2020屆高考生物一輪復習 高考真題分類題庫 2015年知識點5 光合作用（含解析）

知識點5 光合作用1.(2015·福建高考·T3)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3。為測定RuBP羧化酶的活性,某學習小組從菠菜葉中提取該酶,用其催化C5與14CO2的反應,并檢測產(chǎn)物14C3的放射性強度。下列分析錯誤的是()A.菠菜葉肉細胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應的場所是葉綠體基質(zhì)B.RuBP羧化酶催化的上述反應需要在無光條件下進行C.測定RuBP羧化酶活性的過程中運用了同位素標記法D.單位時間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高【解題指南】(1)關鍵知識:同位素標記法的應用、暗反應進行的場所與條件、酶活性的檢測方法。(2)思維流程:同位素標記法14CO2+C5214C3,檢測產(chǎn)物的放射性強度【解析】選B。本題主要考查與光合作用過程中暗反應有關的實驗分析。A項中,菠菜葉肉細胞內(nèi)RuBP羧化酶催化C5與14CO2的反應屬于光合作用過程的暗反應階段,反應場所是在葉綠體基質(zhì)中,故正確。B項中,上述反應在有光、無光條件下都能進行,故錯誤。C項中,由題干中的信息“檢測產(chǎn)物14C3的放射性強度”可知,測定RuBP羧化酶活性的過程中運用了同位素標記法,故正確。D項中,由題干中的信息“RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3”可知,單位時間內(nèi)14C3生成量越多,說明RuBP羧化酶活性越高,故正確。2.(2015·山東高考·T3)下列有關生物學實驗的敘述,正確的是()A.葉綠體色素濾液細線浸入層析液,可導致濾紙條上色素帶重疊B.低溫誘導大蒜根尖時間過短,可能導致難以觀察到染色體加倍的細胞C.用顯微鏡觀察洋蔥根尖裝片時,需保持細胞活性以便觀察有絲分裂過程D.將洋蔥表皮放入0.3 g/mL蔗糖溶液中,水分交換平衡后制成裝片觀察質(zhì)壁分離過程【解題指南】(1)題干關鍵詞:浸入層析液、時間過短、保持細胞活性、水分交換平衡。(2)關鍵知識:觀察質(zhì)壁分離過程、綠葉中色素的分離方法、觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂和低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化?！窘馕觥窟xB。A項,層析液是有機溶劑,葉綠素易溶于其中,葉綠體色素濾液細線浸入層析液,會導致色素溶解而無法進行分離,得不到色素帶,故錯誤。B項,低溫能抑制紡錘體的形成,適宜刺激會使部分細胞染色體數(shù)目加倍,若處理時間過短,染色體加倍的細胞過少,難以觀察到,故正確。C項,制作洋蔥根尖裝片的過程包括取材、解離、漂洗、染色、制片,解離過程中細胞被殺死,觀察到的是分別處于不同時期的不同細胞,而非一個細胞的連續(xù)分裂過程,故錯誤。D項,在觀察質(zhì)壁分離實驗中,先制作洋蔥表皮的臨時裝片,再采用引流法使細胞浸潤在蔗糖溶液中,故錯誤。3.(2015·重慶高考·T4)將如圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下細胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是()A.黑暗條件下,增大、減小B.光強低于光補償點時,、增大C.光強等于光補償點時,、保持不變D.光強等于光飽和點時,減小、增大【解題指南】(1)題干關鍵詞:“密閉容器”“短時間內(nèi)發(fā)生了相應變化”。(2)思維流程:根據(jù)選項所給條件判斷細胞生理狀態(tài),即細胞呼吸大于光合作用、細胞呼吸等于光合作用、細胞呼吸小于光合作用細胞對O2和CO2的利用和產(chǎn)生情況。【解析】選B。本題考查光合作用和細胞呼吸過程中O2和CO2的產(chǎn)生和消耗情況。A項條件下只進行細胞呼吸,B項條件下細胞呼吸大于光合作用,表觀只進行細胞呼吸,這兩項均消耗O2,產(chǎn)生CO2,則增大,減小,故A項敘述正確,B項敘述錯誤。