第3單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第13課時(shí)光合作用的原理課標(biāo)要求說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能?？记榉治龉夂献饔玫脑?023·天津·T92023·湖北·T82023·全國甲·T292022·重慶·T232021·廣東·T122021·湖南·T182021·河北·T192021·重慶·T62020·天津·T51．光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。2．光合作用的反應(yīng)式：CO2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光能),\s\do5(葉綠體))(CH2O)＋O2。3．光合作用的過程項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)過程模型實(shí)質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并放出O2同化CO2形成有機(jī)物與光的關(guān)系必須在光下進(jìn)行不直接依賴光場所在葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上進(jìn)行在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化①水的光解：H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(色素))2H＋＋eq\f(1,2)O2＋2e－②NADPH的合成：NADP＋＋H＋＋2e－eq\o(→,\s\up7(酶))NADPH③ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3②C3的還原：2C3eq\o(→,\s\up7(酶),\s\do5(ATP、NADPH))C5＋(CH2O)③ATP的水解：ATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP＋Pi＋能量④NADPH的分解：NADPHeq\o(→,\s\up7(酶))NADP＋＋H＋＋2e－能量轉(zhuǎn)化光能→ATP和NADPH中的化學(xué)能ATP和NADPH中的化學(xué)能→有機(jī)物中的化學(xué)能聯(lián)系①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH；②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋4.化能合成作用與光合作用的對比項(xiàng)目光合作用化能合成作用條件光、色素、酶酶原料CO2和H2O等無機(jī)物產(chǎn)物糖類等有機(jī)物能量來源光能某些無機(jī)物氧化時(shí)釋放的能量生物種類綠色植物、藍(lán)細(xì)菌等硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌等(1)植物細(xì)胞產(chǎn)生的O2只能來自光合作用(2021·山東，16C)(×)提示光合作用通過H2O的光解可以產(chǎn)生O2，另外，植物細(xì)胞中具有過氧化氫酶，可以催化H2O2水解為H2O和O2。(2)高溫使作物葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少(2023·湖北，11D)(×)提示光反應(yīng)中生成NADPH。(3)在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原(2021·湖南，7B)(√)(4)在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時(shí)下降(2021·湖南，7C)(√)(5)光合作用的解析促進(jìn)花期控制技術(shù)的成熟(2024·廣東，4C)(×)提示光合作用的解析主要是對植物的光合作用機(jī)制進(jìn)行研究，而花期控制技術(shù)更多地涉及植物激素、環(huán)境因素等方面的知識，光合作用的解析與花期控制技術(shù)的成熟關(guān)系不大。光合作用原理的拓展光合作用涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應(yīng)步驟，對實(shí)現(xiàn)自然界的能量轉(zhuǎn)換、維持大氣的碳—氧平衡具有重要意義，請結(jié)合以下信息深度認(rèn)知光合作用相關(guān)原理。1．如圖為類囊體薄膜上發(fā)生的光反應(yīng)示意圖，其中PSⅠ和PSⅡ分別是光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ，是葉綠素和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體，能吸收利用光能進(jìn)行電子的傳遞。其中PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質(zhì)，PQ在傳遞電子的同時(shí)能將H＋運(yùn)輸?shù)筋惸殷w腔中，圖中實(shí)線為電子的傳遞過程，虛線為H＋的運(yùn)輸過程，ATP合成酶由CF0和CF1兩部分組成，則：(1)少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素分子在光能激發(fā)下失去高能e－，失去e－的葉綠素分子，能夠從水分子中奪取e－，使水分解為氧和H＋；電子(e－)由水釋放出來后，經(jīng)過一系列的傳遞體形成電子流，最終傳遞給NADP＋(電子的最終受體)合成NADPH。PSⅠ和PSⅡ吸收的光能儲存在NADPH和ATP中。