江蘇專用2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)限時(shí)集訓(xùn)10光合作用Ⅰ含解析

PAGE7-光合作用(Ⅰ)(建議用時(shí)：40分鐘)1．(2024·山東萊西期末)如圖為正常綠色植物的葉綠素a的汲取光譜、色素總汲取光譜，以及光合作用的作用光譜(作用光譜代表各種波長(zhǎng)下植物的光合作用效率)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．葉綠素的汲取光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的汲取值來繪制B．葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參加光合作用引起的C．植物進(jìn)行光合作用時(shí)，C5總量的改變趨勢(shì)與作用光譜基本一樣D．溫度、CO2濃度等因素能影響作用光譜的汲取值C[圖中橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為汲取值，葉綠素的汲取光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的汲取值來繪制，A正確；光反應(yīng)中水光說明放O2，而光反應(yīng)須要葉綠素汲取光能才能進(jìn)行，所以葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參加光合作用引起的，B正確；植物進(jìn)行光合作用時(shí)，氧氣釋放量的改變趨勢(shì)與作用光譜基本相同，而由于C5的利用和合成處于動(dòng)態(tài)平衡中，因此C5總量基本不變，C錯(cuò)誤；溫度、CO2濃度等因素能影響光合作用，能影響作用光譜的汲取值，D正確。]2．光合作用的發(fā)覺是眾多科學(xué)家不斷努力的結(jié)果。1937年，英國(guó)科學(xué)家希爾首次獲得了離體葉綠體懸浮液，將此懸浮液(含水，不含CO2)與黃色的高鐵(Fe3＋)鹽混合，照光后發(fā)覺葉綠體有氣泡放出、溶液由黃色變?yōu)闇\綠色(Fe2＋)。在遮光下，則沒有氣泡產(chǎn)生，也沒有顏色改變。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．試驗(yàn)過程中可以檢測(cè)到糖的生成B．試驗(yàn)表明氧氣是葉綠體在光照的條件下產(chǎn)生的C．溶液顏色改變的緣由是葉綠體在光照條件下生成的還原劑將Fe3＋還原為Fe2＋D．與恩格爾曼的水綿試驗(yàn)相比，希爾的試驗(yàn)解除了細(xì)胞內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的影響A[懸浮液中不含CO2，暗反應(yīng)無法正常進(jìn)行，糖類無法生成，A錯(cuò)誤；試驗(yàn)現(xiàn)象是在照光后發(fā)覺葉綠體有氣泡放出、在遮光下沒有氣泡產(chǎn)生，說明氧氣的產(chǎn)生肯定要有光照，B正確；試驗(yàn)在光照條件下，溶液由黃色變?yōu)闇\綠色(Fe2＋)，說明光反應(yīng)階段的產(chǎn)物[H]可以將Fe3＋還原為Fe2＋，C正確；希爾的試驗(yàn)將葉綠體離體，與細(xì)胞內(nèi)其他結(jié)構(gòu)分開，解除了其他結(jié)構(gòu)在光合作用中可能造成的影響，D正確；故選A。]3．(2024·黃岡質(zhì)檢)如圖甲表示葉肉細(xì)胞中葉綠體進(jìn)行光合作用的過程，A、B代表物質(zhì)，如圖乙表示葉綠體色素分別的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是()甲乙A．光合作用的光反應(yīng)是在圖中①上進(jìn)行的，而暗反應(yīng)是在②中進(jìn)行的B．①上產(chǎn)生的B物質(zhì)移動(dòng)到②中參加C5和C3的還原C．②中產(chǎn)生的NADP＋移動(dòng)到①上接受水光解產(chǎn)生的氫D．