2024届人教版高考生物一轮复习光合作用和能量转化作业（单项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习光合作用和能量转化作业（单项版）含答案，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
光合作用和能量转化

一、选择题
1．(2023·济宁模拟)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是(　　)
A．胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
解析：选C　胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，A正确；构成叶绿素的镁属于矿物质元素，故可以由植物的根从土壤中吸收，B正确；通常，红外光和紫外光不可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用，C错误；因为叶绿素的合成需要光，故黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。
2．(2023·石家庄模拟)在弱光照条件下黄瓜叶片的颜色更浓绿。研究小组提取并分离正常光照和弱光照条件下黄瓜叶片中的色素。下列有关叙述，错误的是(　　)
A．弱光照条件下，叶绿素含量的增加是黄瓜对光的适应
B．提取色素时，加入CaCO3的目的是使研磨充分
C．色素分离的原因是不同色素在滤纸条上的扩散速度不同
D．滤纸条上的黄绿色条带是由叶绿素b扩散形成的
解析：选B　弱光照条件下，叶绿素含量的增加，提高黄瓜的光合速率，是黄瓜对光的适应；提取色素时，加入CaCO3的目的是防止色素被破坏；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条上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸条上扩散得慢；叶绿素b在滤纸条上从上往下属于第四条带，颜色为黄绿色。
3．下图表示叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。下列说法正确的是(　　)

A．土壤中缺乏镁时，植物新叶对420 nm～470 nm左右波长的光的利用量比老叶更少
B．用纸层析法分离色素后得到的色素带的宽度，反映了色素在层析液中溶解度的大小
C．叶绿素和类胡萝卜素吸收的不同波长的光都可以用于光合作用，且在转化光能过程中会引起叶绿体基质pH发生变化
D．用不同波长的光照射植物叶片，得到的光合作用产物完全相同
答案　C
4．我国科研人员从番茄低温诱导表达数据库中发现了Y基因，低温处理使其转录量升高。Y基因编码的Y蛋白是植物特有的DNA结合蛋白，定位于叶绿体和细胞核。4 ℃低温处理后，Y基因过表达株系比野生型明显耐低温，而敲除Y基因的株系的低温耐受能力低于野生型。如图为野生型、Y基因过表达及敲除植株，4 ℃处理12小时后在一定光照强度下测定的净光合速率。下列相关分析不合理的是(　　)

