限时规范训练(15) 第3单元 第6课时 光合作用的原理（word课时作业）-【高考领航】2025年高考生物大一轮复习

限时规范训练 [A基础练] 1.(2024·湖南郴州模拟)光合作用原理的探究历程包含了许多科学家的努力，下列相关说法错误的是(　　) A.恩格尔曼以需氧细菌和水绵为材料进行实验。证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 B.鲁宾和卡门通过检测产生氧气的相对质量，证明光合作用释放的O2中氧元素来自水 C.阿尔农发现，在光照下叶绿体可合成ATP，而且此过程总是与水的光解相伴随 D.卡尔文采用14C标记CO2，供小球藻利用，探明了暗反应从C5到C3再到C5的循环过程 解析：D　恩格尔曼的实验通过观察需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，A正确；鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，用18O分别标记两组实验中的H2O和CO2，证明光合作用产生的O2中的O全部来自H2O，B正确；阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP总是与水的光解相伴随，C正确；卡尔文采用14C标记CO2，供小球藻利用，探明了CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳的，即从CO2→C3→有机物，D错误。 2.(2024·河北巨鹿中学校联考)光合膜是一类含有光合色素的生物膜，位于叶绿体或蓝细菌中。下列叙述错误的是(　　) A.光合膜和细胞膜的成分中都含有脂质和蛋白质 B.蓝细菌中的光合膜与细胞器膜组成了生物膜系统 C.叶绿体和蓝细菌中的光合膜含有的光合色素存在差异 D.叶绿体中的光合膜是类囊体薄膜，其上可发生水的光解过程 解析：B　光合膜和细胞膜都是生物膜，生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，A正确；蓝细菌属于原核生物，没有具膜细胞器和核膜，所以不存在生物膜系统，B错误；叶绿体中的光合膜含有的光合色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌中的光合膜含有的光合色素为藻蓝素和叶绿素，C正确；叶绿体中的光合膜是类囊体薄膜，类囊体薄膜上可发生水的光解过程，D正确。 3.(2024·福建泉州模拟)欲证明离体的叶绿体可以合成ATP，并与水的光解相伴随。在有光、提供HO、ADP、Pi的条件下，还需要提供的实验条件是(　　) A.有NADPH、无CO2　 B.有NADP＋、无CO2 C.有CO2、NADPH D.有CO2、NADP＋ 解析：B　光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上进行，此过程必须有光、色素、光合作用的酶，主要反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和NADPH(需要NADP＋等)，②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP，即该过程中除ATP外，还有NADPH的生成，故需要向其中提供NADP＋，但光反应过程不需要CO2的参与，故无需提供CO2，B符合题意。 4.(2024·湖北武汉模拟)叶绿体是进行光合作用的主要细胞器。叶绿体约含75%的水分，而在叶绿体的干物质中，以蛋白质、脂质、色素和无机盐为主，下列叙述错误的是(　　) A.叶绿体基质中进行暗反应需要大量的酶参与 B.植物细胞呼吸产生的ATP可以用于C3的还原 C.叶绿体中的脂质是组成叶绿体类囊体膜的主要成分 D.