考点17 光合作用-备战2022年高考生物一轮复习考点一遍过学案

这是一份考点17 光合作用-备战2022年高考生物一轮复习考点一遍过学案，共26页。
考点17 光合作用
高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★☆☆

1．叶绿体的结构与功能
（1）结构模式图

（2）结构
（3）功能：进行光合作用的场所。
2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱

由图可以看出：
（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
3．光合作用的探究历程(连线)

4．光合作用的过程
（1）反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
（2）过程

5．光合作用强度
（1）含义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
（2）两种表示方法
①一定时间内原料的消耗量。
②一定时间内产物的生成量。
6．影响光合作用强度的因素
（1）空气中CO2的浓度。
（2）土壤中水分的多少，温度的高低。
（3）光照的长短与强弱，光的成分。

考向一 捕获光能的色素和叶绿体的结构

1.如图所示,图甲为叶绿体结构模式图,图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是 (　　)

A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大
B.图乙所示的结构来自图甲中的③
C.③中含有4种色素,其中叶绿素b含量最多
D.④中含有与光合作用有关的色素,有利于光合作用的进行
【答案】 B
【解析】 叶绿体通过类囊体堆叠增大膜面积,A错误;图甲中③是类囊体薄膜,图乙含有光合色素,光合色素分布在类囊体薄膜上,所以图乙也是类囊体薄膜,B正确;③类囊体薄膜中含有4种色素,胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,其中叶绿素a含量最多,C错误;④是叶绿体基质,不含与光合作用有关的色素,D错误。
解题必备
色素与叶片颜色
正常绿色
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
叶色变黄
寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
叶色变红
秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色

2.如图表示高等绿色植物某细胞内水的生成与分解过程,其中①、②表示相关生理过程。下列有关该图的分析错误的是 (　　)

A.氧气充足时能进行②过程的细胞也能进行①过程
B.伴随①过程产生的能量,大部分以热能的形式散失
C.①过程O2的消耗量与②过程O2的生成量无直接关系
D.①过程发生在线粒体内膜上,②过程发生在叶绿体内膜上
【答案】D
【解析】 氧气充足时能进行②光合作用过程的细胞也能进行①有氧呼吸过程,A正确;伴随①有氧呼吸过程产生的能量,大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,B正确;①有氧呼吸过程O2的消耗量与②光合作用过程O2的生成量无直接关系,C正确;①有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上,②光合作用的光反应过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上,D错误。

考向二 探究光合作用历程的实验分析

3.鲁宾和卡门为了研究光合作用产生的氧气是否来自水,设计了如图A的装置,得到了图B所示的氧气中18O百分比的三个实验结果。下列叙述正确的是 (　　)


A.该实验的自变量为18O标记的反应物类型
B.该装置加 NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的稳定
C.实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的气体,阀门2要保持关闭
D.科学家可根据在水与氧气中18O的百分比的一致性就得出“氧气来自水”的结论
【答案】C
【解析】该实验的自变量为18O标记的H2O的有无,A错误;该装置加 NaHCO3溶液的目的是给小球藻的光合作用提供CO2,B错误;实验中阀门1必须打开用于收集试管中产生的氧气,阀门2要保持关闭,C正确; 可根据在水与氧气中18O的百分比和水与氧气中18O的百分比的一致性得出“氧气来自水”的结论,D错误。

4．某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4 h，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液(棕黄色)显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是

①X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO2　
②W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素
③显色后X为蓝色，Y为棕黄色
④木塞处所显颜色证明光合作用需要光
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
【答案】B
【解析】X处可进行光合作用，Y处不能，因此实验后的结果显示出X为蓝色，Y为棕黄色；W和X两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素；X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要二氧化碳；Y处缺少二氧化碳，木塞夹着的叶片缺少光和二氧化碳，不能形成对照实验，不能证明光合作用需要光。

