2023届高考生物二轮复习破译新情境——由“C4植物和光呼吸”等一些特例，评价创新思维能力学案

这是一份2023届高考生物二轮复习破译新情境——由“C4植物和光呼吸”等一些特例，评价创新思维能力学案，共13页。



破译新情境——由“C4植物和光呼吸”等一些特例，评价创新思维能力
“核心价值”命题“金线”(为什么考)
“知能素养”命题“银线”(考什么)
(1)光合作用固定CO2的途径除了卡尔文循环以外，还有C4途径和景天酸代谢(CAM)途径等；植物除了细胞呼吸(暗呼吸)外，还有光呼吸。近几年的高考试题更多的围绕C4植物、光呼吸等特殊过程进行考查。
(2)本课题通过对特殊光合作用过程和光呼吸的探究学习，旨在提升学生的知识迁移、发散思维和运用所学解答实际情境问题的能力。
(1)以C3植物的光合作用为基础，了解C4植物和景天科植物的光合作用过程。
(2)了解光呼吸的原理、过程和意义。
(3)通过构建“CO2固定途径”，浸润“物质能量观”，构建解题“思维模型”，发展思维品质，提升创新解决问题的能力。

探究路径(一)　C4植物的CO2浓缩机制
[见识新情境]
玉米、甘蔗等起源于热带的植物，其叶肉细胞的叶绿体内，在有关酶的催化作用下，CO2首先被一种三碳化合物[磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)]固定，形成一个四碳化合物(C4)。C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放出一个CO2，并形成另一种三碳化合物——丙酮酸。释放出来的CO2进入卡尔文循环；丙酮酸则再次进入叶肉细胞中的叶绿体内，在有关酶的催化下，通过ATP提供的能量，转化成PEP，继续固定CO2，具体过程如下图所示。这种以四碳化合物(C4)为光合最初产物的途径称为C4途径，而卡尔文循环这种以三碳化合物(C3)为光合最初产物的途径则称为C3途径。相应的植物被称为C4植物和C3植物。

注：维管束主要作用是为植物体输导水分、无机盐和有机养料等。
热带植物为了防止水分过度蒸发，常常关闭叶片上的气孔，这样空气中的CO2就不易进入叶肉细胞，不能满足光合作用对CO2的需求。而C4途径中能固定CO2的那种酶对CO2有很高的亲和力，使叶肉细胞能有效地固定和浓缩CO2，供维管束鞘细胞中叶绿体内的C3途径利用。
[追根于教材]
1．C4植物光反应和CO2固定发生在哪些场所？
提示：C4植物光反应发生在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，而CO2固定发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中。
2．科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径，请表示这种碳原子的转移途径。
提示：CO2→C4→CO2→C3→(CH2O)。
3．与水稻、小麦等C3植物相比，C4植物的CO2的补偿点较________。高温、干旱时C4植物还能保持高效光合作用的原因是什么？
提示：低　PEP羧化酶对CO2具有高亲和力，C4植物可利用低浓度的CO2进行光合作用。

探究路径(二)　蓝藻的CO2浓缩机制
[见识新情境]
蓝藻具有CO2浓缩机制，如下图所示。

注：羧化体具有蛋白质外壳，可限制气体扩散
[追根于教材]
1．CO2依次以自由扩散和主动运输方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝藻的CO2浓缩机制可提高羧化体中Rubisco周围的CO2浓度，从而通过促进CO2固定。
2．向烟草内转入蓝藻Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝藻羧化体可在烟草中发挥作用并参与暗反应，应能利用电子显微镜在转基因烟草细胞的叶绿体中观察到羧化体。
3．研究发现，转基因烟草的光合速率并未提高。若再转入HCO和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，理论上该转基因植株暗反应水平应提高，光反应水平应提高，从而提高光合速率。(填“提高”或“降低”)
探究路径(三)　景天科植物的CO2固定
[见识新情境]
景天科酸代谢是许多肉质植物的一种特殊代谢方式，在夜间，大气中CO2从气孔进入，被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化，与PEP结合形成草酰乙酸(OAA)，再经苹果酸脱氢酶作用还原为苹果酸，贮存于液泡中。在白天，苹果酸从液泡中释放出来，经脱羧酶作用形成CO2和丙酮酸，CO2产生后用于卡尔文循环，作用机制如图所示(该机制也称CAM途径)。


