03 第一部分 模块一 专题(三) 光合作用和细胞呼吸 课件-2026版高考二轮专题复习与策略生物
文档属性
| 名称 | 03 第一部分 模块一 专题(三) 光合作用和细胞呼吸 课件-2026版高考二轮专题复习与策略生物 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 20.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-25 16:54:47 | ||
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文档简介
(共209张PPT)
第一部分 专题素能提升
模块一 细胞
专题(三) 光合作用和细胞呼吸
核心整合篇
01
核心整合练A卷
02
核心整合练B卷
03
热点拓展篇
04
热点拓展练
05
核心整合篇
1．光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系
(1)过程模式图
(2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化
物质变化：
①
②
③
能量变化：
提醒：①人体无氧呼吸产生的乳酸可经过肝脏重新生成葡萄糖。②细胞呼吸中产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)，与光反应中产生的NADPH(还原型辅酶Ⅱ)不同，二者的元素构成均为C、H、O、N、P。③人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体，酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质；植物固定CO2的场所是叶绿体基质，蓝细菌、硝化细菌等固定CO2的场所是细胞质。
(1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的____，乙图对应图1中的________________________，丙图对应图1中的_________________，丁图对应图1中的____。
(2)如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的__图、__图和__图。
A点
AB段(不含A、B两点)
B点以后(不含B点)
B点
甲
丙
丙
2．解读光合速率与呼吸速率的关系
3．影响细胞呼吸和光合作用的相关曲线
酶的活性
温度、CO2浓度
ATP、NADPH
(原理：温度影响光合作用和呼吸作用酶的活性，光合酶的最适温度一般低于呼吸酶的最适温度。
应用：低温储存果蔬、粮食；白天适当升温，夜晚适当降温增加农作物有机物积累。)
温度、光照强度
4．光补偿点、光饱和点的移动
注：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
条件 B点(补偿点) C点(饱和点)
适当增大光照 强度(CO2浓度) 左移 右移
适当减小光照 强度(CO2浓度) 右移 左移
土壤缺Mg2+ 右移 左移
(1)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
(2)D点：代表饱和点对应的最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
5．聚焦自然环境及密闭容器中植物—昼夜气体变化曲线
(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线
①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。
②结束光合作用的点：__点。
③光合速率与呼吸速率相等的点：______点；有机物积累量最大的点：__点。
④de段下降的原因是_________________________________________
___；fh段下降的原因是____________。
m
c、h
h
午间温度过高，部分气孔关闭，CO2吸收量减
光照强度减弱
少
(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线
①光合速率等于呼吸速率的点：______点。
C、E
②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量____总呼吸量(净光合量大于0)，植物能生长。
③若图2中N′点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N′点低于M′点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量____总呼吸量(净光合量小于0)，植物不能生长。
大于
小于
1．(2024·广东卷)2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是( )
A．ATP B．NADP＋
C．NADH D．DNA
√
D [由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP＋和H＋转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，A、B、C错误。]
2．(2023·北京卷)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( )
A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
√
C [CO2吸收速率代表净光合速率，在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高，主要原因是随着温度的升高，光合酶的活性增强，B正确；CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。]
3．(2024·甘肃卷)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下
(400 μmol·m-2·s-1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m-2·s-1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是____________，加入少许碳酸钙可以_______________________________________。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是_________________________________________________________。
无水乙醇
防止研磨中色素被破坏
叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据：①纯合体种子为白色；②______________________________
_________________________________________________________。
纯合突变
体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求
与野生型相比，纯合突变体叶片
中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是_________。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在_________________________条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
脱落酸
弱光及其他条件适宜且相同
②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的_______________________________________________。
③预期结果：_______________________________________________
_________________________________________________________。
气孔开度或气孔大小
B组气孔明显小于A组，C、D两组气孔大小基本相
同，且大于A、B组
[解析] (1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。
(2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。
(3)在正常光照下(400 μmol·m-2·s-1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。
(4)由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)，说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发， 脱落酸具有抑制种子萌发的作用，据此可推知：X最可能是脱落酸。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知：该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在弱光及其他条件适宜且相同条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔开度和气孔大小。
③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中激素X的含量，所以预期的结果：B组气孔的大小明显小于A组，C、D两组气孔大小基本相同，且大于A、B组。
命题延伸 判断与表达
(1)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是氧化型辅酶Ⅰ。(2023·广东卷T7) ( )
提示：还原型辅酶Ⅰ。
(2)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(2023·湖南卷T2) ( )
提示：有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。
×
×
(3)不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等。(2023·浙江1月卷T16) ( )
提示：等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放的能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在不彻底的氧化产物中，释放能量少。
(4)马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生。(2019·全国Ⅱ卷T2) ( )
提示：氧气浓度升高会抑制无氧呼吸，不会增加马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸的量。
×
×
(5)叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰。(2023·全国乙卷T2) ( )
(6)光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化。(2022·江苏卷T8) ( )
提示：光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解。
√
×
(7)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。(2021·湖南卷T7) ( )
(8)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(2021·辽宁卷T2)
( )
(9)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。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。(2022·全国乙卷T2) ( )
√
√
√
(10)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)。(2022·全国甲卷T29)
(11)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖，原因是________________
____________________________________________________________________________________________________________________。(2023·全国甲卷T29)
叶片处细胞呼吸消耗或建造叶片处结构
悬浮液中具有类
囊体膜以及叶绿体基质中暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，所以无法形成糖类
(12)干旱处理后某植物的光合速率会降低，出现这种变化的主要原因是________________________________________。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。(2019·全国Ⅰ卷T29)___________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
气孔开度减小使供应给光合作用的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(或实验思路：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：ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变)。
题组1 细胞呼吸的原理及应用的综合考查
1．(2024·贵州黔南二模)春笋被誉为春天里的“菜王”，不论是用于炒肉还是炒蛋都相当美味。黔南的崇山峻岭之中，分布着各种春笋，新采摘的春笋在几天内就会产生酒味并腐烂。为探究延长春笋储存时间的方法，研究员使用消毒液浸泡春笋后，分别在正常空气和高氧环境中进行储存，发现高氧环境中春笋产生的酒精少，腐烂程度更低。下列叙述错误的是( )
2
4
1
3
题号
5
A．正常空气中，春笋细胞内线粒体不能将葡萄糖氧化分解成CO2和水
B．可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况
C．高氧环境中储存的春笋细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质
D．使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表面微生物对实验结果的影响
2
4
1
3
题号
5
√
C [线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]，丙酮酸和[H]在线粒体中继续氧化分解成CO2和水，A正确；在酸性条件下，酒精可使橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色，故可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况，B正确；高氧环境中春笋产生的酒精少，即高氧环境中存在有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质和细胞质基质，C错误；因为微生物也要进行呼吸作用，会对实验有干扰，因此要排除这一无关影响，使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表面微生物对实验结果的影响，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
2．(2023·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
√
2
4
1
3
题号
5
B [根据题述信息“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累”，可知细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
题组2 光合作用与细胞呼吸的综合分析
3．(2024·辽宁沈阳二模)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7 ℃。下列相关叙述错误的是( )
A．在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大
B．CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关
C．CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP 含量高，C3含量低
D．热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加
√
2
4
1
3
题号
5
D [分析题意，光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大，A正确；CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关，此时CO2进入气孔减少，暗反应减慢，B正确；CO2极限时光照强度达到最大，光反应速率最大，较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP 含量高，C3还原加快，故C3含量低，C正确；酶活性需要适宜的温度，热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为
46.7 ℃，热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光合速率不会一直增加，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
4．(2024·山东菏泽二模)西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示(①～④表示过程)。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是( )
2
4
1
3
题号
5
A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④
B．图2中，9～10 h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度
C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高
D．图2中两曲线的交点时(A点)，叶肉细胞不吸收外界的CO2
2
4
1
3
题号
5
√
A [图1中，①过程中H2O分解产生O2和H＋，是光合作用的光反应阶段，合成ATP，②过程中H＋将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，④过程是H2O和C6H12O6分解成CO2和H＋，是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，③过程是H＋与O2结合生成水，是有氧呼吸的第三阶段，产生大量ATP，A正确；图2中，9～10 h间，光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降，也可能是突然停止光照，但呼吸作用也受到温度影响，而呼吸速率并没有明显下降，故不是温度变化，B错误；培养时若水循环导致植物萎蔫，原因是蒸腾作用导致植物体内水分散失，C错误；图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能进行光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
5．(2024·广东汕头模拟)我国科学家模拟光合作用原理，在实验室利用CO2和H2成功转化出淀粉，在高密度氢能和多种工程重组酶的作用下，人工合成淀粉代谢路线(ASAP)如下图所示，实验结果表明，1立方米生物反应器的年淀粉产量，理论上相当于种植1/3公顷玉米的淀粉年产量。回答下列问题：
2
4
1
3
题号
5
(1)光合作用是自然界最基本的物质和能量代谢，是唯一能够__________________光能的生物学途径，这一生物学途径需要光合色素的参与，在绿叶中色素的提取和分离实验中常用________________来分离色素。
(2)ASAP代谢路线中高密度氢能相当于光合作用中的_________，其作用是为淀粉的合成提供______________。
2
4
1
3
题号
5
捕获和转化
纸层析法
NADPH
能量和还原剂
(3)据图分析，与光合作用暗反应相比，ASAP代谢路线没有________________(填“CO2的固定”“C3的还原”或“C5的再生”)。实验结果表明，ASAP代谢路线积累淀粉的效率远高于绿色植物，从淀粉的合成与消耗角度分析，主要原因是__________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2
4
1
3
题号
5
C5的再生
与绿色植物光合作用相比，ASAP代谢路线合成淀粉时没有C5的再生过
程，提高了淀粉的合成效率；ASAP代谢路线不存在呼吸作用消耗淀粉，减少了淀粉的消耗。因此，ASAP代谢路线积累淀粉的效率远高于绿色植物
(4)如果ASAP代谢路线能真正实现工业化生产，对传统农业、环境保护和粮食生产的重要意义有____________________________
__________________________________________________________________________________________________________________ (答出两点)。
2
4
1
3
题号
5
有助于缓解粮食危机和能源短缺；有利于节约大量耕地、淡水资源；有助于降低大气CO2浓
度，改善全球气候变暖趋势；中间产物可能被其他的领域应用等
[解析] (1)光合作用是自然界中唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。绿叶中色素的提取和分离实验中，常用无水乙醇提取绿叶中的色素，分离色素常用的方法是纸层析法。
(2)依题意，ASAP代谢路线是模拟光合作用原理，在实验室利用CO2和H2成功转化出淀粉的过程。由此推断，高密度氢能相当于光合作用中的NADPH，在淀粉的合成中起还原剂的作用，并为淀粉合成提供能量。
2
4
1
3
题号
5
(3)据图可知，与光合作用暗反应相比，ASAP代谢路线没有C5的再生过程。与绿色植物光合作用相比，ASAP代谢路线合成淀粉时没有C5的再生过程，没有C3用于再生C5，提高了淀粉合成的效率。ASAP代谢路线不存在呼吸作用消耗淀粉，减少了淀粉的消耗。综合以上分析，与绿色植物相比，ASAP代谢路线提高了淀粉的合成效率，减少了淀粉的消耗，所以积累淀粉的效率更高。
(4)如果ASAP代谢路线能真正实现工业化生产，对传统农业、环境保护和粮食生产的重要意义有有助于缓解粮食危机和能源短缺；有利于节约大量耕地、淡水资源；有助于降低大气CO2浓度，改善全球气候变暖趋势；中间产物可能被其他的领域应用等。
2
4
1
3
题号
5
1．(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
核心整合练(三) 光合作用和细胞呼吸[A卷]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
C [在时间a之前，因为没有CO2释放，所以不可能是产生酒精的无氧呼吸过程，只能是产生乳酸的无氧呼吸过程，A正确；因为a～b时间内仍然处于无氧呼吸的状态，产生CO2表明进行了产生酒精和CO2的过程，B正确；两个无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以产生的ATP一样，C错误；酒精是脂溶性的物质，跨膜运输方式是自由扩散，不消耗能量，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2．(2024·广东湛江三模)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．O2在线粒体基质与[H]结合生成水并释放大量能量
