3.2 光合作用-光能的捕获和转换专项训练三-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修一

《光合作用——光能的捕获和转换》专项训练三 一、选择题 1． 自然界中，植物开花需要光信号刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。下列相关叙述错误的是（　　） A．植物对日照时间的感知与光敏色素有关 B．该现象说明光为植物的开花提供能量 C．日照时间对植物开花的调节本质上是对基因程序性表达的调控 D．可以通过人为地控制光照时间达到使花卉分批上市的目的 2． 光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不继续增强，反而下降。主要原因是（　　） A．夏季光照太强，叶绿素分解 B．夏季气温太高，酶活性降低 C．气孔关闭，二氧化碳固定减少 D．水分蒸腾散失太多，光反应产生的ATP和[H]减少 3． 科学研究过程中，常需要从生物材料中分离和提取某些物质或组分。下列叙述错误的是（　　） A．小鼠成熟红细胞是提取纯净细胞膜的理想材料 B．叶绿素a在层析液中的溶解度大于叶绿素b C．凝胶电泳可分离DNA，差速离心可分离各种细胞器 D．DNA在酒精中溶解度较大，蛋白质几乎不溶于酒精 4．对下列四幅图的描述正确的是（　　） A．图1中b+c阶段表示同一个细胞周期 B．图2中的温度在a时酶分子结构改变、活性较低 C．图3中引起bc段和de段的变化的因素都是光照减弱 D．图4中造成cd段下降的原因在有丝分裂和减数分裂中是相同的 5．在一定条件下，某叶肉细胞内叶绿体和线粒体有关生理活动的叙述，正确的是（　　） A．光照下，两者发生化学反应释放的能量都能供给各项生命活动利用 B．光照下，叶绿体和线粒体直接利用对方产生的物质有O2、CO2和葡萄糖 C．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中化合物C5比ADP先减少 D．若突然增加CO2浓度，则短时间内叶绿体中化合物C3比ADP先增加 6． 根据教材生物学实验，下列叙述推测合理的是（　　） A．在低温诱导染色体数目加倍实验中，大多数根尖细胞会发生染色体加倍 B．将淀粉酶加入淀粉溶液中，用斐林试剂检测可以判断淀粉水解产物的种类 C．在观察植物根尖的有丝分裂的实验中，在细胞中期观察到清晰的赤道板 D．在绿叶色素的分离实验中，色素扩散的速率与色素含量无关 7．光系统是进行光吸收的功能单位，分为光系统I（PSI）和光系统II（PSII），研究发现，PSⅡ上的蛋白质LHCⅡ通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示），且LHCII与PSII的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（　　） A．LHC蛋白激酶活性下降，PSII对光能的捕获减弱 B．弱光下LHCII与PSII结合，有利于对光能的捕获 C．镁离子含量减少会导致PSII对光能的捕获减弱 D．绿色植物的光反应依赖类囊体膜上PSI和PSII 8．铁皮石斛是我国的名贵中药，土壤盐碱含量是影响其生长的主要因素。科研人员为扩大铁皮石斛的种植范围及推动我国盐碱地的开发利用，进行了铁皮石斛在不同浓度的盐胁迫下的生长实验，部分检测结果如图1、图2所示。下列相关分析错误的是（　　） A．可用无水乙醇提取叶绿素等光合色素 B．S4组固定CO2，过程中消耗的NADPH和ATP较CK组少 C．根据实验结果可推测，S1组较S3组单位时间内可制造更多有机物 D．若要铁皮石斛在高浓度盐碱地种植获得经济效益，需考虑用水性价比 9． PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体，可以使水裂解产生H＋和氧释放到类囊体腔中，D1极易受到活性氧（简称ROS，属于自由基）的破坏。光反应过程中可以产生ROS，适宜光照条件下，ROS的产生和消除之间存在动态平衡，不会破坏D1。据此推测下列说法错误的是（　　） A．PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上，能够利用光能参与水的光解 B．D1蛋白和色素分子都是由核糖体合成后转移到内质网中加工的 C．光照强度过强，可能引起ROS产生过多，导致D1结构被破坏 D．可以用无水乙醇提取并通过纸层析法分离PSⅡ中的色素分子 二、多项选择题 10．景天科植物起源于南非并分布于全球几乎所有的干旱环境，景天科植物的CAM途径是一种特殊代谢途径：气孔打开时，PEP与外界进入的CO2反应生成草酰乙酸（OAA），并进一步被还原成苹果酸；气孔关闭时，苹果酸又可分解释放CO2，释放出的CO2可进入叶绿体参与卡尔文循环。图示为CAM代谢途径示意图，下列叙述正确的是（　　） A．景天科植物CAM途径发生的场所是细胞质基质 B．景天科植物CO2固定的场所是叶绿体基质 C．甲发生在白天，乙发生在夜晚 D．景天科植物原产地夏季夜晚酶A活性高，酶B活性低 11．利用溴甲酚紫指示剂（酸碱指示剂，pH变色范围：5.2（黄色）-6.8（紫色））检测金鱼藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下，相关叙述不正确的是（　　） A．黑暗处理的目的是使金鱼藻不进行光合作用 B．溴甲酚紫指示剂变为黄色是因为不进行光合作用不能产生O2 C．图中实验操作3 ~5能证明光合作用吸收CO2 D．试管溶液变为紫色说明呼吸作用速率大于光合作用速率 12．正常光照条件下，番茄叶片叶肉细胞进行光合作用、有氧呼吸以及细胞内外交换的示意图如下（数字表示结构，小写字母代号表示物质的移动情况），有关说法不正确的是（　　） A．