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考点10 光合作用
第一关 小题自助餐 自选狂刷
题组一 刷基础小卷——固知识
1．[2022·河北冀州中学段考]下图表示用韭菜宿根进行的相关对照实验流程。下列叙述错误的是( )
A.提取色素时，要加入SiO2和CaCO3，并进行充分研磨
B.色素在滤纸条上分离的原因是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同
C.实验结果①可说明叶绿素合成需要光照
D.实验结果②表明韭菜中提取的色素吸收光的种类更多
2．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是( )
A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
3．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红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是( )
A.绿光，[H]含量下降
B.红光，未被还原的C3含量上升
C.红光，ATP含量下降
D.绿光，C5含量上升
4．[2022·青岛质检]下图表示发生在叶绿体中的相关代谢过程，其中①②表示相关过程，A、B表示两种气体物质，下列说法错误的是( )
A.过程①表示光反应，过程②的场所是叶绿体基质
B.物质A表示O2，物质B表示CO2
C.过程②能将活跃的化学能转变成稳定的化学能
D.过程②的两个阶段都需要消耗过程①产生的[H]和ATP
5．百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图，据图分析错误的是( )
A.图中B物质可能是葡萄糖
B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2
C.PEP、RuBP均能与CO2结合
D.夜间细胞液pH可能会下降
题组二 刷提升小卷——培素养
6．[2022·河北衡水中学一模]植物叶肉细胞的叶绿体基质中有R酶，既能与CO2结合，催化CO2与C5反应生成C3，也能与O2结合，催化C5的分解。CO2和O2在与R酶结合时具有竞争性相互抑制。下列分析正确的是( )
A.植物叶肉细胞内CO2的固定发生在叶绿体内膜上
B.R酶催化CO2与C5反应时需要[H]和ATP
C.增大CO2浓度后，植物叶肉细胞内的C3/C5的值增大
D.增大O2/CO2的值，有利于提高植物的净光合速率
7．[2022·河北景县调研]下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)测定的夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度，并进行比较计算后的数据。下列有关分析正确的是( )
水深(m)
1
2
3
4
白瓶中O2浓度(g/m3)
＋3
＋1.5
0
－1
黑瓶中O2浓度(g/m3)
－1.5
－1.5
－1.5
－1.5
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的O2为3 g/m3
B．水深2 m处白瓶中水生植物不能进行水的光解但能进行C3的还原
C．水深3 m处白瓶中水生植物产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体
D．水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用
8．[北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解错误的是( )
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25 ℃
C．在0～25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃
9．[2022·河南天一大联考模拟]为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是( )
二氧化硅
叶绿素种类
颗粒大小(目)
0
20
50
100
200
叶绿素a(mg/g)
0.25
0.53
0.61
0.48
0.47
叶绿素b(mg/g)
0.16
0.08
0.09
0.11
0.12
A.提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂
B．加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益
C.据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多
D.若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小
10．[2021·江西南昌市三模]某实验中，二氧化碳浓度倍增时，光合作用速率并未倍增。该实验中限制光合作用速率增加的因素一定不包括( )
A．光反应太弱，NADPH和ATP的供应受到限制
B．叶绿体基质中固定二氧化碳的酶活性太低
C.叶绿体中固定二氧化碳的C3再生速率不足
D.有机物在叶绿体中积累过多，限制暗反应
题组三 刷专项小卷——提考能
11．(不定项选择)小麦籽粒成熟过程中积累的糖类，主要是依靠穗下第一张叶片(旗叶)的光合作用供给的。有人做了这样一个实验(图甲)，将旗叶包在一透明的袋中，袋中始终保持25 ℃及充足的CO2，在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时，套环温度调到20 ℃，测定30 min内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5 ℃时，发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定30min内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量，测得的结果如图乙所示，则下列判断错误的是( )
A．叶片基部温度变化对袋内叶片蒸腾作用有明显影响
B．叶片基部处于5 ℃状态时，袋内CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态有关
C．叶片基部处于5 ℃状态时，袋内细胞光合作用强度减弱
D．叶片基部处于5 ℃状态时，基部细胞呼吸作用强度减弱
12．(不定项选择)某科学家用分离的叶绿体进行下列实验：先将叶绿体浸泡在pH＝4的溶液中，使类囊体空腔中的pH为4，然后将此叶绿体转移到pH＝8的溶液中，结果此叶绿体在黑暗中就能合成ATP。据此推测，下列说法正确的是( )
