大題01 細(xì)胞代謝類（解析版）

大題01細(xì)胞代謝類【高考真題分布】考點考向高考考題分布光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合細(xì)胞呼吸與光合作用的過程及實驗設(shè)計影響光合和呼吸作用的因素2023年廣東T182023年海南T162023年江蘇T192023年重慶T192023年遼寧T212023年浙江第一次T222023浙江第二次T232023年河北T192023年湖南卷T17【題型解讀】細(xì)胞呼吸光合作用的過程，以及探究不同環(huán)境因素對光合作用和呼細(xì)胞呼吸的影響，是細(xì)胞代謝部分的高頻考點。通過對近三年試題分析，發(fā)現(xiàn)試題考察情景越來越復(fù)雜，以下兩種情境尤為明顯：一、對大學(xué)教材中光合作用和細(xì)胞呼吸的生理過程深度考察。如2023年山東卷第21題和2023年湖北卷第8題的PSⅠ、PSⅡ光復(fù)合體，2023年湖南卷第17題和2022年全國甲卷第29題的C3植物和C4植物，2023年全國乙卷第3題和2023年山東卷第4題中無氧呼吸方式的轉(zhuǎn)變，2022年山東卷第21題的光抑制，2022年山東卷第4題的磷酸戊糖途徑，2022年山東卷第16題的電子傳遞鏈。這些題目的題干主要以文字形式呈現(xiàn)大學(xué)教材中光合作用和細(xì)胞呼吸的生理過程，考察考生在考場上對這些深于教材的新知識的學(xué)習(xí)和理解能力。并考察考生能否將這些過程與光合作用細(xì)胞呼吸過程進行辨析以及找出它們之間的聯(lián)系等。二、對于光合作用和細(xì)胞呼吸有關(guān)的科學(xué)實驗和探究實驗的考察，如2023年全國乙卷第3題和29題，2023年山東卷第17天、2023年全國甲卷第29集、2023年廣東卷第18期、2022年山東卷第21期、2022年廣東卷第18題、2021年全國已卷第29天、2021年山東卷第21題。這些題目或涉及探究實驗步驟的設(shè)計或設(shè)計實驗數(shù)據(jù)的分析。該專題的試題在考察必備知識的基礎(chǔ)上，也逐年提升對關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)的考察等級。典例一：細(xì)胞呼吸與光合作用的過程及實驗設(shè)計（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）水稻是我國重要的糧食作物，光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要因素。(1)通常情況下，葉綠素含量與植物的光合速率成正相關(guān)。但有研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量降低的某一突變體水稻，在強光照條件下，其光合速率反而明顯高于野生型。為探究其原因，有研究者在相同光照強度的強光條件下，測定了兩種水稻的相關(guān)生理指標(biāo)（單位省略），結(jié)果如下表。光反應(yīng)暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化效率類囊體薄膜電子傳遞速率RuBP羧化酶含量Vmax野生型0．49180．14．6129．5突變體0．66199．57．5164．5注：RuBP羧化酶：催化CO2固定的酶：Vmax：RuBP羧化酶催化的最大速率①類囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是。RuBP羧化酶催化的底物是CO2和。②據(jù)表分析，突變體水稻光合速率高于野生型的原因是。(2)研究人員進一步測定了田間光照和遮蔭條件下兩種水稻的產(chǎn)量（單位省略），結(jié)果如下表。田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量野生型6．936．20突變體7．353．68①在田間遮蔭條件下，突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型，造成這個結(jié)果的內(nèi)因是，外因是。②水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運輸形式，在開花結(jié)實期主要運往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果，推測兩種水稻的光補償點（光合速率和呼吸速率相等時的光照強度），突變體水稻較野生型（填“高”、“低”或“相等”）?！敬鸢浮?1)NADPH（[H]）C5（核酮糖—1，5-二磷酸，RuBP）突變體的光反應(yīng)與暗反應(yīng)速率都較野生型快(2)突變體葉綠素含量太低光照強度太低蔗糖高【分析】1、光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。光合作用過程十分復(fù)雜，根據(jù)是否需要光能，將這些化學(xué)反應(yīng)分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，現(xiàn)在也成為碳反應(yīng)階段。2、光反應(yīng)階段：必須有光才能進行，反應(yīng)部位在類囊體的薄膜上。在這個階段，葉綠體中光合色素吸收的光能首先將水分解成氧和H+。其中氧以分子形式氧氣釋放，H+與NADP+結(jié)合，形成NADPH。NADPH是活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)。光合色素吸收的另一部分光能，在酶的作用下，使ADP與Pi反應(yīng)形成ATP，用于暗反應(yīng)。3、暗反應(yīng)階段：需要多種酶參與，在有光、無光的條件下均可進行，反應(yīng)部位在葉綠體基質(zhì)中。這個階段綠葉通過氣孔從外界吸收CO2，在特定酶（CO2固定酶）的作用下與C5（一種五碳化合物）結(jié)合，這個過程叫作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成兩個C3。在酶的作用下C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原，一部分接受能量并被還原的C3經(jīng)過一系列酶的作用轉(zhuǎn)化為糖類，另一些接受能量被還原的C3又形成C5，參與CO2的固定。暗反應(yīng)的實質(zhì)是同化CO2，將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能，儲存在有機物中?！驹斀狻浚?）①根據(jù)分析可知，光合作用的光反應(yīng)階段在類囊體薄膜上反應(yīng)。這個階段電子傳遞的最終產(chǎn)物是NADPH。RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶，根據(jù)分析可知這個階段是暗反應(yīng)階段（CO2的固定），在這個反應(yīng)中CO2，在CO2固定酶的作用下與C5（一種五碳化合物）結(jié)合，所以RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C5。②根據(jù)分析可知，表中的類囊體薄膜電子傳遞速率代表了光反應(yīng)速率，電子傳遞速率越高，則光反應(yīng)速率越快；RuBP羧化酶含量高低與暗反應(yīng)速率有關(guān)，RuBP羧化酶含量越高，暗反應(yīng)速率越快。由表可知突變體的光反應(yīng)和暗反應(yīng)速率都比野生型快，所以突變型水稻的光合速率高于野生型。（2）①根據(jù)光合作用的分析可知，只要影響到原料、能量的供應(yīng)都是影響光合作用的因素，比如CO2的濃度、葉片氣孔的開閉情況，光照強度等；葉綠體是光合作用的場所，影響葉綠體的形成，結(jié)構(gòu)的因素，比如葉綠體光合色素含量低等也會影響光合作用。根據(jù)題干可知在遮蔭情況下突變體水稻產(chǎn)量明顯低于野生型，因此推測這種結(jié)果的內(nèi)因則是突變體自身葉綠素含量太低，外因則是光照強度太低。②蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物，也是植物光合作用遠(yuǎn)距離運輸?shù)闹饕问?。所以水稻葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物有淀粉和蔗糖，兩者可以相互轉(zhuǎn)化，后者是光合產(chǎn)物的主要運輸形式，在開花結(jié)實期主要運往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果可知，在同等光合速率下突變體水稻所需要的光照更強，因此突變體水稻的光補償點較野生型高。一、限定詞作答時,若題目中提供了限定詞,則必須用限定詞作答,而不能用同義詞替代,如本題中的“紅光”不能回答成“紅色光”或“紅”。二、原因分析類問題的方法突破（1）此類題目屬于非選擇題中的“科學(xué)思維”的特征設(shè)問，此類題目在語言表達(dá)題型中所占比例很高，其設(shè)問方式一般有以下幾種：“……合理的解釋是________________”“……的依據(jù)是______________”“……的原因是________________”等。這些試題旨在考查考生在新情境條件下對知識體系的掌握程度，也是對關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)進行考查，是真正素質(zhì)考查的體現(xiàn)。（2）解題策略這一類試題的形式是給出某一實驗現(xiàn)象或結(jié)果，要求回答出現(xiàn)這些現(xiàn)象(或結(jié)果)的原因。分析高考題中長句子描述題的標(biāo)準(zhǔn)答案就會發(fā)現(xiàn)，其實答案用詞的出處一般有兩個：一是命題者在描述題干時的信息，二就是教材中的重要概念、原理等。（3）答題思路a．在題干文字信息和圖表信息中找出“起因”和“結(jié)果”。b．依據(jù)題干或者已學(xué)教材中相關(guān)知識，分析“起因”和“結(jié)果”之間的邏輯關(guān)系——原因、依據(jù)、理由、解釋。（4）答題模式三、實驗設(shè)計要遵循實驗設(shè)計的基本原則實驗設(shè)計的基本原則包括：（1）科學(xué)性原則：是所有原則的前提，實驗設(shè)計要合乎科學(xué)性。（2）可行性原則：符合實驗者的一般認(rèn)知水平；還要滿足現(xiàn)有的條件，具有進行實驗和完成實驗的可能性。（3）簡便性原則：實驗的材料易獲得，裝置簡化、簡單，實驗藥品便宜，操作簡便等等。（4）可重復(fù)性原則：一方面，減少誤差，增加信度。另一方面，你做的實驗，同樣的情況下，別人應(yīng)該可以重復(fù)驗證。（5）單一變量原則：

