2024年高考生物真题分类汇编4 细胞的能量供应和利用

更新时间：2024-10-14 浏览次数：9 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2024·贵州) 酵母菌W是一种产果胶酶工程菌。为探究酵母菌W的果胶酶产量与甲醇浓度（Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ）的关系。将酵母菌W以相同的初始接种量接种到发酵罐，在适宜条件下培养，结果如图所示。下列叙述正确的是（）

A . 发酵罐中接种量越高，酵母菌W的K值越大 B . 甲醇浓度为Ⅲ时，酵母菌W的果胶酶合成量最高 C . 72h前，三组实验中，甲醇浓度为Ⅱ时，产果胶酶速率最高 D . 96h后，是酵母菌W用于工业生产中收集果胶酶的最佳时期

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2. (2024·湖南) 某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是（）

A . 限制酶失活，更换新的限制酶 B . 酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C . 质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，巫换正常质粒DNA D . 酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶

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3. (2024·浙江选考) 红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。

步骤	处理	试管1	试管2
①	苯丙氨酸	1.0 mL	1.0 mL
②	HCl 溶液（6 moL/L）	0 mL	0.2 mL
③	PAL酶液	1.0 mL	1.0 mL
④	试管1加0.2 mL H₂O。2支试管置30℃水浴1小时
⑤	HCl 溶液（6 moL/L） 0.2 mL
⑥	试管2加0.2 mL H₂O。2支试管置30℃水浴1小时

下列叙述错误的是（）

A . 低温提取以避免PAL 失活 B . 30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C . ④加H₂O补齐反应体系体积 D . ⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应

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4. (2024·全国甲卷) ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（）

A . ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B . 用α位³²P标记的ATP可以合成带有³²P的RNA C . β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D . 光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键

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5. (2024·重庆) 肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是（　　）

A . 图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B . 图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C . 肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D . 葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]

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6. (2024·江西) 农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是（）

A . 种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高 B . 水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C . 水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D . 光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上

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7. (2024高三上·宜城月考) 梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（）

A . 根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B . 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C . 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D . 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加

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8. (2024高三上·重庆市月考) 心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD⁺浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（）

A . 细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B . 转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C . 该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO₂的速率增大 D . 被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解

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9. (2024高二上·衡阳期中) 磷酸盐体系（ $\text{[math]}$ / $\text{[math]}$ ）和碳酸盐体系（ $\text{[math]}$ /H₂CO₃）是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（）

A . 有氧呼吸的终产物在机体内可转变为 $\text{[math]}$ B . 细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关 C . 缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞 D . 过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限

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10. (2024·北京) 某同学用植物叶片在室温下进行光合作用实验，测定单位时间单位叶面积的氧气释放量，结果如图所示。若想提高X，可采取的做法是（）

A . 增加叶片周围环境CO₂浓度 B . 将叶片置于4℃的冷室中 C . 给光源加滤光片改变光的颜色 D . 移动冷光源缩短与叶片的距离

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11. (2024·湖北真题) 植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（）

组别	光照处理	首次开花时间	茎粗（mm）	花的叶黄素含量（g/kg）	鲜花累计平均产量（kg/hm²）
①	光照8h/黑暗16h	7月4日	9.5	2.3	13000
②	光照12h/黑暗12h	7月18日	10.6	4.4	21800
③	光照16h/黑暗8h	7月26日	11.5	2.4	22500

A . 第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高 B . 植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C . 综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理 D . 植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关

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二、多项选择题

12. (2024·湖南) 为研究CO₂ ， O₂和H⁺对呼吸运动的作用（以肺泡通气为检测指标）及其相互影响，进行了相关实验。动脉血中CO₂分压（PCO₂）、O₂分压（PO₂）和H⁺浓度三个因素中，一个改变而另两个保持正常时的肺泡通气效应如图a，一个改变而另两个不加控制时的肺泡通气效应如图b。下列叙述正确的是（）

A . 一定范围内，增加PCO₂、H⁺浓度和PO₂均能增强呼吸运动 B . pH由7.4下降至7.1的过程中，PCO₂逐渐降低 C . PO₂由60mmHg下降至40mmHg的过程中，PCO₂和H⁺浓度逐渐降低 D . CO₂作用于相关感受器，通过体液调节对呼吸运动进行调控

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13. (2024·山东) 种皮会限制O₂进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（）

A . p点为种皮被突破的时间点 B . Ⅱ阶段种子内O₂浓度降低限制了有氧呼吸 C . Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D . q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多