(2)據(jù)圖分析，使類囊體膜兩側(cè)H＋濃度差增加的過程有水的光解產(chǎn)生H＋；PQ運(yùn)輸H＋；合成NADPH消耗H＋。(3)由圖可知，圖中ATP合成酶的作用有運(yùn)輸H＋和催化ATP的合成。合成ATP依賴于類囊體膜兩側(cè)的H＋濃度差形成的電化學(xué)勢能。2．如圖1為番茄葉肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用的過程及磷酸丙糖的轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸情況。(1)其中磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)器發(fā)揮作用時(shí)，并不會直接改變?nèi)~綠體內(nèi)磷酸丙糖和Pi的總含量，由此推測磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)器對這兩類物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)比例為1∶1。(2)將離體的葉綠體置于磷酸濃度低的外界懸浮液中，葉綠體CO2的固定速率會減慢，請結(jié)合上述(1)中信息推測原因?yàn)橥饨缌姿釢舛鹊?，不利于磷酸丙糖的輸出，葉綠體中淀粉等光合產(chǎn)物積累，導(dǎo)致暗反應(yīng)過程受阻，從而影響CO2的固定。(3)蔗糖是大多數(shù)植物長距離運(yùn)輸?shù)闹饕袡C(jī)物，與葡萄糖相比，以蔗糖作為運(yùn)輸物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是非還原糖較穩(wěn)定。3.如圖2中T0～T1表示的是適宜條件下生長的番茄葉綠體中某兩種化合物(NADPH、ADP、C3或C5)的含量，T1～T3則表示改變其生長條件后兩種化合物的含量變化。若T1時(shí)刻降低了培養(yǎng)液中NaHCO3的濃度，則物質(zhì)甲、乙分別指的是C5、NADPH。若T1時(shí)刻降低了光照強(qiáng)度，則物質(zhì)甲、乙分別指的是ADP、C3。4．科研人員利用“間隙光”來測定番茄的光合作用，每次光照20秒，黑暗20秒，交替進(jìn)行12小時(shí)，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中氧氣和二氧化碳的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分記錄如圖3所示。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分記錄圖分析，與連續(xù)光照6小時(shí)，再連續(xù)黑暗6小時(shí)相比，“間隙光”處理的光合作用效率大于(填“大于”“等于”或“小于”)連續(xù)光照下的光合作用效率，原因是“間隙光”處理時(shí)能充分利用光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP。圖3中曲線出現(xiàn)的原因是光合作用光反應(yīng)的速率比暗反應(yīng)的速率更快(填“更快”或“更慢”)。圖3中兩條曲線所圍成的面積S1等于(填“大于”“等于”或“小于”)S2。提示S1面積相當(dāng)于光照時(shí)光反應(yīng)積累的NADPH和ATP，而這些NADPH和ATP在后續(xù)的黑暗處理時(shí)被暗反應(yīng)所消耗，所以S1與S2大致相等。環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析(1)“過程法”分析各物質(zhì)變化如圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變化時(shí)，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時(shí)間內(nèi)的變化：(2)“模型法”表示C3和C5等物質(zhì)含量變化考向一光合作用的原理1．(2021·重慶，6)類囊體膜蛋白排列和光反應(yīng)產(chǎn)物形成的示意圖如下。據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．水光解產(chǎn)生的O2若被有氧呼吸利用，最少要穿過4層膜B．NADP＋與電子(e－)和質(zhì)子(H＋)結(jié)合形成NADPHC．產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)及其他消耗能量的反應(yīng)D．電子(e－)的有序傳遞是完成光能轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)答案A解析水光解產(chǎn)生O2的場所是葉綠體的類囊體薄膜的內(nèi)側(cè)，若被有氧呼吸利用，則O2在線粒體內(nèi)膜上被利用，O2從葉綠體類囊體薄膜開始，穿過葉綠體2層膜，然后進(jìn)入同一細(xì)胞中的線粒體，再穿過線粒體的2層膜，所以至少要穿過5層膜，A錯(cuò)誤。2．(2022·重慶，23)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，光能會被類囊體轉(zhuǎn)化為“某種能量形式”，并用于驅(qū)動產(chǎn)生ATP(如圖Ⅰ)。為探尋這種能量形式，他們開展了后續(xù)實(shí)驗(yàn)。(1)制備類囊體時(shí)，提取液中應(yīng)含有適宜濃度的蔗糖，以保證其結(jié)構(gòu)完整，原因是______________________________；為避免膜蛋白被降解，提取液應(yīng)保持__________(填“低溫”或“常溫”)。