叶绿体有自己的DNA，可以参与控制植物的性状遗传 解析：B　暗反应在叶绿体基质中进行，需要一系列酶的催化，A正确；植物细胞呼吸产生的ATP不会用于C3的还原，光反应产生的ATP和NADPH用于C3的还原，B错误；生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，磷脂属于脂质，叶绿体中的脂质是组成叶绿体类囊体膜的主要成分，C正确；叶绿体是半自主性细胞器，有自己的DNA，可以参与控制植物的性状遗传，D正确。 5.(2024·吉林通化模拟)研究发现叶肉细胞中催化CO2固定的RuBP羧化酶由8个大亚基(L)和8个小亚基(S)组成，L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因编码并在细胞质中合成，合成后进入叶绿体，与L组装成有功能的酶。下列有关推测错误的是(　　) A.叶肉细胞的细胞质基质和叶绿体中都含有核糖体 B.叶肉细胞和根细胞都含有RuBP羧化酶基因 C.合成RuBP羧化酶时有水产生，同时消耗ATP D.小亚基进入叶绿体只需要膜上蛋白质的参与，与磷脂双分子层无关 解析：D　叶绿体是半自主性细胞器，所以叶绿体和叶肉细胞的细胞质基质都含有核糖体，A正确；同一生物体的不同细胞含有的基因是相同的，只是不同细胞中基因选择性表达，B正确；RuBP羧化酶为蛋白质，合成时氨基酸脱水缩合，产生水，消耗ATP，C正确；小亚基进入叶绿体跨膜运输过程中磷脂双分子层参与运动，D错误。 6.(2024·湖南长沙模拟)当同时给予植物红光和远红光照射时，光合作用的效率大于分开给光的效率，这一现象称为双光增益效应，如图1所示；出现这一现象的原因是光合作用过程中存在两个串联的光系统，即光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，其作用机理如图2所示。以下相关说法正确的是(　　) 图1 图2 A.光系统Ⅰ位于叶绿体类囊体，光系统Ⅱ位于叶绿体基质 B.双光增益是通过提高单位时间内光合色素对光能的吸收量来实现的 C.光系统Ⅰ和光系统Ⅱ通过电子传递链串联起来，最终提高了光能的利用率 D.光系统Ⅰ和光系统Ⅱ产生的氧化剂都可以氧化水，从而生成氧气 解析：C　绿色植物进行光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜，故两个光系统位于类囊体薄膜上，A错误；单位时间内光合色素对光能的吸收量取决于光照强度、光合色素的量等，由图可知，双光增益现象得益于PSⅠ和PSⅡ之间形成电子传递链，相互促进，最终提高了光能的利用率，B错误，C正确；由图可知，只有光系统Ⅱ可以氧化水，D错误。 7.(2024·湖北华中师大一附中校考)如图为叶绿体的局部结构示意图，①②指示相应结构。下列相关说法正确的是(　　) A.①上分布着多种光合色素，可用无水乙醇将它们分离开 B.在有光的条件下，①可为②提供ATP和NADH C.光照突然增强，②中C5含量会上升，C3含量会下降 D.①可以增大叶绿体的膜面积，用于附着固定CO2的酶 解析：C　无水乙醇可提取光合色素，但不能分离色素，A错误；在有光的条件下，①可为②提供ATP和NADPH，不能提供NADH，B错误；光照突然增强，类囊体产生更多的ATP和NADPH，用于还原C3，生成C5，②中C5含量会上升，C3含量会下降，C正确；①可以增大叶绿体的膜面积，但固定CO2的酶不在类囊体膜上，D错误。 8.(2024·黑龙江大庆模拟)如图表示某高等植物体内光合作用的过程，图中字母表示参与光合作用的相关物质。下列有关叙述错误的是(　　) A.a代表光合色素，高等植物细胞中有类胡萝卜素和叶绿素，蓝细菌中有藻蓝素和叶绿素 B.光照条件下离体的叶绿体可以合成c并与水的光解相伴随 C.h在细胞质基质中生成，在酶和c、e的作用下，经一系列反应转化为糖类和五碳化合物 D.