C項條件下,細胞呼吸等于光合作用,O2和CO2產(chǎn)生、消耗動態(tài)平衡,保持不變,故該敘述正確。D項條件下,光合作用大于細胞呼吸,表觀只進行光合作用,減小、增大,故該敘述正確。4.(2015·四川高考·T4)在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下,測得某森林中林冠層四種主要喬木的幼苗葉片的生理指標(見下表)。下列分析正確的是()物種指標 馬尾松苦櫧石櫟青岡光補償點(mol·m-2·s-1)140663722光飽和點(mol·m-2·s-1)1 4251 255976924(光補償點:光合速率等于呼吸速率時的光強;光飽和點:達到最大光合速率所需的最小光強)A.光強大于140mol·m-2·s-1,馬尾松幼苗葉肉細胞中產(chǎn)生的O2全部進入線粒體B.光強小于1 255mol·m-2·s-1,影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度C.森林中生產(chǎn)者積累有機物的能量總和,即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.在群落演替過程中,隨著林冠密集程度增大青岡的種群密度將會增加【解題指南】(1)題干關鍵詞:“適宜溫度”“大氣CO2濃度”“光補償點”“光飽和點”。(2)題表信息:“光補償點”“光飽和點”的含義?！窘馕觥窟xD。本題考查光合作用的影響因素。A項,光強大于140mol·m-2·s-1,馬尾松幼苗葉肉細胞光合速率大于呼吸速率,產(chǎn)生的O2部分進入線粒體,其余釋放到細胞外,故錯誤。B項,題干條件“適宜溫度和大氣CO2濃度”,1 255mol·m-2·s-1是苦櫧的光飽和點,小于1 255mol·m-2·s-1時影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是光照,故錯誤。C項,輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產(chǎn)者積累有機物的能量總和+生產(chǎn)者的呼吸消耗,故錯誤。D項,相對其他植物,青岡的光補償點和光飽和點均較低,屬陰生植物,所以隨著林冠密集程度增大,更適宜其生存,故正確。5.(2015·海南高考·T9)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自太陽能B.葉溫在3650時,植物甲的凈光合速率比植物乙的高C.葉溫為25時,植物甲的光合與呼吸作用強度的差值不同于植物乙的D.葉溫為35時,甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強度的差值均為0【解題指南】(1)題干關鍵信息:“凈光合速率”“隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢”。(2)圖示信息:從曲線可看出兩種植物的凈光合速率隨溫度的變化先增后減,不同溫度下影響不同?！窘馕觥窟xD。本題考查溫度對光合作用的影響。植物的光合作用所需要的能量來自太陽能,A項正確;由曲線可知在3650時,植物甲的凈光合速率高于植物乙,B項正確;植物光合與呼吸作用強度的差值即凈光合速率,由曲線可知在葉溫為25時,植物甲的凈光合速率小于植物乙,C項正確;由曲線可知,葉溫為35時,甲、乙兩種植物的凈光合速率相等,但不為0,故D項錯誤。6.(2015·海南高考·T24)將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始,凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0,之后保持不變。在上述整個時間段內(nèi),玻璃容器內(nèi)CO2濃度表現(xiàn)出的變化趨勢是()A.降低至一定水平時再升高 B.降低至一定水平時保持不變C.持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài) D.升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定【解題指南】(1)題干關鍵信息:“密閉的玻璃容器”“適宜條件下光照培養(yǎng)”“玻璃容器內(nèi)CO2濃度”。