資源簡(jiǎn)介

重點(diǎn)強(qiáng)化練18　光合作用的過程
一、選擇題
1．(2024·潮州松昌中學(xué)高三月考)下列有關(guān)光合作用探索歷程的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．恩格爾曼通過水綿實(shí)驗(yàn)證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧
B．希爾離體葉綠體實(shí)驗(yàn)說明水的光解和糖的合成密切聯(lián)系
C．魯賓和卡門證明光合作用的產(chǎn)物氧氣中的氧全部來自水
D．卡爾文利用14C標(biāo)記CO2發(fā)現(xiàn)了暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑
2．(2023·東莞高三模擬)在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2，該反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析下列說法正確的是(　　)
A．提供水、光合色素和酶、適宜光照等條件下也可能產(chǎn)生O2
B．希爾反應(yīng)可以證明產(chǎn)生的O2全部來自水
C．希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADP＋的作用相似
D．希爾反應(yīng)說明有機(jī)物的最終合成和水的光解無關(guān)
3．(2024·福建寧德福鼎一中高三月考)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種可以基因編碼的光敏蛋白(PSP)，成功模擬了光合系統(tǒng)的部分過程。在光照條件下，PSP能夠?qū)O2直接還原，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高。下列說法正確的是(　　)
A．PSP還原CO2模擬的是自然光合系統(tǒng)中光反應(yīng)過程
B．光敏蛋白可直接還原CO2，而自然光合系統(tǒng)只能還原C5
C．光敏蛋白發(fā)揮作用和自然光合系統(tǒng)中暗反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行都離不開光照
D．光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中的光合色素功能相同，但與NADPH和ATP的功能不同
4．(2023·通州高三三模)甲醛(HCHO)是室內(nèi)空氣污染的主要成分之一，室內(nèi)栽培觀賞植物常春藤能夠清除一定濃度范圍內(nèi)的甲醛污染，具體過程如圖(其中Hu6P、Ru5P是中間產(chǎn)物)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．采用同位素示蹤法研究碳元素轉(zhuǎn)移路徑
B．甲醛可作為碳源參與常春藤的光合作用
C．常春藤分解甲醛的酶分布在葉綠體基質(zhì)
D．常春藤光合作用強(qiáng)度與甲醛濃度成正比
5．(2024·梅州豐順中學(xué)高三期末)如圖為高等綠色植物光合作用過程圖解，下列敘述正確的是(　　)
A．①是光合色素，分布在葉綠體內(nèi)膜和類囊體薄膜上
B．②是O2，在葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生
C．③是ATP，在葉綠體類囊體薄膜上產(chǎn)生
D．⑤是C3，突然停止光照短期內(nèi)含量會(huì)下降
6．研究發(fā)現(xiàn)綠藻進(jìn)化出了強(qiáng)大的光捕獲系統(tǒng)(如圖所示)，以應(yīng)對(duì)水域環(huán)境中的光照條件。光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)和光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)是葉綠素和蛋白質(zhì)復(fù)合體，能吸收、轉(zhuǎn)化光能并進(jìn)行電子傳遞。下列有關(guān)光合作用的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．PSⅠ和PSⅡ鑲嵌在葉綠體內(nèi)膜上
B．完備的捕光系統(tǒng)讓綠藻更好地適應(yīng)水域弱光環(huán)境
C．圖中所示的ATP合成酶參與將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能的過程
D．該膜的功能有效說明了生物膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能
7．(2024·昆明高三檢測(cè))淀粉和蔗糖均為小麥光合作用的產(chǎn)物，兩者合成過程中均需利用磷酸丙糖作為原料，磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器(TPT)能將卡爾文循環(huán)中產(chǎn)生的磷酸丙糖不斷運(yùn)出葉綠體，同時(shí)將等分子數(shù)的磷酸(Pi)反向運(yùn)回葉綠體基質(zhì)，具體過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．CO2的供應(yīng)量不變，突然降低光照強(qiáng)度，磷酸丙糖含量減少，C3含量增加
B．NADPH和ATP分別為C3還原提供還原劑和能量
C．若使用TPT專一抑制劑處理小麥葉片，則葉綠體中淀粉合成量持續(xù)增加
D．若將離體葉綠體懸浮于Pi濃度較低的培養(yǎng)液中，則細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蔗糖合成量增加
