2021版高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第10讲光合作用课时强化训练解析版

2021版高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第10讲光合作用课时强化训练解析版

第10讲　光合作用 测控导航表 知识点 题号 ‎1.色素的种类、作用及提取 ‎1,2,3‎ ‎2.光合作用的过程及探究 ‎4,5,6‎ ‎3.影响光合作用的因素及应用 ‎7,8,9,12‎ ‎4.光合作用和细胞呼吸综合 ‎10,11,13,14‎ 一、选择题 ‎1.关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是(　C　)‎ A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 解析:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。‎ ‎2.下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中,正确的是(　B　)‎ A.叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液 B.过滤时应使用单层尼龙布,并用棉塞塞住试管口 C.分离色素时应将滤液细线置于层析液中 D.选材不同,四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同 解析:提取叶绿素使用无水乙醇或丙酮,层析液用于分离色素;过滤时使用单层尼龙布,并用棉塞塞住试管口,以防止有毒的、挥发性强的丙酮挥发;分离色素时不能让层析液没及滤液细线,否则色素会溶入层析液中;不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同,来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同,经过纸层析后,在滤纸上的排列顺序相同,色素带粗细可能不同。‎ ‎3.下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是(　B　)‎ 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 9‎ 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 解析:光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP;胡萝卜素不能吸收红光;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有ADP、Pi及ATP合成酶的参与;红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能。‎ ‎4.用高速离心机打碎小球藻细胞,获得可以进行光合作用的离体叶绿体,进行如图所示的实验。下列有关本实验的说法正确的是(　D　)‎ A.目的是研究光合作用过程中暗反应的条件 B.目的是研究光合作用过程中能量的传递和转换 C.实验过程中释放的氧气中可以检测到放射性 D.用同位素示踪法研究由CO2合成糖类的过程 解析:根据光合作用过程分析,二氧化碳中C首先固定在三碳化合物中,之后转移到糖类等有机物中,因此用14C标记CO2可以探究光合作用中CO2合成糖类的过程。‎ ‎5.Rubisco是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶。下表是不同温度对两种水稻中Rubisco酶活性(μmol·mg-1·min-1)影响的有关数据。以下叙述不正确的是(　B　)‎ 水稻品种 ‎21 ℃‎ ‎30 ℃‎ 两优 ‎1.13‎ ‎0.80‎ 丰优 ‎1.07‎ ‎0.79‎ A.Rubisco分布在叶绿体基质中 B.Rubisco催化C3和CO2结合 C.30 ℃时酶活性下降会使两种水稻的光合作用速率下降 D.30 ℃与21 ℃相比,丰优比两优酶活性的变化幅度小 解析:根据分析可知,Rubisco分布在叶绿体基质中;Rubisco催化C5和CO2结合形成C3;Rubisco是植物细胞内参与光合作用CO2固定的酶,由表格信息可知30 ℃时酶活性下降,则两种水稻的CO2固定降低导致暗反应速率降低,使光合作用速率下降;30 ℃与21 ℃‎ 9‎ 相比,丰优酶活性降低值为:1.07-0.79=0.28,两优酶活性降低值为1.13-0.8=0.33,即丰优比两优酶活性的变化幅度小。‎ ‎6.植物气孔由两个保卫细胞组成,如图为植物气孔开张度的一种调节机制,其中ABA表示一种植物激素。下列判断错误的是(　B　)‎ A.CO2进出保卫细胞的方式为自由扩散 B.当SO2浓度过高时,植物体内C3的含量上升 C.ABA在一定程度上可帮助植物免受SO2的破坏 D.当CO2浓度过高时,可能会抑制光合作用 解析:CO2跨膜运输的方式为自由扩散;当SO2浓度过高时,会抑制CO2固定酶的活性,导致植物体内C3化合物的含量下降;ABA可调节气孔的开闭,因此在一定程度上可帮助植物免受SO2的破坏;当CO2浓度过高时,会引起保卫细胞中CO2浓度升高,进而在ABA的作用下导致气孔关闭,可能会抑制光合作用。‎ ‎7.光合作用速率等于呼吸作用速率所对应的光照强度为光补偿点。某同学将生长状态相似的番茄幼苗均分为两组,其中一组置于缺镁的培养液中培养一段时间,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降。下列说法正确的是(　B　)‎ A.实验组光反应强度降低,暗反应强度不变 B.