高考生物一轮考点通关卷10 光合作用（解析版）

这是一份高考生物一轮考点通关卷10 光合作用（解析版），共34页。试卷主要包含了“绿叶中色素的提取和分离”实验，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗，1937年英国植物学家希尔发现等内容，欢迎下载使用。
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．“绿叶中色素的提取和分离”实验
（1）提取色素的原理是 ，分离色素的原理是_______________________
_________________________________________________________________________________________。
色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇： ； SiO2： ；
CaCO3： 。
2．将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口 。（P98“探究·实践”）
3．将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。注意，不能让 触及 。（P99“探究·实践”）
4．叶绿素a和叶绿素b主要吸收 光和 光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收 光。这些色素吸收的光都可用于光合作用。（P99）
【答案】
1.（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大， 随层析液在滤纸上扩散的速度越快 （2）提取色素 使研磨更充分 防止色素被破坏 2.塞严 3.滤液细线 层析液 4.蓝紫 红 蓝紫 类胡萝卜素 叶绿素b 叶绿素a
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：20分钟
一、单选题
1．下列关于高等植物细胞内叶绿体的结构及功能，叙述正确的是（ ）
A．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多
B．叶片呈现绿色是因为叶绿素能有效地吸收绿光
C．光合色素被破坏则不能进行光合作用
D．光合作用需要的酶全部分布在叶绿体基质中
【答案】C
【分析】叶绿体中的色素包括类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）、叶绿素（叶绿素a、叶绿素b），分布在叶绿体的类囊体薄膜上，作用是吸收、传递、转化光能。其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，几乎不吸收绿光，反射绿光较多，所以叶片呈现绿色。
【详解】A、叶片黄化是由于叶绿素被分解或含量减少，叶绿体对红光的吸收会减少，A错误；
B、叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光和红光，绿光吸收最少，反射多，所以叶片呈现绿色，B错误；
C、光合作用需要光，而光是由色素吸收、传递和转化的，因此光合色素被破坏则不能进行光合作用，C正确；
D、光合作用需要的酶分布在叶绿体基粒和基质中，D错误。
故选C。
2．问天实验舱里的植物是在实验柜里培养的，实验柜里的人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量，植物之所以能够利用光能与其细胞内特定的物质和结构是密不可分的。下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（ ）
A．用秋天枫树的红叶做实验，滤纸条上会出现红色的色素带
B．需用体积分数为50%的乙醇溶液提取叶绿体中的光合色素
C．若使用的叶片已发黄，则层析后滤纸条上可能缺少中间两条色素带
D．色素提取加入碳酸钙以防止色素被破坏，过滤时选用尼龙布效果更好
【答案】D
【分析】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。由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同色素的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，反之则慢。
【详解】A、叶绿体色素不溶于水，可溶于有机溶剂，枫树红叶中的红色素是水溶性色素，因此滤纸条上不会出现红色的色素带，A错误；
B、通常用无水乙醇提取叶绿体中的光合色素，B错误；
C、中间两条色素带为叶黄素和叶绿素a，叶片发黄，不会缺少叶黄素，C错误；
D、色素提取加入碳酸钙以防止色素被破坏，过滤时选用尼龙布效果更好，D正确。
故选D。
3．纸层析法分离叶绿体色素时，可用迁移率(Rf)来鉴定色素的种类，迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中色素层析结果(部分数据)。相关叙述正确的是（ ）
A．该实验所用的层析液中包含苯、丙酮、无水乙醇等成分
B．色素3的迁移率(Rf)为0.2，若植物体缺镁，该色素含量会减少
C．色素1和2 主要吸收红光和蓝紫光，色素3 和4主要吸收蓝紫光
D．根尖细胞中不含叶绿素及相关基因，不能作为提取色素的材料
【答案】B
【分析】分离色素利用纸层析法，原理是四种色素在层析液中溶解度不同，溶液度高的扩散速度快，结果从上而下分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色）。
【详解】A、该实验所用的层析液由20份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成，A错误；
B、根据实验1、2、3三组数据可求出，色素3平均移动距离为（1.9+1.5+1.4）3=1.6，溶剂平均移动距离为（7.8+8.2+8.0） 3=8.0，所以Rf值为1.6/8.0=0.2。根据Rf的大小可知，色素3是叶绿素a，其化学元素组成有镁，若植物体缺镁，该色素含量会减少，B正确；
C、根据Rf的大小可知，色素1是胡萝卜素，色素2是叶黄素，色素3是叶绿素a，色素4是叶绿素b。叶绿素（3和4）主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素（1和2）主要吸收蓝紫光，C错误；
D、根尖细胞中不含叶绿素，不能作为提取色素的材料，但是含有相关基因，D错误。
故选B。
4．有些植物的叶片在夏季是绿色，到了秋季会变成黄色。下列有关叙述错误的是（ ）
A．可用纸层析法提取并分离叶片中的色素来探究叶片变黄的原因
B．叶片变黄后对红光的吸收量会降低
C．叶片变黄后含镁的光合色素含量会降低
D．叶片变黄可能与类胡萝卜素含量占比升高有关
【答案】A
【分析】叶绿体中的色素有4种，即胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b；类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)吸收蓝紫光，叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)可以吸收红光和蓝紫光。
【详解】A、可用纸层析法分离叶片中的色素，但不能用纸层析法提取色素，提取色素一般用无水乙醇，A错误；
B、叶片变黄后，叶绿素含量降低，对红光的吸收量会降低，B正确；
C、叶片变黄后，叶绿素含量降低，含镁的光合色素含量会降低，C正确；
D、叶片变黄可能与类胡萝卜素含量占比升高有关，D正确。
故选A。
5．科学家在研究光合作用的暗反应过程中碳元素的去向时，采用的方法是（ ）
A．同位素标记法B．假说-演绎法
C．物理模型建构法D．差速离心法
【答案】A
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。
【详解】科学家在研究光合作用的暗反应过程中碳元素的去向时，用放射性同位素14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，最终探明了碳在光合作用过程中的转移途径，属于同位素标记法，A正确，BCD错误。
故选A。
6．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
【答案】D