通过上述过程输入该植物体的能量，一部分在呼吸作用中以热能形式散失，其余用于生长、发育、繁殖等生命活动 解析：C　a能吸收光能，则a代表光合色素，高等植物细胞中有类胡萝卜素和叶绿素，蓝细菌中有藻蓝素和叶绿素，A正确；叶绿体是光合作用的场所，在光照条件下离体的叶绿体进行光反应，合成c(ATP)并与水的光解相伴随，B正确；h(C3)在叶绿体基质中生成，在酶和c、e的作用下，经一系列反应转化为糖类和五碳化合物，C错误；通过上述光合作用过程光能进入植物体，一部分在呼吸作用中以热能形式散失，其余用于生长、发育、繁殖等生命活动，D正确。 9.(2024·河北沧州模拟)如图是绿色植物光合作用的过程示意图，A～G代表物质，反应Ⅰ、Ⅱ为光合作用的两个阶段。已知图中PSBS是一种类囊体膜蛋白，类囊体腔内的H＋浓度改变后，被激活的PSBS能抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放。回答下列问题： (1)绿色植物通过光合作用，将叶绿体中色素吸收的光能最终转化为　　　　(填能量形式)储存在图中的　　　　(填字母)中。 (2)反应Ⅱ发生的场所是　　　　。光照充足时对大棚中的作物使用CO2发生器，短时间内叶肉细胞中C5的含量将　　　　(填“升高”或“下降”)。 (3)H＋通过Z蛋白外流的同时促进了ATP的合成，因此Z蛋白的功能有　　　　　　　，B为　　　　。 (4)据图分析，光照过强会导致类囊体腔内pH　　　　(填“升高”或“下降”)，该刺激激活PSBS后，可避免叶绿体结构被破坏；但光合作用产生的有机物会减少，原因是___________________________________。 解析：(1)光合作用包括光反应和暗反应过程，该过程中光能最终被转化为稳定的化学能储存在F(糖类等有机物)中。(2)暗反应在叶绿体基质中进行；二氧化碳是暗反应的原料，光照充足时大棚使用CO2发生器后，CO2的浓度升高，C5的消耗速率增加，合成速率不变，故短时间内C5的含量下降。(3)H＋通过Z蛋白外流的同时促进了ATP的合成，因此Z蛋白能够作为载体蛋白运输H＋，并作为ATP合成酶催化ATP合成，B是ADP和Pi。(4)据题图分析，光照过强会导致水光解量增加，产生的H＋增加，类囊体腔内pH下降，类囊体腔内的H＋浓度改变会激活PSBS，导致电子在类囊体膜上的传递受到抑制，水的光解被抑制，导致NADPH和ATP合成量下降，C3的还原减少，因此光合作用产生的有机物会减少。 答案：(1)稳定的化学能　F　(2)叶绿体基质　下降　(3)运输(H＋)和催化(ATP合成)　ADP和Pi　(4)下降　被激活的PSBS能抑制电子在类囊体膜上的传递，水的光解被抑制，导致NADPH和ATP合成量下降，C3的还原减少，所以光合作用产生的有机物减少 [B培优练] 10.(2024·湖北武汉高三统考)叶绿体的类囊体膜上镶嵌着两种不同类型的光系统：PSⅠ和PSⅡ。它们分别含有结合众多色素分子的LHCⅠ和LHCⅡ、细胞色素、ATP合成酶以及转运蛋白等。如图是PSⅡ、PSⅠ和ATP合酶复合体中的电子和H＋传递途径。下列叙述错误的是(　　) A.PSⅠ能参与NADP＋的还原过程 B.类囊体腔中的H＋仅来源于水的光解 C.ATP的合成量取决于类囊体膜两侧H＋浓度差 D.PSⅠ和PSⅡ能完成对光能的吸收、传递和转化 解析：B　据图可知，在PSⅠ处，NADP＋和H＋结合生成NADPH，故PSⅠ能参与NADP＋的还原过程，A正确；类囊体腔中的H＋不仅来源于水的光解，还来自叶绿体基质中的H＋通过PQ蛋白转运到类囊体腔中，B错误；据图可知，ATP的合成是利用H＋顺浓度差运输的势能，在ATP合成酶的催化作用下，将ADP和Pi合成ATP，故ATP的合成量取决于类囊体膜两侧H＋浓度差，C正确；据图可知，PSⅠ、PSⅡ接受光照射后被激发，在PSⅡ发生水的光解，释放势能高的e－，e－的最终供体是水，最终受体是NADPH，通过光合电子传递链，光能最终转化为ATP和NADPH中的化学能，因此PSⅠ和PSⅡ能完成对光能的吸收、传递和转化，D正确。 