿体中催化乙醇
酸转化成CO2,同时抑制叶绿体膜上乙醇酸转运蛋白基因的表达,最终提高了水稻的净光合速率。GOC 型
水稻净光合速率高于野生型水稻的原因包括___。
A.GOC 型水稻新增的代谢途径,增加了乙醇酸利用率
B.GOC 型水稻新增的代谢途径,直接加速了C3再生C5
C.GOC 型水稻新增的代谢途径,减少了叶绿体中CO2损失
D.GOC 型水稻内催化乙醇酸转化成CO2的酶活性比R 酶活性高
3.(2024·山东济宁·二模)番茄体内存在如图所示的两条电子传递途径,其中,PSI、PSⅡ是由光合色素
和蛋白质构成的复合体。RCA 是Rubisco 的激活酶,Rubisco 催化CO2的固定。在高温胁迫下,RCA 的活
性被抑制,进而降低Rubisco 活性,导致光反应吸收的过剩能量激发活性氧(ROS)过量合成,ROS 能使
PSⅡ失活。回答下列问题。
(1)番茄叶绿体中的色素在层析液中溶解度最低的是 。适宜环境温度下,PSⅡ受光激发将水分解为 ,
同时产生电子(e-);环式电子传递的发生会导致NADPH/ATP 的值 。(填“变大”或“变小”或
“基本不变”)
(2)科研人员利用野生型番茄植株进行了以下实验,在实验第3 天时测得相关实验数据如下表所示:
组
别
温度
气孔导
度
净光合速率(umol·m-2·s-1)
胞间CO2浓度(ppm)
Rubisco 酶活性(U·ml-1)
3
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
甲
25℃
99.2
11.8
282
172
乙
40℃
30.8
1.1
403
51
从光合作用的过程分析,40℃时光合速率较低的原因是 。(答出两点即可)
(3)提出一个利用生物技术工程缓解高温胁迫对Rubisco 活性影响的方案: 。
4.(2024·山东聊城·二模)强光照条件下,植物细胞可以通过“苹果酸/草酰乙酸穿梭”和“苹果酸/天冬
氨酸穿梭”(如图)实现叶绿体和线粒体中物质和能量的转移,并可以通过信号传递调节植物的生理活动
以适应环境变化。回答下列问题:
(1)叶绿体利用分布在 上的色素将光能转化为化学能。叶绿体中光合产物暂时以淀粉形式储存的意义是
。
(2)当光照过强时,“苹果酸/草酰乙酸穿梭”可有效地将光反应产生的 中含有的还原能输出叶绿体,再
经过“苹果酸/天冬氨酸穿梭”转换成线粒体中的 中含有的还原能,最终在 (场所)转化为ATP 中
的化学能。
(3)当光照过强时,植物细胞释放到胞外的ATP(eATP)可通过受体介导的方式,调节植物生理活动。为探
究eATP 对光合速率的影响,科研人员用一定最适宜浓度的eATP 溶液处理豌豆叶片,结果如图所示。
该实验自变量为 ,推测eATP 调节
植物光合速率的机制: 。
5.(2024·江苏南通·二模)科研人员为探究Mg2+对水稻光合作用的影响,开展了一系列实验。请回答:
4
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)Mg2+参与光合作用过程中 (物质)的合成,该物质直接参与的反应阶段可为暗反应 中(物质变
化)提供能量物质 。
(2)为研究Mg2+对光合作用的影响,科研人员分别模拟环境中Mg2+正常供给( + Mg2+)、缺乏(-Mg2+)条件,
测定水稻光合作用相关指标,如图1、2 所示。
①图1 结果表明,叶肉细胞叶绿体中的Mg2+浓度和固定CO2能力都存在“ ”的节律性波动,且Mg2+
可以显著 白天固定CO2的过程。
②进一步测定上述过程中酶R(催化C5与CO2的反应)的变化如图2,结果表明Mg2+很可能通过 ,从
而促进CO2的固定。
(3)为探究叶绿体中Mg2+节律性波动的原因,科研人员又对多种突变体水稻进行实验。
①已有研究证明,叶绿体膜上的MT3 蛋白可以运输Mg2+。通过检测野生型、突变体MT3(MT3 基因缺
失)的叶绿体中Mg2+含量变化,如图3,结果表明,MT3 蛋白主要负责节律性运输Mg2+至叶绿体内,但
并不是唯一的Mg2+转运蛋白,其依据是 。
②在另一株突变体OS(OS 基因缺失)中,白天叶绿体中Mg2+含量显著升高。据此,对MT3 蛋白、OS 蛋
白的作用关系,科研人员提出如下假设:
假设1:OS 蛋白抑制MT3 蛋白,并调节其节律性运输Mg2+至叶绿体内。
假设2:MT3 蛋白节律性运输Mg2+至叶绿体内,而OS 蛋白运出Mg2+。
5
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
通过检测野生型和多个突变体的Mg2+含量,如下表。
序
号
水稻植株
叶绿体中Mg2+相对含量
1
野生型
2.5
2
突变体MT3
1.5
3
突变体OS
3.5
4
双突变体OM
①
(【注】:双突变体OM 指OS 基因和MT3 基因均缺失,且实验中不考虑Mg2+的损耗)
若表中①为 (填字母),则说明假设一是正确的。
A.1.5 B.2.5 C.3 D.3.5
(4)已有研究表明,光合作用产生的蔗糖会影响OS 蛋白的相对含量,且对光合作用进行负反馈调节。结合
本实验研究,完善下列白天水稻叶绿体中Mg2+调节光合作用及其节律性变化的模型[方框中填写物质名
称,( )中选填“+”表示促进、“-”表示抑制]。
6.(2024·江苏盐城·模拟预测)部分厌氧菌缺乏处理氧自由基的酶,可进行不产氧光合作用,避免氧气产
生的氧自由基对自身的伤害。下图1 和图2 是两种厌氧菌的光反应过程示意图,据图回答下列问题:
(1)图中的光合片层功能上相当于高等植物的 膜,菌绿素与 共同组成复合体,吸收、传递与转
化光能,高等植物中与菌绿素功能类似的物质是 。
(2)图1 中,ATP 合酶以 方式运输H+,并利用H+浓度差为能量合成ATP,H+浓度差形成的原因包括
6
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
提供能量进行H+的跨膜运输,也包括 。
(3)研究发现,绿硫细菌缺乏处理氧自由基的酶。从图1 光反应过程看,与高等植物的光反应过程是主要的
区别是 ,这种区别对绿硫细菌的意义是 。
(4)分析图1 和图2,绿硫细菌相比紫色非硫细菌在光反应上的优势是 。
(5)绿硫细菌暗反应过程也不同于高等植物,为特殊的逆向TCA 循环,如图3 所示(图中省略了ADP、Pi
等部分物质)。据图分析下列说法正确的有 。
①绿硫细菌的光反应通过提供ATP 和NADPH,为逆向TCA 循环提供能量;
②逆向TCA 循环除了可以合成糖类外,还可以为绿硫细菌各种合成代谢提供原料;
③若向绿硫细菌培养基中添加
14C 标记的α-酮戊二酸,最先出现放射性的物质是琥珀酸(除α-酮戊二酸自
身外);
④在不干扰循环正常进行的情况下,绿硫细菌合成一分子己糖,至少需要消耗6 分子CO2.
