高考生物（山东专用）复习专题6光合作用练习课件

这是一份高考生物（山东专用）复习专题6光合作用练习课件，共60页。

考点1　捕获光能的色素和结构
1.(2023全国乙,2,6分)植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶 绿体中色素的叙述,错误的是 (　    )A.氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B.叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C.用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D.叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高,随层析液在滤纸上扩散得越慢    
2.(2023江苏,12,2分)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是 (　    )A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间
3.(新思维)(2022湖北,12,2分)某植物的2种黄叶突变体表现型相似,测定各类植株叶片 的光合色素含量(单位:μg·g-1),结果如表。下列有关叙述正确的是 (　    )
A.两种突变体的出现增加了物种多样性B.突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C.两种突变体的光合色素含量差异,是由不同基因的突变所致的D.叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色
考点2　光合作用的原理
4.(新教材)(2023湖北,8,2分)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复 合体,PSⅡ光复合体含有光合色素,能吸收光能,并分解水。研究发现,PSⅡ光复合体上 的蛋白质LHCⅡ,通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。 LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是 (　    ) A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSⅡ光复合体对光能的捕获增强B.Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱C.弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合,不利于对光能的捕获D.PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2
5.(2023湖南,17,12分)如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的 Rubisc酶对CO2的Km为450 μml·L-1(Km越小,酶对底物的亲和力越大),该酶既可催化 RuBP与CO2反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O2反应,进行光呼吸(绿色植物在 光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影 响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘,其中叶肉细胞叶绿体是水光解的 主要场所,维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞 中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7 μml·L-1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应 生成C4,固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2,再进行卡尔文循环。回答下列问 题:
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是　　　　　    (填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成　　　    (填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后,再通过　　    长距离运输到其他组织器官。(2)在干旱、高光照强度环境下,玉米的光合作用强度　　    (填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析,原因是     (答出三点即可)。
答案    (1)3-磷酸甘油醛　蔗糖　筛管    (2)高于　玉米的PEPC酶的Km小,可以利用低浓度的CO2;玉米的叶肉细胞光解水释放氧气,加上PEPC酶起到的CO2泵的作用,维管束 鞘细胞内CO2/O2的值高,Rubisc酶的羧化大于加氧,光呼吸很弱;玉米的光合产物能及 时从维管束运走    (3)光反应生成的ATP、NADPH有限(同化力有限);暗反应的酶活性 有限;光合产物输出速率有限
(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻,水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响,但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化,其原因可能是　　 (答出三点即可)。
6.(新情境)(2022江苏,20,9分)图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①~⑦ 表示代谢途径)。Rubisc是光合作用的关键酶之一,CO2和O2竞争与其结合,分别催化C 5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖;C5氧化则产生乙醇酸(C2),C2在过氧化物酶体 和线粒体协同下,完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题。
