通关卷11 光合作用与能量转化-2025年高考生物一轮复习考点通关卷（江苏专用）

通关卷11 光合作用与能量转化 1．绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：叶绿素(含量约占3/4)和类胡萝卜素(含量约占1/4)，其中前者包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，后者包含胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)。 2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 3．叶绿体是进行光合作用的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的 色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 4．水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是可作为暗反应阶段的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用。 5．光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 6．请根据光合作用的基本过程，填充下图： 7．请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。 8．探究光照强度对光合作用强度影响的实验中，抽出小圆叶片细胞间气体后先放在黑暗下的目的是防止提前进行光合作用。给予光照一段时间后叶片上升的原因是光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气，细胞间隙充满氧气，所以叶片上浮。该实验中NaHCO3的作用是给光合作用提供CO2，密闭的液滴移动装置中NaHCO3的作用是保持CO2浓度稳定。 9．影响光合速率的外界因素主要是光照强度、温度、CO2浓度等。 10．“正其行，通其风”是通过提高二氧化碳浓度来提高光合作用速率的。夜晚适当降低温度是为了减少细胞呼吸有机物的消耗来增加一天中有机物的积累量。 1.土壤板结，光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱。 2.北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。 3.大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素角度分析原因。 有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO2，促进光合作用。 4.整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度大于(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的细胞呼吸速率，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。 5.增施有机肥可以降低光呼吸，理由是有机肥被微生物分解后，使CO2浓度升高，促进Rubisco催化RuBP(C5)与CO2反应，从而降低光呼吸。从反应条件和能量来看光呼吸与有氧呼吸的区别在于光呼吸需要在光照条件下进行，且消耗能量；而有氧呼吸在有光或无光条件下都能进行，且释放能量。 考点一 色素的提取和分离 (1)在菠菜的叶肉细胞内，含量最多的光合色素是叶绿素a( ) (2)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜和叶绿体内膜( ) (3)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分( ) (4)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快( ) (5)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光( ) (6)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的( ) 考点二 光合作用的过程 (1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应( ) (2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜( ) (3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程( ) (4)光合作用只能发生在叶绿体中( ) (5)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类( ) (6)叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP( ) 考点三 影响光合作用的因素及应用 (1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应( ) (2)延长光照时间能提高光合作用强度( ) (3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用( ) (4)白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量( ) (5)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度( ) (6)作物合理间作套种，可充分利用光能( ) 一、单选题 1．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（    ） A．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 B．色素5最可能为花青素，叶绿体中类囊体堆叠成基粒增大了其附着面积 C．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 2．