第3章 第5节 光合作用将光能转化为化学能-【重难点手册】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞同步练习题(浙科版2019 浙江专用)

第三章 细胞的代谢么超 第五节 光合作用将光能转化为化学能 基础过关练 测试时间：18分钟 的环境因素)，测得未胁迫和胁迫8h时 1.(2024·浙江五校联考)如图为植物叶肉 的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制 细胞中水的合成与分解过程示意图。下 光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的 列叙述正确的是( )。 活性。下列叙述正确的是( 口未迫 [HD+O,①HO+能量②O,+NADPH 口胁迫 A.进行过程①的[H]来自葡萄糖，该过 程在线粒体基质中发生 B.过程①能产生ATP,过程②不能产 生ATP WHOW素WNaHS),T1H)T家等素T NoHSC), 如划 C.若过程①②的速率相同，则说明该植 A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒 物的表观光合速率为0 体外膜上[H门的传递 D.细胞中进行过程①②的细胞器内均 B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位 同时含有DNA和RNA 是叶绿体中的基质 2.在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放 C.转Z基因提高光合作用的效率，且增 在pH为4的缓冲溶液中，使类囊体内 加寡霉素对光合速率的抑制作用 外的pH相等，然后迅速转移到含有 D.喷施NaHS)促进光合作用，且减缓 ADP和Pi的pH为8的缓冲溶液中，结 干旱胁迫引起的光合速率的下降 果检测到有ATP的生成。根据实验分 4.(2024·浙江绍兴柯桥中学模拟)卡尔文 析，下列叙述正确的是( )。 将带有C标记的二氧化碳通入盛有小 A.实验中溶液的H十均来自水的裂解 球藻的玻璃器皿中，给予充足的光照，每 B.黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体 隔一定时间取样，并立即杀死小球藻，再 可产生ATP 根据被C标记的化合物出现时间的先 C.光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体 后，推测碳反应过程。下列叙述正确的 的腔内H十浓度较高 是()。 D.若使类囊体的磷脂双分子层对H十的 A.用4C标记二氧化碳，可了解光合产 通透性增大，ATP生成量不变 物的能量来源 3.各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的 B.细胞中最早出现C放射性的有机物 水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、 是三碳糖 寡霉素和NaHSO,24h后进行干旱胁 C.初始的一段时间内，具有放射性的化 迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利 合物种类和含量均不断增加 49 难点手册高中生物学必修1分子与细胞 Z(浙江专用） D.一段时间后，可在释放的氧气中检测 A侧 ADP+Pi 到放射性 5.如图表示某种绿色植物叶肉细胞中存在 CF ATP 的部分化学反应过程。请回答下列问题： 合球成是 或具他秘 尔文 类腰体膜 类表体腔 NADI A.A侧是细胞溶胶，CF。单位具有疏 水性 NADPH ADP B.H+转运过程中ATP合酶的空间结 生需体投 11 H' H 构不发生改变 H0*2H+20. H'H H C线粒体内膜上的电子传递链也会发生 (1)光合作用受到温度、CO2浓度和光强 类似图示过程 度的影响。其中，光强度直接影响光 D.若使类囊体的磷脂双分子层对H的 合作用的 过程；CO2浓度直 通透性增大，ATP生成量增加 接影响光合作用的 过程。 2.在正常与遮光条件下向不同发育时期的 (2)卡尔文循环不需要光直接参与，但在 豌豆植株供应CO2,48h后测定植株营 黑暗条件下卡尔文循环不能持续进 养器官和生殖器官中4C的量。