高中生物高考专题3 3 能量之源——光合作用（必刷试题）-2021年高考生物大一轮复习紧跟教材（解析版）

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2021年生物高考一轮复习专题3.3 能量之源 光合作用A组　基础巩固练1．某植物叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放。为研究其光合作用特点，将其叶片进行离体培养，在光照、黑暗交替条件下分别测定叶片内的淀粉和苹果酸的含量变化，结果如图所示。据此作出的推测，不合理的是(　　)A．夜间叶片从外界吸收CO2生成苹果酸B．白天叶片储存的苹果酸分解释放CO2C．光照下苹果酸被运至茎、芽等其他器官D．该植物适应在干旱、光照强烈的环境中生活1【答案】C　【解析】某植物夜间气孔开放，因此可从外吸收CO2，黑暗中叶片内苹果酸增加，据此推测该植物夜间叶片从外界吸收CO2生成苹果酸，A合理；该植物白天气孔关闭，不能吸收CO2，但是淀粉含量增加，而光照条件下叶片内苹果酸含量减少，推测该植物在白天将叶片储存的苹果酸分解，释放CO2用于光合作用合成淀粉，B合理；由于该实验是将该植物的叶片进行离体培养测定的，故不能推出苹果酸能否被运至茎、芽等其他器官，C不合理；该植物叶片上的气孔白天关闭、夜晚开放，可以减少光照强烈时水分过度散失，因此推测该植物适应在干旱、光照强烈的环境中生活，D合理。2．如图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述正确的是(　　)A．两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉B．两实验均需要光的照射C．两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D．两实验均可证明光合作用的产物有氧气2【答案】B　【解析】图示的两实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用的产物，所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中，照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。3．(2018年江西抚州临川二中模拟)科学家提取出植物细胞中的叶绿体，将叶绿体膜破坏后，分离出基质和基粒，用来研究光合作用过程(如下表，表中“＋”表示“有”或“添加”，“－”表示“无”或“不添加”)。下列条件下能产生葡萄糖的是(　　)选项场所光照CO2ATP[H]C5A基质－＋－＋＋B基粒＋＋－－＋C基质和基粒－＋－－－D基质和基粒＋＋－－＋3【答案】D　【解析】叶绿体的基质中进行暗反应阶段，暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，A错误。叶绿体的基粒只能进行光反应阶段，而葡萄糖的产生必须在叶绿体基质中，B错误。光合作用产生葡萄糖的过程一定需要光照，C错误。叶绿体的基粒进行光反应阶段：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成。叶绿体的基质中进行暗反应阶段：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物，D正确。4．下图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程。下列叙述正确的是(　　)A．图示膜结构为叶绿体内膜B．结构乙具有ATP合成酶活性C．图示过程为光反应，该过程不需要酶的催化D．甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素a4【答案】B　【解析】由图示进行的反应判断，膜结构为类囊体薄膜，A错误；ADP、Pi在结构乙的作用下形成了ATP，推测结构乙具有ATP合成酶的活性，B正确；光反应过程也需要酶的催化，C错误；从图解可见甲能吸收光能，判断甲为色素，叶绿体中的色素在层析液中溶解度最高的是胡萝卜素，D错误。5．如图所示为叶肉细胞中叶绿体进行光合作用的过程，A、B代表物质。下列叙述错误的是(　　)A．叶绿体能将光能转变为化学能储存在有机物中B．①上产生的B物质移动到②中参与C3的还原C．②中产生的NADP＋移动到①上参与水的光解D．①上产生的A物质可用于CO2的固定和C3的还原5【答案】D　【解析】光合作用的场所是叶绿体，叶绿体通过光合作用将光能转变为化学能储存在有机物中，A正确；①类囊体膜上产生的B物质[H]移动到②叶绿体基质中，参与C3的还原，形成糖类等有机物，B正确；②叶绿体基质中产生的NADP＋移动到①类囊体膜上参与水的光解，C正确；①类囊体膜上产生的A物质ATP可用于C3的还原，而CO2的固定不需要消耗能量，D错误。6．(2018年江苏镇江一模)某同学在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环。下列说法错误的是(　　)A．通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素含量比类胡萝卜素高B．色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同C．最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光D．若提取液取自缺镁叶片，则最外侧两圈色素环颜色较淡6【答案】D　【解析】提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素高，A正确；色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是色素在层析液中的溶解度不同，B正确；最外侧两圈色素环的色素为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，C正确；如果叶片取自缺镁的培养液培养的植物，最内侧两圈色素环颜色较淡，D错误。7．(2018年湖南五市十校联考)如图表示将一种植物叶片置于适宜条件下，在不同的细胞间隙CO2浓度下，叶肉细胞中C5的含量变化。以下推测不合理的是(　　)A．AB段，叶肉细胞中CO2的固定速率增加B．BC段，叶片的净光合速率等于零C．AB段，CO2的固定速率比C3的还原速率快D．