高考生物五年真题汇编6——光合作用（1）

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高考生物五年真题汇编6——光合作用（1）
一、单选题
1．（2022·广东）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（）
A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根
2．（2022·全国乙卷）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（　　）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
3．（2021·福建）下列关于生态茶园管理措施的分析，错误的是（　　）
A．使用诱虫灯诱杀害虫，可减少农药的使用
B．套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力
C．利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率
D．修剪茶树枝叶通风透光，可提高光合作用强度
4．（2021·福建）我国古诗词蕴含着丰富的生物学道理。下列相关叙述，错误的是（　　）
A．“更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”可体现植物的向光性
B．“螟蛉有子，蜾蠃负之”可体现生物之间存在种间互助的关系
C．“独怜幽草涧边生，上有黄鹂深树鸣”可体现生物对环境的适应
D．“茂林之下无丰草，大块之间无美苗”可体现光照对植物生长的影响
5．（2021·福建）生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论不相符的叙述是（　　）
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 绿叶暗处理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸气处理后观察叶片颜色变 淀粉是光合作用的产物
C 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有流动性
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况 胰液分泌是神经调节的结果
A．A B．B C．C D．D
6．（2021·辽宁）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（　　）
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
7．（2021·辽宁）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（　　）
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A．A
B．B
C．C
D．D
8．（2021·天津）孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（　　）
A．用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B．用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C．用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA
9．（2021·北京）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
10．（2021·北京）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　）
A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C．50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
11．（2021·浙江）渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（　　）
A．与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率大小相似
B．渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C．低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D．破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
12．（2021·湖南）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
13．（2021·河北）关于生物学实验的叙述，错误的是（　　）
A．NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同
B．染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色
C．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液
D．利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度
14．（2021·广东）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1示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图2），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
15．（2021·广东）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
16．（2020·北京）下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是（　　）
A．观察叶绿体和细胞质流动 B．提取和分离叶绿素
C．观察细胞质壁分离及复原 D．观察细胞的有丝分裂
17．（2020·浙江选考）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
18．（2020·天津）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
二、多选题
19．（2021·山东）关于细胞中的 H2O 和 O2，下列说法正确的是（　　）
A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O
C．植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用
D．光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O
三、综合题
20．（2022·浙江）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点（klx） 光补偿点（lx） 低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1） 叶绿素含量（mg·dm-2） 单株光合产量（g干重） 单株叶光合产量（g干重） 单株果实光合产量（g干重）
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
（1）从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加　 　，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的　 　；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低　 　，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中　 　的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合产物主要以　 　形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至　 　中。
（3）与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均　 　。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为　 　（A．<2小时 B.2小时 C.4小时 D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
21．（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　 　。
22．（2022·浙江选考）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理(30s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
（1）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用　 　方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中　 　的还原。
（2）据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是　 　。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被　 　光逆转。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞　 　，细胞吸水，气孔开放。
（3）生产上选用　 　LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的　 　或　 　、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
23．（2021·湖北）北方农牧交错带是我国面积最大和空间尺度最长的一种交错带。近几十年来，该区域沙漠化加剧，生态环境恶化，成为我国生态问题最为严重的生系统类型之一。因此，开展退耕还林还草工程，已成为促进区域退化土地恢复和植被重建改善土壤环境、提高土地生产力的重要生态措施之一研究人员以耕作的农田为对照，以退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地，调查了退耕还林与还草不同类型样地的地面节肢动物群落结构特征，调查结果如表所示。
样地类型 总个体数量（只） 优势类群（科） 常见类群数量（科） 总类群数量（科）
农田 45 蜉金龟科、蚁科、步甲科和蠼螋科共4科 6 10
柠条林地 38 蚁科 9 10
杨树林地 51 蚁科 6 7
自然恢复草地 47 平腹蛛科、鳃金龟科、蝼蛄科和拟步甲科共4科 11 15
回答下列问题：
（1）上述样地中，节肢动物的物种丰富度最高的是　 　，产生的原因是　 　。
（2）农田优势类群为4科，多于退耕还林样地，从非生物因素的角度分析，原因可能与农田中　 　较高有关（答出2点即可）。
（3）该研究结果表明，退耕还草措施对地面节肢动物多样性的恢复效应比退耕还林措施　 　（填“好”或“差”）。
（4）杨树及甲、乙两种草本药用植物的光合速率与光照强度关系曲线如图所示。和甲相比，乙更适合在杨树林下种植，其原因是　 　。
24．（2021·辽宁）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成　 　，进而被还原生成糖类，此过程发生在　 　中。
（2）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是　 　（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有　 　。
（3）某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力　 　（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是　 　。图中由Pyr转变为PEP的过程属于　 　（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用　 　技术。
（4）通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
25．（2021·山东）光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
SoBS浓度（mg/L） 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度（CO2umol·m2·s-1） 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光合呼吸强度 （CO2umol·m2·s-1） 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
（1）光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的　 　中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是　 　。
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度　 　(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是　 　。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在　 　mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
26．（2021·天津）Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。
（1）蓝细菌具有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
据图分析，CO2依次以　 　和　 　方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的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　 　和抑制　 　提高光合效率。
（2）向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌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　 　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HCO3-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　 　，光反应水平应　 　，从而提高光合速率。
27．（2021·海南）植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
（1）植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是　 　。除通气外，还需更换营养液，其主要原因是　 　。
（2）植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是　 　。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在　 　点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，该条件下B点的移动方向是　 　。
（3）将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度　 　；若将培植区的温度从T5调至T6，培植24h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量　 　。
