高三生物一輪復習夯實練16：光合作用的原理

一輪復習夯實練16光合作用的原理一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。1．(2021·廣東，12)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是()A．Rubisco存在于細胞質基質中B．激活Rubisco需要黑暗條件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2結合2．(2023·湖北，8)植物光合作用的光反應依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復合體，PSⅡ光復合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復合體上的蛋白質LHCⅡ，通過與PSⅡ結合或分離來增強或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯誤的是()A．葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強B．Mg2＋含量減少會導致PSⅡ光復合體對光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，不利于對光能的捕獲D．PSⅡ光復合體分解水可以產(chǎn)生H＋、電子和O23．(2020·天津，5)研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質一起用單層脂質分子包裹成油包水液滴，從而構建半人工光合作用反應體系。該反應體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是()A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質B．該反應體系不斷消耗的物質僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應體系不含光合作用色素4．(2024·濟南高三期中)如圖所示生理過程中，PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質，CF0、CF1構成ATP合成酶。下列說法錯誤的是()A．PSⅡ、PSⅠ內含易溶于有機溶劑的色素B．PQ轉運H＋的過程需要消耗電子中的能量C．線粒體中存在類似于ATP合成酶的膜是線粒體內膜D．小麥光合作用產(chǎn)生的O2被細胞呼吸利用至少需要經(jīng)過4層磷脂雙分子層5．(2024·長沙高三質檢)如圖表示光合作用和細胞呼吸之間的能量轉變過程，下列說法錯誤的是()A．只有含葉綠素的細胞才能進行過程①和③B．過程③④發(fā)生的場所分別為葉綠體基質和線粒體基質C．過程①中光能轉變?yōu)榛钴S的化學能儲存在ATP和NADPH中D．有氧呼吸過程中產(chǎn)生的NADH主要來自第二階段6．(2024·宿遷高三期中)如圖為真核細胞中兩種傳遞電子并產(chǎn)生ATP的生物膜結構示意圖。據(jù)圖分析，下列有關敘述正確的是()A．圖甲為葉綠體內膜，圖乙為線粒體內膜B．兩種膜產(chǎn)生ATP的能量直接來源均為H＋的跨膜運輸C．自養(yǎng)需氧型生物的細胞中都既有圖甲結構又有圖乙結構D．圖甲中NADPH為電子最終受體，圖乙中O2為電子最終受體二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。7．(2024·威海高三模擬)如圖是葉綠體淀粉合成的調節(jié)過程示意圖，光下TPT(丙糖磷酸轉運體)活性受到限制。下列相關敘述正確的是()A．TPT分布在葉綠體外膜上，具有專一性和飽和性B．白天光合速率快，葉綠體中3－磷酸甘油酸與Pi的比值低C．細胞質基質中的Pi濃度降低時，丙糖磷酸運出葉綠體受抑制D．白天葉綠體基質中有大量淀粉的合成8．“光斑”是陽光穿過樹冠枝葉投射到地面的光點，它會隨太陽運動和枝葉擺動而移動。如圖表示某一生長旺盛的植物在“光斑”照射前后O2釋放速率和CO2吸收速率的變化曲線。下列敘述正確的是()A．“光斑”照射前，植物進行著較弱的光合作用B．“光斑”照射后，短時間內C3含量增多C．圖示O2釋放速率的變化說明暗反應限制了光反應D．CO2吸收曲線ab段的變化說明暗反應與光照有關9．(2021·山東，16)關于細胞中的H2O和O2，下列說法正確的是()A．由葡萄糖合成糖原的過程中一定有H2O產(chǎn)生B．有氧呼吸第二階段一定消耗H2OC．植物細胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用D．光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素只能來自H2O三、非選擇題10．(2021·江蘇，20)線粒體對維持旺盛的光合作用至關重要。如圖表示葉肉細胞中部分代謝途徑，虛線框內表示“草酰乙酸/蘋果酸穿梭”，請據(jù)圖回答下列問題：(1)葉綠體在______________上將光能轉變成化學能，參與這一過程的兩類色素是____________________。(2)光合作用時，CO2與C5結合產(chǎn)生三碳化合物，繼而還原成三碳糖(C3)，為維持光合作用持續(xù)進行，部分新合成的C3必須用于再生________；運到細胞質基質中的C3可合成蔗糖，運出細胞。每運出一分子蔗糖相當于固定了__________個CO2分子。(3)在光照過強時，細胞必須耗散掉葉綠體吸收的過多光能，避免細胞損傷。