第1部分分子與細胞專題6光合作用

生物學(xué)新高考、新教材適用考點1光合作用的原理及應(yīng)用考點2光合作用與細胞呼吸的綜合目錄三年模擬五年高考綜合基礎(chǔ)練綜合拔高練1綜合拔高練2考點1光合作用的原理及應(yīng)用五年高考考向1捕獲光能的色素1.(2024貴州,3,3分)為探究不同光照強度對葉色的影響,取紫鴨跖草在不同光照強度下,

其他條件相同且適宜,分組栽培,一段時間后獲取各組光合色素提取液,用分光光度法

(一束單色光通過溶液時,溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度成正比)分別測定每組各種

光合色素含量。下列敘述錯誤的是

(

)A.葉片研磨時加入碳酸鈣可防止破壞色素B.分離提取液中的光合色素可采用紙層析法C.光合色素相對含量不同可使葉色出現(xiàn)差異D.測定葉綠素的含量時可使用藍紫光波段D2.(2024廣東,3,2分)銀杏是我國特有的珍稀植物,其葉片變黃后極具觀賞價值。某同學(xué)

用紙層析法探究銀杏綠葉和黃葉的色素差別,下列實驗操作正確的是

(

)A.選擇新鮮程度不同的葉片混合研磨B.研磨時用水補充損失的提取液C.將兩組濾紙條置于同一燒杯中層析D.用過的層析液直接倒入下水道C3.(2023全國乙,2,6分)植物葉片中的色素對植物的生長發(fā)育有重要作用。下列有關(guān)葉

綠體中色素的敘述,錯誤的是(

)A.氮元素和鎂元素是構(gòu)成葉綠素分子的重要元素B.葉綠素和類胡蘿卜素存在于葉綠體中類囊體的薄膜上C.用不同波長的光照射類胡蘿卜素溶液,其吸收光譜在藍紫光區(qū)有吸收峰D.葉綠體中的色素在層析液中的溶解度越高,隨層析液在濾紙上擴散得越慢D4.(2022湖北,12,2分)某植物的2種黃葉突變體表現(xiàn)型相似,測定各類植株葉片的光合色

素含量(單位:μg·g-1),結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)D植株類型葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素葉綠素/類胡蘿卜素野生型12355194194.19突變體1512753701.59突變體2115203790.35A.兩種突變體的出現(xiàn)增加了物種多樣性B.突變體2比突變體1吸收紅光的能力更強C.兩種突變體的光合色素含量差異,是由不同基因的突變所致D.葉綠素與類胡蘿卜素的比值大幅下降可導(dǎo)致突變體的葉片呈黃色考向2光合作用的原理5.(2021廣東,12,2分)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D6.(2020天津,5,4分)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

件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原,并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是

(

)A.產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質(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A考向3光合作用的影響因素及應(yīng)用7.(2022海南,3,3分)某小組為了探究適宜溫度下CO2對光合作用的影響,將四組等量菠

菜葉圓片排氣后,分別置于盛有等體積不同濃度NaHCO3溶液的燒杯中,從燒杯底部給

予適宜光照,記錄葉圓片上浮所需時長,結(jié)果如圖。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)A.本實驗中,溫度、NaHCO3濃度和光照都屬于自變量B.葉圓片上浮所需時長主要取決于葉圓片光合作用釋放氧氣的速率C.四組實驗中,0.5%NaHCO3溶液中葉圓片光合速率最高D.若在4℃條件下進行本實驗,則各組葉圓片上浮所需時長均會縮短

B8.(2021遼寧,2,2分)植物工廠是通過光調(diào)控和通風控溫等措施進行精細管理的高效農(nóng)

業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),常采用無土栽培技術(shù)。下列有關(guān)敘述錯誤的是

(

)A.可根據(jù)植物生長特點調(diào)控光的波長和光照強度B.應(yīng)保持培養(yǎng)液與植物根部細胞的細胞液濃度相同C.合理控制晝夜溫差有利于提高作物產(chǎn)量D.適時通風可提高生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的CO2濃度B9.(2021湖南,7,2分)綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化

過程。下列敘述錯誤的是

(

)A.弱光條件下植物沒有O2的釋放,說明未進行光合作用B.在暗反應(yīng)階段,CO2不能直接被還原C.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下降D.合理密植和增施有機肥能提高農(nóng)作物的光合作用強度A10.(2024湖北,21,14分)氣孔是指植物葉表皮組織上兩個保衛(wèi)細胞之間的孔隙。植物通

過調(diào)節(jié)氣孔大小,控制CO2進入和水分的散失,影響光合作用和含水量?？蒲泄ぷ髡咭?/p>

擬南芥為實驗材料,研究并發(fā)現(xiàn)了相關(guān)環(huán)境因素調(diào)控氣孔關(guān)閉的機理(圖1)。已知ht1

基因、rhc1基因各編碼蛋白甲和乙中的一種,但對應(yīng)關(guān)系未知。研究者利用野生型

(wt)、ht1基因功能缺失突變體(h)、rhc1基因功能缺失突變體(r)和ht1/rhc1雙基因功能

缺失突變體(h/r)進行了相關(guān)實驗,結(jié)果如圖2所示。圖1圖2回答下列問題:(1)保衛(wèi)細胞液泡中的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運到胞外,導(dǎo)致保衛(wèi)細胞失水

(填“吸水”或“失

水”),引起氣孔關(guān)閉,進而使植物光合作用速率減小

(填“增大”“不變”或“減小”)。(2)圖2中的wt組和r組對比,說明高濃度CO2時rhc1基因產(chǎn)物促進

(填“促進”或

“抑制”)氣孔關(guān)閉。(3)由圖1可知,短暫干旱環(huán)境中,植物體內(nèi)脫落酸含量上升,這對植物的積極意義是脫

落酸含量上升會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,蒸騰作用散失水分減少,有利于適應(yīng)干旱環(huán)境

。(4)根據(jù)實驗結(jié)果判斷:編碼蛋白甲的基因是

rhc1

(填“ht1”或“rhc1”)。11.(2024山東,21,9分)從開花至籽粒成熟,小麥葉片逐漸變黃。與野生型相比,某突變體

葉片變黃的速度慢,籽粒淀粉含量低。研究發(fā)現(xiàn),該突變體內(nèi)細胞分裂素合成異常,進

而影響了類囊體膜蛋白穩(wěn)定性和蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性,而呼吸代謝不受影響。類囊體膜蛋