(2)在圖Ⅰ實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行圖Ⅱ?qū)嶒?yàn)，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)條件下，也能產(chǎn)生ATP。但該實(shí)驗(yàn)不能充分證明“某種能量形式”是類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差，原因是_______________________________________________________________________________。(3)為探究自然條件下類囊體膜內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差的原因，對無緩沖液的類囊體懸液進(jìn)行光、暗交替處理，結(jié)果如圖Ⅲ所示，懸液的pH在光照處理時(shí)升高，原因是______________________________________。類囊體膜內(nèi)外的H＋濃度差是通過光合電子傳遞和H＋轉(zhuǎn)運(yùn)形成的，電子的最終來源物質(zhì)是____________。(4)用菠菜類囊體和人工酶系統(tǒng)組裝的人工葉綠體，能在光下生產(chǎn)目標(biāo)多碳化合物。若要實(shí)現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn)，需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有________________________。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強(qiáng)度，產(chǎn)量也不再增加，若要增產(chǎn)，可采取的有效措施有______________________________________________________________________________________________(答兩點(diǎn))。答案(1)保持類囊體內(nèi)外的滲透壓，避免類囊體破裂低溫(2)實(shí)驗(yàn)Ⅱ是在光照條件下對類囊體進(jìn)行培養(yǎng)，無法證明某種能量是來自光能還是來自膜內(nèi)外H＋濃度差(3)類囊體膜外H＋被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi)，造成溶液pH升高水(4)NADPH、ATP和CO2增加CO2濃度和適當(dāng)提高環(huán)境溫度考向二光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系3．(2023·天津，9)如圖是某綠藻適應(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(cuò)誤的是()A．物質(zhì)X通過提高有氧呼吸水平促進(jìn)HCOeq\o\al(－,3)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．HCOeq\o\al(－,3)利用通道蛋白從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)入葉綠體基質(zhì)C．水光解產(chǎn)生的H＋提高類囊體腔CO2水平，促進(jìn)CO2進(jìn)入葉綠體基質(zhì)D．光反應(yīng)通過確保暗反應(yīng)的CO2的供應(yīng)幫助該綠藻適應(yīng)水環(huán)境答案B解析HCOeq\o\al(－,3)進(jìn)入葉綠體基質(zhì)需要線粒體產(chǎn)生的ATP供能，屬于主動運(yùn)輸，通道蛋白只能參與協(xié)助擴(kuò)散，B錯(cuò)誤。4．(2025·黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測)如圖是黑農(nóng)5號大豆葉肉細(xì)胞光合作用過程示意圖(字母代表物質(zhì))，PSBS是一種類囊體膜蛋白，它能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)H＋的濃度而被激活，從而抑制電子在類囊體膜上的傳遞，最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放，防止強(qiáng)光對葉肉細(xì)胞造成損傷，下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．H＋經(jīng)過Z蛋白外流的同時(shí)，細(xì)胞利用C物質(zhì)來合成B物質(zhì)B．葉綠素分子中被光激發(fā)的e－，經(jīng)傳遞到達(dá)D結(jié)合H＋后生成NADPHC．提高Z蛋白的活性不利于PSBS發(fā)揮功能D．物質(zhì)F濃度降低至原濃度一半時(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5化合物的含量將升高答案A解析由圖可知，C、E可用于C3的還原，故E是NADPH，B是ADP和Pi，C是ATP，當(dāng)H＋順濃度梯度經(jīng)過Z蛋白運(yùn)輸時(shí)，利用化學(xué)勢能將ADP和Pi轉(zhuǎn)化為ATP，即B物質(zhì)被用來合成了C物質(zhì)，A錯(cuò)誤；葉綠素分子中被光激發(fā)的電子，經(jīng)傳遞到達(dá)D(NADP＋)同時(shí)結(jié)合H＋合成NADPH，B正確；提高Z蛋白的活性會增加H＋向外運(yùn)輸，導(dǎo)致類囊體腔H＋濃度下降，PSBS能感應(yīng)類囊體腔內(nèi)H＋的濃度而被激活，因此提高Z蛋白的活性不利于PSBS發(fā)揮功能，C正確；物質(zhì)F是CO2，濃度降低至原濃度一半時(shí)，短時(shí)間內(nèi)CO2的固定速率降低，但C3的還原速率基本不變，故C5化合物的含量將升高，D正確。