资源简介

重点强化练18　光合作用的过程
一、选择题
1．(2024·潮州松昌中学高三月考)下列有关光合作用探索历程的说法，错误的是(　　)
A．恩格尔曼通过水绵实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B．希尔离体叶绿体实验说明水的光解和糖的合成密切联系
C．鲁宾和卡门证明光合作用的产物氧气中的氧全部来自水
D．卡尔文利用14C标记CO2发现了暗反应中碳的转移途径
2．(2023·东莞高三模拟)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2，该反应称为希尔反应。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　　)
A．提供水、光合色素和酶、适宜光照等条件下也可能产生O2
B．希尔反应可以证明产生的O2全部来自水
C．希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP＋的作用相似
D．希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关
3．(2024·福建宁德福鼎一中高三月考)我国科学家设计了一种可以基因编码的光敏蛋白(PSP)，成功模拟了光合系统的部分过程。在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高。下列说法正确的是(　　)
A．PSP还原CO2模拟的是自然光合系统中光反应过程
B．光敏蛋白可直接还原CO2，而自然光合系统只能还原C5
C．光敏蛋白发挥作用和自然光合系统中暗反应持续进行都离不开光照
D．光敏蛋白与自然光合系统中的光合色素功能相同，但与NADPH和ATP的功能不同
4．(2023·通州高三三模)甲醛(HCHO)是室内空气污染的主要成分之一，室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染，具体过程如图(其中Hu6P、Ru5P是中间产物)。下列叙述错误的是(　　)
A．采用同位素示踪法研究碳元素转移路径
B．甲醛可作为碳源参与常春藤的光合作用
C．常春藤分解甲醛的酶分布在叶绿体基质
D．常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比
5．(2024·梅州丰顺中学高三期末)如图为高等绿色植物光合作用过程图解，下列叙述正确的是(　　)
A．①是光合色素，分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上
B．②是O2，在叶绿体基质中产生
C．③是ATP，在叶绿体类囊体薄膜上产生
D．⑤是C3，突然停止光照短期内含量会下降
6．研究发现绿藻进化出了强大的光捕获系统(如图所示)，以应对水域环境中的光照条件。光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是叶绿素和蛋白质复合体，能吸收、转化光能并进行电子传递。下列有关光合作用的说法，错误的是(　　)
A．PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体内膜上
B．完备的捕光系统让绿藻更好地适应水域弱光环境
C．图中所示的ATP合成酶参与将光能转变为活跃的化学能的过程
D．该膜的功能有效说明了生物膜具有控制物质进出的功能
7．(2024·昆明高三检测)淀粉和蔗糖均为小麦光合作用的产物，两者合成过程中均需利用磷酸丙糖作为原料，磷酸转运器(TPT)能将卡尔文循环中产生的磷酸丙糖不断运出叶绿体，同时将等分子数的磷酸(Pi)反向运回叶绿体基质，具体过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．CO2的供应量不变，突然降低光照强度，磷酸丙糖含量减少，C3含量增加
B．NADPH和ATP分别为C3还原提供还原剂和能量
C．若使用TPT专一抑制剂处理小麦叶片，则叶绿体中淀粉合成量持续增加
D．若将离体叶绿体悬浮于Pi浓度较低的培养液中，则细胞质基质中蔗糖合成量增加
8．(2024·天津红桥区高三期中)研究人员利用菠菜叶绿体的类囊体和类似于“卡尔文循环”的“CETCH循环体系”构建了一种人造叶绿体(如图)，高效地将CO2转化为羟基乙酸，羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。下列分析错误的是(　　)
A．为了使人造叶绿体能持续地运作，需要源源不断地输入光能
B．图中的CETCH循环需要NADP＋、ADP和Pi作为直接原料
C．因为没有细胞呼吸的消耗，人造叶绿体比天然叶绿体制造有机物的效率更高
D．若人造叶绿体得到广泛应用，一定程度上可抵消碳排放的影响
9．(2024·益阳高三月考)如图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPH，ATP和NADPH在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成
B．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大
C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程