7.(2024·山东·二模)某研究所为研究水稻叶肉细胞中miR5810(一种小分子RNA)和MRLP6 蛋白之间
的关系,分别探究了两者对水稻光合色素含量和净光合速率的影响,结果如图一所示。同时,研究人员利
用双荧光素酶技术探究了转录因子NFYB7 与miR5810 基因表达的关系。该项研究揭示了一种调节光合作
用的分子机制,为水稻高光合育种提供了新思路。
7
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)水稻中的光合色素分布在 ,可用 提取。矿质元素是指除C、H、O 以外,植物根系从土壤中吸收
的元素,合成叶绿素分子所需要的矿质元素是 。
(2)miR5810 会 (填“促进”或“抑制”)MRLP6 蛋白合成, (填“升高”或“降低”)光合色素
的含量,进而调节光合作用速率。
(3)双荧光素酶技术可通过测定荧光强度的比值(LUC/REN),实现对目标基因表达水平的定量分析。LUC
和REN 是两种催化不同底物的荧光素酶,通过分别添加不同的荧光素测其荧光强度,计算荧光强度之比。
相比较NFYB7 基因表达载体(如图二)与双荧光素酶基因表达载体(如图三)共转化细胞,只转化双荧
光素酶基因表达载体的细胞中,荧光强度LUC/REN 比值降低,原因是 。
(4)综上所述,NFYB7—miR5810—MRLP6 调节水稻光合作用速率的可能分子机制是 。
8.(2024·安徽安庆·模拟预测)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,对植株造成胁迫及伤害。回答下列问题:
8
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)丙酮酸代谢产酒精过程需要乙醇脱氢酶催化,乙醇脱氢酶分布在 (细胞中具体位置),水
淹条件下乙醇脱氢酶活性 (填“越高”或“越低”)越耐受渍害。
(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
果如下表。
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
0.95
1
气孔导度
0.99
0.94
1
胞间CO2浓度
-0.99
-0.98
-0.99
1
叶绿素含量
0.86
0.90
0.90
-0.93
1
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。
接近于1 时,相关越密切;
越接
近0 时,相关越不密切;-表示负相关。
据表分析,与光合速率相关最低的生理指标是 ,已知渍害条件胞间CO2浓度上升,则叶绿素
含量呈 趋势。综合分析表内各生理指标的相关性,光合速率下降主要由 (填“气孔
限制因素”或“非气孔限制因素”)导致,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)减少,叶绿素合成减少。
9.(2024·江苏·模拟预测)下图1 表示绿色植物光合作用光反应过程中质子(
)和电子(
)的传递
情况,实线代表
传递,虚线代表
传递,PQ 既可传递
,又可传递
。请回答下列问题。
(1)绿色植物的光系统Ⅱ和光系统Ⅰ位于叶肉细胞的 上。图中
经光系统Ⅱ→PQ→细胞色素
b6f→PC→光系统Ⅰ等最终传递给 ;ATP 合成酶的作用是 。
9
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(2)当植物处于
缺乏状态时将启动循环电子转运,该状态下叶绿体中 (填“能”或“不
能”)合成ATP。
(3)为研究亚高温高光(HH)对番茄光合作用的影响,研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5 天后测
定相关指标如下表。
组别
温度
(℃)
光照强度(
)
净光合速率(
)
气孔导度(
)
胞间
浓
度
(ppm)
Rubisco 活
性(
)
(CK)
25
500
12.1
114.2
308
189
(HH)
35
1000
1.8
31.2
448
61
①从表中数据可知,(HH)条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的,理由是 。
②(HH)条件下Rubisco 酶活性的下降导致 ,进而抑制光反应。
(4)植物通常会有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。已有研究表明,在亚高温高光下,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,请完成下表。
实验步骤的
目的
简要操作过程
实验材料的
准备
选取① 的番茄植株18 株,均分为甲、乙、丙三组
②
甲组的处理如(3)中的CK 组
实验组处理
乙组的处理为③ ;丙组用适量的SM(SM 可抑制D1 蛋白的合成)处理番茄植株并在
亚高温高光(HH)下培养
结果测定和
处理
定期测定各组植株的净光合速率(Pn),绘制曲线如图
实验结果分
析
分析推测番茄植株缓解亚高温高光对光合作用抑制的机制:④ 。
10.(2024·北京房山·一模)有些植物在强光下产生电子过多导致活性氧积累,细胞内活性氧积累会加快
10
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
细胞凋亡引发萎黄病。为研究植物对强光的适应性,科研人员以拟南芥为材料进行研究。
(1)光合作用的光反应发生在 上,膜上蛋白与 形成的复合体可吸收、传递、转化光能。强光下,
该反应中的电子积累导致活性氧增加。
(2)用不同浓度的MV(一种可产生活性氧的物质)对野生型和C37缺失突变体叶片进行处理,检测叶绿素
