10，吉林省梅河口市五中2023-2024学年高一上学期期末生物试题

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1. 中山大学研究团队在丹霞山国家公园发现了细菌新物种，并命名为黄色丹霞杆菌。研究人员将黄色丹霞杆菌接种在培养基上， 一段时间后，培养基上出现了由黄色丹霞杆菌繁殖而来的 一个群体，该群体在生命系统的结构层次中属于（ ）
A. 个体B. 种群C. 群落D. 细胞
【答案】B
【解析】
【分析】生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
【详解】由黄色丹霞杆菌繁殖而来的一个群体，符合在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群，B正确，ACD错误。
故选B。
2. 朱红硫磺菌是一种分解纤维素能力很强的真菌，牛黄瘤胃球菌是存在于牛等反刍动物的瘤胃内可分解纤维素的细菌。下列关于这两种菌的比较，正确的是（ ）
A. 两种菌在结构上具有统一性，都有细胞膜、细胞质和线粒体
B. 该真菌是自养型生物，该细菌是异养型生物
C. 该真菌有染色体结构，该细菌没有染色体结构
D. 该真菌的遗传物质为DNA，该细菌的遗传物质为RNA
【答案】C
【解析】
【分析】原核生物和真核生物最根本的区别是有无以核膜为界限的细胞核，二者既有统一性又有差异性，统一性表现在都有细胞膜、细胞质、核糖体、遗传物质都是DNA等。
【详解】A、牛黄瘤胃球菌属于细菌，是原核生物，没有线粒体，A错误；
B、两种菌都可分解有机物纤维素，属于异养型生物，B错误；
C、朱红硫磺菌属于真菌，是真核生物，有细胞核；牛黄瘤胃球菌属于细菌，是原核生物，没有细胞核；染色体存在细胞核中，所以该细菌没有染色体结构，C正确；
D、该真菌和细菌都是细胞生物，细胞生物的遗传物质都是DNA，D错误。
故选C。
3. 收获后的小麦种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，风干后的小麦种子（ ）
A. 酶活性较高，细胞代谢加快
B. 含量最多的化合物是无机盐
C. 自由水/结合水的值减小
D. C、N、Mn等大量元素的含量发生变化
【答案】C
【解析】
【分析】种子风干的过程中自由水含量逐渐降低，在一定范围内，自由水与结合水比值的大小决定了细胞或生物体的代谢强度：比值越大说明细胞代谢越强，反之，代谢越弱。
【详解】AB、风干后小麦种子酶活性降低，细胞代谢减慢，含量最多的化合物是蛋白质，AB错误；
C、与风干前相比，风干处理后的小麦种子，自由水减少，结合水增加，自由水/结合水的值减小，C正确；
D、Mn是细胞中的微量元素，D错误。
故选C。
4. “若作酒醴，尔惟麹蘖”出自《尚书》，若要做醴（甜酒），则需要用蘖（发芽的谷物）。下列相关说法错误的是（ ）
A. 二糖一般要水解成单糖才能被人体吸收
B. 人体可以消化、吸收“蘖”中所含的各种糖类
C. “蘖”中含有丰富的多糖，如淀粉和纤维素
D. 淀粉与纤维素均由葡萄糖连接而成，但功能不一样
【答案】B
【解析】
【分析】糖类可以分为单糖、二糖和多糖，单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖，其中葡萄糖是生命活动所需的主要能源物质，核糖与脱氧核糖是构成核酸的成分；多糖主要包括淀粉、纤维素和糖原，淀粉是植物体内的主要储能物质，纤维素是构成细胞壁的主要成分，糖原是动物细胞内的储能物质，分为肝糖原和肌糖原
【详解】A、二糖一般不能被直接吸收，须水解成单糖才能被人体细胞吸收，A正确；
B、人体不能消化、吸收“蘖（发芽的谷物）”中含有的纤维素，因为人体没有分解纤维素的酶，B错误；
C、淀粉和纤维素是谷物必有成分，所以蘖（发芽的谷物）中含有丰富的多糖，如淀粉和纤维素，C正确；
D、淀粉与纤维素均由葡萄糖连接而成的多糖，但是功能不一样，淀粉是植物体内的主要储能物质，纤维素是构成细胞壁的主要成分，D正确。
故选B。
5. 从化学角度看，蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。下列有关蛋白质的叙述，正确的是（ ）