28．（2021·浙江）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于　 　，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物　 　的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物　 　的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中　 　过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是　 　；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是　 　。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是　 　。为确定叶片光合产物的去向，可采用　 　法。
29．（2021·河北）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　 　。
30．（2021·浙江）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。
31．（2020·北京）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
32．（2020·新高考I）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。
四、实验探究题
33．（2022·广东）研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题：
（1）结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量　 　，原因可能是　 　。
（2）比较图10b中B1与A组指标的差异，并结合B2相关数据，推测B组的玉米植株可能会积累更多的　 　，因而生长更快。
（3）某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果，作出该条件可能会提高作物产量的推测，由此设计了初步实验方案进行探究：
实验材料：选择前期　 　一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。
实验方法：按图10a所示的条件，分A、B、C三组培养玉米幼苗，每组30株；其中以　 　为对照，并保证除　 　外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒重量。
结果统计：比较各组玉米的平均单株产量。
分析讨论：如果提高玉米产量的结论成立，下一步探究实验的思路是　 　。
34．（2021·福建）大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如下图所示。
回答下列问题：
（1）本实验的目的是探究在一定光照强度下，　 　。
（2）ATP水解酶的主要功能是　 　。ATP水解酶活性可通过测定　 　表示。
（3）由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，因而细胞　 　增强，导致有机物消耗增加。
（4）由图2可知，大气CO2条件下，高磷浓度能　 　龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是　 　。
35．（2021·江苏）线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。
（1）叶绿体在　 　上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是　 　。
（2）光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖（C3），为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生　 　；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了　 　个CO2分子。
（3）在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的　 　中的还原能输出叶绿体，并经线粒体转化为　 　中的化学能。
（4）为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素（电子传递链抑制剂）处理大麦，实验方法是:取培养10~14d大麦苗，将其茎漫入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率（单位为 molO2 mg-1chl h-1，chl为叶绿素）。请完成下表。
实验步骤的目的 简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液 寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组 ①　 　
②　 　 对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定 用氧电极测定叶片放氧
③　 　 称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
36．（2021·北京）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
（1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在　 　中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
（2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：
底物 T6P 海藻糖
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　 　，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
（3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　 　对种子发育产生的间接影响。
（4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。
①U-R基因 ②U-S基因 ③野生型植株④U-P植株 ⑤突变体r植株
37．（2021·湖南）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　 　。
38．（2021·全国乙卷）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)
39．（2020·浙江选考）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　 　。
40．（2020·天津）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。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性；生态系统的物质循环；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、将秸秆打碎施入土壤有利于生态系统中的碳循环，与植物生长调节剂无关，A错误；
B、间作套种是利用不同作物增加光合作用面积，提高光能利用率，与植物生长调节剂无关，B错误；
C、水早轮作可以改变生态环境和食物链，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无关系，C错误；
D、尿泥促根是利用尿泥促进根系生长，因为尿液中含有生长素，与植物生长调节剂有关，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、生态系统碳循环：（1）碳在无机环境中的存在形式主要是碳酸盐和二氧化碳；（2）碳在生物群落中的存在形式主要是含碳有机物；（3）碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环；（4）碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动；（5）碳循环过程为：无机环境中碳进出生物群落的途径是光合作用、化能合成作用，而生物群落中的碳进入无机环境的途径有呼吸作用。微生物的分解作用、燃烧作用。
2、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间；（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）；（3）光照强弱的控制；（4）必需矿质元素的供应；（5）CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
3、植物生长调节剂是人工合成的对植物的设置发育有调节作用的化学物质。
主要物生长调节剂
植物生长调节剂名称 作用
吲哚丁酸、α-萘乙酸、2，4-D a．促进扦插枝条生根
b．促进果实生长，防止落花落果
c．可用作农业除草剂
赤霉素类 a．促进植物茎秆伸长；
b．解除种子和其他部位休眠，用来提早播种
青鲜素 蔬菜储藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长储存时间
膨大剂、乙烯利 用于果实催熟
矮壮素 抑制作物细胞伸长，但不抑制细胞分裂，能使植株变矮，茎秆变粗
2．【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】由题意可知，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定，由净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率，净光合作用用CO2的吸收量表示，初期CO2含量逐渐降低表明CO2大于0，光合速率大于呼吸速率，之后CO2保持相对稳定，则光合速率等于呼吸作用速率，故D正确，A、B、C错误。
故答案为：D。
【分析】1、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
2、影响细胞呼吸的因素：（1）温度：温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。（2）O2浓度：在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度较低时，既进行有氧呼吸，有进行无氧呼吸；O2浓度将高时，只进行有氧呼吸。（3）CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降，CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行。（4）含水量在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强。
3、净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
3．【答案】C
【知识点】生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动；生态系统的物质循环；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、使用诱虫灯诱杀害虫属于生物防治，可减少农药的使用，对人、畜、植物安全，没有污染，A正确；
B、根瘤菌侵入豆科植物的根部后形成根瘤进行固氮，套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力，B正确；
C、能量传递效率是两个营养级之间的能量传递，利用茶树废枝栽培灵芝，只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率，C错误；
D、修剪茶树枝叶通风透光，增加二氧化碳浓度和光照强度，提高光合作用强度，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、生物治虫或生物控制害虫，是指用一种生物控制另一种生物的治虫方法。就是利用生物间的关系，应用各种有益的生物（天敌）或生物的代谢产物来防治病虫害的方法。有益生物种类很多，包括益虫、益鸟、益兽和有益微生物等.生物防治法就是通过有益生物直接消灭害虫，改变生物种群的组成部分。其优点是对人、畜、植物安全，没有污染，不会引起害虫的猖獗和产生抗药性对一些害中的发生长期的抑制作用。
2、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间；（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）；（3）光照强弱的控制；（4）必需矿质元素的供应；（5）CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
3、根瘤菌是能固氮的一类好氧型细菌。根瘤菌在土壤中独立存在时无固氮作用，只有侵入豆科植物的根部形成根瘤后才能固氮。豆科植物供给根瘤菌有机养料，根瘤菌则将空气中的氮转变为含氮的养料，供豆科植物利用。
4、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
4．【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素；植物生长素的发现和作用；种间关系；自然选择与适应
【解析】【解答】A、在单侧光的照射下，生长素横向运输由向光侧向背光侧运输，使生长素分布不均匀，导致背光侧比向光侧生长快，所以“葵花向日倾”体现植物向光性，A正确；
B、“螟蛉有子，螺嬴负之”意思是螺嬴以螟蛉为食，体现的是生物之间存在的捕食关系，B错误；
C、幽草只生在涧边，黄鹂在深书上啼鸣，体现了不同物种生存的环境不同，即生物多环境的适应，C正确；
D、茂密的森林下面缺少阳光不会长出茁壮的青草，不毛之地没有养料不会长出嘉秀的禾苗，体现出环境如光照和肥料对植物生长的影响，D正确。、
故答案为：B。
【分析】1、在单侧光照时下，植物朝向光源生长的现象称为向光性。在单侧光的照射下，生长素横向运输由向光侧向背光侧运输，使生长素分布不均匀，茎背光一侧的生长素含量多于向光一侧的，因而导致背光侧比向光侧生长快，从而造成茎向光弯曲生长。
2、种间关系包括：①原始合作两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。例如，海葵固着于寄居蟹的螺壳上，寄居蟹的活动，可以使海葵更有效地捕食；海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护；②互利共生：两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存，如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等；③捕食：一种生物以另一种生物为食的现象，比如兔和草，狼和羊；④竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等；⑤寄生：一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
3、生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍，也就是说，自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性，否则早就被淘汰了，这就是适应的普遍性。但是，每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应，只是一定程度上的适应，环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用，这就是适应的相对性。
4、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
5．【答案】D
【知识点】生物膜的探索历程；细胞核的功能；光合作用的发现史；激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、伞藻嫁接与核移植实验，说明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关，A相符；
B、绿叶先在暗处放置几个小时,目的是消耗植物中的营养物质,然后让叶片一半曝光,另一半遮光,一段时间后用碘蒸气处理,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化,实验证明光合作用的产物除O2外还有淀粉，B相符；
C、科学家通过荧光标记的人鼠细胞融合实验，提出假说：细胞膜具有流动性，C相符；