在不同的實驗組別中，只有我們所要研究的因素不同，影響實驗的其他所有因素都相同。（6）等量原則：除研究因素以外，所有可以影響實驗過程或結(jié)果的因素都應(yīng)該保持一樣。（7）對照性原則：是生物實驗設(shè)計的一個重要原則。在單一變量的前提下，通過對照，就能有效地排除其它因素對結(jié)果的干擾，增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。四、光合作用與細(xì)胞呼吸實驗的設(shè)計技巧(1)實驗設(shè)計中必須注意三點①變量的控制手段，如光照強度的強弱可用不同功率的燈泡(或相同功率的燈泡，但與植物的距離不同)進行控制，不同溫度可用不同恒溫裝置控制，CO2濃度的大小可用不同濃度的CO2緩沖液來調(diào)節(jié)。②對照原則的應(yīng)用，不能僅用一套裝置通過逐漸改變其條件進行實驗，而應(yīng)該用一系列裝置進行相互對照。③無論哪種裝置，在光下測得的數(shù)值均為“凈光合作用強度”值。(2)解答光合作用與細(xì)胞呼吸的實驗探究題時必須關(guān)注的信息是加“NaOH”還是加“NaHCO3”；給予“光照”處理還是“黑暗”處理；是否有“在溫度、光照最適宜條件下”等信息。五、光合作用與呼吸作用實驗設(shè)計中常用實驗條件的控制方法①增加水中氧氣——泵入空氣或放入綠色水生植物。②減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水。③除去容器中二氧化碳——氫氧化鈉溶液。④除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境中。⑤除去葉中葉綠素——酒精隔水加熱。⑥除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光。⑦如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光。⑧線粒體的提取——細(xì)胞勻漿離心。⑨保持容器中CO2體積不變——NaHCO3溶液。（2024·貴州貴陽·貴陽一中校考一模）番茄含有豐富的營養(yǎng)，據(jù)營養(yǎng)學(xué)家研究測定：每人每天食用50~100克鮮番茄，即可滿足人體對幾種維生素和礦物質(zhì)的需要。為了進一步了解番茄的生理特征，科研人員研究了溫度變化對番茄進行呼吸作用時CO2產(chǎn)生量和進行光合作用時CO2消耗量的影響，實驗結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

(1)光可以被番茄葉片中的色素吸收，分離其綠葉中的色素時，隨層析液在濾紙上擴散速度最慢的色素呈現(xiàn)的顏色是，該色素主要吸收的光是。(2)本實驗的自變量是，影響光合作用的內(nèi)因主要有（至少答出一種）。(3)溫室栽培該種蔬菜時溫度最好控制在（填圖中的溫度），35℃的條件下培養(yǎng)的番茄（填“能”或“不能”）生長。(4)請利用以下實驗材料測定番茄幼苗光合作用CO2的消耗速率。（簡要寫出實驗思路）實驗材料：透明的密閉玻璃罩、CO2傳感器、番茄幼苗。實驗思路：。【答案】(1)黃綠色藍(lán)紫光和紅光(2)不同的溫度光合色素的含量、酶的數(shù)量和活性(3)25℃不能(4)實驗思路為：測定密閉裝置內(nèi)的初始CO2濃度和在光照條件下培養(yǎng)1小時后的CO2濃度；測定的CO2含量變化即為凈光合速率，同時設(shè)置另外一組實驗，其余條件均相同，但是做遮光處理，測定初始CO2濃度和在光照遮光條件下培養(yǎng)1小時后的CO2濃度；測定的CO2含量變化即為呼吸速率，二者之為即為CO2的消耗速率?！痉治觥坑绊懝夂献饔玫囊蛩兀?、光照強度：光照會影響光反應(yīng)，從而影響光合作用，因此，當(dāng)光照強度低于光飽和點時，光合速率隨光照強度的增加而增加，但達(dá)到光飽和點后，光合作用不再隨光照強度增加而增加。2、CO2濃度：CO2是光合作用暗反應(yīng)的原料，在一定范圍內(nèi)當(dāng)CO2濃度增加時，光合速率會隨CO2濃度的增高而增高。3、溫度：溫度對光合作用的影響主要是影響酶的活性?！驹斀狻浚?）隨層析液在濾紙上擴散速度最慢的色素是葉綠素b，呈現(xiàn)的顏色是黃綠色，該色素主要吸收的光是藍(lán)紫光和紅光。（2）科研人員研究了溫度變化對番茄進行呼吸作用時CO2產(chǎn)生量和進行光合作用時CO2消耗量的影響，所以本實驗的自變量是不同的溫度，影響光合作用的內(nèi)因主要有光合色素的含量，以及與光合作用有關(guān)的酶的數(shù)量和活性。（3）溫室栽培該種蔬菜時溫度最好控制在25℃，此時光合作用的消耗量-呼吸用的產(chǎn)生量的值最大，即凈光合速率最高，有機物的積累量最高，同理35℃下，凈光合速率為0，番茄不能生長。（4）CO2的消耗速率及總光合速率，所以需要測定凈光合速率，以及呼吸速率，二者之和即為CO2的消耗速率，故實驗思路為:測定密閉裝置內(nèi)的初始CO2濃度和在光照條件下培養(yǎng)1小時后的CO2濃度;測定的CO2含量變化即為凈光合速率，同時設(shè)置另外一組實驗，其余條件均相同，但是做遮光處理，測定初始CO2濃度和在光照遮光條件下培養(yǎng)1小時后的CO2濃度;測定的CO2含量變化即為呼吸速率，二者之為即為CO2的消耗速率。典例二：影響光合和呼吸作用的因素（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型（WT）的產(chǎn)量和黃綠葉突變體（ygl）的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和圖。（光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。水稻材料葉綠素（mg/g）類胡蘿卜素（mg/g）類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27

分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和，葉片主要吸收可見光中的光。(2)光照強度逐漸增加達(dá)到2000μmolm-2s-1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得yglWT（填“高于”、“低于”或“等于”）。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體，是其高產(chǎn)的原因之一。(4)試分析在0~50μmolm-2s-1范圍的低光照強度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學(xué)問題。

【答案】(1)類胡蘿卜素/葉綠素比例上升紅光和藍(lán)紫(2)高于呼吸速率較高(3)光能利用率較高(4)探究較強光照條件下WT和ygl的最適栽培密度【分析】分析題表和題圖：與WT相比，ygl植株的葉綠素和類胡蘿卜素含量都較低，但類胡蘿卜素/葉綠素較高，光飽和點較高，呼吸速率較高?！驹斀狻浚?）根據(jù)表格信息可知，ygl植株葉綠素含量較低且類胡蘿卜素/葉綠素比值比較高，故葉片呈現(xiàn)出黃綠色。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，由ygl葉色呈黃綠可推測，主要吸收紅光和藍(lán)紫光。（2）光照強度逐漸增加達(dá)到2000μmolm-2s-1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，從柱狀圖中看出，ygl的呼吸速率高于WT，因此ygl的最大實際光合速率高于WT，因此達(dá)到最大實際光合速率需要的最小光照強度大，即ygl的光飽和點高于WT。光補償點是光合速率等于呼吸速率的光照強度，據(jù)圖b和圖c可知，ygl有較高的光補償點是因為葉綠素含量較低導(dǎo)致相同光照強度下光合速率較低，且由圖c可知ygl呼吸速率較高。（3）與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體光能利用率高，是其高產(chǎn)的原因之一。（4）由于ygl呼吸速率較高，且有較高的光補償點，因此在0~50μmolm-2s-1范圍的低光照強度下，WT和ygl的凈光合速率如下圖：分析圖a和圖示曲線，高光照強度WT的凈光合速率小于ygl，低光照強度下WT的凈光合速率大于ygl，在此基礎(chǔ)上，可進一步探究較強光照條件下WT和ygl的最適栽培密度。一、真核生物細(xì)胞呼吸(1)判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)(2)影響細(xì)胞呼吸的常見因素①溫度：影響酶活性。②O2濃度：O2促進有氧呼吸，抑制無氧呼吸。③含水量：自由水的相對含量會影響細(xì)胞代謝速率。(3)水果、蔬菜保鮮條件：低溫、低氧、有一定濕度。糧食儲存需要的條件：低溫、低氧、干燥環(huán)境。二、光合作用與呼吸作用(1)光合作用過程中的能量變化：光能→活躍的化學(xué)能(儲存在ATP、NADPH中)→穩(wěn)定的化學(xué)能(儲存在有機物中)。