[課下鞏固精練卷(十六)]光合作用的原理________________________________________________________________________知識點較易題中檔題較難題光合作用原理的探索110－光合作用的原理37、9、11－光合作用和細(xì)胞呼吸過程的聯(lián)系2、4、56、812、13一、選擇題：每小題只有一個選項符合題目要求。1.(2024·河南鄭州模擬)英國植物學(xué)家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照下可以釋放出氧氣。離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)。下列說法錯誤的是()A.希爾反應(yīng)不能說明植物光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部來自水B.可用放射性同位素標(biāo)記法追蹤水中氧原子的去路C.希爾反應(yīng)模擬了葉綠體反應(yīng)階段的部分變化D.希爾反應(yīng)說明水的光解和糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)解析：選B。希爾反應(yīng)證明了光合作用產(chǎn)生O2，但不能證明植物光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素全部來自H2O，也可能來自其他有機(jī)物，A正確；氧原子的同位素18O是穩(wěn)定同位素，無放射性，B錯誤；希爾反應(yīng)模擬的是光合作用光反應(yīng)階段的部分變化，發(fā)生在葉綠體中，C正確；希爾反應(yīng)的懸浮液中只有水，沒有CO2，不能合成糖類，說明水的光解和糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，D正確。2.(2024·安徽合肥模擬)如圖為某植物細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖，其中字母代表物質(zhì)。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A.圖中的B為丙酮酸，只能在線粒體基質(zhì)中被分解產(chǎn)生CB.葡萄糖脫水縮合形成的A可能是不易溶于水且遇碘呈現(xiàn)藍(lán)色的淀粉C.圖中的D為C3，E為有機(jī)物，D合成E的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)D.若光照強(qiáng)度不變，C增加，則短時間內(nèi)D增加，C5減少解析：選A。由圖可知，B為丙酮酸，C為CO2，在無氧呼吸過程中，丙酮酸可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解產(chǎn)生CO2，在有氧呼吸過程中，可在線粒體基質(zhì)中被分解產(chǎn)生CO2，A錯誤；圖中脫水縮合發(fā)生在植物細(xì)胞內(nèi)，可推測A可能是淀粉，淀粉不易溶于水且遇碘呈現(xiàn)藍(lán)色，B正確；題圖中的D為C3，生成E的過程為光合作用的暗反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)，E為有機(jī)物，C正確；若光照強(qiáng)度不變，C(CO2)增加，則CO2固定速率增大，C3還原速率不變，短時間內(nèi)D(C3)增加，C5減少，D正確。3.(2024·山東煙臺一模)科學(xué)家從菠菜中分離出類囊體，將其與多種輔因子和多樣化的還原酶一起包裹在油包水滴中，構(gòu)建出如圖所示能實現(xiàn)CO2的連續(xù)轉(zhuǎn)化且可編輯的人工光合細(xì)胞。下列說法錯誤的是()A.人工光合細(xì)胞膜應(yīng)該由單層磷脂分子組成B.需持續(xù)加入多種輔因子為CO2轉(zhuǎn)化提供能量和還原劑C.通過改變還原酶的種類能實現(xiàn)可定制的CO2轉(zhuǎn)化D.與菠菜葉肉細(xì)胞相比，人工光合細(xì)胞更有利于有機(jī)物積累解析：選B。