2025版高考生物一輪總復習素養(yǎng)提升必修1第3單元細胞的能量供應和利用第3講捕獲光能的色素和結構光合作用的原理

第3講捕獲光能的色素和結構、光合作用的原理構|建|網(wǎng)|絡真|題|再|現(xiàn)1．(2023·天津卷)下圖是某種植物光合作用及呼吸作用部分過程的圖，關于此圖說法錯誤的是(B)A．HCOeq\o\al(－,3)經(jīng)主動運輸進入細胞質基質B．HCOeq\o\al(－,3)通過通道蛋白進入葉綠體基質C．光反應生成的H＋促進了HCOeq\o\al(－,3)進入類囊體D．光反應生成的物質X保障了暗反應的CO2供應解析：據(jù)圖可知，HCOeq\o\al(－,3)進入細胞質基質須要線粒體產(chǎn)生的ATP供能，屬于主動運輸，A正確；HCOeq\o\al(－,3)進入葉綠體基質也須要線粒體產(chǎn)生的ATP供能，屬于主動運輸，通道蛋白只能參加幫助擴散，B錯誤；據(jù)圖可知，光反應中水光解產(chǎn)生的H＋促進HCOeq\o\al(－,3)進入類囊體，C正確；據(jù)圖可知，光反應生成的物質X(O2)促進線粒體的有氧呼吸，產(chǎn)生更多的ATP，有利于HCOeq\o\al(－,3)進入葉綠體基質，產(chǎn)生CO2，保證了暗反應的CO2供應，D正確。故選B。2．(2021·湖南卷)綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是(A)A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B．在暗反應階段，CO2不能干脆被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會短暫下降D．合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度解析：弱光條件下植物沒有氧氣的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于呼吸作用強度，光合作用產(chǎn)生的氧氣被呼吸作用消耗完，此時植物雖然進行了光合作用，但是沒有氧氣的釋放，A錯誤；二氧化碳性質不活潑，在暗反應階段，一個二氧化碳分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3分子，在有關酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量并且被NADPH還原，因此二氧化碳不能干脆被還原，B正確；在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，光合作用產(chǎn)物輸出受阻，葉片的光合速率會短暫下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物供應礦質元素和二氧化碳，這些措施均能提高農作物的光合作用強度，D正確。3.(2021·山東卷改編)關于細胞中的H2O和O2，下列說法錯誤的是(C)A．由葡萄糖合成糖原的過程中肯定有H2O產(chǎn)生B．有氧呼吸其次階段肯定消耗H2OC．植物細胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用D．光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素只能來自H2O解析：由葡萄糖合成糖原的過程屬于脫水縮合，有水的產(chǎn)生，A正確；有氧呼吸其次階段是H2O與丙酮酸反應形成CO2與NADH并釋放能量的過程，消耗水，B正確；光合作用通過H2O的光解可以產(chǎn)生O2，另外，植物細胞中具有過氧化氫酶，可以催化H2O2水解為H2O和O2，C錯誤；光合作用的光反應中H2O的光解會產(chǎn)生O2，所以O2中的氧元素只能來自于水，D正確。4.(2020·天津卷)探討人員從菠菜中分別類囊體，將其與16種酶等物質一起用單層脂質分子包袱成油包水液滴，從而構建半人工光合作用反應體系。該反應體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是(A)A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質B．該反應體系不斷消耗的物質僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參加CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應體系不含光合作用色素解析：乙醇酸是光合作用暗反應產(chǎn)生的，暗反應場所在葉綠體基質中，所以產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質，A正確；該反應體系中能進行光合作用整個過程，不斷消耗的物質有CO2和H2O，B錯誤；類囊體產(chǎn)生的ATP參加C3的還原，產(chǎn)生的O2用于呼吸作用或釋放到四周環(huán)境中，C錯誤；該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯誤。5．(2020·浙江7月選考)將某植物葉片分別得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應介質溶液中，測量其光合速率，結果如圖所示。圖中光合速率用單位時間內單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是(A)A．測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分別得到的葉綠體的光合速率B．若分別的葉綠體中存在肯定比例的破裂葉綠體，測得的光合速率與無破裂葉綠體的相比，光合速率偏大C．