24年高中生物高考真題分類題庫-細胞呼吸與光合作用

1.（多選）(2024·山東高考·T16)種皮會限制O2進入種子。豌豆干種子吸水萌發(fā)實驗中子葉耗氧量、乙醇脫氫酶活性與被氧化的NADH的關系如圖所示。已知無氧呼吸中,乙醇脫氫酶催化生成乙醇,與此同時NADH被氧化。下列說法正確的是()A.p點為種皮被突破的時間點B.Ⅱ階段種子內(nèi)O2濃度降低限制了有氧呼吸C.Ⅲ階段種子無氧呼吸合成乙醇的速率逐漸增加D.q處種子無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多【解析】選A、B、D。本題主要考查無氧呼吸和有氧呼吸的影響因素以及兩者的比較。由題圖可知,p點乙醇脫氫酶活性開始下降,子葉耗氧量急劇增加,說明此時無氧呼吸減弱,有氧呼吸增強,該點為種皮被突破的時間點,A正確;Ⅱ階段種子內(nèi)O2濃度降低限制了有氧呼吸,使得子葉耗氧速率降低,但為了保證能量的供應,乙醇脫氫酶活性繼續(xù)升高,加強無氧呼吸提供能量,B正確;Ⅲ階段種皮已經(jīng)被突破,種子有氧呼吸增強,無氧呼吸合成乙醇的速率逐漸降低,C錯誤;q處子葉耗氧量與乙醇脫氫酶活性兩條曲線對應的被氧化的NADH相等,可以認為q處種子無氧呼吸與有氧呼吸氧化的NADH相同,根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應式和反應過程可知,此時無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D正確。2.(2024·安徽高考·T3)細胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一個關鍵酶。細胞中ATP減少時,ADP和AMP會增多。當ATP與AMP的濃度比變化時,兩者會與PFK1發(fā)生競爭性結合而改變酶活性,進而調(diào)節(jié)細胞呼吸速率,以保證細胞中能量的供求平衡。下列敘述正確的是()A.在細胞質基質中,PFK1催化葡萄糖直接分解為丙酮酸等B.PFK1與ATP結合后,酶的空間結構發(fā)生改變而變性失活C.ATP與AMP的濃度比變化對PFK1活性的調(diào)節(jié)屬于正反饋調(diào)節(jié)D.運動時肌細胞中AMP與PFK1結合增多,細胞呼吸速率加快【解析】選D。本題考查細胞呼吸、酶和反饋調(diào)節(jié)。細胞呼吸第一階段包含一系列酶促反應,會衍生出許多中間產(chǎn)物,例如磷酸果糖等,而不是直接分解為丙酮酸,A錯誤;當ATP與AMP的濃度比變化時,兩者會與PFK1發(fā)生競爭性結合,酶的空間結構發(fā)生改變,進而改變酶活性,但酶的活性并未喪失,B錯誤;當ATP與AMP的濃度比變化時,兩者會與PFK1發(fā)生競爭性結合而改變酶活性,進而調(diào)節(jié)細胞呼吸速率,以保證細胞中能量的供求平衡,該調(diào)節(jié)屬于負反饋調(diào)節(jié),C錯誤;運動時,肌細胞需要大量的能量,AMP與PFK1結合增多,使細胞呼吸速率加快,產(chǎn)生更多的能量滿足肌細胞的需要,D正確。3.(2024·廣東高考·T3)銀杏是我國特有的珍稀植物,其葉片變黃后極具觀賞價值。某同學用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別,下列實驗操作正確的是()A.