高考生物一轮复习课后集训10光合作用Ⅰ含解析

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1．如图是叶片中两类色素的吸收光谱，试判定甲和乙分别为何种色素( )
A．叶绿素a、叶绿素b
B．类胡萝卜素、叶绿素
C．叶黄素、叶绿素a
D．叶绿素、类胡萝卜素
D [根据曲线分析可知，甲主要吸收红光和蓝紫光，乙主要吸收蓝紫光，因此甲为叶绿素，乙为类胡萝卜素，D正确。]
2．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是( )
A．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多
B．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高
C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小
D．滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片
A [叶绿体色素中绿色的叶绿素含量占到3/4，所以提取液呈绿色，A正确；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方，B错误；色素带的宽窄反映了色素含量的多少，C错误；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带，D错误。]
3．科学家恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片。惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从这一实验能够得出的结论是( )
A．红光和蓝光对好氧细菌有吸引作用
B．好氧细菌喜欢聚集在氧气含量少的光区
C．叶绿体主要吸收绿光用于光合作用，放出氧气
D．叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，放出氧气
D [好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，主要说明这两个区域有氧气产生，A错误；好氧细菌进行有氧呼吸需要消耗氧气，所以喜欢聚集在氧气含量多的光区，B错误；该实验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现好氧细菌聚集在红光和蓝光区域，说明红光和蓝光部位有氧气产生，而氧气是光合作用光反应的产物，所以该实验说明叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用，并释放氧气，C错误、D正确。]
4．某同学模拟科学家萨克斯探究光合作用过程的实验做法如下：先将绿色叶片放在暗处数小时进行“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论不合理的是 ( )
A．本实验设置了对照组
B．有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因
C．实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态
D．实验证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉
D [该实验中的变量是光照，曝光组为对照组，遮光组为实验组；有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因；先将绿色叶片放在黑暗处处理数小时，目的是为了让叶片在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗，达到无淀粉状态；实验现象表明，叶片的未遮光部分遇碘变蓝，说明产生了淀粉，叶片的遮光部分遇碘没有变蓝，说明没有淀粉产生，所以，绿叶只有在光下才能产生淀粉，淀粉是光合作用的产物，但该实验无法证明叶绿体能利用光能将CO2转变成淀粉。]
5．研究者使用同位素18O标记水和碳酸氢钠中的部分氧原子，加入三组小球藻培养液中，记录反应起始时水和碳酸氢钠中18O的比例，光照一段时间后，分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
A．18O2是在小球藻叶绿体的类囊体上生成的
B．HCOeq \\al(－,3)可为小球藻的光合作用提供CO2
C．HCOeq \\al(－,3)中18O的比例不同导致放氧速率不同
D．释放的O2中18O比例与水相近，推测O2来自水
C [HCOeq \\al(－,3)中18O的比例不同不会造成放氧速率不同，造成放氧速率不同的原因是碳酸氢钠的浓度。]
6．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。本实验( )
A．目的是研究光合作用过程中暗反应(碳反应)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．过程中释放的氧气中可以检测到放射性
D．是用同位素示踪法研究由CO2合成糖类的过程
D [根据光合作用过程分析，CO2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，D项正确。]
7．Rubisc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Rubisc酶活性(uml·mg－1·min－1)影响的有关数据。以下叙述不正确的是
( )
A．Rubisc分布在叶绿体基质中
B．Rubisc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，丰优品种比两优品种酶活性的变化幅度小
