27版53高中同步新教材生物必修1人教版练习册第5章专题强化练2　光合作用原理在新情境下的应用

第5章细胞的能量供应和利用专题专项练专题强化练2光合作用在新情境下的应用1.[甄选真题][2025黑吉辽蒙高考]黑暗条件下,叶绿体内膜的载体蛋白NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP

和Pi的过程示意图如图。其他条件均适宜,下列叙述正确的是

()

D

A.ATP、ADP和Pi通过NTT时,无需与NTT结合B.NTT转运ATP、ADP和Pi的方式为主动运输C.图中进入叶绿体基质的ATP均由线粒体产生D.光照充足,NTT运出ADP的数量会减少甚至停止解析

关键信息选项判断NTT是一种载体蛋白载体蛋白转运物质时,需要与被转运物结合,A(✕)NTT顺浓度梯度运输ATP、ADP和PiNTT转运ATP、ADP和Pi的方式为协助扩散,B(✕)题图过程发生在黑暗条件下,则细胞通过细胞呼吸

产生ATP黑暗中细胞呼吸产生ATP的场所包括细胞质基质

(细胞呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸第二、三

阶段),C(✕)题图中,NTT将ATP运入叶绿体,将ADP运出叶绿

体光照充足时,光反应合成ATP需要消耗大量ADP和

Pi,导致NTT运出ADP的数量减少甚至停止,D(√)2.[2026广东深圳月考]绿色植物进行光合作用可以合成淀粉,我国科学家成功设计出了一条无绿色植

物参与也能利用二氧化碳和水合成淀粉的路线(如图所示)。下列相关叙述正确的是

()

A.上述路径的本质是将光能转化为有机物中稳定的化学能B.图中水电解形成的产物与水光解形成的产物是相同的C.图中②过程所用的酶与植物体内CO2固定所用的酶相同D.①过程模拟了光反应过程,②③④过程模拟了暗反应过程

A

解析结合题图可知,题述路径的本质是将光能转化为电能,进而转化为有机物(如淀粉)中稳定的化学

能,A正确。图中②过程所用的酶催化甲醛缩合形成C3,与植物体内CO2固定所用的酶不同,C错误。关键信息选项判断水电解形成的产物为H2与O2,水光解形成的产物是

O2和H+(H+可与NADP+结合形成NADPH)图中水电解形成的产物与水光解形成的产物不同,

B(✕)①②过程模拟的是CO2的固定,③④过程模拟的是

三碳化合物的还原①②③④过程模拟了暗反应过程,D(✕)3.[2026天津南开月考]如图为类囊体膜上发生的光反应示意图,PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统

Ⅱ,是叶绿素和蛋白质构成的复合体,能吸收、利用光能进行电子的传递。PQ、Cytbf、PC是传递电子

的蛋白质,其中PQ在传递电子的同时能将H+运输到类囊体腔中。图中实线为电子的传递过程,虚线为H

+的运输过程。以下说法正确的是

()

B

A.ATP合酶由CF0和CF1两部分组成,在进行H+逆浓度

梯度运输的同时催化ATP的合成B.图中类囊体膜两侧的H+浓度差与H2O光解、PQ主

动运输H+、合成NADPH消耗H+有关C.图中电子传递的过程中,最初提供电子的物质为水,

最终接受电子的物质为NADPHD.光能被捕获后将水分解成O2、H+和e-,最终全部转化为ATP中活跃的化学能解析据图分析类囊体膜两侧H+浓度如下:

根据图中电子(e-)的传递过程可知,电子最初来源于水,最终传递给NADP+和H+形成NADPH,故最终接受

电子的物质为NADP+,C错误。光能被捕获后将水分解成O2、H+和e-,最终转化为ATP和NADPH中活跃

的化学能,D错误。

4.[2026重庆一中开学考试]当光照过强,植物吸收的光能超过光合作用所能利用的量时,引起光能转化

效率下降的现象称为光抑制。光抑制主要发生在PSⅡ,PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合体,能

将水分解为O2和H+并释放电子。电子积累过多会产生活性氧使PSⅡ变性失活,使光合速率下降。研究

人员为研究铁氰化钾(MSDS,一种电子受体)对微藻光抑制现象的作用,进行了相关实验,结果如下图。

下列说法错误的是

()