含量,结果如图1。
MV 模拟 环境,实验结果显示,C37突变体的叶绿素含量 野生型。
(3)研究表明光系统Ⅰ和Ⅱ是完成光反应必需的,如图2。
①在光照条件下,光系统Ⅱ(PSⅡ)吸收光能产生高势能电子,PSⅡ中部分叶绿素a 失去电子转化为强氧
化剂从 中夺取电子引起O2释放。
②光系统Ⅰ(PSⅠ)吸收光能产生的高势能电子部分用于合成 ;PSⅡ产生的电子和PSⅠ产生的部分电
子经过Cb6/f 复合体传递进入PSⅠ,该过程释放的能量用于 的合成,同时维持电子传递相对平衡。
③C37蛋白能够在强光下影响Cb6/f 复合体的活性,作用机理如图2 所示。
11
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
注:
线性电子传递
环式电子传递 箭头粗细代表电子传递强弱
电子
从稳态与平衡的角度解释C37突变体在强光下易引发萎黄病的原因 。
(4)综合上述研究,从进化与适应的角度分析C37基因碱基序列相对保守的意义 。
11.(2024·浙江宁波·二模)近年来我国探索并推广玉米-大豆带状复合种植技术,通过大豆、玉米高矮
作物空间错位搭配(如图所示),最大限度发挥土地潜力,助农增产增收。
项目
品系甲
品系乙
正常光
弱光
正常
光
弱光
净光合速率(μmolCO2/m2•s)
11.39
10.18
11.64
6.25
叶绿素含量(mg/g)
1.78
2.01
1.41
2.32
气孔导度(molH2O/ m2•s)
0.05
0.11
0.12
0.04
胞间CO2浓度(μmolCO2/m2•s)
111.8
216.2
274.2
207.2
回答下列问题:
(1)玉米-大豆带状复合种植技术能增产增收的原因:①大豆根系中的根瘤菌具有良好固氮能力,氮素可用
于合成 (写出2 种)等物质,参与光合作用过程。②充分利用边行优势(大田种植时,边行作物的生
长发育比中间行作物表现好),这种优势出现的原因是 。
(2)玉米-大豆带状复合种植时若间距过小,大豆容易因玉米遮阴出现茎秆过度伸长的现象,这虽有利于长
12
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
高,吸收更多光能,但由于需要消耗更多光合产物用于长高,使得光合产物向种子转移量 (填“减
少”、“增多”、“不变”),导致大豆收成有所降低。表格为甲、乙两个品系的大豆植株分别置于正常
光和弱光下处理后相关光合作用参数。
①叶肉细胞中的叶绿素分布在 ,作用是 ,主要吸收可见光中的 。分析表格数据,在弱光下品
系甲、乙的大豆植株叶绿素含量均升高,其生理意义是 。
②依据上表数据可知,品系 的大豆植株耐阴能力更强,判断依据是 。
(3)综上分析,玉米-大豆带状复合种植技术产生的生态效益有 。
12.(2024·上海虹口·二模)探究植物应对盐胁迫的机制
盐胁迫是我国农业生产面临的重大问题之一。盐分滞留在土壤表层及种植层,会对农作物造成盐胁迫,从
而影响其产量。在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞的部分调节机制如图1 所示。其中,①~⑩表示过程;I~IX
表示物质分子。
(1)据图1 推断,在盐胁迫环境下,番茄叶肉细胞排钠所需的能量来源有______。(多选)
A.IX 氧化分解供能
B.光合作用产生的IV
C.ATP 磷酸基团转移
D.光合作用产生的VI
(2)盐胁迫会破坏生物膜的结构,据此推测,图1 中直接受盐胁迫影响的过程有 。(用图3 中的数字
编号填空)
13
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(3)盐胁迫处理1 周后,研究人员检测番茄叶肉细胞的相关指标,结果如表所示。据表及图1 推测,盐胁迫
使番茄产量降低的原因可能是______。(多选)
Mg2+
(mg·g-1)
胞间CO2浓度
(μmol·mol-1)
气孔导度
(mol·m-2·s-1)
PGK
(U·g-1)
cyt
(nmol·g-1·h-1)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
CK
4.7 a
356.0 a
0.43 a
70.1 a
166.3 a
8.3 a
S
2.8 b
335.4 a
0.12 b
36.2 b
53.7 b
3.5 b
注:CK 与S 分别表示对照组和盐胁迫组;小写字母不同表示盐胁迫组与对照组相比差异显著;小写字母
相同表示盐胁迫组与对照组相比差异不显著;PGK 为图3 过程⑩的关键酶;cyt 为线粒体内膜上的电子传
递蛋白。
A.气孔导度下降会使过程⑨生成的化合物减少
B.PGK 含量降低使过程⑩糖类的合成速率下降
C.cyt 含量降低从而导致过程⑨、⑩的速率降低
D.Mg2+浓度降低从而导致过程⑦、⑧的产物减少
(4)据图1 推测,番茄叶肉细胞应对盐胁迫的“策略”可能是______。(多选)
A.SOS1 磷酸化激活
B.SOS2 和SOS3 分离
C.NHX 蛋白活性增强
D.HKT 基因表达量增加
研究人员探究了盐胁迫下,乙烯和茉莉酸对番茄胚根生长的影响,实验结果如图2 所示。
14
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(5)据图2 分析,概述实验结果是 。
(6)研究人员进一步针对盐胁迫影响番茄胚根生长的机制提出以下2 种假设:
假设1:盐胁迫分别调控乙烯和茉莉酸的合成影响胚根生长
假设2:盐胁迫通过乙烯调控茉莉酸的合成影响胚根生长
针对上述假设,请设计实验方案并预测结果。
13.(2024·江苏南通·二模)莱因衣藻可进行光合作用将太阳能转化为氢能,其光合电子传递和产氢过程