与对照组相比,实验组的光补偿点变大 C.实验组色素带的位置与对照组不同 D.实验组色素带的宽度与对照组相同 解析:实验组光反应强度降低,暗反应强度也降低;实验组的光补偿点相比对照组增大;实验组色素带的位置与对照组相同,叶绿素a和叶绿素b的色素带会变窄。‎ ‎8.研究小组将某亚热带绿色植物置于15 ℃的密闭透明玻璃容器内,测定装置中的氧气含量,结果如图所示。下列叙述错误的是(　B　)‎ 9‎ A.ab段叶肉细胞吸收的氧气可参与水的生成 B.开始光照的b时刻,叶肉细胞中C5会减少 C.由b到c,植物的光合速率逐渐降低 D.适当提高温度,可缩短达到c点的时间 解析:ab段叶肉细胞在黑暗环境中进行有氧呼吸,在有氧呼吸过程中氧气与[H]结合生成水;b时刻开始光照,叶绿体中产生ATP和[H],ATP和[H]还原C3生成C5,叶肉细胞中C3减少,C5增多;由b到c曲线斜率变小,植物的光合速率逐渐降低;该植物是亚热带植物,在环境温度为15 ℃的条件下,适当提高温度,光合速率加快,达到c点的时间缩短。‎ ‎9.如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是(　D　)‎ A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 解析:植物体内的酶存在最适温度,在一定范围内,净光合速率随温度升高而升高,超过某一温度,净光合速率随温度升高而下降;也因为酶有最适温度,故当横坐标为CO2浓度或光波长时,净光合速率与温度不一定呈正相关;当横坐标是光照强度时,温度为无关变量,即温度相同,所以呼吸速率相同,即两曲线起始相同,在一定范围内,光照强度越大,净光合速率越大,且CO2浓度越大,净光合速率越大,当光照强度达到光饱和点后,净光合速率不再随光照强度变化而变化。‎ ‎10.如图为某农作物光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图,图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同,则据图分析错误的是(　D　)‎ 9‎ A.在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象 B.曲线Ⅱ波谷的形成与气孔有关 C.适时进行灌溉可以缓解该农作物光合作用的“午休”程度 D.导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是土壤含水量 解析:分析题图,自变量是土壤含水量、光照强度,因变量是光合速率。由题干信息“曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据”,分析曲线图可知,在水分充足时(如降雨后第2天)该农作物光合作用没有出现“午休”现象;由曲线图可知,曲线Ⅱ双峰的形成与光照强度的变化有关,波谷的形成是由气温过高导致气孔关闭,进而固定的CO2减少引起的,即曲线Ⅱ波谷的形成与气孔有关;经上述分析可知,在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象,故适时进行灌溉可以缓解农作物光合作用的“午休”程度;导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是光照强度,导致曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光合速率不同的主要因素是土壤含水量。‎ 二、非选择题 ‎11.为了研究光照对玉米叶片净光合速率的影响,测得玉米叶片在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线如图所示。回答下列问题:‎ ‎(1)在t1～t2时,暗反应速率逐渐　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),原因是　  　。 ‎ ‎(2)在t3时,玉米叶肉细胞的叶绿体利用CO2的相对值为　　　　。‎ ‎(3)在t3～t4时给予全日照,玉米叶片吸收CO2量的相对值不再上升,说明　　　　　　　　　　　　　　　;此时玉米叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度,原因是　  ‎ 9‎ ‎ 　。 ‎ 解析:(1)在t1～t2时光照增强,叶绿体类囊体薄膜上的色素捕获光能增加,光合速率逐渐加快,光反应为暗反应提供[H]和ATP增多,加速了叶绿体基质中C3的还原,导致暗反应增强,进而使光合作用速率增大。(2)实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。由图可知,在t3时,净光合速率值为9,呼吸速率值为4,玉米叶肉细胞的叶绿体利用CO2的相对值为9+4=13。(3)在t3～t4时给予全日照,玉米叶片吸收CO2量的相对值不再上升,说明光照强度不再是光合速率的限制因素,70%全日照已经达到玉米的光饱和点;光饱和时玉米叶肉细胞光合作用强,利用细胞间CO2的速率快,导致玉米叶肉细胞间CO2浓度远低于空气中CO2浓度。‎ 答案:(1)增大　光照强度增大,光反应为暗反应提供[H]和ATP增多,导致暗反应增强 ‎(2)13　(3)给予70%全日照已经达到玉米的光饱和点　光饱和时玉米叶肉细胞光合作用强,利用细胞间CO2的速率快 ‎12.为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:‎ ‎(1)从图可知,A叶片是树冠　　　　(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是　  　。 ‎ ‎(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 ‎　　　　反应受到抑制。 ‎ ‎(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是　 。‎ 9‎ 解析:(1)根据题图中的曲线可知,A叶片净光合速率最大时,对应的光照强度约为1 200 μmol·m-2·s-1,B叶片净光合速率最大时,对应的光照强度至少为2 000 μmol·m-2·s-1,即A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片,因此A叶片位于树冠下层。‎ ‎(2)当光照强度达到一定数值时,A叶片的放氧速率不变,但净光合速率下降,原因可能是光合作用的暗反应受到抑制。‎ ‎(3)常用的提取叶绿素的有机溶剂是无水乙醇。‎ 答案:(1)下层　A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 ‎(2)暗 ‎(3)无水乙醇 ‎13.观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表。请回答下列问题。‎ 光照 强度 叶色 平均叶面积 ‎(cm2)‎ 气孔密度 ‎(个·mm-2)‎ 净光合速率 ‎(μmol CO2·m-2·s-1)‎ 强 浅绿 ‎13.6(100%)‎ ‎826(100%)‎ ‎4.33(100%)‎ 中 绿 ‎20.3(149%)‎ ‎768(93%)‎ ‎4.17(96%)‎ 弱 深绿 ‎28.4(209%)‎ ‎752(91%)‎ ‎3.87(89%)‎ 注:括号内的百分数以强光照的数据作为参照 ‎(1)CO2以　　　　　　方式进入叶绿体后,与　　　　结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的　　　　　　。 ‎ ‎(2)在弱光下,柑橘通过　　　　　　和　　　　　　　　　　来吸收更多的光能,以适应弱光环境。 ‎ ‎(3)与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数　　　　,单位时间内平均每片叶CO2吸收量　　　　。对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是　　　　　　　,最后发生改变的是　 。 ‎ 解析:(1)气体通过自由扩散进出叶绿体;CO2进入叶绿体后与叶绿体基质中的C5相结合形成C3;C3的还原需要光反应提供的ATP和[H]。(2)据表可知,弱光下柑橘通过增加叶绿素的含量和增大叶面积来吸收更多的光能,以适应弱光环境。(3)计算每片叶的气孔总数时应用每片叶的平均叶面积乘以气孔密度,可知强光下平均每片叶的气孔总数少于弱光下平均每片叶的气孔总数;计算单位时间内平均每片叶CO2吸收量时,应用每片叶的平均叶面积乘以净光合速率(观察净光合速率的单位可知),可知强光下单位时间内平均每片叶CO2‎ 9‎ 吸收量,强光下少于弱光下。对强光下生长的柑橘适度遮阴,最先发生改变的是净光合速率,因为光照强度减小,光反应减弱,实际光合速率减弱;最后发生改变的是叶面积,因为叶面积适应环境的变化是长期进化的 结果。‎ 答案:(1)自由扩散　C5　ATP和[H]　(2)增加叶面积 增加叶绿素含量　(3)较少　较少　净光合速率　叶面积 ‎14.石莼是烟台海边常见的一种大型海藻,能将合成的酶分泌到细胞外,催化HC形成CO2,然后CO2被细胞吸收。图1表示该植物细胞内部分代谢过程,甲～丁表示物质,①～⑤表示过程。图2表示将生长状态一致的石莼分别培养在两种无机碳(HC)浓度下:2.2 mol/L(正常海水)、8.8 mol/L(高无机碳海水),然后在20 ℃、30 ℃条件下分别测定其在这两种环境中的光合速率。请回答下列问题:‎ ‎(1)图1中①～⑤表示的过程中,能为细胞吸收K+、N等矿质离子提供ATP的过程包括　　　　(填数字标号),物质乙为　　　　。该植物缺乏氮元素时会影响光合作用,原因是　 。 ‎ ‎(2)据图2分析,在无机碳浓度为2.2 mol/L,温度从20 ℃升至30 ℃时,石莼的最大光合速率　　　　(填“升高”“降低”或“基本不变”),最大光合作用速率时限制光合速率的环境因素主要是　 ,判断依据是  ‎ ‎　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)在无机碳浓度为8.8 mol/L的环境中,30 ℃条件下的光饱和点(达到最大光合速率时的最小光照强度)高于20 ℃条件下的,原因是  　。 ‎ 9‎ 解析:(1)细胞吸收K+、N等矿质离子属于主动运输,其能量可以由细胞呼吸提供,图中②④⑤都能产生能量,为该过程供能;有氧呼吸第一阶段,葡萄糖分解产生丙酮酸和[H],所以物质乙是丙酮酸;氮是叶绿素和多种酶的组成元素,植物缺乏氮元素时,叶片中的叶绿素含量减少,光合作用就会受影响。‎ ‎(2)由图2可以看出,在无机碳浓度为2.2 mol/L,温度为20 ℃时,石莼的最大光合速率为400,温度升为30 ℃时,石莼的最大光合速率为600,在这个过程中,石莼的最大光合速率升高;从图中可以看出,升高无机碳浓度(8.8 mol/L)后,石莼的最大光合速率升高,所以最大光合速率时限制光合速率的环境因素主要是无机碳浓度(CO2浓度)。‎ ‎(3)在无机碳浓度为8.8 mol/L的环境中,酶的活性随着温度的升高而升高时,石莼固定二氧化碳产生的C3更多,需要光反应产物ATP、[H]也随着增多,所以对光照强度要求更高,导致30 ℃条件下的光饱和点高于20 ℃条件下的光饱和点。‎ 答案:(1)②④⑤　丙酮酸　氮是叶绿素和多种酶的组成元素　(2)升高　无机碳浓度(CO2浓度)　升高无机碳浓度后,石莼的最大光合速率升高　(3)随着温度升高,酶活性升高,石莼固定CO2产生的C3更多,需要光反应产物ATP、[H]多,所以光强要求更高 9‎