選擇新鮮程度不同的葉片混合研磨B.研磨時用水補充損失的提取液C.將兩組濾紙條置于同一燒杯中層析D.用過的層析液直接倒入下水道【解析】選C。本題考查光合色素的提取與分離實驗。本實驗目的是用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別,應選擇新鮮程度不同的葉片分開研磨,A錯誤;色素溶于有機溶劑,提取液為無水乙醇,光合色素不溶于水,B錯誤;由于濾紙條不會相互影響,且層析液成分相同,故兩組濾紙條可以置于同一個燒杯中層析,C正確;用過的層析液含有石油醚、丙酮和苯,不能直接倒入下水道,D錯誤。4.(2024·廣東高考·T5)研究發(fā)現(xiàn),敲除某種兼性厭氧酵母(WT)sqr基因后獲得的突變株△sqr中,線粒體出現(xiàn)碎片化現(xiàn)象,且數(shù)量減少。下列分析錯誤的是()A.碎片化的線粒體無法正常進行有氧呼吸B.線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱C.有氧條件下,WT比△sqr的生長速度快D.無氧條件下,WT比△sqr產(chǎn)生更多的ATP【解題指南】(1)獲取信息:突變株△sqr中,線粒體出現(xiàn)碎片化現(xiàn)象,且數(shù)量減少。(2)掃清障礙:①線粒體是有氧呼吸的主要場所,釋放的能量多。②無氧呼吸發(fā)生在細胞質基質,是不徹底的氧化分解,葡萄糖中的能量主要儲存在酒精或乳酸中,只在第一個階段釋放出少量能量?！窘馕觥窟xD。本題考查有氧呼吸和無氧呼吸。碎片化的線粒體無法為有氧呼吸提供場所,不能正常進行有氧呼吸,A正確;有氧呼吸第二、三個階段發(fā)生在線粒體,線粒體數(shù)量減少使△sqr的有氧呼吸減弱,B正確;與△sqr相比,WT正常線粒體數(shù)量更多,有氧條件下,WT能獲取更多的能量,生長速度比△sqr快,C正確;無氧呼吸發(fā)生在細胞質基質,與線粒體無關,所以無氧條件下,WT產(chǎn)生ATP的量與△sqr相同,D錯誤。5.(2024·甘肅高考·T3)梅蘭竹菊為“花中四君子”,很多人喜歡在室內(nèi)或庭院種植?；ɑ苄枰茖W養(yǎng)護,養(yǎng)護不當會影響花卉的生長,如蘭花會因澆水過多而死亡,關于此現(xiàn)象,下列敘述錯誤的是()A.根系呼吸產(chǎn)生的能量減少使養(yǎng)分吸收所需的能量不足B.根系呼吸產(chǎn)生的能量減少使水分吸收所需的能量不足C.澆水過多抑制了根系細胞有氧呼吸但促進了無氧呼吸D.根系細胞質基質中無氧呼吸產(chǎn)生的有害物質含量增加【解析】選B。本題考查細胞呼吸的原理和應用以及物質跨膜運輸?shù)姆绞健８滴諢o機鹽的方式為主動運輸,需要呼吸作用提供能量,根系呼吸產(chǎn)生的能量減少會使養(yǎng)分吸收所需的能量不足,A正確;水分子吸收的方式為被動運輸,不需要消耗能量,B錯誤;根系在長時間水淹的條件下,氧氣不足,有氧呼吸減弱,無氧呼吸增強,C正確;細胞無氧呼吸的場所為細胞質基質,其呼吸產(chǎn)物中的酒精會對根系細胞造成傷害,D正確。6.(2024·甘肅高考·T17)類胡蘿卜素不僅參與光合作用,還是一些植物激素的合成前體。研究者發(fā)現(xiàn)了某作物的一種胎萌突變體,其種子大部分為黃色,少部分呈白色,白色種子未完全成熟即可在母體上萌發(fā)。經(jīng)鑒定,白色種子為某基因的純合突變體。在正常光照(400