考向三 分析光合作用的过程

5.如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图,①～⑤表示有关过程,X、Y、Z和W表示相关物质。请据图判断下列说法错误的是 (　　)

A.X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATP
B.①～⑤过程中能产生ATP的有①②③④
C.②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定
D.光合速率小于呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到细胞外
【答案】B
【解析】据题图可知,物质X是CO2固定的产物,所以X表示C3,物质Y是葡萄糖氧化分解成CO2的中间产物,所以Y表示丙酮酸,物质Z是光反应产生用于暗反应的ATP,A正确;图中①过程表示光反应,能产生ATP,②过程表示暗反应中C3的还原,消耗ATP而不能产生ATP,③过程表示有氧呼吸的第一阶段,能产生ATP,④过程表示有氧呼吸的第二阶段,能产生ATP,⑤过程表示暗反应中CO2的固定,不能产生ATP,B错误,C正确;光合速率小于呼吸速率时,④过程产生的CO2要比⑤过程消耗的CO2多,所以会有一部分CO2释放到细胞外,D正确。

解题技巧
利用光合作用简图理解光反应和暗反应之间的关系

（1）光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。
（2）没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。

6.下列关于小麦光合作用的叙述中,错误的是 (　　)
A.类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应
B.夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高
C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH([H])直接还原
D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长
【答案】B
【解析】本题主要考查光合作用过程中的相关知识。类囊体薄膜上产生的ATP用于暗反应,故A项正确。夏季晴天光照最强时,小麦叶片的部分气孔关闭,出现光合“午休”现象,导致光合作用的原料减少,小麦光合速率下降,故B项错误。进入叶绿体的CO2不能被NADPH([H])直接还原,而是首先与C5结合形成C3,此过程为CO2的固定,故C项正确。净光合速率长期为零时,没有光合产物的积累,会导致幼苗停止生长,故D项正确。
【易错提醒】不能正确理解光合速率和净光合速率与植物生长的关系,而错选D。植物生长不是取决于光合速率是否大于零,而是取决于净光合速率是否大于零。
(1)当净光合速率等于或小于零时:植物不能生长。
(2)当净光合速率大于零时:植物能生长。

考向四 分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响

7．如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如图曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是

A．与y点相比较，x点时叶绿体中C3含量低
B．在y点时，适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约x点时光合作用速率的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点时光合作用速率的因素可能是二氧化碳浓度
【答案】D
【解析】x点时，光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3的含量较y点时高，A项不正确；题目中已提到是适宜温度，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点光合作用速率的因素主要是光照强度，C项不正确；一般情况下，在适宜温度和同等光照强度下，提高CO2浓度可提高光合作用速率，D项正确。
解题必备
模型法分析物质的量的变化


（1）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。
（2）以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量变化是一致的。

8．图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。请据图回答问题：

（1）图1中A表示的物质是________，它是由______________产生的，其作用主要是______________。
（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于__________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是____________。
（3）图2中曲线a表示的化合物是______，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：_____________________________________________________________________________。
（4）曲线b表示的化合物是______，在无光照时，其含量下降的原因是：________________________。
【答案】（1）[H]　 水在光下分解　 用于C3的还原　
（2）太阳光能　 (CH2O)　
（3）C3　 CO2与C5结合形成C3，而C3不能被还原
（4）C5　 C5与CO2结合形成C3，而C3不能被还原为C5
【解析】（1）光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。（2）光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。（3）（4）题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP含量下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。

考向五 影响光合作用的因素

9．下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。下列各选项中，不正确的是

A．①图中的X因素可表示CO2浓度
B．②图中Y因素有可能代表温度
C．③图中，b点是曲线与横轴的交点，阴生植物的b点值一般比阳生植物的高
D．④图中Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度
【答案】C
【解析】图中的X因素可表示CO2浓度，因为a点表示CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用，A正确；图中的Y因素有可能是温度，因为温度超过一定限度后，酶的活性会降低，导致光合速率降低，B正确；图中，b点是光补偿点，阴生植物对光的利用能力弱，光补偿点的值一般要比阳生植物的低，C错误；图④中，当光照强度小于c值时，随着光照强度的增强光合作用速率逐渐加快，因此光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度，D正确。
规律总结
1．多因子对光合速率影响的分析