【分析】光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。（1）光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、化合作用的酶。具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢；②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP，此过程将光能变为ATP活跃的化学能。（2）暗反应在叶绿体基质中进行，有光或无光均可进行，反应步骤：①二氧化碳的固定，二氧化碳与五碳化合物结合生成两个三碳化合物；②二氧化碳的还原，三碳化合物接受还原氢、酶、ATP生成有机物．此过程中ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能；光反应为暗反应提供了NADPH和ATP，NADPH和ATP能够将三碳化合物还原形成有机物。
【详解】A、该实验模拟了光反应的物质变化过程，产生具有还原性的NADPH还原黄色的铁氰化钾，A错误；
B、释放氧气的过程属于光反应，场所在类囊体薄膜上，B错误；
C、该实验只说明水的光解，没有体现糖的合成，无法判断他们之间的联系，C错误；
D、黄色的铁氰化钾因被还原而褪色，NADPH具有还原作用，推测黄色铁氰化钾褪色是NADPH的作用，D正确。
故选D。
7．1937年英国植物学家希尔发现：在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有，没有），在光照条件下发生了水的光解、产生氧气的现象。下列说法错误的是（ ）
A．该实验说明光合作用产生的氧气中的氧全部来自于
B．该实验说明光合作用的过程中能产生还原剂和
C．希尔反应说明水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应
D．希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化
【答案】A
【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，即光反应的部分过程。
【详解】A、希尔反应证明了光合作用产生O2，但不能证明植物光合作用产生的O2中的氧元素全部来自H2O，也可能来自于其他有机物，A错误；
B、希尔反应是在有氧化剂的条件下，同时光照发生了水的光解、产生氧气，因此可以说明光合作用的过程中能产生还原剂和 O2，B正确；
C、希尔反应过程中只有O2的产生，但没有糖类的生成，可以说明水的光解和糖类的合成不是同一个化学反应，C正确；
D、希尔反应过程发生了水的光解、产生氧气的现象，模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化，D正确。
故选A。
8．在探索叶绿体功能的过程中，恩格尔曼设计并完成了两个实验：①把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中； 如果把装置放在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光部位。②用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，大量需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。下列叙述错误的是（ ）
A．恩格尔曼的实验①直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B．根据恩格尔曼的实验②可以推测光合色素主要吸收红光和蓝紫光
C．恩格尔曼的两个实验之间形成相互对照证明叶绿体是光合作用的场所
D．水绵释放的氧气可以供给需氧细菌和水绵自身完成有氧呼吸第三阶段
【答案】C
【分析】恩吉尔曼把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境里，用极细的光束照射水绵。显微镜观察发现，好氧性细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近，说明这些部位释放了氧气，即水绵的这些部位进行了光合作用，从而说明光合作用的场所是叶绿体。
【详解】A、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；
B、叶绿体中的色素在光合作用中所起的主要作用是吸收可见的太阳光，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B正确；
C、用极细的光束照射水绵的叶绿体，曝光部位是水绵在自然状态下的生长状态，故为对照组，未曝光的部位是人为处理后（黑暗）的条件，故应为实验组，可以更加准确地判断产生氧气的部位是叶绿体，从而得出叶绿体是光合作用的场所的结论，C错误；
D、有氧呼吸的第三阶段消耗氧气，所以水绵释放的氧气可以供给需氧细菌和水绵自身完成有氧呼吸第三阶段，D正确。
故选C。
9．下列对光合作用探索历程的叙述，正确的是（ ）
A．恩格尔曼选择好氧细菌做实验材料可以确定呼吸作用消耗氧气的部位
B．阿尔农发现光下，叶绿体合成ATP伴随着水的光解
C．鲁宾和卡门向植物同时提供H218O、C18O2目的是研究氧气的来源
D．卡尔文用14C标记CO2目的是追踪CO2是如何被固定的
【答案】B
【分析】光合作用的发现历程：
（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；
（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能；
（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；
（4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体；
（5）阿尔农发现：在光照下，叶绿体可以合成ATP，而目这一过程伴随着水的光解
（6）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2中的氧来自水；
（7）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、好氧细菌会向氧气含量高的部位聚集，恩格尔曼选择好氧细菌做实验材料，可以确定植物氧气产生的部位，A错误；
B、阿尔农发现：在光照下，叶绿体可以合成ATP，而目这一过程伴随着水的光解，B正确；
C、鲁宾和卡门的实验：第一组向植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O2，释放的是O2,证明：光合作用产生的O2中的氧来自H2O，而不是CO2，C错误；
D、卡尔文用14C标记CO2目的是：探究CO2的固定过程中碳元素的转移途径，D错误。
故选B。
10．研究人员从菠菜中分离出“捕光器”，并将其和光9种酶结合起来，构成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可在细胞外工作、收集阳光，并利用由此产生的能量将二氧化碳转化成羟基乙酸。其技术途径如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．叶绿体从太阳光中捕获能量主要依靠其类囊体，因为类囊体薄膜上分布着光合色素
B．人造叶绿体捕获光能后将其转化为羟基乙酸中的化学能储存起来，可供工业使用
C．人造叶绿体中的色素也能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
D．红外光和紫外光可被人造叶绿体中的色素吸收用于光合作用
【答案】D
【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、叶绿体类囊体薄膜上分布着光合色素，可以吸收转化传递光能，A正确；
B、分析题意可知：研制出了半天然半合成的人造叶绿体可在细胞外工作、收集阳光，并利用由此产生的能量将二氧化碳转化成羟基乙酸，所以人造叶绿体捕获光能后将其转化为羟基乙酸中的化学能储存起来，可供工业使用，B正确；
C、人造叶绿体中的色素从菠菜中分离出“捕光器”，能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，C正确；
D、人造叶绿体中的色素吸收可见光红光和蓝紫光进行光合作用，红外光和紫外光为不可见光，D错误。
故选D。
二、非选择题
