2025届高考生物一轮复习核心素养测评九光合作用探究历程和基本过程含解析新人教版

PAGEPAGE8光合作用探究历程和基本过程(30分钟100分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.(2024·东莞模拟)如图所示,有甲、乙、丙、丁4盆长势匀称的植物置于阳光下,甲添加品红色光;乙添加绿色光;丙添加品红色滤光片A;丁添加绿色滤光片B。经过一段时间,各盆中长势最旺的和长势最差的依次是 ()A.甲和乙 B.甲和丁C.乙和丙 D.丙和丁【解析】选B。光合色素主要汲取红光和蓝紫光,甲有自然光和添加的品红色光,故光合作用最强,长势最好;植物几乎不汲取绿光,丁组只有绿光,光合作用最弱,长势最差。综上所述,A、C、D不符合题意,B符合题意。2.科研人员发觉了一种色素缺失的豌豆变异植株,提取其色素并进行了纸层析分别,结果如下图(图中数字代表正常植株的色带位置)。以下关于该变异植株的描述正确的是 ()A.缺失叶绿素b,植株对蓝紫光、红光汲取的实力减弱B.缺失胡萝卜素,植株对蓝紫光汲取的实力减弱C.缺失叶绿素a,植株对红光汲取的实力减弱D.缺失叶黄素,植株对蓝紫光汲取的实力减弱【解析】选D。依题意并分析图示可知:①是橙黄色的胡萝卜素,③是蓝绿色的叶绿素a,④是黄绿色的叶绿素b;图中缺失的是叶黄素。叶绿素a和叶绿素b主要汲取红光和蓝紫光;胡萝卜素和叶黄素主要汲取蓝紫光。该变异植株缺失叶黄素,因此对蓝紫光汲取的实力减弱,A、B、C均错误,D正确。3.如图所示,图甲为叶绿体结构模式图,图乙是图甲的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是 ()A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大B.图乙所示的结构来自图甲中的③C.③中含有4种色素,其中叶绿素b含量最多D.④中含有与光合作用有关的色素,有利于光合作用的进行【解析】选B。叶绿体通过类囊体堆叠增大膜面积,A错误;图甲中③是类囊体薄膜,图乙含有光合色素,光合色素分布在类囊体薄膜上,所以图乙也是类囊体薄膜,B正确;③类囊体薄膜中含有4种色素,胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,其中叶绿素a含量最多,C错误;④是叶绿体基质,不含与光合作用有关的色素,D错误。4.(2024·自贡模拟)将玉米幼苗培育在一密闭容器中,置于不同条件下,如图叶肉细胞中的①②③④可能会有不同的改变。下列叙述错误的是 ()A.图中所示的两种细胞器中均能产生ATP和[H]B.在光照等条件都相宜时,①会减小、④会增大C.在黑暗条件下,①②均会增大、③④均会减小D.②、③保持不变时,该植株的净光合速率为零【解析】选D。叶绿体和线粒体都可以产生ATP和[H],A正确;在光照等条件都相宜时,叶绿体的光合作用强度大于线粒体的呼吸作用强度,故容器中二氧化碳浓度会减小、氧气浓度会增大,B正确;黑暗条件下,玉米幼苗不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,汲取氧气,释放二氧化碳,所以①、②均增大,③、④均减小,C正确;②、③保持不变时,叶肉细胞的呼吸作用强度等于光合作用强度,净光合作用为零,则该植株的净光合速率小于零,D错误。5.下列关于小麦光合作用的叙述中,错误的是 ()A.类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应B.夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH([H])干脆还原D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长【解析】选B。本题主要考查光合作用过程中的相关学问。类囊体薄膜上产生的ATP用于暗反应,故A项正确。夏季晴天光照最强时,小麦叶片的部分气孔关闭,出现光合“午休”现象,导致光合作用的原料削减,小麦光合速率下降,故B项错误。进入叶绿体的CO2不能被NADPH([H])干脆还原,而是首先与C5结合形成C3,此过程为CO2的固定,故C项正确。净光合速率长期为零时,没有光合产物的积累,会导致幼苗停止生长,故D项正确。【易错提示】不能正确理解光合速率和净光合速率与植物生长的关系,而错选D。植物生长不是取决于光合速率是否大于零,而是取决于净光合速率是否大于零。(1)当净光合速率等于或小于零时:植物不能生长。(2)当净光合速率大于零时:植物能生长。6.(2024·济南模拟)如图表示在有氧条件下某高等植物体内有关的生理过程示意图,①～⑤表示有关过程,X、Y、Z和W表示相关物质。请据图推断下列说法错误的是 ()A.X、Y、Z物质分别表示C3、丙酮酸和ATPB.①～⑤过程中能产生ATP的有①②③④C.②⑤过程分别表示C3的还原和CO2的固定D.光合速率小于呼吸速率时,④过程产生的CO2会释放到细胞外【解析】选B。据题图可知,物质X是CO2固定的产物,所以X表示C3,物质Y是葡萄糖氧化分解成CO2的中间产物,所以Y表示丙酮酸,物质Z是光反应产生用于暗反应的ATP,A正确;图中①过程表示光反应,能产生ATP,②过程表示暗反应中C3的还原,消耗ATP而不能产生ATP,③过程表示有氧呼吸的第一阶段,能产生ATP,④过程表示有氧呼吸的其次阶段,能产生ATP,⑤过程表示暗反应中CO2的固定,不能产生ATP,B错误,C正确;光合速率小于呼吸速率时,④过程产生的CO2要比⑤过程消耗的CO2多,所以会有一部分CO2释放到细胞外,D正确。7.(2024·齐齐哈尔模拟)化能合成作用与光合作用的主要区分是 ()A.原料不同 B.产物不同C.利用的能源不同 D.以上说法都错误【解析】选C。化能合成作用和光合作用利用二氧化碳和水合成有机物大致相同,光合作用与化能合成作用的原料相同,均为二氧化碳和水,光合作用与化能合成作用的主要区分在于能量来源不同,植物光合作用的进行利用光能,某些细菌等进行化能合成作用则是利用物质氧化时释放的能量,故C正确,A、B、D错误。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(15分)如图为叶绿体的结构和功能示意图,请据图回答下列问题:(1)光合作用中光反应产生的________可以被暗反应所利用;在光照条件下,ATP的移动方向是________(用图中字母和箭头表示)。

