高考生物专题综合检测6 光合作用（含答案）

专题6　光合作用
综合检测
A组
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.PSⅡ是由D1蛋白、色素分子等组成的复合体,可以使水裂解产生H+和氧释放到类囊体腔中,D1极易受到活性氧(简称ROS,属于自由基)的破坏。光反应过程中可以产生ROS,适宜光照条件下,ROS的产生和消除之间存在动态平衡,不会破坏D1。据此推测下列说法错误的是( )
A.PSⅡ分布在叶绿体类囊体薄膜上,能够利用光能参与水的光解
B.D1蛋白和色素分子都是由核糖体合成后转移到内质网中加工的
C.光照强度过强,可能引起ROS产生过多,导致D1结构被破坏
D.可以用无水乙醇提取并通过纸层析法分离PSⅡ中的色素分子
答案 B
2.科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度(气孔开放程度)的影响,结果如图。下列叙述不正确的是()
A.单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率
B.低浓度CO2时,气孔导度较大有利于叶片吸收CO2
C.CO2浓度达到1 300×10-6时,限制光合速率的因素可能是光照强度
D.进一步提高CO2浓度,净光合速率会继续增强
答案 D
3.滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制订珍稀中药龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1、T2、T3,滴灌)和对照组(CK,传统施肥方式),按表中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥,培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析错误的是( )
处理 T1 T2 T3 CK
施肥量/ (mg/kg) 35.0 45.5 56.0 35.0
呼吸速率/ (μmol·m-2·s-1) 2.74 2.47 2.32 3.13
最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 13.74 16.96 15.33 11.59
光补偿点/ (μmol·m-2·s-1) 84 61 61 102
光饱和点/ (μmol·m-2·s-1) 1 340 1 516 1 494 1 157
(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合作用过程中消耗的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。)
A.光照强度为100 μmol·m-2·s-1时,实验组比对照组积累更多有机物
B.光照强度为1 600 μmol·m-2·s-1时,实验组的光合速率比对照组高
C.实验结果不能说明滴灌能够提高水肥利用效率
D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长
答案 C
4.将某植物引种到新环境后,其光合速率较原环境发生了一定的变化。将在新环境中产生的该植物种子培育的幼苗再移回原环境,发现其光合速率变化趋势与其原环境植株一致。在新环境中该植物的光合速率等生理指标日变化趋势如图所示。下列叙述错误的是( )
A.新环境中该植株光合速率变化趋势的不同是由环境因素引起的
B.图中光合作用形成ATP最快的时刻是10∶00时左右
C.10∶00~12∶00时光合速率明显减弱,其原因可能是酶的活性减弱
气孔导度减少,能够提高蒸腾速率,有助于植物体内水和有机物的运输
答案D
二、非选择题
5.科学研究表明,CAC2基因编码的生物素羧化酶参与叶绿体膜的重要成分——脂肪酸合成过程。科学家筛选出在大气条件下生长矮小、叶片黄化的光呼吸表型突变体——cac2突变体应用于植物生产。回答下列问题:
(1)cac2突变体中,叶绿体中叶绿素与类胡萝卜素的比例　 　,导致叶片黄化,光反应合成的　 　减少,从而导致暗反应减弱,有机物合成量少,生长矮小。
(2)从结构与功能相适应的角度,推测cac2突变体表现光合作用强度偏低的原因是　 　。
(3)研究发现,cac2突变体在高浓度CO2条件下形态缺陷和生理指标基本得到恢复。可得出基因与性状的关系是　 　。
(4)研究发现,植物MAPK2信号途径参与了植物光合作用与产量调控过程。GLO1基因表达光呼吸关键酶——乙醇酸氧化酶。GLO1基因与MAPK2基因存在互作,具体过程如图。
①MAPK2基因可特异性双正向调控植株光呼吸代谢的机理是　 　。
②过高的光呼吸强度会影响植物产量,请从基因水平上提出一点增产的建议　 　。