11．硒（Se）是生物体内含量较少的必需元素之一，对植物生长发育起到重要的作用。科研人员探究了不同浓度的Se对斜茎黄芪新生叶中各种光合色素含量的影响，结果如图所示。回答下列问题：

(1)在植物体内，Se属于 元素。由图可知，用5μml·L－1Se溶液处理，会使 （填色素名称）发生较大变化，该色素主要吸收 光。而用100μml·L－1的Se溶液处理会使光合色素明显减少，推测可能的原因是 。
(2)从斜茎黄芪叶中分离叶绿体的方法是 ，分离叶绿体中的色素时，溶解度最大的色素是 。
(3)某同学提出，低浓度Se溶液会增大斜茎黄芪幼苗的净光合速率，高浓度Se会减小其净光合速率，请写出验证该结论的实验思路： 。
【答案】
(1) 微量 叶绿素a 蓝紫光和红光 高浓度的Se抑制了植物对光合色素的合成
(2) 纸层析法 胡萝卜素
(3)分别用低浓度Se溶液和高浓度Se溶液处理斜茎黄芪幼苗，检测两组斜茎黄芪幼苗的净光合速率。
【分析】
1.二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。
2.绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】
（1）在植物体内元素分为大量元素和微量元素，Se属于微量元素。分析图可以看出用5μml·L－1Se溶液处理，会使叶绿素a发生较大变化，该色素主要吸收光蓝紫光和红光。而用100μml·L－1的Se溶液处理会使光合色素明显减少，可能是高浓度的Se抑制了植物对光合色素的合成。
（2）分离叶绿体的方法是纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色），溶解度最大的色素是胡萝卜素。
（3）低浓度Se溶液会增大斜茎黄芪幼苗的净光合速率，高浓度Se会减小其净光合速率，实验的自变量是Se溶液的浓度高低，因变量斜茎黄芪幼苗的净光合速率大小，因此实验思路：分别用低浓度Se溶液和高浓度Se溶液处理斜茎黄芪幼苗，检测两组斜茎黄芪幼苗的净光合速率。
12．研究小组以小球藻悬浮液、小球藻细胞中分离得到的叶绿体悬浮液等为实验材料，利用密闭的装置在适宜的光照、温度和pH等条件下，进行了如下实验：
注：悬浮液中没有CO2；铁盐是一种氧化剂，不能提供CO2．
回答下列问题。
(1)该实验的自变量是 。实验产生的物质O2中氧元素来自 。
(2)第③组实验中，光合作用暗反应为光反应提供了 。对比分析第③④⑤组实验可知，在适宜的光照、温度和pH等条件下，叶绿体产生O2还需要提供H2O和 。
(3)第①组小球藻产生的糖类中的碳元素来自 。与第①组相比，第②组小球藻也能产生糖类，这是因为 。
【答案】
(1) 实验材料、提供的物质 H2O
(2) NADP+、ADP和Pi 氧化剂
(3) CO2 第②组小球藻细胞呼吸产生的CO2为光合作用产生糖类提供了原料
【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中，色素吸收、传递光能，并将光能变为 ATP 活跃的化学能。暗反应过程中将 ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。
【详解】
（1）分析表格可知，该实验的自变量是实验材料、提供的物质，由第④组所提供的物质可知，仅H2O含有氧元素，所以实验产生的物质O2中氧元素来自H2O。
（2）光合作用光反应和暗反应紧密联系，第③组实验中，光合作用暗反应为光反应提供了NADP+、ADP和Pi。对比分析第③④⑤组实验可知，在适宜的光照、温度和pH等条件下，叶绿体悬浮液中只加入H2O时，无O2产生，而同时加入H2O和铁盐时，有O2产生，所以叶绿体产生O2还需要提供H2O和氧化剂。
（3）光合产物糖类中的碳元素来自CO2。与第①组相比，第②组小球藻也能产生糖类，这是因为第②组小球藻细胞呼吸产生的CO2为光合作用产生糖类提供了原料。
考点02 光合作用的过程
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：8分钟
1．光合作用的化学反应： _____________________________________________。（P102）
2．叶绿体增大膜面积的方式： 。光合色素分布于 。
3．色素的功能： 。
4．光反应的场所是 ，包括 和 。暗反应的场所是 ，包括 和 。
5．将光反应和暗反应联系起来的物质是 ，光反应的产物 。
6．突然停止光照，下列物质的量如何变化：[H]、ATP 、C3 、C5 。
7．突然停止CO2，下列物质的量如何变化：[H]、ATP 、C3 、C5 。
8．总光合作用可用O2的 或CO2的 或光合作用 的有机物表示。净光合作用可用CO2的 或O2的 或光合作用 的有机物表示。
9．化能合成作用：除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物 时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做 作用，这些细菌也属于自养生物。例如，生活在土壤中的 细菌，不能利用光能，但是能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HNO2），进而将亚硝酸氧化成硝酸（HNO3）。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的 能，将二氧化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。（P106）
【答案】
CO2＋H2Oeq \(――→,\s\up11(光能),\s\d4(叶绿体))（CH2O）＋O2 2.类囊体垛叠形成基粒 类囊体薄膜上 3.吸收、传递、转化光能 4.类囊体薄膜 水的光解 ATP的合成 叶绿体基质 CO2的固定 C3的还原 5.ATP和[H] ATP、[H]、O2 6.下降 增加 下降 7.增加 下降 增加 8.产生量 消耗量（固定量） 制造 吸收量 释放量 积累 9.氧化 化能合成 硝化 化学
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试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：20分钟
一、单选题
1．在光合作用过程中，水的光解和二氧化碳的固定过程分别发生在（ ）
A．均在光反应中B．均在暗反应中
C．光反应和暗反应中D．暗反应和光反应中
【答案】C
【分析】植物在光照条件下进行光合作用，光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解，产生ATP和NADPH，同时释放氧气，ATP和NADPH用于暗反应阶段三碳化合物的还原。
【详解】水的光解发生在光反应阶段，二氧化碳的固定发生在暗反应阶段。ABD错误，C正确。
故选C。
2．如图为F1 F0型ATP合酶（也称为ATP合酶）催化 ATP合成的过程，该酶由F1头部和F0跨膜蛋白构成。有关叙述正确的是（ ）

A．该酶主要分布在线粒体内膜和叶绿体内膜上
B．F1头部可以降低化学反应的活化能
C．ATP合酶在此过程中只起到了催化作用
D．H+以主动运输的方式穿过F0跨膜蛋白
【答案】B
【分析】ATP合成酶化学本质是蛋白质，在核糖体内合成，组成元素包括C、H、O、N等；ATP的组成元素有C、H、O、N、P；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用，场所在线粒体、叶绿体、细胞质基质。
【详解】A、生物体中合成ATP主要通过光合作用和呼吸作用，光合作用在光反应中产生ATP，即在叶绿体的类囊体薄膜上；有氧呼吸三个阶段都产生ATP，主要在第三阶段产生，即线粒体内膜，A错误；
B、在头部发生了ATP的合成发挥了ATP合成酶的作用，所以F1头部能降低化学反应活化能，B正确；
C、分析题图可知，ATP合酶在此过程中起到了催化和运输H＋的作用，C错误；
D、H+穿过膜蛋白时，合成了ATP，并未消耗ATP，所以是协助扩散，D错误。
故选B。
3．某景天科的多肉植物具有特殊的CO2利用方式：夜晚，气孔开放，在PEP羧化酶催化作用下，吸收的CO2与PEP结合形成苹果酸并贮存在液泡中；白天，气孔关闭，苹果酸从液泡进入细胞质基质，分解产生的CO2进入叶绿体参与卡尔文循环。下列分析合理的是（ ）
A．PEP羧化酶的活性白天高于夜晚
B．CO2进入叶绿体与五碳糖结合成三碳糖
C．白天的有机物积累量取决于夜晚的CO2贮存量