两类器 行，其原因是 官各自所含C量占植株1C总量的比例 (3)将用C标记的CO2注人容器进行 如图所示。据图分析，下列叙述错误的 培养，最先出现放射性的物质是 是( )。 ,请用文字和箭头表示C)2转 生殖器官 生殖器官 发育早期 发育晚期 化为蔗糖的途径： 60 (4)假如白天突然中断了CO2的供应， 4 生殖器宫 20 花、果实、种子 首先积累起来的物质是 20 营养器官 ADP和NADP+的生成速率会 4 根、茎、叶 601 口正常光照 乃综合提能练 洲试时间：30分钟 8 000 口遮光70% 2 345 1.(2024·浙江宁波四中模拟)下图为植物 供应“O,时植株所处的发有时期 类囊体膜上ATP合酶的结构示意图，它 A.1CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后 由跨膜的CF。单位和位于A侧起催化 最先形成的糖类是三碳糖 作用的CF,单位组成。下列叙述正确的 B.遮光70%与正常光照相比，植物积累 是( 光合产物的量没有明显变化 50 第三章细胞的代溺收超 C.在生殖器官发育早期，只有少部分光 速率大于B组，限制B组光合速 合产物被分配到生殖器官 率的因素是 D.本实验研究光强度对不同发育期植 ②已知C组的CO,补偿点大于D组， 株中光合产物在两类器官间分配的 将正常生长的两组放置在同一密 影响 闭小室中，在高光强条件下培养 3.CO2是影响光合速率的重要环境因素。 一段时间，首先不能正常生长的 C)2补偿点是光合速率与呼吸速率相等 是 组。 时环境中的CO2浓度。回答下列问题： ③在高光强环境下，B组相对A组光 (1)碳反应中，Rubisco酶(R酶)催化 合速率增加，CO补偿点不变。B组 CO2与五碳糖结合，生成2分子 光合速率增加是由于氨元素既有 。R酶由8个L蛋白和8 利于叶绿素a和R酶的合成，也有 个S蛋白组成。高等植物的L蛋白 利于光反应原料 由叶绿体基因编码，并在叶绿体中 含量的增加。B组CO2补偿点不 由核糖体合成：S蛋白由细胞核基因 变是因为各种因素导致 编码，并在 中由游离核糖体 合成，然后进人叶绿体。在叶绿体 4.现以某品种大豆为材料，研究大气CO为 基质中S蛋白与 组装成有 浓度和气温升高对其叶片光合特性的影 功能的R酶。蓝细菌编码这两种蛋 响，部分实验内容和结果见下表。 白的基因位于 中。 净光合速率/ 气孔导度7 蒸腾速率/ 相对扣叶绿 处理(ml·m· (mol HO. (mmol H.(. (2)在高光强环境下，对某野生型植株和 s3) m2·s1) 素含量 m·s1】 突变型植株施以低氮肥或高氮肥，一 CK 11.82 0.14 19.08 2.89 EC 12.85 0.08 19.97 段时间后，测定其叶绿素a和R酶的 2.23 ET 7.49 0.06 23.52 1.93 含量，结果如图。 ECT 11.23 0.07 20.03 1.91 组别 植株类型 氮肥用量 CK作为对照，为大气C),浓度和环境温度：C:大气 A 野生型 低氮肥 CO,浓度+200mol/mal,环境温度：ET:大气C0),浓度， B 野生型 高氨肥 环境温度十2℃：ECT:大气C)浓度+200 nol /mol,环 境温度十2℃ 突变型 低氮肥 回答下列问题： 突变型 高氮肥 (1)CO2作为植物光合作用的原料，在叶 绿体 中，与 结合而 被固定。NADPH为固定产物的还 原提供了 ABC:D组另别 ABCD别 (2)据表分析，经ET处理后，叶片的相 ①高氮肥高光强环境下，D组的光合 对叶绿素含量较CK组有所升高，这 51 难点手册高中生物学必修1分子与细胞 Z(浙江专用) 种变化增强了对光的 作用， 回答下列问题： 从而有利于光反应的进行，使得该过 (1)氮除了是叶绿体内蛋白质和叶绿素 程产物 有所增加，但ET 等物质的组成成分，还是光反应产物 处理组的净光合速率仍明显低于CK 的组成成分。用光电比色 组，其原因可能是 法测定色素提取液中的叶绿素含量 时，应该在 光处测定滤液的 根据本实验结果推测，该处理所引起 OD值以减少类胡萝卜素对结果的 的叶片的净光合速率的降低可通过 影响，用纸层析法分离色素，滤纸条 加以改善。 上离滤液细线最近的色素带所含的 (3)据表可知，相对于CK组，不同处理 色素是 组的气孔导度均显著下降，蒸腾速率 (2)据表分析，小麦幼苗光合能力最强的 也降低，推测不同处理下的叶片中 是组 ,原因是该种氨元素的 (激素)含量可能增加。 