近三年高考生物真题及模拟题分类汇编03细胞的代谢含解析

这是一份近三年高考生物真题及模拟题分类汇编03细胞的代谢含解析，共138页。试卷主要包含了单选题，多选题，综合题，实验题等内容，欢迎下载使用。

专题03细胞的代谢
一、单选题
1．（2021·广东高考真题）秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料，生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（ ）

A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
【答案】D
【分析】
图示为探究酵母菌进行无氧呼吸的装置示意图。酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇和CO2。检测乙醇的方法是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。检测CO2的方法是：CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
【详解】
A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；
B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；
C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；
D、乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。
故选D。
2．（2021·广东高考真题）与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（ ）

A．t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）
B．t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）
C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
【答案】D
【分析】
光照强度影响光合作用强度的曲线：由于绿色植物每时每刻都要进行细胞呼吸，所以在光下测定植物光合强度时，实际测得的数值应为光合作用与细胞呼吸的代数和(称为“表观光合作用强度")。如下图:
A表示植物呼吸作用强度，A点植物不进行光合作用，B点表示光补偿点，C点表示光饱和点。
【详解】
A、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度），A正确；
B、图1可知，t1较多的叶绿体分布在光照下，t2较少的叶绿体分布在光照下，由此可推断，t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度），B正确；
C、通过题干信息可知，三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，由此推测，三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关，C正确；
D、三者光合速率的差异，在一定光照强度下，随光照强度的增加而变大，但是超过光的饱和点，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变化，D错误。
故选D。
3．（2021·广东高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是（ ）
A．Rubisco存在于细胞质基质中
B．激活Rubisco需要黑暗条件
C．Rubisco催化CO2固定需要ATP
D．Rubisco催化C5和CO2结合
【答案】D
【分析】
暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C52C3
b．三碳化合物的还原：
【详解】
A、Rubisco参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；
B、暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；
C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C错误；
D、Rubisco催化二氧化碳的固定，即C5和CO2结合生成C3的过程，D正确。
故选D。
4．（2021·河北高考真题）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（ ）

A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
【答案】D
【分析】
1、人体成熟的红细胞在发育成熟过程中，将细胞核和细胞器等结构分解或排出细胞，为血红蛋白腾出空间，运输更多的氧气；
2、分析题图可知，①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞。
【详解】
A、根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；
B、①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；
C、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；
D、成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
故选D。
5．（2021·湖南高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（ ）
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
【答案】B
【分析】
细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化释放的能量比后者多。温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素，储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间，而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。
【详解】
A、南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；
B、种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；
C、油料作物种子种含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；
D、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。
故选B。
6．（2021·湖南高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是（ ）
A．弱光条件下植物没有O2的释放，说明未进行光合作用
B．在暗反应阶段，CO2不能直接被还原
C．在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降
D．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【答案】A
【分析】
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用根据是否需要光能，可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光合作用第二个阶段的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。
【详解】
A、弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气的释放，A错误；
B、二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后，很快形成两个C3分子，在有关酶的催化作用下，C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；
D、合理密植可以充分利用光照，增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强度，D正确；
故选A。
7．（2021·湖南高考真题）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【答案】D
【分析】
1、质壁分离的原因分析：
（1）外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；
（2）内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层；
（3）表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。
2、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大；反过来，溶液微粒越少即，溶浓度越低，对水的吸引力越小。
【详解】
A、施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；
B、发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；
C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；
D、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。
故选D。
8．（2021·广东高考真题）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（ ）


A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
【答案】A
【分析】
气孔是由两两相对而生的保卫细胞围成的空腔，它的奇妙之处在于能够自动的开闭。气孔是植物体蒸腾失水的“门户”，也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”。气孔的张开和闭合受保卫细胞的控制。
分析图示：滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞气孔张开一定程度，说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收一定水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞气孔关闭，说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分，滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞气孔张开程度较大，说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多，且多于蔗糖溶液①，由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③。
【详解】
A、通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；
B、②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；
C、滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；
D、通过分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。
故选A。
9．（2021·全国高考真题）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（ ）
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【答案】B
【分析】
酵母菌是兼性厌氧生物，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳。
【详解】
A、酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；
BC、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、还原性的氢，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意，C不符合题意；
D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO2，D不符合题意。
故选B。
10．（2021·浙江高考真题）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（　　）
A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少
C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
【答案】C
【分析】
乙烯能促进果实成熟和衰老；糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，该过程1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子，并释放出少量能量， 形成少量 ATP。
【详解】
A、苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；
\B、糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子，分解过程中释放出少量能量， 形成少量 ATP，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；
C、乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；
D、果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。
故选C。
11．（2021·浙江高考真题）下图为植物细胞质膜中H+-ATP酶将细胞质中的H+转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是（　　）

A．H+转运过程中H+-ATP酶不发生形变
B．该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差
C．抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率
D．线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
【答案】B
【分析】
据图分析可知：H＋逆浓度梯度运输，且需要消耗能量，该过程为主动转运；在此过程中H+-ATP酶兼有载体蛋白和ATP水解酶的功能。
【详解】
A、主动转运过程中H+-ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；
B、该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差，B正确；
C、H+的转运方式主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H+的转运速率，C错误；
D、图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，D错误。
故选B。
12．（2020·海南高考真题）ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）

A．ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度
B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C．Cl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
【答案】D
【分析】
1、氧气进出细胞的方式为自由扩散，不需要载体和能量。
2、据图和题干信息可知：ABC转运蛋白对物质运输具有特异性，故一种转运蛋白转运一种物质。
【详解】
A、O2的跨膜运输方式为自由扩散，不需要载体蛋白协助，A错误；
B、据图可知：ABC转运蛋白发挥作用过程伴随水解ATP，产生能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，B错误；
C、据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误；
D、据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
故选D。
13．（2020·海南高考真题）下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是（ ）
A．都可通过体液运输到全身
B．都在细胞内发挥作用
C．发挥作用后都立即被灭活
D．都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
【答案】D
【分析】
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的催化具有高效性、专一性、作用条件较温和的特点；酶在催化反应前后性质不发生改变。
激素是由内分泌器官或细胞分泌的对生物体生命活动具有调节作用的化学物质；激素调节的特点是微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞；胰岛素属于蛋白质类激素，具有降低血糖的作用。
【详解】
A、胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；
B、胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥作用，B错误；
C、胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错误；
D、胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
故选D。
14．（2020·北京高考真题）GLUT4是骨骼肌细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。研究者测定了5名志愿者进行6周骑行运动训练前后骨骼肌中GLUT4的含量（如图）。由此可知，训练使骨骼肌细胞可能发生的变化是（ ）

A．合成的GLUT4增多
B．消耗的葡萄糖减少
C．分泌到细胞外的GLUT4增多
D．GLUT4基因的数量增多
【答案】A
【详解】
A、由题图可知，与训练前相比，训练后骨骼肌中GLUT4的相对含量增加，说明训练使骨骼肌细胞合成的GLUT4增多，A正确；
B、训练后骨骼肌中GLUT4的含量增加，又因为GLUT4是骨骼肌细胞膜上的葡萄糖转运蛋白，因此训练可促进骨骼肌细胞对葡萄糖的吸收和利用，B错误；
C、由于GLUT4是骨骼肌细胞膜上的蛋白质，因此训练后转移到细胞膜上的GLUT4增加，C错误；
D、训练可促进GLUT4基因的表达，但无法改变GLUT4基因的数量，D错误。
故选A。
15．（2020·北京高考真题）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解H2O2的实验，两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7．0、20℃条件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0．5mL酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（ ）

A．悬液中酶的浓度 B．H2O2溶液的浓度
C．反应体系的温度 D．反应体系的pH
【答案】B
【分析】
影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。由图可知，第2组比第1组生成的氧气的总量高。
【详解】
A、提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；
B、提高H2O2溶液的浓度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；
C、适度的提高温度可以加快反应速率，不能提高产物的量，C错误；
D、改变反应体系的pH，可以改变反应速率，不能提高产物的量，D错误。
故选B。
16．（2020·江苏高考真题）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（ ）
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
【答案】B
【分析】
叶绿素的提取和分离实验的原理：无水乙醇能溶解绿叶中的各种光合色素；不同色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上随层析液的扩散速度也有差异。
【详解】
A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；
B、研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误；
C、研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；
D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。
故选B。
17．（2020·江苏高考真题）同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（ ）
A．卡尔文（M． Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径
B．赫尔希（A． D． Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
C．梅塞尔森（M． Meselson）等证明DNA进行半保留复制
D．温特（F． W． Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质
【答案】D
【分析】
同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
【详解】
A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径，A错误；
B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法，B错误；
C、证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法，C错误；
D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D正确。
故选D。
18．（2020·山东高考真题）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ）
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
【答案】B
【分析】
1、无氧呼吸两个阶段的反应：
第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]2C3H6O3（乳酸）
2、有氧呼吸三个阶段的反应：
第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段：反应场所：线粒体基质；反应式2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段：反应场所：线粒体内膜；反应式24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
【详解】
A、由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能，A正确；
B、无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，癌细胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；
C、由题干信息和分析可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，C正确；
D、由分析可知，无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。
故选B。
【点睛】
本题结合癌细胞的“瓦堡效应”，考查有氧呼吸和无氧呼吸的相关内容，掌握有氧呼吸和无氧呼吸各阶段物质和能量的变化是解题的关键。
19．（2020·山东高考真题）我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是（ ）
A．“浸曲发” 过程中酒曲中的微生物代谢加快
B．“鱼眼汤” 现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的
C．“净淘米”" 是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施
D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡
【答案】C
【分析】
参与酒精的制作的微生物是酵母菌，酵母菌是兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸将葡萄糖分解为二氧化碳和水，在无氧条件下生成酒精和二氧化碳。
【详解】
A、“浸曲发”是将酵母菌活化，可以使微生物代谢加快，A正确；
B、“鱼眼汤”是指酵母菌在呼吸过程中产生CO2，使溶液中出现气泡，B正确；
C、在做酒过程中，为消除杂菌的影响主要靠“炊作饭”，即蒸熟，C错误；
D、“舒令极冷”是将米饭摊开冷透，防止温度过高导致微生物（酵母菌死亡），D正确。
故选C。
【点睛】
本题需要考生结合酵母菌的代谢类型进行分析，理解题干中的相关术语是解答本题的关键。
20．（2020·天津高考真题）研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ）
A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素
【答案】A
【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]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】
A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；
B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；
C、类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；
D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。
故选A。
【点睛】
本题需要考生将人工装置和光合作用的过程及场所联系，综合分析解答。
21．（2020·浙江高考真题）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）

A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
【答案】A
【分析】
叶绿体是光合作用的场所，需要保证完整的结构，才能正常进行光合作用；外界浓度过高，导致叶绿体失水，降低光合速率；光合产物积累过多，也会导致光合速率下降 。
【详解】
A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；
B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；
C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C错误；
D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。故选A。
22．（2020·浙江高考真题）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是（ ）
A．反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
【答案】C
【分析】
探究pH对过氧化氢酶的影响实验中，自变量是过氧化氢酶所处环境的pH，因变量是过氧化氢酶的活性，通过相同时间内过氧化氢酶催化反应释放的气体量反映，其他条件为无关变量，应保持相同且适宜。
【详解】
A、温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；
B、各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应保持一致，B正确；
C、应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入pH缓冲液和H2O2溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；
D、比较各组量筒中收集的气体量，可以反映在不同pH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜pH范围，D正确。
故选C。
23．（2020·浙江高考真题）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是（ ）
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
【答案】C
【分析】
细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并释放能量的过程，分为需氧呼吸和厌氧呼吸。需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水，包括糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段；厌氧呼吸在无氧条件下发生，包括乳酸发酵和酒精发酵两种。
【详解】
A、需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，贮存在有机物中的能量全部释放出来，产生大量ATP，而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；
B、细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；
C、细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子，C正确；
D、若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。
故选C。
24．（2020·全国高考真题）取燕麦胚芽鞘切段，随机分成三组，第1组置于一定浓度的蔗糖（Suc）溶液中（蔗糖能进入胚芽鞘细胞），第2组置于适宜浓度的生长素（IAA）溶液中，第3组置于IAA+ Suc溶液中，一定时间内测定胚芽鞘长度的变化，结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是（ ）

A．KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压
B．胚芽鞘伸长生长过程中，伴随细胞对水分的吸收
C．本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的
D．IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KC1而提高
【答案】C
【分析】
分析图示可知，仅加入蔗糖组胚芽鞘伸长率最低，仅加入IAA组比仅加入蔗糖组胚芽鞘伸长率升高，IAA+Suc组胚芽鞘伸长率明显高于仅加入IAA组，说明蔗糖对IAA促进胚芽鞘伸长的效果有促进作用。
【详解】
A、K+、Cl－是植物所需要的矿质离子，可被植物细胞主动吸收，进入细胞后能使细胞渗透压上升，A正确；
B、水是细胞生命活动所需的重要物质，胚芽鞘伸长生长的过程伴随着细胞的吸水过程，B正确；
C、由题干信息可知，用KCl代替蔗糖可得到相同的实验结果，而KCl不能作为能源物质，因此不能说明蔗糖作为能源物质来提高IAA的作用效果，C错误；
D、由以上分析可知，IAA+Suc组胚芽鞘伸长率明显高于IAA组，而KCl代替Suc也可达到相同结果，因此说明IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高，D正确。
故选C。
25．（2020·全国高考真题）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】D
【分析】
渗透作用需要满足的条件是：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异，即物质的量浓度差异，由题干信息可知，甲糖和乙糖的质量分数相同，但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
【详解】
A、由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；
B、若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；
C、若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；
D、若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
故选D。
26．（2020·全国高考真题）种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（ ）
A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
【答案】D
【分析】
呼吸底物是葡萄糖时，若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气=生成的二氧化碳量；若只进行无氧呼吸，当呼吸产物是酒精时，生成的酒精量=生成的二氧化碳量。
【详解】
A、若二氧化碳的生成量=酒精的生成量，则说明不消耗氧气，故只有无氧呼吸，A正确；
B、若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，B正确；
C、若只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C正确；
D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼吸产乳酸，则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量，D错误。
故选D。
27．（2020·浙江高考真题）细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲～戊代表生长必需的不同物质，①～⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下列叙述正确的是

A．突变型细菌缺乏酶①、②、③
B．酶④与乙结合后不会改变酶④的形状
C．酶②能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁
D．若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长
【答案】D
【分析】
分析题意可知，野生型细菌体内含有①～⑤这五种酶，所以只要在培养基中添加甲就能合成生长需要的乙、丙、丁、戊这四种物质；而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长，说明缺乏合成相应物质所必需的的酶。
【详解】
A、突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长，说明缺乏合成乙、丁所必需的的酶，即酶①、③，A错误；
B、酶与底物结合后会改变酶的形状，反应完成后，酶分子又恢复原状，B错误；
C、酶具有专一性，酶②能催化乙转变为丙，酶③能催化丙转变为丁，C错误；
D、若丙→戊的反应受阻，乙可以合成戊，所以突变型细菌也能生长，D正确。
故选D。
28．（2020·浙江高考真题）酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示，①～③为相关生理过程。下列叙述正确的是

A．①释放的能量大多贮存在有机物中
B．③进行的场所是细胞溶胶和线粒体
C．发生①③时，释放量大于吸收量
D．发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③
【答案】D
【分析】
分析题图可知，①为糖酵解过程，即需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段，发生在细胞溶胶；③为柠檬酸循环和电子传递链，即需氧呼吸第二阶段和第三阶段，分别发生在线粒体基质和线粒体内膜；②为厌氧呼吸的第二阶段，发生在细胞溶胶。
【详解】
A、①释放的少量能量中大部分以热能形式散失，有少部分合成ATP，A错误；
B、③进行的场所是线粒体，B错误；
C、①③是需氧呼吸，释放量等于吸收量，C错误；
D、酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行需氧呼吸也能进行厌氧呼吸，所以发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③，D正确。
故选D。
29．（2019·上海高考真题）如图所示，在最适温度和 PH 下，增大反应速度的方法是（ ）

A．增加酶数量 B．增加底物浓度 C．增加反应时间 D．增加温度
【答案】A
【分析】
酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。所以影响酶促反应速率的因素包括：温度、pH值、底物浓度和酶的数量等。
【详解】
根据题意结合图示分析可知，M点后随着底物浓度的增大，反应速率不变，说明底物浓度不是限制因素，而且该酶已经在最适温度和pH下，所以限制该酶反应速率增大的因素是酶的数量不足，而反应时间不影响反应速率。综上所述，A正确，B、C、D错误。
故选A。
30．（2019·上海高考真题）相同温度相同时间内，在X处能收集到的CO2最多的装置是（ ）

A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】A
【分析】
酵母菌是兼性厌氧菌，属于真核生物，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，无论有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生二氧化碳，但是消耗等量的葡萄糖无氧呼吸产生的二氧化碳较少。乳酸菌属于厌氧型细菌，只进行无氧呼吸，且无氧呼吸的产物为乳酸，没有二氧化碳的产生。影响呼吸作用的因素包括温度和氧气浓度等。
【详解】
A、酵母菌可以利用葡萄糖为底物进行有氧呼吸，释放较多的二氧化碳，A符合题意；
B、石蜡油造成了无氧环境，酵母菌利用葡萄糖进行无氧呼吸，释放少量的二氧化碳，B不符合题意；
C、酵母菌进行的是有氧呼吸，需要将葡萄糖等有机物为底物进行分解，释放二氧化碳，图示装置中的无菌水不能提供呼吸底物，因此酵母菌不能进行细胞呼吸，也没有二氧化碳释放，C不符合题意；
D、酵母菌先进行有氧呼吸再进行无氧呼吸，产生的二氧化碳不如甲组多，D不符合题意。
故选A。
31．（2019·海南高考真题）下列关于绿色植物的叙述，错误的是（ ）
A．植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸
B．植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的
C．遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降
D．植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用
【答案】B
【分析】
有氧呼吸第一阶段的场所是：细胞质基质；第二阶段的场所是线粒体基质；第三阶段的场所是线粒体内膜。
光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，暗反应的场所是叶绿体基质。
【详解】
有氧呼吸不需要光照，植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸，A正确；植物细胞中ATP不一定都是在膜上合成的，如细胞质基质和线粒体基质也可以合成ATP，B错误；合成叶绿素需要光照，遮光培养会导致光照减弱，会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降，C正确；植物幼茎的绿色部分含有叶绿体，能进行光合作用，所有的活细胞都能进行呼吸作用，D正确。故选B。
32．（2019·海南高考真题）下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（ ）
A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能
B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a
C．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与
D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用
【答案】B
【分析】
叶绿体中的色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素，前者包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光；后者包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。
【详解】
光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。故选B。
33．（2019·江苏高考真题）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是