白穩(wěn)定性和蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性檢測結(jié)果如圖所示,開花14天后植株的胞間CO2濃度和氣

孔導(dǎo)度如表所示,其中Lov為細胞分裂素合成抑制劑,KT為細胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)

劑,氣孔導(dǎo)度表示氣孔張開的程度。已知蔗糖轉(zhuǎn)化酶催化蔗糖分解為單糖。

檢測指標植株14天21天28天胞間CO2濃度(μmolCO2·mol-1)野生型140151270突變體110140205氣孔導(dǎo)度(molH2O·m-2·s-1)野生型1259541突變體14011278(1)光反應(yīng)在類囊體上進行,生成可供暗反應(yīng)利用的物質(zhì)有NADPH、ATP

。結(jié)合

細胞分裂素的作用,據(jù)圖分析,與野生型相比,開花后突變體葉片變黃的速度慢的原因

是突變體類囊體膜蛋白的穩(wěn)定性較高,葉綠素降解慢

。(2)光飽和點是光合速率達到最大時的最低光照強度。據(jù)表分析,與野生型相比,開花1

4天后突變體的光飽和點高

(填“高”或“低”),理由是氣孔導(dǎo)度較大,吸收的

CO2較多,但胞間CO2濃度較低,說明光合作用消耗CO2的速度更快

。(3)已知葉片的光合產(chǎn)物主要以蔗糖的形式運輸?shù)街仓旮魈?。?jù)圖分析,突變體籽粒淀

粉含量低的原因是蔗糖轉(zhuǎn)化酶的活性高,蔗糖分解成單糖的量更多,光合產(chǎn)物主要

以蔗糖形式運往籽粒,所以運往籽粒的光合產(chǎn)物減少

。12.(2023重慶,19,11分)水稻是我國重要的糧食作物,光合能力是影響水稻產(chǎn)量的重要

因素。(1)通常情況下,葉綠素含量與植物的光合速率呈正相關(guān)。但有研究發(fā)現(xiàn),葉綠素含量

降低的某一突變體水稻,在強光照條件下,其光合速率反而明顯高于野生型。為探究

其原因,有研究者在相同光照強度的強光條件下,測定了兩種水稻的相關(guān)生理指標(單

位省略),結(jié)果如表。

光反應(yīng)暗反應(yīng)光能轉(zhuǎn)化效率類囊體薄膜電子傳遞速率RuBP羧化酶含量vmax野生型0.49180.14.6129.5突變體0.66199.57.5164.5[注]RuBP羧化酶:催化CO2固定的酶;vmax:RuBP羧化酶催化的最大速率①類囊體薄膜電子傳遞的最終產(chǎn)物是NADPH

。RuBP羧化酶催化的底物是CO2

和C5(核酮糖-1,5-二磷酸;RuBP)

。②據(jù)表分析,突變體水稻光合速率高于野生型的原因是突變體的光反應(yīng)與暗反應(yīng)速

率都較野生型快

。(2)研究人員進一步測定了田間光照和遮陰條件下兩種水稻的產(chǎn)量(單位省略),結(jié)果如

表。

田間光照產(chǎn)量田間遮陰產(chǎn)量野生型6.936.20突變體7.353.68①在田間遮陰條件下,突變體水稻產(chǎn)量卻明顯低于野生型,造成這個結(jié)果的內(nèi)因是

突變體葉綠素含量太低

,外因是光照強度太低

。②水稻葉肉細胞的光合產(chǎn)物有淀粉和蔗糖

,兩者可以相互轉(zhuǎn)化,后者是光合產(chǎn)物

的主要運輸形式,在開花結(jié)實期主要運往籽粒。③根據(jù)以上結(jié)果,推測兩種水稻的光補償點(光合速率和呼吸速率相等時的光照強度),

突變體水稻較野生型高

(填“高”“低”或“相等”)。13.(2023福建,17,10分)秸稈直接焚燒會造成空氣污染等環(huán)境問題。秸稈還田是當前農(nóng)

業(yè)生產(chǎn)中常用措施,研究秸稈還田模式對秸稈在生產(chǎn)中合理利用有重要的指導(dǎo)意義。

科研人員研究了秸稈還田與氮肥配施的模式對玉米光合作用的影響,測定相關(guān)指標,

結(jié)果如圖所示。

注:SR表示秸稈還田,NSR表示秸稈不還田;蒸騰速率是指單位時間內(nèi)單位葉面積通過

蒸騰作用散失的水量?；卮鹣铝袉栴}:(1)玉米綠葉中的葉綠素主要吸收紅光、藍紫

光。據(jù)圖1、2可推測,等量配施氮肥

條件下,與NSR相比,SR的玉米葉肉細胞中光反應(yīng)會產(chǎn)生更多的ATP、NADPH和O2

。據(jù)圖2可知,與NSR相比,SR顯著提高了凈光合速率,其凈光合速率隨著施氮量的增

加呈先增加后減少

。(2)根據(jù)圖中實驗結(jié)果,下列關(guān)于玉米光合作用的敘述正確的是ADE

。(多選,填序

號)A.胞間CO2濃度與氣孔開放程度及細胞對CO2的固定量有關(guān)B.與SR相比,NSR會降低蒸騰速率,但有利于細胞對CO2的吸收C.與SR相比,NSR的胞間CO2濃度更高,細胞對CO2的固定量更多D.當配施氮肥量為180kg·hm-2時,細胞加大了對CO2的固定,導(dǎo)致胞間CO2濃度降低E.與配施氮肥量為180kg·hm-2相比,過多的施氮量會使細胞吸收的CO2減少,最終導(dǎo)致

葉綠素轉(zhuǎn)化光能的效率下降(3)結(jié)合上述實驗結(jié)果,從經(jīng)濟效益和環(huán)境保護角度說明玉米種植不宜過量施用氮肥的

原因過量施氮肥增加生產(chǎn)成本,反而可能減產(chǎn);過量施氮肥會導(dǎo)致土壤污染、水體

污染等環(huán)境問題

。14.(2023全國乙,29,10分)植物的氣孔由葉表皮上兩個具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細胞構(gòu)成。

