（人教通用版）2020版高考生物新探究大一輪復(fù)習(xí) 第10講 光合作用的探究歷程與基本過程檢測（含解析）

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1、光合作用的探究歷程與基本過程 1．(2019·黑龍江哈爾濱六中高三開學(xué)段考)下列對(duì)葉綠體和光合作用的分析，正確的是(　　) A．沒有葉綠體的細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用 B．用8%的鹽酸處理葉綠體有利于各種色素的提取 C．將葉綠體粉碎加工成勻漿并給予一定的光照，光合作用仍能正常進(jìn)行 D．葉綠體能產(chǎn)生和消耗ATP，兩個(gè)過程完全在葉綠體內(nèi)完成 解析：選D。藍(lán)藻沒有葉綠體，但細(xì)胞內(nèi)含藻藍(lán)素和葉綠素，可以進(jìn)行光合作用，A錯(cuò)誤。葉綠體色素是脂溶性色素，可以通過加入無水乙醇溶解色素，便于提??；色素不溶于鹽酸，不能用鹽酸提取色素，B錯(cuò)誤。將葉綠體粉碎加工成勻漿后，其中色素分子可能被破壞，光合作用相關(guān)

2、酶的活性可能喪失，所以即便給予一定的光照，光合作用也不一定能正常進(jìn)行，C錯(cuò)誤。葉綠體中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP，完全被葉綠體內(nèi)暗反應(yīng)所利用，D正確。 2．(2019·甘肅武威六中高三段考)下圖所示為葉綠體中色素蛋白等成分在膜上的分布。下列關(guān)于相關(guān)過程以及發(fā)生場所的說法，不正確的是(　　) A．H2O→[H]＋O2發(fā)生在光反應(yīng)階段，場所是葉綠體類囊體薄膜 B．膜上的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光用于光合作用 C．發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是光能→化學(xué)能 D．產(chǎn)生的ATP可用于植物體的各項(xiàng)生理活動(dòng) 解析：選D。水的光解發(fā)生在光反應(yīng)階段，場所是葉綠體的類囊體薄膜，A項(xiàng)正確；葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類

3、胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，B項(xiàng)正確；光能在類囊體薄膜上轉(zhuǎn)換為ATP中的化學(xué)能，C項(xiàng)正確；葉綠體類囊體薄膜上經(jīng)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(2019·山西太原期末)下列關(guān)于葉綠體色素在光合作用過程中作用的描述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠體色素與ATP的合成有關(guān) B．葉綠體色素參與ATP的分解 C．葉綠體色素與O2和[H]的形成有關(guān) D．葉綠體色素能吸收和傳遞光能 解析：選B。少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a能夠?qū)⑽盏墓饽苻D(zhuǎn)化成電能，將水光解，釋放O2，同時(shí)生成ATP和[H]，A、C正確；葉綠體中ATP的分解發(fā)生于暗反應(yīng)過程，與色素?zé)o關(guān)，B錯(cuò)誤；葉綠體中色素能夠吸收、傳遞光

4、能，D正確。 4．(2019·遼寧八校高三期中聯(lián)考)以下關(guān)于葉綠體和光合作用的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，得不到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是(　　) A．將葉綠素的無水乙醇提取液置于適宜光源處照射5 h，加碘液處理后溶液呈藍(lán)色 B．在溫暖晴朗的一天下午，在某植物的向陽處采得一片葉片，用酒精隔水加熱脫色，并加碘液處理葉片，變成藍(lán)色 C．將葉綠體色素的無水乙醇提取液放于自然光和三棱鏡之間，從三棱鏡的一側(cè)觀察，連續(xù)光譜中變暗(暗帶)的區(qū)域主要是紅光和藍(lán)紫光區(qū)域 D．將經(jīng)饑餓處理后的綠色正常葉片置于含有充足14CO2的密閉透明的照光小室內(nèi)，3小時(shí)后在葉內(nèi)淀粉中可檢驗(yàn)到14C的存在 解析：選A。葉綠素的無水乙醇提取液中只

