2023-2024學(xué)年高中生物學(xué)蘇教版2023必修1同步試題 3.2 光合作用-光能的捕獲和轉(zhuǎn)換（Word版含解析）

第第頁(yè)2023-2024學(xué)年高中生物學(xué)蘇教版2023必修1同步試題3.2光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換（Word版含解析）3.2光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換

一、單選題

1．下列關(guān)于葉綠體的描述，錯(cuò)誤的是()

A．基粒由類囊體堆疊而成B．葉綠體膜由雙層膜組成

C．暗反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上D．類囊體薄膜上具有葉綠素和酶

【答案】C

【詳解】葉綠體中基粒由類囊體堆疊而成，A正確；.葉綠體膜由雙層膜組成，B正確；光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C錯(cuò)誤；類囊體薄膜上具有葉綠素等色素以及與光合作用有關(guān)的酶，D正確。

2．下列關(guān)于硝化細(xì)菌的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A．將二氧化碳和水合成糖類化合物所需能量為光能

B．將二氧化碳和水合成糖類化合物所需能量為化學(xué)能

C．硝化細(xì)菌細(xì)胞中含有將二氧化碳和水合成有機(jī)物的一系列酶

D．硝化細(xì)菌和綠色植物一樣都是自養(yǎng)型生物

【答案】A

【詳解】硝化細(xì)菌能將土壤中的氨氧化成亞硝酸，進(jìn)而將亞硝酸氧化成硝酸，硝化細(xì)菌能夠利用這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出的化學(xué)能，將二氧化碳和水合成為糖類，這是糖類可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)，所以硝化細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物，A錯(cuò)誤；B正確；D正確；硝化細(xì)菌能夠?qū)⒍趸己退铣蔀樘穷?，所以硝化?xì)菌細(xì)胞中含有將二氧化碳和水合成有機(jī)物的一系列酶，C正確。

3．下列為高中生物學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)，相關(guān)描述錯(cuò)誤的是（）

①DNA的粗提取與鑒定②綠葉中色素的提取和分離

③探究植物細(xì)胞的吸水和失水④觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂

⑤調(diào)查草地中某雙子葉植物的種群密度⑥探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用

A．①②④均使用到乙醇B．③④均需使用顯微鏡

C．①②實(shí)驗(yàn)原理是物質(zhì)的溶解度不同D．⑤⑥選取樣方、挑選菌落時(shí)均需隨機(jī)取樣

【答案】D

【詳解】A、①DNA的粗提取與鑒定用到95%冷酒精，②綠葉中色素的提取和分離用到無(wú)水乙醇，④觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂用到體積分?jǐn)?shù)95%的酒精，A正確；

B、③探究植物細(xì)胞的吸水和失水需要用到低倍顯微鏡，④觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂需要先用低倍鏡再用高倍鏡觀察，B正確；

C、①DNA的粗提取與鑒定中原理是蛋白質(zhì)和DNA的溶解度不同，②綠葉中色素的提取和分離原理是色素在層析液中的溶解度不同，C正確；

D、⑤調(diào)查草地中某雙子葉植物的種群密度采用樣方法，需要隨機(jī)取樣；而⑥探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用，需要通過(guò)比較特定菌落的形態(tài)、數(shù)量進(jìn)行觀察，D錯(cuò)誤。

4．下列有關(guān)圖示實(shí)驗(yàn)的敘述中正確的是（）

A．甲圖分離葉綠體色素的方法是紙層析法，提取色素用的葉片有可能是秋天的

B．乙圖為低倍鏡下根尖細(xì)胞，換高倍鏡可觀察到與細(xì)胞壁形成有關(guān)的高爾基體

C．丙圖是驗(yàn)證酵母菌無(wú)氧呼吸裝置，只能用溴麝香草酚藍(lán)和Ca（OH）2鑒定產(chǎn)物

D．丁圖細(xì)胞正在質(zhì)壁分離復(fù)原，此時(shí)細(xì)胞的吸水能力和滲透壓都在逐漸增強(qiáng)

【答案】A

【詳解】A、分離葉綠體色素的方法是紙層析法，利用不同色素在層析液中溶解度不同，所以在濾紙條上擴(kuò)散速度不同，從而分離，從圖甲看出，③④條帶較窄，說(shuō)明葉綠素含量減少，因此該葉片可能是秋天的，葉綠素減少，葉片呈黃色，A正確；

B、高爾基體不能在高倍顯微鏡下觀察到，只能在電子顯微鏡下觀察到，B錯(cuò)誤；

C、可以在酸性條件下，用重鉻酸鉀檢驗(yàn)酵母菌無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物，酒精，C錯(cuò)誤；

