北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
专题6 光合作用
专题检测 A组
一、单项选择题
1.(2020届北京朝阳期中,5)用新鲜菠菜叶和蓝藻研磨后的乙醇提取液进行纸层析,实验结果如图所示。下列
叙述正确的是 ( )
A.研磨过程中加入CaCO 会破坏叶绿素
3
B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C.不同色素在层析液中的溶解度均相同
D.该种蓝藻细胞中不含叶黄素和叶绿素b
答案 D 本题考查光合色素的提取与分离实验操作相关知识。研磨过程中加入CaCO 防止叶绿素被破坏,
3
A错误。分离的时候用层析液,首先要求层析液可以溶解色素,所以层析液必须是有机溶剂(比如丙酮、石油
醚、苯的混合物等),B错误。利用几种色素在层析液中溶解度不同将其分离,C错误。新鲜菠菜叶的光合色
素提取后进行纸层析,结果从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,根据新鲜菠菜叶和蓝藻
纸层析分离图像比较,可知蓝藻缺少叶黄素和叶绿素b,D正确。
2.(2019北京东城一模,2)以下有关叶绿体中类囊体的叙述不正确的是 ( )
A.类囊体膜的基本支架是磷脂双分子层
B.类囊体可增大叶绿体的受光面积
C.类囊体上有可以催化形成ATP的酶
D.类囊体上可发生C 的还原过程
3
答案 D 此题考查考生辨认的理解能力和推理的应用能力。类囊体为圆饼状的囊状膜结构,基本支架是磷
脂双分子层,A正确;类囊体堆叠成基粒,叶绿体内有众多的基粒和类囊体,极大地扩展了受光面积,B正确;类囊
体上不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶,C正确;C 的还原过程属于暗
3
反应,发生在叶绿体基质中,D错误。
3.(2019青海西宁模拟,14)如图为叶绿体结构与功能示意图,字母表示叶绿体的结构,数字表示有关物质。下
列叙述不正确的是 ( )
A.参与光合作用的色素位于图中的 A 部分
B.③进入叶绿体后,被固定形成⑤物质
C.若突然减弱光照,B中④的含量会升高
D.用18O标记①,可在②中测到18O
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答案 B A为叶绿体类囊体薄膜,参与光合作用的色素位于图中的A上,A正确;③CO
2
进入叶绿体后,被固
定形成④C
3
,⑤(CH
2
O)的形成还需要经过C
3
还原的过程,B错误;若突然减弱光照,光反应合成的NADPH与
ATP减少,被还原的C 减少,C 生成速率基本不变,叶绿体基质中④C 的含量会升高,C正确;O 中的O来源于
3 3 3 2
HO,用18O标记①HO,可在②O 中测到18O,D正确。
2 2 2
4.(2020届山西太原五中阶段检测,17)如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的生化反应模式
图。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.图1、2中的两种生物膜依次存在于叶绿体和线粒体中
B.图1中的[H]来自水,图2中的[H]来自丙酮酸
C.两种生物膜除产生上述物质外,均可产生ATP
D.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是光照和温度
答案 B 依据膜上发生的物质变化可确定图1、2分别为叶绿体类囊体薄膜和线粒体内膜,A正确;图1中
的[H]源于水的光解,图2中的[H]来源于葡萄糖和水,B错误;两种膜在发生以上物质变化的同时,伴随着ATP
的产生,C正确;光照影响光反应,温度影响有氧呼吸第三阶段,D正确。
5.(2018甘肃张掖质检,3)迁移率是用纸层析法分离混合色素中各种成分的重要指标,也可用于各种色素的鉴
定,迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离。如表是叶绿体中各种色素的层析结果(部分数据),下列相关叙述错
误的是 ( )
溶剂移动距离 色素1移动距离 色素2移动距离 色素3移动距离 色素4移动距离
实验组
7.8 1.9
1
实验组
8.2 1.5
2
实验组
8.0 1.4
3
平均移
8.0 7.6 0.8
动距离
迁移率 0.95 0.53 0.10
A.可用菠菜等绿叶蔬菜的叶片作为该实验的材料
B.色素3是叶绿素a,其迁移率为0.2
C.色素4随层析液在滤纸条上的扩散速度最快
D.色素2在滤纸条上移动的距离大约是4.2
答案 C 提取与分离色素的实验可用含色素较多的菠菜叶作为实验材料,A正确。溶剂的平均移动距离为
8.0,色素2的平均移动距离为0.53×8.0=4.24,D正确。色素3的平均移动距离为(1.9+1.5+1.4)/3=1.6,依据色素
平均移动距离知,色素1、色素2、色素3、色素4分别为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,叶绿素a
的平均移动距离为1.6,其迁移率为0.2,B正确。色素4表示叶绿素b,根据纸层析法原理“四种色素在层析液
中溶解度不同,溶解度高的扩散速度快”,可知色素1胡萝卜素扩散速度最快,C错误。
6.(2019陕西咸阳一模,7)如图所示纵坐标表示某种植物的气体吸收量或释放量的变化,下列叙述正确的是
( )
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(注:本题不考虑横坐标和纵坐标的单位的具体表示形式,单位的表示方法相同)
A.若A代表O 吸收量,E点时光合作用积累的有机物量是12
2
B.若A代表O 吸收量,可以判断D点开始进行光合作用
2
C.若A代表CO 释放量,C点时植物根部释放的CO 一定来自线粒体
2 2
D.若A代表CO 释放量,提高大气中的CO 浓度,E点向右下方移动
2 2
答案 D 本题主要考查科学思维素养中的模型与建模。若A代表O 吸收量,E点时光合作用积累的有机
2
物量是8,A错误;若A代表O 吸收量,D点表示光补偿点,光合作用从D点以前已经开始,B错误;若A代表
2
CO 释放量,C点时植物根部释放的CO 可能来自细胞质基质和线粒体,C错误;若A代表CO 释放量,提高大
2 2 2
气中的CO 浓度,E点向右下方移动,D正确。
2
规律总结 光补偿点、光饱和点移动规律
在光强对植物光合速率影响的曲线中,若改变了某条件使植物光合速率增大,则光补偿点左移,光饱和点右移,
最大净光合速率下移。
7.(2020届河南南阳开学考,26)下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图,相关叙述错误
的是( )
A.细胞①处于黑暗环境中,该细胞单位时间释放的CO 量即为呼吸速率
2
B.细胞②没与外界发生CO 的交换,此时整个植株有机物的总量不变
2
C.细胞③处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO 总量是N 与N 的和
2 1 2
D.分析细胞④可得出,此时的光照强度较弱且物质的量N=m
1 2
答案 B 本题以光合作用和呼吸作用的物理模型为素材,考查获取信息及理解能力;试题通过分析不同光强
下细胞的气体交换情况,体现了生命观念素养中的结构与功能观。细胞①处于黑暗环境中,细胞只进行呼吸
作用,因此此时细胞单位时间释放的CO 量即为呼吸速率,A正确;细胞②净光合速率为0,但因有非绿色器官
2
的呼吸作用,整株植物的光合速率小于呼吸速率,植株有机物总量减少,B错误;细胞③光合作用强度大于呼吸
作用强度,光合作用所需的CO 包括从外界吸收的CO 和呼吸作用产生的CO,即为N 与N 的和,C正确;细胞
2 2 2 1 2
④有CO 释放,说明呼吸作用强度大于光合作用强度,可能原因是此时光照强度较弱,且O 的净消耗量(吸收
2 2
量)m 与CO 的净生成量N 相等,D正确。
2 2 1
解题关键 在较强光照条件下,叶肉细胞光合作用过程中从细胞外吸收的CO 与释放到细胞外的O 相等,线
2 2
粒体扩散进入叶绿体的CO 量与叶绿体扩散进入线粒体的O 量相等。
2 2
8.(2020届北京海淀期中,11)某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO 溶液的烧杯中,改变灯泡与烧杯的距离,测