A. 人体所需要的必需氨基酸必须从外界环境中获取
B. 蛋白质中的N主要存在于 R基中
C. 蛋白质的种类较多的原因之一是氨基酸的结合方式不同
D. 有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如胰岛素、性激素
【答案】A
【解析】
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数。
3、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。
【详解】A、必需氨基酸是人体不能合成的，必需从食物中获取的，A正确；
B、蛋白质中的N主要存在于—CO—NH—结构中，B错误；
C、氨基酸之间是通过脱水缩合形成多肽的，氨基酸的结合方式与蛋白质的多样性无关，C错误；
D、性激素的本质是脂质，不是蛋白质，D错误。
故选A。
6. 蛋白质类激素被排出到内分泌腺细胞外的方式是（ ）
A. 胞吞B. 胞吐C. 协助扩散D. 主动运输
【答案】B
【解析】
【分析】细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
【详解】大分子物质被排出细胞外的方式是胞吐，故蛋白质类激素被排出到内分泌腺细胞外的方式是胞吐。
故选B。
7. 细胞代谢离不开酶。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 酶可以为反应物提供能量B. 细胞中的绝大多数酶是核酸
C. 酶可以改变化学反应的途径D. 酶能降低化学反应的活化能
【答案】D
【解析】
【分析】1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
2、酶的作用机理：能够降低化学反应的活化能。
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活。
【详解】A、酶的作用机理是能够降低化学反应的活化能，A错误；
B、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA，B错误；
CD、酶能降低化学反应的活化能，而不能改变化学反应的途径，C错误，D正确。
故选D。
8. 能够直接给细胞生命活动提供能量的物质是（ ）
A. 脂肪酸B. 腺苷三磷酸C. 腺苷一磷酸D. 氨基酸
【答案】B
【解析】
【分析】四大能源：①主要储能物质：脂肪，②主要能源物质：糖类，③直接能源物质：ATP，④根本能源物质：阳光。
【详解】A、脂肪是主要的储能物质，而脂肪酸是构成脂肪的单位之一，A不符合题意；
B、腺苷三磷酸即ATP，是生命活动的直接能源物质，B符合题意；
C、腺苷一磷酸即AMP，是ATP水解脱去两个磷酸后的产物，不是生命活动的直接能源物质，C不符合题意；
D、氨基酸是构成蛋白质的基本单位，不是生命活动的直接能源物质，D不符合题意。
故选B。
9. 新疆地区夏季日照强烈，夜间温度低，那里出产的瓜果往往特别甜。这是因为（ ）
A. 白天光合作用微弱，晚上呼吸作用微弱
B. 白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用强烈
C. 白天光合作用微弱，晚上呼吸作用强烈
D. 白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱
【答案】D
【解析】
【分析】植物的光合速率受光照强度、温度、CO2浓度等多种因素的影响，植物的真光合速率=呼吸速率+净光合速率，净光合速率越大，植物积累的有机物越多。
【详解】新疆地区夏季白天温度高，日照强烈，有利于植物光合作用，积累了大量有机物（糖类）；夜间温度低，呼吸作用较弱，消耗的有机物（糖类）较少，所以新疆地区的环境有利于植物有机物（糖类）的积累，那里出产的瓜果往往特别甜，ABC错误，D正确。
故选D。
10. 某秀丽隐杆线虫有1090个体细胞，其中有131个细胞在发育的过程中以某种不变的方式在固定的发育时间和固定的位置消失。这些细胞消失的原因是（ ）