B．据图分析，在3 ℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C．O2浓度为20%～30%范围内，温度对CO2的生成量无影响
D．低温储存苹果时，因低温破坏呼吸酶的空间结构，从而减少了有机物消耗
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
B [O2在线粒体内膜与[H]结合生成水并释放大量能量，A错误；据图分析，在3 ℃、5%O2浓度条件下，细胞呼吸最弱，CO2释放量最少，B正确；由图可知，O2浓度为20%～30%范围内，温度影响CO2的相对生成量，C错误；低温抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3．(2024·广东茂名二模)某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”的实验，结果如图，下列叙述错误的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．用纸层析法来分离叶片中的光合色素
B．嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等
C．相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等
D．不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大
题号
1
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2
4
6
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7
9
10
√
C [各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，所以用纸层析法来分离叶片中的光合色素，A正确；嫩叶中色素含量为6＋2＝8，老叶中色素含量为5＋3＝8，所以嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等，B正确；嫩叶与老叶的叶绿素和类胡萝卜素含量都不同，所以相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率不一定相等，C错误；不同发育阶段叶绿素含量的变化为6→12→5，类胡萝卜素的含量变化为2→4→3，所以不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大，D正确。]
题号
1
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10
4．(2024·湖北武汉阶段练习)气孔是植物表皮上高度特化的细胞，由两个保卫细胞合围而成。保卫细胞通过体积变化来调节气孔运动，这对于植物光合作用和蒸腾作用中的气体和水分交换至关重要。下列叙述错误的是( )
A．与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较小
B．盛夏正午时分植物光合作用强度减弱可由部分气孔关闭导致
C．雨天叶片含水过多，保卫细胞吸水膨胀使气孔张开
D．荒漠生物群落中的许多植物为了适应干旱环境，气孔在夜晚打开
√
题号
1
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10
A [光合色素主要吸收蓝紫光和红光，故与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较大，A错误；盛夏晴朗的白天，正午时分温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，导致光合作用暗反应受到限制，B正确；气孔是由成对半月形的保卫细胞之间形成的小孔，雨天叶片含水过多，保卫细胞吸水，细胞膨胀，外壁伸展拉长，细胞的内壁向内凹陷，细胞厚度增加，两细胞分离，气孔张开，C正确；荒漠生物群落中的许多植物如仙人掌为了适应干旱环境，气孔在夜晚才打开，D正确。]
题号
1
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10
5．(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是( )
题号
1
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10
A．增加叶片周围环境CO2浓度
B．将叶片置于4 ℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
√
A [CO2是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。]
题号
1
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10
6．(2024·湖北武汉三模)研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查，结果如下图所示，SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是( )
题号
1
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10
A．E点时密闭大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低
B．C点过后光照降低，短时间内叶绿体中C3含量升高
C．B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率
D．一昼夜后，黄瓜植株有机物的净增加量可表示为Sm－SM－SN
题号
1
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10
√
A [B点之前经过一晚上的呼吸释放CO2，且6点前光合作用小于呼吸作用，因此大棚中的CO2浓度在B点达到最大，此后由于光合作用大于呼吸作用，CO2浓度开始下降，同时由于晚上消耗O2，此时O2浓度最低，即B点时大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低，A错误；C点过后光照降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，那么C3还原速率减慢，C3消耗减少，而短时间内C3合成速率不变，因此短时间内叶绿体中C3含量升高，B正确；图中B点和D点表示CO2的吸收量等于CO2的释放量，即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率，C正确；图中SM、SN表示0～6时、18～24时消耗的有机物量，Sm表示6～18时光合作用积累的有机物量，因此，经过一昼夜后，黄瓜植株有机物的净增加量应为Sm－SM－SN，D正确。]
题号
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7．(2024·河北衡水三模)淀粉和蔗糖是叶肉细胞光合作用两种主要终产物，Pi在二者分配过程中起到了重要的调节作用，其过程如图所示。下列叙述正确的是( )
题号
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A．磷是生物膜的重要组分，中心体和核糖体不含磷
B．CO2形成三碳糖磷酸的过程中，NADPH不供能，只作为还原剂
C．若光照骤减，核酮糖-1，5-二磷酸的含量短时间内会减少
D．若抑制磷酸转运器的功能，卡尔文循环会马上停止
题号
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√
C [磷脂构成生物膜的基本骨架，中心体由蛋白质组成，不含磷元素，核糖体由蛋白质和RNA组成，含磷元素，A错误；CO2形成三碳糖磷酸的过程中，需要NADPH作还原剂和提供能量，B错误；若光照骤减，光反应产生的ATP和NADPH会减少，C3还原过程减慢，导致核酮糖-1，5-二磷酸的含量短时间内会减少，C正确；若抑制磷酸转运器的功能，会导致叶绿体内Pi下降，进而影响卡尔文循环，但卡尔文循环不会马上停止，D错误。]
题号
1
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10
8．(2024·河北卷)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图表所示。
题号
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题号
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回答下列问题：
(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中______可被位于叶绿体_____________上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的C3还原转化为_____和______。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的__________较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
覆膜处理 叶绿素含量(mg/g) 类胡萝卜素含量(mg/g)
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
蓝光
类囊体薄膜
C5
糖类
紫外光
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用________________作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是_______________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
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无水乙醇
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰
(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为__________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________ (答出两点即可)。
题号
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覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素的含量都更高，有利于幼苗进行光合作用
[解析] (1)叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。在暗反应阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
题号
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(2)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。
(3)据图可知，与覆盖其他色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素的含量都更高，有利于幼苗进行光合作用。
题号
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9．(2024·广东珠海三模)间作是指同一块土地上，同一生长期内分行相间种植两种或两种以上的作物。为探究间作对玉米光合作用的影响，研究人员做了相关研究：对照组只种植玉米(单作)，实验组两行玉米和四行花生间作，结果见表和图。
题号
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10
处理 叶绿素(mg/g) 类胡萝卜素(mg/g) Fm Fv/Fm
单作 3.86 0.46 363.52 0.784
间作 3.95 0.49 351.15 0.784
题号
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10
(1)叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的________________光，吸收的光可促进光反应产生__________________________，用于暗反应。
(2)已知叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏两大功能，Fm可衡量光能传递情况，与光能传递效率成正比，Fv/Fm可衡量光能转化效率。据表推测，间作提高了玉米对强光的利用能力的原因包括_______________________
__________________________________________________________________________________________________________________ (回答两点)。
题号
1
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10
蓝紫
ATP和NADPH
叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，提高了光能的吸收和转化；类胡萝卜素含量升高，Fm降低，减少了强光对植物的破坏
(3)实验表明，间作不仅明显提高玉米净光合作用，还促进了籽粒的生长。结合上图，写出判断依据：____________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，请提出一个新的研究课题：_____________________________________________________。
题号
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间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽粒，促进籽粒生长
研究不同植物间的间作模式
[解析] (1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的蓝紫光，吸收的光可促进光反应水的光解和ATP的合成，产生的ATP和NADPH可用于暗反应。
(2)由表格数据可知，间作条件下，叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏，同时Fm降低，减少光能传递。间作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化，同时减少强光对植物的破坏。
题号
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(3)由图可知，间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽粒，促进籽粒生长。
(4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，可研究不同植物间的间作模式。
题号
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10
10．(2024·福建宁德三模)小麦受到盐胁迫时产量降低。某科研人员以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料，展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究。实验组用200 mmol·L-1 NaCl溶液模拟盐胁迫处理，对照组用等量的蒸馏水处理。部分实验数据如下图。
题号
1
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10
回答下列问题：
(1)本实验的自变量是____________________，设置对照组的目的是___________________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
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10
盐胁迫和小麦品种
排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响，以保证本实验结果是由盐胁迫引起的
(2)给小麦的叶片供应CO2，在相应酶的作用下与C5结合而被固定，形成________，该过程发生在小麦叶肉细胞的____________ (填具体部位)。
(3)分析实验结果可知，在盐胁迫下“中国春”的净光合速率降低，其原因可能是_______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
题号
1
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10
C3
叶绿体基质
盐胁迫导致叶片气孔导度下降，叶片吸收外界CO2量减少，但胞间CO2浓度与对照组相当，叶片利用CO2能力下降，从而净光合速率降低
(4)研究表明盐胁迫使“百农889”叶绿素的含量降低，施用硅(Si)和硒(Se)能提高受盐胁迫“百农889”叶绿素的含量，在一定程度改善盐胁迫对小麦造成的不利影响；同时施加两种元素的处理效果要优于单一施用一种元素。请设计实验进行验证，简要写出实验思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
题号
1
3
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9
10
将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五
组：甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理并同时施用Si和Se，一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量
[解析] (1)依题意，本实验的目的是以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料，展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究，因此，本实验的自变量是盐胁迫和小麦品种。为了排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响，以保证本实验结果是由盐胁迫引起的，设置了对照组。
(2)小麦的叶片通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下， CO2与C5结合形成C3，这个过程称作CO2的固定，发生在小麦叶肉细胞的叶绿体基质。
题号
1
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10
(3)据图可知，相比对照组，“中国春”实验组的气孔导度更小，胞间CO2浓度相当。由此可推测，盐胁迫导致叶片气孔导度下降，叶片吸收外界CO2量减少，但胞间CO2浓度与对照组相当，叶片利用CO2能力下降，从而净光合速率降低。
(4)依题意，该实验的目的是验证同时施加硅(Si)和硒(Se)两种元素的处理改善盐胁迫对小麦造成的不利影响要优于单一施用一种元素。由此可知自变量应为是否有盐胁迫及所施加的元素种类，因变量为各组“百农889”叶片叶绿素的含量。据此实验思路为将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五组：甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理并同时施用Si和Se，一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量。
题号
1
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10
√
1．(2024·广东深圳模拟)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD＋)是一种辅酶，由磷酸基团连接两个核苷酸构成，参与供能、DNA修复、抗氧化等多项生理活动。下列有关叙述正确的是( )
A．NAD＋与ATP的组成元素相同
B．NAD＋可以参与光合作用光反应
C．构成NAD＋的基本单位是核糖核苷酸
D．NAD＋在线粒体内膜上催化水的生成
核心整合练(三) 光合作用和细胞呼吸[B卷]
题号
1
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9
A [依题意可知，NAD＋由磷酸基团连接两个核苷酸构成，ATP由腺苷和磷酸组成，二者都是由C、H、O、N、P五种元素组成的，A正确；NAD＋可参与有氧呼吸过程生成NADH，NADP＋可参与光合作用光反应生成NADPH，B错误；NAD＋由磷酸基团连接两个核苷酸构成，并不是只由核苷酸构成，C错误；NADH在线粒体内膜上参与水和ATP的生成，不起催化作用，D错误。]
题号
1
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9
2．(2024·湖南株洲一模)有氧呼吸过程中，[H]经一系列传递过程后，最终与氧结合生成水，下图为[H]传递过程的两条途径，其中“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。小鼠氰化物中毒后细胞呼吸被抑制，导致死亡，而对天南星科植物用氰化物处理，细胞呼吸仍能进行。下列说法错误的是( )
题号
1
3
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7
9
A．物质6→物质7的过程伴随着ATP的生成，属于放能反应
B．小鼠可能只存在途径1，而天南星科植物同时存在途径1和途径2
C．有氧呼吸的过程中[H]来自丙酮酸和水，[H]与O2结合生成水发生在线粒体的内膜
D．天南星科植物开花时，体内温度明显上升但ATP生成量无明显增加，此时途径2增强
题号
1
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9
√
C [物质6→物质7的过程释放出能量，属于放能反应，释放的能量一部分用于ATP的生成，A正确；小鼠氰化物中毒后细胞呼吸被抑制，导致死亡，而对天南星科植物用氰化物处理，细胞呼吸仍能进行，说明小鼠可能只存在途径1，而天南星科植物同时存在途径1和途径2，B正确；有氧呼吸的过程中[H]来自葡萄糖和水，[H]与O2结合生成水发生在线粒体的内膜，属于有氧呼吸的第三阶段，C错误；天南星科植物在开花时，体内温度升高但ATP生成没有明显增加的原因：途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大量能量以热能形式散失，D正确。]
题号
1
3
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7
9
3．(2024·广东卷)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( )
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
√
题号
1
3
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7
9
D [有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。]
题号
1
3
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7
9
4．(2023·新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是( )