5、含有色素，不能完成光反應(yīng)，也不能產(chǎn)生淀粉，A錯(cuò)誤；光合作用產(chǎn)生淀粉，觀察時(shí)需對(duì)葉片進(jìn)行脫色處理，B正確；葉綠體中色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，導(dǎo)致連續(xù)光譜相應(yīng)區(qū)域變暗，C正確；CO2是光合作用的原料，14CO2中的14C元素可轉(zhuǎn)移到淀粉中，故產(chǎn)物中可檢測到14C，D正確。 5．(2019·黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)期末)為研究光反應(yīng)中ATP產(chǎn)生的原理，有科學(xué)家進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：將葉綠體類囊體置于pH為4的琥珀酸溶液后，琥珀酸進(jìn)入類囊體腔，腔內(nèi)的pH下降為4；然后把懸浮液的pH迅速上升為8，此時(shí)類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，在有ADP和Pi存在時(shí)類囊體生成ATP，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)論分析正確的是(　　)

6、 A．黑暗中進(jìn)行，結(jié)果表明：H＋能通過自由擴(kuò)散進(jìn)入類囊體膜 B．光照下進(jìn)行，結(jié)果支持：合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能 C．黑暗中進(jìn)行，結(jié)果支持：光反應(yīng)使類囊體內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差，推動(dòng)ATP合成 D．光照下進(jìn)行，結(jié)果表明：光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]參與暗反應(yīng)中三碳化合物的還原 解析：選C。H＋能通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入類囊體膜；光照下進(jìn)行，題干信息無法得出合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能；黑暗中進(jìn)行，類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，合成ATP，說明ATP的合成與H＋濃度差有關(guān)；光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]參與暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，不是葉綠體類囊體。 6．對(duì)某植物

7、做如下處理：甲持續(xù)光照20 min，黑暗處理20 min，乙先光照5 s后再黑暗處理5 s，連續(xù)交替40 min。若其他條件不變，則在甲、乙兩種情況下植物光合作用所制造的O2和合成的有機(jī)物總量符合下列哪項(xiàng)(　　) A．O2：甲<乙，有機(jī)物：甲＝乙 B．O2：甲＝乙，有機(jī)物：甲＝乙 C．O2：甲<乙，有機(jī)物：甲<乙 D．O2：甲＝乙，有機(jī)物：甲<乙 解析：選D。甲、乙光反應(yīng)時(shí)間相同，產(chǎn)生的O2相等，但交替光照下，乙條件下暗反應(yīng)及時(shí)消耗了ATP和[H]，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以相同時(shí)間內(nèi)乙合成有機(jī)物的總量大于甲。 7．(2019·廣東惠

8、州高三調(diào)研)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，含放射性的三碳化合物濃度的變化情況如圖所示，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．Oa段葉肉細(xì)胞中五碳化合物濃度有所下降 B．葉肉細(xì)胞利用14CO2的場所是葉綠體基質(zhì)，暗反應(yīng)全過程都消耗ATP和[H] C．a(chǎn)b段三碳化合物濃度不變的原因是14CO2消耗殆盡 D．b點(diǎn)后葉肉細(xì)胞內(nèi)沒有有機(jī)物的合成 解析：選A。分析題圖可知，Oa段葉肉細(xì)胞中含放射性的三碳化合物(C3)濃度上升，說明消耗的五碳化合物(C5)增多，所以C5濃度有所下降，A正確；暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，暗反