BC段，可能是有关酶的含量限制了光合速率7【答案】B　【解析】AB段，随叶肉细胞间隙的CO2相对浓度升高，CO2的固定加快，C5消耗增多，含量下降，A正确；BC段，叶肉细胞间隙的CO2的相对浓度较高，C5含量基本维持不变，表示达到CO2饱和点，此时光合速率应大于呼吸速率，叶片的净光合速率大于零，B错误；AB段，C5含量降低，说明CO2固定速率比C3的还原速率快，C正确；BC段CO2不再是光合作用的限制因素，可能是有关酶量或光反应产生的[H]和ATP的数量限制了光合速率，D正确。8．(不定项)如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是(　　)A．该反应的场所是叶绿体基质B．在无光条件下，有利于该反应的进行C．突然中断CO2的供应，C5的量会减少D．突然中断光照，(CH2O)的量会减少，C3的量会增多8【答案】AD　【解析】图示为光合作用暗反应过程，发生在叶绿体基质中，A正确；在无光条件下，光反应产生的ATP和NADPH不足，暗反应会因NADPH和ATP的缺乏受到限制，B错误；突然中断CO2的供应，C5的量会增加，C错误；突然中断光照，光反应产生的ATP和NADPH不足，导致C3的还原受阻，则(CH2O)的量会减少，C3的量会增多，D正确。 B组　能力提升练9．为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行了如下实验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，并且在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP。对实验条件和结论分析正确的是(　　)A．黑暗条件下进行，结果表明：H＋能通过自由扩散进入类囊体膜B．光照下进行，结果支持：合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能C．黑暗条件下进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H＋浓度差，推动ATP的合成D．光照下进行，结果表明：光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原9【答案】C　【解析】H＋能通过主动运输进入类囊体膜；光照下进行，由题干信息无法得出合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能；黑暗中进行，类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，合成ATP，说明ATP的合成与H＋浓度梯度有关；光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原，暗反应的场所是叶绿体基质，不是叶绿体类囊体。10．科研人员检测晴朗天气下，露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是(　　)A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施10【答案】B　【解析】早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，B错误；15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，C正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施，D正确。11．(不定项)科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述正确的是(　　)A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度的升高而升高D．光照强度为b～c时，曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度随光照强度的升高而升高11【答案】ABC　【解析】曲线Ⅱ和Ⅲ的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A正确；曲线Ⅰ和Ⅱ的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同，B正确；由曲线图可知，光照强度为a～b，曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高，C正确；光照强度为b～c，曲线Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高，但曲线Ⅲ光合作用强度随着光照强度的升高不再变化，D错误。12．下图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜)，下列叙述正确的是(　　)A．植物Ⅰ在光补偿点时，叶肉细胞不释放氧气B．突然遮光处理后，植物Ⅱ叶肉细胞中C3生成量减少C．适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点D．最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ12【答案】B　【解析】植物Ⅰ在光补偿点时，整株植物光合速率等于呼吸速率，但其叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，向细胞外释放氧气，A错误；突然遮光处理，植物光合作用减弱，C3的生成量减少，B正确；本实验数据是在适宜温度条件下测得，升高温度不利于光合作用，故光饱和点应下降，C错误；树林下光照强度较低，植物Ⅱ光补偿点低，利用较低光照强度就可正常生长，D错误。13．研究者对黑藻的光合作用进行了大量研究。图1是根据相关实验绘制的曲线，图2为黑藻叶绿体结构和功能示意图。请分析回答问题：(1)科研小组将黑藻浸在加有适宜培养液的大试管中(室温20 ℃)，以灯为光源，通过移动灯，改变光源与大试管间的距离，观测黑藻放出气泡的情况，结果如图1中曲线x所示。该实验研究的自变量是____________________，因变量是__________________________。(2)该小组在室温10 ℃和30 ℃时分别进行了实验，结果如曲线y和曲线z。在AC段时(不包括A、C点)，限制光合作用的因素是____________________________________。