P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。
Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。
2．关于环境因素影响光合作用强度的两点提醒
（1）温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。
（2）CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。

10．如图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：

（1）图甲表示在光照弱的情况下，光合作用随______________________________________的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时主要影响光合作用的________阶段。
（2）从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速率不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于__________，此时光合作用的____________阶段受到限制。
（3）图乙中C点表示光照强度为B时，植物生长的______________；出现CD段的原因是________________________________。
（4）请在图甲中绘制50 ℃时植物光合作用速度变化的曲线。
（5）根据图甲，在图乙中绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。
【答案】（1）光照强度　 光反应
（2）温度　 暗反应
（3）最适温度　 酶活性降低，光合作用速率降低
（4）如图1

（5）如图2

　
【解析】（1）光合作用速率受光照强度、温度和CO2浓度等影响，本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响，由甲图可以看出，光照弱时，光合速率随光照强度的增加而上升，此时外界条件主要影响光反应，而与温度无关。（2）由图甲可知，当光照强度超过某一值时，温度又成了限制光合速率的因素。此时光合作用的暗反应阶段受到限制。（3）由图乙可知，C点时植物光合作用速率最大，故C点表示光照强度为B时，植物生长的最适温度；出现CD段的原因是酶活性降低，光合作用速率降低。（4）由图乙可以看出，在50 ℃时光合速率大于20 ℃而小于30 ℃，可在图甲中相应画出。（5）由图甲看出，在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。

1.如图所示,有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下,甲添加品红色光;乙添加绿色光;丙添加品红色滤光片A;丁添加绿色滤光片B。经过一段时间,各盆中长势最旺的和长势最差的依次是 (　　)

A.甲和乙　　　　　B.甲和丁 C.乙和丙 D.丙和丁
2.科研人员发现了一种色素缺失的豌豆变异植株,提取其色素并进行了纸层析分离,结果如下图(图中数字代表正常植株的色带位置)。以下关于该变异植株的描述正确的是 (　　)

A.缺失叶绿素b,植株对蓝紫光、红光吸收的能力减弱
B.缺失胡萝卜素,植株对蓝紫光吸收的能力减弱
C.缺失叶绿素a,植株对红光吸收的能力减弱
D.缺失叶黄素,植株对蓝紫光吸收的能力减弱
3.(2020·自贡模拟)将玉米幼苗培养在一密闭容器中,置于不同条件下,如图叶肉细胞中的①②③④可能会有不同的变化。下列叙述错误的是 (　　)

A.图中所示的两种细胞器中均能产生ATP和[H]
B.在光照等条件都适宜时,①会减小、④会增大
C.在黑暗条件下,①②均会增大、③④均会减小
D.②、③保持不变时,该植株的净光合速率为零
4．植物光合作用过程中类囊体腔内H+顺浓度梯度转移到叶绿体基质，产生的能量用于ATP的合成。下列叙述正确的是
A．植物在黑暗条件下能进行此过程
B．该过程中H+跨膜运输需要消耗ATP
C．光反应中形成的ATP只用于暗反应
D．黑暗条件下，叶肉细胞中没有ATP的水解
5．下列关于光合作用的说法，正确的是
A．植物通过光合作用积累的有机物用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动
B．杂交育种、诱变育种等育种方法不能提高植物的光合作用速率
C．水绵没有叶绿体，但也可以进行光合作用
D．光合作用的暗反应过程受光反应的制约，但光反应不受暗反应的制约
6．将叶绿体悬浮液置于白光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是
A．O2的产生发生在叶绿体基质中
B．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生
C．突然改用光照强度与白光相同的绿光照射，瞬间[H]和C5下降
D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
7．如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是

