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专题04 光合作用和细胞呼吸
一、单选题
1、(2024·天津滨海新·三模)一般的金鱼细胞呼吸与其他鱼类没有多大区别,可处于北极的一种金鱼能在
极度缺氧的环境下生存很长一段时间,原因是金鱼肌细胞在长期进化过程中形成了一种新的“无氧代谢”
机制——“分解葡萄糖产生乙醇(-80℃不结冰)”的奇异代谢过程,金鱼代谢部分过程如图所示。下列叙
述正确的是( )
A.过程③只有在极度缺氧环境中才会发生
B.若给肌细胞提供
18O 标记的O2,在CO2中也会检测到
18O
C.过程①②③⑤均能生成ATP,其中过程②生成的ATP 更多
D.向该金鱼培养液中加入酸性重铬酸钾溶液后可能会出现由蓝变绿再变黄的现象
2、(2024·河北承德·三模)无氧阈是指在运动负荷递增过程中,人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧
代谢共同供能的转折点(即血液中乳酸量急剧上升)。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增
加时血液中乳酸量的变化,下列叙述错误的是( )
A.骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存在乳酸中
B.通过节奏跑训练,跑步者能够降低无氧阈所对应的运动强度
C.LT2 代表无氧阈,运动强度继续增大,无氧和有氧呼吸共同供能
1
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D.运动强度低于50%时,人体消耗的O2量等于产生的CO2量
3、(2024·河北秦皇岛·三模)“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”,患者肺部显影常呈现大片白色。
“白肺”患者的血氧饱和度降低,临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等,吸氧可缓解相关症状。下列叙述正
确的是( )
A.“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值小于1
B.“白肺”患者细胞中的葡萄糖进入线粒体内被分解的能力减弱
C.“白肺”患者细胞厌氧呼吸产生的乳酸可运至肝脏再生成葡萄糖
D.“白肺”患者细胞厌氧呼吸中葡萄糖的能量大部分以热能形式散失
4、(2024·河北沧州·三模)水淹胁迫能抑制植物的有氧呼吸,某植物经糖醇解过程分解葡萄糖产生丙酮酸。
丙酮酸进一步转化成乙醇和乳酸响应水淹胁迫。下列叙述正确的是( )
A.糖酵解发生在线粒体基质中,该过程有ATP 产生
B.糖酵解过程产生的大量[H]可与O2结合生成H2O
C.糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D.长时间水淹会导致该植物吸收无机盐的能力下降
5、(2024 届河北省部分高中三模)紫硫细菌是能够通过光合作用产生能量的厌氧变形菌,主要分布在水
中光线能透射到的缺氧区,以硫化氢等无机物为主要供氢体,通过捕光复合体和光反应中心来完成光能的
吸收和转化,进行不放氧的光合作用。下列相关叙述错误的是( )
A.紫硫细菌可利用自身核糖体合成生命活动所需的蛋白质
B.紫硫细菌与绿色植物光合作用的场所和产物均有所不同
C.吸收光能的捕光复合体和光反应中心可能位于紫硫细菌的质膜上
D.紫硫细菌通过无丝分裂进行增殖,该过程存在蛋白质核酸复合物
6、(2024 届河北省部分高中三模)近年来,细胞衰老的研究日益受到人们的关注。DNA 损伤导致线粒体
功能障碍,是造成细胞衰老的原因之一。研究人员研究了细胞衰老与糖酵解相关指标(如乳酸、NAD+含
量)的关系。如图为DNA 损伤引发的细胞衰老机制,图中TCA 循环表示三羧酸循环,发生于线粒体基质
中,PARP 为DNA 修复酶,SIRT1 为沉寂信息调节因子,能延缓细胞衰老。下列相关叙述错误的是( )
2
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A.丙酮酸转化为乳酸过程无NADH 的产生,TCA 循环过程中需要水的参与
B.SIRT1 是促进电子转移及ATP 和NAD+合成、维持线粒体功能的重要物质
C.在衰老的细胞中ATP 主要由厌氧的糖酵解过程产生,从而导致乳酸产生量增加
D.与年轻细胞相比,DNA 损伤导致的衰老细胞中NAD+/NADH 比值增大,ATP 含量减少
7、(2024 届辽宁省高三·三模)葡萄糖是细胞进行生命活动不可或缺的关键能量来源之一,因此它也被誉
为“生命的燃料”。下列关于人体内葡萄糖的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖不能被水解,常作为生命活动的直接能源物质
B.氧气充足时,葡萄糖会进入线粒体中被彻底氧化分解
C.用斐林试剂鉴定某样液出现砖红色沉淀,说明该样液中含有葡萄糖
D.输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能,也可以维持渗透压平衡
8、(2024·辽宁抚顺·三模)有氧呼吸第三阶段的电子传递链如图所示。电子在传递的过程中,H+通过复合
物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输,建立膜H 势能差,驱动ATP 合酶顺H+浓度梯度运输,同时产生大量的
ATP。UCP 是一种特殊的H+通道。下列相关叙述错误的是( )
A.复合物Ⅳ可分布在骨骼肌细胞线粒体的内膜上
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B.在嵴结构周围的线粒体基质中,H+的浓度较高
C.ATP 合酶与H+结合,将其转运的同时催化ATP 合成
D.若UCP 运输的H+增多,则细胞合成的ATP 可能会减少
9、(2024·吉林·三模)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素, 层析
后滤纸条的结果如图(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是( )
A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低, 类胡萝卜素含量增加
B.层析液一般可以用石油醚,原理是溶解度高的色素扩散速度慢
C.色素I 比色素Ⅳ吸收的可见光的波长长
D.画滤液线时, 滤液在点样线上只能画一次
10、(2024·吉林·三模)2021 年Science 发表了中国科学家人工合成淀粉的论文, 在实验条件下, 科学家
们设计了化学聚糖主反应。对比植物光合作用,此反应大大提高了淀粉合成效率。下列叙述正确的是(
)
A.光合作用中类似于CO2→C1中间体→C3中间体的过程,有酶和ATP 即可进行
B.人工合成淀粉过程中需多种酶参与,可以通过改造酶基因来提高催化的效率
C.植物光合作用与人工合成淀粉的途径中, 都是利用还原剂作用于二氧化碳
D.若两者固定CO2量相等,植物光合作用与人工合成淀粉的途径积累的淀粉量相等
11、(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)我国科研团队创制了由能量模块、生物催化模块和辅因子三部分组成
4
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的人工光合细胞。典型的光合作用过程始于能量模块的光捕获,为能量丰富的辅因子提供电子,这些辅因
子为生物催化模块提供能力。下列叙述错误的是( )
A.能量模块可实现光能到化学能的转化
B.生物催化模块中包含催化色素吸收光能、CO2固定及C3还原的多种酶
C.富含能量的辅因子可为生物催化模块供能,典型的辅因子有NADPH 等
D.与正常细胞相比,人工光合细胞因没有呼吸消耗而能积累更多的有机物
12、(2024·黑龙江大庆·三模)酶的磷酸化是指磷酸基团结合在酶分子上的过程,下图表示动物体内有关
糖类物质的部分代谢过程,部分酶的活性受到磷酸化的影响。下列叙述错误的是( )
A.细胞呼吸可以间接为酶1 的磷酸化提供磷酸基团
B.胰高血糖素作用于肝细胞,使磷酸化酶激酶的活性增强
C.肝细胞和肌肉细胞中均有酶1、酶2、酶3 分布
D.酶的磷酸化会改变酶的空间结构和活性,进而影响细胞代谢
13、(2024·黑龙江双鸭山·三模)适量的有氧运动可使人体细胞中线粒体数量增多,嵴多而致密,有利于
身体健康。但高强度的运动会使线粒体体积增大、嵴断裂等导致线粒体损伤。下列相关叙述正确的是(
)
A.嵴多而致密会使细胞对氧气的消耗速率增大
B.不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率全都相同
C.线粒体体积增大使其与细胞质的物质交换效率提高
D.线粒体损伤导致细胞无氧呼吸产生的二氧化碳增多
14、(2024·浙江·三模)在无氧条件下,酿酒酵母可将木糖转化为乙醇,大致过程如下图。科学家利用蛋
白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是( )
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A.NADPH 提供氢给木糖后转化为NAD+
B.木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C.木糖转化为乙醇的场所在细胞溶胶和线粒体基质
D.利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
15、(2024·安徽·三模)作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对细胞的毒害,某小组用不
同体积分数的酒精溶液处理洋葱鳞片叶外表皮,处理1 个、2 个、3 个单位时间后,制成临时装片研究细胞
质壁分离的情况,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实验的自变量是酒精浓度
B.细胞能发生质壁分离的条件就是外界溶液浓度大于细胞液浓度
C.同一处理单位时间下,随酒精浓度增大,质壁分离细胞所占百分比逐渐下降
D.实验结果可说明洋葱鳞片叶外表皮不同细胞对酒精毒害的耐受力是不同的
16、(2024·安徽·三模)在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),
在光照条件下发生了水的光解、产生氧气的现象称为“希尔反应”。下列叙述错误的是( )
A.希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化
B.希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP+的作用相似
C.希尔反应说明植物产生的氧气中的氧元素全部都来自水
D.希尔反应说明水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应
17、(2024·安徽·三模)由我国农科院自主研发的首座无人化垂直植物工厂,以LED 节能灯为光源,多层
立体栽培,采用浅液流种植床进行水培生产,其生产效率和单位土地产值显著提高。下列叙述错误的是(
)
A.若将红蓝光灯更换为绿光灯,植物吸收光能的效率下降,不利于增产
B.通过增大昼夜温差来提高光合作用与呼吸作用的速率,从而实现蔬菜的增产
C.浅液流种植时,需要定时向营养液中通入空气以利于根细胞的有氧呼吸
D.多层立体栽培提高了空间利用率和单位面积产量,节约了耕地资源
18、(2024·安徽·三模)生物兴趣小组在检测花生种子呼吸作用的实验中发现,在不同O2浓度条件下,装
置中花生种子吸收O2和释放CO2的物质的量关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
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A.检测装置无须置于黑暗环境中来避免光合作用的干扰
B.装置中的花生种子在O2浓度为N 时不再进行无氧呼吸
C.实验结果表明花生种子细胞中有脂肪等参与细胞呼吸