若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，葉片內蔗糖濃度與光合速率的關系與圖中B－C段對應的關系相像D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內蔗糖濃度與光合速率的關系與圖中A－B段對應的關系相像解析：測得植物葉片的光合速率是葉片的總光合速率減去葉片的呼吸速率，而分別得到的葉綠體的光合速率，就是總光合速率，A正確；破裂葉綠體，其葉綠素釋放出來，不能進行光合作用，導致消耗二氧化碳削減，測得的光合速率與無破裂葉綠體的相比，光合速率偏小，B錯誤；若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，光照不足，光反應減弱，影響碳反應速率，蔗糖合成始終較少，C錯誤；若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片光合作用產(chǎn)生的蔗糖不能運到花瓣，在葉片積累，光合速率下降，葉片內蔗糖濃度與光合速率的關系與圖中B－C段對應的關系相像，D錯誤。6．(2022·河北卷)某品種茶樹葉片呈現(xiàn)階段性白化：綠色的嫩葉在生長過程中漸漸轉為乳白色，而后又復原為綠色。白化期葉綠體內部結構解體(僅殘留少量片層結構)。階段性白化過程中相關生理指標檢測結果如下圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)從葉片中分別葉綠體可采納差速離心法。(2)經(jīng)檢測，白化過程中葉綠體合成ATP和NADPH的數(shù)量顯著降低，其緣由是葉綠體內部結構解體；光合色素削減(寫出兩點即可)。(3)白化過程中氣孔導度下降，既能夠滿意光合作用對CO2的需求，又有助于削減水分的散失。(4)葉片復綠過程中需合成大量干脆參加光反應的蛋白質。其中部分蛋白質由存在于細胞核中的基因編碼，通過特定的機制完成跨膜運輸，其余蛋白質由存在于葉綠體中的基因編碼。解析：(1)葉綠體屬于細胞器，依據(jù)不同細胞器的密度不同，可用差速離心法從葉片中分別葉綠體。(2)光合作用的光反應過程可產(chǎn)生NADPH和ATP，該過程須要葉綠體類囊體薄膜上葉綠素的參加，據(jù)題意可知，白化期葉綠體內部結構解體，葉綠體類囊體薄膜削減，且白化過程中葉綠素等光合色素削減，光反應減慢，故白化過程中葉綠體合成ATP和NADPH的數(shù)量顯著降低。(3)白化過程中氣孔導度下降，既能夠滿意光合作用對CO2的需求，又有助于削減水分的散失，利于植物的生存。(4)葉綠體屬于半自主性細胞器，其中蛋白質的合成主要受到細胞核基因的編碼，合成后經(jīng)特定機制完成跨膜運輸；其余蛋白質由存在于細胞質中(葉綠體)的基因編碼。7．(2022·全國甲卷)依據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環(huán)境CO2濃度降低導致光合速率與呼吸速率相等時的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉栴}。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反應階段的產(chǎn)物是相同的，光反應階段的產(chǎn)物是O2、[H]和ATP(答出3點即可)。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?，緣由是自身呼吸消耗或建立植物體結構(答出1點即可)。(3)干旱會導致氣孔開度減小，探討發(fā)覺在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的緣由是C4植物的CO2補償點低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2。解析：(1)光合作用光反應階段的場所是葉綠體的類囊體薄膜上，光反應發(fā)生的物質變更包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反應階段生成的產(chǎn)物有O2、[H]和ATP。(2)葉片光合作用產(chǎn)物一部分用來建立植物體結構和自身呼吸消耗，其余部分被輸送到植物體的貯存器官儲存起來。故正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课弧?3)C4植物的CO2固定途徑有C4和C3途徑，其主要的CO2固定酶是PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途徑，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱會導致氣孔開度減小，葉片氣孔關閉，CO2汲取削減；由于C4植物的CO2補償點低于C3植物，則C4植物能夠利用較低濃度的CO2，因此光合作用受影響較小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生長得好。8．(2020·山東卷)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是模塊1和模塊2，模塊3中的甲可與CO2結合，甲為五碳化合物(或C5)。(2)若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將削減(填“增加”或“削減”)。若氣泵停轉時間較長，模塊2中的能量轉換效率也會發(fā)生變更，緣由是模塊3為模塊2供應的ADP、Pi和NADP＋不足。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的狀況下，該系統(tǒng)糖類的積累量高于(填“高于”“低于”或“等于”)植物，緣由是人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或植物呼吸作用消耗糖類)。(4)干旱條件下，許多植物光合作用速率降低，主要緣由是葉片氣孔開放程度降低，CO2的汲取量削減。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依靠程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣袤的應用前景。解析：(1)葉綠體中光反應階段是將光能轉化成電能，再轉化成ATP中活躍的化學能，題圖中模塊1將光能轉化為電能，模塊2將電能轉化為活躍的化學能，兩個模塊加起來相當于葉綠體中光反應的功能。在模塊3中，CO2和甲反應生成乙的過程相當于暗反應中CO2的固定，因此甲為五碳化合物(或C5)。(2)據(jù)圖分析可知，乙為C3，氣泵突然停轉，大氣中CO2無法進入模塊3，相當于暗反應中CO2濃度降低，短時間內CO2濃度降低，C3的合成削減，而C3仍在正常還原，因此C3的量會削減。若氣泵停轉時間較長，模塊3中CO2的量嚴峻不