课时跟踪练(11) 光合作用的原理（Word练习）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

课时跟踪练(11)　光合作用的原理 一、选择题 1．正常生长的小球藻，照光培养一段时间后，改为在绿光下继续培养，此后小球藻细胞的叶绿体内会发生的变化是 (　　) A.H2O在光下分解速率不变 B.卡尔文循环增强 C.ADP/ATP的值上升 D.C3/C5的值下降 C　解析：改为在绿光下继续培养，光反应减弱，H2O在光下分解速率下降，A错误；光反应减弱，产生的NADPH和ATP减少，ADP/ATP的值上升，卡尔文循环减弱，B错误、C正确；光反应减弱，C3还原成C5的量减少，但C5的消耗量暂时不变，所以C3含量增加、C5含量减少，C3/C5的值上升，D错误。 2．将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(蓝色)、蔗糖和磷酸缓冲液(pH为7.3)的溶液中并照光。溶液中的水在光照下被分解，除产生氧气外，产生的另一种物质使溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。下列叙述正确的是 (　　) A.加蔗糖的目的是为叶绿体提供光合作用所需的原料 B.使DCIP由蓝色变成无色的物质是还原型辅酶 Ⅰ C.加入DCIP有可能降低叶绿体内三碳化合物的消耗速率 D.光照下水的分解过程发生在叶绿体内膜和类囊体薄膜上 C　解析：蔗糖使外界溶液具有一定浓度，可避免叶绿体吸水涨破，A错误；水在光照下被分解，除产生氧气外，还能产生NADPH，进而使DCIP由蓝色变成无色，这里的NADPH是还原型辅酶 Ⅱ ，B错误；加入DCIP使NADPH的消耗增加，则参与C3还原过程的NADPH的量减少，进而有可能降低叶绿体内C3的消耗速率，C正确；光照下水的分解过程发生在叶绿体类囊体薄膜上，D错误。 3．铁氰化钾试剂不能透过叶绿体膜，研究者将涨破的叶绿体置于不含CO2的铁氰化钾溶液中，在光下释放氧气，同时黄色的铁氰化钾因被还原而褪色。下列叙述正确的是 (　　) A.该实验模拟了暗反应的物质变化过程 B.释放氧气的过程发生在叶绿体基质中 C.实验说明水的光解和糖的合成相关联 D.推测黄色铁氰化钾褪色是NADPH的作用 D　解析：该实验模拟了光反应的物质变化过程，A错误；释放氧气的过程属于光反应，发生在类囊体薄膜上，B错误；该实验只进行了水的光解，没有体现糖的合成，无法判断两者之间的联系，C错误；黄色的铁氰化钾因被还原而褪色，NADPH具有还原性，可推测黄色铁氰化钾褪色是NADPH的作用，D正确。 4．绿色植物的光合作用过程，可用如下化学反应式来表示： CO2＋H2O(CH2O)＋O2 下列有关叙述错误的是 (　　) A.在此过程中，CO2中的C被还原，H2O中的O被氧化 B.光能的吸收发生在类囊体薄膜上，光能的直接转化发生在叶绿体基质中 C.产物(CH2O)是地球上有机物的主要来源 D.释放出的O2有利于地球上好氧生物多样性的提高 B　解析：在光合作用过程中，CO2中的C被NADPH还原，H2O中的O被氧化，A正确；光能的吸收发生在类囊体薄膜上，光能的直接转化是在类囊体薄膜上由光能直接转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，B错误；绿色植物通过光合作用制造的有机物(CH2O)是地球上有机物的主要来源，C正确；好氧生物的生存需要氧气，光合作用释放出的O2有利于地球上好氧生物多样性的提高，D正确。 5．(2025·云南曲靖模拟)据下面光合作用图示判断，下列叙述不正确的是 (　　) A.过程⑤发生于叶绿体类囊体薄膜上，过程⑥发生于叶绿体基质中 B.图示①～④依次为NADPH、ATP、CO2、(CH2O) C.如用 14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则 14C的转移途径为 14CO2→14C3→(14CH2O) D.②不仅用于还原C3，还可用于矿质离子吸收等 D　解析：根据光合作用的过程判断①②③④⑤⑥分别表示NADPH、ATP、CO2、(CH2O)、光反应阶段和暗反应阶段，B正确；光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，暗反应阶段发生在叶绿体基质中，A正确；光合作用过程中，CO2首先与C5结合，形成C3，然后C3被还原形成糖类(CH2O)等有机物，C正确；光反应阶段产生的ATP只用于暗反应，呼吸作用产生的ATP才能用于矿质离子吸收等生命活动，D错误。 6．将叶绿体破坏并离心，得到类囊体悬浮液和叶绿体基质后进行图示处理，一段时间后再向四支试管中加入6­二氯酚靛酚(蓝色染料，容易被还原剂还原成无色)。下列相关说法错误的是 (　　) A.只有试管①能产生气泡 B.加入6­二氯酚靛酚后只有试管④显蓝色 C.试管②中ATP/ADP的值比试管①低 D.①与③比较说明类囊体进行光反应需要在光照条件下 B　解析：试管①在光照下能进行光反应，生成氧气产生气泡；试管②和④中的叶绿体基质是暗反应进行的场所，无气泡产生；试管③无光照，不能进行光反应，也无气泡产生，A正确。