高考生物复习六 光合作用

专题六光合作用

考点1 光合色素和叶绿体

1.[2018齐鲁名校联考(一)]下列有关叶绿体中色素的说法,正确的是()

A.色素的作用是吸收、传递和转换光能

B.叶绿体的膜结构上都有色素分布

C.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中可用无水乙醇作为层析液

D.冬天有些植物叶片变黄是因为叶绿素转化为类胡萝卜素

2.关于叶绿素的叙述,错误的是

()

A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素

B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用

C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光

3.如图表示新鲜菠菜叶中4种色素的相对含量及其在滤纸上的分离情况。下列分析错误的是()

A.叶绿体中的4种色素均分布在类囊体薄膜上

B.4种色素均可吸收蓝紫光

C.4种色素在层析液中溶解度最大的是Ⅲ

D.发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是Ⅲ和Ⅳ

4.[2015上海,21,2分]从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素,发现提取液明显偏黄绿色,最可能的原因是

()

A.加入的石英砂太多

B.没有加入碳酸钙

C.用脱脂棉过滤不彻底

D.一次加入过多无水乙醇

5.[2015江苏,21,3分][多选]为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是()

A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低

B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照

C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同

D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次

6.[2013海南,8,2分]关于叶绿素提取的叙述,错误的是()

A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料

B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏

C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素

D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分

7.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时,进行了以下操作:

①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中,加入无水乙醇后直接进行研磨;②将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1 cm 处用钢笔画一条横线;③为增强实验

效果,将滤液细线画粗些;④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,让滤液细线浸入层析液中。

该同学的操作有误的是()

A.①

B.①②

C.①②③

D.①②③④

考点2 光合作用的原理及其应用

8.科学家恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现好氧细菌大量聚集在如图所示区域。以下分析正确的是

()

A.实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中是为了设置自变量

B.水绵光合作用产生的O2能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2O

C.图中细菌分布的差异是水绵不同区域光合作用强度不同造成的

D.水绵叶绿体产生的ATP直接为核DNA复制提供能量

9.在光合作用的探究历程中,德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律,曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。以下科学实验能证明这一假说的是

()

A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验

B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光的实验

C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验

D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验

10.[2013海南,10,2分]某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48 h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现蓝色的部位是()

A.a、b和d

B.a、c和e

C.c、d和e

D.b、c和e

11.[2018黑龙江大庆实验中学模拟]如图为高等绿色植物光合作用图解,以下说法

正确的是()

A.①是光合色素,分布在叶绿体和细胞质基质中

B.图中[H]代表的物质与有氧呼吸过程中产生的[H]代表的物质是同一物质

C.③是三碳化合物,能被氧化为(CH2O)

D.④是ATP,在叶绿体的类囊体薄膜上生成

12.植物体为避免过量的光能对光合作用结构的氧化性损伤,而产生了一种光保护蛋白Psbs。下列说法错误的是()

A.Psbs的活性受温度和pH等因素的影响

B.Psbs镶嵌在类囊体薄膜上,与光反应有关

C.光能经转换后存于ATP中,可用于暗反应

D.Psbs由高尔基体合成并通过囊泡运输到叶绿体内

13.[2016四川理综,5,6分]三倍体西瓜由于含糖量高且无子,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是()

A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高

B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少

C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率

D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度

14.[2015江苏,27,8分]为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如图所示。请回答下列问题:

图1图2

(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积的释放量。

(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成,消耗的C5由经过一系列反应再生。

(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的。

(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是。

15.溴麝香草酚蓝(BTB)是一种灵敏的酸碱指示剂,变色范围pH 6.0(黄)~7.6(蓝)。某实验小组要验证光照对黑藻光合作用的影响,按下表的处理顺序操作后(“+”表示有,“-”表示无),在适宜温度下放置一段时间至颜色不再改变。请回答:

处理①注入5

mLBTB

水溶液

②放入适量黑

藻

③充入CO2到

饱和

④适

宜

光照

⑤加入石蜡油,铺满

液面

1 + + + - +

2 + + + + +

(1)一段时间后,试管1、2中溶液颜色分别是、。

(2)一段时间后,试管1中黑藻细胞中将开始积累(有机物),可用

进行检测。

(3)有人认为这个实验不够严谨,要排除BTB溶液遇光变色的可能,还需要增加一个试管3,请填出实验操作(“+”表示有,“-”表示无)。

处理

①注入5 mLBTB

水溶液②放入适量黑藻③充入CO2到饱和

④适宜

光照

⑤加入石

蜡油,铺

满液面

试管3

考点3 光合作用与细胞呼吸的关系

16.如图所示为甘蔗的叶肉细胞内的一系列反应过程,下列有关说法正确的是

()