D．过程④受阻时，过程②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制
二、非选择题
10．(2023·北京大兴区高三一模)如图1为小麦叶肉细胞中某生理过程图解。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质与光合色素组成的两个光系统，A、B、C、D代表不同的物质。请回答下列问题：
(1)PSⅠ和PSⅡ位于__________________。PSⅡ中的色素分子吸收光能将水分解，“夺取”其中的电子供给PSⅠ用来促进______________的形成，同时H＋______(填“顺”或“逆”)浓度梯度转运促进物质C的合成。
(2)D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分，对维持PSⅡ的结构和功能起重要作用。研究表明，在亚高温高光强下，过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光强逆境的关系进行了研究。研究过程如下：
①利用番茄植株进行了三组实验，甲组在常温和适宜光照下培养，丙组用适量的SM(可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光强下培养，定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图2。
请写出乙组的处理：________________________。根据实验结果分析，植物是如何缓解亚高温高光强对光合作用的抑制的？___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧，主要负责失活D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，则在亚高温高光强下，番茄光合作用受抑制程度______(填“增强”或“减弱”)。
11．光合作用的研究中，植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物消耗和储存部位被称作“库”。研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致类囊体生理结构被破坏，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度。如图为马铃薯光合产物合成及向库运输的过程示意图。请回答下列问题：
(1)叶绿体类囊体薄膜上发生的能量转化是__________________________________，膜上分布的光合色素的主要作用是________________________________________________________。
(2)图中过程②需要光反应提供______________将C3转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能原因是_____________________________________________________。
(3)科研人员为马铃薯叶片提供H218O，不久后测到块茎的淀粉中含18O，请结合所学知识及图示过程，写出18O转移到淀粉中的路径：________________________________________(用物质及箭头表示)。
(4)糖类在马铃薯叶肉细胞的液泡中主要以蔗糖形式储存，由叶肉细胞运输到块茎(根)细胞时，也主要以蔗糖形式。与葡萄糖相比，以蔗糖作为储存和运输物质的优点是_____________
________________________________________________________________________。
(5)科研人员通过实验研究了去、留马铃薯块茎对光合作用的影响，实验结果如表所示：
组别 净光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 叶片蔗糖含量/(mg·g－1Fw) 叶片淀粉含量/(mg·g－1Fw)
对照组 (留块茎) 5.39 30.14 60.61
实验组 (去块茎) 2.48 34.20 69.32
去块茎后会导致光合速率__________，请从CO2供应的角度解释原因：________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
12．(2024·汕头高三联考)如图1所示为线粒体内膜上发生的质子转运和ATP合成过程，图2所示为光合作用光合磷酸化过程，①～⑤表示过程，⑥～⑧表示结构。据图回答下列问题：
(1)与细胞膜相比，图1中线粒体内膜成分的差异主要表现为__________________，H＋从线粒体膜间隙进入线粒体基质的方式是__________。
(2)图1、2中①②③⑤过程都表示质子的跨膜运输，其中属于主动运输过程的是__________。参与②⑤过程的蛋白质是同一种，由CF0、CF1两部分构成，其中亲水部分应为__________，该蛋白质的作用是________________________________________________________。
