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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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第三单元　细胞的代谢（三）
满分40分,限时25分钟
考点5 捕获光能的色素和结构 考点6 光合作用的原理及应用
一、选择题(本题共4小题,共16分。每题只有一项符合题目要求,每题4分。)
1.在绿叶中色素的提取与分离实验中,在滤纸中央滴一滴色素滤液,然后进行分离(如图),得到四个不同颜色的同心圆。下列说法正确的是(　　)
A.可以用层析液提取绿叶中的光合色素
B.由外向内的第三圈呈蓝绿色,主要吸收蓝紫光和红光
C.若实验中未加CaCO3,则导致由外向内的第一、二圈颜色较浅
D.由外向内第一、二圈中的色素主要吸收红光和蓝紫光
2.同位素可分为放射性同位素和稳定性同位素。放射性同位素可被探测仪器检测到特征射线,从而追踪被标记的元素或化合物在体内或体外的位置、数量及其转变等;稳定性同位素如N等不释放射线,但可以利用其与普通相同元素的质量之差,通过仪器测定,所以也可作为示踪剂。如表所示为相关实验过程和结果。下列分析正确的是(　　)
光合作用的物质变化 1组 2组 3组
原料 水中18O比率 0.85% 20% 20%
CO2中18O比率 0.61% 0.04% 0.57%
产物 氧气中含18O比率 0.85% 20% 20%
注:比率指被18O标记的物质占所有该物质的比例。
A.该实验利用的是稳定性同位素,不属于同位素示踪法
B.该实验通过追踪18O的放射性,得到氧气中的氧全部来自水
C.每组原料中18O标记的比率为该实验中的自变量
D.由1组实验可知,反应物中只有0.85%的水参与氧气的生成
3.如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适。下列分析正确的是(　　)
　　
A.图乙中D点与C点相比,相同时间内D点叶肉细胞中C5的生成量较多
B.图中M、N、P点的主要限制因素分别是CO2浓度、温度、光照强度
C.图丙中,随着温度的继续升高,曲线走势将稳定不变
D.图甲中M至A点范围内,限制光合速率的因素为CO2浓度
4.某生物研究小组以菠菜为材料探究光照强度和CO2浓度对光合作用强度的影响,图甲表示探究光照强度对光合作用强度的影响;图乙表示探究CO2浓度对光合作用强度的影响,其结果如图丙。下列说法正确的是(　　)
A.为使圆叶片全部沉到水底,抽气时应快速拉动注射器的活塞
B.图甲中可通过调节光源与烧杯的距离来控制自变量
C.将图乙装置中的NaHCO3溶液换成等量的NaOH溶液,可用于测定圆叶片的呼吸作用强度
D.图丙中bc段曲线平缓,此段光合作用的限制因素主要是二氧化碳的浓度
二、选择题(本题共2小题,共12分。每题有一项或多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
5.2021年9月,我国科学家宣布在国际上首次利用非自然固碳的淀粉合成途径(ASAP),完成从CO2到淀粉的合成。该人工合成途径只需11步反应,淀粉合成速率是玉米的8.5倍。图中甲、乙途径分别表示植物光合作用和ASAP,Ⅰ和Ⅱ是叶绿体中的特定结构。对两个途径的比较说法不正确的是(　　)
A.ASAP过程与结构Ⅱ内暗反应一样都能循环进行
B.与光合作用一样,ASAP过程中CO2转变为淀粉也储存了能量
C.ASAP的三碳聚合过程在叶绿体结构Ⅰ上进行时需NADPH作还原剂
D.在固定等量CO2的情况下,ASAP积累的淀粉量与植物光合作用时相等
6.叶绿体是一种动态的细胞器,随着光照强度的变化,在细胞中的分布和位置也会发生相应改变,称为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白(构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分)相结合,用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验,观察到在不同光照强度下叶肉细胞中叶绿体的分布情况如图。下列叙述错误的是(　　)
A.叶绿体中光合色素可吸收、传递光能,并将吸收的能量全部储存在ATP中
B.弱光条件下叶绿体汇集到细胞顶面,有利于叶肉细胞更充分地吸收光能
C.若破坏细胞微丝蛋白,叶绿体定位异常,推测微丝蛋白可能与叶绿体运动无关
D.CHUP1蛋白和光照强度在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用
三、非选择题(本题共1小题,共12分。)
7.(12分)不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料,研究不同光质对植物光合作用的影响,实验结果如图1,其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下,用不同单色光处理(30 s/次),实验结果如图2,图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理,“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。回答下列问题:
(1)光反应产生的电子,经过一系列的传递体形成电子流,电子的最终受体是　　　　。Rubisco可催化CO2的固定,Rubisco催化反应的机理是　　　　　　　　　　　　。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。气孔主要由保卫细胞构成,保卫细胞吸收水分气孔开放,反之关闭。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用可被　　　光逆转。由图1和图2可知蓝光可刺激气孔开放,其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞　　　　　,细胞吸水,气孔开放。