只有试管①能产生NADPH，加入6­二氯酚靛酚后被还原成无色，②③④显示的均是染料的颜色，即蓝色，B错误。试管①进行光反应能产生ATP，消耗ADP，试管②中ATP/ADP的比值比试管①低，C正确。①与③的自变量为是否有光照，①能产生气泡而③不能，说明①能进行光反应而③不能，因此①与③比较说明类囊体进行光反应需要在光照条件下，D正确。 7．CO2的大量排放给环境带来了巨大的压力，人工光合系统在探寻利用CO2的方法，降低CO2的排放，变污染为资源方面起到了积极作用。人工光合系统可利用太阳能合成有机物，相关装置如下图所示。已知卵形鼠孢菌为厌氧菌，下列叙述不正确的是 (　　) A.该系统中模块一相当于叶绿体中的类囊体结构 B.模块二中CO2的固定过程消耗了模块一提供的电能 C.交换膜上应具有H＋通道蛋白 D.交换膜应阻止氧气透过 C　解析：该系统中模块一和模块二分别相当于叶绿体中的类囊体和叶绿体基质，A正确；模块一将光能转化为电能，而模块二中CO2的固定过程消耗了模块一提供的电能，B正确；交换膜应为物理性的半透膜，没有H＋通道蛋白，C错误；由于卵形鼠孢菌为厌氧菌，因此交换膜应阻止氧气透过，D正确。 8．(2025·湖南岳阳模拟)科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。下列关于光合作用实验的叙述，正确的是 (　　) A.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量 B.科学家发现甲醛是光合作用的原料 C.希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放O2 D.鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的O2来自CO2而不是H2O C　解析：恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，但没有定量分析生成的氧气量，A错误；科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖，B错误；鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的O2来自H2O而不是CO2，D错误。 9．(2025·云南保山模拟)下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述不正确的是 (　　) A.过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPH B.叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质中 C.在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程 D.过程④受阻时，过程②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制 A　解析：过程① CO2的固定不需要消耗光反应提供的ATP和NADPH，C3的还原消耗光反应提供的ATP和NADPH，A错误；由图可知，叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质中，B正确；由图可知，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉的过程，细胞质基质中会进行葡萄糖和果糖合成蔗糖的过程，C正确；过程④蔗糖输出受阻时，叶绿体基质中磷酸丙糖(C3)积累，过多的磷酸丙糖经过程②③合成淀粉，能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制，D正确。 二、非选择题 10．光合作用是生命的发动机，也是地球上生物圈形成与运转的关键环节，更是未来能源的希望。下图是叶绿体中光合作用部分过程的简化示意图(①和②是可移动载体)。 (1)图中所示的生物膜是____________，其中含有光合色素的复合物是________。图中复合物 Ⅳ 还存在于真核生物的________膜上。 (2)图中e－表示电子，环境中CO2浓度增加时，图中的电子在脂双层上传递的速度将________。 (3)在适宜的条件下离体培养叶绿体，若向培养液中加入物质A，阻断复合物 Ⅳ 对H＋的运输，ATP的含量________；若向培养液中加入大量物质B，将H＋从类囊体内运输到叶绿体基质中，产生O2的量________，产生ATP的量下降，原因是________________________________________，而没有通过复合物 Ⅳ 运输。 答案：(1)类囊体的薄膜　 Ⅰ 和 Ⅲ 　线粒体内 (2)加快 (3)下降　上升　物质B将H＋从类囊体腔运输到叶绿体基质中 解析：(1)由题图可知，图中所示生物膜是光反应的场所——叶绿体的类囊体的薄膜，其中复合物 Ⅰ 和 Ⅲ 含有光合色素，所以能吸收、传递、转化光能。图中复合物 Ⅳ 能催化合成ATP，其还存在于真核生物的线粒体内膜上。