押江蘇卷第20題 光合作用的應(yīng)用-備戰(zhàn)2023年高考生物臨考題號(hào)押題（江蘇卷）（原卷版）

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1押江蘇卷第20題光合作用的應(yīng)用細(xì)胞代謝是高考考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,本專題知識(shí)的綜合性較強(qiáng)，與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系密切。從考查題型看,近年高考的考查點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面:①以文字表述的形式考查光合作用、細(xì)胞呼吸等的基本原理、過(guò)程的基礎(chǔ)題;②以流程圖的形式或者信息背景遷移形式考查光合作用或細(xì)胞呼吸的中等難度題);③以圖表的形式考查光合作用和細(xì)胞呼吸的綜合題?？傮w來(lái)說(shuō),本專題內(nèi)容側(cè)重于考查學(xué)生的理解能力、獲取信息的能力和學(xué)科內(nèi)知識(shí)綜合應(yīng)用的能力。高考對(duì)本專題知識(shí)點(diǎn)的考查常結(jié)合坐標(biāo)曲線考查光合作用、細(xì)胞呼吸的影響因素及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，對(duì)總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的考查也較多。強(qiáng)化對(duì)相關(guān)原理的分析及相關(guān)曲線模型的歸納整合與加強(qiáng)針對(duì)性訓(xùn)練是備考的關(guān)鍵。坐標(biāo)曲線中，多以時(shí)間、位置、溫度等易測(cè)量的因素為橫坐標(biāo)，以事物的某種性質(zhì)為縱坐標(biāo)，用曲線表示事物的變化及性質(zhì)間的相互關(guān)系，常用來(lái)分析生命現(xiàn)象，從而揭示生物體結(jié)構(gòu)、代謝、生命活動(dòng)及生物環(huán)境相互作用的關(guān)系等方面的本質(zhì)特性。坐標(biāo)曲線圖的類型很多，有單—曲線型、多重曲線型等。坐標(biāo)曲線圖無(wú)論多么復(fù)雜，關(guān)鍵是數(shù)和形。數(shù)就是曲線中的點(diǎn)——起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終點(diǎn);形就是曲線的變化趨勢(shì)，乃至將來(lái)的動(dòng)態(tài)。解題思維模板如下∶具體分析∶（1）快速確認(rèn)曲線圖中"總光合速率"與"凈光合速率"。若光照強(qiáng)度為"0"時(shí)，CO2吸收量（或光合速率）從"0"開(kāi)始，則描述指標(biāo)為"總光合速率"，若此時(shí)CO2吸收量從負(fù)值開(kāi)始，則描述指標(biāo)應(yīng)為"凈光合速率"。（2）讀曲線圖時(shí)必須"全線"關(guān)注，不可就某些"片段"盲目下結(jié)論。解答光合作用相關(guān)曲線的基本步驟如下∶(2022江蘇卷T20).圖1所示為光合作用過(guò)程中部分物質(zhì)的代謝關(guān)系（①～⑦表示代謝途徑）。Rubisco是光合作用的關(guān)鍵酶之一，CO2和O2競(jìng)爭(zhēng)與其結(jié)合，分別催化C5的羧化與氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化則產(chǎn)生乙醇酸（C2），C2在過(guò)氧化物酶體和線粒體協(xié)同下，完成光呼吸碳氧化循環(huán)。請(qǐng)都圖回各下列問(wèn)題：（1）圖1中，類囊體膜直接參與的代謝途徑有___________（從①～⑦中選填），在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是___________。（2）在C2循環(huán)途徑中，乙醇酸進(jìn)入過(guò)氧化物酶體被繼續(xù)氧化，同時(shí)生成的___________在過(guò)氧化氫酶催化下迅速分解為O2和H2O。（3）將葉片置于一個(gè)密閉小室內(nèi)，分別在CO2濃度為0和0.03%的條件下測(cè)定小室內(nèi)CO2濃度的變化，獲得曲線a、b（圖Ⅱ）。①曲線a，0～t1時(shí)（沒(méi)有光照，只進(jìn)行呼吸作用）段釋放的CO2源于細(xì)胞呼吸；t1～t2時(shí)段，CO2的釋放速度有所增加，此階段的CO2源于___________。②曲線b，當(dāng)時(shí)間到達(dá)t2點(diǎn)后，室內(nèi)CO2濃度不再改變，其原因是___________。（4）光呼吸可使光合效率下降20%-50%，科學(xué)家在煙草葉綠體中組裝表達(dá)了衣藻的乙醇酸脫氫酶和南瓜的蘋(píng)果酸合酶，形成了圖Ⅲ代謝途徑，通過(guò)降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作體現(xiàn)了遺傳多樣性的___________價(jià)值。(2021江蘇卷T20).線粒體對(duì)維持旺盛的光合作用至關(guān)重要。