A. 细胞分裂B. 细胞分化C. 细胞衰老D. 细胞凋亡
【答案】D
【解析】
【分析】细胞凋亡是指由基因所决定的自动结束生命的过程，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也被称为编程性死亡。
【详解】A、细胞分裂会使细胞数量增加，与题意131个细胞消失不符，A不符合题意；
B、细胞分化会使细胞种类增加，不会导致细胞数量减少，B不符合题意；
CD、分析题意可知，秀丽隐杆线虫的131个细胞在发育的过程中自主有序地死亡，在固定的发育时间和固定位置消失，说明该过程是由遗传机制决定的程序性调控，属于细胞凋亡，细胞衰老不会导致细胞数量减少，C不符合题意，D符合题意。
故选D。
11. 如图是细胞膜结构模式图，下列相关叙述错误的是（ ）
A. 水-苯界面中①分子头部与水接触
B. 物质②可发挥运输作用
C. 由物质②构成基本支架
D. 由③可知乙为细胞膜的内侧
【答案】C
【解析】
【分析】图中①为磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架；②为蛋白质，与膜的功能有关；③为糖蛋白，因此甲为细胞外侧。
【详解】A、①为磷脂分子，头部亲水尾部疏水，因此水-苯界面中①分子头部与水接触，A正确；
B、物质②是细胞膜上的蛋白质，转运蛋白可发挥运输作用，B正确；
C、 由物质①磷脂双分子层构成基本支架，C错误；
D、③为糖蛋白，只出现在细胞膜外侧，可知乙为细胞膜的内侧，D正确。
故选C。
12. 离体蛙心用任氏液处理后仍能有节律的自动收缩、舒张，并维持较长时间。实验发现，不含Ca2+的任氏液无法维持蛙心的跳动，含有少量Ca2+的任氏液中蛙心可持续跳动数小时。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 该实验证明Ca2+对维持细胞形态有重要作用
B. Ca2+等无机盐离子为蛙心持续跳动提供能量
C. 实验说明无机盐有助于维持细胞的生命活动
D. 青蛙体内的Ca2+只能以离子形式存在
【答案】C
【解析】
【分析】许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。
【详解】A、该实验不能证明Ca2+对维持细胞形态有重要作用，A错误；
B、Ca2+等无机盐离子不能为蛙心持续跳动提供能量，B错误；
C、Ca2+对于维持离体的蛙的心脏跳动具有重要作用，这说明Ca2+对于维持生物体的生命活动具有重要作用，C正确；
D、青蛙体内的Ca2+也能以化合物形式存在，D错误。
故选C。
13. 如图是某细胞的部分结构示意图，下列叙述正确的是（ ）
A. 用光学显微镜可直接观察到图中所示结构
B. ①可为细胞生命活动提供大部分能量
C. 该细胞不可能是植物细胞
D. ③是内腔相通膜性通道
【答案】B
【解析】
【分析】图示结构中：①是线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所；②是中心体，不具有膜结构，存在于动物细胞或者是低等植物细胞内；③是高尔基体，与动物细胞的分泌物的形成有关，参与形成植物细胞的细胞壁。
【详解】A、该图为亚显微结构示意图，需要借助于电子显微镜才能观察到，A错误；
B、①是线粒体，是进行有氧呼吸的主要场所，为生命活动提供大部分能量，B正确；
C、该细胞中具有中心体，因此此细胞可能是动物细胞，也可能是低等植物细胞，C错误；
D、内腔相通的膜性通道是高尔基体，③是内质网，D错误，
故选B。
14. 细胞核是真核细胞内的重要结构。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 物质可通过核孔自由进出
B. 核仁与蛋白质的合成有关
C. 染色质与染色体成分相同
D. 细胞核三维动画模型是物理模型
【答案】A
【解析】
【分析】细胞核的结构：1、核膜：核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分隔开；控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。2、核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂过程中，核仁有规律地消失和重建。3、染色质：细胞核中能被碱性染料染成深色的物质，其主要成分是DNA和蛋白质。