(2)光合作用過程中的物質(zhì)變化①光反應(yīng)(發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上)：H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(色素))NADPH＋O2；ADP＋Pieq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(酶))ATP。②暗反應(yīng)(發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中)：CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3；2C3eq\o(→,\s\up7(ATP、酶),\s\do5(NADPH))(CH2O)＋C5。(3)光合作用的4個影響因素①溫度：主要影響暗反應(yīng)，因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應(yīng)的多。②CO2濃度：主要影響暗反應(yīng)。③水：缺水主要影響暗反應(yīng)，因為缺水→氣孔關(guān)閉→影響CO2的吸收→影響暗反應(yīng)。④光照：主要影響光反應(yīng)，通過影響ATP和NADPH的產(chǎn)生而影響暗反應(yīng)。(4)呼吸作用與光合作用的聯(lián)系①呼吸速率的測定：黑暗條件下，單位時間實驗容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機物減少量。②凈光合速率的測定：植物在光照條件下，單位時間內(nèi)CO2吸收量、O2釋放量或有機物積累量?？偣夂纤俾剩絻艄夂纤俾剩粑俾剩还夂献饔糜袡C物的制造量＝光合作用有機物的積累量＋呼吸作用有機物的消耗量；光合作用固定的CO2量＝從外界吸收的CO2量＋呼吸作用釋放的CO2量。常見呈現(xiàn)形式如圖所示：a．A點：光照強度為0，只有呼吸作用，細(xì)胞表現(xiàn)為對外釋放CO2。b．AB段(不包括B點)：光合速率<呼吸速率，細(xì)胞表現(xiàn)為對外釋放CO2。c．B點：對應(yīng)的光照強度稱為光補償點，光合速率＝呼吸速率，細(xì)胞表現(xiàn)為既不對外釋放CO2，也不從外界吸收CO2。d．B點以后：光合速率>呼吸速率，細(xì)胞表現(xiàn)為從外界吸收CO2。e．C點：對應(yīng)的光照強度稱為光飽和點，光合速率達(dá)到相應(yīng)條件下的最大值。f．光飽和點以前光合速率的限制因素主要為橫坐標(biāo)表示的因素；光飽和點以后光合速率的限制因素為除橫坐標(biāo)以外的因素。三、光合作用、呼吸作用的“三率”圖（2024·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考一模）目前全球土壤鹽漬化問題嚴(yán)重，鹽漬環(huán)境下，植物生長會受到抑制。沙棘是我國西北地區(qū)的主要造林樹種，某研究小組用不同濃度的NaCl溶液處理沙棘幼苗，探究鹽脅迫對沙棘幼苗葉片光合生理特性的影響，部分結(jié)果如圖所示，CK為空白對照組?；卮鹣铝袉栴}：

(1)沙棘在進行光合作用時，對光進行吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的物質(zhì)分布在葉綠體的上，光能經(jīng)光反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為中的化學(xué)能供暗反應(yīng)利用。(2)由圖分析，本實驗的自變量是，凈光合速率的指標(biāo)是。(3)導(dǎo)致光合速率降低的因素包括氣孔限制因素（供應(yīng)不足影響光合作用）和非氣孔限制因素（非CO2因素限制光合作用）。本實驗中，溶液處理10d時，導(dǎo)致沙棘幼苗光合速率降低的因素主要是（填“氣孔限制因素”或“非氣孔限制因素”），出現(xiàn)該種情況可能與沙棘體內(nèi)（填植物激素）的調(diào)節(jié)作用有關(guān)。(4)該研究小組還探究了鹽脅迫對沙棘幼苗葉片葉綠素含量的影響，結(jié)果如下表所示。NaCl濃度/（mmol·L-1）葉綠素a含量/（mg·g-1）葉綠素b含量/（mg·g-1）類胡蘿卜素含量/（mg·g-1）葉綠素a/bCK2.1590.3550.5156.0852001.4810.3180.5004.6824001.1270.2920.4323.8796000.7700.2360.2733.264①若要定性比較不同鹽脅迫下沙棘幼苗葉片的葉綠素含量，可以用（填試劑）提取葉片中的光合色素，再通過紙層析法觀察色素帶的。②由表可知，鹽脅迫下，沙棘幼苗葉片中葉綠素和類胡蘿卜素的含量均下降，且鹽濃度越高，；同等鹽濃度脅迫下，葉綠素a含量降幅大于葉綠素b，可能由于?！敬鸢浮?1)類囊體薄膜ATP和NADPH(2)NaCl溶液的濃度和脅迫時間單位時間、單位葉面積的CO2吸收量（或吸收速率）(3)氣孔限制因素脫落酸(4)無水乙醇（或體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉）位置和寬度下降幅度越大（合理即可）鹽脅對（沙棘幼苗葉片）葉綠素a的破壞作用大于葉綠素b【分析】1、葉綠體有內(nèi)、外兩層膜，其內(nèi)膜里面充滿了濃稠的液體，稱為基質(zhì)。懸浮在基質(zhì)中的是許多類囊體。類囊體是由膜形成的碟狀的口袋，所有的類囊體連成一體，其中又有許多疊在一起，稱為基粒。組成類囊體的膜被稱為光合膜。葉綠素及其他光合色素存在于光合膜上。除了與光合作用有關(guān)的色素外，光合膜上還分布了可以將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的多種蛋白質(zhì)。在類囊體的空腔內(nèi)含有多種酶，這些酶與H2O的裂解有關(guān)。2、光合作用的強弱一般用光合速率來表示。光合速率也稱光合強度，是指一定量的植物（如一定的葉面積）在單位時間內(nèi)進行的光合作用，如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳。光合速率受到多種環(huán)境因素的影響，其中最重要的因素是光強度、溫度和空氣中的二氧化碳濃度?！驹斀狻浚?）組成類囊體的膜被稱為光合膜，光進行吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的葉綠素及其他光合色素存在于光合膜（或類囊體膜）上。光能經(jīng)光反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能供暗反應(yīng)利用。（2）由圖可知，本實驗的自變量是NaCl溶液的濃度和脅迫時間，可以用單位時間、單位葉面積的CO2吸收量（或吸收速率）來表示凈光合速率。（3）由圖可知，導(dǎo)致沙棘幼苗光合速率降低的因素主要是氣孔限制因素，因為氣孔導(dǎo)度明顯減小，出現(xiàn)該種情況可能與沙棘體內(nèi)脫落酸的調(diào)節(jié)作用有關(guān)，因為脫落酸能夠通過調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞的鹽濃度促使氣孔開閉。（4）①若要比較不同鹽脅迫下沙棘幼苗葉片的葉綠素含量，可以用無水乙醇（或體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉）提取色素，再通過紙層析法觀察色素帶的位置和寬度來確定擴散的速度和色素的含量。②由表可知，鹽脅迫下，沙棘幼苗葉片中葉綠素和類胡蘿卜素的含量均下降，且鹽濃度越高，下降幅度越大（下降的越快）；同等鹽濃度脅迫下，葉綠素a含量降幅大于葉綠素b，是由于鹽脅對（沙棘幼苗葉片）葉綠素a的破壞作用大于葉綠素b。典例三：特殊代謝類型（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）下圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖?？栁难h(huán)的Rubisco酶對CO2的Km為450μmol·L-1（K越小，酶對底物的親和力越大）,該酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，進行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進行光呼吸（綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng)）。該酶的酶促反應(yīng)方向受CO2和O2相對濃度的影響。與水稻相比，玉米葉肉細(xì)胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細(xì)胞葉綠體是水光解的主要場所，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體主要與ATP生成有關(guān)。玉米的暗反應(yīng)先在葉肉細(xì)胞中利用PEPC酶（PEPC對CO2的Km為7μmol·L-1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）與CO2反應(yīng)生成C4,固定產(chǎn)物C4轉(zhuǎn)運到維管束鞘細(xì)胞后釋放CO2,再進行卡爾文循環(huán)?；卮鹣铝袉栴}：(1)玉米的卡爾文循環(huán)中第一個光合還原產(chǎn)物是（填具體名稱）,該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成（填"葡萄糖""蔗糖"或"淀粉"）后，再通過長距離運輸?shù)狡渌M織器官。(2)在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度（填"高于"或"低于"）水稻。