B [根据分析可知，Rubisc分布在叶绿体基质中，A正确；Rubisc催化C5和CO2结合形成C3，B错误；Rubisc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，C正确；30 ℃与21 ℃相比，丰优酶活性降低值为：1.07－0.79＝0.28(μ ml·mg－1·min－1)，两优酶活性降低值为：1.13－0.80＝0.33(μ ml·mg－1·min－1)，即丰优比两优酶活性的变化幅度小，D正确。]
8．下列有关光合作用和化能合成作用的叙述错误的是( )
A．这两个生理过程合成有机物所利用的能量形式不同
B．能进行光合作用或化能合成作用的生物属于自养生物
C．这两个生理过程合成有机物所利用的原料不同
D．这两个生理过程的顺利进行均需要酶的催化
C [光合作用利用光能合成有机物，化能合成作用利用无机物氧化时释放的化学能合成有机物，A正确；这两个生理过程的共同点是将无机物(二氧化碳和水)合成糖类等有机物，因此能进行光合作用或化能合成作用的生物属于自养生物，B正确、C错误；细胞内糖类等有机物的合成离不开酶的催化，D正确。]
9．低温寒潮会造成农作物受灾，光合作用是受低温影响较显著的过程之一。科研人员用黄瓜研究低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响。
(1)选取长势相同的黄瓜叶片，平均分成两部分，在相同且适宜的条件下，分别测定叶片__________，目的是用于____________________。
(2)分别进行预处理，一部分置于低温弱光下，一部分置于_____________下，在培养箱内处理6小时之后，再次置于相同且适宜的条件下，测定光合作用强度，结果如图。该实验除了得出低温弱光和低温黑暗两种预处理都降低了黄瓜叶片的光合作用强度以外，还发现__________________________的结论。
(3)为进一步探究上述两种预处理对光合作用强度影响的原因，用NADP＋作[H]受体来测定NADPH生成速率的变化，结果如下：
实验结果表明低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著。分析其影响光合作用强度更显著的原因：__________________________________________。
[解析] (1)(2)根据题目信息，实验目的是研究黄瓜受到低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响，因此实验前后应分别测定叶片的光合速率，实验设置低温弱光和低温黑暗两种处理。通过对实验结果的分析可看出低温弱光预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著。(3)从实验结果看出低温弱光处理后，植物NADPH生成速率降低幅度较大。因此推测低温弱光预处理造成光反应的产物不足，因此导致光合作用强度减弱更明显。
[答案] (1)光合作用强度 对照 (2)低温黑暗 低温弱光预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著 (3)低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著，生成的ATP、NADPH更少，进一步影响C3还原过程，最终导致光合作用强度减弱更明显
10．为探究遮光对果树光合作用的影响，某研究所用遮阳网对某果树作适当遮光处理，分别于遮光前(0天)、遮光处理1天和21天后，取若干叶片在相同且适宜条件下测定净光合速率、叶绿素含量、气孔导度(表示气孔张开的程度)和RuBP羧化酶(可结合CO2)活性等指标，实验结果如下表所示。请回答下列问题：
(1)实验中对照组的条件为___________，其他条件与实验组保持相同且适宜。
(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率____________(填“大于”“小于”或“等于”)对照组，其原因是叶片通过___________________以适应短时间的弱光环境。
(3)由题可知，RuBP羧化酶主要分布在叶肉细胞的____________中，实验结果显示，遮光处理21天后RuBP羧化酶活性显著小于对照组，说明叶片______________________，导致____________，从而使得有机物合成减少。
[解析] (1)分析题意可知，该实验是探究遮光对果树光合作用的影响，故对照组应为正常光照，实验组应为遮光处理，其他条件两组应保持相同且适宜。(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率大于对照组。根据表格所给数据，遮光1天实验组的叶绿素含量、气孔导度均比对照组高，而RuBP羧化酶活性与对照组几乎无差异，故遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率大于对照组的原因可能是叶片通过增加叶绿素含量和增大气孔导度以适应短时间的弱光环境。(3)CO2的固定在叶绿体基质中，根据RuBP羧化酶可结合CO2，可知RuBP羧化酶主要分布在叶肉细胞的叶绿体基质中，实验结果显示，遮光处理21天后RuBP羧化酶活性显著小于对照组，说明叶片长时间遮光处理会显著抑制RuBP羧化酶活性，导致暗反应中CO2的固定速率降低，从而使得有机物合成减少。
[答案] (1)全光照(或“正常光照”或“不进行遮光处理”) (2)大于 增加叶绿素含量和增大气孔导度 (3)叶绿体基质 长时间遮光处理会显著抑制(降低)RuBP羧化酶活性 (暗反应中)CO2的固定(或吸收)速率减慢(降低)
11．在植物叶肉细胞的叶绿体基质中有R酶，既能与CO2结合，催化CO2与C5反应生成C3，也能与O2结合，催化C5的分解。CO2和O2在与R酶结合时具有竞争性相互抑制。下列分析正确的是( )
A．植物叶肉细胞内CO2的固定发生在叶绿体内膜上
B．R酶催化CO2与C5反应时需要[H]和ATP
C．增大CO2浓度后，植物叶肉细胞内的C3/C5比值增大
D．增大O2/CO2的比值，有利于提高植物的净光合速率
C [植物叶肉细胞内CO2的固定发生在叶绿体基质中，A错误；R酶催化CO2与C5反应时不需要[H]和ATP，C3还原时需要[H]和ATP，B错误；增大CO2浓度有利于R酶催化CO2与C5反应生成C3，因此植物叶肉细胞内的C3/C5比值增大，C正确；增大O2/CO2的比值后，CO2的固定过程减弱，C5的分解加快，植物的净光合速率下降，D错误。]
