新高考生物总复习专题6光合作用练习含答案

这是一份新高考生物总复习专题6光合作用练习含答案，共45页。试卷主要包含了浒苔是形成绿潮的主要藻类等内容，欢迎下载使用。

考点1 捕获光能的色素与结构
1.(2023江苏,12,2分)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是( )
A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠
C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间
答案 B
2.(2023全国乙,2,6分)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述,错误的是( )
A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢
答案 D
3.（热点透）(2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是( )
A.两种突变体的出现增加了物种多样性
B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强
C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致
D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
答案 D
4.(2020江苏,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是( )
A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C.研磨时添加石英砂有助于色素提取
D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
答案 B
5.(2022辽宁,22节选,5分)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起,形成大量的“藻席”,造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系,进行如下实验:
(1)在“藻席”的上、中、下层分别选取浒苔甲为实验材料,提取、分离色素,发现浒苔甲的光合色素种类与高等植物相同,包括叶绿素和 。在细胞中,这些光合色素分布在 。
(2)测定三个样品的叶绿素含量,结果见表。
数据表明,取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高,这是因为 。
答案 (1)类胡萝卜素 类囊体薄膜 (2)下层光照弱,浒苔通过增加叶绿素含量,以提高对光能的利用率
考点2 光合作用的原理
6.(2023湖北,8,2分)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上的蛋白质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)。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.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强
B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱
C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获
D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
答案 C
7.(2021广东,12,2分)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisc。下列叙述正确的是( )
A.Rubisc存在于细胞质基质中
B.激活Rubisc需要黑暗条件
C.Rubisc催化CO2固定需要ATP
D.Rubisc催化C5和CO2结合
答案 D
8.(2021湖南,7,2分)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案 A
9.（新情境）(2020天津,5,4分)研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )
A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D.与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素
答案 A
10.（新思维）(2023湖南,17,12分)如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisc酶对CO2的Km为450 μml·L-1(Km越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7 μml·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问题:
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是 (填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成 (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过 长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度 (填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是 (答出三点即可)。
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化,其原因可能是 (答出三点即可)。
答案 (1)3-磷酸甘油醛 蔗糖 筛管 (2)高于 玉米的PEPC酶的Km小,可以利用低浓度的CO2;玉米的叶肉细胞光解水释放氧气,加上PEPC酶起到的CO2泵的作用,维管束鞘细胞内CO2/O2的值高,Rubisc酶的羧化大于加氧,光呼吸很弱;玉米的光合产物能及时从维管束运走 (3)光反应生成的ATP、NADPH有限(同化力有限);暗反应的酶活性有限;光合产物输出速率有限