一、過教材下列關(guān)于光合作用的敘述，錯(cuò)誤的是()A．能進(jìn)行光合作用的生物都含有葉綠體B．光反應(yīng)在葉綠體的類囊體上進(jìn)行，暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行C．水分解為氧和H＋的同時(shí)，被葉綠體奪去兩個(gè)電子。電子經(jīng)傳遞，可用于NADP＋與H＋結(jié)合形成NADPHD．光反應(yīng)吸收光能形成ATP和NADPH，暗反應(yīng)將ATP和NADPH中的化學(xué)能儲存在有機(jī)物中E．小麥CO2的固定需要消耗能量F．光合作用的暗反應(yīng)能為光反應(yīng)提供Pi、ADP和NADP＋G．生產(chǎn)者都通過光合作用固定CO2H．光合作用的產(chǎn)物有一部分是淀粉，還有一部分是蔗糖。蔗糖可以進(jìn)入篩管，再通過韌皮部運(yùn)輸?shù)街仓旮魈幋鸢窤EG解析藍(lán)細(xì)菌含有葉綠素和藻藍(lán)素，也能進(jìn)行光合作用，但沒有葉綠體，A錯(cuò)誤；CO2的固定不需要消耗能量，E錯(cuò)誤；有通過化能合成作用固定CO2的生產(chǎn)者，G錯(cuò)誤。二、過高考1．(2022·全國甲，29節(jié)選)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運(yùn)輸?shù)狡渌课?，原因是自身呼吸消耗或建造植物體結(jié)構(gòu)(答出1點(diǎn)即可)。2．(2023·全國甲，29節(jié)選)某同學(xué)將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后糖產(chǎn)生。回答下列問題：(1)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是黑暗條件下不能進(jìn)行光反應(yīng)，不能產(chǎn)生暗反應(yīng)所需要的NADPH和ATP。(2)葉片進(jìn)行光合作用時(shí)，葉綠體中會產(chǎn)生淀粉。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。思路：分離葉綠體，用碘液進(jìn)行顯色反應(yīng)。結(jié)果：反應(yīng)結(jié)果顯藍(lán)色。3．(2021·河北，19節(jié)選)參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與鎂離子參與組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠吸收光能，用于驅(qū)動ATP和NADPH兩種物質(zhì)的合成以及水的分解；RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥紺5(或RuBP)分子上，反應(yīng)形成的產(chǎn)物被還原為糖類。課時(shí)精練選擇題1～4題，每小題5分，5～9題，每小題6分，共50分。一、選擇題1．(2021·廣東，12)在高等植物光合作用的卡爾文循環(huán)中，唯一催化CO2固定形成C3的酶被稱為Rubisco，下列敘述正確的是()A．Rubisco存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．激活Rubisco需要黑暗條件C．Rubisco催化CO2固定需要ATPD．Rubisco催化C5和CO2結(jié)合答案D解析Rubisco參與植物光合作用過程中的暗反應(yīng)，暗反應(yīng)場所在葉綠體基質(zhì)，故Rubisco存在于葉綠體基質(zhì)中，A錯(cuò)誤；暗反應(yīng)不直接依賴光，但需要光照間接影響，B錯(cuò)誤。2．(2024·揚(yáng)州期中)如圖所示生理過程中，PQ、Cytbf、PC是傳遞電子的蛋白質(zhì)，CF0、CF1構(gòu)成ATP合成酶。下列說法錯(cuò)誤的是()A．PSⅡ、PSⅠ內(nèi)含易溶于有機(jī)溶劑的色素B．PQ轉(zhuǎn)運(yùn)H＋的過程需要消耗電子中的能量C．線粒體中存在類似于ATP合酶的膜是線粒體內(nèi)膜D．小麥光合作用產(chǎn)生的O2被細(xì)胞呼吸利用至少需要經(jīng)過4層磷脂雙分子層答案D解析光反應(yīng)中水的光解產(chǎn)生O2發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜內(nèi)，O2擴(kuò)散到鄰近的線粒體中被利用至少要經(jīng)過類囊體膜、葉綠體和線粒體各2層膜，共5層膜，即5層磷脂雙分子層，D錯(cuò)誤。3．(2020·天津，5)研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是()A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)B．該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素答案A解析綠色植物光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜，產(chǎn)物有O2、NADPH、ATP，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，產(chǎn)物是糖類等有機(jī)物，據(jù)此推斷該半人工光合作用反應(yīng)體系中產(chǎn)生乙醇酸的場所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A正確；該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)不僅是CO2，還有水等，B錯(cuò)誤；類囊體產(chǎn)生的NADPH、ATP參與C3的還原，光反應(yīng)產(chǎn)生的O2不參與暗反應(yīng)，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)體系含有從菠菜中分離的類囊體，類囊體上含有光合作用色素，D錯(cuò)誤。