D.O2浓度为M 且干燥的条件可以延长花生种子储存时间
19、(2024·安徽马鞍山·三模)呼吸熵(RQ)是指生物体在同一时间内,有机物(底物)氧化分解时释放
的二氧化碳量和吸收氧气量的比值。下列说法错误的是( )
A.人体呼吸作用底物不同时,底物氢元素比例越低RQ 值越小
B.人体以葡萄糖为呼吸作用底物时,RQ 值不会发生改变
C.氧气充足时,酵母菌RQ 值不同说明其呼吸作用底物不同
D.底物相同时,酵母菌RQ 值不同说明其呼吸作用方式不同
20、(2024·福建宁德·三模)线粒体呼吸链复合物位于线粒体内膜上,鱼藤酮是线粒体呼吸链复合物的特
异性抑制剂。科研人员用适宜浓度鱼藤酮处理结肠癌细胞,部分实验数据如下图。
下列相关叙述正确的是( )
A.对照组用等量的蒸馏水处理结肠癌细胞
B.实验组用鱼藤酮处理结肠癌细胞促进细胞合成ATP
C.线粒体呼吸链复合物异常与结肠癌细胞迁移能力增强有一定的关联
D.结肠癌细胞线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所
21、(2024·福建福州·三模)乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,
其催化的代谢途径如图1 所示。为探究Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影响,研究人员设计
丙组为实验组,甲、乙均为对照组,其中甲组是正常生长的幼苗,部分实验结果如图2 所示。下列说法正
7
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确的是( )
A.丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗进行淹水处理
B.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH 的能量合成ATP
C.辣椒幼苗在淹水条件下,其根细胞的无氧呼吸产物仅有乳酸
D.Ca2+影响ADH、LDH 的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
22、(2024·福建漳州·三模)米根霉能同时进行无氧呼吸中的两条代谢通路,产生乳酸和酒精。在无氧条
件下,米根霉通过呼吸作用的CO2释放速率随时间变化趋势如图所示,下列说法正确的是( )
A.无氧呼吸产生的乳酸和酒精跨膜运输时都需要消耗ATP
B.米根霉与酵母菌的本质区别是前者没有核膜
C.O~a 阶段米根霉细胞不进行细胞呼吸
D.人体不能进行酒精发酵是因为缺乏相关酶
23、(2024 山东省齐鲁名校第三次联合检测)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。下列说法错
误的是( )
A.与外膜相比,酵母菌线粒体内膜的脂质与蛋白质的比值低
B.酵母菌有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸都发生在细胞质基质中
C.酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中的大部分能量存留在酒精中
D.将酵母菌转移至无氧条件下培养,其细胞内线粒体的数量不变
24、(2024·湖北·三模)研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查,
结果如下图所示,SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是( )
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A.E 点时密闭大棚中CO2浓度最高,O2浓度最低
B.C 点过后光照降低,短时间内叶绿体中C3含量升高
C.B 点和D 点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率
D.一昼夜后,黄瓜植株有机物的增加量可表示为Sm-SM-SN
25、(2024·湖北·三模)我国科学家“让关节炎小鼠衰老的软骨细胞进行‘光合作用’并重回青春”的研
究已经取得阶段性成果。他们提取菠菜的类囊体,制成纳米级类囊体单元(NTUs),再用小鼠软骨细胞
膜(CM)进行封装,制备出CM-NTUs,注射到患骨关节炎小鼠的膝关节腔中。对该部位进行光照后,发
现衰老的软骨细胞代谢得到改善,活力得到恢复。下列分析错误的是( )
A.软骨细胞缺乏ATP 和还原剂,可能是其患骨关节炎的病因
B.CM-NTUs 进入衰老软骨细胞的方式体现了生物膜的流动性
C.对CM-NTUs 进行光照后,可以相继发生光反应和暗反应
D.用CM 对NTUs 进行封装,能够避免NTUs 被免疫系统清除
26、(2024·湖北襄阳·三模)香草兰是一种被广泛应用于中医药领域的植物,具有清热解毒、祛风散寒等
功效。某科研小组在适宜温度条件下,对密闭透明玻璃容器中的香草兰幼苗进行了如下实验,实验前各玻
璃容器内CO2的含量均为8.0g,实验0.5 h 后测定各容器内CO2的含量,结果如下表(表中“lx”表示光照
强度,“nm”表示波长)。下列叙述错误的是( )
组别
①
②
③
④
⑤
⑥
光照条件
黑暗
1 000 lx
白光
2 000 lx
白光
2 000 lx
白光+450 nm
补充光2 000 lx
白光+580 nm
补充光2 000lx
白光+680 nm 补充光
0.5 h 后CO2的含量/g
10.0
8.0
7.2
6.8
7.4
6.4
注:实验中以CO2含量的变化来衡量光合速率和细胞呼吸速率,且整个过程中光质对呼吸作用没有影响。
A.若实验③中突然停止光照,则C3的合成速率升高
B.实验④中香草兰幼苗的总光合速率为6.4g /h
C.利用实验②~⑥可探究光照强度及补充光的种类(不同波长)对香草兰光合作用的影响
D.提供的光照条件为2000 lx 白光+680 nm 补充光时,香草兰幼苗的光合作用最强
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27、(2024·湖南衡阳·三模)我国是一个传统的农业大国。农业生产是中国传统文化生产和发展的社会基
础。下表是劳动人民在生产、生活中常采取的一些措施。下列说法正确的是( )
选
项
生产、生活活动
目的
A
分区轮作
充分利用光能,促进光合作用
B
低温储存蔬菜、水果
减少自由水,抑制细胞呼吸
C
喷洒适宜浓度的2,4-D 溶液
减少因连续阴雨天造成的油菜产量下降
D
合理密植
可提高光能的利用率,增加产量
A.A
B.B
C.C
D.D
28、(2024·湖南永州·三模)将某植物引种到新环境后,其光合速率较原环境发生了一定的变化。将在新
环境中产生的该植物种子培育的幼苗再移回原环境,发现其光合速率变化趋势与其原环境植株一致。在新
环境中该植物的光合速率等生理指标日变化趋势如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.新环境中该植株光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的
B.图中光合作用形成ATP 最快的时刻是10:00 时左右
C.10:00~12:00 时光合速率明显减弱,其原因可能是酶的活性减弱
D.气孔导度增大,能够提高蒸腾速率,有助于植物体内水和有机物的运输
29、(2024·湖南衡阳市祁东县·三模)胰高血糖素具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,使血糖明显升
高。胰高血糖素通过信号传递系统,激活肝细胞的磷酸化酶,加速糖原分解,过程如图所示。下列相关叙
述错误的是( )
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A.人体内的糖原主要分布在肝脏和肌肉中
B.胰高血糖素可以在细胞之间传递信息
C.饱腹时,肝细胞内有活性的磷酸化酶减少
D.胰高血糖素能有效降低磷酸化酶的活化能
30、(2024·广东茂名·三模)许多农业谚语涉及生物学原理在农业生产实践中的应用。下列相关解释不合
理的是( )
A.“秋分种高山,寒露种平川”:温度对冬小麦的生长有影响
B.“农家两大宝,猪粪、红花草(豆科植物)”:红花草具有固氮肥田的作用
C.“春天粪堆密,秋后粮铺地”:粪肥中的矿质元素流向植物,促进粮食增产
D.“稀豆稠麦,收成不坏;稀麦稠豆,没啥收头”:合理密植可提高净光合产量
31、(2024·广东·三模)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响,
实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.O2在线粒体基质与[H]结合生成水并释放大量能量
B.据图分析,在3℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C.O2浓度为20%~30%范围内,温度对CO2的生成量无影响
D.低温储存苹果时,因低温破坏呼吸酶的空间结构,从而减少了有机物消耗
32、2024·重庆·三模)他莫昔芬(Tam)是一种治疗乳腺癌的药物,长期使用Tam 的患者的癌细胞系R 相
比初次使用Tam 的患者的癌细胞系C,死亡率明显下降,氧气消耗速率降低,葡萄糖摄取速率显著提高,
有关细胞系R 的推断不合理的是( )
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A.线粒体数量减少
B.乳酸产生量降低
C.可能对Tam 产生了耐药性
D.加快葡萄糖摄取以获取足够的物质和能量
33、(2024·重庆九龙坡·三模)某校生物兴趣小组研究酵母菌的细胞呼吸过程,绘制出酵母菌在密闭容器
内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程的坐标图。下列分析错误的是( )
A.在6~8h 时段可用酸性重铬酸钾溶液来检测无氧呼吸是否产生了CO2
B.在9h 时酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖释放了部分能量
C.在7h 时有氧呼吸产生的ATP 的数量大于无氧呼吸产生的
D.在0~6h 时段容器内气体的体积基本不变,培养液的pH 变小
34、(2024·重庆渝中·三模)植物体内有多种功能不同的物质均可以称为色素,下列与植物体内色素有关
的描述正确的是( )
A.光敏色素主要接受环境中红光和蓝紫光的刺激
B.玫瑰花瓣中的红色色素主要储存在细胞质基质中
C.叶绿体中的类胡萝卜素不能吸收环境中紫外光
D.可用无水乙醇对绿叶中的光合色素进行分离
35、(2024·广西玉林·三模)在探究通气方式对餐厨垃圾分解转化的影响时,研究人员将添加了高效微生
物菌剂的餐厨垃圾均分为两组,分别采用两种通气方式进行堆肥形成腐殖质,实验数据见下表。下列叙述
错误的是( )
通气方式
达到50℃所需时间(h)
最高温度(℃)
高温持续时间(天)
间歇通气
42
68.6
7
连续通气
38
65.1
5
A.餐厨垃圾中的有机物能为微生物提供碳源、氮源
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B.实验过程中应控制好餐厨垃圾的种类、微生物菌剂的种类等无关变量
C.间歇通气组在停气期间会影响好氧菌的生长繁殖
D.微生物对有机物分解的产热速率,连续通气组<间歇通气组
36、(2024·广西玉林·三模)细胞色素c 氧化酶(CcO)参与有氧呼吸中氧气生成水的过程。研究发现,仅
破坏CcO 的单个蛋白质亚基,可导致线粒体功能发生变化,能量代谢异常,引发线粒体激活应激信号到细
胞核,细胞核中促进肿瘤发展基因的表达量均上升,进而细胞表现出癌细胞的所有特征。以下说法错误的
是( )
A.CcO 在线粒体内膜上发挥作用,破坏CcO 后可能引起细胞表面糖蛋白减少
B.癌细胞代谢旺盛,其生命活动所需的能量可能主要来源于无氧呼吸
C.“核中促进癌变发展基因表达量上升”所说的基因主要是指原癌基因和抑癌基因
D.CcO 功能的研究表明,细胞能量代谢异常是细胞癌变的诱发因素之一
37、(2024·广西柳州·三模)铁皮石斛是我国的名贵中药,土壤盐碱含量是影响其生长的主要因素。科研
人员为扩大铁皮石斛的种植范围及推动我国盐碱地的开发利用,进行了铁皮石斛在不同浓度的盐胁迫下的