從光合作用機制及其調(diào)控分析，原因是（答出三點即可）。(3)某研究將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響，但在光飽和條件下水稻的光合作用強度無明顯變化。其原因可能是（答出三點即可）?！敬鸢浮?1)3-磷酸甘油醛蔗糖維管組織(2)高于高光照條件下玉米可以將光合產(chǎn)物及時轉(zhuǎn)移；玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸(3)酶的活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物質(zhì)含量的限制；原核生物和真核生物光合作用機制有所不同【分析】本題主要考查的光合作用過程中的暗反應(yīng)階段，也就是卡爾文循環(huán)，綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，與C5（一種五碳化合物）結(jié)合，這個過程稱作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成兩個C3分子。在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH還原。隨后，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(yīng)轉(zhuǎn)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。這些C5又可以參與CO2的固定。這樣，暗反應(yīng)階段就形成從C5到C3再到C5的循環(huán)，可以源源不斷地進行下去，因此暗反應(yīng)過程也稱作卡爾文循環(huán)?！驹斀狻浚?）玉米的光合作用過程與水稻相比，雖然CO2的固定過程不同，但其卡爾文循環(huán)的過程是相同的，結(jié)合水稻的卡爾文循環(huán)圖解，可以看出CO2固定的直接產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸，然后直接被還原成3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛在葉綠體中被轉(zhuǎn)化成淀粉，在葉綠體外被轉(zhuǎn)化成蔗糖，蔗糖是植物長距離運輸?shù)闹饕穷?，蔗糖在長距離運輸時是通過維管組織。（2）干旱、高光強時會導(dǎo)致植物氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，而玉米的PEPC酶對CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能將葉綠體內(nèi)的光合產(chǎn)物通過維管組織及時轉(zhuǎn)移出細(xì)胞。因此在干旱、高光照強度環(huán)境下，玉米的光合作用強度高于水稻。（3）將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機制導(dǎo)入水稻葉肉細(xì)胞，只是提高了葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度，而植物的光合作用強度受到很多因素的影響；在光飽和條件下如果光合作用強度沒有明顯提高，可能是水稻的酶活性達(dá)到最大，對CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物質(zhì)含量的限制，也可能是因為藍(lán)細(xì)菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用機制有所不同。一、光呼吸現(xiàn)象產(chǎn)生的分子機制是O2和CO2競爭Rubisco酶。在暗反應(yīng)中,Rubisco酶能夠以CO2為底物實現(xiàn)CO2的固定;在光下,當(dāng)O2濃度高、CO2濃度低時,O2會競爭Rubisco酶,在光的驅(qū)動下將碳水化合物氧化生成CO2和水。光呼吸是一個高耗能的反應(yīng),正常生長條件下光呼吸就可損耗掉光合產(chǎn)物的25%~30%。過程如圖所示:【總結(jié)】光呼吸與光合作用的關(guān)系①與光呼吸有直接關(guān)系的細(xì)胞器為葉綠體、線粒體。光呼吸產(chǎn)生的條件是光照、高O2含量和低CO2含量等。②在干旱天氣和過強光照下，因為溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關(guān)閉。此時的光呼吸可以消耗光反應(yīng)階段生成的多余的NADPH和ATP，又可以為暗反應(yīng)階段提供原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。二、C4植物(如玉米)的葉片結(jié)構(gòu)和光合作用過程C4植物的葉片結(jié)構(gòu)C4途徑的生物學(xué)意義在于,熱帶植物為了防止水分過度蒸發(fā),常常關(guān)閉葉片上的氣孔,這樣空氣中的CO2就不易進入葉肉細(xì)胞,不能滿足光合作用對CO2的需求;而C4途徑中能固定CO2的PEP羧化酶對CO2有很高的親和力,使葉肉細(xì)胞能有效地固定和濃縮CO2,供維管束鞘細(xì)胞中葉綠體內(nèi)的C3途徑利用。玉米植株中固定CO2的酶的能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強于水稻植株中相應(yīng)的酶,因此玉米的光合效率大于水稻,特別是在低CO2濃度下,這種差別更為明顯?！究偨Y(jié)】①玉米、高粱、甘蔗都是C4植物，適于在高溫、干燥和強光的條件下生長。②C4植物葉肉細(xì)胞的葉綠體有類囊體能進行光反應(yīng)，同時CO2被整合到C4化合物中，隨后C4化合物進入維管束鞘細(xì)胞，維管束鞘細(xì)胞中沒有完整的葉綠體，C4化合物釋放出的CO2參與卡爾文循環(huán)，進而生成有機物。③PEP羧化酶被形象地稱為“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有較強光合作用(特別是在高溫、光照強烈、干旱條件下)能力，并且無光合午休現(xiàn)象。三、景天科植物為多年生肉質(zhì)草本植物,是典型的旱生植物,其氣孔下陷,可減少蒸騰作用。與普通植物相比,景天科植物具有一種特殊的CO2固定方式——夜間氣孔開放,白天氣孔關(guān)閉。夜間大氣中CO2從氣孔進入,被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶催化,與PEP結(jié)合形成草酰乙酸(OAA),再經(jīng)蘋果酸脫氫酶作用還原為蘋果酸,貯存于液泡中。白天,蘋果酸從液泡中釋放出來,經(jīng)脫羧酶作用形成CO2和丙酮酸,CO2產(chǎn)生后用于卡爾文循環(huán)。【總結(jié)】①仙人掌、菠蘿和許多肉質(zhì)植物都進行這種類型的光合作用。這類植物特別適合生長于干旱地區(qū)，其特點是氣孔夜間開放，白天關(guān)閉。②該類植物夜間吸收CO2，淀粉經(jīng)糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，CO2與PEP結(jié)合，生成草酰乙酸，進一步還原為蘋果酸儲存在液泡中。而白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中脫羧，放出CO2，進入C3途徑合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再還原成三碳糖，最后合成淀粉或者轉(zhuǎn)移到線粒體，進一步氧化釋放CO2，又可進入C3途徑。③該類植物葉肉細(xì)胞夜間淀粉減少，蘋果酸增加，細(xì)胞液pH下降；白天淀粉增加，蘋果酸減少，細(xì)胞液pH上升。光呼吸可使大豆、水稻和小麥等作物的光合效率降低20%至50%，造成產(chǎn)量損失。光呼吸是由于O2競爭性地結(jié)合到卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶Rubisco酶上，引起核酮糖1，5二磷酸（C5）加氧分解。下圖1表示葉肉細(xì)胞中有關(guān)代謝，其中②、④、⑧、⑨代表光呼吸過程。請據(jù)圖回答下列問題：在紅光照射條件下，參與途徑①的主要色素是；Rubisco酶主要分布在中，催化CO2與C5結(jié)合，生成2分子C3。(2)當(dāng)環(huán)境中O2與CO2含量比值（填“偏高”或“偏低”）時，葉片容易發(fā)生光呼吸。(3)從能量代謝分析，光呼吸與有氧呼吸最大的區(qū)別是。(4)水稻、小麥屬于C3植物，而高粱、玉米屬于C4植物，其特有的C4途徑如圖2所示。根據(jù)圖中信息推測，PEP羧化酶比Rubisco酶對CO2的親和力，使得維管束鞘細(xì)胞的CO2濃度比葉肉細(xì)胞，進一步推測C4植物光呼吸比C3植物。(5)根據(jù)對光呼吸機理的研究，科研人員利用基因編輯手段設(shè)計了只在葉綠體中完成的光呼吸替代途徑AP（依然具有降解乙醇酸產(chǎn)生CO2的能力）。同時利用RNA干擾技術(shù)，降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)量。檢測三種不同類型植株的光合速率，實驗結(jié)果如圖3所示。據(jù)此回答：三種類型植株中，AP+RNA干擾型光合速率最高的原因可能是：，進而促進光合作用過程?！