4．(2024·武漢聯(lián)考)如圖為光合作用暗反應(yīng)的產(chǎn)物磷酸丙糖的代謝途徑，其中磷酸丙糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(TPT)的活性是限制光合速率大小的重要因素。已知：CO2充足時(shí)，TPT活性降低；磷酸丙糖與Pi通過TPT的運(yùn)輸嚴(yán)格按1∶1的比例進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述正確的是()A．葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物主要是以淀粉形式運(yùn)出細(xì)胞的B．暗反應(yīng)中磷酸丙糖的合成需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATPC．若磷酸丙糖的合成速率超過Pi轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的速率，則有利于蔗糖的合成D．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過增加CO2來提高作物中淀粉和蔗糖的含量答案B解析由題圖可知，葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物主要是以蔗糖形式運(yùn)出細(xì)胞的，A錯(cuò)誤；若磷酸丙糖的合成速率超過Pi轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)葉綠體的速率，則有利于淀粉的合成，C錯(cuò)誤；CO2充足時(shí)，TPT活性降低，導(dǎo)致磷酸丙糖運(yùn)出葉綠體合成蔗糖的過程受到影響，所以增加CO2能提高作物中淀粉的含量，但蔗糖的含量會下降，D錯(cuò)誤。5．(2023·湖北，8)植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過與PSⅡ結(jié)合或分離來增強(qiáng)或減弱對光能的捕獲(如圖所示)。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)B．Mg2＋含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲減弱C．弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對光能的捕獲D．PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H＋、電子和O2答案C解析葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ與PSⅡ分離減少，PSⅡ光復(fù)合體對光能的捕獲增強(qiáng)，A正確；Mg2＋是葉綠素的組成成分，其含量減少會導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體上的葉綠素含量減少，對光能的捕獲減弱，B正確；弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，增強(qiáng)對光能的捕獲，C錯(cuò)誤；PSⅡ光復(fù)合體能吸收光能，并分解水，水的光解產(chǎn)生H＋、電子和O2，D正確。6．(2024·武漢期中)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(yùn)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為電子最終受體答案B解析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，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)，A、C錯(cuò)誤；由圖可知，這兩種膜結(jié)構(gòu)上的ATP合成酶在合成ATP時(shí)，都需要利用膜兩側(cè)的H＋跨膜運(yùn)輸，即H＋的梯度勢能轉(zhuǎn)移到ATP中，B正確；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(cuò)誤。7．(2024·菏澤期末)科研人員對綠色植物光暗轉(zhuǎn)換過程中的適應(yīng)機(jī)制進(jìn)行研究。測定綠色植物由黑暗到光照的過程中CO2吸收速率(μmol·m－2·s－1)和光反應(yīng)相對速率(μmol·m－2·s－1)的變化，結(jié)果如圖。下列敘述正確的是()A．黑暗時(shí)植株的CO2吸收速率為－0.1μmol·m－2·s－1，與線粒體內(nèi)膜產(chǎn)生CO2有關(guān)B．由黑暗轉(zhuǎn)變?yōu)楣庹諚l件后，葉肉細(xì)胞中NADPH和ATP的量會一直增加C．光照0～0.5min光反應(yīng)相對速率下降，與暗反應(yīng)激活延遲造成NADPH和ATP積累有關(guān)D．