生长实验,部分检测结果如图1、图2 所示。下列相关分析错误的是( )
A.可用无水乙醇提取叶绿素等光合色素
B.S4 组固定CO2,过程中消耗的NADPH 和ATP 较CK 组少
C.根据实验结果可推测,S1 组较S3 组单位时间内可制造更多有机物
D.若要铁皮石斛在高浓度盐碱地种植获得经济效益,需考虑用水性价比
38、(2024·贵州毕节·三模)生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。下列有关生命现象及其原理
的叙述,错误的是( )
A.渔业上中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量
B.三倍体无子西瓜的培育运用了染色体数目变异的原理
C.体力劳动后手掌上磨出水泡的主要原因是血浆中的水渗出到组织液
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D.选用透气消毒的纱布包扎伤口可使伤口部位的细胞进行有氧呼吸
39、(2024·贵州·三模)某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的
NaHCO3和溴麝香草酚蓝加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将
等量的浅绿色溶液分别加入到7 支试管中,其中6 支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密
闭所有试管,各试管的实验处理和结果见下表。随着CO2浓度的增高,溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
不考虑其他生物因素对实验结果的影响。下列叙述错误的是( )
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
20
50min 后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿
色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm 的地方
A.50min 后2 号试管中X 代表的溶液颜色为黄色
B.5 号试管中水草光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等
C.若1 号试管的溶液是蓝色,则说明2 至7 号试管的实验结果是不可靠的
D.本实验中,2 至7 号试管的实验结果是由呼吸作用引起的
40、(2024·甘肃张掖·三模)甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理,研究人员将甜瓜幼苗
进行水淹处理,一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a 和酶b 的活性,结果如图1;图2 为甜瓜幼苗细
胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是( )
A.酶a 和酶b 存在于甜瓜幼苗细胞的不同部位
B.水淹前后,甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精和CO2
C.Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生,可为生命活动提供ATP
D.水淹时间越长,酶a 和酶b 的活性越高,根细胞无氧呼吸强度更高
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二、多选题
1、(2024·河北邯郸·三模)“旱锄田,涝浇园”这句俗语描述了农民们在农作物生长过程中,根据自然环
境的变化采取相应的农作措施。很多有经验的农民知道天气越干旱越要加紧锄田(已知土壤表面干燥内部
湿润时,水分会沿着土壤毛细管上升,使得土壤表面保持湿润);在夏季高温季节,特别是在中午或下午
高温时段突然降雨后,很多农民及时用温度较低、含氧量较高的井水进行灌溉。下列有关说法正确的是(
)
A.锄田可以去除杂草,减少杂草对水分的吸收
B.锄田可以疏松土壤,减少土壤中水分的流失
C.雨后用井水浇灌会导致根部的细胞无氧呼吸增强
D.“旱锄田,涝浇园”均有利于植物对无机盐的吸收
2、(2024 届河北省部分高中三模)草莓浆果芳香多汁,营养丰富,素有“早春第一果”的美称。秋冬季
节光照不足是限制草莓生长的关键因素,研究人员探究了在不同补光位置进行补光对草莓生长的影响,实
验处理和实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是( )
处理
叶绿素
荧光特
性值
气孔导度(
)
净光合速率(
)
叶面积
(cm2)
根系干
重(g)
顶端
补光
0.78
528.33
15.01
13.63
4.81
水平
补光
0.89
576.33
16.51
18.05
4.22
不补
光
0.65
486.56
7.78
20.53
3.24
测定时问是在草莓盛果期典型阴天早上9:00—10:00。
A.开始补光后草莓叶肉细胞中NADPH 和C3的含量均增加
B.水平补光组草莓净光合速率的提高与暗反应速率加快有关
C.顶端补光组可能通过调控叶面积来减少呼吸消耗,从而抑制草莓植株的徒长
D.补光使草莓叶片中叶绿素含量增加,进而提高了光反应的最大光能转化效率
3、(辽宁省部分学校2024 年高三临考押题考试(三模))为了研究海水稻的耐盐碱性,科研人员将甲、
乙两品种海水稻种植在同一块盐碱地上,测定不同光照强度下甲、乙两组水稻的净光合速率,结果如表。
据表分析,下列叙述正确的是( )
光照强度/lx
0
200
400
600
800
1600
3200
6400
净光合速率(相对
甲品种
-3
0
2
6
10
12
12
12
15
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值)
乙品种
-1
0
-5
0
6
12
18
20
20
A.光照强度为200lx 时,甲品种总光合速率相对值为3,乙品种总光合速率相对值为5
B.由表可知,与甲品种相比,乙品种适合种植在光照强度大的地区
C.光照强度为600 lx 时,甲品种水稻的总光合速率大于乙品种水稻的总光合速率
D.由该表一定不能得出两品种光合作用的最适温度
4、(2024·辽宁沈阳·三模)骨关节炎往往是由于软骨细胞缺乏ATP 和NADPH 导致合成代谢不足引起的。
我国科研人员林贤丰团队以菠菜为原料,获得NTU(纳米类囊体单元),再用软骨细胞膜“封装”后导入
软骨细胞(如图),实现利用光合作用改善动物细胞代谢的跨界医疗新模式。据图判断,下列叙述正确的
是( )
A.提取菠菜类囊体用来制备CM-NTU,是因为其上存在光合色素和酶
B.利用软骨细胞膜“封装”NTU,可减少吞噬细胞对它的吞噬
C.将CM-NTU 通过膜融合导入软骨细胞,依据的原理是生物膜具选择透过性
D.软骨细胞导入NTU 后,给予适宜光照,该细胞的合成代谢会增强
5、(2024·吉林·三模)科研人员进行温室效应对油松和榆树生长影响的探究实验,结果如图所示, 以下
分析不正确的是( )
A.油松和榆树固定CO2的过程需要ATP 和NADPH 的参与
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B.仅升高温度条件下油松和榆树的生长均受到抑制
C.由图可知CO2浓度变化对油松的影响小于温度变化
D.C2T2条件对油松和榆树的影响分别为无影响、促进生长
6、(2024·江苏南通·三模)锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温度和小麦含水量对锈赤扁谷盗
呼吸速率的影响,结果见下表。实验前小麦经过高温烘干和杀虫处理,并通过添加蒸馏水调节小麦含水量,
每组加入相同数量的锈赤扁谷盗,相关叙述正确的是( )
温度℃
呼吸速率
CO2μL-1·L-1·min-1·
头
-1
小麦含水量/%
25
℃
30
℃
35
℃
12
0.14
0.21
0.29
13
0.15
0.23
0.34
14
0.16
0.27
0.52
A.为了维持正常的体温,环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快
B.一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测
C.低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用
D.粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水有利于控制锈赤扁谷盗的数量
7、(2024·江西九江·三模)下图是在一定范围内不同CO2浓度下测定的某农作物光饱和点(达到最大光合
作用强度时的最低光照强度)的变化曲线,下列叙述错误的是( )
A.限制a 点的因素有CO2浓度、光照强度、温度等
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B.b 点后增加二氧化碳浓度,光合作用强度不变
C.a 点时,光合色素吸收的光能全部用于合成ATP
D.适当提高CO2浓度有利于提高农作物的光能利用率
8、(2024·山东潍坊·三模)乳酸脱氢酶(LDH)能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化,其催化方向取决于
细胞中NADH/NAD+的值。在人体肌细胞中产生的乳酸可以通过血液进入肝脏等组织内,重新转变成丙酮
酸,转化为葡萄糖后,再次进入组织细胞中参与氧化分解。下列叙述错误的是( )
A.丙酮酸在肌细胞细胞质基质中经LDH 催化产生乳酸
B.细胞中乳酸积累过多,可能会影响乳酸脱氢酶的活性
C.LDH 催化丙酮酸转化为乳酸,可以释放能量合成ATP
D.与骨骼肌细胞相比,肝脏细胞中NADH/NAD+的值相对较低
三、非选择题
1、(2024·天津北辰·三模)为研究吸毒草清除甲醛污染的作用机制,科学家测定了在密闭环境下吸毒草植
株正常的呼吸作用和光合作用的相关数据,结果如图1;而后将经特殊处理的甲醛通入密闭环境,研究吸
毒草处理甲醛的途径。外源甲醛可以作为碳源参与吸毒草的光合作用,具体过程如图2(HCHO 为甲醛,
RU5P 和HU6P 是中间产物)。回答下列问题:
(1)黑暗组吸毒草的叶肉细胞内能产生ATP 的场所是 。弱光照组植株的光合速率 (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NADPH 的作用是 ,为追踪循环②中甲醛的碳同化路径,可采用的特殊处理方法是 。
(3)甲醛在被吸毒草利用的同时,也会对其生长产生一定的影响,为此科学家设计了甲醛胁迫下吸毒草生长
情况的实验。甲醛脱氢酶(FALDH)是②过程中的关键酶,图3 表示不同甲醛浓度下,该酶的活性相对值,
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。
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根据实验结果推测甲醛胁迫下,吸毒草可通过 (填“提高”或“降低”)气孔的开放程度,减少甲醛
的吸收;同时 (填“提高”或“降低”)FALDH 酶的活性,增强对甲醛的代谢能力来缓解甲醛胁迫。
2、(2024·天津滨海新·三模)植物的生长与氮素的吸收、同化、转移等过程密切相关。科研人员对烟草叶
片光合作用中的氮素利用进行了相关研究。
(1)参与光合作用的很多分子都含有氮,氮与 离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的
分解和 物质的合成;RUBP 羧化酶将CO2固定为 ,再进一步被还原为糖类。
(2)科研工作者对烤烟品种K326 施加不同的供氮量处理,实验结果如下:
组
别
氮浓度
(mmol/
L)
比叶
氮
(g/m2)
叶绿素含
量
(mg/dm2)
叶绿体CO2
浓度
(μmol/mol)
净光合速率
(μmol/m2/s)
低
氮
0.2
0.5
1.6
75
9
中
氮
2
0.95
2.8
125
15
高