A.过程①消耗CO2释放O2,过程③消耗O2释放CO2

B.过程②只发生在叶绿体基质中,过程③只发生在线粒体基质中

C.过程①产生[H],过程②消耗[H],过程③既产生[H]也消耗[H]

D.若过程②的速率大于过程③的速率,则甘蔗的干重必然增加

17.[2015北京理综,31,16分]研究者用仪器检测拟南芥叶片

在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2 s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。

(1)在开始检测后的200 s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解,同化CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过将储藏在有机物中稳定的化学能转化为和热能。

(2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在μmol·m-2·s-1范围内,在300 s时CO2达到2.2 μmol·m-2·s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是μmol CO2·m-2·s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)

(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100 s以后,叶片的CO2释放,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。

(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用技术进行研究。

答案

1.A叶绿体中色素的作用是吸收、传递和转换光能,为光合作用提供能量来源,A正确;色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿体的内外膜上没有色素分布,B错误;各种色素在无水乙醇中的溶解度都很大,故无水乙醇只能作为绿叶中色素的提取液,不能作为分离色素的层析液,层析液是用石油醚、丙酮和苯按一定比例混合而成的,不同色素在其中的溶解度不同,C错误;冬天有些植物叶片变黄是因为叶绿素分解了,从而表现出类胡萝卜素的黄色,而不是叶绿素转化为了类胡萝卜素,D错误。

2.D镁元素是叶绿素的组成元素之一,叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素,A正确;叶绿素可吸收光能,将水分解成O2和[H],并将光能转化为化学能,用于光合作用,B正确;叶绿素a和叶绿素b都能吸收红光,但与叶绿素b相比,叶绿素a吸收的红光波长较长且吸收光能的百分比更大,故两者在红光区的吸收峰值不同,C正确;因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以叶片呈现绿色,D错误。

3.C根据图中显示的4种色素的相对含量及其与滤液细线的距离,可以推知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所代表的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,4种色素在层析液中溶解度最大的是Ⅰ,C项错误。叶绿体中的4种色素均分布在类囊体薄膜上;4种色素均可吸收蓝紫光;发黄的菠菜叶中的叶绿素a(呈蓝绿色)和叶绿素b(呈黄绿色)分解,导致胡萝卜素(呈橙黄色)、叶黄素(呈黄色)的颜色显示出来,因此,发黄的菠菜叶中色素含量显著减少的是Ⅲ和Ⅳ;综上所述,A、B、D 项正确。

4.B叶绿体的色素提取液偏黄绿色,可能是因为研磨过程中未加碳酸钙,叶绿素被破坏,从而导致叶绿素含量减少。

5.ABC对照滤纸层析结果可知,强光照条件下的色素条带Ⅲ(叶绿素a)和Ⅳ(叶绿素b)的宽度变窄,说明植物叶绿素含量降低,A正确;强光照条件下该植物的类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)含量增多,类胡萝卜素可吸收强光,减轻光照对植物叶片的灼伤,B正确;叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,但吸收峰波长不同,C正确;画滤液细线时,吸取少量滤液在点样线上画一次,待滤液干后再画一两次,D错误。

6.C用乙醇提取的叶绿体中的四种色素包括胡萝卜素,C项错误;菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料,研磨时加入SiO2(石英砂)可使叶片研磨更充分,加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏,A、B、D项正确。

7.D实验操作中,正确的做法:①提取绿色叶片中的色素时,在将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后,应加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入10 mL无水乙醇,进

行迅速、充分的研磨;②制备滤纸条时,应将预备好的滤纸条一端剪去两角,并在距这一端1 cm 处用铅笔画一条细的横线,而不是用钢笔;③画滤液细线时,为确保色素带分离整齐、不重叠,应保证滤液细线细、直、齐,为增强实验效果,应重复画线使滤液细线处积累较多色素;④分离色素时,应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中,不能让滤液细线触及层析液。

8.C实验过程中将临时装片放在黑暗、没有空气的环境中是为了排除环境中光线和氧的影响,从而确保实验的准确性,A错误。细菌是原核生物,无线粒体,B错误。照射水绵不同区域的光的波长不同,光合作用强度不同,产生的氧气量也不同,造成好氧菌的分布有差异,C正确。水绵光合作用光反应阶段产生的ATP只能用于叶绿体中的生命活动,D错误。

9.C萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用的产物除氧气外还有淀粉,即光能转变成储存在淀粉等有机物中的化学能,因此该实验能证明“植物在进行光合作用时能量转化”的假说。

10.B叶片的绿色部位可进行光合作用产生淀粉,黄白色部位由于缺乏叶绿素不能进行光合作用,故锡箔纸遮蔽的部位无光合作用,不产生淀粉,用碘染色法处理没有出现蓝色;黄白色部位a也不能进行光合作用,不产生淀粉,故用碘染色法处理也没有出现蓝色。