光照2min后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)速率均穩(wěn)定，暗反應(yīng)速率大于光反應(yīng)速率答案C解析黑暗時(shí)植株的CO2吸收速率為－0.1μmol·m－2·s－1，說明植株的細(xì)胞呼吸速率為0.1μmol·m－2·s－1，與線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生CO2有關(guān)，A錯(cuò)誤；光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供NADPH和ATP，據(jù)圖可知，正常情況下0.5min后暗反應(yīng)被激活，CO2吸收增多，而圖中0～0.5min之間，光反應(yīng)相對速率降低，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是暗反應(yīng)激活延遲造成光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP積累，光反應(yīng)被抑制，故葉肉細(xì)胞中NADPH和ATP的量不會一直增加，B錯(cuò)誤，C正確；光照2min后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)速率均穩(wěn)定，暗反應(yīng)速率等于光反應(yīng)速率(二者相互提供原料，慢的牽制快的)，D錯(cuò)誤。8．(2025·江西部分高中聯(lián)考)為了研究淀粉合成與細(xì)胞質(zhì)中ATP的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)人員對擬南芥野生型WT和突變體ntt1(葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力)保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒面積進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖所示，其中黑暗結(jié)束是指將WT和ntt1置于黑暗中培養(yǎng)一段時(shí)間后，黑暗結(jié)束時(shí)檢測淀粉粒面積。下列相關(guān)敘述不合理的是()A．黑暗狀態(tài)下，WT和ntt1的葉綠體均不能通過進(jìn)行光合作用來合成淀粉B．長時(shí)間光照有利于ntt1積累大量淀粉C．葉綠體中淀粉的合成依賴于細(xì)胞質(zhì)中ATP的供應(yīng)D．根據(jù)圖中信息不能推測nttl在光照條件下光合作用情況答案B解析黑暗狀態(tài)下，葉綠體不能合成NADPH和ATP，C3還原缺少NADPH和ATP，光合作用不能進(jìn)行，因此，黑暗狀態(tài)下，WT和nttl的葉綠體均不能通過進(jìn)行光合作用來合成淀粉，A正確；結(jié)合圖示可以看出，光照2h條件和光照8h條件相比，ntt1淀粉粒面積較小，變化不大，長時(shí)間光照，ntt1也不會積累大量淀粉，B錯(cuò)誤；結(jié)合圖示可知，黑暗時(shí)突變體ntt1淀粉粒面積遠(yuǎn)小于WT，突變體ntt1葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力，據(jù)此推測保衛(wèi)細(xì)胞淀粉大量合成需要依賴細(xì)胞質(zhì)中ATP的供應(yīng)，C正確；ntt1的葉綠體失去運(yùn)入ATP的能力，黑暗狀態(tài)和光照條件下，突變體ntt1保衛(wèi)細(xì)胞的淀粉粒面積幾乎無變化(與細(xì)胞質(zhì)中的ATP不能運(yùn)入葉綠體有關(guān))，但光合作用的初產(chǎn)物不是淀粉，因而不能推測該突變體進(jìn)行光合作用的情況，D正確。9．研究者發(fā)現(xiàn)植物根系能夠從環(huán)境中吸收葡萄糖。為提高蘋果果實(shí)含糖量，研究者利用同位素標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理及結(jié)果如表。依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列說法錯(cuò)誤的是()蘋果樹根系置于含有13C用13C標(biāo)記的CO2根系13C含量非根系13C含量根系13C含量占比非根系13C含量占比野生型4.7含量極低44.2455.76X基因高表達(dá)6.230.8969.11X基因低表達(dá)3.646.7953.21A.根系從環(huán)境中吸收葡萄糖，可減少葉片中的糖類向根系運(yùn)輸，從而提高果實(shí)含糖量B．該培養(yǎng)條件下，抑制X基因表達(dá)，會降低蘋果果實(shí)含糖量C．若阻斷葉片通向根系的篩管，葉片CO2固定速率會上升D．推測X基因表達(dá)出的X蛋白能促進(jìn)根系吸收葡萄糖答案C解析該培養(yǎng)條件下，由表格數(shù)據(jù)可知，抑制X基因表達(dá)能抑制根系吸收葡萄糖，促進(jìn)葉片光合產(chǎn)物向根系的運(yùn)輸，使更少的糖分配到果實(shí)，降低蘋果果實(shí)中的糖含量，B正確；葉片合成的有機(jī)物主要是以蔗糖的形式通過韌皮部篩管運(yùn)輸?shù)教O果根系，若阻斷葉片通向根系的篩管，光合產(chǎn)物積累在葉片，葉片CO2固定速率會下降，C錯(cuò)誤；將蘋果根系置于含有13C標(biāo)記的葡萄糖培養(yǎng)液中，X基因高表達(dá)組根系13C含量顯著高于野生型和M基因低表達(dá)組，說明X蛋白能促進(jìn)根系從周圍環(huán)境中吸收葡萄糖，二、非選擇題10．(20分)(2024·濟(jì)南期末)如圖為某細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的生理過程，3-磷酸甘油酸、甘油酸-1,3-二磷酸、甘油醛-3-磷酸、核酮糖-5-磷酸、核酮糖-1,5-二磷酸是該過程中依次生成的重要化合物。請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)該生理過程被稱為______________循環(huán)。