题号
1
3
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7
9
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
题号
1
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2
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8
7
9
√
A [措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，措施④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A合理；措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，措施⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用，B不合理；措施②春化处理是为了促进花芽形成，措施⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C不合理；措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，措施④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花，D不合理。]
题号
1
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9
5．(2024·重庆模拟)芜菁花叶病毒(TuMV)严重影响作物的产量和品质。某研究团队以青菜的健康株及接种芜菁花叶病毒(TuMV)的染病株为材料，比较测定了两者的光合作用和呼吸作用相关参数，结果如表所示。下列分析错误的是( )
题号
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9
组别 光合速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 呼吸速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 气孔导度/(μ mol H2O· m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol·L-1) 叶绿素总量/(mg·dm-2)
青菜对照叶 9.79 2.4 0.26 305.93 6.09
A．青菜病叶叶绿素含量下降会影响光反应，使暗反应产物积累
B．镜检青菜病叶叶肉细胞，可发现叶绿体变少或叶绿体被破坏等现象
C．青菜对照叶和青菜病叶呼吸速率差异不大，说明病毒对细胞线粒体破坏不明显
D．气孔导度大有利于外界CO2进入叶肉组织以增加胞间CO2浓度
题号
1
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组 别 光合速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 呼吸速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 气孔导度/(μ mol H2O· m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol·L-1) 叶绿素总量/(mg·dm-2)
青菜病叶 6.81 2.3 0.16 293.62 4.16
√
A [青菜病叶叶绿素含量下降会影响光能的吸收、传递，进而影响光反应，导致NADPH和ATP产量下降，暗反应速率下降，进而导致整个光合速率下降，并不是导致暗反应产物积累，A错误；由于青菜病叶叶绿素总量下降，叶绿素分布于叶绿体的类囊体薄膜，故可推测镜检时能看到叶绿体数量减少或叶绿体被破坏等现象，B正确；呼吸作用在细胞质基质和线粒体中进行，由于青菜病叶和青菜对照叶呼吸速率差异不大，可以推测病毒对叶肉细胞线粒体破坏不明显，C正确；气孔是植物与外界进行气体交换的门户，也是气体进出植物体的门户，所以气孔导度大有利于CO2进入植物体，增加胞间CO2浓度，D正确。]
题号
1
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6．(2024·广东韶关阶段练习)2021年9月24日，我国科学家在国际知名期刊Science上发表重大科技成果，首次对外公布了一种颠覆性的淀粉制备方法，其合成代谢路线如图所示。下列说法正确的是( )
题号
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A．该技术中C3 的合成途径与植物体内相同
B．该技术中水的分解产物与叶绿体中的相同
C．水产生的O2可以在线粒体基质中被用于有氧呼吸第三阶段
D．该技术可解决粮食危机并缓解温室效应
题号
1
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√
D [植物体内CO2与C5在酶的作用下结合形成C3，但该技术中，甲醇单碳缩合形成C3，因此两者C3的合成途径并不相同，A错误；据图可知，该技术中水的分解产物是氢气和氧气，植物体通过光反应将水分解为氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋与氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，B错误；水产生的O2可以在线粒体内膜上被用于有氧呼吸第三阶段，C错误；该技术能合成淀粉可解决粮食危机，反应时吸收CO2可缓解温室效应，D正确。]
题号
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7．(2024·江苏盐城模拟)据图回答下列与植物生理有关的问题：
(1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括____________________，叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为__________________、_______________。已知白天合成淀粉活跃，据图分析其机理是____________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
题号
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ATP和NADPH
叶绿体基质
细胞质基质
白天光合作用强，产生的3-磷酸甘油酸和磷酸丙糖较多，ADPG焦磷酸化酶激活后，导致淀粉合成活跃
(2)据图1分析，细胞质基质中低Pi含量会_______(填“增强”或“减弱”)对ADPG焦磷酸化酶的抑制，从而使淀粉合成_______ (填“增加”或“减少”)。
题号
1
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减弱
增加
(3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，如图3所示，图2表示该植物的两种无氧呼吸途径。
分析可知，NAD＋的再生
可来自_______(填字母)。
淹水胁迫时，该植物根
细胞以______(填字母)途径为主。(A．酒精发酵 B．乳酸发酵)
题号
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AB
A
(4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸(ABA)
以抵御逆境，ABA在植物体内合成的部位是
________________等。研究发现气孔的开闭
与保卫细胞中的K＋浓度有关，图4表示ABA
对细胞K＋浓度的调节过程，据图分析干旱条
件下ABA引起气孔关闭的机理是______________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
题号
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根冠、萎蔫的叶片
ABA通过促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放，提高保卫细胞内Ca2+浓度，从而促进K＋运出并抑制K＋内流，导致细胞内K＋浓度降低，气孔关闭
[解析] (1)光反应是光照条件下发生了水的光解和ATP的合成，形成的产物包括氧气、ATP、NADPH，图示中的产物参与了暗反应，故是ATP和NADPH。 根据图示中叶绿体膜的位置信息，可判断淀粉在叶绿体基质中合成，而蔗糖在细胞质基质中合成。根据图示信息分析，白天光反应强，3 磷酸甘油酸激活ADPG焦磷酸化酶，导致磷酸丙糖合成淀粉活跃。
(2)细胞质中低Pi含量会影响磷酸丙糖的运输，且低Pi导致对ADPG焦磷酸化酶的抑制性减弱，磷酸丙糖的运出减少，导致叶绿体中磷酸丙糖增多，淀粉合成增多。
题号
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(3)分析图可知，NAD＋的再生可来自酒精、乳酸发酵。淹水胁迫时，该植物根细胞主要进行的是产生酒精的无氧呼吸。
(4)ABA 具有抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休眠和提高抗逆能力等作用，在植物体内的根冠、萎蔫的叶片等部位合成。据图可知，干旱条件下，ABA会促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放，进而保卫细胞内Ca2+浓度升高，从而促进K＋运出并抑制K＋内流，导致细胞内K＋浓度降低，气孔关闭。
题号
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8．(2024·河北衡水模拟)油桃因香甜脆爽、光滑无毛深受消费者欢迎。为探究油桃合适的种植条件，某学者在大棚中利用油桃进行了一系列相关实验。所用实验地为沙壤，有机质含量为0.79%，全氮0.041%，全磷0.12%，全钾1.56%，速效氮4.8 mg/kg，速效磷
18.7 mg/kg。
实验一：分别在晴天(10时进行通风
处理)和阴天对大棚内的CO2浓度进
行测定，结果如图1所示。
题号
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实验二：晴天时，将大棚分为两组，实验组早上8点向大棚内增施CO2，其他条件与对照组相同(10时进行通风处理)，分别测定两组的净光合速率(Pn)，结果如图2所示。回答下列问题：
题号
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(1)在进行实验前，就对土壤的N、P、K等含量进行了测定，并适当补充了氮肥和磷肥，请从光合作用的角度分析施加氮肥和磷肥的目的：_______________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
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植物可以利用N、P合成光合作用需要的酶、色素、NADPH、ATP等物质，从而提高光合作用的速率
(2)根据实验一和图1分析，上午9时，大棚内油桃植株的净光合速率晴天组_____(填“大于”“等于”或“小于”)阴天组，判断依据是__________________________________________________________
_________________________________________________________。晴天时在10时左右对大棚进行通风处理，目的是________________
_________________________________________________________。
题号
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大于
图中9时晴天组的曲线斜率大于阴天组，说明9时晴天组CO2的吸收速率大于阴天组，所以晴天组净光合作用速率大于阴天组
10时左右大棚内CO2浓度极低，通风可以增加CO2浓度，提高光合作用速率
(3)根据实验二和图2分析可知，上午8～12时增施CO2组的净光合速率明显高于对照组，除了通风和使用CO2发生器以外，还可以通过_________________等措施提高大棚内CO2浓度，以达到增产目的。
(4)实际生产中，果农会在果树的花期通过施用一定浓度的________类植物生长调节剂来减少果树上的花蕾数量，从而增加单个果实的重量，提升单果品质。
题号
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施用农家肥
生长素
[解析] (1)植物可以利用N、P合成光合作用需要的酶、色素、NADPH、ATP 等物质，从而提高光合作用的速率。
(2)图1横坐标为时间，纵坐标为大棚内的CO2浓度，则该曲线的斜率代表单位时间内CO2吸收量，即净光合速率，据图1分析，9时晴天组曲线的斜率大于阴天组，所以晴天组净光合作用速率大于阴天组。10时之前，由于光合作用速率大于呼吸作用速率，大棚内的CO2浓度降低，10时左右大棚内CO2浓度极低，通风可以增加CO2 浓度，提高光合作用速率。
题号
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(3)施用农家肥后微生物可以将农家肥中的有机物分解为水、CO2和无机盐，所以施用农家肥可以增加CO2 浓度。
(4)生长素是一种重要的植物激素。 其主要作用包括促进生长，能促进细胞伸长，从而使植物茎伸长，在一定浓度范围内，浓度越高促进生长作用越明显，但超过最适浓度则会抑制生长；诱导生根：对植物生根有促进作用；维持顶端优势：顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽部位，使侧芽生长受到抑制。实际生产中，果农会在果树的花期通过施用一定浓度的生长素类植物生长调节剂来减少果树上的花蕾数量，从而增加单个果实的重量，提升单果品质。
题号
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9．(2024·湖北卷)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。
题号
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回答下列问题：
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞_________(填“吸水”或“失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率________________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物________________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
题号
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失水
减小
促进
(3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是___________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是_________(填“ht1”或“rhc1”)。
题号
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干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存
rhc1
[解析] (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的渗透压降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后，CO2吸收减少，光合速率减小。
(2)r组是rhc1基因功能缺失突变体，即缺少rhc1基因产物，wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2，高浓度CO2时，wt组气孔开放度低于r组，说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。
(3)脱落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存。
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(4)分析图2可知，高浓度CO2时，r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组，结合图1分析，高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体，高浓度CO2时，r组气孔开放度高，说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭，由此推测，编码蛋白甲的是rhc1基因。
题号
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(教师用书独具)
(2024·广东梅州期末)“稻米流脂粟米白，公私仓廪俱丰实。”又到了每年的丰收季，水稻等多种农作物开始收获，如图是水稻叶肉细胞的叶绿体内进行光合作用合成有机物的过程。下列相关叙述错误的是( )
A．光反应阶段中水被分解为H＋和物质甲，物质甲通过叶绿体膜的方式为自由扩散
B．物质丙中包括NADPH和ATP，其中NADPH是还原型辅酶Ⅱ，它与呼吸作用中的还原型辅酶不是同一种酶
C．丁和戊是光合作用中暗反应阶段的物质，两种物质的转化被称为卡尔文循环
D．暗反应阶段有没有光都能进行，夜间没有光反应但仍能进行暗反应
√
D [光反应阶段是水的光解，水在光作用下被分解为O2和H＋，O2直接以分子的形式排出，气体的运输方式一般是自由扩散，A正确；光合作用中的辅酶为NADPH，呼吸作用中的辅酶为NADH，两者不是同一种物质，B正确；暗反应阶段是三碳化合物与五碳化合物的相互转化，期间五碳化合物与CO2结合形成两个三碳化合物，部分三碳化合物转化为有机物，部分三碳化合物转化为五碳化合物继续参与循环，这个循环是卡尔文循环，C正确；暗反应有没有光都能进行，但是夜间没有光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应也不能长期进行，D错误。]
热点拓展一 电子传递链
电子传递链是一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统。常见的线粒体内膜上的电子传递链(呼吸链)和类囊体膜上的电子传递链，所有组成成分都嵌合于线粒体内膜或叶绿体类囊体膜或其他生物膜中。
热点拓展篇
1．呼吸电子传递链
在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合生成了H2O，而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋，泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成。
2．光合电子传递链
类囊体膜上的色素分子能够捕获光能，将光能传递给位于反应中心的色素分子，该色素分子被激发，释放出一个高能电子。失去电子的色素分子从水分子中夺取电子，使水分解成H＋和O2，O2扩散进入大气。色素分子失去的电子被类囊体膜上的特殊蛋白质捕获，这些蛋白质利用电子携带的能量使H＋从叶绿体基质泵入类囊体腔，并最终把电子传递给了NADP＋，NADP＋获得电子后与H＋结合，生成NADPH。类囊体膜上镶嵌有ATP合成酶，类囊体腔中的H＋顺浓度梯度经ATP合成酶返回叶绿体基质，推动了ATP的生成。
拓展应用
1．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2
√
C [叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H＋、电子和O2，D正确。]
2．(2024·湖北黄冈二模)如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子由电子传递链传递，最终被O2氧化。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法错误的是( )
A．UCP对H＋的转运不涉及两者的结合和UCP构象的改变
B．H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙属于主动运输
C．ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白
D．寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高
A [UCP打开和关闭属于构象的改变，A错误；H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙是逆浓度梯度进行的，属于主动运输，B正确；ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白，C正确；寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高，有利于减少ATP合成，增加产热，D正确。]
√
热点拓展二 C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2的方式
表1 C3途径、C4途径和CAM途径比较
比较类型 C3途径 C4途径 CAM途径
涉及的细胞 叶肉细胞 叶肉细胞， 维管束鞘细胞 同一叶肉细胞
CO2固定酶 Rubisco 叶肉细胞：PEP羧化酶；维管束鞘细胞：Rubisco 夜晚：PEP羧化酶
白天：Rubisco
CO2固定受体 RuBP PEP 白天：PEP；
夜晚：RuBP
比较类型 C3途径 C4途径 CAM途径
最初稳定产物 PGA OAA 白天：PGA；
夜晚：OAA
气孔开放 白天 夜晚
举例 水稻、小麦 甘蔗、玉米 仙人掌、菠萝
分布 所有光 合植物 热带植物 半干旱环境
拓展应用
1．(2024·重庆联考)生活在高温干旱环境中的仙人掌，其CO2同化途径如图1所示。PEP羧化酶(PEPC)的活性呈现出昼夜变化，机理如图2所示。下列说法错误的是( )
A．上午10：00，若环境中CO2的浓度突然降低，短时间内仙人掌叶绿体中C3含量基本不变
B．白天较强光照时，仙人掌叶绿体产生O2的速率大于苹果酸分解产生CO2的速率
C．据图1分析可知，仙人掌叶肉细胞中固定CO2的物质是C5
D．由图1和图2可得出：仙人掌叶肉细胞的细胞呼吸减弱会影响细胞中苹果酸的生成
√
C [据图可知，仙人掌白天气孔关闭，降低环境中CO2的浓度对叶肉细胞内CO2浓度基本没有影响，CO2固定生成C3的过程也几乎不受影响，因此C3的含量基本不变，A正确；白天较强光照时，仙人掌光合作用所需CO2来自苹果酸分解和呼吸作用，故水光解产生O2的速率大于苹果酸分解产生CO2的速率，B正确；据图1可知，仙人掌叶肉细胞中CO2固定的场所在白天和夜晚有所不同，夜晚主要在细胞质基质中进行，白天在叶绿体基质中进行，夜晚时仙人掌利用PEP固定CO2，白天时进行卡尔文循环，利用C5固定CO2，C错误；若夜晚仙人掌叶肉细胞的细胞呼吸减弱，为苹果酸合成提供的NADH减少，同时产生的ATP减少，影响了PEPC的活化，使草酰乙酸合成量减少，进而导致苹果酸生成量减少，D正确。]
2．(2024·湖北武汉模拟)根据
光合作用中CO2固定方式的不
同，可将植物分为C3植物(如
小麦)和C4植物(如玉米)。C3植
物最初的CO2固定是由Rubisco酶催化生成3-磷酸甘油酸(C3)，而C4植物最初的CO2固定是由PEP羧化酶催化生成草酰乙酸(C4)。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco，其光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco。下列叙述错误的是( )
A．C4植物光合作用的暗反应进行的场所是维管束鞘细胞
B．C3和C4植物的叶肉细胞光反应阶段产生的ATP，均只用于C3的还原
C．在相同条件下，玉米细胞中的C5化合物含量低于小麦
