浙江省高三生物一轮复习课时训练41 光合作用.docx
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浙江省高三生物一轮复习课时训练41光合作用
课时训练4-1 光合作用
一、选择题
1.光合作用中水分子光解的产物是（ B ）
A.氧气和氢气
B.氧气、H+、e-
C.氧原子、NADP+、e-
D.氧气、NADPH、ATP
解析:
在光合作用的光反应中,水在叶绿体的类囊体膜上发生分解反应,产物是氧气、H+、e-。
其中氧气可以释放到外界环境或供线粒体进行需氧呼吸,H+、e-可以与NADP+反应生成NADPH。
2.如图是利用新鲜菠菜叶进行“光合色素的提取和分离”活动时得到的结果,出现该实验结果的原因可能是（ C ）
A.用70%乙醇作为提取液
B.研磨时未加SiO2
C.研磨时未加CaCO3
D.分离时层析液液面高于滤液细线
解析:
距离点样处由远到近的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,正常情况下,新鲜菠菜叶叶绿素的含量要大于类胡萝卜素,出现图示结果可能是叶绿素被破坏,在研磨时未加入CaCO3导致。
3.如图表示光合作用碳反应示意图,数字代表物质。
下列叙述正确的是（ A ）
A.②是3
磷酸甘油酸
B.④的全称是核酮糖五磷酸
C.⑦在叶绿体基质中被还原
D.碳反应生成的三碳糖主要用于合成蔗糖
解析:
由图可知,②为三碳酸,也称为3
磷酸甘油酸;④为五碳糖,全称为核酮糖二磷酸;⑦为NADP+,在类囊体膜中被还原;碳反应生成的三碳糖主要用于再生RuBP。
4.如图表示叶绿体中各色素的吸收光谱,据图判断,下列叙述错误的是（ D ）
A.在研究叶绿素的过程中,为避免类胡萝卜素的干扰,应该选用红橙光区
B.进入秋季,植物对420～470nm波长的光的利用量减少
C.用450nm波长的光比用600nm波长的光更能提高光合作用强度
D.用550nm波长的光改用670nm波长的光后短时间内叶绿体中三碳酸含量增加
解析:
由图可知,类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光,即蓝紫光区,在研究叶绿素的过程中,为减少类胡萝卜素的干扰,最好选用红橙光区;进入秋季,叶子变黄,叶绿素含量减少,植物对420～470nm波长的光的利用量减少;由图可知,叶绿体中色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多,因此用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度;由图可知,由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中色素吸收的光变多,光反应产生的ATP和NADPH变多,三碳化合物的还原加快,消耗的三碳酸增多,而二氧化碳的浓度不变,RuBP和二氧化碳形成三碳酸的速度不变,则叶绿体中三碳酸的量减少。
5.下列关于叶绿体的叙述,正确的是（ A ）
A.叶绿体是进行光合作用的场所
B.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用
C.叶绿体是具有单层膜结构的细胞器
D.叶绿体是进行细胞呼吸的主要场所
解析:
叶绿体是进行光合作用的场所;蓝藻没有叶绿体,但是含有藻蓝素、叶绿素,可以进行光合作用;叶绿体是具有双层膜结构的细胞器;细胞需氧呼吸的主要场所是线粒体,不是叶绿体。
6.下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验,你认为哪些结果是不可能的（ A ）
A.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源下照射5h,加碘液处理后溶液呈蓝色
B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,变成蓝色
C.叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗（暗带）的区域是红光和蓝紫光区域
D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内,3h后在叶内淀粉中可检验到14C的存在
解析:
叶绿素提取液是不能进行光合作用的,只有完整的叶绿体才能进行光合作用产生淀粉,所以将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源照射下5h,加碘液处理后溶液不会呈蓝色;绿叶在光下产生淀粉,在温暖晴朗的一天下午,在植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱去色素,加碘液处理变成蓝色;光合色素主要吸收红光和蓝紫光,因此将叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,连续光谱中变暗（暗带）的区域是红光和蓝紫光区域;绿色叶片饥饿处理,消耗掉叶片内原有的有机物,置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内,植物进行光合作用产生淀粉,可检验到14C的存在,说明CO2被用于合成糖类等有机物。