D．这种CO2利用方式有利于多肉植物在潮湿环境中生存
【答案】C
【分析】由题意可知，景天科在夜晚经将吸收的CO2与PEP结合形成苹果酸储存在液泡中白天，气孔关闭，苹果酸从液泡进入细胞质基质，分解产生的CO2进入叶绿体参与卡尔文循环，即白天的有机物积累量取决于夜晚的CO2贮存量。
【详解】A、由题意可知，景天科在夜晚经PEP羧化酶催化将吸收的CO2储存在液泡中，所以PEP羧化酶的活性白天低于夜晚，A错误；
B、CO2与PEP结合形成苹果酸，B错误；
C、白天气孔关闭，苹果酸从液泡进入细胞质基质，分解产生的CO2进入叶绿体参与卡尔文循环，白天的有机物积累量取决于夜晚的CO2贮存量，C正确；
D、这种CO2利用方式有利于多肉植物在干旱环境中生存，D错误。
故选C。
4．如图是某植物细胞进行光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表不同的物质。下列有关叙述错误的是（ ）
A．物质Ⅰ在暗反应中既是还原剂，也能提供能量
B．给植物提供H218O，一段时间后检测Ⅱ会出现放射性
C．若提高环境中Ⅲ的浓度，其他条件不变，短时间内C3/C5升高
D．光合作用产物Ⅳ可以转化为蔗糖、淀粉等有机物
【答案】B
【分析】分析题图可知，该图是植物进行光合作用的过程，物质Ⅰ是还原型辅酶Ⅱ（NADPH），物质Ⅱ是水分解产生的产物释放到细胞外，为O2，物质Ⅲ能和C5反应生成C3，因此物质Ⅲ为CO2，物质Ⅳ为C3接受ATP和NADPH提供的能量，被NADPH还原生成的糖类，即光合作用的产物。
【详解】A、由分析可知，物质Ⅰ是NADPH，在暗反应中既是还原剂，也能提供能量，A正确；
B、物质Ⅱ是O2，光反应产生的O2中的O全部来自H2O，若给植物提供H218O，则光反应产生的O2中的O均为O18，但O18没有放射性，是稳定同位素，B错误；
C、物质Ⅲ是CO2，若提高环境中CO2的浓度，其他条件不变，短时间内C5的消耗增加，C3的合成增加，则C3/C5升高，C正确；
D、物质Ⅳ是葡萄糖，可以转化为蔗糖、淀粉等有机物，D正确。
故选B。
5．生物科技小组的同学利用完全培养液，对某种植物离体的叶肉细胞进行悬浮培养，进行了一系列实验测定，绘制成如下图所示曲线。据图分析，正确的是（ ）
A．在35℃时，叶肉细胞的总光合作用速率与呼吸作用速率相等
B．叶肉细胞中光合作用相关酶比呼吸作用相关酶的最适温度低
C．保持其他条件不变，突然增加CO2浓度时，短时间内叶肉细胞中C3和C5的含量将增多
D．该实验需要改变的自变量只有温度
【答案】B
【分析】分析题图可知，光下氧气的释放速率代表净光合速率，氧气的吸收代表的是呼吸速率。植物的真光合速率=净光合速率+呼吸速率。当真光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为0。
【详解】A、光下氧气的释放速率代表净光合速率，黑暗下氧气的吸收代表的是呼吸速率。35℃时，叶肉细胞的净光合速率与呼吸速率相等，那么叶肉细胞的总光合作用速率是呼吸作用速率的两倍，A错误；
B、根据图像分析，光合作用的最适温度大约在25℃，而呼吸作用的最适温度不低于50℃，因此叶肉细胞中光合作用相关酶比呼吸作用相关酶的最适温度低，B正确；
C、短时间内，突然增强CO2浓度时，而CO2的固定速率加快即C5消耗速率加快，C3生成速率加快，而C3的还原速率不变即C5生成速率以及C3消耗速率都不变，因此短时间内叶肉细胞中C3含量将增多，C5含量将减少，C错误；
D、由曲线可知，该实验需要改变的自变量有温度和是否光照，D错误。
故选B。
6．科学家利用细菌视紫红质和ATP合成酶等构建了一种简单的人工光合细胞，可以产生ATP，为细胞代谢提供能量，模式图如下图。关于该人工光合细胞的叙述错误的是（ ）

A．细菌视紫红质类似于光合色素，能够实现能量转换
B．H+利用光能以主动运输的方式进入人工光合细胞器
C．人工光合细胞器膜上产生的ATP只能用于蛋白质的合成
D．人工光合细胞器与植物细胞的叶绿体功能不完全相同
【答案】C
【分析】物质跨膜运输的方式：①自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式，如：氧气、二氧化碳、脂溶性小分子。②协助扩散：借助转运蛋白（载体蛋白和通道蛋白）的扩散方式，如红细胞吸收葡萄糖。③主动运输：逆浓度梯度的运输。消耗能量，需要有载体蛋白。
【详解】A、细菌视紫红质能吸收光能，类似于光合色素，能够将光能转化为ATP中的化学能，实现能量转换，A正确；
B、据图可知，H+从膜外运送到膜内，是从低浓度向高浓度运输，且在此过程中需要光提供能量，故H+利用光能以主动运输的方式进入人工光合细胞器，B正确；
C、分析题意可知，科学家利用细菌视紫红质和ATP合成酶等构建了一种简单的人工光合细胞，人工光合细胞膜类似于类囊体薄膜，人工光合细胞器膜上产生的ATP能用于暗反应，C错误；
D、分析题图可知人工光合细胞器与植物细胞的叶绿体结构和功能不完全相同，D正确。
故选C。
7．下面是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是（ ）
（CH2O）+O2CO2+H2O+能量
A．过程①产生的[H]转移到H2O中，此过程只在线粒体中进行
B．过程①产生的能量全部储存在ATP中
C．过程②产生的（CH2O）中的O来自H2O
D．植物细胞能进行过程①和过程②，动物细胞只能进行过程①
【答案】D
【分析】1、光合作用的过程可以分为光反应和暗反应两个阶段，光反应的产物为氧气、还原氢和ATP，还原氢和ATP可以参与暗反应的三碳化合物的还原；暗反应可以分为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。
2、有氧呼吸全过程：第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中，分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和氧气结合，形成水和大量能量，这一阶段需要氧的参与。
【详解】A、过程①为有氧呼吸，[H]转移到H2O中发生在有氧呼吸的第三阶段，真核细胞中的场所是线粒体，一部分的原核细胞也能进行有氧呼吸，而原核细胞没有线粒体，A错误；
B、过程①为有氧呼吸，有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，B错误；
C、过程②表示光合作用或化能合成作用，原料是二氧化碳和水，其中水中的氧全部转移到氧气中，显然产生的(CH2O)中的氧全部来自CO2，C错误；
D、植物细胞能进行①有氧呼吸和②光合作用，而动物细胞只能进行不能进行光合作用，D正确。
故选D。
8．以某农作物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图，气孔导度大表示气孔开放程度大。下列说法错误的是（ ）

A．蓝光组，光合作用消耗的CO₂多，导致胞间CO₂浓度低
B．红光组，主要由类胡萝卜素吸收光能用于光合作用
C．与红光相比，蓝光能在一定程度上能促进气孔开放
D．大棚种植时，可以适当补充蓝光提高作物产量
【答案】B
【分析】影响光合作用的外部因素因素包括光照（包括光照强度、光照时间长短、光质等）、二氧化碳浓度、温度（主要影响酶的作用）、矿质元素和水等。内部因素主要包括植物自身含有的光合色素含量、与光合作用有关的酶的活性等。
【详解】A、蓝光照射下气孔导度大，且光合速率最大，因此，胞间CO2浓度低，即蓝光组消耗的二氧化碳多，A正确；
B、红光组，主要由叶绿素吸收光能用于光合作用，因为叶绿素能吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，B错误；
C、与红光相比，蓝光照射条件下气孔导度大，且高于白光组，因此推测，蓝光照射能在一定程度上能促进气孔开放，C正确；
D、根据实验结果可知，蓝光照射条件下，植物光合速率高，说明对二氧化碳利用效率高，因此，大棚种植时，可以适当补充蓝光提高作物产量，D正确。
故选B。
9．俗话说“千年铁树开了花，万年枯藤发了芽”，铁树又名苏铁，是珍稀的观叶植物。图是铁树叶肉细胞进行光合作用的示意图，下列有关叙述错误的是（ ）
A．物质b是氧气，是水光解的产物
B．光反应产生的ATP可用于暗反应
C．光反应必须有光，暗反应必须无光
D．此过程中光能转化为稳定的化学能
【答案】C
【分析】光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段在类囊体上进行，暗反应阶段在叶绿体基质中进行。