D、如果丁圖細(xì)胞正在質(zhì)壁分離復(fù)原，則正在吸收水分，細(xì)胞液濃度變小，所以滲透壓和吸水能力都減弱，D錯(cuò)誤。

5．用14CO2“飼喂”葉肉細(xì)胞，讓葉肉細(xì)胞在光下進(jìn)行光合作用。一段時(shí)間后，關(guān)閉光源，將葉肉細(xì)胞置于黑暗環(huán)境中，含放射性的C3濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A．葉肉細(xì)胞利用14CO2的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)

B．Oa段葉肉細(xì)胞中C5濃度有所下降

C．a(chǎn)b段C3濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡

D．b點(diǎn)后曲線上升是因?yàn)楹诎禇l件下，葉綠體內(nèi)無(wú)[H]和ATP的供應(yīng)

【答案】C

【詳解】A、葉肉細(xì)胞中固定CO2的反應(yīng)是暗反應(yīng)，其場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A正確；

B、從題圖分析，Oa段C3的含量持續(xù)上升，說(shuō)明消耗的C5越來(lái)越多，因此C5的含量有所下降，B正確；

C、ab段C3濃度不變的原因是C3生成的量與被還原的量基本相等，C錯(cuò)誤；

D、黑暗條件下葉綠體不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供[H]和ATP等物質(zhì)，導(dǎo)致C3的還原受阻，含量上升，D正確。

6．光合作用的原理是很多科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，光合作用探索歷程中的部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析及拓展如圖1、2所示。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A．圖1所示實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合產(chǎn)物中O2的來(lái)源，其中乙組為對(duì)照組

B．卡爾文探究暗反應(yīng)的過(guò)程與圖1所示的實(shí)驗(yàn)均采用了同位素標(biāo)記法

C．圖2所示實(shí)驗(yàn)中好氧細(xì)菌主要分布于接受光照的水綿細(xì)胞各個(gè)部位

D．圖2所示實(shí)驗(yàn)需要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在含有空氣的黑暗環(huán)境中

【答案】B

【詳解】題圖分析，圖1采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。甲組提供H2O和C18O2，釋放的是O2，乙組向植物提供H218O和CO2，釋放的是18O2，證明光合作用產(chǎn)生的O2來(lái)自于H2O，而不是CO2。圖2將水綿和好氧細(xì)菌放在黑暗無(wú)空氣的環(huán)境，用極細(xì)的光束照射水綿，好氧細(xì)菌會(huì)向氧產(chǎn)生的部位集中，從而證明光合作用的場(chǎng)所是葉綠體。

A、題圖1所示的兩組實(shí)驗(yàn)均為實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照方法為相互對(duì)照，為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，A錯(cuò)誤；

B、卡爾文探究暗反應(yīng)的過(guò)程所采用的方法是將CO2用14C標(biāo)記，通過(guò)跟蹤14C的去向探究暗反應(yīng)的過(guò)程；而題圖1所示的實(shí)驗(yàn)也采用了同位素標(biāo)記法，B正確；

C、題圖2所示實(shí)驗(yàn)中好氧細(xì)菌主要分布于水綿細(xì)胞接受光照的葉綠體部分，C錯(cuò)誤；

D、題圖2所示實(shí)驗(yàn)需要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，這樣才能顯示好氧細(xì)菌的移動(dòng)情況，D錯(cuò)誤。

7．下列過(guò)程需ATP水解提供能量的是

A．唾液淀粉酶水解淀粉

B．生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸

C．光反應(yīng)階段中水在光下分解

D．乳酸菌無(wú)氧呼吸的第二階段

【答案】B

【詳解】唾液淀粉酶水解淀粉，形成麥芽糖，不消耗能量，A錯(cuò)誤；生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸是以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞?，在幼嫩組織中從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)到形態(tài)學(xué)下端，需要ATP提供能量，B正確；光反應(yīng)階段中水在光下分解，需要光能，不需要ATP供能，C錯(cuò)誤；乳酸菌無(wú)氧呼吸的第二階段是丙酮酸變成乳酸，不需要ATP供能，D錯(cuò)誤。因此，本題答案選B。

8．下列有關(guān)光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是

A．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)有NADPH和ATP，只有ATP能儲(chǔ)存能量

B．若突然降低環(huán)境中的CO2濃度，則短時(shí)間內(nèi)C3減少，C5含量不變

C．光照條件下，綠色植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的CO2被利用至少穿過(guò)4層膜

D．水稻的葉肉細(xì)胞與藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中，參與光合作用的色素種類相同