【详解】A、核孔具有选择性，物质不能自由进出，A错误；
B、核仁与核糖体的形成有关，而核糖体是蛋白质的合成场所，B正确；
C、染色体和染色质是同一物质在不同时期的不同形态，C正确；
D、三维动画模型能直观体现结构，属于物理模型，D正确。
故选A。
15. 空气凤梨是一种“网红”植物，可脱离泥土在空气中生长，定期喷水即可满足其对水的需要。水分子进入空气凤梨细胞的方式是（ ）
A. 自由扩散B. 易化扩散
C. 自由扩散和主动运输D. 自由扩散和易化扩散
【答案】D
【解析】
【分析】1、自由扩散也叫简单扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
2、协助扩散也叫易化扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
【详解】水分子进入细胞既可以通过自由扩散，又可以通过协助扩散（易化扩散），D正确，ABC错误。
故选D。
16. 生物体中的不同物质之间可以相互转化以适应不同的功能。下列转化不会发生的是（ ）
A. 结合水与自由水在细胞中可相互转化
B. 人体内多余的葡萄糖可转化成某些氨基酸
C. 糖类和脂肪在细胞的生命活动中彼此大量转化
D. 单糖和一些多糖在生物体内相互转化
【答案】C
【解析】
【分析】1、血糖三来源：食物中消化吸收、肝糖原分解、非糖物质转化为血糖，血糖三去向：氧化分解为CO2和H2O并释放能量、合成肝糖原和肌糖原、转化为脂肪、某些氨基酸等。
2、细胞中的糖类和脂肪可以相互转化，但糖类可以大量转化成脂肪，脂肪只有在糖类代谢发生障碍时才会分解供能，不能大量转化成糖类。
【详解】A、自由水和结合水在细胞中可相互转化，影响细胞代谢速率，A正确；
B、人体内血糖浓度过高时，胰岛素分泌增多，促进血糖转化为脂肪、某些氨基酸，B正确；
C、细胞中的糖类和脂肪可以相互转化，但糖类可以大量转化成脂肪，脂肪只有在糖类代谢发生障碍时才会分解供能，不能大量转化成糖类，C错误；
D、在血糖调节过程中，血糖浓度过高时，血糖可以合成肝糖原和肌糖原，血糖浓度过低时，肝糖原可以分解来补充血糖，D正确。
故选C。
17. Ca²⁺逆浓度运输需要借助载体蛋白，Na⁺进入神经细胞时需要借助通道蛋白。下列有关叙述正确的是
A. 唾液淀粉酶通过胞吐排出细胞需要细胞膜上载体蛋白协助
B. Ca²⁺逆浓度跨膜运输时要与细胞膜上载体蛋白的特定部位结合
C. Na⁺通过离子通道进入神经细胞时，需要与通道蛋白结合
D. 载体蛋白和通道蛋白在顺浓度转运离子时，作用机制完全相同
【答案】B
【解析】
【分析】小分子物质或离子通过自由扩散或协助扩散或主动运输进出细胞，大分子物质可通过胞吞、胞吐方式进出细胞。载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是不一样的，载体蛋白分子结构会发生变化，而通道蛋白结构不发生变化。
【详解】A、唾液淀粉酶为分泌蛋白，通过胞吐排出细胞，不需要细胞膜上载体蛋白协助，A错误；
B、Ca2+逆浓度跨膜运输的方式为主动运输，需要与细胞膜上载体蛋白的特定部位结合，使载体蛋白结构改变，从而进行运输，B正确；
C、Na+通过离子通道进入神经细胞时为协助扩散，离子不与通道蛋白结合，通道蛋白不会发生构象改变，C错误；
D、载体蛋白和通道蛋白在顺浓度转运离子时，作用机制不完全相同，其中载体蛋白分子结构会发生变化，而通道蛋白结构不发生变化，D错误。
故选B。
18. 某同学为探究植物细胞吸水和失水的原理及过程而设计了模拟实验，如图所示。据图分析下列叙述正确的是（ ）
A. 漏斗中的液面将高于零界面
B. 膀胱膜相当于植物的细胞壁
C. 实验模拟的是植物细胞吸水过程
D. 膜两侧始终有水分子的进出
【答案】D
【解析】
【分析】渗透系统发生渗透作用需要半透膜，膜两侧有浓度差，膀胱膜相当于一层半透膜，植物细胞中原生质层相当于一层半透膜。