[追根于教材]
1．从进化角度看，这种气孔开闭特点的形成是自然选择的结果。夜晚，该类植物吸收的不能(填“能”或“不能”)合成葡萄糖，原因是没有光反应为暗反应提供ATP和[H]。
2．如果白天适当提高CO2浓度，景天科植物的光合作用速率变化是基本不变(填“增加”“降低”或“基本不变”)。
3．分析图中信息推测，CAM途径是对干旱(填“干旱”或“湿润”)环境的适应；该途径除维持光合作用外，对植物的生理意义还表现在有效避免白天旺盛的蒸腾作用造成水分过多散失。
探究路径(四)　光呼吸与CO2固定
[见识新情境]
光呼吸现象产生的分子机制是O2和CO2竞争Rubisco酶。在暗反应中，Rubisco酶能够以CO2为底物实现CO2的固定；在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，O2会竞争Rubisco酶，在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水。光呼吸是一个高耗能的反应，正常生长条件下光呼吸就可损耗掉光合产物的25%～30%。过程如图所示：

[追根于教材]
1．由于光呼吸的存在，会降低植物体内有机物的积累速率。Rubisco酶的催化方向取决于CO2与O2的浓度比，请推测说明具体的情况。
提示：当CO2与O2浓度比高时，Rubisco酶催化固定CO2反应加强；当CO2与O2浓度比低时，Rubisco酶催化光呼吸反应加强。
2．研究发现，光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。生产实际中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请分析并解释其原理。(从光合作用原理和Rubisco酶催化反应特点两个方面作答)。
提示：CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度，同时还可促进Rubisco酶催化更多的C5与CO2结合，减少C5与O2的结合，从而降低光呼吸速率。
3．已知强光下ATP和[H]的积累会产生O2－(超氧阴离子自由基)，而O2－会对叶绿体光合作用的反应中心造成伤害。依据图中信息，解释植物在干旱天气和过强光照下，光呼吸的积极意义是什么？
提示：叶片缺水，气孔部分关闭，CO2吸收减少，低浓度CO2使得光呼吸增强，光呼吸可以消耗多余的ATP和[H]，从而减少ATP和[H]积累产生O2－对光合作用反应中心的伤害。

归纳建模
1．理清高等植物固定CO2三条途径的关系，构建解答“固定CO2类”题目的思维模型
(1)C3途径、C4途径和景天酸代谢(CAM)途径是高等植物光合作用固定CO2的三条途径。C3途径存在于所有绿色植物中，是把C同化为糖类的过程；C4和CAM途径则只能固定CO2，为一定环境条件下(低O2、高温干旱)C3途径的进行提供了保证。
(2)碳同化的多条途径，增强了植物对环境的适应能力。C3途径是光合途径同化的基本途径，C4和CAM植物形成碳水化合物除了分别需要C4途径和CAM途径外，最终还需要C3途径。
(3)在碳同化特性上，CAM与C4植物相似，都有PEP羧化酶，需要两次羧化反应固定CO2。只是固定CO2与生成光合作用产物在时间、空间上有差异，C4植物在叶肉细胞内固定CO2，在维管束鞘细胞中同化CO2。CAM植物则在晚上固定CO2，在白天同化CO2。
2．辨析光呼吸与细胞呼吸的关系，构建解答“光呼吸类”题目的思维模型