【详解】AB、光反应阶段发生的一个变化是水分解生成氧气（b）和NADPH（c），另一个变化是ADP和Pi生成ATP（d），其中的NADPH和ATP用于暗反应C3的还原，A、B正确；
C、光反应的发生必须有光，暗反应利用光反应的产物和二氧化碳等物质，不需要光，如果条件合适，有光无光均可发生暗反应，C错误；
D、光合作用的能量的转化为：光反应阶段将光能转化为NADPH和ATP中活跃的化学能，暗反应阶段再转化为有机物中稳定的化学能，D正确。
故选C。
10．图中①②③表示生物体内的细胞代谢过程。下列叙述正确的是（ ）
A．蓝细菌进行过程①合成葡萄糖时，利用的是化学能
B．能进行过程②的生物是自养型生物
C．过程③可表示葡萄糖在人体细胞的线粒体中彻底氧化分解
D．乳酸菌进行呼吸作用时，能将葡萄糖中的大部分能量转化成ATP中的活跃化学能
【答案】B
【分析】分析题图：图中①②③表示生物体内的代谢反应过程，其中①表示化能合成作用，②表示光合作用，③表示细胞有氧呼吸。
【详解】A、①表示化能合成作用，②表示光合作用，所以合成葡萄糖时，过程①利用的是化学能，过程②利用的是光能，蓝细菌无法进行化能合成作用，只能进行光合作用，A错误；
B、能进行过程①或过程②的生物可以将CO2转变为葡萄糖，是自养生物，B正确；
C、葡萄糖不能在线粒体中分解，需要被分解为丙酮酸才能被线粒体分解，C错误；
D、乳酸菌只能进行无氧呼吸产生乳酸，释放少量的能量，大量的能量留在乳酸中，释放出的能量中大部分以热能释放，少部分转变为ATP的化学能，D错误。
故选B。
二、非选择题
11．下图为植物细胞光合作用和细胞呼吸等代谢的部分过程简图，图中①～⑦为相关生理过程。请据图回答下列问题：
(1)进行光合作用的色素存在于叶肉细胞的 上，在“光合色素的提取与分离”实验中，用 提取光合色素。“看万山红遍，层林尽染”是因为秋季植物叶肉细胞中的叶绿素被分解，剩下的光合色素为 ，它们主要吸收 。
(2)过程④进行的场所是 ，过程⑤的名称为 。人体肌肉细胞进行的细胞呼吸与上图中不同之处是 。
(3)相关生理过程①～⑦中，在洋葱根尖成熟区细胞中不能发生的是 （填序号），其中需要消耗ATP的生理过程为 （填序号）。
(4)适宜自然条件下正常生长的植物，在突然增大CO2供应后，短期内三碳酸的含量 （填“增多”“不变”或“减少”）。
【答案】
(1)类囊体膜 95%的乙醇 类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素） 蓝紫光
(2) 叶绿体基质 糖酵解 ⑦阶段生成乳酸
(3) ③④ ②④
(4)增多
【分析】题图分析，①表示细胞通过渗透作用吸水，②表示吸收矿质元素离子，③表示光反应阶段，④表示暗反应阶段，⑤表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，⑥表示有氧呼吸的第二、三阶段，⑦表示无氧呼吸的第二阶段。
【详解】
（1）进行光合作用的色素存在于叶肉细胞的类囊体薄膜上；在“光合色素的提取与分离”实验中，用95%的乙醇或无水乙醇提取光合色素，该操作是根据光合色素能够溶解到无水乙醇中设计的。“看万山红遍，层林尽染”是因为秋季植物叶肉细胞中的叶绿素被分解，剩下的类胡萝卜素几乎不吸收红光，其主要吸收蓝紫光。
（2）过程④为暗反应阶段，该过程进行的场所是叶绿体基质，过程⑤的名称为糖酵解，该过程发生在细胞质基质中。人体肌肉细胞进行的细胞呼吸为有氧呼吸和无氧呼吸，其无氧呼吸过程不会产生酒精，即肌肉细胞中发生的生理过程与上图中不同之处是⑦阶段生成乳酸。
（3）相关生理过程①～⑦中，在洋葱根尖成熟区细胞中可发生的生理过程是①吸收水分，②吸收无机盐，⑤细胞呼吸第一阶段，⑥有氧呼吸第二、第三阶段，⑦无氧呼吸第二阶段，即洋葱根尖成熟区细胞中不能发生的过程是③④，其中需要消耗ATP的生理过程为②通过主动运输吸收无机盐，④光合作用的暗反应过程，该阶段的C3还原过程会消耗ATP。
（4）适宜自然条件下正常生长的植物，在突然增大CO2供应后，CO2的固定会加快，而C3还原过程还在正常进行，因此，短期内C3的含量增多。
12．如图表示某绿色植物进行光合作用的示意图，请分析回答下列问题：
(1)图中产生的C在该过程的作用是 ，产生C的场所上有色素和酶，色素的作用是： 提取和分离色素所用的试剂分别是 .
(2)图中B表示的物质是 在无光照时，其含量迅速上升的原因是 。图中A代表的物质是 。若适当提高CO2浓度，则短时间内图中C5的含量下降的原因是 。
(3)给该植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O是由于 。
(4)经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成D，原因是没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供 。
【答案】
(1)作为还原剂，为暗反应提供能量 吸收、传递、转化光能 无水乙醇或体积分数95%的乙醇加适量无水碳酸钠 层析液
(2) C3/三碳化合物 无光照时，光反应停止，ATP和还原氢含量下降，从而减少C3的消耗，而C3的合成速率不变，故其含量迅速上升 C5/五碳化合物 适当提高CO2浓度会加快C5的消耗,而其合成速率不变，故短时间内图中C5的含量下降
(3)C18O2经过暗反应合成（CH218O），（CH218O）经过有氧呼吸产生H218O，H218O又参与光合作用产生18O2
(4)NADPH和ATP
【分析】分析题图可知：图示为光合作用示意图，光反应为暗反应提供NADPH和ATP，故C为NADPH，a是CO2的固定过程，b是C3的还原过程，其中A是C5，B是C3，D是（CH2O）。
【详解】
（1）分析题图可知，C为NADPH，其作用是作为C3还原的还原剂，并为暗反应提供能量；类囊体薄膜上分布着色素，作用为吸收、传递、转化光能；提取色素的试剂为无水乙醇或体积分数为95%的乙醇加适量无水碳酸钠 ，分离色素的试剂为层析液。
（2）B是C3，在无光照时，其含量迅速上升的原因是光反应停止，ATP和还原氢含量下降，从而减少C3的消耗，而C3的合成速率不变，故其含量迅速上升；A是C5，若适当提高CO2浓度会加快C5的消耗,而其合成速率不变，故短时间内图中C5的含量下降。
（3）给该植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O是由于C18O2经过暗反应合成（CH218O），（CH218O）经过有氧呼吸产生H218O，H218O又参与光合作用产生18O2。
（4）没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供NADPH和ATP。
13．自然界的植物丰富多样，对环境的适应也各有特色。下图是水稻和玉米的光合作用暗反应及相关代谢示意图。请据图回答相关问题：
(1)水稻在高温、光照强烈、干旱环境中，由于气孔关闭造成 ，而不利于光合作用，过多的O₂可通过 过程消耗。与水稻相比，玉米多一种 酶参与固定CO₂,该酶比Rubisc对CO₂的亲和力大且不与O₂亲和，因此玉米更能适应 的环境。
(2)因玉米维管束鞘细胞的叶绿体无基粒，不能进行光反应，推测其C₃还原过程需要的 来自叶肉细胞。维管束鞘细胞中丙酮酸除来自C₄的分解，还可来自 (填生理过程)。玉米体内也存在光呼吸现象，炎热干燥气候下，C₄循环可以 (填“降低”或“提高”)光呼吸。
(3)科研人员给予水稻48小时持续光照，测定叶肉细胞中的淀粉量，结果如下图2所示。
图2实验结果反映出淀粉积累量与时间的变化关系是 。
【答案】
(1) CO2不能进入叶片，同时引起O2在细胞内积累，抑制光反应和暗反应的进行 光呼吸 PEPC 低浓度CO2
(2) ATP和NADPH 呼吸作用 降低
(3)随着持续光照时间的延长，淀粉积累量先增加，后趋于稳定
【分析】由图1可知，玉米参与CO2固定的酶有Rubisc和PEPC，而水稻只有Rubisc。由图2可知，随着持续光照时间的延长，淀粉积累量先增加，后趋于稳定。
【详解】
（1）在干旱、炎热的环境中，植物由于气孔关闭，造成CO2不能进入叶片，同时引起O2在细胞内积累，抑制光反应和暗反应的进行，从而不利于光合作用。由图可知，过多的O2可通过光呼吸消耗。玉米参与CO2固定的酶有Rubisc和PEPC，而水稻只有Rubisc，由于PEPC比Rubisc对CO₂的亲和力大且不与O₂亲和，所以玉米更适应干旱环境导致的低CO2状态。
（2）因玉米维管束鞘细胞的叶绿体无基粒，不能进行光反应，不能产生ATP和NADPH，推测其C₃还原过程需要的ATP和NADPH来自叶肉细胞。维管束鞘细胞中丙酮酸除来自C₄的分解，还可来自呼吸作用产生的CO2。光呼吸时O2与CO2竞争C5，C₄循环可以通过增加CO2的浓度而降低光呼吸。
