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一、选择题
1．(2021·海南高考)关于真核细胞中生命活动与能量关系的叙述，错误的是
( )
A．DNA复制需要消耗能量
B．光合作用的暗反应阶段需要消耗能量
C．物质通过帮忙集中进出细胞时需要消耗ATP
D．细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中产生
【解析】 物质通过帮忙集中进出细胞的动力是膜内外的浓度差，不需要消耗ATP，C项错误；DNA复制需要消耗的能量由细胞呼吸产生的ATP供应，光合作用的暗反应阶段需要消耗的能量由光反应阶段产生的ATP供应，细胞代谢所需的ATP可在细胞质基质中和线粒体中产生。故A、B、D三项正确。
【答案】 C
2．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮挡 叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观看到叶片有的部位毁灭蓝色，有的没有毁灭蓝色。其中，没有毁灭蓝色的部位是( )
A．a、b和d B．a、c和e
C．c、d和e D．b、c和e
【解析】 绿色植物光合作用合成淀粉，淀粉遇碘变蓝。a侧黄白色，没有叶绿素，特殊是没有叶绿素a，不能进行光合作用，b侧有叶绿体和光，能进行光合作用，c、e遮光，不能进行光合作用，d有叶绿素和光，能进行光合作用。
【答案】 B
3．(2021·山东省试验中学二次诊断)在确定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，以下有关说法错误的是( )
光合速率与呼吸速率相等时间照强度(klx)
光饱和时间照强度(klx)
光饱和时CO2吸取量(mg/100cm2叶·小时)
黑暗条件下CO2释放量(mg/100cm2叶·小时)
A植物
1
3
11
5.5
B植物
3
9
30
15
(注：光饱和：当光照强度增加到某一点后，再增加光照强度，光合强度也不增加的现象。)
A．与B植物相比，A植物是适宜在弱光照条件下生长的植物
B．当光照强度超过9klx时，B植物光合速率不再增加，缘由是暗反应跟不上光反应
C．当光照强度为9klx时，B植物的总光合速率是45mgCO2/100cm2叶·小时
D．当光照强度为3klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为4mgCO2/100cm2叶·小时
【解析】 光饱和时二氧化碳的固定量＝净光合作用二氧化碳吸取量＋呼吸作用二氧化碳的释放量；也就是光饱和时二氧化碳的吸取量＋黑暗条件下二氧化碳释放量＝光合作用二氧化碳的固定量。
【答案】 D
4．(2021·重庆高考)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是( )
A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸取光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多
B．t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高
C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增加的结果
D．t4后短临时间内，叶绿体中ADP和Pi含量上升，C3化合物还原后的直接产物含量降低
【解析】 本题以曲线图为背景，考查光合作用的有关学问，精确 分析每一个转折点的变化缘由是解答本题的关键。水的光解发生在类囊体膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2→t3，限制光合作用的是暗反应，要想提高光合速率，应提高CO2浓度，B项错误；t3→t4，光合速率提高是由于暗反应增加，同时也促进了光反应的进行，光反应和暗反应是相互联系、相互依存的整体，C项错误；t4后短临时间内，细胞原有的ATP被消耗生成ADP和Pi，但是因无光，不能合成ATP，所以ADP和Pi含量上升，且C3化合物还原后的直接产物也因不断消耗而削减，D项正确。
【答案】 D
5．(2021·潍坊高三模拟)下图表示绿色植物叶肉细胞中的两个代谢过程，图中C3代表含有3个碳原子的有机化合物，下列有关说法错误的是( )
A．过程①发生在细胞质基质中
B．①②过程中都产[H]和ATP
C．③过程消耗ATP和[H]
D．④过程消耗[H]
【解析】 ④表示光合作用的暗反应中CO2的固定过程，该过程不消耗还原剂[H]。
【答案】 D
6．(2011·江苏高考)某争辩组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸取测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，试验结果是( )
A．光吸取差异显著，色素带缺第2条
B．光吸取差异不显著，色素带缺第2条
C．光吸取差异显著，色素带缺第3条
D．光吸取差异不显著，色素带缺第3条
【解析】 叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸取蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸取蓝紫光，所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时，光吸取差异不显著；对正常叶片叶绿体中的色素提取后，层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
【答案】 B
7．(2021·安徽高考)下图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是( )
A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛
B．种子成熟后期自由水削减，呼吸速率下降
C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降
D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成