配比有利于 的提高。 5.(2024·浙江绍兴一中模拟)不同形态的 (3)生产上，在干旱地区可以适当提高 氨素及其组合会影响植物的代谢过程。 态氯的施肥比例，从而有利 研究者以小麦幼苗为实验材料，研究了 于小麦从土壤中吸收水分。 不同氮素形态对其光合作用和生长的影 (4)希尔反应的测定原理：将叶绿体加入 响，实验处理和结果如表： 高铁氰化钾（氢受体，不易透过叶绿 叶绿体蛋白 体被膜)溶液并照光，水在光照下被 叶绿素含量/ 组别 处理 (mg/g·iw 含量八gg· 分解，高铁氰化钾被还原并发生颜色 fw) 组1 全是NH 1.81 44.30 变化。叶绿体希尔反应活力除了与 组2 NH NO =3:1 2.03 77.25 叶绿体内酶、色素等物质有关，还与 叶绿体内基粒的大小和 有 组3 NH:NO=1:1 2.21 85.62 关。希尔反应也可用于检测叶绿体悬 组4 NH:NO=1:3 1.74 72.15 液中叶绿体被膜的完整性，被膜完整 组5 全是NO 1.85 48.58 率越高，希尔反应活力越 希尔反应活 叶面积 地上部分干 地下部分 C培优突破练 测试时河：10分钟 组别性/八mol/ cm株】 重八g/株) 干重g株】 mg·h) 1.不同光质及其组合会影响植物代谢过 组1 180,31 15.30 0.11 0.022 程。以某高等绿色植物为实验材料，研 组2 160.23 16.06 0.11 0.023 究不同光质对植物光合作用的影响，实 组3 140.11 20.86 0.16 0.031 组4 137.26 15.83 0.11 0.032 验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔 组5 120.35 15.29 0.10 0.034 开放程度大。该高等植物叶片在持续红 注：NH是氨态氮，NO方 是硝态氨：希尔反应活性可以反 光照射条件下，用不同单色光处理 映叶绿体光反应的速率。 (30s/次)，实验结果如图2，图中“蓝光十 52 第三章 细胞的代谢么超 绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光十 (2)据图1分析，相对于红光，蓝光照射 绿光十蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光 下胞间CO2浓度低，其原因是 处理。 口气孔导度 口胞间CO,浓度 气孔主要由保卫细胞构成，保卫细胞 ☑光合速率 吸收水分，气孔开放，反之关闭。 图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气 孔开放具有阻止作用，但这种作用可 白光 监光 红光 光质 图1 被 光逆转。由图1、图2可 知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝 绿光 --.蓝光 光可使保卫细胞光合产物增多，也可 一蓝光+绿光 蓝光+绿光+蓝光 以促进K+、CI的吸收等，最终导致 保卫细胞 ,细胞吸水，气孔 0 10 20 30 40处理后时间min 开放。 图2 (3)生产上选用 LED灯或滤光 回答下列问题： 性薄膜获得不同光质环境，已用于某 (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光 些药用植物的栽培。红光和蓝光以 合色素，常用 方法分离。光 合色素吸收的光能转化为ATP和 合理比例的 或 合 NADPH中的化学能，可用于碳反应 理的光照次序照射，利于次生代谢产 中 的还原。 物的合成。 53练习册参考答案与提示次 第五节光合作用将光能转化为化学能 【综合提能练】 【基础过关练】 L.C[C℉，跨膜区域能与磷脂分子结合，故位于跨膜区 1.D[进行过程①的[H]来自糖酵解和需氧呼吸第二阶 域C℉。