（3）由图2可知，随着持续光照时间的延长，淀粉积累量先增加，后趋于稳定。
考点03 探究光合作用的影响因素
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：6分钟
光合作用的强度指植物体 。
2. 影响光合作用强度的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。根据光合作用的反应式可知，光合作用的原料( )、动力( ) 、场所( )，都是影响光合作用强度的因素。
3.探究光照强度对光合作用强度的影响实验原理
(1)利用抽气法排出叶片细胞间隙中的 ，使其沉入水中。
(2)通过 控制光照强度。
(3)光合作用的过程中产生 的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片 。因此可依据一定时间内 ，来比较光合作用强度。
(4)实验结论
在 范围内，光合作用强度随光照强度的增强而。
【答案】
在单位时间内制造有机物的量 2.二氧化碳和水 光照 叶绿体（酶和光合色素） 3.气体 LED台灯与烧杯之间的距离 O2 上浮 小圆形叶片上浮的数量
一定光照强度 增强
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：20分钟
一、单选题
1．如图表示绿色植物光合作用部分过程的图解，下列分析错误的是（ ）
A．该过程不需要光，发生的场所为叶绿体基质
B．细胞呼吸过程中也产生物质A，同样具有还原剂的作用
C．CO2中碳原子的转移途径是CO2→C3→（CH2O）、C5
D．突然降低二氧化碳浓度，短时间内C5的含量迅速上升
【答案】B
【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中，色素吸收、传递光能，并将光能变为 ATP 活跃的化学能。暗反应过程中将 ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。
【详解】A、图示过程是光合作用的暗反应阶段，不需要光，发生的场所为叶绿体基质， A正确；
B、题图中 A 是NADPH，细胞呼吸中产生的［ H ］实际上是还原型辅酶 I ( NADH )，故细胞呼吸和光合作用产生的A不是同一种物质，B错误；
C、暗反应中CO2首先被C5固定生成C3，C3再被还原生成（ CH2O ）和 C5，故CO2中碳原子的转移途径是CO2→C3→（CH2O）、C5，C正确；
D、突然降低CO2浓度，短时间内 C5的消耗量降低，而 C5的合成量不变，所以 C5的含量升高， D正确。
故选B。
2．植物在正常条件下进行光合作用，当突然改变某环境条件后，即可发现其叶肉细胞内C5的含量突然上升而C3迅速下降。突然改变的条件是（ ）
A．停止光照或升高CO2浓度
B．停止光照或降低CO2浓度
C．增强光照或升高CO2浓度
D．增强光照或降低CO2浓度
【答案】D
【分析】 光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜中，主要包括水的光解和ATP的合成两个过程；暗反应发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。
【详解】光照会影响光反应强度，影响ATP和NADPH的生成，进而影响C3的还原，导致C3和C5的含量的改变，叶肉细胞内C5的含量突然上升而C3迅速下降，可能是增强光照，C3的还原加快，CO2的固定暂时不变；CO2浓度会影响CO2的固定，细胞内C5的含量突然上升而C3迅速下降，可能是降低CO2浓度，CO2的固定速率下降，C3的还原暂时不变，D正确，ABC错误。
故选D。
3．下表是在适宜条件下测得紫藤叶绿体色素吸收光能的情况，有关分析正确的是（ ）
A．以光照强废为横坐标、光的吸收率为纵坐标可绘制叶绿素a的吸收光谱
B．由450nm波长的光转为600nm波长的光时，叶绿体中C₃的量瞬间会升高
C．可利用95%乙醇分离紫藤叶绿体中的光合色素，且不同色素的溶解度不同
D．晚间用约550nm波长的光照射行道树，目的是增加夜间空气中的氧气浓度
【答案】D
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：
1、提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
2、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
【详解】A、绘制叶绿素a的吸收光谱的横坐标应该是波长，而不是光照强度，A错误；
B、由450nm波长的光转为600nm波长的光时，全部色素吸收光能的百分比增加，光反应增强，产生的ATP和NADPH增加，导致C3的还原增强，C3瞬间下降，B错误；
C、各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，因此分离色素应该是层析液，色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，应使用无水乙醇提取色素，C错误；
D、晚间没有自然光照，人工进行波长照射，可以让植物晚间光合作用，增加了空气中的氧气浓度，D正确。
故选D。
4．将定量的黑藻放在盛有自来水的玻璃瓶中，给予适宜的光照和温度，黑藻将进行光合作用放出氧气泡。下列处理不影响单位时间内黑藻放出的氧气泡数量的是（ ）
A．降低光照强度B．增加溶于水的CO2量
C．降低温度D．适量增加自来水量
【答案】D
【分析】影响光合作用的外因有：光照强度、温度、溶于水中的CO2量等，内因是植物本身因素，如叶片数等。
【详解】A、降低光照强度，影响光合作用的光反应阶段，所以影响单位时间内黑藻放出的氧气泡数量，A错误；
B、增加溶于水的CO2量，影响光合作用的暗反应阶段，所以影响单位时间内黑藻放出的氧气泡数量，B错误；
C、降低温度，影响细胞内酶的活性，所以影响单位时间内黑藻放出的氧气泡数量，C错误；
D、适量增加自来水量，不影响黑藻进行光合作用，不影响单位时间内黑藻放出的氧气泡数量，D正确。
故选D。
5．若要测定某一水生生态系统中浮游植物所制造的有机物总量，可在该生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O2含量（X）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（Y）和乙瓶中的O2含量（Z）。在甲、乙瓶中只有浮游植物且其呼吸作用相同的条件下，下列分析正确的是（ ）
A．X与Y的差值表示这段时间内，浮游植物呼吸作用消耗的O2总量
B．X与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用制造的O2总量
C．Y与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用制造有机物的总量
D．若X>Z>Y，则这段时间内乙瓶中的浮游植物没有进行光合作用
【答案】A
【分析】甲、乙两瓶中只有浮游植物，X表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量；甲瓶O2含量的变化反映的是细胞呼吸耗氧量，因此Y＝X－细胞呼吸耗氧量；乙瓶O2含量变化反映的是净光合作用放氧量，所以Z＝X＋光合作用产生的氧气总量－细胞呼吸耗氧量=X＋净光合释放的氧气量。
【详解】A、X表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量，甲瓶O2含量的变化反映的是细胞呼吸耗氧量，Y＝X－细胞呼吸耗氧量，X－Y＝细胞呼吸耗氧量，即X 与Y 的差值表示这段时间内，浮游植物呼吸作用消耗的O2总量，A正确；
B、X表示甲、乙两瓶中水样的初始O2含量，乙瓶O2含量变化反映的是净光合作用放氧量，Z＝X＋光合作用产生的氧气总量－细胞呼吸耗氧量=X＋净光合释放的氧气量，Z－X＝净光合释放的氧气量，即X 与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用释放的O2总量，B错误；
C、Y＝X－细胞呼吸耗氧量，Z－X＝净光合释放的氧气量，Z－Y＝X＋光合作用产生的氧气总量－细胞呼吸耗氧量－（X－细胞呼吸耗氧量）=光合作用产生的氧气总量，即Y与Z的差值表示这段时间内，浮游植物光合作用产生的氧气总量，C错误；