【解析】 本题为坐标曲线题，首先要明确横、纵坐标的含义，再结合具体的曲线进行分析。解题时要抓住一些关键词，如“水稻种子”“干物质”“呼吸速率”“快速积累”等。从题图可以看出，种子干物质快速积累的时期是开花后的10～30天，从呼吸速率曲线可以推断该时期种子的呼吸速率较高，故A项分析正确。种子成熟后期干物质量达到最大值，自由水的含量较低，从而导致呼吸速率下降，故B项分析正确。脱落酸主要分布在将要脱落的器官和组织中，所以在种子成熟后期脱落酸含量较高。从题图可以看出，在种子成熟后期呼吸速率也下降，故C项分析正确。从题图可以看出，种子成熟后期干物质量几乎不再增加，可见种子呼吸速率的下降不利于干物质合成，故D项分析不正确。
【答案】 D
8．离体叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，假如突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是
( )
【解析】 离体叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成削减，一段时间内暗反应渐渐减弱，其消耗的ATP也渐渐削减，故ATP相对含量渐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也渐渐减弱，故叶绿体内O2含量渐渐削减。
【答案】 B
9．为争辩酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图a～f所示的装置，下列推断不合理的是( )
A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸
B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸
C．连接e→c→d，给装置通空气，d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸
D．f放置一段时间后，连接f→d，d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸
【解析】 a装置中的NaOH溶液能够吸取CO2，若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸；若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；连接e→c→d，给装置通空气，其中的e装置能够吸取空气中的CO2，d装置中澄清石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸；f放置一段时间的目的是消耗装置中的O2，待O2消耗完后连接f→d，澄清石灰水变混浊可验证酵母菌进行了无氧呼吸。
【答案】 B
10．某植物光合作用的适宜温度为20～30 ℃。争辩人员为了筛选耐高温的优良品种，利用同一植株的茎尖细胞通过组织培育获得了HA、HB、HC三个品系。如表所示为不同温度对各品系光合速率的影响，下列有关叙述错误的是
( )
温度(℃)
光合速率相对值
品系
20
30
35
HA
20.32
18.32
17.36
HB
13.78
15.56
16.77
HC
8.32
9.36
9.07
A.在适宜温度条件下，HA品系的光合速率最高
B．试验条件下，耐高温性较好的是HB品系
C．30 ℃与20 ℃相比，三个品系的光合速率均有提高
D．20 ℃时，不同品系光合速率产生差异的缘由可能是发生了突变
【解析】 本题考查温度对光合速率的影响。由表格供应的信息可知：温度由20 ℃上升到35 ℃时HB品系的光合速率不断提高，而其他两个品系在30 ℃上升到35 ℃时间合速率下降，所以HB品系的耐高温性较好。30 ℃时HA品系的光合速率比20 ℃时的低，故C错误。
【答案】 C
11．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系。下列说法正确的是( )
甲 乙
A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率
B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从四周吸取2个单位的CO2
C．图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场全部细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．图乙中，限制a、b、c点光合作用速率的因素主要是光照强度
【解析】 从图甲可知，光照强度为a时无O2产生，说明此时只进行细胞呼吸，无光合作用，CO2释放量为6个单位；当光照强度为b时，CO2释放量和O2产生总量相等，此时既进行光合作用也进行呼吸作用，而O2产生总量和CO2释放量都为3个单位，说明此时呼吸作用强度大于光合作用强度，A错误。图甲中水稻在光照条件下，同时进行光合作用和有氧呼吸，依据有氧呼吸和光合作用相关关系式，当光照强度为c时，光合速率等于细胞呼吸速率，光照强度为d时，单位时间内细胞还必需从四周吸取2个单位的CO2才能使光合作用产生O2总量为8个单位，B正确。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系，蓝藻是原核生物，无线粒体和叶绿体，C错误。图乙中，限制a、b点光合速率的主要因素是光照强度，而限制c点光合速率的主要因素不是光照强度，此时提高光照强度不影响光合速率，D错误。
【答案】 B
12．(2021·菏泽九校质检)将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，马上光照1 h，再测其重量变化。结果如下表：
组别
1
2
3
4
温度(℃)
25
27
29
31
暗处理后质量变化(mg)
－1
－2
－3
－1
光照后与暗处理前质量变化(mg)
＋3
＋3
＋3
＋1
分析表中数据可判定( )
A．光照的1 h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg
B．光照的1 h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等
C．光照的1 h时间内，四组光合作用强度均大于呼吸作用强度
D．呼吸作用酶的最适温度是29 ℃