氮
20
1.1
3.0
80
14.9
注:比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量
①从表中数据可知,氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是 。
②研究人员推测出现该现象的原因可能是:施氮提高了 的合成,进而影响光合速率;但在高氮
情况下, 成为影响光合速率持续升高的限制因素。
(3)植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素含量及分配进行了
检测,结果如下:
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注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从 向 转化,且羧化氮素所占比例降
低,影响RuBP 羧化酶活性,进而影响了光合作用的 阶段。
3、(2024·河北承德·三模)为了研究高温胁迫对水稻拔节期相对叶绿素含量(SPAD)和净光合速率的影
响,研究人员以镇稻6 号水稻为材料进行实验,温度具体设定如下:10 点为36℃、11 点为38℃、12 点为
39℃、13 点为40℃、14 点为38℃、15 点为35℃,实验结果如图1 和图2。回答下列问题:
(1)水稻细胞的叶绿素分布在叶绿体的 上,主要吸收 光。提取叶绿素过程中,在研磨时加
入了无水乙醇和二氧化硅,其他操作规范,则与正常提取相比,该过程提取的叶绿素量会 (填
“增多”“减少”或“不变”)。
(2)据图1 可知,CK 组水稻的SPAD 在10:00~15:00 时与温度的总体关系是 。高温胁迫
d 处理,12:00~13:00 相对叶绿素含量下降最多。
(3)结合图1 和图2,各处理组10:00~13:00 时,水稻净光合速率与相对叶绿素含量的变化趋势大致相同,
说明高温胁迫下净光合速率下降的原因之一是 。除了上述原因外,还可能是 。
(4)PSI 和PSⅡ是吸收、传递、转化光能的光系统,图3 为高温胁迫诱导水稻PSⅡ发生光抑制的局部作用机
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理图。ROS 代表活性氧,D1 蛋白是组成PSⅡ的重要蛋白之一。高温胁迫下,PSⅡ捕光复合体很容易从膜
上脱落,影响光反应中的 反应,电子传递受阻,光合作用强度下降。分析图3,高温胁迫导致PSⅡ
失活的途径有 (答出两点)。
4、(2024·河北邯郸·三模)豆角是豆科豇豆属一年生攀援双子叶植物,是一种营养价值较高的蔬菜。现在
有许多农民在玉米地里套种豆角,在玉米生长到快抽雄的时候,可以在距离玉米根部10 厘米的地方进行豆
角的种植,每棵玉米旁边种植一穴豆角。这种方式不仅会促进玉米的生长,还能够节约架子的搭建成本,
使豆角可以顺着玉米的杆子爬行,当玉米成熟时,翠绿的豆角也已攀爬而上。请回答下列问题:
(1)套种时,玉米与豆角的种间关系有 。
(2)与豆角光合作用有关的含氮物质有 (至少写出三个),单独种植豆角时,在生长前期需要适量施
加氮肥,而在其后一段时间对氮肥的需求量相对减少,可能的原因是 。
(3)套种豆角的玉米需要在玉米棒半成熟的时候适量摘除下面的叶子,以促进其下部豆角的生长,分析其原
理是 。
(4)套种的玉米田中主要依靠人工除草,尽量避免使用生长素类除草剂的原因是 。
(5)很多人通过生产实践得出玉米和豆角套种不仅提高单位土地面积经济效益,还会增加玉米的产量。请你
设计实验证明玉米和豆角套种会增加玉米的产量,写出实验设计思路即可 。
5、(2024·河北秦皇岛·三模)高等植物体内的光合产物会以蔗糖的形式从叶肉细胞移动到邻近的小叶脉,
进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体的其他部位。如图为蔗糖进
入SE-CC 的途径之一。
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(1)植物光合作用的产物有一部分是 ,还有一部分是蔗糖,光合产物通常以后者的形式运输。
相较于前者,以蔗糖的形式运输的优点是 。
(2)进入韧皮薄壁细胞的蔗糖可借助膜上单向载体W,顺浓度梯度转运到SE-CC 附近的细胞外空间中(包
括细胞壁),此运输方式属于 。
(3)如图2 所示,SE-CC 的质膜上有“蔗糖-H⁺共运输载体”(SU 载体),蔗糖从细胞外空间通过
方式进入SE-CC 中。使用细胞呼吸抑制剂会 (“降低”或“提高”)蔗糖向SE-CC 中的
运输速率。原因是 。
(4)研究发现叶片中部分SE-CC 与周围韧皮薄壁细胞间也存在胞间连丝,推测除上述途径外,叶肉细胞中
的蔗糖等物质还可直接通过胞间连丝顺利进入SE-CC,支持上述推测的实验结果有____________。
A.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理
14CO2标记的叶片,SE-CC 中检测到大量放射性蔗糖
B.将不能通过质膜的荧光物质注入到叶肉细胞,在SE-CC 中检测到荧光
C.与正常植株相比,SU 载体功能缺陷植株的叶肉细胞积累了更多的蔗糖
D.叶片吸收
14CO2后,放射性蔗糖很快出现于SE-CC 附近的细胞外空间
6、(2024·河北邯郸·三模)豆角是豆科豇豆属一年生攀援双子叶植物,是一种营养价值较高的蔬菜。现在
有许多农民在玉米地里套种豆角,在玉米生长到快抽雄的时候,可以在距离玉米根部10 厘米的地方进行豆
角的种植,每棵玉米旁边种植一穴豆角。这种方式不仅会促进玉米的生长,还能够节约架子的搭建成本,
使豆角可以顺着玉米的杆子爬行,当玉米成熟时,翠绿的豆角也已攀爬而上。请回答下列问题:
(1)套种时,玉米与豆角的种间关系有 。
(2)与豆角光合作用有关的含氮物质有 (至少写出三个),单独种植豆角时,在生长前期需要适量施
加氮肥,而在其后一段时间对氮肥的需求量相对减少,可能的原因是 。
(3)套种豆角的玉米需要在玉米棒半成熟的时候适量摘除下面的叶子,以促进其下部豆角的生长,分析其原
理是 。
(4)套种的玉米田中主要依靠人工除草,尽量避免使用生长素类除草剂的原因是 。
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(5)很多人通过生产实践得出玉米和豆角套种不仅提高单位土地面积经济效益,还会增加玉米的产量。请你
设计实验证明玉米和豆角套种会增加玉米的产量,写出实验设计思路即可 。
7、(2024·河北沧州·三模)遮阴反应指林木在遮阴情况下会出现株高增加、分枝减少,最终产量下降的现
象。拟南芥不耐阴,其可通过下胚轴伸长来竞争阳光。研究表明光敏色素蛋白(pbyA)是遮阴反应的调控
因子之一。回答下列问题:
(1)植物绿叶中的叶绿素通常可用 (填试剂)来提取。phyA 主要吸收红光和远红光,与phyA 相比,
光合色素的主要区别是 (答出两点)。
(2)生长素和油菜素内酯协同参与了植物的遮阴反应。研究人员探究了phyA 突变体拟南芥(缺乏phyA)通
过影响哪种激素信号的传导过程来抑制遮阴反应,相关实验内容如下:
组
别
实验操作
实验现象和结果
实验结论
一
对野生型拟南芥和phyA 突变体
拟南芥施用等量适量的NPA,
在
遮阴条件下培养一段时间后,下
胚轴伸长量分别记为Al和A2
伸长量的大小关系
为:A1① A2,说明
野生型的遮阴反应被NPA 抑
制,而phyA 突变体相对不敏
感
④
二
② ,在遮阴条件下培养
一段时间后,下胚轴伸长量分
别记为B1和B2
伸长量的大小关系为:B1大
于B2,说明③
注:NPA 为生长素转运抑制剂,BRZ 为油菜素内酯合成抑制剂。
(3)为保证作物产量,请根据上述信息,提出一项耐阴、耐密植作物的培育建议: 。
8、(2024 届河北省保定市十校高三下学期三模)科学家测定了不同浓度镉(Cd)胁迫下黄瓜幼苗的净光
合速率(Pn)和气孔导度(Gs),结果如图1 所示,黄瓜幼苗叶片的部分结构及代谢活动如图2 所示。回
答下列问题:
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(1)已知植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关,为研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔
导度降低是否具有同样的激素调节机制,可测定叶片中该激素的含量。该激素应为 。
(2)如图2,在光照充足的条件下,胞间CO2的主要来源为 ;去路是扩散至叶绿体 在CO2固定酶的作
用下与 反应,最后生成(CH2O)。
(3)净光合速率降低可能是由气孔因素引起,但也可能是由非气孔因素引起。研究者可通过测定胞间CO2浓
度(Ci)的数据(图3),与Pn、Gs 的数据比对分析得出结论。根据图1、3 中的数据推测,镉胁迫下的
黄瓜幼苗净光合速率较低最可能与 (填“气孔”或“非气孔”)因素有关。
(4)研究者还展开了关于施不同浓度磷肥(P1~P4)对镉胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响的实验,实验的部
分数据如图4。分析数据可以得出结论: ,且 浓度效果更为显著。
9、(辽宁省部分学校2024 年高三临考押题考试(三模))图1 是某植物细胞呼吸过程的简图,其中①~⑤
为相关生理过程。该植物总光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度的变化情况如图2 所示。在晴朗
的夏季,研究人员将该植物栽培于密闭玻璃罩内并置于室外,用CO2传感器测定密闭玻璃罩内一昼夜CO2
浓度的变化情况,结果如图3 所示。回答下列问题:
(1)图1 中过程③消耗的[H]来自过程 (填序号),利用的O2可能来自 (填细胞器名称)。
(2)图2 中若当地昼夜时长相等,白天的光照强度为m(a<m<b),则该植物 (填“能”或“不能”)
正常生长,原因是 。若该植株因患病部分叶片出现白化现象,白化叶片的叶绿体内部结构会解体,
则患病的该植物在P/R=1 时对应的光照强度 (填“大于a”“等于a”或“小于a”),原因是 。
(3)据图3 分析,该植物24h 内有机物含量 (填“增加”“减少”或“不变”),出现该现象的依据
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是 。
10、(2024·辽宁沈阳·三模)鱼腥草因植株具有鱼腥味而得名,富含蛋白质、维生素、挥发油等多种成分,
具有广泛的食用和药用价值。科研人员为研究不同光照强度对鱼腥草细胞代谢的影响,开展了相关实验,
测得部分实验数据如下表,回答下列问题。
组别
光照强
度
叶绿素a
(mg/g)
叶绿素b
(mg/g)
气孔导度
(mol·m2·s-1
)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
挥发油含量
(%)
A
全光照
1.12
0.34
1.21
11.22
67.50
B
遮光
60%
1.22
0.49
0.72
10.57
77.11
C
遮光
80%
1.81
0.66
0.45
10.02
72.31
(1)叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收 ,用于光合作用。这两种色素吸收的光波长 (填
“有”或“无”)差别。上述实验表明,全光照最有利于鱼腥草植株生长。遮光后鱼腥草叶绿素含量
(填“升高”或“降低”),这体现了生物对环境的 。据表分析,遮光组鱼腥草净光合速率降
低的原因是 。
(2)挥发油以萜类物质为主,这些萜类物质属于鱼腥草细胞的 (填“初生”或“次生”)代谢物。
据表分析,光照强度与鱼腥草挥发油产量多少的关系是: 。
(3)鱼腥草挥发油具有抗过敏作用,可用于治疗过敏性荨麻疹,鱼腥草的嫩叶、根茎也是人们餐桌上的绿色
佳肴。鱼腥草的药用、食用体现了生物多样性的 价值。综上所述,可根据鱼腥草在入食、入药
的不同用途来选择合适的 条件进行种植培育。
11、(2024 届辽宁省高三联考三模)甲醛(HCHO)是装修后的建筑室内空气中常见的污染物之一;严重
情况下会引发人体免疫功能异常甚至导致白血病。研究发现常春藤可利用外源甲醛进行光合作用,具体过
程如图所示。RU5P 和HU6P 是中间产物,①②代表过程,字母代表物质。请回答下列问题:
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(1)a 代表 ,b 代表 。
(2)图中循环①的名称是 ,该过程的能量变化是 。
(3)追踪并探明循环②甲醛的碳同化路径,可采用的方法是 。常春藤细胞同化甲醚的场所是
。
(4)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,研究人员发现在低浓度甲醛胁
迫下;叶片气孔导度(气孔的开放程度)降低,而叶肉细胞中可溶性糖含量反而增加,据图分析,可能的
原因是 ,时片的气孔开放程度可能与植物激素中 有关。
12、(2024 届辽宁省高三·三模)大豆和其他作物间作可以改善土壤肥力,提高农作物产量,其中大豆—
玉米的间作种植是一种常见的种植模式。某农业研究所研究了大豆、玉米的单作及两者间作模式下,两种
农作物的光合指标及产量,结果如表所示。回答下列问题:
种植模式
叶绿素含
量/(mg·g-1)
胞间CO2含
量/(μmol·m-2·s-1)
净光合速
率/(μmol·m-2·s-1)
单株平均
产量/g
单
作
大
豆
20
279
16
103
玉
米
50
306
18
265
间
作
大
豆
24
307
11
84
玉
米
58
320
22
505
(1)与单作相比,间作使大豆的叶绿素含量明显升高,这会导致大豆吸收的 光明显增多。
(2)大豆—玉米间作后,玉米的产量明显提高。据表分析,原因是 (答出2 点)。
(3)研究人员认为,大豆—玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产,其依据是 。
(4)某地积极推广大豆—玉米间作模式,收获大豆、玉米后,再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10
公斤氮肥的使用量,土壤中的氮素含量有所提升。根据所学知识分析,出现该结果的原因可能是
。
13、(2024·辽宁抚顺·三模)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ是植物光合作用的捕光复合物、放氧复合物和电子传递
复合物等。藻蓝蛋白是海洋藻类中吸收光能的一类蛋白质,能吸收550~650 nm 内不同波长的光,影响光
合作用的效率。为研究藻蓝蛋白的功能,研究人员以缺失细胞壁的莱茵衣藻突变体(cc849)、基于cc849
制备的高表达藻蓝蛋白FACHB314 的转基因莱茵衣藻藻株(Cr-PC)和高表达藻蓝蛋白 FACHB314 及
FACHB314 合成酶的莱茵衣藻藻株(Cr-PCHP)为材料,研究相关光合参数,结果如图1 和图 2 所示。回
答下列问题:
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(1)莱茵衣藻属于单细胞真核生物。光系统Ⅰ和光系统Ⅱ分布在叶绿体的 上,捕光复合物中的叶绿素主
要吸收可见光中的 。不能用低渗溶液培养 cc849 藻株,原因是 。
(2)结合实验结果分析,藻蓝蛋白 FACHB314 吸收的光 (填“能”或“不能”)输入光合作用系统,
判断依据是 。
(3)检测以上三种莱茵衣藻的生长曲线和干重(有机干物质量),结果如图3 和图4 所示。
在培养过程中,检测培养液中莱茵衣藻的细胞数量时,可采用的方法是 。重组藻蓝蛋白 FACHB314
的表达对莱茵衣藻生长和有机物的积累具有 作用,基于上述研究,原因是 。
14、(2024·吉林长春·三模)研究人员在春季白天全光照条件下,对东北草莓(野生品种)和“红颜”草
莓(栽培品种)的部分光合作用指标的日变化规律进行了研究,结果如下图所示。回答下列问题。
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(1)进行光合作用时,在 (填场所)中相关酶的作用下,草莓从大气中吸收的CO2依次经过 和
过程最终转化为储存着能量的有机物。
(2)据图分析,12:00~13:00 时东北草莓的净光合速率降低是由 (填“气孔”或“非气孔”)限制因
素所导致,判断的依据是 。
(3)“红颜”草莓在16:00~18:00 胞间CO2浓度明显升高,其主要原因是 。
(4)比较两种草莓,种植 草莓产量更高,理由是该草莓 。
15、(2024·吉林·三模)“五谷者,万民之命,国之重宝”, 如今中国人的饭碗要靠自己的力量揭稳!研
究人员发现某突变体水稻的叶绿素含量约为野生型水稻的50%,但在光饱和条件、不同浓度氮肥处理下叶
片光合速率均比野生型高。为探究其作用机制,研究人员对该突变体和野生型水稻分别施不同浓度的氮肥
0kg·N·hm-2、120kg·N·hm-2,240kg·N·hm-2。并标记为0N、120N、240N,实验结果如图。回答下列问题。
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(1)叶肉细胞中的 Rubisco 酶能催化 CO2与C5生成C3,其作用的场所是 由图b 可知, 随着氮肥
浓度升高,突变体水稻光合速率 。在温度、pH 等条件均最适的情况下,请结合现代技术手段,
从分子水平上提高水稻细胞中Rubisco 酶活性的办法是
(2)施用氮肥时,据图a 分析突变体水稻叶片的 比野生型大,能从环境中吸收更多CO2;从图b 分
析, 。因此,突变体提高光合速率的机制可能是: N 元素促进光合作用 反应,进而提
高光合速率。若实验条件改为低光照强度,突变体的光合速率可能会 (高于或低于)野生型。
(3)实验过程中施加氮肥,保持根细胞的通气良好,有助于吸收氮肥,而在农业生产中保证水稻根部通气良
好还有生态学意义,是 。
16、(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)Rubisco 酶在O2浓度较高时会催化C5与O2反应,反应产物经一系列变
化消耗ATP 和NADPH 后生成CO2,该过程被称为光呼吸, 简图如下,同时Rubisco 酶在CO2浓度较高时
也能催化C5与CO2反应。结合所学知识,回答下列问题:
(1)Rubisco 酶位于 (填具体部位)中,其可催化RUBP(一类五碳化合物)与CO2结合,然后
生成C3,C3在一系列酶的催化下,将 中的化学能转化为糖类等有机物中的化学能。
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(2)夏季晴朗的午后,水稻进行光呼吸的速率会 ,以 从而保护叶肉细胞,此时叶肉细
胞释放O2的速率会明显下降,分析其可能的原因是 。
(3)已知乙醛酸和H2O2会氧化蛋白质的二硫键,影响相关酶的活性,由图推测过氧化物酶体具有 等
功能。
(4)蓝细菌进行光呼吸的速率低于相同条件下的高等植物,从酶的角度分析,其可能的原因是 。
(5)研究发现,光呼吸过程释放的CO2的量与叶绿体中形成的乙醇酸的量成正比。研究者给大豆叶片喷施一
定量的2,3—环氧丙酸(结构与乙醇酸类似),结果大豆光合速率比对照组高了18.7%,分析2,3—环氧
丙酸的作用机理: 。
17、(2024·黑龙江大庆·三模)生物炭是在低氧环境下,将木材、草、玉米秸秆等有机物通过高温慢速彻
底氧化分解获得的,在农业中具有改良土壤、缓释肥料等功能。为探究生物炭和保水剂对园艺植物火鹤花
光合色素的合成及光合特性的影响,科研人员将长势相同的火鹤花均分为12 组并进行相关处理,如下表所
示;种植3 个月后摘取叶片测定光合色素含量和净光合速率,实验结果如图
1、图2 所示。请回答下列问题:
组别
处理
T
1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
T12
基质质量
(%)
生物
炭
0
0
0
0
10
10
10
10
20
20
20
20
保水
剂
0
0.2
0.4
0.6
0
0.2
0.4
0.6
0
0.2
0.4
0.6
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(1)生物炭具有植物生长所必需的 (填“有机物”或“无机盐”);据图分析,在不添加保水剂的情
况下,一定量的生物炭能 (填“促进”、“抑制”或“促进或抑制”)叶绿素的合成。
(2)与有机物在生物体外的燃烧相比,细胞呼吸中有机物彻底氧化分解有何不同特点? (写出1 点即
可)。
(3)写出测定叶片净光合速率的指标:单位时间内单位叶面积 (写出1 种即可)。
(4)由实验结果可知,生物炭基质质量和保水剂基质质量分别为 时,净光合速率达到最大值。
(5)据图表信息及所学内容分析,适宜保水剂能提高净光合速率的机理可能是 (答出2 点即可)。
18、(2024·黑龙江双鸭山·三模)为研究光照强度与光合速率的关系,科研人员将某植物放在适宜环境中,
在不同时刻测定净光合速率,结果如下表。回答下列问题:
时间
4 时
6 时
8 时
10 时
11 时
12 时
光照强度(klx)
0
10
20
50
80
90
净光合速率
(μmolCO2·m-2·s-1)
-5
0
5
15
20
20
(1)实验条件下,该植物的呼吸速率为 μmolCO2·m-2·s-1。4 时,该植物叶肉细胞合成ATP 的场所有
。6 时,该植物的净光合速率为零,此时叶肉细胞的光合速率 (填“>”“=”或“<”)呼吸速率。10
时,限制该植物净光合速率的环境因素和内部因素分别是 、 (各答出一点)。
(2)12 时,突然将植物移入黑暗环境中,短时间内,该植物叶肉细胞中的叶绿体内C3的含量将
(填“增加”“不变”或“减少”)。下午2 时,光照强度达到当天最大值,但净光合速率却有所下降,
原因是 。
(3)研究人员又在适宜条件下用紫外线对该植物进行照射,随着紫外线照射时间的延长,该植物叶片气孔导
度逐渐下降,但胞间CO2浓度整体呈现上升趋势,原因可能是 。除了用于光合作用,光
还作为 (填“信号”或“能量”)被植物体中光敏色素捕获,进而调控植物的生长发育。
19、(2024·江苏南通·三模)光合作用、有氧呼吸、厌氧发酵的和谐有序进行是土壤底栖藻类正常生命活
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动的基础。某单细胞土壤底栖藻类在黑暗条件下无氧发酵产生醋酸等有机酸(HA),导致类囊体、线粒
体酸化,有利于其从黑暗向黎明过渡,相关过程如下图1,字母 B~H 代表相关物质。请回答下列问题。
(1)物质 B 是 ,除TCA 循环外,图中能产生物质B 的过程还有 ;物质C、H 分别是 、 。
(2)黑暗条件下,PQ 等电子传递体处于 (氧化、还原)状态。从黑暗转黎明时,整体光合电子传递速
率慢,导致 (填字母)量成为卡尔文循环的限制因素,此时吸收的光能过剩,对电子传递链造成压力。
(3)光合色素吸收的光能有三个去向:用于光合作用、以热能散失、以荧光的形式发光。由光合作用引起的
荧光淬灭称之为光化学淬灭(qP),由热能散失引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭(NPQ)。为了探究
厌氧发酵产酸对光能利用的影响,研究人员以npq4 突变体(缺失LHCSR 蛋白,LHCSR 催化NPQ)和
正常藻为材料,在黑暗中进行厌氧发酵,发酵180min 后添加KOH。整个实验过程中连续抽样,在光下测
定荧光强度,结果如下图2、图3。相关推断合理的是____。
A.突变体厌氧发酵时间越长,光化学淬灭越强
B.正常藻厌氧发酵后加入 KOH,非光化学淬灭增强
C.正常藻厌氧发酵产生有机酸,降低类囊体pH,促进非光化学淬灭
D.正常藻厌氧发酵产生有机酸,有利于缓解黎明时电子传递链的压力
(4)为进一步研究厌氧发酵产酸对光下放氧的影响,研究人员将正常藻平均分为两组,在黑暗条件下厌氧发
酵3 小时后,对照组不加KOH,实验组用KOH 处理,在弱光下连续测定放氧量并计算达到最大氧气释放
量的百分比,结果如下表。
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组别
光照时间/h
0.5
1
2
3
对照组
30
%
80
%
100
%
100
%
实验组
0%
0%
60%
100
%
放氧速率等于光合作用产生氧气的速率减去呼吸作用消耗氧气的速率。实验数据说明厌氧发酵产酸
(促进、抑制)有氧呼吸。实验组放氧速率比对照组低,主要原因是 。
20、(2024·浙江·三模)植物光合作用过程分为光反应和碳反应两个过程。下图表示光合作用的作用光谱