D．将PEP羧化酶基因导入小麦体内，可以缓解光合午休的影响
√
B [玉米光合作用的暗反应阶段进行的场所是维管束鞘细胞，A正确；据图可知，C4植物的叶肉细胞光反应阶段产生的ATP，还用于丙酮酸生成C3(PEP)，B错误；在相同条件下，玉米细胞有更多的C5化合物与CO2结合，故玉米细胞中的C5化合物含量低于小麦，C正确；提高小麦体内PEP羧化酶活性，可以促进合成更多的C4，从而产生更多的CO2，可以缓解光合午休的影响，D正确。]
热点拓展三 光呼吸
光呼吸是植物的绿色细胞在光照条件下，吸收O2并放出CO2的过程。这一反应是在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器的协同参与下完成的。
1．过程
第一站：叶绿体
叶绿体中的羧化酶(Rubisco)既可催化光合作用中CO2的固定，又可作为加氧酶在CO2分压低、O2分压高的时候催化O2与CO2的接受体RuBP(核酮糖 -1，5 二磷酸)结合，生成磷酸乙醇酸，进而生成乙醇酸。
第二站：过氧化物酶体
在过氧化物酶体中，乙醇酸在乙醇酸氧化酶的作用下，被氧化为乙醛酸和过氧化氢。过氧化氢在过氧化氢酶作用下分解，放出氧。乙醛酸在转氨酶的作用下，从谷氨酸得到氨基而形成甘氨酸。
第三站：线粒体
甘氨酸在线粒体中进一步转化，两分子甘氨酸转变为丝氨酸并释放CO2。
第四站：过氧化物酶体
丝氨酸再进入过氧化物酶体，经转氨酶的催化，形成羟基丙酮酸。羟基丙酮酸在甘油酸脱氢酶作用下，还原为甘油酸。
终点站：叶绿体
最后，甘油酸在叶绿体内经过甘油酸激酶的磷酸化，产生3 -磷酸甘油酸(PGA)，参加卡尔文循环。
2．结果、意义
光呼吸的最终结果是使一部分有机物中的C转变为CO2，因此是对光合产物的一种损耗。但在进化过程中仍保留了光呼吸机制的原因之一是在强光、高温下叶片气孔关闭，叶片内CO2浓度降低，卡尔文循环消耗ATP和NADPH的速率也相应降低，过多的NADPH会对类囊体造成危害，即产生光抑制作用，而光呼吸产生的CO2作为光合作用的原料，参与暗反应时可以消耗掉一部分ATP和NAD-PH，从而阻止光抑制的发生。
拓展应用
(2024·湖北武汉一模)研究发现，强光照条件下植物叶肉细胞会进行光呼吸。光呼吸是由于O2竞争性地结合卡尔文循环关键酶Rubisco造成的。该酶既能催化C5与CO2反应，完成光合作用；也能催化C5与O2反应，产物经一系列变化后在线粒体中生成CO2，如下图。下列说法正确的是( )
A．Rubisco是一个双功能酶，不具备专一性
B．光呼吸可以消耗掉多余的O2，减少自由基产生，降低对细胞结构的损伤
C．较强的光呼吸对于光合作用产物的积累是很有利的
D．持续强光照时突然停止光照，CO2释放量先减少后增加至稳定
√
B [酶的专一性是指酶能够催化一种或一类化学反应，Rubisco既能催化C5与CO2反应，完成光合作用，也能催化C5与O2反应，但仍具有专一性，A错误；光反应阶段产生的高能电子会激发形成自由基，损伤叶绿体，光呼吸过程中叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成消耗O2、生成CO2的生理过程，从而将光反应中积累的大量NADPH和ATP通过光呼吸消耗掉，即光呼吸可以减少NADPH和ATP的积累，防止自由基的形成，因而能避免叶绿体等被强光破坏，B正确；较强的光呼吸会消耗较多的光反应产物ATP和NADPH，使光合作用减弱，因此对于光合作用产物的积累是不利的，C错误；持续强光照时突然停止光照，光合作用会减弱，而光呼吸并未立即停止，因此CO2释放量先增加，随着光呼吸的消失，只剩细胞呼吸释放CO2，故CO2释放量减少，然后至稳定，D错误。]
热点拓展四 逆境胁迫对光合作用的影响
1．逆境胁迫的主要类型
类型 影响原理 主要表现
光照 主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件，通过影响光反应来影响农作物的光合作用 影响植物叶绿素的合成；对类囊体膜造成损伤
CO2 CO2是光合作用的反应物，低于CO2补偿点的CO2浓度会通过影响暗反应速率而影响光合作用强度 光合作用原料CO2不足导致暗反应速率下降
类型 影响原理 主要表现
温度 低温逆境和高温逆境，主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用 叶绿体的结构和酶的功能受到破坏；引起气孔关闭，影响CO2的吸收
水分 水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭，影响CO2吸收而影响暗反应，进而影响光合作用；农作物被水淹时，根细胞进行无氧呼吸可能产生酒精，对细胞造成毒害
类型 影响原理 主要表现
无机盐 矿质营养对光合作用的影响主要包括： ①影响叶绿体中物质和结构的形成，如叶绿素(Mg2+)；②盐胁迫影响根系吸水，进而影响气孔开放程度；③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性
2．脱落酸与植物抗逆性
在干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境条件下，植物体内ABA含量迅速增加，同时植物的抗逆性也随之增强。脱落酸也被称为逆境激素。
ABA可以显著降低高温对叶绿体超微结构的破坏，增加叶绿体的热稳定性，并诱导某些酶的重新合成，从而增强植物的抗冷性、抗涝性和抗盐性。ABA能促进木本多年生植物、种子和块茎休眠。在自然状况下，秋季短日照条件下，叶中合成ABA增加，使芽进入休眠状态。这有助于植物在不利条件下保存能量和水分。ABA促进叶、花和果实的脱落，这一特性在植物应对不利环境条件时，如干旱或高盐条件，可能有助于减少水分和养分的消耗，从而提高植物的生存能力。
拓展应用
1．(2024·湖南卷)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子，NaCl和PEG6 000(PEG6 000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图a为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化，图b为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下，基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是( )
A．NaCl、PEG6 000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B．渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C．基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D．基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
√
A [分析图a，用外源ABA处理12 h内，基因R的相对表达量增高，说明ABA可促进基因R的表达；缺失基因R的突变体种子中ABA含量较高，说明基因R的表达又会抑制ABA的合成。由题可知，ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子，NaCl和PEG6 000可以引起渗透胁迫，促进ABA的合成，进而促进基因R的表达，而ABA可以直接促进基因R的表达，因此NaCl、PEG6 000和ABA对种子萌发的调节机制不同，A错误；由分析可知，渗透胁迫会先促进内源ABA的合成，内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达，B正确；ABA的存在会抑制种子的萌发，因此基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命，C正确；无论在正常还是逆境下，基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型，可能是因为基因R突变解除了其对ABA生物合成的抑制，导致ABA的合成量增加，D正确。]
2．(2024·广东湛江期末)干旱严重制约着植物的生长和生存，脱落酸(ABA)在植物适应干旱胁迫中发挥着重要的作用。为了解ABA对小麦抗旱能力的影响，某科研小组将小麦幼苗均分为四组，处理方式及所检测小麦幼苗的光合作用特性的结果如表所示。回答下列问题：
组 别 处理 方式 气孔导度/ (μmol·m-2·s-1) Rubisco酶活 性(相对值) 光合速率/
(μmol·m-2·s-1)
① 正常供水 3.9 0.023 38.1
注：气孔导度表示气孔张开的程度，Rubisco能催化CO2的固定。
组 别 处理 方式 气孔导度/ (μmol·m-2·s-1) Rubisco酶活 性(相对值) 光合速率/
(μmol·m-2·s-1)
② 正常供水 ＋ABA 2.7 0.038 23.5
③ 干旱 1.9 0.016 17.8
④ 干旱 ＋ABA 1.7 0.028 22.6
(1)小麦幼苗体内ABA的合成部位是__________________________。在干旱胁迫时，ABA主要通过______________来降低蒸腾作用，减少水分散失。
(2)在小麦叶肉细胞中，Rubisco发挥作用的场所是_____________。光不仅是光合作用的动力，也可作为信号________________小麦幼苗的生长发育。
根冠、萎蔫的叶片
促进气孔关闭
叶绿体基质
调控(或调节)
(3)据表分析，在水分充足时，小麦幼苗经过ABA处理后，Rubisco酶活性会_____，其生理意义是________________________________
____________________。小麦幼苗经过ABA处理后，②组的光合速率低于①组的，而④组的光合速率高于③组的。结合以上信息分析，这两种情况下光合速率变化出现差异的原因是______________
____________________________________________________________________________________________________________________。
升高
促进CO2的固定，以适应气孔关闭引起的低CO2浓度环境
在水分充足
时，气孔导度下降对光合速率的影响大；在干旱时，Rubisco酶活性升高对光合速率的影响大
(4)经测定，干旱胁迫会引起小麦幼苗细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质的含量增加，其生理意义是____________________________。
提高细胞的渗透压，减少失水
[解析] (1)小麦幼苗体内ABA的合成部位是根冠、萎蔫的叶片，据题表数据分析可知，ABA促进了小麦幼苗气孔的关闭。
(2)Rubisco催化CO2的固定，因此其发挥作用的场所是叶绿体基质；光可以作为信号调控小麦幼苗的生长发育。
(3)据题表数据分析可知，在水分充足时，小麦幼苗经过ABA处理后，Rubisco酶活性会升高，这样可以促进CO2的固定，以适应气孔关闭引起的低浓度CO2环境，使光合作用正常进行。由分析可知，ABA会降低气孔导度，使光合作用强度减弱，而又能提高Rubisco酶活性使光合作用加强，正常供水下，②组在加入ABA后光合速率低于①组；在干旱条件下，④组在加入ABA后光合速率高于③组。两种情况下光合速率变化出现差异的原因可能是在正常供水情况下，施加ABA后，气孔导度的下降对光合速率的影响大于Rubisco酶活性升高对光合速率的影响，因此光合速率下降；在干旱条件下，施加ABA后，气孔导度的下降对光合速率的影响小于Rubisco酶活性升高对光合速率的影响，因此光合速率提高。
(4)干旱胁迫会引起小麦幼苗细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质的含量增加，这样可以提高细胞的渗透压，减少失水，使植株适应干旱环境。
1．(2024·湖南邵阳阶段练习)植物细胞线粒体内膜上存在交替氧化酶(AOX)呼吸途径，它可以直接将电子传递给氧气生成水而不伴随跨膜H＋浓度梯度的产生。有氧呼吸的部分过程(电子传递伴随跨膜H＋浓度梯度的产生)如图所示，下列叙述不正确的是( )
热点拓展练(三) 光合作用和细胞呼吸
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．线粒体中葡萄糖氧化分解合成ATP的数量取决于内膜两侧的H＋浓度差
B．若某物质抑制有氧呼吸，则对无氧呼吸可能也有一定的影响
C．缺氧条件下不能驱动H＋的逆浓度运输，丙酮酸难以进入线粒体基质
D．低温条件下，植物若通过增强AOX呼吸途径，可以更好地适应低温环境
题号
1
3
5
2
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10
√
A [葡萄糖不进入线粒体中，在细胞质基质中被分解为丙酮酸，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的，若某物质抑制有氧呼吸第一阶段，则对无氧呼吸也有影响，B正确；由题意和过程图知，在缺氧条件下无法进行电子传递过程，就不能驱动H＋的逆浓度运输，进而丙酮酸难以进入线粒体，C正确；AOX呼吸途径能直接将电子传递给氧气生成水而不伴随跨膜H＋浓度梯度的产生，为细胞节省能量，在低温条件下，细胞通过AOX呼吸途径，不产生ATP，而释放大量的热能，有利于植物适应低温环境，D正确。]
题号
1
3
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10
2．下图是番茄植株的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，下列叙述错误的是( )
题号
1
3
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10
A．自然界中能发生光合作用的生物，不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统
B．光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中
C．在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP
D．PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋，产生电子传递给PSⅠ将NADP＋和H＋结合形成NADPH
题号
1
3
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10
√
B [由图可知，PSⅡ和PSⅠ分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上，自然界中能发生光合作用的生物，不一定具有叶绿体，如蓝细菌，故不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统，A正确；分析图示可知，光反应过程将吸收的一部分光能转换为活跃的化学能储存在ATP中，还有一部分储存在NADPH中，B错误；由图可知，H＋顺浓度梯度转运出类囊体并产生能量，在ATP合成酶的作用下，促进ADP和Pi合成ATP，C正确；图中显示，PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2、H＋和电子，产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP＋和H＋结合形成NADPH，D正确。]
题号
1
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10
3．(2024·北京丰台一模)CAM植物白天气孔关闭，夜晚气孔打开，以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径，相关叙述不正确的是( )
题号
1
3
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10
A．催化过程①和过程②所需的酶不同
B．卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜
C．CAM植物白天气孔关闭可减少水分散失
D．夜晚缺乏NADPH和ATP不能进行卡尔文循环
题号
1
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10
√
B [过程①是将CO2转化为C4，过程②是CO2固定，酶具有专一性，因此催化过程①和过程②所需的酶不同，A正确；卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段，CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质，B错误；CAM植物白天关闭气孔，能减少水分散失以适应干旱环境，C正确；CAM植物在夜晚黑暗条件下不能制造有机物，因为没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，不能进行卡尔文循环，D正确。]
题号
1
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10
4．(2024·广东肇庆二模)大豆、玉米等植物的叶绿体中存在一种名为Rubisco的酶，参与卡尔文循环和光呼吸。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物(RuBP)为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，具体过程如下图所示。下列有关说法正确的是( )
题号
1
3
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10
A．大豆、玉米等植物的叶片中消耗O2的场所有叶绿体、线粒体
B．光呼吸发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中
C．有氧呼吸和光呼吸均产生ATP
D．干旱、晴朗的中午，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会降低
题号
1
3
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√
A [玉米、大豆叶片中通过有氧呼吸消耗O2的场所是线粒体内膜，通过光呼吸消耗O2的场所在叶绿体基质，A正确。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物(RuBP)为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，由以上可知，光呼吸和卡尔文循环发生场所一致，在叶绿体基质进行，B错误。由图可知，在CO2/O2的值低时，RuBP结合O2发生光呼吸，光呼吸会消耗多余的ATP、NADPH，C错误。干旱、晴朗的中午，胞间CO2浓度会降低，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会增强，D错误。]
题号
1
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10
5．(2024·北京昌平二模)蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度的CO2，而空气中的CO2浓度一般较低，蓝细菌具有CO2浓缩机制如下图所示。研究还发现，R酶能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点。下列相关叙述正确的是( )
题号
1
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10
A．CO2以协助扩散方式通过光合片层膜
B．R酶可抑制CO2固定，减少有机物积累
C．浓缩机制可提高CO2与R酶的结合率
D．转入转运蛋白基因后光合速率减小
题号
1
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10
√
C [依题意得，图示为蓝细菌的CO2浓缩机制，据图可知，CO2进入光合片层膜要依赖CO2转运蛋白，同时消耗能量，因此，CO2以主动运输的方式通过光合片层膜，A错误。依题意得，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点，CO2浓缩机制可提高R酶周围CO2浓度，因此，当R酶周围CO2浓度高时，CO2与R酶的结合率高，促进CO2固定，提高光合作用速率；当R酶周围O2浓度高时，O2与R酶的结合率高，抑制CO2固定，降低光合作用速率，B错误，C正确。转入转运蛋白基因后，膜上转运蛋白量增加，为暗反应提供的CO2增加，暗反应速率增加，促使光反应速率增加，从而使光合速率增加，D错误。]
题号
1
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6．(2024·新课标卷)干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是( )
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
题号
1
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2
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√
A [叶片萎蔫时，叶片中的脱落酸(ABA)含量会增加，达到一定程度叶片可能会脱落，A错误；干旱缺水时，植物气孔开度减小，吸收的CO2会减少，植物的光合速率会降低，B正确；植物细胞失水时主要失去自由水，自由水含量下降，结合水与自由水比值会增大，C正确；缺水会影响植物体内各种需要水分参与的生理反应，植物对营养物质的吸收和运输往往需要水分参与，缺水不利于该过程，D正确。]
题号
1
3
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7．(2024·黑龙江伊春三模)为研究外源脱落酸(ABA)对干旱胁迫下小麦的影响，科研人员将小麦分别进行如下处理：对照组：向根部施加营养液；干旱胁迫组：向根部施加聚乙二醇(PEG)；干旱胁迫和ABA组：根部施加PEG和叶片喷洒ABA结合处理。一段时间后检测叶片中叶绿素的含量，结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
题号
1
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组别 对照组 干旱胁迫组 干旱胁迫和ABA组
叶片叶绿素含量 /[mg/(g·FW)] 0.65 0.42 0.62
A．为保证单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶液
B．在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失水，模拟干旱缺水环境
C．脱落酸能促进气孔关闭以及叶和果实的成熟和脱落
D．ABA处理能够缓解由干旱造成的叶绿素含量的损失
题号
1
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√
C [由于对照组是用营养液处理小麦的，因此为了保证单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶液，A正确；在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失水，模拟干旱缺水环境，B正确；脱落酸不具备促进果实成熟的功能，C错误；据表可知，干旱胁迫和ABA组叶片叶绿素含量高于干旱胁迫组，说明ABA处理能够缓解由干旱造成的叶绿素含量的损失，D正确。]
题号
1
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8．(2024·湖北黄石一模)不同植物的光合作用机制不完全相同，大豆是C3植物，而玉米是一类具有高光合作用效率的C4植物，下图表示玉米的光合作用和光呼吸过程，由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。Rubisco酶是一个双功能酶，CO2浓度高时，倾向于催化C5和CO2反应；O2浓度高时，倾向于催化C5和O2反应生成CO2(称为光呼吸)。回答下列问题：
题号
1
3
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10