如下图1 所示,PSI、PSII、Cytb6f 表示结构。请回答下列问题:
(1)菜因衣藻光合作用产生氢气的场所是 。在光合作用的光反应阶段,类囊体薄膜上的 吸收光能,
并将光能转化为 中活跃的化学能参与到暗反应阶段。
(2)氢酶对氧气极其敏感,当氧分压达到2%时即可迅速失活。在光合作用过程中衣藻通常产氢量较低,原
因是 。
(3)在早晚弱光环境及夜晚条件下,无氧呼吸方式对于莱因衣藻的生存很重要,无氧呼吸过程中丙酮酸能够
进一步代谢产生甲酸、乙酸等各种弱酸(HA),导致了类囊体腔的酸化。研究人员根据多项研究提出了
“离子陷阱”模型(如图2)。
15
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
①在光照较弱的时候,莱茵衣藻进行无氧呼吸产生HA 的场所是 ,HA 可进入类囊体腔,并解离出氢
离子,由于 ,导致腔内氢离子不断积累,出现酸化。
②下列可作为证据支持无氧呼吸产生弱酸导致类囊体腔酸化的有 。
A.类囊体腔内的酸化程度与无氧呼吸产生弱酸的总积累量呈正相关
B.外源添加甲酸、乙酸等弱酸后衣藻均出现类囊体腔酸化的现象
C.无氧呼吸过程中不产生弱酸的突变体在强光条件下未发现类囊体腔酸化
(4)研究人员用TAP 培养液和TAP-S 培养液(缺硫)并优化培养条件,研究莱因衣藻的光合产氢量,结果
如图3 所示。光照72h,产氢量更多的是 培养液培养的莱因衣藻。推测硫可能 (填“促进”或
“抑制”)了PSII 或Cytb6f 的功能,使类囊体腔中的H+浓度 。
14.(2024·山东枣庄·二模)小麦、水稻等大多数植物,在暗反应阶段,CO2被C5固定以后形成C3,进而
被还原成(CH2O),这类植物称为C3植物且玉米、甘蔗等原产在热带的植物,CO2中的碳首先转移到草
酰乙酸(C4)中,然后转移到C3中,这类植物称为C4植物,其固定CO2的途径如图1 所示。芦荟、仙人掌
等植物白天气孔关闭,夜间气孔开放,这类植物在进化中形成了特殊的固碳途径,如图2 所示,这类植物
称为CAM 植物。(注:PEP 羧化酶比RUBP 羧化酶对CO2的亲合力更强)
16
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)C4植物的光反应发生在 细胞。在炎热于旱夏季的中午,C4植物比C3植物的优越性表现为 。
(2)CAM 植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于 过程,夜晚其叶肉细胞能产生ATP 的场所是 。
(3)蝴蝶兰因花色艳丽、花姿优美、开花期长,一直以来深受爱花者的青睐。有人想在室内大量培养蝴蝶兰,
又担心植物多,在夜晚会释放大量的CO2不利于健康。请你根据图1、图2 的固碳途径,利用CO2传感器,
设计实验探究蝴蝶兰是否是CAM 植物。
实验思路: 。
实验结果和结论 。
15.(2024·广东江门·一模)水稻是我国第一大粮食作物,极端高温天气可使水稻产量显著下降。科研人
员研究发现水稻的高温抗性与其基因组中的序列T 相关,品系C (抗高温非洲稻)和W (农艺性状优良
但不抗高温的亚洲稻)的相关序列分别记为TC和TW。
(1)为验证品系C 与品系W 高温抗性的差异是否与序列T 的差异相关,科研人员通过图a 方法选育出品系N
并进行实验(结果如图b 示)。选育的品系N 除序列T 来源于品系C(TC纯合)外,其他遗传背景要尽可
能与品系W 相同。
①已知A、a 和B、b 是两对独立遗传的等位基因,两对基因均不位于序列T 所在的染色体上。若品系C 的
基因型为AABB,品系W 的基因型为aabb,选育品系N 过程中F2代a 的基因频率为 ,F3中aabb
17
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
基因型频率为 。随着回交代数的增加,回交后代的遗传背景逐渐向品系W 偏移。
②图a 中Fn经过筛选后还需 (填“自交”、“与品系C 杂交”、“与品系W 杂交”),从所得的子
代中选出符合要求的品系N。
③图b 中对照品系应选用品系
(2)进一步研究发现,序列T 中有两个调控高温抗性的基因TI 和T2,分别表达T1 蛋白和T2 蛋白。为探究
两种蛋白调控水稻高温抗性的机制,研究人员将T1 和T2 蛋白分别用红色、绿色荧光标记,观察常温和高
温环境下W 品系和C 品系叶肉细胞中的荧光分布情况和叶绿体形态变化,结果见图。
①高温条件下品系W 叶肉细胞叶绿体功能异常,据图a 推测原因是 在叶绿体内积累,对叶绿体
造成破坏。
②由图b 可知,品系C 与品系W 中的T1 蛋白在功能上存在差异,据图推测品系C 耐热性更强的分子机制
是:在高温环境下,品系C 叶肉细胞 ,从而在高温中保护了叶绿体。
(3)选育的品系N 具有品系W 优良特性的同时,已具有一定的高温抗性。为进一步增强其耐热性能,请根
据上述对T1、T2 蛋白的研究结论,在分子水平上提出一项改进思路
16.(2024·河北·模拟预测)如图1 表示银杏叶肉细胞内部分代谢过程,甲~丁表示物质,①~⑤表示过程。
某科研小组研究了不同温度条件下CO2浓度对银杏净光合速率的影响,得到如图2 所示曲线,已知除自变
量外,其他条件相同且适宜。请回答下列问题:
18
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图1 中的乙是 。①~⑤过程中,发生在生物膜上的有 。
(2)据图2 可知,与20℃相比,15℃时,增加CO2浓度对提高净光合速率的效果不显著,分析其原因可能是
。
(3)据图2 可知,当CO2浓度低于400μmol⋅mol-1时,15℃条件下的银杏净光合速率高于28℃下的,其原因
可能是 。
(4)科研小组测定了银杏叶片在28℃时,不同氧气浓度下的净光合速率(以CO2的吸收速率为指标),部分