9、應(yīng)的過程包括CO2的固定和C3的還原，其中C3的還原需要消耗ATP和[H]，B錯(cuò)誤；ab段三碳化合物濃度不變的原因不是14CO2消耗殆盡，而是CO2被C5固定形成C3的過程與C3的還原過程保持相對(duì)穩(wěn)定，C錯(cuò)誤；b點(diǎn)后，在黑暗條件下，光反應(yīng)不能進(jìn)行，但之前還剩余部分[H]和ATP，因此短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)仍可進(jìn)行， 仍有部分有機(jī)物合成，D錯(cuò)誤。 8．綠色植物是主要的能量轉(zhuǎn)換者，因?yàn)樗鼈兙腥~綠體(圖甲)這一完成能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器，圖乙是在圖甲④結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的生化反應(yīng)，①～④分別代表圖甲中葉綠體的結(jié)構(gòu)，圖丙是圖甲中的色素分離結(jié)果。 下列相關(guān)敘述中，不正確的是(　　) A．圖丙中的色素帶由1到4分

10、別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素 B．圖甲中①和③的成分和結(jié)構(gòu)相似 C．環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，圖甲④中的C3含量多于C5含量 D．如果突然降低CO2的濃度，圖乙中的C3含量會(huì)一直下降 解析：選D。圖丙中下方有濾液細(xì)線，色素的擴(kuò)散方向是從下向上的，所以1～4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，A項(xiàng)正確。圖甲中的①和③分別是葉綠體的內(nèi)膜和外膜，它們的成分和結(jié)構(gòu)相似，B項(xiàng)正確。分析圖乙中的過程要從兩個(gè)方面進(jìn)行：一是環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，暗反應(yīng)中的兩個(gè)過程、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間均處于一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，由于一個(gè)C5對(duì)應(yīng)著兩個(gè)C3，所以C3含量要比C5高；二是當(dāng)環(huán)境條件突然改變時(shí)

11、，如CO2濃度突然降低時(shí)，短時(shí)間內(nèi)由于CO2固定過程減弱而C3的還原過程仍在進(jìn)行，故C3含量降低而C5含量升高，但一段時(shí)間后，反應(yīng)過程又達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，所以C3含量不會(huì)一直下降，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9．(2019·四川廣安、眉山、內(nèi)江、遂寧高三診斷)研究人員通過一定手段，將正常藍(lán)藻的光合作用途徑(圖中實(shí)線所示)進(jìn)行改造，創(chuàng)建了能消耗NADPH的異丙醇生物合成途徑(圖中虛線所示)?；卮鹣铝袉栴}： (1)藍(lán)藻細(xì)胞沒有葉綠體，但能進(jìn)行完整的光合作用過程，原因是________________。藍(lán)藻吸收的光能在光反應(yīng)階段可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在____________________中。

12、NADPH在卡爾文循環(huán)中的作用是______________________________。 (2)據(jù)圖分析推測，在適宜光照條件下，與正常藍(lán)藻相比，具有異丙醇生物合成途徑的藍(lán)藻，產(chǎn)生O2的速率可能會(huì)__________，原因是_________________________。 解析：(1)藍(lán)藻是原核生物，無葉綠體，但是細(xì)胞中含有吸收光能的色素和進(jìn)行光合作用所需要的酶，因此其可以進(jìn)行光合作用。藍(lán)藻光反應(yīng)吸收的光能可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和NADPH中，為暗反應(yīng)(卡爾文循環(huán))過程中三碳化合物的還原提供能量，其中NADPH還能為暗反應(yīng)(卡爾文循環(huán))提供還原劑。 (2)據(jù)圖分析可知，改造

13、后的藍(lán)藻合成異丙醇需要消耗更多的NADPH，導(dǎo)致水在光下分解速率加快，因此其產(chǎn)生O2速率會(huì)加快。 答案：(1)藍(lán)藻細(xì)胞中含有吸收光能的色素和進(jìn)行光合作用所需要的酶　ATP和NADPH　為C3的還原提供能量和還原劑 (2)加快　合成異丙醇需要消耗更多的NADPH，導(dǎo)致水在光下分解速率加快，使產(chǎn)O2速率加快 10．(2019·全國統(tǒng)一考試仿真五)硒在土壤中主要以硒鹽酸的形式存在，被植物吸收后轉(zhuǎn)化為植物活性硒。為探究硒對(duì)植物葉綠素前體物(ALA)合成的影響，科學(xué)家用不同濃度的硒溶液處理水稻幼苗，實(shí)驗(yàn)及結(jié)果如下圖所示。下列推測錯(cuò)誤的是(　　) A．土壤中的硒能以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞奖桓?xì)胞吸