草酸乙酸/蘋果酸穿梭可有效地將光照產(chǎn)生的__________中的還原能輸出葉綠體，并經(jīng)線粒體轉化為__________中的化學能。(4)為研究線粒體對光合作用的影響，用寡霉素(電子傳遞鏈抑制劑)處理大麥，實驗方法是：取培養(yǎng)10～14d大麥苗，將其莖浸入添加了不同濃度寡霉素的水中，通過蒸騰作用使藥物進入葉片。光照培養(yǎng)后，測定并計算光合放氧速率(單位為μmolO2·mg－1chl·h－1，chl為葉綠素)。請完成表格。實驗步驟的目的簡要操作過程配制不同濃度的寡霉素丙酮溶液寡霉素難溶于水，需先溶于丙酮，配制高濃度母液，并用丙酮稀釋成不同藥物濃度，用于加入水中設置寡霉素為單一變量的對照組①____________________________________________②______________________________________________________對照組和各實驗組均測定多個大麥葉片光合放氧測定用氧電極測定葉片放氧③______________________________________________________稱重葉片，加乙醇研磨，定容，離心，取上清液測定11．(2021·湖南，18)圖a為葉綠體的結構示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結構及光反應過程的簡化示意圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖b表示圖a中的________結構，膜上發(fā)生的光反應過程將水分解成O2、H＋和e－，光能轉化成電能，最終轉化為________和ATP中活躍的化學能。若CO2濃度降低，暗反應速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中電子傳遞速率會________(填“加快”或“減慢”)。(2)為研究葉綠體的完整性與光反應的關系，研究人員用物理、化學方法制備了4種結構完整性不同的葉綠體，在離體條件下進行實驗，用Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體，以相對放氧量表示光反應速率，實驗結果如表所示。葉綠體類型相對值實驗項目葉綠體A：雙層膜結構完整葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂葉綠體D：所有膜結構解體破裂成顆?；蚱螌嶒炓唬阂訤ecy為電子受體時的放氧量100167.0425.1281.3實驗二：以DCIP為電子受體時的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。據(jù)此分析：①葉綠體A和葉綠體B的實驗結果表明，葉綠體雙層膜對以__________(填“Fecy”或“DCIP”)為電子受體的光反應有明顯阻礙作用，得出該結論的推理過程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②該實驗中，光反應速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于________________________________________________________________________________________________________________________________________________，從而提高光反應速率。③以DCIP為電子受體進行實驗，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對值分別為1、0.66、0.58和0.41。結合圖b對實驗結果進行解釋：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。12．(2023·江蘇，19)氣孔對植物的氣體交換和水分代謝至關重要，氣孔運動具有復雜的調控機制。圖1所示為葉片氣孔保衛(wèi)細胞和相鄰葉肉細胞中部分的結構和物質代謝途徑。①～④表示場所。請回答下列問題：(1)光照下，光驅動產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在________(從①～④中選填)；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，其場所有________(從①～④中選填)。液泡中與氣孔開閉相關的主要成分有H2O、________________(填寫2種)等。(2)研究證實氣孔運動需要ATP，產(chǎn)生ATP的場所有________(從①～④中選填)。保衛(wèi)細胞中的糖分解為PEP，PEP再轉化為________進入線粒體，經(jīng)過TCA循環(huán)產(chǎn)生的________最終通過電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP。(3)藍光可刺激氣孔張開，其機理是藍光激活細胞膜上的AHA，消耗ATP將H＋泵出膜外，形成跨膜的__________，驅動細胞吸收K＋等離子。(4)細胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA，并進一步轉化成Mal，使細胞內水勢下降(溶質濃度提高)，導致保衛(wèi)細胞____________，促進氣孔張開。(5)保衛(wèi)細胞葉綠體中的淀粉合成和分解與氣孔開閉有關，為了研究淀粉合成與細胞質中ATP的關系，對擬南芥野生型WT和NTT突變體ntt1(葉綠體失去運入ATP的能力)保衛(wèi)細胞的淀粉粒進行了研究，其大小的變化如圖2。下列相關敘述合理的有________。