7.植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。
下列叙述正确的是（ B ）
A.图中H+通过主动转运从类囊体膜内运到膜外
B.通常,在光强度达到全日照之前,物质A的释放速率已达到最大值
C.每个三碳酸分子接受来自物质N的氢和来自ATP的磷酸基团
D.叶绿素呈绿色,是因为它大量吸收绿光,而几乎不吸收其他颜色
的光
解析:
图中H+通过氢离子通道以易化扩散的方式从类囊体膜内运到膜外;正常情况下,在光强度达到全日照之前,受限于光合色素的含量,物质A（氧气）的释放速率已达到最大值;每个三碳酸分子接受来自物质N的氢;叶绿素呈绿色,是因为其反射绿光,主要吸收红光和蓝
紫光。
8.绿色植物光合作用卡尔文循环过程如图所示。
下列叙述正确的是（ B ）
A.RuBP转变成3
磷酸甘油酸的过程发生的场所是类囊体膜上
B.3
磷酸甘油酸转变成三碳糖磷酸的过程需要NADPH提供氢和ATP提供磷酸基团
C.三碳糖磷酸运至叶绿体外合成淀粉,并运输到植物体各个部位
D.三碳糖转化成五碳糖的过程发生的场所是在类囊体膜
解析:
RuBP转变成3
磷酸甘油酸的过程发生的场所是叶绿体基质;3
磷酸甘油酸在光反应生成的NADPH提供氢和ATP提供磷酸基团的作用下生成的产物是三碳糖磷酸;三碳糖磷酸运至叶绿体外合成蔗糖,并运输到植物体各个部位;三碳糖转化成五碳糖的过程发生的场所是叶绿体基质。
9.如图是三倍体西瓜叶片净光合速率（Pn,以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线,以下分析正确的是（ C ）
A.与11:
00时相比,13:
00时叶绿体中合成三磷酸甘油酸的速率相对较高
B.14:
00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少
C.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
D.17:
00后叶片的Ci快速上升,导致叶片碳反应速率远高于光反应
速率
解析:
分析曲线可知,与11:
00时相比,13:
00时CO2浓度较低,说明13:
00时叶绿体中合成3
磷酸甘油酸的速率相对较低;14:
00后叶片的Pn下降,但叶片净光合速率仍远大于0,说明植株积累有机物的量继续增多;叶片的Pn先后两次下降,对比分析两曲线变化可知,第一次是中午叶片气孔部分关闭,由CO2供应不足导致,第二次是光照减弱导致的;17:
00后,由于光强度下降,气孔开放程度增大,使Ci上升,在CO2充足时,叶片碳反应速率取决于光反应速率,碳反应速率应与光反应速率基本相当。
10.卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2,再给予不同的光照时间后,从小球藻中提取并分析放射性物质。
预测实验结果是（ C ）
A.光照时间越长,三碳酸的积累越多
B.光照时间越长,RuBP的积累越多
C.光照时间越长,产生的放射性物质的种类越多
D.无论光照时间长短,放射性物质都会集中分布在类囊体膜上
解析:
光合作用过程中,由碳元素的转移途径可知,由RuBP与三碳酸分子参与的卡尔文循环是一个动态平衡系统,正常情况下会保持相对平衡的状态,光照时间延长不会使三碳酸和RuBP积累更多;类囊体膜上进行光反应,二氧化碳的固定和还原是在叶绿体基质中进行的,如果光照时间短,类囊体膜上无放射性。
11.如图表示高温期间测定的葡萄叶片表观光合速率Pn与气孔导度Gs（气孔导度越大,气孔开启程度越大）的日变化曲线。
相关叙述错误的是（ D ）
A.7:
00～17:
00葡萄叶片中有机物含量持续增加
B.表观光合速率与气孔导度呈正相关
C.日间持续高温（37.6℃）不利于叶片积累有机物
D.9:
00时的光强度为葡萄植株的光饱和点
解析:
从曲线看,7:
00～17:
00葡萄叶片表观光合速率始终是正值,说明有机物含量持续增加;表观光合速率与气孔导度曲线变化趋势相同,呈正相关;日间持续高温（37.6℃）时表观光合速率最低,不利于叶片积累有机物;9:
00时表观光合速率最大,说明此时在33.2℃下能积累有机物,但不能说明此时光强度为葡萄植株的光饱和点。
12.图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图,中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞,其细胞壁近气孔侧更厚是调节气孔开闭的结构基础。