叶绿素a（C55H72O5N4Mg）头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列相关叙述正确的是（    ） A．叶绿素a的尾部主要嵌在叶绿体的内膜中 B．镁元素在植物体内主要以叶绿素a等化合物的形式存在 C．常用无水乙醇作层析液分离出绿叶中的叶绿素a D．叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度 3．人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，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。下列说法错误的是（    ）    A．该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1 B．模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等 C．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量更高 D．人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景 4．研究者把细菌紫膜质（一种光合细菌质膜的光驱动H＋泵）和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上，结构如下图所示；接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中，形成脂质体悬液；最后把该悬液置于光照下，发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是（    ）    A．图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层 B．将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H＋泵入脂质体未消耗能量 C．图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H＋泄露 D．图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应 5．叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离子平衡和pH稳定发挥了重要作用。下图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，相关判断不合理的是（    ）    A．K+通过TPK3运出类囊体腔的方式属于被动运输 B．H+通过KEA1和KEA2运输的动力来自于K+的浓度差 C．据图推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质 D．类囊体薄膜上的电子传递链对于维持类囊体腔中的pH起关键作用 6．植入“生物电池”可使动物借助光合作用修复因能量不足而受损的细胞。科研人员利用菠菜叶肉细胞中的类囊体制成纳米类囊体(NTU)，将其注入小鼠软骨受损的部位，治疗小鼠的骨关节炎，相关机制如图。下列说法错误的是（    ）    A．NTU膜上含有光合色素和有关的酶，能通过光反应合成ATP和NADPH B．光照条件下，图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU C．NTU产生的NADPH可以进入线粒体，在线粒体内膜上与O2结合生成水 D．此研究说明植物光反应固定的能量可直接用于动物细胞生命活动 7．放射性同位素在生物实验中常应用，下列有关叙述错误的是（    ） A．给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OH B．给小麦提供14CO2，则14C的转移途径是：14CO2→14C3→（14CH2O） C．用3H标记丙氨酸，内质网上核糖体将有放射性，而游离核糖体则无 D．小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有H218O、C18O2 8．龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线（单位：mmol·cm-2·h-1）。下列叙述正确的是（    ） A．补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点右移 B．图甲30℃时，该植物固定CO2的速率为10mmol·cm-2·h-1 C．图甲40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能不断长高 D．图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素不同 9．下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的关系图，下列说法错误的是（　　） A．当光照强度<A时，光合速率>呼吸速率 B．当光照强度=A时，呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2 C．当光照强度在A与B之间时，植物叶片需从周围环境中吸收CO2 D．B点以后，限制光合作用的因素包括温度、CO2浓度等 10．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。下图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定的某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法错误的是（　　） A．在A点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体 B．该植物叶片的呼吸速率是5mg/（100cm2叶·h） C．在一昼夜中，将该植物叶片置于C点光照强度条件下11h，其余时间置于黑暗中，则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mg D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，若将温度提高到30 ℃的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），则图中B点将向右移动，C点将向左下方移动 二、多选题 11．