【详解】A、漏斗中为蒸馏水，烧杯中为蔗糖溶液，膀胱膜相当于一层半透膜，此时会发生渗透作用，漏斗中的液面将低于零界面，A错误；
B、膀胱膜相当于一层半透膜，植物细胞中原生质层相当于一层半透膜，膀胱膜相当于植物的原生质层，B错误；
C、该实验漏斗中溶液浓度低于烧杯，实验模拟的是植物细胞失水的过程，C错误；
D、水分子可以透过半透膜，在膜两侧始终有水分子的进出，但由于膜两侧存在浓度差，水分子进出的速率并不相同，D正确。
故选D。
19. 下图表示物质出入细胞的方式，其中a表示相关物质，①～③表示物质运输的三种方式。下列叙述错误的是（ ）
A. ①可表示氧气进入细胞
B. ②不可以表示水分子进入细胞
C. ③可表示肠腔液中的葡萄糖进入小肠绒毛细胞
D. 图中三种运输方式均能体现细胞膜的选择透过性
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知：a是糖蛋白，有识别和保护作用；①是自由扩散，进细胞的过程；②是通过载体蛋白顺浓度进入细胞的过程，为协助扩散；③是主动运输，消耗能量，出细胞的过程。
【详解】A、①可表示氧气进入细胞，氧气通过自由扩散进入细胞，A正确；
B、②可表示通过载体蛋白的协助扩散，水分子进入细胞的方式是自由扩散或者通过水通道蛋白的协助扩散，B正确；
C、③的运输方向是从细胞内到细胞外，所以不能表示肠腔液中的葡萄糖进入小肠绒毛细胞，C错误；
D、自由扩散、协助扩散和主动运输均能体现细胞膜的选择透过性，D正确。
故选C。
20. 某种真核细胞有氧呼吸的部分过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 过程①发生的场所是线粒体基质
B. 过程②代表有氧呼吸的第三阶段
C. 过程①②都会合成大量的ATP
D. 叶肉细胞进行无氧呼吸的过程中不会产生[H]
【答案】B
【解析】
【分析】图中①过程表示有氧呼吸的第一和第二阶段，发生在细胞质基质和线粒体基质；②阶段表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜。
【详解】A、过程①代表有氧呼吸第一，二阶段，其发生的场所分别为细胞质基质和线粒体基质，A错误；
B、过程②代表有氧呼吸第三阶段，产生大量能量，发生在线粒体内膜，B正确；
C、有氧呼吸第一和第二阶段不能产生大量ATP，C错误；
D、无氧呼吸第一阶段会产生[H]，第二阶段消耗，D错误。
故选B。
二、非选择题：本题共4小题，共40分。
21. 选取新鲜的洋葱鳞片叶制成临时装片，然后滴加浓度为X 的蔗糖溶液，在显微镜下 观察到某细胞发生了质壁分离，如图1所示，其中①~⑤表示细胞结构。图2表示该细胞的相对吸水能力随时间的变化情况。回答下列问题：
（1）据图1分析，该细胞的________ (填序号)相当于半透膜，且该部分结构的伸缩性与细胞壁的区别是________。
（2）蔗糖溶液的初始浓度X _______ (填“大于”“等于”或“小于”)图1中细胞的初始浓度。
（3）分析图2可知，细胞的相对吸水能力逐渐增强的过程中，细胞液浓度的变化趋势是________ ,水分子进出细胞的过程中________ (填“消耗”或“不消耗”)ATP。
【答案】（1） ①. ③④⑤ ②. 该部分结构的伸缩性大于细胞壁的
（2）大于 （3） ①. 逐渐增大至稳定 ②. 不消耗
【解析】
【分析】1、质壁分离产生的原因：（1）内因： 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 。（2）外因： 外界溶液浓度 > 细胞液浓度。
2、常用紫色洋葱鳞片叶作实验材料，其成熟的外表皮细胞的液泡非常大，呈紫色。
3、成熟的植物细胞中的液体环境主要指的是液泡里的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，它相当于一层半透膜。
【小问1详解】
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，它相当于一层半透膜，对应图1中的③④⑤。 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，这是质壁分离产生的内因。