数据如表所示。
氧气浓度
2%
20%
CO2的吸收速率(mg·cm-2·h-1)
23
9
为了探究氧气浓度对光合作用是否产生影响,在表中数据的基础上,可在 条件下测定相应氧气浓度
下银杏叶片的呼吸速率。假设在温度为28℃的情况下,氧气浓度为2%时,银杏叶片呼吸速率为
Xmg⋅cm-2⋅h-1,氧气浓度为20%时,银杏叶片呼吸速率为Ymg⋅cm-2⋅h-1,如果23+X=9+Y,说明
;如果23+X>9+Y,说明 。
17.(2024·辽宁·二模)科研人员对烟草叶片的光合作用进行了研究,发现光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ
(PSⅡ)是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能够吸收、利用光能进行电子传递。下图为烟草叶肉细胞类囊
体膜上PSⅠ和PSⅡ发生的反应示意图。据图分析,回答下列问题:
19
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图中能为暗反应提供能量的物质为 。
(2)维持类囊体腔与叶绿体基质中H+浓度差的原因是 (答出3 点)。
(3)叶肉细胞光合作用产生的O2进入相邻细胞参与细胞呼吸至少穿过 层磷脂双分子层。
(4)烟草易富集镉(Cd)等重金属,进而对其产量造成不良影响。褪黑素(MT)是一种生物活性小分子。
多项研究证实,褪黑素可以作为一种生长调节剂参与植物种子萌发、生长等多项生命活动的调控,适宜浓
度的褪黑素可以清除过量自由基,有效改善植物氧化损伤,保护植物免受如病原菌侵染和重金属污染等多
种生物和非生物胁迫。科研人员采用水培的方法,研究喷施褪黑素对Cd 胁迫下烟草幼苗生长和生理特性
的影响,研究结果如下图(CK 组为空白对照组)。
20
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
柱上标有不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。
外源褪黑素对Cd 胁迫下烟苗光合特性的影响图
①褪黑素能 植物细胞衰老,据图1 分析,褪黑素的作用为 。
②气孔张开的程度(气孔导度)是影响植物光合作用、蒸腾作用、 的主要因素,据图分析,
Cd 胁迫限制烟草光合作用的主要因素 (“是”或“不是”)气孔因素。
18.(2024·北京石景山·一模)水稻是重要的粮食作物,我国稻作区大多会遭遇不同程度的冷害。研究者
利用水稻相关突变体开展研究。
(1)将突变体水稻ospus1 置于低温下种植,出现叶绿体发育缺陷、叶片白化现象。白化苗中位于 上的光
合色素缺少,直接影响了光合作用的 反应。
(2)研究者发现,活性氧(ROS)的积累是引起突变体ospus1 低温白化表型的原因,在突变体中导入ROS
清除酶的基因。实验结果为 时,支持上述结论。
(3)研究者欲寻找突变体ospus1 的抑制因子,进一步研究水稻耐冷的机理。请选取合适选项,以呈现科学家
获得抑制因子的研究思路 。
a.建立针对突变体ospus1 的诱变库
b.建立针对野生型的诱变库
c.筛选低温下表型为绿色的幼苗
d.筛选低温下表型为白色的幼苗
e.筛选正常温度下表型为绿色的幼苗
f.获取抑制因子对应的基因并进行克隆
(4)后续实验发现该抑制因子编码一种定位在线粒体的SOP10 蛋白,此蛋白可以影响线粒体内膜的电子传递
链复合物Ⅰ的合成。
①有氧呼吸第三阶段中,NADH 经电子传递链复合物释放电子和H+,最终与 结合生成水并合成ATP。
与此同时,该过程也是细胞内ROS 的主要来源。
②nad 基因编码的蛋白质是复合物Ⅰ的重要组分。为进一步研究SOP10 的作用机理,研究者在低温条件下
21
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
开展进一步实验,结果见图1、2。结果表明 。
③请综合以上研究,解释ospus1 sop10 突变体耐冷的机制 。
19.(2024·山东聊城·一模)当光照过强、超过棉花叶片需要吸收的光能时,会导致光合速率下降,这种
现象称为光抑制。有关光抑制的机制,一般认为:在强光下,一方面因NADP+不足使电子传递给O2形成
O2
-1;另一方面会导致还原态电子积累,形成
3chl,
3chl 与O2反应生成
1O2。O2
-1和
1O2都非常活泼,如不及
时清除,会攻击叶绿素和PSII 反应中心的D1蛋白,从而损伤光合结构。类胡萝卜素可快速淬灭
3chl,也可
以直接清除
1O2。下图1 是棉花的叶肉细胞中进行光合作用的示意图,①、②、③为相关过程,PSI 和PSII
都是由蛋白质和光合色素组成的光系统复合物;图2、图3 分别表示正常棉花和突变棉花绿叶中色素纸层
析结果示意图(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示不同色素带);图4 是正常棉花的色素总吸收光谱、光合作用的作用光
谱(指不同波长光照下植物的光合作用效率)和色素带Ⅱ的吸收光谱。回答下列问题:
22
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图1 中,类囊体膜上传递的电子的最初供体是 。过程②和③中消耗能量的过程是 ,物质A 的功能
是 。
(2)图2、3 中,色素带Ⅱ代表的色素名称是 。通过测量不同波长光照下的O2释放量绘制的曲线是图4 所
示的 光谱。总吸收光谱与色素带Ⅱ的吸收光谱曲线不吻合的原因是 。
(3)强光导致光抑制时,突变棉花植株比正常棉花植株光合速率下降更快的原因是 。
(4)已知Deg 蛋白酶可降解受损的D1蛋白,提高其更新速度。强光下,若抑制Deg 蛋白酶的活性,则光合
