高考生物五年真题汇编6——光合作用（1）

我国自古“以农立国”，经过悠久岁月的积累，形成了丰富的农业生产技术体系。下列农业生产实践中，与植物生长调节剂使用直接相关的是（）

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，下列解释合理的是（　　）

下列关于生态茶园管理措施的分析，错误的是（　　）

我国古诗词蕴含着丰富的生物学道理。下列相关叙述，错误的是（　　）

生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论不相符的叙述是（　　）

选项	科学史实验	结论
A	用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验	伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B	绿叶暗处理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸气处理后观察叶片颜色变	淀粉是光合作用的产物
C	不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验	细胞膜具有流动性
D	将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况	胰液分泌是神经调节的结果

植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是（　　）

下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（　　）

选项	实验名称	观察指标
A	探究植物细胞的吸水和失水	细胞壁的位置变化
B	绿叶中色素的提取和分离	滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C	探究酵母菌细胞呼吸的方式	酵母菌培养液的浑浊程度
D	观察根尖分生组织细胞有丝分裂	纺锤丝牵引染色体的运动

孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（   ）

关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是（　　）

将某种植物置于高温环境（HT）下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度（CT）下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是（　　）

渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO₂以HCO₃^-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33 mol·L^-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（   ）

绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是（   ）

关于生物学实验的叙述，错误的是（   ）

与野生型拟南芥WT相比，突变体t₁和t₂在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（图1示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（图2），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其它性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（   ）

在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO₂固定形成C₃的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是（   ）

下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是（   ）

将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（   ）

研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO₂固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（   ）

关于细胞中的 H₂O 和 O₂ ， 下列说法正确的是（    ）

通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。

处理	指标
	光饱和点（klx）	光补偿点（lx）	低于5klx光合曲线的斜率（mgCO2 ． dm-2 ． hr-1 ． klx-1）	叶绿素含量（mg·dm-2）	单株光合产量（g干重）	单株叶光合产量（g干重）	单株果实光合产量（g干重）
不遮阴	40	550	1.22	2.09	18.92	3.25	8.25
遮阴2小时	35	515	1.23	2.66	18.84	3.05	8.21
遮阴4小时	30	500	1.46	3.03	16.64	3.05	6.13

注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。

回答下列问题：

根据光合作用中CO₂的固定方式不同，可将植物分为C₃植物和C₄植物等类型。C₄植物的CO₂补偿点比C₃植物的低。CO₂补偿点通常是指环境CO₂浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO₂浓度。回答下列问题。

不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理(30s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。

回答下列问题：

北方农牧交错带是我国面积最大和空间尺度最长的一种交错带。近几十年来，该区域沙漠化加剧，生态环境恶化，成为我国生态问题最为严重的生系统类型之一。因此，开展退耕还林还草工程，已成为促进区域退化土地恢复和植被重建改善土壤环境、提高土地生产力的重要生态措施之一研究人员以耕作的农田为对照，以退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地，调查了退耕还林与还草不同类型样地的地面节肢动物群落结构特征，调查结果如表所示。

样地类型	总个体数量（只）	优势类群（科）	常见类群数量（科）	总类群数量（科）
农田	45	蜉金龟科、蚁科、步甲科和蠼螋科共4科	6	10
柠条林地	38	蚁科	9	10
杨树林地	51	蚁科	6	7
自然恢复草地	47	平腹蛛科、鳃金龟科、蝼蛄科和拟步甲科共4科	11	15

回答下列问题：

早期地球大气中的O₂浓度很低，到了大约3.5亿年前，大气中O₂浓度显著增加，CO₂浓度明显下降。现在大气中的CO₂浓度约390μmol·mol^-1 ， 是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）是一种催化CO₂固定的酶，在低浓度CO₂条件下，催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO₂浓缩机制，极大地提高了Rubisco所在局部空间位置的CO₂浓度，促进了CO₂的固定。回答下列问题：

光照条件下，叶肉细胞中 O₂与 CO₂ 竞争性结合 C₅ ， O₂与 C₅结合后经一系列反应释放 CO₂的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂 S oBS 溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的 CO₂量表示，SoBS 溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。

SoBS浓度（mg/L）	0	100	200	300	400	500	600
光合作用强度（CO2μmol·m2·s-1）	18.9	20.9	20.7	18.7	17.6	16.5	15.7
光合呼吸强度 （CO2μmol·m2·s-1）	6.4	6.2	5.8	5.5	5.2	4.8	4.3

Rubisco是光合作用过程中催化CO₂固定的酶。但其也能催化O₂与C₅结合，形成C₃和C₂ ， 导致光合效率下降。CO₂与O₂竞争性结合Rubisco的同一活性位点，因此提高CO₂浓度可以提高光合效率。

植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。回答下列问题。

不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：

为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植林随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：（1）对照组；（2）施氮组，补充尿素（12g·m^-2）（3）水十氮组，补充尿素（12g·m^-2）同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。

生理指标	对照组	施氮组	水+氮组
自由水/结合水	6.2	6.8	7.8
气孔导度（mmol·m-2s-1）	85	65	196
叶绿素含量（mg·g-1）	9.8	11.8	12.63
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）	316	640	716
光合速率（μmol·m-2s-1）	6.5	8.5	11.4

注：气孔导度反映气孔开放的程度

回答下列问题：

现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。

回答下列问题：

阅读以下材料，回答（1）~（4）题。

创建D1合成新途径，提高植物光合效率

植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSII的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSII得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSII的修复，进而影响光合效率。

叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbAmRNA的翻译过程，导致PSII修复效率降低。如何提高高温或强光下PSII的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领城科学家的问题。

近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8.1%~21.0%之间。

该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着温室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。

人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后（图a），测定相关指标（图b），探究遮阴比例对植物的影响。

回答下列问题：

大气中浓度持续升高的CO₂会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO₂浓度（大气CO₂浓度LC和高CO₂浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如下图所示。

回答下列问题：

线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。

 

近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。

图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：

生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO₂固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO₂ ， 吸收的CO₂通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO₂可用于光合作用。回答下列问题：

以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：

鬼箭锦鸡儿（灌木）和紫羊茅（草本）是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。

据图回答：