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夯基提能练 9 光合作用
第一部分【夯实基础】 答案和解
析在卷尾
1．(2021·湖北选择性考试)黄豆种子置于黑暗中萌发，生长的豆芽呈浅黄色，
再移至光照条件下，一段时间后，生长的豆芽呈绿色。下列叙述正确的是( )
A．豆芽进行了光合作用，变成绿色
B．黑暗中黄色物质合成较多，掩盖了绿色
C．光照引起温度升高，导致豆芽变成绿色
D．光照诱导了叶绿体的形成，导致豆芽变成绿色
2．提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的
是( )
A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液
C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多
D．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
3．叶绿体是进行光合作用的场所。下列有关叶绿体和光合作用的叙述，错
误的是( )
A．叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点
B．叶绿素能吸收红光，类胡萝卜素不能吸收红光
C．光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成
D．O 的产生需要提供光照，(CH O)的产生需要提供CO
2 2 2
4．历经一个半世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、
条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述正确的是( )
A．普利斯特利指出了光在植物更新空气这个过程起关键作用
B．萨克斯的实验中，叶片暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物
质
C．恩格尔曼的实验中，定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
D．鲁宾和卡门的实验中，用 18O标记CO ，证明了光合作用产生的氧气来
2
自于参加反应的H O而不是CO
2 2
5．如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质。下列叙述错误的是( )
A．叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中
B．①上产生的B物质移动到②参与C 的还原
3
C．②中产生的NADP＋移动到①上参与水的光解
D．①上产生的A物质可用于CO 的固定和C 的还原
2 3
6．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光
合作用强度下降，原因是( )
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度不变
7．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．红光，ATP下降
B．红光，未被还原的C 上升
3
C．绿光，[H]下降
D．绿光，C 上升
5
第二部分【能力提升】
8．(2021·合肥高三调研)研究人员发现，离体的叶绿体在一定条件下受到光
照后依然能够释放氧气。向离体的叶绿体悬浮液中加入 DCIP，光照后蓝色氧化
型的DCIP接受氢后变成无色。研究人员为了验证该过程，在密闭条件下进行如
表实验。下列叙述不正确的是( )甲试管 乙试管 丙试管 丁试管
叶绿体悬浮液
1 mL — 1 mL —
(用蔗糖溶液配制)
DCIP 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL 0.5 mL
0.5 mol/L蔗糖溶液 4 mL 5 mL 4 mL 5 mL
光照条件 光照 光照 黑暗 黑暗
上层液体颜色 无色 蓝色 蓝色 蓝色
A．甲试管与丙试管比较可以说明氢的产生需要光照
B．设置乙试管和丁试管的目的是说明 DCIP在光照和黑暗条件下自身不会
变色
C．甲试管有叶绿体和光照条件，故实验过程中用到的蔗糖溶液应全部换成
蒸馏水，以方便检测甲试管内叶绿体中是否有糖类产生
D．甲试管除了颜色变化，实验过程中还能观察到的现象是有气泡产生
9．阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动
而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸
收CO 和释放O 的有关曲线，此曲线说明( )
2 2
A．“光斑”照射前，光合作用无法进行
B．“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加
C．“光斑”照射后，O 释放速率的变化说明暗反应对光反应有限制作用
2
D．CO 曲线AB段的变化说明进行暗反应与光照无关
2
10．(2021·成都七中高三入学考试)用打孔器将某植物的叶片取出一部分圆形
小叶片，放置在低浓度的NaHCO 溶液中，照光培养一段时间，再向溶液中溶解
3
适量的NaHCO ，此后叶片叶绿体内不可能发生的现象是( )
3
A．O 的释放速率减慢
2
B．(CH O)的含量增加
2C．C 的含量增多后趋于稳定
3
D．NADPH/NADP＋比值减小
11．(2021·辽宁大连一模)科学家发现有一种细菌可利用锰氧化释放的能量将
二氧化碳等合成为有机物。下列相关叙述错误的是( )
A．该细菌合成有机物的方式和硝化细菌相似
B．该细菌合成的有机物可用于维持自身的生命活动
C．可以通过引入该种细菌的方法对锰污染的土壤进行净化
D．该细菌和玉米叶肉细胞合成有机物时所需的能量来源相同
12．(2021·北京东城高三期末改编)下图为某陆生植物体内碳流动示意图。据
图分析，下列叙述不正确的是( )
A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和[H]
B．叶肉细胞中的卡尔文循环发生在叶绿体基质
C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程
D．④受阻时，②③的进行能缓解C 积累对卡尔文循环的抑制
3
13．(2020·山东等级考)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置
及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块 3中的反应过程与叶绿体基质内