A．淀粉大量合成需要依賴呼吸作用提供ATPB．光照誘導WT氣孔張開與葉綠體淀粉的水解有關C．光照條件下突變體ntt1幾乎不能進行光合作用D．長時間光照可使WT葉綠體積累較多的淀粉參考答案1．D2．C[葉肉細胞內LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSⅡ光復合體對光能的捕獲增強，A正確；Mg2＋是葉綠素的組成成分，其含量減少會導致PSⅡ光復合體上的葉綠素含量減少，導致對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結合，增強對光能的捕獲，C錯誤；PSⅡ光復合體能吸收光能，并分解水，水的光解產(chǎn)生H＋、電子和O2，D正確。]3．A[綠色植物光反應的場所是類囊體薄膜，產(chǎn)物有O2、NADPH、ATP，暗反應的場所是葉綠體基質，產(chǎn)物是糖類等有機物，據(jù)此推斷該半人工光合作用反應體系中產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質，A項正確；該反應體系不斷消耗的物質不僅是CO2，還有水等，B項錯誤；類囊體產(chǎn)生的NADPH、ATP參與C3的還原，光反應產(chǎn)生的O2不參與暗反應，C項錯誤；該反應體系含有從菠菜中分離的類囊體，類囊體上含有光合作用色素，D項錯誤。]4．D5．B[過程①表示光反應中水的光解，過程③表示暗反應，則①和③是光合作用過程，光反應中需要色素吸收、傳遞、轉化光能，其中葉綠素是轉化光能必不可少的色素，A正確；過程③表示暗反應，發(fā)生在葉綠體基質中，過程④包括有氧呼吸的第一、第二階段，第一階段發(fā)生在細胞質基質中，第二階段發(fā)生在線粒體基質中，B錯誤；過程①光反應中，光能轉變成活躍的化學能儲存在ATP和NADPH中，二者可被暗反應利用，C正確。]6．B[圖甲中利用光能分解水，為光合作用的光反應階段，所以圖甲為葉綠體中的類囊體薄膜，存在于有葉綠體的生物體內，圖乙中利用NADH生成水和ATP，應為有氧呼吸第三階段，所以圖乙為線粒體內膜，存在于含線粒體的生物中；自養(yǎng)需氧型生物，如硝化細菌為原核生物，不存在圖甲結構和圖乙結構，A、C錯誤；由圖可知，這兩種膜結構上的ATP合成酶在合成ATP時，都需要利用膜兩側的H＋跨膜運輸，即H＋的梯度勢能轉移到ATP中，B正確；圖甲中的NADP＋接受電子變成NADPH，NADP＋為電子最終受體，圖乙中O2接受電子變成水，O2為電子最終受體，D錯誤。]7．CD[葉綠體是雙層膜結構，外膜的外面是細胞質基質，據(jù)圖可知，TPT既能轉運丙糖磷酸又能轉運磷酸，具有專一性和飽和性，但位于葉綠體內膜上，A錯誤；白天，光合作用形成較多3－磷酸甘油酸，與ADPG焦磷酸化酶結合后，便催化形成淀粉，夜晚，光合磷酸化停止，積累在葉綠體里的Pi濃度升高，便抑制淀粉形成，因此，白天光合速率越快，3－磷酸甘油酸與Pi的比值越高，合成淀粉越活躍，B錯誤；TPT能將丙糖磷酸不斷運輸?shù)饺~綠體外，同時將釋放的Pi運回葉綠體基質，因此當細胞質基質中Pi濃度降低時，會抑制丙糖磷酸從葉綠體中運出，C正確；白天光照較強，光下TPT活性受到限制，TPT不能將Pi運回葉綠體基質，不會抑制ADPG焦磷酸化酶活性，從而促進淀粉的合成，因此白天葉綠體基質中有大量淀粉的合成，D正確。]8．ACD[“光斑”照射開始，O2釋放速率急劇增大，CO2吸收速率增大相對較慢，短時間內C3的還原強于CO2的固定，故短時間內C3含量減少，B錯誤；“光斑”照射后，CO2吸收速率增加的同時，O2釋放速率下降，說明暗反應限制了光反應，C正確；ab段“光斑”移開，光照減弱，光反應減弱，O2釋放速率下降的同時，CO2吸收速率也下降，說明暗反應的進行與光照有關，D正確。]9．ABD[葡萄糖是單糖，通過脫水縮合形成多糖的過程有水生成，A正確；有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應生成CO2和[H]，所以一定消耗H2O，B正確；有些植物細胞含有過氧化氫酶(如土豆)，可以分解過氧化氫生成O2，因此植物細胞產(chǎn)生的O2不一定只來自光合作用，C錯誤；光反應階段水的光解產(chǎn)生氧氣，故光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素只能來自H2O，D正確。]10．(1)類囊體薄膜葉綠素、類胡蘿卜素(2)C512(3)NADPHATP(4)①在水中加入相同體積不含寡霉素的丙酮②減少葉片差異造成的誤差③葉綠素定量測定(或測定葉綠素含量)11．(1)類囊體膜NADPH減慢(2)①Fecy實驗一中葉綠體B雙層膜局部受損時，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時，實驗二中葉綠體B雙層膜局部受損時，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時無明顯差異，可推知葉綠體雙層膜對以Fecy為電子受體的光反應有明顯阻礙作用②類囊體上的色素吸收、轉化光能③ATP的合成依賴于水光解的電子傳遞和氫離子順濃度梯度通過類囊體膜上的ATP合酶，葉綠體A、B、C、D類囊體膜的受損程度依次增大，因此ATP的產(chǎn)生效率逐漸降低12．(1)④①④K＋、Mal(蘋果酸)(2)①②丙酮酸[H](或NADH)(3)H＋濃度差(4)吸水膨脹(5)ABD解析(1)葉綠體是光合作用的場所，所以光照下，光驅動產(chǎn)生的NADPH主要出現(xiàn)在④中，即葉綠體中；NADPH可用于CO2固定產(chǎn)物的還原，由圖示可知，該過程可以發(fā)生在葉綠體中，也發(fā)生在細胞質基質中。液泡中與氣孔開閉相關的主要成分有