3
定得到如图所示结果。下列叙述正确的是 ( )
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A.本实验目的是探究CO 浓度对光合速率的影响
2
B.15~45 cm之间,气泡产生速率代表净光合速率
C.小于60 cm时,限制光合速率的主要因素是CO 浓度
2
D.60 cm时,光照强度太弱导致光合作用完全停止
答案 B 本题以一种全新的角度考查光照强度对光合速率的影响,旧考点、新考法,无形之中也在考查学生
的知识迁移能力。改变灯泡与烧杯的距离,主要是为了改变光照强度,距离越近光照越强,反之越弱。所以本
实验的目的是探究光照强度对新鲜金鱼藻的光合速率的影响,气泡产生速率代表净光合速率,灯泡与烧杯的
距离小于60 cm时,限制金鱼藻光合速率的主要因素是光照强度,等于60 cm时,气泡产生速率为零,此时金鱼
藻净光合速率等于零,但是其光合作用并未停止,根据总光合速率-呼吸速率=净光合速率可知:光合速率等于
呼吸速率。B正确。
9.(2020江西南昌四校二联,2)如图为自然环境中一昼夜测得某植物CO 的吸收速率曲线图,关于该图的叙述
2
错误的是( )
A.a点产生的原因是夜温降低,细胞呼吸减弱,CO 释放减少
2
B.开始进行光合作用的点是b点,结束光合作用的点是m点
C.光合速率与呼吸速率相等的点是c、h点,有机物积累量最大的点是m点
D.de段下降的原因是气孔关闭,CO 吸收减少,fh段下降的原因是光照减弱
2
答案 C 由图可知,光合作用开始的点是b点,a点释放CO 的速率减小,是由于夜间温度降低,呼吸酶活性降
2
低,呼吸速率降低,CO 释放减少,A正确。由图可知,b点是光合作用开始的点,m点之后,CO 释放速率不变,说
2 2
明m点之后不再进行光合作用,B正确。h点之后,光合作用速率小于呼吸作用速率,有机物减少,因此有机物
积累最大的点是h点,C错误。de段光照较强,温度较高致使气孔关闭,二氧化碳通过气孔进入叶肉细胞间隙
的量减少,光合速率降低; fh段是下午光照逐渐减弱的时间段,此时光合速率下降的原因是光照减弱,D正确。
10.(2020江苏如皋、徐州、宿迁三校联考,4)科学家将离体叶绿体浸泡在pH=4的酸性溶液中不能产生
ATP(见图1),当叶绿体基质和类囊体均达到pH=4时(见图2),将其转移到pH=8的碱性溶液中(见图3)发现
ATP合成。下列叙述不合理的是 ( )
A.光可为该实验提供能量,是该实验进行的必要条件
B.该实验中叶绿体完整,保证反应过程高效、有序地进行
C.产生ATP的条件是类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质
D.叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生类似于图3的条件
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答案 A 题述实验只能说明叶绿体合成ATP与pH有关,不能说明光是该实验进行的必要条件,A错误;叶
绿体是光合作用的场所,该实验中叶绿体完整,可以保证反应过程高效、有序地进行,B正确;由以上分析可知,
产生ATP的条件是类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质,C正确;水的光解能产生O 和H+,使类囊体腔中的
2
H+浓度升高,这样可使叶绿体基质中的pH高于类囊体腔,产生类似图3的条件,D正确。
11.(2019湖南株洲一模,9)将绿色的小麦叶片放在温度适宜的密闭容器内,在光照条件下,测定该容器内氧气
量的变化,实验结果如图所示。以下说法错误的是 ( )
A.A 点以后的短时间内,叶肉细胞内C 的量将增加,B点之后叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率
5
B.在5~15 min内,容器内氧气量增加的速率逐渐减小,是因为CO 浓度逐渐减少,光合作用速率与呼吸作用速
2
率的差值减小
C.同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱,其内部原因最可能是底部叶片衰老,各种酶活性降
低
D.若向密闭容器中加入18O标记的O,可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉。18O最短的转移途
2
径是18O→C18O→(CH 18 O)
2 2 2
答案 D 本题通过坐标曲线考查考生的分析与推断能力,属于对科学思维素养的考查。A点给予光照,植物
开始进行光反应,C 开始还原,短时间内,C 含量减少,C 含量将增加,B点之后容器中O 含量不再发生变化,此
3 3 5 2
阶段叶肉细胞光合作用速率等于呼吸作用速率,A正确;给予光照后,密闭容器中O 含量增加,说明叶肉细胞光
2
合作用速率大于呼吸作用速率,在5~15 min内,随着光合作用的进行,环境中CO 浓度降低,使光合作用速率
2
减慢,净光合作用速率减小,故容器内氧气量增加的速率逐渐减小,B正确;底部衰老叶片细胞中多种酶的活性
降低,呼吸作用速率减慢,故同一小麦植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱,C正确;18O标记的O 参与
2
有氧呼吸第三阶段生成H 18 O,H 18 O与丙酮酸反应生成C18O,C18O 参与暗反应生成(CH 18 O),故向密闭
2 2 2 2 2
容器中加入18O标记的O,可在该绿色植物叶肉细胞中检测到放射性的淀粉的最短的转移途径是 18O→
2 2
H 18 O→C18O→(CH 18 O),D错误。
2 2 2
12.(2019辽宁东北育才中学期末,10)在光照恒定且为最适温度条件下,某研究小组用图1的实验装置测量1
小时内密闭容器中 CO 的变化量,绘成曲线如图2所示。下列叙述中,错误的是 ( )
2
图1 图2
A.ab段,叶绿体中ADP从基质向类囊体薄膜运输
B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50 mg·L-1·min-1
C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将下降
D.若第10 min时突然黑暗,叶绿体基质中三碳化合物的含量将增加
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答案 B 本题主要考查科学探究素养中的结果分析。 ab 段有光照,叶绿体内ADP产生于基质,在类囊体
薄膜上消耗,因此ADP从叶绿体基质向类囊体薄膜运输,A正确;真正光合速率=净光合速率+呼吸速率=(1
680-180)/30+(600-180)/30=64(mg·L-1·min-1),B错误;因为题干中给出实验是在最适温度下进行的,因此适当提
高温度后,酶的活性下降,该植物光合作用的光饱和点将下降,C正确;第 10 min 时突然黑暗,则会使光反应产
生的ATP和[H]含量下降,导致暗反应中三碳化合物的还原过程减弱,生成过程基本不变,叶绿体基质中三碳
化合物的含量将增加,D正确。
规律总结 (1)总光合速率的表示方法:一般可用“氧气的产生速率”或者“有机物产生速率”来表示。
(2)光照强度、CO 浓度对C、C 含量的影响:光照强度减弱、CO 浓度升高可导致叶绿体基质中C 含
2 3 5 2 3
量增加,C 含量降低;光照强度增强、CO 浓度降低可导致叶绿体基质中C 含量降低,C 含量升高。
5 2 3 5
13.(2019北京房山一模,2)将玉米叶片以叶脉为界分为左半叶和右半叶(如图1),用14CO 处理左半叶,成熟后收
2
获果穗逐行测其14C放射性强度和每行子粒总重量,如图2所示。
图1
图2
注:黑白柱:每行子粒总重量(mg)
黑柱:每行子粒14C总放射性(cpm)
下列相关叙述不正确的是 ( )
A.CO 经碳(暗)反应最终生成淀粉等有机物
2
B.该实验应加一个用14CO 处理右半叶的对照组
2
C.14CO 处理左半叶,含14C的光合产物在果穗行间的分布差异大
2
D.该实验的结果显示,植物光合产物的运输具有半侧分布的现象
答案 B 根据光合作用过程:CO 经碳(暗)反应在玉米细胞的叶绿体基质中经过一系列反应最终生成淀粉
2