D、将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况，结论是胰液分泌是体液调节，D不相符。
故答案为：D。
【分析】1、细胞核的功能：细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。
实验名称 结论
伞藻嫁接与核移植实验 伞藻“帽”的形态由细胞核决定
美西螈核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的
蝾螈受精卵横缢实验 细胞核是分裂分化必须的结构
变形虫切割及核移植实验 细胞核在变形虫的分裂、生长、应激性等生命活动中必不可少
2、光合作用的发现历程：
（1）1771年,英国普利斯特利实验证实植物可以更新空气；
（2）1864年,德国萨克斯把绿叶先在暗处放置几个小时,目的是消耗植物中的营养物质,然后让叶片一半曝光,另一半遮光,一段时间后用碘蒸气处理,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化,实验证明光合作用的产物除O2外还有淀粉；
（3）恩格尔曼的实验证明叶绿体是光合作用的场所,光合作用过程中能产生氧气；
（4）1941年,美国鲁宾和卡门利用同位素标记法,进行两组实验:第一组向植物提供H2O和C18O2,第二组向同种植物供H218O和CO2其他条件都相同的情况下,第一组释放的氧气全部是O2,第二组释放的氧气全部是18O2证明光合作用释放的氧气来自水。
3、细胞膜结构探索历程：
（1）1895年，欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出了膜由脂质组成的假说。
（2）20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并分析其主要成分是脂质和蛋白质。
（3）1925年，荷兰科学家用丙酮从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。提出假说：细胞膜中的脂质是双层的。
（4）1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗·亮暗的三层结构，提出了所有生物都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成（静态模型）。
（5）1970年，科学家通过荧光标记的人鼠细胞融合实验，用发红色荧光的染料标记人细胞的膜蛋白，用发绿色荧光的染料标记鼠细胞的膜蛋白，然后诱导二者融合。开始时融合细胞的一半发红色荧光，一半发绿色荧光，在37C下，一段时间后，两种颜色的荧光均匀分布，提出假说：细胞膜具有流动性。
（6）1972年，桑格和尼克森，提出“流动镶嵌模型”。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。为多数人所接受。
4、促胰液素是人们发现的第一种激素，是由小肠粘膜产生的，进入血液，由血液传送到胰腺，使胰腺分泌胰液。在发现过程中，沃泰默实验分为三组，两组为对照组，一组对照是排除盐酸对胰腺作用的影响，另一组是想验证胰液分泌是由神经作用的结果，所以将神经切除。斯塔林和贝利斯的实验假设，胰液分泌是在盐酸的作用下，小肠粘膜细胞可能产生了一种化学物质，该物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。实验过程为：小肠粘膜和盐酸一起研磨制成提取液注射到同一条狗的静脉。斯他林和贝利斯能成功的一个重要原因是具有大胆质疑、探索和创新的精神。
6．【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、波长和光照强度会影响光合作用进而影响植物有机物积累，不同植物的最适波长和光照强度不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；
B、外部溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，为保证植物的根能够正常吸收水分，培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，降低夜晚温度可降低呼吸作用，有利于提高作物产量，C正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强，D正确。
故答案为：B。
【分析】影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
7．【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；探究酵母菌的呼吸方式；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、植物细胞的吸水和失水以原生质层的大小和位置作为观察对象，A错误；
B、绿叶中色素的提取和分离最后的结果是观察到四条色素带，根据条带的顺序、颜色和宽度区分色素，B正确；
C、探究酵母菌呼吸方式观察澄清石灰水变浑浊，以及溴麝香草酚蓝水溶液和橙色的酸性重铭酸钾溶液的变色情况，C错误；
D、根尖分生组织细胞有丝分裂观察细胞内染色体的形态和数目，细胞已死亡，不会发生变化，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铭酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
4、观察植物细胞有丝分裂实验：
（1）解离：剪取根尖2-3mm（最好每天的10-14点取根，因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期），立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3-5min。
（2）漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（3）染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中，染色3-5min。
（4）制片：取一干净载玻片，在中央滴一滴清水，将染色的根尖用镊子取出，放入载玻片的水滴中，并且用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片再加一载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片，既制成装片。
（5）观察：①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞，特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮，直到看清细胞物象为止。
8．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察细胞的质壁分离和复原现象，A正确；
B、洋葱根尖分生区细胞可用来观察细胞有丝分裂，B正确；
C、洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素，C错误；
D、洋葱是真核生物，鳞片叶有细胞核且颜色浅可用来粗提取DNA，D正确。
故答案为：C。
【分析】洋葱在生物实验中的应用：
（1）洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察植物细胞质壁分离和复原；
（2）洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，可用来观察线粒体，DNA和RNA。
（3）洋葱根尖分生区细胞可用来观察植物细胞有丝分裂。
9．【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验；酶的特性；叶绿体色素的提取和分离实验；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、探究酶的高效性，利用肝脏研磨液获得过氧化氢酶，A正确；
B、DNA粗提取的原理为不同物质在酒精溶液中溶解性不同，B正确；
C、色素分离原理色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，C错误；
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、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）。
2、DNA粗提取：（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大；破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可.如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜.例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液；（2）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同；方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，实质是蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物。只要存在肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
10．【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、由图可知，两组植株的CO2吸收速率最大值接近，大约为3mmol2.cm.s-1，A正确；
B、由图可知，35℃时二者的CO2吸收速率相同，CO2吸收速率代表净光合速率，由总光合速率=净光合速率+呼吸速率，而呼吸速率未知，光合速率无法比较，B错误；
C、由图可知，50℃时HT植株的CO2吸收速率大于零，即净光合速率大于零，则植株积累有机物，50℃时CT植株的CO2吸收速率等于零，即净光合速率不大于零，则植株不能积累有机物，C正确；
D、高温下HT植株的CO2吸收速率大于零，净光合速率大于零，说明HT植株对高温环境较适应，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
2、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
11．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A. 由图乙分析可知，与等渗（ 山梨醇浓度为 0.33 mol·L-1时 ）相比，低渗状态（ 山梨醇浓度为 0.105 mol·L-1时 ）下，菠菜的完整叶绿体放氧率低，说明两者的光合速率大小不相似，A说法错误；
B.由图甲可知，当渗透压高于 0.265 mol·L-1时， 叶绿体完整率相似，该条件下，放氧率随渗透压的增加而增加，B说法正确；
C.由图甲可知，当渗透压低于于 0.33 mol·L-1时，放氧率随渗透压的增加而增加， 说明低渗条件下，卡尔文循环效率下降，C说法正确；
D.由图甲可知，叶绿体的完整度率越低，放氧率也越低，D说法正确。
故答案为：A。
【分析】此题为分析题，图甲中自变量为山梨醇浓度，因变量为叶绿体完整率和放氧率；图乙的自变量为时间、山梨醇的两种浓度，因变量为完整叶绿体ATP含量和放氧量。
12．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、弱光条件下植物没有氧气的释放，可能是因为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，不是不进行光合作用，A符合题意；
B、在暗反应阶段，二氧化碳不能直接被[H]还原，必须先与植物体内的C5结合形成C3分子，再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不符合题意；
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物无法输出，叶片的光合速率会暂时下降，C不符合题意；
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不符合题意。
故答案为：A
【分析】1.光合作用的过程
2.光合作用与呼吸作用的关系
13．【答案】B
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；检测还原糖的实验；叶绿体色素的提取和分离实验；土壤中动物类群丰富度的研究
【解析】【解答】A、斐林试剂的甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂的A液为0.1g/mL的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂使用时需将甲乙液等量混匀、水浴加热后使用，双缩脲试剂使用时先加A液，创造碱性环境，再加4滴B液，A说法正确；
B.染色质中的DNA和蛋白质结合，同裸露的DNA相比，更不容易被甲基绿着色，B说法错误；
C.不同色素在层析液中的溶解度不同，层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯酚混合而成，C说法正确；
D.常用取样器取样的方法对土壤中的小动物进行采集，并统计小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】 1、检测还原糖时使用斐林试剂，在水浴加热的条件下，会产生砖红色沉淀；检测蛋白质时使用双缩脲试剂，会在常温产生紫色络合物；
2、在提取和分离绿叶中的色素实验中，无水乙醇提取色素，纸层析法（利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的，扩散的快）分离色素。
14．【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、图1可知，t1较t2有更多的叶绿体分布在光照下，叶绿体里面的总色素可以捕获更多光能进行光合作用，所以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t2有较少的叶绿体分布在光照下，叶绿体里面的总光合色素捕获的光能较少，所以，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、三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，各个叶绿体无色素含量差异，所以，三者光合速率的高低与每个叶绿素的含量无关，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，但是达到光的饱和点后，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变，D错误。
故答案为：D。
【分析】曲线中补偿点和饱和点的移动规律：
15．【答案】D
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、Rubisco 是催化CO2固定形成C3的酶 ，CO2的固定属于暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco很可能存在于叶绿体基质中，A错误；
B、光反应阶段为暗反应阶段提供了能量和[H]等物质，所以暗反应不一定需要黑暗条件，B错误；
C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C3合成有机物需要ATP，C错误；
D、Rubisco催化二氧化碳的固定，该过程指CO2和C5结合生成C3的过程，D正确。
故答案为：D。
【分析】光反应阶段和暗反应阶段的联系与比较：
　 光反应阶段 暗反应阶段
进行部位 类囊体的薄膜 叶绿体基质中
条件 光、色素和酶 ATP、[H]、多种酶
物质变化 水的光解 2H2O4[H]+O2
ATP的形成 ADP+PiATP CO2的固定 CO2+C52C3
C3的还原2C3（CH2O）
能量变化 光能转换成活跃的化学能
（储存在ATP和[H]中） 活跃的化学能变成稳定的化学能（糖类）
联系 光反应为暗反应提供[H]和ATP
暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
16．【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体，细胞质颜色比较深，易于观察叶绿体和细胞质流动，A错误；
B、洋葱的管状叶呈绿色，可用于提取和分离叶绿体中的色素，而紫色洋葱鳞片叶细胞不能，B错误；