(1)玉米维管束鞘细胞中CO2固定的具体部位是________________。C3还原需要光反应提供____________________________。
(2)低CO2浓度环境中，C4植物比C3植物存活时间更长，据图分析原因是_______________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
1
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10
叶绿体基质
ATP和NADPH
C4植物的PEP酶对CO2的亲和力高，能够利用低浓度的CO2合成有机物供植物利用
(3)某同学利用大豆叶片进行有关实验，实验中多次打孔获得叶圆片，并对叶圆片进行干燥称重，结果如下表(假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变)。则叶圆片光照1 h的实际光合作用强度表达式是(用表中相关字母表示)_____________________________。
实验前 黑暗1 h后 再光照1 h后
叶圆片干燥 称重(g/cm2) x y z
题号
1
3
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10
z＋x－2y
(4)欲追踪光合作用过程中物质转移过程，可采用________________
_______法进行研究。小麦、大豆等C3植物的光呼吸会耗损光合作用新形成有机物的25%，而玉米等C4植物光呼吸消耗只占光合作用新形成有机物的2%～5%。请从Rubisco酶的角度提出一条利用现代 生物技术提高C3植物产量的研究思路：________________________
_________________________________________________________。
题号
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同位素标记/同位素示踪
改造Rubisco酶的基因进而改变Rubisco酶的结构，使其更多地结合CO2，提高C3植物的产量
[解析] (1)据图分析，CO2固定发生的具体部
第一部分 专题素能提升
模块一 细胞
专题(三) 光合作用和细胞呼吸
核心整合篇
01
核心整合练A卷
02
核心整合练B卷
03
热点拓展篇
04
热点拓展练
05
核心整合篇
1．光合作用与细胞呼吸过程变化的内在联系
(1)过程模式图
(2)光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化
物质变化：
①
②
③
能量变化：
提醒：①人体无氧呼吸产生的乳酸可经过肝脏重新生成葡萄糖。②细胞呼吸中产生的[H]为NADH(还原型辅酶Ⅰ)，与光反应中产生的NADPH(还原型辅酶Ⅱ)不同，二者的元素构成均为C、H、O、N、P。③人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体，酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质；植物固定CO2的场所是叶绿体基质，蓝细菌、硝化细菌等固定CO2的场所是细胞质。
(1)如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的____，乙图对应图1中的________________________，丙图对应图1中的_________________，丁图对应图1中的____。
(2)如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的__图、__图和__图。
A点
AB段(不含A、B两点)
B点以后(不含B点)
B点
甲
丙
丙
2．解读光合速率与呼吸速率的关系
3．影响细胞呼吸和光合作用的相关曲线
酶的活性
温度、CO2浓度
ATP、NADPH
(原理：温度影响光合作用和呼吸作用酶的活性，光合酶的最适温度一般低于呼吸酶的最适温度。
应用：低温储存果蔬、粮食；白天适当升温，夜晚适当降温增加农作物有机物积累。)
温度、光照强度
4．光补偿点、光饱和点的移动
注：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。
条件 B点(补偿点) C点(饱和点)
适当增大光照 强度(CO2浓度) 左移 右移
适当减小光照 强度(CO2浓度) 右移 左移
土壤缺Mg2+ 右移 左移
(1)B点与C点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
(2)D点：代表饱和点对应的最大光合速率，若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。
5．聚焦自然环境及密闭容器中植物—昼夜气体变化曲线
(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线
①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。
②结束光合作用的点：__点。
③光合速率与呼吸速率相等的点：______点；有机物积累量最大的点：__点。
④de段下降的原因是_________________________________________
___；fh段下降的原因是____________。
m
c、h
h
午间温度过高，部分气孔关闭，CO2吸收量减
光照强度减弱
少
(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线
①光合速率等于呼吸速率的点：______点。
C、E
②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量____总呼吸量(净光合量大于0)，植物能生长。
③若图2中N′点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N′点低于M′点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量____总呼吸量(净光合量小于0)，植物不能生长。
大于
小于
1．(2024·广东卷)2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是( )
A．ATP B．NADP＋
C．NADH D．DNA
√
D [由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP＋和H＋转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，A、B、C错误。]
2．(2023·北京卷)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( )
A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
√
C [CO2吸收速率代表净光合速率，在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高，主要原因是随着温度的升高，光合酶的活性增强，B正确；CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。]
3．(2024·甘肃卷)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下
(400 μmol·m-2·s-1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m-2·s-1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是____________，加入少许碳酸钙可以_______________________________________。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是_________________________________________________________。
无水乙醇
防止研磨中色素被破坏
叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据：①纯合体种子为白色；②______________________________
_________________________________________________________。
纯合突变
体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求
与野生型相比，纯合突变体叶片
中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是_________。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在_________________________条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
脱落酸
弱光及其他条件适宜且相同
②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的_______________________________________________。
③预期结果：_______________________________________________
_________________________________________________________。
气孔开度或气孔大小
B组气孔明显小于A组，C、D两组气孔大小基本相
同，且大于A、B组
[解析] (1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。
(2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。
(3)在正常光照下(400 μmol·m-2·s-1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。
(4)由图可知：与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)，说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发， 脱落酸具有抑制种子萌发的作用，据此可推知：X最可能是脱落酸。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知：该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。据此，依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计可推知，补充完善的实验设计如下：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在弱光及其他条件适宜且相同条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的气孔开度和气孔大小。
③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中激素X的含量，所以预期的结果：B组气孔的大小明显小于A组，C、D两组气孔大小基本相同，且大于A、B组。
命题延伸 判断与表达
(1)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是氧化型辅酶Ⅰ。(2023·广东卷T7) ( )
提示：还原型辅酶Ⅰ。
(2)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(2023·湖南卷T2) ( )
提示：有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。
×
×
(3)不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等。(2023·浙江1月卷T16) ( )
提示：等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放的能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在不彻底的氧化产物中，释放能量少。
(4)马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生。(2019·全国Ⅱ卷T2) ( )
提示：氧气浓度升高会抑制无氧呼吸，不会增加马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸的量。
×
×
(5)叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰。(2023·全国乙卷T2) ( )
(6)光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化。(2022·江苏卷T8) ( )
提示：光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解。
√
×
(7)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。(2021·湖南卷T7) ( )
(8)合理控制昼夜温差有利于提高作物产量。(2021·辽宁卷T2)
( )
(9)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。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率。(2022·全国乙卷T2) ( )
√
√
√
(10)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)。(2022·全国甲卷T29)
(11)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖，原因是________________
____________________________________________________________________________________________________________________。(2023·全国甲卷T29)
叶片处细胞呼吸消耗或建造叶片处结构
悬浮液中具有类
囊体膜以及叶绿体基质中暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，所以无法形成糖类
(12)干旱处理后某植物的光合速率会降低，出现这种变化的主要原因是________________________________________。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。(2019·全国Ⅰ卷T29)___________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
气孔开度减小使供应给光合作用的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(或实验思路：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：ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变)。
题组1 细胞呼吸的原理及应用的综合考查
1．(2024·贵州黔南二模)春笋被誉为春天里的“菜王”，不论是用于炒肉还是炒蛋都相当美味。黔南的崇山峻岭之中，分布着各种春笋，新采摘的春笋在几天内就会产生酒味并腐烂。为探究延长春笋储存时间的方法，研究员使用消毒液浸泡春笋后，分别在正常空气和高氧环境中进行储存，发现高氧环境中春笋产生的酒精少，腐烂程度更低。下列叙述错误的是( )
2
4
1
3
题号
5
A．正常空气中，春笋细胞内线粒体不能将葡萄糖氧化分解成CO2和水
B．可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况
C．高氧环境中储存的春笋细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质
D．使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表面微生物对实验结果的影响
2
4
1
3
题号
5
√
C [线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]，丙酮酸和[H]在线粒体中继续氧化分解成CO2和水，A正确；在酸性条件下，酒精可使橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色，故可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况，B正确；高氧环境中春笋产生的酒精少，即高氧环境中存在有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质和细胞质基质，C错误；因为微生物也要进行呼吸作用，会对实验有干扰，因此要排除这一无关影响，使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表面微生物对实验结果的影响，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
2．(2023·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
√
2
4
1
3
题号
5
B [根据题述信息“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累”，可知细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
题组2 光合作用与细胞呼吸的综合分析
3．(2024·辽宁沈阳二模)光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围。研究表明热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为46.7 ℃。下列相关叙述错误的是( )
A．在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大
B．CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关
C．CO2极限时较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP 含量高，C3含量低
D．热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前光合速率不断增加
√
2
4
1
3
题号
5
D [分析题意，光极限是指光合作用吸收CO2量随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，在光极限范围内，随着光吸收的增加光合速率也增大，A正确；CO2极限是指光合作用吸收CO2量不再随着光吸收的增加而上升的光吸收范围，CO2极限时，光合速率不再增加可能与叶片气孔大量关闭有关，此时CO2进入气孔减少，暗反应减慢，B正确；CO2极限时光照强度达到最大，光反应速率最大，较极限前叶肉细胞中的NADPH、ATP 含量高，C3还原加快，故C3含量低，C正确；酶活性需要适宜的温度，热带树木的光合机制开始失效的临界温度平均约为
46.7 ℃，热带树木达到光合机制开始失效的临界平均温度前随温度升高，相关酶活性降低，故光合速率不会一直增加，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
4．(2024·山东菏泽二模)西红柿叶肉细胞进行光合作用和呼吸作用的过程如图1所示(①～④表示过程)。某实验室用水培法栽培西红柿进行相关实验的研究，在CO2充足的条件下西红柿植株的呼吸速率和光合速率变化曲线如图2所示，下列说法正确的是( )
2
4
1
3
题号
5
A．图1中，晴朗的白天西红柿叶肉细胞中产生ATP的过程是①③④
B．图2中，9～10 h间，光合速率迅速下降，最可能发生变化的环境因素是温度
C．培养时若水循环不充分导致植物萎蔫，原因是植物排出无机盐导致培养液渗透压升高
D．图2中两曲线的交点时(A点)，叶肉细胞不吸收外界的CO2
2
4
1
3
题号
5
√
A [图1中，①过程中H2O分解产生O2和H＋，是光合作用的光反应阶段，合成ATP，②过程中H＋将CO2还原成C6H12O6的过程是光合作用暗反应，消耗光反应产生的ATP，④过程是H2O和C6H12O6分解成CO2和H＋，是有氧呼吸的第一和第二阶段，产生少量的ATP，③过程是H＋与O2结合生成水，是有氧呼吸的第三阶段，产生大量ATP，A正确；图2中，9～10 h间，光合速率迅速下降的原因可能是环境中温度迅速下降，也可能是突然停止光照，但呼吸作用也受到温度影响，而呼吸速率并没有明显下降，故不是温度变化，B错误；培养时若水循环导致植物萎蔫，原因是蒸腾作用导致植物体内水分散失，C错误；图2表示的是植株的光合速率与呼吸速率，A点时光合速率与呼吸速率相等，因植物只有叶肉细胞能进行光合作用，因此也就是叶肉细胞的光合速率与全株细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率，因此叶肉细胞会吸收外界的CO2，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
5．(2024·广东汕头模拟)我国科学家模拟光合作用原理，在实验室利用CO2和H2成功转化出淀粉，在高密度氢能和多种工程重组酶的作用下，人工合成淀粉代谢路线(ASAP)如下图所示，实验结果表明，1立方米生物反应器的年淀粉产量，理论上相当于种植1/3公顷玉米的淀粉年产量。回答下列问题：
2
4
1
3
题号
5
(1)光合作用是自然界最基本的物质和能量代谢，是唯一能够__________________光能的生物学途径，这一生物学途径需要光合色素的参与，在绿叶中色素的提取和分离实验中常用________________来分离色素。
(2)ASAP代谢路线中高密度氢能相当于光合作用中的_________，其作用是为淀粉的合成提供______________。
2
4
1
3
题号
5
捕获和转化
纸层析法
NADPH
能量和还原剂
(3)据图分析，与光合作用暗反应相比，ASAP代谢路线没有________________(填“CO2的固定”“C3的还原”或“C5的再生”)。实验结果表明，ASAP代谢路线积累淀粉的效率远高于绿色植物，从淀粉的合成与消耗角度分析，主要原因是__________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2
4
1
3
题号
5
C5的再生
与绿色植物光合作用相比，ASAP代谢路线合成淀粉时没有C5的再生过
程，提高了淀粉的合成效率；ASAP代谢路线不存在呼吸作用消耗淀粉，减少了淀粉的消耗。因此，ASAP代谢路线积累淀粉的效率远高于绿色植物
(4)如果ASAP代谢路线能真正实现工业化生产，对传统农业、环境保护和粮食生产的重要意义有____________________________
__________________________________________________________________________________________________________________ (答出两点)。
2
4
1
3
题号
5
有助于缓解粮食危机和能源短缺；有利于节约大量耕地、淡水资源；有助于降低大气CO2浓
度，改善全球气候变暖趋势；中间产物可能被其他的领域应用等
[解析] (1)光合作用是自然界中唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。绿叶中色素的提取和分离实验中，常用无水乙醇提取绿叶中的色素，分离色素常用的方法是纸层析法。
(2)依题意，ASAP代谢路线是模拟光合作用原理，在实验室利用CO2和H2成功转化出淀粉的过程。由此推断，高密度氢能相当于光合作用中的NADPH，在淀粉的合成中起还原剂的作用，并为淀粉合成提供能量。
2
4
1
3
题号
5
