【文档说明】2023-2024学年高一生物苏教版2019必修1同步试题 3.2 光合作用——光能的捕获和转换 Word版含解析.docx，共(12)页，481.199 KB，由小赞的店铺上传

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3.2光合作用——光能的捕获和转换一、单选题1．下列关于叶绿体的描述，错误的是()A．基粒由类囊体堆叠而成B．叶绿体膜由双层膜组成C．暗反应发生在类囊体薄膜上D．类囊体薄膜上具有叶绿素和酶【答案】C【详解】叶绿体中基粒由类囊体堆叠而成，A正确；.叶绿体膜由双层膜组成，

B正确；光反应发生在类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质中，C错误；类囊体薄膜上具有叶绿素等色素以及与光合作用有关的酶，D正确。2．下列关于硝化细菌的叙述，错误的是（）A．将二氧化碳和水合成糖类化合物所需能量为光能B．将二氧化碳和水合成糖类化合物所需能量为

化学能C．硝化细菌细胞中含有将二氧化碳和水合成有机物的一系列酶D．硝化细菌和绿色植物一样都是自养型生物【答案】A【详解】硝化细菌能将土壤中的氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸，硝化细菌能够利用这两个化学反应

中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，这是糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动，所以硝化细菌也属于自养生物，A错误；B正确；D正确；硝化细菌能够将二氧化碳和水合成为糖类，所以硝化细菌细胞中含有将二氧化碳和水合成有机物的一系列酶，C正确。3．下列为高中生物

学中的重要实验，相关描述错误．．的是（）①DNA的粗提取与鉴定②绿叶中色素的提取和分离③探究植物细胞的吸水和失水④观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂⑤调查草地中某双子叶植物的种群密度⑥探究抗生素对细菌的选择作用

A．①②④均使用到乙醇B．③④均需使用显微镜C．①②实验原理是物质的溶解度不同D．⑤⑥选取样方、挑选菌落时均需随机取样【答案】D【详解】A、①DNA的粗提取与鉴定用到95%冷酒精，②绿叶中色素的提取和分离用到无水乙醇，④观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂用到体积分数95%的

酒精，A正确；B、③探究植物细胞的吸水和失水需要用到低倍显微镜，④观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂需要先用低倍镜再用高倍镜观察，B正确；C、①DNA的粗提取与鉴定中原理是蛋白质和DNA的溶解度不同，②绿叶中色素的提取和分离原理是色素在层析液中的溶解度不同，C正确；D、⑤调查草地中某双子叶植物

的种群密度采用样方法，需要随机取样；而⑥探究抗生素对细菌的选择作用，需要通过比较特定菌落的形态、数量进行观察，D错误。4．下列有关图示实验的叙述中正确的是（）A．甲图分离叶绿体色素的方法是纸层析法，提取色

素用的叶片有可能是秋天的B．乙图为低倍镜下根尖细胞，换高倍镜可观察到与细胞壁形成有关的高尔基体C．丙图是验证酵母菌无氧呼吸装置，只能用溴麝香草酚蓝和Ca（OH）2鉴定产物D．丁图细胞正在质壁分离复原，此时细胞的吸水能力和渗透压都在逐渐增强【答案】A【详解】A、分离叶绿体色素的方法是纸层

析法，利用不同色素在层析液中溶解度不同，所以在滤纸条上扩散速度不同，从而分离，从图甲看出，③④条带较窄，说明叶绿素含量减少，因此该叶片可能是秋天的，叶绿素减少，叶片呈黄色，A正确；B、高尔基体不能在高倍显微镜下观察到，只能在电子显微镜下观察到，B错误；C、可以在酸性条件下，用重

铬酸钾检验酵母菌无氧呼吸的产物，酒精，C错误；D、如果丁图细胞正在质壁分离复原，则正在吸收水分，细胞液浓度变小，所以渗透压和吸水能力都减弱，D错误。5．用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含

放射性的C3浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述错误的是（）A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质B．Oa段叶肉细胞中C5浓度有所下降C．ab段C3浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽D．b点后曲线上升是因为黑暗条件