11.（热点透）(2022重庆,23,14分)科学家发现,光能会被类囊体转化为“某种能量形式”,并用于驱动产生ATP(图Ⅰ)。为探寻这种能量形式,他们开展了后续实验。

(1)制备类囊体时,提取液中应含有适宜浓度的蔗糖,以保证其结构完整,原因是 ;为避免膜蛋白被降解,提取液应保持 (填“低温”或“常温”)。
(2)在图Ⅰ实验基础上进行图Ⅱ实验,发现该实验条件下,也能产生ATP。但该实验不能充分证明“某种能量形式”是类囊体膜内外的H+浓度差,原因是 。
(3)为探究自然条件下类囊体膜内外产生H+浓度差的原因,对无缓冲液的类囊体悬液进行光、暗交替处理,结果如图Ⅲ所示,悬液的pH在光照处理时升高,原因是 。类囊体膜内外的H+浓度差是通过光合电子传递和H+转运形成的,电子的最终来源物质是 。
(4)用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体,能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产,需稳定提供的物质有 。生产中发现即使增加光照强度,产量也不再增加,若要增产,可采取的有效措施有 (答两点)。
答案 (1)保持类囊体内外的渗透压,避免类囊体破裂 低温 (2)实验Ⅱ是在光照条件下对类囊体进行培养的,无法证明某种能量是来自光能还是来自膜内外H+浓度差 (3)类囊体膜外H+被转移到类囊体膜内,造成溶液pH升高 水 (4)NADPH、ATP和CO2 增加二氧化碳的浓度和适当提高环境温度
12.(2022山东,21,8分)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是 。
(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有 、 (答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是 。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制 (填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过 发挥作用。
答案 (1)蓝紫色(2分) (2)NADPH、ATP等的浓度不再增加(1分) CO2的浓度有限(1分)(或其他合理答案,两空答案顺序可颠倒) 光能的吸收速率继续增加,使水的光解速率继续增加(2分) (3)减弱(1分) 促进光反应关键蛋白的合成(1分)
13.(2022河北,19,10分)某品种茶树叶片呈现阶段性白化:绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色,而后又恢复为绿色。白化期叶绿体内部结构解体(仅残留少量片层结构)。阶段性白化过程中相关生理指标检测结果如图。
回答下列问题:
(1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。
(2)经检测,白化过程中叶绿体合成ATP和NADPH的数量显著降低,其原因是 (写出两点即可)。
(3)白化过程中气孔导度下降,既能够满足光合作用对CO2的需求,又有助于减少 。
(4)叶片复绿过程中需合成大量直接参与光反应的蛋白质。其中部分蛋白质由存在于 中的基因编码,需通过特定的机制完成跨膜运输;其余蛋白质由存在于 中的基因编码。
答案 (1)差速离心 (2)叶绿体内部结构解体;光合色素减少 (3)水分的散失 (4)细胞核 叶绿体
14.（新情境）(2021辽宁,22,13分)早期地球大气中的O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O2浓度显著增加,CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约为390 μml·ml-1,是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisc) 是一种催化CO2固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩机制,极大地提高了Rubisc所在局部空间位置的CO2浓度,促进了CO2的固定。回答下列问题:
(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisc的催化下,CO2被固定形成 ,进而被还原生成糖类,此过程发生在 中。
(2)海水中的无机碳主要以CO2和HCO3-两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程。图中HCO3-浓度最高的场所是 (填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程有 。
图1
(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HCO3-转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisc附近的CO2浓度。
图2
①由这种CO2浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力 (填 “高于”或“低于”或“等于”) Rubisc。
②图2所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是 。图中由Pyr转变为PEP的过程属于 (填“吸能反应”或“放能反应”)。
③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使用 技术。
(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研究思路合理的有 (多选)。
A.改造植物的HCO3-转运蛋白基因,增强HCO3-的运输能力
B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成
C.改造植物的Rubisc基因,增强CO2固定能力
D.将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
答案 (1)C3(三碳化合物) 叶绿体基质 (2)叶绿体 呼吸作用和光合作用(光反应) (3)①高于 ②NADPH和ATP 吸能反应 ③同位素标记 (4)ACD
考点3 光合作用的影响因素及应用
15.(2022福建,13,4分)曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。如图中的曲线可以表示相应生命活动变化关系的是( )
A.曲线a可表示自然状态下,某植物CO2吸收速率随环境CO2浓度变化的关系