D、若X>Z>Y，说明这段时间内乙瓶中的浮游植物光合作用小于呼吸作用，D错误。
故选A。
6．如下图为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是（ ）
A．图4中，两条曲线的交点表示净光合作用量为零
B．图2中，若CO2浓度适当增大，A点左移，B点右移
C．图3中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多
D．图1中，若光照强度适当增强，A点左移，B点右移
【答案】A
【分析】影响光合作用的因素有外部因素：光照强度、CO2浓度、温度、水分和矿质元素；内部因素：植物自身的遗传特性、叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。
【详解】A、图4中，两条曲线的交点表示净光合作用量与呼吸作用量相等，净光合作用量依然大于零，A错误；
B、图2中，A为光补偿点，B为光饱和点，若CO2浓度适当增大，则光合作用强度也随之增强，所以“A点左移，B点右移”，B正确；
C、图3中，在未达到光饱和点时，限制光合作用的主要因素是光照强度，由于A点时CO2浓度比B点时的高，所以与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多，C正确；
D、图1中，A为CO2补偿点，B为CO2饱和点，若光照强度适当增强，则光合作用强度也随之增强，所以A点左移，B点右移，D正确。
故选A。
7．利用绿色叶小圆片进行探究环境因素对光合作用强度影响的试验，实验中将小圆片置于装满水的注射器中，反复抽拉几次活塞，再置于黑暗条件下处理一段时间后再用台灯照射观察小圆片上浮情况，下列叙述不正确的是（ ）
A．可以通过改变40W台灯与植物材料距离来改变光照强度
B．小圆片的大小、数量、取材位置等是该实验的自变量
C．反复抽拉活塞的目的是使小圆片中的气体逸出，小圆片下沉
D．小圆片全部上浮所需时间的长短可反映光合作用强度的大小
【答案】B
【分析】据题意可知，本实验目的是探究光照强度对光合作用强度影响，自变量是光照强度，因变量是小圆片全部上浮所需时间的长短，小圆片的大小、数量、取材位置等是该实验的无关变量。
【详解】A、该实验的自变量是光照强度，可以通过改变40W台灯与植物材料距离来改变光照强度，A正确；
B、本实验的自变量是光照强度，小圆片的大小、数量、取材位置等是该实验的无关变量，无关变量要相同且适宜，B错误；
C、 将小圆片置于装满水的注射器中，反复抽拉几次活塞的目的是使小圆片中的气体逸出，小圆片下沉，以排除实验前小圆片进行光合作用和呼吸作用产生的气体对实验结果的干扰，C正确；
D、小圆片全部上浮所需时间的长短可反映光合作用强度的大小，D正确。
故选B。
8．大棚中种植的植物其光合作用强度会受多种环境因素的影响，在如图曲线中，有M、N、O、Q四个点，对它们含义的叙述正确的是（ ）
A．Q点时，光照强度、温度是影响光合作用强度的主要因素
B．O点时，植物体叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度
C．N点时，植物既进行光合作用也进行呼吸作用，且光合作用强度小于呼吸作用强度
D．M点时，植物叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、叶绿体和线粒体
【答案】C
【分析】图中M点，光照强度为0，植物只能进行呼吸作用；图中O点为光补偿点，光合作用强度等于呼吸作用强度；在P点之前，三条曲线均重合，说明MP段的限制因素主要是光照强度；而PQ段三条曲线的趋势有所区别，其限制因素有光照强度、二氧化碳浓度；Q点之后，光合速率均不再增加，说明限制因素主要是二氧化碳浓度。
【详解】A、Q点时，光照强度增加但光合作用强度不再增加，说明光照强度不再是影响光合作用强度的因素；而CO2浓度增加，光合作用强度增加，说明此时CO2是影响光合速率的主要因素，无法确定温度是不是影响Q点的因素，A错误；
B、O点时，植物的净光合速率为0，植物的光合速率=呼吸速率，不是所有细胞都能够进行光合作用（比如根细胞），但是所有细胞都能进行呼吸作用，所以叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，B错误；
C、N点时（存在光照），植物的净光合速率小于0，说明植物既进行光合作用也进行呼吸作用，且且光合作用强度小于呼吸作用强度，C正确；
D、M点时，光照强度为0，此时植物进行呼吸作用，不进行光合作用，故植物叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体，D错误。
故选C。
9．都匀毛尖色泽翠绿，外形匀整，条索卷曲，是中国十大名茶之一，具有抗氧化、抗辐射、抗衰老、清热解毒的功效。科研人员为研究干旱胁迫对都匀茶苗光合速率的影响，进行了一系列的实验，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关
B．乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关
C．中度胁迫和重度胁迫下茶苗光合作用速率小于零
D．实验表明干旱胁迫是通过影响叶绿素的含量影响光合速率
【答案】C
【分析】1、光合作用在植物细胞的叶绿体中进行，叶绿体类囊体的薄膜上有捕获光能的色素，在类囊体薄膜上和叶绿体基质中还有许多进行光合作用所必需的酶。光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在类囊体薄膜上，将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体基质中，将ATP和NADPH中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能；
2、题表分析：由题中表格数据分析可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢。
【详解】A、由题意可知，都匀毛尖色泽翠绿，具有抗氧化的功效，可见都匀毛尖色泽翠绿与叶绿素未被氧化有关，A正确；
B、由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢，因此乙组O2释放速率减慢与叶绿素含量减少有关，B正确；
C、中度胁迫和重度胁迫下茶苗的叶绿素含量低，光合作用速率小于呼吸作用速率，但不为零，C错误；
D、由题表可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加叶绿素含量逐渐下降，O2释放速率逐渐减慢，光合速率减慢，表明干旱胁迫是通过影响叶绿素的含量影响光合速率，D正确。
故选C。
10．用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体，再将叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH=7.3的磷酸缓冲液中，照光进行希尔反应，测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．进行希尔反应时，溶液中的DCIP被还原
B．实验中离体叶绿体中发生水的光解、产生O2
C．氧气的产生和糖类的合成在不同阶段进行
D．相同浓度除草剂处理后，品种乙的光合作用受抑制程度更大
【答案】D
【分析】由“水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色”可知，DCIP被氢还原，可作为氢载体。 希尔反应可以测定DCIP溶液的颜色变化或测量生成氧气的释放速率。
【详解】A、离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型、）蔗糖和pH=7.3的磷酸缓冲液中，则进行希尔反应时，溶液中的DCIP被还原，释放氧气，A正确；
B、叶绿体的类囊体薄膜是光反应的场所，可发生水的光解、产生O2，B正确；
C、氧气的产生发生在光反应阶段，糖类的合成发生在暗反应阶段，正确；
D、相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，D错误。
故选D。
二、非选择题
11．云南小粒咖啡为喜温凉、湿润、荫蔽环境的作物。研究人员在咖啡种植基地探究遮阴对小粒咖啡树光合作用的影响，相关指标及结果如下表。
注：净光合速率用单位时间单位面积的叶片从外界吸收的CO2量表示。
回答下列问题：