8．(2024·天津紅橋區(qū)高三期中)研究人員利用菠菜葉綠體的類囊體和類似于“卡爾文循環(huán)”的“CETCH循環(huán)體系”構(gòu)建了一種人造葉綠體(如圖)，高效地將CO2轉(zhuǎn)化為羥基乙酸，羥基乙酸可作為合成多種有機(jī)物的原料。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A．為了使人造葉綠體能持續(xù)地運(yùn)作，需要源源不斷地輸入光能
B．圖中的CETCH循環(huán)需要NADP＋、ADP和Pi作為直接原料
C．因?yàn)闆]有細(xì)胞呼吸的消耗，人造葉綠體比天然葉綠體制造有機(jī)物的效率更高
D．若人造葉綠體得到廣泛應(yīng)用，一定程度上可抵消碳排放的影響
9．(2024·益陽高三月考)如圖為某陸生植物體內(nèi)碳流動(dòng)示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．過程①需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，ATP和NADPH在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成
B．突然中斷CO2供應(yīng)，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大
C．在葉肉細(xì)胞中會(huì)發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過程
D．過程④受阻時(shí)，過程②③的進(jìn)行能緩解C3積累對(duì)卡爾文循環(huán)的抑制
二、非選擇題
10．(2023·北京大興區(qū)高三一模)如圖1為小麥葉肉細(xì)胞中某生理過程圖解。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白質(zhì)與光合色素組成的兩個(gè)光系統(tǒng)，A、B、C、D代表不同的物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題：
(1)PSⅠ和PSⅡ位于__________________。PSⅡ中的色素分子吸收光能將水分解，“奪取”其中的電子供給PSⅠ用來促進(jìn)______________的形成，同時(shí)H＋______(填“順”或“逆”)濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)促進(jìn)物質(zhì)C的合成。
(2)D1蛋白是PSⅡ復(fù)合物的組成部分，對(duì)維持PSⅡ的結(jié)構(gòu)和功能起重要作用。研究表明，在亞高溫高光強(qiáng)下，過剩的光能可使D1蛋白失活。研究者對(duì)D1蛋白與植物應(yīng)對(duì)亞高溫高光強(qiáng)逆境的關(guān)系進(jìn)行了研究。研究過程如下：
①利用番茄植株進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，甲組在常溫和適宜光照下培養(yǎng)，丙組用適量的SM(可抑制D1蛋白的合成)處理番茄植株并在亞高溫高光強(qiáng)下培養(yǎng)，定期測(cè)定各組植株的凈光合速率(Pn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2。
請(qǐng)寫出乙組的處理：________________________。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，植物是如何緩解亞高溫高光強(qiáng)對(duì)光合作用的抑制的？___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②Deg蛋白酶位于類囊體腔側(cè)，主要負(fù)責(zé)失活D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，則在亞高溫高光強(qiáng)下，番茄光合作用受抑制程度______(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。
11．光合作用的研究中，植物光合產(chǎn)物產(chǎn)生器官被稱作“源”，光合產(chǎn)物消耗和儲(chǔ)存部位被稱作“庫”。研究發(fā)現(xiàn)，葉綠體中淀粉積累會(huì)導(dǎo)致類囊體生理結(jié)構(gòu)被破壞，保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量增加會(huì)降低氣孔開放程度。如圖為馬鈴薯光合產(chǎn)物合成及向庫運(yùn)輸?shù)倪^程示意圖。請(qǐng)回答下列問題：
(1)葉綠體類囊體薄膜上發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是__________________________________，膜上分布的光合色素的主要作用是________________________________________________________。
(2)圖中過程②需要光反應(yīng)提供______________將C3轉(zhuǎn)變成磷酸丙糖。在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒，它們被看作是葉綠體的“脂質(zhì)倉庫”，其體積隨葉綠體的生長(zhǎng)而逐漸變小，可能原因是_____________________________________________________。
(3)科研人員為馬鈴薯葉片提供H218O，不久后測(cè)到塊莖的淀粉中含18O，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)及圖示過程，寫出18O轉(zhuǎn)移到淀粉中的路徑：________________________________________(用物質(zhì)及箭頭表示)。