A．a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B．b点植物的光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C．当植物缺镁时，b点将右移
D．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如果该图表示该植物处于25 ℃环境中，则将温度提高到30 ℃时，a点上移，b点左移
8．如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降至低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是

A．a上升、b下降
B．a、b都上升
C．a、b都下降
D．a下降、b上升
9．RuBP羧化酶催化C5与CO2结合生成C3。将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量，得到如图所示的结果。据图作出的推测不合理的是

A．A→B，叶肉细胞吸收CO2速率增加
B．A→B，暗反应消耗ATP的速率增加
C．B→C，叶片的光合速率等于呼吸速率
D．B→C，RuBP羧化酶量限制了光合速率
10．为研究高温对不同植物光合速率的影响，研究者将甲、乙、丙三种植物从25 ℃环境移入40 ℃环境中培养，测得相关数据如图所示。下列结论正确的是

A．40 ℃环境下三种植物的光合速率均下降
B．与处理前相比，甲植物光反应速率加快，CO2吸收速率几乎不变
C．处理后，丙植物光合作用时吸收CO2的速率最慢
D．与乙植物相比，丙植物光合速率降低的原因主要是光反应受到了限制
11．不同质量分数的Cu2+对白蜡幼苗叶绿素含量及光合作用的影响如下表，相关说法正确的是
Cu2+质量分数
叶绿素总量
（mg•Kg-1）
叶绿素a/b
净光合速率
（μmol•m-2•s-1）
气孔导度
（μmol•m-2•s-1）
胞间CO2浓度
（μmol•mol-1）
0
2.27
3.83
5.92
0.073
237.20
2.5×10-4
2.33
3.84
6.18
0.079
243.21
5.0×10-4
2.06
4.00
5.27
0.064
219.78
1.0×10-3
1.87
4.18
4.26
0.059
225.56
2.0×10-3
1.79
4.26
2.58
0.050
227.12
A．Cu2+对白蜡幼苗的生长具有抑制作用
B．Cu2+质量分数与叶绿素a的含量呈正相关
C．Cu2+质量分数大于1.0×10-3时，净光合速率下降与气孔导度降低无关
D．Cu2+质量分数为2.0×10-3时，叶绿素含量下降是导致净光合速率下降的唯一因素
12．图甲表示某光强度和适宜温度下，该植物光合强度增长速率随CO2浓度变化的情况，图乙表示在最适温度及其他条件保持不变的情况下某植物叶肉细胞CO2释放量随光强度变化的曲线。下列叙述正确的是

A．图甲中，与F点相比，E点C3的含量较高
B．图甲中，与G点相比，F点植物光饱和点较高
C．图乙中若其他条件不变，CO2浓度下降则A点将向右移动
D．若图乙中的B点骤变为C点，短时间内NADPH含量将下降
13．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是

A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光
B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加
D．土壤中缺乏镁时，植物对420~470 nm波长的光的利用量显著减少
14．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是

A．a、b和d B．a、c和e
C．c、d和e D．b、c和e
15．如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列判断错误的是

A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解
B．c为ATP，f为[H]
C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性
D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能
16．在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图。请据图回答问题：

（1）图中物质A是__________(填“C3”或“C5”)。
（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是______________________________。将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是________________________。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的__________(填“低”或“高”)。
（4）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的________(填“低”或“高”)，其原因是_______________________________________________。
17．北京平谷区是全国著名的大桃之乡，温室栽培与露天栽培相结合是果农提高收益的有效措施。请回答下列有关问题；