(3)据图可知，与光合作用暗反应相比，ASAP代谢路线没有C5的再生过程。与绿色植物光合作用相比，ASAP代谢路线合成淀粉时没有C5的再生过程，没有C3用于再生C5，提高了淀粉合成的效率。ASAP代谢路线不存在呼吸作用消耗淀粉，减少了淀粉的消耗。综合以上分析，与绿色植物相比，ASAP代谢路线提高了淀粉的合成效率，减少了淀粉的消耗，所以积累淀粉的效率更高。
(4)如果ASAP代谢路线能真正实现工业化生产，对传统农业、环境保护和粮食生产的重要意义有有助于缓解粮食危机和能源短缺；有利于节约大量耕地、淡水资源；有助于降低大气CO2浓度，改善全球气候变暖趋势；中间产物可能被其他的领域应用等。
2
4
1
3
题号
5
1．(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )
核心整合练(三) 光合作用和细胞呼吸[A卷]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多
D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
C [在时间a之前，因为没有CO2释放，所以不可能是产生酒精的无氧呼吸过程，只能是产生乳酸的无氧呼吸过程，A正确；因为a～b时间内仍然处于无氧呼吸的状态，产生CO2表明进行了产生酒精和CO2的过程，B正确；两个无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以产生的ATP一样，C错误；酒精是脂溶性的物质，跨膜运输方式是自由扩散，不消耗能量，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2．(2024·广东湛江三模)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．O2在线粒体基质与[H]结合生成水并释放大量能量
B．据图分析，在3 ℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C．O2浓度为20%～30%范围内，温度对CO2的生成量无影响
D．低温储存苹果时，因低温破坏呼吸酶的空间结构，从而减少了有机物消耗
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
B [O2在线粒体内膜与[H]结合生成水并释放大量能量，A错误；据图分析，在3 ℃、5%O2浓度条件下，细胞呼吸最弱，CO2释放量最少，B正确；由图可知，O2浓度为20%～30%范围内，温度影响CO2的相对生成量，C错误；低温抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3．(2024·广东茂名二模)某小组做了“探究叶龄对叶片中光合色素含量的影响”的实验，结果如图，下列叙述错误的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．用纸层析法来分离叶片中的光合色素
B．嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等
C．相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率相等
D．不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
C [各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，所以用纸层析法来分离叶片中的光合色素，A正确；嫩叶中色素含量为6＋2＝8，老叶中色素含量为5＋3＝8，所以嫩叶与老叶的叶绿体色素总含量相等，B正确；嫩叶与老叶的叶绿素和类胡萝卜素含量都不同，所以相同光照强度下嫩叶与老叶光合速率不一定相等，C错误；不同发育阶段叶绿素含量的变化为6→12→5，类胡萝卜素的含量变化为2→4→3，所以不同时期的叶绿素含量变化比类胡萝卜素的大，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
4．(2024·湖北武汉阶段练习)气孔是植物表皮上高度特化的细胞，由两个保卫细胞合围而成。保卫细胞通过体积变化来调节气孔运动，这对于植物光合作用和蒸腾作用中的气体和水分交换至关重要。下列叙述错误的是( )
A．与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较小
B．盛夏正午时分植物光合作用强度减弱可由部分气孔关闭导致
C．雨天叶片含水过多，保卫细胞吸水膨胀使气孔张开
D．荒漠生物群落中的许多植物为了适应干旱环境，气孔在夜晚打开
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A [光合色素主要吸收蓝紫光和红光，故与绿光相比，植物在同等强度红光条件下气孔开度较大，A错误；盛夏晴朗的白天，正午时分温度很高，导致气孔大量关闭，CO2无法进入叶片组织，导致光合作用暗反应受到限制，B正确；气孔是由成对半月形的保卫细胞之间形成的小孔，雨天叶片含水过多，保卫细胞吸水，细胞膨胀，外壁伸展拉长，细胞的内壁向内凹陷，细胞厚度增加，两细胞分离，气孔张开，C正确；荒漠生物群落中的许多植物如仙人掌为了适应干旱环境，气孔在夜晚才打开，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
5．(2024·北京卷)某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．增加叶片周围环境CO2浓度
B．将叶片置于4 ℃的冷室中
C．给光源加滤光片改变光的颜色
D．移动冷光源缩短与叶片的距离
√
A [CO2是光合作用的原料，增加叶片周围环境CO2浓度可增加单位时间单位叶面积的氧气释放量，A符合题意；降低温度会降低光合作用的酶活性，会降低单位时间单位叶面积的氧气释放量，B不符合题意；给光源加滤光片，减少了光源，会降低光合速率，C不符合题意；移动冷光源缩短与叶片的距离会使光照强度增大，但单位时间单位叶面积的最大氧气释放量不变，因为光饱和点之后，光合作用强度不再随着光照强度的增强而增强，D不符合题意。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
6．(2024·湖北武汉三模)研究人员对密闭蔬菜大棚中的黄瓜植株进行了一昼夜的光合作用和呼吸作用调查，结果如下图所示，SM、SN、Sm分别表示图中相应图形的面积。下列叙述错误的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．E点时密闭大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低
B．C点过后光照降低，短时间内叶绿体中C3含量升高
C．B点和D点时黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率
D．一昼夜后，黄瓜植株有机物的净增加量可表示为Sm－SM－SN
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
A [B点之前经过一晚上的呼吸释放CO2，且6点前光合作用小于呼吸作用，因此大棚中的CO2浓度在B点达到最大，此后由于光合作用大于呼吸作用，CO2浓度开始下降，同时由于晚上消耗O2，此时O2浓度最低，即B点时大棚中CO2浓度最高，O2浓度最低，A错误；C点过后光照降低，光反应产生的ATP和NADPH减少，那么C3还原速率减慢，C3消耗减少，而短时间内C3合成速率不变，因此短时间内叶绿体中C3含量升高，B正确；图中B点和D点表示CO2的吸收量等于CO2的释放量，即黄瓜植株光合作用速率等于呼吸作用速率，C正确；图中SM、SN表示0～6时、18～24时消耗的有机物量，Sm表示6～18时光合作用积累的有机物量，因此，经过一昼夜后，黄瓜植株有机物的净增加量应为Sm－SM－SN，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
7．(2024·河北衡水三模)淀粉和蔗糖是叶肉细胞光合作用两种主要终产物，Pi在二者分配过程中起到了重要的调节作用，其过程如图所示。下列叙述正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．磷是生物膜的重要组分，中心体和核糖体不含磷
B．CO2形成三碳糖磷酸的过程中，NADPH不供能，只作为还原剂
C．若光照骤减，核酮糖-1，5-二磷酸的含量短时间内会减少
D．若抑制磷酸转运器的功能，卡尔文循环会马上停止
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
C [磷脂构成生物膜的基本骨架，中心体由蛋白质组成，不含磷元素，核糖体由蛋白质和RNA组成，含磷元素，A错误；CO2形成三碳糖磷酸的过程中，需要NADPH作还原剂和提供能量，B错误；若光照骤减，光反应产生的ATP和NADPH会减少，C3还原过程减慢，导致核酮糖-1，5-二磷酸的含量短时间内会减少，C正确；若抑制磷酸转运器的功能，会导致叶绿体内Pi下降，进而影响卡尔文循环，但卡尔文循环不会马上停止，D错误。]
题号
1
3
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2
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9
10
8．(2024·河北卷)高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图表所示。
题号
1
3
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4
6
8
7
9
10
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
回答下列问题：
(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中______可被位于叶绿体_____________上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的C3还原转化为_____和______。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的__________较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
覆膜处理 叶绿素含量(mg/g) 类胡萝卜素含量(mg/g)
白膜 1.67 0.71
蓝膜 2.20 0.90
绿膜 1.74 0.65
蓝光
类囊体薄膜
C5
糖类
紫外光
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用________________作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是_______________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
无水乙醇
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰
(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为__________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________ (答出两点即可)。
题号
1
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10
覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素的含量都更高，有利于幼苗进行光合作用
[解析] (1)叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。在暗反应阶段，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
题号
1
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(2)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。
(3)据图可知，与覆盖其他色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜相比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素的含量都更高，有利于幼苗进行光合作用。
题号
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9．(2024·广东珠海三模)间作是指同一块土地上，同一生长期内分行相间种植两种或两种以上的作物。为探究间作对玉米光合作用的影响，研究人员做了相关研究：对照组只种植玉米(单作)，实验组两行玉米和四行花生间作，结果见表和图。
题号
1
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10
处理 叶绿素(mg/g) 类胡萝卜素(mg/g) Fm Fv/Fm
单作 3.86 0.46 363.52 0.784
间作 3.95 0.49 351.15 0.784
题号
1
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(1)叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的________________光，吸收的光可促进光反应产生__________________________，用于暗反应。
(2)已知叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏两大功能，Fm可衡量光能传递情况，与光能传递效率成正比，Fv/Fm可衡量光能转化效率。据表推测，间作提高了玉米对强光的利用能力的原因包括_______________________
__________________________________________________________________________________________________________________ (回答两点)。
题号
1
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10
蓝紫
ATP和NADPH
叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，提高了光能的吸收和转化；类胡萝卜素含量升高，Fm降低，减少了强光对植物的破坏
(3)实验表明，间作不仅明显提高玉米净光合作用，还促进了籽粒的生长。结合上图，写出判断依据：____________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，请提出一个新的研究课题：_____________________________________________________。
题号
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间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽粒，促进籽粒生长
研究不同植物间的间作模式
[解析] (1)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收可见光中的蓝紫光，吸收的光可促进光反应水的光解和ATP的合成，产生的ATP和NADPH可用于暗反应。
(2)由表格数据可知，间作条件下，叶绿素含量升高，类胡萝卜素含量升高，叶绿素在植物体内负责光能的吸收、传递和转化，类胡萝卜素具有吸收光能和防御强光对植物体破坏，同时Fm降低，减少光能传递。间作提高了玉米对强光的利用能力在于提高了光能的吸收和转化，同时减少强光对植物的破坏。
题号
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(3)由图可知，间作条件下总干物质量大于单作总干物质量，且单作和间作茎叶干物质相同，使更多的有机物运输到籽粒，促进籽粒生长。
(4)为进一步优化间作对农业生产中的应用，可研究不同植物间的间作模式。
题号
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10．(2024·福建宁德三模)小麦受到盐胁迫时产量降低。某科研人员以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料，展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究。实验组用200 mmol·L-1 NaCl溶液模拟盐胁迫处理，对照组用等量的蒸馏水处理。部分实验数据如下图。
题号
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10
回答下列问题：
(1)本实验的自变量是____________________，设置对照组的目的是___________________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
1
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10
盐胁迫和小麦品种
排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响，以保证本实验结果是由盐胁迫引起的
(2)给小麦的叶片供应CO2，在相应酶的作用下与C5结合而被固定，形成________，该过程发生在小麦叶肉细胞的____________ (填具体部位)。
(3)分析实验结果可知，在盐胁迫下“中国春”的净光合速率降低，其原因可能是_______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
题号
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C3
叶绿体基质
盐胁迫导致叶片气孔导度下降，叶片吸收外界CO2量减少，但胞间CO2浓度与对照组相当，叶片利用CO2能力下降，从而净光合速率降低
(4)研究表明盐胁迫使“百农889”叶绿素的含量降低，施用硅(Si)和硒(Se)能提高受盐胁迫“百农889”叶绿素的含量，在一定程度改善盐胁迫对小麦造成的不利影响；同时施加两种元素的处理效果要优于单一施用一种元素。请设计实验进行验证，简要写出实验思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
题号
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10
将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五
组：甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理并同时施用Si和Se，一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量
[解析] (1)依题意，本实验的目的是以“百农889”和“中国春”两种耐盐小麦的盆栽幼苗作为材料，展开小麦对盐胁迫的耐受性差异机理及耐盐品种选育的研究，因此，本实验的自变量是盐胁迫和小麦品种。为了排除盐胁迫以外因素对实验结果的影响，以保证本实验结果是由盐胁迫引起的，设置了对照组。
(2)小麦的叶片通过气孔从外界吸收的CO2，在特定酶的作用下， CO2与C5结合形成C3，这个过程称作CO2的固定，发生在小麦叶肉细胞的叶绿体基质。
题号
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(3)据图可知，相比对照组，“中国春”实验组的气孔导度更小，胞间CO2浓度相当。由此可推测，盐胁迫导致叶片气孔导度下降，叶片吸收外界CO2量减少，但胞间CO2浓度与对照组相当，叶片利用CO2能力下降，从而净光合速率降低。
(4)依题意，该实验的目的是验证同时施加硅(Si)和硒(Se)两种元素的处理改善盐胁迫对小麦造成的不利影响要优于单一施用一种元素。由此可知自变量应为是否有盐胁迫及所施加的元素种类，因变量为各组“百农889”叶片叶绿素的含量。据此实验思路为将生理状态相同的“百农889”随机分成甲、乙、丙、丁、戊五组：甲组不做处理、乙组盐胁迫处理、丙组盐胁迫处理并施用Si、丁组盐胁迫处理并施用Se、戊组盐胁迫处理并同时施用Si和Se，一段时间后检测并比较各组叶绿素的含量。
题号
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√
1．(2024·广东深圳模拟)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD＋)是一种辅酶，由磷酸基团连接两个核苷酸构成，参与供能、DNA修复、抗氧化等多项生理活动。下列有关叙述正确的是( )
A．NAD＋与ATP的组成元素相同
B．NAD＋可以参与光合作用光反应
C．构成NAD＋的基本单位是核糖核苷酸
D．NAD＋在线粒体内膜上催化水的生成
核心整合练(三) 光合作用和细胞呼吸[B卷]
题号
1
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9
A [依题意可知，NAD＋由磷酸基团连接两个核苷酸构成，ATP由腺苷和磷酸组成，二者都是由C、H、O、N、P五种元素组成的，A正确；NAD＋可参与有氧呼吸过程生成NADH，NADP＋可参与光合作用光反应生成NADPH，B错误；NAD＋由磷酸基团连接两个核苷酸构成，并不是只由核苷酸构成，C错误；NADH在线粒体内膜上参与水和ATP的生成，不起催化作用，D错误。]
题号
1
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2．(2024·湖南株洲一模)有氧呼吸过程中，[H]经一系列传递过程后，最终与氧结合生成水，下图为[H]传递过程的两条途径，其中“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。小鼠氰化物中毒后细胞呼吸被抑制，导致死亡，而对天南星科植物用氰化物处理，细胞呼吸仍能进行。下列说法错误的是( )
题号
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9
A．物质6→物质7的过程伴随着ATP的生成，属于放能反应
B．小鼠可能只存在途径1，而天南星科植物同时存在途径1和途径2
C．有氧呼吸的过程中[H]来自丙酮酸和水，[H]与O2结合生成水发生在线粒体的内膜
D．天南星科植物开花时，体内温度明显上升但ATP生成量无明显增加，此时途径2增强
题号
1
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9
√
C [物质6→物质7的过程释放出能量，属于放能反应，释放的能量一部分用于ATP的生成，A正确；小鼠氰化物中毒后细胞呼吸被抑制，导致死亡，而对天南星科植物用氰化物处理，细胞呼吸仍能进行，说明小鼠可能只存在途径1，而天南星科植物同时存在途径1和途径2，B正确；有氧呼吸的过程中[H]来自葡萄糖和水，[H]与O2结合生成水发生在线粒体的内膜，属于有氧呼吸的第三阶段，C错误；天南星科植物在开花时，体内温度升高但ATP生成没有明显增加的原因：途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大量能量以热能形式散失，D正确。]
题号
1
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9
3．(2024·广东卷)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( )
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
√
题号
1
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9
D [有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。]
题号
1
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9
4．(2023·新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施，下列说法合理的是( )