下，叶绿体内无[H]和ATP的供应【答案】C【详解】A、叶肉细胞中固定CO2的反应是暗反应，其场所是叶绿体基质，A正确；B、从题图分析，Oa段C3的含量持续上升，说明消耗的C5越来越多，因此C5的含量有所下降，B正确；C、ab段C3

浓度不变的原因是C3生成的量与被还原的量基本相等，C错误；D、黑暗条件下叶绿体不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP等物质，导致C3的还原受阻，含量上升，D正确。6．光合作用的原理是很多科学家通过实验发现的，光合作用探索历程中的部分经典实验的分析及拓展

如图1、2所示。下列相关叙述正确的是（）A．图1所示实验的目的是探究光合产物中O2的来源，其中乙组为对照组B．卡尔文探究暗反应的过程与图1所示的实验均采用了同位素标记法C．图2所示实验中好氧细菌主要分布于接受光照的

水绵细胞各个部位D．图2所示实验需要把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在含有空气的黑暗环境中【答案】B【详解】题图分析，图1采用同位素标记法研究了光合作用。甲组提供H2O和C18O2，释放的是O2，乙组向植物提供H218O和CO2，释

放的是18O2，证明光合作用产生的O2来自于H2O，而不是CO2。图2将水绵和好氧细菌放在黑暗无空气的环境，用极细的光束照射水绵，好氧细菌会向氧产生的部位集中，从而证明光合作用的场所是叶绿体。A、题图1所示的两组实

验均为实验组，对照方法为相互对照，为对比实验，A错误；B、卡尔文探究暗反应的过程所采用的方法是将CO2用14C标记，通过跟踪14C的去向探究暗反应的过程；而题图1所示的实验也采用了同位素标记法，B正确；C

、题图2所示实验中好氧细菌主要分布于水绵细胞接受光照的叶绿体部分，C错误；D、题图2所示实验需要把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，这样才能显示好氧细菌的移动情况，D错误。7．下列过程需ATP水解提供能量的是A．唾液淀粉酶水解淀粉B．生长素的极性运输C．光反应

阶段中水在光下分解D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段【答案】B【详解】唾液淀粉酶水解淀粉，形成麦芽糖，不消耗能量，A错误；生长素的极性运输是以主动运输的方式，在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端，需要ATP提供能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解，需要光能，不需要

ATP供能，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸，不需要ATP供能，D错误。因此，本题答案选B。8．下列有关光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是A．光反应为暗反应提供的物质有NADPH和ATP，只有ATP能储存能量B．若突然降低环境中的CO2浓度，

则短时间内C3减少，C5含量不变C．光照条件下，绿色植物叶肉细胞产生的CO2被利用至少穿过4层膜D．水稻的叶肉细胞与蓝细菌细胞中，参与光合作用的色素种类相同【答案】C【详解】A、光反应为暗反应提供的物质有NADPH和ATP，ATP

能储存能量，为暗反应提供能量，NADPH既能提供能量，也能作还原剂，A错误；B、若突然降低环境中的CO2浓度，CO2与C5结合形成C3减少，光照不变，C3还原形成C5不变，即C3来源减少，去路不变，因此C3减少，C5来源不变，去路减少，因此C5增加，B错误；C、光照条件下，绿色植物叶肉细胞的线粒

体内膜产生CO2，在叶绿体基质中被利用，至少穿过线粒体2层膜，叶绿体2层膜，共4层膜，C正确；D、叶肉细胞中参与光合作用的色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌参与光合作用的色素为叶绿素和藻蓝素，因此参与光合作用的色素种类不完全相同，D错误。9．如图所示为叶绿体

中的某种结构及其上发生的物质和能量变化。下列叙述不正确的是（）A．图中的①是植物吸收的水分子B．光合色素都分布在结构②上C．光能转变为[H]和ATP中的化学能D．[H]、O2和ATP都能用于暗反应【答案】D【详解】A、图中的结构表示类囊体薄膜，①表示水分子，A正确；B、与光合作用有

关的色素都分布在结构②类囊体薄膜上，B正确；C、该膜上发生的是光反应，可以将光能转变为[H]和ATP中的化学能，C正确；D．[H]和ATP都能用于暗反应，氧气用于有氧呼吸的第三阶段，D错误。10．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A．AB．BC．CD．D【答案】B【详解】A、在植物细胞质壁分离和复原的实验中，细胞壁伸缩性很小，位置基本不变，主要是以原生质层的位置做观察指标，A错误；B、绿叶中色素的提取和分离，观察指标是滤纸条上色素带的颜色

