【备考2027】高考生物学一轮复习 课时规范练13 光合作用原理(含答案)
文档属性
| 名称 | 【备考2027】高考生物学一轮复习 课时规范练13 光合作用原理(含答案) |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 504.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-17 00:00:00 | ||
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文档简介
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2027全国版高考生物学一轮复习
课时规范练13 光合作用原理
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一 光合作用的原理和过程
1.(2025·天津一模)利用蓝细菌通过光合作用将CO2转化为工业原料,有助于实现“双碳”目标。下图表示某蓝细菌的光合作用过程,下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ发生在叶绿体类囊体薄膜上
B.过程Ⅱ中③的缺乏会导致C3含量下降
C.物质①和②用于C3分子的还原
D.图中色素可以用无水乙醇提取
2.(2025·湖北武汉三模)下图是某绿色植物光合作用的示意图,其中a、b表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示反应阶段。下列叙述错误的是( )
A.缺Mg会影响该植物Ⅰ阶段对光能的吸收、传递和转化
B.在类囊体薄膜上产生的a和b可参与叶绿体基质中的Ⅱ阶段
C.若光照强度减弱,则短时间内该植物细胞中C3/C5的值变小
D.该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能
3.(2025·福建厦门二模)紫色硫细菌是一种光合细菌。下图为该细菌光复合系统参与代谢过程的简图。下列叙述正确的是( )
A.紫色硫细菌的光复合系统含有色素和蛋白质
B.光复合系统上氧化型辅酶Ⅰ转化成还原型辅酶Ⅰ
C.图示过程在紫色硫细菌的类囊体薄膜上完成
D.紫色硫细菌能为其他生物提供氧气和有机物
考点二 环境改变与光合作用各物质含量的变化分析
4.(2025·吉林二模)植物具有“CO2的猝发”现象,指的是正在进行光合作用的叶片突然停止光照后,短时间内会释放出大量的CO2。如图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2释放速率随时间变化的曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.若提高温度,A的面积可能会减小
B.遮光后,叶片细胞内仍有ATP的生成
C.遮光后,短时间内叶绿体中C5含量会升高
D.虚线区域代表遮光后短时间内除细胞呼吸释放CO2,还有其他途径释放CO2
5.(2026·福建福州模拟)某科研团队实现了人工光合系统的高通量筛选,为未来高效人工光合系统研发提供了一种可行性范式。人工光合系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,据此分析,下列说法错误的是( )
A.人工光合系统中相当于光反应的模块是模块1和模块2
B.模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便完成能量转换
C.若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内甲的含量将减少
D.若植物与人工光合系统固定等量的CO2,则植物的糖类积累量低于人工光合系统
关键能力提升练
6.(2025·福建三明三模)腺苷三磷酸(ATP)的合成速率可通过荧光素酶来测定。荧光素酶在ATP存在的情况下能催化荧光素分子发光,通过检测发光值来检测ATP的浓度。研究人员将离体的类囊体在pH为4或7的外部溶液中达到平衡后,转移到pH为8的不同溶液中,一段时间后,利用荧光素酶测定ATP浓度,结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别 过程Ⅰ 过程Ⅱ 发光相对值
初始类囊体内的pH pH=8溶液中加入的物质
1 4 ADP、Pi 141
2 4 ADP 12
3 4 Pi 4
4 7 ① 12
A.表格中①加入的物质应为ADP、Pi
B.过程Ⅰ的目的是制造类囊体腔内不同高H+浓度环境
C.1、4组对照表明类囊体中ATP合成与H+浓度梯度大小有关
D.实验结果表明类囊体薄膜上存在催化ATP合成和分解的酶
7.(12分)(2025·安徽六安三模)植物光合产物的产生器官被称作“源”,光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。下图为植株光合产物合成及运输过程示意图。
(1)淀粉、蔗糖合成的场所分别是 、 。与葡萄糖相比,蔗糖作为光合产物的运输形式,其优点是 。
(2)据图分析,缺磷会抑制植株的光合作用,原因是 。(从物质合成和运输的角度作答)
(3)将旗叶包在一透明的袋中(图甲),袋中始终保持25 ℃及充足的CO2,在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时,套环温度调节到20 ℃,测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5 ℃时,发现蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,继续测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量,测得的结果如图乙所示。请据图回答下列问题。