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，可作为观察细胞质壁分离和复原的材料，黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察，C正确；
D、要作为观察有丝分裂的材料,材料本身必须能发生有丝分裂，洋葱磷片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂，而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料，色浅，无其他色素干扰，D错误。
故答案为：C。
【分析】洋葱是比较好的实验材料，洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂；洋葱鳞片叶外表皮细胞，色素含量较多，用于观察质壁分离和复原；洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验，叶肉细胞做细胞质流动实验，观察叶绿体的形态和分布；洋葱的内表皮细胞颜色浅、由单层细胞构成，适合观察DNA，RNA在细胞中的分布状况。
17．【答案】A
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】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。故答案为：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 。
分析题图：叶肉细胞光合作用强度随着蔗糖浓度的增加先增强，达到一定值之后又会随着蔗糖浓度的增加而下降，可能的原因是浓度过高可能导致细胞失水，进而影响光合作用。
18．【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】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。
故答案为：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。
19．【答案】A,B,D
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、葡萄糖脱水缩合形成多糖，A正确，与题意相符；
B、有氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量，[H]来自水，B正确，与题意相符；
C、某些植物中过氧化氢分解会产生氧气，C错误，不符合题意；
D、光反应阶段又称水的光解，产生O2、ATP和NADPH，O2来自H2O中的O，D正确，与题意相符。
故答案为：ABD。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、生物大分子都是由单体构成的聚合物，单体聚合形成大分子是通过脱水缩合完成的。
20．【答案】（1）叶绿素含量；光合速率；呼吸速率；低于5kx光合曲线的斜率
（2）蔗糖；叶
（3）下降；A
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）分析表格可知，遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高，则花生可适应弱光环境，是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力；随着遮光时间的增加，光饱和点下降，说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率；随着遮光时间的增加，光补偿点下降，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
故答案为：叶绿素含量；光合速率；呼吸速率；低于5kx光合曲线的斜率。
（2）植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官，由表可知，不同遮光时间下，果实光合产量差距较大，单株叶片的光合产量相差不大，则在较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为：蔗糖；叶。
（3）分析表格可知，与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为：下降；A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
21．【答案】（1）O2、[H]和ATP
（2）自身呼吸消耗或建造植物体结构
（3）C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，不同植物的光合作用中CO2的固定方式不同，但光反应阶段的产物都是O2、[H]和ATP。
故答案为： O2、[H]和ATP。
（2）由于植物叶片本身的光合作用以及自身植物结构的构造也需要消耗有机物，故植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
故答案为：自身呼吸消耗或建造植物体结构。
（3）由题意可知，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，植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC、Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低，所以C4植物能够利用较低浓度的CO2，所以在干旱导致气孔开度减小的情况下，C4植物比C3植物生长得好。
故答案为：C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2 。
【分析】光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+PiATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
22．【答案】（1）层析；3-磷酸甘油酸
（2）光合速率大，消耗的二氧化碳多；蓝；溶质浓度升高
（3）不同颜色；光强；光照时间
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）色素的分离通常用纸层析法。光合作用过程中光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原。
故答案为： 层析 ； 3-磷酸甘油酸 。
（2）由图1可知，光和色素主要吸收蓝紫光进行光合作用，故相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，是由于光合速率大消耗的二氧化碳多。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被蓝光逆转，并且气孔开放程度更大。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高。
故答案为：光合速率大；消耗的二氧化碳多；蓝；溶质浓度升高。
（3）由题意可知，生产上可选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光照强度或者光照时间、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
故答案为：不同颜色；光强；光照时间。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
23．【答案】（1）自然恢复；草地自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间
（2）水、无机盐（矿质营养）
（3）好
（4）杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，弱光下乙净光合速率高
【知识点】影响光合作用的环境因素；群落的概念及组成
【解析】【解答】（1）群落中物种数目的多少称为丰富度，由表可知草地物种丰富度最高，自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间，因此自然恢复草地节肢动物更多。
故答案为： 自然恢复 ； 草地自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间 。
（2） 与柠条林地和杨树林地相比农田优势类群更多，从非生物因素的角度分析，原因可能与农田中水和无机盐较高有关。
故答案为： 水、无机盐（矿质营养） 。
（3）由表可知，退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地的节肢动物总类群分别为10和7，自然恢复草地的节肢动物总类群为15，由此可知，退耕还草措施比退耕还林措施对地面节肢动物多样性的恢复效应好。
故答案为： 好 。
（4）由图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点较低，光饱和点也较低，适合在光照较弱的条件下生长，属于阴生植物。
故答案为： 杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，弱光下乙净光合速率高 。
【分析】1、不同群落的物种数目有差别。群落中物种数目的多少称为丰富度。物种丰富度决定群落结构复杂度，草原、北方针叶林、热带雨林和荒漠比较，热带雨林物种丰富度最大，荒漠物种丰富度最小。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、由题意可知，以耕作的农田为对照，退耕后人工种植的柠条（灌木）林地和弃耕后自然恢复草地的节肢动物总类群较大，说明恢复效果较好，退耕后人工杨树林地节肢动物总类群较小，恢复效果较差。乙植物的光补偿点和光饱和点较低，适合在光照较弱的条件下生长，属于阴生植物。
24．【答案】（1）三碳化合物；叶绿体基质
（2）叶绿体；呼吸作用和光合作用
（3）高于；NADPH和ATP；吸能；同位素示踪
（4）A；C
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
故答案为： 三碳化合物； 叶绿体基质 。
（2）由图可知， HCO3- 的运输需要消耗ATP， HCO3- 的运输是主动运输方式，逆浓度运输，则HCO3- 浓度最高的场所是叶绿体。细胞质中的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
故答案为： 叶绿体 ； 呼吸作用和光合作用 。
（3）①由题意可知，PEPC参与催化 HCO3- +PEP过程，即PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。
②由图可知，光合作用光反应提供ATP和NADPH，由Pyr转变为PEP的过程消耗ATP，是吸能反应。
③验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
故答案为： 高于 ；NADPH和ATP；吸能 ； 同位素示踪 。
（4）A、由题意可知，HCO3-的运输能力增强，可以提高植物光合作用的效率，A正确；
B、由题意可知，抑制OAA的合成，会导致进入卡尔文循环的CO2减少，降低植物光合作用的效率，B错误；
C、 Rubisco是一种催化CO2固定的酶，改造植物的Rubisco基因，CO2固定能力增强，可以提高植物光合作用的效率，C正确；
D、不具备此机制的植转入物CO2浓缩机制相关基因，不一定提高植物光合作用的效率，D错误。
故答案为：AC。
【分析】光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
25．【答案】（1）基质；光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多
（2）低；喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等
（3）100～300
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高考生物五年真题汇编6——光合作用（1）
一、单选题
1．（2022·广东）我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（）
A．秸秆还田 B．间作套种 C．水旱轮作 D．尿泥促根
【答案】D
【知识点】生长素的作用及其作用的两重性；生态系统的物质循环；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、将秸秆打碎施入土壤有利于生态系统中的碳循环，与植物生长调节剂无关，A错误；
B、间作套种是利用不同作物增加光合作用面积，提高光能利用率，与植物生长调节剂无关，B错误；
C、水早轮作可以改变生态环境和食物链，能减少病虫害的发生，与植物生长调节剂无关系，C错误；
D、尿泥促根是利用尿泥促进根系生长，因为尿液中含有生长素，与植物生长调节剂有关，D正确。
故答案为：D。
【分析】1、生态系统碳循环：（1）碳在无机环境中的存在形式主要是碳酸盐和二氧化碳；（2）碳在生物群落中的存在形式主要是含碳有机物；（3）碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环；（4）碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动；（5）碳循环过程为：无机环境中碳进出生物群落的途径是光合作用、化能合成作用，而生物群落中的碳进入无机环境的途径有呼吸作用。微生物的分解作用、燃烧作用。
2、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间；（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）；（3）光照强弱的控制；（4）必需矿质元素的供应；（5）CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
3、植物生长调节剂是人工合成的对植物的设置发育有调节作用的化学物质。
主要物生长调节剂
植物生长调节剂名称 作用
吲哚丁酸、α-萘乙酸、2，4-D a．促进扦插枝条生根
b．促进果实生长，防止落花落果
c．可用作农业除草剂
赤霉素类 a．促进植物茎秆伸长；
b．解除种子和其他部位休眠，用来提早播种
青鲜素 蔬菜储藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长储存时间
膨大剂、乙烯利 用于果实催熟
矮壮素 抑制作物细胞伸长，但不抑制细胞分裂，能使植株变矮，茎秆变粗
2．（2022·全国乙卷）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（　　）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【知识点】影响光合作用的环境因素；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】由题意可知，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定，由净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率，净光合作用用CO2的吸收量表示，初期CO2含量逐渐降低表明CO2大于0，光合速率大于呼吸速率，之后CO2保持相对稳定，则光合速率等于呼吸作用速率，故D正确，A、B、C错误。
故答案为：D。
【分析】1、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
2、影响细胞呼吸的因素：（1）温度：温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。（2）O2浓度：在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度较低时，既进行有氧呼吸，有进行无氧呼吸；O2浓度将高时，只进行有氧呼吸。（3）CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降，CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行。（4）含水量在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强。
3、净光合速率=真正光合速率-呼吸作用速率。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
3．（2021·福建）下列关于生态茶园管理措施的分析，错误的是（　　）
A．使用诱虫灯诱杀害虫，可减少农药的使用
B．套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力