A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
【答案】D
【分析】
绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻（原核生物）只含有叶绿素a和胡萝卜素。
【详解】
A、研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A错误；
B、层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，生理盐水或磷酸盐缓冲液起不到层析的效果，B错误；
C、层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C错误；
D、绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻只有两条色素带，不含有叶黄素和叶绿素b，D正确。
故选D。
34．（2019·天津高考真题）植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述正确的是
A．蛋白水解酶能使磷酸二酯键断开
B．钙离子通过自由扩散进入植物细胞
C．细胞色素c与有氧呼吸第一阶段有关
D．细胞编程性死亡避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染
【答案】D
【分析】
本题主要考查跨膜运输、有氧呼吸和细胞凋亡等有关知识。蛋白水解酶是催化蛋白质的肽键断开，水解成氨基酸；无机盐离子一般是主动运输进出细胞；细胞色素c位于线粒体内膜上，生物氧化的一个非常重要的电子传递体，在线粒体嵴上与其它氧化酶排列成呼吸链，参与细胞呼吸的第三阶段，使[H]和O2结合，生成水；细胞编程性死亡包括生物发育过程细胞的编程性死亡、细胞的自然更新及被病原体感染的细胞的清除（病毒侵入体细胞，体细胞会启动凋亡程序释放病毒）。
【详解】
蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸，A错误；钙离子通过主动运输进入植物细胞，B错误；细胞色素c位于线粒体内膜上，参与有氧呼吸第三阶段，促进[H]和O2结合，生成水，C错误；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D正确。因此，本题答案选D。
【点睛】
解答本题要能正确理解题设条件，结合相关知识，逐项判断，比较简单。
35．（2019·天津高考真题）下列过程需ATP水解提供能量的是
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
【答案】B
【分析】
本题主要考查细胞中生理活动的相关知识。细胞中蛋白质、淀粉和多糖在酶的作用下水解，无需消耗能量；生长素在幼嫩组织中从形态学上端向形态学下端运输属于极性运输，其方式为主动运输，需要消耗能量；光合作用的光反应阶段，水在光下分解，不需要消耗ATP；无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸分解成酒精和CO2或乳酸，都不消耗能量。
【详解】
唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A错误；生长素的极性运输是以主动运输的方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要ATP提供能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解，需要光能，不需要ATP供能，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸，不需要ATP供能，D错误。因此，本题答案选B。
【点睛】
解答本题关键要熟悉细胞中不同的生理活动的具体过程，来判断是否需要ATP功能。
36．（2019·天津高考真题）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是
A．红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别
B．两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察
C．两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较
D．红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定
【答案】C
【分析】
1、光学显微镜下能观察到的结构有：细胞壁、叶绿体、大液泡和经染色的细胞核和线粒体；基因突变和基因重组不能在光学显微镜下观察到，但染色体变异（染色体结构变异和染色体数目变异）可以在光学显微镜下观察到。
2、影响光合作用强度的外界因素：空气中二氧化碳的浓度，土壤中水分的多少，光照的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗量或产物生成的数量来定量地表示。
3、植物细胞的吸水和失水实验的观察指标：中央液泡大小、原生质层的位置和细胞大小。
【详解】
据分析可知，基因突变不可以用普通光学显微镜观察识别，因为基因是有遗传效应的DNA片段，DNA在普通光学显微镜下观察不到，A错误；叶绿体基粒类囊体由生物膜构成，不可用普通光学显微镜观察，B错误；由题干信息可知，要使红叶杨和绿叶杨的光合作用强度相等，红叶杨需要更强的光照，原因是红叶杨比绿叶杨的叶绿体基粒类囊体少，光合速率小，因此，两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较，C正确；红叶杨细胞中花青素的相对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定，若要测定花青素的绝对含量需要进一步实验，D错误；因此，本题答案选C。
【点睛】
解答本题的关键是：明确光学显微镜下能观察到的细胞结构和可遗传变异类型，影响光合作用强度的外界因素，植物细胞吸水和失水实验的应用，再根据题意作答。
37．（2019·全国高考真题）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是
A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
【答案】B
【分析】
有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底的氧化分解，产生二氧化碳和水，生成大量ATP的过程。场所是细胞质基质和线粒体。无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是乳酸或酒精和二氧化碳。
【详解】
马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，无葡萄糖，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二阶段转化成乳酸，B正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段，会生成少量ATP，C错误；马铃薯块茎储存时，氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸，酸味会减少，D错误。
38．（2019·全国高考真题）某种H﹢-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是
A．H﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外
B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢-ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输
C．H﹢-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H﹢所需的能量可由蓝光直接提供
D．溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
【答案】C
【分析】
细胞跨膜运输的方式根据是否需要消耗能量分为主动运输和被动运输，被动运输根据是否需要载体蛋白分为自由扩散和协助扩散。主动运输需要载体蛋白，消耗的能量直接来源于ATP的水解。
【详解】
载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。
39．（2019·全国高考真题）若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
【答案】A
【分析】
根据题干信息分析，将n粒种子置于黑暗环境中使其萌发，得到n株黄化苗，该过程中没有光照，所以种子在萌发过程中只能进行呼吸作用消耗有机物，不能进行光合作用合成有机物，也不能合成叶绿素，所以幼苗是黄化苗。
【详解】
根据题意分析，种子萌发时，吸水膨胀，种皮变软，呼吸作用逐渐增强，将储藏在子叶或胚乳中的营养物质逐步分解，转化为可以被细胞吸收利用的物质，所以种子萌发过程中，呼吸作用强度增加，而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
40．（2019·全国高考真题）下列关于人体组织液的叙述，错误的是
A．血浆中的葡萄糖可以通过组织液进入骨骼肌细胞
B．肝细胞呼吸代谢产生的CO2可以进入组织液中
C．组织液中的O2可以通过自由扩散进入组织细胞中
D．运动时，丙酮酸转化成乳酸的过程发生在组织液中
【答案】D
【分析】
内环境及其各组分之间的关系：
①内环境的概念：由细胞外液构成的液体环境叫做内环境，包括血浆、组织液和淋巴等。
②各组分之间的关系如图所示：

【详解】
血浆中的葡萄糖通过毛细血管壁细胞进入组织液，再通过组织液进入全身各处的细胞，包括骨骼肌细胞，A正确；肝细胞生存的内环境是组织液，因此其代谢产生的CO2以自由扩散的方式进入到组织液中，B正确；氧气通过血红蛋白被输送到全身各处的组织液，再通过自由扩散的方式从组织液进入组织细胞中，C正确；运动时，丙酮酸转化成乳酸的过程属于无氧呼吸的过程，发生在细胞质基质中而不发生在组织液中，D错误。故选D。
41．（2019·浙江高考真题）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得有关数据如下表：

下列叙述正确的是
A．溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B．若不断提高温度，根细胞吸收H2PO4-的量会不断增加
C．若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3-的吸收
D．细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
【答案】D
【分析】
分析表格数据可知，豌豆根部组织细胞内的Mg2+、H2PO4-和NO3-的浓度均高于外部溶液，故三种离子进入细胞的方式均为主动转运，主动转运消耗ATP，并且需要借助载体蛋白。
【详解】
溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸，影响ATP的合成，进而影响吸收的Mg2+的量，A选项错误；不断提高温度，根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制，影响需氧呼吸合成ATP，进而影响根细胞吸收H2PO4-的量可能减少，B选项错误；若溶液缺氧，豌豆根细胞厌氧呼吸为酒精发酵，会产生乙醇和二氧化碳，C选项错误；细胞呼吸的电子传递链过程是[H]和氧气结合生成水，并产生大量ATP的过程，可为吸收离子功能，D选项正确。
42．（2019·浙江高考真题）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3mL
3mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
－
3
加入二氧化锰
－
少许
4
检测


据此分析，下列叙述错误的是
A．实验的可变因素是催化剂的种类
B．可用产生气泡的速率作检测指标
C．该实验能说明酶的作用具有高效性
D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
【答案】D
【分析】
根据表格分析，该实验是通过与二氧化锰比较催化过氧化氢的分解，以探究酶的高效性。试管A与试管B为平行对照实验组。
【详解】
实验中的可改变的自变量为催化剂的种类，A选项正确；过氧化氢分解产生水和氧气，故可以通过产生气泡的速率作为判断反应速率的指标，B选项正确；该实验通过比较酶的催化速率和二氧化锰的催化速率来验证酶的高效性，C选项正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中均含有过氧化氢酶，均可用作过氧化氢酶的性质的探究实验，D选项错误。故错误的选项选择D。
43．（2019·浙江高考真题）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是
A．将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1
B．严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低
C．富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1
D．某动物以草为食，推测上述比值接近1
【答案】A
【分析】
生物可利用糖类和油脂进行呼吸产生能量，由于油脂中氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多，故氧化分解同质量的油脂和糖类，油脂消耗的氧气比糖类多。葡萄糖彻底氧化分解产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值为1，脂质氧化分解产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1。
【详解】
A、果蔬中利用的能源物质为糖类，储藏与充满氮气的密闭容器中，果蔬细胞主要进行无氧呼吸，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值应当大于1，A错误；
B、严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B正确；
C、富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C正确；
D、某动物以草为食，则主要的能源物质为糖类，则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D正确。
故选A。
44．（2019·浙江高考真题）哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是
A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
【答案】C
【分析】
0.9%的生理盐水与人和哺乳动物血浆中无机盐的浓度相同，水分子进出细胞膜达到动态平衡，因此红细胞能保持正常形态。在低浓度的溶液中，红细胞会吸水涨破，在高浓度的溶液中，红细胞会吸水皱缩。
【详解】
在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，A选项错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B选项错误；在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，C选项正确；渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D选项错误。
【点睛】
当细胞液浓度与外界浓度达到平衡时，水分子的扩散不会停止。由于分子是在不断进行无规则运动的，所以即使细胞膜内外浓度达到平衡状态后，水分子依旧会不断进出细胞，保持一个动态平衡的状态。
45．（2019·浙江高考真题）实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )

A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
【答案】B
【分析】
由“水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。”可知，DCIP被氢还原，可作为氢载体。 希尔反应可以测定DCIP溶液的颜色变化或测量生成氧气的释放速率。
【详解】
相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制效果较差，A错误；相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C错误；由题图可知，不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲，D错误。故选B。
【点睛】
能够根据题干得出希尔反应模拟了光合作用的光反应阶段，理清希尔反应的实验原理，结合题图分析解答本题。
46．（2019·浙江高考真题）酶是生物催化剂，其作用受pH等因素的影响。下列叙述错误的是( )
A．酶分子有一定的形状，其形状与底物的结合无关
B．绝大多数酶是蛋白质，其作用的强弱可用酶活性表示
C．麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解
D．将胃蛋白酶加入到pH10的溶液中，其空间结构会改变
【答案】A
【分析】
1、酶是活细胞产生的，能够起生物催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少部分酶是RNA。
2、酶具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。
【详解】
酶分子有一定的形状，恰好能和底物分子结合，A错误；绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，其作用的强弱可用酶活性表示，B正确；酶具有专一性，一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应。因此，麦芽糖酶能催化麦芽糖的水解，不能催化蔗糖的水解，C正确；胃蛋白酶的最适pH为1.8，将其加入到pH10的溶液时，胃蛋白酶的空间结构会改变，使酶失活，D正确。故选A。
47．（2019·浙江高考真题）下列关于物质出入细胞方式的叙述，错误的是( )
A．O2和酒精以扩散方式进入细胞
B．胰蛋白酶以胞吐方式分泌到细胞外
C．细菌和病毒被巨噬细胞吞噬时须穿过质膜
D．红细胞在蒸馏水中会因渗透作用吸水而破裂
【答案】C
【分析】
扩散、协助扩散和主动运输、胞吞胞吐的比较：
比较项目
运输方向
是否要载体
是否消耗能量
代表例子
扩散
高浓度→低浓度
不需要
不消耗
O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等
协助扩散
高浓度→低浓度
需要
不消耗
葡萄糖进入红细胞等
主动运输
低浓度→高浓度
需要
消耗
氨基酸、各种离子等
胞吞、胞吐
进入细胞为胞吞
运出细胞为胞吐
不需要
消耗
胰岛素、抗体、巨噬细胞吞噬细菌等
【详解】
48．（2019·浙江高考真题）温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如下。下列叙述正确的是( )


A．a-b段，温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程
B．b-c段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快
C．b点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多
D．C点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中
【答案】B
【分析】
有氧呼吸的过程：
第一阶段：糖酵解，在细胞溶胶中进行。
反应式： C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
第二阶段：柠檬酸循环，在线粒体基质中进行。
反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量 （2ATP）
第三阶段：电子传递链，在线粒体内膜上进行。
反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量（34ATP）
【详解】
糖酵解过程在细胞溶胶中进行，A错误；b-c段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快，酶活性降低，因而细胞呼吸的相对速率下降，B正确；由分析可知，氧在电子传递链的末端与氢结合生成水，C错误；细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能的形式散失掉，D错误。故选B。
49．（2020·浙江高三三模）有氧条件下酵母菌的厌氧呼吸会受到抑制。为探究其原因，有人将酵母菌破碎获得细胞匀浆，并把部分细胞匀浆离心后得到悬浮液（含细胞溶胶）和沉淀物（含线粒体），进行如下分组实验（X、Y、Z为上述三种物质的一种，可以相同也可以不同）。
装置一：葡萄糖溶液+无菌水+X：
装置二：葡萄糖溶液+无菌水+ATP+Y；
装置三：葡萄糖溶液+无菌水+氧气+Z。
以三套装置中CO2产生量为检测指标，下列相关叙述合理的是（ ）
A．三套装置中都应该分别加入细胞匀浆使无关变量相同
B．无论Z是何种物质，装置三中肯定检测不到CO2的产生
C．本实验的目的是探究抑制酵母菌厌氧呼吸的因素是氧气还是 ATP
D．本实验的自变量应是加入三个装置中的酵母菌提收物质（X、Y、Z）的种类
【答案】C
【分析】
本实验为验证有氧状况下酵母菌的厌氧呼吸会受到抑制，根据三组实验装置设计可知，区别在于ATP和氧气的使用，可用来探究有氧状况下抑制酵母菌厌氧呼吸的因素是氧气还是ATP，由于葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质，葡萄糖不能直接在线粒体中反应，且实验设计要保证单一变量，所以X、Y、Z三种物质相同，都是细胞质基质，即悬浮液。
【详解】
A、细胞匀浆中包含了细胞质基质和线粒体，而本实验的目的是探究在有氧的条件下，抑制厌氧呼吸的因素是O2还是ATP，所以三套装置中应该加入细胞质基质，即悬浮液，A错误；
B、如果Z是细胞匀浆，包含了细胞质基质和线粒体，可以通过需氧呼吸产生CO2，B错误；
C、根据三组实验装置设计可知，区别在于ATP和氧气的使用，可用来探究有氧状况下抑制酵母菌厌氧呼吸的因素是氧气还是ATP，C正确；
D、本实验的自变量是加入三个装置的物质是O2还是ATP，D错误；
故选C。
【点睛】
本题考查细胞呼吸探究相关知识，关键是抓住题干中本实验的目的是“探究有氧条件下酵母菌的厌氧呼吸会受到抑制的原因”进行解答。

二、多选题
50．（2021·河北高考真题）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（ ）


A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
【答案】AC
【分析】
细胞呼吸分有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。这两种类型的共同点是：在酶的催化作用下，分解有机物，释放能量。但是，前者需要氧和线粒体的参与，有机物彻底氧化释放的能量比后者多。温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素，储藏蔬菜、水果时采取零上低温、一定湿度、低氧等措施延长储藏时间，而种子采取零上低温、干燥、低氧等措施延长储存时间。
【详解】
A、荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；
B、荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；
C、温度会影响酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；
D、气调冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空气中氧气的作用，而不是去除乙烯的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，D错误。
故选AC。

三、综合题
51．（2021·河北高考真题）为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植林随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m-2）（3）水十氮组，补充尿素（12g·m-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。
生理指标
对照组
施氮组
水+氮组
自由水/结合水
6．2
6．8
7．8
气孔导度（mmol·m-2s-1）
85
65
196
叶绿素含量（mg·g-1）
9．8
11．8
12．63
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）
316
640
716
光合速率（μmol·m-2s-1）
6．5
8．5
11．4
注：气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题：
（1）植物细胞中自由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动__________两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。
（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是______________________________。
【答案】细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物 主动吸收 镁 ATP和NADPH（或[H]） 水 C5（或RuBP） 气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
【分析】
分析题意可知，该实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，实验分成三组：对照组、施氮组、水+氮组；分析表格数据可知：自由水与结合水的比值：对照组＜施氮组＜水+氮组；气孔导度：对照组＞施氮组＜水+氮组；叶绿素含量：对照组＜施氮组＜水+氮组；RuBP羧化酶活性：对照组＜施氮组＜水+氮组；光合速率：对照组＜施氮组＜水+氮组。
【详解】
1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。
（2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。
（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。
【点睛】
本题考查水的存在形式和作用、光合作用的过程、影响光合作用的因素等相关知识，意在考查考生把握知识间的相互联系，运用所学知识解决生物学实际问题的能力，难度中等。
52．（2021·湖南高考真题）图a为叶绿体的结构示意图，图b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）图b表示图a中的______结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为______和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会______（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。

叶绿体A：双层膜结构完整
叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤
叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂
叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量
100
167.0
425.1
281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量
100
106.7
471.1
109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以_________（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是_________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于_________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_________。
【答案】类囊体 NADPH 减慢 Fecy 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异 类囊体上的色素吸收光能 ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
【分析】
图a表示叶绿体的结构，图b中有水的光解和ATP的生成，表示光合作用的光反应过程。
【详解】
（1）光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。
（2）①比较叶绿体A和叶绿体B的实验结果，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。
②在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收光能，从而提高光反应速率，所以该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C。
③根据图b可知，ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
【点睛】
解答本题可结合生物学结构与功能相适应的基本观点。叶绿体中类囊体薄膜有最大的膜面积，有利于色素分布和吸收光能，类囊体松散时避免了相互的遮挡，更有利于色素吸收光能。
53．（2021·全国高考真题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）
【答案】细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜 细胞呼吸（或呼吸作用） 蒸腾作用过强导致水分散失过多 光合作用 实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在（湿度适宜的）正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
【分析】
据题可知，植物甲生活在干旱地区，为降低蒸腾作用减少水分的散失，气孔白天关闭、晚上打开。白天气孔关闭时：液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，光合作用生成的氧气和有机物可用于细胞呼吸，白天能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而晚上虽然气孔打开，但由于无光照，叶肉细胞只能进行呼吸作用，能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
【详解】
（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸（或呼吸作用）释放的CO2。
（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。
（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在（湿度适宜的）正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
【点睛】
解答本题的关键是明确实验材料选取的原则，以及因变量的检测方法和无关变量的处理原则。
54．（2021·全国高考真题）植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题：
（1）细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是_______。
（2）细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由_______复合物构成的，其运输的特点是_______（答出1点即可）。
（3）细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞对K+的吸收速率降低，原因是_______。
【答案】具有一定的流动性 蛋白质 顺浓度或选择性 细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程，需要能量，呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能，故使细胞主动运输速率降低
【分析】
植物根细胞的从外界吸收各种离子为主动运输，一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要，需要耗能、需要载体协助。
【详解】
（1）生物膜的结构特点是具有一定的流动性。
（2）离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种通道只能先让某种离子通过，而另一些离子则不容易通过，即离子通道具有选择性。
（3）细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。可知是主动运输过程，主动运输需要消耗能量，而细胞中的能量由细胞呼吸提供，因此呼吸抑制剂会影响细胞对K+的吸收速率。
【点睛】
本题考查植物细胞对离子的运输方式，主动运输的特点等，要求考生识记基本知识点，理解描述基本生物学事实。
55．（2021·浙江高考真题）现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。


回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的产物有_________和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率_________，理由是_________。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
【答案】光密度值 高 高光强 吸能 ATP、NADPH 小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 360
【分析】
分析甲图，相同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，相同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，相同光强度下，温度在25℃之前，随着温度升高，绿藻放氧速率（净光合速率）加快。相同温度下，高光强的绿藻放氧速率（净光合速率）更大。
【详解】
（1）叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解（产生NADPH和氧气）和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【点睛】
解答此题需从图表中提取信息，分析表中反映自变量与因变量相应数据的变化规律和曲线的变化趋势。在此基础上结合题意对各问题情境进行分析解答。
56．（2020·海南高考真题）在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。