(2)關鍵知識:CO2濃度對光合作用的影響?！窘馕觥窟xB。本題考查CO2濃度對光合作用影響的有關知識。密閉容器內(nèi)的植物在光照條件下既能進行光合作用也能進行有氧呼吸,植物凈光合速率=實際光合速率-呼吸速率,凈光合速率只要大于0,則光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸釋放的CO2量;根據(jù)題意,從照光開始,凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0,之后保持不變,說明密閉容器內(nèi)的CO2濃度從光照開始就下降,當凈光合速率下降為0時,密閉容器內(nèi)的CO2濃度停止下降,然后凈光合速率為0保持不變,密閉容器內(nèi)的CO2濃度保持不變,所以B項正確,A、C、D項錯誤。7.(2015·安徽高考·T2)如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是()A.CO2的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學能B.CO2可直接被H還原,再經(jīng)過一系列的變化形成糖類C.被還原的C3在有關酶的催化作用下,可形成C5D.光照強度由強變?nèi)鯐r,短時間內(nèi)C5含量會升高【解題指南】(1)關鍵知識:光反應過程與暗反應過程及反應條件。(2)圖示信息:暗反應階段CO2的固定過程、C3的還原過程。(3)隱含信息:光反應階段為暗反應階段提供ATP和H?！窘馕觥窟xC。本題主要考查光合作用過程中光反應階段與暗反應階段相關物質(zhì)的變化。在暗反應過程中,綠葉通過氣孔從外界吸收進來的CO2,不能直接被H還原,首先與葉綠體基質(zhì)中C5結(jié)合生成C3,該過程叫CO2的固定,故A、B項錯誤。在有關酶的催化作用下,C3接受ATP水解釋放的能量并且被H還原,一些接受能量并被還原的C3經(jīng)過一系列變化形成糖類,另一些接受能量并被還原的C3則經(jīng)過一系列的化學變化,又形成C5,故C項正確。D項中,光照強度變?nèi)?光反應速度減慢,H和ATP的產(chǎn)生量減少,使暗反應階段C3的還原速度減慢,生成C5減少,而CO2的固定短時間內(nèi)正常進行,消耗C5增多,導致C5含量減少,故D項錯誤。8.(2015·江蘇高考·T21)為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響,某同學用乙醇提取葉綠體色素,用石油醚進行紙層析,下圖為濾紙層析的結(jié)果(、為色素條帶)。下列敘述正確的是(多選)()A.強光照導致了該植物葉綠素含量降低B.類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強光照C.色素、吸收光譜的吸收峰波長不同D.畫濾液線時,濾液在點樣線上只能畫一次【解題指南】(1)圖示信息:強光照后和色素帶變寬,而和色素帶變窄。(2)隱含信息:和色素帶分別是胡蘿卜素和葉黃素,而和色素帶分別是葉綠素a和葉綠素b?！窘馕觥窟xA、B、C。本題主要考查葉綠體中色素的提取與分離實驗。由圖示可知,強光照下,、表示的葉綠素色素帶變窄,說明葉綠素含量降低,故A項正確;類胡蘿卜素可保護葉綠素免受強光照降解,故B項正確;是葉綠素a,是葉綠素b,都主要吸收藍紫光和紅光,但吸收光譜的吸收峰波長不同,故C項正確;畫濾液線時,濾液在點樣線上畫23次,故D項錯誤。9.(2015·全國卷·T29)為了探究不同光照處理對植物光合作用的影響,科學家以生長狀態(tài)相同的某種植物為材料設計了A、B、C、D四組實驗。各組實驗的溫度、光照強度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定,每組處理的總時間均為135s,處理結(jié)束時測定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實驗結(jié)果如下:A組:先光照后黑暗,時間各為67.5s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為50%。