C．利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率
D．修剪茶树枝叶通风透光，可提高光合作用强度
【答案】C
【知识点】生态系统中的信息传递；生态系统的能量流动；生态系统的物质循环；光合作用原理的应用
【解析】【解答】A、使用诱虫灯诱杀害虫属于生物防治，可减少农药的使用，对人、畜、植物安全，没有污染，A正确；
B、根瘤菌侵入豆科植物的根部后形成根瘤进行固氮，套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力，B正确；
C、能量传递效率是两个营养级之间的能量传递，利用茶树废枝栽培灵芝，只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率，C错误；
D、修剪茶树枝叶通风透光，增加二氧化碳浓度和光照强度，提高光合作用强度，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、生物治虫或生物控制害虫，是指用一种生物控制另一种生物的治虫方法。就是利用生物间的关系，应用各种有益的生物（天敌）或生物的代谢产物来防治病虫害的方法。有益生物种类很多，包括益虫、益鸟、益兽和有益微生物等.生物防治法就是通过有益生物直接消灭害虫，改变生物种群的组成部分。其优点是对人、畜、植物安全，没有污染，不会引起害虫的猖獗和产生抗药性对一些害中的发生长期的抑制作用。
2、提高农作物的光能的利用率的方法有：（1）延长光合作用的时间；（2）增加光合作用的面积（合理密植，间作套种）；（3）光照强弱的控制；（4）必需矿质元素的供应；（5）CO2的供应（温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度）。
3、根瘤菌是能固氮的一类好氧型细菌。根瘤菌在土壤中独立存在时无固氮作用，只有侵入豆科植物的根部形成根瘤后才能固氮。豆科植物供给根瘤菌有机养料，根瘤菌则将空气中的氮转变为含氮的养料，供豆科植物利用。
4、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
4．（2021·福建）我国古诗词蕴含着丰富的生物学道理。下列相关叙述，错误的是（　　）
A．“更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”可体现植物的向光性
B．“螟蛉有子，蜾蠃负之”可体现生物之间存在种间互助的关系
C．“独怜幽草涧边生，上有黄鹂深树鸣”可体现生物对环境的适应
D．“茂林之下无丰草，大块之间无美苗”可体现光照对植物生长的影响
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素；植物生长素的发现和作用；种间关系；自然选择与适应
【解析】【解答】A、在单侧光的照射下，生长素横向运输由向光侧向背光侧运输，使生长素分布不均匀，导致背光侧比向光侧生长快，所以“葵花向日倾”体现植物向光性，A正确；
B、“螟蛉有子，螺嬴负之”意思是螺嬴以螟蛉为食，体现的是生物之间存在的捕食关系，B错误；
C、幽草只生在涧边，黄鹂在深书上啼鸣，体现了不同物种生存的环境不同，即生物多环境的适应，C正确；
D、茂密的森林下面缺少阳光不会长出茁壮的青草，不毛之地没有养料不会长出嘉秀的禾苗，体现出环境如光照和肥料对植物生长的影响，D正确。、
故答案为：B。
【分析】1、在单侧光照时下，植物朝向光源生长的现象称为向光性。在单侧光的照射下，生长素横向运输由向光侧向背光侧运输，使生长素分布不均匀，茎背光一侧的生长素含量多于向光一侧的，因而导致背光侧比向光侧生长快，从而造成茎向光弯曲生长。
2、种间关系包括：①原始合作两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。例如，海葵固着于寄居蟹的螺壳上，寄居蟹的活动，可以使海葵更有效地捕食；海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护；②互利共生：两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存，如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等；③捕食：一种生物以另一种生物为食的现象，比如兔和草，狼和羊；④竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等；⑤寄生：一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
3、生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种生态因素的影响。生物只有适应环境才能生存繁衍，也就是说，自然界中的每种生物对环境都有一定的适应性，否则早就被淘汰了，这就是适应的普遍性。但是，每种生物对环境的适应都不是绝对的、完全的适应，只是一定程度上的适应，环境条件的不断变化对生物的适应性有很大的影响作用，这就是适应的相对性。
4、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
5．（2021·福建）生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论不相符的叙述是（　　）
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 绿叶暗处理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸气处理后观察叶片颜色变 淀粉是光合作用的产物
C 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有流动性
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况 胰液分泌是神经调节的结果
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】生物膜的探索历程；细胞核的功能；光合作用的发现史；激素与内分泌系统
【解析】【解答】A、伞藻嫁接与核移植实验，说明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关，A相符；
B、绿叶先在暗处放置几个小时,目的是消耗植物中的营养物质,然后让叶片一半曝光,另一半遮光,一段时间后用碘蒸气处理,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化,实验证明光合作用的产物除O2外还有淀粉，B相符；
C、科学家通过荧光标记的人鼠细胞融合实验，提出假说：细胞膜具有流动性，C相符；
D、将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况，结论是胰液分泌是体液调节，D不相符。
故答案为：D。
【分析】1、细胞核的功能：细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。
实验名称 结论
伞藻嫁接与核移植实验 伞藻“帽”的形态由细胞核决定
美西螈核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的
蝾螈受精卵横缢实验 细胞核是分裂分化必须的结构
变形虫切割及核移植实验 细胞核在变形虫的分裂、生长、应激性等生命活动中必不可少
2、光合作用的发现历程：
（1）1771年,英国普利斯特利实验证实植物可以更新空气；
（2）1864年,德国萨克斯把绿叶先在暗处放置几个小时,目的是消耗植物中的营养物质,然后让叶片一半曝光,另一半遮光,一段时间后用碘蒸气处理,发现曝光的一半呈深蓝色,遮光的一半则没有颜色变化,实验证明光合作用的产物除O2外还有淀粉；
（3）恩格尔曼的实验证明叶绿体是光合作用的场所,光合作用过程中能产生氧气；
（4）1941年,美国鲁宾和卡门利用同位素标记法,进行两组实验:第一组向植物提供H2O和C18O2,第二组向同种植物供H218O和CO2其他条件都相同的情况下,第一组释放的氧气全部是O2,第二组释放的氧气全部是18O2证明光合作用释放的氧气来自水。
3、细胞膜结构探索历程：
（1）1895年，欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出了膜由脂质组成的假说。
（2）20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，并分析其主要成分是脂质和蛋白质。
（3）1925年，荷兰科学家用丙酮从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍。提出假说：细胞膜中的脂质是双层的。
（4）1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗·亮暗的三层结构，提出了所有生物都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成（静态模型）。
（5）1970年，科学家通过荧光标记的人鼠细胞融合实验，用发红色荧光的染料标记人细胞的膜蛋白，用发绿色荧光的染料标记鼠细胞的膜蛋白，然后诱导二者融合。开始时融合细胞的一半发红色荧光，一半发绿色荧光，在37C下，一段时间后，两种颜色的荧光均匀分布，提出假说：细胞膜具有流动性。
（6）1972年，桑格和尼克森，提出“流动镶嵌模型”。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。为多数人所接受。
4、促胰液素是人们发现的第一种激素，是由小肠粘膜产生的，进入血液，由血液传送到胰腺，使胰腺分泌胰液。在发现过程中，沃泰默实验分为三组，两组为对照组，一组对照是排除盐酸对胰腺作用的影响，另一组是想验证胰液分泌是由神经作用的结果，所以将神经切除。斯塔林和贝利斯的实验假设，胰液分泌是在盐酸的作用下，小肠粘膜细胞可能产生了一种化学物质，该物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。实验过程为：小肠粘膜和盐酸一起研磨制成提取液注射到同一条狗的静脉。斯他林和贝利斯能成功的一个重要原因是具有大胆质疑、探索和创新的精神。
6．（2021·辽宁）植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（　　）
A．可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B．应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C．合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D．适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、波长和光照强度会影响光合作用进而影响植物有机物积累，不同植物的最适波长和光照强度不同，可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度，A正确；
B、外部溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，为保证植物的根能够正常吸收水分，培养液的浓度小于植物根部细胞的细胞液浓度，B错误；
C、适当提高白天的温度可以促进光合作用的进行，降低夜晚温度可降低呼吸作用，有利于提高作物产量，C正确；
D、适时通风可提高生产系统内的CO2浓度，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强，D正确。
故答案为：B。
【分析】影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
7．（2021·辽宁）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（　　）
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；探究酵母菌的呼吸方式；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、植物细胞的吸水和失水以原生质层的大小和位置作为观察对象，A错误；
B、绿叶中色素的提取和分离最后的结果是观察到四条色素带，根据条带的顺序、颜色和宽度区分色素，B正确；
C、探究酵母菌呼吸方式观察澄清石灰水变浑浊，以及溴麝香草酚蓝水溶液和橙色的酸性重铭酸钾溶液的变色情况，C错误；
D、根尖分生组织细胞有丝分裂观察细胞内染色体的形态和数目，细胞已死亡，不会发生变化，D错误。
故答案为：B。
【分析】1、植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铭酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
4、观察植物细胞有丝分裂实验：
（1）解离：剪取根尖2-3mm（最好每天的10-14点取根，因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期），立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3-5min。
（2）漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（3）染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中，染色3-5min。
（4）制片：取一干净载玻片，在中央滴一滴清水，将染色的根尖用镊子取出，放入载玻片的水滴中，并且用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片再加一载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片，既制成装片。
（5）观察：①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞，特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮，直到看清细胞物象为止。
8．（2021·天津）孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（　　）
A．用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B．用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C．用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察细胞的质壁分离和复原现象，A正确；
B、洋葱根尖分生区细胞可用来观察细胞有丝分裂，B正确；
C、洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素，C错误；
D、洋葱是真核生物，鳞片叶有细胞核且颜色浅可用来粗提取DNA，D正确。
故答案为：C。
【分析】洋葱在生物实验中的应用：
（1）洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察植物细胞质壁分离和复原；
（2）洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，可用来观察线粒体，DNA和RNA。
（3）洋葱根尖分生区细胞可用来观察植物细胞有丝分裂。
9．（2021·北京）关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　）
A．研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B．利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C．依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D．利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
【答案】C
【知识点】检测蛋白质的实验；酶的特性；叶绿体色素的提取和分离实验；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、探究酶的高效性，利用肝脏研磨液获得过氧化氢酶，A正确；
B、DNA粗提取的原理为不同物质在酒精溶液中溶解性不同，B正确；
C、色素分离原理色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，C错误；
D、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、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）。