的基本组成单位氨基酸具有较强的疏水性，A 段，过程①是需氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上发 侧应是叶绿体基质，A错误：H+转运过程中ATP合晦 生，A错误：过程①、②均能产生ATP,B错误：若过程 的空间结构会发生改变，协助物质运输，B错误：线粒 ①、②的速率相同，叶肉细胞的表观光合速率为0，则植 体内膜上也存在此类ATP合成醇，线粒体基质中H 物的表观光合速率小于0，C错误：叶肉细胞中进行过 浓度低于内外膜间隙，H顺浓度梯度从内外膜间隙流 程①的细胞器是线粒体，进行过程②的细胞器是叶绿 入线粒休基质，促进ADP合成ATP,与题图过程相似， 体，两者均同时含有DNA和RNA.D正确] C正确：若使类囊体的磷脂双分子层对H的通透性增 2.C[该实验在黑暗中进行，此时不发生水的裂解，实验 大，则质膜内外氢离子浓度差减小，ATP的生成量减 中溶液的H可能来自此前水的裂解，也与所处缓冲 少，D错误。] 液密切相关，A错误；仅在黑暗条件下植物叶肉细胞中 2B[C(),在叶绿体基质中经卡尔文循环最先形成的 的叶绿体不能产生ATP,B错误：由实验推测，ATP的 糖是三碳糖，A正确：题图中表示了正常与遮光条件 产生与H浓度密切相关，光照条件下植物细胞叶绿 下，不同发有时期豌豆的生殖器官和营养器官中各自 含+C物质的含量比，但不能判断植物实际积累光合产 体中水的裂解使得类囊体的腔内浓度较高，达到 物的总量的变化，B错误：据题图中的比例可知，在生 类似本实验中的效果，由此形成了ATP,C正确：若使 殖器官发育早期，只有少部分光合产物被分配到生殖 类囊体的磷脂双分子层对H十的通透性增大，该实验 器官，C正确：本实验自变量是光强度和植株发育时 中ATP生成量会改变，D错误.] 期，因变量是光合产物在生殖器官和营养器官间的分 3.D[由题干信息“已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼 配比例，D正确。门 吸中ATP合成酶的活性”可知，寡霉素在细胞呼吸过 3.(1)三碳酸；细胞溶胶：L蛋白：拟核。(2)①R酶含 程中可抑制线粒体内膜上ATP合成酶的活性：寡霉素 量。②C。③ADP和NADP:呼吸速率有相同程度的 可抑制光反应中ATP的生成，光反应中ATP合成的 增加。[(1)碳反应中，C),与五碳糖结合形成2分 位置为类粪体薄膜，A、B错误。由“W十寡霉素”组和 子三碳酸。R酶的S蛋白由核基因编码，在细胞溶胶 “T十寡莓素”组的对比可知，转乙基因提高光合作用 中的游离核糖体上合成，然后进人叶绿体，与其中的 的效率，减少寡看素对光合速率的抑制作用，C错误。 蛋白组装成有功能的R酶。蓝细菌没有叶绿体和细胞 由“W+H(O”组和"W+NaHS)"组（或“T+HO"组 核结构，编码这两种蛋白的基因位于拟核。(2)①高氮 和T+NaHS),"组)对比可知，喷施NaHS),可促进 肥高光强环境下，B组的叶绿素相对含量大于D组， 光合作用，减缓干早胁迫引起的光合速率的下降，D R酶相对含量小于D组，光合速率小于D组，因此B组 正确。] 光合速率的限制因素是R酶含量。②C组的R酶含量 4.C[同位素C标记的“CO,可用于研究光合作用中 小于D组，其CO补偿点大于D组，说明C组利用 碳的同化与去向，但不能用于了解光合产物的能量来 CO的能力弱于D组，因此在密闭小室中，相同条件下 源，A错误：细胞中最早出现C放射性的有机物是六 首先不能正常生长的应是C组。③在高光强环境下，B 碳分子，该分子随即分解成两个三碳酸分子，B错误： 组施加高氮肥有利于叶绿索a和R酶合成，也有利于 开始光照后，随着“CO2被固定和转化，初始的一段时 光反应原料中ADP和NADP这些含氨物质含量的增 间内具有放射性的化合物种类和含量均会增加，C正 加。光合速率增加，然而其CO补偿点不变，说明各种 喻：用同位素"C标记的“CO2只会使相关的含碳有机 因素导致呼吸速率也同步增加。] 物带有放射性，氧气分子不含碳，D错误。] 4.(1)基质：五碳糖：氢和能量。(2)吸收、传递和转化： 5.(1)光反应：碳反应。(2)碳反应需要光反应提供 ATP,NADPH、O:温度升高导政呼吸速率增大（答案 ATP和NADPH。(3)三碳酸：C(),→三碳酸·三碳 合理即可)：升高CO2浓度。(3)脱落酸 糖→蔗糖。(4)五碳糖：降低。 [(1)在光合作用的碳反应阶段，C)与五碳糖结合形 21 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞Z父（浙江专用） 成三碳酸发生在叶绿体基质中。在三碳酸还原为三碳 施加蓝光可实现逆转。蓝光可使保卫细胞的光合产物 糖的过程中，NADPH提供了氢和能量。(2)题表中数 增多，也可使离子吸收增加，这些都会增大保卫细胞内 据表明，经ET处理后，叶片的相对叶绿素含量较CK 的溶质浓度，从而使细胞渗透吸水，气孔开放。