图中线粒体中2处释放的能量远远多于3处 B．叶绿体产生的O2被线粒体利用，至少穿过3层生物膜 C．缺氧环境中，物质A可在图示部位彻底氧化分解释放少量能量 D．h=c，d=g时的光照强度是满足番茄植株光合速率等于呼吸速率的光照强度 13．气孔有利于二氧化碳流入植物叶片进行光合作用，但同时也是蒸腾作用丧失水分的门户。科研人员通过基因工程在拟南芥气孔的保卫细胞中表达了一种K+载体蛋白(BLINK1)，如下图1所示。该载体蛋白能调控气孔快速开启与关闭，而野生拟南芥中无BLINK1，气孔开闭较慢。下图2表示拟南芥在一天中连续光照和间隔光照(强光和弱光交替光照)下的实验结果。下列叙述正确的是（　　） A．植物叶片进行光合作用消耗CO2的场所是叶绿体类囊体薄膜 B．据图1分析，转基因拟南芥保卫细胞吸收K+的方式为协助扩散 C．为确定拟南芥叶片光合产物的去向，可采用同位素标记法 D．由图2可知，间隔光照条件下，转基因植株每升水可产生植物茎的干重大于野生植株 14．大气中的CO2需通过植物叶片内部结构最终扩散到叶绿体基质内进行光合作用，叶肉细胞可导致CO2传递受阻从而影响植物的光合作用，该现象称为叶肉限制；叶肉限制的大小可用叶肉导度（CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力的倒数）表示。下列说法错误的是（　　） A．植物细胞壁越厚，叶肉导度越大 B．增加叶肉细胞生物膜的通透性，可以降低叶肉限制 C．缺水条件下，叶肉限制可能会增大 D．叶肉导度越大，光合速率越小 三、非选择题 15． 广东是荔枝的主要产地。荔枝品种丰富，目前主栽品种有糯米糍、妃子笑等。为提高荔枝的产量和品质提供指导依据，研究人员测定了两品种荔枝在盛花期白天的净光合速率，结果如图所示。 回答下列问题。 （1）8：30~10：30随着光照强度增加，分布在叶绿体　 　上的光合色素所吸收的　 　光增多，从而产生更多的　 　，推动整个光合作用过程更快进行，两种荔枝净光合速率均快速上升。 （2）两个品种的荔枝在11：30时净光合速率都明显下降，原因是　 　。 （3）据图分析，与妃子笑相比，能否判断糯米糍一整天（24小时）有机物的积累量更多？　 　（填“能”或“否”），理由是　 　。 （4）为进一步探究影响糯米糍和妃子笑产量的因素，研究者通过相关实验研究发现在13：30-16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时引起光合速率下降的原因可能是　 　（答出其中1点）。 16． 甲醛（HCHO）是室内空气污染的主要成分之一，严重情况下会引发人体免疫功能异常甚至导致鼻咽癌和白血病。室内栽培观赏植物常春藤能够利用甲醛，清除甲醛污染。研究发现外源甲醛可以作为碳源被整合进入常春藤的光合作用过程中，具体过程如图1所示（其中RU5P和HU6P是中间产物）。 （1）图1甲中含叶绿素，主要吸收　 　光，①是　 　（“光反应”或“暗反应”），该过程的能量变化是　 　。 （2）追踪并探明循环②甲醛的碳同化路径，所采用的方法是　 　。 （3）甲醛在被常春藤吸收利用的同时，也会对常春藤的生长产生一定的影响，为此研究人员设计了甲醛胁迫下常春藤生长情况的实验。表是常春藤在不同浓度甲醛胁迫下测得的可溶性糖的相对含量。甲醛脱氢酶（FALDH）是甲醛代谢过程中的关键酶，图2表示不同甲醛浓度下该酶的活性相对值。图3是不同甲醛浓度下气孔导度（气孔的开放程度）的相对值。 组别 样品 0天 第1天 第2天 第3天 第4天 ① 　 2271 2658 2811 3217 3425 ② 　 2271 2415 2936 2789 1840 ③ 　 2271 2311 2399 2462 25529 不同甲醛浓度下常春藤可溶性糖的相对含量 ①表中的对照组是　 　（请写组别的编号）。 ②常春藤在甲醛胁迫下气孔导度下降的生理意义是　 　。 ③1个单位甲醛浓度下，常春藤气孔开放程度下降，可溶性糖的含量增加。综合上述信息，分析可能的原因是　 　 A．甲醛代谢过程中能产生CO2用于光合作用 B．气孔导度下降，导致光反应产物积累 C.1个单位甲醛浓度使FALDH的活性增强 17． 某研究性学习小组利用新鲜的菠菜叶打出若干个圆形小叶片，经处理后在适宜的光照条件下将其分别放在实验室提供的质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中，观察叶片上浮情况，实验结果如下表。 碳酸氢钠质量分数（%） 0.5 1.5 2.5 3.5 单位时间内叶片上浮片数（片） 4 18 20 8 回答下列问题： （1）绿叶通过　 　（填叶片结构）从外界吸收的CO2，最终在叶绿体基质中与C5结合形成C3，接受能量后，被　 　还原，最终转化为糖类和C5。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作　 　。 （2）沉降到烧杯底部的圆形小叶片在适宜的条件下一段时间会上浮，小圆叶片上浮的原因是　 　。 （3）碳酸氢钠溶液浓度超过一定数值后圆形小叶片的光合作用强度反而下降。为探究该问题，小组成员作出假设并进行探究。 ①假设：较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞　 　，致使光合作用减弱。 ②为验证该假设，设置两组实验，对该植物的气孔开度作检测，检测结果符合预期。 ③若用上述实验中的菠菜叶为材料，验证该假设提出的光合作用减弱原因，你的研究思路是　 　。 18．某科研小组在9月份选择晴朗天气对自然条件下生长的红花和粉白花野生巨紫荆的光合参数日变化情况进行观测，得到如下调查结果。请回答下列问题： （1）为保证实验结果的准确性，科研人员应注意减小　 　对实验结果的影响。 （2）红花和粉白花野生巨紫荆叶片净光合速率日变化曲线均为双峰曲线，且第一个峰值均大于第二个峰值，试分析原因：　 　。 （3）12：00，光合午休现象明显，研究人员提出两种推测：一种是气孔导度降低，引起　 　，直接影响暗反应；一种是温度升高，导致　 　上的光合色素或酶的活性降低，使光反应减弱，供给暗反应的　 　减少，导致光合能力降低。 （4）水分利用效率（WUE）也是农业生产中需要关注的一个重要指标，可用净光合速率/蒸腾速率来表示。蒸腾速率是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。净光合速率相同的情况下，即产量相似时，WUE数值越低意味着在实际农业生产中　 　。10：00～12：00，红花野生巨紫荆的WUE数值的变化为　 　（填“上升”“不变”或“下降”），原因是　 　。 19． 微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富且光合利用度高的自养植物。植物吸收光能超过光合作用所能利用的量时，会引起光能转化效率下降，这种现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ上，PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合物，能将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多时产生的活性氧破坏PSⅡ，使光合速率下降。中国科学院研究人员提出“非基因方式电子引流”的策略，利用能接收电子的人工电子梭（铁氰化钾）有效解除微藻的光抑制现象，实验结果如图所示。请回答下列问题： （1）PSⅡ分解水的场所是　 　，PSⅡ将水分解释放的电子用于与　 　结合，形成NADPH，该过程中发生的能量转化为　 　。 （2）据图分析，在光照强度由Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中，对照组微藻的光能转化效率　 　（填“降低”“不变”或“提高”），理由是　 　。 （3）若用对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻进行实验，分别加入铁氰化钾后，再置于Ⅰ3光照强度下，则经Ⅰ1光照强度处理的微藻的光合放氧速率　 　（填“较高”或“较低”），原因是　 　。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】A、光敏色素是一种接受光信号的分子，光敏色素分布在植物各个器官中，植物对日照时间的感知跟光敏色素有关，A正确； B、“植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花”，说明光影响植物开花，该过程中光作为一种信号起作用，并不是提供能量，B错误； C、日照时间的长短变化是环境因素，外界环境因素的变化通过影响植物的代谢进而影响植物的开花，而植物代谢的调节本质上是由基因来调控的，C正确； D、植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花，因此可以通过人为地控制光照时间控制植物开花的时间，达到使花卉分批上市的目的，D正确。 故答案为：B。 【分析】在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也期植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 光对植物的调控主要体现在以下几个方面： 1. 光照强度：光照强度对植物细胞的增殖和器官的分化有重要影响。较强的光照强度会使幼苗生长粗壮，而较弱的光照强度则容易导致幼苗徒长。 2. 光质：光质对植物的愈伤组织诱导、培养组织的增殖以及器官的分化都有明显的影响。不同颜色的光对植物的生长有不同的作用，例如红光可以促进百合珠芽愈伤组织的分化，而蓝光则有利于唐菖蒲子球块接种后芽的出现和生长。 3. 光周期：植物对光周期的反应表现为长日植物、短日植物和日中性植物。光周期的变化会影响植物的开花、休眠和生长等生理过程。例如，短日照敏感的品种在短日照下容易分化，而在长日照下容易产生愈伤组织。 2．【答案】C 【解析】【解答】夏季中午太阳光强，植物为减少蒸腾作用的水分散失，气孔关闭，导致二氧化碳吸收量减少，进而导致固定的二氧化碳量减少，因此C3减少，C5增加，光合速率下降，C符合题意，ABD不符合题意。 故答案为：C。 【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。 2、影响光合作用的环境因素：（1）温度对光合作用的影响 ：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。 3．【答案】D 【解析】【解答】A、小鼠成熟的红细胞，没有细胞核和具有膜结构的细胞器，是提取纯净细胞膜的理想材料，A正确； B、叶绿体中的色素用纸层析法分离，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，则叶绿素a在层析液中的溶解度大于叶绿素b，B正确； C、电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程，由于同性相斥、异性相吸，带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动，凝胶电泳可分离DNA；由于各种细胞器的比重不同，分离细胞中的各种细胞器常用差速离心法，C正确； D、DNA不溶于酒精，某些蛋白质溶于酒精，可利用这一原理初步分离DNA与蛋白质，D错误。 故答案为：D。 