备考2021年高考生物优质试题汇编专题05 细胞的代谢3--光合作用
试卷更新日期：2021-01-15 类型：二轮复习
一、单选题
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1. 下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是（ ）A、光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能 B、红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a C、光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与 D、红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用2. 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（ ）A、卡尔文（M. Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径 B、赫尔希（A.D.Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 C、梅塞尔森（M. Meselson）等证明DNA进行半保留复制 D、温特（F. W. Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质3. 采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（ ）A、提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B、研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C、研磨时添加石英砂有助于色素提取 D、画滤液细线时应尽量减少样液扩散4. 下列关于绿色植物的叙述，错误的是（ ）A、植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸 B、植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的 C、遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降 D、植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用5. 如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（ ）
A、研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B、层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C、在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D、实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b6. 黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（ ）A、在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B、观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C、质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小 D、探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液7. 研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是（ ）A、产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质 B、该反应体系不断消耗的物质仅是CO2 C、类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原 D、与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素8. 高等植物细胞中，下列过程只发生在生物膜上的是（ ）
A、光合作用中的光反应 B、光合作用中 CO2 的固定 C、葡萄糖分解产生丙酮酸 D、以 DNA 为模板合成 RNA9. 光反应在叶绿体类囊体上进行，在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色，该反应过程中（ ）A、需要ATP提供能量 B、DCIP被氧化 C、不需要光合色素参与 D、会产生氧气10. 下列研究工作中由我国科学家完成的是（ ）。A、以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B、用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C、证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D、首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成11. 将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出．下列相关说法正确的是（ ）A、离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气 B、若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生 C、若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生 D、水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量12. 下列与细胞相关的叙述，错误的是（ ）A、动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递 B、叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中 C、癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞 D、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程13. 植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的．下列叙述错误的是（ ）A、类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B、叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C、光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D、叶片在640-660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的14. 关于生物体内能量代谢的叙述，正确的是（ ）A、淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成 B、人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化 C、叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程 D、硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量15. 叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性．以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的是（ ）A、用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B、用水做层析液观察花青苷的色素带 C、用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水 D、用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目16. 将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是（ ）A、可测定叶绿体悬浮液的净光合速率 B、向悬浮液中滴入少量NaHCO3溶液，[H]含量下降 C、突然改用等强度红光照射C3含量上升 D、改变悬浮液中pH对氧气释放无影响17. 下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，错误的是（ ）A、加入碳酸钙有助于保护叶绿素 B、常用无水乙醇做溶剂来提取色素 C、距离滤液细线最近的色素带是叶绿素b D、提取色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同18. 下列关于科学实验及科学方法的叙述不正确的是（ ）A、追踪光合作用中O2的来源可用同位素标记法 B、研究基因在染色体上的位置可用荧光标记法 C、促胰液素调节胰液分泌的发现过程运用了“饲喂法” D、探究培养液中酵母菌种群数量的变化可采用抽样检测法19. 在适宜光照和温度条件下，植物叶绿体内C3和C5的浓度能达到饱和并维持相对稳定，通过改变实验条件可使叶绿体中的C3浓度在短时间内上升。据此分析，改变的实验条件可能是（ ）A、中断CO2供应 B、突然停止光照 C、降低环境温度 D、减少水分供应20. 柱花草主要生存在年平均气温19 - 25℃的地区，其对低温胁迫较为敏感，易发生冷害。下表为科研人员在不同温度下测得的柱花草叶片光合作用速率等相关指标。下列分析错误的是（ ）分组