与叶绿素a 吸收光谱的关系,作用光谱显示的是不同波长光的光合作用效率;吸收光谱显示的是叶绿素a
对于不同波长光的吸收百分率。
回答下列问题:
(1)森林中阳生植物多居上层,林下几乎都是散射光(主要为蓝紫光)适合阴生植物生存。阴生植物的叶绿
体比阳生植物的大且颜色深,其生理学意义是 。
(2)作用光谱可用 随光波长的变化来表示。根据图示,光合作用的作用光谱与叶绿素a 的吸收光谱不完
全相同,其原因是 。实验测定植物叶绿素a、b 的含量时发现:阴生植物中叶绿素b/a 大于阳生植物,
推测可能的原因是 。
(3)精细的调控机制保障了卡尔文循环中能量的有效利用:
①当叶绿体中五碳糖含量偏低时,可通过离开卡尔文循环的三碳糖 (填“增多”或“减少”),再生
五碳糖过程 (填“加强”或“减弱”)来增加其含量。
②磷酸转运器位于叶绿体膜上,是一种能将三碳糖运出叶绿体,同时将无机磷酸(Pi)等量运入叶绿体的
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一种载体。三碳糖合成蔗糖时会释放Pi,如果蔗糖的输出受阻,则其合成速率会 ,造成 ,从而影响
卡尔文循环的正常运转。
③卡尔文循环中酶的数量和活性都会受到调控,其酶数量可通过调控 和叶绿体基因的表达水平来实现。
(4)现提供植物叶肉细胞匀浆、适当的介质、低渗溶液、离心机、充足的
14CO2及ATP 和NADPH 等试剂,
请设计实验验证光合作用的碳反应发生在叶绿体基质中,而不在类囊体薄膜上,完善实验思路。(要求与
说明:细胞器内部结构的分离、提纯方法不做要求;
14C 有机物检测方法不做要求)
①取适量叶肉细胞匀浆经 后提取叶绿体,
②将叶绿体 ,
③ ,
④一段时间后,检测 。
21、(2024·安徽·三模)小麦是我国主要的粮食作物之一,其生长受到各种环境因素的影响。依据相关材
料回答问题:
Ⅰ.为研究土壤水分和温度变化对半干旱区小麦叶片的光合作用的影响,科研人员在小麦开花期控制土壤水
分为A 组:田间持水量的60%—65%(对照)B 组:田间持水量的40%—45%(干旱处理),并设置了3
组环境温度梯度(分别为25℃、26℃以及27℃)。下表是不同处理小麦开花期叶片光响应参数。
不同处理小麦开花期叶片光响应参数
处理
最大净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
光补偿点
(μmol·m-2·s-1)
光饱和点
(μmol·m-2·s-1)
A 组
25℃
28.630
21.472
718.988
A 组
26℃
29.765
26.794
852.417
A 组
27℃
28.479
27.655
866.796
B 组
25℃
21.573
26.667
508.510
B 组
26℃
17.205
33.980
519.309
B 组
27℃
17.974
38.249
580.545
(1)小麦中,光合色素主要分布在 ,可用 (填试剂名称)提取光合色素,并通过纸层析法分离光合色
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素,分离的原理是 。
(2)光饱和点与补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。据此分析表格,可以得出以下结
论:
结论①:水分供给不足使小麦叶片利用弱光和强光的能力均降低,依据是 ;
结论②: 。
Ⅱ.温度也会影响小麦的发育,冬小麦需要经过春化作用才能开花。春化作用促进冬小麦开花的机理如图所
示(VRN1、VRN2、VRN3 为调控春化过程的基因;“+”为促进,“-”为抑制)。
(3)冬小麦通常在秋季发芽,此时VRN2 在幼苗中高表达并抑制VRN3 的表达,进入冬季,低温诱导VRN1
表达并抑制VRN2 表达,次年春季,VRN1 仍然维持高表达状态,长日照又激活了VRN3 表达。据此推断
VRN1 能间接 (填“促进”或“抑制”)VRN3 的表达。
(4)冬小麦需要经过一段时期的低温即春化作用才能开花,这对于冬小麦适应所生存环境的意义是 。
(5)有同学了解到以上作用机理图后提出了疑问,低温和长日照是促进冬小麦开花的两个必备条件还是两者
的效应可以相互替代?请你帮助该同学设计实验来解答他的疑问,写出实验设计思路 。
22、(2024·安徽·三模)浙江农林大学科研人员研究了浓度为9mmol/L 的DL-甘油醛水溶液对欧美杂交杨
895 离体叶片光合作用的影响,对照组离体叶片用等量清水处理,其他条件相同且适宜,部分参数检测结
果如下图。请回答下列问题:
(1)这一实验中的自变量有 。
(2)据图a 分析, (填“能”或“不能”)判断9mmol/L 的DL-甘油醛会降低欧美杂交杨895
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的实际光合速率,原因是 。
(3)欧美杂交杨895 叶肉细胞固定的CO2来源有 ;经9mmol/L 的DL-甘油醛处理110min,叶片
气孔导度小于对照组,而胞间CO2浓度比对照组高,结合图示分析,出现该现象的原因是 。
23、(2024·安徽马鞍山·三模)长江流域的油菜生产容易受到洪涝灾害的影响,一定时长的水淹对植物的
根系造成胁迫从而造成减产。为进一步了解油菜在水淹胁迫下的生理状况,科研人员进行了相关实验,实
验数据如下。回答下列问题。
(1)水淹胁迫对油菜净光合速率的影响总体表现为 (填“促进”或“抑制”)。在该胁迫下,油菜容
易发生倒伏现象而导致减产,推测其容易倒伏的原因 。
(2)通过实验可知高浓度的CO2可以缓解水淹胁迫对光合作用的抑制作用,推测其原因是 。
(3)为避免油菜减产,深入研究提高其抗逆性措施,科研人员探究了油菜素内酯(BR)以及氮肥(N)对水
淹胁迫下油菜产量的影响。实验结果如下表所示。
组别
净光合速率
(umol·m-2s-1)
产量
(g·plant-1)
ADH 酶活性
(U·g-1FW·min-1)
胁迫组
3.92
0.932
8.2
胁迫+N 组
4.58
1.242
11.7
胁迫+N+BR
组
5.43
1.154
15.5
(注:ADH 酶活性大小与细胞呼吸第一阶段有关)
ADH 酶活性提高导致根部产生的 增多,有利于根系生长;胁迫+N+BR 组净光合作用速率升高,但菜
籽产量下降,从光合作用产物分配的角度分析,推测BR 的作用是 。
24、(2024·福建宁德·三模)小麦受到盐胁迫时产量降低。某科研人员以“百农889”和“中国春”两种耐
盐小麦的盆栽幼苗作为材料,展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究。实验组用
200mmol.L-1NaCl 溶液模拟盐胁迫处理,对照组用等量的蒸馏水处理。部分实验数据如下图。
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回答下列问题:
(1)本实验的自变量是 ,设置对照组目的是 。
(2)给小麦的叶片供应CO2,在相应酶的作用下与C5结合而被固定,形成 ,该过程发生在小麦叶肉细
胞的 (具体部位)。
(3)分析实验结果可知,在盐胁迫下“中国春”的净光合速率降低,其原因可能是 。
(4)研究表明盐胁迫使“百农889”叶绿素的含量降低,施用硅(Si)和硒(Se)能提高受盐胁迫“百农889”
叶绿素的含量,在一定程度改善盐胁迫对小麦造成的不利影响;同时施加两种元素的处理效果要优于单一
施用一种元素。请设计实验进行验证,简要写出实验思路 。
25、(2024·福建福州·三模)当光照强度大于光饱和点时,常引起光抑制或光损伤。科研人员探究了小球
藻对光照强度的生理响应变化及机制。光反应过程中的光合电子传递链主要由光系统等光合复合体组成,
如下图所示。
(1)位于类囊体薄膜上的光系统是由蛋白质和 组成的复合物。适宜环境下,光反应H2O 裂解释放的电
子(e-)经过一系列传递,最终被 接受,该过程产生的ATP 和NADPH 用于卡尔文循环中的 。
(2)强光会造成叶绿体内电子积累导致活性氧(ROS,一种自由基)大量增加,请用自由基学说解释强光下
小球藻光合作用降低的原因 。
(3)强光下,图示中e-的转移途径为e-→NADP+→ (氧化剂),从而解除了光抑制。从细胞外收集亚铁
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氰化钾,为未来清洁能源的开发提供了思路,从能量转换角度分析其原因是 。
26、(2024·福建·三模)落地生根、景天等景天科植物具有一个很特殊的二氧化碳同化方式,该类植物夜
晚气孔开放,白天气孔关闭,其气孔开、闭情况及相关代谢途径如图所示。回答下列有关问题:
(1)景天科植物夜晚利用二氧化碳的场所是 ,该类植物夜晚气孔开放,白天气孔关闭的生物学意义是
,气孔开闭的特点与其生活环境相适应,推测景天科植物生活的环境的特点可能是 。
(2)景天科植物在进行卡尔文循环过程中,提供能量的物质是 ,若只在白天提高大气中的二氧化碳浓
度,则景天科植物的光合速率将 ,判断依据是 。
(3)景天科植物叶肉细胞细胞质中丙酮酸的去向及参与的生理过程有 (写出两个)。
(4)在极其恶劣的条件下,景天科植物会在夜晚关闭气孔,而在其体内进行C 循环,假设其他过程不受影响,
则这一机制 (填“能”或“不能”)使植物正常生长,原因是 。
27、(2024·福建漳州·三模)“妃子笑”是我国荔枝产区主栽品种之一,其果实的果肉(假种皮)细嫩、
香甜多汁。某兴趣小组发现,有的荔枝果皮非常红,口感微酸。这种果实成熟后含糖量降低的现象又称退
糖现象。针对退糖现象,他们查阅资料得到了果实糖代谢的过程图(图甲)、对荔枝喷施不同叶面肥后果
肉细胞中糖含量的变化图(图乙)等。
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据此回答下列问题:
(1)荔枝果实的果皮和假种皮形态结构不同的根本原因是 。
(2)图甲中①过程为 。②过程中的还原剂为 ,影响叶肉细胞暗反应过程的因素有 (至少写出2
个);荔枝属于糖直接积累型果实,糖分主要贮藏在 (填细胞器)中;若在荔枝果实生长发育早期,
光照不足,荔枝果实甜度下降,据图甲分析原因: 。
(3)糖是影响果肉内营养风味品质的基本物质,据图乙分析:自然状态下,花后第 天是采摘荔枝的最佳
时间; 处理缓解“退糖”效果最好。
(4)结合以上资料分析,请你提出一个可以进一步探究的课题: ,为荔枝科学栽种、采摘提供依据。
28、(2024·福建泉州·三模)为应对气候变化,我国提出2030 年“碳达峰”和2060 年“碳中和”的战略
目标。但由于受能源结构的限制,现阶段我国仍然以煤炭等化石燃料为主要能源。我国科研团队设计吸附
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铂的六方氧化钨棒(Pt/h-WO3)作为催化剂,并根据该催化剂材料特性设计了新型人工光合作用反应装置
以模拟自然光合作用,达到保障经济和生态协调发展的目的。请回答:
(1)在自然光合作用中,植物捕获光能的物质是 ,分布于 。
(2)利用Pt/h-WO3催化剂进行人工光合作用时,太阳光照下,Pt/h-WO3催化剂可将H2O 光解生成O2,同时
释放电子(e-)和氢离子(H+);其中,催化剂中的 W 元素从六价变为五价,实现对 e-的存储;而H+则
存储到h-WO3棒的隧道结构中((HxWO3);e-和H+可从Pt/h-WO3中自发释放进而促进 CO2转化为CH4
(天然气的主要成分)。人工光合作用的原理如图1。
①图1 中,b 中进行的反应是模拟自然光合作用的 阶段;HxWO3相当于自然光合作用过程中的
(填物质),在 b 中起作用。
②科研团队将该新型反应装置置于自然光下,检测反应产物,结果如图2。
据结果分析,相比自然光合作用,利用Pt/h-WO3进行人工光合作用的特点是 ;具有的经济和生态价值
是 。
29、(2024·江西南昌·三模)中国科学院天津工业生物技术研究所首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的
合成。下图为植物的光合作用过程和人工合成淀粉过程。
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(1)人工合成淀粉的过程中,能量形式的转变为 。
(2)图示的①过程相当于植物光合作用的 阶段,②过程相当于植物光合作用的 过程。