11.(2024·吉林白山统考)光合作用是水稻生长发育的生理基础，叶片是进行光能转化的主要组织，光合色素突变会改变光合速率而影响水稻产量。实验小组获得了水稻光合色素突变体植株，并检测突变体植株与野生型植株叶片光合色素的含量，结果如下表。下列分析错误的是(　　) 项目 叶绿素a含量/ (mg·g－1) 叶绿素b含量/ (mg·g－1) 类胡萝卜素含 量/(mg·g－1) 野生型 18.5 5.3 2.6 突变体 2.4 1.6 0.8 A.在叶肉细胞中，光合色素分布在类囊体膜上 B.突变体植株进行光合作用释放O2的速率下降 C.突变体植株叶片吸收的绿光量下降最为明显 D.突变体植株在叶绿体基质中固定的CO2减少 解析：C　在叶肉细胞中，光合色素分布在基粒的类囊体膜上，A正确；突变体植株叶绿素、类胡萝卜素含量都降低，吸收光能减少，进行光合作用释放O2的速率下降，B正确；色素对绿光吸收最少，突变体植株叶片吸收的红光和蓝紫光下降最为明显，C错误；突变体植株光反应减弱，光反应给暗反应提供的ATP和NADPH减少，暗反应减弱，在叶绿体基质中固定的CO2减少，D正确。 12.(2024·广东河源高三校联考)光合作用机理是作物高产的重要理论基础，中国木薯主要种植在广西、广东、海南和云南等地，且多为贫瘠易旱的坡地，块根富含淀粉。是工业淀粉原料之一。叶片光合产物的形成及输出是影响木薯品质的重要因素。如图为木薯叶片光合作用示意图，酶a为暗反应的关键酶，酶b为催化光合产物向淀粉或蔗糖转化的关键酶，A～G代表物质。回答下列问题： (1)据图分析，物质A是　　　　　　，酶a催化的过程是　　　　　　　　，酶b催化光合产物转化为淀粉和蔗糖的场所分别是　　　　　　　。 (2)高温胁迫(40 ℃以上)主要影响木薯暗反应中酶a的活性，推测在高温胁迫条件下，图中E的含量在短时间内的变化趋势是　　　　(填“上升”“下降”或“基本不变”)，原因是__________________________________。 (3)温室效应导致全球气候变化日益加剧，环境胁迫对作物生长、发育和产量形成的不利影响日益显著。研究表明，木薯对高温胁迫和干旱胁迫比较敏感，在干旱、高温(40 ℃以上)的环境下生长会受到抑制，请设计简要实验思路进行验证：_____________________________________。 解析：(1)在光反应中会发生水的光解、ATP和NADPH的合成，因此推测物质A为水、B为氧气。据图可以看出，酶a催化的反应过程为CO2的固定。据图可知，酶b在叶绿体基质催化三碳糖转化为淀粉，在细胞质基质催化三碳糖转化为蔗糖。(2)暗反应主要进行二氧化碳的固定和C3的还原，因此图中的F为C3，E为C5，高温胁迫(40 ℃以上)主要影响植物暗反应中酶a的活性，故CO2固定反应减弱，C5的消耗减少，C3的还原在短期内仍在正常进行，C5生成速率短时间内不变，因此导致C5的含量在短时间内上升。(3)根据实验目的确定变量处理[正常环境、干旱胁迫、高温胁迫(40 ℃以上)]和因变量指标(观察并记录木薯的生长状况)，所以实验思路是将生理状态相近的木薯幼苗平均分为甲、乙、丙、丁四组，分别在正常环境、干旱胁迫、高温胁迫(40 ℃以上)、干旱和高温胁迫下种植，其他条件相同且适宜，观察并记录木薯的生长状况。 答案：(1)H2O　CO2的固定　叶绿体基质和细胞质基质　(2)上升　物质E为C5，高温胁迫下，CO2固定减弱，C3的还原在短期内仍在正常进行，因此C5的含量在短时间内上升　(3)将生理状态相近的木薯幼苗平均分为甲、乙、丙、丁四组，分别在正常环境、干旱胁迫、高温胁迫(40 ℃以上)、干旱和高温胁迫下种植，其他条件相同且适宜，观察并记录木薯的生长状况 学科网（北京）股份有限公司 $$