答案 （1）减小(变小) ATP和NADPH （2）cac2突变体不能编码生物素羧化酶,无法参与脂肪酸合成,由于脂肪酸是叶绿体膜的重要成分,引起叶绿体膜的形态和功能异常,使得光合作用强度偏低 （3）生物体的性状由基因与环境共同决定
（4）MAPK2基因一方面提高(光呼吸关键酶)乙醇酸氧化酶活性,另一方面促进GLO1基因的表达 敲除MAPK2基因
6.某种植物在高光强的条件下,突变体(HS)与野生型(S)相比会发生明显的光氧化现象(过强的光照会对植物造成氧化胁迫)。为探明光氧化的机理,科研人员分别测定了S和HS在低光强(10 000 Lux)和高光强(40 000 Lux)下的光合特性,结果如表所示。已知D1蛋白是光反应过程中的关键蛋白,回答下列问题。
变量 10 000 Lux 40 000 Lux
叶绿素 (mg·g-1) 净光合速率 (μmol· m-2·s-1) 气孔导度 (μmol· m-2·s-1) 叶绿素 (mg·g-1) 净光合速率 (μmol· m-2·s-1) 气孔导度 (μmol·m-2·s-1)
类型 S 4.0 16.5 162 4.1 19.2 158
HS 3.7 15.9 164 1.3 6.3 87
注:“Lux”表示光照强度,“气孔导度”指气孔的开放程度。
(1)光合色素通常与D1蛋白结合形成位于　 　上的光合复合体,用于吸收光能。
(2)结合表格信息,推测高光强下HS产量下降的原因是　 　。
(3)科研人员检测了S和HS在不同光照强度条件下的D1蛋白含量,结果如图所示,D1蛋白与参考蛋白含量的比值越大,代表D1蛋白的相对含量越多。结合该图可知,强光会导致HS细胞中　 　,使　 　合成减少,进而影响C3的还原,抑制光合作用的正常进行。
(4)进一步研究发现,HS中抗氧化酶相关基因的表达情况改变,使抗氧化酶的活性降低,导致高光强下细胞结构更容易被过度氧化而造成损伤。这体现基因控制性状的途径是　 　。
答案 （1）类囊体薄膜 （2）高光强下HS的叶绿素含量降低使吸收的光能减少,气孔导度下降使吸收的CO2减少,进而净光合速率降低 （3）D1蛋白的相对含量减少,光反应受到抑制 ATP和NADPH （4）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状
B组
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.研究者在研究水杨酸(SA)对水稻幼苗抗寒能力影响的过程中,用0.5 mmol/L的SA喷洒水稻幼苗叶片,低温处理1天后测定相关数据见表。
总叶绿素含量 (mg/g) 胞间CO2含量 (μmol/mol) 净光合速率 [μmol(CO2)/ (m2·s)]
对照组 1.710 408.890 1.540
实验组 2.120 288.670 2.690
下列叙述正确的是()
A.在测定各项生理指标时,每个处理均无需设重复实验
B.SA在低温条件下能保护光合器官,但不能提高光合速率
C.总叶绿素含量比对照组高,有利于光反应进行
D.实验组CO2的吸收量比对照组少,不利于暗反应进行
答案 C
2.研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料,在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照t秒,A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率,每组处理的总时间均为t秒,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。下列相关说法正确的是( )
A.实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产
B.实验过程中C组积累的有机物最多
C.实验结束后立即检测植物体内NADPH含量,D组最高
D.实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增大,暗反应速率变小
答案 C
3.科研人员对绿色植物光暗转换过程中的适应机制进行研究。测定绿色植物由黑暗到光照的过程中CO2吸收速率(μmol·m-2·s-1)和光反应相对速率(μmol·m-2·s-1)的变化,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.黑暗时植物的CO2吸收速率为-0.1 μmol·m-2·s-1,与线粒体内膜产生CO2有关
B.由黑暗转变为光照条件后,叶肉细胞中NADPH和ATP的量会一直增加
C.光照0~0.5 min光反应相对速率下降,与暗反应激活延迟造成NADPH和ATP积累有关
D.光照2 min后,光反应和暗反应速率均稳定,暗反应速率大于光反应速率
答案 C
4.空心莲子草是一种有害杂草,菟丝子是一种只能营寄生生活的植物。某兴趣小组研究空心莲子草被菟丝子寄生后,其叶片的光合特性,相关数据如表。下列分析错误的是( )