保衛(wèi)細胞吸水體積膨大時氣孔打開,反之關(guān)閉。保衛(wèi)細胞含有葉綠體,在光下可進行

光合作用。已知藍光可作為一種信號促進保衛(wèi)細胞逆濃度梯度吸收K+。有研究發(fā)現(xiàn),

用飽和紅光(只用紅光照射時,植物達到最大光合速率所需的紅光強度)照射某植物葉

片時,氣孔開度可達最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。(1)氣孔的開閉會影響植物葉片的蒸騰作用、呼吸作用、光合作用

(答出2點即可)

等生理過程。(2)紅光可通過光合作用促進氣孔開放,其原因是保衛(wèi)細胞在紅光下進行光合作用合

成蔗糖等有機物,使保衛(wèi)細胞的滲透壓增大,引起保衛(wèi)細胞吸水,體積膨大,氣孔打開。(3)某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補加藍光照射葉片,氣孔開度可進一步增大,

因此他們認為氣孔開度進一步增大的原因是,藍光促進保衛(wèi)細胞逆濃度梯度吸收K+。

請推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是藍光作為一種信號促進保衛(wèi)細胞逆濃度

吸收K+,使保衛(wèi)細胞內(nèi)滲透壓升高,保衛(wèi)細胞吸水,體積膨大,氣孔進一步打開

。(4)已知某種除草劑能阻斷光合作用的光反應(yīng),用該除草劑處理的葉片在陽光照射下氣

孔能

(填“能”或“不能”)維持一定的開度。15.(2022河北,19,10分)某品種茶樹葉片呈現(xiàn)階段性白化:綠色的嫩葉在生長過程中逐

漸轉(zhuǎn)為乳白色,而后又恢復(fù)為綠色。白化期葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu)解體(僅殘留少量片層結(jié)

構(gòu))。階段性白化過程中相關(guān)生理指標檢測結(jié)果如圖。

回答下列問題:(1)從葉片中分離葉綠體可采用差速離心

法。(2)經(jīng)檢測,白化過程中葉綠體合成ATP和NADPH的數(shù)量顯著降低,其原因是葉綠體

內(nèi)部結(jié)構(gòu)解體;光合色素減少

(寫出兩點即可)。(3)白化過程中氣孔導(dǎo)度下降,既能夠滿足光合作用對CO2的需求,又有助于減少水分

的散失

。(4)葉片復(fù)綠過程中需合成大量直接參與光反應(yīng)的蛋白質(zhì)。其中部分蛋白質(zhì)由存在于

細胞核

中的基因編碼,需通過特定的機制完成跨膜運輸;其余蛋白質(zhì)由存在于

葉綠體

中的基因編碼。16.(2022遼寧,22,10分)滸苔是形成綠潮的主要藻類。綠潮時滸苔堆積在一起,形成大

量的“藻席”,造成生態(tài)災(zāi)害。為研究滸苔瘋長與光合作用的關(guān)系,進行如下實驗:Ⅰ.光合色素的提取、分離和含量測定(1)在“藻席”的上、中、下層分別選取滸苔甲為實驗材料,提取、分離色素,發(fā)現(xiàn)滸

苔甲的光合色素種類與高等植物相同,包括葉綠素和類胡蘿卜素

。在細胞中,這

些光合色素分布在類囊體薄膜

。(2)測定三個樣品的葉綠素含量,結(jié)果見表。樣品葉綠素a(mg·g-1)葉綠素b(mg·g-1)上層0.1990.123中層0.2280.123下層0.6840.453數(shù)據(jù)表明,取自“藻席”下層的樣品葉綠素含量最高,這是因為下層光照弱,滸苔通

過增加葉綠素含量,以提高對光能的利用率

。Ⅱ.光合作用關(guān)鍵酶Y的粗酶液制備和活性測定(3)研究發(fā)現(xiàn),滸苔細胞質(zhì)基質(zhì)中存在酶Y,參與CO2的轉(zhuǎn)運過程,利于對碳的固定。酶Y粗酶液制備:定時測定光照強度并取一定量的滸苔甲和滸苔乙,制備不同光照強度

下樣品的粗酶液,流程如圖1。

圖1粗酶液制備過程保持低溫,目的是防止酶降解和高溫變性

。研磨時加入緩沖液的

主要作用是維持酸堿度(pH)

穩(wěn)定。離心后的上清液

為粗酶液。(4)酶Y活性測定:取一定量的粗酶液加入到酶Y活性測試反應(yīng)液中進行檢測,結(jié)果如圖2。圖2在圖2中,不考慮其他因素的影響,滸苔甲酶Y活性最高時的光照強度為1800

μmol·

m-2·s-1(填具體數(shù)字),強光照會抑制

滸苔乙酶Y的活性。17.(2022湖北,21,13分)不同條件下植物的光合速率和光飽和點(在一定范圍內(nèi),隨著光

照強度的增加,光合速率增大,達到最大光合速率時的光照強度稱為光飽和點)不同。

研究證實高濃度臭氧(O3)對植物的光合作用有影響。用某一高濃度O3連續(xù)處理甲、

乙兩種植物75天。在第55天、65天、75天分別測定植物凈光合速率,結(jié)果如圖1、圖2

和圖3所示。

圖1圖2圖3【注】曲線1:甲對照組,曲線2:乙對照組,曲線3:甲實驗組,曲線4:乙實驗組?；卮鹣铝袉栴}:(1)圖1中,在高濃度O3處理期間,若適當增加環(huán)境中的CO2濃度,甲、乙植物的光飽和點會增大

(填“減小”“不變”或“增大”)。(2)與圖3相比,圖2中甲的實驗組與對照組的凈光合速率差異較小,表明高濃度臭氧

處理甲植物的時間越短,對甲植物光合作用的影響越小

。(3)從圖3分析可得到兩個結(jié)論:①O3處理75天后,甲、乙兩種植物的

實驗組的凈光合

速率均明顯小于對照組

,表明長時間高濃度的O3對植物光合作用產(chǎn)生明顯抑制;②

長時間高濃度的O3對乙植物的影響大于甲植物,表明長時間高濃度O3對不同種類植

物光合作用產(chǎn)生的抑制效果不同

。(4)實驗發(fā)現(xiàn),處理75天后甲、乙植物中的基因A表達量都下降。為確定A基因功能與

植物對O3耐受力的關(guān)系,使乙植物中A基因過量表達,并用高濃度O3處理75天。若實驗現(xiàn)象為

A基因過量表達的乙植物的凈光合速率與A基因表達量下降的乙植物的凈光

合速率相同

,則說明A基因的功能與乙植物對O3耐受力無關(guān)。光系統(tǒng)、光合電子傳遞和光合磷酸化18.(2023湖北,8,2分)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,PS