(4)糖類在馬鈴薯葉肉細(xì)胞的液泡中主要以蔗糖形式儲(chǔ)存，由葉肉細(xì)胞運(yùn)輸?shù)綁K莖(根)細(xì)胞時(shí)，也主要以蔗糖形式。與葡萄糖相比，以蔗糖作為儲(chǔ)存和運(yùn)輸物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是_____________
________________________________________________________________________。
(5)科研人員通過實(shí)驗(yàn)研究了去、留馬鈴薯塊莖對(duì)光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示：
組別 凈光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 葉片蔗糖含量/(mg·g－1Fw) 葉片淀粉含量/(mg·g－1Fw)
對(duì)照組 (留塊莖) 5.39 30.14 60.61
實(shí)驗(yàn)組 (去塊莖) 2.48 34.20 69.32
去塊莖后會(huì)導(dǎo)致光合速率__________，請(qǐng)從CO2供應(yīng)的角度解釋原因：________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
12．(2024·汕頭高三聯(lián)考)如圖1所示為線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)和ATP合成過程，圖2所示為光合作用光合磷酸化過程，①～⑤表示過程，⑥～⑧表示結(jié)構(gòu)。據(jù)圖回答下列問題：
(1)與細(xì)胞膜相比，圖1中線粒體內(nèi)膜成分的差異主要表現(xiàn)為__________________，H＋從線粒體膜間隙進(jìn)入線粒體基質(zhì)的方式是__________。
(2)圖1、2中①②③⑤過程都表示質(zhì)子的跨膜運(yùn)輸，其中屬于主動(dòng)運(yùn)輸過程的是__________。參與②⑤過程的蛋白質(zhì)是同一種，由CF0、CF1兩部分構(gòu)成，其中親水部分應(yīng)為__________，該蛋白質(zhì)的作用是________________________________________________________。
(3)據(jù)圖2判斷，水的光解發(fā)生在______________，其上發(fā)生的反應(yīng)的產(chǎn)物有__________________。葉綠素a(P680和P700)接受光的照射后被激發(fā)，釋放勢(shì)能高的電子，電子的最終供體是__________。增加基質(zhì)和類囊體腔兩側(cè)的H＋濃度差的生理過程有______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)某同學(xué)利用葉片進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中多次打孔獲得葉圓片，并對(duì)葉圓片進(jìn)行干燥稱重，結(jié)果如表(假設(shè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中葉圓片的細(xì)胞呼吸速率不變)。則葉圓片光照1 h的實(shí)際光合作用強(qiáng)度表達(dá)式是______________________g/cm2。
項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)前 黑暗1 h后 再光照1 h后
圓片干燥稱重(g/cm2) x y z
重點(diǎn)強(qiáng)化練18　光合作用的過程（解析版）
一、選擇題
1．(2024·潮州松昌中學(xué)高三月考)下列有關(guān)光合作用探索歷程的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．恩格爾曼通過水綿實(shí)驗(yàn)證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧
B．希爾離體葉綠體實(shí)驗(yàn)說明水的光解和糖的合成密切聯(lián)系
C．魯賓和卡門證明光合作用的產(chǎn)物氧氣中的氧全部來自水
D．卡爾文利用14C標(biāo)記CO2發(fā)現(xiàn)了暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑
答案　B
解析　希爾離體葉綠體實(shí)驗(yàn)結(jié)果是發(fā)現(xiàn)水的光解，說明水的光解可單獨(dú)進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)未進(jìn)行暗反應(yīng)有關(guān)的探索，也不能說明光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的聯(lián)系，B錯(cuò)誤；魯賓和卡門設(shè)立了一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：HO 和CO2、H2O 和C18O2，證明了光合作用釋放的氧氣中的氧全部來自水，C正確；美國(guó)科學(xué)家卡爾文用經(jīng)過14C 標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終發(fā)現(xiàn)了暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑，D正確。
2．(2023·東莞高三模擬)在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2，該反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析下列說法正確的是(　　)
