光合作用(Ⅰ)(建议用时：40分钟)1．下列关于植物细胞中光合色素的说法，正确的是( )A．光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上B．Mg是构成叶绿素所必需的微量元素C．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色D．用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散得快A [植物细胞中光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，A项正确；Mg是构成叶绿素所必需的大量元素，B项错误；叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色，C项错误；用纸层析法分离色素时，溶解度高的色素在滤纸上扩散得快，D项错误。]2．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是( )A．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多B．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小D．滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片A [叶绿体色素中绿色的叶绿素含量占到3/4，所以提取液呈绿色，A正确；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方，B错误；色素带的宽窄反映了色素含量的多少，C错误；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带，D错误。]3．(2020·黄冈质检)将一株质量为20克的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中一段时间后植株达到40克，下列有关说法正确的是( )A．增加的质量来自光、矿质元素和空气B．少数叶片黄化后叶绿体对红光的吸收增多C．叶肉细胞在夜间不能合成ATPD．根细胞不能吸收利用土壤中的N2D [植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，A错误；叶片黄化后叶绿素减少，对红光的吸收减少，B错误；叶肉细胞在夜间会进行呼吸作用，也能合成ATP，C错误；矿质元素只能以无机盐离子的形式被根细胞吸收，不能吸收N2，D正确。]4．(2020·深圳高级中学测试)科学家研究发现，叶绿体中色素接受了太阳光的能量后，激发了一系列的电子传递过程，同时将水光解。下列叙述错误的是( )A．水光解发生在类囊体薄膜上，其产物是[H]和氧-7-\nB．水的光解速率与色素含量、光照强度等有关C．类囊体薄膜上合成ATP所需的能量来自叶绿体色素吸收的光能D．水光解产生的[H]和氧，可在细胞中直接参与有氧呼吸D [水光解的复杂过程是由类囊体薄膜上的色素和多种物质共同完成的，所以说水光解发生在类囊体薄膜上。水在光下分解为[H]和氧气，A正确；水光解依靠色素吸收光能，故其速率与色素含量、光照强度等有关，B正确；叶绿体色素吸收的光能具有两个方面的作用：一方面是用于水光解，生成[H]，另一方面是在相关酶的作用下，合成ATP，C正确；水光解产生的[H]用于暗反应，不参与有氧呼吸，D错误。故选D。]5．如图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中A～C表示相关物质。有关分析错误的是( )A．图中A为O2，可部分释放到空气中B．图中B为NADPH，外界CO2浓度升高时，B的含量暂时升高C．该过程消耗的NADP＋和C来自叶绿体基质D．该过程将光能转化为化学能储存在B和ATP中B [水的光解产物是O2和[H]，若光合作用强度大于呼吸作用强度，O2会部分释放到空气中，A正确；图中B是在NADP＋、H＋和电子参与下形成的，为NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低，B错误；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADP，C正确；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中，D正确。]6．用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降，C5的含量上升，则NaHSO3溶液的作用可能是( )A．促进叶绿体中CO2的固定B．抑制叶绿体中C3的还原C．促进叶绿体中ATP的合成D．抑制叶绿体中有机物的输出C [若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定，则CO2被C5固定形成的C3增加，消耗的C5增加，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，A项错误；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中C3的还原，则C3被还原生成的C5减少，消耗的C3减少，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，B项错误；若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成，则被还原的C3增加，生成的C5增加，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5-7-\n的含量将增加，C3的含量将减少，C项正确；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出，意味着暗反应中C3的还原过程变慢，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，D项错误。]