高中生物：光合色素

光合色素

一、單選題

1.當同時給予植物紅光和遠紅光照射時，光合作用的效率大于分開給光的效率，這一現(xiàn)象稱為雙光增益效

應，如左圖所示；出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是光合作用過程中存在兩個串聯(lián)的光系統(tǒng)，即光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)H,

其作用機理如右圖所示。以下相關(guān)說法正確的是（）

L

t4tItI

遠紅關(guān)紅光關(guān)紅光、關(guān)

光開開遠紅

光開

A.光系統(tǒng)I位于葉綠體類囊體，光系統(tǒng)n位于葉綠體基質(zhì)

B.雙光增益是通過提高單位時間內(nèi)光合色素對光能的吸收量來實現(xiàn)的

c.光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)n通過電子傳遞鏈串聯(lián)起來，最終提高了光能的利用率

D.光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)n產(chǎn)生的氧化劑都可以氧化水，從而生成氧氣

二、綜合題

3.蓮藕是被廣泛用于觀賞和食用的植物，研究人員通過人工誘變篩選出一株蓮藕突變體，其葉綠素含量僅

為普通蓮藕的56%。如圖表示在25c時不同光照強度下該突變體蓮藕和普通蓮藕的凈光合速率。表格數(shù)據(jù)

是某光照強度下測得的突變體蓮藕與普通蓮藕相關(guān)生理指標。

u二

?

uo

-n

甬

敦

犯

常

改

品種氣孔導度胞間CCh濃度還原性糖（mg.g」鮮重）

普通蓮藕0.102502.72

突變體蓮藕0.182503.86

(1)興趣小組甲用紙層析法進行色素的分離、鑒定。色素分離的原理是不同色素在.中的溶解度不同,

擴散速度不同。若出現(xiàn)色的色素帶，說明有葉綠素a和葉綠素b。

(2)圖中光照強度低于a時，突變體蓮藕的凈光合速率低于普通蓮藕，推測引起這種差異的主要原因是

(3)為了得到表中的實驗結(jié)果，實驗的設(shè)計條件應包含.

①置于相同C02濃度的環(huán)境②置于相同的溫度環(huán)境③置于不同的光照強度④置于相同的濕度環(huán)境⑤植株樣

本足夠⑥選用生長狀態(tài)一致的植株

(4)根據(jù)圖和表信息推測，與普通蓮藕相比，突變體蓮藕合成還原性糖高的原因可能有:

(答2點)。

(5)突變體葉綠素含量降低，科研人員推測主要減少的色素為葉綠素b,為證實該結(jié)論進行實驗，寫出筒要

實驗思路.

4.羊草根據(jù)葉色可分為灰綠型和黃綠型兩種生態(tài)型，二者在光合生理特性、耐鹽堿性等方面都表現(xiàn)出穩(wěn)定

的不同，但灰綠型羊草的葉綠素a/葉綠素b與黃綠型羊草的相近。為闡釋二者差異的分子機制，在夏季晴

朗日G子的不同時間對兩種羊草的凈光合速率進行測定，結(jié)果如下圖所示。請回答下列問題:

's25?灰綠型

l■黃豪型

e.u20

15

o。

01

E10

35

0

8時10時12時14時16時18時

(1)灰綠型羊草葉片中的葉綠素含量比黃綠型羊草葉片中的(填“高”、“低”或“相等")。葉綠素主要吸

收可見光中的用于光合作用。

(2)8時?18時，兩種羊草始終處于有機物的積累狀態(tài)，判斷依據(jù)是。與10時相比，短時間內(nèi)12時

葉綠體中C3含量低，原因是

(3)植物在逆境條件下可通過增加可溶性蛋白質(zhì)的合成，直接參與適應逆境的過程，這對其適應不利的環(huán)境

條件具有積極意義。表1和表2分別表示在鹽堿脅迫條件下，兩個生態(tài)型羊草的蛋白質(zhì)含量。

試卷第2頁，共8頁

表1NaCl脅迫條件下兩個生態(tài)型羊草可溶性蛋白質(zhì)含量（單位：mg/g）

NaCl濃度/(mmol/L)