（1）某科研小组在温室栽培某品种桃树时，探究不同光照强度对叶片光合作用的影响，实验期间分别于第11 h和第15 h打开和关闭通风口，结果如图1。
①上述实验中，通过改变_________来设置不同的弱光环境。图中第10 h到11 h，限制各组光合速率的主要因素是______________。
②第10 h，实验组除去遮阳网，短时间内C3的含量将_________。第17 h，T2组叶肉细胞产生ATP的细胞器有____________。
（2）桃农发现干旱较正常灌水的桃树幼苗根系数量多且分布深。科研人员对干旱及干旱恢复后桃树幼苗光合产物分配进行了研究，将长势一致的桃树幼苗平均分成正常灌水、干旱、干旱后恢复供水三组，只在幼苗枝条中部成熟叶片给以14CO2，检测光合产物的分布，结果如图2。
①由图2可知，干旱处理后，14CO2供给叶的光合产物________减少，与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量高，表明干旱处理的细根比幼叶和茎尖________。
②幼叶和茎尖干旱恢复供水后，____________。
③干旱后恢复供水，短期内细根的生长速度比对照组快。若要证明此推测，则下列观测指标中应选择______________。
A．细根数量
B．细根长度
C．根尖每个细胞的DNA含量　　
D．细胞周期时间
18.植物接受过多光照可能对进行光合作用的相关细胞器造成损害,因此植物需要一种名为“非光化学淬灭”(NPQ)的机制来保护自身,在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失。该机制的启动和关闭特点如图一所示,其中符号“ ”代表抑制作用。回答问题:

(1)NPQ直接作用于光合作用的________(填“光反应”或“暗反应”)阶段。 
(2)由图一推测,在光照强度以及其他外部环境因素均相同的情况下,状态丙比状态甲的光合作用强度________(填“强”“弱”或“相等”),导致上述差异的内因可能有________________、________________。 
(3)科学研究者研发了一种转基因烟草(VPZ),相比野生烟草(WT),其在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短。图二为分别在恒定光强和波动光强下测得的两种烟草CO2最大固定率。

①农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的。结合图一推断,同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量 ________(填“高”或“低”)。 
②由图二分析可知,转基因烟草(VPZ)相比野生烟草(WT)的优势是_________。因此,在自然环境中,VPZ的种植有利于提高光合作用产量。 

19．（2020年天津高考生物试卷·5）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
20．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·25）将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）

A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
21．（2018·北京卷）光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中
A．需要ATP提供能量
B．DCIP被氧化
C．不需要光合色素参与
D．会产生氧气
22．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·21）人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________________。
（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________________ （填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是________________。
（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________________ （填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。
（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
23．（2020年江苏省高考生物试卷·27）大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：

（1）在叶绿体中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和__________。
（2）上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA还原成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。
（3）根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成__________键。
（4）CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自__________；根瘤中合成ATP的能量主要源于__________的分解。
（5）蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是__________。
24．（2018·江苏卷）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPH指［H］），请回答下列问题：

（1）甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中大多数高等植物的＿＿＿＿需在光照条件下合成。
（2）在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在＿＿＿＿（填场所）组装；核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到甲内，在＿＿＿＿（填场所）组装。
（3）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为＿＿＿＿后进入乙，继而在乙的＿＿＿＿（填场所）彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的＿＿＿＿＿＿（填场所）转移到ATP中。
（4）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括＿＿＿＿（填序号）。
①C3的还原　 ②内外物质运输　 ③H2O裂解释放O2　 ④酶的合成