、次序和宽窄，B正确；C、探究酵母菌细胞呼吸的方式，观察指标是培养液的滤液能否使重铬酸钾转变成灰绿色，C错误；D、观察根尖分生组织细胞有丝分裂，细胞在解离的时候已经死亡，看不到纺锤丝牵引染色体的运动，D错误。11．光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，

照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中A．需要ATP提供能量B．DCIP被氧化C．不需要光合色素参与D．会产生氧气【答案】D【详解】光反应发生在叶绿体类囊体上，有光时，产生氧气、NADPH和ATP，A错误；DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色，是因为DCIP被[H]还原成无色，B错

误；光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能，C错误；光合作用光反应阶段会产生氧气，D正确，所以选D。12．在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬

间发生变化的物质，组合正确的是A．红光，ATP下降B．红光，未被还原的C3上升C．绿光，[H]下降D．绿光，C5上升【答案】C【详解】叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光。若由白光突然改用光照强度与白光相同的红光，则光合作用速率增加，即ATP增加，未被还原的C3减少

，故A、B项错误；叶绿体色素对绿光吸收最少，若由白光突然改用光照强度与白光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的[H]和ATP减少，而短时间内暗反应仍以原来的速率进行，消耗[H]和ATP，故短时间内[H]含量会下降，C项正确；同理，绿光下由于[H]和ATP含量下降，导致C3被还原

为C5的速率减慢，而暗反应中CO2的固定仍以原来的速率消耗C5，故短时间内C5的含量会下降，D项错误。13．下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收光能增加，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、暗反应增强的结果D．t4后短暂时间内，

叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低【答案】D【详解】A、水的光解发生在叶绿体类囊体的薄膜上，A错误；B、在t2→t3阶段光合作用主要的限制因素是CO2的量，若在t2时刻增加光照，光合速率不会提高，B错误；C、t3→t4阶段，光照强度不变，CO2的量增加，而CO2

增加，首先会影响暗反应阶段，CO2固定增强，C3含量上升，进而导致光反应速率增强，所以光合作用的速率是加快的，C错误；D、CO2供应不变，光照突然减弱，光反应减弱，消耗的ADP、Pi少，合成产生的ATP、[H]少，从而导致暗反应中C3的还原减弱，因此在t

4后短暂时间内，ADP和Pi的含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，D正确。14．绿色植物光合作用与呼吸作用的相同点是（）①反应速率都受到光照和温度的影响②反应过程都需要酶参与③都会产生相同的还原性氢④反应过程都有ATP产生⑤都需要水的参与A．②③⑤B．②④⑤C．②③④D．①④⑤【答

案】B【详解】①光合作用受到光照强度的影响，光照强度不影响呼吸作用，①错误；②光合作用和呼吸作用都属于酶促反应，都需要多种酶的参与，②正确；③光合作用作用产生的还原剂是NADPH，呼吸作用产生的还原剂是NADH，两者并不是同一种物质，③错误；④

光合作用的光反应能产生ATP，有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，因此都有ATP产生，④正确；⑤光合作用中有水的光解，呼吸作用的第二阶段需要水的参与，⑤正确；综上所述，绿色植物光合作用与呼吸作用的相同点是②④⑤，B正确，ACD错误。

15．下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C．为获得10ml提取液，研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消

失【答案】B【详解】A、CaCO3可防止酸破坏叶绿素，所以可在研磨前加入少许CaCO3，A错误；B、即使菜中叶剪碎不够充分，也不明显影响研磨，且色素含量并没有减少，所以仍可提取出4种光合作用色素，B正确；C、由于研磨时乙醇挥发，故为获

得10ml提取液，研磨时应加入多于10mL乙醇，C错误；D、层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会因色素分解而消失，但不会随层析液挥发而消失，D错误。二、综合题16．已知玉米属于C4植物、水稻属于C3植物，在

