莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物。研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25℃时不同光照强度下突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B表示某光照强度下突变体与普通莲藕的气孔导度（可表示单位时间进入叶片单位面积的CO2量）和胞间CO2浓度。回答下列问题：

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1. 莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物。研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25℃时不同光照强度下突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B表示某光照强度下突变体与普通莲藕的气孔导度（可表示单位时间进入叶片单位面积的CO₂量）和胞间CO₂浓度。回答下列问题：

(1) 藕的气腔孔与叶柄中的气腔孔相通，因此藕主要进行呼吸。

(2) 图1中光照强度低于a时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，据题意推测引起这种差异的内因主要是，导致光反应减弱。

(3) 据图2分析，（填“普通”或“突变体”）莲藕在单位时间内固定的CO₂多，该过程发生的场所是。若突然进行遮光处理，则短时间内叶绿体中含量减少的物质有（填序号）。①C₅②NADPH ③C₃ ④有机物

(4) 图1中，当光照强度大于a点时，突变体具有较高的净光合速率，其可能的原因是____。（多选） A. 处于光合作用最适温度 B. 充足的光能弥补了色素缺乏的不利影响 C. 突变体呼吸速率较低 D. 突变体的暗反应效率较高

【考点】

光合作用的过程和意义; 有氧呼吸的过程和意义;

【答案】

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综合题普通

1. 淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院实现了人工合成淀粉，其途径如图1所示，该成果不依赖植物光合作用，在实验室人为提供能量的基础上，实现了从CO₂和H₂到淀粉分子的人工全合成。图2表示光合作用合成葡萄糖的过程。

图1

图2

(1) 光合作用中NADPH和ATP参与的过程相当于图1中的(用“C₁模块”“C₃模块”“C₆模块”或“C_n模块”及箭头表示)。图1中C_n是由C₆组成的淀粉，以C₆为单位组成的生物大分子还有。

(2) 据图2所示过程¹⁸O的转移路径和实验结果，推测用¹⁸O标记二氧化碳的实验目的是。

光合作用过程既能分解水也能产生水，结合图2分析光合作用的(填“光反应”或“暗反应”)过程产生水，判断的依据是。

(3) 从能量的角度看，光合作用的本质是将太阳能转化为。

人工合成淀粉的成功能否表明对光合作用的完全替代，请从能量的角度阐述你的理由：。

综合题普通

2. 小球藻是单细胞真核生物，是研究光合作用的模式生物。水体中的无机碳主要以和CO₂两种形式存在，小球藻具有图所示的无机碳浓缩过程。

回答下列问题：

(1) 小球藻浓缩的过程属于（填“自由扩散”“协助扩散”或“主动运输”），理由是。

(2) 过程①称为，能为此过程提供能量的物质有。

(3) 鲁宾和卡门用小球藻探究光合作用所释放氧气的来源，实验分组及结果如表。

①小球藻光合作用产生的氧气，一部分释放到外界环境中，另一部分的去向是。

②由本实验可知，光合作用释放的氧气（填“全部来自水”“全部来自CO₂”或“部分来自水部分来自CO₂”），理由是。

组别		O标记物所占的比例/%
		反应物		产物
		H₂¹⁸O	KHC¹⁵O₃+K₂C¹⁸O₃	¹⁸O₂
1	初始	0.85	0.20	—
1	结束	0.85	0.61	0.86
2	初始	0.20	0.50	—
2	结束	0.20	0.40	0.20
3	初始	0.20	0.68	—
3	结束	0.20	0.57	0.20

综合题普通

3. 利用蓝细菌将CO₂转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。

(1) 蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于和等生理过程，为各项生命活动提供能量。

(2) 蓝细菌可通过D—乳酸脱氢酶（Ldh），利用NADH将丙酮酸还原为D—乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D—乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，

是由于细胞质中的NADH被大量用于作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。

(3) 蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D—乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。

注：数据单位为pmol∕OD730

菌株	ATP	NADH	NADPH
初始蓝细菌	626	32	49
工程菌K	829	62	49

由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段（被抑制∕被促进∕不受影响），光反应中的水光解（被抑制∕被促进∕不受影响）。

(4) 研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D—乳酸，是因为其__________（双选）。 A. 光合作用产生了更多ATP B. 光合作用产生了更多NADPH C. 有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D. 有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH

综合题普通