(3)据图2判断，水的光解发生在______________，其上发生的反应的产物有__________________。叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体是__________。增加基质和类囊体腔两侧的H＋浓度差的生理过程有______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)某同学利用叶片进行有关实验，实验中多次打孔获得叶圆片，并对叶圆片进行干燥称重，结果如表(假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变)。则叶圆片光照1 h的实际光合作用强度表达式是______________________g/cm2。
项目 实验前 黑暗1 h后 再光照1 h后
圆片干燥称重(g/cm2) x y z
重点强化练18　光合作用的过程（解析版）
一、选择题
1．(2024·潮州松昌中学高三月考)下列有关光合作用探索历程的说法，错误的是(　　)
A．恩格尔曼通过水绵实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B．希尔离体叶绿体实验说明水的光解和糖的合成密切联系
C．鲁宾和卡门证明光合作用的产物氧气中的氧全部来自水
D．卡尔文利用14C标记CO2发现了暗反应中碳的转移途径
答案　B
解析　希尔离体叶绿体实验结果是发现水的光解，说明水的光解可单独进行，该实验未进行暗反应有关的探索，也不能说明光反应和暗反应之间的联系，B错误；鲁宾和卡门设立了一组对照实验：HO 和CO2、H2O 和C18O2，证明了光合作用释放的氧气中的氧全部来自水，C正确；美国科学家卡尔文用经过14C 标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终发现了暗反应中碳的转移途径，D正确。
2．(2023·东莞高三模拟)在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2，该反应称为希尔反应。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　　)
A．提供水、光合色素和酶、适宜光照等条件下也可能产生O2
B．希尔反应可以证明产生的O2全部来自水
C．希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP＋的作用相似
D．希尔反应说明有机物的最终合成和水的光解无关
答案　C
解析　在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出O2，因此只提供水、光合色素和酶、适宜光照等条件下不能产生O2，A错误；希尔反应的结果仅说明了离体的叶绿体在适当的条件下可以发生水的光解，产生氧气，没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移，因此不能说明所产生的O2全部来自水，B错误；希尔反应悬浮液中铁盐的作用与NADP＋的作用相似，能与水光解产生的H＋反应，C正确；希尔反应说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应，若要证明有机物的最终合成和水的光解无关，还需要进行对照实验，D错误。
3．(2024·福建宁德福鼎一中高三月考)我国科学家设计了一种可以基因编码的光敏蛋白(PSP)，成功模拟了光合系统的部分过程。在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高。下列说法正确的是(　　)
A．PSP还原CO2模拟的是自然光合系统中光反应过程
B．光敏蛋白可直接还原CO2，而自然光合系统只能还原C5
C．光敏蛋白发挥作用和自然光合系统中暗反应持续进行都离不开光照
D．光敏蛋白与自然光合系统中的光合色素功能相同，但与NADPH和ATP的功能不同
答案　C
解析　PSP能够将CO2直接还原，此过程和自然光合系统中的暗反应过程相似，但自然光合系统只能还原C3，C3经过一系列变化形成C5和(CH2O)，A、B错误；由题干信息“在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原”及在黑暗条件下自然光合系统中的暗反应由于缺少光反应产生的ATP和NADPH无法持续进行可知，光敏蛋白发挥作用和自然光合系统中暗反应持续进行都离不开光照，C正确；光敏蛋白与自然光合系统中的光合色素、NADPH和ATP等物质的功能都不同，D错误。
4．(2023·通州高三三模)甲醛(HCHO)是室内空气污染的主要成分之一，室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染，具体过程如图(其中Hu6P、Ru5P是中间产物)。下列叙述错误的是(　　)
A．采用同位素示踪法研究碳元素转移路径
B．甲醛可作为碳源参与常春藤的光合作用
C．常春藤分解甲醛的酶分布在叶绿体基质
D．常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比
答案　D
解析　同位素示踪法是利用放射性同位素作为示踪剂，对研究对象进行标记的微量分析方法，可采用同位素示踪法研究碳元素转移路径，A正确；甲醛经过题图过程可以产生CO2供给常春藤的光合作用，B正确；常春藤分解甲醛的过程发生在叶绿体基质，分解甲醛的酶分布在叶绿体基质，C正确；室内栽培观赏植物常春藤能够清除一定浓度范围内的甲醛污染，但不能判断常春藤光合作用强度与甲醛浓度成正比，D错误。