14、收 B．較低濃度的硒溶液能促進(jìn)葉肉細(xì)胞中ALA的合成 C．用較高濃度的硒溶液處理水稻幼苗可能會(huì)使其出現(xiàn)黃化 D．硒溶液促進(jìn)水稻葉肉細(xì)胞中ALA合成的最適濃度是0.01mmol·L－1 解析：選D。植物吸收礦質(zhì)元素是根細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸吸收的，A正確；分析題圖可知，較低濃度的硒溶液能促進(jìn)葉肉細(xì)胞中ALA的合成，B正確；用較高濃度的硒溶液處理水稻幼苗會(huì)使ALA的含量降低，所以水稻幼苗可能會(huì)使其出現(xiàn)黃化，C正確；在該實(shí)驗(yàn)中的幾種溶液濃度中0.01mmol·L－1的硒溶液促進(jìn)作用較高，但不能確定其是最適濃度，D錯(cuò)誤。 11．(2019·山西懷仁八中月考)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下

15、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)限制光合作用，若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將繼續(xù)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)物產(chǎn)生量逐漸減少 解析：選D。光照強(qiáng)度主要影響光合作用的光反應(yīng)階段(發(fā)生在類囊體薄膜上)，在t1時(shí)刻給予充足恒定光照，光合速率增加到t2時(shí)刻出現(xiàn)光飽和點(diǎn)，此階段中葉綠體類囊體膜上色素吸收光能增加，基粒上水光解加快

16、，O2釋放增多，A錯(cuò)誤；圖中t2時(shí)刻出現(xiàn)光飽和點(diǎn)，此時(shí)光照不是限制因素，主要限制因素為CO2濃度，因此是暗反應(yīng)限制光合作用，若在t2時(shí)刻增加CO2濃度，光合速率將再提高，B錯(cuò)誤；t3→t4CO2增加，暗反應(yīng)增強(qiáng)，暗反應(yīng)需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，所以當(dāng)暗反應(yīng)增強(qiáng)時(shí)反過來也會(huì)促使光反應(yīng)增加，C錯(cuò)誤；t4時(shí)撤去光照，故光反應(yīng)不能進(jìn)行，短時(shí)間內(nèi)葉綠體中的ATP被消耗，導(dǎo)致葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物產(chǎn)生量逐漸減少，D正確。 12．(2019·遼寧大連渤海中學(xué)猜題卷)氮元素是組成細(xì)胞的大量元素，下圖為植物根吸收的氮元素在植株中的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，下列相關(guān)說法正確的是(　　

17、) A．在木質(zhì)部中運(yùn)輸NO，不運(yùn)輸NH3，說明氮元素在木質(zhì)部中只能以離子形式運(yùn)輸 B．在根尖成熟區(qū)中，由“NH3→氨基酸”可知，根尖細(xì)胞也可將無機(jī)物合成有機(jī)物 C．根尖成熟區(qū)吸收的NO可被運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞中，然后被葉肉細(xì)胞直接利用 D．在葉肉細(xì)胞中，氨基酸來源包括：根尖成熟區(qū)、葉綠體合成等 解析：選D。據(jù)題圖可知，氮元素在木質(zhì)部中運(yùn)輸?shù)男问接蠳O、氨基酸等，A錯(cuò)誤；氨基酸主要含有C、H、O、N等元素，由“NH3→氨基酸”只能說明NH3參與氨基酸的合成或轉(zhuǎn)化，不能說明根尖細(xì)胞可單純地將無機(jī)物合成有機(jī)物，B錯(cuò)誤；據(jù)題圖可知，根尖成熟區(qū)吸收的NO可被運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞中，但在葉肉細(xì)胞中，NO