B組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為7.5s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為70%。C組:先光照后黑暗,光照和黑暗交替處理,每次光照和黑暗時間各為3.75ms(毫秒);光合作用產(chǎn)物的相對含量為94%。D組(對照組):光照時間為135s;光合作用產(chǎn)物的相對含量為100%。回答下列問題:(1)單位光照時間內(nèi),C組植物合成有機物的量(填“高于”、“等于”或“低于”)D組植物合成有機物的量,依據(jù)是;C組和D組的實驗結(jié)果可表明光合作用中有些反應不需要,這些反應發(fā)生的部位是葉綠體的。(2)A、B、C三組處理相比,隨著的增加,使光下產(chǎn)生的能夠及時利用與及時再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。【解題指南】(1)隱含信息:A、B、C三組處理相比,光照和黑暗交替頻率依次增加。(2)關鍵知識:光合作用過程光反應和暗反應兩個階段的區(qū)別與聯(lián)系?！窘馕觥?1)在該實驗中,作為對照組的D組接受全光照135s,而C組實驗是光照和黑暗交替進行,其僅用了D組的一半時間的光照,但合成的有機物的量是94%(D組為100%),故單位光照時間內(nèi),C組植物合成有機物的量高于D組植物合成有機物的量。C組光照時間的縮短,說明在光合作用過程中,暗反應不需要光照,而這個過程發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。(2)光合作用過程有兩個階段:光反應階段和暗反應階段。光反應階段必須在光下進行,其將水分解,產(chǎn)生ATP和還原型輔酶(H)用于暗反應。A、B、C三組處理相比,隨著光照時間間隔的減少,光照頻率的增加,使光下產(chǎn)生的ATP和H能夠及時被利用與再生,從而提高了光合作用中CO2的同化量。答案:(1)高于C組只用了D組一半的光照時間,其光合作用產(chǎn)物的相對含量卻是D組的94%(其他合理答案也可)光照基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率(其他合理答案也可)ATP和還原型輔酶10.(2015·山東高考·T26)油菜果實發(fā)育所需的有機物主要來源于果皮的光合作用。(1)油菜果皮細胞內(nèi)通過光合作用固定CO2的細胞器是 。光合作用產(chǎn)生的有機物主要以蔗糖的形式運輸至種子。種子細胞內(nèi)的蔗糖濃度比細胞外高,說明種子細胞吸收蔗糖的跨(穿)膜運輸方式是 。(2)圖甲表示在適宜條件下油菜果實凈光合速率與呼吸速率的變化。分析可知,第24天的果實總光合速率(填“大于”或“小于”)第12天的果實總光合速率。第36天后果皮逐漸變黃,原因是葉綠素含量減少而(填色素名稱)的含量基本不變。葉綠素含量減少使光反應變慢,導致光反應供給暗反應的和減少,光合速率降低。(3)圖乙表示油菜種子中儲存有機物含量的變化。第36天,種子內(nèi)含量最高的有機物可用染液檢測;據(jù)圖分析,在種子發(fā)育過程中該有機物由轉(zhuǎn)化而來?！窘忸}指南】(1)關鍵知識:物質(zhì)轉(zhuǎn)化及有機物的檢測、物質(zhì)跨(穿)膜運輸方式、光合作用和細胞呼吸。(2)圖示信息:圖甲表示果實凈光合速率與呼吸速率的變化?！窘馕觥?1)光合作用的場所是葉綠體,所以通過光合作用固定CO2的細胞器是葉綠體。由題意可知,種子細胞吸收蔗糖的方向是從低濃度到高濃度,運輸方式是主動運輸。(2)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,由題圖可知,第12天和第24天總光合速率分別大約為9.5和8.5。果皮變黃是因為葉綠素分解顯現(xiàn)出類胡蘿卜素(胡蘿卜素和葉黃素)的顏色。光反應為暗反應提供H和ATP,所以光反應減弱,光合速率降低。(3)由圖乙可知,第36天,油菜種子中含量最高的有機物是脂肪,蘇丹或蘇丹染液可使脂肪呈現(xiàn)橘黃色或紅色;可溶性糖和淀粉與脂肪的含量變化呈負相關,且時間上具有一定同步性,故脂肪是由可溶性糖和淀粉轉(zhuǎn)化而來的。答案:(1)葉綠體主動運輸 (2)小于類胡蘿卜素(或葉黃素和胡蘿卜素)H(或NADPH)ATP(注:兩空可顛倒) (3)蘇丹(或蘇丹)可溶性糖和淀粉11.