μmol·m-2·s-1)下,純合突變體葉片中葉綠體發(fā)育異常、類囊體消失。將野生型和純合突變體種子在黑暗中萌發(fā)后轉移到正常光和弱光(1

μmol·m-2·s-1)下培養(yǎng)一周,提取并測定葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量,結果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)提取葉片中葉綠素和類胡蘿卜素常使用的溶劑是,加入少許碳酸鈣可以

。

(2)野生型植株葉片葉綠素含量在正常光下比弱光下高,其原因是。

(3)正常光照條件下種植純合突變體將無法獲得種子,因為

。

(4)現(xiàn)已知此突變體與類胡蘿卜素合成有關,本研究中支持此結論的證據(jù)有:①純合突變體種子為白色;②

。

(5)純合突變體中可能存在某種植物激素X的合成缺陷,X最可能是。若以上推斷合理,則干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量,但不影響純合突變體中X的含量。為檢驗上述假設,請完成下面的實驗設計:

①植物培養(yǎng)和處理:取野生型和純合突變體種子,萌發(fā)后在條件下培養(yǎng)一周,然后將野生型植株均分為A、B兩組,將突變體植株均分為C、D兩組,A、C組為對照,B、D組干旱處理4小時。

②測量指標:每組取3~5株植物的葉片,在顯微鏡下觀察、測量并記錄各組的。

③預期結果:

。

【解析】本題考查色素的作用及其提取實驗、脫落酸的功能實驗設計。(1)葉綠體中的色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機溶劑中,所以可用無水乙醇作為溶劑提取葉綠素和類胡蘿卜素,研磨時加入少許碳酸鈣可以防止葉綠素被氧化破壞。(2)葉綠素的合成受光照、溫度和礦質元素的影響。野生型植株在正常光照下能合成較多的葉綠素,弱光下葉綠素的合成相對較少。(3)由圖中信息可知,純合突變體在正常光照下葉綠素和類胡蘿卜素的含量極低,表現(xiàn)為白化苗,無法進行光合作用,不能正常生長,無法結種子。(4)如果此突變體與類胡蘿卜素合成有關,則支持此結論的證據(jù)有:①純合突變體種子為白色;②在正常光和弱光條件下,純合突變體葉片中類胡蘿卜素的含量極低。(5)脫落酸的主要功能是促進葉和果實的衰老和脫落;維持種子休眠;抑制細胞分裂;促進氣孔關閉。例如植物在干旱條件下其葉內(nèi)脫落酸的含量會大量增加。脫落酸的含量增加時,氣孔關閉,水分的蒸騰減少;澆水后脫落酸含量則下降,氣孔又張開。干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量,但不影響純合突變體中X的含量。所以激素X最可能為脫落酸。為檢驗上述假設,并結合題意,在正常光照下,純合突變體葉片中葉綠體發(fā)育異常、類囊體消失,可知該實驗的自變量是植株的種類和培養(yǎng)條件,因變量是葉片氣孔的大小,而在實驗過程中對植株的生長有影響的無關變量應控制相同且適宜。據(jù)此,依據(jù)實驗設計遵循的對照原則和單一變量原則和題干中給出的不完善的實驗設計可推知,補充完善的實驗設計如下:①由題干“類胡蘿卜素不僅參與光合作用,還是一些植物激素的合成前體”可知,類胡蘿卜素越多,該激素含量越高。由題圖可知,正常光照下,會使“干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量”的結果更加明顯,而不干擾干旱處理下“不影響純合突變體中X的含量”的結果。因此,植物培養(yǎng)和處理:取野生型和純合突變體種子,萌發(fā)后在正常光條件下培養(yǎng)一周,然后將野生型植株均分為A、B兩組,將突變體植株均分為C、D兩組,A、C組為對照,B、D組干旱處理4小時。②測量指標:每組取3~5株植物的葉片,在顯微鏡下觀察、測量并記錄各組的葉片氣孔的大小。③預期結果:本實驗為驗證性實驗,其結論是已知的,即干旱處理能夠提高野生型中激素X的含量,但不影響純合突變體中X的含量,所以預期的結果是B組葉片的氣孔大小明顯小于A組,C、D兩組葉片氣孔的大小基本相同。答案:(1)無水乙醇防止研磨中色素被氧化破壞(2)適宜的光照強度有利于葉綠素合成(3)正常光照下純合突變體植株無法合成葉綠素,表現(xiàn)為白化苗,無法進行光合作用導致無法存活(4)在正常光和弱光下,純合突變體葉片中類胡蘿卜素含量極低(5)脫落酸①正常光②氣孔大?、跙組葉片氣孔大小明顯小于A組,C、D兩組葉片氣孔大小基本相同7.(2024·河北高考·T19)高原地區(qū)藍光和紫外光較強,常采用覆膜措施輔助林木育苗。為探究不同顏色覆膜對藏川楊幼苗生長的影響,研究者檢測了白膜、藍膜和綠膜對不同光的透過率,以及覆膜后幼苗光合色素的含量,結果如圖、表所示。覆膜處理葉綠素含量/(mg·)類胡蘿卜素含量/(mg·)白膜1.670.71藍膜2.200.90綠膜1.740.65回答下列問題:(1)如圖所示,三種顏色的膜對紫外光、藍光和綠光的透過率有明顯差異,其中光可被位于葉綠體上的光合色素高效吸收后用于光反應,進而使暗反應階段的C3還原轉化為