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三、非选择题

14. (2024·北京) 啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
1. （1）酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生和CO₂。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量。
2. （2）本实验中，采集是指取样并培养4天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是。
3. （3）根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O₂浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌接触O₂的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H₂O₂）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H₂O₂能扩散进出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H₂O₂的培养基上，无氧培养后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由。
4. （4）上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A组菌液直接滴加到H₂O₂溶液中，无气泡产生；B组菌液有氧培养4天后，取与A组活菌数相同的菌液，滴加到H₂O₂溶液中，出现明显气泡。结果说明，酵母菌可通过产生以抵抗H₂O₂的伤害。
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15. (2024·江西) 当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，变化趋势如图。回答下列问题：
1. （1）菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的，其释放的能量一部分用于生成，另一部分以的形式散失。
2. （2）据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成。
3. （3）据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是。
  为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备（如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度）（如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质）等。简要描述实验过程：
  ①；
  ②分别制作匀浆，取等量匀浆液；
  ③；
  ④分别在沸水浴中加热；
  ⑤。
4. （4）综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是。
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16. (2024·贵州) 农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。
1. （1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有；参与有氧呼吸的酶是（选填“甲”或“乙”）。
2. （2）在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是；水淹第3d时，经检测，作物根的CO₂释放量为0.4μnol•g^﹣¹•min^﹣¹ ， O₂吸收量为0.2μmol•g^﹣¹•min^﹣¹ ，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的倍。
3. （3）若水淹3d后排水、植物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是（答出2点即可）。
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17. (2024·黑吉辽) 在光下叶绿体中的C₅能与CO₂反应形成C₃；当CO₂/O₂比值低时，C₅也能与O₂反应形成C₂等化合物。C₂在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体中经过一系列化学反应完成光呼吸过程。上述过程在叶绿体与线粒体中主要物质变化如图1。
光呼吸将已经同化的碳释放，且整体上是消耗能量的过程。回答下列问题。
1. （1）反应①是过程。
2. （2）与光呼吸不同，以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生NADH的场所是和。
3. （3）我国科学家将改变光呼吸的相关基因转入某种农作物野生型植株（WT），得到转基因株系1和2，测定净光合速率，结果如图2、图3。图2中植物光合作用CO₂的来源除了有外界环境外，还可来自和（填生理过程）。7﹣10时株系1和2与WT净光合速率逐渐产生差异，原因是。据图3中的数据（填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是。
4. （4）结合上述结果分析，选择转基因株系1进行种植，产量可能更具优势，判断的依据是。
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18. (2024·浙江选考) 长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。
回答下列问题：
1. （1）发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体（NAD⁺）再生，从而使得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越（耐渍害/不耐渍害）。
2. （2）以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。
  光合速率
  蒸腾速率
  气孔导度
  胞间CO₂浓度
  叶绿素含量
  光合速率
  1
  蒸腾速率
  0.95
  1
  气孔导度
  0.99
  0.94
  1
  胞间CO₂浓度
  -0.99
  -0.98
  -0.99
  1
  叶绿素含量
  0.86
  0.90
  0.90
  -093
  1
  注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。
  据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由（气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是。
3. （3）植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内（激素）大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。
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19. (2024·重庆) 重庆石柱是我国著名传统中药黄连的主产区之一，黄连生长缓慢，存在明显的光饱和（光合速率不再随光强增加而增加）和光抑制（光能过剩导致光合速率降低）现象。
1. （1）探寻提高黄连产量的技术措施，研究人员对黄连的光合特征进行了研究，结果如图1。
  ①黄连的光饱和点约为 μmol•m^﹣2•s^﹣1。光强大于1300μmol•m^﹣2•s^﹣1后，胞间二氧化碳浓度增加主要是由于。
  ②推测光强对黄连生长的影响主要表现为。黄连叶片适应弱光的特征有（答2点）。
2. （2）黄连露天栽培易发生光抑制，严重时其光合结构被破坏（主要受损的部位是位于类囊体薄膜上的色素蛋白复合体），为减轻光抑制，黄连能采取调节光能在叶片上各去向（如图2）的比例，提升修复能力等防御机制，具体可包括（多选）。
  ①叶片叶绿体避光运动
  ②提高光合产物生成速率
  ③自由基清除能力增强
  ④提高叶绿素含量
  ⑤增强热耗散
3. （3）生产上常采用搭棚或林下栽培减轻黄连的光抑制，为增强黄连光合作用以提高产量还可采取的措施及其作用是。