(2015·江蘇高考·T27)為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光合速率、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量,結(jié)果如下圖所示。請回答下列問題: (1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片,在相同的實驗條件下,測得的單位時間、單位葉面積的釋放量。(2)光合作用過程中,CO2與C5結(jié)合生成,消耗的C5由經(jīng)過一系列反應再生。(3)由圖可知,P1的葉片光合作用能力最強,推斷其主要原因有:一方面是其葉綠素含量較高,可以產(chǎn)生更多的;另一方面是其蛋白質(zhì)含量較高,含有更多的。(4)栽培以后,P2植株干重顯著大于對照,但籽實的產(chǎn)量并不高,最可能的生理原因是。【解題指南】圖示信息:從圖1中看出,溫度影響凈光合速率;從圖2中看出,P1和P2的葉綠素和蛋白質(zhì)含量高于對照組?！窘馕觥勘绢}考查光合作用和呼吸作用的相關知識。(1)在光照強度、CO2濃度相同的實驗條件下,可采用葉齡一致的葉片,測得其單位時間、單位葉面積O2的釋放量或干物質(zhì)的增加量來表示凈光合速率。(2)暗反應過程中CO2與C5結(jié)合生成C3,C3經(jīng)過還原一部分形成葡萄糖,一部分形成C5。(3)P1的葉片光合作用能力最強,主要原因是其葉綠素含量較高,光反應強烈,形成比較多的ATP和H用于暗反應;蛋白質(zhì)含量高,說明參與光合作用的酶含量高,這兩點都利于暗反應的進行。(4)P2植株干重顯著大于對照,籽實產(chǎn)量不高,最可能的生理原因是光合作用產(chǎn)物更多地積累在莖稈等營養(yǎng)器官中,向籽實運輸?shù)纳?。答?(1)光照強度、CO2濃度O2(2)C3C3 (3)H和ATP參與光合作用的酶(4)P2光合作用能力強,但向籽實運輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少12.(2015·浙江高考·T30)某植物葉肉細胞光合作用的碳反應、蔗糖與淀粉合成代謝途徑如圖所示。圖中葉綠體內(nèi)膜上的磷酸轉(zhuǎn)運器轉(zhuǎn)運出1分子三碳糖磷酸的同時轉(zhuǎn)運進1分子Pi(無機磷酸)。請回答:(1)磷除了是光合作用相關產(chǎn)物的組分外,也是葉綠體內(nèi)核酸和的組分。(2)卡爾文循環(huán)中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的還原反應屬于。(3)若蔗糖合成或輸出受阻,則進入葉綠體的數(shù)量減少,使三碳糖磷酸大量積累于中,也導致了光反應中合成的數(shù)量下降,卡爾文循環(huán)減速。上述這種三碳糖磷酸對卡爾文循環(huán)的調(diào)節(jié)屬于。此時過多的三碳糖磷酸將用于,以維持卡爾文循環(huán)運行。【解題指南】(1)圖示信息:卡爾文循環(huán)產(chǎn)生三碳糖磷酸,又被轉(zhuǎn)運到葉綠體外,三碳糖磷酸產(chǎn)生蔗糖并提供Pi。(2)隱含信息:光反應過程利用Pi合成ATP,卡爾文循環(huán)需要ATP,三碳糖磷酸起到負反饋調(diào)節(jié)作用。【解析】(1)磷是光合作用相關產(chǎn)物的組分,同時還是葉綠體內(nèi)部核酸以及多種膜中磷脂的組分。(2)卡爾文循環(huán)中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的還原反應消耗光反應產(chǎn)生的ATP,因而屬于吸能反應。(3)由題圖可知,若蔗糖合成或輸出受阻,則同時產(chǎn)生的Pi有所積累,導致進入葉綠體中的Pi數(shù)量大幅減少。此時三碳糖磷酸大量積累在葉綠體基質(zhì)中,由于光反應中Pi的利用減少,導致光反應中合成ATP的數(shù)量下降,使卡爾文循環(huán)減速。上述三碳糖磷酸對卡爾文循環(huán)存在負反饋調(diào)節(jié)機制,如三碳糖磷酸含量過多,也可參與淀粉的合成,以維持卡爾文循環(huán)的正常進行。答案:(1)磷脂(2)吸能反應 (3)Pi葉綠體基質(zhì)ATP負反饋調(diào)節(jié)淀粉合成12