甲
乙
①旗叶基部处于低温(5 ℃)状态时,后30分钟,CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关 ,依据是 。
②CO2的吸收速率下降的主要原因是 。
参考答案
必备知识基础练
1.A 解析 蓝细菌没有叶绿体,A项错误。过程Ⅱ中③为CO2,CO2含量减少,会使C5与CO2结合形成的C3减少,B项正确。由题图可知,①为NADPH,既可以供能,又可以作为还原剂,参与C3的还原,②为ATP,可以为C3的还原提供能量,C项正确。色素可以溶解在无水乙醇中,所以图中色素可以用无水乙醇提取,D项正确。
2.C 解析 缺Mg会影响叶绿素的合成,进而影响光反应阶段对光能的吸收、传递和转化,A项正确。Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应阶段和暗反应阶段,a、b表示NADPH和ATP,在类囊体薄膜上产生的NADPH和ATP可参与叶绿体基质中的暗反应阶段,B项正确。若光照强度减弱,则短时间内NADPH和ATP的生成量减少,C3的还原减弱,导致C3/C5的值变大,C项错误。该植物经光合作用可将光能转变成糖类等有机物中稳定的化学能,D项正确。
3.A 解析 紫色硫细菌的光复合系统能吸收光能,并发生化学反应(需要相关酶),说明紫色硫细菌的光复合系统含有色素和蛋白质,A项正确。光复合系统上氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)转化成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),B项错误。紫色硫细菌为原核生物,不具有叶绿体,因而也不具有类囊体薄膜,C项错误。紫色硫细菌以H2S为氢供体,因而不能产生氧气,也不能为其他生物提供氧气,D项错误。
4.C 解析 题图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率,若提高温度,与光合作用有关酶的活性将会下降,因而A的面积可能会减小,A项正确。遮光后,光合作用停止,但细胞呼吸正常进行,因而叶片细胞内仍有ATP的生成,B项正确。遮光后,光反应停止,ATP和NADPH含量减少,则C3还原速率下降,而CO2的固定过程还在正常进行,因而短时间内叶绿体中C5含量会降低,C项错误。停止光照后,光反应立即停止,短时间内会释放出大量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝发”,并且超过了黑暗条件下的细胞呼吸,说明遮光后短时间内除细胞呼吸释放CO2,还有其他途径释放CO2,D项正确。
5.C 解析 该系统中相当于叶绿体中光反应功能的是模块1和模块2,模块1相当于光合作用中色素吸收光能,模块2进行光反应中水的光解和ATP的合成,A项正确。模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便将电能转化成NADPH和ATP中活跃的化学能,B项正确。由题图可知,甲为C5,乙为C3,若正常运转过程中气泵突然停转,CO2浓度降低,CO2的固定减少,C5的消耗减少,而光反应速率不变,C5的生成不变,导致短时间内甲(C5)的含量将增加,C项错误。由于人工光合作用系统没有细胞呼吸消耗糖类,故与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统的糖类积累量高于植物的糖类积累量,D项正确。
关键能力提升练
6.D 解析 表格中①加入的物质应为ADP、Pi,与组别1对比,探究类囊体膜内外H+浓度梯度大小对产生ATP的影响,A项正确。研究人员将离体的类囊体在pH为4或7的外部溶液中达到平衡后,转移到pH为8的不同溶液中,过程Ⅰ的目的是制造类囊体腔内不同H+浓度环境,B项正确。1、4组初始类囊体内的pH不同,转移到pH为8的溶液中,即类囊体膜内外H+浓度梯度大小不同,结果发光相对值不同,表明类囊体中ATP合成与H+浓度梯度大小有关,C项正确。实验结果表明,当存在类囊体膜内外H+浓度梯度时,能产生ATP,其H+浓度梯度越大,产生的ATP越多,说明类囊体薄膜上存在催化ATP合成的酶,D项错误。
7.答案 (1)叶绿体基质 细胞质基质 蔗糖是非还原糖,化学性质稳定
(2)缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成,也会影响Pi转运蛋白的运输,导致丙糖磷酸积累,抑制暗反应过程,进而导致光合速率下降
(3)①无关 水分散失量不变 ②蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,光合产物积累,暗反应过程受阻
解析 (1)分析植株光合产物合成及运输过程示意图可知,淀粉、蔗糖合成的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质。葡萄糖是单糖,而蔗糖是二糖,以蔗糖作为运输物质,其溶液中溶质分子个数相对较少,渗透压相对稳定,而且蔗糖为非还原糖,性质较稳定。
(2)P是ATP和NADPH的组成元素,也是磷脂的组成元素,缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成,也会影响Pi转运蛋白的运输,导致丙糖磷酸积累,抑制暗反应过程,进而导致光合速率下降。
