高考生物 易錯點07 關于光合作用光反應和暗反應關系分析-備戰(zhàn)高考生物考試易錯題（全國）（原卷版）VIP

易錯點07關于光合作用光反應和暗反應關系分析光合作用相關知識是高考命題必考的內容之一，光合作用光反應和暗反應的關系常常以選擇題或非選擇題形式考查。這類試題丟分的原因有對光合作用光反應和暗反應的內在聯系不理解、對題目新情境有效信息獲取能力和分析能力薄弱、對原因依據類表達邏輯混亂等。在復習備考中，需要對比光合作用光反應和暗反應區(qū)別與聯系，同時進行專項練習鞏固，提高理解能力、獲取信息能力和表達能力，注意避開易錯陷阱，才能從容應對這類題。易錯陷阱1：光反應和暗反應的場所。誤以為光合作用只能在葉綠體進行；誤以為液泡和葉綠體的色素均參與光合作用；誤以為葉綠體內膜和外膜參與光合作用。誤以為離體的葉綠體不能進行光合作用。易錯陷阱2：光反應和暗反應的條件。誤以為暗反應在無光條件下可以長期進行；誤以為暗反應必須在暗處進行。易錯陷阱3：驟然改變某個因素對光反應和暗反應產物的影響。忽視光反應與暗反應的聯系，即光反應產物NADPH和ATP對C3還原中的作用、忽視暗反應產物ADP和NADP+對ATP和NADPH形成的影響造成分析錯誤。例題1、（2021湖南省·T18）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粒或片段實驗一：以Fecy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)現葉綠體A、B、C和D的ATP產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_________。例題2、(2020山東·T21)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是______________，模塊3中的甲可與CO2結合，甲為________________。(2)若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將_____(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉時間較長，模塊2中的能量轉換效率也會發(fā)生改變，原因是______________________。(3)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量_____(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是_________________________________________。(4)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是___________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應用前景。1.光反應和暗反應的場所。藍細菌等光合細菌沒有葉綠體，但能進行光合作用。綠色植物中參與光合作用的色素只存在于葉綠體類囊體薄膜上，液泡中的色素不參與光合作用。綠色植物中參與光合作用的酶存在于葉綠體類囊體薄膜上和葉綠體基質中，葉綠體內膜和外膜不直接參與光反應和暗反應。離體的葉綠體在適宜條件下也能進行光合作用。2.光反應和暗反應的條件。光合作用的過程可以分為兩個階段，即光反應和暗反應。前者在光下才能進行，并在一定范圍內隨著光照強度的增加而增強；后者在有光、無光的條件下都可以進行，但需要光反應的產物NADPH和ATP，因此暗反應在無光條件下不可以長期進行。光照主要影響光反應，溫度和二氧化碳濃度主要影響暗反應。3.環(huán)境驟變對光合作用中間產物含量的影響當外界條件改變時,光合作用中C3、C5、NADPH、ATP含量和（CH2O）合成量變化可以用以下圖解和模型進行分析:(1)以上分析只表示條件改變后短時間內各物質相對含量的變化。(2)以上各物質變化中,C3和C5含量的變化是相反的,NADPH（[H]）和ATP含量變化是一致的。(3)具體分析時只有理清C3、C5的“來源”與“去路””(C3產生于CO2的固定，消耗于C3的還原；C5產生于C3的還原，消耗于CO2的固定)，才能避開試題陷阱。4.類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素和葉綠素吸收綠光最少。1.光合作用通過密切關聯的兩大階段——光反應和暗反應實現。下列關于改變反應條件而引起的變化，正確的是 ()A.突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中C5/C3的值減小B.突然中斷CO2供應會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值增大C.突然將紅光改變?yōu)榫G光會暫時引起葉綠體基質中C3/C5的值減小D.突然將綠光改變?yōu)榧t光會暫時引起葉綠體基質中ATP/ADP的值減小2.(2020全國卷Ⅱ·T30)為了研究細胞器的功能，某同學將正常葉片置于適量的溶液B中，用組織搗碎機破碎細胞，再用差速離心法分離細胞器。回答下列問題：(1)該實驗所用溶液B應滿足的條件是______________________(答出2點即可)。(2)離心沉淀出細胞核后，上清液在適宜條件下能將葡萄糖徹底分解，原因是此上清液中含有_________________________________________________。(3)將分離得到的葉綠體懸浮在適宜溶液中，照光后有氧氣釋放；如果在該適宜溶液中將葉綠體外表的雙層膜破裂后再照光，________(填“有”或“沒有”)氧氣釋放，原因是_________________________________________________。3.（2022山東·T21）強光條件下，植物吸收的光能若超過光合作用的利用量，過剩的光能可導致植物光合作用強度下降，出現光抑制現象。為探索油菜素內酯（BR）對光抑制的影響機制，將長勢相同的蘋果幼苗進行分組和處理，如表所示，其中試劑L可抑制光反應關鍵蛋白的合成。各組幼苗均在溫度適宜、水分充足的條件下用強光照射，實驗結果如圖所示。（1）光可以被蘋果幼苗葉片中的色素吸收，分離蘋果幼苗葉肉細胞中的色素時，隨層析液在濾紙上擴散速度最快的色素主要吸收的光的顏色是____________。（2）強光照射后短時間內，蘋果幼苗光合作用暗反應達到一定速率后不再增加，但氧氣的產生速率繼續(xù)增加。蘋果幼苗光合作用暗反應速率不再增加，可能的原因有_________________、_______________（答出2種原因即可）；氧氣的產生速率繼續(xù)增加的原因是________________。