11.D①是光合色素,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A项错误;图中[H]是NADPH十分简化的表示方式,有氧呼吸过程中产生的[H]为NADH,因此光合作用与有氧呼吸过程中产生的[H]不是同一物质,B项错误;③是三碳化合物,能被还原为(CH2O),C项错误;④是ATP,产生于光反应阶段,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,D项正确。

12.D过酸、过碱和高温都会破坏蛋白质的结构,进而影响其活性,所以光保护蛋白Psbs的活性受温度、pH等因素的影响,A正确;依题意Psbs可“避免过量的光能对光合作用结构的氧化性损伤”可推知,Psbs镶嵌在类囊体薄膜上,与光反应有关,B正确;在光合作用的光反应阶段,光能经转换后存于ATP中,而ATP可用于暗反应中C3的还原,C正确;Psbs为蛋白质,其合成的场所是核糖体,D错误。

13.D与11:00时相比,13:00时胞间CO2浓度较低,叶绿体中合成C3的速率相对较低,A错误;14:00后,叶片的净光合速率下降,但净光合速率仍然大于0,植株还在积累有机物,故植物积累有机物的量还在增加,B错误;17:00后胞间CO2浓度快速上升,是由于光照减弱,A T P、

NADPH产生减少,C3的还原减弱,暗反应速率也降低,C错误; 叶片净光合速率第一次下降是由于胞间CO2浓度降低,第二次下降是由于光照强度减弱,D正确。

14.(除标明外,每空1分)(1)光照强度、CO2浓度O2(2)C3C3(3)[H]和ATP参与光合作用的酶(4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少(2分)

【解析】(1)叶龄属于影响光合速率的内在因素,温度、CO2浓度和光照强度等属于影响光合速率的环境因素。由图1可见自变量为温度,CO2浓度和光照强度属于无关变量,应保持相同且适宜。可用单位时间、单位叶面积的O2释放量来代表净光合速率。(2)在光合作用的暗反应阶段,CO2与C5结合生成的C3被[H]还原,该还原过程同时再生成一定量的C5。(3)图2显示,P1叶片中叶绿素含量较高,能吸收更多的光能生成更多的[H]和ATP;同时P1叶片中蛋白质含量也较高,含有更多的参与光合作用的酶,这两方面导致P1叶片光合作用的能力较强。(4)P2植株的干重(有机物)较大但籽实的产量并不高,可能的原因是P2植株的光合作用能力较强,但其向籽实运输的有机物量较少。

15.(1)黄色蓝色(2)酒精酸性重铬酸钾溶液(3)见表

处理

①注入5 mL

BTB水溶液②放入适

量黑藻

③充入CO2

到饱和

④适宜

光照

⑤加入石蜡

油,铺满液面

试管3 + - + + +

【解析】(1)试管1因无光照,黑藻不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,释放CO2,导致溶液pH下降,因此溶液颜色为黄色;试管2有适宜光照且刚开始CO2浓度较高,黑藻既能进行光合作用,也能进行呼吸作用,且光合作用速率大于呼吸作用速率,导致溶液pH上升,因此溶液颜色为蓝色。(2)由于试管1加入石蜡油,铺满液面隔绝空气,经过一段时间后黑藻细胞进行无氧呼吸将开始积累酒精,在酸性条件下,酒精与重铬酸钾溶液反应呈灰绿色。(3)为排除BTB溶液遇光变色的干扰,可设置一组无黑藻的实验,其他条件和试管2一致。

16.C过程①是光合作用的光反应阶段,产生[H],释放O2不消耗CO2。过程②是光合作用的暗反应阶段,消耗[H],且只发生在叶绿体基质中。过程③是细胞呼吸,既产生[H]也消耗[H],发生在细胞质基质和线粒体中。光合作用速率大于呼吸作用速率,则白天积累有机物,但是夜晚呼吸作用消耗有机物,干重不一定增加。

17.(每空2分)(1)水细胞呼吸ATP中的化学能(2)0.2~0.6释放量 2.4~2.8 (3)逐渐减少(4)14C同位素示踪

【解析】(1)细胞进行光合作用时可利用光能分解H2O产生O2和[H]。细胞呼吸可将储存在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。(2)据图分析,照光条件下CO2吸收量为0.2~0.6 μmol·m-2·s-1。在300 s时CO2吸收量为负值,即C O2释放量可达到

2.2 μmol·m-2·s-1。总光合速率=净光合速率+呼吸速率,所以总光合速率为2.4~2.8 μmol·m-2·s-1。(3)根据题中所给信息“转入黑暗条件下100 s以后”得出,需要分析的是300 s之后的曲线变化趋势,由图可知300 s后CO2释放量逐渐减少,最后达到一个相对稳定水平。(4)利用同位素示踪技术可以追踪生物体内某元素或某物质的来源和去路。