(1)图Ⅰ中,类囊体膜直接参与的代谢途径有　　　    (从①~⑦中选填),在红光照射条 件下,参与这些途径的主要色素是　　　    。(2)在C2循环途径中,乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化,同时生成的　　　    在过 氧化氢酶催化下迅速分解为O2和H2O。(3)将叶片置于一个密闭小室内,分别在CO2浓度为0和0.03%的条件下测定小室内CO2 浓度的变化,获得曲线a、b(图Ⅱ)。
 ①曲线a,0~t1时段释放的CO2源于　　　    ;t1~t2时段,CO2的释放速度有所增加,此阶段的CO2源于     。②曲线b,当时间到达t2点后,室内CO2浓度不再改变,其原因是        。
(4)光呼吸可使光合效率下降20%~50%,科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙 醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶﹐形成了图Ⅲ代谢途径﹐通过　　　　　　　　    降低了光呼吸,提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的　　　　    价值。 
答案    (1)①⑥　叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)    (2)H2O2(过氧化氢)    (3)①细胞呼吸     光呼吸和细胞呼吸　②光合作用速率等于光呼吸和细胞呼吸速率之和    (4)将乙醇酸 转化为苹果酸,增加叶绿体中的CO2浓度　直接
7.(2021辽宁,22,13分)早期地球大气中的O2浓度很低,到了大约3.5亿年前,大气中O2浓 度显著增加,CO2浓度明显下降。现在大气中的CO2浓度约为390 μml·ml-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(Rubisc) 是一种催化CO2 固定的酶,在低浓度CO2条件下,催化效率低。有些植物在进化过程中形成了CO2浓缩 机制,极大地提高了Rubisc所在局部空间位置的CO2浓度,促进了CO2的固定。回答下 列问题:(1)真核细胞叶绿体中,在Rubisc的催化下,CO2被固定形成　　　    ,进而被还原生成 糖类,此过程发生在　　　　　    中。(2)海水中的无机碳主要以CO2和HC 两种形式存在,水体中CO2浓度低、扩散速度慢,
有些藻类具有图1所示的无机碳浓缩过程。图中HC 浓度最高的场所是　　　　    (填“细胞外”或“细胞质基质”或“叶绿体”),可为图示过程提供ATP的生理过程 有　　　　　　　　    。  图1
(3)某些植物还有另一种CO2浓缩机制,部分过程见图2。在叶肉细胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可将HC 转化为有机物,该有机物经过一系列的变化,最终进入相邻的维管束鞘细胞释放CO2,提高了Rubisc附近的CO2浓度。  图2
①由这种CO2浓缩机制可以推测,PEPC与无机碳的亲和力　　　    (填 “高于”或 “低于”或“等于”) Rubisc。②图2所示的物质中,可由光合作用光反应提供的是　　　　　　    。图中由Pyr转变 为PEP的过程属于　　　　　    (填“吸能反应”或“放能反应”)。③若要通过实验验证某植物在上述CO2浓缩机制中碳的转变过程及相应场所,可以使 用　　　　　    技术。(4)通过转基因技术或蛋白质工程技术,可能进一步提高植物光合作用的效率,以下研 究思路合理的有　　　    (多选)。A.改造植物的HC 转运蛋白基因,增强HC 的运输能力
B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成C.改造植物的Rubisc基因,增强CO2固定能力D.将CO2浓缩机制相关基因转入不具备此机制的植物
答案    (1)C3　叶绿体基质    (2)叶绿体　细胞呼吸、光反应    (3)①高于　②NADPH、ATP　吸能反应　③同位素标记    (4)ACD
考点3　光合作用的影响因素及应用
8.(2023新课标,2,6分)我国劳动人民在漫长的历史进程中,积累了丰富的生产、生活经 验,并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。①低温储存,即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放②春化处理,即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理③风干储藏,即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏④光周期处理,即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长⑤合理密植,即栽种作物时做到密度适当,行距、株距合理⑥间作种植,即同一生长期内,在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物关于这些措施,下列说法合理的是 (　    )
A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度
9.(2022湖南,13,4分)(不定项)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达 到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是 (　    )A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降
10.(新情境)(2023山东,21,10分)当植物吸收的光能过多时,过剩的光能会对光反应阶段 的 PSⅡ复合体(PSⅡ)造成损伤,使PSⅡ活性降低,进而导致光合作用强度减弱。细胞 可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散,减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟 南芥的H蛋白有2个功能:①修复损伤的PSⅡ;②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥 的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验,结果如图所示。实验中强光照 射时对野生型和突变体光照的强度相同,且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