处理类型检测内容
净光合速率（µmolO2/m2•s）
总光合速率（µmolO2/m2•s）
CO2固定酶活性（µmolaCO2/mg蛋•min）
甲组
6℃处理
3.11
3.51
3.34
乙组
25℃处理
14.78
15.15
6.68
丙组
36℃处理
14.14
14.51
6.07
A、本实验中的对照组是乙组，甲组、丙组为实验组 B、对柱花草生长的影响，6℃条件下比36℃条件下要更大 C、在6℃条件下，可通过增加CO2 ， 浓度来提高柱花草的总光合速率 D、与光合作用相比，温度胁迫对柱花草的呼吸作用无显著影响21. 下列关于高等植物细胞代谢的叙述正确的是（ ）A、弱光条件下，暗反应所需的ATP来源于光反应和细胞呼吸 B、叶肉细胞中形成NADH的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 C、光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上，且光照越强光合速率越快 D、CO2的固定和C3的还原是在叶绿体基质中通过卡尔文循环完成的22. 下列与生物实验有关的叙述，错误的是（ ）A、可采用构建物理模型的方法研究DNA分子的结构特点 B、提取绿叶中的色素时，至少需要破坏细胞膜和叶绿体膜 C、用不同浓度的生长素类似物处理插条，生根效果可能相同 D、经龙胆紫溶液染色后，洋葱根尖的质壁分离现象更容易观察23. 下图是某植物叶肉细胞光合作用与有氧呼吸过程中的物质变化图解，其中①—④表示过程。相关叙述错误的是（ ）
A、过程①③④都能合成 ATP B、过程①②③④总是同时进行 C、过程①③都在生物膜上进行 D、过程④产生的[H]还来自于水24. 将小球藻置于缺氧缺CO2条件下，进行5～10分钟光照处理，立刻移向黑暗环境中供给14CO2 ， 小球藻合成了（14CH2O）。下列叙述正确的是（ ）A、在缺氧缺CO2条件下光照会导致叶绿体中NADpH减少 B、移向黑暗环境中供给14CO2后小球藻会向细胞外释放O2 C、供给14CO2后叶绿体中14C3含量先增加后逐渐减少为0 D、该实验不能证明小球藻利用光能和利用CO2的场所不同25. 如图表示升高大气CO2浓度和干旱胁迫对大豆开花期净光合速率[CO2（µmol/·s）]的影响，下列相关分析错误的是（ ）
A、湿润状态下，限制净光合速率的主要因素是CO2浓度 B、干旱状态下，大豆叶片上的气孔并没有全部关闭 C、大气CO2浓度没有达到开花期大豆的CO2饱和点 D、两种环境下，CO2浓度升高后叶绿体内膜上[H]、ATP含量均下降二、综合题
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26. 在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。
(1)、据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度。(2)、为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10~14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是。(3)、小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是。27. 阅读以下材料，回答（1）~（4）题。创建D1合成新途径，提高植物光合效率
植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所，高温或强光常抑制光合作用过程，导致作物严重减产。光合复合体PSII是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1是PSII的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧（ROS）的大量累积。相对于组成PSII的其他蛋白，D1对ROS尤为敏感，极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代，使PSII得以修复。因此，D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSII的修复，进而影响光合效率。
叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA 位于叶绿体基因组，叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSII修复效率降低。如何提高高温或强光下PSII的修复效率，进而提高作物的光合效率和产量，是长期困扰这一领城科学家的问题。
近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA，并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接，构建融合基因，再与高温响应的启动子连接，导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明，与野生型相比，转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加，高温下大幅增加；在高温下，PSII的光能利用能力也显著提高。在南方育种基地进行的田间实验结果表明，与野生型相比，转基因水稻的二氧化碳同化速率、地上部分生物量（干重）均有大幅提高，增产幅度在8.1%~21.0%之间。
该研究通过基因工程手段，在拟南芥和水稻中补充了一条由高温响应启动子驱动的D1合成途径，从而建立了植物细胞D1合成的“双途径”机制，具有重要的理论意义与应用价值。随着温室效应的加剧，全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为许多地区粮食生产的严重威胁，该研究为这一问题提供了解决方案。
(1)、光合作用的反应在叶绿体类囊体膜上进行，类囊体膜上的蛋白与形成的复合体吸收、传递并转化光能。(2)、运用文中信息解释高温导致D1不足的原因。(3)、若从物质和能量的角度分析，选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是： 。(4)、对文中转基因植物细胞D1合成“双途径”的理解，正确的叙述包括__________。A、细胞原有的和补充的psbA基因位于细胞不同的部位 B、细胞原有的和补充的D1的mRNA转录场所不同 C、细胞原有的和补充的D1在不同部位的核糖体上翻译 D、细胞原有的和补充的D1发挥作用的场所不同 E、细胞原有的和补充的D1发挥的作用不同28. 人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。
(1)、该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ， 模块3中的甲可与CO2结合，甲为。(2)、若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将 （填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是。(3)、在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量 （填：高于、低于或等于）植物，原因是。(4)、干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。29. 大豆与根瘤菌是互利共生关系，下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径，请据图回答下列问题：
(1)、在叶绿体中，光合色素分布在上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和。(2)、上图所示的代谢途径中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在中，PGA还原成磷酸丙糖（TP）运出叶绿体后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于。(3)、根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白质时，通过脱水缩合形成键。(4)、CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自；根瘤中合成ATP的能量主要源于的分解。(5)、蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是。30. 回答与光合作用有关的问题：(1)、在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会。研究发现 Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体中。(2)、在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下两条带中的色素合称为。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与抑制叶绿素的合成有关。