植物

025100200

灰綠型羊草41.4±17.61266.246±28.125148.335±69.528116.035±13.924

黃綠型羊草18.2±22.356121.411±26.64794.011±21.43535.525±29.106

表2Na2c03脅迫條件下兩個生態(tài)型羊草可溶性蛋白質(zhì)含量（單位：mg/g）

NazCCh濃度/(mmol/L)

植物

012.550100

灰綠型羊草41.4±17.612119.308±47.468104.215±54.066145.548±22.668

黃綠型羊草18.2±22.356126.488±50.931187.907±129.46788.642±68.193

據(jù)表分析，可得出的結(jié)論是。

（4）鐵肥可提高羊草凈光合速率，但生產(chǎn)過程中不需要施加大量鐵肥，下列解釋合理的有（填序號）。

A.大量施肥會使土壤滲透壓升高，導致羊草吸水困難

B.Fe屬于微量元素，兩種生態(tài)型羊草對Fe需求量不大

C.大量施肥會導致羊草氣孔開放度降低，蒸騰作用減弱

D.通過施加大量鐵肥延長羊草生育期，以提高羊草凈光合速率

5.關(guān)于糧食增產(chǎn)的措施及作物抗逆性的研究一直是當下的熱點之一、回答下列問題：

（1）科研人員發(fā)現(xiàn)一種能提高光合作用效率的新興碳納米熒光材料一碳點（CDs）,它是一種良好的能量傳

遞中間體，其作用機制見圖LH2O在PSH作用下被分解形成02和H+,其中一部分02可擴散到（填

具體結(jié)構(gòu)）參與反應又生成了H2O,H+（填“順濃度''或"逆濃度”）梯度通過ATP合酶驅(qū)動合成物質(zhì)D：

另一方面釋放電子"-），電子最終傳遞給A,合成B,則B是。

圖1

(2)用該碳點處理葉綠體后，葉綠體能吸收利用率低的紫外光，并發(fā)射出和葉綠體吸收相匹配的藍紫光，使

圖1中(填字母人~口)的合成量增加；還可以上調(diào)Rubisc。酶的活性，加快(填物質(zhì)名稱)的

合成，以提高光合作用效率。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，由葉綠體psbA基因編碼的DI蛋白是PSII反應中心的重要蛋白，干旱脅迫對D1的損傷最為

明顯。5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)能緩解干旱脅迫，為了了解外源5-ALA如何緩解干旱脅迫，某研究小組

做了相關(guān)實驗，實驗結(jié)果如圖2、圖3：

?

的

解

玄

要E

摒

qv

ds

圖2圖3

注：甲組為對照組，乙組噴施5-ALA溶液，丙組噴施PEG(聚乙二醇)，丁組噴施PEG+5-ALA溶液。

①水分對光合作用的影響是多方面的。請從兩個方面分析缺水對光合作用的影響。

②噴施PEG的目的是。據(jù)圖分析，外施5-ALA能緩解干旱脅迫的原因是o

6.馬鈴薯是我國重要的糧食作物，提高馬鈴薯產(chǎn)量有利于保障我國糧食安全，實驗人員為研究不同光譜對

馬鈴薯生產(chǎn)效率和品質(zhì)的影響，分別設(shè)置了對照組：白光(W)、實驗組：紅光：藍光=1：7(1R7B)、紅光：

藍光=1:1(1R1B)和紅光：藍光=7：1(7R1B)四個光譜處理馬鈴薯，實驗結(jié)果如圖所示。回答下列問題：

試卷第4頁，共8頁

W1R7B1RIB7R1B

19:00????

(89d)e???

8:00OO■

oo?????O

(90d)oo??OO

■表示被染成藍色o表示藍色消失

圖2不同處理對塊莖成熟期馬鈴薯葉片

光合速率的影響夜間淀粉轉(zhuǎn)運的影響

(1)實驗人員選擇紅光和藍光進行實驗的原因是

(2)據(jù)圖1分析，在實驗組中，馬鈴薯葉片的光合速率隨著而逐漸增大。

(3)為了探究不同紅藍光比例處理下馬鈴薯葉片夜間淀粉轉(zhuǎn)運的差異，采用碘一碘化鉀染液在第89天19：

00對塊莖成熟期馬鈴薯葉片中的淀粉進行了染色觀察，在第90天8：00再次進行觀察，結(jié)果如圖2所示。

據(jù)圖2分析，葉片中的淀粉轉(zhuǎn)運到其他組織或器官的能力較弱的組是。葉片是淀粉產(chǎn)生的源器官，結(jié)