【解析】 暗处理1 h，其质量变化反映了呼吸作用的强度，可知四组温度中29 ℃是适宜温度，但由于试验组别少，不能确定最适温度。再光照1 h，质量变化分别为4 mg，5 mg,6 mg,2 mg，可知光合速率均大于呼吸速率，每组释放的氧气量均不相等，每组合成的葡萄糖总量分别为5 mg,7 mg,9 mg,3 mg。
【答案】 C
二、非选择题
13．(2021·盐城中学高三模拟)束丝藻是我国淡水水体常见的水华蓝藻之一。为了争辩不同无机磷浓度对其光合作用的影响，科学家进行了如下试验：取束丝藻藻液离心去上清液，藻细胞用无磷BG11培育基洗3次，转入无磷BG11培育基培育10d。再将藻细胞分别转接到不同磷浓度的BG11培育基(磷的浓度为0.00、0.05、0.50、1.00mg/L)中，在适宜条件下培育。分别测定不同生长时间的束丝藻叶绿素a的含量和培育12d的束丝藻在不同光照强度下每克干重每分钟光合放氧量。结果如以下曲线。分析回答：
图1 不同磷浓度下束丝藻的叶绿素a含量
图2 束丝藻在不同磷浓度下的光合放氧曲线
(1)该试验中先将猎取的束丝藻在无磷培育基中培育10d的目的是__________________________________________________________________。
(2)图1曲线表明，随着培育液中磷浓度的增加，叶绿素a的含量________。试验中为了削减测定数据的误差，应实行的措施是_______________________。
(3)图2曲线表明白束丝藻的光合速率随着培育基中磷浓度的增加而________。从进展趋势看，假如连续提高培育液磷浓度，束丝藻光合速率将__________________________________________________________________。
(4)碱性磷酸酶是一种能够将对应底物去磷酸化的酶，即通过水解磷酸单酯将核酸、蛋白质、生物碱等分子上的磷酸基团除去，并生成磷酸根离子。请推想，在缺磷培育液中培育时，束丝藻中的碱性磷酸酶催化的反应速率将__________________________________________________________________。
(5)磷元素的缺乏影响束丝藻的光合作用，可能的缘由有_______________、_________________。
【解析】 (1)由图2知束丝藻细胞进行光合作用需要四周环境中的磷，因此对束丝藻细胞进行洗脱处理并在无磷的培育基上培育，可排解从前进入细胞内但未构成光合作用重要化合物的游离磷对试验结果的影响。
(2)读图1知随培育液中磷浓度的增加，叶绿素a的含量不断增加，为削减试验误差，可对每一浓度梯度下束丝藻的叶绿素含量进行多组测定，求其均值。
(3)读图2知磷的浓度为0.00mg/L、0.05mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L时的光合速率大小依次增大。由于光合速率还有其他环境因素的影响，当培育液磷浓度连续提高时，光合速率将不再增加。
(4)磷酸根离子是束丝藻细胞进行光合作用所必需的无机盐离子，培育基中缺乏磷时，碱性磷酸酶会加快水解磷酸单酯，释放到培育基中，从而加快束丝藻细胞对培育基中磷的吸取。
(5)光反应进行的场所是类囊体薄膜，其构成需要磷脂分子，而暗反应阶段C3的还原需要还原氢和ATP，二者的组成成分中均含有磷，因此缺磷时会影响束丝藻的光合作用。
【答案】 (1)去除细胞中游离的磷对试验的影响
(2)增加 测定多次，取平均值
(3)加快 增加不明显(或不再加快)
(4)加快
(5)缺磷会影响叶绿素和ATP等的合成 缺磷会影响叶绿体类囊体膜等形成
14．(2021·唐山高三模拟)某生物爱好小组利用如图装置(若干个)开展了有关光合作用和细胞呼吸的试验争辩，试验开头时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观看记录试验数据如下表。
容器
植物
部位
光质(光照强度相同且适宜)
温度(℃)
两侧水柱高度差(mL/8 h)
1
天竺葵
叶
红
25
240
2
天竺葵
叶
黄
25
30
3
紫罗兰
叶
红
25
160
4
紫罗兰
叶
黄
25
20
请依据以上图表回答下列问题：
(1)上表探究性试验课题中的自变量是____________________________。争辩不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是____________。
(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是________(填“上升”或“下降”)，植物的净光合作用速率是________mL/h。为了更精确 的测定，应对试验结果进行校正(排解非生物因素对试验结果的影响)，假如校正装置的试验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来________(填“大”或“小”)。
(3)利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，试验思路是_____________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 (1)表中试验课题的自变量有两个，植物的种类和光质。争辩不同植物的光合作用，依据单一变量原则，自变量为植物的种类，其他条件均适宜。红光更有利于植物的光合作用，所以最好选择的容器标号为1和3。(2)若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，装置内不断产生氧气，会使U型管左侧液面上升。由表中容器1两侧液柱高度差为240 mL/8 h可知，每小时液柱差高度变化为30 mL。由于原来两液面高度相同，所以每小时氧气变化量为15 mL/h，此即净光合作用速率。假如校正装置的试验结果是左侧液面比右侧液面低，说明试验受温度、大气压的影响，原装置气体体积减小，则容器1校正之后的净光合速率比原来大。(3)要测量天竺葵植株的呼吸速率，必需避开光合作用的发生，要对装置进行遮光处理。又由于呼吸作用中吸取氧气和放出二氧化碳的量相等，烧杯中盛放氢氧化钠溶液，吸取掉二氧化碳，则装置中氧气的变化量即为植物的呼吸速率。
【答案】 (1)植物的种类和光质 1和3 (2)上升 15
大 (3)对装置进行遮光处理，烧杯中盛放氢氧化钠溶液(或能吸取CO2的液体)，测量单位时间内水柱移动的距离
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