人工光合細(xì)胞內(nèi)部是水，膜外是油，磷脂分子的頭部親水，尾部疏水，因此人工光合細(xì)胞膜中磷脂分子頭朝里、尾部朝外，呈單層排列，A正確；ATP和NADPH能為CO2轉(zhuǎn)化提供能量和還原劑，由光反應(yīng)提供，而多種輔因子參與CO2的固定，且C3還原能產(chǎn)生，故不需持續(xù)加入多種輔因子，B錯誤；通過改變還原酶的種類能實現(xiàn)可定制的CO2轉(zhuǎn)化，從而得到不同的有機(jī)物，C正確；葉肉細(xì)胞需要進(jìn)行消耗有機(jī)物的細(xì)胞呼吸，而人工光合系統(tǒng)只進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用，能夠更有效地積累有機(jī)物，D正確。4.(2024·江蘇南通模擬)下圖是菠菜葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的部分過程，a、b代表氣體。相關(guān)敘述正確的是()A.物質(zhì)a、b分別代表CO2和O2B.過程②④都在生物膜上進(jìn)行C.過程③消耗的ATP可由過程①②④提供D.只有在有光條件下過程①②③④才能同時進(jìn)行解析：選D。a為水的光解產(chǎn)生的O2，b為暗反應(yīng)的原料CO2，A錯誤；④為有氧呼吸第一、第二階段，發(fā)生的場所在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，B錯誤；過程③消耗的ATP是由光反應(yīng)產(chǎn)生提供，即過程②，C錯誤；①④為細(xì)胞呼吸，②③為光合作用，故只有在有光條件下過程①②③④才能同時進(jìn)行，D正確。5.如圖為真核細(xì)胞中兩種傳遞電子并產(chǎn)生ATP的生物膜結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述正確的是()A.圖甲為葉綠體內(nèi)膜，圖乙為線粒體內(nèi)膜B.兩種膜產(chǎn)生ATP的能量直接來源均為H＋的跨膜運輸C.自養(yǎng)需氧型生物的細(xì)胞中都既有圖甲結(jié)構(gòu)又有圖乙結(jié)構(gòu)D.圖甲中NADPH為電子最終受體，圖乙中O2為電子最終受體解析：選B。圖甲中利用光能分解水，為光合作用的光反應(yīng)階段，所以圖甲為葉綠體中的類囊體薄膜；圖乙中利用NADH生成水和ATP，應(yīng)為有氧呼吸第三階段，所以圖乙為線粒體內(nèi)膜，A錯誤。由圖可知，這兩種膜結(jié)構(gòu)上的ATP合成酶在合成ATP時，都需要利用膜兩側(cè)的H＋跨膜運輸，即H＋的梯度勢能轉(zhuǎn)移到ATP中，B正確。自養(yǎng)需氧型生物，如硝化細(xì)菌為原核生物，不存在圖甲結(jié)構(gòu)和圖乙結(jié)構(gòu)，C錯誤。圖甲中的NADP＋接受電子變成NADPH，NADP＋為電子最終受體，圖乙中O2接受電子變成水，O2為電子最終受體，D錯誤。6.(2024·湖北荊門模擬)將不同種類的種子分別置于條件適宜的密閉玻璃容器中，并檢測其在萌發(fā)過程中的相關(guān)物質(zhì)的變化量。下列敘述正確的是()A.若某一種子發(fā)芽前O2吸收量大于CO2釋放量，則呼吸作用的底物只有糖類B.若在密閉容器中充入18O標(biāo)記的O2，一段時間后能檢測到放射性的CO2C.若經(jīng)過一晝夜，密閉容器中CO2的濃度降低，則萌發(fā)的種子已進(jìn)行光合作用D.種子發(fā)芽長出綠葉后，若光照條件變?nèi)酰~肉細(xì)胞中C5的含量會突然升高解析：選C。只以糖類為呼吸底物時，O2的吸收量小于或等于CO2的釋放量；若呼吸底物為脂肪時，與糖類相比，等量脂肪中氫含量高、氧含量低，故氧化分解時O2的消耗增多，使O2吸收量大于CO2釋放量，A錯誤。15N、18O等是穩(wěn)定同位素，不具有放射性，B錯誤。若經(jīng)過一晝夜，密閉容器中CO2濃度降低，說明CO2轉(zhuǎn)化為糖類儲存在植物體中，該萌發(fā)的種子已進(jìn)行光合作用，C正確。光照突然減弱，短時間內(nèi)光反應(yīng)生成的ATP和NADPH減少，C3的還原減弱，生成的C5減少，而CO2固定中C5的消耗不變，故C5含量降低，D錯誤。7.(2024·山東菏澤一模)下圖是某綠藻適應(yīng)水生環(huán)境、提高光合效率的機(jī)制圖。光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)X可進(jìn)入線粒體促進(jìn)ATP合成。下列敘述錯誤的是()A.可為圖中生命活動提供ATP的生理過程有細(xì)胞呼吸和光合作用B.