合圖1、2分析，實驗組最終生產(chǎn)的馬鈴薯總塊莖數(shù)最可能對照組的。

(4)商品薯是品相較佳，能達到出售要求的馬鈴薯，商品薯率=商品薯數(shù)/總塊莖數(shù)X100%,統(tǒng)計各組的商品薯

率，結(jié)果如圖3所示。根據(jù)圖3分析，商品薯率最高的組是；與對照組相比，該組的商品薯率更高,

結(jié)合以上信息分析，最可能是因為

不同處理

圖3不同處理對塊莖成熟期馬鈴薯

商品薯率的影響

四、實驗題

7.生菜是目前產(chǎn)量最大的人工種植蔬菜之一。為提高經(jīng)濟效益，研究員探究了光質(zhì)、胞間CO2濃度和溫度

對生菜品質(zhì)的影響.圖為生菜葉肉細胞光合作用部分過程的示意圖。其中，PSI、PSII和PQ與電子傳遞等

有關(guān)；字母A~F表示物質(zhì)；I、II、in表示反應場所。

n

m

(1)圖為生菜葉肉細胞光合作用的(光反應/碳反應)過程。

(2)圖中吸收和轉(zhuǎn)換光能的場所是(I/II/III)；葉綠體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的部分路徑是。(編號排序)

①電能②光能③NADP+④NADPH⑤三碳糖⑥三碳化合物

(3)據(jù)圖及已學知識判斷，生菜葉肉細胞內(nèi)H+濃度較高的場所是(I/III),其主要原因是。(編

號選填)

①A光解產(chǎn)生H+②PQ將I中的H+泵入IH③D分解為C和H+④H+穿過ATP合酶到達I

實驗1：探究不同光質(zhì)對I、II、皿三種生菜生長狀況的影響。不同光質(zhì)處理下，葉綠素總量、壯苗指數(shù)與

對照組的比值，如圖所示。

(4)為提高經(jīng)濟效益，圖中生菜品種與光質(zhì)的最佳組合是。(單選)

3oo

)0o

五□紅：藍=2：1

￡0紅：藍=1：1

5o

知松紅：藍=1：22oo

逢

笈0o

圻1oO

*5o

龍

眠

噤OO

吉

(a)(b)

A.品種I；紅：藍=2：1B.品種n；紅：藍=1：1

C.品種I；紅：藍=1：2D.品種II；紅：藍=1：2

實驗2：探究不同時段內(nèi)胞間C02濃度(Ci)與生菜葉片凈光合速率(Pn)的變化，實驗結(jié)果如圖所示。

試卷第6頁，共8頁

c

O

E

-

o

u

n

i

)

網(wǎng)

端

0

0

1曲

（5）據(jù)圖分析，生菜葉片在不同時段內(nèi)Ci與Pn發(fā)生變化的原因及因果關(guān)系，并對下方“時段”“原因''”因果關(guān)