【答案】C

【詳解】A、光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)有NADPH和ATP，ATP能儲(chǔ)存能量，為暗反應(yīng)提供能量，NADPH既能提供能量，也能作還原劑，A錯(cuò)誤；

B、若突然降低環(huán)境中的CO2濃度，CO2與C5結(jié)合形成C3減少，光照不變，C3還原形成C5不變，即C3來(lái)源減少，去路不變，因此C3減少，C5來(lái)源不變，去路減少，因此C5增加，B錯(cuò)誤；

C、光照條件下，綠色植物葉肉細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜產(chǎn)生CO2，在葉綠體基質(zhì)中被利用，至少穿過(guò)線粒體2層膜，葉綠體2層膜，共4層膜，C正確；

D、葉肉細(xì)胞中參與光合作用的色素為葉綠素和類胡蘿卜素，藍(lán)細(xì)菌參與光合作用的色素為葉綠素和藻藍(lán)素，因此參與光合作用的色素種類不完全相同，D錯(cuò)誤。

9．如圖所示為葉綠體中的某種結(jié)構(gòu)及其上發(fā)生的物質(zhì)和能量變化。下列敘述不正確的是（）

A．圖中的①是植物吸收的水分子

B．光合色素都分布在結(jié)構(gòu)②上

C．光能轉(zhuǎn)變?yōu)閇H]和ATP中的化學(xué)能

D．[H]、O2和ATP都能用于暗反應(yīng)

【答案】D

【詳解】A、圖中的結(jié)構(gòu)表示類囊體薄膜，①表示水分子，A正確；

B、與光合作用有關(guān)的色素都分布在結(jié)構(gòu)②類囊體薄膜上，B正確；

C、該膜上發(fā)生的是光反應(yīng)，可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)閇H]和ATP中的化學(xué)能，C正確；

D．[H]和ATP都能用于暗反應(yīng)，氧氣用于有氧呼吸的第三階段，D錯(cuò)誤。

10．下列有關(guān)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察指標(biāo)的描述，正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)名稱觀察指標(biāo)

A探究植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞壁的位置變化

B綠葉中色素的提取和分離濾紙條上色素帶的顏色、次序和寬窄

C探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌培養(yǎng)液的渾濁程度

D觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂紡錘絲牽引染色體的運(yùn)動(dòng)

A．AB．BC．CD．D

【答案】B

【詳解】A、在植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞壁伸縮性很小，位置基本不變，主要是以原生質(zhì)層的位置做觀察指標(biāo)，A錯(cuò)誤；

B、綠葉中色素的提取和分離，觀察指標(biāo)是濾紙條上色素帶的顏色、次序和寬窄，B正確；

C、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，觀察指標(biāo)是培養(yǎng)液的濾液能否使重鉻酸鉀轉(zhuǎn)變成灰綠色，C錯(cuò)誤；

D、觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂，細(xì)胞在解離的時(shí)候已經(jīng)死亡，看不到紡錘絲牽引染色體的運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。

11．光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。該反應(yīng)過(guò)程中

A．需要ATP提供能量

B．DCIP被氧化

C．不需要光合色素參與

D．會(huì)產(chǎn)生氧氣

【答案】D

【詳解】光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體上，有光時(shí)，產(chǎn)生氧氣、NADPH和ATP，A錯(cuò)誤；DCIP照光后由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色，是因?yàn)镈CIP被[H]還原成無(wú)色，B錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階段需要光合色素吸收光能，C錯(cuò)誤；光合作用光反應(yīng)階段會(huì)產(chǎn)生氧氣，D正確，所以選D。

12．在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是

A．紅光，ATP下降

B．紅光，未被還原的C3上升

C．綠光，[H]下降

D．綠光，C5上升

【答案】C

【詳解】葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍(lán)紫光。若由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光，則光合作用速率增加，即ATP增加，未被還原的C3減少，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；

葉綠體色素對(duì)綠光吸收最少，若由白光突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的綠光，可導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，而短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)仍以原來(lái)的速率進(jìn)行，消耗[H]和ATP，故短時(shí)間內(nèi)[H]含量會(huì)下降，C項(xiàng)正確；

同理，綠光下由于[H]和ATP含量下降，導(dǎo)致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應(yīng)中CO2的固定仍以原來(lái)的速率消耗C5，故短時(shí)間內(nèi)C5的含量會(huì)下降，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

13．下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是

A．t1—t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多

B．t2—t3，暗反應(yīng)（碳反應(yīng)）限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高