糖类的合成过程相同。
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是________________，模块3中的甲可与CO 结合，甲为________________。
2
(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填
“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发
生改变，原因是__________________________________________。
(3)在与植物光合作用固定的 CO 量相等的情况下，该系统糖类的积累量
2
________( 填 “ 高 于 ” “ 低 于 ” 或 “ 等 于 ” ) 植 物 ， 原 因 是
______________________________。
(4) 干 旱 条 件 下 ， 很 多 植 物 光 合 作 用 速 率 降 低 ， 主 要 原 因 是
____________________________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度
较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。
14．下图是水稻叶肉细胞内的某种结构示意图。请回答下列问题：
(1)图示的结构名称是________________。在该结构上可以进行的物质变化过
程有________________________________________________________。
(2)在水稻生长过程中，需要合理施肥。若施用氮肥不足，会造成叶片发黄、
光 合 速 率 明 显 降 低 ， 这 是 由 于
______________________________________________________________________
__________________。
(3)水稻生长管理过程中，需要定期排水晒田，以避免幼根腐烂发黑，原因是
______________________________________________________________________。
(4)为了突破水稻产量瓶颈，育种专家提出了理想株型的概念。研究表明，水
稻直立叶株型(植株上部叶片与水稻主干的夹角较小)比弯曲叶株型的光合速率高，
这种株型特点有利于增加植株____________的面积。他们还发现，叶片气孔密度
大 的 水 稻 品 种 ， 光 合 速 率 较 高 。 请 分 析 原 因 ：
________________________________________________________________。第三部分【综合拓展】
15．为研究城市环境污染和某植物生命活动的关系，研究者测定了不同污染
程度下该植物叶片光合色素的含量，获得的数据处理成下面的柱状图。请分析回
答下列问题：
(1)提取叶片中光合色素时常使用________________(试剂)研磨法来获取色素
为使________________，还可加入少许二氧化硅。
(2)纸层析法是分离叶片光合色素的简便方法。若研究者用该方法是否能获得
上 述 实 验 数 据 ？ 为 什 么 ？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____。
(3)据图可知，污染程度的加剧使________________(色素类型)的含量减少。
(4)污染加剧导致叶片中光合色素含量的变化会直接影响光合作用的________
阶段，使其产生的________减少，进而导致叶片制造有机物的量________。
16．(2019·全国卷Ⅰ)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干
旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片
气孔开度减小。回答下列问题。
(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种
变化的主要原因是________________________________。
(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由
ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设
计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。参考答案及解析
1. D解析 叶绿素的形成需要光照条件。在光照条件下，能诱导前质体发
育成叶绿体，从而使豆芽变绿，D正确。
2. C解析 黄化叶片中也会有类胡萝卜素，未见色素带，其原因是操作失
误，A错误；叶绿体中的色素是有机物，能够溶解在有机溶剂层析液中，B错误；
由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，所以提取液呈绿色，C正确；
胡萝卜素在层析液(而不是提取液)中扩散得最快，处于滤纸条最上方，D错误。3. A解析 叶绿体的类囊体薄膜增大了叶绿体的膜面积，是光合作用光反
应的场所，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，
不吸收红光，B正确；光合色素分布在类囊体薄膜上，可以吸收、传递和转换光
能，吸收的光能用于水的光解和ATP的形成，C正确。
于参加反应的H O而不是CO
2 2
4. B解析 普利斯特利指出了植物可更新空气，并不知道光在这个过程起
关键作用，A错误；恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来，并不能定
量分析光合作用生成的氧气量，C错误；鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记
H O和CO ，证明了光合作用产生的氧气来自于参加反应的 H O而不是CO ，D
2 2 2 2
错误。
5. D解析 光合作用的场所是叶绿体，叶绿体通过光合作用将光能转变为
化学能储存在有机物中，A正确；①类囊体膜上产生的B物质(NADPH)移动到
②叶绿体基质中，参与C 的还原，形成糖类等有机物，B正确；②叶绿体基质
3
中产生的NADP＋移动到①类囊体膜上参与水的光解生成 NADPH，C正确；①
类囊体膜上产生的A物质(ATP)可用于C 的还原，而CO 的固定不需要消耗能量，
3 2
D错误。
6. B解析 缺镁影响叶绿素的合成，进而影响光反应，导致光反应强度下