12．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。下列判断错误的是( )
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
B [CO2跨膜运输的方式为自由扩散，A正确；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，B错误；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，C正确；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，D正确。]
13．为研究补光对温室内番茄不同部位叶片光合作用的影响，某课题小组在自然光照的基础上利用LED灯进行了植株的补光实验，并设置一对照组(CK组)，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)对照组所用光源为__________________________。据图分析，LED补光对于__________________________的作用效果最为明显，其原因可能是______________________________________________。
(2)LED中叶组的光合速率达到最大时所需要的CO2浓度明显高于CK中叶组，其原因是________________________________________________________。
(3)本实验采用LED灯(冷光源)而非普通白炽灯，目的是为了排除_________对实验结果的影响。测定各组数据时，往往采取________________，保证了实验数据的可信度。
[解析] 知识角度：本题综合考查影响光合作用的因素。(1)由题意可知，补光实验是在自然光照的基础上利用LED灯进行的，即对照组所用光源为自然光照。据图可知，在相同二氧化碳浓度下，LED组下叶的净光合速率与CK组下叶净光合速率的增幅(差值)超过其他两组的增幅，可见LED补光对下叶的作用效果最为明显。番茄植株自然生长时，由于上、中部叶片的彼此交叠遮挡，导致下叶接受的光照相对最弱，影响了其光合速率，因此对下叶进行补光效果最明显。(2)据图可知，对于中叶而言，CK组的光合速率达到最大时所需要的CO2浓度约为800 μml·ml－1，而LED组光合速率达到最大时所需要的CO2浓度则至少大于1 500 μml·ml－1。LED组在自然光照基础上进行补光，光照比CK组更强，相同条件下光反应产生的ATP和NADPH更多，需要更多CO2参与暗反应。(3)本实验研究的是补光对光合速率的影响，温度属于无关变量，应尽可能控制使各组相等。LED属冷光源，产热比普通白炽灯少，更利于对温度进行控制。为提高数据的可信度，测定各组光合速率实验数据时应随机取样、重复测定、取平均值。
[答案] (1)自然光照 下叶 自然状况下，上、中部叶片遮挡，使下叶接受的光照最弱
(2)LED组光照更强，光反应产生的ATP和NADPH([H])更多，还原的C3更多，故需要更多CO2参与暗反应
(3)温度 随机取样、重复取样测定、取平均值(答出2点即可)
14．某科研人员将生理状态、大小以及棉铃(果实)数基本相同的棉花植株随机分成6组，其中5组去除不同比例的棉铃，3天后对各组棉花叶片的有关变量进行测量，结果如图所示。回答下列问题：
图1 图2
(1)该实验的因变量是______________________________________。不去除棉铃组在该实验中的作用是________。
(2)分析图1信息，棉花叶片的光合速率与去除棉铃的百分率之间呈__________(填“负相关”或“正相关”)。结合图1和图2信息，随着去除棉铃的百分率的提高，棉花叶片中淀粉和蔗糖占干重的百分率却提高，请给出一个合理的解释：____________________________________________。
(3)若给棉花植株提供Heq \\al(18,2)O，一段时间后在棉花叶片中可检测到含18O的淀粉和蔗糖，请写出18O进入淀粉和蔗糖的路径：________________________。
[解析] 棉花植株的叶片光合作用的产物会运输到存储部位，棉铃是有机物的存储部位，因此去除棉铃会影响叶片光合作用产物的输出，进而导致叶片内蔗糖和淀粉等有机物积累增多。
[答案] (1)叶片固定CO2的速率(或叶片的光合速率)、叶片中淀粉和蔗糖占叶片干重的百分率 (空白)对照
(2)负相关 叶片光合产物利用率减少，输出量降低，进而在叶片中积累(意思合理即可)
(3)Heq \\al(18,2)O参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2，而C18O2参与光合作用产生18O标记的葡萄糖等有机物，这些有机物再转化成淀粉和蔗糖(意思合理即可)
组别
起始时水中18O
的比例/%
起始时HCOeq \\al(－,3)中18O
的比例/%
释放的O2中18O
的比例/%
1
0.85
0.41
0.84
2
0.85
0.55
0.85
3
0.85
0.61
0.85
水稻品种
21 ℃
30 ℃
两优
1.13
0.80
丰优
1.07
0.79
预处理
低温黑暗
低温弱光
实验前
实验后
实验前
实验后
NADPH生成速率
100%
85.1%
100%
55.8%
净光合速率/
(μml·m－2·s－1)
叶绿素含量/
(mg·g－1)
气孔导度/
(mml·m－2·s－1)
RuBP羧化酶活性/
(IU·L－1)
处理时
间(天)
0
1
21
0
1
21
0
1
21
0
1
21
对照组
6.89
6.92
7.04
1.34
1.33
1.42
102.5
100.6
105.2
283.9
282.1
293.5
实验组
6.95
10.23
2.45
1.32
1.48
1.66
101.3
144.8
45.1
282.1
280.6
88.5