敬鸢浮?1)葉綠素和類胡蘿卜素葉綠體基質(zhì)(2)偏高(3)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸產(chǎn)生ATP(4)更強更高更低(5)乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白減少，葉綠體內(nèi)乙醇酸濃度高，在葉綠體內(nèi)的CO2濃度更高【分析】據(jù)圖1可知，光呼吸過程O2競爭性地結(jié)合到卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶Rubisco上，引起核酮糖-1，5二磷酸（C5）加氧分解，2-磷酸甘油酸，再轉(zhuǎn)變成乙醇酸，乙醇酸被氧化，形成二氧化碳再釋放出去，這是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，這一系列反應(yīng)是在三種細(xì)胞器中完成的，它們分別是葉綠體、過氧化物體以及線粒體?！驹斀狻浚?）葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在紅光照射條件下，參與途徑①水光解過程的主要色素是葉綠素和類胡蘿卜素，Rubisco酶參與暗反應(yīng)階段（卡爾文循環(huán)），故Rubisco酶主要分布在葉綠體基質(zhì)中。（2）環(huán)境中O2與CO2含量比值會影響光呼吸過程，當(dāng)環(huán)境中O2與CO2含量比值偏高時，O2競爭性地結(jié)合到卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶Rubisco上，葉片容易發(fā)生光呼吸。（3）光呼吸與有氧呼吸最大的區(qū)別是光呼吸需要消耗ATP，有氧呼吸能產(chǎn)生ATP。（4）據(jù)圖2可知，CO2的濃度較低時也能發(fā)生C4途徑，故PEP羧化酶比Rubisco酶對CO2的親和力更強，使得維管束鞘細(xì)胞的CO2濃度比葉肉細(xì)胞更高，光合作用強，且C4植物光呼吸比C3植物更低。（5）據(jù)圖3可知，當(dāng)胞間CO2濃度較高時，三種類型植株中，AP＋RNA干擾型光合速率最高的原因可能是乙醇酸轉(zhuǎn)運蛋白減少，葉綠體內(nèi)乙醇酸濃度高、AP途徑能夠更快速高效地降解乙醇酸產(chǎn)生CO2造成的，進而促進該植物光合作用過程。1．（2023全國乙）植物的氣孔由葉表皮上兩個具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K?．有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強度）照射某植物葉片時，氣孔開度可達(dá)最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。(1)氣孔的開閉會影響植物葉片的蒸騰作用、（答出2點即可）等生理過程。(2)紅光可通過光合作用促進氣孔開放，其原因是。(3)某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進一步增大，因此他們認(rèn)為氣孔開度進一步增大的原因是，藍(lán)光促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋。請推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是。(4)已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng)，用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣孔（填“能”或“不能”）維持一定的開度?！敬鸢浮?1)光合作用和呼吸作用(2)葉綠體中的葉綠素對紅光有較高的吸收峰值，紅光照射下保衛(wèi)細(xì)胞進行光合作用制造有機物，使保衛(wèi)細(xì)胞的滲透壓上升，細(xì)胞吸水膨脹，氣孔開放(3)藍(lán)光作為信號能促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K＋，使保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓上升，細(xì)胞吸水膨脹，氣孔張開(4)能【分析】1、葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。2、氣孔既是CO2進出的場所，也是蒸騰作用的通道，氣孔張開既能增加蒸騰作用強度，又能保障CO2供應(yīng)，使光合作用正常進行?！驹斀狻浚?）氣孔是植物體與外界氣體交換的通道，光合作用、呼吸作用與蒸騰作用中氧氣、二氧化碳和水蒸氣都是經(jīng)過氣孔進出植物葉肉細(xì)胞的，故氣孔開閉影響植物的光合作用、呼吸作用和蒸騰作用等生理過程。（2）葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。紅光照射下保衛(wèi)細(xì)胞進行光合作用制造的有機物，使細(xì)胞的滲透壓，促進保衛(wèi)細(xì)胞吸水，細(xì)胞體積膨漲，氣孔開放。（3）題中顯示，藍(lán)光可作為一種信號促進保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K+，提高了細(xì)胞的滲透壓，保衛(wèi)細(xì)胞吸水能力增強，體積膨大，氣孔開放，因此，在飽和紅光的基礎(chǔ)上補加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進一步增大。（4）保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓的調(diào)節(jié)有光合作用產(chǎn)生有機物的因素，還有非光合作用因素----藍(lán)光照射引起鉀離子的吸收。所以當(dāng)光合作用被阻斷，鉀離子在藍(lán)光的調(diào)節(jié)下仍可以進入細(xì)胞，提高細(xì)胞的滲透壓，引起細(xì)胞吸水，氣孔維持一定開度。2．（2023海南卷）海南是我國火龍果的主要種植區(qū)之一、由于火龍果是長日照植物，冬季日照時間不足導(dǎo)致其不能正常開花，在生產(chǎn)實踐中需要夜間補光，使火龍果提前開花，提早上市。某團隊研究了同一光照強度下，不同補光光源和補光時間對火龍果成花的影響，結(jié)果如圖。

回答下列問題。(1)光合作用時，火龍果植株能同時吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是；用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第條。(2)本次實驗結(jié)果表明，三種補光光源中最佳的是，該光源的最佳補光時間是小時/天，判斷該光源是最佳補光光源的依據(jù)是。(3)現(xiàn)有可促進火龍果增產(chǎn)的三種不同光照強度的白色光源，設(shè)計實驗方案探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強度（簡要寫出實驗思路）。【答案】(1)葉綠素（或葉綠素a和葉綠素b）一和二(2)紅光+藍(lán)光6不同的補光時間條件下，紅光+藍(lán)光光源組平均花朵數(shù)均最多(3)三組長勢相同，成花誘導(dǎo)完成的火龍果植株，經(jīng)不同光照強度的白光處理相同時間到果實成熟時(其他條件相同且適宜)，分別測量不同組火龍果產(chǎn)量，產(chǎn)量最高的組的光線對應(yīng)最適光線強度【分析】1、光合色素的提取和分離實驗中，用紙層析法分離葉綠體色素的原理為，不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，分離后獲得4條色素帶，由下到上分別為葉綠素b（黃綠色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉黃素（黃色）、胡蘿卜素（橙黃色），其中葉綠素a和葉綠素b統(tǒng)稱為葉綠素，主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素統(tǒng)稱為類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。2、分析題圖，補光時間為6小時/天，且紅光+藍(lán)光組平均花朵數(shù)最多，即在此條件下最有利于火龍果成花。【詳解】（1）火龍果植株能同時吸收紅光和藍(lán)光的光合色素是葉綠素a和葉綠素b，二者統(tǒng)稱為葉綠素。用紙層析法分離葉綠體色素獲得的4條色素帶中，以濾液細(xì)線為基準(zhǔn)，按照自下而上的次序，該光合色素的色素帶位于第一條和第二條。（2）根據(jù)實驗結(jié)果，三種補光光源中最佳的是紅光+藍(lán)光，因為在不同補光時間條件下，紅光+藍(lán)光組平均花朵數(shù)都最多，該光源的補光時間是6小時/天時，平均花朵數(shù)最多，所以最佳補光時間是6小時/天。（3）本實驗要求對三種不同光照強度的白色光源，探究成花誘導(dǎo)完成后提高火龍果產(chǎn)量的最適光照強度，所以將生長狀況相同的火龍果分三組，成花誘導(dǎo)完成后，經(jīng)不同光照強度的白光處理相同時間到果實成熟時(其他條件相同且適宜)，分別測量不同組火龍果產(chǎn)量，產(chǎn)量最高的組的光線對應(yīng)最適光線強度。3．（2023江蘇）氣孔對植物的氣體交換和水分代謝至關(guān)重要，氣孔運動具有復(fù)雜的調(diào)控機制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和相鄰葉肉細(xì)胞中部分的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝途徑。①~④表示場所。請回答下列問題：