【分析】1、DNA粗提取和鉴定的原理：DNA的溶解性：DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精；DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性。DNA的鉴定：在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。 2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。 3、差速离心主要是采取逐渐提高离心速率分离不同大小颗粒的方法。如在分离细胞中的细胞器时，将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中的其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速率较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速率离心上清液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。 4．【答案】D 【解析】【解答】A、有丝分裂的一个周期中分裂间期时间长且应在分裂期之前，图1中c+d或a+b表示同一个细胞周期，A错误； B、低温不会破坏酶的分子结构，只是抑制了酶的活性，B错误； C、图3中bc段变化是因为光照强度太强使气孔关闭，CO2供应减少所致，de段是因为光照减弱引起，C错误； D、图4中每条染色体上的DNA含量减少是因为着丝点分裂所致，在有丝分裂和减数分裂中是相同的，D正确。 故答案为：D。 【分析】有丝分裂是真核细胞分裂产生体细胞的过程，也被称为间接分裂。有丝分裂具有周期性，这意味着连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，构成一个完整的细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。分裂间期又可分为G1期、S期和G2期，其中主要进行DNA复制和相关蛋白质的合成，为分裂期做好物质准备。而分裂期则包括前期、中期、后期和末期，是染色体真正开始分裂并分配到子细胞的阶段。有丝分裂确保了每个子细胞都含有与母细胞相同的遗传信息，从而维持了生物体的遗传稳定性。在现代医学中，人们也利用有丝分裂的原理，通过药物干预纺锤体的形成，从而抑制癌细胞的恶性增殖和扩散。综上所述，有丝分裂是真核细胞进行增殖的重要方式，对于生物体的生长、发育和维持遗传稳定性都具有重要的意义。 减数分裂是一种生物细胞中的染色体数目减半的分裂方式，它包括两次连续的细胞分裂，其中染色体只复制一次。这种分裂方式会发生在所有以有性生殖进行繁殖的真核生物体内，包括动物、植物和真菌。减数分裂的主要作用是保持物种遗传物质的稳定传递，同时增强了群体的遗传多样性，为自然选择提供了更多的原材料。减数分裂可以分为配子减数分裂、孢子减数分裂和合子减数分裂三种类型。 在减数分裂的过程中，细胞会经历间期和分裂期两个阶段。间期包括G1期、S期和G2期，其中染色体进行复制。分裂期则包括减数第一次分裂和减数第二次分裂，通过这两次分裂，染色体数目减半。减数分裂具有重要的遗传学和生物学意义，它不仅是保证物种染色体数目稳定的机制，同时也是物种适应环境变化不断进化的机制。 光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义。 具体来说，光合作用的过程如下： 1. 光反应阶段：植物将阳光中的光能转化为电子能。在叶绿体内的类囊体上，植物通过一系列复杂的反应，将光能转化为ATP和NADPH等高能量物质。 2. 暗反应阶段：也被称为碳反应，因为它利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳与水合成有机物质，如葡萄糖，从而进一步提供能量。这个过程可以在没有阳光的情况下进行。 光合作用的原理是植物利用光能将无机物转变为有机物，并把太阳能转变为化学能储存在所形成的有机化合物中。因此，光合作用是地球上能量流动的源头，为植物和其他光合生物提供了生存所需的能量。同时，通过释放氧气和吸收二氧化碳，光合作用还参与了地球的碳循环和氧循环，维持了地球生态系统的稳定。 酶的活性受温度影响，在适宜的温度范围内，酶的活性随温度的升高而增强，但超过最适温度后，酶的活性会迅速下降甚至失活。因此，温度对酶活性的影响是一个重要的因素，需要控制在适宜范围内以保持酶的活性。 5．【答案】D 【解析】【解答】A、光合作用中光反应产生的ATP只能用于暗反应，呼吸作用中线粒体产生的ATP用于除暗反应以外的其他耗能的生命活动，A错误； B、光照下叶绿体和线粒体直接为对方利用的物质有O2、CO2，线粒体不能利用葡萄糖，B错误； C、突然增加光照强度，NADPH和ATP生成增多，三碳化合物的还原加快，而二氧化碳和五碳化合物形成三碳化合物的速率不变，则短时间内叶绿体中化合物C5与ADP同时增加，C错误； D、若突然增加CO2浓度，二氧化碳的固定加快，三碳化合物首先增多，然后C3的还原速率也会随之加快，消耗较多的ATP和NADPH，故短时间内叶绿体中化合物C3比ADP先增加，D正确。 故答案为：D。 【分析】光合作用是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光能的吸收、传递和转换，以及有机物的合成等过程。 首先，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，它必须依赖光能才能进行。此阶段主要包括水的光解和ATP的合成两个过程。具体来说，水在光下被分解成氧气和还原氢，而ADP（腺苷二磷酸）和Pi（无机磷酸）在光能的驱动下合成ATP（腺苷三磷酸）。 