2、DNA粗提取：（1）实验材料的选取：凡是含有DNA的生物材料都可以考虑，但是使用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大；破碎细胞，获取含DNA的滤液：动物细胞的破碎比较容易，以鸡血细胞为例，在鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，过滤后收集滤液即可.如果实验材料是植物细胞，需要先用洗涤剂溶解细胞膜.例如，提取洋葱的DNA时，在切碎的洋葱中加入一定的洗涤剂和食盐，进行充分的搅拌和研磨，过滤后收集研磨液；（2）去除滤液中的杂质：方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA；方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同；方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白，从而使提取的DNA与蛋白质分开；方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同，从而使蛋白质变性，与DNA分离。
3、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，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)。
4、蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，实质是蛋白质中的肽键可以与双缩脲试剂发生反应产生紫色的络合物。只要存在肽键就可以与双缩脲试剂发生紫色反应。
10．（2021·北京）将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　）
A．两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B．35℃时两组植株的真正（总）光合速率相等
C．50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D．HT植株表现出对高温环境的适应性
【答案】B
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、由图可知，两组植株的CO2吸收速率最大值接近，大约为3mmol2.cm.s-1，A正确；
B、由图可知，35℃时二者的CO2吸收速率相同，CO2吸收速率代表净光合速率，由总光合速率=净光合速率+呼吸速率，而呼吸速率未知，光合速率无法比较，B错误；
C、由图可知，50℃时HT植株的CO2吸收速率大于零，即净光合速率大于零，则植株积累有机物，50℃时CT植株的CO2吸收速率等于零，即净光合速率不大于零，则植株不能积累有机物，C正确；
D、高温下HT植株的CO2吸收速率大于零，净光合速率大于零，说明HT植株对高温环境较适应，D正确。
故答案为：B。
【分析】1、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
2、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
11．（2021·浙江）渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（　　）
A．与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率大小相似
B．渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C．低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D．破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A. 由图乙分析可知，与等渗（ 山梨醇浓度为 0.33 mol·L-1时 ）相比，低渗状态（ 山梨醇浓度为 0.105 mol·L-1时 ）下，菠菜的完整叶绿体放氧率低，说明两者的光合速率大小不相似，A说法错误；
B.由图甲可知，当渗透压高于 0.265 mol·L-1时， 叶绿体完整率相似，该条件下，放氧率随渗透压的增加而增加，B说法正确；
C.由图甲可知，当渗透压低于于 0.33 mol·L-1时，放氧率随渗透压的增加而增加， 说明低渗条件下，卡尔文循环效率下降，C说法正确；
D.由图甲可知，叶绿体的完整度率越低，放氧率也越低，D说法正确。
故答案为：A。
【分析】此题为分析题，图甲中自变量为山梨醇浓度，因变量为叶绿体完整率和放氧率；图乙的自变量为时间、山梨醇的两种浓度，因变量为完整叶绿体ATP含量和放氧量。
12．（2021·湖南）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
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、弱光条件下植物没有氧气的释放，可能是因为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，不是不进行光合作用，A符合题意；
B、在暗反应阶段，二氧化碳不能直接被[H]还原，必须先与植物体内的C5结合形成C3分子，再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不符合题意；
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合作用产物无法输出，叶片的光合速率会暂时下降，C不符合题意；
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不符合题意。
故答案为：A
【分析】1.光合作用的过程
2.光合作用与呼吸作用的关系
13．（2021·河北）关于生物学实验的叙述，错误的是（　　）
A．NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同
B．染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色
C．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液
D．利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度
【答案】B
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；检测还原糖的实验；叶绿体色素的提取和分离实验；土壤中动物类群丰富度的研究
【解析】【解答】A、斐林试剂的甲液为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液为0.05g/mL的CuSO4溶液，双缩脲试剂的A液为0.1g/mL的NaOH溶液，B液为0.01g/mL的CuSO4溶液，斐林试剂使用时需将甲乙液等量混匀、水浴加热后使用，双缩脲试剂使用时先加A液，创造碱性环境，再加4滴B液，A说法正确；
B.染色质中的DNA和蛋白质结合，同裸露的DNA相比，更不容易被甲基绿着色，B说法错误；
C.不同色素在层析液中的溶解度不同，层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯酚混合而成，C说法正确；
D.常用取样器取样的方法对土壤中的小动物进行采集，并统计小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度，D说法正确。
故答案为：B。
【分析】 1、检测还原糖时使用斐林试剂，在水浴加热的条件下，会产生砖红色沉淀；检测蛋白质时使用双缩脲试剂，会在常温产生紫色络合物；
2、在提取和分离绿叶中的色素实验中，无水乙醇提取色素，纸层析法（利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的，扩散的快）分离色素。
14．（2021·广东）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1示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图2），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
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】A、图1可知，t1较t2有更多的叶绿体分布在光照下，叶绿体里面的总色素可以捕获更多光能进行光合作用，所以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t2有较少的叶绿体分布在光照下，叶绿体里面的总光合色素捕获的光能较少，所以，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、三者的叶绿素含量及其它性状基本一致，各个叶绿体无色素含量差异，所以，三者光合速率的高低与每个叶绿素的含量无关，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，但是达到光的饱和点后，再增大光照强度三者光合速率的差异不再变，D错误。
故答案为：D。
【分析】曲线中补偿点和饱和点的移动规律：
15．（2021·广东）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
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】A、Rubisco 是催化CO2固定形成C3的酶 ，CO2的固定属于暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故Rubisco很可能存在于叶绿体基质中，A错误；
B、光反应阶段为暗反应阶段提供了能量和[H]等物质，所以暗反应不一定需要黑暗条件，B错误；
C、Rubisco催化CO2固定不需要ATP，C3合成有机物需要ATP，C错误；
D、Rubisco催化二氧化碳的固定，该过程指CO2和C5结合生成C3的过程，D正确。
故答案为：D。
【分析】光反应阶段和暗反应阶段的联系与比较：
　 光反应阶段 暗反应阶段
进行部位 类囊体的薄膜 叶绿体基质中
条件 光、色素和酶 ATP、[H]、多种酶
物质变化 水的光解 2H2O4[H]+O2
ATP的形成 ADP+PiATP CO2的固定 CO2+C52C3
C3的还原2C3（CH2O）
能量变化 光能转换成活跃的化学能
（储存在ATP和[H]中） 活跃的化学能变成稳定的化学能（糖类）
联系 光反应为暗反应提供[H]和ATP
暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料
16．（2020·北京）下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是（　　）
A．观察叶绿体和细胞质流动 B．提取和分离叶绿素
C．观察细胞质壁分离及复原 D．观察细胞的有丝分裂
【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体，细胞质颜色比较深，易于观察叶绿体和细胞质流动，A错误；
B、洋葱的管状叶呈绿色，可用于提取和分离叶绿体中的色素，而紫色洋葱鳞片叶细胞不能，B错误；
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，可作为观察细胞质壁分离和复原的材料，黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察，C正确；
D、要作为观察有丝分裂的材料,材料本身必须能发生有丝分裂，洋葱磷片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂，而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料，色浅，无其他色素干扰，D错误。
故答案为：C。
【分析】洋葱是比较好的实验材料，洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂；洋葱鳞片叶外表皮细胞，色素含量较多，用于观察质壁分离和复原；洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验，叶肉细胞做细胞质流动实验，观察叶绿体的形态和分布；洋葱的内表皮细胞颜色浅、由单层细胞构成，适合观察DNA，RNA在细胞中的分布状况。
17．（2020·浙江选考）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
【知识点】影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】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。故答案为：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 。
分析题图：叶肉细胞光合作用强度随着蔗糖浓度的增加先增强，达到一定值之后又会随着蔗糖浓度的增加而下降，可能的原因是浓度过高可能导致细胞失水，进而影响光合作用。
18．（2020·天津）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
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】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。
故答案为：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。
二、多选题
19．（2021·山东）关于细胞中的 H2O 和 O2，下列说法正确的是（　　）
A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O
C．植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用
D．光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O
【答案】A,B,D
【知识点】光合作用的过程和意义；有氧呼吸的过程和意义
【解析】【解答】A、葡萄糖脱水缩合形成多糖，A正确，与题意相符；
B、有氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量，[H]来自水，B正确，与题意相符；
C、某些植物中过氧化氢分解会产生氧气，C错误，不符合题意；
D、光反应阶段又称水的光解，产生O2、ATP和NADPH，O2来自H2O中的O，D正确，与题意相符。
故答案为：ABD。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程;二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定;三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
3、生物大分子都是由单体构成的聚合物，单体聚合形成大分子是通过脱水缩合完成的。
三、综合题
20．（2022·浙江）通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
处理 指标
光饱和点（klx） 光补偿点（lx） 低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2．dm-2．hr-1．klx-1） 叶绿素含量（mg·dm-2） 单株光合产量（g干重） 单株叶光合产量（g干重） 单株果实光合产量（g干重）
不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
遮阴2小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
遮阴4小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
（1）从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加　 　，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的　 　；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低　 　，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中　 　的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合产物主要以　 　形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至　 　中。