 (1)该实验的自变量为　　　　　　　　　　    。该实验的无关变量中,影响光合作用 强度的主要环境因素有　　　　　　　　　　    (答出2个因素即可)。(2)根据本实验,　　　    (填“能”或“不能”)比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
(3)据图分析,与野生型相比,强光照射下突变体中流向光合作用的能量　　　    (填 “多”或“少”)。若测得突变体的暗反应强度高于野生型,根据本实验推测,原因是           。答案    (1)有无光照、有无H基因或H蛋白　温度、CO2浓度、水    (2)不能　野生型 PSⅡ损伤大但能修复;突变体PSⅡ损伤小但不能修复    (3)少　突变体NPQ高,PSⅡ损 伤小,虽无H蛋白修复但PSⅡ活性高,光反应产物多
11.(新情境)(2022山东,21,8分)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量, 过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR) 对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可 抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照 射,实验结果如图所示。      
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析 液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是　　　    。(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气 的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有　　     　　　    、　　　　　　    (答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是     　　　　　　　　　　　　　　　　    。(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制　　    (填“增强”或“减弱”);乙组 与丙组相比,说明BR可能通过　　　　　　　　　　    发挥作用。
答案    (1)蓝紫色(2分)    (2)NADPH、ATP等的浓度不再增加(1分)　CO2的浓度有限(1分)(或其他合理答案,两空答案顺序可颠倒)　光能的吸收速率继续增加,使水的光解 速率继续增加(2分)    (3)减弱(1分)　促进光反应关键蛋白的合成(1分)
12.(新思维)(2021山东,21,8分)光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5 结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼 吸抑制剂SBS溶液,相应的光合作用强度和光呼吸强度见表。光合作用强度用固定 的CO2量表示,SBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。
(1)光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的　　    中。正常进行光合作用的水稻, 突然停止光照,叶片CO2释放量先增加后降低,CO2释放量增加的原因是          。(2)与未喷施SBS溶液相比,喷施100 mg/L SBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相 等时所需的光照强度　　    (填:“高”或“低” ),据表分析,原因是          。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物,农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加 作物产量。为探究SBS溶液利于增产的最适喷施浓度, 据表分析,应在    mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。
答案    (1)基质(1分)　光照停止,产生的ATP、NADPH减少,暗反应消耗的C5减少,C5与 O2结合增加,产生的CO2增多(2分)    (2)低(1分)　喷施SBS溶液后,光合作用固定的CO 2增加,光呼吸(及呼吸作用)释放的CO2减少,即叶片中的CO2吸收量增加、释放量减 少。此时,在更低的光照强度下,两者即可相等(2分)    (3)100~300(2分)
13.(2020山东,21,9分)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图 所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相 同。 
(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是　　　　　　　　    ,模块3中 的甲可与CO2结合,甲为　　　　　    。(2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将　　　    (填:“增加”或 “减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是　     　　　　　　　　　　　　　　　    。(3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量　　　    (填: “高于”“低于”或“等于”)植物,原因是         。(4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　    。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙 漠等缺水地区有广阔的应用前景。