和。與覆蓋白膜相比,藍膜和綠膜透過的較少,可更好地減弱幼苗受到的輻射。

(2)光合色素溶液的濃度與其光吸收值成正比,選擇適當波長的光可對色素含量進行測定。提取光合色素時,可利用作為溶劑。測定葉綠素含量時,應選擇紅光而不能選擇藍紫光,原因是

。(3)研究表明,覆蓋藍膜更有利于藏川楊幼苗在高原環(huán)境的生長。根據(jù)上述檢測結果,其原因為

(答出兩點即可)?！窘馕觥勘绢}考查光合作用場所葉綠體的結構和功能、葉綠體中色素的提取、光合作用過程、光合色素吸收光譜的差異性等知識,并考查學生結合圖表信息分析問題的能力。(1)葉綠體由雙層膜包被,內(nèi)部有許多基粒。每個基粒都由一個個圓餅狀的囊狀結構堆疊而成,這些囊狀結構稱為類囊體。吸收光能的4種色素就分布在類囊體的薄膜上。其中葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。這

4種色素吸收的光波長有差別,但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反應階段,在這一階段,一些接受能量并被還原的C3,在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應轉化為糖類;另一些接受能量并被還原的C3,經(jīng)過一系列變化,又形成C5。據(jù)圖可知,與覆蓋白膜相比,藍膜和綠膜透過的紫外光較少,可更好地減弱幼苗受到的輻射。(2)綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中,所以,可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光,為了排除類胡蘿卜素的干擾,測定葉綠素含量時,應選擇紅光而不能選擇藍紫光。(3)高原地區(qū)紫外光強烈,覆蓋藍膜后,紫外光透過率降低,可減少紫外光對幼苗的傷害,此外,覆蓋藍膜時幼苗葉綠素和類胡蘿卜素的含量最高,可以提高植物對光能的利用率,促進植物的光合作用,提高產(chǎn)量。答案:(1)藍類囊體薄膜

C5糖類(CH2O)紫外光(2)無水乙醇葉綠素主要吸收藍紫光和紅光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,選擇紅光可排除類胡蘿卜素的干擾(3)高原地區(qū)紫外光強烈,覆蓋藍膜后,紫外光透過率降低,可減少紫外光對幼苗的傷害;覆蓋藍膜時幼苗葉綠素和類胡蘿卜素的含量最高,可以提高植物對光能的利用率8.(2024·全國甲卷·T29)在自然條件下,某植物葉片光合速率和呼吸速率隨溫度變化的趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)該植物葉片在溫度a和c時的光合速率相等,葉片有機物積累速率

(填“相等”或“不相等”),原因是。

(2)在溫度d時,該植物體的干重會減少,原因是。

(3)溫度超過b時,該植物由于暗反應速率降低導致光合速率降低。暗反應速率降低的原因可能是

(答出一點即可)