5．(2024·梅州丰顺中学高三期末)如图为高等绿色植物光合作用过程图解，下列叙述正确的是(　　)
A．①是光合色素，分布在叶绿体内膜和类囊体薄膜上
B．②是O2，在叶绿体基质中产生
C．③是ATP，在叶绿体类囊体薄膜上产生
D．⑤是C3，突然停止光照短期内含量会下降
答案　C
解析　①是光合色素，只分布在叶绿体类囊体薄膜上，A错误；②是O2，在叶绿体类囊体薄膜上产生，B错误；③是ATP，在叶绿体类囊体薄膜上进行的光反应阶段产生，C正确；⑤是C3，突然停止光照，光反应产生的NADPH和ATP减少，使C3的还原减少，但C3的生成不变，故短期内C3含量会增加，D错误。
6．研究发现绿藻进化出了强大的光捕获系统(如图所示)，以应对水域环境中的光照条件。光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是叶绿素和蛋白质复合体，能吸收、转化光能并进行电子传递。下列有关光合作用的说法，错误的是(　　)
A．PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体内膜上
B．完备的捕光系统让绿藻更好地适应水域弱光环境
C．图中所示的ATP合成酶参与将光能转变为活跃的化学能的过程
D．该膜的功能有效说明了生物膜具有控制物质进出的功能
答案　A
解析　PSⅠ和PSⅡ是叶绿素和蛋白质复合体，其镶嵌在叶绿体类囊体薄膜上，A错误；绿藻的光捕获系统能使其适应水域环境中较弱的光照条件，更好地利用光能，B正确；图中光能转化成电能，再转化成ATP和NADPH中活跃的化学能，ATP合成酶将H＋的势能转变为ATP中活跃的化学能，参与了光能转变为活跃的化学能的过程，C正确；类囊体薄膜上完成能量的转化、物质的合成、电子的传递、H＋的转运，说明生物膜具有控制物质进出的功能，D正确。
7．(2024·昆明高三检测)淀粉和蔗糖均为小麦光合作用的产物，两者合成过程中均需利用磷酸丙糖作为原料，磷酸转运器(TPT)能将卡尔文循环中产生的磷酸丙糖不断运出叶绿体，同时将等分子数的磷酸(Pi)反向运回叶绿体基质，具体过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．CO2的供应量不变，突然降低光照强度，磷酸丙糖含量减少，C3含量增加
B．NADPH和ATP分别为C3还原提供还原剂和能量
C．若使用TPT专一抑制剂处理小麦叶片，则叶绿体中淀粉合成量持续增加
D．若将离体叶绿体悬浮于Pi浓度较低的培养液中，则细胞质基质中蔗糖合成量增加
答案　A
解析　突然降低光照强度，光反应提供的ATP和NADPH减少，C3还原减少，进而导致磷酸丙糖含量减少，而由于CO2的供应量不变，故C3生成量不变，C3含量增加，A正确；ATP和NADPH均可以为C3还原提供能量，B错误；TPT可以将卡尔文循环中产生的磷酸丙糖不断运出叶绿体，若使用TPT专一抑制剂处理小麦叶片，则磷酸丙糖被留在叶绿体内，合成淀粉，由于淀粉大量积累在叶绿体中不能及时运出，抑制了光合作用的进行，所以叶绿体中淀粉含量会增加，但是不会持续增加，C错误；当细胞质基质中的Pi浓度低时，就限制磷酸丙糖从叶绿体运出，导致细胞质基质中蔗糖合成量减少，D错误。
8．(2024·天津红桥区高三期中)研究人员利用菠菜叶绿体的类囊体和类似于“卡尔文循环”的“CETCH循环体系”构建了一种人造叶绿体(如图)，高效地将CO2转化为羟基乙酸，羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。下列分析错误的是(　　)
A．为了使人造叶绿体能持续地运作，需要源源不断地输入光能
B．图中的CETCH循环需要NADP＋、ADP和Pi作为直接原料
C．因为没有细胞呼吸的消耗，人造叶绿体比天然叶绿体制造有机物的效率更高
D．若人造叶绿体得到广泛应用，一定程度上可抵消碳排放的影响
答案　B
解析　人造叶绿体能利用光能通过CETCH循环将CO2转化为羟基乙酸，为了使人造叶绿体能持续地运作，需要源源不断地输入光能，A正确；通过叶绿体的类囊体薄膜，能将NADP＋、ADP和Pi转化为NADPH、ATP，CETCH循环需要NADPH、ATP、CO2等作为直接原料，相当于光合作用的暗反应阶段，B错误。
9．(2024·益阳高三月考)如图为某陆生植物体内碳流动示意图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．过程①需要消耗光反应提供的ATP和NADPH，ATP和NADPH在叶绿体基质中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成
B．突然中断CO2供应，会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大
C．在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程
D．过程④受阻时，过程②③的进行能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制
答案　A