(3)中间体C6能在细胞质基质中首先被分解,其释放的能量去处有 。
(4)固定等量的CO2,人工合成途径与绿色植物相比积累的淀粉含量 ,原因是 。
(5)若该技术未来能够大面积推广应用,你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题? (至少写出
两点)。
30、(2024·江西九江·三模)为探究光照强度对棉花生长的影响,研究人员利用中棉所19 号品种进行相关
实验,结果如下,请回答下列问题:(CK 为对照组,气孔阻力主要取决于气孔开张度,气孔全开时阻力
最小)
处理
叶绿素含
量
光合速
率
气孔阻
力
细胞间隙CO2浓
度
光化学效
率
中棉所19(CK)
6.754
19.77
0.3306
283
0.698
中棉所19(遮
荫)
6.637
16.83
0.5141
272
0.744
(1)绿色植物中的叶绿素主要吸收 ,提取光合色素时加入CaCO3的作用是 。
(2)结合上表数据,请分析遮荫下棉花光合速率下降的原因是 。
(3)光化学效率是指在光合作用过程中,光合色素吸收光能转化为有机物中化学能的效率。遮荫条件下,棉
花的光化学效率比自然光照下更 ,请从环境因素分析其可能原因是 。
31、(2024·山东潍坊·三模)科研人员为研究遮阴条件对黄瓜苗生长发育和光合作用的影响,通过盆栽实
验,测定了75%遮阴处理和自然条件下黄瓜苗的相关生理指标,实验结果如下表。
叶面积
(cm2)
总叶绿素
(mg·g-1FW)
胞间CO2浓度
(μmol·mol-1)
净光合速率
(μmol·m-2·s-1)
自然
条件
2856
1.41
178
14.05
75%遮
3715
1.67
297
4.47
41
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阴
(1)通常采用 (试剂)对黄瓜苗绿叶中光合色素进行提取。在新鲜叶片量一定的情况下,为了提
高提取液色素浓度,可以采取的措施有 (答出2 点即可)。
(2)75%遮阴处理后,黄瓜苗叶绿素含量增加,这对植物适应弱光环境的意义是 。黄瓜苗产生的
适应弱光环境的变化还有 。
(3)据表分析,与自然条件下相比,75%遮阴处理胞间CO2浓度较高的原因是 。
(4)研究表明,弱光能间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。由此可推测,75%遮阴处理黄瓜苗
的平均株高高于自然条件下的原因是 。
32、(2024 山东省齐鲁名校第三次联合检测)在弱光条件下,许多植物的营养生长会受到很大的影响。研
究表明,对幼苗期的葡萄进行遮光处理,使葡萄幼苗长期处在弱光环境中生长,葡萄幼苗会出现叶面积增
大、根冠比减小、根系生长受抑制、植株总干重降低等现象。遮光率达 90%左右时,葡萄幼苗则会出现黄
化现象。
(1)测定葡萄幼苗的叶绿素含量时,在研磨时需要加入磷酸钙,目的是 。遮光率达 90%左右时,葡萄
幼苗会出现黄化现象,与绿色幼苗的叶肉细胞的色素分离结果相比,黄化幼苗的叶肉细胞的色素分离结果
中 (填颜色)的色素带缺失或颜色极浅。
(2)与正常光照相比,适度遮光条件下葡萄幼苗叶绿素含量升高,其意义是 。
(3)研究表明,弱光能间接影响光合产物在植物各器官间的运输和分配。由此可推测,长期生长在弱光环境
中的植物出现落花落果的原因是 。
33、(2024·湖北·三模)油菜是重要的油料作物,能为人类提供优质食用油。甘蓝型油菜有平展叶和上卷
叶两个品种,科学工作者对其进行了深入的研究。请分析回答:
(1)分别测定12 叶期幼苗单株的叶绿素含量、光合速率、气孔导度等,其结果如下表。
组
别
叶绿素a
(mg/
g)
叶绿素b
(mg/
g)
总叶绿
素
(mg/
g)
净光合速率
(umolCO2/
m2·s)
气孔导度
(molH2O/
m2·s)
胞间CO2浓度
(umolCO2/
mol)
平
展
叶
4.2
2.7
6.9
8.7
0.18
461.0
上
卷
叶
6.7
3.5
10.2
12.6
0.21
397.5
列举叶绿体中与ATP 组成元素相同的两类化合物 ;在两组植株呼吸速率相同的情况下,据表
中数据分析,上卷叶净光合速率大于平展叶的原因是 。
42
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(2)利用SNP 探针、SSR、PCR 等技术,找到与平展叶、上卷叶最相关的6 个基因,并测得仅270D 基因的
碱基序列在两个品种中是相同的。
实验中基因表达量的检测指标是 。推测图中基因表达量产生显著差异的原因可能是①
,② 。
(3)研究发现250D 等基因也存在于拟南芥基因组中,功能基本相同,被称为同源基因。这一事实从分子水
平主要支持达尔文的 学说,该学说的核心内容是 。
34、(2024·湖北襄阳·三模)《本草纲目》记载:“菠菜甘、冷、滑、无毒。主通血脉,开胸膈,下气调
中,止渴润燥,根尤良。”此外,菠菜还富含类胡萝卜素、维生素C、维生素K 等多种营养。下图1 为菠
菜叶肉细胞光合作用部分过程的示意图。其中,PSⅠ、PSⅡ是蛋白质和光合色素组成的复合物,PQ 与电子
传递有关,字母A~F 表示物质,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示反应场所。
(1)图1 中PSⅠ、PSⅡ中光合色素的作用是 ;能为暗反应提供能量的物质有 (填字
母);在光照条件下,叶绿体内发生的能量转换途径是光能→ → 。
(2)菠菜叶绿体类囊体腔内建立了高浓度的H+,这些H+来源于 的分解和 的传递。
(3)利用基因工程将某一抗冻基因导入菠菜后获得的转基因菠菜具有较高的抗冻能力。为了研究其机理,某
同学用不同温度处理非转基因菠菜和转基因菠菜,3 天后测得相关指标如图2、图3。
43
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注:表观电子传递率是光合作用中光能转化最大效率的一种度量方式,可以反映光合作用中光反应阶段的
强度
①该实验的自变量是 。
②与非转基因菠菜相比,低温处理对转基因菠菜的表观电子传递效率的影响较 (填“大”或
“小”)。
③由图2 和图3 的数据变化可得出结论,低温不仅影响光合作用的光反应阶段,还影响别的方面。请写出
依据: 。
④综上所述,请写出转基因菠菜抗寒能力高的原因: 。
35、(2024·湖南衡阳·三模)水稻和玉米都是重要的粮食作物。水稻属于C3植物(图1),通过卡尔文循
环完成碳的固定和还原。玉米是C4植物(图2),碳的固定多了C4途径,其光合作用需要叶肉细胞和维管
束鞘细胞共同完成。请回答下列问题:
(1)水稻的叶肉细胞中过程②需要光反应提供 (写出2 种)。检测玉米植株光合产物——淀粉的产生场
所应选择 (填“叶肉细胞”或“维管束鞘细胞”)中的叶绿体。
(2)与水稻相比,玉米对炎热环境的适应能力更强,原因是玉米在炎热环境中:一方面可以 ,减少水分
的散失;另一方面其叶肉细胞中具有CO2泵,能在细胞间隙 的情况下正常生长。
44
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(3)玉米是农业生产应用价值最高的作物之一。在我国很多地区,将玉米与豆科植物分行相间种植,这样种
植的意义是 (答出一点)。
(4)为了“探究钾肥对水稻光合作用的影响”,研究人员喷施不同浓度的钾肥,测定了水稻的气孔导度、叶
绿素总量、叶绿素a/b 比值,结果如下表所示:
供钾浓度
(μmol/L)
总光合速率
(μmol/m2)
气孔导度
(μmol/m2)
叶绿素总量
(mg/m2)
叶绿素
a/b 比值
0
8.2
0.00
301
2.0
100
10.5
0.10
352
2.2
200
11.4
0.16
502
2.3
500
1301
0.17
615
2.3
要得到表中总光合速率,除了需要测得净光合速率数值外,还需要测定 条件下的实验数据,由表中数
据可以得出钾肥能提高水稻光合速率的原因是 (答出一点,合理即可)。
36、(2024·湖南永州·三模)植物气孔是植物形态学上的重要特征,是植物表皮所特有的结构。气孔器是
由两个肾形或哑铃形的保卫细胞围合而成。气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。下图是
保卫细胞中蔗糖、K+和苹果酸的渗透调节主要机制,图中①~③代表质膜上不同的膜蛋白。据图回答下列
问题:
(1)保卫细胞中固定CO2的物质有 。
(2)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的②,消耗ATP 将H+泵出膜外,形成跨膜的 ,驱
45
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动细胞吸收K+。除蓝光等环境因素外,植物生长发育的调控还由 和 共同完成。
(3)K+进入细胞的同时还伴有少量Cl-的进入,其主要意义是 。
(4)保卫细胞细胞液渗透压增大时,会吸水膨胀变形,气孔张开;反之细胞失水收缩,气孔关闭。据图推测
保卫细胞中光合产物总量一定时,淀粉含量 (填“增多”或“减少”)会促进气孔张开,其机制是
。
37、(2024·湖南衡阳市祁东县·三模)叶绿体类囊体膜上主要有光系统I(PSI)、光系统Ⅱ(PSⅡ)、细胞
色素b6f 蛋白复合体和ATP 酶复合体四类蛋白复合体,参与光能吸收、传递和转化,电子传递,H+输送及
ATP 合成等过程,如图1 所示。回答下列问题:
(1)图1 表示光合作用的 过程,膜上发生的反应过程将H2O 分解成O2、H+和e-,光能转化成电能,
最终转化为 中活跃的化学能。
(2)科研人员将正常叶片置于适量的溶液B 中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离叶绿体,该实
验所用溶液B 应满足的条件是 (从pH 和渗透压的角度作答)。将分离得到的叶绿体悬浮在适宜
溶液中,照光后有O2释放;如果在该适宜溶液中将叶绿体外膜破裂后再照光, (填“有”或“没
有”)O2释放,原因是 。
(3)研究人员在黑暗条件下将叶绿体的类囊体放入烧杯中,人为调整类囊体膜两侧的pH,并适时加入适量
的ADP 和Pi,过程如图2 所示。一段时间后检测,只有实验组有ATP 产生。结合图1 和实验结果,可得出
的实验结论是 。
38、(2024·广东茂名·三模)植物遭受低温胁迫会产生活性氧(ROS),ROS 对蛋白质、膜脂和色素分子
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都有破坏作用,在光能过剩的条件下容易使光反应速率和光合速率降低,出现光抑制现象,而过氧化物歧
化酶(SOD)能清除ROS。为研究植物生长调节剂甲对水稻幼苗光抑制的影响,实验小组开展了四组实验,
处理方法为第①组:低温+清水,第②组:低温+甲溶液,第③组:常温+甲溶液,第④组为对照组。定期
检测水稻幼苗的净光合速率和SOD 活性的变化情况,结果如图所示。回答下列问题:
(1)实验过程中,需要给予水稻幼苗 (填“低”“适宜”或“高”)光照。第④组的处理方法为 。
(2)低温胁迫诱发光抑制的植物的CO2固定速率降低,原因可能是 ; 。
(3)结合实验结果分析,植物生长调节剂甲可 水稻幼苗的光抑制,其影响光抑制的机理是 。
39、(2024·广东·三模)自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加,
已引起全球气候变暖等-一系列极其严重问题。温室效应会导致某些地区出现干旱,为探究温室效应对植物
光合作用速率的影响,某科研人员以野生大豆为材料,设置3 个独立的开放式气室进行了相关实验,部分
结果如图所示。回答下列问题:
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注:“1”代表对照组气室(CK),“2”代表+1℃气室,“3”代表+1℃,+200μmol/molCO2气室(“+”表示
在“1”的温度或二氧化碳浓度上增加)
(1)野生大豆进行光合作用时,光反应的产物有 。从大气中吸收的CO2经过暗反应最终转化为储存
能量的有机物,该过程发生在 (具体部位)。
(2)据图分析可知,温度升高会使野生大豆的净光合速率 ,对比2 和3 可知,实验条件下可通过
(措施)缓解温度升高对野生大豆净光合速率的影响。