下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ）    A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 12．为提高苹果果实中的糖含量，研究者利用同位素标记法进行实验，处理及结果如下表。其中M蛋白主要在根表皮细胞表达且定位在细胞膜上。下列说法正确的是（    ） 设置 苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中 苹果根系置于葡萄糖培养液中，用13C标记的CO₂处理苹果叶片 根系13C含量（mg） 地上13C含量（mg） 根系13C含量占比（%） 地上13C含量占比（%） 野生型 4.7 含量极低 44.24 55.76 M基因高表达 6.2 30.89 69.11 M基因低表达 3.6 46.79 53.21 A．M蛋白能促进根系从周围环境中吸收葡萄糖 B．叶片合成的有机物主要是以葡萄糖的形式运输到苹果根系 C．根系能吸收葡萄糖，减少了叶片光合产物向根系的运输，使更多糖分配到果实 D．该培养条件下，促进M基因表达能够提高苹果果实中的糖含量 13．某些植物可通过特有的景天酸代谢（CAM）途径固定 CO₂。在夜晚，叶片的气孔开放，通过一系列反应将 CO₂固定成苹果酸储存在液泡中（甲）；在白天，叶片气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出 CO₂，供叶绿体进行暗反应（乙）。下列关于 CAM植物的叙述，错误的是（    ）    A．在白天，叶肉细胞能产生ATP的部位只有线粒体 B．该植物细胞在夜晚也能进行光合作用合成有机物 C．CAM途径的出现，可能与植物适应干旱条件有关 D．若下午突然降低外界 CO₂浓度，C₃的含量突然减少 三、非选择题 14．研究发现黎科植物异子蓬能在绿色组织单个细胞中完成整个C4光合作用，颠覆了C4植物的光合作用只能依靠两种细胞共同作用的观点。光合细胞与大气接触的叶表面附近几乎没有叶绿体，维管束附近有叶绿体密集区，其光合作用过程如图所示。 (1)在叶绿体中，光合色素分布在 上，其中含量最多的色素是 ；光反应过程中除了产生图示物质外，还产生一种高能化合物 ；该植物中的CO2受体有 和 。 (2)图中物质PEP的元素组成为 。丙酮酸除了可以参与图中所示的反应，还可在 （场所）彻底氧化分解成CO2，再被用于光合作用。 (3)细胞内碳水化合物通常以淀粉等大分子的形式临时储存在叶绿体中，与小分子糖类相比，有利于维持 ，以免叶绿体吸水涨破；但碳水化合物的长距离运输主要以蔗糖的形式，与淀粉相比，蔗糖作为运输物质的优点是 (4)图示细胞中叶绿体总是紧靠线粒体分布，其生理学意义是 ；叶绿体集中分布在细胞靠近维管束的一侧，其好处是 。 15．绿色植物的光反应过程由光系统I(PSI) 和光系统II(PSⅡ) 相互配合来完成。相关电子传递途径如图1所示，请回答相关问题：    (1)PSⅡ作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a，存在于 (部位)。采用纸层析法分离绿叶中的色素时，它位于滤纸条自上而下的第 条色素带。 (2)据图可知，当P680吸收光能后被激发，将电子从PSⅡ先传递给 ，进而传递到细胞色素 b₀f，推动最初电子传递。P680 失去 e⁻后，变成强氧化剂引发的反应为 。综上分析，PSⅡ完成的能量转化过程为 。当植物处于缺乏 NADP⁺的状态时会启动循环电子转运，该过程 (填“会”或“不会”)产生氧气。    (3)为研究水杨酸(SA)影响植物光合作用的机制，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下 D1 蛋白(D1 是促进叶绿体PSⅡ活性的关键蛋白)的含量，结果如图2所示(实验一、二为重复实验)。据图分析，较强光照强度下小麦暗反应速率 ，其原因是 。由此推测SA提高植物抗逆性的机理是 。 (4)为进一步探究 SA 对小麦作用的适宜浓度，科研人员在较强光照强度下做了相关实验，结果如图3所示。由图可知，NaCl与SA对小麦光合作用的影响存在 作用。为确定SA作用的最适浓度，应在 之间进一步探究。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 通关卷11 光合作用与能量转化 1．绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：叶绿素(含量约占3/4)和类胡萝卜素(含量约占1/4)，其中前者包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，后者包含胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)。 2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 3．叶绿体是进行光合作用的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的 色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 4．水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是可作为暗反应阶段的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用。 5．光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。 6．请根据光合作用的基本过程，填充下图： 7．请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。 8．探究光照强度对光合作用强度影响的实验中，抽出小圆叶片细胞间气体后先放在黑暗下的目的是防止提前进行光合作用。给予光照一段时间后叶片上升的原因是光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气，细胞间隙充满氧气，所以叶片上浮。该实验中NaHCO3的作用是给光合作用提供CO2，密闭的液滴移动装置中NaHCO3的作用是保持CO2浓度稳定。 