C．t3—t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果

D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低

【答案】D

【詳解】A、水的光解發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上，A錯(cuò)誤；

B、在t2→t3階段光合作用主要的限制因素是CO2的量，若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率不會(huì)提高，B錯(cuò)誤；

C、t3→t4階段，光照強(qiáng)度不變，CO2的量增加，而CO2增加，首先會(huì)影響暗反應(yīng)階段，CO2固定增強(qiáng)，C3含量上升，進(jìn)而導(dǎo)致光反應(yīng)速率增強(qiáng)，所以光合作用的速率是加快的，C錯(cuò)誤；

D、CO2供應(yīng)不變，光照突然減弱，光反應(yīng)減弱，消耗的ADP、Pi少，合成產(chǎn)生的ATP、[H]少，從而導(dǎo)致暗反應(yīng)中C3的還原減弱，因此在t4后短暫時(shí)間內(nèi)，ADP和Pi的含量升高，C3還原后的直接產(chǎn)物含量降低，D正確。

14．綠色植物光合作用與呼吸作用的相同點(diǎn)是（）

①反應(yīng)速率都受到光照和溫度的影響②反應(yīng)過(guò)程都需要酶參與③都會(huì)產(chǎn)生相同的還原性氫④反應(yīng)過(guò)程都有ATP產(chǎn)生⑤都需要水的參與

A．②③⑤B．②④⑤C．②③④D．①④⑤

【答案】B

【詳解】①光合作用受到光照強(qiáng)度的影響，光照強(qiáng)度不影響呼吸作用，①錯(cuò)誤；

②光合作用和呼吸作用都屬于酶促反應(yīng)，都需要多種酶的參與，②正確；

③光合作用作用產(chǎn)生的還原劑是NADPH，呼吸作用產(chǎn)生的還原劑是NADH，兩者并不是同一種物質(zhì)，③錯(cuò)誤；

④光合作用的光反應(yīng)能產(chǎn)生ATP，有氧呼吸的三個(gè)階段都能產(chǎn)生ATP，因此都有ATP產(chǎn)生，④正確；

⑤光合作用中有水的光解，呼吸作用的第二階段需要水的參與，⑤正確；

綜上所述，綠色植物光合作用與呼吸作用的相同點(diǎn)是②④⑤，B正確，ACD錯(cuò)誤。

15．下列用鮮菠菜進(jìn)行色素提取、分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是

A．應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素

B．即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素

C．為獲得10ml提取液，研磨時(shí)一次性加入10mL乙醇研磨效果最好

D．層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會(huì)很快隨溶液揮發(fā)消失

【答案】B

【詳解】A、CaCO3可防止酸破壞葉綠素，所以可在研磨前加入少許CaCO3，A錯(cuò)誤；

B、即使菜中葉剪碎不夠充分，也不明顯影響研磨，且色素含量并沒有減少，所以仍可提取出4種光合作用色素，B正確；

C、由于研磨時(shí)乙醇揮發(fā)，故為獲得10ml提取液，研磨時(shí)應(yīng)加入多于10mL乙醇，C錯(cuò)誤；

D、層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會(huì)因色素分解而消失，但不會(huì)隨層析液揮發(fā)而消失，D錯(cuò)誤。

二、綜合題

16．已知玉米屬于C4植物、水稻屬于C3植物，在高光強(qiáng)高溫和干旱條件下C4植物比C3植物具有更高的光合效率。研究發(fā)現(xiàn)C4植物的光合作用先后發(fā)生在葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞。已知其維管束鞘細(xì)胞中的葉綠體幾乎無(wú)基粒，葉肉細(xì)胞中的葉綠體有發(fā)達(dá)的基粒。C4植物細(xì)胞中的PEP羧化酶和RuBP羧化酶均是催化CO2固定的酶，且PEP羧化酶對(duì)CO2的親和性遠(yuǎn)高于RuBP羧化酶。C3植物和C4物的光反應(yīng)階段完全相同，但CO2固定的場(chǎng)所和方式不同。如圖表示C4物暗反應(yīng)的過(guò)程及場(chǎng)所，回答下列問(wèn)題：

(1)C3物和C4物光反應(yīng)分別發(fā)生在________（分別填細(xì)胞名稱），該階段主要的物質(zhì)變化為________。

(2)CO2被玉米吸收后，可被________物質(zhì)固定，而水稻吸收的CO2接參與卡爾文循環(huán)，據(jù)此分析，在高光強(qiáng)、高溫和干旱條件下玉米的光合效率高于水稻的原因是___________。若將玉米和水稻放在同一密閉容器中培養(yǎng)，給予適宜的溫度和光照條件，存活時(shí)間較長(zhǎng)的是______。