分组 净光合速率 (μmol CO2·m-2·s-1) 气孔导度 (mmol·m-2·s-1) 胞间CO2 浓度 (mmol·mol-1) 叶绿素 相对含量
寄生组 16.42 0.36 260.56 17.11
对照组 22.29 0.55 253.81 19.52
注:气孔导度的大小反映气孔的开放程度
A.菟丝子细胞中的能量转换不包括光能→活跃的化学能
B.表中的净光合速率,指的是叶片吸收外界CO2的速率
C.寄生组叶片净光合速率下降主要是由气孔导度减小引起的
D.叶绿素相对含量的变化,对叶片净光合速率影响较大
答案C
二、非选择题
5.光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生,损伤膜结构。光呼吸(图中虚线所示)可促进草酰乙酸—苹果酸的穿梭,输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现光保护,其中过程③是光呼吸速率的限制因素,线粒体中的电子传递链对该过程有促进作用,相关机制如图。请回答下列问题。
(1)图1中过程①进行的场所是　 　,叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于　 　。
(2)图1中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有　 　、　 　,过剩的NADPH通过草酰乙酸—苹果酸穿梭,在光呼吸的过程　　(填序号)消耗。
(3)线粒体中的电子传递链促进过程③的机理是　　。
(4)线粒体电子传递链有细胞色素途径(CP)和交替氧化途径(AP)。CP途径有ATP的合成,AP途径无ATP的合成,能量以热能的形式散失。为了进一步研究不同环境条件对两条途径的影响,科研人员利用正常植株和aoxla突变体(AP功能缺陷)进行了相关实验,结果如图2、图3。
①正常情况下,黑暗时电子传递链以　　途径为主。
②光照过强时,光保护主要依赖于　 　途径,而不是另一途径,从物质和能量变化的角度分析其原因是　 　。
③温度与光保护机制的关系是　。
答案 （1）叶绿体基质 叶绿体的类囊体薄膜、线粒体内膜 （2）C3的还原(卡尔文循环) 草酰乙酸转变为苹果酸 ④ （3）电子传递过程中促进NADH向NAD+转化,为过程③提供NAD+等,促进过程③的进行 （4）①CP ②AP AP途径能量以热能的形式散失,而CP途径受细胞内ADP和Pi等的限制 ③　温度较高时光保护机制加强,低温时光保护机制丧失(或下降)
6.气孔是由一对保卫细胞围成的孔隙。保卫细胞含有叶绿体。大多数植物的气孔白天打开,晚上则保持很小的开度。但在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性地开放和闭合,称为“气孔振荡”。
(1)关于气孔开闭的假说之一是在光下,保卫细胞由于　 　,引起CO2浓度下降,使pH升高,促进酶促反应淀粉转化为可溶性小分子糖,细胞中可溶性小分子糖浓度增高,保卫细胞　 　(填“吸水”或“失水”)导致气孔开放。黑暗时,保卫细胞里可溶性小分子糖浓度低,气孔关闭。
(2)“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性体现在:植物面临干旱条件时,　 　。
(3)气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程,研究者利用拟南芥展开了相关研究。
①研究者欲研究蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用及作用机理,以光照12 h/黑暗12 h为光照周期进行实验,结果如图1、图2所示:
图1图2
本实验利用　 　(填“加法”或“减法”)原理控制实验变量。结合图1、图2所示的结果,可得出TOR激酶在气孔开闭中的作用原理是　 　。
②研究发现,对于保卫细胞气孔能否打开的调控,蔗糖与TOR激酶都起重要的作用。为确定蔗糖和TOR激酶之间的关系,将野生型拟南芥分为4组开展实验,检测光照后各组中淀粉降解酶BAM1基因的相对表达量。
组别 1 2 3 4
蔗糖 - + - +
TOR激酶抑制剂 - - + +
注:“+/-”分别表示“有/无”添加。
若实验结果表现为　 　,则证明蔗糖通过TOR激酶调节淀粉代谢参与气孔运动。
答案（1）进行光合作用,且光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量 吸水
（2）既能降低蒸腾作用,避免失水过多,又能保证CO2供应,使光合作用正常进行
（3）①减法 TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解,使气孔打开 ②2组比1组相对表达量更高;3组与4组无显著差异,均小于1组
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