第三单元　课时练16 光合作用的原理-2025年高中生物大一轮复习

一、选择题1．(2021·广东，12)在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是()A．Rubisco存在于细胞质基质中B．激活Rubisco需要黑暗条件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2结合2．(2023·湖北，8)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O23．(2020·天津，5)研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是()A．产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B．该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C．类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D．与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素4．(2024·扬州高三期中)如图所示生理过程中，PQ、Cytbf、PC是传递电子的蛋白质，CF0、CF1构成ATP合成酶。下列说法错误的是()A．PSⅡ、PSⅠ内含易溶于有机溶剂的色素B．PQ转运H＋的过程需要消耗电子中的能量C．线粒体中存在类似于ATP合成酶的膜是线粒体内膜D．小麦光合作用产生的O2被细胞呼吸利用至少需要经过4层磷脂双分子层5．(2024·郑州高三质检)如图表示光合作用和细胞呼吸之间的能量转变过程，下列说法错误的是()A．只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③B．过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质C．过程①中光能转变为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中D．有氧呼吸过程中产生的NADH主要来自第二阶段6．(2024·武汉高三期中)如图为真核细胞中两种传递电子并产生ATP的生物膜结构示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是()A．图甲为叶绿体内膜，图乙为线粒体内膜B．两种膜产生ATP的能量直接来源均为H＋的跨膜运输C．自养需氧型生物的细胞中都既有图甲结构又有图乙结构D．图甲中NADPH为电子最终受体，图乙中O2为电子最终受体7．(2024·黄石高三期中)光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都是由光合色素和蛋白质构成的复合体，其在光反应中的机制如图所示。下列说法错误的是()A．叶绿素和类胡萝卜素都能吸收红光和蓝紫光B．水的光解发生在类囊体薄膜，需要酶的参与C．植物缺镁对光系统Ⅰ和光系统Ⅱ都有影响D．光能先转变成电能再转变成ATP和NADPH中活跃的化学能8．“光斑”是阳光穿过树冠枝叶投射到地面的光点，它会随太阳运动和枝叶摆动而移动。如图表示某一生长旺盛的植物在“光斑”照射前后O2释放速率和CO2吸收速率的变化曲线。下列叙述不正确的是()A．“光斑”照射前，植物进行着较弱的光合作用B．“光斑”照射后，短时间内C3含量增多C．图示O2释放速率的变化说明暗反应限制了光反应D．CO2吸收曲线ab段的变化说明暗反应与光照有关9．(2024·武汉高三联考)如图为光合作用暗反应的产物磷酸丙糖的代谢途径，其中磷酸丙糖转移蛋白(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素。已知：CO2充足时，TPT活性降低；磷酸丙糖与Pi通过TPT的运输严格按1∶1的比例进行转运。据图分析，下列有关叙述正确的是()A．叶肉细胞的光合产物主要是以淀粉形式运出细胞的B．暗反应中磷酸丙糖的合成需要消耗光反应产生的ATPC．若磷酸丙糖的合成速率超过Pi转运进叶绿体的速率，则利于蔗糖的合成D．农业生产上可以通过增加CO2来提高作物中淀粉和蔗糖的含量二、非选择题10．(2024·宜昌高三联考)光合作用过程十分复杂，包括一系列化学反应。以下是科学家探索光合作用原理的部分实验。回答下列问题：(1)20世纪初英国的布莱克曼把化学动力学方法引入到对光合作用的研究中：①光照强度保持恒定，持续增加CO2浓度，发现光合速率先增大，达到一定程度后保持不变，此时增大光照强度，光合速率会随之增大，这说明__________________________。菠菜植株中能固定CO2的物质是__________。②CO2浓度保持恒定，持续增大光照强度，发现光合速率先增大，达到一定程度后不再增加，此时增大CO2浓度，光合速率会随之增大，这说明______________________。绿色植物吸收和转化光能的具体场所是________________。(2)大约20年后，德国的瓦伯格等用藻类进行闪光实验。在光能量相同的前提下设置两组实验，第1组连续照光，第2组用闪光照射，中间间隔一定暗期；发现第2组光合效率是第1组的200%～400%。该实验阐明了光合作用中存在两个反应，请从光合作用光反应和暗反应的过程对实验现象进行解释：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)后来科学家为验证瓦伯格的发现，以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等相同且适宜并稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下，请补充完整实验设计步骤：A组：____________________，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%；B组：__________________________________，每次光照和黑暗的时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%；C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms；光合作用产物的相对含量为94%；D组(对照组)：____________________，光合作用产物的相对含量为100%。11．(2021·湖南，18)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：(1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。叶绿体类型相对值实验项目叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以__________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于___________________________________________________________________，从而提高光反应速率。③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释：_________________________。12．(2023·江苏，19)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：(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，其机理是蓝光激活细胞膜上的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____