2025届高考生物二轮复习：光合作用的原理同步练

专题二 细胞代谢 第三课时 光合作用的原理作业 题量：12题 时长：70分钟 总分：60分 1、 基础巩固（15min） 1.判断题（每个1分，共12分） (1)光反应将光能转化为稳定的化学能储存在ATP中(　　) (2)暗反应中CO2可接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原(　　) (3)暗反应中14C的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)(　　) (4)植物细胞产生的O2只能来自光合作用(　　) (5)希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程(　　) (6)鲁宾和卡门设计对比实验证明了光合作用释放的氧气来自水(　　) (7)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(　　) (8)C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C从CO2开始先后经C3、C5最后形成糖类(　　) (9)光合作用暗反应阶段既不消耗H2O也不产生H2O (　　) (10)硝化细菌可将环境中的NH3氧化释放的能量直接用于自身各项生命活动(　　) (11)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程(　　) (12)用HO浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O(　　) 【答案】 （1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）√ （7）√ （8）× （9）× （10）× （11）× （12）√ 【解析】 (1) 光反应将光能转化为稳定的化学能储存在糖类等有机物中 (2) 暗反应中,CO2不能直接被NADPH还原，必须经过CO2的固定形成C3，再在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。 (3) 在暗反应阶段中14C的转移途径是14CO2―→14C3―→(14CH2O) (4) 有些植物细胞含有过氧化氢酶（例如土豆），可以分解过氧化氢产生氧气。 (5) 希尔反应是离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应。希尔反应是20世纪30年代英国植物学家希尔发现的，故此得名。希尔反应发生的条件是离体叶绿体，所以希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程。 (6) 鲁宾和卡门用氧的同位素180分别标记水和二氧化碳，使它们分别成为H218O和C1802。然后进行实验:第一组向小球藻提供H20和C1802;第二组向小球藻提供H218O和CO2，通过对两组释放的氧进行分析，结果表明，第一组释放的氧全部是O2，第二组释放的氧全部是180,该实验有力地证明光合作用释放的氧全部来自水。 (7) 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。 (8) C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C从CO2开始先后经C3，一部分C3经过一系列反应转化为糖类，另一部分C3经过一系列变化，又形成C5。 (9) 暗反应是一个复杂的过程，该过程消耗H2O，也产生H2O。 (10) 硝化细菌不能将环境中的NH3氧化释放的能量直接用于自身各项生命活动 (11) 线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，因此提取完整的线粒体悬浮液，不可以独立完成有氧呼吸，而提取叶绿体悬浮液可以独立完成光合作用过程，但前提是保证叶绿体的活性。 (12) 用HO浇灌植物,植物通过蒸腾作用使HO出现在周围空气中，经过光合作用光反应阶段，HO中的18O进入氧气中,经过细胞呼吸,HO进入CO2中。 2.规范表述（每1分，5分） (1)叶绿素a和叶绿素b主要吸收 ，胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。 (2)叶绿体是 的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的 ，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 。 (3)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______________________________________。 (4)光合作用的产物有一部分是____________，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入______________，再通过韧皮部运输到植株各处。 (5)请写出光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：___________________________________。 (6)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是_____________________________________________________________(答出1点即可)。 【答案】 （1） 红光和蓝紫光 蓝紫光 （2） 进行光合作用 色素分子 酶 （3）可作为暗反应的还原剂；储存部分能量供暗反应利用 （4）淀粉 筛管 （5） （6）自身呼吸消耗或建造植物体结构 2、 能力提升（20min）（每个2分，共14分 ） 1．（2024·广东·高考真题）2019年，我国科考队在太平洋马里亚纳海沟采集到一种蓝细菌，其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用。在该结构中，下列物质存在的可能性最小的是（　） A．ATP B．NADP+ C．NADH D．DNA 【答案】D 【分析】蓝细菌属于原核生物，含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用。 【详解】由题干信息可知，采集到的蓝细菌其细胞内存在由两层膜组成的片层结构，此结构可进行光合作用与呼吸作用，进行光合作用时，光反应阶段可以将ADP和Pi转化为ATP，NADP+和H+转化为NADPH，用于暗反应，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都可以生成NADH，而DNA存在于蓝细菌的拟核中，D正确，ABC错误。故选D。 2．（2024·江西·高考真题）农谚有云：“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发，是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法，错误的是（    ） A．种子萌发时，细胞内自由水所占的比例升高 B．水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞 C．水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D．