(3)為了提高糧食產(chǎn)量，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常選擇其他農(nóng)作物與玉米進(jìn)行分行種植（間作），適合與玉米進(jìn)行間作的植物應(yīng)具備的特點(diǎn)是__________（至少寫2點(diǎn)），間作能提高糧食產(chǎn)量與其可充分利用____________（答兩點(diǎn)）有關(guān)。

【答案】(1)葉肉細(xì)胞、葉肉細(xì)胞水的光解（水在光下分解）和ATP、［H］（NADPH）的合成

(2)C3（磷酸烯醇式丙酮酸）C3在高光強(qiáng)、高溫和干旱的條件下，氣孔常處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2較少，而玉米葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶對(duì)CO2的親和性較高，能利用較低濃度的CO2玉米

(3)植株高度低于玉米、陰生植物（光飽和點(diǎn)較低）、生長(zhǎng)周期與玉米相同光能、空間和土壤礦質(zhì)元素等

【分析】光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)在類囊體薄膜上進(jìn)行，暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。光反應(yīng)的物質(zhì)變化為水的光解和ATP以及NADPH的合成，暗反應(yīng)的物質(zhì)變化為二氧化碳的固定和C3的還原。

（1）據(jù)題意可知，C3植物和C4植物光反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所分別為葉肉細(xì)胞、葉肉細(xì)胞，它們主要發(fā)生的物質(zhì)變化為水的光解和ATP、［H］（NADPH）的合成，能量變化為光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能。

（2）CO2被玉米吸收后，先被葉肉細(xì)胞中的C3（磷酸烯醇式丙酮酸）固定，后被維管束鞘細(xì)胞中的C3固定；在高光強(qiáng)、高溫和干旱條件下玉米的光合效率高于水稻的原因是在高光強(qiáng)、高溫和干旱的條件下，氣孔常處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2較少，玉米葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶對(duì)CO2的親和性較高，能利用較低濃度的CO2進(jìn)行光合作用；若將玉米和水稻放在同一密閉容器中培養(yǎng)，在適宜的溫度和光照條件下，植物的光合速率大于呼吸速率，容器中的CO2濃度降低，而玉米可以利用較低濃度的CO2，故存活時(shí)間較長(zhǎng)。

（3）適合與玉米進(jìn)行間作的植物應(yīng)具備的特點(diǎn)是植株高度低于玉米、陰生植物（光飽和點(diǎn)較低）、生長(zhǎng)周期與玉米相同；間作能提高糧食產(chǎn)量的原因是間作種植可充分利用光能、空間和土壤礦質(zhì)元素等，實(shí)現(xiàn)了群落的合理配比，從而能夠提高產(chǎn)量。

17．為探究水和氮對(duì)光合作用的影響，研究者將一批長(zhǎng)勢(shì)相同的玉米植株隨機(jī)均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：（1）對(duì)照組；（2）施氮組，補(bǔ)充尿素（12g·m-2）（3）水+氮組，補(bǔ)充尿素（12g·m-2）同時(shí)補(bǔ)水。檢測(cè)相關(guān)生理指標(biāo)，結(jié)果見下表。

生理指標(biāo)對(duì)照組施氮組水+氮組

自由水/結(jié)合水6.26.87.8

氣孔導(dǎo)度（mmol·m-2s-1）8565196

葉綠素含量（mg·g-1）9.811.812.6

RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）316640716

光合速率（μmol·m-2s-1）6.58.511.4

注：氣孔導(dǎo)度反映氣孔開放的程度

回答下列問(wèn)題：

（1）植物細(xì)胞中自由水的生理作用包括____________________等（寫出兩點(diǎn)即可）。補(bǔ)充水分可以促進(jìn)玉米根系對(duì)氮的__________，提高植株氮供應(yīng)水平。

（2）參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與__________離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，用于驅(qū)動(dòng)__________兩種物質(zhì)的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥絖_________分子上，反應(yīng)形成的產(chǎn)物被還原為糖類。

（3）施氮同時(shí)補(bǔ)充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應(yīng)。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，葉肉細(xì)胞CO2供應(yīng)量增加的原因是______________________________。

【答案】細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，能夠參與生化反應(yīng)，能為細(xì)胞提供液體環(huán)境，還能運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物主動(dòng)吸收鎂ATP和NADPH（或[H]）水C5（或RuBP）氣孔導(dǎo)度增加，CO2吸收量增多，同時(shí)RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大