（1）据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是_________；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度____________。
（2）为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10~14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是_____________________。
（3）小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是_____________________________。
【答案】光照强度 降低 B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，二氧化碳吸收受阻，光合作用速率降低 C的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C的净光合作用降低，产量下降，因此C的蔬菜产量低于B
【分析】
影响光合作用的环境因素:光照、二氧化碳浓度、温度、水、矿质元素等该题以一天的时间来代替光照强度，中午因为光照强度过强，气孔关闭影响光合作用的暗反应从而影响整个光合作用过程。温度的变化会引起光合作用和呼吸作用相关酶活性影响光合和呼吸作用，植物的产量既有机物的积累，是植物一天光合作用的产物减去呼吸作用所消耗的有机物：净光合作用=总光合作用-呼吸作用。
【详解】
（1）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，与10时相比，7时光照强度弱，此时，影响光合作用的主要因素是光照强度，10时到12时，从图中分析可知，光合作用强度在降低；
（2）光合作用在一定范围内随光照强度的增加而增加，当光照强度持续增加同时温度上升，会对植物组织内部灼烧，部分气孔关闭，导致植物从外界吸收二氧化碳受阻，植物暗反应受到限制，光合作用强度降低；
（3）当温度升高后，与光合作用有关的酶会由于温度过高而活性降低，光合作用强度降低，呼吸作用有关酶的最适温度高于光合作用有关酶的最适温度，呼吸速率上升，最终导致净光合速率降低，蔬菜的有机物积累减少，产量降低。
【点睛】
本题主要考察环境对植物光合作用的影响，需要学生能够根据光合作用过程所需原料、酶进行综合分析，对学生的要求较高。
57．（2020·北京高考真题）阅读以下材料，回答（1）~（4）题。
创建D1合成新途径，提高植物光合效率
植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSII的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSII得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSII的修复，进而影响光合效率。
叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSII修复效率降低。如何提高高温或强光下PSII的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领城科学家的问题。
近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8．1%~21．0%之间。
该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着溫室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。
（1）光合作用的__________反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与__________形成的复合体吸收、传递并转化光能。
（2）运用文中信息解释高温导致D1不足的原因___________。
（3）若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是： ________________。
（4）对文中转基因植物细胞D1合成“双途径”的理解，正确的叙述包括__________。
A．细胞原有的和补充的psbA基因位于细胞不同的部位
B．细胞原有的和补充的D1的mRNA转录场所不同
C．细胞原有的和补充的D1在不同部位的核糖体上翻译
D．细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所不同
E．细胞原有的和补充的D1发挥的作用不同
【答案】光反应 叶绿体的色素 ①高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成 提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产 ABC
【分析】
叶绿体呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里，叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上．在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶；叶绿体是半自主细胞器。
【详解】
（1）光合作用的光反应过程在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与叶绿体的色素形成复合体。
（2）根据文中信息“高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏，编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程”，所以高温导致D1不足的原因有：①高温导致ROS积累，使D1受到破坏；②ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成。
（3）根据题干信息“与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著，提高转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高”，所以选择高温相应启动子psbA基因表达的优点是提高了光能利用率和植物的净光合作用速率，使植物增产。
（4）D1合成双途径只①编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，所以D1在叶绿体中编码合成；②将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中，所以D1也可以通过细胞核基因编码控制合成。
A、根据以上分析，细胞原有的基因位于叶绿体中，而补充的psbA基因位于细胞核中，A正确；
B、细胞原有的的转录场所在叶绿体，而补充的D1的mRNA转录场所在细胞核中，B正确；
C、细胞原有的的翻译场所在位于叶绿体的核糖体上进行，而补充的D1在位于细胞质中的核糖体进行翻译过程，C正确；
D、细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所都是在叶绿体中合成PSII，D错误；
E根据D项分析，二者作用都是去合成PSII，E错误。
故选ABC。
【点睛】
本题需要考生仔细阅读文章，从文章中找到有用的信息同时结合光合作用的过程进行分析作答。
58．（2020·江苏高考真题）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：

（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和__________。
（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA还原成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。
（3）根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成__________键。
（4）CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自__________；根瘤中合成ATP的能量主要源于__________的分解。
（5）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是__________。
【答案】类囊体（薄）膜 C5 叶绿体基质 细胞质基质 肽 光能 糖类 非还原糖较稳定
【分析】
本题主要考查光合作用、蛋白质合成及ATP的有关知识。依据有关知识，结合题图可以顺利解决本题的问题。
【详解】
（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上；暗反应在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的CO2和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三碳化合物；
（2）据图所示可知，CO2进入叶绿体基质形成PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然后PGA被还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在于细胞质基质中；
（3）NH3中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键；
（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP；（5)葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定。
59．（2020·山东高考真题）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。
【答案】模块1和模块2 五碳化合物（或：C5） 减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足 高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类) 叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【分析】
1、光合作用中光反应和暗反应的比较：
比较项目
光反应
暗反应
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、NADP+、水
物质变化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的还原：2C3（CH2O）+C5
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
联系
①光反应为暗反应提供[H]和ATP；
②暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；
③ 光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。

2、分析题图，模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，模块3将活跃的化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块2相当于光反应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为C5，乙为C3。
【详解】
（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。
（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。
（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此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要高于植物。
（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
【点睛】
本题主要考查了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，需要考生识记相关内容，联系图中三个模块中能量和物质的变化，结合题干进行分析。
60．（2020·天津高考真题）鬼箭锦鸡儿（灌木）和紫羊茅（草本）是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。

据图回答：
（1）CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统________和________中的重要作用。
（2）本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为________________________，仅温度升高对两种植物的影响分别为________________________。
（3）两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：_______________________________________。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落________的速度与方向。
【答案】物质循环 能量流动 促进两种植物生长 抑制鬼箭锦鸡儿生，促进紫羊茅生长 将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化 演替
【分析】
据图分析，在鬼箭锦鸡儿实验和紫羊茅实验中，无论是在常温还是高温条件下，高CO2浓度组比常态CO2浓度组的相对生物量都高；在鬼箭锦鸡儿实验中，无论是常态CO2浓度还是高CO2浓度条件下，常温组的相对生物量都高于高温组，而在紫羊茅实验中，无论是常态CO2浓度还是高CO2浓度条件下，高温组的相对生物量都高于常温组，据此分析。
【详解】
（1）生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递，植物通过光合作用将大气中CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。
（2）据图可知，相同条件下，提高CO2浓度，都可以提高鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的相对生物量，故仅CO2浓度的升高，都可以促进两种植物的生长。若仅提高温度，在鬼箭锦鸡儿实验中，相同条件下常温组的相对生物量都高于高温组，而紫羊茅实验中，相同条件下高温组的相对生物量高于常温组，因此，仅提高温度，会抑制鬼箭锦鸡儿的生长，而促进紫羊茅的生长。
（3）根据题意，在群落水平上，温室效应加剧可能导致生活在同一高寒草甸中的鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的比例发生变化，即导致群落发生了演替。若要验证该推测，则可将鬼箭锦鸡儿和紫羊茅种植在一起，比较温室效应加剧前后该区域两种植物的相对生物量的变化。若推测成立，说明温室效应加剧可能会对群落演替的速度和方向产生影响。
【点睛】
本题以温室效应为背景，综合考查了实验分析和设计、群落演替、生态系统功能等相关内容，意在考查考生对相关知识的理解和应用能力。
61．（2020·浙江高考真题）以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：
（1）欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0．3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生__________现象来判断。
（2）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏__________色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的__________不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的__________。
（3）在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，__________有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂__________期细胞的染色体，原因是__________。
【答案】质壁分离 黄 移动速率 吸收光谱 轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究
【分析】
质壁分离为植物细胞常有的现象，质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分）分开。质壁分离的原理为：①浓度差的存在，引起细胞失水，②细胞壁的伸缩性小于原生质层，因此细胞发生质壁分离。色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质，色素的提取常采用菠菜为原料，光合色素是脂溶性的，因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为：研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】
（1）活的植物细胞能发生质壁分离，而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离，因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡，质壁分离现象明显，常用于进行质壁分离实验。
（2）碳酸钙有保护叶绿素的作用，未加碳酸钙，叶绿素被破坏，呈现类胡萝卜素的颜色，类胡萝卜素偏黄，故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素，被附着在滤纸条的同一条线上（滤液细线），随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散，且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率（扩散速率）而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线，就是该物质的吸收光谱。
（3）观察细胞中的染色体，需要将细胞分散开来，因此用10%盐酸对根尖进行解离，为了进一步使细胞分散开来，染色后，用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像，由于中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究，因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影，制作染色体组型图。
【点睛】
本题以实验为基础，从实验材料（洋葱和菠菜）出发，考查学生对质壁分离、光合色素的提取和分离以及有丝分裂实验的理解和掌握，要求学生理解实验原理，合理选择实验材料，在此基础上提升学生设计实验、创新选材的能力。
62．（2020·全国高考真题）照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位
（1）__________
叶绿体的类囊体膜
线粒体
反应物
葡萄糖

丙酮酸等
反应名称
（2）__________
光合作用的光反应
有氧呼吸的部分过程
合成ATP的能量来源
化学能
（3）__________
化学能
终产物（除ATP外）
乙醇、CO2
（4）__________
（5）__________

【答案】细胞质基质 无氧呼吸 光能 O2、NADPH H2O、CO2
【分析】
1、无氧呼吸：场所：细胞质基质；反应式C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
2、有氧呼吸三个阶段的反应：
第一阶段：反应场所：细胞质基质；反应式C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二阶段：反应场所：线粒体基质；反应式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O20[H]+6CO2+少量能量
第三阶段：反应场所：线粒体内膜；反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量(34ATP)
3、光反应和暗反应比较：
比较项目
光反应
暗反应
场所
基粒类囊体膜上
叶绿体的基质
条件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多种酶、CO2、ATP、[H]
反应产物
[H]、O2、ATP
有机物、ADP、Pi、水
物质变化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+PiATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的还原：2C3（CH2O）+C5+H2O
能量变化
光能→电能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
实质
光能转变为化学能，水光解产生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
联系
①光反应为暗反应提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP；
②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料；
③没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成
【详解】
（1）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。（2）由反应产物乙醇、CO2可知，该反应为无氧呼吸。
（3）由分析可知，光合作用的光反应中光能转化成活跃的化学能，储存在ATP中。
（4）由分析可知，光合作用的光反应的产物为O2和NADPH。
（5）由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO2，第三阶段产物为H2O。
【点睛】
本题通过ATP的合成过程中能量的来源，考查有氧呼吸、无氧呼吸以及光合作用的场所、反应物、产物和能量转化的知识，考查内容较基础。
63．（2020·全国高考真题）人在剧烈奔跑运动时机体会出现一些生理变化。回答下列问题：
（1）剧烈奔跑运动时肌细胞会出现____________，这一呼吸方式会导致肌肉有酸痛感。
（2）当进行较长时间剧烈运动时，人体还会出现其他一些生理变化。例如，与运动前相比，胰岛A细胞的分泌活动会加强，分泌____________，该激素具有___________（答出2点即可）等生理功能，从而使血糖水平升高。
（3）人在进行剧烈运动时会大量出汗，因此在大量出汗后，为维持内环境的相对稳定，可以在饮水的同时适当补充一些_____________。
【答案】无氧呼吸 胰高血糖素 促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 电解质（或答：无机盐）
【分析】
胰岛B细胞能分泌胰岛素，其作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖水平降低；胰岛A细胞能分泌胰高血糖素，其作用是促进糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。
【详解】
（1）剧烈奔跑时肌细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，从而使肌肉有酸痛感。
（2）胰岛A细胞能分泌胰高血糖素，其作用是促进糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖水平升高。
（3）汗液中除含有水分外，还会含有一些电解质（无机盐），故大量出汗后除了补充水分外，还应补充电解质（无机盐）。
【点睛】
本题结合生活实例，主要考查了无氧呼吸、血糖调节以及水盐平衡调节的相关知识，意在考查考生从题中获取信息的能力，并运用所学知识对信息进行分析、推理和解释现象的能力。
64．（2020·全国高考真题）为了研究细胞器的功能，某同学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细胞器。回答下列问题：
（1）该实验所用溶液B应满足的条件是_____________（答出2点即可）。
（2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_____________。
（3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_____________。
【答案】pH 应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同 细胞质基质组分和线粒体 有 类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
【分析】
细胞器的种类及功能：
1、细胞器分为：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体。
2、①线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
②叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
③内质网是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
④高尔基体对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的“车间”及“发送站”。
⑤核糖体是“生产蛋白质的机器”，有的依附在内质网上称为附着核糖体，有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
⑥溶酶体分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
⑦液泡是调节细胞内的环境，是植物细胞保持坚挺的细胞器，含有色素（花青素）。
⑧中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关，由两个相互垂直的中心粒构成.。
【详解】
（1）将正常叶片置于适量的溶液B中，为防止叶片失水，应保证pH与细胞质基质的相同，渗透压与细胞内的相同。
（2）葡萄糖在有氧呼吸的过程能彻底氧化分解，在真核细胞中场所为细胞质基质和线粒体。
（3）由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。
【点睛】
本题结合具体实例考查光合作用、呼吸作用和细胞器的相关内容，掌握光合作用和呼吸作用的场所、细胞器的功能是解题的关键。
65．（2020·全国高考真题）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：
（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_____________________（答出2点即可）。
（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_____________________（答出1点即可）。
（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是___________________，选择这两种作物的理由是___________________。
作物
A
B
C
D
株高/cm
170
65
59
165
光饱和点/μmol·m-2·s-1
1 200
1 180
560
623

【答案】减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用 肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 A和C 作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用
【分析】
1、中耕松土是指对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤。中耕的作用有：疏松表土、增加土壤通气性、提高地温，促进好气微生物的活动和养分有效化、去除杂草、促使根系伸展、调节土壤水分状况。
2、矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被植物的根系选择吸收。
【详解】
（1）中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可以增加土壤的含氧量，有利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。
（2）农田施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。
（3）分析表中数据可知，作物A、D的株高较高，B、C的株高较低，作物A、B的光饱和点较高，适宜在较强光照下生长，C、D的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物A和C进行间作，作物A可利用上层光照进行光合作用，作物C能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用率。
【点睛】
本题结合具体实例考查光合作用和呼吸作用的相关内容，掌握光合作用和呼吸作用的原理、影响因素及在生产中的应用是解题的关键。
（2019·上海高考真题）草莓是喜光植物，为提高品质和产量，研究人员用3种方式对其进行补光，结果如表

不补光组
补光1组
补光2组
补光3组
补光的红蓝光比
（红光：蓝光）
——
4．9：1
1．93：1
3：1
叶绿素含量mg
1．113
1．93
2．31
1．79

66．下列对3个补光组草莓植株叶绿素吸收光的种类，判断正确的是 。
A．补光1组吸收光的种类最多 B．补光3组吸收光的种类最多
C．补光2组吸收光的种类最多 D．3个组吸收光的种类相同
67．据表分析，对草莓植株补光过程中，红光所占比例越大，叶绿素含量___（越多/越少/相同/无法判断）。
研究补光组1对草莓的光合速率和其他指标，如表所示：

光合速率 ( umo/m2s)
每株叶片数(个)
株高(cm)
平均单果质量(g)
每株结果数(个)
可溶性糖含量(mg/g)
不补光组
16.04
26.75
14.27
14.56
9.9
2.17
补光1组
17.03
26.25
20.17*
32.76*
13.60*
245*
*表示与不补光组相比差异显著
68．草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物可以
A．运输至果实储存 B．在光反应中传递高能电子
C．转化为淀粉储存 D．为根茎细胞分裂分化供能
69．表中可提现草莓品质和产量的指标是______________。
70．用表中的数据和已有知识，解释用补光能提高草莓品质和产量的原因：______。

【答案】
66．D
67．无法判断
68．ACD
69．平均单果质量每株结果数可溶性糖含量
70．适当补光能提高草莓叶片叶绿素含量，增加光能的吸收、传递和转换的效率，光反应速率提高，产生更多的ATP、NADPH，暗反应速率加快，从而使光合作用速率提高，增加草莓有机物（可溶性糖）积累量，光合作用产物可通过草莓各处的输导组织，更多的分配到草莓果实中，使得平均单果质量显著提高，大幅度提高了草莓品质，同时补光后增加了草莓的株高，进一步提高每株结果数，最终提高了草莓产量
【分析】
1.叶绿体中色素分布在类囊体膜上，色素的种类包括：叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和藍蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2.分析表中数据可知，补光条件下三组的叶绿素含量比不补光组条件下均高，而叶绿素含量提高有利于对光能的吸收和利用；再分析补光组1与自然光对照比较可知，除了光合速率和每株叶片数增加不明显外，其它各种指标均比对照组显著增加，说明补光可以增加草莓的品质和产量。
66．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此3组补光组吸收的光的种类相同。综上所述，D正确，A、B、C错误。故选D。
67．据表分析，对草莓植株补光过程中，补光组1红光比例最大，其次是补光组3，再次是补光组2，而叶绿素含量补光组3最高，其次是补光组1，因此无法判断红光比例大小与叶绿素含量的关系。
68．草莓叶肉细胞光合作用直接产生的有机物包括糖类、脂类以及蛋白质等，光合作用的产物可以运输到果实储存起来，也可以转化为淀粉储存，还可以作为呼吸的底物通过氧化分解为各种生命活动供能。综上所述，A、C、D正确，B错误。
69．分析表中数据可知，表中的平均单果质量、每株结果数和可溶性糖含量量均可以体现草莓品质和产量。
70．根据表中实验数据分析可知，补光可以增加叶绿素的含量，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，增加光能的吸收、传递和转换的效率，光反应速率提高，产生更多的ATP、NADPH，促进暗反应速率加快，从而使光合作用速率提高；而且光合作用的产生是有机物，故增加草莓有机物（可溶性糖）积累量，光合作用产物可通过草莓各处的输导组织，更多的分配到草莓果实中，使得平均单果质量显著提高，大幅度提高了草莓品质，同时补光后增加了草莓的株高，进一步提高每株结果数，最终提高了草莓产量。
【点睛】
本题考查光合作用的知识点，要求学生掌握光合作用的过程和影响因素，识记叶绿素的主要功能，这是该题考查的重点；该题的难点在于能够正确分析图表中的数据，利用数据获取有效信息，结合色素对光合作用的影响关系分析解决问题，这是突破该题的关键。
71．（2019·江苏高考真题）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：