高光强高温和干旱条件下C4植物比C3植物具有更高的光合效率。研究发现C4植物的光合作用先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞。已知其维管束鞘细胞中的叶绿体几乎无基粒，叶肉细胞中的叶绿体有发达的基粒。C4植物细胞中的PE

P羧化酶和RuBP羧化酶均是催化CO2固定的酶，且PEP羧化酶对CO2的亲和性远高于RuBP羧化酶。C3植物和C4物的光反应阶段完全相同，但CO2固定的场所和方式不同。如图表示C4物暗反应的过程及场所，回答下列问题：(1)C3物和C4物光反

应分别发生在________（分别填细胞名称），该阶段主要的物质变化为________。(2)CO2被玉米吸收后，可被________物质固定，而水稻吸收的CO2接参与卡尔文循环，据此分析，在高光强、高温和干旱

条件下玉米的光合效率高于水稻的原因是___________。若将玉米和水稻放在同一密闭容器中培养，给予适宜的温度和光照条件，存活时间较长的是______。(3)为了提高粮食产量，农业生产上常选择其他农作物与玉米进行分行种植（间作），适合与玉米进行间作的植物应具备的特点是__________（至

少写2点），间作能提高粮食产量与其可充分利用____________（答两点）有关。【答案】(1)叶肉细胞、叶肉细胞水的光解（水在光下分解）和ATP、［H］（NADPH）的合成(2)C3（磷酸烯醇式丙酮酸）C3在高光强、高温和干旱的条件下，气孔常处于关闭状态，进入叶肉细胞的CO2较少，而玉

米叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和性较高，能利用较低浓度的CO2玉米(3)植株高度低于玉米、阴生植物（光饱和点较低）、生长周期与玉米相同光能、空间和土壤矿质元素等【分析】光合作用包括光反应阶段和

暗反应阶段，光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。光反应的物质变化为水的光解和ATP以及NADPH的合成，暗反应的物质变化为二氧化碳的固定和C3的还原。（1）据题意可知，C3植物和C4植物光反应发生的

场所分别为叶肉细胞、叶肉细胞，它们主要发生的物质变化为水的光解和ATP、［H］（NADPH）的合成，能量变化为光能转化为活跃的化学能。（2）CO2被玉米吸收后，先被叶肉细胞中的C3（磷酸烯醇式丙酮酸）固定，后被维管束鞘细胞中的C3固定；在高光强、高温和干旱条件下玉米的光合效率高于

水稻的原因是在高光强、高温和干旱的条件下，气孔常处于关闭状态，进入叶肉细胞的CO2较少，玉米叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和性较高，能利用较低浓度的CO2进行光合作用；若将玉米和水稻放在同一密闭容器中培

养，在适宜的温度和光照条件下，植物的光合速率大于呼吸速率，容器中的CO2浓度降低，而玉米可以利用较低浓度的CO2，故存活时间较长。（3）适合与玉米进行间作的植物应具备的特点是植株高度低于玉米、阴生植物（光饱和点较低）、生长周期

与玉米相同；间作能提高粮食产量的原因是间作种植可充分利用光能、空间和土壤矿质元素等，实现了群落的合理配比，从而能够提高产量。17．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株随机均分成三组，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+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6.26.8

7.8气孔导度（mmol·m-2s-1）8565196叶绿素含量（mg·g-1）9.811.812.6RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）316640716光合速率（μmol·m-2s-1）6.58.511.4注：气孔导度反映气孔开放的程度回答下列问题：（1）植物细胞中自

由水的生理作用包括____________________等（写出两点即可）。补充水分可以促进玉米根系对氮的__________，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与__________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动_____

_____两种物质的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到__________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。（3）施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的C

O2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是______________________________。【答案】细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物主动吸收

镁ATP和NADPH（或[H]）水C5（或RuBP）气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大【分析】分析题意可知，该实验目的是探究水和氮对光合作用的影响，实验分成三组：对照组、施氮组、水+氮组；分析表格数据可知：自由水与结合水的比值：对照组＜施氮组＜水+

氮组；气孔导度：对照组＞施氮组＜水+氮组；叶绿素含量：对照组＜施氮组＜水+氮组；RuBP羧化酶活性：对照组＜施氮组＜水+氮组；光合速率：对照组＜施氮组＜水+氮组。【详解】1）细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，能够参与生化反应，能为细胞提

