專題04  光合作用1. （2021·6月浙江月選考）滲透壓降低對菠菜葉綠體光合作用的影響如圖所示，圖甲是不同山梨醇濃度對葉綠體完整率和放氧率的影響，圖乙是兩種濃度的山梨醇對完整葉綠體 ATP 含量和放氧量的影響。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇為滲透壓調(diào)節(jié)劑，0.33 mol·L-1時葉綠體處于等滲狀態(tài)。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是（   ）A.與等滲相比，低滲對完整葉綠體 ATP合成影響不大，光合速率大小相似 B.滲透壓不同、葉綠體完整率相似的條件下，放氧率差異較大 C.低滲條件下，即使葉綠體不破裂，卡爾文循環(huán)效率也下降D.破碎葉綠體占全部葉綠體比例越大，放氧率越低 2．（2021·廣東高考真題）與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同（圖a，示意圖），造成葉綠體相對受光面積的不同（圖b），進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其它性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是（ ）A．t2比t1具有更高的光飽和點（光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度）B．t1比t2具有更低的光補償點（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度）C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關(guān)D．三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大3．（2021·湖南高考真題）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯誤的是（    ）A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B．在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D．合理密植和增施有機肥能提高農(nóng)作物的光合作用強度4．（2021·1月浙江高考真題）現(xiàn)以某種多細胞綠藻為材料，研究環(huán)境因素對其葉綠素a含量和光合速率的影響。實驗結(jié)果如下圖，圖中的綠藻質(zhì)量為鮮重。
回答下列問題：（1）實驗中可用95%乙醇溶液提取光合色素，經(jīng)處理后，用光電比色法測定色素提取液的_________，計算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強組相比，低光強組葉綠素a的含量較_________，以適應(yīng)低光強環(huán)境。由乙圖分析可知，在_________條件下溫度對光合速率的影響更顯著。（2）葉綠素a的含量直接影響光反應(yīng)的速率。從能量角度分析，光反應(yīng)是一種_________反應(yīng)。光反應(yīng)的產(chǎn)物有_________和O2。（3）圖乙的綠藻放氧速率比光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率_________，理由是_________。（4）綠藻在20℃、高光強條件下細胞呼吸的耗氧速率為30μmol·g-1·h-1，則在該條件下每克綠藻每小時光合作用消耗CO2生成________μmol的3-磷酸甘油酸。5．（2021·河北高考真題）為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植林隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：（1）對照組；（2）施氮組，補充尿素（12g·m-2）（3）水十氮組，補充尿素（12g·m-2）同時補水。檢測相關(guān)生理指標，結(jié)果見下表。生理指標對照組施氮組水+氮組自由水/結(jié)合水6．26．87．8氣孔導(dǎo)度（mmol·m-2s-1）8565196葉綠素含量（mg·g-1）9．811．812．63RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1）316640716光合速率（μmol·m-2s-1）6．58．511．4注：氣孔導(dǎo)度反映氣孔開放的程度回答下列問題：（1）植物細胞中自由水的生理作用包括____________________等（寫出兩點即可）。補充水分可以促進玉米根系對氮的__________，提高植株氮供應(yīng)水平。（2）參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與__________離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，用于驅(qū)動__________兩種物質(zhì)的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥?/span>__________分子上，反應(yīng)形成的產(chǎn)物被還原為糖類。（3）施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應(yīng)。據(jù)實驗結(jié)果分析，葉肉細胞CO2供應(yīng)量增加的原因是______________________________。6．（2021·湖南高考真題）圖a為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結(jié)構(gòu)及光反應(yīng)過程的簡化示意圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖b表示圖a中的______結(jié)構(gòu)，膜上發(fā)生的光反應(yīng)過程將水分解成O2、H+和e-，光能轉(zhuǎn)化成電能，最終轉(zhuǎn)化為______和ATP中活躍的化學(xué)能。若CO2濃度降低．暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP+減少，則圖b中電子傳遞速率會______（填“加快”或“減慢”）。（2）為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進行實驗，用Fecy或DCIP替代NADP+為電子受體，以相對放氧量表示光反應(yīng)速率，實驗結(jié)果如表所示。葉綠體A：雙層膜結(jié)構(gòu)完整葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂葉綠體D：所有膜結(jié)構(gòu)解體破裂成顆?；蚱?/span>實驗一：以Fecy為電子受體時的放氧量100167.0425.1281.3實驗二：以DCIP為電子受體時的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。