A．Y基因过表达植株的CO2饱和点大于野生型
B．CO2浓度在100～200 μmol·mol－1之间时，三组植株净光合速率随CO2浓度的增加而升高
C．CO2浓度等于250 μmol·mol－1时，若突然增大光照强度，叶绿体内C5将减少
D．CO2浓度大于250 μmol·mol－1时，限制野生型和Y基因敲除植株净光合速率增加的环境因素可能是光照强度
解析：选C　CO2浓度等于250 μmol·mol－1时，野生型和Y基因敲除植株均已达到了最大净光合速率，此时的限制因素可能是光照强度，若突然增大光照强度，ATP和NADPH产生量增加，使C3的还原速率加快，生成的C5增加，短时间内CO2的固定速率不变，故叶绿体内C5将增加，C错误。
5．(2022·潍坊一模)高等植物细胞中RuBP羧化酶(R酶)仅存在于叶绿体中，可催化CO2与RuBP结合生成2分子C3。R酶由大亚基蛋白(L)和小亚基蛋白(S)组成，相关基因分别位于叶绿体、细胞核中。蓝细菌的R酶活性高于高等植物，现将蓝细菌的S、L基因转入某去除L基因的高等植物叶绿体中，植株能够存活并生长，检测发现该植株中R酶活性高于普通植株。下列说法错误的是(　　)
A．影响暗反应的内部因素有R酶活性、RuBP含量等
B．高等植物的L亚基与S亚基在叶绿体中组装成R酶
C．转基因植株中R酶都是由蓝细菌的S、L亚基组装而成
D．蓝细菌R酶可在高等植物中合成体现了生物界的统一性
解析：选C　据题意可知，R酶可催化CO2与RuBP结合生成C3，因此影响暗反应的内部因素有R酶活性、RuBP含量等，A正确；R酶由大亚基蛋白(L)和小亚基蛋白(S)组成，高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S小亚基蛋白由细胞核基因编码并在细胞质基质中由核糖体合成后进入叶绿体，由于R酶催化CO2的固定反应，因此在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶，B正确；由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝细菌的组装而成”的推测，因为转基因植株仍包含甲植株的S基因，不能排除转基因植株中R酶由蓝细菌的L蛋白和甲植株的S蛋白组成，C错误；蓝细菌R酶可在高等植物中合成体现了所有生物共用一套遗传密码，体现了生物界的统一性，D正确。
6．研究发现，Rubisco是绿色植物细胞中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的一个双功能的酶，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。根据以上信息，下列相关叙述错误的是(　　)
A．植物叶肉细胞中，Rubisco发挥作用的场所是叶绿体基质
B．在较高CO2浓度环境中，Rubisco在类囊体薄膜上催化的反应产物是C3
C．当胞间CO2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
D．在干旱和过强光照下，光呼吸对植物也有重要的正面意义
解析：选B　根据题干信息“当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用”可知，植物叶肉细胞中，Rubisco发挥作用的场所是叶绿体基质，A正确；当CO2浓度较高时，Rubisco催化C5与CO2反应，故发生在叶绿体基质中，B错误；根据题干信息可知，当胞间CO2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，C正确；在干旱和过强光照下，植物蒸腾作用强，气孔大量关闭，此时的光呼吸产生的CO2可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸在该条件下对植物也有重要的正面意义，D正确。
7．(2022·菏泽一模)生物实验中经常用到定性分析和定量分析，前者是确定研究对象是否具有某种性质或某种关系。后者是研究观察对象的性质、组成和影响因素之间的数量关系。下列有关探究光合作用的实验表述，错误的是(　　)
A．“探究光照强度对光合作用强度的影响”需定量分析有光和无光条件下光合作用速率的不同
B．“光合作用的探究历程”中的实验主要是定性分析，以探究光合作用的条件、原料和产物等
C．“探究光合作用的最适温度”先要设计温度梯度比较大的预处理实验来定量分析实验条件
D．“探究环境因素对光合作用强度的影响”的定量分析实验中可以用O2释放量作为观测指标
解析：选A　探究光照强度对光合作用的影响，自变量应该是光照强度，即定量分析不同光照强度下光合作用速率的不同，A错误；光合作用的探究历程，目的就是确定光合作用这一未知的生理过程的条件、原料、产物、场所等，属于定性分析，B正确；探究光合作用的最适温度，需要先做预实验，也就是先设计一组梯度比较大的温度梯度进行实验，属于定量分析，C正确；探究环境因素对光合作用的影响，自变量是不同的环境因素(光照强度、光质、CO2浓度、温度等)，但因变量都是光合作用速率，而O2释放量是净光合速率，可以代表特定条件下光合速率的大小，D正确。
8．在农业生产上常常施用一定量的无机肥来达到增产的目的。为了研究无机盐对植物生长发育的影响，科研小组进行了不同的盐浓度对植物最大光合速率和呼吸速率影响的实验，结果见下表。下列有关实验结果的分析，正确的是(　　)
盐浓度/
(mmol·L－1)
最大光合速率/(μmmol
CO2·m2·s－1)
呼吸速率/(μmmol
CO2·m2·s－1)
0(对照)
31.65
1.44
100(低盐)
36.59
1.37
500(中盐)
31.75
1.59
900(高盐)
14.45
2.63
A.对照组的植物应该培养在蒸馏水中
B．植物的呼吸速率是通过根细胞呼吸作用产生的CO2量来测定
C．与对照组相比，植物在低盐条件下产生和消耗的有机物更多
D．高盐条件下植物细胞失水，气孔关闭，导致最大光合速率下降
解析：选D　对照组培养液除了要含蒸馏水外，还需要添加其他的生命活动所必需的无机盐，A错误；植物的呼吸速率应该是测定整株植物，即所有细胞的呼吸速率，而不是只是测定根细胞的呼吸速率，B错误；在低盐条件下，植物的最大光合速率比对照组大，而呼吸速率比对照组小，产生有机物更多，而消耗的有机物更少，C错误；高盐条件下，植物的最大光合速率下降，可能是因为外界溶液的浓度过高，使植物细胞失水，从而使气孔关闭，CO2吸收减少，D正确。

9．(2022·聊城一模)光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应。如图为某高等植物细胞光合作用过程示意图，a、b、c、d、e、f分别表示光合作用不同阶段中的物质。下列相关叙述错误的是(　　)

A．图中的膜结构为叶绿体的内膜，膜上分布有吸收光能的四种色素
B．物质b顺浓度梯度跨膜运输，并供给ADP和Pi反应合成ATP所需的能量
C．d→f为暗反应中C3的还原过程，物质c为该过程的进行提供的物质是氢
D．若将图中的光照撤离，则短时间内d、e的含量将增加，f的含量将降低
解析：选A　由图示信息可知，图中为光合作用过程，所以膜结构为叶绿体的类囊体薄膜，膜上分布有吸收光能的四种色素，A错误；物质b为H＋，其顺浓度梯度跨膜运输，供给ADP和Pi反应合成ATP所需的能量，B正确；d→f为暗反应中C3的还原过程，物质c(NADPH)为该过程的进行提供的物质是氢，C正确；若将图中的光照撤离，则短时间内光反应停止，使d→f过程减慢，而e→d过程继续进行，所以d的含量将增加，f的含量将减少，D正确。
10．西北农林科技大学对某甜瓜品种进行“低温锻炼对冷胁迫下幼苗超氧化物歧化酶(SOD，该酶能减缓植株的衰老)活性与叶绿素含量的影响”实验。设置了如下三组实验：T1(昼夜15～10 ℃)，T2(昼夜10～5 ℃)和CK(昼夜25～15 ℃)。低温锻炼十天后，将三组幼苗同时进行低温胁迫处理，测定各项生化指标，结果如下。下列相关分析错误的是(　　)