9．影响光合速率的外界因素主要是光照强度、温度、CO2浓度等。 10．“正其行，通其风”是通过提高二氧化碳浓度来提高光合作用速率的。夜晚适当降低温度是为了减少细胞呼吸有机物的消耗来增加一天中有机物的积累量。 1.土壤板结，光合速率下降的原因是土壤板结，导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶数量减少，光合作用减弱。 2.北方夏季中午时，光照强度很强，植物出现“午休”现象的原因是：光照强度过强，温度升高，导致气孔关闭，细胞CO2供应不足，光合作用减弱。 3.大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素角度分析原因。 有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO2，促进光合作用。 4.整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度大于(填“大于”“等于”或“小于”)叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的细胞呼吸速率，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。 5.增施有机肥可以降低光呼吸，理由是有机肥被微生物分解后，使CO2浓度升高，促进Rubisco催化RuBP(C5)与CO2反应，从而降低光呼吸。从反应条件和能量来看光呼吸与有氧呼吸的区别在于光呼吸需要在光照条件下进行，且消耗能量；而有氧呼吸在有光或无光条件下都能进行，且释放能量。 考点一 色素的提取和分离 (1)在菠菜的叶肉细胞内，含量最多的光合色素是叶绿素a(√) (2)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜和叶绿体内膜(×) (3)提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分(×) (4)绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快(×) (5)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(×) (6)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的(×) 考点二 光合作用的过程 (1)植物在夜晚不能进行光反应，只能进行暗反应(×) (2)光合作用中ATP的移动方向是从叶绿体基质到类囊体薄膜(×) (3)离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应过程(√) (4)光合作用只能发生在叶绿体中(×) (5)土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖类(√) (6)叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP(×) 考点三 影响光合作用的因素及应用 (1)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应(√) (2)延长光照时间能提高光合作用强度(×) (3)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用(×) (4)白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜的产量(×) (5)适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度(√) (6)作物合理间作套种，可充分利用光能(√) 一、单选题 1．为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。分析错误的是（    ） A．色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水 B．色素5最可能为花青素，叶绿体中类囊体堆叠成基粒增大了其附着面积 C．色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光 D．色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色 【答案】B 【分析】纸层析法分离色素的原理是不同的色素分子在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上的扩散速率快，反之则慢。 【详解】A、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A正确； B、色素5最可能为花青素，在于植物液泡中，不在类囊体膜上，B错误； C、色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素1和2即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光，C正确； D、根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，色素1是胡萝卜素，其颜色最可能为橙黄色，D正确。 故选B。 2．叶绿素a（C55H72O5N4Mg）头部和尾部分别具有亲水性和亲脂性。下列相关叙述正确的是（    ） A．叶绿素a的尾部主要嵌在叶绿体的内膜中 B．镁元素在植物体内主要以叶绿素a等化合物的形式存在 C．常用无水乙醇作层析液分离出绿叶中的叶绿素a D．叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度 【答案】D 【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 2、绿叶中的叶绿素包括叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。 【详解】A、叶绿素a的尾部具有亲脂性特点，而生物膜的基本支架由磷脂双分子层构成，故叶绿素a的尾部可能嵌在类囊体薄膜中，A错误； B、镁元素在细胞中主要以离子的形式存在，B错误； C、叶绿素a易溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇提取，而不是用无水乙醇作为层析液，C错误； D、叶绿素a呈蓝绿色，合成时需要光照和适宜温度，D正确。 