(4)通常情況下,為了最大程度地獲得光合產(chǎn)物,農(nóng)作物在溫室栽培過程中,白天溫室的溫度應控制在最大時的溫度。

【解析】本題考查植物的光合速率和呼吸速率。(1)該植物葉片在溫度a和c時的光合速率相等,但由于呼吸速率不同,因此葉片有機物積累速率不相等。(2)在溫度d時,葉片的光合速率與呼吸速率相等,但由于植物有些細胞不進行光合作用,但進行細胞呼吸,如根部細胞,因此該植物體的干重會減少。(3)溫度超過b時,植物為了降低蒸騰作用,部分氣孔關閉,使CO2供應不足,暗反應速率降低;同時酶的活性降低,導致CO2固定速率減慢,C3還原速率減慢,進而使暗反應速率降低。(4)為了最大程度地獲得光合產(chǎn)物,農(nóng)作物在溫室栽培過程中,白天溫室的溫度應控制在光合速率與呼吸速率差值(凈光合速率)最大時的溫度,有利于有機物的積累。答案:(1)不相等溫度a和c時的呼吸速率不相等(2)在溫度d時,葉片的光合速率與呼吸速率相等,但植物的根部細胞等不進行光合作用,仍進行細胞呼吸消耗有機物,導致植物體的干重減少(3)溫度過高,導致部分氣孔關閉,CO2供應不足,暗反應速率降低;溫度過高,導致酶的活性降低,使暗反應速率降低(4)光合速率和呼吸速率差值(凈光合速率)9.(2024·新課標全國卷·T31)某同學將一種高等植物幼苗分為4組(a、b、c、d),分別置于密閉裝置中照光培養(yǎng),a、b、c、d組的光照強度依次增大,實驗過程中溫度保持恒定。一段時間(t)后測定裝置內(nèi)O2濃度,結果如圖所示,其中

M

為初始O2濃度,c、d組O2

濃度相同?；卮鹣铝袉栴}:(1)太陽光中的可見光由不同顏色的光組成,其中高等植物光合作用利用的光主要是,原因是

。

(2)光照t時間時,a組CO2濃度(填“大于”“小于”或“等于”)b組。

(3)若延長光照時間c、d組O2濃度不再增加,則光照t時間時a、b、c中光合速率最大的是組,判斷依據(jù)是

。

(4)光照t時間后,將d組密閉裝置打開,并以c組光照強度繼續(xù)照光,其幼苗光合速率會(填“升高”“降低”或“不變”)。

【解析】本題考查影響光合作用的因素、光合作用和呼吸作用的關系。(1)植物葉片中的光合色素包括葉綠素和類胡蘿卜素,葉綠素主要吸收太陽光中的紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收太陽光中的藍紫光,所以植物光合作用主要利用紅光和藍紫光。(2)b組O2濃度高于a組,說明b組的光合速率大于呼吸速率,表現(xiàn)為吸收CO2、釋放O2,所以a組CO2濃度大于b組。(3)c、d組的O2濃度不再增加,說明此時幼苗的光合速率等于呼吸速率,這主要是由于CO2供應不足;a組O2濃度等于初始濃度,說明幼苗的光合速率等于呼吸速率;b組此時的O2濃度增加,說明幼苗的光合速率大于呼吸速率;綜合分析,b組的光合速率最大。(4)d組O2濃度不再增加,說明此時幼苗的光合速率等于呼吸速率,密閉容器中CO2的供應不足導致幼苗的光合速率下降;打開容器后,CO2供應不足的狀況得到改善,以c組的光照強度繼續(xù)照光,幼苗的光合速率會升高,從而大于呼吸速率。答案:(1)紅光和藍紫光光合色素中的葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光(2)大于(3)b密閉裝置中的O2濃度不再增加時,幼苗的光合速率等于呼吸速率,b組的O2濃度增加,幼苗的光合速率大于呼吸速率(4)升高10.(2024·安徽高考·T16)為探究基因OsNAC對光合作用的影響,研究人員在相同條件下種植某品種水稻的野生型(WT)、OsNAC敲除突變體(KO)及OsNAC過量表達株(OE),測定了灌漿期旗葉(位于植株最頂端)凈光合速率和葉綠素含量,結果見下表。項目

凈光合速率/(μmol·m-2·s-1)葉綠素含量/(mg·g-1)WT24.04.0KO20.33.2OE27.74.6回答下列問題。(1)旗葉從外界吸收1分子CO2,與核酮糖-1,5-二磷酸結合,在特定酶作用下形成2分子3-磷酸甘油酸;在有關酶的作用下,3-磷酸甘油酸接受

釋放的能量并被還原,隨后在葉綠體基質中轉化為。

(2)與WT相比,實驗組KO與OE的設置分別采用了自變量控制的、(填科學方法)。

(3)據(jù)表可知,OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率。為進一步探究該基因的功能,研究人員測定了旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量、蔗糖含量及單株產(chǎn)量,結果如圖。

結合圖表,分析OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率發(fā)生相應變化的原因:①

;