A．植物叶片中的叶绿体在光照和黑暗的条件下都能产生ATP
B．此叶绿体在黑暗中合成ATP的原因是类囊体内外存在H＋梯度
C．叶绿体光下产生ATP，其中光照的作用可能是使类囊体内外产生H＋梯度
D．此叶绿体在黑暗中合成ATP的同时不会释放氧气
13．(不定项选择)叶绿体中的GAP脱氢酶(以下简称为G酶)是光合作用暗反应中唯一能利用NADPH还原C3的酶，因此可用 NADPH的氧化速率表示G酶的活性。 某学习小组为探究光照对叶绿体中G酶活性的影响，将正常生长的盆栽花生在暗处放置24h后，再给予光照和黑暗处理，并定时剪取叶片测定叶绿体中G酶活性，结果如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 从叶肉细胞中分离出叶绿体可采用差速离心法，G酶分布在叶绿体的内膜和基质中
B.构建体外测定G酶活性的反应体系，需要G酶、ATP、NADPH、C3、缓冲物质和适宜的温度
C．暗处放置24h后再给予光照处理，叶绿体中NADPH生成量会增加
D．实验说明光照条件下叶绿体中G酶活性较高
14．(不定项选择)在适宜温度和大气CO2浓度条件下，测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶肉细胞的生理指标如表所示。下列分析不正确的是( )
物种
指标
马尾松
苦槠
石栎
青冈
光补偿点(千勒克斯)
7
3
1.5
1
光饱和点(千勒克斯)
11
6
3.3
2.5
(光补偿点：光合速率等于呼吸速率时的光强。光饱和点：达到最大光合速率所需的最小光强)
A.光强大于7千勒克斯，马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体
B.光强小于6千勒克斯，影响苦槠幼苗光合速率的环境因素主要是CO2浓度
C.森林中生产者积累有机物的能量总和，即为输入该生态系统的总能量
D.在群落演替过程中，随着林冠密集程度增大，青冈的种群密度将会增加
15．(不定项选择)科研人员分别在不同时刻对合理密植的玉米田中不同高度处的CO2浓度进行测量，结果如下图所示。下列分析错误的是( )
A.在富含有机肥的农田中，图中c点会右移
B.10时，距地面高度越高光反应强度越大
C.夜晚土壤中释放的CO2基本被玉米所固定
D.过度密植会导致图中的bd段长度变大
题组四 刷真题小卷——登顶峰
16．[2021·辽宁卷] 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
17．[2021·湖南卷]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
18．[2021·北京卷] 将某种植物置于高温环境(HT)下生长一定时间后，测定HT植株和生长在正常温度(CT)下的植株在不同温度下的光合速率，结果如图。由图不能得出的结论是( )
A.两组植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35℃时两组植株的真正(总)光合速率相等
C.50℃时HT植株能积累有机物而CT植株不能
D.HT植株表现出对高温环境的适应性
19．[2021·浙江6月选考]渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33 mol·L－1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是( )
A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
20．[2021·广东卷]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)，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
第二关 大题自助餐 自选精做
题组一 生理过程类
1．[2021·湖南卷]图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
(1)图b表示图a中的____________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。
(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体类型
相对值
实验项目
叶绿体A：双层膜结构完整
叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤
叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂
叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量
100
167.0
425.1
281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量
100
106.7
471.1
109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是____________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于________________________________，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释_______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组二 科学探究类
2．[2021·河北卷]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，结果见下表。
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(mmol·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
(μmol·h－1·g－1)
316
640
716
光合速率(μmol·m－2·s－1)
6.5
8.5
11.4
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__________________________________________________
________________________________________________________________________。
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