答案    (1)模块1和模块2(1分)　五碳化合物(或:C5)(1分)    (2)减少(1分)　模块3为模块 2提供的ADP、Pi和NADP+不足(2分)    (3)高于(1分)　人工光合作用系统没有呼吸作 用消耗糖类(1分)(或:植物呼吸作用消耗糖类)    (4)叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收 量减少(2分)
14.(2023浙江1月选考,23,12分)叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”,果实是储 存有机物的“库”。现以某植物为材料研究不同库源比(以果实数量与叶片数量比值 表示)对叶片光合作用和光合产物分配的影响,实验结果见表1。
注:①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6片成熟叶,用13CO2供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率:单位时间单位叶面积从外界环境吸收的13CO2量。
回答下列问题:(1)叶片叶绿素含量测定时,可先提取叶绿体色素,再进行测定。提取叶绿体色素时,选 择乙醇作为提取液的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　    。(2)研究光合产物从源分配到库时,给叶片供应13CO2,13CO2先与叶绿体内的　　　    结 合而被固定,形成的产物还原为糖需接受光反应合成的　　　　　　    中的化学能。合成的糖分子运输到果实等库中。在本实验中,选用13CO2的原因有　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    (答出2点即可)。
(3)分析实验甲、乙、丙组结果可知,随着该植物库源比降低,叶净光合速率　　　     (填“升高”或“降低”)、果实中含13C光合产物的量　　　    (填“增加”或“减 少”)。库源比升高导致果实单果重变化的原因是    。(4)为进一步研究叶片光合产物的分配原则进行了实验,库源处理如图所示,用13CO2供 应给保留的叶片进行光合作用,结果见表2。 
　　题图 表2
根据表2实验结果,从库与源的距离分析,叶片光合产物分配给果实的特点是    。
(5)综合上述实验结果,从调整库源比分析,下列措施中能提高单枝的合格果实产量(单 果重10 g以上为合格)的是哪一项?　　　    (A.除草　B.遮光　C.疏果　D.松土)答案    (1)叶绿体色素为脂溶性物质,易溶于乙醇    (2)五碳糖(C5)　ATP和NADPH     CO2是光合作用的原料,13C可被仪器检测    (3)降低　增加　光合作用合成的有机物总 量少,可提供给果实的有机物相应减少    (4)就近分配原则    (5)C
15.(2021河北,19,10分)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉 米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿 素(12 g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12 g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见表。
注:气孔导度反映气孔开放的程度
回答下列问题:(1)植物细胞中自由水的生理作用包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　    等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的　　　　　　    ,提高植 株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与　　　    离子参与组成的环式结构使叶 绿素能够吸收光能,用于驱动　　　　　    两种物质的合成以及　　　    的分解; RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到　　    分子上,反应形成的产物被还原为糖类。(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞CO2供应量增加的原因是         。
答案    (1)细胞内良好的溶剂、为细胞提供液体环境、参与生化反应、运输营养物质 和代谢废物(任写两点即可)　吸收和运输    (2)镁(或Mg)　NADPH和ATP　水　C5     (3)玉米植株气孔导度增大,吸收的CO2增加
考点4　光合作用与细胞呼吸的综合
16.(2021山东,16,3分)(不定项)关于细胞中的H2O和O2,下列说法正确的是 (　     )A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生B.有氧呼吸第二阶段一定消耗H2OC.植物细胞产生的O2只能来自光合作用D.光合作用产生的O2中的氧元素只能来自H2O
17.(2023湖北,11,2分)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变 黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产3%~8%。关于高温 下作物减产的原因,下列叙述错误的是 (　    )A.呼吸作用变强,消耗大量养分B.光合作用强度减弱,有机物合成减少C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
18.(2023北京,3,2分)在两种光照强度下,不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。 对此图理解错误的是 (　    )A.在低光强下,CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下,M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处,植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