D

A.PSⅡ的形成需要核糖体的参与B.光照强度在I1~I2时,对照组光合放氧速率不再上升与光能转化效率

下降有关C.在经光照强度I3处理的微藻中加入MSDS后,光合放氧速率无法完全

恢复D.实验结果说明MSDS可能通过释放电子降低PSⅡ受损来减轻微藻的光抑制解析PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合体(题干信息),蛋白质的合成场所是核糖体,A正确;由题

图可知,光照强度从I1到I2,对照组微藻的光合放氧速率不变,即光合作用利用光能不变,但光照强度增加,

说明微藻的光能转化效率下降,B正确;已知电子积累过多会产生活性氧使PSⅡ变性失活(题干信息),对

照组在I3光照强度下,微藻细胞中PSⅡ的活性已经受到影响,加入MSDS后能减轻微藻的光抑制,但不能

完全恢复,光合放氧速率仍然较低,C正确;光照过强时,电子积累过多会使PSⅡ变性失活,MSDS能够减

轻光抑制,原因是MSDS(电子受体)能接收电子从而降低PSⅡ受损,D错误。5.[2025山西吕梁期中]藜科植物异子蓬能在绿色组织的单个细胞中完成整个C4光合作用,颠覆了C4植物

的光合作用只能依靠两种细胞共同作用的观点。异子蓬光合细胞与大气接触的叶表面附近几乎没有

叶绿体,维管束附近有叶绿体密集区,其光合作用过程如下图所示。据图分析错误的是

()

B

A.叶绿体固定的CO2来自苹果酸的分解和自身呼吸作用B.丙酮酸转化成PEP过程消耗的ATP来自叶绿体C.该植物光合细胞的线粒体中存在NADH和NADPH两种辅酶D.叶绿体总是紧靠线粒体分布,有利于获得较高浓度CO2

解析从题图中可以看出,线粒体中苹果酸分解产生的CO2可进入叶绿体进行卡尔文循环,除此之外,线

粒体呼吸作用产生的CO2也可被叶绿体固定,叶绿体紧靠线粒体分布有利于获得较高浓度CO2,A、D正

确。丙酮酸转化成PEP过程消耗的ATP来自线粒体和细胞质基质,B错误。

6.[2025湖南岳阳开学考试]在光合作用的研究中,植物光合产物产生的部位称为“源”,光合产物消耗

和储存的部位称为“库”,某实验小组以油茶为实验材料,探究了不同的库源比对植物光合作用的影

响,实验处理如图所示,实验结果如表所示(单位略)。已知叶绿体中淀粉的堆积会破坏类囊体膜的结构,

保卫细胞(控制气孔开闭)中淀粉的积累会降低气孔的开放程度。下列叙述不正确的是

()

B

项目甲组乙组丙组光合速率9.578.268.05叶绿素相对含量79.571.362.5A.光合色素主要吸收红光和蓝紫光B.根据实验结果可知,当库源比减小时,叶绿素的相对含量升高,光合速率增大C.适当减“源”防止保卫细胞中淀粉积累,使气孔的开放程度增大,促进CO2的吸收D.蔗糖是光合作用产物由“源”向“库”运输的重要形式解析由题干信息可知,“源”:植物光合产物产生的部位,如叶片;“库”:光合产物消耗和储存的部位,

如果实。据此结合实验结果进行分析:关键信息选项分析题干信息:叶绿体中淀粉的堆积会破坏类囊体膜

的结构库源比减小→阻碍叶肉细胞中淀粉输出,淀粉在叶

绿体中积累→类囊体膜(有叶绿素分布)的结构被

破坏→叶绿素相对含量下降,光合速率减小,B(✕)题图信息:甲、乙、丙三组果实数量不变,叶片数

量依次增多→库源比依次减小

题干信息:保卫细胞(控制气孔开闭)中淀粉的积累

会降低气孔的开放程度适当减“源”→促进叶片中淀粉输出→防止保卫

细胞内淀粉积累→气孔的开放程度增大→细胞可

吸收更多的CO2供光合作用的暗反应利用,C(√)结合以上分析可知:果实数量不变,适当减“源”