B.曲线a可表示葡萄糖进入红细胞时,物质运输速率随膜两侧物质浓度差变化的关系
C.曲线b可表示自然状态下,某池塘草鱼种群增长速率随时间变化的关系
D.曲线b可表示在晴朗的白天,某作物净光合速率随光照强度变化的关系
答案 C
16.(2022海南,3,3分)某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响,将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,从烧杯底部给予适宜光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验中,温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B.叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C.四组实验中,0.5% NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D.若在4 ℃条件下进行本实验,则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
答案 B
17.(2022北京,2,2分)光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如图。据图分析不能得出( )
A.低于最适温度时,光合速率随温度升高而升高
B.在一定的范围内,CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C. CO2浓度为200 μL·L-1时,温度对光合速率影响小
D. 10 ℃条件下,光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
答案 D
18.(2021辽宁,2,2分)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进行精细管理的高效农业生产系统,常采用无土栽培技术。下列有关叙述错误的是( )
A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度
B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同
C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量
D.适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
答案 B
19.(2023福建,17,10分)秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施,研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响,测定相关指标,结果如图所示。

注:SR表示秸秆还田,NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。
回答下列问题:
(1)玉米绿叶中的叶绿素主要吸收 光。据图1、2可推测,等量配施氮肥条件下,与NSR相比,SR的玉米叶肉细胞中光反应会产生更多的 。据图2可知,与NSR相比,SR显著提高了净光合速率,其净光合速率随着施氮量的增加呈 。
(2)根据图中实验结果,下列关于玉米光合作用的叙述正确的是 。(多选,填序号)
A.胞间CO2浓度与气孔开放程度及细胞对CO2的固定量有关
B.与SR相比,NSR会降低蒸腾速率,但有利于细胞对CO2的吸收
C.与SR相比,NSR的胞间CO2浓度更高,细胞对CO2的固定量更多
D.当配施氮肥量为180 kg·hm-2时,细胞加大了对CO2的固定,导致胞间CO2浓度降低
E.与配施氮肥量为180 kg·hm-2相比,过多的施氮量会使细胞吸收的CO2减少,最终导致叶绿素转化光能的效率下降
(3)结合上述实验结果,从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因 。
答案 (1)红光、蓝紫 ATP、NADPH和O2 先增加后减少 (2)ADE (3)过量施氮肥增加生产成本,反而可能减产;过量施氮肥会导致土壤污染、水体污染等环境问题
20.（新思维）(2023山东,21,10分)当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光反应阶段的 PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如图所示。实验中强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中,影响光合作用强度的主要环境因素有 (答出2个因素即可)。
(2)根据本实验, (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱,理由是 。
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量 (填“多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本实验推测,原因是 。
答案 (1)有无光照、有无H基因或H蛋白 温度、CO2浓度、水 (2)不能 野生型PSⅡ损伤大但能修复;突变体PSⅡ损伤小但不能修复 (3)少 突变体NPQ高,PSⅡ损伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多
21.(2023全国乙,29,10分)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开,反之关闭。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。
(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 (答出2点即可)等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是 。
(3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是,蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔
(填“能”或“不能”)维持一定的开度。
