第2单元 考点9 光合作用-【金版教程】2025年高考生物一轮总复习首选用卷全书Word（新教材 单选版）

金版教程 高考总复习首选用卷 生物学(单选版 考点9　光合作用 1．在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环。下列说法错误的是(　　) A．通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高 B．提取色素时加入少许CaCO3和SiO2 C．若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡 D．最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光 答案　C 解析　光合色素中叶绿素含量多，所以提取液通常呈绿色，A正确；提取色素时加少许SiO2可使研磨更充分，加少许CaCO3可保护色素，B正确；镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素(叶绿素)环颜色较淡，C错误；最外侧两圈色素是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D正确。 2.如图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝光后，根据其吸收CO2的速率绘制成的曲线。下列叙述错误的是(　　) A．曲线AB段表示绿色植物光合速率小于呼吸速率 B．B点表示绿色植物的光合速率等于呼吸速率 C．BC段表示随光照强度增加，绿色植物的光合速率增大 D．C点是光饱和点，此时绿色植物不进行呼吸作用 答案　D 3．(2024·陕西渭南模拟)如图为植物体内光合作用示意图，下列叙述错误的是(　　) A．①可进入线粒体或出细胞，②可为暗反应提供能量 B．突然停止光照，短时间内C3的含量将增多 C．图示中的NADPH可进入线粒体中参与H2O的生成 D．14CO2中14C的转移途径为14CO2→14C3→(14CH2O) 答案　C 解析　①为光反应阶段水光解产生的氧气，可进入线粒体用于有氧呼吸，也可释放到细胞外；②为ATP，可为暗反应C3的还原提供能量，A正确；突然停止光照，光反应停止，不能继续为暗反应提供ATP和NADPH，短时间内C3的还原速率减慢，但CO2的固定速率不变，故C3的含量将增多，B正确。 4．龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是(　　) A．实验中CO2浓度为0.03%的组是对照组 B．增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率 C．高光照强度下光反应速率快，从而使龙须菜生长较快 D．选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素 答案　B 解析　实验中CO2浓度为0.03%的组与大气CO2浓度一致，为对照组，A正确；分析图1可知，在高光照或低光照条件下增加CO2浓度，龙须菜的生长速率均未提高，甚至略有降低，B错误；分析图1、2可知，高光照强度下光反应速率快，可促进暗反应进行，从而使龙须菜生长较快，C正确；海水的透光率会影响龙须菜的光照强度，D正确。 5.如图为在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况，相关叙述错误的是(　　) A．植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感 B．当CO2吸收速率为c时，植物甲与植物乙单位时间内合成有机物的量相等 C．d点时植物甲细胞内产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体 D．适当降低光照强度，b点将向右移动 答案　B 解析　根据题意和图示分析可知：随着CO2浓度的升高，植物乙CO2吸收速率增速较植物甲快，且环境中CO2浓度升高到一定程度后，植物乙CO2的吸收速率降低幅度大，植物甲CO2的吸收速率保持不变，可见植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感，A正确；当CO2吸收速率为c时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，可知植物甲单位时间内合成有机物的量比植物乙多，B错误；d点时，植物甲细胞内既进行光合作用，也进行呼吸作用，所以产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体，C正确；根据题意，图中曲线是在最适的光照强度条件下测得的CO2吸收速率，因此光照强度减弱，CO2的吸收速率降低，b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，降低光照强度后，需要环境中提供更高浓度的CO2才能使CO2吸收速率与CO2释放速率相等，因此b点将右移，D正确。 6．用一定浓度的NaHSO4溶液喷洒到小麦叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升。