(3)利 组有所升高，叶绿素的增加也增强了对光的吸收、传递 用不同颜色的1，ED灯或滤光性薄膜均可获得不同光 和转化作用，有利于光反应的进行，使得光反应产物 质环境。结合本题的实验结果可知，调整红光和蓝光 ATP,NADPH、O有所增加。然而，ET处理组的净光 两种光照射的强度或时间比例或光照次序，利于植物 合速率却明显低于CK组，可能原因是温度升高后呼 代谢和次生代谢产物的合成。] 吸速率进一步增大，也可能是温度升高后引起气孔导 单元学能测评 度降低，导致光合速率降低。根据ECT组实验结果推 测，通过升高，浓度可改善温度升高引起的净光合 1,D[④属于高能磷酸键，它的断裂要消耗水，A正确： 速率的降低。(3)相对于CK组，不同处理组的气孔导 ①+②十③组成腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基 度均显著下降，蒸腾速率也降低，该现象可能是由叶片 本单位，是转录原料之一，B正确：ATP中的“A”是腺 中脱落酸含量增加所致。] 苷，ATP彻底水解之后生成的“A"表示腺嘌吟，二者表 5.(1)ATP和NADPH:红：叶绿素b。 (2)3:叶绿索含 示不同物质，C正确：ATP是细胞中的“能量通货”，但 量、叶绿体蛋白含量（以及叶面积）。 (3)硝。 不是各种生命活动都由ATP直接供能，D借误。] (4)数量：低 2.B[观察题图可知，H的逆浓度跨膜转运需要载体蛋 [(1)光反应产物有ATP,NADPH,O,其中ATP和 白的协助，需要消耗ATP,该跨膜方式属于主动转运， NADPH中含氨元素。叶绿素吸收红光和蓝紫光，类 H转运过程中H-ATP酶会发生形变，A错误：该转 胡萝卜素吸收蓝紫光，因此用光电比色法测定叶绿素 运可使膜两侧H维持一定的浓度差，B正确：抑制细 含量时应选择在红光处测定，以减少类胡萝卜素对结 胞呼吸会抑制ATP的合成，从而影响H的转运速 果的影响。用纸层析法分离光合色素时，叶绿素b在 率，C错误：线粒体内膜上的电子传递链合成了ATP, 层析液中溶解度最低，其色素带离滤液细线最近。 与题图中水解ATP释放能量的过程不同，D错误。] (2)根据题表中地上部分和地下部分干重之和可知， 3.B[叶片吸收“CO后，放射性蔗糖很快出现在筛管 组3的小麦幼苗光合能力最强，组3中的氮元素配比 附近的细胞外空间，说明蔗糖可以通过细胞外空间运 提高了小麦幼苗的叶绿素含量、叶绿体蛋白含量以及 输，但不能说明蔗糖通过胞间连丝运输，不能支持某种 叶面积。(3)随着硝态氨比例提高，小麦地下部分干重 植物“存在两种运输方式”，A错误：用少量蔗糖“跨膜 占比有所增大，有利于小麦从土壤中吸收水分。(4)希 运输抑制剂”处理叶片，蔗糖进入筛管的速率降低，但 尔反应活力与叶绿体内前、色素等物质有关.也与基粒 不为0，即蔗糖通过“跨膜运输”进人筛管的途径受阻， 的大小和数量有关。由于希尔反应中所需的氢受体不 同时说明存在其他途径，B正确：将不能通过细胞膜的 易透过叶绿体被膜，因此叶绿体被膜完整率越高，希尔 荧光物质注人叶肉细胞，筛管中出现荧光，蔗糖可能通 反应活力越低。] 过胞间连丝进入筛管，不能支持某种植物“存在两种运 【培优突破练】 输方式”，C错误：与野生型相比，SU基因敲除个体的 1.(1D)层析：三碳酸。(2)光合速率大，消耗的二氧化碳 叶肉细胞中积累更多的糖和淀粉，说明转运蛋白SU 多：蓝：溶质浓度升高。(3)不同颜色：光强度：光照 是将叶肉细胞中的蔗糖转运进筛管中的重要途径，不 时间。 能说明某种植物”存在两种运输方式”，D错误。] [(1)光合色素的分离常采用（纸）层析的方法。光反应 4.B[叶绿体在弱光下正而接受光源，以便更好地利用光 产：生的ATP和NADPH中的化学能可用于碳反应中 能，在强光下侧面朝向光源，以便碱少灼伤，故①②③ 三碳酸的还原。(2)据题图1分析，相对于红光，蓝光 分别代表的条件是黑暗、弱蓝光、强蓝光，A正确：黑藻 照射下胞间C),浓度低，但气孔导度和光合速率较 细胞的液泡没有颜色，B错误：在①②条件下，叶绿体 大，说明蓝光照射下光合速率较大，C),消耗较多，导 定位在细胞的上表面附近，以便更好地利用光能，可以 致跑间CO,浓度低。据题图2分析，绿光对蓝光刺激 最大程度地吸收光能，C正确：在强光下侧面朝向光 引起的气孔开放具有阻止作用，而在此基础上进一步 源，以便减少灼伤，故在③条件下，叶绿体的分布是植 22