A．提供水、光合色素和酶、適宜光照等條件下也可能產(chǎn)生O2
B．希爾反應(yīng)可以證明產(chǎn)生的O2全部來自水
C．希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADP＋的作用相似
D．希爾反應(yīng)說明有機(jī)物的最終合成和水的光解無關(guān)
答案　C
解析　在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出O2，因此只提供水、光合色素和酶、適宜光照等條件下不能產(chǎn)生O2，A錯(cuò)誤；希爾反應(yīng)的結(jié)果僅說明了離體的葉綠體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣，沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的干擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移，因此不能說明所產(chǎn)生的O2全部來自水，B錯(cuò)誤；希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADP＋的作用相似，能與水光解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，C正確；希爾反應(yīng)說明水的光解和糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，若要證明有機(jī)物的最終合成和水的光解無關(guān)，還需要進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。
3．(2024·福建寧德福鼎一中高三月考)我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種可以基因編碼的光敏蛋白(PSP)，成功模擬了光合系統(tǒng)的部分過程。在光照條件下，PSP能夠?qū)O2直接還原，使電子傳遞效率和CO2還原效率明顯提高。下列說法正確的是(　　)
A．PSP還原CO2模擬的是自然光合系統(tǒng)中光反應(yīng)過程
B．光敏蛋白可直接還原CO2，而自然光合系統(tǒng)只能還原C5
C．光敏蛋白發(fā)揮作用和自然光合系統(tǒng)中暗反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行都離不開光照
D．光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中的光合色素功能相同，但與NADPH和ATP的功能不同
答案　C
解析　PSP能夠?qū)O2直接還原，此過程和自然光合系統(tǒng)中的暗反應(yīng)過程相似，但自然光合系統(tǒng)只能還原C3，C3經(jīng)過一系列變化形成C5和(CH2O)，A、B錯(cuò)誤；由題干信息“在光照條件下，PSP能夠?qū)O2直接還原”及在黑暗條件下自然光合系統(tǒng)中的暗反應(yīng)由于缺少光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH無法持續(xù)進(jìn)行可知，光敏蛋白發(fā)揮作用和自然光合系統(tǒng)中暗反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行都離不開光照，C正確；光敏蛋白與自然光合系統(tǒng)中的光合色素、NADPH和ATP等物質(zhì)的功能都不同，D錯(cuò)誤。
4．(2023·通州高三三模)甲醛(HCHO)是室內(nèi)空氣污染的主要成分之一，室內(nèi)栽培觀賞植物常春藤能夠清除一定濃度范圍內(nèi)的甲醛污染，具體過程如圖(其中Hu6P、Ru5P是中間產(chǎn)物)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．采用同位素示蹤法研究碳元素轉(zhuǎn)移路徑
B．甲醛可作為碳源參與常春藤的光合作用
C．常春藤分解甲醛的酶分布在葉綠體基質(zhì)
D．常春藤光合作用強(qiáng)度與甲醛濃度成正比
答案　D
解析　同位素示蹤法是利用放射性同位素作為示蹤劑，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，可采用同位素示蹤法研究碳元素轉(zhuǎn)移路徑，A正確；甲醛經(jīng)過題圖過程可以產(chǎn)生CO2供給常春藤的光合作用，B正確；常春藤分解甲醛的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，分解甲醛的酶分布在葉綠體基質(zhì)，C正確；室內(nèi)栽培觀賞植物常春藤能夠清除一定濃度范圍內(nèi)的甲醛污染，但不能判斷常春藤光合作用強(qiáng)度與甲醛濃度成正比，D錯(cuò)誤。
5．(2024·梅州豐順中學(xué)高三期末)如圖為高等綠色植物光合作用過程圖解，下列敘述正確的是(　　)
A．①是光合色素，分布在葉綠體內(nèi)膜和類囊體薄膜上
B．②是O2，在葉綠體基質(zhì)中產(chǎn)生
C．③是ATP，在葉綠體類囊體薄膜上產(chǎn)生
D．⑤是C3，突然停止光照短期內(nèi)含量會(huì)下降
答案　C
解析　①是光合色素，只分布在葉綠體類囊體薄膜上，A錯(cuò)誤；②是O2，在葉綠體類囊體薄膜上產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；③是ATP，在葉綠體類囊體薄膜上進(jìn)行的光反應(yīng)階段產(chǎn)生，C正確；⑤是C3，突然停止光照，光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，使C3的還原減少，但C3的生成不變，故短期內(nèi)C3含量會(huì)增加，D錯(cuò)誤。