下圖示葉肉細(xì)胞中部分代謝途徑，虛線框內(nèi)示“草酰乙酸/蘋(píng)果酸穿梭”，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。（1）葉綠體在___上將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，參與這一過(guò)程的兩類色素是_____。（2）光合作用時(shí)，CO2與C5結(jié)合產(chǎn)生三碳酸，繼而還原成三碳糖（C3），為維持光合作用持續(xù)進(jìn)行，部分新合成的C3必須用于再生______；運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的C3可合成蔗糖，運(yùn)出細(xì)胞。每運(yùn)出一分子蔗糖相當(dāng)于固定了___個(gè)CO2分子。（3）在光照過(guò)強(qiáng)時(shí)，細(xì)胞必須耗散掉葉綠體吸收的過(guò)多光能，避免細(xì)胞損傷。草酸乙酸/蘋(píng)果酸穿梭可有效地將光照產(chǎn)生的______中的還原能輸出葉綠體，并經(jīng)線粒體轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____中的化學(xué)能。（4）為研究線粒體對(duì)光合作用的影響，用寡霉素（電子傳遞鏈抑制劑）處理大麥，實(shí)驗(yàn)方法是:取培養(yǎng)10~14d大麥苗，將其莖浸入添加了不同濃度寡霉素的水中，通過(guò)蒸騰作用使藥物進(jìn)入葉片。光照培養(yǎng)后，測(cè)定，計(jì)算光合放氧速率（單位為μmolO2?mg-1chl?h-1，chl為葉綠素）。請(qǐng)完成下表。實(shí)驗(yàn)步驟的目的簡(jiǎn)要操作過(guò)程配制不同濃度的寡霉素丙酮溶液寡霉素難溶于水，需先溶于丙酮，配制高濃度母液，并用丙酮稀釋成不同藥物濃度，用于加入水中設(shè)置寡霉素為單一變量的對(duì)照組①_______________②_______________對(duì)照組和各實(shí)驗(yàn)組均測(cè)定多個(gè)大麥葉片光合放氧測(cè)定用氧電極測(cè)定葉片放氧③_______________稱重葉片，加乙醇研磨，定容，離心，取上清液測(cè)定1．光照條件下，葉肉細(xì)胞中O2與CO2競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過(guò)程稱為光呼吸，其過(guò)程如下圖所示?？茖W(xué)家采用基因工程獲得了酶A缺陷型的水稻突變株，在不同條件下檢測(cè)突變株與野生型水稻植株的生長(zhǎng)情況與物質(zhì)含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。請(qǐng)回答：條件0．5%CO20．03%CO20．03%CO20．03%CO2指標(biāo)平均株高/cm平均株高/cm乙醇酸含量/乙醛酸含量/（μg·g-1葉重）（μg·g-1葉重）突變株422411371野生型434211(1)取野生型水稻新鮮葉片烘干粉碎，提取光合色素。提取時(shí)，需加入無(wú)水乙醇和碳酸鈣，如未加碳酸鈣，提取液會(huì)偏_____色。用紙層析法分離光合色素時(shí)，因四種色素隨層析液在濾紙上的_____不同而出現(xiàn)色素帶分層的現(xiàn)象。若用不同波長(zhǎng)的光照射葉綠素a的提取液，測(cè)量并計(jì)算葉綠素a對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收率，可繪制出該色素的吸收光譜，其中在_____區(qū)明顯偏暗。(2)產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所是_____。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)酶A的功能是___。(3)用電子顯微鏡可觀察到葉綠體內(nèi)有一些被稱為“脂質(zhì)倉(cāng)庫(kù)”的顆粒，其體積隨葉綠體的生長(zhǎng)而逐漸變小，可能的原因是其中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的____結(jié)構(gòu)。正常情況下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，留在植物葉片內(nèi)的光合產(chǎn)物的去向有______。(4)大氣中CO2含量約為0．03%，根據(jù)題干信息，分析自然狀態(tài)下突變株長(zhǎng)勢(shì)不如野生型的原因是______。(5)水稻光呼吸過(guò)程需要額外消耗能量，降低凈光合效率，但在進(jìn)化過(guò)程中得以長(zhǎng)期保留，其對(duì)植物的意義消耗過(guò)剩的_____，減少對(duì)細(xì)胞的損害，同時(shí)還可以補(bǔ)充______。2．鉀的含量是影響我國(guó)長(zhǎng)江流域冬油菜產(chǎn)量的重要因素，K+、Mg2+等離子可在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移。缺鉀脅迫使油菜葉片的光合功能衰退，籽粒產(chǎn)量降低?？蒲腥藛T比較田間條件下蕾苔期油菜不同葉片（無(wú)柄葉為幼葉，長(zhǎng)柄葉為成熟葉）對(duì)缺鉀脅迫的反應(yīng)，測(cè)定了相關(guān)的代謝指標(biāo)，結(jié)果如下表所示?