7．下列有关光合作用和化能合成作用的叙述错误的是( )A．这两个生理过程合成有机物所利用的能量形式不同B．能进行光合作用或化能合成作用的生物属于自养生物C．这两个生理过程合成有机物所利用的原料不同D．这两个生理过程的顺利进行均需要酶的催化C [光合作用利用光能合成有机物，化能合成作用利用无机物氧化时释放的化学能合成有机物，A项正确；这两个生理过程的共同点是将无机物(二氧化碳和水)合成糖类等有机物，因此能进行光合作用或化能合成作用的生物属于自养生物，B项正确、C项错误；细胞内糖类等有机物的合成离不开酶的催化，D项正确。]8．(2020·黄冈质检)如图甲表示叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质，如图乙表示叶绿体色素分离的结果，下列叙述错误的是( )甲 乙A．光合作用的光反应是在图中①上进行的，而暗反应是在②中进行的B．①上产生的B物质移动到②中参与C5和C3的还原C．②中产生的NADP＋移动到①上接受水光解产生的氢D．图乙中色素带从上往下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB [光合作用的场所是叶绿体，光反应是在图中①类囊体薄膜上进行的，而暗反应是在②叶绿体基质中进行的，A正确；①类囊体薄膜上产生的B物质[H]移动到②叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B错误；②叶绿体基质中产生的NADP＋将移动到①类囊体薄膜上接受水光解产生的氢，C正确；叶绿体色素在滤纸上的分布，由上往下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，D正确。]9．(2020·珠海测试)某研究人员以白光为对照组，探究不同光质对番茄幼苗生长的影响，其他条件均相同且适宜。请据下表中的相关实验数据，回答下列问题：光质株高(cm)茎粗(cm)单株干重(mg)壮苗指数-7-\n白光8.630.1846.590.99蓝光6.770.2254.721.76绿光11.590.1030.470.27黄光9.680.1540.380.63红光7.990.2060.181.51(注：壮苗指数越大，反映苗越壮，移栽后生长越好。)(1)光合色素吸收的光能，对番茄幼苗光合作用有两方面直接用途：一是将水分解成____________，二是____________。(2)结合上表数据进行分析：上表所列观测指标中________最能直接、准确地反映幼苗的净光合速率大小；如果忽略光质对番茄幼苗呼吸作用的影响，则可推测对番茄幼苗光合作用最有效的光是________。与对照组相比，壮苗指数以________处理的较好。(3)分析表中数据并得出结论：与对照组相比，________________________________________________________________________________________。[解析] 在光合作用的过程中，色素吸收的光能用于水的光解和ATP的生成。单株干重能够反映幼苗的净光合速率的大小，根据单株干重分析不同光质的作用。[答案] (1)氧和[H](NADPH) 促进ATP的生成 (2)单株干重 红光 蓝光或红光 (3)红光或蓝光促进了番茄幼苗的生长，而绿光或黄光减缓了番茄幼苗的生长(或其他合理解释)10．光合作用的暗反应阶段主要包括：C5和CO2结合生成C3，C3经一系列变化生成糖类和C5。为确定光合作用暗反应阶段哪个反应间接依赖光，科学家利用小球藻进行实验，结果如图所示。请回答下列问题：(1)利用热酒精处理小球藻能终止细胞内的化学反应。欲探究14CO2中14C的转移路径，给小球藻提供14CO2后，应怎样处理？_________________________________________________________________________________________。(2)暗反应阶段间接依赖光照的反应是______________________，作出此判断的依据是_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若其他条件不变，突然降低光照条件下CO2的浓度，短时间内细胞中C3和C5含量的变化趋势分别是___________________________________________________________________________________________________________。-7-\n[解析] (1)据题意可知：欲探究14CO2中14C的转移路径，给小球藻提供14CO2后，应每间隔一段时间用热酒精终止暗反应进程，提取并鉴定含14C的物质。(2)分析图示可知：当反应条件由光照变为黑暗时，C3含量升高而C5及各种中间产物的含量下降，说明C3的还原与光照条件有关，据此可判断：暗反应阶段间接依赖光照的反应是C3经一系列变化生成糖类和C5。(3)若其他条件不变，突然降低光照条件下CO2的浓度，导致CO2和C5结合形成C3的CO2固定过程减弱，新生成的C3减少，而原有的C3继续被还原为C5和糖类，所以短时间内细胞中C3含量降低，C5含量升高。[答案] (1)每间隔一段时间用热酒精终止暗反应进程，提取并鉴定含14C的物质 (2)C3经一系列变化生成糖类和C5 当反应条件由光照变为黑暗时，C3含量升高而C5及各种中间产物的含量下降，说明C3的还原与光照条件有关 (3)C3含量降低，C5含量升高11．(2020·山东九校联考)将叶绿体破坏后离心，得到类囊体悬浮液、叶绿体基质，分别加入试管中。然后将①②置于光下，③④置于黑暗中，下列判断不正确的是( )A．实验中能产生气泡的是①试管B．如果给予4支试管ATP、[H]、CO2，有糖产生的试管是②④C．如果给予4支试管磷酸、ADP，会产生ATP的是①③D．上述操作说明光反应需要光，发生在类囊体，暗反应不需要光，发生在叶绿体基质C [叶绿体的类囊体在光照条件下能进行水的光解，释放出氧气，能产生气泡的是①试管，A正确；在此条件下，给予磷酸、ADP，会产生ATP的是①，C错误；叶绿体基质有光无光都能进行暗反应，给予ATP、[H]、CO2，②④试管都有糖产生，B正确；上述操作说明光反应需要光，发生在类囊体，暗反应有光无光都行，发生在叶绿体基质，D正确。]