（1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息__________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是__________。
（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_________上（填场所）完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-Ⅰ），C3-I还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一步骤需要__________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为__________。
（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有__________（填序号）。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。
【答案】转录 tRNA 类囊体 [H] C5（五碳化合物） ①②③④ 吸水涨破
【分析】
分析图示：细胞核中的DNA通过转录形成RNA，RNA通过核孔出细胞核，进入细胞质，在核糖体上进行翻译形成小亚基。
叶绿体中的DNA通过转录形成RNA，在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。大亚基和小亚基组合形成酶R，催化二氧化碳的固定形成C3。
【详解】
（1）通过分析可知，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上，RNA通过核孔进入细胞质中，在核糖体上翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基DNA的遗传信息转录到RNA上后，通过翻译过程指导大亚基合成；在翻译过程中，需要一种mRNA为模板，参与运载氨基酸的tRNA最多有61种，故需要RNA种类最多的是tRNA。
（2）光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-I)，C3-I 还原为三碳糖(C3-II)，需要[H]作为还原剂。C3的还原的产物除了C3-Ⅱ外，还有C5，因此X为C5（五碳化合物）。
（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意；②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；③磷酸根离子浓度，直接影响ATP的合成，间接影响C3的还原以及C3-II输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；④酶R催化X与02结合产生C2化合物的强弱，直接影响酶R催化二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④符合题意；故选①②③④。
（4）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则可能使叶绿体内溶液的浓度升高，渗透压增大，进而导致叶绿体吸水涨破。
【点睛】
本题结合图示主要考查光合作用和基因的表达相关知识，强化学生对相关知识的理解与运用。
72．（2019·浙江高考真题）回答与光合作用有关的问题：
（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会______。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是______。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会______。研究发现 Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体______中。
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下前两条带中的色素合称为______。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的______光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与______抑制叶绿素的合成有关。
【答案】增加 ATP和 NADPH 增加 基质 类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温
【分析】
光合作用的速率受到各种因素影响，改变环境中的CO2含量会影响碳反应的速率以及3-磷酸甘油酸和RuBP的含量，碳反应的场所位于叶绿体基质中。
光合作用色素的提取和分离实验中，最终获得的滤纸条上为分离出的光合色素，自上而下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。
【详解】
（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量增加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停止CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中；
（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【点睛】
此题考查了“探究环境因素对光合作用的影响”和“光合色素的提取与分离”两个活动，需要学生在掌握课本基础知识的前提下能够灵活结合题干信息进行分析。细胞活动中提供能量的物质为ATP，但是结合3-磷酸甘油酸还原成三碳糖这一反应为还原反应则还需要考虑到有NADPH作反应能量。
73．（2019·浙江高考真题）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用__________的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并__________标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物________。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当__________后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。

（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100mmol/LNaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是____________________。实验中设置了前后自身对照，还可设置__________作为空白对照。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用____________________（答出两点即可）。
【答案】同位素14 C标记 提取 分离 突然降低CO2浓度 NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显 不加NaCl的完全营养液 单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量
【分析】
1、在探究细胞代谢有关物质的来源与去向时，可采用同位素标记法。
2、由题图可知，采用100mmol/LNaCl处理时，植物幼苗的光合作用速率及气孔导度均减小。
【详解】
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，可以用14C标记 CO2，作为小球藻光合作用的原料。然后，每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇以杀死小球藻并提取被标记代谢产物。并采用双向纸层析分离被标记的代谢产物。为了判断固定CO2的物质是否为二碳分子，可突然降低CO2浓度，观测哪些化合物的含量升高。发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子，而是RuBP。
（2）由题图可知，在100mmol/LNaCl的完全营养液中，光合作用速率及气孔导度均下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显。本实验中设置了前后自身对照，还可设置不加NaCl的完全营养液作为空白对照。测量光合作用速率的指标可采用单位时间单位叶面积的O2释放量或CO2吸收量、单位时间单位叶面积的干物质积累量等。
【点睛】
1、解答（1）题的关键是明确探究光合作用碳的同化与去向时采用的方法和操作步骤。
2、识记对照的形式、光合作用速率的指标，结合题图进行分析便可解答（2）题。
74．（2021·北京人大附中高三三模）阅读以下材料，回答（1）~（4）题。
作物对高CO2环境的影响
自工业革命开始，人类对煤、石油、天然气等化石燃料的大量开发和利用是大气中CO2浓度迅速增加。大气CO2浓度的升高理论上有利于农作物产量的提高。然而，通过田间开放式大气CO2浓度升高处理（free air CO2 enrichment，FACE）研究发现。农作物长期生长在高CO2浓度下存在光和适应现象，即植物在高CO2浓度下生长的初始期出现的光合作用增强会逐渐减弱，甚至消失。
目前有两种假说对这方面进行解释。第一，“源-库”调节假说：
生长箱模拟大气CO2浓度升高条件下，小麦的叶片和茎秆（“源端”）会积累更多的碳水化合物而不能及时将其运输到“库端”——籽粒中。非结构性碳水化合物（蔗糖、果糖及淀粉等）在“源端”的积累会抑制光合相关基因的表达，导致光合能力下降。分蘖少、抽穗少的小麦由于“库强”不足，这种负反馈更为明显。与之相反，由于共生固氮系统需要消耗较多的能量，有根瘤的豆科作物的光合适应要远低于非豆科作物。
第二，N素抑制假说：
Rubisco酶（简称R酶）是催化CO2固定的关键限速酶，它的活性决定了光饱和点的最大光合速率。研究表明R酶每秒大约只能催化3．3个CO2进行反应，其效率之低在酶促反应中极为罕见。植物不得不合成大量的R酶蛋白来弥补，据统计植物叶片中氮有50%用来合成R酶。当大气CO2浓度升高，导致叶片氮利用效率的升高，最终使得植物叶片氮浓度表现出显著降低的趋势，植物减少了R酶蛋白的合成量。虽然底物浓度升高使R酶的催化效率显著提高，但由于合成量减少，最终抑制了光合作用对大气CO2浓度升高的特续响应。
作物对大气CO2浓度升高的响应不仅包括产量的变化，还包括籽实品质的变化，特别是与人类健康息息相关的籽实营养品质变化。
科学家利用FACE试验方法分析了亚洲18个主要水稻品种籽粒营养品质，结果发现：FACE条件下，水稻籽粒中蛋白质含量、Zn和Fe、维生素B1、B2、B5和B9浓度均显著降低。可以预计，未来收入较低且将水稻作为主食的国家将面临严峻的国民健康问题，受影响的人口可能在6亿以上。
（1）CO2作为__________反应的底物，经过__________和__________两个过程，生成糖类并完成的再生。
（2）运用“源-库”调节假说解释有根瘤的豆科作物的光合适应较低的原因___________。
（3）大气CO2浓度不断升高所带来的温室效应还会导致大气温度的不断攀开，科学家预测，气温升高所带来的负面作用会抵消大气CO2浓度升高对产量的促进。请根据所学知识，说明做出这个预测的理由__________。
（4）下列试图解释高大气CO2浓度导致水稻籽粒营养品质下降机制的假说中，合理的有_____________
A． “稀释效应”：高CO2浓度条件下，作物对碳水化合物的积累速度大于其他化合物合成以及矿质元素的吸收速度，最终使得其他化合物及矿质元素的浓度表现为下降。
B． “移动受抑”：高CO2浓度条件下，植物不再需要较大的蒸腾作用换取气孔的打开。蒸腾作用的减小降低了土壤中水分向根的方向流动，抑制了植物对可移动矿质元素的吸收
C． “辅酶需求”：高CO2浓度条件下作物生长旺盛，作为辅酶因子参与合成代谢反应的元素（如Ca、Mg）需求量增多，而参与氧化还原反应的元素（如Fe、Zn）的需求量相对少。
D． “N素缺乏”：高CO2浓度条件下作物合成代谢速度变快，功能性蛋白需求量变大，游离氨基酸更多被用来合成与代谢相关的功能性蛋白不是贮存蛋白。
【答案】光合作用 CO2的固定 C3的还原 豆科植物共生生物固氮系统进行固氮时，叶片和茎秆（“源端”）的光合产物以蔗糖形式运输到“库端”——根部的根瘤，来满足氮固定过程中所需的能量，从而避免了“源端”碳的积累，使豆科植物保持了较高的光合速率 气温上升，导致R酶活性下降，催化CO2固定速率下降，导致碳反应速率降低，产量不增反降或气温上升，蒸腾作用剧烈，导致气孔关闭，大气CO2浓度虽然升高，但胞间CO2浓度降低，导致碳反应速率降低，产量不增反降 ABCD
【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；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。
2、影响光合速率的条件：光照强度、温度和空气中二氧化碳浓度。（1）光强度：光合速率随光强度的增加而增加，但在强度达到全日照之前，光合作用已达到光饱和点时的速率，即光强度再增加光合速率也不会增加。（2）温度：光合作用是化学反应，其速率应随温度的升高而加快。但光合作用整套机构却对温度比较敏感，温度高则酶的活性减弱或丧失，所以光合作用有一个最适温度。（3）二氧化碳浓度：空气中二氧化碳浓度的增加会使光合速率加快。
【详解】
（1）CO2是光合作用的原料，参与光合作用的暗反应，进过CO2的固定和C3的还原两个过程最终生成糖类并完成C5的再生。
（2）在CO2浓度升高时，“源端”会积累更多的碳水化合物，非结构性光合化合物在“源端”积累最终导致光合能力下降，有机物的形成减少，而豆科植物共生生物固氮系统进行固氮时，叶片和茎秆（“源端”）的光合产物以蔗糖形式运输到“库端”——根部的根瘤，来满足氮固定过程中所需的能量，从而避免了“源端”碳的积累，使豆科植物保持了较高的光合速率。
（3）R酶在CO2浓度升高后合成量下降，最终抑制了光合作用对大气二氧化碳浓度升高的持续响应，同时温度升高也会影响光合作用酶的活性，导致碳反应速率降低，产量不增反降。另一方面气温上升，蒸腾作用剧烈，导致气孔关闭，大气CO2浓度虽然升高，但胞间CO2浓度降低，导致碳反应速率降低，产量不增反降。
（4）A、碳水化合物积累的速度大于其他化合物合成以及矿质元素的吸收速度，导致其他化合物和矿质元素的吸收减少，导致水稻籽粒营养品质下降，A正确；
B、蒸腾作用需求减少，影响了矿质元素的吸收，导致水稻籽粒营养品质下降，B正确；
C、Fe也是植物体内必需的元素，它是植物体内铁氧还原蛋白的重要组分，参与植物的光合作用，所以参与氧化还原反应的元素（如Fe、Zn）的需求量相对少，最终也会导致水稻籽粒营养品质下降，C正确；
D、高CO2浓度条件下作物合成代谢速度变快，功能性蛋白需求量变大，游离氨基酸更多被用来合成与代谢相关的功能性蛋白不是贮存蛋白，因而导致水稻籽粒营养品质下降，D正确。
故选ABCD。
【点睛】
本题考查了影响光合作用的环境因素，意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。。
（2021·福建三明市·高三三模）阅读下列材料回答下列小题
材料：人类活动在不断改变地球的生物化学循环，其中最主要的原因是大气中的CO2不断攀升。研究大气CO2浓度升高对农业生产和生态环境的影响，为应对未来高CO2浓度的环境条件下，提前采取必要的措施提供参考。
75．大气CO2浓度的升高会影响到水体中藻类的生长，水环境中碳循环的部分过程如图所示。回答下称问题：
（1）藻类在生态系统的组成成分中属于______，在生态系统中的作用是____________。
（2）图示生物群落中的碳元素可通过______形式返回无机碳系统，碳循环具有______特点。

（3）绿藻、褐藻、红藻分别分布于水体表层、中层、深层，从群落结构的角度分析这种分布的意义是__________。
（4）随着CO2排放的日益增加，全球气候变暖，控制大气CO2浓度迫在眉睫，为建设美丽中国、美丽世界，请你提出两点可行性措施：____________________（答出一点即可）。
76．为探究未来大气CO2浓度升高等因素对水稻光合作用的影响，科研人员进行实验，结果如下表。

气孔导度（mol/m2·s）
叶绿素色度比值（SPAD）
净光合速率（mmol/m2·s）
硝态氮
（NO3-）
A品种
大气CO2
0．34
44．9
17．1
高CO2
0．24
45．2
20．4
B品种
大气CO2
0．26
40．1
14．1
高CO2
0．19
40．3
17．4
铵态氮
（NH4+）
A品种
大气CO2
0．53
45．1
34．1
高CO2
0．48
45．6
44．2
B品种
大气CO2
0．39
40．4
25．1
高CO2
0．25
40．9
25．5
（注：SPAD值表示叶绿素含量多少，SPAD值越高叶绿素含量越多）
回答下列问题：
（1）光合作用过程中需要叶绿素、______等含氮物质参与，水稻细胞中叶绿素分布在______。
（2）该实验的自变量是__________________________________________________________。
（3）从增强CO2吸收的角度考虑，应选择种植______品种水稻。供给铵态氮（NH4+）的水稻净光合速率较高，据表分析原因_______________________________________________________________。
（4）有研究发现，某种真菌（简称内生真菌B3）能够通过降低水稻体内乙烯的含量，进而促进氮素的吸收。请利用水培法设计实验加以验证，写出实验思路和预期结果_________。

【答案】
75． 生产者 通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中 CO2、CO22-、HCO3- 循环往返、全球性 提高对光能等环境资源的利用率 节能减排、植树造林、开发新能源、低碳生活
76． 光合作用有关的酶、磷脂、NADPH、NADP、ATP、ADP 类囊体薄膜 CO2浓度、不同氮素供给和不同水稻品种 A 相同CO2浓度、相同水稻品种，铵态氮（NH4-）较硝态氮（NO3）处理叶绿素含量接近，但气孔导度明显提高，有利于CO2的吸收，提高暗反应速率，从而提高光合速率
实验思路：将某一品种水稻均分成A、B、C三组，用完全营养液培养；A组接种内生真菌B3、B组接种内生真菌B3并施加乙烯、C组作为对照（不做处理）；一段时间后，检测培养液中氮素的剩余量；预期结果：A组培养液中氮素的剩余量小于B组和C组
【分析】
1、生态系统的组成包括非生物部分和生物部分。非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤（泥沙）等；生物部分包括生产者（绿色植物）、消费者（动物）、分解者（细菌和真菌）。
2、在海洋中，绿藻、褐藻、红藻依次分布在上、中、下层这体现了群落的垂直结构，影响这三种藻类分布的主要因素是光质不同。
75．
（1）藻类能进行光合作用，在生态系统的组成成分中属于生产者。生产者在生态系统中的作用是通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中，是生态系统的基石。
（2）分析图示可知，该生物群落中的碳元素可通过CO2、CO22-、HCO3-形式返回无机碳系统，碳循环具有循环往返、全球性。
（3）绿藻、褐藻、红藻分布于不同水层，主要影响因素是光质不同，这种垂直分布可以提高对光能等环境资源的利用率。
（4）控制大气CO2浓度的主要措施有：节能减排、植树造林、开发新能源、低碳生活。
76．
（1）光合作用过程中需要叶绿素、光合作用有关的酶、磷脂、NADPH、NADP、ATP、ADP等含氮物质参与，参与光反应的叶绿素分布在类囊体薄膜上。
（2）分析实验表格可知，该实验的自变量是CO2浓度、不同氮素供给和不同水稻品种，因变量为气孔导度、叶绿素色度比值、净光合速率。
（3）分析表格数据可知，相同CO2浓度、相同氮素条件下，A品种水稻的气孔导度和净光合速率比B品种高，故从增强CO2吸收的角度考虑，应选择种植A品种水稻。在相同CO2浓度、相同水稻品种条件下，铵态氮（NH4+）与硝态氮（NO3-）处理相比，叶绿素含量接近，但气孔导度明显提高，有利于CO2的吸收，提高暗反应速率，从而提高光合速率。
（4）该实验的目的是验证内生真菌B3能够通过降低水稻体内乙烯的含量，进而促进氮素的吸收，故实验思路是：将某一品种水均分成A、B、C三组，用完全营养液培养；A组接种内生真菌B3、B组接种内生真菌B3并施加乙烯、C组作为对照（不做处理）；一段时间后，检测培养液中氮素的剩余量。A组B3能够通过降低水稻体内乙烯的含量，进而促进氮素的吸收，培养液中氮素的剩余量最少；B组同时施加了内生真菌B3和乙烯，没有促进氮素的吸收，与C组结果相同，即预期结果为：A组培养液中氮素的剩余量小于B组和C组。
【点睛】
本题主要考查生态系统的结构和功能、光合作用过程和影响因素，要求考生识记生态系统的组成成分，能结合图中信息准确答题，具有一定的综合性，同时还对学生的数据分析有较高的要求，学生在备考中多进行相关训练会提高答题的速度和准确度。
77．（2021·山东济宁市·高三二模）图1是发生在绣线菊叶肉细胞的部分代谢过程。为了研究植物对温度变化的反应，将正常生长的绣线菊A和绣线菊B置于低温下处理一周，分别测定两种植物低温处前后最大光合速率、光补偿点，结果如图2和图3所示。研究人员还测定了叶肉细胞叶绿体内蛋白质表达量的变化，如下表。请回下列问题：


序号
名称
绣线菊A
绣线菊B
处理前表达量
处理后表达量变化
处理前表达量
处理后表达量变化
①
ATP合成酶
0.45
不变
0.30
下降
②
固定二氧化碳的X酶
0.18
下降
0.14
不变
③
电子传递蛋白
0.52
下降
0.33
下降
④
固定二氧化碳的Y酶
0.14
不变
0.00
上升
（1）光合色素吸收的光能用途有______（答2点）。表格中的蛋白质③与图1中______的形成直接相关。
（2）从图1可知类囊体腔中的H+进入叶绿体基质的方式与下列______方式相同。
A．水分子进入类囊体腔 B．CO2进入叶绿体基质
C．葡萄糖进入人体成熟红细胞 D．RNA聚合酶进入细胞核
（3）由图表数据可知，低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降的共同原因是______。
（4）研究结果表明，绣线菊______更适合在北方低温弱光环境下生存，其通过______来适应低温的环境。
【答案】水的光解、ATP的合成 NADPH C 低温降低了电子传递蛋白的表达量 B 改变光合作用相关蛋白的表达量，增加光合作用相关酶的种类
【分析】
1、分析图1：图1是发生在绣线菊叶肉细胞的部分代谢过程，A表示氧气，B表示ATP合成酶。
2、分析图2和图3：与25℃相比，10℃时绣线菊B和绣线菊A处理前后最大光合速率（图2）、光补偿点（图3）都偏低。
【详解】
（1）光合色素具有吸收、转化、传递光能的作用，其吸收的光能可用于水的光解、ATP的合成。表格中的蛋白质③为电子传递蛋白，与图1中NADPH的形成直接相关。
（2）从图1可知类囊体腔中的H+通过协助扩散方式进入叶绿体基质，水分子进入类囊体腔、CO2进入叶绿体基质均为自由扩散，RNA聚合酶进入细胞核通过的是核孔，葡萄糖进入人体成熟红细胞的方式为协助扩散，综上所述，C正确。
故选C。
（3）从表中数据可知，低温处理后两种植物的电子传递蛋白的表达量均下降，另外低温还会降低酶的活性，故低温处理后两种绣线菊最大光合速率下降的共同原因是低温降低了酶的活性、低温降低了电子传递蛋白的表达量。
（4）据图2和图3可知，与绣线菊A相比，绣线菊B最大光合速率和光补偿点都较低，因此绣线菊B更适合在北方低温弱光环境下生存。由表格数据可知，绣线菊B在处理前后固定二氧化碳的Y酶表达量上升，可推知绣线菊B通过改变光合作用相关蛋白的表达量，增加光合作用相关酶的种类来适应低温的环境。
【点睛】
本题结合图表，考查了光合作用过程和影响因素等相关内容，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养了学生分析题意、获取信息、解决问题的能力。
78．（2021·江苏徐州市·高三三模）金海5号玉米几乎整个生长发育期均处于炎热夏季，极易受到高温胁迫。为研究该玉米叶片高温胁迫的温度阈值，研究人员将生长健壮的盆栽玉米移至不同温度的智能气候室中，进行连续10d的控温处理，再进行7d的“恢复处理”，结果如图（图中32℃处理为对照组，气孔导度表示气孔开放程度）。请回答下列问题：