答案 (1)呼吸作用、光合作用 (2)保卫细胞在红光下进行光合作用合成蔗糖等有机物,使保卫细胞的渗透压增大,引起保卫细胞吸水,体积膨大,气孔打开 (3)蓝光作为一种信号促进保卫细胞逆浓度吸收K+,使保卫细胞内渗透压升高,保卫细胞吸水,体积膨大,气孔进一步打开 (4)能
22.（热点透）(2023海南,16,10分)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物,冬季日照时间不足导致其不能正常开花,在生产实践中需要夜间补光,使火龙果提前开花,提早上市。某团队研究了同一光照强度下,不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响,结果如图。
回答下列问题。
(1)光合作用时,火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ;用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中,以滤液细线为基准,按照自下而上的次序,该光合色素的色素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明,三种补光光源中最佳的是 ,该光源的最佳补光时间是 小时/天,判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源,设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。
答案 (1)叶绿素 1、2 (2)红光+蓝光 6 在不同的补光时间内,红光+蓝光的补光光源获得的平均花朵数均最多,有利于促进火龙果的成花 (3)将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组,分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间,一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量,产量最高的则为最适光照强度。
23.(2021河北,19,10分)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12 g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见表。
注:气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题:
(1)植物细胞中自由水的生理作用包括 等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的 ,提高植株氮供应水平。
(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能,用于驱动 两种物质的合成以及 的分解;RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到 分子上,反应形成的产物被还原为糖类。
(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞CO2供应量增加的原因是 。
答案 (1)细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质和代谢废物(任写两点即可) 吸收和运输 (2)镁(或Mg) NADPH和ATP 水 C5 (3)玉米植株气孔导度增大,吸收的CO2增加
考点4 光合作用与细胞呼吸综合
24.(2023湖北,11,2分)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产3%~8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是( )
A.呼吸作用变强,消耗大量养分
B.光合作用强度减弱,有机物合成减少
C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫
D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
答案 D
25.(2023北京,3,2分)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是( )
A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用
D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
答案 C
26.(2023新课标,2,6分)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。
①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理 ⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物
关于这些措施,下列说法合理的是( )
A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系
B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗
C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用
D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
答案 A
27.（新情境）(2021广东,15,4分)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是( )
A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)
B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)
C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关
D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
答案 D
28.(2022湖南,13,4分)(不定项)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下降
答案 AD
29.(2023辽宁,21,11分)花生抗逆性强,部分品种可以在盐碱土区种植。如图是四个品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值(SPAD)(图1)和净光合速率(图2)。回答下列问题:
图2
花生叶肉细胞中的叶绿素包括 ,主要吸收 光,可用
等有机溶剂从叶片中提取。
(2)盐添加量不同的条件下,叶绿素含量受影响最显著的品种是 。
(3)在光照强度为500 μml·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下,LH12的光合速率 (填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率,判断的依据是 。在光照强度为1 500 μml·m-2·s-1、NaCl添加量为3.0 g·kg-1的条件下,HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率,原因可能是HY25的 含量高,光反应生成更多的 ,促进了暗反应进行。
(4)依据图2,在中盐(2.0 g·kg-1)土区适宜选择种植 品种。
答案 (1)叶绿素a和叶绿素b 红光和蓝紫 无水乙醇 (2)HH1 (3)大于 植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率,此时LH12和HH1的净光合速率基本相等,但是LH12的呼吸速率大于HH1的呼吸速率 叶绿素 NADPH和ATP (4)LH12
30.(2023河北,19,10分)拟南芥发育早期的叶肉细胞中,未成熟叶绿体发育所需ATP须借助其膜上的转运蛋白H由细胞质基质进入。发育到一定阶段,叶肉细胞H基因表达量下降,细胞质基质ATP向成熟叶绿体转运受阻。
回答下列问题:
(1)未成熟叶绿体发育所需ATP主要在 合成,经细胞质基质进入叶绿体。
(2)光照时,叶绿体类囊体膜上的色素捕获光能,将其转化为ATP和 中的化学能,这些化学能经 阶段释放并转化为糖类中的化学能。
(3)研究者通过转基因技术在叶绿体成熟的叶肉细胞中实现H基因过量表达,对转H基因和非转基因叶肉细胞进行黑暗处理,之后检测二者细胞质基质和叶绿体基质中ATP相对浓度,结果如图。相对于非转基因细胞,转基因细胞的细胞质基质ATP浓度明显 。据此推测,H基因的过量表达造成细胞质基质ATP被 (填“叶绿体”或“线粒体”)大量消耗,细胞有氧呼吸强度 。
(4)综合上述分析,叶肉细胞通过下调 阻止细胞质基质ATP进入成熟的叶绿体,从而防止线粒体 ,以保证光合产物可转运到其他细胞供能。
答案 (1)线粒体(或“线粒体内膜”) (2)NADPH(或“还原型辅酶Ⅱ”) 暗反应(或“卡尔文循环”) (3)降低 叶绿体 升高 (4)H基因表达(或“H蛋白数量”) 过多消耗光合产物(或“有氧呼吸增强”)
31.(2023江苏,19,12分)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题:
图1
(1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在 (从①~④中选填);NADPH可用于CO2固定产物的还原,其场所有 (从①~④中选填)。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有H2O、 (填写2种)等。
(2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场所有 (从①~④中选填)。保卫细胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为 进入线粒体,经过TCA循环产生的 最终通过电子传递链氧化产生ATP。
(3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形成跨膜的 ,驱动细胞吸收K+等离子。
(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞 ,促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系,对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究,其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有 。
A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
答案 (1)④ ①④ K+、苹果酸 (2)①②④ 丙酮酸 NADH或[H] (3)电化学势梯度(或H+浓度差) (4)吸收水分 (5)ABD
32.(2022湖北,21,13分)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随着光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同。研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天。在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。

图1图2图3
【注】曲线1:甲对照组,曲线2:乙对照组,曲线3:甲实验组,曲线4:乙实验组。
回答下列问题:
(1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会 (填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明 。
(3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的 ,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明 。
(4)实验发现,处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降。为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为 ,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
答案 (1)增大 (2)高浓度臭氧处理甲植物的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小 (3)实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度O3对不同种类植物光合作用产生的抑制效果不同 (4)A基因过量表达的乙植物的净光合速率与A基因表达量下降的乙植物的净光合速率相同

限时拔高练1
时间:20 min
一、单项选择题