(3)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)等生理过程。
(4)进一步研究发现,不同颜色的光对某高等绿色植物光合作用产物分布影响不同。现欲探究白光、红光、蓝光和绿光对光合作用产物在根、茎、叶中分布的影响,可通过检测根、茎、叶各器官中C含量进行比较分析。简要写出实验思路。
实验设计思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案全解全析
1.B　
图示解读:色素在层析液中溶解度的大小和它们距色素点样处的距离呈正相关。图中由外向内形成的四个圈中的色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
选项分析:可用层析液分离绿叶中的光合色素,提取光合色素常用无水乙醇,A错误;由外向内第三圈中的色素是叶绿素a,呈蓝绿色,主要吸收蓝紫光和红光,B正确;光合色素的提取实验中加入CaCO3的目的是防止叶绿素被大量破坏,若实验中未加CaCO3,叶绿素a和叶绿素b较少,即由外向内的第三、四圈颜色较浅,C错误;由外向要吸收蓝紫光,D错误。
2.C　无论是放射性同位素标记还是稳定性同位素标记均属于同位素示踪法,A错误;18O不具有放射性,B错误;每组原料中18O标记比率为该实验中的自变量,C正确;1组实验将水中0.85%的O进行标记,并不是只有0.85%的水参与氧气的生成,D错误。
归纳总结
同位素标记法的应用
(1)鲁宾和卡门用18O分别标记水和CO2,最终证明光合作用所释放的氧气全部来自水。
(2)卡尔文用14C(具有放射性)标记CO2,研究出碳原子在光合作用中的转移途径,即CO2→C3→(CH2O)、C5。
(3)用3H(具有放射性)标记亮氨酸,探明分泌蛋白的合成与分泌过程。
(4)用35S(具有放射性)标记噬菌体的蛋白质外壳,用32P(具有放射性)标记噬菌体的DNA,分别侵染细菌,最终证明DNA是遗传物质。
(5)15N标记DNA分子,证明了DNA分子的复制方式是半保留复制。
3.A　图乙中D点与C点相比温度相同,但D点光照强,光反应产生较多的ATP和NADPH,C3的还原加快,叶肉细胞中C5的生成量较多,A正确。图甲中M点在不同的CO2浓度下光合速率相同,故CO2浓度不影响M点的光合速率;图乙中N点在不同的温度下光合速率相同,故温度不影响N点的光合速率;图丙中P点在不同的光照强度下光合速率相同,所以光照强度不影响P点的光合速率,B错误。温度继续升高,与光合作用有关的酶活性下降最终变性失活,光合速率会下降,C错误。图甲中M至A点范围内,随着光照强度的增大,光合速率增大,所以限制光合速率的因素为光照强度,D错误。
4.B　为使圆叶片全部沉到水底,抽气时应缓慢多次拉动注射器的活塞,使胞间气体排出来,A错误;图甲实验的自变量为光照强度,可通过调节光源与烧杯的距离来控制自变量,B正确;呼吸作用强度需在黑暗条件下测定,且NaOH溶液会吸收呼吸作用释放出来的二氧化碳,无法测量呼吸作用强度,C错误;图丙中bc段曲线平缓,而bc段NaHCO3溶液浓度在升高,所以此段光合作用的主要限制因素不是二氧化碳浓度,D错误。
5.ACD　结构Ⅱ为叶绿体基质,其内进行暗反应,ASAP过程中不涉及C3、C5相互转换,与暗反应不一样,因此ASAP过程不能循环进行,A错误;ASAP过程中CO2转变为淀粉,将能量转变为淀粉中的化学能,B正确;ASAP过程中电氢扮演着NADPH和ATP的角色,使CO2→有机C1,C错误;在植物体中,进行光合作用的同时也进行细胞呼吸,而在人工途径中只模拟光合作用过程,没有呼吸作用消耗,因此在固定等量CO2的情况下,
6.AC　
图示 解读 自变量:有无CHUP1蛋白和光照强度 因变量:叶绿体的移动能力
选项 分析 光反应的光能→ATP和NADPH中的化学能,A错误;含有CHUP1蛋白的叶肉细胞面对弱光刺激,叶绿体为捕获更多光能,聚集在向光一侧,B正确;肌动蛋白是构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分,肌动蛋白和叶绿体定位有关,光照强度会影响肌动蛋白运动,肌动蛋白的运动需要和CHUP1蛋白结合,C错误,D正确
7.答案　(除标注外,每空2分)(1)NADP+(1分)　降低化学反应的活化能(1分)
(2)光合速率大,消耗的二氧化碳多　蓝(1分)　溶质浓度(或细胞液浓度或渗透压)升高
(3)光合作用和呼吸作用(或有氧呼吸或细胞呼吸)
(4)取生理状况一致的某高等绿色植物幼苗若干株,均分为四组,分别给予相同强度的白光、红光、蓝光和绿光光照,其他条件保持相同且适宜,一段时间后,测定各组不同器官中C的平均含量,分析比较并得出结论(3分)
解析　(1)水的光解产生H+、电子和O2,电子受体是NADP+。酶催化化学反应的机理是酶能降低化学反应的活化能。
(2)据图1分析,相对于红光,蓝光照射下胞间CO2浓度低,其原因是蓝光照射下尽管气孔导度大,但光合速率大,消耗的二氧化碳多。由图2可知,绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用,但这种作用又可被蓝光逆转,并且先蓝光再绿光后蓝光处理的效果比只用蓝光处理更明显。由图1、图2可知蓝光可刺激气孔开放,机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多,也可以促进K+、Cl-的吸收等,最终导致保卫细胞溶质浓度升高,细胞吸水,气孔开放。
(3)气孔开闭会影响水分、O2、CO2含量,进而影响蒸腾作用、光合作用、细胞呼吸等生理过程。
(4)由题意可知,该探究实验的因变量是根、茎、叶各器官中C的平均含量,自变量是光质的不同。因此实验思路应当是先取生理状况一致的某高等绿色植物幼苗若干株,均分为四组,将四组幼苗分别置于相同强度的白光、红光、蓝光和绿光下生长,其他条件保持相同且适宜,一段时间后,测定各组不同器官中C的平均含量,分析比较并得出结论。

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