【分析】分析題意可知，該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄克偷獙?duì)光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)分成三組：對(duì)照組、施氮組、水+氮組；分析表格數(shù)據(jù)可知：自由水與結(jié)合水的比值：對(duì)照組＜施氮組＜水+氮組；氣孔導(dǎo)度：對(duì)照組＞施氮組＜水+氮組；葉綠素含量：對(duì)照組＜施氮組＜水+氮組；RuBP羧化酶活性：對(duì)照組＜施氮組＜水+氮組；光合速率：對(duì)照組＜施氮組＜水+氮組。

【詳解】1）細(xì)胞內(nèi)的水以自由水與結(jié)合水的形式存在，結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，自由水是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑，能夠參與生化反應(yīng)，能為細(xì)胞提供液體環(huán)境，還能運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物；根據(jù)表格分析，水+氮組的氣孔導(dǎo)度大大增加，增強(qiáng)了植物的蒸騰作用，有利于植物根系吸收并向上運(yùn)輸?shù)?，所以補(bǔ)充水分可以促進(jìn)玉米根系的對(duì)氮的主動(dòng)吸收，提高植株氮供應(yīng)水平。

（2）參與光合作用的很多分子都含有氮，葉綠素的元素組成有C、H、O、N、Mg，其中氮與鎂離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，用于光反應(yīng)，光反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜，完成的反應(yīng)是水光解產(chǎn)生NADPH（[H]）和氧氣，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）兩種物質(zhì)含有氮元素；暗反應(yīng)包括二氧化碳固定和三碳化合物還原兩個(gè)過(guò)程，其中RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥紺5（RuBP）分子上，反應(yīng)形成的C3被還原為糖類。

（3）分析表格數(shù)據(jù)可知，施氮同時(shí)補(bǔ)充水分使氣孔導(dǎo)度增加，CO2吸收量增多，同時(shí)RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供應(yīng)，從而增加了光合速率。

三、實(shí)驗(yàn)題

18．科研人員研究了遮蔭對(duì)大豆葉片葉綠體結(jié)構(gòu)及光合特性的影響。科研人員于4月5日播種玉米（A組行間距100cm，B組行間距140cm），6月5日在A、B組玉米行間播種一行大豆，待大豆第五片葉子完全展開時(shí)，測(cè)定了葉片相關(guān)指標(biāo)，結(jié)果如下表。

處理凈光合速率（μmol·m2·s-1）氣孔導(dǎo)度（μmol·m2·s-1）胞間二氧化碳濃度（μmol·m2·s-1）基粒面積/葉綠體面積淀粉粒面積/葉綠體面積

A組15.310.27251.650.280.41

B組17.100.33248.670.220.23

對(duì)照組27.910.46238.710.180.20

（注：氣孔導(dǎo)度是指氣孔張開的程度）

回答下列問(wèn)題：

（1）對(duì)照組的處理方式是______，遮蔭程度最小，葉片凈光合速率比A、B組都______，氣孔______（是、不是）導(dǎo)致這種變化的主要因素。

（2）通過(guò)顯微觀察發(fā)現(xiàn)，隨著遮蔭增加，葉綠體的基粒厚度和______增加從而增加了光合膜面積，以利于葉綠體______，葉綠體內(nèi)淀粉粒面積/葉綠體面積也顯著增加，可能的原因是______。

（3）為了進(jìn)一步測(cè)定葉綠體活力變化，取新鮮大豆葉，加入適量磷酸緩沖液以維持pH值，同時(shí)加入適量蔗糖溶液以______，經(jīng)過(guò)搗碎、過(guò)濾、離心得到葉綠體。接著進(jìn)行葉綠體活力測(cè)定。在葉綠體提取和活力測(cè)定時(shí)，溫度應(yīng)分別控制在______。（A．低溫、室溫B．室溫、低溫C．都為低溫D．都為室溫）

【答案】單獨(dú)種植大豆大不是數(shù)量吸收和利用光能三碳糖的輸出受阻維持滲透壓A

【解析】根據(jù)題意分析可知，科研人員在不同行間距（A組行間距100cm，B組行間距140cm）的玉米行間播種大豆，形成不同遮蔭強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)組，以單獨(dú)種植大豆為對(duì)照組，研究遮蔭對(duì)大豆葉片葉綠體結(jié)構(gòu)及光合特性的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，遮蔭對(duì)凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度、基粒面積/葉綠體面積、淀粉粒面積/葉綠體面積均有直接或間接的影響。