解析　过程①为CO2的固定，不需要消耗光反应提供的ATP和NADPH，A错误；突然中断CO2供应，导致生成的C3减少，暗反应利用的ATP减少，导致ATP积累增多，而光反应正常进行，ADP含量减少，故会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大，B正确；在叶肉细胞中会发生由单糖合成二糖或多糖的过程，在叶绿体基质中进行葡萄糖合成淀粉，在细胞质基质中进行葡萄糖和果糖合成蔗糖，C正确；过程④蔗糖输出受阻时，则进入叶绿体的Pi减少，磷酸丙糖大量积累，过多的磷酸丙糖用于淀粉的合成，即过程②③合成淀粉能缓解C3积累对卡尔文循环的抑制，D正确。
二、非选择题
10．(2023·北京大兴区高三一模)如图1为小麦叶肉细胞中某生理过程图解。PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质与光合色素组成的两个光系统，A、B、C、D代表不同的物质。请回答下列问题：
(1)PSⅠ和PSⅡ位于__________________。PSⅡ中的色素分子吸收光能将水分解，“夺取”其中的电子供给PSⅠ用来促进______________的形成，同时H＋______(填“顺”或“逆”)浓度梯度转运促进物质C的合成。
(2)D1蛋白是PSⅡ复合物的组成部分，对维持PSⅡ的结构和功能起重要作用。研究表明，在亚高温高光强下，过剩的光能可使D1蛋白失活。研究者对D1蛋白与植物应对亚高温高光强逆境的关系进行了研究。研究过程如下：
①利用番茄植株进行了三组实验，甲组在常温和适宜光照下培养，丙组用适量的SM(可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光强下培养，定期测定各组植株的净光合速率(Pn)。实验结果如图2。
请写出乙组的处理：________________________。根据实验结果分析，植物是如何缓解亚高温高光强对光合作用的抑制的？___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
②Deg蛋白酶位于类囊体腔侧，主要负责失活D1蛋白的降解，如果抑制Deg蛋白酶的活性，则在亚高温高光强下，番茄光合作用受抑制程度______(填“增强”或“减弱”)。
答案　(1)类囊体薄膜上　NADPH　顺　(2)①在亚高温高光强下培养　番茄植株通过合成新的D1蛋白可以缓解亚高温高光强对光合作用的抑制　②增强
解析　(1)PSⅠ 和PSⅡ分别是光系统 Ⅰ和光系统 Ⅱ，是由叶绿素和蛋白质构成的复合体，能吸收、利用光能进行电子传递，所以其位于类囊体薄膜上。PSⅡ中的色素分子吸收光能进行水的光解，夺取水中的电子供给 PSⅠ促进 NADPH 的形成，同时H＋顺浓度梯度转运并提供能量促进 ATP 的形成，光反应阶段实现了光能转变为化学能的过程。(2)①利用番茄植株进行的三组实验中，实验的自变量为番茄植株是否用SM处理、培养条件是否为亚高温高光强，因变量为净光合速率，甲组在常温和适宜光照下培养，丙组用适量的SM(可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株并在亚高温高光强下培养，因此乙组的处理是在亚高温高光强下培养。图2中结果显示乙组净光合速率下降，说明亚高温高光强对光合作用有抑制效应，丙组用适量的SM(可抑制D1蛋白的合成)处理番茄植株，在亚高温高光强下培养，与乙组相比，净光合速率下降更明显，说明亚高温高光强对番茄植株净光合速率的抑制是因为抑制了D1蛋白的合成，所以通过合成新的D1蛋白可以缓解亚高温高光强对光合作用的抑制。②D1蛋白是类囊体薄膜上参与光反应的重要化合物的组成部分，失活的D1蛋白被降解后由新合成的D1蛋白来替换。如果Deg蛋白酶的活性被抑制后，不能把失活的D1蛋白降解，新合成的D1蛋白无法替换受损的D1蛋白，导致抑制程度会增强。
11．光合作用的研究中，植物光合产物产生器官被称作“源”，光合产物消耗和储存部位被称作“库”。研究发现，叶绿体中淀粉积累会导致类囊体生理结构被破坏，保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度。如图为马铃薯光合产物合成及向库运输的过程示意图。请回答下列问题：
(1)叶绿体类囊体薄膜上发生的能量转化是__________________________________，膜上分布的光合色素的主要作用是________________________________________________________。
(2)图中过程②需要光反应提供______________将C3转变成磷酸丙糖。在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能原因是_____________________________________________________。
(3)科研人员为马铃薯叶片提供H218O，不久后测到块茎的淀粉中含18O，请结合所学知识及图示过程，写出18O转移到淀粉中的路径：________________________________________(用物质及箭头表示)。
(4)糖类在马铃薯叶肉细胞的液泡中主要以蔗糖形式储存，由叶肉细胞运输到块茎(根)细胞时，也主要以蔗糖形式。与葡萄糖相比，以蔗糖作为储存和运输物质的优点是_____________
________________________________________________________________________。
(5)科研人员通过实验研究了去、留马铃薯块茎对光合作用的影响，实验结果如表所示：