圖中HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的濃度大小為細(xì)胞外>細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)>葉綠體C.物質(zhì)X為氧氣，通過提高有氧呼吸水平促進(jìn)HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)D.水光解產(chǎn)生H＋可提高葉綠體內(nèi)CO2水平，利于暗反應(yīng)進(jìn)行解析：選B。細(xì)胞呼吸和光合作用能產(chǎn)生ATP，可為圖中生命活動提供ATP，A正確；由圖可知，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入葉綠體均消耗能量，方式為主動運輸，主動運輸?shù)姆较驗槟鏉舛忍荻?，因此HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的濃度大小為細(xì)胞外<細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)<葉綠體，B錯誤；線粒體為有氧呼吸的主要場所，光反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)X可進(jìn)入線粒體促進(jìn)ATP合成，可推測物質(zhì)X為氧氣，HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入葉綠體均消耗ATP，因此物質(zhì)X通過提高有氧呼吸水平可促進(jìn)HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；CO2為暗反應(yīng)原料，水光解產(chǎn)生的H＋與HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))結(jié)合會產(chǎn)生CO2，可提高葉綠體內(nèi)CO2水平，利于暗反應(yīng)進(jìn)行，D正確。8.如圖表示光合作用和細(xì)胞呼吸之間的能量轉(zhuǎn)變過程，下列說法錯誤的是()A.只有含葉綠素的細(xì)胞才能進(jìn)行過程①和③B.過程③④發(fā)生的場所分別為葉綠體基質(zhì)和線粒體基質(zhì)C.過程①中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能儲存在ATP和NADPH中D.有氧呼吸過程中產(chǎn)生的NADH主要來自第二階段解析：選B。過程①表示光反應(yīng)中水的光解，過程③表示暗反應(yīng)，則①和③是光合作用過程，光反應(yīng)中需要色素吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，其中葉綠素是轉(zhuǎn)化光能必不可少的色素，A正確；過程③表示暗反應(yīng)，發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，過程④包括有氧呼吸的第一、第二階段，第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，B錯誤；過程①光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲存在ATP和NADPH中，二者可被暗反應(yīng)利用，C正確；有氧呼吸第一階段只產(chǎn)生少量的NADH，NADH主要來自有氧呼吸第二階段，D正確。二、選擇題：每小題有一個或多個選項符合題目要求。9.“光斑”是陽光穿過樹冠枝葉投射到地面的光點，它會隨太陽運動和枝葉擺動而移動。如圖表示某一生長旺盛的植物在“光斑”照射前后O2釋放速率和CO2吸收速率的變化曲線。下列敘述正確的是()A.“光斑”照射前，植物進(jìn)行著較弱的光合作用B.“光斑”照射后，短時間內(nèi)C3含量增多C.圖示O2釋放速率的變化說明暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)D.CO2吸收曲線ab段的變化說明暗反應(yīng)與光照有關(guān)解析：選ACD。O2釋放速率可代表光反應(yīng)速率，CO2吸收速率可代表暗反應(yīng)速率，“光斑”照射前，O2釋放速率和CO2吸收速率都較低，說明植物進(jìn)行著較弱的光合作用，A正確；“光斑”照射開始，O2釋放速率急劇增大，CO2吸收速率增大相對較慢，短時間內(nèi)C3的還原強(qiáng)于CO2的固定，故短時間內(nèi)C3含量減少，B錯誤；“光斑”照射后，CO2吸收速率增加的同時，O2釋放速率下降，說明暗反應(yīng)限制了光反應(yīng)，C正確；ab段“光斑”移開，光照減弱，光反應(yīng)減弱，O2釋放速率下降的同時CO2吸收速率也下降，說明暗反應(yīng)的進(jìn)行與光照有關(guān)，D正確。