接下来是暗反应阶段，这个阶段在叶绿体的基质中进行，有光无光均可进行。它主要包括二氧化碳的固定和C3的还原两个过程。二氧化碳在C5化合物的固定下形成C3化合物，然后C3化合物在光反应提供的ATP和还原氢的作用下还原生成糖类等有机物。 值得注意的是，光合作用的全过程需要阳光、二氧化碳、水、叶绿体（含相关的酶）和适宜的温度等条件才能进行。而且，光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪等有机物。 此外，光合作用对地球上的生物具有重要影响，它是植物生长和发育的关键因素，同时也是地球上生命活动的重要能量来源。 6．【答案】D 【解析】【解答】A、低温诱导染色体数目加倍的实验中，大多数细胞的染色体数目未发生改变，只有有丝分裂后期和末期细胞中染色体数目发生改变。故可在视野中观察到少数根尖分生区细胞的染色体数目出现加倍，A不符合题意； B、将淀粉酶加入淀粉溶液中，用斐林试剂检测可以判断淀粉水解产物中是否有还原性糖类，不能判断水解产物的种类，B不符合题意； C、赤道板指的是细胞分裂中细胞正中的位置，实际并没有结构在细胞正中央，故在细胞中期不能观察到清晰的赤道板，C不符合题意； D、在绿叶中色素的分离实验中，色素的扩散速率与溶解度呈正比，与含量无必然关系，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】（1）低温诱导染色体数目加倍实验的原理：低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能分别移向两极；显微镜下可看到大多数细胞的染色体数目未发生改变，只有有丝分裂后期和末期细胞中染色体数目发生改变。 （2）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，产生砖红色沉淀。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否，而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。 （3） 观察植物细胞有丝分裂实验：解离、漂洗、染色、制片、观察。 （4）分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。 7．【答案】A 【解析】【解答】A、LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化，由图可知，在强光条件下，LHCⅡ与PSⅡ的分离，此时PSⅡ对光能的捕获减弱，即LHC蛋白激酶活性升高，PSⅡ对光能的捕获减弱，A错误； B、由图可知，弱光条件下，LHCⅡ与PSⅡ结合，对光能的捕获增强，B正确； C、镁离子是叶绿素的组成元素之一，镁离子含量减少会导致PSⅡ中的叶绿素含量减少，从而导致PSⅡ对光能的捕获减弱，C正确； D、光系统是进行光吸收的功能单位，PSⅠ和PSⅡ共同组成光系统，因此绿色植物的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ，D正确。 故答案为：A。 【分析】强光下LHC蛋白激酶催化LHCⅡ与PSⅡ的分离，弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，从而改变光系统对光能的捕获强度。由图可知，强光条件下LHCⅡ与PSⅡ的分离，此时LHC蛋白激酶活性升高；弱光条件下LHCⅡ与PSⅡ的结合，此时LHC蛋白激酶活性下降。 8．【答案】B 【解析】【解答】A、色素易溶于有机溶剂无水乙醇中，故可用无水乙醇提取叶绿素等光合色素，A不符合题意； B、固定CO2过程中不会消耗光反应产生的NADPH和ATP，B符合题意； C、分析实验结果，图1显示S1组较S3组叶绿素含量高，图2显示S1组较S3组固定二氧化碳所需要的酶活性更高，因而可推测，S1组较S3组单位时间内可制造更多有机物，C不符合题意； D、在高浓度盐碱地上种植铁皮石斛需要消耗更多的水，故若要铁皮石斛在高浓度盐碱地种植获得经济效益，需考虑用水性价比，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】（1）绿叶中色素的提取与分离实验中，色素易溶于有机溶剂，可以用无水乙醇提取相关色素；而色素在层析液中溶解度不同，所以分离色素可以用层析液，其原理是根据色素在层析液中的溶解度不同设计的，所用的方法为纸层析法。 （2）光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段：光反应进行水的光解和ATP的合成， 发生在叶绿体的类囊体薄膜上；暗反应在叶绿体基质中，C5结合CO2生成两分子C3，C3吸收能量并结合第一阶段中水生成的还原氢，生成糖类和C5。 9．【答案】B 【解析】【解答】A、PSII是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体，可以使水裂解产生H和氧释放到类囊体腔中，PSII分布在叶绿体类囊体薄膜上，能够利用光能参与水的光解，A正确； B、色素分子不是蛋白质，不是由核糖体合成后转移到内质网中加工的，B错误； C、适宜光照条件下，ROS的产生和消除之间存在动态平衡，不会破坏D1，但光照强度过强，可能引起ROS产生过多，导致D1结构被破坏，C正确； D、色素能够溶解在无水乙醇中而不溶于水，可用无水乙醇提取并通过纸层析法分离色素； D正确。 故答案为：B。 【分析】1、光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。 