Ⅱ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。下列敘述錯誤的是

(

)

A.葉肉細胞內(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

C19.(2022重慶,23,14分)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(圖Ⅰ)。為探尋這種能量形式,他們開展了后續(xù)實驗。

(1)制備類囊體時,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,原因是保持

類囊體內(nèi)外的滲透壓,避免類囊體破裂

;為避免膜蛋白被降解,提取液應(yīng)保持低溫

(填“低溫”或“常溫”)。(2)在圖Ⅰ實驗基礎(chǔ)上進行圖Ⅱ?qū)嶒?發(fā)現(xiàn)該實驗條件下,也能產(chǎn)生ATP。但該實驗不能充分證明“某種能量形式”是類囊體膜內(nèi)外的H+濃度差,原因是實驗Ⅱ是在光照

條件下對類囊體進行培養(yǎng)的,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)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

行光、暗交替處理,結(jié)果如圖Ⅲ所示,懸液的pH在光照處理時升高,原因是類囊體膜

外H+被轉(zhuǎn)移到類囊體膜內(nèi),造成溶液pH升高

。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)運形成的,電子的最終來源物質(zhì)是水

。(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)目標多碳化合物。若

要實現(xiàn)黑暗條件下持續(xù)生產(chǎn),需穩(wěn)定提供的物質(zhì)有NADPH、ATP和CO2

。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)即使增加光照強度,產(chǎn)量也不再增加,若要增產(chǎn),可采取的有效措施有增加二氧

化碳的濃度和適當提高環(huán)境溫度

(答兩點)。

20.(2021湖南,18,12分)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。回答下列問題:

圖a

注:e-表示電子(1)圖b表示圖a中的類囊體膜

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NADPH

和ATP中活躍的化學(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中電子傳遞速率會減慢

(填“加快”或“減慢”)。(2)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,在離體條件下進行實驗,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,實驗結(jié)果如表所示。相對值葉綠體類型葉綠體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?/p>

段實驗項目實驗一:以Fecy

為電子受體時

的放氧量100167.0425.1281.3實驗二:以DCIP

為電子受體時

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的實驗結(jié)果表明,葉綠體雙層膜對以Fecy

(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)論的推理過程是葉綠

體B雙層膜局部受損,類囊體略有損傷時,以Fecy為電子受體時的放氧量明顯高于葉綠

體A雙層膜結(jié)構(gòu)完整時,而以DCIP為電子受體時的放氧量略高于葉綠體A雙層膜結(jié)構(gòu)

完整時,差別不大

。②該實驗中,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,更有利于電子傳遞

,從而提高光反應(yīng)速率。③以DCIP為電子受體進行實驗,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對實驗結(jié)果進行解釋ATP的合成依賴于H+順濃

度梯度通過類囊體膜上的ATP合酶,葉綠體A、B、C、D類囊體膜的受損程度依次增

大,因此ATP的產(chǎn)生效率逐漸降低

。光抑制、光呼吸和CO2的濃縮機制21.(2024黑、吉、遼,21,12分)在光下葉綠體中的C5能與CO2反應(yīng)形成C3;當CO2/O2的值

低時,C5也能與O2反應(yīng)形成C2等化合物。C2在葉綠體、過氧化物酶體和線粒體中經(jīng)過

一系列化學(xué)反應(yīng)完成光呼吸過程。上述過程在葉綠體與線粒體中主要物質(zhì)變化如圖1。

光呼吸將已經(jīng)同化的碳釋放,且整體上是消耗能量的過程。回答下列問題。(1)反應(yīng)①是CO2的固定

過程。(2)與光呼吸不同,以葡萄糖為反應(yīng)物的有氧呼吸產(chǎn)生NADH的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)

和線粒體基質(zhì)

。(3)我國科學(xué)家將改變光呼吸的相關(guān)基因轉(zhuǎn)入某種農(nóng)作物野生型植株(WT),得到轉(zhuǎn)基

因株系1和2,測定凈光合速率,結(jié)果如圖2、圖3。圖2中植物光合作用CO2的來源除了

有外界環(huán)境外,還可來自呼吸作用

和光呼吸

(填生理過程)。7~10時株系1和2

與WT凈光合速率逐漸產(chǎn)生差異,原因是株系1和2光呼吸速率低

。據(jù)圖3中的數(shù)據(jù)

不能

(填“能”或“不能”)計算出株系1的總光合速率,理由是光呼吸和呼吸作用的速率未知

。

(4)結(jié)合上述結(jié)果分析,選擇轉(zhuǎn)基因株系1進行種植,產(chǎn)量可能更具優(yōu)勢,判斷的依據(jù)是

在同等光照強度和CO2濃度下,株系1光呼吸速率最低,凈光合速率最高

。22.(2023山東,21,10分)當植物吸收的光能過多時,過剩的光能會對光反應(yīng)階段的PSⅡ

復(fù)合體(PSⅡ)造成損傷,使PSⅡ活性降低,進而導(dǎo)致光合作用強度減弱。細胞可通過非

光化學(xué)淬滅(NPQ)將過剩的光能耗散,減少多余光能對PSⅡ的損傷。已知擬南芥的H

蛋白有2個功能:①修復(fù)損傷的PSⅡ;②參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型

和H基因缺失突變體為材料進行了相關(guān)實驗,結(jié)果如圖所示。實驗中強光照射時對野

生型和突變體光照的強度相同,且強光對二者的PSⅡ均造成了損傷。

(1)該實驗的自變量為有無光照、有無H基因或H蛋白

。該實驗的無關(guān)變量中,影

響光合作用強度的主要環(huán)境因素有溫度、CO2濃度、水

(答出2個因素即可)。(2)根據(jù)本實驗,不能

(填“能”或“不能”)比較出強光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強弱,理由是野生型PSⅡ損傷大但能修復(fù);突變體PSⅡ損傷小但不能修復(fù)