等有机物,A正确。如果左半叶和右半叶用14CO 处理那两者都是实验组,不作处理组为对照组,B错误。通过
2
分析图1和图2,左半叶用14CO 处理后,可以看出玉米粒各行之间放射性含量有差异,玉米的十行粒中左侧子
2
粒放射性平均含量大于右侧,可以推测出含14C的光合产物在果穗行间的分布差异大,植物光合产物的运输具
有半侧分布的现象,C、D正确。
14.(2020福建福州一中测试,2)如图是某植株叶片净光合速率(Pn:以CO 吸收速率表示)与胞间CO 浓度(Ci)
2 2
的日变化曲线,以下分析正确的是 ( )
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A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C 的速率相对较高
3
B.14:00后叶片的Pn下降,此时植株单位时间内积累的有机物的量开始减少
C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D.叶片的Pn先后两次下降,从光合作用过程的角度分析,主要限制因素是水分和光照强度
答案 B 据图中曲线可知,与11:00时相比,13:00时Ci较低,CO 的固定减慢,因而合成C 的速率相对较低,A
2 3
错误;14:00后叶片的Pn下降,即叶片净光合速率下降,净光合速率表现为单位时间内有机物的积累量,因而此
时植株单位时间内积累的有机物的量开始减少,B正确;17:00后叶片的Ci快速上升,此时净光合速率仍大于
0,原因是此时光照强度减弱,导致光反应速率下降,引起[H]和ATP减少,进而暗反应速率也下降,C错误;叶片
的Pn先后两次下降,第一次因中午时光照过强,温度过高,导致气孔部分关闭,CO 吸收减少,第二次是由于接
2
近傍晚,光照强度减弱,光反应速率下降,D错误。
二、不定项选择题
15.(2019江苏苏州一模,23)科研人员用茶树离体叶片测定了气孔导度(指单位时间、单位面积叶片通过气孔
的气体量)、净光合速率的变化,结果如图所示。下列相关叙述正确的是(多选) ( )
A.4 min时,光合作用消耗的CO 来自外界环境和线粒体
2
B.16 min时产生ATP的场所为细胞质基质和线粒体
C.与8 min时相比,4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高
D.0~4 min内,叶肉细胞净光合速率下降可能是暗反应速率下降所致
答案 ACD 实验开始4 min时,净光合速率大于0,说明光合速率大于呼吸速率,光合作用消耗的CO 来自
2
外界环境和线粒体,A正确;16 min时,净光合速率为0,说明植物体的光合作用强度等于细胞呼吸强度,产生
ATP的场所有叶绿体、细胞质基质和线粒体,B错误;4~8 min气孔导度下降,CO 供应减少,暗反应中CO 固
2 2
定减慢,C 还原正常进行,C 积累,C 减少,故与8 min时相比,4 min时叶绿体中的三碳化合物含量较高,C正确;
3 5 3
在最初0~4 min内,气孔导度的迅速下降减少了CO 的供应,导致叶肉细胞的暗反应速率减弱,净光合速率下
2
降,D正确。
16.(2020江苏淮安六校联考,21)如图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程,字母代表有关物
质,数字代表代谢过程,下列相关叙述正确的是(多选) ( )
A.过程①③⑤在生物膜上进行
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B.过程①②③都需要ADP和Pi
C.物质C、D、E中都含有H元素
D.物质A中的元素只来自水
答案 BD 分析题图,①表示有氧呼吸第三阶段,②表示有氧呼吸第一、第二阶段,③表示光反应阶段,④表
示暗反应阶段三碳化合物的还原,⑤表示暗反应阶段二氧化碳的固定;A表示氧气,B表示水,C表示[H],D表示
二氧化碳,E表示ATP和[H],F表示Pi、ADP和NADP+。题图中⑤表示光合作用暗反应阶段二氧化碳的固定,
发生在叶绿体基质中,A错误;过程①②③都有ATP的合成,因此都需要ADP和Pi,B正确;根据以上分析已知
物质D为二氧化碳,不含H元素,C错误;物质A表示氧气,全部来自光反应水的光解,D正确。
17.(2020届山东临沂期中,17)如图表示在不同温度下,测定某植物叶片重量(单位:mg,均指有机物)变化情况的
操作流程及结果,下列相关叙述中,正确的是( )
A.该植物叶片的实际光合速率为(Y+2X)mg/h
B.14 ℃时植物呼吸作用和实际光合作用都大于13 ℃时
C.分别在上述四种温度下给予适宜光照维持10 h再暗处理10 h,则该植物叶片在14 ℃时增重最多达30
mg
D.16 ℃时植物进行光合作用所需CO 都来自线粒体
2
答案 ABC 由题图操作流程可知,该植物叶片的呼吸速率为X mg/h,净光合速率为(Y+X)mg/h,则实际光合
速率为(Y+2X)mg/h,A正确;由题图实验结果可知,14 ℃时植物呼吸速率的相对值为2 mg/h、实际光合速率
的相对值为7 mg/h,13 ℃时植物呼吸速率的相对值为1 mg/h、实际光合速率的相对值为4 mg/h,则14 ℃
时植物呼吸作用和实际光合作用都大于13 ℃时,B正确;若给予适宜光照维持10 h再暗处理10 h,则该植物
叶片在14 ℃时增重最多达30 mg,C正确;16 ℃时植物的光合速率大于呼吸速率,所需CO 除来自线粒体外,
2
还可以从外界吸收,D错误。
名师点睛 对呼吸速率、净光合速率和实际光合速率的判定
(1)呼吸速率:黑暗条件下,单位时间内有机物减少量,即图中X mg/h。
(2)净光合速率:光照条件下,单位时间内有机物增加量,即图中(Y+X)mg/h。
(3)实际光合速率:等于净光合速率与呼吸速率的和,即图中(Y+2X)mg/h。
三、非选择题
18.(2020届广东七校联合体第一次联考,30)为研究低钾条件对某种农作物2个品种光合作用的影响,科研人
员进行了实验,结果如表。
最大净
呼吸速率 光补偿点
叶绿素含量 光合速率
指标数值分组 (μmol·m-2 (μmol·m-2
(相对值) (μmol·m-2
·s-1) ·s-1)
·s-1)
甲品 低钾处理组 18 3.0 89.8 16.4
种 正常处理组 25 2.5 49.8 24.4
乙品 低钾处理组 26 3.2 72.7 18.5
种 正常处理组 28 2.9 42.0 25.5
注:光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。
(1)提取叶绿素时,为了使研磨充分,应加入 。
(2)当乙品种的最大净光合速率为25.5 μmol·m-2·s-1时,光合速率是 μmol·m-2·s-1。此时增大光照强度,
光合速率不再增加,这主要是受光合作用过程 反应的限制。
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(3)低钾处理后,2个品种光补偿点均增大,主要原因是
。
(4)据表分析,为提高产量,在缺钾土壤中种植该种农作物时,可采取的相应措施是
(写出两点即可)。
答案 (1)二氧化硅(SiO) (2)28.4 暗
2
(3)低钾处理后,2个品种叶绿素含量均减少,光反应减弱,光合速率降低,且呼吸速率均升高,需要增大光强才能
维持光合速率与呼吸速率相等,因此光补偿点增大
(4)选择种植乙品种;施加适量钾肥
解析 根据题意可知,该实验的目的是研究低钾条件下对2个品种农作物的光合作用的影响,其自变量是含
钾是否正常与作物品种,因变量有叶绿素含量、呼吸速率、光补偿点和最大净光合速率。通过对表格的数
据分析可知:对品种甲而言,低钾有抑制叶绿素合成,促进其呼吸作用,提高光补偿点和降低光合作用速率的作
用;对品种乙而言,对叶绿素的合成和呼吸作用有一定的抑制作用但没有对甲品种的作用明显,同时其对光合
作用的补偿点和光合速率的抑制也没有甲的作用明显。(1)提取叶绿素时,应加入SiO,使研磨更充分。(2)当
2
乙品种的最大净光合速率为25.5 μmol·m-2·s-1时,其呼吸速率为2.9 μmol·m-2·s-1,故此时光合速率=净光合速
率+呼吸速率=25.5+2.9=28.4 μmol·m-2·s-1。在最大净光合速率下再增大光照强度,光合速率不再增加,这主要
是受光合作用过程暗反应速率的限制。(3)据表分析,低钾处理后,2个品种光补偿点均增大,主要原因是农作