（1）在应激适应3d后，玉米净光合速率与胁迫温度及时间呈_____（正相关／负相关）。
（2）光反应电子传递发生在叶绿体的_____（结构）中，传递的电子来源于_____。图2表明，当叶片受高温胁迫时，光反应合成ATP的速率_____，更多光能转化为热能，叶片蒸腾速率加快有利于_____。
（3）分析实验结果，38℃处理6~10d，气孔导度下降主要是植株_____引起气孔关闭的结果，净光合速率明显下降主要是由_____（气孔因素／非气孔因素）引起的。
（4）在高温胁迫10d后玉米光合能力恢复研究中，“恢复处理”的方法是_____。根据本研究结果分析，_____处理10d玉米叶片的净光合速率较难恢复，其原因是_____。
【答案】负相关 类囊体薄膜 水的光解 下降 降低叶片温度，减少高温对细跑的损伤 严重缺水 非气孔因素 温度等与对照组相同32℃处理） 38℃ 光反应（电子传递能力）能够迅速恢复，但暗反应恢复较慢
【分析】
由题意知：本实验的自变量为温度和处理时间，因变量为净光合速率、光反应电子传递能力、气孔导度和胞间二氧化碳的浓度。
【详解】
（1）由图1可知：在应激适应3d后，玉米净光合速率与胁迫温度及时间呈负相关。
（2）光反应电子传递发生在叶绿体的类囊体薄膜中，传递的电子来源于水的光解。图2表明，当叶片受高温胁迫时，光反应合成ATP的速率下降，更多光能转化为热能，叶片蒸腾速率加快有利于降低叶片温度，减少高温对细胞的损伤。
（3）由图1、3、4可知：38℃处理6～10d，气孔导度下降，但胞间二氧化碳浓度上升，说明净光合速率明显下降主要是由非气孔因素引起的，气孔导度下降主要是植株严重缺水引起气孔关闭的结果。
（4）恢复处理即与对照相同，在高温胁迫10d后玉米光合能力恢复研究中，“恢复处理”的方法是温度等于对照组相同32℃处理。由图1可知，38℃处理10d玉米叶片的净光合速率较难恢复，其原因是光反应能够迅速恢复，但暗反应恢复较慢。
【点睛】
本题结合图形，主要考查光合作用的相关知识，要求考生识记光合作用的场所、条件及过程，能正确分析图形，获取有效信息，再结合所学知识正确答题，属于考纲中识记和理解层次的考查。
79．（2021·安徽合肥市·高三三模）草莓色泽鲜艳，甜美爽口。某实验小组为探究CO2浓度和温度对草莓光合作用的影响，设置了甲（700μmol．mL-1CO2+25℃）、乙（700μmol．mL-1CO2+20℃）和丙（350μmol．mL-1CO2+20℃）三个实验组，并测量在不同光照强度条件下草莓的光合速率，结果如图所示。回答下列问题：

（1）植物光合色素吸收光能的用途，一方面是将水分解为_________和H+，同时形成__________；另一方面是在有关酶的催化下，形成ATP。叶绿体基质中的C，接受光反应产生的能源物质释放的能量，形成还原C3，进而转化为糖类和C5。在光合作用的过程中，能量的转换形式为__________。
（2）在A点条件下，甲组草莓固定CO2的速率__________（填“大于”、“等于”或“小于”）乙组草莓固定CO2的速率，原因是__________。
（3）限制丙组草莓B点光合速率的环境因素是__________；与丙组相比，乙组需要更强的光照强度才能达到光饱和点的原因是__________。
【答案】O2 电子 光能先转换为ATP中活跃的化学能，再转化为有机物中稳定的化学能 大于 甲和乙组的净光合速率相同，但甲组的呼吸速率明显大于乙组 温度和二氧化碳浓度 乙组二氧化碳浓度较高，暗反应较强，需要光反应提供更多的[H]和ATP，故需要更强的光照强度
【分析】
由图可知，实验的自变量是光照强度、温度和二氧化碳浓度，因变量是净光合速率。
【详解】
（1）光合色素吸收光能，可以将水分解为氧气和H+，同时形成电子，另外可以催化ATP的形成。光合作用的过程中，光反应中光能转化为ATP中活跃的化学能，暗反应中ATP中活跃的化学能会转化为有机物中稳定的化学能。
（2）A点时，甲组和乙组草莓的经光合速率相等，但甲组的呼吸速率大于乙组，故甲组草莓固定二氧化碳的速率大于乙组。
（3）丙组处于350μmol．mL-1CO2+20℃的条件下，B点已达到光饱和点，此时若提高温度或二氧化碳浓度，均可以提高光合速率， 故此时的限制因素是二氧化碳和温度。与丙组相比，乙组二氧化碳浓度较高，暗反应较强，需要光反应提供更多的[H]和ATP，故需要更强的光照强度才能达到光饱和点。
【点睛】
易错点在于第（2）问，甲组草莓和乙组草莓固定二氧化碳速率的比较，需要考生注意区分净光合速率和总光合速率。
80．（2021·山东淄博市·高三二模）水稻、小麦等植物是C3植物，这类植物在干旱、炎热的环境下，气孔会关闭，故长期处于高温干燥环境，C3植物会减产：玉米、甘蔗等植物是C4植物，有特殊的结构能够适应高温干燥的环境。下图甲为某C4植物的暗反应过程（包括C3途径和C4途径）；图乙为C3植物、C4植物在不同CO2浓度下，CO2净吸收速率的变化曲线。回答下列问题：

（1）由甲图可知，C4植物通过PEP酶固定CO2的反应部位是________，生成的C4借助叶肉细胞和维管束鞘细胞之间的________（信息交流通道）进入维管束鞘细胞，释放CO2参与卡尔文循环。
（2）在有光照、高O2和低CO2条件下，卡尔文循环中参与CO2固定的 Rubisco酶还可参与光呼吸过程，即在光下吸收O2释放CO2。根据图甲信息分析，与C3植物（暗反应过程只进行C3途径）相比，C4植物称为低光呼吸植物的原因是________
（3）与C3植物相比，C4植物的CO2饱和点________，由此判断图乙中的C4植物是________，c点之后净光合速率较高的是________（C3植物或C4植物）。
【答案】叶肉细胞的叶绿体 胞间连丝 C4植物能利用更低浓度的CO2 低 A C3植物
【分析】
1、C4植物其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反应，C4植物二氧化碳固定效率比C3高很多，有利于植物在干旱环境生长，C3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中，而C4，植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内。
2、C4植物二氧化碳固定效率比C3高，因此低二氧化碳下光合速率提高更快的是C4植物，图中A是C4植物，B是C3植物。
【详解】
（1）根据题意，C4植物通过PEP在叶肉细胞的叶绿体中固定成C4，生成的C4通过叶肉细胞和维管束鞘细胞的胞间连丝进入维管束细胞；
（2）外界二氧化碳浓度过低，植物不能进行光合作用暗反应阶段，则进行光呼吸释放二氧化碳，C4植物可以利用低浓度的二氧化碳进行光合作用，因此其光呼吸的二氧化碳浓度更低，被称为低光呼吸植物；
（3）C4植物能利用更低浓度的二氧化碳，则植物A为C4植物，植物B为C3植物，C4植物的二氧化碳饱和点低于C3植物，c点后，C3植物的二氧化碳净吸收速率（净光合速率）高于C4植物。
【点睛】
本题考查了光合作用的有关知识，要求考生能够识记光合作，用过程中的物质变化，掌握光反应和暗反应两个阶段之间的联系，题目有一定难度。
81．（2021·辽宁丹东市·高三一模）科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验，结果如下图。

（1）悬浮液中加入的必要物质应与____________成分相似，以保证叶绿体正常的代谢活。
（2）该实验直接测出来的数值代表的是____________（填“净”/“实际”）光合速率。
（3）图中阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内____________（物质）的积累量。这些物质在暗反应中参与____________过程。
（4）若其他条件相同，在单位光照时间内，闪光照射的光合效率要__________（填“大于”“等于”或“小于”）连续光照下的光合效率，原因是____________________________________。
【答案】细胞质基质 实际（真） [H]和ATP C3的还原 大于 闪光照射时暗反应能更充分的利用光反应产生的[H]和ATP，光合效率要大于连续光照下的光合效率
【分析】
1、在光合作用中产生的高能物质分别是ATP与NADPH。
2、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【详解】
（1）叶绿体生活的环境是细胞质基质，故悬浮液中加入的必要物质应与细胞质基质成分相似。
（2）由于该实验中只存在离体的叶绿体，所以测出O2的释放速率全为光合作用的效果，不存在呼吸作用，真正光合速率=净光合速率+呼吸速率，故测量出来的是真正光合速率；由于氧气的释放速率代表光反应，能产生ATP与[H]，暗反应固定二氧化碳，消耗ATP与[H]，所以阴影部分应该表示光反应产生量与暗反应消耗量的差值，故可表示一个光周期的光照时间内[H]和ATP的积累量；ATP与[H]在暗反应中参与C3的还原。
（3） 光合作用的过程分为光反应和暗反应两个过程， 两者在不同的酶的催化作用下独立进行，一般情况下， 光反应的速度比暗反应快， 光反应的产物 ATP 和[H]不能被暗反应及时消耗掉，原因是暗反应中酶的催化效率和数量都是有限的。光照和黑暗间隔处理实际上是延长了光合作用的暗反应时间，因为在光照的同时，光反应在进行，暗反应也在进行，如果间隔处理，光照5秒然后黑暗5秒，暗反应等于进行了10秒，而连续光照5秒则光反应也只进行了五秒，光能量、光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合效率要大于连续光照下的光合效率，闪光照射时暗反应更能充分利用光反应提供的[H]和ATP。
【点睛】
熟悉光合作用的作用途径，产生物质以及相应的过程是解答本道题的关键。
（2021·上海高三二模）在全球气候变化日益加剧的背景下， 多重联合胁迫对作物生长发育及作物产量形成的不利影响日益显着。研究者设计了如图甲所示的实验，分析了在单一干旱、单一冷害以及二者联合胁迫条件下苗期玉米的光合生理差异，部分结果如图乙。

82．图 甲所示的实验设计中，“25 天最适条件”培养的目的是_____。
83．干旱胁迫下，玉米的生命活动可能会发生的变化有 。
A．部分细胞出现质壁分离 B．无机盐的运输效率降低
C．氧气的释放量减少 D．细胞无法调节代谢活动
84．该研究显示：干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤。请结合图 乙所示数据说明得出该结论的依据：_____。
图丙为在电子显微镜下观察到的上述各实验组的叶绿体亚显微结构，其中箭头所指为淀粉粒（淀粉在细胞中以颗粒状态储存）。

85．据图 丙可推测，冷害胁迫对于玉米苗期光合作用的影响体现在 。
A．基粒的结构受损，阻碍了光能的转化
B．淀粉粒数量多，是暗反应增强的结果
C．类囊体的膜结构受损，致使叶绿体内的 ATP 含量减少
D．光合作用生成糖转运障碍，大量积累在叶绿体内

【答案】
82．保证各组玉米在胁迫干预前长势一致（生理状态基本相同），排除玉米本身的生理状态对实验结果的影响
83．ABC
84．在冷害胁迫以及冷害、干旱联合胁迫的条件下，相比对照组玉米的净光合速率光合均明显下降，此时生长所需的有机物的合成大大减少；但在恢复期，单一冷害组的净光合速率相比对照组仍处于较低水平，但联合胁迫组的净光合速率要明显高于单一冷害，有机物合成不足的状态明显得到缓解。
85．ACD
【分析】
实验设计的原则：
1. 科学性原则。所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。
2. 简便性原则。设计实验时，要考虑到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短。
3. 单一变量原则。 单一变量原则是实验步骤设计中非常重要的原则。它有两层意思：一是确保”单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应一个反应变量；即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。
4. 对照原则。 实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的，这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。
5. 平行重复原则。平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。
82．
实验设计要遵循单一变量原则，“25 天最适条件”培养的目的是保证各组玉米在胁迫干预前长势一致（生理状态基本相同），排除玉米本身的生理状态对实验结果的影响。
83．
A、干旱条件下，植物细胞可能会失水导致质壁分离，A正确；
B、干旱条件下，细胞代谢受影响，供能受影响，无机盐的运输效率降低，B正确；
C、干旱条件下，光合作用可能会降低，氧气的释放量减少，C正确；
D、由图可知，细胞通过调节代谢活动，可以度过干旱期，D错误。
故选ABC。
84．
如图分析可知，干旱能够明显缓解冷害胁迫对玉米光合和生长等造成的损伤，原因是：在冷害胁迫以及冷害、干旱联合胁迫的条件下，相比对照组玉米的净光合速率光合均明显下降，此时生长所需的有机物的合成大大减少；但在恢复期，单一冷害组的净光合速率相比对照组仍处于较低水平，但联合胁迫组的净光合速率要明显高于单一冷害，有机物合成不足的状态明显得到缓解。
85．
A、如图，冷害胁迫可能是基粒结构破坏，基粒与光能的转化有关，A正确；
B、淀粉粒数量多，是光合产物积累的结果（物质运输效率降低），而不是暗反应增强的结果，B错误；
C、基粒是由类囊体垛曡成的，基粒的结构受损可能是类囊体的膜结构受损导致的，类囊体是光反应的场所，因此类囊体的膜结构受损，光反应降低，致使叶绿体内的 ATP 含量减少，C正确；
D、由于冷害胁迫导致光合作用生成糖转运障碍，大量积累在叶绿体内，D正确。
故选ACD。
【点睛】
本题主要考查光合实验设计及相关原因的分析，要认真分析题图。
86．（2021·重庆高三二模）玉米的光合作用比水稻强，科研人员将玉米叶肉细胞中与光合作有关的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻气孔导度（气孔开放程度）及叶肉细胞净光合速率的影响结果，如图1和图2所示。


（1）根据图1、图2，光照强度为10x102μmol·m-2·s-1时，转基因水稻的净光合速率高于原种水稻，其主要原因是__________；光照强度为14x102μmol·m-2·s-1时，转基因水稻依然比原种水稻净光合速率高，推测在强光下PEPC酶催化固定CO2的能力___________。
（2）据题干和图2分析，当光照强度为B时，两种水稻体内有机物的净积累量_________（填“大于”、“小于”或“等于”）0，原因是__________。
（3）为了证实“高光强下转基因水稻光合速率的增加与玉米PEPC基因导入产生的酶有关”，科学家们在高光强（14x102μmol·m-2·s-1）时下用PEPC酶的专一抑制剂DCDP分别处理PEPC转基因水稻和原种水稻叶片，然后通过测定光合作用放氧速率，确证了上述假设。实验结果如下表，图中原种水稻两个实验结果说明____________，请将下列表中数据绘制成柱形图__________（在答题卡的相应位置处）。
高强光下 DCDP对不同基因型水稻光合放氧率的影响
实验条件
光合放氧率
PEPC转基因水稻
原种水稻
高光强（14×102μmol·m-2·s-l）+DCDP
l2μmol·m-2·s-l
12μmol·m-2·s-l
高光强（14×102μmol·m-2·s-l）
19μmol·m-2·s-l
12μmol·m-2·s-l

【答案】气孔导度大，CO2供给充分 增强 小于 在光照强度为 B时叶肉细胞光合作用速率等于呼吸速率，而非叶肉细胞只进行呼吸作用（整株植物的光合作用速率小于呼吸速率） DCDP 对原种植物的光合作用过程没有影响
【分析】
从图示可知，将PEPC酶基因导入水稻后，水稻的气孔导度比原水稻的大，说明PEPC酶可以提高气孔导度，从而提高光合作用强度，当光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，随着光照强度的增大，光合速率增加，转基因水稻的气孔导度增大，气孔开放程度越高，进入叶肉细胞的CO2浓度越大，光合速率越大。说明限制因素为光照强度和气孔导度。随着光照强度继续增大，转基因水稻的气孔导度减小，与原种水稻相同，当光照强度约为14×102μmol·m-2·s-1时，气孔关闭。
【详解】
（1）根据图1、图2，光照强度为10×102μmol·m-2·s-1时，转基因水稻的净光合速率高于原种水稻，其主要原因是将PEPC酶基因导入水稻后，水稻的气孔导度比原水稻的大，CO2供给充分；光照强度为14×102μmol·m-2·s-1时，转基因水稻依然比原种水稻净光合速率高，推测在强光下PEPC酶催化固定CO2的能力增强。
（2）据题干和图2分析，当光照强度为B时，由于叶肉细胞光合作用速率等于呼吸速率，而非叶肉细胞只进行呼吸作用（整株植物的光合作用速率小于呼吸速率），故两种水稻体内有机物的净积累量小于0。
（3）分析表格数据可知，图中原种水稻两个实验结果相同，说明DCDP 对原种植物的光合作用过程没有影响，要将下列表中数据绘制成柱形图注意横坐标为两种水稻，纵坐标为光合放氧速率，每种水稻对应两个柱形图。柱形图如下：

【点睛】
本题考查光合作用的综合知识，意在考查考生识图能力、理解所学要点，把握知识间联系，构建知识网络的能力和综合运用所学知识解决生物学问题的能力。
87．（2021·山东高三二模）动物体绝大多数部位的细胞，Na+膜外浓度高于膜内浓度，而K+膜内浓度高于膜外浓度，这种分布的维持与Na+-K+泵有关，Na+-K+泵也被称为Na+-K+ATP酶，Na+-K+泵可以分别被Na+、K+激活，催化ATP水解，在Na+存在的条件下，Na+-K+泵与Na+结合，其酶活性被激活，在其作用下，ATP分子末端的磷酸基被转交给ATP酶，Na+-K+泵的磷酸化引起了其构象发生改变，从而将Na+运出膜外，随之，在有K+存在时，Na+-K+泵又脱磷酸化，酶分子恢复到原来的构象，同时将K+运进膜内，过程如下图所示。回答相关问题：