6．研究發(fā)現(xiàn)綠藻進(jìn)化出了強(qiáng)大的光捕獲系統(tǒng)(如圖所示)，以應(yīng)對(duì)水域環(huán)境中的光照條件。光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)和光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)是葉綠素和蛋白質(zhì)復(fù)合體，能吸收、轉(zhuǎn)化光能并進(jìn)行電子傳遞。下列有關(guān)光合作用的說法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．PSⅠ和PSⅡ鑲嵌在葉綠體內(nèi)膜上
B．完備的捕光系統(tǒng)讓綠藻更好地適應(yīng)水域弱光環(huán)境
C．圖中所示的ATP合成酶參與將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能的過程
D．該膜的功能有效說明了生物膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能
答案　A
解析　PSⅠ和PSⅡ是葉綠素和蛋白質(zhì)復(fù)合體，其鑲嵌在葉綠體類囊體薄膜上，A錯(cuò)誤；綠藻的光捕獲系統(tǒng)能使其適應(yīng)水域環(huán)境中較弱的光照條件，更好地利用光能，B正確；圖中光能轉(zhuǎn)化成電能，再轉(zhuǎn)化成ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能，ATP合成酶將H＋的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能，參與了光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能的過程，C正確；類囊體薄膜上完成能量的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的合成、電子的傳遞、H＋的轉(zhuǎn)運(yùn)，說明生物膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，D正確。
7．(2024·昆明高三檢測(cè))淀粉和蔗糖均為小麥光合作用的產(chǎn)物，兩者合成過程中均需利用磷酸丙糖作為原料，磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)器(TPT)能將卡爾文循環(huán)中產(chǎn)生的磷酸丙糖不斷運(yùn)出葉綠體，同時(shí)將等分子數(shù)的磷酸(Pi)反向運(yùn)回葉綠體基質(zhì)，具體過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．CO2的供應(yīng)量不變，突然降低光照強(qiáng)度，磷酸丙糖含量減少，C3含量增加
B．NADPH和ATP分別為C3還原提供還原劑和能量
C．若使用TPT專一抑制劑處理小麥葉片，則葉綠體中淀粉合成量持續(xù)增加
D．若將離體葉綠體懸浮于Pi濃度較低的培養(yǎng)液中，則細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蔗糖合成量增加
答案　A
解析　突然降低光照強(qiáng)度，光反應(yīng)提供的ATP和NADPH減少，C3還原減少，進(jìn)而導(dǎo)致磷酸丙糖含量減少，而由于CO2的供應(yīng)量不變，故C3生成量不變，C3含量增加，A正確；ATP和NADPH均可以為C3還原提供能量，B錯(cuò)誤；TPT可以將卡爾文循環(huán)中產(chǎn)生的磷酸丙糖不斷運(yùn)出葉綠體，若使用TPT專一抑制劑處理小麥葉片，則磷酸丙糖被留在葉綠體內(nèi)，合成淀粉，由于淀粉大量積累在葉綠體中不能及時(shí)運(yùn)出，抑制了光合作用的進(jìn)行，所以葉綠體中淀粉含量會(huì)增加，但是不會(huì)持續(xù)增加，C錯(cuò)誤；當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Pi濃度低時(shí)，就限制磷酸丙糖從葉綠體運(yùn)出，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蔗糖合成量減少，D錯(cuò)誤。
8．(2024·天津紅橋區(qū)高三期中)研究人員利用菠菜葉綠體的類囊體和類似于“卡爾文循環(huán)”的“CETCH循環(huán)體系”構(gòu)建了一種人造葉綠體(如圖)，高效地將CO2轉(zhuǎn)化為羥基乙酸，羥基乙酸可作為合成多種有機(jī)物的原料。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A．為了使人造葉綠體能持續(xù)地運(yùn)作，需要源源不斷地輸入光能
B．圖中的CETCH循環(huán)需要NADP＋、ADP和Pi作為直接原料
C．因?yàn)闆]有細(xì)胞呼吸的消耗，人造葉綠體比天然葉綠體制造有機(jī)物的效率更高
D．若人造葉綠體得到廣泛應(yīng)用，一定程度上可抵消碳排放的影響
答案　B
解析　人造葉綠體能利用光能通過CETCH循環(huán)將CO2轉(zhuǎn)化為羥基乙酸，為了使人造葉綠體能持續(xù)地運(yùn)作，需要源源不斷地輸入光能，A正確；通過葉綠體的類囊體薄膜，能將NADP＋、ADP和Pi轉(zhuǎn)化為NADPH、ATP，CETCH循環(huán)需要NADPH、ATP、CO2等作為直接原料，相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)階段，B錯(cuò)誤。
9．(2024·益陽高三月考)如圖為某陸生植物體內(nèi)碳流動(dòng)示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．過程①需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，ATP和NADPH在葉綠體基質(zhì)中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，暗反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成