物的叶绿素合成减少,光反应速率减慢,导致光合速率降低,且两品种的呼吸速率均升高,所以需要增大光照强
度才能维持光合速率与呼吸速率相等,因此光补偿点增大。(4)据表分析,在缺钾土壤中种植该种农作物时,为
提高产量,一是优先选择乙品种;二是适量施加钾肥等。
19.(2020届福建福州一中开学考,31)如图1所示为某兴趣小组设计的实验装置,其中氧气传感器能测量盛气
装置内氧气的浓度。图2是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。据图回答以下问题:
图1
图2
(1)该兴趣小组设计此图1实验装置的目的是
。
(2)图1装置中NaHCO 溶液的作用是为金鱼藻的光合作用提供CO,不同实验组所用的NaHCO 溶液的浓度
3 2 3
应有何要求? 。
(3)图1实验过程中,若撤除滤光片,则短时间内金鱼藻的叶绿体中 (填“C”或“C”)的含量会增
3 5
多,其直接原因是 。
(4)若在密闭且其他条件相同的情况下,测定A、B试管中氧气的变化,初始氧气浓度为300 mg/L,24 h后,A
瓶氧气浓度为500 mg/L,B瓶氧气浓度为116 mg/L,则A试管中,小球藻光合作用合成葡萄糖的速率为
[mg/(L·h)]。
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答案 (1)探究不同单色光对金鱼藻光合作用强度的影响 (2)相同且适宜 (3)C C 的还原速率加快
5 3
(4)15
解析 (1)图1实验装置用单色光照射金鱼藻,目的是探究不同单色光对金鱼藻光合作用强度的影响。(2)图1
装置实验的自变量为不同的单色光,CO 浓度为自变量,不同实验组所用的NaHCO 溶液的浓度应相同且适宜。
2 3
(3)图1实验过程中,撤除滤光片,则光照增强,则短时间内金鱼藻的叶绿体中C 的还原速率加快,导致C 来源
3 5
增多,含量会增多。(4)B试管中小球藻只进行呼吸作用。A、B试管中初始氧气浓度为300 mg/L,24 h后,A
瓶氧气浓度为500 mg/L,B瓶氧气浓度为116 mg/L,则A试管中净光合作用为500 mg/L-300 mg/L=200
mg/L,B试管中呼吸作用为300 mg/L-116 mg/L=184 mg/L,A试管中实际光合作用为200 mg/L+184
mg/L=384 mg/L,换算为葡萄糖的量,小球藻光合作用合成葡萄糖的速率为384 mg/L×180 mg/L÷32÷6÷24
h=15 mg/(L·h)。
20.(2020届北京东城练习,6)光合作用是生物直接或间接获取有机物及能量的重要代谢途径。
(1)图1所示的生物学过程为 ,在光能的驱动下,蛋白质及色素分子进行电子传递,将来源于
的电子传递给NADP+合成了[H](NADPH),同时将H+运输进入类囊体。H+通过 方式运出类囊体的同
时,将其电能转变成 。
注:NADP++H++e-→NADPH;NADPH为还原氢
图1
图2
(2)为研究暗反应过程,卡尔文改变了供给小球藻14CO 浓度,并检测了相关放射性产物的相对含量。结果显示,
2
二氧化碳固定过程受阻后,C 含量明显下降,C 含量明显上升。 (填“二磷酸核酮糖C”或“磷酸核
3 5 5
酮糖C”)直接参与CO 固定过程,依据是 。
5 2
(3)卡尔文将小球藻暴露在14CO 中一段时间后,关掉灯光,检测了放射性C、C、C 和蔗糖的含量变化。结
2 3 5 6
果表明, 为光合作用的最终产物。关掉灯光后,由于 过程受阻,从而使C 含量显著上升而C
3 5
含量明显下降。
第10页共23页北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
图3
(4)研究表明,二氧化碳的固定过程是整个暗反应的限速步骤,催化该反应的酶为二磷酸核酮糖羧化酶,这种酶
的活性在pH为8~9时最强。图3结果显示,关掉灯光后30秒至2分钟之间,C 含量出现小幅回升,请综合上
5
述分析出现这种现象的原因是: 。
答案 (1)光反应 水 协助扩散 ATP中的化学能
(2)二磷酸核酮糖C 14CO 浓度下降后,二磷酸核酮糖C 含量最先上升
5 2 5
(3)蔗糖 C 的还原
3
(4)没有光能驱动,光反应电子传递过程受阻,H+无法进入类囊体,使叶绿体基质中pH降低,二磷酸核酮糖羧化
酶活性下降,二氧化碳固定过程减慢,C 的消耗速度减慢,含量出现小幅回升
5
解析 (1)如图所示过程需要光照,涉及水的分解、NADPH(简写为[H])和ATP的生成,且所有过程发生在膜
上,据此可知该膜结构为类囊体薄膜,所描述的是光合作用光反应。据图可知,在色素吸收、传递光能的作用
下,水分解为电子(e-)、氧气和H+,最终电子传递给NADP+合成NADPH,同时电子传递过程中将H+运至类囊
体腔,导致类囊体腔中H+浓度升高,H+顺浓度梯度经过ATP合成酶流向叶绿体基质,该过程释放的能量用于
ATP的合成,完成光能转变为电能再转变为活跃化学能的过程。
(2)如图横坐标表示时间,纵坐标表示相对含量,-100~0 s之间14CO 浓度为1%,且C 和C 的比例维持在约2∶1,
2 3 5
符合一分子C 和一分子CO 结合形成两分子C 的过程。随后降低14CO 浓度至0.003%,从图中曲线可以看
5 2 3 2
出二磷酸核酮糖C 是最先出现上升变化的,说明降低14CO 浓度后,消耗该物质的速率最先受到影响,结合磷
5 2
酸甘油酸C 立即下降可知,直接参与CO 固定过程的是二磷酸核酮糖C。
3 2 5
(3)对光合作用过程进行考查。从曲线来看,在照光阶段所检测物质的放射性相对含量均在增加,但是只有蔗
糖在持续增加,且从无到有。转为黑暗条件,光反应立即停止,暗反应在剩余积累的少量[H]和ATP的作用下
还可以进行一段时间,但只有蔗糖在持续增加,且没有出现显著下降,因此可知蔗糖是光合作用的最终产物。
关掉灯光后,光反应立即停止,ATP和[H]不再合成,最先受影响的是C 的还原,该过程速率降低,但此时14CO
3 2
浓度不变,CO 固定速率基本可以在短时间内维持不变,即C 来源速率(C+CO→C)不变,但消耗速率降低,所
2 3 5 2 3
以C 含量增加。对于C 来说,其去路(C+CO→C)依然继续进行,但是其来源速率(C 的还原)降低,因此其含
3 5 5 2 3 3
量明显下降。
(4)限速过程中最关键的二磷酸核酮糖羧化酶,催化C 与CO 的反应(即CO 的固定)。关掉灯后30 s至2
5 2 2
min内,C 含量出现小幅度回升,说明关掉灯光后二磷酸核酮糖羧化酶活性下降,导致其消耗速率下降,由于题
5
干中指明该酶最适pH为8~9,因此此处考虑pH。结合题图,照光停止后光反应中的电子传递链过程停止运
作,会导致叶绿体基质中的H+不能快速的运往类囊体腔,叶绿体基质中的H+浓度增加,pH下降,致使二磷酸核
酮糖羧化酶酶活性下降,C 消耗速率下降。
5
21.(2020江苏盐城、连云港三模,27)(12分)为了合理增施CO,提高温室植物产量,研究者利用番茄进行相关
2
研究,结果如图。请分析回答问题:
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(1)CO 的含量直接影响光合作用的 阶段而影响光合作用的强度;光照充足的状态下,当CO 的含量
2 2
突然升高时,叶绿体中[H]的含量最初的变化是 。
(2)某晴天上午10时左右,番茄叶肉细胞光合作用固定的CO 来源于 。
2
(3)由图可知,常温+CO 处理组在超过29天后,净光合速率开始下降,直至低于常温处理组。此阶段,常温+CO
2 2
组的淀粉含量与净光合速率的变化趋势 (选填“相同”“相反”),说明叶绿体中淀粉的积累对光合
作用的进行可能有 (选填“促进”、“抑制”)作用。
(4)由图可知,在增施CO 的情况下,适当升高温度可以 (选填“提高”、“降低”)光合作用速率。这
2
可能是由于升高温度促进了 ,从而减弱其对光合作用的影响。
(5)通过本项研究,你认为合理增施CO,提高温室植物产量的注意事项是适当地 ,且 不宜太
2
长。
答案 (1)暗反应 降低
(2)细胞呼吸(线粒体)和空气
(3)相反 抑制
(4)提高 淀粉分解为可溶性糖
(5)升高温度 处理时间
解析 (1)CO 的含量直接影响光合作用的暗反应阶段而影响光合作用的强度;光照充足的状态下,当CO 的
2 2
含量突然升高时,叶绿体中[H]的含量最初的变化是降低。(2)某晴天上午10时左右,番茄叶肉细胞光合作用