(减少叶片数量)→库源比增大→叶片光合速率增

大

蔗糖具有很高的水溶性,且蔗糖分子具有很高的稳定性,蔗糖是光合作用产物由“源”向“库”运输的

重要形式,D正确。7.[2026河南鹤壁阶段考试]科研人员从植物叶绿体中分离类囊体,构建含类囊体的人工细胞,并探究光

照等因素对人工细胞功能的影响。请回答下列问题:(1)细胞破碎后,在适宜温度下用低渗溶液处理,涨破___________膜,获得类囊体悬液。经离心分离获得

类囊体,为保持其活性,需加入________溶液重新悬浮,并保存备用。(2)类囊体浓度用单位体积类囊体悬液中叶绿素的含量表示。吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的_____

_________中,混匀后,测定出叶绿素浓度为3μg/mL,则类囊体的浓度为________μg/mL。(3)为检测类囊体活性,实验前需对类囊体进行多次洗涤,目的是消除类囊体悬液中原有光反应产物对

后续实验结果的影响,这些产物主要有_________________。

ATP、NADPH

600

无水乙醇

等渗

叶绿体

(4)已知荧光素PY的强弱与pH的大小呈正相关。图示具有光反应活性的人工细胞,在适宜光照下,荧光

强度_____(填“变强”“不变”或“变弱”),说明类囊体膜具有的功能有_________________________。(5)在光反应研究的基础上,利用人工细胞开展类似暗反应生成糖类的实验研究,理论上还需要的物质

有____________________________。

CO2、C5、与暗反应相关的酶使水分子分解产生H+,转运H+

变弱

解析

(1)类囊体位于叶绿体内,细胞破碎后需要用低渗溶液处理,涨破叶绿体膜,获得类囊体悬液。

(2)叶绿素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中,故吸取5μL类囊体悬液溶于995μL的无水乙醇中(稀释了

200倍),混匀后,测定出叶绿素浓度为3μg/mL,则原悬液中的类囊体浓度=原悬液中叶绿素浓度=200×3=

600

(μg/mL)。(3)光反应产物有O2(被释放)、NADPH和ATP。(4)根据题干信息,结合题图分析如下:

8.[2026广东河源中学月考]叶绿体中R酶既能催化CO2固定,也能催化C5与O2反应,CO2和O2两种底物竞

争R酶同一活性位点;线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸,如图(a)。为探究保卫细胞中G酶对

植物光合作用的影响,研究者以野生型植株W为参照,构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S,

实验结果如图(b)。回答下列问题。

(1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的________,产物C3在光反应生成的_________________参与下合

成糖类等有机物。(2)植物保卫细胞吸水,气孔开度增大。由图(a)(b)可知,相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提

高,叶片的净光合速率高于植株W,原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________。(3)保持环境中CO2浓度不变,当O2浓度从21%升高到40%时,植株S的净光合速率_______(填“增大”

或“减小”);相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度______(填“大”“小”或“无法判断”)。(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响,还需补充一个实验组。写出该实验组的设计思

路:___________________________________________________________________________________

________________。植株S保卫细胞中G酶表达量提高,促进甘氨酸转化为丝氨

ATP、NADPH

基质

净光合速率

构建G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株,在相同且适宜条件下培养,测定植株在不同光照强度下的小

减小

性糖,提高了保卫细胞的细胞液浓度,保卫细胞吸水,气孔开度增大,CO2吸收加快,暗反应速率加快

酸,释放CO2增多,促进R酶与CO2的结合,从而促进光合作用;CO2还可转化为HCO3-

,从而生成更多的可溶解析

(1)暗反应阶段,R酶催化CO2固定,场所是叶绿体基质。产物C3在光反应生成的ATP、NADPH参

与下合成糖类等有机物。(2)植株S叶片的净光合速率增加与图中保卫细胞和叶肉细胞的光合速率增加有关,据此分析如下:

(3)据题干信息“CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点”可知,保持环境中CO2浓度不变,增加O2浓

度,CO2竞争R酶的能力减弱,光合速率减小;且O2浓度增加可能促进呼吸作用,因此植株S的净光合速率

减小。相较于植株W,植株S保卫细胞中G酶表达量增加,相同条件下气孔开度相对较大,有利于CO2的吸

收,因此植株S的净光合速率变化幅度较小。(4)根据实验目的分析实验思路:实验目的确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响自变量保卫细胞中G酶的含量实验分组①野生型植株W(对照组);②G酶表达量仅在保卫细胞