高中生物：光合色素

光合色素

一、单选题

1.当同时给予植物红光和远红光照射时，光合作用的效率大于分开给光的效率，这一现象称为双光增益效

应，如左图所示；出现这一现象的原因是光合作用过程中存在两个串联的光系统，即光系统I和光系统H,

其作用机理如右图所示。以下相关说法正确的是（）

L

t4tItI

远红关红光关红光、关

光开开远红

光开

A.光系统I位于叶绿体类囊体，光系统n位于叶绿体基质

B.双光增益是通过提高单位时间内光合色素对光能的吸收量来实现的

c.光系统I和光系统n通过电子传递链串联起来，最终提高了光能的利用率

D.光系统I和光系统n产生的氧化剂都可以氧化水，从而生成氧气

二、综合题

3.莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅

为普通莲藕的56%。如图表示在25c时不同光照强度下该突变体莲藕和普通莲藕的净光合速率。表格数据

是某光照强度下测得的突变体莲藕与普通莲藕相关生理指标。

u二

♦

uo

-n

甬

敦

犯

常

改

品种气孔导度胞间CCh浓度还原性糖（mg.g」鲜重）

普通莲藕0.102502.72

突变体莲藕0.182503.86

(1)兴趣小组甲用纸层析法进行色素的分离、鉴定。色素分离的原理是不同色素在.中的溶解度不同,

扩散速度不同。若出现色的色素带，说明有叶绿素a和叶绿素b。

(2)图中光照强度低于a时，突变体莲藕的净光合速率低于普通莲藕，推测引起这种差异的主要原因是

(3)为了得到表中的实验结果，实验的设计条件应包含.

①置于相同C02浓度的环境②置于相同的温度环境③置于不同的光照强度④置于相同的湿度环境⑤植株样

本足够⑥选用生长状态一致的植株

(4)根据图和表信息推测，与普通莲藕相比，突变体莲藕合成还原性糖高的原因可能有:

(答2点)。

(5)突变体叶绿素含量降低，科研人员推测主要减少的色素为叶绿素b,为证实该结论进行实验，写出筒要

实验思路.

4.羊草根据叶色可分为灰绿型和黄绿型两种生态型，二者在光合生理特性、耐盐碱性等方面都表现出稳定

的不同，但灰绿型羊草的叶绿素a/叶绿素b与黄绿型羊草的相近。为阐释二者差异的分子机制，在夏季晴

朗日G子的不同时间对两种羊草的净光合速率进行测定，结果如下图所示。请回答下列问题:

's25♦灰绿型

l■黄豪型

e.u20

15

o。

01

E10

35

0

8时10时12时14时16时18时

(1)灰绿型羊草叶片中的叶绿素含量比黄绿型羊草叶片中的(填“高”、“低”或“相等")。叶绿素主要吸

收可见光中的用于光合作用。

(2)8时〜18时，两种羊草始终处于有机物的积累状态，判断依据是。与10时相比，短时间内12时

叶绿体中C3含量低，原因是

(3)植物在逆境条件下可通过增加可溶性蛋白质的合成，直接参与适应逆境的过程，这对其适应不利的环境

条件具有积极意义。表1和表2分别表示在盐碱胁迫条件下，两个生态型羊草的蛋白质含量。

试卷第2页，共8页

表1NaCl胁迫条件下两个生态型羊草可溶性蛋白质含量（单位：mg/g）

NaCl浓度/(mmol/L)

植物

025100200

灰绿型羊草41.4±17.61266.246±28.125148.335±69.528116.035±13.924

黄绿型羊草18.2±22.356121.411±26.64794.011±21.43535.525±29.106

表2Na2c03胁迫条件下两个生态型羊草可溶性蛋白质含量（单位：mg/g）

NazCCh浓度/(mmol/L)