1.(2024届重庆八中入学测,6)羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点,成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是( )
A.羽衣甘蓝的叶色丰富多变可能与色素在不同的温度、pH下发生变化有关
B.色素1在层析液中的溶解度最大,且在1、2、3、4四种色素中含量最少
C.色素1、2、3、4存在于类囊体上,色素5存在于液泡中,均能转换光能
D.图甲和图乙实验结果对照,说明色素1~4是脂溶性,色素5具有水溶性
答案 C
2.（新教材）(2024届湖北孝感开学考,5)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,这就是著名的希尔反应。下列叙述错误的是( )
A.希尔反应让当时的科学界认识到光合作用产生的O2很可能不来源于CO2
B.光合作用中的NADPH与希尔反应中的铁盐,作用是类似的
C.希尔的实验可以说明水的光解与糖的合成并不是同一个反应
D.光合作用并非整个过程都直接需要光照
答案 B
3.（热点透）(2024届湖北黄冈一调,15)水稻和油菜均为我国重要的农作物,水稻属于阳生植物,油菜属于阴生植物。科研工作者在温度、水分均适宜的条件下,测得两种农作物光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.若向土壤中适当施加氮肥,甲植物的a左移
B.光照强度大于b时,限制水稻P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度
C.光照强度为c时,水稻和油菜的净光合速率相等
D.若每日光照12 h,光照强度为b,油菜和水稻均能生长
答案 A
二、不定项或多项选择题
4.(2023河北沧州三模,14)(多选)如图表示夏季某植物体在不同程度遮光条件下净光合速率的部分日变化。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.b点时产生NADPH的细胞器有线粒体、叶绿体
B.影响ef段净光合速率的主要环境因素是CO2浓度
C.cd段植物体内有机物含量基本不发生变化
D.由图可知,一定程度的遮光可以提高净光合速率
答案 ABC
三、非选择题
5.(2024届河北秦皇岛开学考,19)科研人员在植物工厂内对某种植物幼苗在不同环境条件下的代谢速率和胞内物质含量做了一系列研究,结果如图所示。甲、乙两图中的分组如下:CK组(白光)、A组(红光∶蓝光=1∶2)、B组(红光∶蓝光=3∶2)、C组(红光∶蓝光=2∶1),每组光源的输出功率相同。请根据所学内容回答下列问题:

(1)光合作用的原料是 ,光照为植物的光合作用提供了 。
(2)由图甲、图乙可知,选用红、蓝光配比为 时,最有利于该植物产量的提高,其原因是 。
(3)图丙中CP点时光合作用与呼吸作用的强度关系是 ,M点时植物的 作用速率最高。
(4)图丙在低光照条件下,植物CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是 。
答案 (1)CO2和H2O 能量 (2)3∶2 叶绿素和含氮物质的含量最高,有机物积累最多(干重最多) (3)光合作用速率与呼吸作用速率相等 净光合 (4)低光照条件限制了光合作用速率的提高,但呼吸作用速率随着叶温上升而提高,导致净光合作用速率下降
6.（新思维）(2024届河北唐山摸底,19)H2S是继NO和CO之后发现的第3种气体信号分子,科研人员研究了干旱胁迫和外源H2S对某植物光合作用强度和相关指标的影响,实验结果如图所示。
回答下列问题:
(1)测定叶绿素含量前可用无水乙醇提取光合色素,原理是 ,RuBP羧化酶可催化CO2的固定,其发挥作用的场所是 。
(2)干旱胁迫通过影响光合作用的 阶段降低植物净光合速率,原因是 。
(3)内源H2S可能由 (填“氨基酸”“单糖”或“核苷酸”)代谢产生。H2S能缓解干旱胁迫带来的危害,其作用机理是 。
答案 (1)光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂 叶绿体基质 (2)暗反应 干旱胁迫导致气孔导度下降,CO2吸收减少;RuBP羧化酶活性下降,CO2的固定速率减慢 (3)氨基酸 干旱胁迫时施加H2S增加了叶绿素含量,提高了RuBP羧化酶活性,从而提高了光合速率;同时气孔导度下降,可减少植物蒸腾作用失水
限时拔高练2
时间:20 min
一、单项选择题
1.（新情境）(2024届湖北武汉一调,3)叶绿体中紧密垛叠的类囊体被称为基粒类囊体,而与基粒相连的非垛叠的膜则被称为基质类囊体。下列叙述错误的是( )
A.类囊体基粒膜区和基质膜区相互连接形成一个连续的膜系统
B.垛叠区与非垛叠区的比例会影响叶绿体对光能的捕获和利用
C.类囊体垛叠形成基粒扩展了受光面积,可提高光能的利用率
D.基质类囊体不含有光合色素,是光合作用暗反应进行的场所
答案 D
2.(2023湖北八市一模,5)将不同种类的种子分别置于条件适宜的密闭玻璃容器中,并检测其在萌发过程中的相关物质的变化量,下列叙述正确的是( )
A.若某一种子发芽前O2吸收量大于CO2释放量,则呼吸作用的底物只有糖类
B.若在密闭容器中充入18O标记的O2,一段时间后能检测到放射性的CO2
C.若经过一昼夜,密闭容器中CO2的浓度降低,则萌发的种子已进行光合作用
D.种子发芽长出绿叶后,若光照条件突然变弱,则短时间内叶肉细胞中C5的含量会升高
答案 C
3.（新情境）(2023河北沧州三模,4)研究人员从菠菜中分离出叶绿体的类囊体,并将其和CETCH循环(一种人工固定CO2的方法体系)一起包裹在类似膜泡的小液滴中,成功研制出了半天然半合成的人造叶绿体,其技术途径如图所示。下列说法错误的是( )
A.光照越强,CETCH循环的速率就越快
B.可使用差速离心法从菠菜叶肉细胞中分离出叶绿体
C.人造叶绿体的研制体现了结构与功能相适应的原理
D.若上述技术得到广泛应用,则在一定程度上有助于抵消碳排放的影响
答案 A
二、不定项或多项选择题
4.（新情境）(2024届辽宁沈阳二中摸底,19)(不定项)某实验小组将叶绿体和相关化学物质在抽去空气的溶液中进行了如下实验:
注:DCPIP是一种可以接受氢的化合物,氧化态为蓝紫色,被还原后为无色
关于该实验的分析错误的是( )
A.该实验说明光合作用产生的O2中的氧元素全部来源于H2O
B.向实验后的甲组通入CO2并作黑暗处理,可证明光反应和暗反应不是同一个化学反应
C.对比丙组和丁组实验,说明DCPIP不能穿过叶绿体的双层膜
D.向实验后的乙组通入CO2并作黑暗处理,检测NADPH的含量可证明其参与暗反应
答案 AB
三、非选择题