【小问2详解】
图1中细胞失水发生质壁分离，因此推测蔗糖溶液的初始浓度X大于细胞的初始浓度。
【小问3详解】
细胞的相对吸水能力逐渐增强，是因为细胞失水，导致细胞液浓度逐渐增大至稳定。水分子进出细胞的过程是被动运输，不消耗ATP。
22. 钾在促进果树生长发育和果实品质形成过程中起着重要作用。研究人员研究了不同浓度的钾肥对无花果叶片叶绿素含量的影响，实验结果如图所示。回答下列问题：
K2SO4水溶液浓度
（1）在无花果叶肉细胞中，叶绿素主要存在于叶绿体的 ________ 中，其吸收的光能可转化并储存在 _______ 中，这部分能量用于暗反应的 ________ 。
（2）据图分析，在实际的生产中，为促进无花果叶绿素的合成，K2SO4水溶液浓度是否越高越好? _________ ,判断依据是________________________。
【答案】（1） ①. 类囊体薄膜（或基粒） ②. ATP、NADPH ③. C3 还原
（2） ①. 否 ②. 随着 K2SO4 水溶液浓度逐渐升高至0. 30%，叶绿素含量随之升高，但 K2SO4 水溶液浓度超过0. 30%后，叶绿素含量反而降低
【解析】
【分析】叶绿素存在于叶绿体类囊体薄膜上，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
叶绿素可吸收、传递转化光能，主要分布于叶绿体的类囊体薄膜中；通过光反应，可将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应将ATP和NADPH中活跃的化学能转化成有机物中稳定的化学能。
【小问2详解】
根据图示分析可知，随着 K2SO4 水溶液浓度逐渐升高至0. 30%，叶绿素含量随之升高，但 K2SO4 水溶液浓度超过0. 30%后，叶绿素含量反而降低，故并不是K2SO4水溶液浓度是否越高越好。
23. 科学家们不断对人工光合作用系统进行研究，目前已完成了利用人工光合作用系统把太阳能转化为化学能并合成糖类的研究。下图所示是其中一种相关装置及过程，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。回答下列问题：
（1）能吸收并转化光能的模块1类似于叶绿体中的___（填结构名称）的一部分。该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块有___和___。
（2）鲁宾和卡门用___方法研究了光合作用中氧气的来源。模块2产生的O2中氧元素来自化合物___。
（3）模块3中乙与CO2结合形成甲，这是模拟植物光合作用暗反应中___过程，甲为___。若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将___（填“增加”或“减少”）。
（4）人工光合作用系统应用前景广阔，与植物光合作用相比，其优势是___（多选）。
A. 能将CO2和H2O合成糖类并释放O2
B. 不需要提供酶和色素，反应更简单
C. 没有呼吸作用，可以积累更多的有机物
D. 对自然环境中水的依赖程度较低
E. 对自然环境中的矿质元素依赖程度较低
【答案】（1） ①. 类囊体薄膜（或类囊体、或基粒） ②. 模块1 ③. 模块2
（2） ①. 同位素标记 ②. H2O
（3） ①. CO2的固定 ②. C3（或“三碳化合物”、或“3-磷酸甘油酸”） ③. 增加 （4）CDE
【解析】
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段：光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）；水的光解产生NADPH与氧气，以及 ATP 的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成 C3，C3在光反应提供的 ATP 和的作用下还原生成糖类等有机物。
【小问1详解】
叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP 中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块 2 将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能，类似于叶绿体中的类囊体薄膜。
【小问2详解】
光合作用中O2中的O来自H2O，故模块2中的O2中的氧元素来自H2O，美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源。
小问3详解】
模块3将活跃的化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块 2 相当于光反应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO2和乙反应生成甲的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为 C3，乙为C5。若气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C5的消耗减少，而C5仍在合成，因此C5 的量会增加。
【小问4详解】
A、将CO2和H2O合成糖类并释放O2植物光合作用也可以，并不是人工光合作用系统的优势，A错误；
B、人工光合作用系统不需要提供色素，但需要酶，B错误；
C、植物光合作用的同时会进行呼吸作用，而人工光合作用系统没有呼吸作用，可以积累更多的有机物，C正确；
D、植物对自然环境中水的依赖程度较高，而人工光合作用系统仅需要光合作用消耗的水，D正确；
E、植物对自然环境中的矿质元素依赖程度较高，人工光合作用系统不需要矿质元素，E正确。
故选CDE。
24. 某实验小组研究了城市樟树人工林林冠上下层叶片一天内的净光合速率和光照强度的变化情况(甲、乙两层叶片的呼吸速率几乎无差异)，结果如下图所示。请回答下列问题：
(1)植物叶肉细胞将光能转化为化学能的场所是___________。
(2)甲表示林冠___________(填“上层”或“下层”)的叶片。根据图示分析，甲层叶片的净光合速率在12︰30后急剧下降，其原因是中午温度过高，光照过强，植物为了降低蒸腾作用，___________。此时叶绿体中C3的含量___________(填“上升”“不变”或“下降”)。
(3)根据7︰30~14︰30测得的相关数据，可判断甲层叶片对光能的利用率更高，理由是______________________。
【答案】 ①. 类囊体薄膜 ②. 上层 ③. 气孔关闭，使CO2的吸收量减少 ④. 下降 ⑤. 7：30~14：30，甲、乙层叶片的光照强度相等，但甲层叶片的净光合速率更大
【解析】
【分析】由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此相同时间内，下层叶片的净光合速率较上层叶片低，据此分析图示可推知：甲表示树冠上层的叶片，乙表示树冠下层。
【详解】（1）植物叶肉细胞通过光合作用的光反应阶段，可将光能转化为化学能，光反应的场所是类囊体薄膜。
（2）据分析可知，甲表示林冠上层的叶片。甲层叶片的净光合速率在12：30后急剧下降，其原因是中午光照过强，温度过高，植物蒸腾作用过于旺盛，细胞失水过多导致气孔关闭，使 CO2的吸收量减少，使得光合作用强度暂时降低。此时，因CO2的吸收量减少，导致CO2和C5结合形成C3的CO2固定过程减弱，新生成的C3减少，而C3的还原过程仍在进行，所以叶绿体中C3的含量下降。
（3）已知甲、乙两层叶片的呼吸速率几乎无差异，柱形图显示，7：30～14：30时间段，甲、乙两层叶片的光照强度相等，但甲层叶片的净光合速率更大，而净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率，说明甲层叶片的实际光合速率更高，进而推知：甲层叶片对光能的利用率更高。
【点睛】解题的关键是理解横、纵坐标的含义，把握反映光照强度的曲线走势与反映净光合速率的方柱随时间递增的变化规律，在此基础上结合题意并从图示中提取信息，围绕光合作用的过程及其影响的环境因素等相关知识，对各问题情境进行分析解答。