19.(2023辽宁,21,11分)花生抗逆性强,部分品种可以在盐碱土区种植。如图是四个品 种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值(SPAD)(图1)和净光合速率(图2)。 回答下列问题: 
   图2(1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括　　　　　　　　    ,主要吸收　　　　　    光,可 用　　　    等有机溶剂从叶片中提取。(2)盐添加量不同的条件下,叶绿素含量受影响最显著的品种是　　　    。
(3)在光照强度为500 μml·m-2·s-1、无NaCl添加的条件下,LH12的光合速率　　　     (填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率,判断的依据是　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　    。在光照强度为1 500 μml·m-2·s-1、NaCl添加量为 3.0 g·kg-1的条件下,HY25的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率,原因可能是 HY25的　　　    含量高,光反应生成更多的　　　　　    ,促进了暗反应进行。(4)依据图2,在中盐(2.0 g·kg-1)土区适宜选择种植　　　    品种。答案    (1)叶绿素a和叶绿素b　红光和蓝紫　无水乙醇    (2)HH1    (3)大于　植物的总 光合速率=净光合速率+呼吸速率,此时LH12和HH1的净光合速率基本相等,但是LH12 的呼吸速率大于HH1的呼吸速率　叶绿素　NADPH和ATP    (4)LH12
20.(2023广东,18,13分)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时, 水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件 下ygl产量更高,其相关生理特征见表和图1。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增 加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的 光照强度。)
分析图表,回答下列问题:(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和　　　　　　　　　　　    ,叶片主要吸收可见光中的　　　　    光。
(2)光照强度逐渐增加达到2 000 μml·m-2·s-1时,ygl的净光合速率较WT更高,但两者净 光合速率都不再随光照强度的增加而增加,比较两者的光饱和点,可得ygl　　    WT (填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点,可能的原因是叶绿素含量 较低和　　　　　　    。(3)与WT相比,ygl叶绿素含量低,高密度栽培条件下,更多的光可到达下层叶片,且ygl群 体的净光合速率较高,表明该群体　　　　　　 ,是其高产的原因之一。(4)试分析在0~50 μml·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在图2
给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上,分析图1a和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题    。
答案    (1)类胡萝卜素/叶绿素的值较高　红光和蓝紫    (2)等于　呼吸速率较高    (3)在强光下光能利用率更高(4) 为什么ygl在高光照强度下的光合速率比WT高,而在低光照强度下ygl的光合速率比 WT低
21.(2023江苏,19,12分)气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要,气孔运动具有复 杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质 代谢途径。①~④表示场所。请回答下列问题: 图1
(1)光照下,光驱动产生的NADPH主要出现在　　　    (从①~④中选填);NADPH可用 于CO2固定产物的还原,其场所有　　　    (从①~④中选填)。液泡中与气孔开闭相关 的主要成分有H2O、　　　　    (填写2种)等。(2)研究证实气孔运动需要ATP,产生ATP的场所有　　　    (从①~④中选填)。保卫细 胞中的糖分解为PEP,PEP再转化为　　　　　    进入线粒体,经过TCA循环产生的     　　　　    最终通过电子传递链氧化产生ATP。(3)蓝光可刺激气孔张开,其机理是蓝光激活质膜上的AHA,消耗ATP将H+泵出膜外,形 成跨膜的　　　　　　　    ,驱动细胞吸收K+等离子。(4)细胞中的PEP可以在酶作用下合成四碳酸OAA,并进一步转化成Mal,使细胞内水势下降(溶质浓度提高),导致保卫细胞　　　　    ,促进气孔张开。
(5)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关,为了研究淀粉合成与细胞质 中ATP的关系,对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1(叶绿体失去运入ATP的能力)保 卫细胞的淀粉粒进行了研究,其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有　　    。 
A.淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATPB.光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关C.光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用D.长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
答案    (1)④　①④　K+、苹果酸    (2)①②④　丙酮酸　NADH或[H]    (3)电化学势 梯度(或H+浓度差)    (4)吸收水分    (5)ABD