组别 净光合速率/ (μmol·m－2·s－1) 叶片蔗糖含量/(mg·g－1Fw) 叶片淀粉含量/(mg·g－1Fw)
对照组 (留块茎) 5.39 30.14 60.61
实验组 (去块茎) 2.48 34.20 69.32
去块茎后会导致光合速率__________，请从CO2供应的角度解释原因：________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)光能→储存在ATP中活跃的化学能　吸收、传递、转化光能　(2)NADPH和ATP　颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构　(3)H218O→C18O2→C3→磷酸丙糖→蔗糖→淀粉　(4)蔗糖分子为非还原糖，较稳定；蔗糖分子为二糖，对渗透压的影响相对较小　(5)下降(或降低)　保卫细胞中淀粉积累，导致保卫细胞的气孔开放程度下降，CO2的供应减少，使得暗反应原料不足，光合速率降低
解析　(1)光反应阶段发生的场所是类囊体薄膜，叶绿体在类囊体薄膜上将光能转变成储存在ATP中活跃的化学能。膜上分布的光合色素为叶绿素、类胡萝卜素，其主要作用是吸收、传递、转化光能。(2)图中过程②为暗反应，需要光反应提供NADPH和ATP将C3转变成磷酸丙糖。生物膜的主要成分有脂质和蛋白质，叶绿体具有双层膜结构，在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，是叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构。(3)马铃薯叶片提供的H218O，可参与有氧呼吸第二阶段，产生C18O2，该物质又参与光合作用暗反应过程生成C3，被还原生成磷酸丙糖，进而形成蔗糖，蔗糖形成淀粉。(4)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。(5)由表格数据可知，对照组(留块茎)净光合速率为5.39 μmol·m－2·s－1，而实验组(去块茎)净光合速率为2.48 μmol·m－2·s－1，故去块茎后会导致光合速率下降。保卫细胞中淀粉含量增加会降低气孔开放程度，去块茎后，叶片蔗糖和淀粉含量都上升，保卫细胞中淀粉积累，导致保卫细胞的气孔开放程度下降，CO2的供应减少，使得暗反应原料不足，导致去块茎后光合速率降低。
12．(2024·汕头高三联考)如图1所示为线粒体内膜上发生的质子转运和ATP合成过程，图2所示为光合作用光合磷酸化过程，①～⑤表示过程，⑥～⑧表示结构。据图回答下列问题：
(1)与细胞膜相比，图1中线粒体内膜成分的差异主要表现为__________________，H＋从线粒体膜间隙进入线粒体基质的方式是__________。
(2)图1、2中①②③⑤过程都表示质子的跨膜运输，其中属于主动运输过程的是__________。参与②⑤过程的蛋白质是同一种，由CF0、CF1两部分构成，其中亲水部分应为__________，该蛋白质的作用是________________________________________________________。
(3)据图2判断，水的光解发生在______________，其上发生的反应的产物有__________________。叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发，释放势能高的电子，电子的最终供体是__________。增加基质和类囊体腔两侧的H＋浓度差的生理过程有______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)某同学利用叶片进行有关实验，实验中多次打孔获得叶圆片，并对叶圆片进行干燥称重，结果如表(假设整个实验过程中叶圆片的细胞呼吸速率不变)。则叶圆片光照1 h的实际光合作用强度表达式是______________________g/cm2。
项目 实验前 黑暗1 h后 再光照1 h后
圆片干燥称重(g/cm2) x y z
答案　(1)缺少糖类物质　协助扩散　(2)①③　CF1　转运质子并催化合成ATP　(3)类囊体腔　ATP、NADPH、O2　水(或H2O)　水的光解产生H＋、PQ蛋白将H＋从基质运输到类囊体腔、合成NADPH消耗H＋　(4)z＋x－2y
解析　(1)细胞膜外层有糖脂和糖蛋白，而线粒体内膜没有。由图1可知，H＋从线粒体膜间隙进入线粒体基质是顺浓度梯度进行的，且需要内膜上的蛋白质参与，因此是协助扩散。(2)主动运输是逆浓度梯度的运输，且该过程需要消耗能量，图1、2中①②③⑤过程属于主动运输的是①③。生物膜的基本支架是磷脂双分子层，其中磷脂包括亲水性的头部和疏水性的尾部，头部排列在外侧，故亲水部分应为CF1；在该蛋白质的作用下，可跨膜运输H＋，且可催化ATP的生成，故该蛋白质的作用是转运质子并催化合成ATP。(3)水的光解主要是在光的作用下将水分解为O2、H＋和e－，该过程发生在类囊体腔，其上发生的反应的产物有ATP、NADPH、O2。(4)黑暗后1 h叶圆片的干重为y(g/cm2)，呼吸强度为(x－y)(g/cm2)，2 h的净光合作用强度为(z－y)(g/cm2)，所以实际光合作用强度＝净光合作用强度＋细胞呼吸强度＝(z－y)＋(x－y)＝(z＋x－2y)(g/cm2)。

展开更多......

收起↑