2022版高考生物一轮复习课时作业九光合作用探究历程和基本过程含解析新人教版

这是一份2022版高考生物一轮复习课时作业九光合作用探究历程和基本过程含解析新人教版，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题:本题共11小题,每小题5分,共55分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2021·广州模拟)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a和叶绿素b吸收光谱相同
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
【解析】选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a和叶绿素b吸收光谱不同,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.(2020·天津等级考)研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )
A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质
B.该反应体系不断消耗的物质仅是CO2
C.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原
D.与叶绿体相比,该反应体系不含光合作用色素
【解析】选A。本题主要考查光合作用过程。该反应体系相当于叶绿体,产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质,A项正确;该反应体系不断消耗的物质还有水,B项错误;类囊体产生的O2释放出去,不参与CO2的固定与还原,C项错误;类囊体薄膜上分布有光合作用色素,D项错误。
3.(2021·重庆模拟)下列关于叶绿体的叙述,正确的是( )
A.叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积
B.叶绿体基质中NADP+能形成NADPH
C.类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光
D.类囊体薄膜中的酶可催化CO2的固定和还原
【解析】选C。叶绿体扩大受光面积的不是外膜和内膜,而是类囊体薄膜,A项错误;NADP+形成NADPH的场所是基粒,B项错误;类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,C项正确;催化CO2的固定和还原的酶存在叶绿体的基质中,D项错误。
4.(2021·成都模拟)下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁依次表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b
B.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
C.水稻在收获时节,叶片中色素量的变化是(甲+乙)<(丙+丁)
D.提取色素时加入碳酸钙是为了研磨充分,加入的二氧化硅是为了保护色素
【解析】选C。根据扩散的距离可判断,甲、乙、丙、丁依次表示叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,A错误;四种色素都能溶解在层析液中,丁色素(胡萝卜素)的溶解度最大,B错误;水稻在收获时节呈黄色,主要是叶绿素含量小于类胡萝卜素含量,即(甲+乙)<(丙+丁),C正确;提取色素时加入碳酸钙是为了保护色素,加入的二氧化硅是为了研磨充分,D错误。
5.(2021·九江模拟)将一植物置于密闭、透明的玻璃罩内,在适宜的温度、光照和充足的矿质元素条件下培养一段时间后,容器内CO2的含量有所下降,与实验初始相比该植物体发生的变化是( )
A.有机物总量有所增加
B.光合作用的速率加快
C.呼吸作用速率有所减慢
D.叶绿体基质中C3的含量增多
【解析】选A。容器内CO2的含量有所下降,光合速率降低,合成有机物的速率降低,但有机物的合成量肯定是增加了,A正确,B错误;容器内CO2的含量有所下降,氧气的含量相对升高,促进了呼吸作用,故呼吸作用速率有所加快,C错误;由于容器内CO2的含量有所下降,因此暗反应减弱,导致C3的合成减少,而C3的消耗速率不变,故细胞内C3的含量减少,D错误。
6.(2021·曲靖模拟)下列是对植物细胞代谢中各种“比值”变化的叙述,其中正确的是( )
A.晴朗夏日的中午,小麦植株叶绿体中C3/C5的值变大
B.将暗室中的黑藻移至光照处时,照光后瞬间叶绿体中NADPH/NADP+的值变大
C.将果蔬置于黑暗密闭容器后的一段时间内,呼吸作用释放CO2量/消耗O2量的值变小
D.根细胞中ATP/ADP的值变大,可促进细胞呼吸
【解析】选B。晴朗夏日的中午,小麦植株叶绿体中C3生成减少,其与C5的比值减少,A错误;暗室中的植物移至光照处时,光照增强,光反应产生的NADPH增多,所以照光后瞬间叶绿体中NADPH/NADP+的值变大,B正确;在黑暗环境中,细胞只进行呼吸作用,将果蔬置于黑暗密闭容器后的一段时间内,无氧呼吸加强,呼吸作用释放CO2量/消耗O2量的值变大,C错误;细胞中ATP/ADP的值变小,细胞需要消耗能量,可促进细胞呼吸,D错误。
7.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为( )
A.①②③④ B.②④①③
C.④②③①D.③②①④
【解析】选B。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇,所以提取液中不会出现色素,色素分离的结果是②;乙同学操作正确,色素分离后得到的色素带有四条,与④情况相符;丙同学由于未加CaCO3,所以叶绿素含量减少,所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄,对应①;丁同学由于未加SiO2,导致叶片研磨不充分,最终导致各种色素的含量均减少,对应③。
8.(创新性·同位素标记) (2021·湖北模拟)研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子,加入三组小球藻培养液中,记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例,光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
A.18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的
B.HC可为小球藻的光合作用提供CO2
C.HC中18O的比例不同导致放氧速率不同
D.释放的O2中18O比例与水相近,推测O2来自水