10.在離體葉綠體懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O，沒有CO2)，在光照條件下發(fā)生了水的光解、產(chǎn)生氧氣的現(xiàn)象稱為“希爾反應(yīng)”。下列敘述錯誤的是()A.希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化B.希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADPH的作用相似C.希爾反應(yīng)說明植物產(chǎn)生的氧氣中的氧元素全部都來自水D.希爾反應(yīng)說明水的光解和糖類的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)解析：選BC。希爾反應(yīng)模擬了葉綠體光合作用中光反應(yīng)階段的部分變化，需要光照、水等條件，A正確；希爾反應(yīng)懸浮液中鐵鹽的作用與NADP＋的作用相似，都具有氧化的作用，B錯誤；希爾反應(yīng)不能證明光合作用產(chǎn)生的O2中的氧元素全部來自H2O，實驗中其他物質(zhì)也含有氧，需要進(jìn)一步研究，C錯誤；希爾反應(yīng)過程沒有加入二氧化碳，說明水的光解和糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，D正確。11.光系統(tǒng)Ⅱ的功能之一是利用從光中吸收的能量將水光解，并將其釋放的電子傳遞給質(zhì)體醌。三氮苯作用于光系統(tǒng)Ⅱ中的質(zhì)體醌，阻斷電子傳遞。用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三氮苯分別處理甲、乙兩種植物的離體葉綠體溶液，并置于光照且無CO2的密閉透明容器中進(jìn)行實驗，其他條件適宜，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是()A.光系統(tǒng)Ⅱ位于甲、乙兩種植物的葉綠體基質(zhì)中B.與品種乙相比，品種甲光系統(tǒng)Ⅱ中的質(zhì)體醌對三氮苯更敏感C.隨著三氮苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，品種甲中水的光解速率逐漸減小，三氮苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時品種甲水的光解停止D.據(jù)實驗可推測水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)解析：選BCD。光系統(tǒng)Ⅱ的功能之一是利用從光中吸收的能量將水光解，并將其釋放的電子傳遞給質(zhì)體醌，即光系統(tǒng)Ⅱ參與光反應(yīng)過程，光反應(yīng)場所是葉綠體類囊體薄膜，因此光系統(tǒng)Ⅱ位于甲、乙兩種植物的葉綠體類囊體薄膜上，A錯誤；三氮苯作用于光系統(tǒng)Ⅱ中的質(zhì)體醌，阻斷電子傳遞，從而阻斷光反應(yīng)，使氧氣釋放減少，據(jù)圖可知，與品種乙相比，品種甲放氧速率降低得更快，推測品種甲光系統(tǒng)Ⅱ中的質(zhì)體醌對三氮苯更敏感，B正確；據(jù)圖可知，隨著三氮苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，品種甲的放氧速率逐漸降低，水的光解速率逐漸減小，達(dá)到20%時放氧速率為0，水的光解也停止，C正確；糖的合成與CO2有關(guān)，圖中實驗是將甲、乙兩種植物的離體葉綠體溶液置于無CO2環(huán)境下進(jìn)行，即沒有糖的合成，但水的光解依然能夠進(jìn)行，說明水的光解與糖的合成不是同一個化學(xué)反應(yīng)，D正確。12.(2024·山東泰安模擬)如圖①～⑥為某高等植物體內(nèi)一些細(xì)胞中發(fā)生的代謝過程。下列敘述正確的是()A.該細(xì)胞一定具有葉綠體，且⑤過程發(fā)生在葉綠體的內(nèi)膜上B.可為成熟葉片細(xì)胞中的①過程提供能量的ATP來自②③④⑤過程C.NADPH可作為光合作用暗反應(yīng)的還原劑，且能提供能量D.