22.(2022浙江6月选考,27,8分)通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间 种提供依据。研究人员从开花至果实成熟,每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验 结果如表所示。
注:光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题:(1)从实验结果可知,花生可适应弱光环境,原因是在遮阴条件下,植株通过增加　　     　　　　    ,提高吸收光的能力;结合光饱和点的变化趋势,说明植株在较低光强度下 也能达到最大的　　　　　    ;结合光补偿点的变化趋势,说明植株通过降低　　     　　　    ,使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中    的指标可以判断,实验范围内,遮阴时间越长,植株利用弱光的效率越高。(2)植物的光合产物主要以　　　    形式提供给各器官。根据相关指标的分析,表明较
长遮阴处理下,植株优先将光合产物分配至　　　    中。(3)与不遮阴相比,两种遮阴处理的光合产量均　　　    。根据实验结果推测,在花生 与其他高秆作物进行间种时,高秆作物一天内对花生的遮阴时间为　　　    (A.<2小 时　　B.2小时 C.4小时　　D.>4小时),才能获得较高的花生产量。
答案    (1)叶绿素含量　光合速率　呼吸速率　低于5 klx光合曲线的斜率    (2)蔗糖     叶    (3)下降　A
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1.(2024届滕州期中,6)如图所示生理过程中,PQ、Cytb6-f、PC是传递电子的蛋白质,CF0、CF1构成ATP合酶。下列说法错误的是(　    ) A.PSⅡ、PSⅠ内含易溶于有机溶剂的色素B.通过图中过程叶肉细胞将光能转化为电能,最终转化为化学能C.暗反应所需能量全部来源于图中ATP合酶合成的ATPD.如果e-和H+不能正常传递给NADP+,暗反应的速率会下降 
2.(2023淄博三模,10)研究发现,光照条件下,当外界CO2浓度突然降至极低水平时,某植 物叶肉细胞中的五碳化合物含量突然上升,三碳化合物含量下降。若在降低CO2浓度 的同时停止光照,则不出现上述情况。下列说法正确的是(　    )A.叶肉细胞中的五碳化合物是三碳化合物固定CO2后的产物B.在五碳化合物上升的同时,叶肉细胞中的NADP+/NADPH上升C.光反应产生的NADPH和ATP能促进五碳化合物的形成D.五碳化合物和三碳化合物间的转化需要光能的直接驱动
二、选择题(每题有一个或多个选项符合题意)3.(2024届部分学校联考,19)科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的 途径外,还有另一条借助交替氧化酶(AOX)的途径,AOX能参与催化有氧呼吸第三阶 段的反应。研究表明,AOX途径还与光合作用有关。科研人员进行了相关实验,其处 理方式和实验结果如表所示。下列分析正确的是(　     )
A.进入春天后,植物某些部位AOX基因表达增加有利于植物生长B.该实验的自变量为是否高光照和是否有AOX途径抑制剂C.根据实验结果可知,AOX途径能提高光合色素的光能捕获效率D.与正常光照相比,高光照下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较小
三、非选择题4.(热点透)(2023潍坊学科核心素养测评,21)为探究光合作用的有关过程,某科研小组 以菠菜为实验材料,将其正常叶片置于温度适宜的某溶液X中,破碎细胞后分离出叶绿 体,将分离得到的叶绿体悬浮在溶液中,照光后有O2放出。(1)分离叶绿体常采用的方法是　　,实验所用的溶液X应满足的条件是　　(答出两点即可)。(2)现将双层膜局部破损的叶绿体悬浮液均分到A、B两支试管中,并分别用亲脂性 DCIP(DCIP氧化态为蓝紫色,被还原后为无色)、亲水性Fecy作为电子受体替代NADP+,抽取空气后在适宜温度和光照条件下进行如下实验:
①A组说明水的光解产生O2,是否能说明植物光合作用产生O2中的氧元素全部都来自 水,阐明你的理由     。②科研人员改用双层膜结构完整的叶绿体重复上述实验,发现A、B两组产生的O2都 减少,但B组的减少更多。请从物质运输的角度分析,B组减少更多的原因是　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(3)为进一步探究光反应ATP产生的原动力,科研人员又在黑暗条件下进行了如图所示 的实验(平衡的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液相同)。
 据实验结果推测,叶绿体中ATP形成的原动力来自　　　　　　　　　    。
答案    (1)差速离心法　pH应与细胞质基质的相同;渗透压应与细胞质基质的相同     (2)①不能,实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也没有直接观察到氧元素的转移　②亲水性Fecy比亲脂性DCIP更难通过完整的叶绿体双层膜    (3)类囊体膜两侧的H+ 浓度差
5.(2024届济南长清阶段测试,21)C4植物固定CO2时存在一个特殊的C4途径:CO2在叶肉 细胞内首先被磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)固定,进而形成苹果酸。如图1是C4植物光合作 用的部分过程,其中PEP羧化酶与CO2的亲和力高于Rubisc与CO2的亲和力。请回答 下列问题。 
(1)C4植物叶片细胞光合作用过程中,固定CO2的场所有　　　　　　　　　　　    。 细胞中生成丙酮酸的生理过程除图1所示外,还发生在　　　　　    (场所)中的　　     　    过程。(2)研究发现C4植物叶片中只有维管束鞘细胞内出现淀粉粒,而叶肉细胞中没有,据图1 推测可能的原因是    。(3)Rubisc可催化CO2与　　    结合,生成　　    。在高O2低CO2条件下,Rubisc会加 强加氧功能,启动光呼吸过程,在炎热干燥的气候条件下,与C3植物相比,C4植物由于存 在C4途径,进而　　　    (填“促进”或“抑制”)光呼吸,最终使其光合作用的效率高 于C3植物。
