高考生物一轮复习课时跟踪练13含答案

课时跟踪练13
一、选择题
1．（2024·广州高三质检）下图分别是萨克斯、鲁宾和卡门、恩格尔曼所做的关于光合作用的三个经典实验。

下列相关叙述正确的是（）
A.图1中A与C部分对照说明光合作用需要光
B．图2所示实验运用的实验方法是荧光标记法
C．图3所示实验中，需氧细菌分布于光束照射的部位
D．萨克斯的实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
解析：选C。

图1中B与C部分对照说明光合作用需要光，A项错误；图2所示实验运用的实验方法是同位素示踪法，B项错误；图3所示实验中，光束照射的部位通过光合作用产生了O2，所以需氧细菌分布于光束照射的部位，C项正确；萨克斯的实验只能证明有淀粉生成，但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉，D项错误。

2．（2024·肇庆高三质检）玉米叶肉细胞的叶绿体中有类囊体，但不含固定CO2的酶Rubisco，下列有关玉米光合作用的叙述，合理的是（）A．叶肉细胞的叶绿体能够生成NADPH和ATP
B．叶肉细胞的叶绿体能够利用NADPH和ATP
C．C3的还原发生在叶肉细胞的叶绿体基质中
D．叶肉细胞中缺乏酶Rubisco的基因
解析：选A。

玉米叶肉细胞的叶绿体中有类囊体，可以通过光反应阶段生成NADPH和ATP，A项合理；玉米叶肉细胞的叶绿体中不含固定CO2的酶Rubisco，因此不能进行暗反应，不能利用NADPH和ATP进行C3的还原，B项、C项不
合理；由于基因选择性表达，叶肉细胞中酶Rubisco的基因没有表达，D项不合理。

3．科学家向小球藻培养液中通入14CO2，给予实验装置不同时间光照，结果如下表所示。

根据实验结果分析，下列叙述正确的是（）
A.暗反应最初形成的很可能是3-磷酸甘油酸（三碳化合物）
B．本实验利用小球藻研究的是光合作用的光反应阶段
C．3-磷酸甘油酸可直接转化成氨基酸、有机酸等
D．实验结果说明光合作用产物是各种糖类
解析：选A。

由题表可知，CO2进入叶绿体后，最初形成的物质是3-磷酸甘油酸（三碳化合物），A项正确；由题意可知，用同位素标记法探究CO2中碳元素的去向，故本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段，B项错误；根据时间分析，3-磷酸甘油酸要先转化成12种磷酸化糖类，然后才转化成氨基酸、有机酸等，C项错误；题表中的数据说明光合作用除了产生糖类外，还有氨基酸、有机酸等其他有机物，D项错误。

4．（2024·茂名高三调研）在一定条件下，下列关于某叶肉细胞内叶绿体和线粒体生理活动的叙述，正确的是（）
A．若突然增加CO2浓度，则短时间内叶绿体中C3比ADP先增加
B．光照下两者发生氧化反应时都能释放能量供各项生命活动利用
C．若突然增加光照强度，则短时间内叶绿体中C5比ADP先减少
D．光照下叶绿体直接为线粒体提供O2和葡萄糖
解析：选A。

若突然增加CO2浓度，首先是CO2固定生成的C3增多，C3增
多，还原C3的速率加快，此时消耗ATP产生ADP才增多，所以短时间内叶绿体中C3比ADP先增加，A项正确；光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应和叶绿体内的物质合成，呼吸作用产生的ATP可供各项生命活动利用，B项错误；若突然增加光照强度，短时间内，先是光反应加强，消耗ADP和Pi合成ATP增加，同时NADPH也增加，促进C3还原加快，短时间内CO2的固定速率不变，因此短时间内叶绿体中C5与ADP同时增加，C项错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，但不能直接利用葡萄糖，葡萄糖需要在细胞质基质中被分解成丙酮酸后才能进入线粒体被氧化分解，D项错误。

5．下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图（RuBP为与CO2结合的五碳化合物）。

下列说法错误的是（）
A．CO2转化为TP需要光反应提供的ATP和NADPH
B．淀粉需水解成TP等产物，通过载体运出叶绿体
C．若TP运出过多，则可能会影响CO2的固定
D．推测TR、GR和运出蔗糖的载体的空间结构相同
解析：选D。

TR、GR和运出蔗糖的载体的功能不同，空间结构不同，D项错误。

6．玉米叶肉细胞中有一种酶，通过系列反应将CO2泵入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2，保证卡尔文循环顺利进行，这种酶被称为“CO2泵”。

下列相关叙述错误的是（）
A．A→B的过程还需要光反应提供的NADPH、ATP等物质的参与
B．抑制“CO2泵”的活性，短时间内维管束鞘细胞中B的含量增加
C．晴朗的夏季11：00时，温度升高，玉米维管束鞘细胞的光合作用速率会明显下降
D．可用层析法分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素并比较色素的含量和种类差别
解析：选C。

A→B的过程表示C3的还原，需要光反应提供的NADPH、ATP 等物质的参与，A项正确；A表示C3，B表示C5，抑制“CO2泵”的活性，维管束鞘细胞中CO2含量降低，导致CO2的固定受阻，消耗的C5减少，而C3的还原仍正常进行，所以在短时间内，维管束鞘细胞中B（C5）的含量增加，B项正确；晴朗的夏季11：00时，玉米维管束鞘细胞的光合作用速率可能会有所上升，原因是玉米叶肉细胞内有“CO2泵”，仍可以维持细胞内较高的CO2浓度，此时光照强度增强，光合作用速率上升，C项错误；不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同，故可用层析法分别分离玉米叶肉细胞、维管束鞘细胞中的色素，并比较色素的含量和种类差别，D项正确。