。(3)據(jù)圖分析,與野生型相比,強光照射下突變體中流向光合作用的能量少

(填

“多”或“少”)。若測得突變體的暗反應(yīng)強度高于野生型,根據(jù)本實驗推測,原因是

突變體NPQ高,PSⅡ損傷小,雖無H蛋白修復(fù)但PSⅡ活性高,光反應(yīng)產(chǎn)物多

。23.(2021遼寧,22,13分)早期地球大氣中的O2濃度很低,到了大約3.5億年前,大氣中O2濃

度顯著增加,CO2濃度明顯下降?，F(xiàn)在大氣中的CO2濃度約為390μmol·mol-1,是限制植

物光合作用速率的重要因素。核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是一種催化CO2

固定的酶,在低濃度CO2條件下,催化效率低。有些植物在進化過程中形成了CO2濃縮

機制,極大地提高了Rubisco所在局部空間位置的CO2濃度,促進了CO2的固定?；卮鹣?/p>

列問題:(1)真核細胞葉綠體中,在Rubisco的催化下,CO2被固定形成C3(三碳化合物)

,進而被

還原生成糖類,此過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)

中。(2)海水中的無機碳主要以CO2和HC

兩種形式存在,水體中CO2濃度低、擴散速度慢,有些藻類具有圖1所示的無機碳濃縮過程。圖中HC

濃度最高的場所是葉綠體

(填“細胞外”或“細胞質(zhì)基質(zhì)”或“葉綠體”),可為圖示過程提供ATP的生理過程

有呼吸作用和光合作用(光反應(yīng))

。

圖1(3)某些植物還有另一種CO2濃縮機制,部分過程見圖2。在葉肉細胞中,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可將HC

轉(zhuǎn)化為有機物,該有機物經(jīng)過一系列的變化,最終進入相鄰的維管束鞘細胞釋放CO2,提高了Rubisco附近的CO2濃度。

圖2①由這種CO2濃縮機制可以推測,PEPC與無機碳的親和力高于

(填“高于”或

“低于”或“等于”)Rubisco。②圖2所示的物質(zhì)中,可由光合作用光反應(yīng)提供的是NADPH和ATP

。圖中由Pyr

轉(zhuǎn)變?yōu)镻EP的過程屬于吸能反應(yīng)

(填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)。③若要通過實驗驗證某植物在上述CO2濃縮機制中碳的轉(zhuǎn)變過程及相應(yīng)場所,可以使

用同位素標記

技術(shù)。(4)通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)或蛋白質(zhì)工程技術(shù),可能進一步提高植物光合作用的效率,以下研

究思路合理的有ACD

(多選)。A.改造植物的HC

轉(zhuǎn)運蛋白基因,增強HC

的運輸能力B.改造植物的PEPC基因,抑制OAA的合成C.改造植物的Rubisco基因,增強CO2固定能力D.將CO2濃縮機制相關(guān)基因轉(zhuǎn)入不具備此機制的植物24.(2021全國乙,29,11分)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定

方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2,吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中;白

天氣孔關(guān)閉,液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉栴}:(1)白天葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體

。光合作用所

需的CO2來源于蘋果酸脫羧和細胞呼吸

釋放的CO2。(2)氣孔白天關(guān)閉、晚上打開是這類植物適應(yīng)干旱環(huán)境的一種方式,這種方式既能防止

水分大量散失

,又能保證光合作用

正常進行。(3)若以pH作為檢測指標,請設(shè)計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2

固定方式。(簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)實驗思路:白天和夜間每隔一定時間取干旱條件下生長的植物甲的葉片,測定葉肉細

胞的pH;預(yù)期結(jié)果:植物甲葉肉細胞pH在夜間逐漸降低、白天逐漸升高?？键c2光合作用與細胞呼吸的綜合25.(2023湖北,11,2分)高溫是制約世界糧食安全的因素之一,高溫往往使植物葉片變

黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃,水稻、小麥等作物減產(chǎn)3%~8%。關(guān)于高溫

下作物減產(chǎn)的原因,下列敘述錯誤的是

(

)A.呼吸作用變強,消耗大量養(yǎng)分B.光合作用強度減弱,有機物合成減少C.蒸騰作用增強,植物易失水發(fā)生萎蔫D.葉綠素降解,光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少D26.(2022福建,13,4分)曲線圖是生物學(xué)研究中數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的一種表現(xiàn)形式。如圖中

的曲線可以表示相應(yīng)生命活動變化關(guān)系的是

(

)

A.曲線a可表示自然狀態(tài)下,某植物CO2吸收速率隨環(huán)境CO2濃度變化的關(guān)系B.曲線a可表示葡萄糖進入紅細胞時,物質(zhì)運輸速率隨膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差變化的關(guān)系C.曲線b可表示自然狀態(tài)下,某池塘草魚種群增長速率隨時間變化的關(guān)系D.曲線b可表示在晴朗的白天,某作物凈光合速率隨光照強度變化的關(guān)系C27.(2022全國乙,2,6分)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中,在適宜且恒定

的溫度和光照條件下培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低,之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)

于這一實驗現(xiàn)象,下列解釋合理的是

(

)A.初期光合速率逐漸升高,之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低,之后呼吸速率保持穩(wěn)定C.初期呼吸速率大于光合速率,之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率D28.(2023河北,19,10分)擬南芥發(fā)育早期的葉肉細胞中,未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP須

借助其膜上的轉(zhuǎn)運蛋白H由細胞質(zhì)基質(zhì)進入。發(fā)育到一定階段,葉肉細胞H基因表達

量下降,細胞質(zhì)基質(zhì)ATP向成熟葉綠體轉(zhuǎn)運受阻?；卮鹣铝袉栴}:(1)未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP主要在線粒體(或“線粒體內(nèi)膜”)

合成,經(jīng)細胞質(zhì)

基質(zhì)進入葉綠體。(2)光照時,葉綠體類囊體膜上的色素捕獲光能,將其轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH(或“還原

型輔酶Ⅱ”)

中的化學(xué)能,這些化學(xué)能經(jīng)暗反應(yīng)(或“卡爾文循環(huán)”)