（1）在Na+-K+泵发挥作用时，Na+-K+要作用有_________和_________，ATP的主要作用有________和_________。
（2）Na+-K+泵运输Na+-K+的意义是_________（从神经系统兴奋性角度分析）。
（3）Na+-K+泵只能定向运输Na+、K+，而不能运输其他无机盐离子，这体现了细胞膜具有__________的功能特性，该功能特性主要是由细胞膜的________功能体现出来。
（4）葡萄糖进入红细胞的方式与Na+和K+通过Na+- K+泵的跨膜运输的方式是否相同？__________（选填“是”或“否”），判断的理由是____________________。
【答案】作为载体蛋白运输Na+、K+ 催化ATP水解 水解提供能量 提供磷酸基，使ATP酶发生磷酸化反应 维持Na+膜外浓度高于膜内浓度，而K+膜内浓度高于膜外浓度，有利于静息电位的维持和动作电位的形成，利于神经冲动的正常产生 选择透过性 控制物质进出细胞 否 Na+和K+通过Na+-K+泵的跨膜运输的方式是主动运输，而葡萄糖进入红细胞的方式的跨膜运输方式是协助扩散，所以它们的跨膜运输方式是不相同的
【分析】
1、动作电位形成条件
（1）细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外，而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。（主要是钠-钾泵（每3个Na+流出细胞, 就有2个K+流入细胞内。即:Na+：K+ =3：2）的转运）。
（2）细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要允许钾离子通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。
（3）可兴奋组织或细胞受阈刺激或阈上刺激。
2、物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。
3、被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散。
【详解】
（1）Na+-K+泵也被称为Na+-K+ATP酶，可以作为运输Na+，K+的载体，Na+-K+泵可以催化ATP，ATP水解时，高能磷酸键断裂释放能量，也释放出磷酸基，磷酸基与Na+-K+泵结合，Na+-K+泵发生磷酸化反应，构象发生改变。
（2）Na+通过运输到达细胞外液，K+通过运输到达细胞内液，导致Na+膜外浓度高于膜内浓度，而K+膜内浓度高于膜外浓度，Na+、K+的这种分布可促进神经细胞静息电位的维持和动作电位的形成，利于神经冲动的正常产，体现了无机盐可维持正常生命活动的功能。
（3）Na+-K+泵只能定向运输Na+、K+，而不能运输其他无机盐离子，这体现了细胞膜可控制物质进出细胞，体现细胞膜具有选择透过性的功能。
（4）由于Na+和K+通过Na+-K+泵的跨膜运输需要载体蛋白协助、ATP提供能量，其运输方式是主动运输，而葡萄糖进入红细胞的跨膜运输方式是协助扩散，所以它们的跨膜运输方式不同。
【点睛】
本题考查物质跨膜运输的知识点，要求学生掌握跨膜运输的类型及其特点；同时考查动作电位和静息电位的形成条件，这是该题考查的重点。
88．（2021·安徽高三二模）太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
（l）叶肉细胞中产生NADPH的场所是____，光反应能够将光能转化为活跃的化学能储存在____中。
（2）夏季晴朗午后以及傍晚植物的光合速率都会下降，导致光合速率下降的因素分别是____、______。若一昼夜温度不变，某温室大棚内在6：00和18：00时CO2浓度达到最高值和最低值， 则6：00时的光照强度____（大于、等于、小于）18：00时的光照强度。
（3）适当的升高温度光合速率加快而单位时间单位叶面积有机物的积累量却减少了，原因是 _________。
（4）研究发现外源ABA能使干旱胁迫下玉米幼苗叶片中叶绿素的含量增加。若要验证这一观点，请写出实验思路：____。
【答案】 类囊体薄膜 ATP或（ATP和[H]） CO2吸收碱少（或气孔开度减小） 光照强度碱弱 小于 温度升高光合速率和呼吸速率都加快且呼吸速率比光合速率增加的更明显 取生长状况良好且长势相同的玉米幼苗若干株，平均分成两组，培养在干旱的条件下。其中一组施加外源ABA另一组不做处理，一段时间后从相同位置取大小相等的叶片进行色素的提取和分离实验，并比较叶绿素带宽。
【分析】
1、绿色植物的叶肉细胞在有光条件下产生[H]的生理过程为：有氧呼吸第一、第二阶段，光合作用的光反应阶段，相 应场所分别为细胞质基质、线粒体基质、叶绿体类囊体。
2、影响光合作用的因素有光照、温度、CO2浓度等，温度也是影响呼吸作用的重要因素。
【详解】
（l）NADPH是光合作用的光反应的产物，光反应的场所是类囊体薄膜。光反应中的能量变化是光能转化为ATP（ATP和[H]）中活跃的化学能。
（2）夏季晴朗午后光合速率下降，是因为温度过高，气孔关闭，CO2吸收减少。傍晚植物的光合速率下降是因为傍晚时光照强度下降，光反应减弱。若一昼夜温度不变表示呼吸速率不变，在6：00和18：00时CO2浓度达到最高值和最低值， 说明6：00和18：00时光合速率等于呼吸速率，两时间点光合速率相等，18：00时CO2浓度小，则18：00时光照强度大。
（3）影响单位时间单位叶面积有机物的积累量的因素是光合速率和呼吸速率，若适当的升高温度光合速率加快，而单位时间单位叶面积有机物的积累量却减少了，原因是升高光合速率和呼吸速率都加快且呼吸速率比光合速率增加的更明显。
（4）研究发现。若要验证外源ABA能使干旱胁迫下玉米幼苗叶片中叶绿素的含量增加，可提取叶片中的色素，用纸层析法分离出不同色素条件进行比较，实验思路为：取生长状况良好且长势相同的玉米幼苗若干株，平均分成两组，培养在干旱的条件下。其中一组施加外源ABA另一组不做处理，一段时间后从相同位置取大小相等的叶片进行色素的提取和分离实验，并比较叶绿素带宽。
【点睛】
本题考查植物的光合作用和呼吸作用的影响因素，并考查学生应用所学绿叶中色素的提取和分离实验解决实际问题的能力。
89．（2021·重庆高三二模）将一株绿色植物置于密闭透明的锥形瓶中，在黑暗条件下放置一段时间后转移至恒定光照强度下培养，其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO2浓度变化结果如图1所示； 图2是叶肉细胞中进行光合作用的示意图，PSⅡ和PSⅠ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，是吸收、传递、转化光能的光系统。据图分析下列问题：

（1）图1中，0-60min，该绿色植物叶肉细胞中与ATP合成相关的酶发生作用的膜结构（具体）是__________，此时该膜结构上发生的物质变化有______________________________（至少写出两点）。
（2）60-120min，该绿色植物叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为_____________，原因是_____________。120min内，植物体内有机物总量最少的时刻为__________min。
（3）研究表明盐胁迫（高浓度NaCl）条件下，光化学反应速率降低，从而使光合作用减弱，据图2分析其可能的原因是_______________________________________。
（4）若将复合光换成绿色光，则①②③过程会_____________（填“减弱”或“增强”）。
【答案】线粒体内膜 [H]和氧结合产生H2O，ATP与Pi结合生成ATP 逐渐降低 CO2浓度降低 60 盐胁迫条件下，细胞失水，导致光反应底物H2O的供应不足，同时高盐会使PSⅡ和PSⅠ的结构受到损伤，降低了光的吸收、传递和转化，导致光化学反应速率降低，从而使光合作用减弱 减弱
【分析】
在黑暗条件时，植物只进行呼吸作用产生二氧化碳，因此密闭容器内二氧化碳浓度增加。植物在光照下会进行光合作用吸收二氧化碳，因此密闭容器内二氧化碳含量会减少。根据图1二氧化碳浓度变化可知，60min之前完全处于黑暗中，60min后转移至恒定光照强度下培养。
【详解】
（1）0-60min内细胞处于黑暗条件，此时只进行细胞呼吸产生ATP，不进行光合作用，其产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体，因此该绿色植物叶肉细胞中与ATP合成相关的酶发生作用的膜结构是线粒体内膜。在线粒体内膜发生的物质变化有[H]和氧结合产生H2O，同时ATP与Pi结合生成大量的ATP。
（2）60-120min，由于植物光合速率大于呼吸速率，导致容器内的CO2浓度下降，暗反应速率减弱，叶肉细胞光合作用强度呈下降趋势。0-60minCO2浓度一直在上升，说明细胞进行呼吸作用一直消耗有机物，因此在60min时植物体内有机物总量最少。
（3）据图2分析，盐胁迫条件下，细胞失水，导致光反应底物H2O的供应不足，同时在盐胁迫条件下，由蛋白质和光合色素组成的复合物PSⅡ和PSⅠ的结构会受到损伤，使得电子传递速率降低，光化学反应速率降低，从而使光合作用减弱。
（4）植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光，复合光中有红光和蓝紫光，而植物对绿光几乎不吸收，因此换成绿光植物光合作用会减弱。
【点睛】
答题关键在于掌握光合作用过程、影响光合速率的因素以及光合作用和呼吸作用的关系。
90．（2021·浙江温州市·高三一模）对某种果树叶片光合作用有关指标的研究结果如下表所示，叶片暗处理24小时后测定得到单叶片质量。研究表明，即使在气温相同条件下，上部、中部和下部叶片的呼吸速率也不同。
项目
单叶片面积/（cm）2
单叶片质量/g干重
总光合色素含量/（mg·g-1鲜重）
气孔导度/（mmol·m-2·s-1）
净光合速率/（μmol·m-2·s-1）
上部叶片
50
1．08
4．16
0．23
0．25
中部叶片
54
1．04
3．60
0．17
0．15
下部叶片
61
1．01
3．21
0．12
0．12
（1）光反应中，光能被吸收、转化为化学能并储存在______________中，______________反应可以促进这一过程。实验室里可运用______________法将四种光合色素分离。
（2）据表中数据可知，上部叶片净光合速率大于下部叶片净光合速率的原因是______________，上部叶片呼吸速率（μmol·m-2·s-1）_______________（填“大于”“等于”或“小于”）下部叶片呼吸速率。若将上部叶片进行遮光50%处理（其他环境条件与未遮光时相同），遮光后净光合速率为0．20μmol·m-2·s-1，那么，与未遮光时相比，水在光下的裂解速率________________（填“增大”“基本不变”或“减小”）。
（3）实验发现，当叶片从黑暗转移到光下，光合速率不是立即达到最高水平，而是逐步上升，即光合诱导现象，这是因为酶活化、气孔导度增大和________________等物质增多的过程需要一定时间。
（4）间歇光是一种人工光源，能够实现极短时间的照光和极短时间的黑暗轮番交替，光和暗的时间均为几十毫秒至几百毫秒。结果发现，用一定量的光照射果树叶片，间歇照射比连续照射的效率要高，分析其原因是________________。
【答案】ATP、NADPH 暗 纸层析 总光合色素含量高，转化光能更多；气孔导度大，吸收更多二氧化碳 小于 减小 五碳糖 光照时光反应生成的ATP和NADPH多于暗反应的消耗，光反应停止时，暗反应还能进行
【分析】
分析表格可知：自变量为不同部位的叶片，因变量为单叶片面积、单叶片质量、总光合色素含量、气孔导度、净光合速率。
【详解】
（1）光反应中，光能被吸收、转化为化学能并储存中ATP、NADPH中，用于暗反应中C3的还原，暗反应可以促进光反应。由于绿叶中的色素在层析液中溶解度不同，故实验室里可运用纸层析法将四种光合色素分离。
（2）据表中数据可知，上部叶片总光合色素含量高，转化光能更多；气孔导度大，能吸收更多二氧化碳，故上部叶片净光合速率大于下部叶片净光合速率；上部叶片单叶片面积小于下部叶片，上部单叶片质量大于下部叶片，故其呼吸速率小于下部叶片呼吸速率。若将上部叶片进行遮光50%处理（其他环境条件与未遮光时相同），遮光后净光合速率为0.20μmol•m-2•s-1，那么，与未遮光时相比，由于光照强度降低，光反应强度也降低，水在光下的裂解速率减小。
（3）实验发现，当叶片从黑暗转移到光下，光合速率不是立即达到最高水平，而是逐步上升，即光合诱导现象，这是因为酶活化、气孔导度增大和五碳糖等物质增多的过程需要一定时间。
（4）由于光照时光反应生成的ATP和NADPH多于暗反应的消耗，光反应停止时，暗反应还能进行，故间歇照射比连续照射的效率要高。
【点睛】
本题结合图形，主要考查光合作用的物质变化、能量变化及影响光合速率的环境因素，在解题时，考生要识记光合作用的过程，能正确分析表格获取有效信息，属于考纲理解和应用层次的考查。
91．（2021·陕西高三一模）城市小区绿化植物容易受到建筑物遮荫的困扰。风箱果是珍贵的灌木绿化树种，为研究光照对其生活的影响，研究人员以1年生风箱果幼苗为研究对象，选取长势一致的幼苗，设置3种遮荫处理：CK（全光）、轻度遮荫L1（60%全光）和重度遮荫L2（20%全光）进行实验。下表为遮荫对风箱果幼苗光响应参数的影响，其中AQY反映了叶片利用弱光的能力，其值越大表明植物利用弱光能力越强。
遮荫对风箱果幼苗光合光响应参数的影响
参数
光照处理
CK
L1
L2
表观量子效率AQY（μumol·m−2·s−1）
0．066
0．046
0．037
最大净光合速率Pm（μmol·m−2·s−1
22．6
13．2
11．0
呼吸速率R（μmol·m−2·s−1）
1．3
0．8
0．3
光补偿点LCP（μmol·m−2·s−1）
25．9
19．0
8．6
光饱和点LSP（μmol·m−2·s−1）
1066．8
676．8
640．4
（1）本实验可以通过测量________________（答出一点即可）来反映风箱果幼苗的净光合速率。
（2）表中数据显示风箱果幼苗对遮荫产生了一定的适应性，请推测遮荫条件下细胞呼吸速率降低的意义_________________。
（3）CK组与L2组相比，风箱果幼苗最大光合速率的差值为_______μmol·m−2·s−1。根据表中数据_______（填“可以”或“不可以”）推测出L2组中的风箱果幼苗能够正常生长。
（4）在光照强度大于1066．8μmol·m−2·s−1时，影响光合速率的外界因素主要是_________。
（5）请结合实验结果，对生产实践中风箱果幼苗的栽植提出合理建议__________。
【答案】单位时间，单位面积O2的释放量（单位时间，单位面积CO2的吸收量或者单位时间，单位面积有机物的积累量） 通过减少有机物的消耗，将更多的有机物用于生长 12．6 不可以 温度和CO2浓度 尽量将其栽植在阳光充足的地方
【分析】
根据题意，实验组进行遮荫处理，对照组为正常自然光照（全光）；根据表中数据显示，相比对照组，实验组的呼吸速率降低，最大净光合速率降低，光补偿点和光饱和点均降低，据此分析作答。
【详解】
（1）净光合速率=真光合速率-呼吸速率，可以用单位时间，单位面积O2的释放量（单位时间，单位面积CO2的吸收量或者单位时间，单位面积有机物的积累量）来表示。
（2）据表格信息可知：遮荫条件下细胞呼吸速率降低，该变化可通过减少碳（有机物）的消耗，将更多的碳用于生长。
（3）据表格信息可知：光合速率=净光合速率＋呼吸速率，故CK组的最大光合速率为（22.6＋1.3）=23.9μmol·m−2·s−1，L2组的最大光合速率=11.0＋0.3=11.3μmol·m−2·s−1，两者的差值为23.9-11.3=12．6μmol·m−2·s−1；题目数据只含有最大净光合速率和呼吸速率，在L2条件下，净光合速率有可能小于0，故不可以推测出L2组中的风箱果幼苗能够正常生长。
（4）据表格信息可知，植物的光饱和点为1066. 8μmol·m-2·s-1，故当光照强度大于1066．8μmol·m-2·s-1时，光照强度不再是影响光合作用的外界因素，此时影响因素主要是温度和CO2浓度。
（5）据表格可知，在遮荫条件下，植物的光合速率降低，故在生产实践中应尽量将其栽植在阳光充足的环境中。
【点睛】
本题结合表格数据考查影响光合速率的因素，解题的关键是熟知光合作用与细胞呼吸的关系、影响光合作用的因素。
92．（2020·广西北海市·高三一模）黄毛草莓喜温凉气候，科研人员在研究二倍体与四倍体黄毛草莓叶片的光合特性及根系生长最适温度时发现，两者根系生长的最适温度接近，均为22℃左右；图1表示两者净光合作用速率的差异，图2为用完全培养液培养四倍体黄毛草莓幼苗，培养过程中测定的培养液中氧含量变化对K+吸收速率的影响结果。请分析回答问题：

（1）图1中，净光合速率为0时，四倍体黄毛草莓叶肉细胞中产生ATP的细胞器是______，Q点限制该植株净光合速率的环境因素主要是_______，图1两曲线的交点P对应的光照强度下，两种黄毛草莓叶片的实际光合速率较大的是________黄毛草莓，原因是__________________。
（2）科研人员进一步研究发现，在夏季全光照环境下，二倍体和四倍体黄毛草莓的光合作用有明显的“午休”现象，但是午间胞间CO2浓度升高。研究者认为，“午休”现象出现的主要限制因素不是气孔的开放度，其判断的依据是___________________。
（3）图2中，bc段限制四倍体黄毛草莓幼苗根细胞K+吸收速率的内在因素是__________。植物对矿质元素的吸收也有最适温度现象。若在氧含量等条件稳定、适宜的情况下，研究在10~40℃范围内的温度变化对该幼苗K+吸收速率的影响，预期K+吸收速率变化的趋势是__________________。
【答案】叶绿体、线粒体 CO2的浓度和温度 四倍体 实际光合速率等于净光合速率加呼吸速率，而P点两种草莓的净光合速率相等，但四倍体草莓的呼吸速率大于二倍体 气孔的开放度降低，CO2的吸收减少，胞间CO2浓度应下降，但胞间CO2浓度上升 根部细胞膜上运输K+的载体数量 在10~22℃温度范围内，随温度的升高，K+吸收速率加快，超过22℃，随温度的升高，K+吸收速率降低
【分析】
1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜上）：水的光解产生[H]与O2，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]的作用下还原生成糖类等有机物。影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。总光合速率=净光合速率+呼吸速率。
2、由营养液中氧含量变化对K+吸收速率的影响的图解可知，K+的吸收速率随氧含量的增加而增加，说明K+吸收需要消耗能量，是一个主动运输的过程。
【详解】
（1）净光合速率为0时，四倍体黄毛草莓同时进行光合作用和呼吸作用，因此此时产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体的类囊体薄膜，故叶肉细胞中产生ATP的细胞器是线粒体、叶绿体。Q点时，净光合速率不再随光照强度的增加而增加，限制该植株净光合速率的环境因素主要是CO2的浓度和温度。图1两曲线的交点P对应的光照强度下，两种黄毛草莓叶片的实际光合速率较大的是四倍体黄毛草莓，因为实际光合速率等于净光合速率加呼吸速率，而P点两种草莓的净光合速率相等，但四倍体草莓的呼吸速率大于二倍体。
（2）由题“二倍体和四倍体黄毛草莓的光合作用有明显的“午休”现象，但是午间胞间CO2浓度升高”可知，“午休”现象出现的主要限制因素不是气孔的开放度，因为气孔的开放度降低，CO2的吸收减少，但胞间CO2浓度上升。
（3）图2中，bc段四倍体黄毛草莓幼苗根细胞K+吸收速率不再随氧气含量的相对值增加而增加，限制吸收K+吸收速率的内在因素是根部细胞膜上运输K+的载体数量。植物体进行各种生理活动需要酶的参与，酶的活性受到温度的影响，根系生长最适温度为22℃左右，因此在10℃～40℃范围内的温度变化对黄瓜幼苗K+吸收速率的影响是，在10~22℃温度范围内，随温度的升高，K+吸收速率加快，超过22℃，随温度的升高，K+吸收速率降低。
【点睛】
答题关键在于掌握影响光合作用的环境因素、光合作用和呼吸作用之间的关系。在分析曲线时，明确纵轴为净光合作用速率，并且能灵活运用公式，即总光合作用为净光合作用和呼吸作用之和。
93．（2020·陕西安康市·高三一模）某生物兴趣小组以薇甘菊和构树两种双子叶植物的叶圆片以及芒草和韭菜两种单子叶植物的叶方片为材料，进行了探究CO2浓度对光合作用强度的影响实验：①取8只小烧杯，1号烧杯中加入30mL蒸馏水，2~8号烧杯中分别加入30mL不同浓度的NaHCO3溶液；②每只烧杯中分别放入10片制备好的真空叶圆片或叶方片，完全摊开后均匀置于烧杯底部。③将1~8号烧杯分别等距离置于40W的光源下，以提供适宜的光强。开启电源后立即开始计时，观察并记录每片叶片上浮到液面所需的时间，最后统计并计算平均值，得到如图所示结果，实验在适宜温度30℃下进行。回答下列相关问题：