(2)环境中CO2浓度增加时，暗反应速率加快，会消耗更多光反应产物NADPH和ATP，故图中的电子在脂双层上传递的速度将加快。(3)由题图可知，复合物 Ⅳ 对H＋的运输促进了ATP的合成，若此过程被阻断，ATP含量将会下降。水的光解产生了O2和H＋，若向培养液中加入大量物质B，将H＋从类囊体内运输到叶绿体基质中，产生O2的量将会上升，产生ATP的量下降，原因是物质B将H＋从类囊体腔运输到叶绿体基质中，而没有通过复合物 Ⅳ 运输。 11．下图为光合作用的部分过程，磷酸丙糖是光合作用暗反应的产物，它可在叶绿体中转化为淀粉，也可运输到细胞质基质中合成蔗糖，回答下列问题： (1)图示中a过程表示三碳化合物的合成，该过程发生在叶绿体________中，光照强度下降会导致光合速率下降，原因是光反应产物减少，直接导致图示中________(填图中字母)过程反应速率下降。我国劳动人民在古代就总结出“正其行，通其风”的增产措施，该措施的主要目的是促进图示中______(填图中字母)过程。 (2)已知焦磷酸化酶可催化淀粉的合成，该酶的活性受叶绿体内C3和Pi调节(一个表现为促进，一个表现为抑制)，叶绿体在白天会形成淀粉粒，夜间淀粉粒消失，据此推断对焦磷酸化酶有活化作用的是________，有抑制作用的是________。图示中，细胞质基质中Pi浓度较高时，磷酸丙糖与Pi交换后转移到细胞质基质，因此淀粉的合成和蔗糖的合成呈________关系。 (3)合理施用磷肥，可增加作物产量，改善作物品质，P通常以HPO或H2PO形式被植物吸收，参与重要大分子有机物如______的合成；也参与光合作用过程，如________________________________。 答案：(1)基质　b　a (2)C3　Pi　竞争(相互抑制) (3)核酸(或DNA或RNA)　光反应中ATP的合成(或NADPH的合成或糖类的磷酸化) 解析：(1)C5与CO2反应生成C3发生在暗反应阶段，暗反应的场所是叶绿体基质。光照强度下降，光反应产生的NADPH和ATP减少，由题图可知，b过程需要NADPH和ATP参与，故NADPH和ATP减少会直接导致b过程反应速率下降，进而导致光合速率下降。“正其行，通其风”可提高CO2浓度，促进图中a过程(CO2的固定)。(2)白天时，植物叶肉细胞能进行光合作用，CO2与C5反应生成C3，叶绿体在白天形成淀粉粒，说明C3对焦磷酸化酶具有活化作用，Pi对焦磷酸化酶具有抑制作用。由题图可知，蔗糖的合成与淀粉的合成都与磷酸丙糖有关，当细胞质基质中Pi浓度较高时，磷酸丙糖与Pi交换后转移到细胞质基质中，从而使细胞质基质中蔗糖的含量升高，此时叶绿体中磷酸丙糖的含量降低，合成淀粉的量减少，因此淀粉的合成和蔗糖的合成呈竞争关系。(3)P是细胞中重要大分子有机物——核酸的组成元素，P也是光反应产物ATP、NADPH的组成元素。 12．研究发现，Rubisco是绿色植物细胞中含量最丰富的蛋白质，由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成，功能上属于双功能酶。当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用；当O2浓度较高时，该酶却错误地催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。回答下列问题： (1)Rubisco在细胞的__________________中的核糖体上合成。在较高CO2浓度环境中，Rubisco所催化的反应产物是________，其发挥作用的场所是______________。 (2)当胞间CO2浓度与O2浓度的比值减小时，有利于植物进行光呼吸而不利于光合作用有机物的积累。请从C5的角度分析，原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为纠正Rubisco的错误反应，光合植物创造了多种高代价的补救机制，如有的细胞中产生一种特殊蛋白质微室，将CO2浓缩在Rubisco周围。该机制形成的意义是___________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)细胞质基质和叶绿体　C3　叶绿体基质 (2)参与光呼吸的C5增多，参与光合作用的C5减少，从而使光合作用减弱 (3)提高局部CO2浓度抑制光呼吸，增加光合作用有机物的产量 解析：(1)根据题意可知，Rubisco的化学本质是蛋白质，其合成受核基因和叶绿体基因控制，所以Rubisco的合成场所是细胞质基质和叶绿体中的核糖体。在较高CO2浓度环境中，Rubisco催化C5与CO2反应生成C3(三碳化合物)，发生的场所是叶绿体基质。(2)O2浓度较高时，参与光呼吸的C5增多，参与光合作用暗反应的C5减少，从而使光合作用减弱，故CO2浓度与O2浓度的比值减小时，有利于该植物进行光呼吸而不利于光合作用有机物的积累。(3)根据题意可知，通过一种特殊蛋白质微室，将CO2浓缩在Rubisco周围，可以提高局部CO2浓度抑制光呼吸，有利于Rubisco催化C5与CO2反应，增加光合作用有机物的产量。 学科网（北京）股份有限公司 $$