1.【答案】B
【解析】光合色素主要吸收红光和蓝紫光,甲有自然光和添加的品红色光,故光合作用最强,长势最好;植物几乎不吸收绿光,丁组只有绿光,光合作用最弱,长势最差。综上所述,A、C、D不符合题意,B符合题意。
2. 【答案】D
【解析】依题意并分析图示可知:①是橙黄色的胡萝卜素,③是蓝绿色的叶绿素a,④是黄绿色的叶绿素b;图中缺失的是叶黄素。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。该变异植株缺失叶黄素,因此对蓝紫光吸收的能力减弱,A、B、C均错误,D正确。
3. 【答案】D
【解析】 叶绿体和线粒体都可以产生ATP和[H],A正确;在光照等条件都适宜时,叶绿体的光合作用强度大于线粒体的呼吸作用强度,故容器中二氧化碳浓度会减小、氧气浓度会增大,B正确;黑暗条件下,玉米幼苗不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,吸收氧气,释放二氧化碳,所以①、②均增大,③、④均减小,C正确;②、③保持不变时,叶肉细胞的呼吸作用强度等于光合作用强度,净光合作用为零,则该植株的净光合速率小于零,D错误。
4.【答案】C
【解析】光合作用过程中类囊体腔内H+顺浓度梯度转移到叶绿体基质，产生的能量用于ATP的合成，此过程需要光照，故不能在黑暗条件下进行，A错误。H+顺浓度梯度转移到叶绿体基质，不需要消耗ATP，B错误。光合作用中光反应形成的ATP只能用于暗反应，C正确。黑暗条件下，叶肉细胞也存在一些耗能过程，需要ATP水解供能，而能量来源于细胞呼吸，D错误。
5．【答案】A
【解析】植物通过光合作用积累的有机物用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，A正确。杂交育种发生在同种生物不同品种之间，可以从其它品种获得提高植物光合作用速率的基因，诱变育种可能产生提高植物光合作用速率的基因，B错误。水绵有叶绿体，可以进行光合作用，C错误。光合作用的暗反应过程受光反应的制约，光反应也受暗反应的制约，D错误。
6．【答案】C
【解析】O2的产生发生在叶绿体类囊体薄膜上，A错误；若将叶绿体置于蓝紫光下，会有氧气产生，B错误；如果在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的绿光，光反应减弱，产生的还原氢和ATP速率减少，三碳化合物还原速率减慢，而二氧化碳固定速率暂时不变，因此三碳化合物增加，五碳化合物含量减少，C正确；水在叶绿体中分解产生氧气需要光能，而不需要ATP提供能量，D错误。
7．【答案】D
【解析】a点时光照强度为0，植物叶肉细胞只进行细胞呼吸，故产生ATP的细胞器只有线粒体，A项正确；b点时O2释放量为0，说明此时植物的光合作用强度和呼吸作用强度相等，B项正确；当植物缺镁时，叶绿素的合成受到影响，光合作用减弱，b点要增加光照强度，才能保证此时的光合作用强度等于细胞呼吸强度，故b点将向右移，C项正确；已知植物在25 ℃时光合作用强度最强，如果将温度提高到30 ℃，呼吸强度增加，光合作用强度下降，则a点将上移，b点将右移，D项错误。
8．【答案】B
【解析】根据光合作用的过程可知，a、b为光反应产生的ATP和[H]，c为CO2。若CO2降至极低水平，则暗反应中C3产生量降低，从而导致光反应产生的ATP和[H]积累。
9．【答案】C
【解析】分析图形可知，A→B随着细胞间隙CO2浓度升高，细胞内C5的相对含量降低，说明暗反应中CO2与C5反应生成C3的速率升高，因此暗反应中C3还原的速率也升高，故叶肉细胞吸收CO2速率增加，暗反应消耗ATP的速率增加，AB正确；B→C随着细胞间隙CO2浓度升高，细胞内C5的相对含量基本不变，说明RuBP羧化酶量不足限制了二氧化碳的固定，因此限制了光合速率升高，D正确；适宜的光照和温度条件下，叶片的光合速率应大于呼吸速率，C错误。
10．【答案】D
【解析】据图可知，甲植物40 ℃环境下的光合速率上升，A项错误；与处理前相比，甲植物光合速率上升，甲植物CO2吸收速率应增大，B项错误；处理后，乙植物气孔导度最小，光合作用时吸收CO2的速率最慢，C项错误；丙植物40 ℃环境下光能捕获效率明显低于乙植物，说明其光反应受到了限制，D项正确。
11．【答案】C
【解析】根据表格分析可知，低浓度Cu2+对白蜡幼苗的生长具有促进作用，高浓度Cu2+对白蜡幼苗的生长具有抑制作用，A错误；Cu2+质量分数越高，叶绿素a/b的比值越高，但叶绿素总量先上升后下降，不能确定叶绿素a含量是否一直升高，B错误；气孔导度是通过影响CO2的吸收进而影响光合作用的，Cu2+质量分数大于1.0×10-3时气孔导度降低，但胞间CO2 浓度反而升高，说明CO2的吸收大于CO2的消耗，此时外界CO2的吸收速率不是限制光合作用的因素，因此净光合速率下降与气孔导度降低无关，C正确；Cu2+质量分数为2.0×10-3时，与Cu2+质量分数为1.0×10-3时相比，叶绿素总量下降比例较低，净光合速率下降比例则高得多，说明叶绿素含量下降不是导致净光合速率下降的唯一因素，D正确。
12.【答案】C