光合作用中，水的光解发生在类囊体薄膜上 【答案】C 【分析】细胞内的水以自由水与结合水的形式存在，自由水具有能够流动和容易蒸发的特点，结合水与细胞内其他大分子物质结合是细胞的重要组成成分，自由水与结合水的比值越大，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，自由水与结合水的比值越小细胞的新陈代谢越弱，抗逆性越强。 【详解】A、种子萌发时，代谢加强，结合水转变为自由水，细胞内自由水所占的比例升高，A正确； B、水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞，不需要消耗能量，B正确； C、丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段，没有水的参与，C错误； D、光合作用中，水的光解属于光反应阶段，发生在类囊体薄膜上，D正确。 故选C。 3．（2024·安徽合肥·二模）1937年，英国植物学家希尔发现，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），在光照下可以释放出氧气。下列说法错误的是（    ） A．该实验不能说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水 B．该实验说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应 C．该实验中铁盐的作用类似于NADPH D．进一步研究发现，氧气的释放部位在叶绿体的类囊体薄膜上 【答案】C 【分析】由题意可知，希尔反应为离体叶绿体在适当（铁盐或其他氧化剂、光照）条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应，即光反应。 【详解】A、希尔反应不能证明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部来自H2O，也可能来自其他有机物，A正确； B、希尔反应的悬浮液中只有水，没有CO2，不能合成糖类，说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应，B正确； C、NADPH可作为还原剂，该实验中铁盐的作用是氧化剂，类似于NADP+的作用， C错误； D、希尔反应是指离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气的化学反应，即光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，D正确。 故选C。 4．（2024·广东深圳·模拟预测）农谚是我国劳动人民经过无数实践得出的智慧结晶，蕴含着许多科学原理。下列关于农谚与其蕴含的生物学原理表述，错误的是（　　） A．“三亩棉花三亩稻，晴也好，涝也好”，说明稻棉间作能保证作物产量 B．“三伏不热，五谷物不结”，说明作物进行光合作用需要足够的温度 C．“萝卜白菜葱，多用大粪攻”，说明农作物能直接利用大粪中的有机物用于生长发育 D．“肥多急坏禾”表明施肥过多，会使土壤溶液渗透压大于作物根细胞，导致根细胞失水多而死亡 【答案】C 【分析】影响光合作用强度的限制因素有：温度、光照强度、二氧化碳浓度、水、土壤中矿质元素含量，由于在大田中，一般水分和矿质元素的供应往往是充足的，所以平时影响光合作用的因素主要是温度、光照强度和二氧化碳浓度。 【详解】A、“三亩棉花三亩稻，晴也好，涝也好”意思是棉花和水稻种在同一块地上，棉花喜晴，水稻喜雨，两者能充分利用环境条件，保证了作物产量，A正确； B、“三伏不热，五谷不结”，三伏天温度较高、光照较强，若三伏天不热，不能为农作物提供足够的温度和光照，作物光合作用较弱，从而会导致五谷不能发育产生种子，B正确； C、“萝卜白菜葱，多用大粪攻”，大粪中含有大量有机物和无机盐，但作物不能直接利用大粪中的有机物，需分解为无机物才能被作物吸收利用，C错误； D、“肥多急坏禾”说明施肥过多，会使土壤溶液渗透压上升，大于作物根细胞液的渗透压，导致根细胞失水过多而死亡，D正确。 故选C。 5．（24-25高三上·甘肃兰州·阶段练习）在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是（　） A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少 B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量 C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低 D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力上升 【答案】A 【分析】影响光合作用的因素： 1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加； 2、CO2浓度：CO2是光合作用暗反应的原料，当CO2浓度增加至1%时，光合速率会随CO2浓度的增高而增高；3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性，或午休现象； 4、矿质元素：在一定范围内，增大必须矿质元素的供应，以提高光合作用速率； 5、水分：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，植物缺水时又会导致气孔关闭，影响CO2的吸收，使光合作用减弱。 【详解】A、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，光合作用强度明显减弱，A正确； B、夏季中午气温过高，导致光合酶活性降低，呼吸酶不受影响（呼吸酶最适温度高于光合酶），光合作用强度减弱，但此时光合作用强度仍然大于呼吸作用强度，即呼吸释放的CO2量小于光合固定的CO2量，B错误； C、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜而非叶绿体内膜上，C错误； D、夏季中午叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少，暗反应减慢，导致光反应产物积累，产生反馈抑制，使叶片转化光能的能力下降，光合作用强度明显减弱，D错误。 故选A。 6．（2024·四川达州·一模）下图为高等绿色植物叶肉细胞进行光合作用的部分过程示意图。下列分析错误的是（    ） A．光系统I和Ⅱ中分布有光合色素，图示的膜是类囊体薄膜 B．CF0-CF1以协助扩散方式转运H+的同时，催化ATP的合成 C．经图示过程，光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能 D．图中O2被该叶肉细胞有氧呼吸消耗，至少穿过4层生物膜 【答案】D 【分析】题图分析：该膜为类囊体薄膜，是光合作用光反应阶段的场所，该膜上发生的物质变化是：水的光解和ATP、NADPH的合成。 【详解】A、据图可知，光系统I和Ⅱ都可以吸收光能，色素才可以吸收光能，故可推知光系统I和Ⅱ中分布有光合色素，图示的膜是类囊体薄膜，A正确； B、根据H+的转运方向可知，H+外运是顺浓度梯度，需要CF0-CF1的协助，故H+的转运属于协助扩散，CF0-CF1上还发生了ATP的合成，故可知CF0-CF1还可以催化ATP的合成，B正确； C、图示为光反应过程，经过色素吸收和转化光能，将光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能，C正确； D、由图可知，O2的产生是在类囊体薄膜腔内，O2的利用是在线粒体内膜，故图中O2被该叶肉细胞有氧呼吸消耗，至少穿过类囊体薄膜一层膜、叶绿体的两层膜和线粒体的两层膜，共5层生物膜，D错误。 