光呼吸
细胞呼吸
底物
底物是光照下叶绿体新形成的，如光合作用中的乙醇酸
常用底物是葡萄糖，可以是新形成，也可以是储存的
场所
只发生在光合细胞中，在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体协同作用下进行
所有活细胞中都可以进行
条件
光下，O2/CO2比值相对高时
有氧、无氧都可进行，光下、暗处都可进行
意义
CO2供应不足时，消耗过多的[H]和ATP，以避免对细胞造成伤害
为生命活动提供直接能源物质ATP
类题训练
1．(2022·全国甲卷)根据光合作用中CO2的固定方式不同，可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。
(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是____________________(答出3点即可)。
(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是____________(答出1点即可)。
(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是____________________________
______________________________________________________________________________。
解析：(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜上，光反应发生的物质变化包括水的光解以及ATP和[H]的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O2、[H]和ATP。(2)叶片光合作用产物一部分用来供自身呼吸消耗。故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱会导致气孔开度减小，CO2吸收减少。由于C4植物的CO2补偿点低于C3植物，则C4植物能够利用较低浓度的CO2，因此干旱条件下光合作用受影响较小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生长得好。
答案：(1)O2、[H]和ATP 　(2)自身呼吸消耗　(3)C4植物的CO2补偿点低于C3植物，干旱条件下CO2吸收减少，胞间CO2浓度较低，C4植物受到影响较小
2．(2022·柳州模拟)光合作用的暗反应过程被称为碳同化。植物在长期进化过程中逐渐形成了多种碳同化途径。如图1所示，玉米、甘蔗等C4植物，长期生活在热带地区，其PEP羧化酶与CO2有强亲和力，可以将环境中低浓度的CO2固定下来，集中到维管束鞘细胞。而景天科等CAM(景天酸代谢)植物，长期生活在干旱或半干旱环境中，它们在夜晚捕获CO2，然后转变成苹果酸储存在液泡中，白天气孔关闭，苹果酸脱羧释放CO2用于卡尔文循环。

(1)在显微镜下观察玉米叶片结构发现，叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，推测其可能缺少________(填“基粒”或“基质”)结构。CAM植物叶肉细胞液泡的pH夜晚比白天要________(填“高”或“低”)。由图1可知，C4植物与CAM植物在捕获和固定大气中的CO2的方式上最明显的区别是________
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(2)蝴蝶兰因其花姿优美、花色艳丽而较受欢迎。图2为蝴蝶兰叶片净CO2吸收速率和有机酸含量的昼夜变化。据图2推测，蝴蝶兰________(填“存在”或“不存在”)CAM途径，判断依据是__________________________________________________________________
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(3)Rubisco酶是卡尔文循环中催化CO2固定的酶。Rubisco酶对CO2和O2都有亲和力，在光照条件下，当CO2/O2比值高时，Rubisco酶可催化C5固定CO2合成有机物，当CO2/O2比值低时，Rubisco酶可催化C5结合O2发生氧化分解，消耗有机物，此过程称为光呼吸，它会导致光合效率下降。有人认为，景天酸代谢(CAM)途径是景天科植物长期进化得到的一种可以抑制光呼吸的碳浓缩机制。你认为这种说法________(填“合理”或“不合理”)，理由是________________________________________________________________________
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(4)科学研究发现：Rubisco酶是一种双功能酶，在较强光照下，它既催化C5与CO2的羧化反应进行光合作用，同时又催化C5的加氧反应进行光呼吸，羧化和加氧反应的相对速率完全取决于CO2与O2的相对浓度。如图3所示为光合作用暗反应和光呼吸的部分过程。为探究光呼吸的产物与场所，请利用同位素标记法设计实验，验证图示过程光呼吸的终产物和场所，简要写出实验思路和预期实验结果：
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(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)