故选D。 3．人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，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。下列说法错误的是（    ）    A．该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1 B．模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等 C．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量更高 D．人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景 【答案】A 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原成五碳化合物及糖类等有机物。 【详解】A、叶绿体通过光合作用光反应将光能转化成ATP、NADPH中活跃的化学能，据图可知，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，A错误； B、模块2中实现电能与ATP、NADPH中活跃化学能的转换，合成ATP、NADPH消耗ADP、Pi和NADP+等物质。因此，模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等，B正确； C、由于该人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类，故在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物，C正确； D、人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景，D正确。 故选A。 4．研究者把细菌紫膜质（一种光合细菌质膜的光驱动H＋泵）和从牛心脏细胞线粒体中纯化出来的ATP合酶一起构建在脂质体上，结构如下图所示；接着研究者把ADP和Pi加至培养该脂质体的介质中，形成脂质体悬液；最后把该悬液置于光照下，发现脂质体周围出现ATP。下列相关叙述错误的是（    ）    A．图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层 B．将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H＋泵入脂质体未消耗能量 C．图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H＋泄露 D．图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应 【答案】B 【分析】分析题图可知，在光能驱动下，细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内，造成脂质体内H+浓度高于脂质体外，形成H+电化学梯度，ATP合成酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP。 【详解】A、图中的去垢剂可能是在提取紫膜质和ATP合酶时用于破坏细胞脂双层，以便于紫膜质和ATP合酶插入细胞脂双层膜中，A正确； B、细菌紫膜质能利用光能驱动H+运输，将悬液置于光照之下时，细菌紫膜质将H＋泵入脂质体消耗光能，B错误； C、图中脂质体构成密封的小泡，可以防止H＋泄露，在脂质体内外建立H+的浓度梯度，C正确； D、在光能驱动下，细菌紫膜质将H+逆浓度转入脂质体内，造成脂质体内H+浓度高于脂质体外，形成H+电化学梯度，ATP合成酶利用该电化学梯度催化ADP和Pi合成ATP，图示实验可以说明电子传递和ATP合成是两个相对独立进行的生化反应，D正确。 故选B。 5．叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离子平衡和pH稳定发挥了重要作用。下图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，相关判断不合理的是（    ）    A．K+通过TPK3运出类囊体腔的方式属于被动运输 B．H+通过KEA1和KEA2运输的动力来自于K+的浓度差 C．据图推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质 D．类囊体薄膜上的电子传递链对于维持类囊体腔中的pH起关键作用 【答案】B 【分析】1、被动运输：物质以扩散的方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输，包括自由扩散和协助扩散。 2、主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种方式叫 做主动运输。 【详解】A、据图可知，类囊体腔内的pH为6，叶绿体基质中pH为8，H+通过KEA3从类囊体腔进入叶绿体基质是顺浓度梯度，产生的化学势能将K+逆浓度运进类囊体腔，因此类囊体腔内H+浓度较高，K+通过TPK3运出类囊体腔是顺浓度梯度运输，是被动运输，A正确； BC、据图可知，叶绿体外的pH为7，叶绿体基质中pH为8，H+通过KEA1和KEA2运输是顺浓度梯度运输，不需要能量，它们顺浓度梯度运输时产生的化学势能将K+逆浓度运出叶绿体，推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质，B错误，C正确； D、类囊体薄膜上的电子传递链在发挥作用的同时能将H+运输到类囊体腔中，从而维持类囊体腔中的低pH环境，D正确。 故选B。 6．植入“生物电池”可使动物借助光合作用修复因能量不足而受损的细胞。科研人员利用菠菜叶肉细胞中的类囊体制成纳米类囊体(NTU)，将其注入小鼠软骨受损的部位，治疗小鼠的骨关节炎，相关机制如图。下列说法错误的是（    ）    A．NTU膜上含有光合色素和有关的酶，能通过光反应合成ATP和NADPH B．光照条件下，图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU C．NTU产生的NADPH可以进入线粒体，在线粒体内膜上与O2结合生成水 D．