；卮饐?wèn)題：葉片處理凈光合速率/（CO2umol·m-2·s-1）胞間CO2濃度/（CO2umol·mol-1）氣孔導(dǎo)度/（H2Omol·m-2·s-1）葉綠素含量/（mg·g-1）葉片鉀含量/%無(wú)柄葉缺鉀22.12400.241.891.79鉀正常22.42410.292.011.88短柄葉缺鉀27.32770.451.872.23鉀正常27.12760.461.942.45長(zhǎng)柄葉缺鉀22.02690.411.292.01鉀正常25.32730.431.953.84(1)葉片氣孔開(kāi)放與保衛(wèi)細(xì)胞積累K+密切相關(guān)。在ATP驅(qū)動(dòng)下，保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞膜上的鉀一氫離子交換泵會(huì)_________（填“順濃度梯度”或“逆濃度梯度”）將K+轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞。在液泡內(nèi)積累高濃度的K+可提高_(dá)__________________，從而有利于保衛(wèi)細(xì)胞吸水，使氣孔導(dǎo)度增大。(2)圖中PSI和PSII分別是光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II，光系統(tǒng)位于___________上，水光解生成氧氣需要的光能是通過(guò)______（填“PSI”或“PSII”）吸收利用的。在紅光照射條件下，參與這些途徑的主要色素是__________________。(3)油菜進(jìn)行光合作用時(shí)，若氣孔導(dǎo)度增大，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體C3的含量將_________，原因是____________________。(4)在以上實(shí)驗(yàn)油菜的三類葉片中，缺鉀脅迫主要抑制__________葉的光合功能，影響機(jī)制主要是___________________________________。(5)缺鉀條件下，短柄葉和無(wú)柄葉的光合功能___________，從鉀的角度分析，最可能的原因是________________________。3．下圖1表示酵母菌細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞呼吸相關(guān)物質(zhì)代謝過(guò)程，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)由圖可知，酵母菌細(xì)胞內(nèi)丙酮酸可在__________和__________（填場(chǎng)所）被消耗。(2)酵母菌在O2充足時(shí)幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認(rèn)為是因?yàn)镺2的存在會(huì)抑制圖1中酶I的活性而導(dǎo)致無(wú)酒精產(chǎn)生，為驗(yàn)證該假說(shuō)，實(shí)驗(yàn)小組將酵母菌破碎后高速離心，取__________（填“含線粒體的沉淀物”或“上清液”）均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通入O2，一段時(shí)間后，分別向甲、乙兩試管中滴加等量的酸性的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行檢測(cè)。按照上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，如果觀察到甲試管__________，乙試管__________（填甲乙試管顏色變化），說(shuō)明（2）中假說(shuō)成立。(3)為了研究酵母菌細(xì)胞中ATP合成過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，科學(xué)家利用提純的大豆磷脂、某種細(xì)菌膜蛋白（1）和牛細(xì)胞中的ATP合成酶（Ⅱ）構(gòu)建ATP體外合成體系，如圖2所示。ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________，科學(xué)家利用該人工體系模擬酵母菌細(xì)胞中__________（填場(chǎng)所）合成ATP的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。(4)科學(xué)家利用上述人工體系進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如下表。組別人工體系H+通過(guò)I的轉(zhuǎn)運(yùn)H+通過(guò)Ⅱ的轉(zhuǎn)運(yùn)ATP大豆磷脂構(gòu)成的囊泡ⅠⅡ1＋＋＋有有產(chǎn)生2＋－＋無(wú)無(wú)不產(chǎn)生3＋＋－有無(wú)不產(chǎn)生注：“＋”“－”分別表示人工體系中分組的“有”“無(wú)”。①比較第1組和第2組的結(jié)果可知，1可以轉(zhuǎn)運(yùn)H+進(jìn)入囊泡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，第1組囊泡內(nèi)pH比囊泡外低1．