解析：(1)推测维管束鞘细胞可能缺少“基粒”结构，因为其中可进行卡尔文循环，该过程发生在叶绿体基质中。结合图示可知，CAM植物在晚上气孔张开，吸收二氧化碳变成苹果酸，苹果酸进入液泡储存起来，白天苹果酸分解释放出二氧化碳用于卡尔文循环，因此CAM植物叶肉细胞液泡的pH夜晚比白天要低。由图1可知，C4植物与CAM植物在捕获和固定大气中的CO2的方式上最明显的区别表现在C4植物捕获和固定CO2的反应在空间上分离(或在不同的细胞内捕获和固定CO2)，CAM植物捕获和固定CO2的反应在时间上分离(或在夜晚捕获CO2，白天固定CO2)，这些特性都是长期适应环境的结果。(2)由图2可知蝴蝶兰在夜间叶片吸收CO2出现高峰，而白天吸收CO2较少，同时蝴蝶兰叶片中白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，这些都是CAM植物的光合特性，据此可判断蝴蝶兰存在CAM途径。(3)CAM植物的叶肉细胞可以在夜晚吸收大量的CO2，转变为苹果酸储存在液泡中，在白天苹果酸脱羧释放CO2，使得叶绿体中Rubisco酶周围的CO2浓度升高，从而使CO2在与O2竞争Rubisco酶时有优势，抑制了光呼吸，因此，景天酸代谢(CAM)途径是景天科植物长期进化得到的一种可以抑制光呼吸的碳浓缩机制。(4)实验思路及预期实验结果见答案。
答案：(1)基粒　低　C4植物捕获和固定CO2的反应在空间上分离(或在不同的细胞内捕获和固定CO2)，CAM植物捕获和固定CO2的反应在时间上分离(或在夜晚捕获CO2，白天固定CO2)　(2)存在　由图2可知蝴蝶兰叶片吸收CO2主要发生在夜间，白天吸收CO2较少(或白天的净CO2吸收速率较低，夜晚的净CO2吸收速率较高)；蝴蝶兰叶片中白天有机酸的含量下降，夜晚有机酸的含量升高，符合CAM植物的光合特性　(3)合理　CAM植物的叶肉细胞可以在夜晚吸收大量的CO2，转变为苹果酸储存在液泡中，在白天苹果酸脱羧释放CO2，使得叶绿体中Rubisco酶周围的CO2浓度升高，在与O2竞争Rubisco酶时有优势，抑制了光呼吸　(4)实验思路：甲组，将小麦叶肉细胞置于光照较强和C18O2浓度较高的环境中培养一段时间后检测18O出现的场所及物质；乙组，将小麦叶肉细胞置于光照较强和18O2浓度较高的环境中培养一段时间后检测18O出现的场所及物质。
预期实验结果：甲组中的18O出现在叶绿体基质中，在糖类中可以检测到18O；乙组中的18O出现在线粒体和叶绿体基质中，在二氧化碳和糖类中可以检测到18O

[应用、创新考法增分训练]

题组一　纵览探索历程，培养科学思维
1．(2022·包头模拟)科学家萨姆纳将刀豆种子制成匀浆，用丙酮作溶剂提取出了结晶(脲酶)，这种物质能使尿素分解成氨和二氧化碳。下列说法正确的是(　 )
A．脲酶能与双缩脲试剂发生紫色反应，证明了酶都是蛋白质
B．在脲酶浓度一定时，尿素供应量越大，二氧化碳的生成速率越快
C．与加热相比，尿素被脲酶分解产生氨的速率更快，不能说明酶具有高效性
D．将脲酶与尿素在160 ℃条件下混合，检测到大量的氨，说明脲酶有耐高温的特点
解析：选C　脲酶能与双缩脲试剂发生紫色反应，证明了脲酶是蛋白质，但不能证明所有酶都是蛋白质，A错误；在脲酶浓度一定时，一定的尿素供应量范围内，尿素供应量越大，二氧化碳的生成速率越快，超过一定量，酶达到饱和时，再增加尿素供应量，二氧化碳的生成速率不变，B错误；与加热相比，尿素被脲酶分解产生氨的速率更快，不能说明酶具有高效性，与无机催化剂相比才能说明酶的高效性，C正确；尿素在160 ℃条件下会分解产生氨，因此将脲酶与尿素在160 ℃条件下混合，检测到大量的氨，不能说明脲酶有耐高温的特点，D错误。
2．光合作用的发现历时较长，光合作用的条件、场所、产物、原料等由多名科学家先后发现。下列关于光合作用发现历程的叙述，错误的是(　 )
A．科学家将绿色植物和小鼠放在密闭透明玻璃罩内，发现小鼠在黑暗条件下的存活时间比在光照条件下短
B．萨克斯让天竺葵绿叶暗处理后一半遮光、一半曝光，几小时后用碘蒸气处理，发现遮光部分叶片呈蓝色
C．卡尔文用14C标记14CO2供给小球藻，探明了CO2中的碳转化为有机物中碳的途径
D．恩格尔曼将需氧细菌和水绵置于没有空气的黑暗环境中，用极细光束照射水绵，证明叶绿体是水绵光合作用放氧的部位
解析：选B　光照条件下绿色植物光合作用可产生O2，呼吸强度不变，光照时小鼠可以存活更长的时间，A正确；遮光部分没有淀粉产生，不变蓝，B错误；卡尔文通过标记二氧化碳中的碳原子，探明了碳原子在植物体内的碳转移途径，C正确；水绵具有带状叶绿体，极细光束照射后，需氧细菌向叶绿体被照射部位集中，证实叶绿体是产氧部位，D正确。