A．低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解，提高幼苗的抗寒能力
B．在冷胁迫下，经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降，但仍高于未经低温锻炼的CK组
C．幼苗经过低温锻炼后使清除自由基的机制起作用，增强其对冷胁迫环境下的适应能力
D．未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变
解析：选D　在低温胁迫下，T1和T2组甜瓜幼苗细胞中叶绿素含量均低于CK组，说明低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解，A正确；低温会使酶的活性降低，但空间结构不改变，故未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低，不是其空间结构发生改变导致的，D错误。
二、非选择题
11．(2022·滨州二模)土壤中的氮元素主要以铵态氮(NH)和硝态氮(NH)形式存在。氮元素含量及形态对济麦229幼苗光合作用的影响如图表所示。在希尔反应活性测定时将叶绿体加入含氧化剂DCIP的溶液中并照光，溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化。
组别
希尔反应活性/
(μmol·mg－1·h－1)
胞间CO2浓度/
(μmol·mol－1)
净光合速率
(μmol·m－2·s－1)
低氮
140.11
75
9
中氮
160.23
125
15
高氮
180.31
80
14.9

(1)希尔反应模拟了光合作用过程中________阶段的部分变化过程，氧化剂DCIP相当于该阶段中________(填写物质)的作用。
(2)组成类囊体薄膜的含氮有机物主要包括________(填两种)，氮元素也是光反应产物________的组成成分。
(3)据表中数据分析，氮元素含量对济麦229幼苗叶片净光合速率的影响是________，在高氮情况下，限制光合速率持续升高的因素是________。
(4)据图分析，济麦229幼苗光合能力最强的氮素配比是________，理由是________。
解析　(1)希尔反应指的是在氧化剂存在的情况下，即使不提供CO2，离体的叶绿体在光下也可以分解水，放出氧气，模拟了光合作用中光反应阶段的部分变化；氧化型DCIP在希尔反应中的作用，相当于NADP＋在该阶段的作用。(2)构成细胞膜的成分有磷脂、蛋白质和糖类，推理组成叶绿体类囊体薄膜的含氮有机物有磷脂(含C、H、O、N、P元素)和蛋白质(含C、H、O、N元素，有的还要有S元素)；氮元素也是光反应产物ATP(C、H、O、N、P)和NADPH(C、H、O、N、P)。(3)分析图表数据可知，氮元素含量对济麦229幼苗叶片净光合速率的影响是：在一定范围内氮元素可显著提高济麦229幼苗的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著，据表可知，与中氮环境相比，在高氮情况下，限制光合速率持续升高的因素是胞间CO2浓度。(4)据图可知，在NH∶NO＝1∶1时，最有利于叶绿素含量、叶绿体蛋白含量、叶面积的提高。
答案　(1)光反应　NADP＋　(2)磷脂和蛋白质　ATP和NADPH
(3)在一定范围内氮元素可显著提高济麦229幼苗的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著(但中氮与高氮的作用无显著差异)　胞间CO2浓度(CO2浓度)
(4)NH∶NO＝1∶1　该种氮元素的配比有利于叶绿素含量、叶绿体蛋白含量、叶面积的提高
12．(2022·德州一模)为研究新疆大叶苜蓿的抗旱机制，科研人员设置正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(T1)和重度干旱胁迫(T2)三组盆栽控水实验，干旱处理7天后复水，测量新疆大叶苜蓿光合作用相关指标，结果如下图所示。

(1)根据图示信息可知，干旱胁迫对新疆大叶苜蓿净光合速率的影响是________。
(2)气孔导度越大说明气孔开放程度越大，干旱胁迫可导致气孔导度下降，影响光合作用中________的生成进而影响光反应速率。干旱及降雨是农业生产上常见的现象之一，根据实验结果可知，新疆大叶苜蓿的抗旱性________(填“较强”或“较弱”)，其机理是________。
(3)干旱胁迫会激发细胞产生活性氧(ROS)从而破坏生物膜结构，据此分析，T2组复水5 d后净光合速率仍然较低，推测其原因是_______________________________________。
解析　(1)分析图1可知，正常供水(CK)、轻度干旱胁迫(T1)和重度干旱胁迫(T2)相比较，干旱胁迫下，植物的净光合速率降低，且重度干旱胁迫下要比轻度干旱胁迫下净光合速率还要低；(2)气孔导度下降，影响CO2的供应，进而影响C3的合成，C3的含量会影响到C3的还原过程，进而影响到NADP＋和ADP的生成。分析图2和图3的实验结果可知干旱复水后气孔导度和叶绿素含量均能快速升高，说明新疆大叶苜蓿的抗旱性较强；(3)题干信息表明干旱胁迫会激发细胞产生活性氧(ROS)从而破坏生物膜结构，可以推测重度胁迫下，叶绿体类囊体膜等相关结构可能遭到破坏，导致T2组复水5 d后净光合速率仍然较低。
答案　(1)干旱胁迫可降低净光合速率，且胁迫程度越大降低越多
(2)NADP＋和ADP(Pi、H＋)　较强　干旱复水后气孔导度和叶绿素含量均能快速升高
(3)重度胁迫下，叶绿体类囊体膜等相关结构可能遭到破坏