研究人员将该叶片放在内部温度为15℃的密闭容器中研究光照强度与光合作用速率的关系,结果如图2所示。
下列有关叙述错误的是（ A ）
A.图1所示箭头为水分流动的总方向,此时叶肉细胞RuBP含量将减少
B.图1所示箭头为水分流动的总方向,此时保卫细胞的吸水能力逐渐增强
C.据图2分析,在1klx光照条件下,该叶片8小时内光合作用产生O2量为179.2mL
D.土壤缺水,叶片中脱落酸含量将增加,B点右移
解析:
据图1分析可知,此时保卫细胞失水,气孔部分关闭,二氧化碳供应不足,固定减少,此时叶肉细胞RuBP含量将增加;根据图1所示箭头为水分流动的总方向可知,此时保卫细胞失水,细胞液渗透压升高,保卫细胞的吸水能力逐渐增强;据图2可知,1klx的光照条件下,净光合量为11.2mL/h,呼吸消耗量为11.2mL/h,光合总量=净光合量+呼吸消耗量=11.2mL/h+11.2mL/h=22.4mL/h,因此8h内,光合作用产生O2的量为22.4mL/h×8h=179.2mL;土壤缺水,叶片中脱落酸含量将增加,光补偿点增大,B点右移。
13.如图1～3表示细胞中3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。
下列有关叙述错误的是（ A ）
A.能发生图1过程的结构只可能是线粒体的内膜
B.图2中的结构代表质膜,其上的膜蛋白具有细胞识别的功能
C.图3中的结构代表类囊体膜,其中氧气产生于类囊体膜内
D.图1和图3中膜蛋白都具有物质运输和生物催化的功能
解析:
能进行需氧呼吸第三阶段的生物膜可能是真核细胞的线粒体内膜,也可能是原核细胞的质膜;图2中的结构是质膜,细胞膜上的蛋白质具有识别功能;图3是光合作用的光反应阶段,氧气产生于类囊体膜内;图1和图3中膜蛋白都具有物质运输和生物催化的功能。
14.下列关于光合作用的叙述,正确的是（ A ）
A.悬浮在叶绿体基质中的所有类囊体是连成一体的
B.叶绿素只能吸收蓝紫光和红光,不吸收其他光,所以呈绿色
C.类胡萝卜素和叶绿素等光合色素只存在于叶片中
D.卡尔文循环中的关键步骤是二氧化碳与RuBP结合
解析:
类囊体是由膜形成的碟状的口袋,所有的类囊体连成一体,其中又有许多叠在一起,像一摞硬币,称为基粒;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光,所以叶片呈现绿色;光合色素存在于能进行光合作用的部位,不只存在于叶片中,如蓝藻的光合膜上也有;卡尔文循环中的关键步骤是三碳酸的还原。
15.图甲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,图乙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。
下列叙述错误的是（ D ）
A.若图甲中的B点骤变为C点,短时间内三碳酸含量将快速下降
B.图甲中,若其他条件不变,CO2浓度下降,则A点将向右移动
C.图乙中,与G点相比,F点叶绿体中NADPH的含量较高
D.图乙中,与F点相比,E点三碳酸的含量较高
解析:
图甲中,当增强光强度时,短时间内三碳酸的还原加快,CO2的固定不变,故三碳酸的含量将快速下降;图甲中若其他条件不变,CO2浓度下降,CO2固定量减少,光合作用下降,A点将向右移动;G点应是CO2饱和点,与G点相比,F点CO2浓度低,三碳酸的还原较弱,所以叶绿体中NADPH的含量较高;图乙中,与F点相比,E点CO2浓度低,CO2的固定较慢,三碳酸的还原不变,故三碳酸的含量较低。
二、非选择题
16.光合作用包括光反应与碳反应,光反应又包括许多个反应。
如图为光合作用的光反应示意图,请据图回答相关问题。
（1）由图可知,PSⅠ和PSⅡ位于 ,具有 的功能。
（2）从物质的变化角度分析,光反应为碳反应提供 和 ;从能量变化的角度分析,光反应的能量变化是 。
（3）光反应涉及电子（e-）的一系列变化,电子（e-）的最初供体为 。
（4）从图中ATP的产生机制可以判断膜内H+浓度 （填“大于”“等于”或“小于”）膜外浓度。
解析:
（1）图中的色素PSⅠ和PSⅡ位于类囊体膜,具有吸收、转化光能和传递电子的功能。
（2）光合作用的光反应阶段可以为暗反应提供ATP和NADPH;光反应中可以将光能转变为ATP、NADPH中活跃化学能。
（3）图中电子（e-）的最初供体为水。
（4）图中H+在类囊体腔中的浓度大于膜外的浓度,H+通过离子通道运出类囊体后驱动ADP和Pi合成ATP。
答案:
（1）类囊体膜 吸收（转化）光能/传递电子
（2）ATP NADPH 光能转化为ATP、NADPH中活跃的化学能
（3）H2O
（4）大于
17.下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的相关实验流程,请分析回答:
（1）提取色素时为了研磨充分应加入 ,纸层析法分离色素的原理是 。