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20. (2024·甘肃) 类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m^-2•s^-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m^-2•s^-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
1. （1）提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是，加入少许碳酸钙可以。
2. （2）野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是。
3. （3）正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为。
4. （4）现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；②。
5. （5）纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：
  ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
  ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的。
  ③预期结果：。
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21. (2024·湖南) 钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO₂通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶（催化CO₂的固定反应）活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题：
1. （1）从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生；光能转化为电能，再转化为中储存的化学能，用于暗反应的过程。
2. （2）长期缺钾导致该植物的叶绿素含量，从叶绿素的合成角度分析，原因是（答出两点即可）。
3. （3）现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rtbisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因（包括1个核基因和1个叶绿体基因）编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①；②；③；④基因测序；⑤。
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22. (2024·山东) 从开花至籽粒成熟，小麦叶片逐渐变黄。与野生型相比，某突变体叶片变黄的速度慢，籽粒淀粉含量低。研究发现，该突变体内细胞分裂素合成异常，进而影响了类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性，而呼吸代谢不受影响。类囊体膜蛋白稳定性和蔗糖转化酶活性检测结果如图所示，开花14天后植株的胞间CO₂浓度和气孔导度如表所示，其中Lov为细胞分裂素合成抑制剂，KT为细胞分裂素类植物生长调节剂，气孔导度表示气孔张开的程度。已知蔗糖转化酶催化蔗糖分解为单糖。
检测指标
植株
14天
21天
28天
胞间CO₂浓度（μmolCO₂mol^-1）
野生型
140
151
270
突变体
110
140
205
气孔导度（molH₂Om^-2s^-1）
野生型
125
95
41
突变体
140
112
78
1. （1）光反应在类囊体上进行，生成可供暗反应利用的物质有。结合细胞分裂素的作用，据图分析，与野生型相比，开花后突变体叶片变黄的速度慢的原因是。
2. （2）光饱和点是光合速率达到最大时的最低光照强度。据表分析，与野生型相比，开花14天后突变体的光饱和点（填“高”或“低”），理由是。
3. （3）已知叶片的光合产物主要以蔗糖的形式运输到植株各处。据图分析，突变体籽粒淀粉含量低的原因是。
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23. (2024·湖北真题) 气孔是指植物叶表皮组织上两个保卫细胞之间的孔隙。植物通过调节气孔大小，控制CO₂进入和水分的散失，影响光合作用和含水量。科研工作者以拟南芥为实验材料，研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理（图1）。已知ht1基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种，但对应关系未知。研究者利用野生型（wt）、ht1基因功能缺失突变体（h）、rhc1基因功能缺失突变体（r）和ht1/rhc1双基因功能缺失突变体（h/r），进行了相关实验，结果如图2所示。
回答下列问题：
1. （1）保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外，导致保卫细胞（填“吸水”或“失水”），引起气孔关闭，进而使植物光合作用速率（填“增大”或“不变”或“减小”）。
2. （2）图2中的wt组和r组对比，说明高浓度CO₂时rhc1基因产物（填“促进”或“抑制”）气孔关闭。
3. （3）由图1可知，短暂干旱环境中，植物体内脱落酸含量上升，这对植物的积极意义是。
4. （4）根据实验结果判断：编码蛋白甲的基因是（填“ht1”或“rhc1”）。
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24. (2024·新课标) 某同学将一种高等植物幼苗分为4组（a、b、c、d），分别置于密闭装置中照光培养，a、b、c、d组的光照强度依次增大，实验过程中温度保持恒定。一段时间（t）后测定装置内O₂浓度，结果如图所示，其中M为初始O₂浓度，c、d组O₂浓度相同。回答下列问题。
1. （1）太阳光中的可见光由不同颜色的光组成，其中高等植物光合作用利用的光主要是，原因是。
2. （2）光照t时间时，a组CO₂浓度（填“大于”“小于”或“等于”）b组。
3. （3）若延长光照时间c、d组O₂浓度不再增加，则光照t时间时a、b、c中光合速率最大的是组，判断依据是。
4. （4）光照t时间后，将d组密闭装置打开，并以c组光照强度继续照光，其幼苗光合速率会（填“升高”“降低”或“不变”）。
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25. (2024·全国甲卷) 在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。
1. （1）该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率（填“相等”或“不相等”），原因是。
2. （2）在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是。
3. （3）温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是。（答出一点即可）
4. （4）通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在最大时的温度。
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试卷信息

小学

初中

高中

2024年高考生物真题分类汇编4 细胞的能量供应和利用

副标题：

*注意事项：

2024年高考生物真题分类汇编4 细胞的能量供应和利用

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

	光合速率	蒸腾速率	气孔导度	胞间CO₂浓度	叶绿素含量
光合速率	1
蒸腾速率	0.95	1
气孔导度	0.99	0.94	1
胞间CO₂浓度	-0.99	-0.98	-0.99	1
叶绿素含量	0.86	0.90	0.90	-093	1

检测指标	植株	14天	21天	28天
胞间CO₂浓度（μmolCO₂mol^-1）	野生型	140	151	270
胞间CO₂浓度（μmolCO₂mol^-1）	突变体	110	140	205
气孔导度（molH₂Om^-2s^-1）	野生型	125	95	41
气孔导度（molH₂Om^-2s^-1）	突变体	140	112	78