2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素(黄色）、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b（黄绿色)。绿叶中的色素包括叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a能够吸收传递光能之外还能转化光能，叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。 10．【答案】A,B,D 【解析】【解答】A、由图可知，CAM途径发生的场所是细胞质基质，即气孔打开时，PEP与外界进入的CO2反应生成OAA，并进一步被还原成苹果酸储存在液泡里，A正确； B、CO2固定的场所是叶绿体基质，B正确； C、甲过程气孔打开时，PEP与外界进入的CO2反应生成OAA，并进一步被还原成苹果酸储存在液泡里，发生在夜晚；乙过程表示气孔关闭时，苹果酸分解释放CO2，CO2可进入叶绿体参与卡尔文循环，发生在白天，C错误； D、夜晚合成苹果酸，因此甲过程比较旺盛，酶A活性高，酶B活性低，D正确。 故答案为：ABD。 【分析】光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。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[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 11．【答案】B,D 【解析】【解答】 A、暗处理的目的是使金鱼藻不进行光合作用，只进行呼吸作用，A正确； B、金鱼藻生活环境中的呼吸作用可以产生CO2，其溶于水后pH降低，与溴甲酚紫指示剂反应可以使溶液由紫色转变为黄色，因此溴甲酚紫指示剂变为黄色是因为金鱼藻呼吸作用产生了CO2，B错误； CD、图中实验操作3～5溶液的颜色由黄色转变为紫色，说明pH升高，溶液中CO2含量减少，即光合速率大于呼吸速率，能证明光合作用吸收了CO2，C正确，D错误。 故答案为：BD。 【分析】 据图分析：金鱼藻生活环境中的呼吸作用可以产生CO2，其溶于水后pH降低，与溴甲酚紫指示剂反应可以使溶液由紫色转变为黄色。 12．【答案】B,C,D 【解析】【解答】A、由图分析可知，2代表线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，而3代表线粒体基质，是有氧呼吸第二阶段的场所，因为有氧呼吸第三阶段产生的能量最多，故2处释放的能量远远多于3处，A正确； B、据图可知，在叶绿体的类体薄膜产生氧气，在线粒体内膜被利用，故叶绿产生的氧气被线粒体利用至少需要穿叶绿体的3层膜，即类囊体薄膜、叶绿体双层膜，和线粒体的2层膜，共5层生物膜，B错误； C、根据题图可知，物质A是丙酮酸，在图示部位进行无氧呼吸第二阶段，无能量产生，C错误； D、若h=c，d=g时，说明净光合作用速率为零，但题图是表示茄叶片叶肉细胞，所以h=c，d=g只是叶肉细胞中的光合速率=呼吸速率，而番茄植株还有根尖等不能进行光合作用，只进行呼吸作用，所以整个番茄植株呼吸作用速率应该大于光合作用速率，D错误。 故答案为：BCD。 【分析】1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。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[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 2、有氧呼吸： 第一阶段：在细胞质基质中进行，葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP。 第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP。 第三阶段：在线粒体内膜上进行，[H]+O2H2O+大量ATP。 13．【答案】C,D 【解析】【解答】A、光合作用的暗反应阶段消耗CO2，场所是叶绿体基质，A错误； B、由图1可知，K+通过K+通道(BLINK1)进入气孔细胞内，需要消耗能量，属于主动运输，B错误； C、植物的光合作用原料是CO2，产物是含碳有机物，故为确定拟南芥叶片光合产物的去向，可采用CO2的同位素标记法，C正确； D、由图2可知，在间隔光照下， 转基因植株 BLINK1株强光时气孔能快速打开快速吸收CO2，净光合速率快，弱光时气孔能快速关闭减少水分蒸发，而野生型气孔开闭较慢，因此间隔光照条件下，转基因植株每升水可产生植物茎的干重大于野生植株，D正确。 故答案为：CD。 【分析】1、物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量和转运蛋白。如脂溶性物质甘油、脂肪酸、性激素、乙醇及氧气、二氧化碳等。（2）协助扩散：顺浓度梯度运输，不需要能量，需要转运蛋白。如葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞，无机盐离子通过离子通道进出细胞，水分子通过水通道蛋白的运输。（3）主动运输：逆浓度梯度运输，需要能量和转运蛋白。如无机盐离子、氨基酸逆浓度梯度进出细胞，小肠上皮细胞吸收葡萄糖。 2、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。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[H]的作用下还原生成糖类等有机物。 14．