B．突然中斷CO2供應(yīng)，會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大
C．在葉肉細(xì)胞中會(huì)發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過程
D．過程④受阻時(shí)，過程②③的進(jìn)行能緩解C3積累對(duì)卡爾文循環(huán)的抑制
答案　A
解析　過程①為CO2的固定，不需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，A錯(cuò)誤；突然中斷CO2供應(yīng)，導(dǎo)致生成的C3減少，暗反應(yīng)利用的ATP減少，導(dǎo)致ATP積累增多，而光反應(yīng)正常進(jìn)行，ADP含量減少，故會(huì)暫時(shí)引起葉綠體基質(zhì)中ATP/ADP的值增大，B正確；在葉肉細(xì)胞中會(huì)發(fā)生由單糖合成二糖或多糖的過程，在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行葡萄糖合成淀粉，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行葡萄糖和果糖合成蔗糖，C正確；過程④蔗糖輸出受阻時(shí)，則進(jìn)入葉綠體的Pi減少，磷酸丙糖大量積累，過多的磷酸丙糖用于淀粉的合成，即過程②③合成淀粉能緩解C3積累對(duì)卡爾文循環(huán)的抑制，D正確。
二、非選擇題
10．(2023·北京大興區(qū)高三一模)如圖1為小麥葉肉細(xì)胞中某生理過程圖解。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白質(zhì)與光合色素組成的兩個(gè)光系統(tǒng)，A、B、C、D代表不同的物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題：
(1)PSⅠ和PSⅡ位于__________________。PSⅡ中的色素分子吸收光能將水分解，“奪取”其中的電子供給PSⅠ用來促進(jìn)______________的形成，同時(shí)H＋______(填“順”或“逆”)濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)促進(jìn)物質(zhì)C的合成。
(2)D1蛋白是PSⅡ復(fù)合物的組成部分，對(duì)維持PSⅡ的結(jié)構(gòu)和功能起重要作用。研究表明，在亞高溫高光強(qiáng)下，過剩的光能可使D1蛋白失活。研究者對(duì)D1蛋白與植物應(yīng)對(duì)亞高溫高光強(qiáng)逆境的關(guān)系進(jìn)行了研究。研究過程如下：
①利用番茄植株進(jìn)行了三組實(shí)驗(yàn)，甲組在常溫和適宜光照下培養(yǎng)，丙組用適量的SM(可抑制D1蛋白的合成)處理番茄植株并在亞高溫高光強(qiáng)下培養(yǎng)，定期測(cè)定各組植株的凈光合速率(Pn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2。
請(qǐng)寫出乙組的處理：________________________。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，植物是如何緩解亞高溫高光強(qiáng)對(duì)光合作用的抑制的？___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②Deg蛋白酶位于類囊體腔側(cè)，主要負(fù)責(zé)失活D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，則在亞高溫高光強(qiáng)下，番茄光合作用受抑制程度______(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。
答案　(1)類囊體薄膜上　NADPH　順　(2)①在亞高溫高光強(qiáng)下培養(yǎng)　番茄植株通過合成新的D1蛋白可以緩解亞高溫高光強(qiáng)對(duì)光合作用的抑制　②增強(qiáng)
解析　(1)PSⅠ 和PSⅡ分別是光系統(tǒng) Ⅰ和光系統(tǒng) Ⅱ，是由葉綠素和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體，能吸收、利用光能進(jìn)行電子傳遞，所以其位于類囊體薄膜上。PSⅡ中的色素分子吸收光能進(jìn)行水的光解，奪取水中的電子供給 PSⅠ促進(jìn) NADPH 的形成，同時(shí)H＋順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)并提供能量促進(jìn) ATP 的形成，光反應(yīng)階段實(shí)現(xiàn)了光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程。(2)①利用番茄植株進(jìn)行的三組實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的自變量為番茄植株是否用SM處理、培養(yǎng)條件是否為亞高溫高光強(qiáng)，因變量為凈光合速率，甲組在常溫和適宜光照下培養(yǎng)，丙組用適量的SM(可抑制D1蛋白的合成)處理番茄植株并在亞高溫高光強(qiáng)下培養(yǎng)，因此乙組的處理是在亞高溫高光強(qiáng)下培養(yǎng)。圖2中結(jié)果顯示乙組凈光合速率下降，說明亞高溫高光強(qiáng)對(duì)光合作用有抑制效應(yīng)，丙組用適量的SM(可抑制D1蛋白的合成)處理番茄植株，在亞高溫高光強(qiáng)下培養(yǎng)，與乙組相比，凈光合速率下降更明顯，說明亞高溫高光強(qiáng)對(duì)番茄植株凈光合速率的抑制是因?yàn)橐种屏薉1蛋白的合成，所以通過合成新的D1蛋白可以緩解亞高溫高光強(qiáng)對(duì)光合作用的抑制。②D1蛋白是類囊體薄膜上參與光反應(yīng)的重要化合物的組成部分，失活的D1蛋白被降解后由新合成的D1蛋白來替換。如果Deg蛋白酶的活性被抑制后，不能把失活的D1蛋白降解，新合成的D1蛋白無法替換受損的D1蛋白，導(dǎo)致抑制程度會(huì)增強(qiáng)。