【詳解】（1）據(jù)題意可知，單獨(dú)種植大豆為對(duì)照組，遮蔭程度最小，葉片凈光合速率大于A、B組。A、B組雖然氣孔導(dǎo)度小，表面看可能影響二氧化碳而影響光合速率，但實(shí)際上A、B細(xì)胞間二氧化碳濃度大于對(duì)照組，比對(duì)照組的二氧化碳還更為豐富，因此，氣孔不是導(dǎo)致對(duì)照組凈光合速率大于A、B組的主要因素，光照強(qiáng)度才是。

（2）葉綠體基粒是吸收并轉(zhuǎn)化光能的結(jié)構(gòu)，隨著遮蔭增加，增加葉綠體的基粒厚度和數(shù)量，能夠增加光合作用膜面積，從而增加葉綠體對(duì)光能的吸收和利用。隨著遮蔭增加，三碳糖的輸出受阻導(dǎo)致葉綠體內(nèi)淀粉粒面積/葉綠體面積也顯著增加。

（3）若要進(jìn)一步測(cè)定葉綠體活力變化，可取新鮮大豆葉，在低溫環(huán)境下，加入適量磷酸緩沖液維持pH值，加入適量蔗糖溶液維持滲透壓，經(jīng)過(guò)搗碎、過(guò)濾、離心得到葉綠體。接著，在室溫環(huán)境下，進(jìn)行葉綠體活力測(cè)定，以保證葉綠體內(nèi)相關(guān)酶處于較為合適的溫度下，保持較高活性。

故選A。3.2光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換

一、單選題

1．下列關(guān)于葉綠體的描述，錯(cuò)誤的是()

A．基粒由類囊體堆疊而成B．葉綠體膜由雙層膜組成

C．暗反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上D．類囊體薄膜上具有葉綠素和酶

2．下列關(guān)于硝化細(xì)菌的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A．將二氧化碳和水合成糖類化合物所需能量為光能

B．將二氧化碳和水合成糖類化合物所需能量為化學(xué)能

C．硝化細(xì)菌細(xì)胞中含有將二氧化碳和水合成有機(jī)物的一系列酶

D．硝化細(xì)菌和綠色植物一樣都是自養(yǎng)型生物

3．下列為高中生物學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)，相關(guān)描述錯(cuò)誤的是（）

①DNA的粗提取與鑒定②綠葉中色素的提取和分離

③探究植物細(xì)胞的吸水和失水④觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂

⑤調(diào)查草地中某雙子葉植物的種群密度⑥探究抗生素對(duì)細(xì)菌的選擇作用

A．①②④均使用到乙醇B．③④均需使用顯微鏡

C．①②實(shí)驗(yàn)原理是物質(zhì)的溶解度不同D．⑤⑥選取樣方、挑選菌落時(shí)均需隨機(jī)取樣

4．下列有關(guān)圖示實(shí)驗(yàn)的敘述中正確的是（）

A．甲圖分離葉綠體色素的方法是紙層析法，提取色素用的葉片有可能是秋天的

B．乙圖為低倍鏡下根尖細(xì)胞，換高倍鏡可觀察到與細(xì)胞壁形成有關(guān)的高爾基體

C．丙圖是驗(yàn)證酵母菌無(wú)氧呼吸裝置，只能用溴麝香草酚藍(lán)和Ca（OH）2鑒定產(chǎn)物

D．丁圖細(xì)胞正在質(zhì)壁分離復(fù)原，此時(shí)細(xì)胞的吸水能力和滲透壓都在逐漸增強(qiáng)

5．用14CO2“飼喂”葉肉細(xì)胞，讓葉肉細(xì)胞在光下進(jìn)行光合作用。一段時(shí)間后，關(guān)閉光源，將葉肉細(xì)胞置于黑暗環(huán)境中，含放射性的C3濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A．葉肉細(xì)胞利用14CO2的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)

B．Oa段葉肉細(xì)胞中C5濃度有所下降

C．a(chǎn)b段C3濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡

D．b點(diǎn)后曲線上升是因?yàn)楹诎禇l件下，葉綠體內(nèi)無(wú)[H]和ATP的供應(yīng)

6．光合作用的原理是很多科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的，光合作用探索歷程中的部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析及拓展如圖1、2所示。下列相關(guān)敘述正確的是（）

A．圖1所示實(shí)驗(yàn)的目的是探究光合產(chǎn)物中O2的來(lái)源，其中乙組為對(duì)照組

B．卡爾文探究暗反應(yīng)的過(guò)程與圖1所示的實(shí)驗(yàn)均采用了同位素標(biāo)記法

C．圖2所示實(shí)驗(yàn)中好氧細(xì)菌主要分布于接受光照的水綿細(xì)胞各個(gè)部位

D．圖2所示實(shí)驗(yàn)需要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在含有空氣的黑暗環(huán)境中