（2）纸层析法分离色素的“结果①”如下图所示,其中共有的色素带的颜色是 ,据此能得出的结论是 。
（3）将等量刚制备的韭菜色素和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜之间,“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在 光区域。
将制得的韭菜滤液在强光下曝光1～2h,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,其原因是 。
（4）每分子叶绿素含有一个Mg2+,可被H+、Cu2+等置换。
韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后,其颜色与研磨时未加 的颜色相似,呈黄褐色。
实验室常用含Cu2+的试剂处理叶片,可形成铜代叶绿素,能长时间保持叶片标本的绿色,其原因是 。
解析:
（1）在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加95%的乙醇、碳酸钙、二氧化硅,加二氧化硅的目的是使研磨更加充分。
各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同,从而分离色素:
溶解度高,扩散速度快,溶解度低,扩散速度慢。
（2）滤纸条从上到下依次是胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b,据图可知,共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色;根据实验流程图可知,韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照,根据实验结果可以看出,韭黄的色素带缺少叶绿素,故可推断叶绿素的形成需要光照。
（3）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,所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区域;韭菜滤液在强光下曝光1～2h后,再重复上述实验,其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致,说明叶绿素不稳定,在强光下易分解。
（4）叶绿素能被酸性物质破坏,所以加入5%HCl后,其颜色与研磨时未加碳酸钙的颜色相似。
通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色可推测,铜代叶绿素比叶绿素稳定。
答案:
（1）二氧化硅（SiO2） 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快,反之则慢
（2）橙黄色、黄色 叶绿素的形成需要光 （3）红 叶绿素不稳定,在强光下易分解 （4）碳酸钙（CaCO3） 铜代叶绿素比叶绿素稳定
18.（2019·湖州期末调研测试）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物在不同NaCl浓度下进行实验,部分实验内容和结果见下表。
表观光合速率
[μmolCO2/（m2·s）]
气孔导度
[mmolCO2/（m2·s）]
胞间CO2浓度
（μL/L）
脱落酸
[mol/（g·DW）]
对照组
7.48
80
350
10
低浓度NaCl
5.03
35
250
15
中浓度NaCl
2.90
28
250
16
高浓度NaCl
1.60
15
330
20
（1）研究发现,随NaCl浓度升高,叶片中的叶绿素含量下降。
提取色素时,加入二氧化硅有利于研磨充分,破坏细胞中的 膜使色素释放出来。
若提取色素时未加入碳酸钙,则用纸层析法分离色素得到的色素条带从上到下第 条带颜色会变浅。
（2）在一定范围内,随NaCl浓度增加,脱落酸含量 ,使 ,导致3
磷酸甘油酸的合成速率 ,光合速率下降。
高浓度NaCl浓度处理条件下,光合速率的下降 （填“受”或“不受”）气孔因素的影响,据表分析原因是 。
解析:
（1）色素位于类囊体膜上,要将色素提取出来,必须破坏质膜和叶绿体膜。
提取色素时未加入碳酸钙,会将叶绿素破坏,使滤液中叶绿素减少,用纸层析法分离色素得到的色素条带从上到下第3、4条带颜色会变浅。
（2）从表格数据看,随NaCl浓度增加,气孔导度下降,说明脱落酸含量上升,使气孔关闭,二氧化碳吸收减少,导致3
磷酸甘油酸的合成速率下降,光合速率下降。
据表分析,高浓度NaCl处理条件下,气孔导度虽然下降,但是胞间CO2浓度高,说明光合速率的下降不受气孔因素的影响。
答案:
（1）质膜和叶绿体 3、4
（2）上升 气孔关闭 下降 不受 气孔导度虽然下降,但是胞间CO2浓度高
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