(1)光照下，光驅(qū)動產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在（從①~④中選填）；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場所有（從①~④中選填）。液泡中與氣孔開閉相關(guān)的主要成分有H2O、（填寫2種）等。(2)研究證實氣孔運動需要ATP，產(chǎn)生ATP的場所有（從①~④中選填）。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為進入線粒體，經(jīng)過TCA循環(huán)產(chǎn)生的最終通過電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。(3)藍(lán)光可刺激氣孔張開，其機理是藍(lán)光激活質(zhì)膜上的AHA，消耗ATP將H+泵出膜外，形成跨膜的，驅(qū)動細(xì)胞吸收K+等離子。(4)細(xì)胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并進一步轉(zhuǎn)化成Mal，使細(xì)胞內(nèi)水勢下降（溶質(zhì)濃度提高），導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞，促進氣孔張開。(5)保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開閉有關(guān)，為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，對擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1（葉綠體失去運入ATP的能力）保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒進行了研究，其大小的變化如圖2．下列相關(guān)敘述合理的有______。

A．淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATPB．光照誘導(dǎo)WT氣孔張開與葉綠體淀粉的水解有關(guān)C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進行光合作用D．長時間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉【答案】(1)④①④K+等無機離子、蘋果酸（Mal）等有機酸(2)①②④丙酮酸NADH(3)氫離子電化學(xué)勢能(4)吸水膨脹（或吸水或膨脹）(5)ABD【分析】題圖分析，圖中①表示細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，②表示線粒體，③表示液泡，④為葉綠體?！驹斀狻浚?）光照下，光驅(qū)動產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在④葉綠體中；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，據(jù)圖可知，OAA的還原也需要NADPH的參與，NADPH用于CO2固定產(chǎn)物還原的場所有①④。液泡中與氣孔開閉相關(guān)的主要成分有H2O、鉀離子等無機鹽離子和Mal等有機酸，其中鉀離子和Mal影響細(xì)胞液的滲透壓，進而影響保衛(wèi)細(xì)胞的吸水力，影響氣孔的開閉。（2）研究證實氣孔運動需要ATP，葉綠體可通過光反應(yīng)產(chǎn)生ATP，細(xì)胞呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，因此產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，即圖中的①②④。保衛(wèi)細(xì)胞中的糖分解為PEP，PEP再轉(zhuǎn)化為丙酮酸進入線粒體參與有氧呼吸的第二、三階段，經(jīng)過TCA循環(huán)產(chǎn)生的NADH最終通過電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP，即有氧呼吸的第三階段。（3）藍(lán)光可刺激氣孔張開，其機理是藍(lán)光激活質(zhì)膜上的AHA，消耗ATP將H+泵出膜外，形成跨膜的氫離子濃度梯度，并提供電化學(xué)勢能驅(qū)動細(xì)胞吸收K+等離子，進而提高細(xì)胞液濃度，促進細(xì)胞吸水，進而表現(xiàn)為氣孔張開。（4）細(xì)胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并進一步轉(zhuǎn)化成Mal，進入到細(xì)胞液中，使細(xì)胞內(nèi)水勢下降（溶質(zhì)濃度提高），導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹，促進氣孔張開。（5）A、結(jié)合圖示可知，黑暗時突變體ntt1淀粉粒面積遠(yuǎn)小于WT，突變體ntt1葉綠體失去運入ATP的能力，據(jù)此推測保衛(wèi)細(xì)胞淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATP，A正確；B、保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開閉有關(guān)，結(jié)合圖1可以看出，光照條件會促進保衛(wèi)細(xì)胞淀粉粒的水解，光照誘導(dǎo)WT氣孔張開與葉綠體淀粉的水解有關(guān)，B正確；C、NTT突變體ntt1葉綠體失去運入ATP的能力，光照條件下突變體ntt1保衛(wèi)細(xì)胞的的淀粉粒幾乎無變化，不能說明該突變體不能進行光合作用，C錯誤；D、結(jié)合圖示可以看出，較長時間光照可使WT葉綠體面積增大，因而推測，積累較多的淀粉，D正確。故選ABD.。4．（2023·河北·統(tǒng)考高考真題）擬南芥發(fā)育早期的葉肉細(xì)胞中，未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP須借助其膜上的轉(zhuǎn)運蛋白H由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進入。發(fā)育到一定階段，葉肉細(xì)胞H基因表達(dá)量下降，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP向成熟葉綠體轉(zhuǎn)運受阻?；卮鹣铝袉栴}：(1)未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP主要在合成，經(jīng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進入葉綠體。(2)光照時，葉綠體類囊體膜上的色素捕獲光能，將其轉(zhuǎn)化為ATP和中的化學(xué)能，這些化學(xué)能經(jīng)階段釋放并轉(zhuǎn)化為糖類中的化學(xué)能。(3)研究者通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在葉綠體成熟的葉肉細(xì)胞中實現(xiàn)H基因過量表達(dá)，對轉(zhuǎn)H基因和非轉(zhuǎn)基因葉肉細(xì)胞進行黑暗處理，之后檢測二者細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中ATP相對濃度，結(jié)果如圖。相對于非轉(zhuǎn)基因細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP濃度明顯。據(jù)此推測，H基因的過量表達(dá)造成細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP被（填“葉綠體”或“線粒體”）大量消耗，細(xì)胞有氧呼吸強度。

(4)綜合上述分析，葉肉細(xì)胞通過下調(diào)阻止細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP進入成熟的葉綠體，從而防止線粒體，以保證光合產(chǎn)物可轉(zhuǎn)運到其他細(xì)胞供能。【答案】(1)線粒體（或“線粒體內(nèi)膜”）(2)NADPH（或“還原型輔酶Ⅱ”）暗反應(yīng)（或“卡爾文循環(huán)”）(3)降低葉綠體升高(4)H基因表達(dá)（或“H蛋白數(shù)量”）過多消耗光合產(chǎn)物（或“有氧呼吸增強”）【分析】由題干可知，擬南芥發(fā)育早期的葉肉細(xì)胞中，未成熟葉綠體發(fā)育需要來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的ATP，ATP是細(xì)胞中的直接能源物質(zhì)，主要細(xì)胞呼吸和光合作用產(chǎn)生，其中細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可以用于各種生命活動，因此未成熟的葉綠體發(fā)育所需的ATP來自細(xì)胞呼吸，細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP，有氧呼吸的場所主要在線粒體，因此細(xì)胞線粒體產(chǎn)生大量ATP通過葉綠體膜上的H蛋白轉(zhuǎn)運至葉綠體促進其發(fā)育。待葉綠體發(fā)育成熟，H基因表達(dá)量下降，細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生的ATP向葉綠體轉(zhuǎn)運受阻，ATP可用于其他的生命活動，避免有機物的過度消耗?！驹斀狻浚?）由題干可知，擬南芥幼苗葉肉細(xì)胞的葉綠體仍在發(fā)育且時，消耗的ATP主要來自自身線粒體。線粒體通過有氧呼吸為細(xì)胞提供生命活動所需的大約95%的能量。線粒體中能夠大量合成ATP的化學(xué)反應(yīng)在線粒體內(nèi)膜上進行。（2）在植物光合作用的光反應(yīng)階段，光能被光合色素捕獲后，轉(zhuǎn)化為儲存在ATP和NADPH中的化學(xué)能。在暗反應(yīng)階段ATP和NADPH中的化學(xué)能再進一步轉(zhuǎn)化固定到糖類等有機物中。