固定的CO 来源于细胞呼吸作用产生和从外界空气中吸收。(3)由题图可知,常温+CO 处理组在超过29天后,
2 2
净光合速率开始下降,直至低于常温处理组,此阶段,常温+CO 组的淀粉含量与净光合速率的变化趋势相反,
2
说明叶绿体中淀粉的积累对光合作用的进行可能有抑制作用。(4)由题图可知,在增施CO 的情况下,适当升
2
高温度可以提高光合作用速率。高温+CO 组的淀粉含量一直低于常温+CO 组,而可溶性糖含量相反,这可能
2 2
是由于升高温度促进了淀粉分解为葡萄糖,从而减弱了淀粉大量积累对光合作用的影响。(5)本项研究表明
合理增施CO,提高温室植物产量时的注意事项是适当地提高温度,且处理时间不宜太长。
2
专题检测 B组
一、单项选择题
1.(2020届江西南昌摸底,12)关于小麦光合作用的叙述,错误的是 ( )
A.叶绿体类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应
B.夏季晴天光照最强时,小麦光合作用速率最低
C.进入叶绿体的CO 不能被NADPH直接还原
2
D.净光合作用速率长期为零时会导致幼苗停止生长
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答案 B 叶绿体类囊体薄膜上进行光反应合成的ATP和NADPH均用于暗反应C 还原,A正确;夏季晴天
3
光照最强时会出现光合作用“午休”现象,但光合作用速率不是最低,B错误;进入叶绿体的CO 需先与C 反
2 5
应生成C 才能被NADPH还原,C正确;植物生长的实质是有机物积累,净光合速率为0时,植物不能表现生长
3
现象,D正确。
2.(2019北京平谷一模,2)Rubisco是催化CO 与C 反应的酶,其活性远远低于其他酶;该酶有两个CO 结合位
2 5 2
点a、b,CO 分子与位点a结合,激活该酶,进而催化位点b上的CO 固定。关于Rubisco叙述错误的是 (
2 2
)
A.Rubisco分布在叶绿体基质中
B.CO 分子可以调节Rubisco的活性
2
C.Rubisco是叶肉细胞中含量最多的酶
D.Rubisco同时催化a、b上的CO 固定
2
答案 D Rubisco是催化CO 与C 反应的酶,而CO 与C 反应是在叶绿体基质中进行,A正确。CO 分子与
2 5 2 5 2
Rubisco酶位点a结合,可激活Rubisco,说明CO 分子可以调节Rubisco活性,B正确。由“Rubisco是催化
2
CO 与C 反应的酶,其活性远远低于其他酶”可推测,机体会以该酶数量优势来弥补其活性低的特点,C正确。
2 5
CO 分子与Rubisco酶位点a结合,可激活Rubisco酶,进而催化位点b上的CO 固定,D错误。
2 2
3.(2020届百校联盟联考,28)研究人员用不同强度的光分别处理某植物一段时间,然后提取和分离植物叶绿体
中的色素,最后得到的滤纸条上色素分离的情况如图所示(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是
( )
A.Ⅰ和Ⅱ所示的色素吸收的光能不可以用于光反应中 ATP的合成
B.Ⅲ和Ⅳ所示的色素对绿光的吸收量最大,所以它们的颜色为绿色
C.图示结果表明,强光照可能会抑制叶绿素的合成,促进类胡萝卜素的合成
D.若提取正常光照下植物的色素时未加碳酸钙,也会得到与图中强光照条件下一样的结果
答案 C 滤纸条上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条色素带分别表示胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,四种色
素吸收的光能都可用于光反应中ATP的合成,A项错误;叶绿素几乎不吸收绿光,绿光被反射出来,所以叶绿素
的颜色为绿色,B项错误;从图中可以看出,强光照下与正常光照下相比,类胡萝卜素含量增多而叶绿素含量减
少,推测强光照可能会抑制叶绿素合成,促进类胡萝卜素合成,C项正确;若提取正常光照下植物的色素时未加
碳酸钙,则Ⅲ、Ⅳ条带变窄,但Ⅰ、Ⅱ条带不变,D项错误。
4.(2019福建厦门期末,9)取若干长势相同的绿色植物,随机分成三组,分别置于密闭透光玻璃罩内进行实验,一
段时间后,结果如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.本实验中CO 的变化不影响光合作用强度
2
B.光照强度为a时,光合作用强度很弱
C.丙组装置内的CO 含量照光后比照光前低
2
D.该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
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答案 A 本实验中CO 的变化会影响光合作用的暗反应,进而影响光合作用强度,A错误;光照强度为a时,
2
氧气的增加量很小,此时光合作用很弱,B正确;丙组装置内的光照强度较大,光合作用较为旺盛,故CO 含量照
2
光后比照光前低,C正确;该图反映了光合作用强度与光照强度的关系,即在一定范围内,随光照强度增加,光合
作用强度增加,D正确。
思路分析 解答本题首先要区分出自变量与因变量,进而分析选项作答。该题涉及的实验中,自变量为光照
强度,因变量为密闭容器中氧气的增加量,结果显示丙组植物氧气增加量最多,光合作用最强。
5.(2019北京丰台一模,2)某课外小组用传感器测定了不同条件下250 mL有鱼和无鱼池塘水的溶解氧变化,
获得如下数据。下列说法正确的是 ( )
编号 1 2 3 4 5
条件 26 ℃光照 26 ℃黑暗 26 ℃光照 10 ℃光照 10 ℃黑暗
材料 池水 池水 池水+鱼 池水 池水+鱼
2小时后的溶
0.378 -0.065 -0.758 -0.03 -0.215
解氧变化(μg)
A.1号瓶池水中藻类光合作用产生的氧气量为0.378 μg
B.4号瓶池水中藻类不能进行光合作用
C.26 ℃光照条件下鱼呼吸作用消耗的氧气量为1.136 μg
D.池水中藻类光合作用的最适温度为26 ℃
答案 C 26 ℃光照下,1号瓶溶氧量增加是池水中藻类同时进行光合作用和细胞呼吸共同作用的结果。溶
氧量的增加可以表示净光合作用下O 的净积累量。实际氧气产生量为0.378 μg+0.065 μg=0.443 μg。A错
2
误。4号瓶池水中藻类可能不进行光合作用,更大的可能是光合作用小于呼吸作用。B错误。根据1、3号
瓶可知,26 ℃光照条件下鱼呼吸作用消耗的氧气量为既消耗了藻类的净积累量0.378 μg,又继续消耗水中溶
氧量0.758 μg,所以鱼呼吸作用消耗总氧气量为0.378 μg+0.758 μg =1.136 μg。C正确。题干中只有10 ℃
和26 ℃,无法确定池水中藻类光合作用的最适温度。D错误。
6.(2019北京朝阳一模,3)磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构,可将暗反应过程中产生的磷酸丙糖运出,同时
将释放的Pi运回,Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输,严格按照1∶1的反向交换方式进行,该过程如图所示。
下列叙述正确的是 ( )
A.光合色素吸收、传递和转换光能后激发A的进入
B.叶绿体基质中的CO 直接被光反应产生的[H]还原
2
C.磷酸转运器运输Pi会造成叶绿体基质中的Pi堆积
D.磷酸转运器可协调蔗糖合成速率与CO 固定速率
2
答案 D 根据光合作用的过程可知,物质A是HO,光合色素吸收、传递和转换光能后,激发A的光解而非
2
激发其进入,A选项错误。叶绿体基质中的CO 需要先被固定生成C,C 被光反应产生的[H]还原,B选项错误。
2 3 3
磷酸转运器运输到叶绿体基质中的Pi会和ADP反应生成ATP,不会造成堆积,C选项错误。据图可知,磷酸
转运器运出的磷酸丙糖可作为蔗糖合成的原料,磷酸丙糖通过暗反应产生。若磷酸转运器不能及时将磷酸
丙糖运出叶绿体,就会抑制暗反应CO 固定的速率,并降低叶绿体外蔗糖的合成速率,D选项正确。
2
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7.(2020届福建福州一中开学考,12)将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室,调节小室CO 浓度,在适宜光