故选D。 7．（2024·福建·高考真题）叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。已知黑暗中的大豆叶片气孔处于关闭状态，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放。为研究气孔开放与光诱导期的关系，科研人员将大豆叶片分为两组，A组不处理，B组用壳梭孢素处理，将两组叶片从黑暗中转移到光照下，测定光合速率，结果如图所示。 下列分析正确的是（    ） A．0min时，A组胞间CO2浓度等于B组胞间CO2浓度 B．30min时，B组叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组 C．30min时，限制A组光合速率的主要因素是光照时间 D． 与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更长 【答案】B 【分析】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。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。植物实际光合速率 = 净光合速率+呼吸速率。 【详解】A、题图横坐标是光照时间，在0min之前，A和B两组已经黑暗了一段时间，而二者不是相同条件，B组已经用壳梭孢素处理，壳梭孢素处理可使大豆叶片气孔充分开放，所以B组和A组胞间CO2浓度不相等，A错误； B、30min时，B组的光合速率相对值高于A组，叶绿体中C3生成和还原速率均大于A组，B正确； C、30min时，限制A组光合速率的主要因素是气孔开放度，随着光照时间增加，A组光合速率相对值不在改变，限制因素不是光照时间，C错误； D、题意叶片从黑暗中转移到光照下，其光合速率要先经过一个增高过程，然后达到稳定的高水平状态，这个增高过程称为光合作用的光诱导期。B组达到最高平衡点用的光照时间比A组短，与A组叶片相比，B组叶片光合作用的光诱导期更短，D错误。 故选B。 三、拓展探究（35min）（除特殊标注外，每空2分，共29分） 8．（2024·宁夏四川·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。    (1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。 (2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。 (3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可） (4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。 【答案】(1) 不相等 温度a和c时的呼吸速率不相等 (2)温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但植物的根部等细胞不进行光合作用，仍呼吸消耗有机物，导致植物体的干重减少 (3)温度过高，导致部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率降低；温度过高，导致酶的活性降低，使暗反应速率降低 (4)光合速率和呼吸速率差值 【分析】影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度、酶的活性和数量、光合色素含量等。 【详解】（1）在自然条件下，该植物叶片在温度a和c时的净光合速率相等，但由于黑暗时呼吸速率不同，因此叶片有机物积累速率不相等。 （2）在温度d时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，但由于植物有些细胞不进行光合作用如根部细胞，因此该植物体的干重会减少。 （3）温度超过b时，为了降低蒸腾作用，部分气孔关闭，使CO2供应不足，暗反应速率降低；同时使酶的活性降低，导致CO2固定速率减慢，C3还原速率减慢，进而使暗反应速率降低。 （4）为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在光合速率与呼吸速率差值最大时的温度，有利于有机物的积累。 9．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 覆膜处理 叶绿素含量（mg/g） 类胡萝卜素含量（mg/g） 白膜 1.67 0.71 蓝膜 2.20 0.90 绿膜 1.74 0.65 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。（3分） (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。（4分） 【答案】(1) 蓝光 类囊体薄膜 C5 糖类 紫外光 (2) 无水乙醇 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，选择红光可排除类胡萝卜素的干扰 (3)覆盖蓝膜紫外光透过率低，蓝光透过率高，降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的产物有O2、ATP和NADPH。光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在这一阶段， CO2被利用，经过一系列的反应后生成糖类。 【详解】（1）叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊 体。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上。其中叶绿素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。这 4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用于光合作用。光合色素吸收的光能用于暗反应阶段，在这一阶段，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为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5。据图可知，与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的紫外光较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 （2）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。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，为了排除类胡萝卜素的干扰，测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光。 （3）据图可知，与覆盖其它色的膜相比，覆盖蓝膜的紫外光透过率低，蓝光透过率高，在降低紫外光对幼苗的辐射的同时不影响其光合作用；据表中数据分析，与覆盖白膜和绿膜比，覆盖蓝膜叶绿素和类胡萝卜素含量都更高，有利幼苗进行光合作用。 学科网（北京）股份有限公司 $$