12．在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ATPC．增大CO2浓度后，植物叶肉细胞内的C3/C5比值增大D．增大O2/CO2的比值，有利于提高植物的净光合速率C [植物叶肉细胞内CO2的固定发生在叶绿体基质中，A错误；R酶催化CO2与C5-7-\n反应时不需要[H]和ATP，C3还原时需要[H]和ATP，B错误；增大CO2浓度有利于R酶催化CO2与C5反应生成C3，因此植物叶肉细胞内的C3/C5比值增大，C正确；增大O2/CO2的比值后，CO2的固定过程减弱，C5的分解加快，植物的净光合速率下降，D错误。]13．(2020·深圳高级中学测试)很多植物通过光合作用，不仅有葡萄糖的合成，还有淀粉和蔗糖生成。某种植物叶肉细胞的暗反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示(Pi代表无机磷酸，三碳糖磷酸进一步转化形成葡萄糖)。请回答下列问题：(1)磷酸转运器位于________，其功能是__________________________。在叶绿体和线粒体中，Pi参与合成的物质包括______________等。(2)在碳同化过程中，二氧化碳与五碳化合物结合的反应属于________过程，该反应的产物接受________(填数字标号)被还原。(3)若蔗糖合成或输出受阻，则进入叶绿体的________数量减少，会使________大量积累在叶绿体膜附近，最终导致光反应中合成________数量下降，碳同化循环减速。此时过多的三碳糖磷酸，一方面可用于______________，以维持暗反应的进行，另一方面可用于________________，以维持光反应的进行。(4)光合作用旺盛时，许多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体________。[解析] (1)图中显示的是光反应和暗反应及蔗糖的合成过程，磷酸转运器位于叶绿体内膜上，其功能是由叶绿体转运出三碳糖磷酸，同时向叶绿体内转运进Pi。在叶绿体和线粒体中，Pi参与合成的物质包括ATP和核酸等。(2)由图可知，在碳同化过程中，二氧化碳与五碳化合物结合的反应属于碳固定过程，该反应的产物C3接受①[H]和②ATP被还原。(3)若蔗糖合成或输出受阻，三碳糖磷酸转化脱去Pi的过程受阻，形成的Pi减少，则进入叶绿体的Pi数量减少，已经转运的三碳糖磷酸不能及时消耗，会积累在叶绿体膜附近，由于Pi是合成ATP的原料，最终导致光反应中合成ATP的数量下降，碳同化减速。此时过多的三碳糖磷酸，一方面可用于转化为五碳化合物，与二氧化碳结合，以维持暗反应的进行，另一方面可用于淀粉的合成，既能消除三碳糖磷酸的积累，又能提供Pi，以维持光反应的进行。(4)光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，使得叶绿体渗透压升高引起吸水，而过度吸水则可能导致叶绿体吸水涨破。[答案] -7-\n(1)叶绿体内膜上 由叶绿体转运出三碳糖磷酸，同时向叶绿体内转运进Pi ATP、核酸 (2)CO2固定 ①和② (3)Pi 三碳糖磷酸 ATP 转化为五碳化合物 淀粉的合成 (4)吸水涨破14．(2020·湖北名校联盟联考)与花生不同，玉米固定CO2后首先会形成C4化合物，因此被称为C4植物。C4植物含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，科学家形象地把这种作用比喻为“CO2泵”，具体机制如图1所示。图2为夏季某地晴朗的白天玉米和花生光合速率测定值，请分析回答：图1 图2(1)科学家获得图1所示CO2的固定机制，常采用的研究方法是________________。(2)花生叶肉细胞中的CO2在______________中被C5固定下来，该过程______________(填“需要”或“不需要”)消耗NADPH。(3)花生在13：00时光合速率下降的现象，称为“光合午休”，这是由于光照增强，温度过高，______________________，导致花生光合作用速率明显下降；而此时玉米光合作用速率仍然有所升高，原因是__________________________________________________________________________________________。(4)生物在长期进化中形成的特定功能往往与特定环境相适应，据此分析玉米产地的气候条件一般是：______________________________。[解析] (1)科学家获得图1所示CO2的固定机制，需要研究CO2的转移途径，常采用的研究方法是同位素标记法。(2)花生叶肉细胞中的CO2在叶绿体基质中被C5固定形成C3，该过程不需要消耗NADPH。(3)花生在13：00时出现“光合午休”，这是由于光照增强，温度过高，部分气孔关闭，二氧化碳进入减少，导致花生光合作用速率明显下降；而玉米含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，在进入植物内的CO2减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度，并且此时光照强度增强，促进光合作用加强，所以此时玉米的光合作用速率不仅没有下降，反而有所升高。(4)由于玉米能在较低的二氧化碳条件下固定并利用二氧化碳进行暗反应，所以气孔关闭对其光合速率影响不大，据此可知玉米产地的气候条件一般是高温干旱、光照强。[答案] (1)同位素标记法 (2)叶绿体基质 不需要 (3)气孔关闭，CO2进入减少 玉米含有的PEP羧化酶对CO2具有很强的亲和力，可以把浓度很低的CO2固定下来供给植物体利用，在进入植物内的CO2减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增强，促进光合作用加强 (4)高温干旱、光照强-7-