（3）由圖可知，葉綠體成熟的非轉(zhuǎn)基因葉肉細(xì)胞中H基因表達(dá)下調(diào)，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP濃度遠(yuǎn)高于葉綠體基質(zhì)。H基因過表達(dá)后，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中ATP含量下降，且葉綠體基質(zhì)中ATP含量未顯著升高，表明葉綠體消耗了從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)入的ATP。推測，H基因過表達(dá)后，大量的ATP轉(zhuǎn)運至葉綠體中被消耗，細(xì)胞需代償性提高線粒體呼吸強度，以補充細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的ATP。（4）由題分析可知，ATP由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)向葉綠體轉(zhuǎn)運過程中，H轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量是限制運輸速率的一個主要因素。葉綠體成熟的葉肉細(xì)胞中H基因的表達(dá)下調(diào)，H轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量減少，進而ATP向葉綠體的流入被有效阻止，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)ATP可保持正常生理水平，從而避免了線粒體呼吸作用的額外增強、過多消耗光合產(chǎn)物，保證光合產(chǎn)物能被轉(zhuǎn)運到其他細(xì)胞供能。5.（2023全國甲）某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}。(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細(xì)胞中的葉綠體與線粒體等其他細(xì)胞器分離，可以采用的方法是（答出1種即可）。葉綠體中光合色素分布上，其中類胡蘿卜素主要吸收（填“藍(lán)紫光”“紅光”或“綠光”）。(2)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是。(3)葉片進行光合作用時，葉綠體中會產(chǎn)生淀粉。請設(shè)計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果?！敬鸢浮?1)差速離心類囊體（?。┠に{(lán)紫光(2)懸液中具有類囊體膜以及葉綠體基質(zhì)暗反應(yīng)相關(guān)的酶，但黑暗條件下，光反應(yīng)無法進行，暗反應(yīng)沒有光反應(yīng)提供的原料ATP和NADPH，所以無法形成糖類。(3)思路：將生長狀況良好且相同的植物葉片分為甲乙兩組，兩組植物應(yīng)均進行饑餓處理（置于黑暗中一段時間消耗有機物），甲組放置在有光條件下，乙組放置在其他環(huán)境相同的黑暗狀態(tài)下，一段時間后，用差速離心法提取出甲乙兩組的葉綠體，脫綠后制作成勻漿，分別加入碘液后觀察。結(jié)果：甲組勻漿出現(xiàn)藍(lán)色，有淀粉產(chǎn)生；乙組無藍(lán)色出現(xiàn)，無淀粉產(chǎn)生?！痉治觥咳~綠體中的光合色素分布在類囊體膜上，光合色素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光?！驹斀狻浚?）植物細(xì)胞器的分離方法可用差速離心法，葉綠體中的光合色素分布在類囊體膜上，光合色素葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。（2）光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)同時進行，黑暗條件下無光，光反應(yīng)不能進行，無法為暗反應(yīng)提供原料ATP和NADPH，暗反應(yīng)無法進行，產(chǎn)物不能生成。（3）要驗證葉綠體中有光合作用產(chǎn)物淀粉，需要將葉綠體提取出來并檢測其中淀粉。因此將生長狀況良好且相同的植物葉片分為甲乙兩組，先進行饑餓處理，排除原有淀粉的干擾。之后甲組放置在有光條件下，乙組放置在其他環(huán)境相同的黑暗狀態(tài)下，一段時間后，用差速離心法提取出甲乙兩組的葉綠體，需要脫綠處理，制作成勻漿，分別加入碘液后觀察。預(yù)期的結(jié)果：甲組勻漿出現(xiàn)藍(lán)色，有淀粉產(chǎn)生；乙組無藍(lán)色出現(xiàn)，無淀粉產(chǎn)生。6．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）花生抗逆性強，部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。下圖是四個品種的花生在不同實驗條件下的葉綠素含量相對值（SPAD）（圖1）和凈光合速率（圖2）。回答下列問題：

(1)花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括，主要吸收光，可用等有機溶劑從葉片中提取。(2)鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是。(3)在光照強度為500μmol·m2·s1、無NaCl添加的條件下，LH12的光合速率（填“大于”“等于”或“小于"）HH1的光合速率，判斷的依據(jù)是。在光照強度為1500μmolm2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個品種的凈光合速率，原因可能是HY25的含量高，光反應(yīng)生成更多的，促進了暗反應(yīng)進行。(4)依據(jù)圖2，在中鹽（2．0g·kg-1）土區(qū)適宜選擇種植品種?！敬鸢浮?1)葉綠素a和葉綠素b紅光和藍(lán)紫無水乙醇(2)HH1(3)大于在光照強度為500μmol·m2·s1、無NaCl添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1的凈光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和，葉綠素ATP和NADPH(4)LH12【分析】綠葉中色素的提取和分離實驗，提取色素時需要加入無水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸鈣（防止色素被破壞）；分離色素時采用紙層析法，原理是色素在層析液中的溶解度不同，隨著層析液擴散的速度不同，最后的結(jié)果是觀察到四條色素帶，從上到下依次是胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。【詳解】（1）花生葉肉細(xì)胞中的葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收紅光和藍(lán)紫光，可用無水乙醇等有機溶劑從葉片中提取，因為葉片中的色素能溶解到有機溶劑中。（2）結(jié)合圖1實驗結(jié)果可以看出，鹽添加量不同的條件下，葉綠素含量受影響最顯著的品種是HH1，因為該品種的葉綠素含量受鹽濃度變化影響更顯著。（3）在光照強度為500μmol·m-2·s-1、無NaCl添加的條件下，LH12的凈光合速率和HH1的凈光合速率相同，但由于前者的呼吸速率大于后者，且總光合速率等于凈光合速率和呼吸速率之和，因此可以判斷，LH12的光合速率大于HH1的光合速率。在光照強度為1500μmolm-2·s-1、NaCl添加量為3．0g·kg1的條件下，HY25的凈光合速率大于其他三個品種的凈光合速率，原因可能是HY25的葉綠素含量高與其他三個品種，光反應(yīng)生成更多的ATP和NADPH，進而促進了暗反應(yīng)進行，提高了光合速率。（4）根據(jù)圖2數(shù)據(jù)可知，在中鹽（2．0g·kg-1）土區(qū)適宜選擇種植LH12品種，因為該條件下，該品種的凈光合速率更大，說明產(chǎn)量更高，因而更適合在該地區(qū)種植。7.（2023·山東·高考真題）當(dāng)植物吸收的光能過多時，過剩的光能會對光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體（PSⅡ）造成損傷，使PSⅡ活性降低，進而導(dǎo)致光合作用強度減弱。細(xì)胞可通過非光化學(xué)淬滅（NPQ）將過剩的光能耗散，減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H蛋白有2個功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進行了相關(guān)實驗，結(jié)果如圖所示。實驗中強光照射時對野生型和突變體光照的強度相同，且強光對二者的PSⅡ均造成了損傷。