能進(jìn)行該過程的原核生物有________________________________________________________________________。(2)RuBP(五碳化合物)是圖中物質(zhì)____________________的簡稱。過程①稱作____________。上述過程中，消耗前一階段提供的能量的過程有______。脫磷酸化的過程有__________。(3)通過對該過程分析發(fā)現(xiàn)，固定一分子CO2平均會消耗ATP和NADPH的分子數(shù)目分別是______________。甘油酸-1,3-二磷酸和核酮糖-5-磷酸分別含有的碳原子數(shù)目是________________________________________________________________________。(4)據(jù)圖分析，能提高葡萄糖含量的措施有____________________________________(答兩條)。若想驗(yàn)證圖中各種有機(jī)物依次出現(xiàn)的先后順序，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是_______________________________________________________________________________。答案(1)卡爾文藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌(硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等)(2)核酮糖-1,5-二磷酸CO2的固定②③⑤③④⑥(3)3和23和5(4)提高CO2的濃度、適當(dāng)提高溫度從而提高酶的活性、補(bǔ)充礦質(zhì)元素促進(jìn)酶的合成、提高光照強(qiáng)度、提高ATP和NADPH的含量給該過程提供14C標(biāo)記的CO2，追蹤14C的去向，從而弄清11．(18分)(2021·湖南，18)圖a為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結(jié)構(gòu)及光反應(yīng)過程的簡化示意圖。請回答下列問題：(1)圖b表示圖a中的____________結(jié)構(gòu)，膜上發(fā)生的光反應(yīng)過程將水分解成O2、H＋和e－，光能轉(zhuǎn)化成電能，最終轉(zhuǎn)化為________和ATP中的化學(xué)能。若CO2濃度降低，暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP＋減少，則圖b中電子傳遞速率會________(填“加快”或“減慢”)。(2)(12分)為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用Fecy或DCIP替代NADP＋為電子受體，以相對放氧量表示光反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。葉綠體類型葉綠體A：雙層膜結(jié)構(gòu)完整葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂葉綠體D：所有膜結(jié)構(gòu)解體破裂成顆?；蚱螌?shí)驗(yàn)一：以Fecy為電子受體時(shí)的放氧量100167.0425.1281.3實(shí)驗(yàn)二：以DCIP為電子受體時(shí)的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。據(jù)此分析：①葉綠體A和葉綠體B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對以__________(填“Fecy”或“DCIP”)為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用，得出該結(jié)論的推理過程是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②該實(shí)驗(yàn)中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于__________________________________________________________________________________________________________________________________，從而提高光反應(yīng)速率。③以DCIP為電子受體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對值分別為1、0.66、0.58和0.41。結(jié)合圖b對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)類囊體膜NADPH減慢(2)①Fecy實(shí)驗(yàn)一中葉綠體B雙層膜局部受損時(shí)，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時(shí)，實(shí)驗(yàn)二中葉綠體B雙層膜局部受損時(shí)，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時(shí)無明顯差異；結(jié)合所給信息：“Fecy具有親水性，而DICP具有親脂性”，可推知葉綠體雙層膜對以Fecy為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用②類囊體上的色素吸收光能、轉(zhuǎn)化光能③ATP合成依賴于水光解的電子傳遞和氫離子順濃度梯度通過類囊體薄膜上的ATP合成酶，葉綠體A、B、C、D類囊體薄膜的受損程度依次增大，因此ATP的產(chǎn)生效率逐漸降低12．