(2)若暗反应被抑制,可能的外部影响因素是________________________、________________。

(3)在电子显微镜下视察,可见到叶绿体基质中含量最多的物质是________(光合产物)颗粒。

(4)暗反应通过________________来影响光反应,从而影响光合速率。

【解析】(1)光合作用中光反应为暗反应供应[H]和ATP,用于三碳化合物的还原。光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜(A),暗反应的场所是叶绿体基质(B),所以光照下ATP从A移向B。(2)暗反应主要受外界环境中二氧化碳浓度和温度的影响。(3)光合作用的产物葡萄糖最终以淀粉的形式储存起来,且淀粉颗粒在电子显微镜下是可以视察到的,所以电子显微镜下叶绿体基质中含量最多的物质是淀粉。(4)暗反应消耗ATP和NADPH产生ADP、Pi以及NADP+,而ADP、Pi以及NADP+为光反应过程中ATP、NADPH合成的原料。答案:(1)[H]和ATPA→B(2)二氧化碳供应不足温度过高或过低(3)淀粉(4)供应ADP、Pi以及NADP+9.(20分)(2024·佛山模拟)如图是水绵在不同环境因素影响下光合速率改变的示意图,据图回答: (注:箭头所指为处理起先时间)(1)t1→t2期间,叶绿体__________上的色素捕获的光能增加,光反应产生的ATP和[H]增多,加速了______________(场所)中C3的还原,进而使光合速率增大。

(2)t2→t3期间,限制水绵光合速率的外界因素主要是______________,此时进一步增加光照强度,光合速率将______________(填“增加”“削减”或“不变”)。