5.(2024届海南中学零诊,16)土壤缺水明显抑制植物生长的现象称为干旱胁迫。某小组研究了小麦在干旱胁迫下对净光合速率的影响,结果如图,请回答下列问题:
(1)小麦进行光合作用时光反应阶段是在 上进行的。处理1.5 h后,小麦净光合速率逐渐降低,可能的原因是水分亏缺,一方面导致叶片气孔关闭, 吸收量减少;另一方面是叶绿素含量降低,导致用于暗反应的物质 产生量减少。若小麦早上8点到达光补偿点时,其光合作用所需的CO2来源于 (生理过程或细胞器)。
(2)处理2.75 h后,实验组出现净光合速率上升的原因可能是 。
(3)为探究干旱对小麦、玉米叶片净光合作用的影响程度哪种更大,研究小组设计了如表所示实验方案。
请分析该方案是否可行 (填“可行”或“不可行”),并简述理由: 。
答案 (1)叶绿体的类囊体薄膜 CO2 NADPH和ATP 细胞呼吸(或线粒体) (2)该条件下呼吸作用减弱幅度比光合作用更大 (3)不可行 缺乏自身对照,两组相互对照只能得出两种植物在干旱条件下净光合作用的差异,不能得出干旱胁迫分别对两种植物净光合作用影响程度的大小
6.（热点透）(2024届福建宁德一中一检,18)绿色植物中RuBP羧化酶(Rubisc)具有双重活性,当O2/CO2偏高时,光呼吸的过程会加强。光呼吸过程中会消耗O2并且生成CO2,是一个高耗能的反应(如图所示)。过氧化物酶体为细胞质中单层膜细胞器,负责将C2(乙醇酸)氧化为乙醛酸和过氧化氢。回答问题:
(1)据图中的信息,光呼吸过程中,绿色植物在Rubisc催化下, 与C5反应,形成的 中的C最终进入线粒体放出CO2。据图推测参与此过程的细胞器有 。
(2)科学家利用水稻自身基因构建了一条新的光呼吸支路,简称GOC支路。通过多转基因技术成功将GOC支路导入水稻并定位至叶绿体中,使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被完全分解为CO2,从而 (填“促进”或“抑制”)光呼吸。研究发现,光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。据上述信息推测,细胞中CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加,原因是 。
(3)在干旱和过强光照下,因为温度高、蒸腾作用强,气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的 ,光呼吸产生的 又可以作为暗反应阶段的原料,因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。
答案 (1)O2 C2(乙醇酸) 叶绿体、线粒体、过氧化物酶体 (2)抑制 高浓度CO2可减少Rubisc与O2结合,减少光呼吸 (3)ATP和NADPH CO2
考法综合练
1.（新情境）(2024届福建福州一模,10)动物细胞中的脱氢酶可将NADPH转化为NADH。骨关节炎是一种常见的退行性疾病,其软骨细胞表现出能量和NADPH耗竭。2022年中国科学家的研究成果登上了《自然》杂志,他们成功从菠菜中提取类囊体,用膜包裹后将其递送到小鼠退变的软骨细胞内,改善了软骨细胞的代谢。下列说法错误的是( )
A.将类囊体转入软骨细胞应用了膜流动性的原理
B.用红光照射改造过的软骨细胞,可产生NADPH
C.光照下被改造的软骨细胞可利用CO2,制造有机物
D.转入的类囊体可以提高软骨细胞有氧呼吸的速率
答案 C
2.(2023湖北武汉一中三模,6)多肉作为一种盆栽植物,种类多样且颜色各异,在世界各地广受欢迎。多肉繁殖容易,一片完整的叶就可以繁殖成一颗多肉。有一种多肉植物其叶片白天气孔关闭,晚上气孔开放。下列说法错误的是( )
A.该多肉植物白天气孔关闭,能有效防止水分过度散失,提高了抗干旱能力
B.该多肉植物晚上气孔开放后开始从外界吸收二氧化碳,光合作用随之增强
C.多肉植物的颜色各异,可能与叶绿体内的色素及液泡内的色素有关
D.一片完整的多肉叶片能繁殖成一颗多肉,这与植物细胞的全能性有关
答案 B
3.（新思维）(2024届湖北黄冈一调,21)绿色植物光合作用光反应的机理如图所示,其中PSⅠ和PSⅡ表示光系统Ⅰ和光系统Ⅱ。请回答下列问题。
(1)光反应过程中光能转换成电能,最终转换为 。自然界中某些细菌如紫色细菌进行光合作用时不会产生氧气,推测此类细菌可能不具备 (填“PSⅠ”或“PSⅡ”)。据图分析,绿色植物叶肉细胞产生的O2进入相邻细胞被利用,至少需要穿过 层膜。
(2)图中PSⅡ接受光能激发释放的e-经过一系列的传递体形成电子流,e-的最终受体是 。有氧呼吸过程中产生的H+和e-的最终受体是 。
(3)PSⅡ核心蛋白D1对强光高度敏感,容易受强光损伤,导致PSⅡ活性降低,出现光伤害,可能引起植物死亡。高等植物的叶绿体存在PSⅡ修复途径,该途径首先降解受损的D1,新合成的D1才能替代原有的D1,从而恢复PSⅡ的活性。科学家研究发现,CLH(叶绿素酶)能促进受损的D1降解,具有光保护功能。为验证上述推测,科研人员分别测定野生型(甲)、 的突变型(乙)和 的突变型(丙)拟南芥在强光照射后的受损的D1的含量和生存率,预期实验结果为 。
答案 (1)ATP和NADPH中活跃的化学能 PSⅡ 7 (2)NADP+ O2 (3)CLH基因缺失(CLH基因不能表达或CLH基因不能正常表达或表达量低) CLH基因过量表达(CLH基因表达量高) 受损的D1的含量:乙>甲>丙;生存率:丙>甲>乙植株
类型
叶绿
素a
叶绿
素b
类胡萝
卜素
叶绿素/类
胡萝卜素
野生型
1 235
519
419
4.19
突变体1
512
75
370
1.59
突变体2
115
20
379
0.35
样品
叶绿素a(mg·g-1)
叶绿素b(mg·g-1)
上层
0.199
0.123
中层
0.228
0.123
下层
0.684
0.453
生理指标
对照组
施氮组
水+氮组
自由水/结合水
6.2
6.8
7.8
气孔导度
(mml·m-2·s-1)
85
65
196
叶绿素含量(mg·g-1)
9.8
11.8
12.6
RuBP羧化酶活性
(μml·h-1·g-1)
316
640
716
光合速率
(μml·m-2·s-1)
6.5
8.5
11.4
组别
叶绿体类型
加入的
物质
条件
溶液中的
物质及颜色
甲组
完整叶绿体
NADP+
溶液
适宜
温度
和光
照等
条件
微量O2
乙组
叶绿体膜破
裂的匀浆
NADP+
溶液
微量O2和NADPH
丙组
完整叶绿体
DCPIP
溶液
微量O2,溶液为蓝紫色
丁组
叶绿体膜破
裂的匀浆
DCPIP
溶液
微量O2,溶液变为无色
组别
材料
实验条件
CO2吸收量
[mg/(100 cm2·h)]
1
小麦
叶片
相同程度的干旱条件,其余条件相同且适宜
M
2
玉米
叶片
N