7．下图为高等绿色植物光合作用和细胞呼吸之间的物质和能量转变示意图，图中①～⑥代表物质。

据图判断，下列说法错误的是（）
A.①和⑤产生后在细胞中的主要分布位置不同
B．④转变成CO2的过程可发生在细胞质基质和线粒体基质中
C．给植物提供C18O2，则植物释放的CO2中没有18O
D．光照突然增强，短时间内可能会导致①与②的比值增大，随后该比值减
小，最终基本不变
解析：选C。

给植物提供C18O2，光合作用产生的有机物中含有18O，经过细胞呼吸有机物分解释放的CO2中也有18O，C项错误。

8．下图为植物体内发生光合作用和光呼吸作用的示意图，结合所学知识分析，下列相关叙述正确的是（）
A．在高O2含量环境中，植物不能进行光合作用
B．卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质
C．将植物突然置于黑暗环境中，C5与C3之间的转化不会受影响
D．C2和葡萄糖均可在线粒体内被彻底分解成CO2和H2O
解析：选B。

从题图信息可知，在高O2含量环境中，产生的C3也可用于卡尔文循环，进而生成糖，A项错误；根据所学知识可知，卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质，B项正确；光合作用暗反应的进行，需要光反应提供NADPH 和ATP，黑暗条件下，光反应不能进行，不能为暗反应提供NADPH和ATP，因而C5与C3之间的转化将受到影响，C项错误；线粒体不能直接分解葡萄糖，D 项错误。

二、非选择题
9．植物叶肉细胞光合作用的光反应、暗反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如下图所示。

图中叶绿体内膜上的磷酸转运器运出1分子三碳糖磷酸的同时运进1分子Pi（无机磷酸）。

请回答下列问题：
（1）图甲中所表示的结构是________________。

H＋的跨膜运输促进了E的形成，物质C表示________。

物质C、E为F（3-磷酸甘油酸）转化为G（三碳糖磷酸）提供了______________________________。

（2）磷除了是光合作用相关产物的组成成分，还是叶绿体内______________（答出2类）的组成成分。

（3）图乙过程中，若蔗糖合成或输出受阻，则进入叶绿体的Pi数量________，从而导致了光反应中合成的________数量下降，卡尔文循环减速。

此时过多的三碳糖磷酸将会用于________________，以维持卡尔文循环运行。

答案：（1）类囊体薄膜NADPH氢、磷酸基团和能量（2）核酸、磷脂（3）减少ATP合成淀粉
10．（2023·湖南选择考）如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。

卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的K m为450 μmol·L－1（K m越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化C5（RuBP）与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化C5（RuBP）与O2反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应）。

该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。

与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。

玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC 酶（PEPC酶对CO2的K m为7 μmol·L－1）催化磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）与CO2反应生成C4，固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环。

回答下列问题：
（1）玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是________（填具体名称），该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成________（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通过________长距离运输到其他组织器官。

（2）在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度________（填“高于”或“低于”）水稻。

从光合作用机制及其调控分析，原因是__________________________________________________（答出2点即可）。

（3）某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化，其原因可能是_________________________________（答出3点即可）。

解析：（1）玉米的暗反应先在叶肉细胞中进行，在PEPC酶的催化下，PEP 与CO2反应生成C4，C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环，据此推理，并结合水稻的暗反应示意图，可知玉米的卡尔文循环中笫一个光合还
原产物是3-磷酸甘油醛。

在叶绿体内，其可用于淀粉等的合成，大部分运至叶绿体外，并转变成蔗糖。

蔗糖通过筛管长距离运输到其他组织器官。

（2）在干旱环境下，大部分气孔关闭，植物能吸收的CO2减少，与水稻叶肉细胞中的Rubisco 酶相比，玉米叶肉细胞中的PEPC酶对CO2的K m小，亲和力大，玉米在较低浓度的CO2下仍能固定CO2进行光合作用；在高光照强度环境下，光反应较强，产生的O2较多，与玉米维管束鞘细胞相比（水光解的主要场所为叶肉细胞的叶绿体），水稻叶肉细胞O2较多，易进行光呼吸，使暗反应减弱；与水稻叶肉细胞相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，叶肉细胞中的PEP与CO2反应生成C4，C4进入维管束鞘细胞后释放CO2，使CO2得到浓缩，保障了暗反应的进行。

（3）在光饱和条件下，水稻叶绿体的光反应强度不再增加，产生的ATP和NADPH 不再增多，限制了C3的还原；水稻叶绿体内固定CO2的Rubisco酶的量有限；光合作用产生的有机物在叶绿体中积累较多，抑制了反应的进行。

答案：（1）3-磷酸甘油醛蔗糖筛管（2）高于玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比Rubisco酶高，能利用低浓度的CO2；玉米水光解主要在叶肉细胞进行，暗反应在维管束鞘细胞中进行，维管束鞘细胞中CO2/O2较高，提高了光合作用效率；玉米通过C3和C4在叶肉和维管束鞘细胞之间的循环，将CO2转运到维管束鞘细胞浓缩，维管束鞘细胞中CO2浓度较高（3）NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的Rubisco酶数量有限、原核生物和真核生物光合作用机制有所不同。