【答案】A,D 【解析】【解答】A、植物细胞壁具有全透性，细胞壁厚度不影响叶肉导度，A错误； B、增加叶肉细胞生物膜的通透性，叶肉导度变大，CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力减小，可以降低叶肉限制，B正确； C、缺水条件下，部分气孔关闭，叶肉限制可能会增大，C正确； D、叶肉导度越大，CO2从气孔到叶绿体内的扩散阻力越小，CO2吸收量越大，光合速率越大， D错误。 故答案为：AD。 【分析】光合作用过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，是水光解产生氧气和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP和NADPH中，暗反应又叫碳反应，发生在叶绿体基质中，分为二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程；二氧化碳与五碳化合物结合形成两个三碳化合物叫二氧化碳固定；三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH还原形成糖类等有机物，同时将储存在ATP、NADPH中的化学能转移动糖类等有机物中。 15．【答案】（1）类囊体薄膜；红光和蓝紫光；ATP、NADPH （2）中午光照过强，温度高，会导致荔枝叶片的气孔部分关闭，导致CO2供应减少，从而导致荔枝的光合速率下降 （3）否；题中没有两个品种夜晚的呼吸速率信息，仅靠8：30到16：30的净光合速率，不能判断判断糯米糍一整天有机物的积累量更多 （4）光照强度降低或温度降低或与光合作用有关酶的活性降低 【解析】【解答】（1）吸收光能的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，光合色素分为叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此随着光照强度增加，光合色素吸收红光和蓝紫光增加，使光反应产生的ATP和NADPH增加，进而促进暗反应过程。 （2）11：30时温度过高，为降低蒸腾作用，植物叶片上部分气孔关闭，CO2供应减少而导致光合速率降低。 （3）一整天有机物的积累量需要考虑24小时的光合作用与呼吸作用，题中没有两个品种夜晚的呼吸速率信息，仅靠8：30到16：30的净光合速率，不能判断判断糯米糍一整天有机物的积累量更多，因此据图分析，与妃子笑相比，不能判断糯米糍一整天（24/小时）有机物的积累量更多。 （4）在13：30-16：30间，叶肉细胞间的CO2浓度增加，但光合速率反而下降，此时需要考虑其他影响光合作用的因素，例如光照强度降低或温度降低或与光合作用有关酶的活性降低。 【分析】 光合作用过程分为光反应和暗反应，光反应是水光解产生O2和NADPH，同时将光能转变成化学能储存在ATP中，暗反应包括CO2固定和三碳化合物还原，CO2固定是CO2与五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物还原是三碳化合物被NADPH和ATP还原形成有机物和五碳化合物。 分析题图中净光合速率日变化曲线，随着时间的变化，净光合速率逐渐升高，到正午由于出现午休现象，光合速率下降，然后上升，直到下午，光照减弱，净光合速率又逐渐下降。 16．【答案】（1）蓝紫光和红光；暗反应；ATP中活跃的化学能变成有机物中稳定的化学能 （2）同位素示踪法 （3）③；可以减少空气中甲醛进入植物体内；AC 【解析】【解答】（1）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。①是光合作用的暗反应阶段， 植物通过暗反应阶段能够将CO2合成复杂有机物，将ATP和[H]中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。 故填： 蓝紫光和红光 、暗反应 、ATP中活跃的化学能变成有机物中稳定的化学能 。 （2） ②是常春藤利用甲醛同化二氧化碳的过程，追踪并探明循环②甲醛的碳同化路径所采用的方法是同位素标记法。 故填： 同位素示踪法 。 （3）① 该实验的自变量是甲醛的浓度单位和处理时间，因变量是甲醛脱氢酶（FALDH）的活性和气孔开度， 表中的对照组是③。 ② 在甲醛胁迫下， 常春藤通过降低气孔导度，可以减少空气中甲醛进入植物体内，减少甲醛的常春藤的损伤。 ③ 1个单位甲醛浓度下，常春藤气孔开放程度下降，一方面，甲醛代谢过程中能产生CO2用于光合作用，会导致可溶性糖的含量增加 ；另一方面，在减少气孔的同时，提高FALDH酶的活性，增强对甲醛的代谢能力，起到抗逆作用。 故填： ③ 、可以减少空气中甲醛进入植物体内 、AC 。 【分析】 据图分析：图1表示叶绿体模式图，①是光合作用的暗反应阶段，②是常春藤利用甲醛同化二氧化碳的过程。据表分析：该实验的自变量是甲醛的浓度单位和处理时间，因变量是甲醛脱氢酶（FALDH）的活性和气孔开度。 图2表明1个甲醛浓度单位的甲醛脱氢酶活性最高。 图3表明随着甲醛浓度增加，气孔开度逐渐降低。 17．【答案】（1）气孔；NADPH；卡尔文循环 （2）叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用，释放氧气，氧气充满细胞间隙，叶片上浮 （3）通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足；撕取菠菜叶（下表皮）制作临时装片，分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理，观察气孔开度的变化情况 【解析】【解答】（1）绿叶需要通过气孔从外界吸收的CO2与C5结合形成C3，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类和C5。