18、要先轉(zhuǎn)變?yōu)镹O，再轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3才能被細(xì)胞利用，C錯(cuò)誤；由題圖可知，葉肉細(xì)胞中的氨基酸包括至少2個(gè)來源和2個(gè)去向，其來源包括根尖成熟區(qū)及葉綠體通過光合作用合成等，D正確。 13．某植物上有白色和綠色兩種葉片，在該植物上選取不同的葉片測定其生理過程，如圖1，甲、乙中的葉片生長狀況相同，丙、丁葉片生長狀況相同，丙進(jìn)行遮光處理，給丁提供一定濃度的14CO2，回答下列相關(guān)問題： (1)要利用該植物做葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，選擇圖1中如________(填“甲”或“丁”)裝置中的葉片比較合適，一般常用的提取色素的試劑是__________________。 (2)在相同且適宜條件下，對(duì)甲、

19、乙兩裝置中的葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用碘蒸汽處理葉片，結(jié)果只有乙裝置內(nèi)葉片上編號(hào)④的部位變成藍(lán)色，此實(shí)驗(yàn)說明_____________________。 (3)圖2是在適宜的光照條件下，改變通入的14CO2濃度測定的葉片中葡萄糖、C5和C3三種化合物的變化情況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ①圖2中曲線a、b、c分別表示____________________的含量變化。 ②若在1% CO2濃度條件下，某一時(shí)刻突然增加光照，則短時(shí)間內(nèi)曲線b表示的物質(zhì)在細(xì)胞中的變化情況是________，產(chǎn)生這種變化的原因是_______________________。 ③圖2中在0～5分鐘內(nèi)，曲線a、b中的14C量保持不變，形

20、成兩條曲線平行的原因是__________________________________________________。 解析：(1)提取分離葉綠體中的色素應(yīng)選擇四種色素都含有且色素含量比較高的葉片，因此應(yīng)選擇丁裝置中的葉片，一般選用無水乙醇來提取綠葉中的色素。(2)甲裝置中有NaOH溶液，因此該裝置中的CO2被NaOH溶液吸收，植物不能進(jìn)行光合作用，而乙裝置中，編號(hào)③的部位為葉片白色部分，該部位無葉綠體，編號(hào)④的部位為葉片綠色部分，該部位有葉綠體，且不對(duì)乙裝置進(jìn)行遮光處理，而在編號(hào)④的部位能檢測到光合作用的產(chǎn)物——淀粉，故該實(shí)驗(yàn)說明葉片進(jìn)行光合作用時(shí)需要CO2，葉肉細(xì)胞中需含有葉綠體。

21、(3)①由圖可知，在適宜的光照條件下，CO2濃度先降低后升高，由于二氧化碳濃度降低，暗反應(yīng)固定二氧化碳的速率降低，所以C3的含量會(huì)下降，而C5消耗量降低，故C5的含量會(huì)升高；由于光合作用一直進(jìn)行，故其葡萄糖含量應(yīng)一直增加，則曲線a表示的是C3的含量變化，曲線b表示的是C5的含量變化，曲線c表示的是葡萄糖的含量變化。②突然增加光照強(qiáng)度，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP的量增加，C3的還原速率增加，C5的再生增多，而CO2固定過程中C5消耗速率不變，則短時(shí)間內(nèi)葉肉細(xì)胞中C5的含量上升。③由圖2中可看出，在0～5分鐘內(nèi)，曲線a、b中的14C量保持不變，形成兩條曲線平行的原因是光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段速率保持動(dòng)態(tài)平衡。 答案：(1)丁　無水乙醇 (2)葉片進(jìn)行光合作用時(shí)需要CO2，葉肉細(xì)胞中需含有葉綠體(合理即可) (3)①C3、C5、葡萄糖?、谠黾印」庹諒?qiáng)度增加，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP增多，C3還原速率增加，C5再生增多，而CO2固定過程中C5消耗速率不變(合理即可)?、酃夥磻?yīng)階段和暗反應(yīng)階段速率保持動(dòng)態(tài)平衡 8