(3)与正常光照相比,适度遮光条件下野生大豆幼苗叶绿素含量升高,其意义是 。野生大豆可缓解
因温室效应引起的干旱对其生长发育的不利影响,据图分析,其机制是 。
40、(2024·海南·琼海市嘉积中学高三三模)PSBS 是一种光保护蛋白,也是一种类囊体膜蛋白,能感应类
囊体腔内H+的浓度而被激活,激活的PSBS 可抑制电子在类囊体膜上的传递,最终将过量的光能转换成热
能释放,以防止强光对番茄植物细胞造成损伤。根据所学知识,回答下列问题:
(1)吸收光能的叶绿体色素中,在层析液中溶解度最大的和含量最多的色素分别是 。
(2)强光照会激活PSBS,从而 (填“促进”或“抑制”)水的光解,进而影响ATP 的合成。PSBS 的
活性受 (答出两点)等因素的影响。
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(3)某品系的番茄抗干旱能力较强,其根细胞内可溶性蛋白、可溶性糖等物质的含量比较高的意义是增大
,促进细胞吸水或防止细胞失水,以适应干旱环境。在生产中,若施氮肥过少,则会使番茄叶片叶绿素含
量显著减少,影响植株的光合作用;此外,从影响光合作用的内部因素的角度分析,施氮肥过少影响光合
作用的原因还可能是 。
(4)下图表示不同用量的钾肥(K2O)对番茄植株的净光合速率和胞间CO2浓度的影响,CK 组不施用钾肥,
K1~K4组的钾肥用量分别为30 kg·hm-2,60 kg·hm-2,90 kg·hm-2和120 kg·hm-2。
据图分析,钾肥用量为 kg·hm-2时,最有利于番茄植株的生长。与CK 组相比,不同用量的钾肥处理
均导致番茄植株叶肉细胞胞间CO2浓度下降,其原因可能是 。
41、(2024·重庆·三模)蔗糖和淀粉是绿色植物光合作用的重要产物,二者都是由在卡尔文循环中产生的
丙糖磷酸转化而成,其合成过程如图甲所示。其中磷酸转运体(TPT)在将丙糖磷酸运到细胞质基质的同
时可将无机磷酸(Pi)运入叶绿体,且这种转运严格遵循1∶1 的反向交换原则。图乙是研究光照强度变化
对某植物叶肉细胞的O2释放速率和CO2吸收速率的影响曲线(图中用数字编号①②表示)(单位:
μmol/m2·s);请分析回答下列问题:
(1)卡尔文循环发生的具体场所是 ,由CO2形成C3化合物的过程称作 ,C3化合
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物转变成为丙糖磷酸需要光反应阶段提供 。植物体内长距离运输碳水化合物主要以
(填“淀粉”或“蔗糖”)形式运输。
(2)TPT 的化学本质最可能是 ,当细胞质基质中的Pi 水平降低时,
(填“淀粉”或“蔗糖”)的合成会增加,原因是 。
(3)图乙中,曲线 表示CO2吸收速率的变化,强光照时叶肉细胞中产生ATP 的细胞结构有
。A 点时叶肉细胞的光合作用速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)呼吸作用速率。
42、(2024·重庆九龙坡·三模)研究发现,小麦属于C3植物,通过卡尔文循环完成碳的固定和还原;玉米
属于C4植物,碳的固定多了C4途径,其光合作用需要叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成,玉米叶肉细胞
中的PEP 酶具有很强的CO2亲和力。研究人员绘制的图1 为玉米植株相关细胞内物质转化过程,图2 为研
究人员在晴朗的夏季白天测定玉米和小麦净光合速率的变化。
据图回答下列相关问题:
(1)提取玉米叶片色素时,为防止叶绿素被破坏,可以加入 ;利用纸层析法分离色素时,在滤纸条上叶
绿素比类胡萝卜素扩散速率慢,原因是 。
(2)在某株玉米的维管束鞘细胞叶绿体中只能进行碳反应,推测其可能缺少的结构是 ;在玉米的相关细
50
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胞中固定CO2的物质有 ,图1 中过程②需要光反应提供的物质是 。
(3)上午9:00,突然降低环境中CO2浓度的一小段时间内,玉米细胞和小麦细胞中C3含量的变化分别是
、 ,其中小麦C3含量变化的原因是 。
(4)综上分析,玉米植株净光合速率为图2 中曲线 ,由此可见,在高温干燥的环境中,C4植物可能比C3
植物生长更好,原因是 。
43、(2024·重庆渝中·三模)研究人员构建了如图所示的一半天然、一半合成的人造“叶绿体”,并利用
光和该系统实现了
的固定。该系统利用光能通过新途径——
循环(该途径中的酶来自于植物、
动物、微生物等多个物种)把
转化成乙醇酸,同时还将
磷酸化为
,从而成功地重建了重要
的光合代谢途径。回答问题:
(1)图中发光液滴即为人造叶绿体,推测其能分隔内外油与水的结构可能是 。同等光照条件下,
研究人员发现人造叶绿体比自然植物细胞积累有机物的效率更高,出现该现象可能的原因是
(答两点)。
(2)
循环途径中的乙醛酸相当于卡尔文循环中的____________。
A.
磷酸甘油酸
B.
磷酸甘油醛
C.核酮糖
二磷酸
D.葡萄糖
(3)人造叶绿体中光合色素的功能是 ,人造叶绿体中的类囊体为
循环提供
。
44、(2024·广西玉林·三模)某科研团队构建了一套由硅纳米线和细菌组成的人工光合系统,可生产出O2
和乙酸盐。硅纳米线阵列可以吸收太阳光,并利用光生成电子传递给负载在纳米线上的细菌,作为细菌固
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定、还原CO2的能量来源。该系统的光能转化效率超过了大部分高等绿色植物的自然光合作用效率,极大
地助推了地球温室效应问题的解决。回答下列问题:
(1)该人工光合系统的硅纳米线(阵列)相当于绿色植物的 (答一种物质),该物质在叶绿体中的
作用是 。
(2)有些光合细菌光反应的底物是H2O,而有的却是H2S,该人工光合系统中的细菌光反应的底物应该是
H2O,作出此判断的理由是 。若要通过实验验证上述结论,可以采用 法进
一步研究。
(3)该人工光合系统的光合作用效率高于大部分高等绿色植物的,从对光能的利用角度分析,其原因是
。
(4)已知该人工光合系统中将热醋穆尔氏菌和Au 纳米团簇结合形成Au-细菌进行CO2的固定、还原,过程
如图2 所示。已知WLP 通路是一种古老的碳固定通路,是Au 纳米团簇。该细菌中的生命活动相当于光合
作用的 过程,该细菌相当于叶肉细胞中的 (填具体场所)。
45、(2024·贵州毕节·三模)图甲表示在一定条件下测得的某植物光合速率与光照强度的关系;图乙是某
兴趣小组将该植物栽培在密闭玻璃温室中,用相关仪器测得的室内CO2浓度与时间关系的曲线。请分析回
答:
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(1)当光照强度为6klx 时,该植物利用CO2的速率是 mg/100cm2/h;c 点时,叶肉细胞中产生ATP 的
场所有 。
(2)由图乙可推知,密闭玻璃温室中氧气浓度最大的是 点。24 点与0 点相比,植物体内有机物总量的
变化情况是 (填“增多”、“不变”或“减少”),判断依据是 。
(3)若图甲曲线表示该植物在25℃时光合速率与光照强度的关系,并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最
适温度分别为25℃和30℃,那么在其它条件不变的情况下,将温度提高到30℃,理论上分析c 点将
(填“左移”、“右移”或“不变”),理由是 。
46、(2024·贵州·三模)资料1:1961 年,由英国生物化学家米切尔依据光合作用光反应阶段ATP 的形成
机制,提出了ATP 的化学渗透假说:光照引起水的光解,水分解为O2和H+并释放电子,结果类囊体膜内
侧H+浓度高而膜外侧低,于是膜内外产生H+浓度差和电位差,当H+借助ATP 合酶顺质子梯度扩散至类囊
体膜外时,ATP 合酶催化ADP 和Pi 合成为ATP。
资料2:研究发现,某种真核微藻在低氧环境中,其叶绿体内产氢酶活性提高,部分NADPH 会参与生成
H2的代谢过程。
图甲为叶绿体的结构示意图,图乙为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下
列问题:
(1)将正常叶片置于适量的溶液中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。该实验中所用溶
液应满足的条件是 (答出2 点即可)。
(2)水光解产生的电子通过电子传递体最终可以传递给NADP+与H+结合形成NADPH,在暗反应阶段
NADPH 的作用是 (答出2 点即可);H+通过膜上的ATP 合酶回到膜外,据图乙可知将ADP 和Pi 合成
ATP 所需的能量直接由 提供。
(3)为了研究叶绿体的完整性与光反应的关系,制备了四种完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,
发现叶绿体A、B、C、D 四组的ATP 产生效率相对值分别为1、0.66、0.58、0.41,据此推测叶绿体中类囊
体结构破坏程度最大的是 组,结合图乙对实验结果进行解释: 。
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(4)在低氧环境中,生成H2的代谢过程会使该微藻生长不良。根据题目信息从光合作用物质转化的角度分
析该微藻生长不良原因: 。
47、(2024·甘肃张掖·三模)盐胁迫对植物光合作用的限制包括气孔限制和非气孔限制,气孔限制是指气
孔导度下降,CO2供应不足,非气孔限制是指植物细胞中光合结构或物质活性的降低。研究小组将长势均
一的春小麦幼苗分组,实验组分别添加植物营养液配制的不同浓度NaCl(单位mmol·L-1)溶液,在适宜条
件培养一周后,测定春小麦幼苗的光合特性,实验结果如下。
处理
光合速率(CO2)
(μmol•m-2•s-1)
叶绿索
(mg·g-1)
气孔导度
(μmol·m-2•s-1)
胞间CO2浓度
(μmol•m-2•s-1)
CK
(对照
组)
3.17
1.30
244.49
435.19
25
2.63
1.37
221.30
46806
100
2.12
1.37
208.46
473.75
200
1.31
1.28
95.09
475.07
回答下列问题:
(1)春小麦幼苗叶片中的光合色素除叶绿素外,还有 ,光合色素吸收的光波长有差别,叶绿素
主要吸收 。欲测定叶绿素的含量,可用 试剂对其进行提取。
(2)对照组的处理是 ,200mmol·L-1NaCl 处理组的气孔导度比100mmol·L-1NaCl 处理组的气孔
导度明显降低,但两组的胞间CO2浓度并无显著差异,据表分析原因可能是 。此时,对
200mmol·L-1NaCl 处理组喷施促进气孔开放的细胞分裂素 (填“能”或“不能”)提高光合
速率。
(3)100mmol·L-1NaCl 处理组的叶绿素含量高于对照组,净光合速率却低于对照组,限制其净光合速率的是
(填“气孔限制”或“非气孔限制”),据表分析理由是 。
48、(2024·甘肃白银·三模)大豆和其他作物间作可以改善土壤肥力,提高农作物产量,其中大豆—玉米
的间作种植是一种常见的种植模式。某农业研究所研究了大豆、玉米的单作及两者间作模式下,两种农作
物的光合指标及产量,结果如表所示。回答下列问题:
种植模式
叶绿素含
量/(mg·g-1)
胞间CO2含
量/(μmol·m-2·s-1)
净光合速
率/(μmol·m-2·s-1)
单株平均
产量/g
单
作
大
豆
20
279
16
103
54
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玉
米
50
306
18
265
间
作
大
豆
24
307
11
84
玉
米
58
320
22
505
(1)与单作相比,间作使大豆的叶绿素含量明显升高,这会导致大豆吸收的 光明显增多。
(2)大豆—玉米间作后,玉米的产量明显提高。据表分析,原因是 (答出2 点)。
(3)研究人员认为,大豆—玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产,其依据是 。
(4)某地积极推广大豆—玉米间作模式,收获大豆、玉米后,再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10
公斤氮肥的使用量,土壤中的氮素含量有所提升。根据所学知识分析,出现该结果的原因可能是
。
55