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，故暗反应过程也称作卡尔文循环。 （2）小圆叶片上浮的原因是叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用，释放氧气，氧气充满细胞间隙，使叶片上浮。 （3）较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足，致使光合作用减弱。要验证该假设提出的光合作用减弱原因是保卫细胞涌过渗透作用失水气孔，开度变小，导致二氧化碳供应不足，研究思路：撕取菠菜叶(下表皮)制作临时装片，分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理，观察气孔开度的变化情况。 【分析】光合作用过程： （1）光反应：类囊体膜上光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶I(NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；在有关酶的催化作用下，光能提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存ATP中的化学能。这些ATP将参与第二个阶段合成有机物的化学反应。 （2）暗反应：在叶绿体基质中，从外界吸收的CO2，在Rubisco的作用下与C5结合形成两个C3分子，在相关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。随后，一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列的反应转化成糖类。另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列的变化，又形成C5。 18．【答案】（1）植株大小、光照、温度、湿度、土壤条件等无关变量 （2）10：00与14：00相比，气孔导度高，有利于暗反应进行 （3）二氧化碳供应不足；叶绿体类囊体薄膜；NADPH和ATP （4）蒸腾速率越高（或需要补充更多的水分）；下降；10：00～12：00，红花野生巨紫荆的净光合速率下降，而蒸腾速率基本不变，所以其WUE数值下降 【解析】【解答】（1）对自然条件下生长的红花和粉白花野生巨紫荆的光合参数日变化情况进行观测，可得到图示曲线，为保证实验结果的准确性，科研人员应注意减小植株大小、光照、温度、湿度、土壤条件等无关变量对实验结果的影响。 （2）红花和粉白花野生巨紫荆叶片净光合速率日变化曲线均为双峰曲线，且第一个峰值均出现在10：00，第二个峰值均出现在14：00，10：00与14：00相比，光照强度类似，气孔导度高，有利于暗反应进行。 （3）光合午休的两种推测：一种是气孔导度降低，引起二氧化碳供应不足，直接影响暗反应；一种是温度升高，导致叶绿体类囊体薄膜上的光合色素或酶的活性降低，使光反应减弱，供给暗反应的NADPH和ATP减少，导致光合能力降低。 （4）根据水分利用效率的定义可知，在净光合速率相同的情况下，WUE数值越低意味着在实际农业生产中蒸腾速率越高，即一定时间内单位叶面积蒸腾的水量越多。10：00~12：00，红花野生巨紫荆的净光合速率降低，而蒸腾速率基本不变，故此期间红花野生巨紫荆的WUE数值下降。 【分析】1、光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。 2、叶绿体中的光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形成释放出去，[H]则被传递到叶绿体基质中，作为活跃的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。这样光能就转变为储存在ATP中的化学能，这些ATP将参与光合作用第二个阶段的化学反应。 19．【答案】（1）类囊体的薄膜；NADP+和H+；光能转化为（NADPH中活跃的）化学能 （2）提高；光照强度降低，对照组微藻的光合放氧速率不变，光合作用利用的光能不变，因此光能转化效率提高 （3）较高；Ⅰ1光照强度下，微藻细胞中PSⅡ没有被破坏，加入铁氰化钾后，光抑制解除，光合放氧速率会升高；而I3光照强度下，微藻细胞中PSⅡ被破坏，加入铁氰化钾后，光合放氧速率仍然较低 【解析】【解答】（1）PSⅡ分解水的场所是类囊体薄膜，PSⅡ将水分解释放的电子用于与NADP+和H+结合，形成NADPH，该过程中发生的能量转化为光能转化为（NADPH中活跃的）化学能。 （2）据图分析可知，在光照强度由Ⅰ2降低到Ⅰ1的过程中，对照组微藻的光合放氧速率不变，说明光合作用利用的光能不变，因此光能转化效率提高。 （3）据图分析可知，对照组中在Ⅰ3光照强度中光合放氧速率下降，说明PSⅡ遭到破坏，若用对照组中经Ⅰ1和Ⅰ3光照强度处理的微藻进行实验，分别加入铁氰化钾后，再置于Ⅰ3光照强度下，由于Ⅰ1光照强度下，微藻细胞中PSⅡ没有被破坏，加入铁氰化钾后，光抑制解除，光合放氧速率会升高；而Ⅰ3光照强度下，微藻细胞中PSⅡ被破坏，加入铁氰化钾后，光合放氧速率仍然较低。因此经Ⅰ1光照强度处理的微藻的光合放氧速率较高。 【分析】题干信息分析：光抑制现象是由于植物吸收光能超过光合作用所能利用的量，PSⅡ分解水释放的电子过多积累，导致活性氧破坏PSⅡ，从而造成光合速率下降。结合题图分析可知，与对照组相比，加入氯化钾后，植物的光合放氧速率提高，且加入氯化钾后可以提高植物的光饱和点，说明推测氯化钾可以在一定程度上解除光抑制现象，推测氯化钾能够将过多的电子引出PSⅡ，从而减少PSⅡ的损伤。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$