(4)为探究在C3植物中建立C4微循环系统提高光合作用效率的可能性,科研人员以菠菜 为材料,对叶切片外施草酰乙酸(OAA)、苹果酸(MA)后观测叶片净光合速率,结果如 图2。 
①采用叶龄相同的叶片,在　　　　　　    (写出2个即可)等相同的实验条件下,测得 的单位时间、单位叶面积　　　    的释放量,计算出外施OAA、MA后的净光合速率, 再与对照组相比较,即可观测外施OAA、MA对光合速率影响的大小。②结合以上分析,外施草酰乙酸(OAA)和苹果酸(MA)对菠菜光合作用都有　　　    作 用,其可能的原因是          。答案    (1)叶肉细胞的细胞质基质、维管束鞘细胞的叶绿体基质　细胞质基质　细胞 呼吸第一阶段    (2)C4植物光合作用中淀粉的合成只在维管束鞘细胞内进行    (3)C5     C3　抑制    (4)光照强度、温度　氧气　促进　外施OAA和MA可提高细胞内CO2浓度,使得Rubisc能够以较高速率催化CO2的固定,而其加氧酶的活性被降低到较低水平
1.(新思维)(2024届烟台期中,7)科研小组分别在林窗(阳光充足)处和荫蔽林下,测定长 势相同的樟子松幼苗的光合速率、气孔阻力等指标,结果如图。下列叙述正确的是 (　    )A.实验中,温度、CO2浓度是影响樟子松幼苗光合速率的无关变量,可不同B.8:00~10:00时段林窗组幼苗单位叶面积CO2消耗量小于10:00~12:00时段C.12:00~14:00时段林窗组幼苗光合速率减弱,是气孔阻力增大导致的D.将樟子松幼苗从林下移至林窗,短时间内叶绿体中C3的合成速率减慢
2.(2024届师大附中月考,9)为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响,某生物 兴趣小组做了实验研究,实验结果如图所示。据图分析正确的是 (　    )A.图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素只有CO2浓度和温度B.在弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下,马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2产生C.马铃薯植株在适当遮阴、CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下,光照强度不是限制光合作用速率的因素D.据图分析,在光照充足的条件下适当增加CO2浓度有利于提高马铃薯产量
二、选择题(每题有一个或多个选项符合题意)
3.(新思维)(2024届山东省实验中学一诊,18)植物光合速率目前主要使用CO2红外分析 仪进行测定,一般用单位时间内同化CO2的微摩尔数表示。将生长状况相同的某种植 物在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测定分析仪密闭气路中CO2 的浓度,转换得到如图数据。下列分析正确的是 (　    ) 
A.该植物在29 ℃和30 ℃时依然表现生长现象B.该植物细胞呼吸和光合作用的最适温度分别是29 ℃和28 ℃C.在27 ℃、28 ℃和29 ℃时,光合作用制造的有机物的量不相等D.30 ℃时光合作用速率等于细胞呼吸速率,CO2变化都是20微摩尔/小时
三、非选择题4.(新教材)(2024届济宁月考,21)在光合作用的研究中,植物光合产物产生器官被称作 “源”,光合产物消耗和储存部位被称作“库”。研究发现,叶绿体中淀粉积累会导 致类囊体生理结构被破坏,保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度。图为马铃 薯光合产物合成及向库运输的过程示意图。
(1)提取并分离正常生长的马铃薯叶肉细胞叶绿体中的光合色素,在层析液中溶解度最 小的色素的颜色是　　    ,主要吸收　　    。(2)有实验者为马铃薯叶片提供 O,不久后测到块茎的淀粉中含18O,请结合图写出18O在过程中转移的路径:　　　　　　　　　　　　　　　    。(用相关物质及箭头表 示)(3)图中②过程需要光反应提供　　　　    将C3转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观 察,可看到叶绿体内部有一些颗粒,它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”,其体积随叶 绿体的生长而逐渐变小,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
(4)科研人员通过实验研究了去留马铃薯块茎对光合作用的影响,根据下表中数据分析,去块茎后会导致光合速率降低,请从CO2供应的角度解释:　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　    。
答案    (1)黄绿色　蓝紫光和红光    (2) O→C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉    (3)NADPH和ATP　颗粒中的脂质参与构成叶绿体的膜结构    (4)保卫细胞中淀粉积 累,导致保卫细胞的气孔开放程度下降,CO2的供应减少,使得暗反应原料不足,光合速 率降低
5.(新思维)(2023山东省实验中学一模,21)为探究遮光处理对马铃薯植株光合作用和产 量的影响,以荷兰7号马铃薯品种原种为实验材料,苗齐后进行正常光照(CK)、单层遮 光网遮盖处理(Z1)、双层遮光网遮盖处理(Z2)三组实验。回答下列问题: 
(1)提取马铃薯绿叶中的色素,需在研钵中加入　　　　　　　　    和适量绿叶后进行 充分研磨,过滤后的滤液经过层析,在滤纸上出现的最宽的色素带是　　    (填色素种 类)。(2)遮光后,植物短时间内C5含量　　　    ;若在正常生长的马铃薯块茎膨大期去除块 茎,则马铃薯叶片的光合速率将　　　    。(3)不同程度遮光条件下,测出荷兰7号马铃薯光合作用的生理指标如图所示。遮光条 件下,气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)的值均减小,Gs减小能引起Pn减小的原因是　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　    ,遮光条件下,胞间CO2浓度(Ci)的值却都 增大,结合信息分析其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。