NaHSO4溶液的作用可能是(　　) A．促进叶绿体中NADPH的产生 B．促进叶绿体中CO2的固定 C．破坏叶绿体的类囊体薄膜 D．破坏气孔，使CO2进出不受限制 答案　A 解析　促进叶绿体中NADPH的产生，能够使暗反应的C3的还原加快，CO2的固定暂时不变，则C3的含量下降，C5的合成量增加，C5消耗量不变，则C5的含量上升，A符合题意；促进叶绿体中CO2的固定，C3的还原暂时不变，C3的合成量增加，C3消耗量不变，则C3的含量上升，C5的合成量不变，C5消耗量增加，则C5的含量下降，B不符合题意；破坏叶绿体的类囊体薄膜，会导致光反应下降，NADPH和ATP含量减少，C3的还原减慢，CO2的固定暂时不变，C3的消耗量减少，C3合成量不变，则C3的含量上升，C5的合成量减少，C5消耗量不变，则C5的含量下降，C不符合题意；破坏气孔，使CO2进出不受限制，CO2浓度增加，能够使CO2的固定加快，C3的还原暂时不变，C3的合成量增加，C3消耗量不变，则C3的含量上升，C5的合成量不变，C5消耗量增加，则C5的含量下降，D不符合题意。 7．细胞呼吸和光合作用的原理在农业生产中具有广泛的运用。下列有关叙述中，错误的是(　　) A．中耕松土有利于根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收 B．农作物生长发育过程中，及时去掉衰老变黄的叶片有利于有机物的积累 C．合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 D．温室种植农作物时，为促进光合作用，白天要适时通风，以保证O2供应 答案　D 8．(2024·山东枣庄高三期中)我国科学家利用化学催化剂与生物催化剂相结合的方式，依据植物光合作用原理构建人工光合系统，将大气中的CO2合成了淀粉。该人工光合系统的工作流程如下图所示，其中①～⑤代表具体过程。 (1)①～⑤中相当于植物光反应过程的是________；④过程类似于光合作用中C3合成C6的过程，由此推测④过程除需催化剂和三碳化合物外，可能还需要添加的物质是____________，作用是______________________________。 (2)科学家在设计人工光合系统的催化剂链条时，发现不能完全依靠无机催化剂，而需混合使用生物酶，除因酶催化的化学反应可在较温和条件下进行、部分生化反应难以找到合适的无机催化剂外，最可能的原因是__________________________。 (3)干旱缺水的环境中，植物光合作用产生的淀粉量减少，原因是__________________________________________________________；而科学家通过一定的措施可消除干旱对人工光合系统中________(填图中标号)过程的直接影响，从而确保光合作用顺利进行。 (4)CO2引发的温室效应给人类生存带来了一系列挑战，上述人工光合系统对温室效应的减缓作用________(填“强于”或“弱于”)植物，原因是____________________________________。 答案　(1)①②　ATP和NADPH　ATP提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量 (2)生物酶降低活化能的作用更显著(或生物酶的催化效率更高) (3)干旱缺水会导致植物部分气孔关闭，细胞中CO2浓度降低，影响暗反应中CO2的固定，最终影响淀粉的产生　② (4)强于　人工光合系统不进行呼吸作用，不释放CO2 解析　(1)植物光反应过程为光合色素吸收、传递、转化光能用于水的光解和ATP的合成，图中①为太阳能电池吸收光能，②为水电解形成氧气和氢气，因此①～⑤中相当于植物光反应过程的是①②；④过程类似于光合作用中C3合成C6的过程，光合作用中C3合成C6的过程为C3的还原，需要ATP和NADPH，其中ATP提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。因此由此推测④过程除需催化剂和三碳化合物外，可能还需要添加的物质是ATP和NADPH。 (2)与无机催化剂相比，酶具有高效性，即生物酶降低活化能的作用更显著。因此设计人工光合系统的催化剂链条时，需混合使用生物酶。 9．(2023·广州一模)研究人员为探究氮肥施用量对大麦叶片光合作用的影响，将实验田中的大麦分成A、B、C、D 4组，在4组大麦生长的拔节期分别施用0 kg·hm－2、90 kg·hm－2、180 kg·hm－2、270 kg·hm－2的氮肥，在大麦开花后的不同阶段测得相关数据，部分数据如表所示。 组别 开花后不同天数叶片的平均净光合速率/(μmol·m－2·s－1) 7天 14天 21天 28天 35天 A 23.6 22.1 18.6 12.0 4.5 B 24.5 23.2 20.5 15.3 5.3 C 26.5 25.0 21.2 15.6 6.3 D 30.5 27.2 24.3 19.5 7.5 回答下列问题。 (1)大麦从氮肥中吸收的氮元素可用于合成________(填2种小分子物质)，它们直接参与光合作用的光反应阶段。 (2)分析表中数据，可得出的结论是____________________________________ __________________。 (3)开花后10天左右，大麦籽粒开始沉积淀粉粒，进入灌浆期，籽粒中的淀粉主要来源于________(填器官)。据此分析，灌浆后期大麦叶片净光合速率明显下降的原因是________________________________________________________。 (4)研究人员发现，D组的大麦产量低于C组，推测原因是施氮量过多使大麦在生长期内将较多的能量用于营养生长(主要为秸秆的生长)，较少的能量用于生殖生长(主要为籽粒的生长)。研究人员进一步测定了籽粒和秸秆的干重，若____________________________，则上述推测正确。 答案　(1)ADP、NADP＋、叶绿素(答出2种即可) (2)一定范围内，随氮肥施用量增大，大麦开花后叶片的平均净光合速率增大 (3)叶(叶片)　从叶片运输至大麦籽粒的有机物减少，在叶肉细胞中积累后抑制光合作用，使净光合速率降低 (4)D组的秸秆干重/(秸秆干重＋籽粒干重)的值大于C组 解析　(1)直接参与光合作用光反应阶段并且含氮的小分子物质有ADP、NADP＋、叶绿素。 (2)本实验的目的是探究氮肥施用量对大麦叶片光合作用的影响，自变量为氮肥施用量、时间，因变量为大麦开花后叶片的平均净光合速率。分析表中数据可知，在一定范围内，随氮肥施用量增大，大麦开花后叶片的平均净光合速率增大。 (3)淀粉是光合作用的产物，而叶是进行光合作用的主要器官，因此籽粒中的淀粉主要是从叶运输过来的。灌浆后期，从叶片运输至大麦籽粒的有机物减少，在叶肉细胞中积累后抑制光合作用，使净光合速率降低。 (4)研究人员发现D组的大麦产量低于C组，推测原因可能是施氮量过多使大麦在生长期内将较多的能量用于秸秆的生长，较少的能量用于籽粒的生长，若该推测正确，则D组的秸秆干重/(秸秆干重＋籽粒干重)的值大于C组。 10．(2023·华中师范附属实验中学高考押题卷)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，光照条件下可以释放出O2，该反应称为希尔反应。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　　) A．只提供水、光合色素，适宜光照等条件下也可能产生O2 B．希尔反应可以证明水的光解产生的O2全部来自水 C．希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP＋的作用相似 D．希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关 答案　C 11．如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质，甲、乙为结构。下列有关说法正确的是(　　) A．甲为叶绿体，乙为细胞质基质 B．a、b、c依次为O2、NADPH、ADP C．适宜条件下，当外界CO2含量升高时，a的产生速率会增加 D．该过程合成的ATP大部分运出叶绿体外，用于绿色植物的各种生命活动 答案　C 解析　图示表示发生在叶绿体类囊体薄膜上的相关生化反应，甲为叶绿体类囊体薄膜，乙为叶绿体基质，A错误；a为水光解产生的O2，b为NADPH，c为ADP和Pi，B错误；外界CO2含量升高，暗反应速率加快，光反应速率也会加快，O2的释放速率加快，C正确；光合作用过程合成的ATP用于叶绿体自身消耗，D错误。 12．(2024·广东高三联考)叶黄素是一种存在于人眼视网膜上的类胡萝卜素，具有抗氧化活性和减少可见光损伤视网膜的功能。下列相关叙述正确的是(　　) A．叶黄素可减少光损伤视网膜与其主要吸收红光有关 B．绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在液泡中 C．在层析液中，叶黄素的溶解度大于叶绿素的 D．秋季叶片变黄主要与叶片不能合成叶绿素有关 答案　C 解析　叶黄素是一种类胡萝卜素，叶黄素主要吸收可见光中的蓝紫光，A错误；绿色植物叶肉细胞中的叶黄素主要分布在类囊体薄膜上，B错误；叶黄素在纸层析液中的溶解度大于叶绿素的，C正确；秋季叶片变黄主要与叶绿素的分解增多有关，D错误。 13．(2024·北京高三入学定位考试)生长于热带干旱地区的景天科植物白天气孔开放程度小，夜晚开放程度大，经过长期适应和进化形成独特的固定CO2的方式，如图所示。下列说法错误的是(　　) A．景天科植物白天气孔开放程度小，防止过度蒸腾作用 B．景天科植物夜间CO2净吸收速率可能大于0 C．景天科植物光期pH小于暗期，利于暗反应进行 D．景天科植物在暗期不能将CO2转化为糖类等光合产物 答案　C 解析　景天科植物晚上打开气孔，吸收二氧化碳，故二氧化碳净吸收速率可能大于0，B正确；景天科植物晚上打开气孔，吸收二氧化碳，用于合成苹果酸，白天苹果酸分解用于产生CO2作为暗反应的原料，故光期pH大于暗期，C错误；景天科植物在暗期不能将CO2转化为糖类等光合产物，因为没有光反应提供的ATP和NADPH，D正确。 14.在不同光照强度下，某植株的净光合速率随CO2浓度的变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．