11．光合作用的研究中，植物光合產(chǎn)物產(chǎn)生器官被稱作“源”，光合產(chǎn)物消耗和儲(chǔ)存部位被稱作“庫”。研究發(fā)現(xiàn)，葉綠體中淀粉積累會(huì)導(dǎo)致類囊體生理結(jié)構(gòu)被破壞，保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量增加會(huì)降低氣孔開放程度。如圖為馬鈴薯光合產(chǎn)物合成及向庫運(yùn)輸?shù)倪^程示意圖。請(qǐng)回答下列問題：
(1)葉綠體類囊體薄膜上發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是__________________________________，膜上分布的光合色素的主要作用是________________________________________________________。
(2)圖中過程②需要光反應(yīng)提供______________將C3轉(zhuǎn)變成磷酸丙糖。在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒，它們被看作是葉綠體的“脂質(zhì)倉庫”，其體積隨葉綠體的生長(zhǎng)而逐漸變小，可能原因是_____________________________________________________。
(3)科研人員為馬鈴薯葉片提供H218O，不久后測(cè)到塊莖的淀粉中含18O，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)及圖示過程，寫出18O轉(zhuǎn)移到淀粉中的路徑：________________________________________(用物質(zhì)及箭頭表示)。
(4)糖類在馬鈴薯葉肉細(xì)胞的液泡中主要以蔗糖形式儲(chǔ)存，由葉肉細(xì)胞運(yùn)輸?shù)綁K莖(根)細(xì)胞時(shí)，也主要以蔗糖形式。與葡萄糖相比，以蔗糖作為儲(chǔ)存和運(yùn)輸物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是_____________
________________________________________________________________________。
(5)科研人員通過實(shí)驗(yàn)研究了去、留馬鈴薯塊莖對(duì)光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示：
組別 凈光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 葉片蔗糖含量/(mg·g－1Fw) 葉片淀粉含量/(mg·g－1Fw)
對(duì)照組 (留塊莖) 5.39 30.14 60.61
實(shí)驗(yàn)組 (去塊莖) 2.48 34.20 69.32
去塊莖后會(huì)導(dǎo)致光合速率__________，請(qǐng)從CO2供應(yīng)的角度解釋原因：________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)光能→儲(chǔ)存在ATP中活躍的化學(xué)能　吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能　(2)NADPH和ATP　顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)　(3)H218O→C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉　(4)蔗糖分子為非還原糖，較穩(wěn)定；蔗糖分子為二糖，對(duì)滲透壓的影響相對(duì)較小　(5)下降(或降低)　保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉積累，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞的氣孔開放程度下降，CO2的供應(yīng)減少，使得暗反應(yīng)原料不足，光合速率降低
解析　(1)光反應(yīng)階段發(fā)生的場(chǎng)所是類囊體薄膜，葉綠體在類囊體薄膜上將光能轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存在ATP中活躍的化學(xué)能。膜上分布的光合色素為葉綠素、類胡蘿卜素，其主要作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。(2)圖中過程②為暗反應(yīng)，需要光反應(yīng)提供NADPH和ATP將C3轉(zhuǎn)變成磷酸丙糖。生物膜的主要成分有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，葉綠體具有雙層膜結(jié)構(gòu)，在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內(nèi)部有一些顆粒，是葉綠體的“脂質(zhì)倉庫”，其體積隨葉綠體的生長(zhǎng)而逐漸變小，可能原因是顆粒中的脂質(zhì)參與構(gòu)成葉綠體中的膜結(jié)構(gòu)。