此研究说明植物光反应固定的能量可直接用于动物细胞生命活动 【答案】C 【分析】光合作用过程分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段是水光解形成氧气和NADPH的过程，该过程中光能转变成活跃的化学能储存在ATP中；暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，二氧化碳固定是二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物的过程，三碳化合物还原是三碳化合物在光反应产生的NADPH和ATP的作用下形成有机物和五碳化合物的过程。 【详解】A、NTU是由菠菜叶肉细胞中的类囊体制成的，类囊体膜上含有光合色素和光反应相关的酶等，能通过光反应合成ATP和NADPH，A正确； B、光照条件下，NTU中会合成ATP，线粒体作为细胞中的动力车间，也能提供细胞代谢所需要的ATP，由此可知，图中受损的小鼠软骨细胞内的ATP可来自线粒体和NTU，B正确； C、NTU产生的NADPH不可以进入线粒体与O2结合生成水，在线粒体内膜上与O2结合生成水的是NADH，C错误； D、此研究说明植物光合作用的光反应过程中固定的能量在一定情况下可直接用于动物细胞生命活动，D正确。 故选C。 7．放射性同位素在生物实验中常应用，下列有关叙述错误的是（    ） A．给水稻提供14CO2，根细胞在缺氧环境有可能出现14C2H5OH B．给小麦提供14CO2，则14C的转移途径是：14CO2→14C3→（14CH2O） C．用3H标记丙氨酸，内质网上核糖体将有放射性，而游离核糖体则无 D．小白鼠吸入18O2，在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有H218O、C18O2 【答案】C 【分析】科学家通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标记法也叫同位素示踪法。 【详解】A、给水稻提供14CO2，14C会通过光合作用进入有机物中，根细胞在缺氧环境会通过无氧呼吸产生14C2H5OH，A正确； B、给小麦提供14CO2，其会参与光合作用的暗反应阶段，故14C的转移途径是：14CO2→14C3→(14CH2O)，B正确； C、用3H标记丙氨酸，内质网上核糖体和游离核糖体均会出现放射性，C错误； D、小白鼠吸入18O2，氧气会通过有氧呼吸的第三阶段进入水中，含18O的水参与有氧呼吸的第二阶段，18O会进入二氧化碳中，故在尿液、呼出的二氧化碳中有可能分别检测到含有H218O、C18O2，D正确。 故选C。 8．龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线（单位：mmol·cm-2·h-1）。下列叙述正确的是（    ） A．补充适量的Mg2+可能导致图乙中D点右移 B．图甲30℃时，该植物固定CO2的速率为10mmol·cm-2·h-1 C．图甲40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能不断长高 D．图乙中影响D、E两点光合速率的环境因素不同 【答案】B 【分析】据图分析：图甲中，实线表示吸收二氧化碳速率，为净光合作用速率，虚线为CO₂产生速率，表示呼吸作用速率，40℃时净光合速率等于呼吸速率为5。 图乙中，呼吸速率为2，处于光饱和点时，总光合作用为10。 【详解】A、D点为光补偿点，光合速率与呼吸速率相等的点，补充适量的Mg2+（Mg2+是叶绿素的必需成分）可能导致光合速率上升，所需的光照强度减弱，图乙中D点左移，A错误； B、图甲中，实线表示吸收二氧化碳速率，为净光合作用速率，虚线为CO₂产生速率，表示呼吸作用速率，图甲30℃时，该植物固定CO2的速率为8+2=10mmol·cm-2·h-1，B正确； C、图甲40℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等，若白天和黑夜时间相等，则有机物不会积累，植物不能生长，C错误； D、图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度，D错误。 故选B。 9．下图是某植物叶片光照强度与净光合速率的关系图，下列说法错误的是（　　） A．当光照强度<A时，光合速率>呼吸速率 B．当光照强度=A时，呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2 C．当光照强度在A与B之间时，植物叶片需从周围环境中吸收CO2 D．B点以后，限制光合作用的因素包括温度、CO2浓度等 【答案】A 【分析】据图分析：A点为光补偿点，此时光合速率=呼吸速率；B点为光饱和点，此时限制光合作用的因素不再是光照强度，而是温度、CO2浓度等。 【详解】A、当光照强度<A时，光合速率<呼吸速率，A错误； B、当光照强度=A时，光合速率=呼吸速率，故呼吸作用释放出的CO2=光合作用吸收的CO2，B正确； C、当光照强度在A与B之间时，光合速率>呼吸速率，植物叶片需从周围环境中吸收CO2，C正确； D、B点以后，限制光合作用的因素不再是光照强度，而是温度、CO2浓度等，D正确。 故选A。 10．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。下图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定的某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法错误的是（　　） A．在A点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只有线粒体 B．该植物叶片的呼吸速率是5mg/（100cm2叶·h） C．在一昼夜中，将该植物叶片置于C点光照强度条件下11h，其余时间置于黑暗中，则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mg D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，若将温度提高到30 ℃的条件下（原光照强度和CO2浓度不变），则图中B点将向右移动，C点将向左下方移动 【答案】A 【分析】根据题意和图示分析可知：A点时光照为0，只进行呼吸作用，因此对应的值为呼吸作用强度；C点为光饱和点对应的净光合速率，而净光合速率=真光合速率-呼吸速率。