階段釋放并

轉(zhuǎn)化為糖類中的化學(xué)能。(3)研究者通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)在葉綠體成熟的葉肉細胞中實現(xiàn)H基因過量表達,對轉(zhuǎn)H基

因和非轉(zhuǎn)基因葉肉細胞進行黑暗處理,之后檢測二者細胞質(zhì)基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)中ATP

相對濃度,結(jié)果如圖。相對于非轉(zhuǎn)基因細胞,轉(zhuǎn)基因細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)ATP濃度明顯

降低

。據(jù)此推測,H基因的過量表達造成細胞質(zhì)基質(zhì)ATP被葉綠體

(填“葉綠

體”或“線粒體”)大量消耗,細胞有氧呼吸強度升高

。

(4)綜合上述分析,葉肉細胞通過下調(diào)H基因表達(或“H蛋白數(shù)量”)

阻止細胞質(zhì)

基質(zhì)ATP進入成熟的葉綠體,從而防止線粒體過多消耗光合產(chǎn)物(或“有氧呼吸增

強”)

,以保證光合產(chǎn)物可轉(zhuǎn)運到其他細胞供能。29.(2023廣東,18,13分)光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時,

水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯,但在高密度栽培條件

下ygl產(chǎn)量更高,其相關(guān)生理特征見表和圖1。(光飽和點:光合速率不再隨光照強度增

加時的光照強度;光補償點:光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的

光照強度。)水稻材料葉綠素(mg/g)類胡蘿卜素(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27

圖1分析圖表,回答下列問題:(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和類胡蘿卜素/葉綠素的值較高

,葉片主要吸收可見光中的紅光和藍紫

光。(2)光照強度逐漸增加達到2000μmol·m-2·s-1時,ygl的凈光合速率較WT更高,但兩者凈

光合速率都不再隨光照強度的增加而增加,比較兩者的光飽和點,可得ygl等于

WT

(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補償點,可能的原因是葉綠素含量

較低和呼吸速率較高

。(3)與WT相比,ygl葉綠素含量低,高密度栽培條件下,更多的光可到達下層葉片,且ygl群

體的凈光合速率較高,表明該群體在強光下光能利用率更高

,是其高產(chǎn)的原因之一。(4)試分析在0~50μmol·m-2·s-1范圍的低光照強度下,WT和ygl凈光合速率的變化,在圖2給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上,分析圖1a和你繪制的曲線,比

較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率,提出一個科學(xué)問題為什

么ygl在高光照強度下的光合速率比WT高,而在低光照強度下ygl的光合速率比WT低

。30.(2023遼寧,21,11分)花生抗逆性強,部分品種可以在鹽堿土區(qū)種植。如圖是四個品

種的花生在不同實驗條件下的葉綠素含量相對值(SPAD)(圖1)和凈光合速率(圖2)。

回答下列問題:

圖2(1)花生葉肉細胞中的葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b

,主要吸收紅光和藍紫

光,可用無水乙醇

等有機溶劑從葉片中提取。(2)鹽添加量不同的條件下,葉綠素含量受影響最顯著的品種是HH1

。(3)在光照強度為500μmol·m-2·s-1、無NaCl添加的條件下,LH12的光合速率大于

(填“大于”“等于”或“小于”)HH1的光合速率,判斷的依據(jù)是植物的總光合速

率=凈光合速率+呼吸速率,此時LH12和HH1的凈光合速率基本相等,但是LH12的呼吸

速率大于HH1的呼吸速率

。在光照強度為1500μmol·m-2·s-1、NaCl添加量為3.0g·kg

-1的條件下,HY25的凈光合速率大于其他三個品種的凈光合速率,原因可能是HY25的

葉綠素

含量高,光反應(yīng)生成更多的NADPH和ATP

,促進了暗反應(yīng)進行。(4)依據(jù)圖2,在中鹽(2.0g·kg-1)土區(qū)適宜選擇種植LH12

品種。三年模擬1.(2024江蘇南通二模,8)南通某中學(xué)利用層析柱進行色素的分離、收集實驗。各種色

素在層析柱填充物硅膠上的吸附力不同,當使用層析液分離時,吸附力強的組分在層

析柱中移動速度慢,反之則快。相關(guān)敘述錯誤的是

(

)A.層析液應(yīng)該從層析柱的上端滴入從下端流出B.葉黃素的吸附力最強在層析柱中移動的速度最慢C.色素從上到下依次是葉黃素、葉綠素b、葉綠素a、胡蘿卜素D.本實驗的主要原理是色素在層析液中的溶解度不同

D2.(2024河北石家莊一模,2)擬南芥發(fā)育早期的葉肉細胞中,未成熟葉綠體發(fā)育所需ATP

需借助其膜上的轉(zhuǎn)運蛋白H由細胞質(zhì)基質(zhì)進入。發(fā)育到一定階段,葉肉細胞H基因表

達量下降,細胞質(zhì)基質(zhì)中的ATP向成熟葉綠體轉(zhuǎn)運受阻,成熟葉綠體方可正常行使其功

能。下列敘述錯誤的是

(

)A.ATP是細胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶B.細胞質(zhì)基質(zhì)中的ATP進入未成熟葉綠體主要參與暗反應(yīng)C.H基因表達量的變化,表明葉肉細胞正在發(fā)生細胞分化D.成熟葉綠體行使其功能所需ATP可在類囊體膜上合成B3.(2024重慶一模,6)科研人員向離體葉綠體懸浮液中加入適量NaHCO3溶液和必要物

質(zhì),在適宜條件下進行閃光實驗,結(jié)果如圖。下列分析錯誤的是

(

)CA.光合作用時ATP從葉綠體類囊體膜向葉綠體基質(zhì)移動B.供給ATP和NADPH,葉綠體可在黑暗中將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)樘荂.該實驗直接測量出來的O2釋放速率是凈光合作用速率D.陰影部分的面積可表示第一次光照時間段內(nèi)NADPH和ATP的積累量4.(2024湖北七市一模,14)淀粉和蔗糖是葉肉細胞光合作用的兩種主要終產(chǎn)物,Pi在二