（1）该实验的自变量是_____，实验步骤②中对叶片要“完全摊开后均匀置于烧杯底部”，这是为了避免_____对实验结果的影响。
（2）分析图中构树叶片的实验结果，可说明与低浓度CO2条件相比，高浓度CO2条件下，其叶片的光反应速率_____（填“较高”“相同”或“较低”），其原因是_____。
（3）实验过程中发现了两种现象，现象①：在整个实验进行的40min时间内，蒸馏水中的4种植物叶片均没有上浮。现象②：当NaHCO3浓度大于或等于2．0%时，芒草和韭菜叶片瞬时全部上浮。现象①出现的原因是_____。若在实验中要缩短实验时间且能获得CO2浓度与光合作用强度之间存在的线性关系，你认为应选择的实验材料及条件为_____。
【答案】不同种类的植物和NaHCO3溶液浓度 叶面积（或光合作用面积、无关变量） 较高 高浓度CO2条件下，构树暗反应速率加快，需要光反应提供的[H]和ATP增多，光反应增强 蒸馏水中缺少光合作用的原料CO2，在缺少CO2的条件下，4种植物叶片均不能进行光合作用产生O2 选择韭菜叶片为材料，且NaHCO3浓度小于2．0%
【分析】
分析题图及题干信息可知：本实验是探究CO2浓度对植物光合速率的影响，自变量为CO2浓度（通过NaHCO3溶液浓度控制）和植物类型，因变量为O2的产生量（以每片叶片上浮到液面的平均时间衡量）。
【详解】
（1）结合分析可知，该实验的自变量是不同种类的植物和NaHCO3溶液浓度；实验步骤②中对叶片要“完全摊开后均匀置于烧杯底部”，这是为了避免叶面积（或光合作用面积、无关变量）对实验结果的影响。
（2）分析图中构树叶片的实验结果，可知随NaHCO3溶液浓度的升高，每片叶片上浮到液面所需的时间越短，说明与低浓度CO2条件相比，高浓度CO2条件下，其叶片的光反应速率较高，其原因是高浓度CO2条件下，构树暗反应速率加快，需要光反应提供的[H]和ATP增多，光反应增强。
（3）在整个实验进行的40min时间内，蒸馏水中的4种植物叶片均没有上浮。该现象出现的原因是：蒸馏水中缺少光合作用的原料CO2，在缺少CO2的条件下，4种植物叶片均不能进行光合作用产生O2。

现象②：当NaHCO3浓度大于或等于2.0%时，芒草和韭菜叶片瞬时全部上浮。若在实验中要缩短实验时间且能获得CO2浓度与光合作用强度之间存在的线性关系，应选择的实验材料及条件为：选择韭菜叶片为材料，且NaHCO3浓度小于2.0%，因为韭菜叶片上浮用时短，若NaHCO3浓度大于2.0%，韭菜叶片瞬间上浮，不能体现CO2浓度与光合作用强度之间存在的线性关系。
【点睛】
本题主要考查叶圆片上浮法测定CO2浓度对光合作用的影响，学会分析实验的自变量、因变量及实验结论是解答本题的关键。
94．（2020·安徽马鞍山市·高三一模）为探究不同光照强度对羊草光合作用的影响，研究人员在种植羊草的草地上随机选取样方，用透明玻璃罩将样方中所有羊草罩住形成密闭气室，并与二氧化碳传感器相连，定时采集数据，结果如图1。研究人另将幼苗用含氮量不同的三种培养液培养（其他条件相同且适宜），在完全光照下进行实验，测CO2减少速率，结果如图2。请回答下列问题：

（1）图1中各组温度需保持一致，原因是________________________________，200s时曲线④和曲线①之差代表______________________________。
（2）第④组CO2浓度比第③组下降更快，究其原因是弱光下产生的__________减少，限制了暗反应。实验持续一周，发现第③组羊草叶片比第④组颜色更绿，经检测叶肉细胞中光合色素含量增加，原因是__________________________________。
（3）图2表明随着培养液中氮含量的增加，CO2的减少速率增大。从光合作用角度分析，其原因可能是：_____________；________________________。
【答案】排除温度对实验结果的干扰(或保持无关变量一致) 实际/真正光合速率 [H]和ATP 适应弱光环境或增加吸收光能的能力 有利于植物合成与光合作用有关的酶 有利于光合色素的合成
【分析】
分析曲线图：曲线①处于黑暗条件下，表示呼吸速率；曲线②、③、④表示不同光照条件下的净光合速率。
【详解】
（1）实验目的是探究不同光照强度对羊草光合作用的影响，自变量是光照强度，温度属于无关变量，所以为了排除温度对实验结果的干扰或保持无关变量一致，各组温度需要保持一致；曲线①是在黑暗条件下测定的呼吸作用，曲线④是光照条件下测定的二氧化碳的变化，是净光合作用，所以曲线④和曲线①数值之差曲线表示呼吸速率与净光合速率之和即实际光合作用速率或真正光合速率。
（2）光照影响植物的光反应，所以弱光条件下植物产生的[H]和ATP减少；第③组是在75%光照条件下进行的反应，而第④组是在100%光照条件下进行的反应，第③组羊草叶片比第④组颜色更绿，说明其叶绿素含量更多，有利于植物适应弱光环境或增加吸收光能的能力。
（3）CO2的减少速率增大，说明其光合作用增强，而氮含量的增加有利于植物合成与光合作用有关的酶数量增加，有利于光合色素的合成。
【点睛】
本题结合曲线图，考查影响光合作用速率的环境因素，要求考生识记影响光合作用速率的环境因素及相关曲线图，能正确分析曲线图，再结合图中信息准确判断各选项．
95．（2020·天津高三二模）草莓营养价值高，且有保健功效。一般认为，草莓比较耐阴，生长在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜。有人研究了遮阴处理对草莓叶片光合作用的影响，旨在为草莓栽培提供理论依据。
材料用具：2叶期草莓幼苗，遮阳网（网内光强为自然光强左右）。光合分析测定仪等
（1）选取若干生长状况相似的草莓幼苗随机均分为对照组和实验组，实验组用___________进行处理，在相同且适宜条件下培养至植株长出6张叶片左右，测定两种环境下各项指标如下图所示。表中数据显示，遮阴提高草莓叶片的____________含量，进而提高草莓适应弱光的能力。
处理
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
对照
0.45
0.13
0.32
遮阴
0.52
0.17
0.38



（2）图1中，净光合速率还可通过测定____________或单位时间内O2的释放来表示。对照组在实验时间段内净光合总量___________（填“高于”“等于”或“低于”）遮阴组。推测遮阴可能影响暗反应，继续进行实验得到图2的结果，由图2可知，实验处理后显著提高了CO2补偿点，说明实验组固定CO2的效率_____________。
（3）偶然发现草莓中一株白化突变体，进而利用突变体和正常草莓的叶片为材料进行光合色素的提取和分离实验，结果如图3所示。则突变体叶片中缺少的色素为_____________，从而导致其对可见光的吸收率明显下降。由此推测叶绿体内______________（结构）发育不良。

【答案】 遮阳网 光合色素 单位时间内有机物的积累量 高于 降低 叶绿素a、叶绿素b 类囊体膜（基粒）
【分析】
生物实验遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则。本实验的目的是探究弱光对草莓光合作用的色素和光合速率的影响，据此分析图表和题图即可作答。在实验中要对实验材料进行分组，分为对照组和实验组，为排除实验误差本实验需要选取若干生长状况相似的丰香草莓幼苗随机均分为实验组和对照组。
【详解】
（1）根据题干信息已知该实验是以丰香草莓幼苗为材料，研究了遮阴处理对草莓叶片光合作用的影响，所以实验组用遮阳网进行处理，对照组放在自然光照下，在相同且适宜条件下培养一段时间，测定两种环境下该植物的光合色素含量和净光合速率。据表格数据可知，遮阴处理的实验组的光合色素含量明显高于对照组的含量，而光合色素含量的提高可以提高草莓适应弱光的能力。
（2）图1曲线的纵坐标净光合速率还可通过测定单位时间内有机物的积累量或单位时间内O2的释放来表示。由曲线可知，对照组在实验时间段内净光合总量高于遮阴组，可能的原因是遮阴导致光照不足，使光合作用过程中的暗反应受到影响。
分析图2柱形图可以看出，实验遮阴处理使叶片温度降低，导致催化CO2固定的相关酶活性降低，所以遮阴可以显著提高其CO2补偿点，降低固定CO2的效率。
（3）由图3色素分离结果可知，突变体缺少叶绿素a、叶绿素b两条色素带，可能是叶绿体内类囊体膜发育不良，导致其对可见光的吸收率明显下降，而呈现白色。
【点睛】
本题结合图示主要考查影响光合作用的主要因素，意在强化学生对影响光合作用的因素的实验分析和综合解决问题的能力。
96．（2020·北京高三一模）科研人员对不同温度和不同播种时间对小麦产量的影响进行了相关研究，结果见下表。
生长温度
播种时间
光合速率
μmol•m•-2•s-1
气孔导度
μmol•m•-2•s-1
胞间CO2浓度
μmol•mol-1
叶绿素含量
mg•g-1
常温
常规播种
17．8
430
288
1．9
推迟播种
17．9
450
295
2．2
高温
常规播种
10
250
302
0．9
推迟播种
14．5
350
312
1．5

（1）据上表可知高温条件下小麦的____________降低，导致光反应速率降低，为暗反应提供的___________减少，光合速率降低；同时高温还会导致___________减低，但CO2浓度不是限制光合作用的因素，其依据为_________________。
（2）据表1可知高温对小麦光合速率的影响在___________情况下作用更显著，说明推迟播种能_________________。
（3）MDA（丙二醛）是一种脂质过氧化物， MDA能对光合作用的结构造成损伤，SOD、POD、CAT三种过氧化物歧化酶具有能清除MDA的作用，科研人员测定不同条件下小麦细胞内相关物质的含量，结果如下图。

请据上图阐明高温情况下推迟播种提高光合速率的机理_____________________。
（4）请根据上述实验结果提出提高小麦产量的建议____________________________。
【答案】叶绿素 ATP、[H] 气孔导度 高温条件下胞间二氧化碳浓度没有降低（略有升高） 常温播种 降低（减缓、缓解）高温对小麦光合作用的抑制作用 高温条件下SOD、POD、CAT的含量上升，使MDA含量下降，降低光合结构的损伤 推迟播种，控制在常温条件下生长
【分析】
1、光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应是水光解产生氧气和还原氢，同时合成ATP，发生在叶绿体的类囊体膜上；暗反应包括二氧化碳固定和三碳化合物还原，一分子二氧化碳与五碳化合物结合形成2分子三碳化合物，三碳化合物还原形成有机物和五碳化合物，三碳化合物还原需要光反应产生的还原氢、ATP，暗反应的场所是叶绿体基质。
2、影响光合作用的外因：二氧化碳浓度、光照强度、温度、水、矿质元素等，影响光合作用的内因：光合色素的含量、五碳化合物的含量、酶的数量等。
【详解】
（1）据表格信息可知高温条件下小麦的叶绿素含量降低，导致光反应速率降低，为暗反应提供的ATP、[H]减少，光合速率降低；同时高温还会导致气孔导度降低，但由于高温条件下胞间二氧化碳浓度没有降低（略有升高），所以CO2浓度不是限制光合作用的因素。
（2）据表1可知，高温处理后，常规播种的光合速率降低了17.8-10=7.8，而推迟播种的光合速率降低了17.9-14.5=3.4，可见高温对小麦光合速率的影响在常温播种情况下作用更显著，说明推迟播种能降低高温对小麦光合作用的抑制作用。
（3）由题意“MDA（丙二醛）是一种脂质过氧化物， MDA能对光合作用的结构造成损伤，SOD、POD、CAT三种过氧化物歧化酶具有能清除MDA的作用”，结合柱形图可知，高温条件下SOD、POD、CAT的含量上升，使MDA含量下降，降低光合结构的损伤，从而减少对光合作用的影响。
（4）根据上述实验结果可知，推迟播种，控制在常温条件下生长，均可提高小麦产量。
【点睛】
本题考查学生理解光合作用过程中光反应和暗反应的物质变化及影响光合作用的因素，把握知识的内在联系，形成知识网络，学会分析题干获取信息，并利用有效信息进行推理、综合解答问题，分析、处理实验数据并获取结论。
97．（2020·山东潍坊市·高三一模）某学校研究小组开展了某植物的栽培实验，下面甲图表示适宜CO2浓度条件下，温度和光照强度对该植物的CO2吸收速率的影响曲线；乙图表示在适宜的光照、CO2浓度条件下测得的有关光合作用、呼吸作用强度的曲线。请分析回答问题：

（1）甲图中E点时，该植物25℃条件下产生的氧气量____________（填“大于”、“ 等于”、 或“小于”）15℃条件下产生的氧气量。请分析原因是_______________________________。
（2）甲图中，当光照强度为8KLX、温度为25℃时，该植物5h中单位面积光合作用所消耗的CO2量为___________mg；若消耗等量的CO2，需在15℃条件下，用10KLX的光持续照射_____________h。
（3）乙图中，F点表示的含义是_____________________；60℃时，CO2的吸收量为0，原因是________________。
（4）依据甲图分析，若将乙图实验的光照条件调整为2KLX，其它条件不变重复该实验，则乙图中F点对应的温度应为___________。
【答案】大于 25℃和15℃条件下的净光合速率相等，该植物释放的O2量相等；但25℃条件下呼吸作用消耗的O2量多于15℃条件下呼吸作用消耗的O2量 70 7 光合速率等于呼吸速率（光合作用强度等于呼吸作用强度） 60℃时植物死亡，光合速率和呼吸速率均为0 25℃
【分析】
据图分析：图甲表示适宜CO2浓度条件下，温度和光照强度对该植物的CO2吸收速率的影响曲线，光照强度为0时，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，所以叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。图乙中，实线表示净光合作用强度随温度的变化，虚线表示呼吸作用强度随温度的变化。
【详解】
（1）图甲中E点时，25℃与15℃的净光合作用速率相等，但25℃时呼吸速率较15℃时高，所以25℃条件下产生的氧气量即真正的光合速率大于15℃条件下产生的氧气量。
（2）光照强度为8klx，温度为25℃时，该植物呼吸速率为4，净光合速率为10，真正的光合速率=4+10=14，5h中单位面积光合作用所消耗的二氧化碳为14×5=70mg。在15℃条件下，用10klx的光照射时，净光合速率为8，呼吸速率为2，真正的光合速率为2+8=10，需要持续照射7小时才能消耗同等量的CO2。
（3）图乙中CO2的吸收量为0，即净光合速率为0，则光合速率等于呼吸速率。60℃时，温度过高，植物死亡，光合速率和呼吸速率均为0，CO2的吸收量为0。
（4）将图乙所示实验的光照条件调整至2klx，F点表示净光合强度为0，对应在图甲中为25℃时的曲线。
【点睛】
本题结合图表，考查细胞呼吸和光合作用的相关知识，要求考生掌握细胞呼吸和光合作用的具体过程，掌握影响细胞呼吸和光合速率的环境因素及相关曲线，能正确分析图中曲线．此题有一定的难度。
98．（2020·四川高三二模）氮素是植物生长必需元素之一，也是构成植物体内许多化合物的主要成分。农业生产中施用的氮素主要有氨态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）。研究者选择长势一致的水稻幼苗，分别供给低氮、中氮和高氮营养液，研究不同供氮浓度对水稻幼苗光合作用的影响。30d后测定相关指标，结果如下表。请回答：
处理
叶绿素含量（SPAD）
气孔导度
（molH20·m-2·s-1）
胞间CO2浓度
（μmol·mol-1）
RuBP羧化的含量（mg·cm-2）
低氮
34．7
0．53
290
0．1227
中氮
37．7
0．50
281
0．1405
高氮
42．4
0．48
269
0．1704


注：RuBP羧化酶是CO2固定过程中的关键酶
（1）水稻的根细胞通过___________的方式吸收NH4+和NO3-，这些氮素进入水稻根部，将___________（填“促进”“抑制”或“不影响”）根细胞对水分的吸收。
（2）据上表分析，随着供氮浓度增大，水稻幼苗的光合作用速率将___________（填“增强”“减弱”或“不变”）；由表可知高氮条件下胞间CO2浓度降低，原因可能是______________________。
（3）进一步研究发现，在干旱低氮条件下增加硝态氮的供给水稻幼苗的光合速率会受到抑制，增加氨态氮的供给其光合速率不受影响，请设计实验加以验证。要求：写出实验思路并预期结果（光合速率的具体测定方法和过程不做要求）。______________________。
【答案】主动运输 促进 增强 气孔导度下降，光合速率上升，胞间CO2下降 设置3组，组1：干旱低氮条件下增加硝态氮的供给，组2：干旱低氮条件下增加氨态氮的供给，组3：干旱低氮条件下。分别测定3组的光合速率。预期结果：组1的光合速率小于组3，组2的光合速率与组3接近（或相等）。
【分析】
光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用强度主要受光照强度、CO2浓度、温度等影响。
【详解】
（1）水稻的根细胞通过主动运输的方式吸收NH4+和NO3-，这些氮素进入水稻根部，使根部细胞的渗透压增大，将促进根细胞对水分的吸收。
（2）据上表分析，随着供氮浓度增大，叶绿素含量和酶的量均增大，胞间CO2浓度下降，水稻幼苗的光合作用速率将增强。由表可知高氮条件下胞间CO2浓度降低，原因可能是 气孔导度下降，光合速率上升，胞间CO2下降。
（3）设置3组，组1：干旱低氮条件下增加硝态氮的供给，组2：干旱低氮条件下增加氨态氮的供给，组3：干旱低氮条件下。分别测定3组的光合速率。预期结果：组1的光合速率小于组3，组2的光合速率与组3接近（或相等）。
【点睛】
本题主要考查光合速率以及影响因素，要求学生有一定的信息处理及分析能力，还要求学生有一定的实验设计能力。
99．（2020·山东青岛市·高三二模）间作可提高土地利用率，但作物之间又存在着激烈的竞争。研究小组研究甲、乙两种作物的间作效果，在一定的CO2和温度条件下（CO2为大气中的浓度，温度为20℃，该温度是当地白天的平均气温，光合作用和呼吸作用有关酶的最适温度都高于20℃），测得甲、乙两种植物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（甲、乙表示单作情况下，甲’、乙’表示间作情况下）。请回答下列问题：

（1）甲、乙两植物中更适合在树阴处生存的是__________，判断依据是__________。
（2）若在某一时刻将实验温度适当降低，则此时P/R值可能保持不变吗？__________，判断的理由是______________________________。
（3）已知当地昼夜时长大体相等，请分析甲、乙两植物是否适合间作？__________。
【答案】乙 P/R值为1时，所对应的光照强度为光补偿点，乙植物的光补偿点小于甲植物，在弱光条件下比甲植物更有利于生存 可能 温度降低后，光合作用和呼吸作用速率都降低，当降低幅度（百分比）相同时，P／R值不变 不适合，若二者间作，对甲植物影响不大，但是乙植物白天的P／R值稍大于1，白天积累的有机物太少，晚上呼吸作用还要消耗能量，植株不能正常生长
【分析】
分析图示可知，在光照强度较低时，甲乙两种植物单作和间作时的光合速率与呼吸速率的比值几乎无差异，但随着光照强度的增加，甲乙两种植物单作时的光合速率与呼吸速率的比值均大于间作时光合速率与呼吸速率的比值。
【详解】
（1）光合速率与呼吸速率的比值（P/R）为1时，表示光合速率与呼吸速率相等，即P/R值为1时，所对应的光照强度为光补偿点，由于乙植物的光补偿点小于甲植物，在弱光条件下比甲植物更有利于生存，所以甲、乙两植物中更适合在树阴处生存的是乙。
（2）实验的温度为20℃，但光合作用和呼吸作用有关酶的最适温度都高于20℃，若在某一时刻将实验温度适当降低，则光合速率和呼吸速率都会降低，当二者降低幅度（百分比）相同时，P/R值保持不变，所以将实验温度适当降低，则此时P/R值可能保持不变。
（3）若要保证植物生长，需要保证植物白天积累有机物的量大于晚上呼吸消耗有机物的量，在昼夜时长大体相等的情况下，需要保证白天的光合速率大于呼吸速率的二倍，植物才能正常生长，由图可知，若二者间作，对甲植物影响不大（P/R＞3），但是乙植物白天的P/R值稍大于1，白天积累的有机物太少，不足以晚上呼吸作用消耗，即乙植株不能正常生长。所以在当地条件下甲、乙两植物不适合间作。
【点睛】
本题考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，意在考查考生的识图能力，能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力。