在温度改变时，温度改变了酶的活性，进而影响光合作用和呼吸作用速率。 【详解】A、A点时植物只进行呼吸作用，有氧呼吸的三个阶段均能产生ATP，所以该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体，A错误； B、图中可以看出，光照强度为0时A点对应的值即为呼吸速率，是5mg/（100cm2叶•h），B正确； C、图中可得，在C点光照下植物的净光合速率为10mg/（100cm2•h），则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量=光照时净光合作用总量-黑暗时呼吸作用量=10×11-5×13=45mg，C正确； D、若将温度提高到30℃的条件下，光合作用酶活性下降，光合速率下降，而呼吸作用酶活性上升，呼吸速率上升，因此要达到光补偿点，必须光照增强，即B点右移，而净光合作用=光合作用总量-呼吸作用量，此值将减小，C点左下移，D正确。 故选A。 二、多选题 11．下图是菠菜叶肉细胞光合作用和呼吸作用的部分过程，a、b代表气体。相关叙述正确的是（    ）    A．物质a、b分别代表O2和CO2 B．过程②④都在生物膜上进行 C．过程③消耗的ATP可由过程①②④提供 D．只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行 【答案】AD 【分析】题图分析，①为有氧呼吸的第三阶段，②为光反应中水的光解，③为暗反应，④有氧呼吸的第一、第二阶段，a为O2，b为CO2，据此答题。 【详解】A、a为水的光解产生的O2，b为暗反应的原料CO2，A正确； B、④为有氧呼吸第一、第二阶段，发生的场所在细胞质基质和线粒体基质，B错误； C、过程③消耗的ATP是由光反应产生提供，即过程②，C错误； D、①④为细胞呼吸，②③光合作用，故只有在有光条件下过程①②③④才能同时进行，D正确。 故选AD。 12．为提高苹果果实中的糖含量，研究者利用同位素标记法进行实验，处理及结果如下表。其中M蛋白主要在根表皮细胞表达且定位在细胞膜上。下列说法正确的是（    ） 设置 苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中 苹果根系置于葡萄糖培养液中，用13C标记的CO₂处理苹果叶片 根系13C含量（mg） 地上13C含量（mg） 根系13C含量占比（%） 地上13C含量占比（%） 野生型 4.7 含量极低 44.24 55.76 M基因高表达 6.2 30.89 69.11 M基因低表达 3.6 46.79 53.21 A．M蛋白能促进根系从周围环境中吸收葡萄糖 B．叶片合成的有机物主要是以葡萄糖的形式运输到苹果根系 C．根系能吸收葡萄糖，减少了叶片光合产物向根系的运输，使更多糖分配到果实 D．该培养条件下，促进M基因表达能够提高苹果果实中的糖含量 【答案】ACD 【分析】由表格数据可知，将苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中，M基因高表达组根系13C含量显著高于野生型和M基因低表达组，再用用13C标记的CO2处理苹果叶片，M基因高表达组根系13C含量占比要显著低于野生型和M基因低表达组，即根系中葡萄糖的来源有两种，一是从周围环境中吸收，二是叶片合成的有机物运输到根系。 【详解】A、将苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中，M基因高表达组根系13C含量显著高于野生型和M基因低表达组，说明M蛋白能促进根系从周围环境中吸收葡萄糖，A正确； B、叶片合成的有机物主要是以蔗糖的形式通过韧皮部筛管运输到苹果根系，B错误； C、将苹果根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中，M基因高表达组根系13C含量显著高于野生型和M基因低表达组，再用用13C标记的CO2处理苹果叶片，M基因高表达组根系13C含量占比要显著低于野生型和M基因低表达组，说明根系能吸收葡萄糖，减少了叶片光合产物向根系的运输，使更多糖分配到果实，C正确； D、该培养条件下，由表格数据可知，促进M基因表达能促进根系能吸收葡萄糖，减少了叶片光合产物向根系的运输，使更多糖分配到果实，提高苹果果实中的糖含量，D正确。 故选ACD。 13．某些植物可通过特有的景天酸代谢（CAM）途径固定 CO₂。在夜晚，叶片的气孔开放，通过一系列反应将 CO₂固定成苹果酸储存在液泡中（甲）；在白天，叶片气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出 CO₂，供叶绿体进行暗反应（乙）。下列关于 CAM植物的叙述，错误的是（    ）    A．在白天，叶肉细胞能产生ATP的部位只有线粒体 B．该植物细胞在夜晚也能进行光合作用合成有机物 C．CAM途径的出现，可能与植物适应干旱条件有关 D．若下午突然降低外界 CO₂浓度，C₃的含量突然减少 【答案】AD 【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】A、在白天，叶肉细胞能进行光合作用和呼吸作用，故能产生ATP的部位是叶绿体、线粒体和细胞质基质，A错误； B、夜晚没有光照，光反应不能进行，无法为暗反应提供ATP和NADPH，故在夜晚不能持续进行光合作用合成有机物，B正确； C、CAM途径的出现，可能与植物适应干旱条件有关：干旱条件下气温较高，气孔开放程度较低，因此白天能从外界吸收的CO2不多，而该途径可以弥补上述缺陷，C正确； D、CAM植物在白天气孔关闭，突然降低外界CO2浓度，不会影响细胞间CO2浓度，C3的含量不会突然减少，D错误。 故选AD。 三、非选择题 14．研究发现黎科植物异子蓬能在绿色组织单个细胞中完成整个C4光合作用，颠覆了C4植物的光合作用只能依靠两种细胞共同作用的观点。光合细胞与大气接触的叶表面附近几乎没有叶绿体，维管束附近有叶绿体密集区，其光合作用过程如图所示。 (1)在叶绿体中，光合色素分布在 上，其中含量最多的色素是 ；光反应过程中除了产生图示物质外，还产生一种高能化合物 ；该植物中的CO2受体有 和 。 (2)图中物质PEP的元素组成为 。丙酮酸除了可以参与图中所示的反应，还可在 （场所）彻底氧化分解成CO2，再被用于光合作用。 (3)细胞内碳水化合物通常以淀粉等大分子的形式临时储存在叶绿体中，与小分子糖类相比，有利于维持 ，以免叶绿体吸水涨破；但碳水化合物的长距离运输主要以蔗糖的形式，与淀粉相比，蔗糖作为运输物质的优点是 (4)图示细胞中叶绿体总是紧靠线粒体分布，其生理学意义是 ；叶绿体集中分布在细胞靠近维管束的一侧，其好处是 。 【答案】(1) 类囊体薄膜 叶绿素a ATP PEP C5 (2) C、H、O、P 线粒体基质 (3) 较低的渗透压 蔗糖是小分子且溶于水，有利于运输 (4) 有利于获得较高浓度 CO2 有利于有机物的运输 【分析】1、光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中水经光解变成O2和[H]，暗反应阶段中CO2进行CO2的固定形成C3，C3再经过还原变成有机物和C5。图中细胞可将CO2先固定为苹果酸，苹果酸在维管束区域分解为CO2参与光合作用暗反应过程。 2、C4植物中围绕着维管束鞘细胞周围的排列整齐致密的叶肉细胞中的叶绿体，具有发达的基粒构造，而维管束鞘细胞的叶绿体中却只有很少的基粒，而有很多大的卵形淀粉粒。 【详解】（1）光合色素分布于叶绿体类囊体薄膜，用于吸收、传递和转化光能，光合色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素，其中含量最多的色素是叶绿素a；图中光反应中水的光解产生了NADPH和O2，其中NADPH是一种高能化合物，除此之外，光反应还有ATP的合成，ATP也是一种高能化合物；由图可知，CO2能与PEP结合生成草酰乙酸，还能进入碳循环参与CO2的固定，CO2与C5结合生成C3，因此该植物中的CO2受体有PEP和C5。 （2）PEP的全称为磷酸烯醇式丙酮酸，是一种三碳化合物，元素组成为C、H、O、P；由图可知，丙酮酸在细胞质中可消耗ATP转化为PEP，同时在有机物彻底氧化分解即有氧呼吸过程中，丙酮酸可进入线粒体基质中参与有氧呼吸的第二阶段，氧化分解为CO2。 （3）大分子淀粉与小分子糖类相比，相同质量的淀粉和小分子糖类，淀粉分子数量少一些，溶剂中溶质分子的数目减少，细胞液浓度较低，有利于维持较低的渗透压，防止叶绿体吸水涨破；蔗糖是非还原糖较稳定，是小分子且溶于水，因而常以蔗糖作为运输物质。 （4）叶绿体进行光合作用需要CO2做原料，线粒体作为有氧呼吸的主要场所能产生CO2，叶绿体紧靠线粒体分布有利于获得较高浓度CO2；维管束鞘细胞因靠近维管束中的筛管而有利于光合产物的运输，可避免光合产物积累抑制光合作用，因此叶绿体集中分布在细胞靠近维管束的一侧有利于有机物的运输。 15．绿色植物的光反应过程由光系统I(PSI) 和光系统II(PSⅡ) 相互配合来完成。相关电子传递途径如图1所示，请回答相关问题：    (1)PSⅡ作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a，存在于 (部位)。采用纸层析法分离绿叶中的色素时，它位于滤纸条自上而下的第 条色素带。 (2)据图可知，当P680吸收光能后被激发，将电子从PSⅡ先传递给 ，进而传递到细胞色素 b₀f，推动最初电子传递。P680 失去 e⁻后，变成强氧化剂引发的反应为 。综上分析，PSⅡ完成的能量转化过程为 。当植物处于缺乏 NADP⁺的状态时会启动循环电子转运，该过程 (填“会”或“不会”)产生氧气。    (3)为研究水杨酸(SA)影响植物光合作用的机制，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下 D1 蛋白(D1 是促进叶绿体PSⅡ活性的关键蛋白)的含量，结果如图2所示(实验一、二为重复实验)。据图分析，较强光照强度下小麦暗反应速率 ，其原因是 。由此推测SA提高植物抗逆性的机理是 。 (4)为进一步探究 SA 对小麦作用的适宜浓度，科研人员在较强光照强度下做了相关实验，结果如图3所示。由图可知，NaCl与SA对小麦光合作用的影响存在 作用。为确定SA作用的最适浓度，应在 之间进一步探究。 【答案】(1) 叶绿体类囊体薄膜 三 (2) PQ 水的光解 光能转变为电能 会 (3) 下降 强光条件下，D1蛋白含量下降，D1 是促进叶绿体PSⅡ活性的关键蛋白，因而表现为光反应速率下降，进而导致小麦暗反应速率液下降。 SA提高植物抗逆性的机理是通过保护D1蛋白，避免D1蛋白数量下降实现的 (4) 相抗衡 0.1~0.3umol/L 【分析】题图分析，图1该生物膜为类囊体薄膜，PSⅠ和PSⅡ分布在叶绿体的类囊体薄膜上，绿叶中的色素包括叶绿素和胡萝卜素，可用于吸收、传递、转化光能。光合作用包括光反应和暗反应，光反应中H2O分解为O2和H+，同时光反应还产生了NADPH和ATP，用于暗反应C3的还原过程。 【详解】（1）PSⅡ作用中心的色素分子P680是一种特殊的叶绿素a，存在于叶绿体类囊体薄膜上，其作用是捕获光能。采用纸层析法分离绿叶中的色素时，其原理是根据色素在层析液中的溶解度不同实现的分离，通常溶解度高的扩散速度快，反之，则慢；叶绿素a位于滤纸条自上而下的第三条色素带，表现为蓝绿色。 （2）据图可知，当P680吸收光能后被激发，将电子从PSⅡ先传递给PQ，进而传递到细胞色素 b₀f，推动最初电子传递。P680 失去 e⁻后，变成强氧化剂引发的反应为水的光解。综上分析，PSⅡ完成的能量转化过程为光能转变为电能。当植物处于缺乏 NADP⁺的状态时会启动循环电子转运，因而该过程“会”产生氧气。 （3）为研究水杨酸(SA)影响植物光合作用的机制，科研人员用适宜浓度的SA喷洒小麦叶片后，测定两种光照条件下 D1 蛋白的含量，结果如图2所示(实验一、二为重复实验)。据图分析，较强光照强度下小麦叶肉细胞中D1蛋白含量下降，而D1 蛋白是促进叶绿体PSⅡ活性的关键蛋白，因而强光条件下，光反应速率下降，进而导致小麦暗反应速率液下降，这是因为D1蛋白含量下降，导致叶绿体PSⅡ活性下降，使光反应速率下降，进而引起光合速率下降 。而图示结果说明SA的使用能减弱光照过强对叶绿体的破坏，进而提高植物光合速率，即SA提高植物抗逆性的机理是通过保护D1蛋白，避免D1蛋白数量下降实现的。 （4）为进一步探究 SA 对小麦作用的适宜浓度，科研人员在较强光照强度下做了相关实验，结果如图3所示。由图可知，NaCl与SA对小麦光合作用的影响存在相抗衡作用，即NaCl能降低小麦光合速率，而使用SA后，小麦光合速率有所上升；结合图示可知，为确定SA作用的最适浓度，应在0.1~0.3umol/L之间缩小浓度梯度进一步探究。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$