②。

【解析】本題考查光合作用原理的應用和影響光合作用的因素。(1)旗葉從外界吸收CO2,作為暗反應的原料,在特定酶的作用下,1分子CO2與核酮糖-1,5-二磷酸(C5)結合,形成2分子的3-磷酸甘油酸(C3);然后在有關酶的作用下,3-磷酸甘油酸(C3)接受光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH釋放的能量,并被NADPH還原;一部分接受能量并被還原的C3,在相關酶的作用下經(jīng)過一系列反應被轉化為糖類,還有一部分接受能量并被還原的C3,經(jīng)過一系列的變化又變成C5。(2)在對照實驗中,控制自變量可采用加法原理和減法原理,即與常態(tài)比較,人為增加或去除某種影響因素。根據(jù)題干信息,與WT相比,KO是OsNAC敲除突變體,相當于人為去除某種影響因素,屬于減法原理;OE是OsNAC過量表達株,相當于增加了某種影響因素,屬于加法原理。(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析可知,WT組凈光合速率為24.0

μmol·m-2·s-1,而OE組凈光合速率為27.7

μmol·m-2·s-1,故OsNAC過量表達會使旗葉凈光合速率增大。①根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知,與WT組相比,OE組葉綠素含量較高,可以使旗葉捕獲更多的光能,促進其光合作用,使其凈光合速率增大;②根據(jù)柱形圖分析可知,與WT組相比,OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量較高,蔗糖轉運蛋白可以及時將更多的光合產(chǎn)物(蔗糖)從葉綠體中運出,避免光合產(chǎn)物的積累影響光合作用的速率,從而促進旗葉的光合作用,使其凈光合速率增大。答案:(1)ATP和NADPH糖類和C5(2)減法原理加法原理(3)增大①與WT組相比,OE組葉綠素含量較高,促進旗葉光合作用②與WT組相比,OE組旗葉中編碼蔗糖轉運蛋白基因的相對表達量較高,可以及時將更多的光合產(chǎn)物(蔗糖)從葉綠體中運出,從而促進旗葉的光合作用11.(2024·黑吉遼高考·T21)在光下葉綠體中的C5能與CO2反應形成C3;當CO2/O2比值低時,C5也能與O2反應形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過一系列化學反應完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質變化如圖1。圖1光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放,且整體上是消耗能量的過程。回答下列問題。(1)反應①是過程。

(2)與光呼吸不同,以葡萄糖為反應物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場所是和。

(3)我國科學家將改變光呼吸的相關基因轉入某種農(nóng)作物野生型植株(WT),得到轉基因株系1和2,測定凈光合速率,結果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除外界環(huán)境外,還可來自和(填生理過程)。7~10時株系1和2與WT凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異,原因是。據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)(填“能”或“不能”)計算出株系1的總光合速率,理由是。

(4)結合上述結果分析,選擇轉基因株系1進行種植,產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢,判斷的依據(jù)是。