速率会受到抑制,其原因可能是 ,进而影响电子的传递,使光合速率下降。
20.(2024·湖南长沙·一模)科研工作者以作物甲为材料,探索通过改善细胞代谢途径达到提高光合作用
效率,从而实现提高作物产量的目的。图1 是作物甲叶肉细胞中部分碳代谢过程的模式图,图中的R 酶是
一种双功能酶(羧化酶—加氧酶):CO2浓度高时,R 酶催化CO2的固定;在高光强、高O2浓度、低CO2
浓度时,R 酶催化C5和O2发生反应,完成有机物的加氧氧化。后者在酶的催化作用下转换为乙醇酸后通
过膜上的载体(T)离开叶绿体,再经过代谢途径I 最终将2 分子乙醇酸转换成1 分子甘油酸并释放1 分子
CO2,又称光呼吸。研究发现:强光下ATP 和NADPH 的积累会产生超氧阴离子自由基,该自由基会对叶
绿体造成伤害,光呼吸会消耗多余的ATP 和NADPH。回答下列问题:
23
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图1 中左侧环形代谢途径表示的是光合作用中的 反应,此过程也称作 。此过程中第一个光合还
原产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质中合成蔗糖,蔗糖可以进入筛管,再通过 运输到甲植株各处。
(2)依据题干及图示中的信息,解释作物甲在光照强烈、干旱的环境中,光呼吸的积极意义是 。
(3)为了减少作物甲叶绿体内碳的丢失,研究人员利用转基因技术将编码某种藻类C 酶(乙醇酸脱氢酶)的
基因和某种植物的M 酶(苹果酸合成酶)基因转入作物甲,与原有的代谢途径Ⅲ相连,人为地在叶绿体中
建立一个新的乙醇酸代谢途径(图2 中的途径Ⅱ,不影响细胞呼吸)。转基因操作后,途径Ⅲ能够提高光
合作用效率,从而提高作物产量的原因是 。
21.(2024·浙江·模拟预测)下图中,图1 是非洲茉莉叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸的物质变化示意简
图,其中①~⑤为生理过程,a~h 为物质名称。图2 为将非洲茉莉放置在密闭透明的容器中,给予恒定且适
宜的光照,在不同的温度条件下测定容器中CO2浓度的变化(该植物光合作用的最适温度为25℃,细胞呼
吸的最适温度为30℃)。图3 改变非洲茉莉光照时,a 表示该植物在夜晚单位时间内CO2的释放量,b、
c、d 表示在不同光照条件下单位时间内该植物O2产生的总量。图4 表示进行图3 实验过程其叶肉细胞部分
结构气体进出示意图。请分析并回答下列问题。
24
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图1 在生物膜上进行的生理过程有 (填图中序号)。图中①—⑤的代谢过程在光照环境中,能够
直接为茉莉细胞物质转运、蛋白质的合成提供ATP 的过程包括 (填图中数字标号)。若用
18O 标记土
壤中的水,那么植物产生的哪些物质中含有
18O。(填三种物质)
(2)图2 中B、C 点时限制光合速率的主要环境因素分别是 。与B 点相比,C 点时植物的光合速率
(填“变大”、“不变”或“变小”);处理12h 后,该植物的干重 (填 “减少”、“增加”或
“不变”),判断理是 。
(3)图4 中只有c、d 箭头发生时对应图3 中的 (选填a、b、c 或d)的光照强度。图4 在图3 中d 强度
光照时,存在 (选填a、b、c、d、e、f)气体进出过程。
(4)科研工作者发现一种突变型非洲茉莉,在适宜光照下,与正常非洲茉莉相比,其光合速率明显上升。某
生物兴趣小组推测,突变型非洲茉莉光合速率的上升是与其光反应速率上升有关。请利用正常非洲茉莉和
突变型非洲茉莉的类囊体悬浮液、光源等实验材料,设计简单实验验证上述推测。请简要写出实验思路:
。
22.(2024·山西太原·一模)为研究光调控下CO2浓度对藻类的影响,科研人员以三角褐指藻(单细胞真
核藻类)为实验材料进行模拟实验,结果如图所示(注:LC、MC、HC 为不同的CO2浓度;Rubisco 为固
25
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
定CO2的酶)。请据图分析作答:
(1)该实验的自变量有 。
(2)据图可知,CO2浓度对三角褐指藻的影响是 。
(3)在LC 和MC 两种条件下,三角褐指藻的净光合速率在低光照强度与高光照强度时相比并无显著差异,
分析原因可能是 。
(4)科研人员推测,高光照强度下三角褐指藻的Rubisco 活性高于低光照强度的原因可能是ATP 促进了
Rubisco 的活化。请设计实验验证这一推测,简要写出实验思路和预期实验结果 。
23.(2024 高三下·全国·专题练习)在水稻的群体中出现了一个转绿型新叶黄化自然突变体(ygr)。测定
突变体相关生理特征并与水稻的野生型(WT)比较,结果如图1(Car、Chlb、Chla 分别表示类胡萝卜素、
叶绿素b、叶绿素a)和图2。回答下列问题:
(1)图1 结果显示突变体性状表现为 。
(2)分析图2 可知,当光照强度≤ μmol·m-2·s-1时,限制两者净光合速率的因素均为光照强度,大于
该光照强度时,与WT 相比,限制突变体净光合速率的因素主要是 。
(3)为研究温度是否影响该突变体的性状表现,研究人员将野生型和突变体种子分别种植在恒温20、25、
30、35℃的培养箱中,调节培养箱中的湿度,生长2 周(秧苗期)后对第1 片叶进行光合色素含量的测定,
26
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
结果如图3
受温度调控的叶色性状的表达可分为“高温表达型”、“低温表达型”和“温钝型”3 种。结合图3 分析
该突变体是上述哪种类型? ,理由是 。
(4)研究人员发现在杂交育种中可利用该突变体的性状进行选种,既能在苗期就选择出所需性状的植株又能