2
照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO 吸收速率表示),测定结果如图。下列相关叙述,正确的是 (
2
)
A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移
B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移
C.如果光照强度适当增强,a点右移,b点右移
D.如果光照强度适当增强,a点左移,b点右移
答案 D 图中a、b两点分别为CO 补偿点和CO 饱和点。如果光照强度适当降低,植物光合速率下降,呼
2 2
吸速率不变,则需要提供更多的CO,才能使植物光合速率=呼吸速率,故a点应右移;同时光照强度降低时,光
2
反应产生的ATP和[H]减少,暗反应受到限制,因此CO 饱和点降低,即b点向左移,A、B错误。如果光照强度
2
适当增强,植物光合速率上升,呼吸速率不变,这时在较低浓度CO 下就能达到光合速率与呼吸速率相等,故a
2
点左移;而光照强度适当增强时,会产生更多的ATP和[H],利用CO 能力上升,需要更高浓度的CO 才能达到
2 2
CO 饱和点,所以b点右移,C错误,D正确。
2
8.(2020届黑龙江哈六中一调,19)在真核细胞的代谢活动中,都会产生[H](还原性氢),下列有关[H]的叙述,不正
确的是 ( )
A.有氧呼吸中产生的[H]将转移到线粒体内膜上并最终被消耗
B.真核细胞的无氧呼吸产生的[H]将在无氧呼吸的第二阶段被消耗
C.光合作用中产生的[H]将从类囊体薄膜转移到叶绿体基质中为CO 的固定供氢
2
D.光合作用和呼吸作用中都能产生[H],但两者的化学本质不同
答案 C 本题以细胞代谢过程中的物质变化为信息载体,考查理解能力;试题通过对比光合作用和细胞呼吸
过程中[H]的产生与消耗路径,体现科学思维素养中的归纳与概括要素。有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]将
在线粒体内膜上与氧结合,产生水,A正确;真核细胞无氧呼吸第一阶段产生的[H],在第二阶段用于丙酮酸的还
原,B正确;CO 的固定不需要[H]的参与,C错误;光合作用产生的[H]为NADPH,呼吸作用产生的[H]为NADH,
2
二者的化学本质不同,D正确。
9.(2020届河南南阳开学考,25)科学家从发菜藻体中分离出细胞进行液体悬浮培养,通过实验测定了液体悬浮
培养条件下温度对离体发菜细胞的光合及呼吸速率的影响,其他条件均正常,结果如图所示。下列说法错误
的是( )
A.35 ℃时,发菜细胞中生成ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体
B.若在持续保持温度为35 ℃的条件下,长时间每天12小时光照,12小时黑暗交替,离体发菜细胞不能正常生
长
C.光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是45 ℃
D.由图可知,光照下离体发菜细胞生长的最适温度是25 ℃
答案 A 发菜为原核生物,细胞内无叶绿体和线粒体, A错误;35 ℃时,发菜细胞净光合速率与呼吸速率相
等,即其真实光合速率是呼吸速率的2倍,离体发菜细胞进行12小时光合作用制造的有机物量等于24小时呼
吸作用消耗的有机物量,因此一昼夜有机物积累量为0,植物不能正常生长,B正确;光合速率与呼吸速率相等
时净光合速率应为0,对应图中的45 ℃,C正确;分析题图可知,光照下离体发菜细胞生长的最适温度是净光合
速率最大的点对应的温度,为25 ℃,D正确。
易错辨析 光照下植物吸收的CO 或释放的O 量代表净光合量,叶绿体消耗的CO 或产生的O 量代表总光
2 2 2 2
合量。植物有机物积累量为正值时,植物才能表现生长现象。
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10.(2019安徽合肥二质检,2)如图所示,将对称叶片左侧遮光右侧照光,并采用适当的方法阻止两部分之间的
物质和能量的转移。12小时后,从两侧截取同等单位面积的叶片,烘干称重,分别记为a和b(单位:g)。下列相
关叙述正确的是 ( )
A.a/12所代表的是该叶片的呼吸速率
B.b/12所代表的是该叶片的光合速率
C.(b+a)/12所代表的是该叶片净光合速率
D.(b-a)/12所代表的是该叶片真正光合速率
答案 D 遮光部分只进行呼吸作用,光照部分同时进行呼吸和光合作用,(b-a)代表光照条件下截取的叶片在
12 h内合成的有机物总量,(b-a)/12代表的是该叶片真正光合速率,D正确。
11.(2020湖北武汉华中师大一附中测试,5)某同学在探究光照强度对某植物光合速率影响的实验中,绘制了如
图所示的柱形图(在光照强度分别为a、b、c和d,其他条件相同且适宜时,单位时间内该植物某叶肉细胞中
CO 与O 量的变化,其中M代表叶绿体中O 的产生总量,N代表叶肉细胞的CO 释放量)。已知光照强度不
2 2 2 2
影响叶肉细胞的呼吸速率。下列有关叙述错误的是 ( )
A.光照强度为b时,该叶肉细胞光合速率等于呼吸速率
B.光照强度为c时,该叶肉细胞叶绿体产生的O 全部供给线粒体利用
2
C.光照强度为a时,光合作用强度为0
D.光照强度为d时,光合作用从外界环境中吸收2个相对单位的CO
2
答案 A 光照强度为a时,叶绿体中O 的产生总量为0,即光合作用强度为0,所以该叶肉细胞的线粒体产生
2
的CO 释放到细胞外,C正确;光照强度为b时,叶绿体O 的产生总量等于叶肉细胞的CO 释放量,说明光合作
2 2 2
用强度小于呼吸作用强度,该叶肉细胞的线粒体利用的O 由细胞内的叶绿体和外界环境提供,A错误;光照强
2
度为c时,叶绿体O 的产生总量与a时细胞释放的CO 量相等,说明此时呼吸速率等于光合速率,即该叶肉细
2 2
胞叶绿体产生的O 全部供给线粒体利用,B正确;光照强度为d时,叶绿体O 的产生总量为8个单位,而呼吸
2 2
作用释放的CO 为6个单位,所以光合作用从外界环境中吸收8-6=2个相对单位的CO,D正确。
2 2
12.(2020届山西太原五中月考一,11)研究人员以25片直径为3 mm的猕猴桃圆形叶片为材料,在一定光照强
度下测量其在30 ℃、40 ℃和45 ℃恒温环境下的净光合速率(呼吸速率已知),结果如表。下列有关说法错
误的是 ( )
处理温度(℃) 30 40 45
净光合速率(O μmol·100 mm-2·h-1) 2.03 1.94 0
2
呼吸速率(O μmol·100 mm-2·h-1) 0.31 0.50 0.32
2
A.实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气
B.实验中可用NaHCO 溶液维持CO 浓度的相对稳定
3 2
C.上表实验结果表明,叶光合酶的温度最适为30 ℃
D.实验结果表明,45 ℃时光合作用速率与呼吸速率相等
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答案 C 该实验利用测定单位时间内一定面积叶片释放的氧气量表示净光合速率,因此在实验准备阶段需
抽除叶圆片中的空气,防止叶片中原有的空气对实验结果造成影响,A正确;NaHCO 溶液可以释放CO,因此
3 2
实验中可用NaHCO 溶液维持CO 浓度的相对稳定,B正确;由于实验仅有三个温度组合,不能说明其他温度
3 2
时的实验情况,因此不能得出叶光合酶的最适温度(且40 ℃时的光合速率是高于30 ℃时的),C错误;45 ℃时,
净光合速率为0,表明光合速率等于呼吸速率,D正确。
13.(2020届山西吕梁一测,22)如图为原来置于黑暗环境中的绿色植物曝光后,根据其吸收CO 的量绘制成的
2
曲线。下列叙述不正确的是 ( )
A.曲线AB段表示绿色植物光合作用速率小于呼吸作用速率
B.B点表示绿色植物的光合作用速率等于呼吸作用速率
C.BC段表示随光照强度增加,绿色植物的光合作用速率增大
D.C点是光饱和点,此时绿色植物不进行呼吸作用
答案 D 据图分析,曲线AB段二氧化碳吸收量小于0,表示绿色植物光合作用速率小于呼吸作用速率,A正
确;B点二氧化碳吸收量等于0,表示绿色植物的光合作用速率等于呼吸作用速率,B正确;BC段二氧化碳吸收
量逐渐增加,表示随光照强度增加,绿色植物的光合作用速率增大,C正确;C点对应的光照强度是光饱和点,此
