知识点5 光合作用
1.(2016·全国卷Ⅱ·T4)关于高等植物叶绿体中素的叙述,错误的是 ( )
A.叶绿体中的素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄是由于叶绿素合成受阻引起的
【解析】选C。本题主要考查叶绿体中素的性质、作用与素合成的条件。A项,叶绿体中的素能够溶于有机溶剂无水乙醇中,故正确。B项,镁是合成叶绿素的原材料,由根从土壤中吸收,故正确。C项,叶绿体中的素主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用,故错误。D项,叶绿素的合成需要光照,无光环境中叶绿素不能合成,表现为黄化现象,故正确。
2.(2016·海南高考·T3)下列有关生物膜上蛋白质或酶的叙述,错误的是( )
A.植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质
B.植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同
C.光合作用中,催化ATP合成的酶分布在类囊体膜上
D.呼吸作用中,催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上
【解析】选D。本题主要考查生物膜上蛋白质或酶的分布。A项,植物根细胞膜通过主动运输的方式吸收无机盐离子,故正确。B项,植物叶肉细胞中液泡膜的功能是控制物质进出细胞,而类囊体膜是光反应的场所,二者功能不同,这是由于膜上的蛋白质不同,故正确。C项,类囊体膜上发生的光反应过程有ATP的合成,其上有催化ATP合成的酶,故正确。D项,呼吸作用过程中第一阶段发生在细胞质基质,第二阶段发生在线粒体基质,第三阶段发生在线粒体内膜,三个阶段均合成ATP,故三个场所均有催化ATP合成的酶,而在线粒体外膜上没有ATP合成酶,故错误。
3.(2016·海南高考·T10)下列叙述错误的是 ( )
A.温度和光照会影响CO2的同化速率
B.光合作用中O2的产生发生在光反应阶段
C.光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应
D.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖
【解题指南】解答本题需要明确两点:
(1)光合作用的光反应与暗反应阶段的产物不同、光合作用与化能合成作用利用的能量不同。
(2)温度和光照影响光合作用的本质不同:温度影响酶活性、光照影响光反应。
【解析】选C。本题主要考查光合作用的过程与影响因素及化能合成作用。光合作用的光反应阶段,需要光照,将水光解产生O2、[H]([NADPH])和ATP;在暗反应阶段,CO2的固定和C3的还原都需要相关的酶参与,而酶活性受温度的影响,同时[H]([NADPH])和ATP可用于C3的还原,则温度和光照会影响CO2的同化速率,故A、B选项正确,C选项错误。土壤中的硝化细菌可利用氨氧化分解产生的能量将CO2和H2O合成糖,并储存能量,故D选项正确。
4.(2016·江苏高考·T17)下列用鲜菠菜进行素提取、分离实验的叙述,正确的是( )
A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素
B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用素
C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
【解析】选B。本题主要考查绿叶中素的提取和分离实验。CaCO3可防止研磨过程中叶绿素被酸破坏,应该在研磨时加入CaCO3,A项错误。菜叶剪碎是否充分,不影响菜叶中素的总含量,即使菜叶剪碎不够充分,也可提取出4种光合作用素,B项正确;由于研磨时乙醇挥发,为了获得10 mL提取液,研磨时加入多于10 mL的乙醇,C项错误;层析完毕后,取出来的滤纸条上的叶绿素条带会随层析液挥发而颜变浅,但是不会很快消失,D项错误。
5.(2016·北京高考T5)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C的量占植株14C总量的比例如图所示。
与本实验相关的错误叙述是 ( )
A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
【解题指南】(1)图示信息:发育早期营养器官中光合产物分配较多,光合产物分配受到光照的影响。
(2)解题关键:明确CO2是光合作用的原料,光合产物与CO2有关。
【解析】选C。本题主要考查光合作用的影响因素与图形分析能力。A项,14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质中,参与光合作用的暗反应阶段,转化为光合产物(CH2O),故正确。B项,图中显示生殖器官发育早期时,营养器官中14C含量比生殖器官中多很多,说明此时期光合产物大部分被分配到营养器官,故正确。C项,图中显示遮光70%条件下,在生殖器官发育早期营养器官中的14C含量远高于生殖器官,到了中后期才逐渐接近,故错误。D项,本实验的自变量是正常光照与遮光70%,因变量是在不同发育期植株中14C的量在两类器官中的分布,故正确。