四、实验题
100．（2020·浙江高考真题）某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题：
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究_____。在相同时间内，用_____玻璃纸罩住的实验组释放量最少。光合色素主要吸收_____光，吸收的光能在叶绿体内将分解为___。
（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是_____，引起溶液pH的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时和三碳酸的含量与密封前相比分别为______。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将____，其主要原因是______。
【答案】光波长对光合作用的影响 绿色 红光和蓝紫 、和 黑藻将溶液中的转化为有机物 下降、下降 减弱、减弱 高温导致酶的结构改变，活性下降
【分析】
本实验的目的为探究环境因素对光合作用的影响，根据所给的实验材料可推知所要探究的环境因素有pH、光波长、光照强度等。
【详解】
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同波长的光，可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为、和。
（2）二氧化碳含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的转化为有机物，所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，会使外界二氧化碳不能及时补充，导致和三碳酸的含量与密封前相比均下降。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
【点睛】
本题考查光合作用，考查对叶绿体中色素种类、颜色、吸收光谱的识记和对光合作用影响因素的理解。
101．（2019·海南高考真题）在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。回答下列问题。

（1）根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是___________。
（2）实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是___________________________。
（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论____________。
【答案】物质通过简单的扩散方式进出细胞 载体数量饱和 思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散
【分析】
由图可知，a表示自由扩散，b表示主动运输或协助扩散。
【详解】
（1）物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散，该过程不需要载体和能量，受细胞内外浓度差的影响。
（2）由图可知，b可能是协助扩散或主动运输，b需要载体协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，载体数目饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。
（3）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。
思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。
结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
【点睛】
自由扩散和协助扩散的区别在于后者需要载体；协助扩散和主动运输的区别在于后者需要消耗能量；主动运输、胞吞、胞吐均需要消耗能量。
102．（2019·北京高考真题）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光合细菌中。
（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________，在碳（暗）反应中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3，影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括_________________________（写出两个）；内部因素包括_____________（写出两个）。
（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因编码并在___________中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的___________中与L组装成有功能的酶。
（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。
①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测________？请说明理由。______
②基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括______。
a．蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质
b．蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定
c．蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成
d．在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同
【答案】光能 温度、CO2浓度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（其中两个） 细胞质 基质 不能 转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因，无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性 a、b、c
【分析】
本题主要考查光合作用、基因工程及基因对性状的控制的有关知识。影响光合作用的外界因素主要有光照、温度、水、无机盐和CO2浓度等，内部因素主要有色素的含量和种类、酶的含量及活性；要将新的基因转入，首先得将“原配”基因从受体植株的细胞核和它的叶绿体基因组中给敲除掉。然后导入目的基因，等待它们将老片段“替换”掉了之后，用专门的培养基筛选出只含有这种叶绿体的细胞，再通过组织培养最终获得R酶活性很高的转基因植株。
【详解】
(1)地球上生物生命活动所需的能量来自有机物，有机物主要来自植物的光合作用，光合作用合成有机物需要光反应吸收光能，转化为ATP的化学能，然后ATP为暗反应中C3的还原提供能量，合成糖类。在暗反应中，RuBP 羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合，生成2分子C3，这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固定。暗反应的进行需要相关酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反应提供[H]和ATP，光反应需要色素、酶、水、光照等，故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO2浓度、水、无机盐等；内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。
(2)高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因通过转录成mRNA ，mRNA 进入细胞质，与核糖体结合，合成为S蛋白；因R酶是催化CO2与C5结合的，在叶绿体基质中进行，故S蛋白要进入叶绿体，在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。
(3) ①据题设条件可知，将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中，只去除甲的L基因，没有去除甲的S基因。因此，转基因植株仍包含甲植株的S基因，不能排除转基因植株中R酶是由蓝藻的L蛋白和甲的S蛋白共同组成。故由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。
②根据上述实验，可以看出蓝藻的基因能导入到甲的DNA中，说明蓝藻和甲植株都以DNA为遗传物质；蓝藻中 R酶的活性高于高等植物，说明两者都以R酶催化CO2的固定；由于蓝藻S、L基因均转入甲的叶绿体DNA中，且去除了甲的L基因，结果转基因植株合成了R酶，说明蓝藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体中合成，即蓝藻的基因在甲的叶绿体中可以表达，以上体现了生物界的统一性。在蓝藻中R酶组装是在细胞质基质，甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质，则说明了不同生物之间具有差异性。因此，选abc。
【点睛】
解答本题关键抓住“将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。”这一条件，得知甲的S基因还在，可以合成S蛋白，故无法确定转基因植株中有活性的R酶完全是由蓝藻的S、L组装而成。
103．（2019·全国高考真题）回答下列与生态系统相关的问题。
（1）在森林生态系统中，生产者的能量来自于_________，生产者的能量可以直接流向_______（答出2点即可）。
（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（A）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B）和乙瓶中的O2含量（C）。据此回答下列问题。
在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C与A的差值表示这段时间内_____________；C与B的差值表示这段时间内_____________；A与B的差值表示这段时间内_________。
【答案】太阳能 初级消费者、分解者 生产者净光合作用的放氧量 生产者光合作用的总放氧量 生产者呼吸作用的耗氧量
【分析】
地球上几乎所有生态系统所需要的能量都来自太阳能，除极少数特殊空间外，能量流动起源于生产者固定的太阳能；输入生产者的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失，一部分用于生产者的生长发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中；构成植物体的有机物中的能量，一部分随着残枝败叶被分解者分解释放出来，另一部分则被初级消费者摄入体内。光合作用必须在有光的条件下才能进行，呼吸作用时时刻刻都在进行。据此结合题意，进行作答。
【详解】
(1)在森林生态系统中，生产者的能量来自于生产者通过光合作用固定的太阳能。生产者的能量可以直接随着初级消费者的摄食作用而流入初级消费者，也可以随残枝败叶流向分解者。
(2)依题意可知：甲、乙两瓶中只有生产者，A值表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量；甲瓶O2含量的变化反映的是呼吸作用耗氧量，因此B＝A－呼吸作用耗氧量；乙瓶O2含量变化反映的是净光合作用放氧量，所以C＝A＋光合作用总放氧量－呼吸作用耗氧量。综上分析，本实验中，C－A＝光合作用总放氧量－呼吸作用耗氧量＝净光合作用的放氧量，即 C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用的放氧量；C－B＝光合作用总放氧量，即 C与B的差值表示这段时间内生产者的光合作用的总放氧量；A－B＝呼吸作用耗氧量，即 A与B的差值表示这段时间内生产者的呼吸作用耗氧量。
【点睛】
本题的难点在于对（2）的解答，解答的关键是抓住问题的实质：甲瓶不透光，瓶内的生产者不能进行光合作用，但能进行呼吸作用，所以瓶内的O2含量的变化是有氧呼吸消耗所致；乙瓶透光，瓶内的生产者既能进行光合作用，也能进行呼吸作用，所以瓶内的O2含量的变化反映的光合作用产生的O2量与有氧呼吸消耗的O2量的差值。
104．（2019·全国高考真题）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主要原因是_________________。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。______
【答案】 增强 降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
【分析】
本题以干旱处理后植物根细胞中溶质浓度变化、叶片中的脱落酸(ABA)含量变化和叶片气孔开度变化为背景考查渗透作用、光合作用和实验设计等相关知识。当细胞中溶质浓度增大时，细胞渗透压增大，对水分子吸引力也增大；叶片气孔开度变化会影响植物对二氧化碳的吸收，进而影响光合作用的暗反应；实验设计必须遵循单一变量原则、等量原则、对照原则等。
【详解】
（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。
（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降；
（3）根据题意分析可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。
①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的。
②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。
【点睛】
本题的难点是实验设计，要设计验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的实验，既要证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的，又要证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的，从而增加了题目的难度。
105．（2021·天津高三三模）纳米材料为癌症治疗带来了曙光。科研人员利用纳米材料SW诱导肝癌细胞凋亡开展相关实验。
（1）正常情况下，线粒体内膜上的质子泵能够将______________中的H+泵到膜间隙，使得线粒体内膜两侧形成__________________，为ATP的合成奠定了基础。
（2）科研人员使用不同浓度的SW溶液与肝癌细胞混合后，置于_________培养箱中培养48小时后，检测肝癌细胞的线粒体膜电位。（已有实验证明对正常细胞无影响）
组别
实验材料
实验处理
实验结果
线粒体膜电位的相对值
ATP合成酶活性相对值
1
人肝癌细胞
不加入SW
100
100
2
加入SW
59
78
1、2组比较说明SW能______________________________、_____________________________导致肝癌细胞产生ATP的能力下降，__________（填“促进”或“抑制”）肝癌细胞凋亡。
（3）科研人员使用SW处理肝癌细胞，一段时间后，相关物质含量变化如下图所示。

由于细胞中的______________蛋白表达量相对稳定，在实验中可作为标准对照。VADC为线粒体膜上的通道蛋白，SW处理肝癌细胞后，VADC含量____________，促进CYTC_______________________________________________________________，与细胞凋亡因子结合，诱导细胞凋亡。
（4）综上所述，推测SW诱导肝癌细胞凋亡的机理是：一方面________________________________；另一方面___________________________________________________。
【答案】线粒体基质 跨膜电位（H+浓度差/H+化学势能） CO2 降低肝癌细胞线粒体的膜电位 降低（抑制）ATP合成酶活性 促进 GPDC 上升 从线粒体基质通过通道蛋白VADC进入细胞质基质 抑制ATP的产生，促进细胞凋亡， 促进CYTC通过线粒体膜上的VADC进入细胞质基质，与细胞凋亡因子结合，诱导细胞凋亡
【分析】
线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段，可产生大量的ATP。分析表格可知，SW能降低肝癌细胞线粒体的膜电位，降低（抑制）ATP合成酶活性。
【详解】
（1）线粒体内膜的外侧是膜间隙，线粒体内膜的内侧是线粒体基质，所以正常情况下，线粒体内膜上的质子泵能够将线粒体基质中的H+泵到膜间隙，使得线粒体内膜两侧形成跨膜电位，为ATP的合成奠定了基础。
（2）动物细胞培养时，需要用CO2培养箱，一定量的CO2可维持培养液的PH。所以需将不同浓度的SW溶液与肝癌细胞混合后，置于CO2培养箱中培养48小时后，检测肝癌细胞的线粒体膜电位。2组加入了SW，1组没加入SW，2组的线粒体膜电位的相对值和ATP合成酶活性相对值均低于1组，说明SW能降低肝癌细胞线粒体的膜电位，降低（抑制）ATP合成酶活性，导致肝癌细胞产生ATP的能力下降，促进肝癌细胞凋亡。
（3）分析图示可知，使用SW处理肝癌细胞一段时间后，细胞中GPDC蛋白的表达量相对稳定，在实验中可作为标准对照。VADC为线粒体膜上的通道蛋白，SW处理肝癌细胞后，VADC含量增加，促进CYTC从线粒体基质通过通道蛋白VADC进入细胞质基质，与细胞凋亡因子结合，诱导细胞凋亡。
（4）根据上述分析可知，SW诱导肝癌细胞凋亡的机理为：一方面抑制ATP的产生，促进细胞凋亡，另一方面促进CYTC通过线粒体膜上的VADC进入细胞质基质，与细胞凋亡因子结合，诱导细胞凋亡。
【点睛】
本题考查SW诱导肝癌细胞凋亡的相关实验，意在考查考生根据实验结果进行分析推理得出结论的能力。
106．（2021·山东滨州市·高三二模）桑树是我国常见树种，铅(Pb)是毒性较强的重金属元素。科学家研究Pb2+胁迫对桑树光合作用的影响，设计如下实验:采集某林场优良土壤并添加不同量的Pb2+，其中A〜F组依次添加Pb2+0、250、500、750、1000、1250mg/kg，分别培养生长状况相同的桑树苗，30天后分别测定桑树苗的叶绿素含量、气孔导度、胞间CO2浓度、净光合速率等，实验结果如下。

（1）本项研究中科学家测定叶绿素含量的方法是将桑叶切成极细的细丝置于小试管中，试管中加入后_____，于_________(填“黑暗”或“光照”)条件下密封12小时，测定提取液在________(填“红光”或“蓝紫光”)下的吸光值，进而计算出叶绿素的含量。实验中不使用另一种光质测定吸光值的原因是________。
（2）由图1实验结果分析，Pb2+对叶绿素的含量的影响是________。
（3）据实验结果分析，随Pb2+胁迫水平升高，净光合速率下降的原因_______(填“是”或“不是”)气孔限制，判断依据是_____。预测在高Pb2+胁迫水平下，桑树光合作用的光饱和点会下降，原因是________。
【答案】无水乙醇(或丙酮、丙酮和无水乙醇的混合液） 黑暗 红光 叶绿素和类胡萝卜素对蓝紫光都有较高吸收值，使用蓝紫光测定叶绿素含量会受到类 胡萝卜素的干扰 随Pb2+胁迫水平升高，叶绿素含量下降，叶绿素a含量下降更明显 不是 随Pb2+胁迫水平升高气孔导度下降，但胞间CO2浓度无明显变化 高Pb2+胁迫水平下桑树叶绿素含量下降，利用光能的能力降低
【分析】
1、光合作用的过程图解：


2、光反应和暗反应的联系 ：光反应为暗反应提供[H]（以NADPH形式存在）和ATP；暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料；没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。
【详解】
（1）叶绿素容易溶于有机溶剂，所以测定叶绿素含量的时候加入的试剂是无水乙醇（或丙酮、丙酮和无水乙醇的混合液）；为了防止光合产物对测量结果的影响，要在黑暗条件下密封12小时，同时为了避免类胡萝卜素对叶绿素的干扰，测定提取液应该在红光下的吸光值，进而计算出叶绿素的含量，因为叶绿素和类胡萝卜素对蓝紫光都有较高吸收值，使用蓝紫光测定叶绿素含量会受到类胡萝卜素的干扰；
（2）根据图1实验结果分析，在一定范围内随着Pb2+对含量的上升叶绿素含量下降，叶绿素a含量下降更明显，叶绿素b的含量变化不显著；
（3）根据实验结果分析，随Pb2+胁迫水平升高导致了净光合速率下降，虽然气孔导度下降，但胞间CO2浓度无明显变化，从而说明净光合速率下降的原因不是气孔限制。由于高Pb2+胁迫水平下桑树叶绿素含量下降，利用光能的能力降低，可以推测在高Pb2+胁迫水平下，桑树光合作用的光饱和点会下降。
【点睛】
本题需要考生从图表中获取相关信息，并结合所学的知识进行分析、综合、推理是解答本题的关键。
107．（2021·安徽池州市·高三一模）绿萝喜湿热的环境，适宜生长的温度在20℃－30℃之间，常用于室内绿化。寒假期间生物科研活动小组以绿萝叶片作为实验材料，进一步探究CO2浓度对植物光合速率的影响。

实验准备：
（1）取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6cm的打孔器打出80片相同的圆形小叶片（避开大的叶脉）。
（2）将圆形小叶片置于50ml注射器内，吸入适量清水后，将注射器前端朝上轻推活塞排出残留空气。然后____________连续多次拉动活塞，可使叶肉细胞间隙中的气体全部逸出，细胞间隙充满了水而使浮力减小，叶片沉入水底（见图甲，叶片数量多可分批次操作）。
（3）将处理后的圆形小叶片，放入____________处盛有清水的烧杯中备用。
实验步骤：
（1）将沉底备用的圆形小叶片放入等量不同浓度的NaHCO3中（见表），每试管10片，并全部沉底（装置如图乙）
试管编号
1号
2号
3号
4号
5号
6号
NaHCO3溶液浓度
0
0.5%
1%
1.5%
2%
2.5%
（2）点亮100W白炽灯（热光源），计时并观察记录圆形小叶片的沉浮情况。
实验分析：
（1）该实验中的自变量是____________，重要的无关变量有____________（列举两个）。
（2）由于植物光合作用产生的____________在细胞间积累，浮力增大，叶片又会由原来的下沉状态而重新上浮。可根据____________来推测光合作用的速率。
（3）已知各试管中的不同浓度的NaHCO3溶液在实验期间都能够为圆形小叶片提供适宜浓度的CO2，根据CO2浓度对光合作用影响的规律可以预测_______号试管中的叶片光合作用速率最大。但是，3号和4号试管中叶片的光合速率明显快于预期，请据装置图乙分析导致这种结果出现的最可能的两个原因是：
原因一：____________________________________有利于叶片光合作用。
原因二：____________________________________有利于叶片光合作用。
【答案】堵住注射器出水孔 黑暗 NaHCO3溶液浓度（或CO2浓度） 光照强度、温度、叶片数量、溶液用量等 氧气 相同时间内圆形小叶片上浮的数量（或圆形小叶片全部上浮所需要的时间） 6 3、4号试管距光源最近，获得的光照最强 3、4号试管距光源最近且为热光源使3、4号试管温度较高
【分析】
1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用的场所是叶绿体，原料为二氧化碳和水，能量来源是光能，产物是糖类等有机物和氧气。
3、影响光合作用的因素有光照强度、二氧化碳浓度和温度等。
4、根据题干分析，利用打孔器打出的圆形小叶片作为材料，排出空气后中，圆形小叶片沉入水底。配制不同浓度NaHCO3溶液给叶片提供不同浓度的二氧化碳，以探究其对光合作用的影响。在相同的条件下，圆形小叶片进行光合作用产生氧气，氧气在细胞间积累，浮力增大，带动小叶片上浮。以相同时间内上浮小叶片的数量作为因变量，代表光合作用速率。
【详解】
实验准备：
（2）排出小叶片中的空气时，将圆形小叶片置于注射器内，吸入适量清水后，排出残留空气。然后堵住注射器出水孔，连续多次拉动活塞，使叶肉细胞间隙中的气体全部逸出，直到小叶片沉入水底。
（3）处理后的圆形小叶片，放入黑暗环境中，以防止实验前叶肉细胞进行光合作用影响实验结果。
实验分析：
（1）根据表格分析，该实验的自变量是NaHCO3溶液浓度（或CO2浓度）。无关变量是指对实验有影响的因素，有光照强度、温度，叶片数量、溶液用量等。
（2）植物光合作用产生氧气，会在细胞间积累，导致浮力增大，带动小叶片上浮。可根据相同时间内圆形小叶片上浮的数量或上浮相同圆形小叶片数量所需要的时间作为实验的因变量，用来推测光合作用的速率。
（3）根据题意分析，CO2浓度越高，光合作用速率越快，圆形小叶片上浮的速度越快，故6号试管中叶片光合作用速率最大。根据图示分析，3号和4号试管中叶片的光合速率明显快于预期，可能是因为3、4号试管离光源最近，光照强度最大，光合作用速率较快；白炽灯是热光源，在提供光照的同时会散发热量，有利于叶片光合作用。也可能是3、4号试管离光源最近，温度较高，光合作用酶活性增强，光合作用速率加快。
【点睛】
本题考查光合作用的相关实验，意在考查学生实验探究和分析能力，利用相关的操作技能、实验方法进行科学探究的能力。