圖乙中色素帶從上往下分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素bB[光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，光反應(yīng)是在圖中①類囊體薄膜上進(jìn)行的，而暗反應(yīng)是在②葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的，A正確；①類囊體薄膜上產(chǎn)生的B物質(zhì)[H]移動(dòng)到②葉綠體基質(zhì)中，參加C3的還原，形成糖類等有機(jī)物，B錯(cuò)誤；②葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生的NADP＋將移動(dòng)到①類囊體薄膜上接受水光解產(chǎn)生的氫，C正確；葉綠體色素在濾紙上的分布，由上往下分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，D正確。]4．(2024·重慶南開中學(xué)模擬)硝化細(xì)菌可以利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)釋放的化學(xué)能來制造有機(jī)物，下列關(guān)于硝化細(xì)菌的說法錯(cuò)誤的是()A．能否利用光能是化能合成作用和光合作用的區(qū)分B．硝化細(xì)菌在氧化N2的過程中獲得能量C．硝化細(xì)菌的代謝有助于增加土壤中的NOeq\o\al(－,3)D．將板結(jié)的土壤松土有利于硝化細(xì)菌等好氧菌的生命活動(dòng)B[化能合成作用是利用對(duì)無機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能將二氧化碳合成有機(jī)物，光合作用通過對(duì)光能的汲取和轉(zhuǎn)化將二氧化碳合成有機(jī)物，A正確；硝化細(xì)菌不能利用氮?dú)猓?是固氮菌能利用氮?dú)?，是通過對(duì)NH3的氧化來獲得能量，B錯(cuò)誤；將NH3轉(zhuǎn)化為NOeq\o\al(－,3)，可以提高土壤中的NOeq\o\al(－,3)的含量，有利于植物的生長(zhǎng)，C正確；松土可以增加土壤的透氣性，有利于好氧菌的分解活動(dòng)，D正確。]5．(多選)(2024·山東濰坊期末)光能利用率是指單位土地面積上，農(nóng)作物通過光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物中所含的能量與這塊土地接受的太陽能之比。以下措施能提高光能利用率的是()A．大棚種植時(shí)，白天適當(dāng)通風(fēng)B．棉花適時(shí)摘除頂芽，解除頂端優(yōu)勢(shì)C．在桉樹林里栽培草本菠蘿，取得桉樹、菠蘿兩旺D．在前季作物生長(zhǎng)后期的株行間播種或移栽后季作物ABCD[大棚種植時(shí)，白天光照強(qiáng)光合作用旺盛，達(dá)到光飽和點(diǎn)后限制光合作用的因素主要是二氧化碳濃度等，因此白天適當(dāng)通風(fēng)有利于增加大棚中的二氧化碳濃度，有利于農(nóng)作物產(chǎn)量的提高，能提高光能利用率，A正確；棉花適時(shí)摘除頂芽，可以解除頂端優(yōu)勢(shì)，使側(cè)枝發(fā)育，增大了光合作用的葉片面積，提高了光能利用率，B正確；在桉樹林里栽培草本菠蘿，桉樹和菠蘿有明顯的分層現(xiàn)象，可以充分利用光能，取得桉樹、菠蘿兩旺，提高光能利用率，C正確；在前季作物生長(zhǎng)后期的株行間播種或移栽后季作物，與前季作物收完再種相比，可以延長(zhǎng)后季作物的光合作用時(shí)間，能提高光能利用率，D正確。]6．(2024·廣東六校聯(lián)盟3月聯(lián)考)在玻璃溫室中，探討小組于上午7：00～10：00分別用黃光、藍(lán)光和紅光三種單色光對(duì)某種綠葉蔬菜進(jìn)行補(bǔ)充光源(補(bǔ)光)試驗(yàn)，結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)包括____________________兩類，兩者在發(fā)揮作用時(shí)，捕獲光質(zhì)種類的差異是_____________________________________________________。(2)據(jù)圖分析可知，__________組表現(xiàn)為促進(jìn)該種蔬菜的生長(zhǎng)。(3)圖中黃光補(bǔ)光組的CO2汲取速率低于白光比照組的緣由可能是____________________________________________________________________________________________________________。