者分配過程中起到了重要調(diào)節(jié)作用,其過程如圖所示。下列敘述正確的是

(

)A.磷是生物膜的重要組分,中心體和核糖體不含磷B.CO2形成磷酸丙糖過程中,NADPH不供能,只作為還原劑C.摘除植物全部果實,一段時間后葉肉細胞的光合速率會減慢D.若抑制磷酸轉(zhuǎn)運體的功能,卡爾文循環(huán)會馬上停止

C5.(2024九省聯(lián)考黑龍江、吉林卷,21)為探究某植物生長所需的適宜光照,在不同光照

條件下,測得該植物葉片的呼吸速率、凈光合速率和葉綠素含量如圖所示?；卮鹣铝?/p>

問題:

注:自然光下用遮陽網(wǎng)遮光,透過的光占自然光的百分數(shù)為透光率(%)(1)圖1表明,植物葉片在透光率25%~75%內(nèi),呼吸速率隨透光率降低而下降,可能的原

因是通過降低葉片呼吸速率以減少自身消耗以確保自身有機物正常積累量,從而保證自身正常生長

;在線粒體中,\[H\]

經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)與氧結(jié)合形成水,催化

這一反應(yīng)過程的酶分布在線粒體內(nèi)膜

。(2)據(jù)圖可知,在25%透光率下葉片固定二氧化碳的速率是7.5

μmol·m-2·s-1。(3)根據(jù)上述結(jié)果,初步判斷最適合該植株生長的透光率是75%

,依據(jù)是此透光

率下凈光合速率最高,有機物的積累量最多

。(4)圖3中50%、75%透光率下植物葉片中葉綠素含量不同,設(shè)計實驗驗證這種差異(簡

要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)。實驗思路:取等量的50%、75%透光率下植物葉片若干,分為甲、乙兩組,分別提取兩組

葉片中的葉綠素,并比較兩組中葉綠素的含量。預(yù)期結(jié)果:75%透光率的組內(nèi)葉片中葉綠素的含量高于50%透光率的組內(nèi)葉片中葉綠素的含量。

6.(2024九省聯(lián)考甘肅卷,17)我國西北地區(qū)干旱少雨,生長于此的植物形成了適應(yīng)干旱

環(huán)境的對策,為探究植物適應(yīng)干旱的機理,某科研小組分別對植物甲、乙進行干旱處

理,對照組正常澆水,測定兩種植物葉片的光合生理指標,結(jié)果如表所示?；卮鹣铝袉?/p>

題。

凈光合速率(μmolCO2·m-2·s-1)氣孔導(dǎo)度(molH2O·m-2·s-1)葉綠素含量(mg·g-1)處理植物甲植物乙植物甲植物乙植物甲植物乙正常澆水19.349.360.450.425.563.25干旱5天10.267.380.420.292.363.08干旱10天3.236.250.380.111.222.91注:氣孔導(dǎo)度是度量植物氣孔開度的指標,氣孔導(dǎo)度越大,氣孔開度越大(1)植物光合作用中光反應(yīng)階段的終產(chǎn)物有氧氣、ATP

、NADPH

。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,隨干旱天數(shù)的增加,植物乙凈光合速率的下降主要與氣孔導(dǎo)

度下降

有關(guān),植物甲凈光合速率下降的主要原因是葉綠素含量下降

。(3)若給對照組植物提供

O和CO2,合成的(CH2O)中能

(填“能”或“不能”)檢測到18O,原因是

O能參與有氧呼吸第二階段產(chǎn)生C18O2,C18O2可參與光合作用暗反

應(yīng)形成(CH218O)

。(4)干旱環(huán)境下,一些植物葉片葉面積減小、氣孔下陷,其適應(yīng)環(huán)境的意義是減少水

分散失

。1.(2024重慶三模,5)質(zhì)體是一類與碳水化合物合成、貯藏密切相關(guān)的半自主性細胞器,

根據(jù)所含色素的不同,可分成三種類型:葉綠體、有色體和白色體。有色體富含類胡

蘿卜素,白色體不含色素。質(zhì)體由細胞中的前質(zhì)體發(fā)育而來。前質(zhì)體在光照下發(fā)育成

葉綠體,在無光下發(fā)育成白色體,而見光后白色體能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槿~綠體。有色體一般認

為不是由前質(zhì)體直接轉(zhuǎn)變來的,而是由白色體或葉綠體轉(zhuǎn)變而來的。有色體也能轉(zhuǎn)化

為葉綠體,如胡蘿卜根的有色體見光后可轉(zhuǎn)變?yōu)槿~綠體。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.白色體、有色體在有光情況下可以轉(zhuǎn)化為葉綠體B.無光情況下,葉綠素不能合成,原有葉綠素也會分解C.葉綠體、有色體都是能進行光合作用的雙層膜細胞器D.植物的花瓣可能富含有色體,馬鈴薯根部細胞可能富含白色體

C2.(2024四川德陽二模,3)實驗小組將某綠色植物置于密閉、透明的容器中,在T1時刻前

后,分別給予X1和X2的不同光照強度,容器內(nèi)CO2濃度的變化情況如圖所示。下列有關(guān)

敘述正確的是

(

)A.該植物在實驗期間無有機物積累B.T1時刻后短期內(nèi)葉綠體中C3減少C.C~D段不再下降是受到光照強度的限制D.A~B段葉肉細胞的光合速率一定小于呼吸速率

B3.(2024山東煙臺一模,3)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

工光合細胞。下列說法錯誤的是

(

)A.人工光合細胞膜應(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.與菠菜葉肉細胞相比,人工光合細胞更有利于有機物積累

B4.(多選)(2024江西九江二模,13)某植物為適應(yīng)熱帶干旱地區(qū)的環(huán)境,形成了獨特的CO2

利用模式,即白天氣孔開放程度小,夜晚開放程度大,如圖所示。下列說法不正確的是

()

ABA.據(jù)圖推測過程①②③發(fā)生在不同細胞中B.該植物白天CO2吸收速率大于O2釋放速率C.該植物在夜間無法通過卡爾文循環(huán)積累產(chǎn)物D.該模式有利于植物白天減弱蒸騰作用而保水5.(2024T8一聯(lián),19)線粒體和葉綠體可進行能量轉(zhuǎn)換,都可利用H+的跨膜濃度差來合成