时绿色植物的光合作用速度达到最大值,但是仍然进行呼吸作用,D错误。
14.(2018广东东莞二模,3)如图为某植物叶肉细胞内物质代谢过程的示意图,其中①~⑥表示代谢过程。下列
相关分析错误的是 ( )
A.图示①~⑥过程中能产生ATP的有①②③④
B.图示②过程发生的场所是线粒体基质
C.图中表示光合作用暗反应阶段的过程是②⑤⑥
D.夜晚该细胞能进行的过程有①②③
答案 C 图示表示光合作用与有氧呼吸的过程,其中①表示细胞呼吸第一阶段,②表示有氧呼吸的第二阶
段,③表示有氧呼吸的第三阶段,④表示光合作用的光反应,⑤表示三碳化合物的还原,⑥表示光合作用过程
中的二氧化碳的固定。图中①~⑥过程能产生ATP的有光合作用的光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段,即
①②③④过程,A正确;图中②表示有氧呼吸的第二阶段,发生的场所是线粒体基质,B正确;图中⑤表示三碳化
合物的还原,⑥表示光合作用过程中的二氧化碳的固定,可以表示光合作用暗反应阶段的过程是⑤⑥,C错误;
黑暗中该细胞能进行的生理过程有①②③,D正确。
15.(2020湖南长沙长郡中学一联,23)如图为绿色植物体内与光合作用和呼吸作用有关的能量转化过程,图中
①②③④表示生理过程,A、B、C、D表示不同物质,下列有关叙述不正确的是 ( )
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A.图中③进行的场所是叶绿体类囊体薄膜
B.洋葱鳞片叶外表皮细胞内能进行②、④过程
C.通过①过程将物质A中的能量转移至物质B中
D.为植物提供18O标记的O,最先在物质C中出现18O
2
答案 C 根据图示信息可知:③为光反应,①为暗反应,②为有氧呼吸第一、二阶段,④为有氧呼吸第三阶段。
物质A、B、C、D分别为CO、有机物、HO、O,所以选项A、B、D正确;通过暗反应将ATP中的能量转
2 2 2
移到有机物中,C错误。
二、不定项选择题
16.(2020江苏扬州一模,21)如图表示豌豆叶肉细胞中,甲、乙两种细胞器的相关生理活动,下列相关叙述符合
事实的是(多选) ( )
A.O 产生于甲细胞器的内膜,在乙细胞器的内膜被利用
2
B.甲细胞器中将光能转变为化学能的色素位于类囊体薄膜上
C.CO 可产生于乙细胞器的基质,在甲细胞器基质中被利用
2
D.乙中ATP主要在其内膜上生成
答案 BCD 分析题图,甲为叶绿体,乙为线粒体。O 产生于甲细胞器(叶绿体)内的类囊体薄膜上,在乙细胞
2
器(线粒体)的内膜被利用,即参与有氧呼吸第三阶段,A错误;甲细胞器为叶绿体,其中将光能转变为化学能的
色素位于类囊体薄膜上,B正确;CO 可产生于乙细胞器的基质(有氧呼吸第二阶段的场所),在甲细胞器基质
2
(暗反应的场所)中被利用,C正确;乙为线粒体,其中ATP主要在其内膜上生成,即主要在有氧呼吸的第三阶段
生成,D正确。
17.(2020江苏南通、泰州等七市二模,21)如图表示蚕豆叶肉细胞叶绿体中部分代谢变化,其中M、N、X代
表小分子物质,①、②、③代表生理过程。有关叙述正确的是(多选) ( )
A.组成M的化学元素来源于HO和ADP
2
B.物质X由磷酸基团、脱氧核糖和含N碱基组成
C.完成过程①离不开生物膜,过程②、③在叶绿体基质中完成
D.过程③的物质转化过程是CO→C→C→CH O
2 5 3 6 12 6
答案 BC 分析题图可知:①为水的光解,②为DNA的合成过程,③为光合作用的暗反应过程;X为组成
DNA的基本单位脱氧核苷酸,N为ATP,M为[H]和O。[H]和O 中的元素来自水,A错误;物质X为脱氧核苷
2 2
酸,是由磷酸基团、脱氧核糖和含N碱基组成的,B正确;过程①是水的光解,场所为叶绿体类囊体薄膜,过程②
第18页共23页北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
为DNA分子的复制,过程③为光合作用的暗反应过程,过程②、③在叶肉细胞叶绿体中的反应场所均为叶绿
体基质,C正确;过程③(暗反应)物质转化过程是CO→C→CH O,D错误。
2 3 6 12 6
18.(2019江苏徐州、连云港、宿迁三市一模,22)利用装置甲,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成
大小相同的“圆叶”,抽出空气,进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。
下列叙述正确的是(多选)( )
甲
乙
A.从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长
B.光照强度为1 klx,装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动
C.光照强度为3 klx时,E、F两种植物的叶片合成有机物的速率之比为3∶2
D.光照强度为6 klx时,装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短
答案 BCD 分析图甲装置,发现有二氧化碳缓冲液,由此判断装置中液滴的移动是氧气的含量变化引起的。
由图乙可知,E植物在较强光照强度下净光合速率(用O 释放量表示)大于F植物,说明E植物更适合在较强光
2
照下生长,A错误;由图乙可知,光照强度为1 klx,植物E的净光合速率[-10 mL/(10 cm2·h)]小于0,即需要从外
界吸收氧气,故装置甲中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动,B正确;光照强度为3 klx时,E、F两种植
物的叶片净光合速率相等,均为10 mL/(10 cm2·h),而E植物的呼吸速率为20 mL/(10 cm2·h),F植物的呼吸速
率为10 mL/(10 cm2·h),所以E、F两种植物合成有机物的速率之比为(10+20)∶(10+10)=3∶2,C正确;光照强度
为6 klx时,E植物的净光合速率大于F植物,细胞间的氧气较多,故装置甲中E植物叶片比F植物叶片浮到液
面所需时间短,D正确。
三、非选择题
19.(2020广东五校联考,8)(10分)小球藻是一种单细胞的绿藻,为研究不同浓度的纳米银对小球藻光合作用和
细胞呼吸的影响,研究人员用不同浓度的纳米银溶液培养小球藻,实验结果如表所示。已知酸、碱、重金属
离子、高温等均会使蛋白质发生变性。请回答下列问题:
纳米银浓 叶绿素a含
净光合速率 细胞呼吸速率
度 量
(μmolO·m-2·s-1)(μmolO·m-2·s-1)
(mg·L-1) 2 2 (mg·g-1)
0 8 1 0.070
1 2 0.2 0.038
5 1 0.1 0.018
10 0.5 0.001 0.015
(1)叶绿素a在小球藻细胞中分布在 。在测定叶绿素a含量时,首先要对小球藻细
胞内的光合色素进行 ,再进行定量测定。
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(2)在测定纳米银对小球藻细胞呼吸的影响时,应在 环境中进行实验。在10 mg·L-1纳米银浓度条
件下,小球藻的细胞呼吸速率几乎完全被抑制,其可能原因主要是纳米银
。
(3)将培养在1 mg·L-1纳米银浓度条件下的小球藻置于0 mg·L-1浓度条件下培养,小球藻净光合速率低于8
μmolO·m-2·s-1,根据上表从光反应的角度推测,主要的原因是
2
。
答案 (1)叶绿体的类囊体薄膜上 提取、分离 (2)黑暗 会抑制与小球藻细胞呼吸有关酶的活性 (3)纳
米银抑制小球藻叶绿素a的合成,使叶绿素a含量下降,光反应速率下降
解析 (1)小球藻属于真核生物,具有叶绿体。叶绿素a在小球藻细胞中分布在叶绿体的类囊体薄膜上。在
测定叶绿素a含量时,首先要对小球藻细胞内的光合色素进行提取、分离,再进行定量测定。(2)为避免光合
作用对细胞呼吸速率测定的影响,在测定纳米银对小球藻细胞呼吸的影响时,应在黑暗环境中进行实验。依
据题干信息,酸、碱、重金属离子、高温等均会使蛋白质发生变性,故在10 mg·L-1纳米银浓度条件下,小球
藻的细胞呼吸速率几乎完全被抑制,其可能原因主要是纳米银中的银离子为重金属离子,会抑制与小球藻细
胞呼吸有关酶的活性。(3)表中数据表明,随着培养液中纳米银溶液浓度降低,小球藻叶绿素a含量、细胞呼
吸速率、净光合速率均上升;将培养在1 mg·L-1纳米银浓度条件下的小球藻置于0 mg·L-1浓度条件下培养,