供液体环境，还能运送营养物质和代谢废物；根据表格分析，水+氮组的气孔导度大大增加，增强了植物的蒸腾作用，有利于植物根系吸收并向上运输氮，所以补充水分可以促进玉米根系的对氮的主动吸收，提高植株氮供应水平。（2）参与光合作用的很多分子都含有氮，叶绿素的元素组成有C

、H、O、N、Mg，其中氮与镁离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于光反应，光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，完成的反应是水光解产生NADPH（[H]）和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）两种物质含有氮元素；暗反应包括二氧

化碳固定和三碳化合物还原两个过程，其中RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到C5（RuBP）分子上，反应形成的C3被还原为糖类。（3）分析表格数据可知，施氮同时补充水分使气孔导度增加，CO2吸收量增多，同时RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增

大，使植物有足量的CO2供应，从而增加了光合速率。三、实验题18．科研人员研究了遮荫对大豆叶片叶绿体结构及光合特性的影响。科研人员于4月5日播种玉米（A组行间距100cm，B组行间距140cm），6月5日

在A、B组玉米行间播种一行大豆，待大豆第五片叶子完全展开时，测定了叶片相关指标，结果如下表。处理净光合速率（μmol·m2·s-1）气孔导度（μmol·m2·s-1）胞间二氧化碳浓度（μmol·m2·s-1）基粒面积/叶绿体面积淀粉粒面积/叶绿体面积A组15.310.27251.

650.280.41B组17.100.33248.670.220.23对照组27.910.46238.710.180.20（注：气孔导度是指气孔张开的程度）回答下列问题：（1）对照组的处理方式是______，遮荫程度最小，叶片净光

合速率比A、B组都______，气孔______（是、不是）导致这种变化的主要因素。（2）通过显微观察发现，随着遮荫增加，叶绿体的基粒厚度和______增加从而增加了光合膜面积，以利于叶绿体______，叶绿体内淀粉粒面积/叶绿体面积也显著增加，可能的原因是______。（3）

为了进一步测定叶绿体活力变化，取新鲜大豆叶，加入适量磷酸缓冲液以维持pH值，同时加入适量蔗糖溶液以______，经过捣碎、过滤、离心得到叶绿体。接着进行叶绿体活力测定。在叶绿体提取和活力测定时，温度应分别控制在______。（A．低温、室温B．室温、低温C．都为低温D．都为

室温）【答案】单独种植大豆大不是数量吸收和利用光能三碳糖的输出受阻维持渗透压A【解析】根据题意分析可知，科研人员在不同行间距（A组行间距100cm，B组行间距140cm）的玉米行间播种大豆，形成不同遮荫强度的实验组，以单独种植大豆为对照组，研究遮荫对大豆叶

片叶绿体结构及光合特性的影响。从实验结果可知，遮荫对净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、基粒面积/叶绿体面积、淀粉粒面积/叶绿体面积均有直接或间接的影响。【详解】（1）据题意可知，单独种植大豆为对照组，遮荫程度最小，叶片净光合速率大于A、B组。A、B组

虽然气孔导度小，表面看可能影响二氧化碳而影响光合速率，但实际上A、B细胞间二氧化碳浓度大于对照组，比对照组的二氧化碳还更为丰富，因此，气孔不是导致对照组净光合速率大于A、B组的主要因素，光照强度才是。（

2）叶绿体基粒是吸收并转化光能的结构，随着遮荫增加，增加叶绿体的基粒厚度和数量，能够增加光合作用膜面积，从而增加叶绿体对光能的吸收和利用。随着遮荫增加，三碳糖的输出受阻导致叶绿体内淀粉粒面积/叶绿体面积也显著增加。（3）若要进一步测定叶绿体活力变

化，可取新鲜大豆叶，在低温环境下，加入适量磷酸缓冲液维持pH值，加入适量蔗糖溶液维持渗透压，经过捣碎、过滤、离心得到叶绿体。接着，在室温环境下，进行叶绿体活力测定，以保证叶绿体内相关酶处于较为合适的温度下，保持较高

活性。故选A。