(3)①由图乙可知,实验过程中,气孔的开闭会影响叶片的水分散失,而水分的散失量不变,说明气孔开闭状况也不变,则旗叶基部处于低温(5 ℃)状态时,后30分钟,CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关。
②由题干信息和题图可知,CO2吸收速率下降的主要原因是基部套环温度调节到5 ℃,蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,光合产物积累,暗反应过程受阻。
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2027全国版高考生物学一轮复习
课时规范练13 光合作用原理
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一 光合作用的原理和过程
1.(2025·天津一模)利用蓝细菌通过光合作用将CO2转化为工业原料,有助于实现“双碳”目标。下图表示某蓝细菌的光合作用过程,下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ发生在叶绿体类囊体薄膜上
B.过程Ⅱ中③的缺乏会导致C3含量下降
C.物质①和②用于C3分子的还原
D.图中色素可以用无水乙醇提取
2.(2025·湖北武汉三模)下图是某绿色植物光合作用的示意图,其中a、b表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示反应阶段。下列叙述错误的是( )
A.缺Mg会影响该植物Ⅰ阶段对光能的吸收、传递和转化
B.在类囊体薄膜上产生的a和b可参与叶绿体基质中的Ⅱ阶段
C.若光照强度减弱,则短时间内该植物细胞中C3/C5的值变小
D.该植物经光合作用可将光能转变成糖类中稳定的化学能
3.(2025·福建厦门二模)紫色硫细菌是一种光合细菌。下图为该细菌光复合系统参与代谢过程的简图。下列叙述正确的是( )
A.紫色硫细菌的光复合系统含有色素和蛋白质
B.光复合系统上氧化型辅酶Ⅰ转化成还原型辅酶Ⅰ
C.图示过程在紫色硫细菌的类囊体薄膜上完成
D.紫色硫细菌能为其他生物提供氧气和有机物
考点二 环境改变与光合作用各物质含量的变化分析
4.(2025·吉林二模)植物具有“CO2的猝发”现象,指的是正在进行光合作用的叶片突然停止光照后,短时间内会释放出大量的CO2。如图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2释放速率随时间变化的曲线。下列相关叙述错误的是( )
A.若提高温度,A的面积可能会减小
B.遮光后,叶片细胞内仍有ATP的生成
C.遮光后,短时间内叶绿体中C5含量会升高
D.虚线区域代表遮光后短时间内除细胞呼吸释放CO2,还有其他途径释放CO2
5.(2026·福建福州模拟)某科研团队实现了人工光合系统的高通量筛选,为未来高效人工光合系统研发提供了一种可行性范式。人工光合系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,据此分析,下列说法错误的是( )
A.人工光合系统中相当于光反应的模块是模块1和模块2
B.模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便完成能量转换
C.若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内甲的含量将减少
D.若植物与人工光合系统固定等量的CO2,则植物的糖类积累量低于人工光合系统
关键能力提升练
6.(2025·福建三明三模)腺苷三磷酸(ATP)的合成速率可通过荧光素酶来测定。荧光素酶在ATP存在的情况下能催化荧光素分子发光,通过检测发光值来检测ATP的浓度。研究人员将离体的类囊体在pH为4或7的外部溶液中达到平衡后,转移到pH为8的不同溶液中,一段时间后,利用荧光素酶测定ATP浓度,结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别 过程Ⅰ 过程Ⅱ 发光相对值
初始类囊体内的pH pH=8溶液中加入的物质
1 4 ADP、Pi 141
2 4 ADP 12
3 4 Pi 4
4 7 ① 12
A.表格中①加入的物质应为ADP、Pi
B.过程Ⅰ的目的是制造类囊体腔内不同高H+浓度环境
C.1、4组对照表明类囊体中ATP合成与H+浓度梯度大小有关
D.实验结果表明类囊体薄膜上存在催化ATP合成和分解的酶
7.(12分)(2025·安徽六安三模)植物光合产物的产生器官被称作“源”,光合产物卸出和储存的部位被称作“库”。下图为植株光合产物合成及运输过程示意图。
(1)淀粉、蔗糖合成的场所分别是 、 。与葡萄糖相比,蔗糖作为光合产物的运输形式,其优点是 。
(2)据图分析,缺磷会抑制植株的光合作用,原因是 。(从物质合成和运输的角度作答)
(3)将旗叶包在一透明的袋中(图甲),袋中始终保持25 ℃及充足的CO2,在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时,套环温度调节到20 ℃,测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到5 ℃时,发现蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,继续测定30分钟内透明袋中的CO2吸收量、叶片水分散失量,测得的结果如图乙所示。请据图回答下列问题。
甲
乙