(4)进一步研究发现,不同颜色的光对马铃薯植株光合作用产物分布影响不同。现欲探 究白光、红光、蓝光和绿光对光合作用产物在根、茎、叶中分布的影响,请设计实 验,通过检测根、茎、叶各器官中13C的含量并予以比较分析。实验设计思路:              。
答案    (1)二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇　叶绿素a    (2)下降　减小    (3)气孔导度减 小,叶肉细胞从外界环境吸收的CO2减少,叶肉细胞暗反应速率减小,净光合速率减小    虽然气孔导度减小,导致CO2吸收减少,但是净光合速率减小幅度更大,叶肉细胞消耗 CO2更少    (4)取生理状况一致的马铃薯幼苗若干株,均分为四组,置于相同浓度的13CO2 环境中培养,分别给予相同强度的白光、红光、蓝光和绿光光照,其他条件保持相同 且适宜,一段时间后,测定各组不同器官中13C的平均含量,分析比较并得出结论
1.(新情境)(2024届青岛十七中期初测试,18)(不定项)光呼吸普遍存在于C3植物和C4植 物中,图1、图2分别为C3植物和C4植物的部分代谢过程。光呼吸是在光驱动下将糖类 氧化生成CO2和H2O的生化过程(见图1),在正常生长条件下,光呼吸就可损耗掉光合产 物的25%~30%,“光呼吸代谢工程”是提高植物光合效率的一个突破口。下列说法正 确的是(　     )
 A.C4植物的光呼吸过程发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中B.C3植物细胞中CO2浓度倍增,会使光合产物增加、光呼吸减弱C.C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RubiscD.通过分析可推测,C4植物的光呼吸比C3植物小
2.(新教材)(2024届日照开学考,21)如图为杜鹃花叶肉细胞叶绿体部分结构及相关反应 示意图,其中光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是叶绿体进行光吸收的功能单位。PS Ⅱ吸收光能的分配有三个去路:①PSⅡ光化学反应所利用的能量;②PSⅡ调节性热耗 散等形式的能量耗散;③非调节性的能量耗散。研究发现,③部分的分配占比过大将 对PSⅡ的结构产生破坏。
(1)据图可知,PSⅠ与PSⅡ分布在　　　　　    上,在该结构中光能被转化为电能,后被 转化为化学能储存在　　　　　    中,进而用于暗反应中的　　　    过程。(2)据图可知,NADPH合成过程中所需电子的最初供体是　　　    ,推动ATP合成所需能量的直接来源是　　　　　　　　　    。(3)为探索某种杜鹃花叶片对光环境变化的适应及响应机制,研究人员将其长期遮阴培 养后,置于全光照下继续培养一段时间,并进行相关检测,结果如表所示:
请结合表中数据,从光能分配角度分析,该品种杜鹃花对全光照的适应能力较弱的原 因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     　　    。答案    (1)类囊体薄膜　ATP、NADPH　C3还原    (2)H2O　膜两侧的H+浓度差    (3)全 光照下,PSⅡ吸收的光能分配到非调节性的能量耗散部分的占比过大,对PSⅡ结构造 成破坏,导致PSⅡ光能转化效率和光合电子传递效率降低
3.(2024届德州期中,22)水是农业生产中最重要的限制因素,长期缺水能引起细胞中过 氧化物增多,对细胞造成损伤。研究员对马铃薯进行不同程度的干旱胁迫20天后,对 其鲜重、净光合速率、叶绿素浓度(SPAD值)、气孔导度、超氧化物歧化酶(SOD)的 活性进行检测,以期为马铃薯耐旱品种的选育和耐旱性分子机理提供理论依据。实验 结果如表所示。
注:叶绿素浓度表示单位面积叶绿素的含量;气孔导度表示气孔开放程度;SOD能分解过氧化物。
(1)净光合速率可以用测得的单位时间、单位叶面积的　　　　　　　　　　　　     (写出2种即可)表示。在马铃薯光合作用过程中,水在光下分解为　　　　    的同时并 产生电子,电子用于　　　　    的形成。(2)由表可知,干旱胁迫使马铃薯SPAD值　　　    ,而净光合速率下降,这种现象称为 “非功能性”的滞绿。从光合作用过程的角度分析,干旱胁迫导致净光合速率下降的 原因是　　　　　　　　　　　　　　　    。(3)马铃薯属于一种耐旱植物,根据实验结果分析,马铃薯耐旱的分子机理是　　　    　　　　　　　　　　    。
答案    (1)CO2的吸收量、O2的释放量或有机物的积累量　氧和H+　NADPH(还原型 辅酶Ⅱ)    (2)增加　干旱胁迫时,植物为了降低蒸腾作用水分的散失,气孔导度降低, CO2供应量减少,暗反应有机物的合成速率降低    (3)干旱胁迫下,马铃薯SOD活性增 强,其可分解细胞中因缺水而产生的过氧化物,减轻对细胞的损伤
4.(热点透)(2024届滕州一中月考,26)蓝细菌是一类光能自养型细菌,其光合作用的原 理与高等植物相似,但其具有一种特殊的CO2浓缩机制,如图1所示,其中羧化体具有蛋 白质外壳,CO2无法进出。回答下列问题: 
(1)据图1分析,CO2依次以　　　　　    和　　　　    方式通过细胞质膜和光合片层 膜。蓝细菌的光合片层膜上含　　　　　　　    等色素及相关的酶,可进行光反应过 程。(2)过程X中,C3接收　　　　　　    释放的能量,并且被　　　    还原,再经过一系列 反应转化成糖类和C5。(3)水体中CO2浓度低,扩散速度慢,但蓝细菌能通过CO2浓缩机制高效进行光合作用,据 图1分析CO2浓缩的机制有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
(4)研究发现光合作用光反应产生的NADPH积累是光合作用限速因素之一。我国科 学家向蓝细菌中导入合成异丙醇的三种关键酶基因(CTFAB基因、ADC基因、sADH基因),以期提高细胞光合速率,相关机理如图2。 ①图2中sADH酶催化异丙醇生成的反应机理是　　　　　　　　　　　　　    。
②研究人员培育出两种蓝细菌SM6、SM7,提取两种蓝细菌的总RNA,利用RT-PCR对SM6、SM7细胞中三种关键酶基因进行扩增,对扩增产物进行电泳得到图3所示结 果。与野生型蓝细菌相比,SM6细胞中积累的物质最可能是　　　　    。野生型、 SM6、SM7三种菌株在适宜条件下,光合速率最快的可能是　　　    ,原因是　　　     　　　　　    。