【解析】本題考查光合作用過程與光呼吸。(1)在光合作用的暗反應過程中,CO2在特定酶的作用下,與C5結合形成C3,這個過程稱作CO2的固定,故反應①是CO2的固定過程。(2)有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內(nèi)膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH,合成少量ATP;第二階段是丙酮酸和水反應生成CO2和NADH,合成少量ATP,以葡萄糖為反應物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場所是細胞質基質、線粒體基質。(3)由圖1可知,在線粒體中進行光呼吸的過程中,也會產(chǎn)生CO2,因此植物光合作用CO2的來源除外界環(huán)境外,還可來自光呼吸、呼吸作用。7~10時,隨著光照強度的增加,株系1和2由于轉入了改變光呼吸的相關基因,光呼吸速率降低,消耗的有機物減少,O2與C5結合減弱,因此CO2與C5結合增強,使暗反應產(chǎn)生的有機物增多,因此與WT相比,株系1和2的凈光合速率較高?？偣夂纤俾?凈光合速率+呼吸速率,呼吸速率為光照強度為0時CO2的釋放速率,圖3的橫坐標為CO2的濃度,因此無法得出呼吸速率,故據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)不能計算出株系1的總光合速率。(4)由圖2、圖3可知,與轉基因株系2、WT相比,轉基因株系1的凈光合速率最大,因此選擇轉基因株系1進行種植,產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢。答案:(1)CO2的固定(2)細胞質基質線粒體基質(3)光呼吸呼吸作用7~10時,隨著光照強度的增加,株系1和2由于轉入了改變光呼吸的相關基因,導致光呼吸速率降低,消耗的有機物減少,O2與C5結合減弱,因此CO2與C5結合增強,使暗反應產(chǎn)生的有機物增多不能總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,呼吸速率為光照強度為0時CO2的釋放速率,圖3的橫坐標為CO2的濃度,無法得出呼吸速率(4)與轉基因株系2、WT相比,轉基因株系1的凈光合速率最大12.(2024·湖北高考·T21)氣孔是指植物葉表皮組織上兩個保衛(wèi)細胞之間的孔隙。植物通過調(diào)節(jié)氣孔大小,控制CO2進入和水分的散失,影響光合作用和含水量?？蒲泄ぷ髡咭詳M南芥為實驗材料,研究并發(fā)現(xiàn)了相關環(huán)境因素調(diào)控氣孔關閉的機理(圖1)。已知ht1基因、rhc1基因各編碼蛋白甲和乙中的一種,但對應關系未知。研究者利用野生型(wt)、ht1基因功能缺失突變體(h)、rhc1基因功能缺失突變體(r)和ht1/rhc1雙基因功能缺失突變體(h/r),進行了相關實驗,結果如圖2所示。回答下列問題:(1)保衛(wèi)細胞液泡中的溶質轉運到胞外,導致保衛(wèi)細胞(填“吸水”或“失水”),引起氣孔關閉,進而使植物光合作用速率(填“增大”或“不變”或“減小”)。

(2)圖2中的wt組和r組對比,說明高濃度CO2時rhc1基因產(chǎn)物(填“促進”或“抑制”)氣孔關閉。

(3)由圖1可知,短暫干旱環(huán)境中,植物體內(nèi)脫落酸含量上升,這對植物的積極意義是。

(4)根據(jù)實驗結果判斷:編碼蛋白甲的基因是(填“ht1”或“rhc1”)。

【解析】在圖2中,wt組與h組對比,正常濃度CO2時,ht1基因的表達產(chǎn)物缺失使氣孔開放度低,說明ht1基因的表達產(chǎn)物抑制氣孔關閉;wt組與r組對比,高濃度CO2時,wt組rhc1基因的表達產(chǎn)物能感應到高濃度CO2的刺激,使氣孔關閉,r組rhc1基因的表達產(chǎn)物缺失不能感應到高濃度CO2的刺激,導致氣孔開放度高。根據(jù)圖1可知,能感應高濃度CO2的刺激并促進氣孔關閉的是蛋白甲。蛋白甲通過抑制蛋白乙的合成促進蛋白質丙的合成,經(jīng)過一系列的過程,從而促進氣孔關閉。(1)保衛(wèi)細胞液泡中的溶質轉運到胞外,導致細胞液的滲透壓降低,保衛(wèi)細胞失水引起氣孔關閉。氣孔關閉后,CO2吸收減少,光合速率減小。(2)r組是rhc1基因功能缺失突變體,即缺少rhc1基因產(chǎn)物,wt組能正常表達rhc1基因產(chǎn)物。分析圖2,高濃度CO2時,wt組氣孔開放度低于r組,說明rhc1基因產(chǎn)物能促進氣孔關閉。(3)脫落酸是植物生長抑制劑,它能夠抑制細胞的分裂和種子的萌發(fā),還有促進葉和果實的衰老和脫落的作用。干旱條件下脫落酸含量升高,促進葉片脫落,抑制氣孔開放,能夠減少蒸騰作用,保存植物體內(nèi)水分,使植物能夠在干旱中生存。(4)分析圖2可知,高濃度CO2時,r組氣孔開放度均高于wt組、h組和h/r組,r組是rhc1基因功能缺失突變體,高濃度CO2時,r組氣孔開放度高,說明缺失rhc1基因編碼的蛋白質不能感應到高濃度CO2的刺激而使氣孔關閉;結合圖1可知,能感應高濃度CO2的刺激使氣孔關閉的是蛋白甲。由此推測,rhc1基因編碼的是蛋白甲。答案:(1)失水減小(2)促進(3)干旱條件下脫落酸含量升高,促進