题组二　学习科学精神，提升素养品质
3.(2022·西安二模)脂肪酶抑制剂可作为一种良好的减肥药物。为探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，研究者进行了实验探究：将底物乳液、抑制剂和胰脂肪酶按3种顺序加入，反应相同时间后测定和计算对酶促反应的抑制率，结果如图所示。下列说法错误的是(　 )

A．上述反应应该在温度为37 ℃、pH为7.4左右的条件下进行
B．顺序3应该是底物乳液与抑制剂混合10 min后，加入胰脂肪酶进行反应
C．该脂肪酶抑制剂主要通过与酶结合，阻碍底物与酶的结合达到抑制作用
D．该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶发挥作用阻止脂肪的消化，起到减肥作用
解析：选C　本实验的目的是探讨该脂肪酶抑制剂的抑制机理，实验的自变量是抑制剂使用顺序的不同，因变量是抑制率的变化，而温度和pH均为无关变量，实验过程中要求无关变量相同且适宜，因此，该实验需要在37 ℃，pH为7.4左右的条件下进行，A正确；该实验的自变量是抑制剂、底物和胰脂肪酶的顺序变化，因此，顺序3应该是底物乳液与抑制剂混合10 min后，加入胰脂肪酶进行反应，B正确；根据实验结果可知，顺序3的抑制率最高，这说明该脂肪酶抑制剂主要通过与底物结合，进而阻碍底物与酶的结合来达到抑制作用，C错误；该脂肪酶抑制剂通过抑制脂肪酶与底物的结合，进而发挥阻止脂肪消化的作用，减少了脂肪分解产物的吸收，因而可起到减肥作用，D正确。
4．我国研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与酶等16种物质一起用双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。下列分析错误的是(　 )
A．类囊体产生的ATP和[H]参与CO2固定与还原
B．加入的16种物质中应包含ADP和NADP＋等物质
C．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
D．该反应体系实现了光能到化学能的转化
解析：选A　类囊体产生的ATP和[H]参与C3的还原，不能参与二氧化碳的固定，A错误；该过程是构建的人工光合作用反应体系，且在光照条件下进行，故需要加入的物质应包含ADP和NADP＋等物质，B正确；乙醇酸是最后暗反应阶段产生的，而暗反应的场所是叶绿体基质，因此产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，C正确；光照条件下合成有机物实现了由光能到化学能的能量转化，D正确。

题组三　关注人体健康，体现责任担当
5．(2022·成都模拟)体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动，有氧运动能增加心肺功能，如慢跑等。无氧运动中能增强肌肉力量，如短跑等。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。下列有关说法正确的是(　 )
A．骨骼肌在有氧运动中进行有氧呼吸，无氧运动中进行无氧呼吸
B．有氧呼吸和无氧呼吸常利用的物质是葡萄糖
C．短跑过程中，肌肉细胞CO2的产生量大于O2消耗量
D．耗氧量与乳酸生成量相等时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍
解析：选B　有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸常利用的物质是葡萄糖，B正确；有氧呼吸吸收的氧气量等于产生的二氧化碳量，而人体无氧呼吸既不吸收氧气，也不释放二氧化碳，因此短跑过程中，肌肉细胞CO2的产生量等于O2消耗量，C错误；耗氧量与乳酸生成量相等时，假设均为6n，则无氧呼吸消耗的葡萄糖量为3n，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为n，因此耗氧量与乳酸生成量相同时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，D错误。
6．(2022·柳州模拟)正常细胞主要依赖氧化磷酸化(有氧呼吸第三阶段)为细胞供能，而大多数癌细胞即使在氧气充足的情况下也更多地依赖糖酵解(细胞呼吸第一阶段)供能，即“瓦堡效应”，相关过程如图所示。研究表明，人腺病毒感染的细胞也有类似的特点。下列有关叙述错误的是(　 )