7．下列過(guò)程需ATP水解提供能量的是

A．唾液淀粉酶水解淀粉

B．生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸

C．光反應(yīng)階段中水在光下分解

D．乳酸菌無(wú)氧呼吸的第二階段

8．下列有關(guān)光合作用和呼吸作用的敘述，正確的是

A．光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)有NADPH和ATP，只有ATP能儲(chǔ)存能量

B．若突然降低環(huán)境中的CO2濃度，則短時(shí)間內(nèi)C3減少，C5含量不變

C．光照條件下，綠色植物葉肉細(xì)胞產(chǎn)生的CO2被利用至少穿過(guò)4層膜

D．水稻的葉肉細(xì)胞與藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中，參與光合作用的色素種類相同

9．如圖所示為葉綠體中的某種結(jié)構(gòu)及其上發(fā)生的物質(zhì)和能量變化。下列敘述不正確的是（）

A．圖中的①是植物吸收的水分子

B．光合色素都分布在結(jié)構(gòu)②上

C．光能轉(zhuǎn)變?yōu)閇H]和ATP中的化學(xué)能

D．[H]、O2和ATP都能用于暗反應(yīng)

10．下列有關(guān)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察指標(biāo)的描述，正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)名稱觀察指標(biāo)

A探究植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞壁的位置變化

B綠葉中色素的提取和分離濾紙條上色素帶的顏色、次序和寬窄

C探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌培養(yǎng)液的渾濁程度

D觀察根尖分生組織細(xì)胞有絲分裂紡錘絲牽引染色體的運(yùn)動(dòng)

A．AB．BC．CD．D

11．光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下，向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP，照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。該反應(yīng)過(guò)程中

A．需要ATP提供能量

B．DCIP被氧化

C．不需要光合色素參與

D．會(huì)產(chǎn)生氧氣

12．在適宜反應(yīng)條件下，用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時(shí)間后，突然改用光照強(qiáng)度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)，組合正確的是

A．紅光，ATP下降

B．紅光，未被還原的C3上升

C．綠光，[H]下降

D．綠光，C5上升

13．下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是

A．t1—t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多

B．t2—t3，暗反應(yīng)（碳反應(yīng)）限制光合作用。若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高

C．t3—t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果

D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低

14．綠色植物光合作用與呼吸作用的相同點(diǎn)是（）

①反應(yīng)速率都受到光照和溫度的影響②反應(yīng)過(guò)程都需要酶參與③都會(huì)產(chǎn)生相同的還原性氫④反應(yīng)過(guò)程都有ATP產(chǎn)生⑤都需要水的參與

A．②③⑤B．②④⑤C．②③④D．①④⑤

15．下列用鮮菠菜進(jìn)行色素提取、分離實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是

A．應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3，防止酸破壞葉綠素

B．即使菜葉剪碎不夠充分，也可以提取出4種光合作用色素

C．為獲得10ml提取液，研磨時(shí)一次性加入10mL乙醇研磨效果最好

D．層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會(huì)很快隨溶液揮發(fā)消失

二、綜合題

16．已知玉米屬于C4植物、水稻屬于C3植物，在高光強(qiáng)高溫和干旱條件下C4植物比C3植物具有更高的光合效率。研究發(fā)現(xiàn)C4植物的光合作用先后發(fā)生在葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞。已知其維管束鞘細(xì)胞中的葉綠體幾乎無(wú)基粒，葉肉細(xì)胞中的葉綠體有發(fā)達(dá)的基粒。C4植物細(xì)胞中的PEP羧化酶和RuBP羧化酶均是催化CO2固定的酶，且PEP羧化酶對(duì)CO2的親和性遠(yuǎn)高于RuBP羧化酶。C3植物和C4物的光反應(yīng)階段完全相同，但CO2固定的場(chǎng)所和方式不同。如圖表示C4物暗反應(yīng)的過(guò)程及場(chǎng)所，回答下列問(wèn)題：

(1)C3物和C4物光反應(yīng)分別發(fā)生在________（分別填細(xì)胞名稱），該階段主要的物質(zhì)變化為________。

(2)CO2被玉米吸收后，可被________物質(zhì)固定，而水稻吸收的CO2接參與卡爾文循環(huán)，據(jù)此分析，在高光強(qiáng)、高溫和干旱條件下玉米的光合效率高于水稻的原因是___________。若將玉米和水稻放在同一密閉容器中培養(yǎng)，給予適宜的溫度和光照條件，存活時(shí)間較長(zhǎng)的是______。

(3)為了提高