（3）據圖分析，與甲組相比，乙組加入BR后光抑制_______________（填“增強”或“減弱”）；乙組與丙組相比，說明BR可能通過____________________發(fā)揮作用。1.（2022湖南·T13不定項選擇）在夏季晴朗無云的白天，10時左右某植物光合作用強度達到峰值，12時左右光合作用強度明顯減弱。光合作用強度減弱的原因可能是（）A．葉片蒸騰作用強，失水過多使氣孔部分關閉，進入體內的CO2量減少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影響，呼吸釋放的CO2量大于光合固定的CO2量C．葉綠體內膜上的部分光合色素被光破壞，吸收和傳遞光能的效率降低D．光反應產物積累，產生反饋抑制，葉片轉化光能的能力下降2.如圖表示綠色植物葉肉細胞內的部分代謝過程，相關敘述錯誤的是()A.在細胞質基質中發(fā)生過程①時，會釋放少量能量B.過程③和④都發(fā)生在葉綠體基質中C.過程③主要消耗過程①、②產生的[H]D.突然增大光照強度，則短時間內葉綠體中C3含量會減少3.(2021廣東·T12)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4.（2019·海南卷）下列關于高等植物光合作用的敘述，錯誤的是()A.光合作用的暗反應階段不能直接利用光能B.紅光照射時，胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素aC.光反應中，將光能轉變?yōu)榛瘜W能需要有ADP的參與D.紅光照射時，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用5.（武漢市2022二月調研考·T4）我國科學家模擬植物光合作用，設計了一條利用二氧化碳合成淀粉的人工路線，流程如圖所示。下列相關分析正確的是A.①、②、③過程是卡爾文循環(huán)的過程B.②、③、④的縮合或聚合過程均有肽鍵形成C.步驟③、④的順利進行，需要多種酶的催化，但不需要消耗能量D.在與植物光合作用固定的CO2量相等時，該體系淀粉的積累量較高6.（2021湖南卷·T7）綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是（）A.弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B.在暗反應階段，CO2不能直接被還原C.在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D.合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度7.對下面圖解分析錯誤的是()A．①將進入線粒體或出細胞，②可為暗反應提供能量B．突然停止供應CO2，短時間內C3的含量將下降C．圖示過程為葉綠素和藻藍素參與光合作用的過程D．H2O中H元素的轉移途徑為H2O→[H]→糖類和C58.(2021遼寧·T22)早期地球大氣中的O2濃度很低，到了大約3.5億年前，大氣中O2濃度顯著增加，CO2濃度明顯下降?，F在大氣中的CO2濃度約390μmol·mol－1，是限制植物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一種催化CO2固定的酶，在低濃度CO2條件下，催化效率低。有些植物在進化過程中形成了CO2濃縮機制，極大地提高了Rubisco所在局部空間位置的CO2濃度，促進了CO2的固定?；卮鹣铝袉栴}：(1)真核細胞葉綠體中，在Rubisco的催化下，CO2被固定形成___________，進而被還原生成糖類，此過程發(fā)生在___________中。（2）海水中的無機碳主要以CO2和HCO3-兩種形式存在，水體中CO2濃度低、擴散速度慢，有些藻類具有圖1所示的無機碳濃縮過程，圖中HCO3-濃度最高的場所是__________（填“細胞外”或“細胞質基質”或“葉綠體”），可為圖示過程提供ATP的生理過程有___________。（3）某些植物還有另一種CO2濃縮機制，部分過程見圖2。在葉肉細胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）可將HCO3-轉化為有機物，該有機物經過一系列的變化，最終進入相鄰的維管束鞘細胞釋放CO2，提高了Rubisco附近的CO2濃度。①由這種CO2濃縮機制可以推測，PEPC與無機碳的親和力__________（填“高于”或“低于”或“等于”）Rubisco。②圖2所示的物質中，可由光合作用光反應提供的是__________。圖中由Pyr轉變?yōu)镻EP的過程屬于__________（填“吸能反應”或“放能反應”）。③若要通過實驗驗證某植物在上述CO2濃縮機制中碳的轉變過程及相應場所，可以使用__________技術。（4）通過轉基因技術或蛋白質工程技術，可能進一步提高植物光合作用的效率，以下研究思路合理的有__________。A.改造植物的HCO3-轉運蛋白基因，增強HCO3-的運輸能力B.改造植物的PEPC基因，抑制OAA的合成C.改造植物的Rubisco基因，增強CO2固定能力D.將CO2濃縮機制相關基因轉入不具備此機制的植物9.（華大新高考聯盟2022屆高三4月教學質量·T21）全世界有一半的人口食用水稻，水稻總產量占世界糧食作物產量第三位，僅次于玉米和小麥，是人類重要的糧食作物之一。某科研小組利用水稻進行了研究和實驗，請分析并回答下列問題：（1）夏季晴朗的一天，將一盆水稻幼苗置于密閉透明裝置內，測得一段時間內裝置中CO2濃度的變化如下圖所示。請回答下列問題：①光合作用中的暗反應在__________中進行，其中固定CO2用到的C5在__________階段實現再生，C5再生__________（填“需要”或“不需要”）光反應提供的ATP和NADPH。②A點________（填“是”或“不是”）水稻幼苗開始進行光合作用的時刻，此時水稻葉肉細胞光合作用強度_________（填“大于”、“等于”或“小于”）呼吸作用的強度，原因是________________________。③如果在B點時突然遮光，短時間內葉綠體中C3含量_____，原因是_______________。④一天之內，水稻幼苗積累的有機物最多的時刻是圖中__________點。（2）研究人員用1mmol/LNaHSO3溶液對乳熟期溫室水稻進行處理，研究NaHSO3溶液對水稻光合作用速率和呼吸作用速率的影響，得到了如圖所示的結果。請分析并回答下列問題：①據圖分析，1mmol/LNaHSO3溶液對水稻的呼吸作用和凈光合作用速率的影響：_____________________________________