(1)該實驗的自變量為。該實驗的無關(guān)變量中，影響光合作用強度的主要環(huán)境因素有（答出2個因素即可）。(2)根據(jù)本實驗，（填“能”或“不能”）比較出強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱，理由是。(3)據(jù)圖分析，與野生型相比，強光照射下突變體中流向光合作用的能量（填“多”或“少”）。若測得突變體的暗反應(yīng)強度高于野生型，根據(jù)本實驗推測，原因是?！敬鸢浮?1)光、H蛋白CO2濃度、溫度(2)不能突變體PSⅡ系統(tǒng)光損傷小但不能修復(fù)，野生型光PSⅡ系統(tǒng)損傷大但能修復(fù)(3)少突變體PNQ高，PSⅡ系統(tǒng)損傷小，雖然損傷不能修復(fù)，但是PSⅡ活性高，光反應(yīng)產(chǎn)物多【分析】光合作用過程：（1）光反應(yīng)場所在葉綠體類囊體薄膜，發(fā)生水的光解、ATP和NADPH的生成；（2）暗反應(yīng)場所在葉綠體的基質(zhì)，發(fā)生CO2的固定和C3的還原，消耗ATP和NADPH?！驹斀狻浚?）據(jù)題意擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進行了相關(guān)實驗，實驗中強光照射時對野生型和突變體光照的強度相同，結(jié)合題圖分析實驗的自變量有光照、H蛋白；影響光合作用強度的主要環(huán)境因素有CO2濃度、溫度、水分等。（2）據(jù)圖分析，強光照射下突變體的NPQ/相對值比野生型的NPQ/相對值高，能減少強光對PSⅡ復(fù)合體造成損傷。但是野生型含有H蛋白，能對損傷后的PSⅡ進行修復(fù)，故不能確定強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱。（3）據(jù)圖分析，強光照射下突變體中NPQ/相對值，而NPQ能將過剩的光能耗散，從而使流向光合作用的能量減少；突變體的NPQ強度大，能夠減少強光對PSII的損傷且減少作用大于野生型H蛋白的修復(fù)作用，這樣導(dǎo)致突變體的PSⅡ活性高，能為暗反應(yīng)提供較多的NADPH和ATP促進暗反應(yīng)進行，因此突變體的暗反應(yīng)強度高于野生型。8．（2022·全國甲·高考真題）根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉栴}。(1)不同植物（如C3植物和C4植物）光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是（答出3點即可）。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?，原因是（答?點即可）。(3)干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的原因是。【答案】(1)O2、[H]和ATP(2)自身呼吸消耗或建造植物體結(jié)構(gòu)(3)C4植物的CO2補償點低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2【分析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段：（1）光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成；（2）光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程。【詳解】（1）光合作用光反應(yīng)階段的場所是葉綠體的類囊體膜上，光反應(yīng)發(fā)生的物質(zhì)變化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反應(yīng)階段生成的產(chǎn)物有O2、[H]和ATP。（2）葉片光合作用產(chǎn)物一部分用來建造植物體結(jié)構(gòu)和自身呼吸消耗，其余部分被輸送到植物體的儲藏器官儲存起來。故正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课弧＃?）C4植物的CO2固定途徑有C4和C3途徑，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途徑，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，CO2吸收減少；由于C4植物的CO2補償點低于C3植物，則C4植物能夠利用較低濃度的CO2，因此光合作用受影響較小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生長得好。9．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下：CK組（白光）、A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、B組（紅光：藍(lán)光=3：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1），每組輸出的功率相同。

回答下列問題：(1)光為生菜的光合作用提供，又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對氮元素需求，若營養(yǎng)液中的離子濃度過高，根細(xì)胞會因作用失水造成生菜萎蔫。(2)由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是。由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配比為，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是。(3)進一步探究在不同溫度條件下，增施CO2對生菜光合速率的影響，結(jié)果如圖丙所示。由圖可知，在25℃時，提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳，判斷依據(jù)是。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度，還可以，使光合速率進一步提高，從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析，優(yōu)點還有。【答案】(1)能量滲透(2)光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光紅光：藍(lán)光=3：2葉綠素和含氮物質(zhì)的含量最高,光合作用最強(3)光合速率最大且增加值最高升高溫度減少環(huán)境污染，實現(xiàn)能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生【分析】影響光合作用的因素有溫度、光照強度、二氧化碳濃度、葉綠素的含量，酶的含量和活性等?！驹斀狻浚?）植物進行光合作用需要在光照下進行，光為生菜的光合作用提供能量，又能作為信號調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對氮元素需求，若營養(yǎng)液中的離子濃度過高，造成外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度，根細(xì)胞會因滲透作用失水使植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，造成生菜萎蔫。（2）分析圖乙可知，與CK組相比，A、B、C組的干重都較高。結(jié)合題意可知，CK組使用的是白光照射，而A、B、C組使用的是紅光和藍(lán)紫光，光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，故A、B、C組吸收的光更充分，光合作用速率更高，積累的有機物含量更高，植物干重更高。由圖乙可知，當(dāng)光質(zhì)配比為B組（紅光：藍(lán)光=3：2）時，植物的干重最高；結(jié)合圖甲可知，B組植物葉綠素和氮含量都比A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）高，有利于植物充分吸收光能用于光合作用，即B組植物的光合作用速率大于A組（紅光：藍(lán)光=1：2）、C組（紅光：藍(lán)光=2：1）兩組，有機物積累量最高，植物干重最大，最有利于生菜產(chǎn)量的增加。（3）由圖可知，在25℃時，提高CO2濃度時光合速率增幅最高，因此，在25℃時，提高CO2濃度對提高生菜光合速率的效果最佳。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度，還可以升高溫度，使光合作用有關(guān)的酶活性更高，使光合速率進一步提高。從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析，優(yōu)點還有減少環(huán)境污染，實現(xiàn)能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生等。10．（2021·全國·高考真題）生活在干旱地區(qū)的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉栴}：（1）白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和釋放的CO2。（2）氣孔白天關(guān)閉、晚上打開是這類植物適應(yīng)干旱環(huán)境的一種方式，這種方式既能防止，又能保證正常進行。（3）若以pH作為檢測指標(biāo)，請設(shè)計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。（簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果）【答案】細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體（類囊體薄膜）細(xì)胞呼吸蒸騰作用丟失大量水分光合作用（暗反應(yīng)）實驗思路：取若干生理狀態(tài)相同的植物甲，平均分為A、B兩組并于夜晚測定其細(xì)胞液pH值。將A組置于干旱條件下培養(yǎng)，B組置于水分充足的條件下培養(yǎng)，其它條件保持相同且適宜。一段時間后，分別測定A、B兩組植物夜晚細(xì)胞液的pH值并記錄。預(yù)期結(jié)果：A組pH值小于B組，且B組pH值實驗前后變化不大，說明植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式?！痉治觥繐?jù)題可知