(4)探討發(fā)覺紅光補(bǔ)光、藍(lán)光補(bǔ)光一段時(shí)間后植株的葉綠素a含量有不同程度增加。請(qǐng)寫出利用紙層析法比較它們?nèi)~綠素a含量的試驗(yàn)思路______________________________________________________________________________________________________。[解析]與白光比照組相比，補(bǔ)充黃色光源時(shí)，綠葉蔬菜的CO2汲取速率降低，說明黃色光源對(duì)該蔬菜的生長(zhǎng)有抑制作用；補(bǔ)充紅光或藍(lán)光光源時(shí)綠葉蔬菜的CO2汲取速率上升，說明這兩種光源對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。 (1)葉綠體中的色素包括兩大類即葉綠素和類胡蘿卜素，它們?cè)诠夂献饔弥心軌蚣橙?、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，前者主要汲取紅光和藍(lán)紫光，后者主要汲取藍(lán)紫光。 (2)由題圖可知，紅光補(bǔ)光組、藍(lán)光補(bǔ)光組蔬菜的CO2汲取速率都高于白光比照組，而黃光補(bǔ)光組CO2汲取速率低于白光比照組，故表現(xiàn)為促進(jìn)該種蔬菜生長(zhǎng)的組別是紅光補(bǔ)光組、藍(lán)光補(bǔ)光組。 (3)光主要影響光合作用的光反應(yīng)階段，黃光補(bǔ)光組的CO2汲取速率低于白光比照組，說明用黃光補(bǔ)光后，該蔬菜的光合速率降低，從光反應(yīng)的角度分析可能是用黃光補(bǔ)光后抑制了該蔬菜光合色素對(duì)光合作用有效光的汲取，從而抑制光合作用的進(jìn)行。 (4)由題意可知，試驗(yàn)的自變量為補(bǔ)光種類，因變量為葉綠素a的含量，要求用紙層析法比較葉綠素a的含量，設(shè)計(jì)試驗(yàn)思路為提取并分別同一時(shí)刻的紅光補(bǔ)光組、藍(lán)光補(bǔ)光組和白光比照組該種蔬菜等量綠葉中的色素，比較葉綠素a色素帶的寬度。[答案](1)葉綠素和類胡蘿卜素葉綠素主要汲取紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光(2)紅光補(bǔ)光組、藍(lán)光補(bǔ)光(3)用黃光補(bǔ)光后抑制了該蔬菜光合色素對(duì)光合作用有效光的汲取(答案合理即可)(4)提取并分別同一時(shí)刻的紅光補(bǔ)光組、藍(lán)光補(bǔ)光組和白光比照組該種蔬菜綠葉中的色素，比較葉綠素a色素帶的寬度7．(2024·山東九校聯(lián)考)將葉綠體破壞后離心，得到類囊體懸浮液、葉綠體基質(zhì)，分別加入試管中。然后將①②置于光下，③④置于黑暗中，下列推斷不正確的是()A．試驗(yàn)中能產(chǎn)生氣泡的是①試管B．假如賜予4支試管ATP、[H]、CO2，有糖產(chǎn)生的試管是②④C．假如賜予4支試管磷酸、ADP，會(huì)產(chǎn)生ATP的是①③D．上述操作說明光反應(yīng)須要光，發(fā)生在類囊體，暗反應(yīng)不須要光，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)C[葉綠體的類囊體在光照條件下能進(jìn)行水的光解，釋放出氧氣，能產(chǎn)生氣泡的是①試管，A正確；在此條件下，賜予磷酸、ADP，會(huì)產(chǎn)生ATP的是①，C錯(cuò)誤；葉綠體基質(zhì)有光無光都能進(jìn)行暗反應(yīng)，賜予ATP、[H]、CO2，②④試管都有糖產(chǎn)生，B正確；上述操作說明光反應(yīng)須要光，發(fā)生在類囊體，暗反應(yīng)有光無光都行，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，D正確。]8．(2024·廣東潮州一模)用14CO2“飼喂”葉肉細(xì)胞，讓葉肉細(xì)胞在光照條件下進(jìn)行光合作用。一段時(shí)間后關(guān)閉光源，將葉肉細(xì)胞置于黑暗中，含放射性的三碳化合物濃度的改變狀況如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是()A．葉肉細(xì)胞利用14CO2的場(chǎng)所是葉綠體內(nèi)膜B．