植物

012.550100

灰绿型羊草41.4±17.612119.308±47.468104.215±54.066145.548±22.668

黄绿型羊草18.2±22.356126.488±50.931187.907±129.46788.642±68.193

据表分析，可得出的结论是。

（4）铁肥可提高羊草净光合速率，但生产过程中不需要施加大量铁肥，下列解释合理的有（填序号）。

A.大量施肥会使土壤渗透压升高，导致羊草吸水困难

B.Fe属于微量元素，两种生态型羊草对Fe需求量不大

C.大量施肥会导致羊草气孔开放度降低，蒸腾作用减弱

D.通过施加大量铁肥延长羊草生育期，以提高羊草净光合速率

5.关于粮食增产的措施及作物抗逆性的研究一直是当下的热点之一、回答下列问题：

（1）科研人员发现一种能提高光合作用效率的新兴碳纳米荧光材料一碳点（CDs）,它是一种良好的能量传

递中间体，其作用机制见图LH2O在PSH作用下被分解形成02和H+,其中一部分02可扩散到（填

具体结构）参与反应又生成了H2O,H+（填“顺浓度''或"逆浓度”）梯度通过ATP合酶驱动合成物质D：

另一方面释放电子"-），电子最终传递给A,合成B,则B是。

图1

(2)用该碳点处理叶绿体后，叶绿体能吸收利用率低的紫外光，并发射出和叶绿体吸收相匹配的蓝紫光，使

图1中(填字母人~口)的合成量增加；还可以上调Rubisc。酶的活性，加快(填物质名称)的

合成，以提高光合作用效率。

(3)研究发现，由叶绿体psbA基因编码的DI蛋白是PSII反应中心的重要蛋白，干旱胁迫对D1的损伤最为

明显。5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)能缓解干旱胁迫，为了了解外源5-ALA如何缓解干旱胁迫，某研究小组

做了相关实验，实验结果如图2、图3：

®

的

解

玄

要E

摒

qv

ds

图2图3

注：甲组为对照组，乙组喷施5-ALA溶液，丙组喷施PEG(聚乙二醇)，丁组喷施PEG+5-ALA溶液。

①水分对光合作用的影响是多方面的。请从两个方面分析缺水对光合作用的影响。

②喷施PEG的目的是。据图分析，外施5-ALA能缓解干旱胁迫的原因是o

6.马铃薯是我国重要的粮食作物，提高马铃薯产量有利于保障我国粮食安全，实验人员为研究不同光谱对

马铃薯生产效率和品质的影响，分别设置了对照组：白光(W)、实验组：红光：蓝光=1：7(1R7B)、红光：

蓝光=1:1(1R1B)和红光：蓝光=7：1(7R1B)四个光谱处理马铃薯，实验结果如图所示。回答下列问题：

试卷第4页，共8页

W1R7B1RIB7R1B

19:00・•・•

(89d)e©••

8:00OO■

oo••••・O

(90d)oo••OO

■表示被染成蓝色o表示蓝色消失

图2不同处理对块茎成熟期马铃薯叶片

光合速率的影响夜间淀粉转运的影响

(1)实验人员选择红光和蓝光进行实验的原因是

(2)据图1分析，在实验组中，马铃薯叶片的光合速率随着而逐渐增大。

(3)为了探究不同红蓝光比例处理下马铃薯叶片夜间淀粉转运的差异，采用碘一碘化钾染液在第89天19：

00对块茎成熟期马铃薯叶片中的淀粉进行了染色观察，在第90天8：00再次进行观察，结果如图2所示。

据图2分析，叶片中的淀粉转运到其他组织或器官的能力较弱的组是。叶片是淀粉产生的源器官，结

合图1、2分析，实验组最终生产的马铃薯总块茎数最可能对照组的。

(4)商品薯是品相较佳，能达到出售要求的马铃薯，商品薯率=商品薯数/总块茎数X100%,统计各组的商品薯

率，结果如图3所示。根据图3分析，商品薯率最高的组是；与对照组相比，该组的商品薯率更高,

结合以上信息分析，最可能是因为

不同处理

图3不同处理对块茎成熟期马铃薯

商品薯率的影响

四、实验题

7.生菜是目前产量最大的人工种植蔬菜之一。为提高经济效益，研究员探究了光质、胞间CO2浓度和温度

对生菜品质的影响.图为生菜叶肉细胞光合作用部分过程的示意图。其中，PSI、PSII和PQ与电子传递等

有关；字母A~F表示物质；I、II、in表示反应场所。

n

m

(1)图为生菜叶肉细胞光合作用的(光反应/碳反应)过程。

(2)图中吸收和转换光能的场所是(I/II/III)；叶绿体内能量转换的部分路径是。(编号排序)

①电能②光能③NADP+④NADPH⑤三碳糖⑥三碳化合物

(3)据图及已学知识判断，生菜叶肉细胞内H+浓度较高的场所是(I/III),其主要原因是。(编

号选填)

①A光解产生H+②PQ将I中的H+泵入IH③D分解为C和H+④H+穿过ATP合酶到达I

实验1：探究不同光质对I、II、皿三种生菜生长状况的影响。不同光质处理下，叶绿素总量、壮苗指数与

对照组的比值，如图所示。

(4)为提高经济效益，图中生菜品种与光质的最佳组合是。(单选)

3oo

)0o

五□红：蓝=2：1

£0红：蓝=1：1

5o

知松红：蓝=1：22oo

逢

笈0o

圻1oO

*5o

龙

眠

噤OO

吉

(a)(b)

A.品种I；红：蓝=2：1B.品种n；红：蓝=1：1

C.品种I；红：蓝=1：2D.品种II；红：蓝=1：2

实验2：探究不同时段内胞间C02浓度(Ci)与生菜叶片净光合速率(Pn)的变化，实验结果如图所示。

试卷第6页，共8页

c

O

E

-

o

u

n

i

)