当CO2浓度为a时，高光照强度下该植株叶肉细胞的净光合速率为0 B．当CO2浓度为b时，高、中、低光照强度下该植株的叶绿体和线粒体都可产生ATP C．当CO2浓度大于c时，曲线B、C不再升高的限制因素可能是光照强度 D．据图判断，在温室中可通过适当提高CO2浓度和光照强度来提高产量 答案　A 解析　由题图可知，当CO2浓度为a时，高光照强度下该植株的净光合速率为0，但由于植株中存在只进行呼吸作用的细胞，所以叶肉细胞的净光合速率大于0，A错误；当CO2浓度为b时，高、中、低光照强度下该植株的净光合速率都大于0，该植株的叶绿体和线粒体都能产生ATP，B正确；当CO2浓度大于c时，B、C曲线都不再升高，而A仍然可以升高，据图判断，曲线B、C不再升高的限制因素很可能是光照强度，C正确；由题图可知，高CO2浓度和高光照强度下，植株的净光合速率较高，所以适当提高温室中的CO2浓度和光照强度可以提高产量，D正确。 15．(2024·厦门第一中学高三模拟)在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH＝4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH＝8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是(　　) A．实验中溶液的H＋均来自水的分解 B．黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体不能产生ATP C．光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H＋浓度较低 D．若使类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，ATP生成量不变 答案　B 解析　由题意可知，当有ATP生成时类囊体膜内的pH＝4，膜外pH＝8，此时类囊体膜内pH小，光照条件下，植物细胞叶绿体中类囊体薄膜上发生光反应会产生ATP，类比可知光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H＋浓度高，C错误；实验中溶液中氢离子来自缓冲液，A错误；黑暗条件下，植物不能吸收光能将水分解出H＋，所以不能产生ATP，B正确；由题意可知，在类囊体内H＋浓度大于外面时，有ATP产生，H＋的浓度差和ATP的产生有关，若类囊体的脂双层对H＋的通透性增大，则其内部的H＋会透过进入膜外，类囊体内外H＋浓度差会发生改变，ATP产生量会发生改变，D错误。 16．(2024·山东枣庄高三期中)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。实验结果如图所示，其中的绿藻质量为鲜重。下列说法错误的是(　　) A．由甲图可知，绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2＋ B．由乙图可知，在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高 C．由乙图分析可知，在20 ℃下持续光照2 h，高光强组比低光强组多消耗CO2 150 μmol·g－1 D．若细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，则在30 ℃、高光强下每克绿藻每小时制造葡萄糖26.5 μmol 答案　A 解析　Mg2＋可参与构成叶绿素，由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而适应低光强环境，但不能得出绿藻在低光强下一定比高光强下需吸收更多的Mg2＋的结论，A错误；由乙图可知，在高光强条件下，在25 ℃下的光合速率高于在20 ℃下和在30 ℃下的光合速率，故在实验温度范围内，高光强条件下光合速率并不是随着温度升高而升高，B正确；乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，则在20 ℃下持续光照2 h，高光强组比低光强组释放的氧气量多2×75＝150(μmol·g－1)，根据光合作用的反应式可知，6分子的氧气对应6分子的二氧化碳，则多消耗二氧化碳的量也为150 μmol·g－1，C正确；乙图中的绿藻放氧速率表示净光合速率，若绿藻在30 ℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30 μmol·g－1·h－1，则用氧气表示，在该条件下总光合速率为30＋129＝159 μmol·g－1·h－1，根据光合作用的反应式可知此时每克绿藻每小时制造葡萄糖＝159/6＝26.5(μmol)，D正确。 17．(2024·T8联考)不同植物的光合作用机制不完全相同，大豆是C3植物，而玉米是一种具有高光合作用效率的C4植物，如图表示玉米的光合作用和光呼吸过程，这两个过程由叶肉细胞和维管束鞘细胞共同完成。Rubisco是一个双功能酶，CO2浓度高时，倾向于催化C5和CO2反应；O2浓度高时，倾向于催化C5和O2反应生成CO2(称为光呼吸)。