【解析】类胡萝卜素主要吸收400~500 nm波长的光，A正确；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少，C错误；叶绿素b主要吸收420~470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D正确。
13【答案】B
【解析】部位c、e被锡箔纸遮盖，所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。
14．【答案】C
【解析】图甲中，与F点相比，E点CO2浓度低，CO2与C5结合生成C3的过程较弱，因此C3的含量较低，A项错误；图甲中，与G点相比，F点CO2浓度低，光合作用强度较弱，植物光饱和点较低，B项错误；图乙中A点时CO2释放量为零，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，若其他条件不变，CO2浓度下降，则光合作用强度减弱，则A点将向右移动，C项正确；图乙中B点的光照强度低于C点，若图乙中的B点骤变为C点即光照强度突然增强，光反应加快，产生的NADPH和ATP增多，短时间内NADPH含量将上升，D项错误。
15.【答案】B
【解析】图中a~g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①~⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A项正确、B项错误；18O2HOC18O2(CHO)，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。
16．【答案】（1）C3　（2）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍　 当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累　（3）高　（4）低　 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少
【解析】（1）CO2浓度降低时，C3合成速率降低而消耗继续，故C3的浓度降低，所以物质A代表的是C3。（2）在正常情况下，1 mol CO2与1 mol C5结合形成2 mol C3，即C3的浓度是C5浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到0.003%后，C5的产生量不变而消耗量减少，故C5的浓度升高。（3）CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物[H]和ATP的积累而抑制光反应过程，引起暗反应中C5的浓度又逐渐降低，而C3的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3的浓度仍是C5浓度的2倍。（4）CO2浓度较低时，暗反应减弱，需要的[H]和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。
17．【答案】（1）①黑色遮阳网的层数 CO2浓度(或CO2含量) ②减少 叶绿体和线粒体
（2）①输出量(或运出量) 竞争或获取光合产物的能力强 ②获得有机物的能力部分恢复(或光合产物分配量增多，但仍低于正常灌水组) ③A、B、D
【解析】（1）①结合曲线图1分析，实验中自变量为不同光照强度、时间，其中通过改变黑色遮阳网的层数来设置不同光照。图1中10时到11时的时间段内，光合速率均有所下降，这是因为温室中的二氧化碳浓度降低，即限制各组光合速率的主要因素是CO2浓度(或CO2含量)。②10时，实验组除去遮阳网，导致光反应增强，产生的ATP和[H]增多，促进暗反应中三碳化合物的还原，短时间内C3的含量将减少。17时，T2组的净光合速率为0，对于整个植株来说，光合作用强度等于呼吸作用强度，而叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，因此产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。（2）①分析柱形图可知，干旱处理后，光合作用产物滞留量最多，表明14CO2供给叶的光合产物输出量(运出量)减少；与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量高(多)，表明干旱处理的细根比幼叶和茎尖竞争或获取光合产物的能力强。②幼叶和茎尖干旱恢复供水后，比较光合产物分配量可知，获得有机物能力部分恢复(光合产物分配量增多，但仍低于正常灌水组)。③干旱后恢复供水，因为细根的光合产物分配多，导致短期内细根的生长速度比对照组快。若要证明此推测，对观测指标选择分析如下：细根数量越多，表明细根生长越快，A正确；细根长度越长，也表明细根生长越快，B正确；根细胞进行的是有丝分裂，根尖每个细胞DNA含量均相同，C错误；细胞周期时间越短，说明生长越旺盛，D正确；综上所述，符合题意的答案有A、B、D。
18.【答案】(1)光反应 (2)弱　[H]下降　ATP的合成量下降
(3)①高　②在波动光强下,VPZ的最大光合速率(CO2最大固定率)比WT高