（3）与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均　 　。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为　 　（A．<2小时 B.2小时 C.4小时 D．>4小时），才能获得较高的花生产量。
【答案】（1）叶绿素含量；光合速率；呼吸速率；低于5kx光合曲线的斜率
（2）蔗糖；叶
（3）下降；A
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；光合作用和呼吸作用的区别与联系
【解析】【解答】（1）分析表格可知，遮光条件下花生叶片中的叶绿素含量升高，则花生可适应弱光环境，是通过增加叶绿素含量提高吸收光的能力；随着遮光时间的增加，光饱和点下降，说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率；随着遮光时间的增加，光补偿点下降，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。低于5klx光合曲线的斜率体现弱光条件下与光合速率的提高幅度变化，根据表中低于5klx光合曲线的斜率可以得出，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
故答案为：叶绿素含量；光合速率；呼吸速率；低于5kx光合曲线的斜率。
（2）植物光合产物主要以蔗糖的形式提供给器官，由表可知，不同遮光时间下，果实光合产量差距较大，单株叶片的光合产量相差不大，则在较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至叶片中。
故答案为：蔗糖；叶。
（3）分析表格可知，与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均下降。在花生与其他高秆作物进行间种时应尽量减少遮光时间。
故答案为：下降；A。
【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
21．（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　 　。
【答案】（1）O2、[H]和ATP
（2）自身呼吸消耗或建造植物体结构
（3）C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，不同植物的光合作用中CO2的固定方式不同，但光反应阶段的产物都是O2、[H]和ATP。
故答案为： O2、[H]和ATP。
（2）由于植物叶片本身的光合作用以及自身植物结构的构造也需要消耗有机物，故植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
故答案为：自身呼吸消耗或建造植物体结构。
（3）由题意可知，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，植物的CO2固定途径有C4和C3途径，其主要的CO2固定酶是PEPC、Rubisco；而C3植物只有C3途径，其主要的CO2固定酶是Rubisco。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低，所以C4植物能够利用较低浓度的CO2，所以在干旱导致气孔开度减小的情况下，C4植物比C3植物生长得好。
故答案为：C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2 。
【分析】光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+PiATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
22．（2022·浙江选考）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理(30s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
（1）高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用　 　方法分离。光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中　 　的还原。
（2）据图1分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是　 　。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被　 　光逆转。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞　 　，细胞吸水，气孔开放。
（3）生产上选用　 　LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，已用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的　 　或　 　、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
【答案】（1）层析；3-磷酸甘油酸
（2）光合速率大，消耗的二氧化碳多；蓝；溶质浓度升高
（3）不同颜色；光强；光照时间
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）色素的分离通常用纸层析法。光合作用过程中光合色素吸收的光能转化为ATP和NADPH中的化学能，可用于碳反应中3-磷酸甘油酸的还原。
故答案为： 层析 ； 3-磷酸甘油酸 。
（2）由图1可知，光和色素主要吸收蓝紫光进行光合作用，故相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，是由于光合速率大消耗的二氧化碳多。气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞吸收水分，气孔开放，反之关闭。由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被蓝光逆转，并且气孔开放程度更大。由图1、图2可知蓝光也可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞的光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞溶质浓度升高。
故答案为：光合速率大；消耗的二氧化碳多；蓝；溶质浓度升高。
（3）由题意可知，生产上可选用不同颜色的LED灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。红光和蓝光以合理比例的光照强度或者光照时间、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的合成。
故答案为：不同颜色；光强；光照时间。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在细胞质基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。
3、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
23．（2021·湖北）北方农牧交错带是我国面积最大和空间尺度最长的一种交错带。近几十年来，该区域沙漠化加剧，生态环境恶化，成为我国生态问题最为严重的生系统类型之一。因此，开展退耕还林还草工程，已成为促进区域退化土地恢复和植被重建改善土壤环境、提高土地生产力的重要生态措施之一研究人员以耕作的农田为对照，以退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地，调查了退耕还林与还草不同类型样地的地面节肢动物群落结构特征，调查结果如表所示。
样地类型 总个体数量（只） 优势类群（科） 常见类群数量（科） 总类群数量（科）
农田 45 蜉金龟科、蚁科、步甲科和蠼螋科共4科 6 10
柠条林地 38 蚁科 9 10
杨树林地 51 蚁科 6 7
自然恢复草地 47 平腹蛛科、鳃金龟科、蝼蛄科和拟步甲科共4科 11 15
回答下列问题：
（1）上述样地中，节肢动物的物种丰富度最高的是　 　，产生的原因是　 　。
（2）农田优势类群为4科，多于退耕还林样地，从非生物因素的角度分析，原因可能与农田中　 　较高有关（答出2点即可）。
（3）该研究结果表明，退耕还草措施对地面节肢动物多样性的恢复效应比退耕还林措施　 　（填“好”或“差”）。
（4）杨树及甲、乙两种草本药用植物的光合速率与光照强度关系曲线如图所示。和甲相比，乙更适合在杨树林下种植，其原因是　 　。
【答案】（1）自然恢复；草地自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间
（2）水、无机盐（矿质营养）
（3）好
（4）杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，弱光下乙净光合速率高
【知识点】影响光合作用的环境因素；群落的概念及组成
【解析】【解答】（1）群落中物种数目的多少称为丰富度，由表可知草地物种丰富度最高，自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间，因此自然恢复草地节肢动物更多。
故答案为： 自然恢复 ； 草地自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间 。
（2） 与柠条林地和杨树林地相比农田优势类群更多，从非生物因素的角度分析，原因可能与农田中水和无机盐较高有关。
故答案为： 水、无机盐（矿质营养） 。
（3）由表可知，退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地的节肢动物总类群分别为10和7，自然恢复草地的节肢动物总类群为15，由此可知，退耕还草措施比退耕还林措施对地面节肢动物多样性的恢复效应好。
故答案为： 好 。
（4）由图可知，乙植物的光补偿点和光饱和点较低，光饱和点也较低，适合在光照较弱的条件下生长，属于阴生植物。
故答案为： 杨树林下光照强度小，而乙比甲的光补偿点和光饱和点均低，弱光下乙净光合速率高 。
【分析】1、不同群落的物种数目有差别。群落中物种数目的多少称为丰富度。物种丰富度决定群落结构复杂度，草原、北方针叶林、热带雨林和荒漠比较，热带雨林物种丰富度最大，荒漠物种丰富度最小。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、由题意可知，以耕作的农田为对照，退耕后人工种植的柠条（灌木）林地和弃耕后自然恢复草地的节肢动物总类群较大，说明恢复效果较好，退耕后人工杨树林地节肢动物总类群较小，恢复效果较差。乙植物的光补偿点和光饱和点较低，适合在光照较弱的条件下生长，属于阴生植物。
24．（2021·辽宁）早期地球大气中的O2浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O2浓度显著增加，CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约390μmol·mol-1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO2固定的酶，在低浓度CO2条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO2浓度，促进了CO2的固定。回答下列问题：
（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成　 　，进而被还原生成糖类，此过程发生在　 　中。
（2）海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在，水体中CO2浓度低、扩散速度慢，有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程，图中HCO3-浓度最高的场所是　 　（填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”），可为图示过程提供ATP的生理过程有　 　。
（3）某些植物还有另一种CO2浓缩机制，部分过程见图2。在叶肉细胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可将HCO3-转化为有机物，该有机物经过一系列的变化，最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2，提高了Rubisco附近的CO2浓度。
①由这种CO2浓缩机制可以推测，PEPC与无机碳的亲和力　 　（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。
②图2所示的物质中，可由光合作用光反应提供的是　 　。图中由Pyr转变为PEP的过程属于　 　（填“吸能反应”或“放能反应”）。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用　 　技术。
（4）通过转基因技术或蛋白质工程技术，可能进一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。
A．改造植物的HCO3-转运蛋白基因，增强HCO3-的运输能力
B．改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成
C．改造植物的Rubisco基因，增强CO2固定能力
D．将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
【答案】（1）三碳化合物；叶绿体基质
（2）叶绿体；呼吸作用和光合作用
（3）高于；NADPH和ATP；吸能；同位素示踪
（4）A；C
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的应用
【解析】【解答】（1）真核细胞叶绿体中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成三碳化合物，进而被还原生成糖类，此过程发生在叶绿体基质中。
故答案为： 三碳化合物； 叶绿体基质 。
（2）由图可知， HCO3- 的运输需要消耗ATP， HCO3- 的运输是主动运输方式，逆浓度运输，则HCO3- 浓度最高的场所是叶绿体。细胞质中的ATP由呼吸作用提供，叶绿体中的ATP由光合作用提供。
故答案为： 叶绿体 ； 呼吸作用和光合作用 。
（3）①由题意可知，PEPC参与催化 HCO3- +PEP过程，即PEPC与无机碳的亲和力高于Rubisco。
②由图可知，光合作用光反应提供ATP和NADPH，由Pyr转变为PEP的过程消耗ATP，是吸能反应。
③验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所，可以使用同位素示踪技术。
故答案为： 高于 ；NADPH和ATP；吸能 ； 同位素示踪 。
（4）A、由题意可知，HCO3-的运输能力增强，可以提高植物光合作用的效率，A正确；
B、由题意可知，抑制OAA的合成，会导致进入卡尔文循环的CO2减少，降低植物光合作用的效率，B错误；
C、 Rubisco是一种催化CO2固定的酶，改造植物的Rubisco基因，CO2固定能力增强，可以提高植物光合作用的效率，C正确；
D、不具备此机制的植转入物CO2浓缩机制相关基因，不一定提高植物光合作用的效率，D错误。
故答案为：AC。
【分析】光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
25．（2021·山东）光照条件下，叶肉细胞中 O2与 CO2 竞争性结合 C5，O2与 C5结合后经一系列反应释放 CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
SoBS浓度（mg/L） 0 100 200 300 400 500 600
光合作用强度（CO2umol·m2·s-1） 18.9 20.9 20.7 18.7 17.6 16.5 15.7
光合呼吸强度 （CO2umol·m2·s-1） 6.4 6.2 5.8 5.5 5.2 4.8 4.3
（1）光呼吸中 C5与 O2结合的反应发生在叶绿体的　 　中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片 CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是　 　。