據(jù)此分析：①葉綠體A和葉綠體B的實驗結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對以_________（填“Fecy”或“DCIP”）為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用，得出該結(jié)論的推理過程是_________。②該實驗中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于_________，從而提高光反應(yīng)速率。③以DCIP為電子受體進行實驗，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對值分別為1、0.66、0.58和0.41。結(jié)合圖b對實驗結(jié)果進行解釋_________。7. （2021·6月浙江月選考）（8分）不同光強度下，無機磷濃度對大豆葉片凈光合速率的影響如圖甲；16h光照，8h黑暗條件下，無機磷濃度對大豆葉片淀粉和蔗糖積累的影響如圖乙?；卮鹣铝袉栴}：（1）葉片細胞中，無機磷主要貯存于__________，還存在于細胞溶膠、線粒體和葉綠體等結(jié)構(gòu)，光合作用過程中，磷酸基團是光反應(yīng)產(chǎn)物__________的組分，也是卡爾文循環(huán)產(chǎn)生并可運至葉綠體外的化合物__________的成分。（2）圖甲的 O～A 段表明無機磷不是光合作用中__________過程的主要限制因素。由圖乙可知，光照下，與高磷相比，低磷條件的蔗糖和淀粉含量分別是_________；不論高磷、低磷，24h內(nèi)淀粉含量的變化是__________。（3）實驗可用光電比色法測定淀粉含量，其依據(jù)是______________________________________________。為確定葉片光合產(chǎn)物的去向，可采用__________法。8．（2020年天津高考生物試卷·5）研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是（    ）A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質(zhì)B．該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素9．（2020年浙江省高考生物試卷（7月選考)·25）將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應(yīng)介質(zhì)溶液中，測量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時間內(nèi)單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是（    ）A．測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率B．若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏大C．若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B-C段對應(yīng)的關(guān)系相似D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A-B段對應(yīng)的關(guān)系相似10．（2020年全國統(tǒng)一高考生物試卷（新課標Ⅱ)·29）大豆蛋白在人體內(nèi)經(jīng)消化道中酶的作用后，可形成小肽（短的肽鏈）?；卮鹣铝袉栴}：（1）在大豆細胞中，以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)時，除mRNA外還需要其他種類的核酸分子參與，它們是______________、______________。（2）大豆細胞中大多數(shù)mRNA和RNA聚合酶從合成部位到執(zhí)行功能部位需要經(jīng)過核孔。就細胞核和細胞質(zhì)這兩個部位來說，作為mRNA合成部位的是____________，作為mRNA執(zhí)行功能部位的是______________；作為RNA聚合酶合成部位的是______________，作為RNA聚合酶執(zhí)行功能部位的是______________。（3）部分氨基酸的密碼子如表所示。若來自大豆的某小肽對應(yīng)的編碼序列為UACGAACAUUGG，則該小肽的氨基酸序列是______________。若該小肽對應(yīng)的DNA序列有3處堿基發(fā)生了替換，但小肽的氨基酸序列不變，則此時編碼小肽的RNA序列為______________。氨基酸密碼子色氨酸UGG谷氨酸GAAGAG酪氨酸UACUAU組氨酸CAUCAC11．（2020年山東省高考生物試卷（新高考)·21）人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。（1）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________________。（2）若正常運轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時間內(nèi)乙的含量將________________ （填：增加或減少）。若氣泵停轉(zhuǎn)時間較長，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會發(fā)生改變，原因是________________。（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________________ （填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。（4）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。 12．（2020年江蘇省高考生物試卷·27）大豆與根瘤菌是互利共生關(guān)系，下圖所示為大豆葉片及根瘤中部分物質(zhì)的代謝、運輸途徑，請據(jù)圖回答下列問題：（1）在葉綠體中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接參與CO2固定的化學(xué)物質(zhì)是H2O和__________。（2）上圖所示的代謝途徑中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA還原成磷酸丙糖（TP）運出葉綠體后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。（3）根瘤菌固氮產(chǎn)生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白質(zhì)時，通過脫水縮合形成__________鍵。（4）CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。