系''三者的對應關(guān)系連線。

時段原因因果關(guān)系

9：00-11：00氣孔導度增大，CO2供應量增加Pn導致Ci變化

11：00-13：00為降低蒸騰速率，氣孔導度減小，CO2供應量減小

13：00-15：00光照增強誘導葉肉細胞活性增強，凈光合速率增強

15：00-17：00光照減弱誘導葉肉細胞活性減弱，凈光合速率減小Ci導致Pn變化

實驗3：探究高溫對生菜植株光合色素含量的影響，實驗結(jié)果如圖所示。

(

一

。

?0.8N常溫區(qū)圖溫

0SO

*

和

雕

回

如

家葉綠素類胡蘿卜素

（6）為測得圖所示的實驗結(jié)果，下列實驗步驟需要保持一致的有o（多選）

A.植物生長時的光照強度

B.提取色素時加入的提取液體積

C.選取的葉片在植物上的位置

D.用于提取和分離色素的葉片質(zhì)量

（7）據(jù)圖分析，高溫處理使葉綠體色素的種類（不變/增多/減少），葉綠素含量（不變/增多/減

少）。據(jù)此推測，若在持續(xù)高溫的環(huán)境下，植物對光能的捕獲與能量轉(zhuǎn)換能力會（不變/增強/減弱）。

（8）為進一步探究溫度對生菜根部吸收礦質(zhì)元素的影響，小賈同學制作了水培裝置，并思考以下問題：

該實驗需要設(shè)置的自變量是;需要控制的無關(guān)變量是。（編號選填）

①光照強度②水培溶液的溫度③室內(nèi)溫度④植物的生長狀況

生菜水培溶液應選擇（缺少某種礦質(zhì)元素/礦質(zhì)元素齊全）的溶液。

檢測該實驗因變量的合理做法是。（單選）

A隨機測定各組生菜植株的凈光合速率

B.隨機測定各組生菜植株中礦質(zhì)元素的含量

C.分別測定各組長勢最好的生菜植株的凈光合速率

D.分別測定各組長勢最好的生菜植株中礦質(zhì)元素的含量

（9）研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)高溫下生菜葉片中葉綠體膜損傷嚴重，類囊體松散，線粒體結(jié)構(gòu)無明顯變化。試分析在

持續(xù)高溫影響下，生菜植株是否仍能獲取ATP?并闡述論證過程?

試卷第8頁，共8頁

參考答案：

1.C

3.(1)層析液藍綠色和黃綠色

(2)突變體蓮藕的葉綠素含量較低，光反應形成ATP和NADPH少，光合速率低

⑶①②④⑤⑥

(4)充足的光能彌補了色素缺乏；固定較多C02,暗反應效率高

(5)設(shè)計兩組實驗：分別取普通蓮藕和突變體蓮藕的等量綠葉，對這兩組綠葉進行色素的提

取和分離操作；對比兩組濾紙條上黃綠色的色素帶寬度

4.(1)高紅光和藍紫光

(2)8時?18時，兩種羊草的凈光合速率都大于0與10時相比，12時葉片細胞氣

孔關(guān)閉，導致CO2供應不足，CO2的固定受阻，而C3的還原正常進行，導致葉綠體中C3

含量下降

(3)灰綠型羊草和黃綠型羊草具有一定耐鹽堿能力，且灰綠型羊草的耐鹽堿能力高于黃綠型

羊草的

(4)AB

5.(1)線粒體內(nèi)膜順濃度NADPH

(2)BD三碳化合物/C3

(3)①缺水可導致氣孔關(guān)閉，光合作用會因暗反應階段的原料不足而受到影響；缺水會

使物質(zhì)運輸變慢，當光合產(chǎn)物在葉肉細胞中積累過多時，會抑制光合速率；缺水會影響類囊

體薄膜上的電子傳遞，嚴重時還會造成葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)的破壞模擬干旱環(huán)境干旱

條件下，5-ALA提高了psbA基因的表達量，彌補了部分損傷的D1蛋白，提高了小麥幼苗

的凈光合速率，從而緩解了干旱對小麥造成的傷害

6.(1)光合色素主要吸收紅光和藍紫光

(2)藍光比例的減少(紅光比例的增加)

(3)1R7B和7R1B低于

(4)7RIB7RIB組的總塊莖數(shù)顯著低于對照組的，但其商品薯數(shù)較高

7.(1)光反應

(2)II2-1-4—5

⑶III①②

答案第1頁，共3頁

(4)C

⑸

時段原因因果關(guān)系

9:00-11:00氣孔導度增大，C02供應量增加Pn導致Ci變化

11:00-13:00為降低蒸騰速率，氣孔導度減小，C02供應量減小

13:00-15:001光照增強誘導葉肉細胞活性增強，凈光合速率增強

15:00-17:00光照減弱誘導葉肉細胞活性減弱，凈光合速率減小Ci導致Pn變化

(6)ABCD

⑺不變減少減弱

(8)②①③④礦質(zhì)元素齊全B

(9)要求寫出植物細胞獲取ATP的主要途徑是光合作用和呼吸作用：寫出光合作用是由色素

介導的由一系列酶參與的生化反應；寫出細胞是一系列酶促生化反