题号
1
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9
A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
题号
1
3
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6
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9
√
A [措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，措施④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A合理；措施③风干储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，措施⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促进光合作用，B不合理；措施②春化处理是为了促进花芽形成，措施⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C不合理；措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，措施④光周期处理，目的是促进或抑制植物开花，D不合理。]
题号
1
3
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9
5．(2024·重庆模拟)芜菁花叶病毒(TuMV)严重影响作物的产量和品质。某研究团队以青菜的健康株及接种芜菁花叶病毒(TuMV)的染病株为材料，比较测定了两者的光合作用和呼吸作用相关参数，结果如表所示。下列分析错误的是( )
题号
1
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9
组别 光合速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 呼吸速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 气孔导度/(μ mol H2O· m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol·L-1) 叶绿素总量/(mg·dm-2)
青菜对照叶 9.79 2.4 0.26 305.93 6.09
A．青菜病叶叶绿素含量下降会影响光反应，使暗反应产物积累
B．镜检青菜病叶叶肉细胞，可发现叶绿体变少或叶绿体被破坏等现象
C．青菜对照叶和青菜病叶呼吸速率差异不大，说明病毒对细胞线粒体破坏不明显
D．气孔导度大有利于外界CO2进入叶肉组织以增加胞间CO2浓度
题号
1
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9
组 别 光合速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 呼吸速率/(μ mol CO2·m-2·s-1) 气孔导度/(μ mol H2O· m-2·s-1) 胞间CO2浓度/(μmol·L-1) 叶绿素总量/(mg·dm-2)
青菜病叶 6.81 2.3 0.16 293.62 4.16
√
A [青菜病叶叶绿素含量下降会影响光能的吸收、传递，进而影响光反应，导致NADPH和ATP产量下降，暗反应速率下降，进而导致整个光合速率下降，并不是导致暗反应产物积累，A错误；由于青菜病叶叶绿素总量下降，叶绿素分布于叶绿体的类囊体薄膜，故可推测镜检时能看到叶绿体数量减少或叶绿体被破坏等现象，B正确；呼吸作用在细胞质基质和线粒体中进行，由于青菜病叶和青菜对照叶呼吸速率差异不大，可以推测病毒对叶肉细胞线粒体破坏不明显，C正确；气孔是植物与外界进行气体交换的门户，也是气体进出植物体的门户，所以气孔导度大有利于CO2进入植物体，增加胞间CO2浓度，D正确。]
题号
1
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9
6．(2024·广东韶关阶段练习)2021年9月24日，我国科学家在国际知名期刊Science上发表重大科技成果，首次对外公布了一种颠覆性的淀粉制备方法，其合成代谢路线如图所示。下列说法正确的是( )
题号
1
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9
A．该技术中C3 的合成途径与植物体内相同
B．该技术中水的分解产物与叶绿体中的相同
C．水产生的O2可以在线粒体基质中被用于有氧呼吸第三阶段
D．该技术可解决粮食危机并缓解温室效应
题号
1
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7
9
√
D [植物体内CO2与C5在酶的作用下结合形成C3，但该技术中，甲醇单碳缩合形成C3，因此两者C3的合成途径并不相同，A错误；据图可知，该技术中水的分解产物是氢气和氧气，植物体通过光反应将水分解为氧和H＋，氧直接以氧分子的形式释放出去，H＋与氧化型辅酶Ⅱ(NADP＋)结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)，B错误；水产生的O2可以在线粒体内膜上被用于有氧呼吸第三阶段，C错误；该技术能合成淀粉可解决粮食危机，反应时吸收CO2可缓解温室效应，D正确。]
题号
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9
7．(2024·江苏盐城模拟)据图回答下列与植物生理有关的问题：
(1)某高等植物叶肉细胞中部分光合产物的合成及转运过程如图1所示。光反应产物M包括____________________，叶肉细胞中淀粉和蔗糖的合成场所分别为__________________、_______________。已知白天合成淀粉活跃，据图分析其机理是____________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
题号
1
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7
9
ATP和NADPH
叶绿体基质
细胞质基质
白天光合作用强，产生的3-磷酸甘油酸和磷酸丙糖较多，ADPG焦磷酸化酶激活后，导致淀粉合成活跃
(2)据图1分析，细胞质基质中低Pi含量会_______(填“增强”或“减弱”)对ADPG焦磷酸化酶的抑制，从而使淀粉合成_______ (填“增加”或“减少”)。
题号
1
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7
9
减弱
增加
(3)科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，如图3所示，图2表示该植物的两种无氧呼吸途径。
分析可知，NAD＋的再生
可来自_______(填字母)。
淹水胁迫时，该植物根
细胞以______(填字母)途径为主。(A．酒精发酵 B．乳酸发酵)
题号
1
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9
AB
A
(4)干旱条件下植物会合成更多的脱落酸(ABA)
以抵御逆境，ABA在植物体内合成的部位是
________________等。研究发现气孔的开闭
与保卫细胞中的K＋浓度有关，图4表示ABA
对细胞K＋浓度的调节过程，据图分析干旱条
件下ABA引起气孔关闭的机理是______________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
题号
1
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7
9
根冠、萎蔫的叶片
ABA通过促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放，提高保卫细胞内Ca2+浓度，从而促进K＋运出并抑制K＋内流，导致细胞内K＋浓度降低，气孔关闭
[解析] (1)光反应是光照条件下发生了水的光解和ATP的合成，形成的产物包括氧气、ATP、NADPH，图示中的产物参与了暗反应，故是ATP和NADPH。 根据图示中叶绿体膜的位置信息，可判断淀粉在叶绿体基质中合成，而蔗糖在细胞质基质中合成。根据图示信息分析，白天光反应强，3 磷酸甘油酸激活ADPG焦磷酸化酶，导致磷酸丙糖合成淀粉活跃。
(2)细胞质中低Pi含量会影响磷酸丙糖的运输，且低Pi导致对ADPG焦磷酸化酶的抑制性减弱，磷酸丙糖的运出减少，导致叶绿体中磷酸丙糖增多，淀粉合成增多。
题号
1
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9
(3)分析图可知，NAD＋的再生可来自酒精、乳酸发酵。淹水胁迫时，该植物根细胞主要进行的是产生酒精的无氧呼吸。
(4)ABA 具有抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休眠和提高抗逆能力等作用，在植物体内的根冠、萎蔫的叶片等部位合成。据图可知，干旱条件下，ABA会促进Ca2+吸收和液泡中Ca2+释放，进而保卫细胞内Ca2+浓度升高，从而促进K＋运出并抑制K＋内流，导致细胞内K＋浓度降低，气孔关闭。
题号
1
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7
9
8．(2024·河北衡水模拟)油桃因香甜脆爽、光滑无毛深受消费者欢迎。为探究油桃合适的种植条件，某学者在大棚中利用油桃进行了一系列相关实验。所用实验地为沙壤，有机质含量为0.79%，全氮0.041%，全磷0.12%，全钾1.56%，速效氮4.8 mg/kg，速效磷
18.7 mg/kg。
实验一：分别在晴天(10时进行通风
处理)和阴天对大棚内的CO2浓度进
行测定，结果如图1所示。
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
实验二：晴天时，将大棚分为两组，实验组早上8点向大棚内增施CO2，其他条件与对照组相同(10时进行通风处理)，分别测定两组的净光合速率(Pn)，结果如图2所示。回答下列问题：
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
(1)在进行实验前，就对土壤的N、P、K等含量进行了测定，并适当补充了氮肥和磷肥，请从光合作用的角度分析施加氮肥和磷肥的目的：_______________________________________________________
_________________________________________________________。
题号
1
3
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9
植物可以利用N、P合成光合作用需要的酶、色素、NADPH、ATP等物质，从而提高光合作用的速率
(2)根据实验一和图1分析，上午9时，大棚内油桃植株的净光合速率晴天组_____(填“大于”“等于”或“小于”)阴天组，判断依据是__________________________________________________________
_________________________________________________________。晴天时在10时左右对大棚进行通风处理，目的是________________
_________________________________________________________。
题号
1
3
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6
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9
大于
图中9时晴天组的曲线斜率大于阴天组，说明9时晴天组CO2的吸收速率大于阴天组，所以晴天组净光合作用速率大于阴天组
10时左右大棚内CO2浓度极低，通风可以增加CO2浓度，提高光合作用速率
(3)根据实验二和图2分析可知，上午8～12时增施CO2组的净光合速率明显高于对照组，除了通风和使用CO2发生器以外，还可以通过_________________等措施提高大棚内CO2浓度，以达到增产目的。
(4)实际生产中，果农会在果树的花期通过施用一定浓度的________类植物生长调节剂来减少果树上的花蕾数量，从而增加单个果实的重量，提升单果品质。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
施用农家肥
生长素
[解析] (1)植物可以利用N、P合成光合作用需要的酶、色素、NADPH、ATP 等物质，从而提高光合作用的速率。
(2)图1横坐标为时间，纵坐标为大棚内的CO2浓度，则该曲线的斜率代表单位时间内CO2吸收量，即净光合速率，据图1分析，9时晴天组曲线的斜率大于阴天组，所以晴天组净光合作用速率大于阴天组。10时之前，由于光合作用速率大于呼吸作用速率，大棚内的CO2浓度降低，10时左右大棚内CO2浓度极低，通风可以增加CO2 浓度，提高光合作用速率。
题号
1
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8
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9
(3)施用农家肥后微生物可以将农家肥中的有机物分解为水、CO2和无机盐，所以施用农家肥可以增加CO2 浓度。
(4)生长素是一种重要的植物激素。 其主要作用包括促进生长，能促进细胞伸长，从而使植物茎伸长，在一定浓度范围内，浓度越高促进生长作用越明显，但超过最适浓度则会抑制生长；诱导生根：对植物生根有促进作用；维持顶端优势：顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽部位，使侧芽生长受到抑制。实际生产中，果农会在果树的花期通过施用一定浓度的生长素类植物生长调节剂来减少果树上的花蕾数量，从而增加单个果实的重量，提升单果品质。
题号
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9．(2024·湖北卷)气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO2进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突变体(h)、rhc1基因功能缺失突变体(r)和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体(h/r)，进行了相关实验，结果如图2所示。
题号
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回答下列问题：
(1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞_________(填“吸水”或“失水”)，引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率________________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO2时rhc1基因产物________________(填“促进”或“抑制”)气孔关闭。
题号
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失水
减小
促进
(3)由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是___________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是_________(填“ht1”或“rhc1”)。
题号
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干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存
rhc1
[解析] (1)保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致细胞液的渗透压降低，保卫细胞失水引起气孔关闭。气孔关闭后，CO2吸收减少，光合速率减小。
(2)r组是rhc1基因功能缺失突变体，即缺少rhc1基因产物，wt组能正常表达rhc1基因产物。分析图2，高浓度CO2时，wt组气孔开放度低于r组，说明rhc1基因产物能促进气孔关闭。
(3)脱落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落。干旱条件下脱落酸含量升高，促进叶片脱落，抑制气孔开放，能够减少蒸腾作用，保存植物体内水分，使植物能够在干旱中生存。
题号
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(4)分析图2可知，高浓度CO2时，r组气孔开放度均高于wt组、h组和h/r组，结合图1分析，高浓度CO2时蛋白甲经过一系列调控机制最终使气孔关闭。r组是rhc1基因功能缺失突变体，高浓度CO2时，r组气孔开放度高，说明缺失rhc1基因编码的蛋白质不能够引起气孔关闭，由此推测，编码蛋白甲的是rhc1基因。
题号
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(教师用书独具)
(2024·广东梅州期末)“稻米流脂粟米白，公私仓廪俱丰实。”又到了每年的丰收季，水稻等多种农作物开始收获，如图是水稻叶肉细胞的叶绿体内进行光合作用合成有机物的过程。下列相关叙述错误的是( )
A．光反应阶段中水被分解为H＋和物质甲，物质甲通过叶绿体膜的方式为自由扩散
B．物质丙中包括NADPH和ATP，其中NADPH是还原型辅酶Ⅱ，它与呼吸作用中的还原型辅酶不是同一种酶
C．丁和戊是光合作用中暗反应阶段的物质，两种物质的转化被称为卡尔文循环
D．暗反应阶段有没有光都能进行，夜间没有光反应但仍能进行暗反应
√
D [光反应阶段是水的光解，水在光作用下被分解为O2和H＋，O2直接以分子的形式排出，气体的运输方式一般是自由扩散，A正确；光合作用中的辅酶为NADPH，呼吸作用中的辅酶为NADH，两者不是同一种物质，B正确；暗反应阶段是三碳化合物与五碳化合物的相互转化，期间五碳化合物与CO2结合形成两个三碳化合物，部分三碳化合物转化为有机物，部分三碳化合物转化为五碳化合物继续参与循环，这个循环是卡尔文循环，C正确；暗反应有没有光都能进行，但是夜间没有光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应也不能长期进行，D错误。]
热点拓展一 电子传递链
电子传递链是一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统。常见的线粒体内膜上的电子传递链(呼吸链)和类囊体膜上的电子传递链，所有组成成分都嵌合于线粒体内膜或叶绿体类囊体膜或其他生物膜中。
热点拓展篇
1．呼吸电子传递链
在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合生成了H2O，而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋，泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成。
2．光合电子传递链
类囊体膜上的色素分子能够捕获光能，将光能传递给位于反应中心的色素分子，该色素分子被激发，释放出一个高能电子。失去电子的色素分子从水分子中夺取电子，使水分解成H＋和O2，O2扩散进入大气。色素分子失去的电子被类囊体膜上的特殊蛋白质捕获，这些蛋白质利用电子携带的能量使H＋从叶绿体基质泵入类囊体腔，并最终把电子传递给了NADP＋，NADP＋获得电子后与H＋结合，生成NADPH。类囊体膜上镶嵌有ATP合成酶，类囊体腔中的H＋顺浓度梯度经ATP合成酶返回叶绿体基质，推动了ATP的生成。
拓展应用
1．(2023·湖北卷)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是( )
A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获
D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H＋、电子和O2
√
C [叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg2+是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水，水的光解产生H＋、电子和O2，D正确。]
2．(2024·湖北黄冈二模)如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子由电子传递链传递，最终被O2氧化。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法错误的是( )
A．UCP对H＋的转运不涉及两者的结合和UCP构象的改变
B．H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙属于主动运输
C．ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白
D．寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高
A [UCP打开和关闭属于构象的改变，A错误；H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙是逆浓度梯度进行的，属于主动运输，B正确；ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白，C正确；寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高，有利于减少ATP合成，增加产热，D正确。]
√
热点拓展二 C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2的方式
表1 C3途径、C4途径和CAM途径比较
比较类型 C3途径 C4途径 CAM途径
涉及的细胞 叶肉细胞 叶肉细胞， 维管束鞘细胞 同一叶肉细胞
CO2固定酶 Rubisco 叶肉细胞：PEP羧化酶；维管束鞘细胞：Rubisco 夜晚：PEP羧化酶
白天：Rubisco
CO2固定受体 RuBP PEP 白天：PEP；
夜晚：RuBP
比较类型 C3途径 C4途径 CAM途径
最初稳定产物 PGA OAA 白天：PGA；
夜晚：OAA
气孔开放 白天 夜晚
举例 水稻、小麦 甘蔗、玉米 仙人掌、菠萝
分布 所有光 合植物 热带植物 半干旱环境
拓展应用
1．(2024·重庆联考)生活在高温干旱环境中的仙人掌，其CO2同化途径如图1所示。PEP羧化酶(PEPC)的活性呈现出昼夜变化，机理如图2所示。下列说法错误的是( )
A．上午10：00，若环境中CO2的浓度突然降低，短时间内仙人掌叶绿体中C3含量基本不变
B．白天较强光照时，仙人掌叶绿体产生O2的速率大于苹果酸分解产生CO2的速率
C．据图1分析可知，仙人掌叶肉细胞中固定CO2的物质是C5
D．由图1和图2可得出：仙人掌叶肉细胞的细胞呼吸减弱会影响细胞中苹果酸的生成
√
C [据图可知，仙人掌白天气孔关闭，降低环境中CO2的浓度对叶肉细胞内CO2浓度基本没有影响，CO2固定生成C3的过程也几乎不受影响，因此C3的含量基本不变，A正确；白天较强光照时，仙人掌光合作用所需CO2来自苹果酸分解和呼吸作用，故水光解产生O2的速率大于苹果酸分解产生CO2的速率，B正确；据图1可知，仙人掌叶肉细胞中CO2固定的场所在白天和夜晚有所不同，夜晚主要在细胞质基质中进行，白天在叶绿体基质中进行，夜晚时仙人掌利用PEP固定CO2，白天时进行卡尔文循环，利用C5固定CO2，C错误；若夜晚仙人掌叶肉细胞的细胞呼吸减弱，为苹果酸合成提供的NADH减少，同时产生的ATP减少，影响了PEPC的活化，使草酰乙酸合成量减少，进而导致苹果酸生成量减少，D正确。]
2．(2024·湖北武汉模拟)根据
光合作用中CO2固定方式的不
同，可将植物分为C3植物(如
小麦)和C4植物(如玉米)。C3植