①旗叶基部处于低温(5 ℃)状态时,后30分钟,CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态是否有关 ,依据是 。
②CO2的吸收速率下降的主要原因是 。
参考答案
必备知识基础练
1.A 解析 蓝细菌没有叶绿体,A项错误。过程Ⅱ中③为CO2,CO2含量减少,会使C5与CO2结合形成的C3减少,B项正确。由题图可知,①为NADPH,既可以供能,又可以作为还原剂,参与C3的还原,②为ATP,可以为C3的还原提供能量,C项正确。色素可以溶解在无水乙醇中,所以图中色素可以用无水乙醇提取,D项正确。
2.C 解析 缺Mg会影响叶绿素的合成,进而影响光反应阶段对光能的吸收、传递和转化,A项正确。Ⅰ、Ⅱ分别表示光反应阶段和暗反应阶段,a、b表示NADPH和ATP,在类囊体薄膜上产生的NADPH和ATP可参与叶绿体基质中的暗反应阶段,B项正确。若光照强度减弱,则短时间内NADPH和ATP的生成量减少,C3的还原减弱,导致C3/C5的值变大,C项错误。该植物经光合作用可将光能转变成糖类等有机物中稳定的化学能,D项正确。
3.A 解析 紫色硫细菌的光复合系统能吸收光能,并发生化学反应(需要相关酶),说明紫色硫细菌的光复合系统含有色素和蛋白质,A项正确。光复合系统上氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)转化成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),B项错误。紫色硫细菌为原核生物,不具有叶绿体,因而也不具有类囊体薄膜,C项错误。紫色硫细菌以H2S为氢供体,因而不能产生氧气,也不能为其他生物提供氧气,D项错误。
4.C 解析 题图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率,若提高温度,与光合作用有关酶的活性将会下降,因而A的面积可能会减小,A项正确。遮光后,光合作用停止,但细胞呼吸正常进行,因而叶片细胞内仍有ATP的生成,B项正确。遮光后,光反应停止,ATP和NADPH含量减少,则C3还原速率下降,而CO2的固定过程还在正常进行,因而短时间内叶绿体中C5含量会降低,C项错误。停止光照后,光反应立即停止,短时间内会释放出大量的CO2,这一现象被称为“CO2的猝发”,并且超过了黑暗条件下的细胞呼吸,说明遮光后短时间内除细胞呼吸释放CO2,还有其他途径释放CO2,D项正确。
5.C 解析 该系统中相当于叶绿体中光反应功能的是模块1和模块2,模块1相当于光合作用中色素吸收光能,模块2进行光反应中水的光解和ATP的合成,A项正确。模块2中还应添加ADP、Pi和NADP+等物质以便将电能转化成NADPH和ATP中活跃的化学能,B项正确。由题图可知,甲为C5,乙为C3,若正常运转过程中气泵突然停转,CO2浓度降低,CO2的固定减少,C5的消耗减少,而光反应速率不变,C5的生成不变,导致短时间内甲(C5)的含量将增加,C项错误。由于人工光合作用系统没有细胞呼吸消耗糖类,故与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统的糖类积累量高于植物的糖类积累量,D项正确。
关键能力提升练
6.D 解析 表格中①加入的物质应为ADP、Pi,与组别1对比,探究类囊体膜内外H+浓度梯度大小对产生ATP的影响,A项正确。研究人员将离体的类囊体在pH为4或7的外部溶液中达到平衡后,转移到pH为8的不同溶液中,过程Ⅰ的目的是制造类囊体腔内不同H+浓度环境,B项正确。1、4组初始类囊体内的pH不同,转移到pH为8的溶液中,即类囊体膜内外H+浓度梯度大小不同,结果发光相对值不同,表明类囊体中ATP合成与H+浓度梯度大小有关,C项正确。实验结果表明,当存在类囊体膜内外H+浓度梯度时,能产生ATP,其H+浓度梯度越大,产生的ATP越多,说明类囊体薄膜上存在催化ATP合成的酶,D项错误。
7.答案 (1)叶绿体基质 细胞质基质 蔗糖是非还原糖,化学性质稳定
(2)缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成,也会影响Pi转运蛋白的运输,导致丙糖磷酸积累,抑制暗反应过程,进而导致光合速率下降
(3)①无关 水分散失量不变 ②蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,光合产物积累,暗反应过程受阻
解析 (1)分析植株光合产物合成及运输过程示意图可知,淀粉、蔗糖合成的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质。葡萄糖是单糖,而蔗糖是二糖,以蔗糖作为运输物质,其溶液中溶质分子个数相对较少,渗透压相对稳定,而且蔗糖为非还原糖,性质较稳定。
(2)P是ATP和NADPH的组成元素,也是磷脂的组成元素,缺磷会影响磷脂分子、类囊体膜结构、ATP和NADPH等物质的合成,也会影响Pi转运蛋白的运输,导致丙糖磷酸积累,抑制暗反应过程,进而导致光合速率下降。
(3)①由图乙可知,实验过程中,气孔的开闭会影响叶片的水分散失,而水分的散失量不变,说明气孔开闭状况也不变,则旗叶基部处于低温(5 ℃)状态时,后30分钟,CO2的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关。
②由题干信息和题图可知,CO2吸收速率下降的主要原因是基部套环温度调节到5 ℃,蔗糖从旗叶向穗运输的过程被抑制,光合产物积累,暗反应过程受阻。
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