葉綠體中合成ATP的能量來自__________；根瘤中合成ATP的能量主要源于__________的分解。（5）蔗糖是大多數(shù)植物長距離運輸?shù)闹饕袡C物，與葡萄糖相比，以蔗糖作為運輸物質(zhì)的優(yōu)點是__________。13．（2019全國卷Ⅰ·3）將一株質(zhì)量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時間后植株達到40 g，其增加的質(zhì)量來自于A．水、礦質(zhì)元素和空氣B．光、礦質(zhì)元素和水C．水、礦質(zhì)元素和土壤D．光、礦質(zhì)元素和空氣14．（2019全國卷Ⅰ·29）將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。（1）經(jīng)干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力_______________________。（2）與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會_______________________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_______________________。（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。15．（2019北京卷·31）光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生在高等植物、藻類和光合細菌中。（1）地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應(yīng)吸收的____________，在碳（暗）反應(yīng)中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2與RuBP（C5）結(jié)合，生成2分子C3，影響該反應(yīng)的外部因素，除光照條件外還包括_________________________（寫出兩個）；內(nèi)部因素包括_____________（寫出兩個）。（2）R酶由8個大亞基蛋白（L）和8個小亞基蛋白（S）組成。高等植物細胞中L由葉綠體基因編碼并在葉綠體中合成，S由細胞核基因編碼并在___________中由核糖體合成后進入葉綠體，在葉綠體的___________中與L組裝成有功能的酶。（3）研究發(fā)現(xiàn)，原核生物藍藻（藍細菌）R酶的活性高于高等植物，有人設(shè)想通過基因工程技術(shù)將藍藻R酶的S、L基因轉(zhuǎn)入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人員將藍藻S、L基因轉(zhuǎn)入某高等植物（甲）的葉綠體DNA中，同時去除甲的L基因。轉(zhuǎn)基因植株能夠存活并生長。檢測結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因植株中的R酶活性高于未轉(zhuǎn)基因的正常植株。①由上述實驗?zāi)芊竦贸?/span>“轉(zhuǎn)基因植株中有活性的R酶是由藍藻的S、L組裝而成”的推測？請說明理由。②基于上述實驗，下列敘述中能夠體現(xiàn)生物統(tǒng)一性的選項包括____________。a．藍藻與甲都以DNA作為遺傳物質(zhì)b．藍藻與甲都以R酶催化CO2的固定c．藍藻R酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成d．在藍藻與甲的葉肉細胞中R酶組裝的位置不同16．（2019江蘇卷·28）葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如下圖所示。請回答下列問題：（1）合成酶R時，細胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息__________到RNA上，RNA進入細胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成；在葉綠體中，參與大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是__________。（2）進行光合作用時，組裝完成的酶R需ATP參與激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在_________上（填場所）完成的?；罨拿?/span>R催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物（C3-l），C3-I還原為三碳糖（C3-Ⅱ），這一步驟需要__________作為還原劑。在葉綠體中C3-Ⅱ除了進一步合成淀粉外，還必須合成化合物X以維持卡爾文循環(huán)，X為__________。（3）作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控，下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程，與X濃度相關(guān)的有__________（填序號）。①外界環(huán)境的CO2濃度②葉綠體接受的光照強度③受磷酸根離子濃度調(diào)節(jié)的C3-ll輸出速度④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強度（4）光合作用旺盛時，很多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體__________。17．（2019浙江4月選考·30）回答與光合作用有關(guān)的問題：（1）在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”活動中，正常光照下，用含有0．1%CO2的溶液培養(yǎng)小球藻一段時間。當用綠光照射該溶液，短期內(nèi)小球藻細胞中3-磷酸甘油酸的含量會______。為3-磷酸甘油酸還原成三碳糖提供能量的物質(zhì)是______。若停止CO2供應(yīng)，短期內(nèi)小球藻細胞中RuBP的含量會______。研究發(fā)現(xiàn) Rubisco酶是光合作用過程中的關(guān)鍵酶，它催化CO2被固定的反應(yīng)，可知該酶存在于葉綠體______中。（2）在“光合色素的提取與分離”活動中，提取新鮮菠菜葉片的色素并進行分離后，濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為______。分析葉綠素a的吸收光譜可知，其主要吸收可見光中的______光。環(huán)境條件會影響葉綠素的生物合成，如秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與_____抑制葉綠素的合成有關(guān)。 

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