降，[H]和ATP合成减少，进一步导致暗反应中三碳化合物的还原强度降低，进
而影响暗反应，使暗反应强度降低，B正确。
7. C解析 叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光。若由白光突然改
用光照强度与白光相同的红光，则可利用的光增加，光反应增强，ATP含量增加，
未被还原的C 减少，A、B错误；叶绿体色素对绿光吸收最少，若由白光突然改
3
用光照强度与白光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的[H]和
ATP减少，绿光导致C 被还原为C 的速率减慢，而暗反应中 CO 的固定仍以原
3 5 2
来的速率消耗C ，故短时间内C 的含量会下降，C正确，D错误。
5 5
8. C解析 甲试管与丙试管的区别是有无光照，所以甲试管与丙试管比较，
可以说明氢的产生需要光照，A正确；使用蒸馏水会使叶绿体吸水涨破，实验不
能正常进行，C错误；离体的叶绿体在一定条件下受到光照后依然能够释放氧气，
甲试管有叶绿体、蔗糖溶液和光照条件，除了颜色变化，实验过程中还能观察到有气泡产生，D正确。
9. C解析 由于O 释放速率代表光反应速率，“光斑”照射前，有O 释
2 2
放，说明能进行光合作用，A错误；“光斑”照射开始后，O 释放速率急剧增
2
大，CO 吸收速率增大相对较慢，说明光反应和暗反应不是迅速同步增加的，B
2
错误；“光斑”照射后，CO 的吸收速率增加缓慢，O 的释放速率先迅速增大后
2 2
又下降，说明暗反应对光反应有限制作用，C正确；AB段“光斑”移开使光照
减弱，图中显示O 的释放速率下降的同时，CO 的吸收速率也下降，说明暗反
2 2
应的进行与光照有关，D错误。
10. A解析 向溶液中溶解适量的 NaHCO ，溶液中CO 浓度增大，叶片光
3 2
合作用强度增强，O 的释放速率加快，(CH O)的合成速率加快，含量增加，A
2 2
错误，B正确；CO 浓度增大，C 的合成速率加快，短时间消耗速率不变，C 的
2 3 3
含量增多，一段时间后 C 含量趋于稳定，C正确；由于光照强度不变，而 CO
3 2
浓度增大，导致短时间内 NADPH 生成量不变，但消耗量增多，故出现
NADPH/NADP＋比值减小，D正确。
11. D解析 题述细菌可利用锰氧化释放的能量将CO 等合成有机物，这与
2
硝化细菌氧化NH 释放的能量将CO 等合成有机物相同，都是化能合成作用，A
3 2
正确；合成的有机物可用于维持自身的生命活动，B正确；该细菌可以氧化锰，
可以净化锰污染的土壤，C正确；玉米叶肉细胞合成有机物时所需的能量来源于
光能，该细菌合成有机物所需的能量来源于锰的氧化释放的化学能，D错误。
12. A解析 过程①二氧化碳的固定不需要消耗光反应提供的ATP和[H]，
三碳化合物的还原消耗光反应提供的 ATP和[H]，A错误；叶肉细胞中的卡尔文
循环即碳循环发生在叶绿体基质，B正确；在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖
或多糖的过程，叶绿体基质中会进行葡萄糖合成淀粉，在细胞质基质中进行葡萄
糖和果糖合成蔗糖，C正确；图中④蔗糖输出受阻时，丙糖磷酸大量积累，过多
的丙糖磷酸将用于合成淀粉，即②③合成淀粉能缓解C 积累对卡尔文循环的抑
3
制，D正确。
13.答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或C )
5
(2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足
(3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类)
(4)叶片气孔开放程度降低，CO 的吸收量减少
2
14.答案 (1)类囊体薄膜 水分解产生氧气与[H]及ADP与Pi合成ATP
(2)N是叶绿素的组成元素，N不足使叶绿素合成不足，导致叶片吸收和转化
的光能减少，因此造成叶片发黄，光合速率降低
(3)定期排水能提高土壤氧气含量，否则幼根易进行无氧呼吸产生酒精毒害细
胞
(4)受光 有利于吸收二氧化碳，促进暗反应的进行，从而提高光合速率
解析 (1)图示的结构中发生水的光解和 ATP的合成，是叶肉细胞光反应阶
段，该过程发生在类囊体薄膜上。在该结构上可以进行水的光解和ATP的合成，
即H O――→[H]＋O ，ADP＋Pi＋能量―→ATP。
2 2
15.答案 (1)无水乙醇 研磨更充分
(2)否。利用纸层析法只能在滤纸上观察到分离的色素带，不能定量分析色素
(3)叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)
(4)光反应 ATP、[H] 减少
16.答案 (1)增强
(2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO 减少
2
(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再
测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
再将上述干旱处理的 ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组
进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。
预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
解析 (1)经干旱处理后，该植物根细胞中溶质浓度增大，渗透压增大，对水
分子的吸引力增大，则该植物根细胞的吸水能力增强。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，从而影响光
合作用所需的CO 的供应，暗反应减弱，其光合速率降低。
2
(3)据题意可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引
起的，而是由ABA引起的，所以实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是由缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA
引起的。该实验材料为ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株，自变量应分别为
正常条件和缺水环境、植物体中 ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此
设计实验。