8，說(shuō)明囊泡內(nèi)的H+濃度__________（填“高于”或“等于”或“低于”）囊泡外。②比較第1組和第3組的結(jié)果可知，伴隨H+通過(guò)__________（填“I”或“Ⅱ”）向囊泡外轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程，ADP和Pi合成ATP。③上述實(shí)驗(yàn)表明，如果利用人工體系模擬葉綠體產(chǎn)生ATP，能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是：__________→H+電化學(xué)勢(shì)能→ATP中的化學(xué)能。4．下圖1是發(fā)生在番茄葉綠體內(nèi)的光反應(yīng)機(jī)制，其中PSⅠ和PSⅡ表示光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ；圖2表示番茄細(xì)胞合成番茄紅素等代謝過(guò)程，番茄紅素為脂溶性物質(zhì)，積累在細(xì)胞內(nèi)的脂滴中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖1能完成水光解的結(jié)構(gòu)是_____________（選填“光系統(tǒng)Ⅰ”或“光系統(tǒng)Ⅱ”）。電子（e-）由水釋放出來(lái)后，經(jīng)過(guò)一系列的傳遞體形成電子流，電子的最終受體是_____________。光反應(yīng)階段光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ吸收的光能儲(chǔ)存在_____________中。

(2)如圖2所示，番茄細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，第一階段產(chǎn)生的物質(zhì)X為_(kāi)____________，物質(zhì)X可跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體基質(zhì)，在酶的催化下形成乙酰CoA，再參與檸檬酸循環(huán)，檸檬酸循環(huán)過(guò)程_____________（選填“需要”或“不需要”）氧氣參與?？蒲腥藛T利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造番茄植株，使有關(guān)酶過(guò)度表達(dá)從而提高番茄紅素積累量。據(jù)圖2分析，轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞過(guò)度表達(dá)的酶發(fā)揮作用的位置應(yīng)為_(kāi)____________（選填“細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”或“線粒體基質(zhì)”），功能應(yīng)是將圖中物質(zhì)X更多地轉(zhuǎn)化為_(kāi)____________。(3)PSⅡ是一種光合色素和蛋白質(zhì)的復(fù)合體，D1蛋白是PSI的核心蛋白。研究發(fā)現(xiàn)亞高溫強(qiáng)光（HH）條件下，過(guò)剩的光能會(huì)損傷D1蛋白，進(jìn)而影響植物的光合作用。為研究亞高溫強(qiáng)光（HH）對(duì)番茄光合作用的影響，研究人員對(duì)番茄進(jìn)行不同條件處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。據(jù)圖可知，HH條件下，過(guò)剩光能產(chǎn)生的原因不是氣孔因素引起的，理由是_____________；而是由于_____________，使C3的合成速率下降，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物積累，進(jìn)而使光能轉(zhuǎn)化效率降低而造成光能過(guò)剩，對(duì)植物造成危害。(4)研究發(fā)現(xiàn)，D1蛋白周轉(zhuǎn)（D1蛋白更新合成）和葉黃素循環(huán)（幾種葉黃素在不同條件下的轉(zhuǎn)化，）是植物應(yīng)對(duì)高溫高光強(qiáng)條件的重要保護(hù)機(jī)制。研究人員利用番茄植株進(jìn)行了四組處理：A組在適宜溫度和光照強(qiáng)度下培養(yǎng)，B組用H2O處理，C組用葉黃素循環(huán)抑制劑（DTT）處理，D組用D1蛋白周轉(zhuǎn)抑制劑（SM）處理，其中B、C、D三組均置于HH條件下培養(yǎng)，結(jié)果如圖4所示。據(jù)圖分析，在HH條件下，D1蛋白周轉(zhuǎn)比葉黃素循環(huán)對(duì)番茄植株的保護(hù)作用_____________（選填“強(qiáng)”或“弱”），理由是_____________。5．下圖是輪葉黑藻細(xì)胞光合作用相關(guān)過(guò)程示意圖。研究表明：水中CO2濃度降低能誘導(dǎo)輪葉黑藻（一種沉水植物）光合途徑由C3向C4途徑轉(zhuǎn)變，C4途徑可使輪葉黑藻適應(yīng)低CO2濃度的環(huán)境，而且兩條途徑在同一細(xì)胞中進(jìn)行。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：(1)當(dāng)輪葉黑藻等沉水植物大量繁殖后，部