保证种子产量不下降。请说明该选种过程利用了突变体的哪些特性? 。
24.(2024·广东韶关·二模)研究人员发现大豆细胞中GmPLP1(一种光受体蛋白)的表达量在强光下显
著下降。据此,他们作出GmPLP1 参与强光胁迫响应的假设。为验证该假设,他们选用WT(野生型)、
GmPLP1-ox(GmPLP1 过表达)和GmPLP1-i(GmPLP1 低表达)转基因大豆幼苗为材料进行相关实验,结
果如图1 所示。请回答下列问题
(1)强光胁迫时,过剩的光能会对光反应关键蛋白复合体(PSII)造成损伤,并产生活性氧(影响PSII 的修
复),进而影响 和ATP 的供应,导致暗反应 (填生理过程)减弱,生成的有机物减少,致使
植物减产。
(2)图1 中,光照强度大于1500umol/m2/s 时,随着光照强度的增加,三组实验大豆幼苗的净光合速率均增
加缓慢,分析其原因可能是 (试从暗反应角度答出2 点)。该实验结果表明GmPLP1 参与强光胁迫
响应,判断依据是 。
(3)研究小组在进一步的研究中发现,强光会诱导蛋白GmVTC2b 的表达。为探究GmVTC2b 是否参与大豆
27
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
对强光胁迫的响应,他们测量了弱光和强光下WT(野生型)和GmVTC2b-ox(GmVTC2b 过表达)转基
因大豆幼苗中抗坏血酸(可清除活性氧)的含量,结果如图2 所示。
依据结果可推出在强光胁迫下GmVTC2b 增强了大豆幼苗对强光胁迫的耐受性(生物对强光胁迫的忍耐程
度),其原理是 。
(4)经进一步的研究,研究人员发现GmPLP1 通过抑制GmVTC2b 的功能,减弱大豆幼苗对强光胁迫的耐受
性。若在第(3)小题实验的基础上增设一个实验组进行验证,该实验组的选材为 的转基因大豆幼
苗(提示:可通过转基因技术得到相应基因过表达和低表达的植物)。根据以上信息,试提出一个可提高
大豆对强光胁迫的耐受性,从而达到增产目的的思路 (答出1 点即可)。
25.(23-24 高三下·重庆璧山·阶段练习)照光时,叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合C5。O2和CO2与
RuBP 羧化酶/加氧酶的亲和力与各自的相对浓度有关,相对浓度高则与酶的亲和力高。O2与C5结合后经一
系列的反应,最终释放CO2的过程称为光呼吸,如图所示。科研人员获得了水稻叶绿体中酶X 缺陷型的突
变植株,给予不同CO2浓度后检测植株的生长情况与部分代谢产物的含量,结果如表所示。回答下列问题:
条件
0.5%CO2
0.03%CO2
0.03%CO2
0.03%CO2
28
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
指标
平均株高/cm
平均株高/cm
乙醇酸含量/(μg·g-1叶重)
乙醛酸含量/(μg·g-1叶重)
突变植株
42.45
24.47
825.54
1.26
野生植株
43.26
42.21
1.54
1.78
(1)叶肉细胞中进行光呼吸的结构包括 ,产生乙醇酸的具体场所是 。甘油酸转化为C3会消
耗ATP 产生ADP 和Pi,产生的ADP 和Pi 在叶绿体中被再利用的途径是 。
(2)结合实验结果分析,在光呼吸的过程中酶X 的功能是 。在较低的大气CO2浓度(0.03%)条件
下,突变植株的长势不如野生植株的,机制可能是 。
(3)研究人员通过转基因技术使水稻叶绿体表达酶Y,酶Y 能催化乙醇酸生成CO2,并抑制叶绿体膜上乙醇
酸转运蛋白基因的表达。该途径提高了水稻的净光合速率,原因是________。
A.改变了乙醇酸的利用途径
B.减少了叶绿体中碳的损失
C.加速了C3生成C5
D.提高了RuBP 羧化酶/加氧酶的活性
E.抑制了光呼吸
26.(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要,图1 为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”。科研人员对新疆阿克苏糖心苹果进行探究实验,结果如图
2、图3 所示,图2 中部位百分比指该部位的相对光照强度,图3 中搭棚不影响CO2的供给。回答下列问题:
图1
29
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)在探索光合作用的原理过程中,希尔通过在 中(有H2O,没有CO2)加入铁盐或其他氧化剂,发现
水光解产生了氧气。后来鲁宾和卡门用 的方法研究了氧气来源于H2O 之后,阿尔农发现叶绿体可
,且这一过程总是伴随水的光解。
(2)图1 光合作用时,CO2与C5结合产生三碳酸,C3接受 释放的能量,继而 成三碳糖
(C3),为维持光合作用持续进行,部分新合成的C3必须用于再生出 ;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)据图2 分析,对果树上部、中部、下部进行采摘的最佳时间分别是 ,上部糖心果率高于其他
部位,原因是 。
(4)图3 中10 月13 日之后,果树非搭棚处理比搭棚处理的糖心果率高,原因是 。
27.(2024·江苏南京·一模)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。图1 是马铃
薯光合作用产物的形成及运输示意图,图2 是蔗糖进入筛分子-伴胞复合体的一种模型。请回答下列问题:
30
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
(1)图1 所示的代谢过程中,需要光反应产物参与的过程是 (填标号)。为马铃薯叶片提供