Oa時(shí)間段葉肉細(xì)胞中五碳化合物濃度基本不變C．a(chǎn)b時(shí)間段含放射性的三碳化合物濃度不變的緣由是14CO2消耗殆盡D．b點(diǎn)后曲線上升是因?yàn)楹诎禇l件下，葉肉細(xì)胞不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)固定14CO2供應(yīng)[H]和ATPB[本題考查光合作用的暗反應(yīng)。葉肉細(xì)胞利用14CO2的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；題中光照強(qiáng)度不變，五碳化合物濃度基本不變，B正確；ab時(shí)間段含放射性的三碳化合物濃度不變的緣由是14CO2的固定和三碳化合物的還原過程保持相對(duì)穩(wěn)定，C錯(cuò)誤；三碳化合物的還原須要[H]和ATP，但CO2固定不須要，D錯(cuò)誤。]9．(多選)(2024·重慶南開中學(xué)模擬改編)卡爾文因發(fā)覺光合作用合成己糖(葡萄糖)反應(yīng)中CO2的固定途徑獲得諾貝爾獎(jiǎng)?？栁膶?4CO2注入小球藻懸浮液，賜予試驗(yàn)裝置不同時(shí)間(0＜t1＜t2＜t3＜t4＜t5)的光照，然后檢測(cè)放射性，結(jié)果見下表，據(jù)表分析正確的是()光照時(shí)間0t1t2t3t4t5分別出的放射性化合物無①①②①②③①②③④⑤①②③④⑤⑥注：表中①～⑥依次代表3-磷酸甘油酸、1,3-二磷酸甘油酸、3-磷酸甘油醛、己糖、C5、淀粉。A．不同時(shí)間的產(chǎn)物為本試驗(yàn)因變量B．t1時(shí)，①中的3個(gè)碳原子都具有放射性C．14C的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2D．只做光照時(shí)間為t5的試驗(yàn)，也能確定出放射性化合物出現(xiàn)的先后依次AC[本試驗(yàn)的自變量為光照時(shí)間，不同時(shí)間的產(chǎn)物為因變量，A正確；由題中信息，得不出①中的3個(gè)碳原子都具有放射性的結(jié)論，B錯(cuò)誤；放射性物質(zhì)出現(xiàn)的先后依次就是14C的轉(zhuǎn)移途徑，由表可知，14C的轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→①→②→③→④⑤→⑥，C正確；假如只做光照時(shí)間為t10．(2024·煙臺(tái)檢測(cè))科研人員向離體葉綠體懸浮液中加入適量NaHCO3溶液和必要物質(zhì)，在相宜條件下進(jìn)行閃光試驗(yàn)。結(jié)果如圖：(1)葉綠體懸浮液中加入的必要物質(zhì)有NADP＋、__________，這是為了產(chǎn)生兩種高能物質(zhì)。只要供應(yīng)了這兩種高能物質(zhì)，即使在黑暗中，葉綠體也可將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?2)該試驗(yàn)干脆測(cè)量出來的是__________________光合作用速率，陰影部分的面積可用來表示一個(gè)光周期的光照時(shí)間內(nèi)[H]和ATP的________，出現(xiàn)陰影部分的緣由是_________________。(3)據(jù)圖推想，光能量、光照總時(shí)間和試驗(yàn)時(shí)間相同的狀況下，閃光照耀的光合效率要________(填“大于”“等于”或“小于”)連續(xù)光照下的光合效率，這是因?yàn)楣夂献饔脮r(shí)的光反應(yīng)和暗反應(yīng)會(huì)有物質(zhì)和能量上的聯(lián)系，閃光照耀時(shí)____________________。(4)為了進(jìn)一步探討葉綠體中ATP的合成機(jī)理，科研人員將類囊體懸浮液的pH調(diào)整為4，使其內(nèi)外部在這種酸性條件下平衡，然后將懸浮液的pH快速調(diào)整為8，結(jié)果合成了大量ATP。該試驗(yàn)除了供應(yīng)必要的物質(zhì)外，還要在________條件下進(jìn)行，試驗(yàn)現(xiàn)象說明___________________________________。[解析](1)兩種高能物質(zhì)分別是NADPH、ATP，合成的原料分別是NADP＋與ADP和游離的Pi，故填寫無機(jī)磷(Pi、磷酸)、ADP。 (2)由于該試驗(yàn)中只存在離體的葉綠體，所以測(cè)出O2的釋放速率全為光合作用的效果，不存在呼吸作用，真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，故測(cè)量出來的是真正光合速率；由于氧氣的釋放速率代表光反應(yīng)，能產(chǎn)生ATP與[H]，暗反應(yīng)固定二氧化碳，消耗ATP與[H]，所以陰影部分應(yīng)當(dāng)表示光反應(yīng)產(chǎn)生量與暗反應(yīng)消耗量的差值，故可表示一個(gè)光周期的光照時(shí)間內(nèi)[H]和ATP的積累量；陰影部分表示光反應(yīng)產(chǎn)生量與暗反應(yīng)消耗量的差值，氧氣的釋放速率大于二氧化碳的汲取速率，所以出現(xiàn)陰影部分的緣由是光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率。(3)光合作用的過程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)過程，兩者在不同的酶的催化作用下獨(dú)立進(jìn)行，一般狀況下，光反應(yīng)的速度比暗反應(yīng)快，光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和[H]不能被暗反應(yīng)剛好消耗掉，緣由是暗反應(yīng)中酶的催化效率和數(shù)量都是有限的。光照和黑暗間隔處理事實(shí)上是延長(zhǎng)了光合作用的暗反應(yīng)時(shí)間，因?yàn)樵诠庹盏耐瑫r(shí)，光反應(yīng)在進(jìn)行，暗反應(yīng)也在進(jìn)行，假如間隔處理，光照5s然后黑暗5s，暗反應(yīng)等于進(jìn)行了10s，而連續(xù)光照5s則光反應(yīng)也只進(jìn)行了5s，光能量、光照總時(shí)間和試驗(yàn)時(shí)間相同的狀況下，閃光照耀的光合效率要大于連續(xù)光照下的光合效率，閃光照耀時(shí)暗反應(yīng)更能充分利用光反應(yīng)供應(yīng)的[H]和ATP。 (4)葉綠體浸泡在pH＝4的溶液中，基質(zhì)從中攝取了H＋，并將攝取的H＋泵入類囊體的腔，使類囊體空腔中的pH為4。將此葉綠體轉(zhuǎn)移到pH＝8的溶液中，類囊體膜兩側(cè)建立了質(zhì)子電化學(xué)梯度，驅(qū)使ADP磷酸化產(chǎn)生ATP。本試驗(yàn)為了限制無關(guān)變量，所以須要在黑暗的條件中進(jìn)行，該試驗(yàn)的自變量只有酸堿度，故說明白ATP的合成與H＋濃度梯度有關(guān)。[答案](1)無機(jī)磷(Pi、磷酸)、ADP(2)真正(或：總)積累量光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率(3)大于暗反應(yīng)更能充分利用光反應(yīng)供應(yīng)的[H]和ATP(4)黑暗A(chǔ)TP的合成與H＋濃度梯度有關(guān)11．(2024·日照檢測(cè))探討發(fā)覺，Rubisco酶是綠色植物細(xì)胞中含量最豐富的蛋白質(zhì)，由核基因限制合成的小亞基和葉綠體基因限制合成的大亞基組成，功能上屬于雙功能酶。當(dāng)CO2濃度較高時(shí)，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時(shí)，該酶卻錯(cuò)誤的催化C5與O2反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)一系列改變后到線粒體中生成CO2，這種植物在光下汲取O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸?；卮鹣铝袉栴}：(1)Rubisco酶在細(xì)胞的______________________中的核糖體上合成。在較高CO2濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化的反應(yīng)產(chǎn)物是________，其發(fā)揮作用的場(chǎng)所是____________。(2)當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時(shí)，有利于植物進(jìn)行光呼