回答下列问题： 注：PEP酶固定CO2的效率远高于Rubisco。 (1)玉米维管束鞘细胞中CO2固定的具体部位是____________。C3还原需要光反应提供____________。光合作用的场所不一定是叶绿体，理由是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)低CO2浓度环境中，C4植物比C3植物存活时间更长，据图分析，原因是_____________________________________________________________________。 (3)某同学利用大豆叶片进行有关实验，实验中多次打孔获得叶圆片，并对叶圆片进行干燥称重，结果如表(假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变)。则叶圆片光照1 h的实际光合作用强度表达式是(用表中相关字母表示)____________。 实验前 黑暗1 h后 再光照1 h后 叶圆片干燥称重(g/cm2) x y z (4)欲追踪光合作用过程中物质转移过程，可采用____________法进行研究。小麦、大豆等C3植物的光呼吸会消耗光合作用新形成有机物的25%，而玉米等C4植物的光呼吸只消耗光合作用新形成有机物的2%～5%。请从Rubisco的角度提出一条利用现代生物技术提高C3植物产量的研究思路：__________________________________________________________________________。 答案　(1)叶绿体基质　ATP和NADPH　蓝细菌等原核生物虽然没有叶绿体，但却含有光合作用的色素(叶绿素和藻蓝素)和光合酶，也能进行光合作用 (2)C4植物的PEP酶对CO2的亲和力高，能够利用低浓度的CO2合成有机物供植物利用 (3)z＋x－2y (4)同位素标记　改造Rubisco酶的基因进而改变Rubisco酶结构，使其只能特异性结合CO2，提高C3植物的产量 解析　(1)据图分析，玉米维管束鞘细胞中CO2的固定发生的具体部位是叶绿体基质；C3还原需要光反应提供ATP和NADPH；叶绿体是真核生物光合作用的场所，但光合作用不都发生在叶绿体中，比如蓝细菌等原核生物虽然没有叶绿体，但含有光合色素(叶绿素和藻蓝素)和光合酶，也能进行光合作用。 (2)C4植物的PEP酶对CO2的亲和力高，能够利用低浓度的CO2合成有机物供植物利用，因此存活时间比C3植物更长。 (3)黑暗1 h后叶圆片的干重为y，即1 h呼吸强度为(x－y)，第2小时的净光合作用强度为(z－y)，所以实际光合作用强度＝净光合作用强度＋呼吸作用强度＝(z－y)＋(x－y)＝z＋x－2y。 18．化石燃料大量利用使大气中CO2浓度迅速增加。然而研究发现农作物长期生长在高CO2浓度下存在光合适应现象，即植物在高CO2浓度下生长的初始期出现的光合作用增强会逐渐减弱，甚至消失。 (1)光合作用中CO2在________________(细胞结构)经过________________和________________两个过程，生成糖类等有机物。 (2)生长箱模拟大气CO2浓度增加一倍条件下生长的多种植物(其他条件相同且适宜)，光合作用速率较大气CO2浓度条件均未倍增，限制因素可能是________________________________________________________(至少答出2点)。 (3)生长箱模拟大气CO2浓度升高条件下生长的小麦，发现其叶片和茎秆会积累更多的碳水化合物而不能及时将其运输到籽粒中。蔗糖、果糖及淀粉等在叶片和茎秆的积累会抑制光合相关基因的表达，导致光合能力下降。分蘖少、抽穗少的小麦这种负反馈更为明显。与之相反，有根瘤的豆科作物(根瘤菌固定大气中游离的氮气，为植物提供氮素养料，植物供给根瘤菌无机盐和能源)的光合适应要远低于非豆科作物，原因可能是____________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)大气CO2浓度不断升高所带来的温室效应还会导致大气温度的不断攀升，科学家预测，气温升高所带来的负面作用会抵消大气CO2浓度升高对产量的促进。请根据所学知识，从光合作用角度说明做出这个预测的理由__________________________________________________________________________________________________________________(至少答出2点)。 答案　(1)叶绿体基质　二氧化碳的固定　三碳化合物的还原 (2)NADPH和ATP供应限制、固定CO2的酶活性及数量、C5再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多 (3)豆科植物叶片和茎秆的光合产物运输给根部的根瘤菌，来满足根瘤菌所需的能源，从而避免光合产物的积累，光合相关基因正常表达，能保持较高的光合速率 (4)气温上升，导致光合作用有关酶活性下降，光合作用速率降低；气温上升，蒸腾作用剧烈，植物为减少水分散失气孔部分关闭，CO2吸收减少，暗反应速率降低，光合作用速率下降 14 学科网（北京）股份有限公司 $$