C18O2,块茎中会出现
18O 的淀粉,请写出
18O 转移的路径:C18O2→ →淀粉。
(2)研究发现,叶绿体中淀粉的大量积累会导致 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。
(3)图2 中甲具有 酶活性。乙(SUT1)是一种蔗糖转运蛋白,在成功导入蔗糖转运蛋白反义基
因的马铃薯植株中SUTl 的表达水平降低,叶片中可溶性糖和淀粉总量 ,最终导致块茎产量
。
(4)科研人员以Q9、NB1、G2三个品种的马铃薯为材料,研究不同光周期处理对马铃薯块茎产量的影响,在
24h 昼夜周期中对马铃薯幼苗分别进行16h(长日照)、12h(中日照)、8h(短日照)三种光照时间处理,
保持其他条件相同且适宜,培养一段时间后,发现长日照组叶绿素含量最高,但只有中日照和短日照组有
块茎生成,结果如图3。
①分析上述信息可知,光影响马铃薯幼苗的生理过程可能有 ,
31
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
②图3 实验结果表明,平均单株产量受到光周期影响程度相对较低的品种是 ;单位时间内光周
期影响平均单株块茎产量增量最高的实验组是 。
③进一步研究表明,在16h 光照下,G2无匍匐茎生成,Q9和NB1仅有部分植株产生匍匐茎。下列关于16h
光照下没有生成马铃薯块茎的原因可能有 。
A 长日照导致暗反应时间不足,光合速率低
B.马铃薯匍匐茎是块茎形成的必要条件
C.长日照导致马铃薯叶片叶绿素含量下降
D.长日照不利于有机物向块茎运输
28.(2024 高三下·福建龙岩·专题练习)绿硫细菌是一种自养厌氧型细菌,能利用光能进行光合作用。其
细胞内进行的光反应和暗反应过程如下图1 和图2 所示,据图回答下列问题:
(1)据图1 推测,光合片层中菌绿素复合体是由菌绿素与 共同组成的,与高等植物细胞中叶绿素等色素
功能相似,具有 光能的作用。
(2)研究发现,绿硫细菌缺乏处理氧自由基的酶。从图1 光反应过程看,与高等植物的光反应过程是主要的
区别是 ,这种区别对绿硫细菌的意义是 。
(3)图1 中,ATP 合酶以 方式运输H+。光合片层内腔中H+高形成原因包括内腔中H2S 分解产生H+和
。
(4)图2 的绿硫细菌暗反应过程(图中省略了ADP、Pi 等部分物质)是一种特殊的逆向TCA 循环(有氧呼
吸的第二阶段)过程。
32
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
①图中CO2固定 (填“需要”或“不需要”)消耗能量。
②在不干扰循环正常进行的情况下,绿硫细菌合成一分子己糖,至少需要消 分子ATP 和 分子
CO2。
29.(2024·贵州贵阳·模拟预测)光照条件下,叶肉细胞中的O2与CO2竞争性结合Rubisco 的同一活性位
点在Rubiseo 的催化下与C5发生结合反应(如图所示)。CO2与C5结合生成PGA(3-磷酸甘油酸)即C3进
入卡尔文循环;O2与C5结合经一系列反应释放CO2,该过程称为光呼吸。研究发现强光时会造成叶肉细胞
中积累ATP 和NADPH,这些物质积累会产生自由基损伤叶绿体。
回答下列问题:
(1)Rubisco 发挥作用的具体场所是 ,C3进入卡尔文循环最终形成的光合作用产物中
可以进入筛管通过韧皮部运输到植株各处。
(2)如果在较强光下,光呼吸加强,一方面部分C5与O2结合使 ,从而减少了光合产物的
形成和积累;另一方面通过消耗 ,而造成了能量的损耗。所以一般来说高浓度O2
环境在一定程度上会造成农作物减产。
(3)强光照射后短时间内,植物暗反应达到一定速率后不再增加,可能原因有 (答
33
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
出1 种原因即可),但氧气的产生速率继续增加,分析该现象的可能原因是
。这时植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可能导致植物光合作用速率下降,从该角度
分析光呼吸存在的意义是 。
30.(2024·江苏泰州·一模)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,光照能促进气孔打开,下图1
是短时光照和长时光照诱导拟南芥气孔打开的相关机制。请回答下列问题。
(1)与叶肉细胞相比,保卫细胞固定CO2特有的场所是 ,TCA 发生的场所是 ,保卫细胞呼吸作用
产生的NADH 除用于ETC 外,还可在图中 (过程)被利用。
(2)短时光照促进气孔打开,其原因有:
①蓝光作用于质膜上的受体后激活AHA,AHA 消耗ATP 将H+泵出膜外,使膜电位的绝对值 ,AKT
打开,细胞吸收K+。
②叶肉细胞和保卫细胞叶绿体向保卫细胞细胞质输送已糖,已糖经图中 (过程)生成PEP,PEP 经一
系列酶促反应生成Mal。K+、Mal 等进入液泡,使其渗透压 ,细胞吸水,促进气孔张开。
(3)长时光照导致CO2浓度下降影响pH,使PEPC(PEPC 催化PEP 和CO2生成OAA)活性 最终促进
气孔开放。保卫细胞叶绿体合成淀粉需要ATP,产生ATP 的场所有 、细胞质基质、线粒体。保卫细
胞叶绿体白天贮存淀粉,一方面可为其夜间生命活动提供 ,另一方面在夜间过后,短时光照时 。
(4)为了研究保卫细胞叶绿体中的淀粉合成与叶肉细胞有机物输送的关系。研究人员用DCMU(光系统Ⅱ抑
制剂)处理拟南芥野生型WT 和STP 突变体stp,测定保卫细胞的淀粉粒面积,其大小变化如图2,
WT+DCMU 组在光照2 小时内保卫细胞中淀粉含量快速降低,其主要原因是 。
34
关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
35