【解析】选C。水在光下分解释放O2,该过程在叶绿体的类囊体薄膜上进行,A正确;NaHCO3分解释放出CO2,可为光合作用提供原料,B正确;HC中18O的比例不同释放氧的速率也可能相同,C错误;释放的O2中18O的比例与水中18O起始比例一致,与HC中18O的比例不同,推知O2中氧原子来自水,D正确。
9.用高速离心机打碎小球藻细胞,获得可以进行光合作用的离体叶绿体,进行如图所示的实验。本实验( )
A.目的是研究光合作用过程中暗反应(碳反应)的条件
B.目的是研究光合作用过程中能量的传递和转换
C.过程中释放的氧气中可以检测到放射性
D.是用同位素示踪法研究由CO2合成糖类的过程
【解析】选D。根据光合作用过程分析,CO2中C首先固定在三碳化合物中,之后转移到糖类等有机物中,因此用14C标记CO2可以探究光合作用中CO2合成糖类的过程,D项正确。
10.(创新性·Rubisc固定酶)(2021·大同模拟)Rubisc是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶。如表是不同温度对两种水稻中Rubisc酶活性(μml·m·mi)影响的有关数据。以下叙述不正确的是( )
A.Rubisc分布在叶绿体基质中
B.Rubisc催化C3和CO2结合
C.30 ℃时酶活性下降会使两种水稻的光合作用速率下降
D.30 ℃与21 ℃相比,丰优比两优酶活性的变化幅度小
【解析】选B。分析可知,Rubisc分布在叶绿体基质中,A正确;Rubisc催化C5和CO2结合形成C3,B错误;Rubisc是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶,由表格信息可知30 ℃时酶活性下降,则两种水稻的CO2固定降低导致暗反应速率降低,使光合作用速率下降,C正确;30 ℃与21 ℃相比,丰优酶活性降低值为1.07-0.79=0.28(μ ml·m·mi),两优酶活性降低值为1.13-0.80=0.33(μ ml·m·mi),即丰优比两优酶活性的变化幅度小,D正确。
11.(综合性·叶绿体结构和光合作用过程)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,会相互抑制。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值增大
D.增大O2/CO2的值,有利于提高植物的净光合速率
【解析】选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值增大,C正确;增大O2/CO2的值后,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。
二、非选择题:本题共2小题,共45分。
12.(20分)如图为叶绿体的结构和功能示意图,请据图回答下列问题:
(1)光合作用中光反应产生的____________可以被暗反应所利用;在光照条件下,ATP的移动方向是______________(用图中字母和箭头表示)。
(2)若暗反应被抑制,可能的外部影响因素是___________________________、__________________。
(3)在电子显微镜下观察,可见到叶绿体基质中含量最多的物质是______________颗粒(光合产物)。
(4)暗反应通过提供____________________________(物质)来影响光反应,从而影响光合作用速率。
【解析】(1)光合作用光反应为暗反应提供[H]和ATP,用于三碳化合物的还原。光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜(A),暗反应的场所是叶绿体基质(B),所以光照下ATP从A移向B。
(2)暗反应主要受外界环境中二氧化碳浓度和温度的影响。
(3)光合作用的产物葡萄糖最终以淀粉的形式储存起来,且淀粉颗粒在电子显微镜下是可以观察到的,所以电子显微镜下叶绿体基质中含量最多的物质是淀粉颗粒。
(4)暗反应消耗ATP和NADPH产生ADP、Pi以及NADP+,而ADP、Pi以及NADP+为光反应过程中ATP、NADPH合成的原料。
答案:(1)[H]和ATP A→B
(2)二氧化碳供应不足 温度过高或过低
(3)淀粉 (4)ADP、Pi以及NADP+
13.(25分)植物接受过多光照可能对进行光合作用的相关细胞器造成损害,因此植物需要一种名为“非光化学淬灭”(NPQ)的机制来保护自身,在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失。该机制的启动和关闭特点如图一所示,其中符号“ ”代表抑制作用。回答问题:
(1)NPQ直接作用于光合作用的________(填“光反应”或“暗反应”)阶段。
(2)由图一推测,在光照强度以及其他外部环境因素均
相同的情况下,状态丙比状态甲的光合作用强度________(填“强”“弱”或“相等”),导致上述差异的内因可能有__________________、________________。
(3)科学研究者研发了一种转基因烟草(VPZ),相比野生烟草(WT),其在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短。图二为分别在恒定光强和波动光强下测得的两种烟草CO2最大固定率。
①农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的。结合图一推断,同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量 ________(填“高”或“低”)。
②由图二分析可知,转基因烟草(VPZ)相比野生烟草(WT)的优势是____________________________。因此,在自然环境中,VPZ的种植有利于提高光合作用产量。
【解析】(1)在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失,因此NPQ作用于光合作用的光反应阶段。
(2)状态丙比状态甲的光合作用强度弱,导致上述差异的内因可能有类囊体薄膜产生的[H]减少,光能转化为ATP减少。
(3)①据图可知,在波动光强条件下,VPZ的CO2最大固定率比WT的高,即同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量高。
②转基因烟草(VPZ)相比野生烟草(WT)的优势是在波动光强下,VPZ的最大光合速率(CO2最大固定率)比WT高。
答案:(1)光反应
(2)弱 [H]下降 ATP的合成量下降
(3)①高 ②在波动光强下,VPZ的最大光合速率(CO2最大固定率)比WT高试剂
甲
乙
丙
丁
无水
乙醇
-
+
+
+
水
+
-
-
-
CaCO3
+
+
-
+
SiO2
+
+
+
-
组别
起始时水中18O
的比例/%
起始时HC中18O
的比例/%
释放的O2中18O
的比例/%
1
0.85
0.41
0.84
2
0.85
0.55
0.85
3
0.85
0.61
0.85
水稻品种
21 ℃
30 ℃
两优
1.13
0.80
丰优
1.07
0.79