A．等量的葡萄糖通过“瓦堡效应”产生的ATP量远小于正常细胞呼吸产生的量
B．被人腺病毒入侵的细胞可能需要更多的葡萄糖以获得维持正常代谢活动所需能量
C．被人腺病毒入侵的细胞代谢活动发生改变，通常不利于病毒的增殖
D．组成生物大分子的单体之间可以通过细胞代谢活动进行转化
解析：选C　细胞呼吸第一阶段只释放少量能量，所以等量的葡萄糖通过“瓦堡效应”产生的ATP量远小于正常细胞呼吸产生的量，A正确；被人腺病毒入侵的细胞更多地依赖糖酵解(细胞呼吸第一阶段)供能，因而可能需要更多的葡萄糖以获得维持正常代谢活动所需能量，B正确；被人腺病毒入侵的细胞代谢活动发生改变，但能依赖糖酵解(细胞呼吸第一阶段)供能，通常不影响病毒的增殖，C错误；题图中丙酮酸能转化为核苷酸和氨基酸等，说明组成生物大分子的单体之间可以通过细胞代谢活动进行转化，D正确。
题组四　关注生产生活，分析解决问题
7.(2022·西安二模)中国科学家在人工合成淀粉方面取得突破性进展，实现以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，直接人工合成淀粉。该技术通过耦合化学催化与生物催化模块体系，实现“光能→电能→化学能”的能量转换方式。人工合成淀粉速度比玉米提高8.5倍，下列叙述正确的是(　 )
A．人工合成淀粉与光合作用合成淀粉需要的酶相同
B．玉米光合作用合成淀粉在光反应阶段完成
C．人工合成的淀粉彻底水解的单体是葡萄糖
D．玉米光合作用过程中能量转换方式不是“光能→电能→化学能”
解析：选C　根据题意可知，人工合成淀粉是通过耦合化学催化与生物催化模块体系，因此人工合成淀粉与光合作用合成淀粉需要的酶并不相同，A错误；光反应阶段包括水的光解和ATP的合成，没有淀粉合成，淀粉的合成是在光合作用的暗反应阶段，B错误；淀粉是由单体葡萄糖形成的，因此人工合成的淀粉彻底水解的单体是葡萄糖，C正确；光合作用的光反应中光能转变为电能，然后转变为活跃的化学能，在暗反应阶段是活跃的化学能转变为稳定的化学能，因此玉米光合作用过程中能量转换方式是“光能→电能→化学能”，D错误。
8．为探究温度对野生型马铃薯块茎形成的影响，研究人员分别在正常温度(NT：光照时22 ℃，黑暗时16 ℃)、高温(HT：光照时35 ℃，黑暗时29 ℃)条件下对野生型马铃薯幼苗进行培养，并分别在第5周和第9周对各组野生型马铃薯块茎的产量和数量进行统计分析，结果如图1所示。回答下列问题。

(1)据图分析，高温对野生型马铃薯块茎的影响：①块茎产量和数量降低；②块茎形成时间________。
(2)研究发现，在HT下，野生型马铃薯块茎产量和数量均下降，但叶片中的蔗糖等糖类含量增加。可推测HT条件下，块茎产量和数量均下降的原因是______________________
________________________________________________________________________。
(3)已有研究表明，叶片中StSP6A基因的表达在调节马铃薯块茎形成中起关键作用。为进一步探究高温抑制野生型马铃薯块茎形成与StSP6A基因表达的相关性，研究人员分别对NT、HT条件下叶片中StSP6A基因的表达量进行了检测，结果如图2所示。