物最初的CO2固定是由Rubisco酶催化生成3-磷酸甘油酸(C3)，而C4植物最初的CO2固定是由PEP羧化酶催化生成草酰乙酸(C4)。C4植物叶肉细胞中的叶绿体有类囊体但没有Rubisco，而维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体但有Rubisco，其光合作用过程如图所示。已知PEP羧化酶对CO2的亲和力远高于Rubisco。下列叙述错误的是( )
A．C4植物光合作用的暗反应进行的场所是维管束鞘细胞
B．C3和C4植物的叶肉细胞光反应阶段产生的ATP，均只用于C3的还原
C．在相同条件下，玉米细胞中的C5化合物含量低于小麦
D．将PEP羧化酶基因导入小麦体内，可以缓解光合午休的影响
√
B [玉米光合作用的暗反应阶段进行的场所是维管束鞘细胞，A正确；据图可知，C4植物的叶肉细胞光反应阶段产生的ATP，还用于丙酮酸生成C3(PEP)，B错误；在相同条件下，玉米细胞有更多的C5化合物与CO2结合，故玉米细胞中的C5化合物含量低于小麦，C正确；提高小麦体内PEP羧化酶活性，可以促进合成更多的C4，从而产生更多的CO2，可以缓解光合午休的影响，D正确。]
热点拓展三 光呼吸
光呼吸是植物的绿色细胞在光照条件下，吸收O2并放出CO2的过程。这一反应是在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器的协同参与下完成的。
1．过程
第一站：叶绿体
叶绿体中的羧化酶(Rubisco)既可催化光合作用中CO2的固定，又可作为加氧酶在CO2分压低、O2分压高的时候催化O2与CO2的接受体RuBP(核酮糖 -1，5 二磷酸)结合，生成磷酸乙醇酸，进而生成乙醇酸。
第二站：过氧化物酶体
在过氧化物酶体中，乙醇酸在乙醇酸氧化酶的作用下，被氧化为乙醛酸和过氧化氢。过氧化氢在过氧化氢酶作用下分解，放出氧。乙醛酸在转氨酶的作用下，从谷氨酸得到氨基而形成甘氨酸。
第三站：线粒体
甘氨酸在线粒体中进一步转化，两分子甘氨酸转变为丝氨酸并释放CO2。
第四站：过氧化物酶体
丝氨酸再进入过氧化物酶体，经转氨酶的催化，形成羟基丙酮酸。羟基丙酮酸在甘油酸脱氢酶作用下，还原为甘油酸。
终点站：叶绿体
最后，甘油酸在叶绿体内经过甘油酸激酶的磷酸化，产生3 -磷酸甘油酸(PGA)，参加卡尔文循环。
2．结果、意义
光呼吸的最终结果是使一部分有机物中的C转变为CO2，因此是对光合产物的一种损耗。但在进化过程中仍保留了光呼吸机制的原因之一是在强光、高温下叶片气孔关闭，叶片内CO2浓度降低，卡尔文循环消耗ATP和NADPH的速率也相应降低，过多的NADPH会对类囊体造成危害，即产生光抑制作用，而光呼吸产生的CO2作为光合作用的原料，参与暗反应时可以消耗掉一部分ATP和NAD-PH，从而阻止光抑制的发生。
拓展应用
(2024·湖北武汉一模)研究发现，强光照条件下植物叶肉细胞会进行光呼吸。光呼吸是由于O2竞争性地结合卡尔文循环关键酶Rubisco造成的。该酶既能催化C5与CO2反应，完成光合作用；也能催化C5与O2反应，产物经一系列变化后在线粒体中生成CO2，如下图。下列说法正确的是( )
A．Rubisco是一个双功能酶，不具备专一性
B．光呼吸可以消耗掉多余的O2，减少自由基产生，降低对细胞结构的损伤
C．较强的光呼吸对于光合作用产物的积累是很有利的
D．持续强光照时突然停止光照，CO2释放量先减少后增加至稳定
√
B [酶的专一性是指酶能够催化一种或一类化学反应，Rubisco既能催化C5与CO2反应，完成光合作用，也能催化C5与O2反应，但仍具有专一性，A错误；光反应阶段产生的高能电子会激发形成自由基，损伤叶绿体，光呼吸过程中叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成消耗O2、生成CO2的生理过程，从而将光反应中积累的大量NADPH和ATP通过光呼吸消耗掉，即光呼吸可以减少NADPH和ATP的积累，防止自由基的形成，因而能避免叶绿体等被强光破坏，B正确；较强的光呼吸会消耗较多的光反应产物ATP和NADPH，使光合作用减弱，因此对于光合作用产物的积累是不利的，C错误；持续强光照时突然停止光照，光合作用会减弱，而光呼吸并未立即停止，因此CO2释放量先增加，随着光呼吸的消失，只剩细胞呼吸释放CO2，故CO2释放量减少，然后至稳定，D错误。]
热点拓展四 逆境胁迫对光合作用的影响
1．逆境胁迫的主要类型
类型 影响原理 主要表现
光照 主要指不合乎植物生长要求的光照强度和光质条件，通过影响光反应来影响农作物的光合作用 影响植物叶绿素的合成；对类囊体膜造成损伤
CO2 CO2是光合作用的反应物，低于CO2补偿点的CO2浓度会通过影响暗反应速率而影响光合作用强度 光合作用原料CO2不足导致暗反应速率下降
类型 影响原理 主要表现
温度 低温逆境和高温逆境，主要通过影响酶的活性和气孔开放程度来影响光合作用 叶绿体的结构和酶的功能受到破坏；引起气孔关闭，影响CO2的吸收
水分 水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时气孔关闭，影响CO2吸收而影响暗反应，进而影响光合作用；农作物被水淹时，根细胞进行无氧呼吸可能产生酒精，对细胞造成毒害
类型 影响原理 主要表现
无机盐 矿质营养对光合作用的影响主要包括： ①影响叶绿体中物质和结构的形成，如叶绿素(Mg2+)；②盐胁迫影响根系吸水，进而影响气孔开放程度；③重金属盐会影响叶绿素的合成和光合作用有关酶的活性
2．脱落酸与植物抗逆性
在干旱、寒冷、高温、盐渍和水涝等逆境条件下，植物体内ABA含量迅速增加，同时植物的抗逆性也随之增强。脱落酸也被称为逆境激素。
ABA可以显著降低高温对叶绿体超微结构的破坏，增加叶绿体的热稳定性，并诱导某些酶的重新合成，从而增强植物的抗冷性、抗涝性和抗盐性。ABA能促进木本多年生植物、种子和块茎休眠。在自然状况下，秋季短日照条件下，叶中合成ABA增加，使芽进入休眠状态。这有助于植物在不利条件下保存能量和水分。ABA促进叶、花和果实的脱落，这一特性在植物应对不利环境条件时，如干旱或高盐条件，可能有助于减少水分和养分的消耗，从而提高植物的生存能力。
拓展应用
1．(2024·湖南卷)脱落酸(ABA)是植物响应逆境胁迫的信号分子，NaCl和PEG6 000(PEG6 000不能进入细胞)皆可引起渗透胁迫。图a为某水稻种子在不同处理下基因R的相对表达量变化，图b为该基因的突变体和野生型种子在不同处理下7天时的萌发率。研究还发现无论在正常还是逆境下，基因R的突变体种子中ABA含量皆高于野生型。下列叙述错误的是( )
A．NaCl、PEG6 000和ABA对种子萌发的调节机制相同
B．渗透胁迫下种子中内源ABA的含量变化先于基因R的表达变化
C．基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命
D．基因R突变可能解除了其对ABA生物合成的抑制作用
√
A [分析图a，用外源ABA处理12 h内，基因R的相对表达量增高，说明ABA可促进基因R的表达；缺失基因R的突变体种子中ABA含量较高，说明基因R的表达又会抑制ABA的合成。由题可知，ABA是植物响应逆境胁迫的信号分子，NaCl和PEG6 000可以引起渗透胁迫，促进ABA的合成，进而促进基因R的表达，而ABA可以直接促进基因R的表达，因此NaCl、PEG6 000和ABA对种子萌发的调节机制不同，A错误；由分析可知，渗透胁迫会先促进内源ABA的合成，内源ABA含量的升高又会促进基因R的表达，B正确；ABA的存在会抑制种子的萌发，因此基因R突变体种子中ABA含量升高可延长种子贮藏寿命，C正确；无论在正常还是逆境下，基因R突变体种子中ABA的含量皆高于野生型，可能是因为基因R突变解除了其对ABA生物合成的抑制，导致ABA的合成量增加，D正确。]
2．(2024·广东湛江期末)干旱严重制约着植物的生长和生存，脱落酸(ABA)在植物适应干旱胁迫中发挥着重要的作用。为了解ABA对小麦抗旱能力的影响，某科研小组将小麦幼苗均分为四组，处理方式及所检测小麦幼苗的光合作用特性的结果如表所示。回答下列问题：
组 别 处理 方式 气孔导度/ (μmol·m-2·s-1) Rubisco酶活 性(相对值) 光合速率/
(μmol·m-2·s-1)
① 正常供水 3.9 0.023 38.1
注：气孔导度表示气孔张开的程度，Rubisco能催化CO2的固定。
组 别 处理 方式 气孔导度/ (μmol·m-2·s-1) Rubisco酶活 性(相对值) 光合速率/
(μmol·m-2·s-1)
② 正常供水 ＋ABA 2.7 0.038 23.5
③ 干旱 1.9 0.016 17.8
④ 干旱 ＋ABA 1.7 0.028 22.6
(1)小麦幼苗体内ABA的合成部位是__________________________。在干旱胁迫时，ABA主要通过______________来降低蒸腾作用，减少水分散失。
(2)在小麦叶肉细胞中，Rubisco发挥作用的场所是_____________。光不仅是光合作用的动力，也可作为信号________________小麦幼苗的生长发育。
根冠、萎蔫的叶片
促进气孔关闭
叶绿体基质
调控(或调节)
(3)据表分析，在水分充足时，小麦幼苗经过ABA处理后，Rubisco酶活性会_____，其生理意义是________________________________
____________________。小麦幼苗经过ABA处理后，②组的光合速率低于①组的，而④组的光合速率高于③组的。结合以上信息分析，这两种情况下光合速率变化出现差异的原因是______________
____________________________________________________________________________________________________________________。
升高
促进CO2的固定，以适应气孔关闭引起的低CO2浓度环境
在水分充足
时，气孔导度下降对光合速率的影响大；在干旱时，Rubisco酶活性升高对光合速率的影响大
(4)经测定，干旱胁迫会引起小麦幼苗细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质的含量增加，其生理意义是____________________________。
提高细胞的渗透压，减少失水
[解析] (1)小麦幼苗体内ABA的合成部位是根冠、萎蔫的叶片，据题表数据分析可知，ABA促进了小麦幼苗气孔的关闭。
(2)Rubisco催化CO2的固定，因此其发挥作用的场所是叶绿体基质；光可以作为信号调控小麦幼苗的生长发育。
(3)据题表数据分析可知，在水分充足时，小麦幼苗经过ABA处理后，Rubisco酶活性会升高，这样可以促进CO2的固定，以适应气孔关闭引起的低浓度CO2环境，使光合作用正常进行。由分析可知，ABA会降低气孔导度，使光合作用强度减弱，而又能提高Rubisco酶活性使光合作用加强，正常供水下，②组在加入ABA后光合速率低于①组；在干旱条件下，④组在加入ABA后光合速率高于③组。两种情况下光合速率变化出现差异的原因可能是在正常供水情况下，施加ABA后，气孔导度的下降对光合速率的影响大于Rubisco酶活性升高对光合速率的影响，因此光合速率下降；在干旱条件下，施加ABA后，气孔导度的下降对光合速率的影响小于Rubisco酶活性升高对光合速率的影响，因此光合速率提高。
(4)干旱胁迫会引起小麦幼苗细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质的含量增加，这样可以提高细胞的渗透压，减少失水，使植株适应干旱环境。
1．(2024·湖南邵阳阶段练习)植物细胞线粒体内膜上存在交替氧化酶(AOX)呼吸途径，它可以直接将电子传递给氧气生成水而不伴随跨膜H＋浓度梯度的产生。有氧呼吸的部分过程(电子传递伴随跨膜H＋浓度梯度的产生)如图所示，下列叙述不正确的是( )
热点拓展练(三) 光合作用和细胞呼吸
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．线粒体中葡萄糖氧化分解合成ATP的数量取决于内膜两侧的H＋浓度差
B．若某物质抑制有氧呼吸，则对无氧呼吸可能也有一定的影响
C．缺氧条件下不能驱动H＋的逆浓度运输，丙酮酸难以进入线粒体基质
D．低温条件下，植物若通过增强AOX呼吸途径，可以更好地适应低温环境
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
A [葡萄糖不进入线粒体中，在细胞质基质中被分解为丙酮酸，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的，若某物质抑制有氧呼吸第一阶段，则对无氧呼吸也有影响，B正确；由题意和过程图知，在缺氧条件下无法进行电子传递过程，就不能驱动H＋的逆浓度运输，进而丙酮酸难以进入线粒体，C正确；AOX呼吸途径能直接将电子传递给氧气生成水而不伴随跨膜H＋浓度梯度的产生，为细胞节省能量，在低温条件下，细胞通过AOX呼吸途径，不产生ATP，而释放大量的热能，有利于植物适应低温环境，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2．下图是番茄植株的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，下列叙述错误的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．自然界中能发生光合作用的生物，不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统
B．光反应过程将吸收的光能转换为活跃的化学能全部储存在ATP中
C．在ATP合成酶的作用下，H＋顺浓度梯度转运提供分子势能，促进ADP和Pi合成ATP
D．PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2和H＋，产生电子传递给PSⅠ将NADP＋和H＋结合形成NADPH
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
B [由图可知，PSⅡ和PSⅠ分布在叶肉细胞的类囊体薄膜上，自然界中能发生光合作用的生物，不一定具有叶绿体，如蓝细菌，故不一定具备PSⅡ和PSⅠ系统，A正确；分析图示可知，光反应过程将吸收的一部分光能转换为活跃的化学能储存在ATP中，还有一部分储存在NADPH中，B错误；由图可知，H＋顺浓度梯度转运出类囊体并产生能量，在ATP合成酶的作用下，促进ADP和Pi合成ATP，C正确；图中显示，PSⅡ中的色素吸收光能后，将H2O分解为O2、H＋和电子，产生的电子传递给PSⅠ用于将NADP＋和H＋结合形成NADPH，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3．(2024·北京丰台一模)CAM植物白天气孔关闭，夜晚气孔打开，以适应干旱环境。下图为其部分代谢途径，相关叙述不正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．催化过程①和过程②所需的酶不同
B．卡尔文循环的场所是叶绿体类囊体薄膜
C．CAM植物白天气孔关闭可减少水分散失
D．夜晚缺乏NADPH和ATP不能进行卡尔文循环
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
B [过程①是将CO2转化为C4，过程②是CO2固定，酶具有专一性，因此催化过程①和过程②所需的酶不同，A正确；卡尔文循环即光合作用的暗反应阶段，CAM植物进行暗反应的场所是叶绿体基质，B错误；CAM植物白天关闭气孔，能减少水分散失以适应干旱环境，C正确；CAM植物在夜晚黑暗条件下不能制造有机物，因为没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，不能进行卡尔文循环，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
4．(2024·广东肇庆二模)大豆、玉米等植物的叶绿体中存在一种名为Rubisco的酶，参与卡尔文循环和光呼吸。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物(RuBP)为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，具体过程如下图所示。下列有关说法正确的是( )
题号
1
3
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A．大豆、玉米等植物的叶片中消耗O2的场所有叶绿体、线粒体
B．光呼吸发生在叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中
C．有氧呼吸和光呼吸均产生ATP
D．干旱、晴朗的中午，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会降低
题号
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√
A [玉米、大豆叶片中通过有氧呼吸消耗O2的场所是线粒体内膜，通过光呼吸消耗O2的场所在叶绿体基质，A正确。在较强光照下，Rubisco以五碳化合物(RuBP)为底物，在CO2/O2值高时，使RuBP结合CO2发生羧化；在CO2/O2值低时，使RuBP结合O2发生氧化进行光呼吸，由以上可知，光呼吸和卡尔文循环发生场所一致，在叶绿体基质进行，B错误。由图可知，在CO2/O2的值低时，RuBP结合O2发生光呼吸，光呼吸会消耗多余的ATP、NADPH，C错误。干旱、晴朗的中午，胞间CO2浓度会降低，叶肉细胞中光呼吸强度较通常条件下会增强，D错误。]
题号
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5．(2024·北京昌平二模)蓝细菌的光合作用过程需要较高浓度的CO2，而空气中的CO2浓度一般较低，蓝细菌具有CO2浓缩机制如下图所示。研究还发现，R酶能催化O2与C5结合形成C3和C2，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点。下列相关叙述正确的是( )
题号
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A．CO2以协助扩散方式通过光合片层膜
B．R酶可抑制CO2固定，减少有机物积累
C．浓缩机制可提高CO2与R酶的结合率
D．转入转运蛋白基因后光合速率减小
题号
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C [依题意得，图示为蓝细菌的CO2浓缩机制，据图可知，CO2进入光合片层膜要依赖CO2转运蛋白，同时消耗能量，因此，CO2以主动运输的方式通过光合片层膜，A错误。依题意得，O2和CO2竞争性结合R酶同一位点，CO2浓缩机制可提高R酶周围CO2浓度，因此，当R酶周围CO2浓度高时，CO2与R酶的结合率高，促进CO2固定，提高光合作用速率；当R酶周围O2浓度高时，O2与R酶的结合率高，抑制CO2固定，降低光合作用速率，B错误，C正确。转入转运蛋白基因后，膜上转运蛋白量增加，为暗反应提供的CO2增加，暗反应速率增加，促使光反应速率增加，从而使光合速率增加，D错误。]
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6．(2024·新课标卷)干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是( )
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
题号
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√
A [叶片萎蔫时，叶片中的脱落酸(ABA)含量会增加，达到一定程度叶片可能会脱落，A错误；干旱缺水时，植物气孔开度减小，吸收的CO2会减少，植物的光合速率会降低，B正确；植物细胞失水时主要失去自由水，自由水含量下降，结合水与自由水比值会增大，C正确；缺水会影响植物体内各种需要水分参与的生理反应，植物对营养物质的吸收和运输往往需要水分参与，缺水不利于该过程，D正确。]
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7．(2024·黑龙江伊春三模)为研究外源脱落酸(ABA)对干旱胁迫下小麦的影响，科研人员将小麦分别进行如下处理：对照组：向根部施加营养液；干旱胁迫组：向根部施加聚乙二醇(PEG)；干旱胁迫和ABA组：根部施加PEG和叶片喷洒ABA结合处理。一段时间后检测叶片中叶绿素的含量，结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
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组别 对照组 干旱胁迫组 干旱胁迫和ABA组
叶片叶绿素含量 /[mg/(g·FW)] 0.65 0.42 0.62
A．为保证单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶液
B．在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失水，模拟干旱缺水环境
C．脱落酸能促进气孔关闭以及叶和果实的成熟和脱落
D．ABA处理能够缓解由干旱造成的叶绿素含量的损失
题号
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√
C [由于对照组是用营养液处理小麦的，因此为了保证单一变量，应用营养液配制适宜浓度的PEG和ABA溶液，A正确；在根部施加聚乙二醇会造成成熟区细胞失水，模拟干旱缺水环境，B正确；脱落酸不具备促进果实成熟的功能，C错误；据表可知，干旱胁迫和ABA组叶片叶绿素含量高于干旱胁迫组，说明ABA处理能够缓解由干旱造成的叶绿素含量的损失，D正确。]
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8．(2024·湖北黄石一模)不同植物的光合作用机制不完全相同，大豆是C3植物，而玉米是一类具有高光合作用效率的C4植物，下图表示玉米的光合作用和光呼吸过程，由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。Rubisco酶是一个双功能酶，CO2浓度高时，倾向于催化C5和CO2反应；O2浓度高时，倾向于催化C5和O2反应生成CO2(称为光呼吸)。回答下列问题：
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(1)玉米维管束鞘细胞中CO2固定的具体部位是________________。C3还原需要光反应提供____________________________。
(2)低CO2浓度环境中，C4植物比C3植物存活时间更长，据图分析原因是_______________________________________________________
_________________________________________________________。
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叶绿体基质
ATP和NADPH
C4植物的PEP酶对CO2的亲和力高，能够利用低浓度的CO2合成有机物供植物利用
(3)某同学利用大豆叶片进行有关实验，实验中多次打孔获得叶圆片，并对叶圆片进行干燥称重，结果如下表(假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变)。则叶圆片光照1 h的实际光合作用强度表达式是(用表中相关字母表示)_____________________________。
实验前 黑暗1 h后 再光照1 h后
叶圆片干燥 称重(g/cm2) x y z
题号
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z＋x－2y
(4)欲追踪光合作用过程中物质转移过程，可采用________________
_______法进行研究。小麦、大豆等C3植物的光呼吸会耗损光合作用新形成有机物的25%，而玉米等C4植物光呼吸消耗只占光合作用新形成有机物的2%～5%。请从Rubisco酶的角度提出一条利用现代 生物技术提高C3植物产量的研究思路：________________________
_________________________________________________________。
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同位素标记/同位素示踪
改造Rubisco酶的基因进而改变Rubisco酶的结构，使其更多地结合CO2，提高C3植物的产量
[解析] (1)据图分析，CO2固定发生的具体部
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