(3)t3→t4期间,光合速率提高的缘由是

__。

(4)t4后短短暂间内,叶绿体中ADP和Pi含量______________(填“增加”“削减”或“不变”)。

【解析】(1)叶绿体中捕获光能的色素分布在类囊体薄膜上。光反应产生的ATP和[H]可用于暗反应阶段C3的还原,暗反应的场所是叶绿体基质。(2)题图显示t2→t3期间,光照足够且恒定,但光合速率不再增加,t3时刻充入CO2后,光合速率起先增加,这说明t2→t3期间,限制水绵光合速率的外界因素主要是CO2浓度,此时进一步增加光照强度,光合速率将不变。(3)结合对(2)的分析可知,t3→t4期间,光合速率提高的缘由是CO2浓度增大,暗反应增加,C3含量增多,加快消耗了原本积累的ATP和[H],从而促进光反应,进而使光合速率增加。(4)t4时刻突然停止光照,光反应停止,类囊体薄膜上不再有ATP合成,原有的ATP接着水解成ADP和Pi,释放的能量用于C3的还原,所以t4后短短暂间内,叶绿体中ADP和Pi含量会增加。答案:(1)类囊体(薄膜)叶绿体基质(2)CO2浓度不变(3)CO2浓度增大,暗反应增加,C3含量增多,加快消耗了原本积累的ATP和[H],从而促进光反应,进而使光合速率增加(4)增加1.(5分)(2024·青岛模拟)如图表示夏季玉米地里距地面高度不同处CO2浓度的改变,实线表示10时的测定结果,虚线表示22时的测定结果。下列分析正确的是 ()A.在富含有机肥的农田中,图中c点会左移B.10时,植株不同高度处的光反应强度相同C.22时,植株高处比低处固定CO2实力强D.b点对应处是玉米植株叶光合面积较大处【解析】选D。富含有机肥的农田中,由于微生物分解作用,会释放出二氧化碳,故c点将会右移,A错误;上午10时,植株不同高度处接受的光照强度不同,故植株不同高度处的光反应强度不同,B错误;夜晚无光照,不能进行光合作用,不能固定二氧化碳,C错误;由图可知,b点二氧化碳浓度最低,光合速率最高,因此是玉米光合作用面积较大处的高度,D正确。2.(5分)鲁宾和卡门为了探讨光合作用产生的氧气是否来自水,设计了如图A的装置,得到了图B所示的氧气中18O百分比的三个试验结果。下列叙述正确的是 ()A.该试验的自变量为18O标记的反应物类型B.该装置加NaHCO3溶液的目的是保持溶液pH的稳定C.试验中阀门1必需打开用于收集试管中产生的气体,阀门2要保持关闭D.科学家可依据在水与氧气中18O的百分比的一样性就得出“氧气来自水”的结论【解析】选C。该试验的自变量为18O标记的H2O的有无,A错误;该装置加NaHCO3溶液的目的是给小球藻的光合作用供应CO2,B错误;试验中阀门1必需打开用于收集试管中产生的氧气,阀门2要保持关闭,C正确;可依据在水与氧气中18O的百分比和水与氧气中18O的百分比的一样性得出“氧气来自水”的结论,D错误。3.(20分)(素养提升——科学探究)植物接受过多光照可能对进行光合作用的相关细胞器造成损害,因此植物须要一种名为“非光化学淬灭”(NPQ)的机制来爱护自身,在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失。该机制的启动和关闭特点如图一所示,其中符号“”代表抑制作用。回答问题:(1)NPQ干脆作用于光合作用的________(填“光反应”或“暗反应”)阶段。

(2)由图一推想,在光照强度以及其他外部环境因素均相同的状况下,状态丙比状态甲的光合作用强度________(填“强”“弱”或“相等”),导致上述差异的内因可能有________________、________________。

(3)科学探讨者研发了一种转基因烟草(VPZ),相比野生烟草(WT),其在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短。图二为分别在恒定光强和波动光强下测得的两种烟草CO2最大固定率。①农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的。结合图一推断,同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量________(填“高”或“低”)。

②由图二分析可知,转基因烟草(VPZ)相比野生烟草(WT)的优势是_________。因此,在自然环境中,VPZ的种植有利于提高光合作用产量。

【解析】(1)在NPQ的作用下多余的光能会以热能的