ATP,圖1、圖2分別為這兩種細胞器中的部分結(jié)構(gòu)及發(fā)生的部分生理過程,①②③⑤表

示H+的跨膜運輸,回答下列問題:

(1)圖1中消耗的NADH來自細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)

(場所),圖2過程將光能轉(zhuǎn)化

成電能,最終轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH

中活躍的化學(xué)能。(2)圖中過程②和⑤的運輸方式屬于協(xié)助擴散(易化擴散)

。參與過程⑤的蛋白質(zhì)由CF0、CF1構(gòu)成,可推斷CF0含疏水部分,推斷理由是CF0大都位于類囊體膜的磷脂雙

分子層中,磷脂分子疏水的尾部均朝向內(nèi)部

。(3)從破碎葉肉細胞中提取完整類囊體并制備成懸液,對其進行光照處理后懸液的pH

明顯升高,結(jié)合圖2分析,造成pH升高的過程有NADP+與H+結(jié)合形成NADPH;H+跨膜

運輸進入類囊體腔

(答2點)。(4)藍細菌細胞質(zhì)中的NADH可將丙酮酸還原為D-乳酸,NADH也可參與有氧呼吸產(chǎn)生

ATP,藍細菌光合作用中存在途徑1(發(fā)生水的光解產(chǎn)生ATP)和途徑2(產(chǎn)生ATP不發(fā)生

水光解)。某研究人員構(gòu)建了一種途徑2被增強的藍細菌工程菌K,發(fā)現(xiàn)其能積累更多

的D-乳酸,分析原因是工程菌K通過途徑2合成ATP,使參與有氧呼吸的NADH減少,從而使更多的NADH被用于將丙酮酸還原形成D-乳酸

。

6.(2024重慶二模,19)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

入篩管,再通過韌皮部運輸?shù)街仓旮魈?運輸原則為就近運輸、向生長中心(芽、果實

等)運輸?shù)?如馬鈴薯下側(cè)葉片合成的有機物主要運向塊莖貯藏,部分過程如圖所示\

[注:磷酸丙糖轉(zhuǎn)運蛋白(TPT)能將暗反應(yīng)中產(chǎn)生的磷酸丙糖運出葉綠體,同時將等分子

數(shù)的磷酸(Pi)反向運至葉綠體基質(zhì)\]。

(1)磷酸丙糖的產(chǎn)生過程需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH

,若TPT的活性被抑制,光

合速率會降低,其原因是TPT的活性被抑制時,磷酸丙糖不能運出葉綠體,進而轉(zhuǎn)化

為淀粉,淀粉含量增加會抑制暗反應(yīng)的進行,進而使光合速率降低

。當Pi缺乏時,磷酸丙糖從葉綠體中輸出減少,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以采取施加磷肥

措施增加馬鈴薯產(chǎn)

量。(2)農(nóng)民在生產(chǎn)過程中,去掉馬鈴薯植株的一些芽和上部枝葉,這樣操作可以提高馬鈴

薯的產(chǎn)量,你認為原因是去掉生長中心(芽),讓光合作用產(chǎn)物更多運輸?shù)今R鈴薯塊莖;

去掉上部枝葉使下側(cè)葉片獲得更多的光照,提高光合速率,運輸?shù)今R鈴薯塊莖的有機

物增多

。(3)科研人員發(fā)明了一種轉(zhuǎn)光膜(該膜可將部分紫外光和綠光轉(zhuǎn)變成藍紫光、紅光)。

與普通大棚膜相比,這種轉(zhuǎn)光膜能

(填“能”或“不能”)提高大棚馬鈴薯的產(chǎn)量,

理由是該轉(zhuǎn)光膜能將葉綠體色素幾乎不吸收的紫外光和綠光轉(zhuǎn)化為可吸收的藍紫光和紅光,有利于光合作用的進行

。

1.(2024安徽江南十校一模,4)將小球藻細胞懸浮液放入密閉容器中,保持適宜的pH和

溫度,改變其他條件,測定細胞懸浮液中溶解氧的濃度,結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)分析

正確的是(

)

DA.第4分鐘前,葡萄糖在線粒體中氧化分解需要吸收懸浮液中的溶解氧B.第4分鐘后,CO2在葉綠體基質(zhì)中可直接被光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH還原C.第6分鐘時,限制小球藻光合作用的環(huán)境因素主要是光照強度D.第7分鐘時,小球藻葉綠體中NADP+和ADP含量會短時增加2.(2024湖北十一校二模,5)光合作用光反應(yīng)可分為原初反應(yīng)、電子傳遞和光合磷酸

化。原初反應(yīng)中光能經(jīng)色素的吸收和傳遞后使PSⅠ和PSⅡ上發(fā)生電荷分離產(chǎn)生高能

電子,高能電子推動著類囊體膜上的電子傳遞。電子傳遞的結(jié)果是一方面引起水的裂

解以及NADP+的還原;另一方面建立跨膜的H+濃度梯度,啟動光合磷酸化形成ATP。光

反應(yīng)的部分過程如圖所示。下列說法正確的是

(

)BA.原初反應(yīng)實現(xiàn)了光能直接到化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過程B.類囊體膜內(nèi)外H+濃度梯度的形成與水的裂解、質(zhì)體醌的轉(zhuǎn)運以及NADP+的還原有

關(guān)C.圖中H+通過主動運輸進入葉綠體基質(zhì)D.光反應(yīng)產(chǎn)生的NADH和ATP用于暗反應(yīng)中三碳化合物的還原3.(2024湖北八市一聯(lián),14)研究者用儀器檢測擬南芥葉片在光—暗條件下CO2吸收量的

變化,每2s記錄一個實驗數(shù)據(jù),并在圖中以點的形式呈現(xiàn)(光—暗處理過程中溫度等條

件保持適宜且穩(wěn)定)。下列相關(guān)分析正確的是

(

)DA.200s以后葉肉細胞內(nèi)ATP和NADPH的合成均停止B.光下擬南芥葉片的總光合速率約為0.2~0.6μmolCO2·m-2·s-1C.300s后CO2釋放量逐漸增加,并達到一個相對穩(wěn)定的水平D.據(jù)圖可知光下擬南芥葉片可能存在另一個釋放CO2的過程4.(多選)(2024江蘇宿遷一模,15)如圖是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,能感應(yīng)類囊體腔