（2）与未喷施 SoBS 溶液相比，喷施 100mg/L SoBS 溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度　 　(填：“高”或“低”)，据表分析，原因是　 　。
（3）光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究 SoBS 溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在　 　mg/L 之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
【答案】（1）基质；光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多
（2）低；喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等
（3）100～300
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】（1）光合作用光反应场所是类囊体薄膜，光反应的场所是叶绿体基质。O2与C5结合发生在暗反应阶段，场所在叶绿体基质。突然停止光照，光反应停止，暗反应进行，光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多。
故答案为：基质 ； 光照停止，产生的ATP、[H]减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多 。
（2）由表可知，与对照相比，喷施100mg/LSoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，则呼吸释放CO2和光合作用固定的CO2相等时的光合强度比未喷施SoBS溶液相比光合强度更低。
故答案为：低 ； 喷施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加，释放量减少，此时，在更低的光照强度下，两者即可相等 。
（3）由表可知，在SoBS溶液浓度为200mg/LSoBS时光合产量最大，为了进一步探究最适喷施浓度，应在100~300mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
故答案为：100～300 。
【分析】1、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（5）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
2、影响细胞呼吸的因素：（1）温度：温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。（2）O2浓度：在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度较低时，既进行有氧呼吸，有进行无氧呼吸；O2浓度将高时，只进行有氧呼吸。（3）CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降，CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行。（4）含水量在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强。
3、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。
26．（2021·天津）Rubisco是光合作用过程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2与C5结合，形成C3和C2，导致光合效率下降。CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO2浓度可以提高光合效率。
（1）蓝细菌具有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
据图分析，CO2依次以　 　和　 　方式通过细胞膜和光合片层膜。蓝细菌的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　 　和抑制　 　提高光合效率。
（2）向烟草内转入蓝细菌Rubisco的编码基因和羧化体外壳蛋白的编码基因。若蓝细菌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　 　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HCO3-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　 　，光反应水平应　 　，从而提高光合速率。
【答案】（1）自由扩散；主动运输；CO2固定；O2与C5结合
（2）叶绿体
（3）提高；提高
【知识点】光合作用的过程和意义；被动运输；主动运输
【解析】【解答】（1）由图可知，CO2进入细胞通过自由扩散的方式进入细胞，而通过光合层片时有协助蛋白的作用，且消耗能量，为主动运输。羧化体中Rubisco周围的CO2浓度会促进CO2与C5结合，由于CO2与O2竞争性结合Rubisco的同一活性位，故同时抑制O2与C5结合。
故答案为：自由扩散；主动运输；CO2固定；O2与C5结合。
（2）烟草是植物，植物细胞光合作用的场所在叶绿体。
故答案为：叶绿体。
（3）转入HCO3-和CO2转运蛋白基因并成功表达和发挥作用，则CO2固定增加，即光合作用暗反应水平提高，光反应水平也提高。
故答案为：提高；提高。
【分析】1、物质跨膜运输的方式 (小分子物质)
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质,如甘油)
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
2、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
27．（2021·海南）植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。
（1）植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是　 　。除通气外，还需更换营养液，其主要原因是　 　。
（2）植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜，选用红蓝光的依据是　 　。生菜成熟叶片在不同光照强度下光合速率的变化曲线如图，培植区的光照强度应设置在　 　点所对应的光照强度；为提高生菜产量，可在培植区适当提高CO2浓度，该条件下B点的移动方向是　 　。
（3）将培植区的光照/黑暗时间设置为14h/10h，研究温度对生菜成熟叶片光合速率和呼吸速率的影响，结果如图，光合作用最适温度比呼吸作用最适温度　 　；若将培植区的温度从T5调至T6，培植24h后，与调温前相比，生菜植株的有机物积累量　 　。
【答案】（1）促进生菜根部细胞呼吸；为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长
（2）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量；B；右上方
（3）低；减少
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；影响光合作用的环境因素；影响细胞呼吸的因素
【解析】【解答】（1）植物工厂用培养液培植生菜需定时向营养液通入空气，目的是保证充足的氧气促进生菜根部的细胞呼吸。除通气外，还会定期更换培养液以保证为生菜提供足够的无机盐，保证生菜的正常生长。
故答案为：促进生菜根部细胞呼吸；为生菜提供大量的无机盐，以保证生菜的正常生长。
（2）植物叶绿素主要吸收收红光和蓝紫光，为了提高植物光合作用从而提高生菜产量，植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植生菜。由图可知，生菜成熟叶片在不同光照强度下的光合速率不同，达到光饱和点之后光照强度强加光合速率也不再上升，故培植区的光照强度应设置在图中B点所对应的光照强度，当提高CO2浓度时，生菜的光饱和点右移光合速率也会提高，B点会向右上方移动。
故答案为：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，选用红蓝光可以提高植物的光合作用，从而提高生菜的产量；B；右上方。
（3）真正光合作用=净光合作用+呼吸作用，由图可知光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度，T5是光合作用的最适温度，若将温度从T5调至T6，温度升高光合速率下降，呼吸速率上升，有机物的积累量减少。
故答案为：低 ； 减少 。
【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。
2、影响光合作用的环境因素。（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（4）光质：绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少。（5）水：水是光合作用产物和反应物，水的含量影响光合作用。（6）矿质元素：叶绿素的合成需要Mg2+，光合作用中其他参与物也需要矿质元素参与合成，所以矿质元素也会影响光合作用。
3、影响细胞呼吸的因素：（1)温度：温度主要影响酶的活性，在一定范围内，随着温度的升高，呼吸作用增强。（2）O2浓度：在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度较低时，既进行有氧呼吸，有进行无氧呼吸；O2浓度将高时，只进行有氧呼吸。（3）CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降，CO2浓度过大，会抑制呼吸作用的进行。（4）含水量在一定范围内，水的含量增加，呼吸作用增强。
4、真正光合作用=净光合作用+呼吸作用。真正光合作用的表示方法：CO2的固定量，O2的生成量，有机物的生成量；净光合作用的表示方法：CO2的吸收量、O2的量释放、有机物的积累量。
28．（2021·浙江）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于　 　，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物　 　的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物　 　的组分。
（2）图甲的O～A段表明无机磷不是光合作用中　 　过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是　 　；不论高磷、低磷，24 h内淀粉含量的变化是　 　。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是　 　。为确定叶片光合产物的去向，可采用　 　法。
【答案】（1）液泡；ATP和NADPH；三碳糖磷酸
（2）光反应；较低、较高；光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少
（3）淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比；14CO2的同位素示踪
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）细胞中的无机盐主要以离子形式存在，成熟叶片细胞占体积最大的是液泡，在光合作用光反应产物有O2、 ATP和NADPH，其中ATP和NADPH含有磷酸基团，卡尔文循环即暗反应中首先产生并可运输到细胞质中的物质是三碳糖磷酸。
故答案为：液泡；ATP和NADPH； 三碳糖磷酸。
（2）图甲中的自变量为光强度和磷浓度、因变量为净光合速率，OA段的净光合速率只同光强度有关与磷浓度无关；图乙中的自变量为时间、磷浓度、光照与否，因变量为叶片中淀粉和蔗糖的含量，前16小时光照，光照条件下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低、较高，24小时淀粉含量变化是光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。
故答案为：光反应；较低、较高；光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少。
（3）淀粉遇碘显蓝色，一定范围内淀粉含量越浓，颜色越深。探究物质的来源去向可采用同位素标记法，研究光合产物可利用14C标记CO2。
故答案为：淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比；14CO2的同位素示踪法。
【分析】（1）光合作用图示：
（2）光合作用影响因素：
29．（2021·河北）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】（1）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
（2）镁；ATP和NADpH（或[H]）；水；C5（或RuBP）
（3）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
【知识点】水在细胞中的存在形式和作用；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水的功能是：细胞内良好的溶剂；参与生化反应；为细胞提供液体环境；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。
故答案为：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。
（2）叶绿素的元素组成有C、H、O、N、Mg，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。光反应包括水的光解和ATP的合成，能产生NADPH（[H]）和氧气；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。
故答案为：镁；ATP、NADPH（或[H]）；水；C5（或RuBP）。
（3）从表格数据可知，水+氮组同对照组合施氮组相比，气孔导度增加，CO2吸收量增多，RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，植物有足量的CO2供应，增加了光合速率。
故答案为： 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】实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，自变量为补充氮、补充氮和水，因变量为自由水与结合水的比值、气孔导度、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、光合速率。
30．（2021·浙江）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】（1）光密度值；高；高光强
（2）吸能；ATP、NADpH
（3）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
（4）360
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；叶绿体色素的提取和分离实验；光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素
【解析】【解答】（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；由乙图分析可知，同温度下，高光强的释放氧速率更大，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）由乙图可知，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，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。
【分析】分析甲图，同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，同光强下，温度在25℃之前，随着温度升高，绿藻释放氧速率（净光合速率）加快。同温度下，高光强的释放氧速率（净光合速率）更大。
31．（2020·北京）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