當(dāng)細(xì)胞內(nèi)①過程速率大于②過程時，植物不一定積累有機(jī)物解析：選CD。由圖中生理過程可知，①⑤⑥過程為光合作用，②③④過程為有氧呼吸，該細(xì)胞能進(jìn)行光合作用，因此一定具有葉綠體，且⑤過程(光反應(yīng))發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯誤；①是暗反應(yīng)中C3的還原過程，所消耗的ATP只能來自⑤過程(光反應(yīng))，B錯誤；NADPH可作為光合作用暗反應(yīng)的還原劑且能提供能量，C正確；由于該細(xì)胞是能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)①過程速率大于②過程時，該細(xì)胞的光合速率大于呼吸速率，但整株植物光合速率不一定大于呼吸速率，即植物不一定積累有機(jī)物，D正確。三、非選擇題13.(2024·四川成都三模)光合作用、有氧呼吸、厭氧發(fā)酵的和諧有序進(jìn)行是土壤底棲藻類正常生命活動的基礎(chǔ)。某單細(xì)胞土壤底棲藻類在黑暗條件下無氧發(fā)酵產(chǎn)生醋酸等有機(jī)酸(HA)，導(dǎo)致類囊體、線粒體酸化，有利于其從黑暗向黎明過渡，相關(guān)過程如圖1所示，字母B～H代表相關(guān)物質(zhì)。請回答下列問題。(1)物質(zhì)B是________，除TCA循環(huán)外，圖中能產(chǎn)生物質(zhì)B的過程還有__________________________________；物質(zhì)C、H分別是________、________。(2)黑暗條件下，PQ等電子傳遞體處于________(填“氧化”或“還原”)狀態(tài)。從黑暗轉(zhuǎn)黎明時，整體光合電子傳遞速率慢，導(dǎo)致________(填字母)量成為卡爾文循環(huán)的限制因素，此時吸收的光能過剩，對電子傳遞鏈造成壓力。(3)光合色素吸收的光能有三個去向：用于光合作用、以熱能散失、以熒光的形式發(fā)光。由光合作用引起的熒光淬滅稱為光化學(xué)淬滅(qP)，由熱能散失引起的熒光淬滅稱為非光化學(xué)淬滅(NPQ)。為了探究厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸對光能利用的影響，研究人員以npq4突變體(缺失LHCSR蛋白，LHCSR催化NPQ)和正常藻為材料，在黑暗中進(jìn)行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵180min后添加KOH。整個實驗過程中連續(xù)抽樣，在光下測定熒光強(qiáng)度，結(jié)果如圖2、圖3所示。相關(guān)推斷合理的是________。A.突變體厭氧發(fā)酵時間越長，光化學(xué)淬滅越強(qiáng)B.正常藻厭氧發(fā)酵后加入KOH，非光化學(xué)淬滅增強(qiáng)C.正常藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸，降低類囊體pH，促進(jìn)非光化學(xué)淬滅D.正常藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸，有利于緩解黎明時電子傳遞鏈的壓力(4)為進(jìn)一步研究厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸對光下放氧的影響，研究人員將正常藻平均分為兩組，在黑暗條件下厭氧發(fā)酵3小時后，對照組不加KOH，實驗組用KOH處理，在弱光下連續(xù)測定放氧量并計算達(dá)到最大氧氣釋放量的百分比，結(jié)果如下表。組別光照時間/h0.5123對照組30%80%100%100%實驗組0060%100%放氧速率等于光合作用產(chǎn)生氧氣的速率減去呼吸作用消耗氧氣的速率。實驗數(shù)據(jù)說明厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸______(填“促進(jìn)”或“抑制”)有氧呼吸。實驗組放氧速率比對照組低，主要原因是________________________________________________________________________。解析：(1)據(jù)圖可知，丙酮酸進(jìn)入線粒體后在線粒體基質(zhì)中生成B