(1)光为咖啡树的光合作用提供能量，吸收、转化光能的场所是叶绿体的 。夏季午后，光照突然减弱，咖啡树叶肉细胞中三碳糖的合成速率在短时间内会 。
(2)据表分析，推测遮阴效果更好的组别是 。与对照组相比，遮阴环境下咖啡树的氧气释放速率 ，其原因是遮阴环境提高了咖啡叶片中 的含量，从而提高叶片对光能的吸收量。
(3)研究表明，过强的光照会抑制咖啡树的光合作用。本实验选择晴天下午15：00对叶片测定净光合速率，其原因是此时光照过强， 。
【答案】
(1) 类囊体（膜）/光合膜/基粒 下降
(2) 遮阴II 较高/上升 叶绿素a+b/叶绿素
(3)遮阴对叶片的光合作用影响较大/实验结果的区分度更加明显/遮阴能有效提高光合速率
【分析】分析表格：自变量为遮光程度，因变量为总叶绿素含量、净光合速率，与不遮光相比较，遮光组的总叶绿素含量、光合速率都增 大，其中遮阴Ⅱ增大最多。
【详解】
（1）光合作用提供能量，吸收、转化光能的场所是光反应发生的场所，是叶绿体的类囊体（膜）/光合膜/基粒。夏季午后，光照突然减弱，咖啡树叶肉细胞中三碳糖的合成速率在短时间内会下降。
（2）据表分析，推测遮阴效果更好的组别是遮阴II，因为与对照组相比，此遮阴环境下咖啡树净光合速率即氧气释放速率较高/上升，其原因是遮阴环境提高了咖啡叶片中叶绿素a+b/叶绿素含量，提高了光反应。
（3）本实验选择晴天下午15：00对叶片测定净光合速率，其原因是此时光照过强，遮阴对叶片的光合作用影响较大/实验结果的区分度更加明显/遮阴能有效提高光合速率。
12．某研究性学习小组利用新鲜的菠菜叶打出若干个圆形小叶片，经处理后在适宜的光照条件下将其分别放在实验室提供的质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中，观察叶片上浮情况，实验结果如下表。
回答下列问题：
(1)绿叶通过 （填叶片结构）从外界吸收的CO2，最终在叶绿体基质中与C5结合形成C3，接受能量后，被 还原，最终转化为糖类和C5。这样，暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环，可以源源不断地进行下去，因此暗反应过程也称作 。
(2)沉降到烧杯底部的圆形小叶片在适宜的条件下一段时间会上浮，小圆叶片上浮的原因是 。
(3)碳酸氢钠溶液浓度超过一定数值后圆形小叶片的光合作用强度反而下降。为探究该问题，小组成员作出假设并进行探究。
①假设：较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞 ，致使光合作用减弱。
②为验证该假设，设置两组实验，对该植物的气孔开度作检测，检测结果符合预期。
③若用上述实验中的菠菜叶为材料，验证该假设提出的光合作用减弱原因，你的研究思路是
。
【答案】
(1) 气孔 NADPH 卡尔文循环
(2)叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用，释放氧气，氧气充满细胞间隙，叶片上浮
(3) 通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足 撕取菠菜叶（下表皮）制作临时装片，分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理，观察气孔开度的变化情况
【分析】影响光合作用的环境因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等。根据题意可知，该实验的自变量是 NaHCO3浓度和时间，因变量是叶圆片上浮的数量。据此分析作答。
【详解】
（1）绿叶需要通过气孔从外界吸收的CO2，在叶绿体基质中与C5结合形成C3，接受能量后，被NADPH还原，最终转化为糖类和C5。暗反应过程也称作卡尔文循环。
（2）小圆叶片上浮的原因是叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用，释放氧气，氧气充满细胞间隙，使叶片上浮。
（3）较高质量分数的碳酸氢钠溶液中，保卫细胞通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足，致使光合作用减弱。
要验证该假设提出的光合作用减弱原因是保卫细胞通过渗透作用失水气孔开度变小，导致二氧化碳供应不足，研究思路：撕取菠菜叶（下表皮）制作临时装片，分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理，观察气孔开度的变化情况。
13．草莓是盐敏感植物，盐胁迫会影响草莓产量。科研人员在无土栽培条件下，利用盆栽法分别研究钙盐和钠盐对草莓生理特性的影响。实验结果如下，请回答：
表为不同盐胁迫对草莓叶绿素相对含量的影响：
(1)草莓叶绿体中的光合色素分布在 上。利用纸层析法分离色素，其原理是：不同色素在层析液中 不同，因而扩散的速率不同。
(2)表中结果显示，两种盐胁迫会使 含量下降，导致光反应为暗反应提供的 减少。
(3)根据图中显示气孔导度的变化趋势分析，随着盐溶液浓度的增加，将直接影响光合作用的 （填“光反应”或“暗反应”）阶段。其中 溶液的影响更大。
(4)综合以上研究发现，盐胁迫影响了 ，使光合作速率下降，进而影响草莓的产量。
【答案】
(1) 类囊体膜（基粒） 溶解度
(2) 叶绿素a和叶绿素b（叶绿素） ATP和[H]（NADPH）
(3) 暗反应 CaCl2
(4)叶绿素含量和CO2的吸收量
【分析】
1、叶绿体色素提取的原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂，所以，可以在叶片被磨碎以后用乙醇提取叶绿体中的色素。
2、色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
3、分析表格数据可知：两种盐胁迫会使叶绿素a和叶绿素b（叶绿素）含量下降，导致光反应为碳（暗）反应提供的还原氢减少，进而影响光合作用。分析曲线图可知：随着盐溶液浓度的增加，导致气孔导度降低，将直接影响光合作用的暗反应。其中CaCl2液对气孔导度的影响更大。
【详解】
（1）草莓叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜（基粒）上，色素分离原理是叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
（2）由表格内容可知，与对照组相比，两种盐胁迫会使叶绿素a和叶绿素b（叶绿素）含量下降，导致光反应为碳（暗）反应提供的ATP和NADPH少。
（3）根据图中显示气孔导度的变化趋势分析，随着盐溶液浓度的增加，导致CO2的固定速率降低，将直接影响光合作用的暗反应阶段。由表格内容可知，CaCl2溶液降低气孔导度的幅度更大，这说明CaCl2溶液的影响更大。
（4）由（2）（3）可知，盐胁迫影响叶绿素含量和CO2的吸收量，使光合作速率下降。
溶剂
色素1
色素2
色素3
色素4
实验组1
7.8
?
?
1.9
?
实验组2
8.2
?
?
1.5
?
实验组3
8.0
?
?
1.4
?
平均移动距离(cm)
8.0
7.6
?
?
0.8
迁移率(Rf)
无
0.95
0.53
?
0.10
实验组别
①
②
③
④
⑤
实验材料
小球藻悬浮液
小球藻悬浮液
叶绿体悬浮液
叶绿体悬浮液
叶绿体悬浮液
提供的物质
H2O、CO2
H2O
H2O、CO2
H2O、铁盐
H2O
产生的物质
O2、糖类
O2、糖类
O2、糖类
O2
无O2产生
波长(nm)
400
450
500
550
600
670
700
吸收光能百 分比 (%)
叶绿素a
40
68
5
10
16
40
16
全部色素
75
93
50
35
45
75
35
组别
处理
叶绿素含量/（mg. g-1）
O2释放速率/（μml. m-2. s-1）
甲
未胁迫
6.68
8.79
乙
轻度胁迫
4.63
3.01
丙
中度胁迫
2.27
-0.27
丁
重度胁迫
1.63
-0.87
组别
环境指标
光合参数
遮光率（%）
降温率（%）
叶绿素a+b（mg/g）
净光合速率µmlCO2•m-2•s-1
对照
0
0
26.49
3.65
遮阴Ⅰ
33
14
42.65
4.48
遮阴Ⅱ
59
18
47.37
5.82
碳酸氢钠质量分数（%）
0.5
1.5
2.5
3.5
单位时间内叶片上浮片数（片）
4
18
20
8
处理
叶绿素a（100mml/L）
叶绿素b（100mml/L）
对照组
1.276
0.678
NaCl
1.110
0.551
CaCl2
1.078
0.536