(3)馬鈴薯葉片提供的H218O，可參與有氧呼吸第二階段，產(chǎn)生C18O2，該物質(zhì)又參與光合作用暗反應(yīng)過程生成C3，被還原生成磷酸丙糖，進(jìn)而形成蔗糖，蔗糖形成淀粉。(4)葡萄糖是單糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作為運(yùn)輸物質(zhì)，其溶液中溶質(zhì)分子個(gè)數(shù)相對(duì)較少，滲透壓相對(duì)穩(wěn)定，而且蔗糖為非還原糖，性質(zhì)較穩(wěn)定。(5)由表格數(shù)據(jù)可知，對(duì)照組(留塊莖)凈光合速率為5.39 μmol·m－2·s－1，而實(shí)驗(yàn)組(去塊莖)凈光合速率為2.48 μmol·m－2·s－1，故去塊莖后會(huì)導(dǎo)致光合速率下降。保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉含量增加會(huì)降低氣孔開放程度，去塊莖后，葉片蔗糖和淀粉含量都上升，保衛(wèi)細(xì)胞中淀粉積累，導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞的氣孔開放程度下降，CO2的供應(yīng)減少，使得暗反應(yīng)原料不足，導(dǎo)致去塊莖后光合速率降低。
12．(2024·汕頭高三聯(lián)考)如圖1所示為線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)和ATP合成過程，圖2所示為光合作用光合磷酸化過程，①～⑤表示過程，⑥～⑧表示結(jié)構(gòu)。據(jù)圖回答下列問題：
(1)與細(xì)胞膜相比，圖1中線粒體內(nèi)膜成分的差異主要表現(xiàn)為__________________，H＋從線粒體膜間隙進(jìn)入線粒體基質(zhì)的方式是__________。
(2)圖1、2中①②③⑤過程都表示質(zhì)子的跨膜運(yùn)輸，其中屬于主動(dòng)運(yùn)輸過程的是__________。參與②⑤過程的蛋白質(zhì)是同一種，由CF0、CF1兩部分構(gòu)成，其中親水部分應(yīng)為__________，該蛋白質(zhì)的作用是________________________________________________________。
(3)據(jù)圖2判斷，水的光解發(fā)生在______________，其上發(fā)生的反應(yīng)的產(chǎn)物有__________________。葉綠素a(P680和P700)接受光的照射后被激發(fā)，釋放勢(shì)能高的電子，電子的最終供體是__________。增加基質(zhì)和類囊體腔兩側(cè)的H＋濃度差的生理過程有______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)某同學(xué)利用葉片進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中多次打孔獲得葉圓片，并對(duì)葉圓片進(jìn)行干燥稱重，結(jié)果如表(假設(shè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中葉圓片的細(xì)胞呼吸速率不變)。則葉圓片光照1 h的實(shí)際光合作用強(qiáng)度表達(dá)式是______________________g/cm2。
項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)前 黑暗1 h后 再光照1 h后
圓片干燥稱重(g/cm2) x y z
答案　(1)缺少糖類物質(zhì)　協(xié)助擴(kuò)散　(2)①③　CF1　轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)子并催化合成ATP　(3)類囊體腔　ATP、NADPH、O2　水(或H2O)　水的光解產(chǎn)生H＋、PQ蛋白將H＋從基質(zhì)運(yùn)輸?shù)筋惸殷w腔、合成NADPH消耗H＋　(4)z＋x－2y
解析　(1)細(xì)胞膜外層有糖脂和糖蛋白，而線粒體內(nèi)膜沒有。由圖1可知，H＋從線粒體膜間隙進(jìn)入線粒體基質(zhì)是順濃度梯度進(jìn)行的，且需要內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)參與，因此是協(xié)助擴(kuò)散。(2)主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度的運(yùn)輸，且該過程需要消耗能量，圖1、2中①②③⑤過程屬于主動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖洽佗邸Ｉ锬さ幕局Ъ苁橇字p分子層，其中磷脂包括親水性的頭部和疏水性的尾部，頭部排列在外側(cè)，故親水部分應(yīng)為CF1；在該蛋白質(zhì)的作用下，可跨膜運(yùn)輸H＋，且可催化ATP的生成，故該蛋白質(zhì)的作用是轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)子并催化合成ATP。(3)水的光解主要是在光的作用下將水分解為O2、H＋和e－，該過程發(fā)生在類囊體腔，其上發(fā)生的反應(yīng)的產(chǎn)物有ATP、NADPH、O2。(4)黑暗后1 h葉圓片的干重為y(g/cm2)，呼吸強(qiáng)度為(x－y)(g/cm2)，2 h的凈光合作用強(qiáng)度為(z－y)(g/cm2)，所以實(shí)際光合作用強(qiáng)度＝凈光合作用強(qiáng)度＋細(xì)胞呼吸強(qiáng)度＝(z－y)＋(x－y)＝(z＋x－2y)(g/cm2)。

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