【解析】(1)在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失,因此NPQ作用于光合作用的光反应阶段。
(2)状态丙比状态甲的光合作用强度弱,导致上述差异的内因可能有类囊体薄膜产生的[H]减少,光能转化为ATP减少。
(3)①据图可知,在波动光强条件下,VPZ的CO2最大固定率比WT的高,即同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量高。
②转基因烟草(VPZ)相比野生烟草(WT)的优势是在波动光强下,VPZ的最大光合速率(CO2最大固定率)比WT高。
19.【答案】A
【解析】A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；C、类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。
20.【答案】A
【解析】A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；
C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C错误；D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。故选A。
21．【答案】D
【解析】光反应发生在叶绿体类囊薄膜上，有光时，产生氧气、NADPH和ATP，A错误；DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色，是因为DCIP被［H］还原成无色，B错误；光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能，C错误；光合作用光反应阶段会产生氧气，D正确。
22.【答案】（1）模块1和模块2 五碳化合物（或：C5）
（2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足
（3）高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类)
（4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少
【解析】（1）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。
（2） 据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发生改变。（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。
23.【答案】（1）类囊体（薄）膜 C5 （2）叶绿体基质 细胞质基质
（3）肽 （4）光能 糖类 （5）非还原糖较稳定
【解析】（1）在叶绿体中，光反应在类囊体薄膜上进行，色素吸收光能，光合色素分布在类囊体薄膜上；暗反应在叶绿体基质中进行，在酶催化下从外界吸收的CO2和基质中的五碳化合物结合很快形成二分子三碳化合物；（2）据图所示可知，CO2进入叶绿体基质形成PGA，推知催化该过程的酶位于叶绿体基质；然后PGA被还原，形成TP，TP被运出叶绿体，在细胞质基质中TP合成为蔗糖，可推知催化该过程的酶存在于细胞质基质中；（3）NH3中含有N元素，可以组成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白质时，通过脱水缩合形成肽键；（4）光合作用的光反应中，叶绿体的色素吸收光能，将ADP和Pi合成为ATP；根瘤菌与植物共生，从植物根细胞中吸收有机物，主要利用糖类作原料进行细胞呼吸，释放能量，合成ATP；（5)葡萄糖是单糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作为运输物质，其溶液中溶质分子个数相对较少，渗透压相对稳定，而且蔗糖为非还原糖，性质较稳定。
24．【答案】（1）叶绿素、类胡萝卜素　　叶绿素 （2）类囊体膜上　　基质中
（3）丙酮酸基质中　　内膜上 （4）①②④
【解析】（1）分析图示可知，甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。（2）光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在囊体薄膜上组装；二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，因此核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到叶绿体内，在叶绿体基质中组装。（3）在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后进入线粒体基质中，彻底氧化分解成CO2；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATP中。（4）叶绿体光反应产生ATP，因此图中线粒体为叶绿体提供的ATP用于光反应以外的生命活动，如C3的还原、内外物质运输、酶的合成等，而H2O裂解释放O2属于光反应，故选①②④。