①据图可得出的初步结论是：________________________________________________
________________________________________________________________________。
②科研人员通过转基因技术制备了StSP6A基因表达水平提高的过表达马铃薯。在上述实验的基础上，设计利用过表达马铃薯增设一组实验组以验证上述结论的方法
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)高温导致野生型马铃薯块茎的产量和数量降低，且在第5周时，正常温度下形成了块茎，高温下马铃薯块茎未形成，即高温延迟了块茎形成时间。(2)在HT下叶片向块茎运输的糖类减少，有机物积累减少，导致块茎产量和数量均下降。(3)①在NT条件下，StSP6A基因在第2周时表达，且随时间延长，其表达量快速增加；HT条件下，StSP6A基因在第3周时表达，且随时间延长，其表达量增加缓慢，在第4周后，NT条件下StSP6A基因表达量高于HT条件下。因此判断高温通过抑制(叶片)StSP6A基因表达，从而抑制野生型马铃薯块茎的形成。②为确定高温抑制了StSP6A基因表达，需要在高温条件下对过表达马铃薯幼苗进行培养，与HT条件下培养的正常马铃薯幼苗进行对照，每隔一段时间，检测幼苗叶片StSP6A基因的表达量，统计分析过表达马铃薯块茎的产量和数量。
答案：(1)延迟　(2)叶片向块茎运输的糖类减少　(3)①高温通过抑制(叶片)StSP6A基因表达，从而抑制野生型马铃薯块茎的形成　②在高温条件下对过表达马铃薯幼苗进行培养，每隔一段时间，检测幼苗叶片StSP6A基因的表达量，统计分析过表达马铃薯块茎的产量和数量
9．(2022·兰州二模)在温度、光照等其他因素适宜且相同的条件下，科研人员探究干旱胁迫影响天竺葵光合作用效率变化的实验结果如表所示，回答下列问题：
分类
叶片ABA
(脱落酸)含量/
(ng·g－1)
气孔导度/(mol·m－2·s－1)
胞间CO2浓度/(μmol·mol－1)
叶绿素a＋b含量/
(mg·g－1)
净光合速率/
(μmol·m－2·s－1)
正常土
壤湿度
86.15
0.063
198.80
2.92
9.98
干旱
第2天
93.47
0.024
114.38
2.88
3.76
干旱
第5天
113.37
0.001
285.65
1.47
0.06
(1)随着干旱期的延长，叶片ABA的含量与气孔导度的变化呈________(填“正”或“负”)相关。研究发现形成气孔的保卫细胞膜表面具有ABA受体，说明ABA在植物生命活动中发挥________________的作用。
(2)干旱初期，植物净光合速率下降的主要原因是________________________________。干旱5天后，净光合速率下降主要是因为叶绿素的含量下降而导致________________的合成不足，从而影响了暗反应______________________过程。
(3)传统理论认为干旱条件下叶片中ABA含量的增加大多直接来自根部细胞的合成。最新研究发现：在干旱条件下根细胞合成的CLE25(一种多肽类激素)明显增加并通过木质部将其运输到叶片，被叶肉细胞表面的受体蛋白激酶BAM识别后，引起细胞ABA合成酶基因NCED3的高表达而增加了叶片中ABA的含量。请选用现有的天竺葵、受体蛋白激酶BAM抑制剂、缺水土壤、湿度适宜土壤、ABA含量检测仪等实验材料用具，设计简单的实验方案探究干旱条件下叶片ABA含量明显增多的原因。
解析：(1)分析表格可知，随着干旱期的延长，叶片ABA含量不断提高，而气孔导度不断减小，故随着干旱期的延长，叶片ABA的含量与气孔导度的变化呈负相关。研究发现形成气孔的保卫细胞膜表面具有ABA受体，说明ABA在植物生命活动中发挥传递信息的作用。(2)分析表格可知，干旱初期，气孔导度减小，导致吸收二氧化碳的量减小，暗反应的反应速率下降，故植物净光合速率下降；干旱5天后，净光合速率下降主要是因为叶绿素含量的下降导致光反应速率下降，ATP和[H]的合成不足，从而影响了暗反应C3的还原的过程。(3)实验方案见答案。
答案：(1)负　传递信息　(2)气孔导度减小，导致吸收二氧化碳的量减少　ATP和[H]　C3的还原　(3)选取生长状况良好且相同的天竺葵若干，随机均分为A、B两组，用适量的受体蛋白激酶BAM抑制剂处理A组天竺葵，用等量的蒸馏水处理B组天竺葵，然后将A、B两组天竺葵种植在缺水土壤中培养一段时间后，用ABA含量检测仪测量两组天竺葵中ABA的含量