网

端

0

0

1曲

（5）据图分析，生菜叶片在不同时段内Ci与Pn发生变化的原因及因果关系，并对下方“时段”“原因''”因果关

系''三者的对应关系连线。

时段原因因果关系

9：00-11：00气孔导度增大，CO2供应量增加Pn导致Ci变化

11：00-13：00为降低蒸腾速率，气孔导度减小，CO2供应量减小

13：00-15：00光照增强诱导叶肉细胞活性增强，净光合速率增强

15：00-17：00光照减弱诱导叶肉细胞活性减弱，净光合速率减小Ci导致Pn变化

实验3：探究高温对生菜植株光合色素含量的影响，实验结果如图所示。

(

一

。

•0.8N常温区图温

0SO

*

和

雕

回

如

家叶绿素类胡萝卜素

（6）为测得图所示的实验结果，下列实验步骤需要保持一致的有o（多选）

A.植物生长时的光照强度

B.提取色素时加入的提取液体积

C.选取的叶片在植物上的位置

D.用于提取和分离色素的叶片质量

（7）据图分析，高温处理使叶绿体色素的种类（不变/增多/减少），叶绿素含量（不变/增多/减

少）。据此推测，若在持续高温的环境下，植物对光能的捕获与能量转换能力会（不变/增强/减弱）。

（8）为进一步探究温度对生菜根部吸收矿质元素的影响，小贾同学制作了水培装置，并思考以下问题：

该实验需要设置的自变量是;需要控制的无关变量是。（编号选填）

①光照强度②水培溶液的温度③室内温度④植物的生长状况

生菜水培溶液应选择（缺少某种矿质元素/矿质元素齐全）的溶液。

检测该实验因变量的合理做法是。（单选）

A随机测定各组生菜植株的净光合速率

B.随机测定各组生菜植株中矿质元素的含量

C.分别测定各组长势最好的生菜植株的净光合速率

D.分别测定各组长势最好的生菜植株中矿质元素的含量

（9）研究发现，持续高温下生菜叶片中叶绿体膜损伤严重，类囊体松散，线粒体结构无明显变化。试分析在

持续高温影响下，生菜植株是否仍能获取ATP?并阐述论证过程»

试卷第8页，共8页

参考答案：

1.C

3.(1)层析液蓝绿色和黄绿色

(2)突变体莲藕的叶绿素含量较低，光反应形成ATP和NADPH少，光合速率低

⑶①②④⑤⑥

(4)充足的光能弥补了色素缺乏；固定较多C02,暗反应效率高

(5)设计两组实验：分别取普通莲藕和突变体莲藕的等量绿叶，对这两组绿叶进行色素的提

取和分离操作；对比两组滤纸条上黄绿色的色素带宽度

4.(1)高红光和蓝紫光

(2)8时〜18时，两种羊草的净光合速率都大于0与10时相比，12时叶片细胞气

孔关闭，导致CO2供应不足，CO2的固定受阻，而C3的还原正常进行，导致叶绿体中C3

含量下降

(3)灰绿型羊草和黄绿型羊草具有一定耐盐碱能力，且灰绿型羊草的耐盐碱能力高于黄绿型

羊草的

(4)AB

5.(1)线粒体内膜顺浓度NADPH

(2)BD三碳化合物/C3

(3)①缺水可导致气孔关闭，光合作用会因暗反应阶段的原料不足而受到影响；缺水会

使物质运输变慢，当光合产物在叶肉细胞中积累过多时，会抑制光合速率；缺水会影响类囊

体薄膜上的电子传递，严重时还会造成叶绿体囊状结构的破坏模拟干旱环境干旱

条件下，5-ALA提高了psbA基因的表达量，弥补了部分损伤的D1蛋白，提高了小麦幼苗

的净光合速率，从而缓解了干旱对小麦造成的伤害

6.(1)光合色素主要吸收红光和蓝紫光

(2)蓝光比例的减少(红光比例的增加)

(3)1R7B和7R1B低于

(4)7RIB7RIB组的总块茎数显著低于对照组的，但其商品薯数较高

7.(1)光反应

(2)II2-1-4—5

⑶III①②

答案第1页，共3页

(4)C

⑸

时段原因因果关系

9:00-11:00气孔导度增大，C02供应量增加Pn导致Ci变化

11:00-13:00为降低蒸腾速率，气孔导度减小，C02供应量减小

13:00-15:001光照增强诱导叶肉细胞活性增强，净光合速率增强

15:00-17:00光照减弱诱导叶肉细胞活性减弱，净光合速率减小Ci导致Pn变化

(6)ABCD

⑺不变减少减弱

(8)②①③④矿质元素齐全B

(9)要求写出植物细胞获取ATP的主要途径是光合作用和呼吸作用：写出光合作用是由色素

介导的由一系列酶参与的生化反应；写出细胞是一系列酶促生化反