小球藻净光合速率低于8 μmolO·m-2·s-1,根据题表从光反应的角度推测,主要的原因是纳米银抑制小球藻叶
2
绿素a的合成,使叶绿素a含量下降,光反应速率下降。
20.(2020届广东惠州二调,30)(10分)某科研小组为研究弱光(50%与15%自然光)胁迫对“白沙1016”与“花
育22号”两个品种的花生叶片RuBP羧化酶活性及叶绿体超微结构的影响进行了相关研究。测定数据如
图表,回答下列问题:
每个细胞的 叶绿体 叶绿体 每个叶绿体 基粒片
品种 处理
叶绿体数 长度 宽度 的基粒数 层数
100%
自然 14.5 5.6 2.4 36.6 3.6
光
50%
白沙
自然 14.3 6.7 2.7 46.6 4.2
1016
光
15%
自然 11.8 5.6 3.3 26.4 2.2
光
100%
自然 15.9 5.1 2.8 37.6 2.3
光
50%
花育
自然 14.6 6.1 2.6 40.9 3.4
22号
光
15%
自然 12.2 6.3 2.4 31.7 5.1
光
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(1)RuBP羧化酶是光合作用过程中催化CO 固定的关键酶,其活性的高低直接影响 (光反应/暗反应),
2
据此推测RuBP羧化酶位于叶绿体的 中。叶绿体超微结构用 (光学显微镜/电子显微镜)
观察。
(2)据表数据分析,中等强度的弱光(50%自然光)胁迫时,两个品种的花生适应弱光的机制是:
。
(3)间作套种是我国花生种植的方式之一。据图结果分析, (白沙1016/花育22号)最适合作为间作
套种的品种,理由是: 。
答案 (1)暗反应 基质 电子显微镜
(2)花生植株通过增加叶肉细胞中叶绿体的长度和宽度、叶绿体内形成更多的基粒和基粒片层数,加大对光
能的吸收利用,从而适应弱光
(3)花育22号 弱光下白沙1016叶片RuBP羧化酶活性下降明显,而花育22号叶片RuBP羧化酶活性下降不
明显
解析 (1)RuBP羧化酶是光合作用过程中催化CO 固定的关键酶,其活性的高低直接影响暗反应,据此推测
2
RuBP羧化酶位于叶绿体的基质中。叶绿体超微结构应用电子显微镜观察。(2)据表数据分析,中等强度的弱
光(50%自然光照)胁迫时,两个品种的花生适应弱光的机制是花生植株通过增加叶肉细胞中叶绿体的长度和
宽度、叶绿体内形成更多的基粒和基粒片层数,加大对光能的吸收利用,从而适应弱光。(3)间作套种是我国
花生种植的方式之一。据图结果分析,花育22号最适合作为间作套种的品种,原因是弱光下白沙1016叶片
RuBP羧化酶活性下降明显,而花育22号叶片RuBP羧化酶活性下降不明显。
21.(2020届百校联盟尖子生联考,35)(10分)玉米叶肉细胞中有一种酶,可通过一系列反应将 CO“泵”入维
2
管束鞘细胞,使维管束鞘细胞积累较高浓度的 CO,保证卡尔文循环顺利进行,这种酶被形象地称为“CO
2 2
泵”。图1表示玉米 CO 同化途径,图2表示进行自然种植的大棚和人工一次性施加 CO 后的大棚内玉米
2 2
光合速率变化曲线。回答下列相关问题:
图1
图2
(1)白天时,玉米植株消耗NADPH的具体场所为 。当环境中光照增强,
温度过高时,玉米光合作用速率不会明显下降甚至会提高,其原因是 。
(2)由图2可知,15时以后限制玉米光合速率的主要环境因素是 。17时与15时相比,自然种植大棚
内玉米植株 C 的合成速率 (填“升高”“不变”或“降低”)。由图2中两条曲线的变化规律
5
可知:人工施加 CO 的最佳时间是 时左右。
2
(3)已知水稻没有“CO 泵”这种机制,但随着胞间 CO 浓度的升高,玉米的光合速率不再变化,而水稻的光合
2 2
速率可以逐渐上升。请从暗反应中酶的角度分析可能的原因是
。
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答案 (1)维管束鞘细胞内的叶绿体基质 玉米叶肉细胞内有“CO 泵”,在气孔因高温关闭时,维管束鞘细
2
胞内维持较高浓度的CO,且此时光照增强,NADPH和ATP生成增加
2
(2)光照强度 降低 8
(3)水稻暗反应相关的酶活性比玉米的高(或水稻暗反应相关的酶数量比玉米的多)
解析 (1)白天时,卡尔文循环消耗NADPH,玉米植株进行卡尔文循环的场所是维管束鞘细胞内的叶绿体基
质。当温度过高,气孔关闭时,玉米光合作用速率不会明显下降甚至会提高,其原因是玉米叶肉细胞内有
“CO 泵”,在气孔因高温关闭时,维管束鞘细胞内维持较高浓度的CO,而此时环境中光照增强,则NADPH
2 2
和ATP生成增加,从而使玉米光合作用速率提高。(2)15时以后,光照强度逐渐降低,所以限制光合速率的主
要环境因素是光照强度。17时与15时相比,自然种植大棚内玉米光合作用速率降低,C 的合成速率也降低。
5
从8时开始,人工一次性施加CO 的大棚内玉米CO 吸收速率高于自然种植的大棚内,说明人工施加CO 的
2 2 2
最佳时间是8时左右。(3)随着胞间CO 浓度的升高,玉米的光合速率不再变化,而水稻的光合速率可以逐渐
2
上升,这可能是因为水稻暗反应相关的酶活性(数量)比玉米的高(多)。
22.(2020北京三月适应性考试,18)为提高粮食产量,科研工作者以作物甲为材料,探索采用生物工程技术提高
光合作用效率的途径。(15分)
(1)图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程的模式图。其中环形代谢途径表示的是光合作用中的 反应。
图1
(2)如图1所示,在光合作用中R酶催化C 与CO 形成2分子3-磷酸甘油酸。在某些条件下,R酶还可以催化
5 2
C 和O 反应生成1分子C 和1分子2-磷酸乙醇酸,后者在相关酶的催化作用下转换为 后,通过膜上
5 2 3
的载体(T)离开叶绿体。经过代谢途径Ⅰ最终将2分子乙醇酸转换为1分子甘油酸,并释放1分子CO。
2
(3)为了减少叶绿体内碳的丢失,研究人员利用转基因技术将编码某种藻类C酶(乙醇酸脱氢酶)的基因和某种
植物的M酶(苹果酸合成酶)基因转入作物甲,与原有的代谢途径Ⅲ相连,人为地在叶绿体中建立一个新的乙
醇酸代谢途径(图2中的途径Ⅱ)。
图2
①将C酶和M酶的编码基因转入作物甲,能够实现的目的是:利用途径Ⅱ,通过 ,
降低叶绿体基质中该物质的含量,减少其对叶绿体的毒害作用。
②转基因操作后,途径Ⅲ能够提高光合作用效率的原因是 。
(4)在图2所述研究成果的基础上,有人提出“通过敲除T蛋白基因来进一步提高光合作用效率”的设想。
你认为该设想是否可行并阐述理由。
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答案 (1)碳(暗) (2)乙醇酸 (3)①将乙醇酸转换为苹果酸 ②由于途径Ⅱ提高了苹果酸的含量,再经过途
径Ⅲ可使叶绿体基质内CO 的浓度增加,直接增加了光合作用的碳(暗)反应的反应物(底物) (4)该设想可行。
2
理由是叶绿体膜上的载体T仍有可能输出部分乙醇酸,造成叶绿体中碳的丢失。找到并敲除载体T的基因,
即可减少这一部分碳的丢失,进一步提高光合作用的效率。
解析 (1)图1是叶肉细胞中部分碳代谢过程的模式图。其中环形代谢途径表示二氧化碳固定和C 的还原
3
过程,是光合作用中的碳(暗)反应。(2)如图1所示,在光合作用中R酶催化C 与CO 形成2分子3-磷酸甘油
5 2
酸。在某些条件下,R酶还可以催化C 和O 反应生成1分子C 和1分子2-磷酸乙醇酸,后者(2-磷酸乙醇酸)
5 2 3
在相关酶的催化作用下转换为乙醇酸后,通过膜上的载体(T)离开叶绿体。经过代谢途径Ⅰ最终将2分子乙
醇酸转换为1分子甘油酸,并释放1分子CO
2
。(3)①将C酶和M酶的编码基因转入作物甲,可以将乙醇酸转
换为苹果酸,能够实现的目的是:利用途径Ⅱ,通过将乙醇酸转换为苹果酸,降低叶绿体基质中该物质的含量,减
少其对叶绿体的毒害作用。②转基因操作后,利用途径Ⅱ,将乙醇酸转换为苹果酸,再经过途径Ⅲ,可使叶绿体
基质内CO 浓度增加,直接增加了碳(暗)反应的反应物(底物),提高了光合作用效率。(4)该设想可行。理由是
2
叶绿体膜上的载体T仍有可能输出部分乙醇酸,造成叶绿体中碳的丢失。找到并敲除载体T的基因,即可减
少这一部分碳的丢失,进一步提高光合作用效率。
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