6.(2016·天津高考T2)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是( )
A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升
C.绿光,[H]下降 D.绿光,C5上升
【解题指南】(1)题干关键信息:改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射、瞬间发生变化的物质。
(2)解题思路:根据光源的改变→推导光能的吸收量→光反应产物([H]和ATP)的变化→暗反应过程中物质含量的变化。
【解析】选C。本题主要考查光合作用的基本过程和影响因素。叶绿体中叶绿素主要吸收红光与蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收红光,吸收绿光最少。由白光照射突然改用光照强度与白光相同的红光后,叶绿体中光合素吸收光能基本不变,则光合作用速率基本不变,故A、B项错误。由白光照射改用光照强度与白光相同的绿光后,叶绿体中光合素吸收光能显著减少,可导致光反应速率减慢,光反应产生的[H]和ATP明显减少,而C3的还原仍以原来的速率消耗[H]和ATP,则短时间内[H]含量会下降;此时CO2的固定仍以原来的速率消耗C5,则短时间内C5的含量会下降,故C项正确、D项错误。
7.(2016·四川高考·T1)叶肉细胞的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是
( )
A.O2的产生 B.H2O的生成 C.[H]的消耗 D.ATP的合成
【解题指南】解答本题需要注意以下两点:
(1)叶肉细胞内光合作用和细胞呼吸同时进行,两个生理过程均有H2O生成,但场所不同。
(2)细胞呼吸三个阶段均有ATP生成,但场所不同。
【解析】选A。本题主要考查光合作用和细胞呼吸的过程及场所。O2在光合作用的光反应阶段产生,场所是类囊体薄膜,A项正确。光合作用的暗反应阶段有H2O生成,场所是叶绿体基质,B项错误。光合作用的暗反应阶段,[H]用于C3的还原,在叶绿体基质中进行,C项错误。细胞呼吸的第一阶段有ATP产生,场所是细胞质基质,D项错误。
【易错警示】本题易错选B项,错因在于忽略C3还原时有H2O生成,另外叶肉细胞中合成蛋白质时也有H2O产生,场所是核糖体。
8.(2016·四川高考·T5)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。下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
【解题指南】(1)分析曲线:叶片净光合速率两次下降,但影响因素不同;胞间CO2浓度与暗反应CO2固定有关。
(2)分析选项:只要净光合速率大于零,细胞内有机物就会积累。
【解析】选D。本题主要考查外界因素对光合作用的影响。与11:00时相比,13:00时胞间CO2浓度降低,CO2的固定减弱,C3的合成速率相对较低,故A项错误。14:00后叶片的Pn下降,有机物的合成减少,但有机物仍然有积累,故B项错误。17:00后,光合作用强度小于呼吸作用强度,导致叶片的Ci快速上升,为暗反应提供更多的二氧化碳,暗反应速率略有加快,但受到光反应的影响不会加速很快,故C项错误。叶片的Pn先后两次下降,第一次是由于气孔关闭,CO2浓度下降引起;第二次是由于光照强度减弱引起,故D项正确。
9.(2016·上海高考·T16)从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的叶绿体素,用纸层析法分离,结果如图。下列判断正确的是
( )
A.室内植物叶片偏黄
B.室外植物叶片偏绿
C.室外植物叶片胡萝卜素含量>叶黄素含量
D.室内植物叶片叶绿素a含量>叶绿素b含量
【解析】选D。提取叶片的叶绿体素,用纸层析法分离,滤纸条上从上到下四条素带分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。室内植物叶片偏绿,A项错误;室外植物叶片偏黄,B项错误;室外植物叶片胡萝卜素含量<叶黄素含量,C项错误;室内植物叶片叶绿素a含量>叶绿素b含量,D项正确。
10.(2016·上海高考·T24)在光合作用的光反应中 ( )
A.电子受体是水
2016江苏高考时间B.电子供体是NADPH
C.反应场所位于叶绿体膜
D.H+浓度差驱动ATP合成
【解析】选D。在光合作用的光反应中,电子供体是水,A项错误;电子受体是NADPH,B项错误;反应场所位于类囊体薄膜,C项错误;H+浓度差驱动ATP合成,D项正确。
11.(2016·全国卷Ⅰ·T30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是 。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高
(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是 _________。
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