(3)若将光源由远及近向大试管移动，则在光源与大试管间的距离由90 cm逐渐变为45 cm的过程中，图2中反应Ⅱ中的两个化学反应过程快慢的先后顺序是______________________________，因此导致A点的C3含量__________(填“大于”“小于”或“等于”)B点。(4)研究者分离出黑藻中的叶绿体(图2)在适宜条件下培养，由结构②转移至结构①中的物质主要包括__________________________________。(5)在实验过程中，用HO培养黑藻，发现实验者体内细胞中的有机物出现了18O元素，分析可能的转化途径是_______________________________________________________________________________________________________________________________。13【答案】(1)光源与大试管间的距离(或光照强度)　单位时间内氧气(气泡)的释放量　 (2)温度和光照强度　(3)先是C3的还原，然后是CO2的固定　小于　(4)ADP、Pi和NADP＋(或ADP和NADP＋)(5)HO先参与光合作用生成18O2，被实验者吸入体内，参与有氧呼吸第三阶段生成HO，HO再参与细胞内有机物的水解(如肝糖原水解为葡萄糖)，使得实验者体内细胞中的有机物出现了18O元素【解析】(1)研究光照强度对光合速率影响，所以自变量是不同的光照强度，而光照强度通过改变光源与大试管间的距离来实现。因变量是黑藻放出的气泡，而光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，所以因变量是单位时间内氧气的释放量(气泡的产生速率)。(2)室温10 ℃和30 ℃时分别进行了实验，结果如曲线y和曲线z，说明随温度升高，光合速率增大，说明限制因素是温度，而在AC段，随光照强度减弱，光合速率减弱，所以AC段限制光合作用的因素有光照强度和温度。(3)若将光源由远及近向大试管移动，当距离由90 cm逐渐变为45 cm的过程中，光照强度增强，则光反应加快，提供更多的ATP和[H]，从而使C3还原加快，而C3还原加快，促进了CO2的固定。A点光照强度大于B点，则C3还原更快，C3含量小于B点。(4)研究者分离出黑藻中的叶绿体在适宜条件下培养，①是叶绿体基粒的类囊体薄膜，进行光反应，②叶绿体基质进行暗反应，光反应为暗反应提供ATP和[H]，而暗反应消耗后生成的ADP、Pi和NADP＋会再运输到类囊体薄膜进行光反应。(5)用HO培养黑藻，发现实验者体内细胞的有机物出现了18O元素，原因是HO先参与光合作用生成18O2，被实验者吸入体内，参与有氧呼吸第三阶段生成HO，HO再参与细胞内有机物的水解(如肝糖原水解为葡萄糖)，使得实验者体内细胞中的有机物出现了18O元素。 C组　近三年高考真题压轴练14．(2017年全国新课标Ⅲ卷)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640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的14【答案】A　【解析】类胡萝卜素的吸收光谱在波长450 nm处有两个相邻的峰，而叶绿素是在450 nm和650 nm处各有两个吸收峰，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区几乎不吸收光能；色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；吸收的光能用于光合作用吸收二氧化碳，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；所以B、C、D正确，A错误。15．(2017年天津卷)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是(　　)A．光照强度低于P时，突变型的光反应强度低于野生型B．光照强度高于P时，突变型的暗反应强度高于野生型C．光照强度低于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D．光照强度高于P时，限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度15【答案】D　【解析】突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于P时，对光照的吸收能力低于野生型，则光反应强度低于野生型，A正确；突变型水稻叶片固定CO2酶的活性显著高于野生型，光照强度高于P时，突变型的CO2吸收速率大于野生型，则暗反应强度高于野生型，B正确；光照强度低于P时，由于突变型水稻叶片叶绿素含量低，则限制因素主要是光照强度，C正确；光照强度高于P时，由于突变型水稻叶片固定CO2酶的活性高，则限制因素是除CO2浓度外的其他因素，D错误。16.(高考经典)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是________________。(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高______________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_________________________________________。16【答案】(1)光照强度　(2)CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的【解析】(1)甲组在a光照强度条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光合作用的限制因子是光照强度。(2)甲组在b光照强度条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2才是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。(3)生物体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组的不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素的影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照)引起，并非遗传物质改变所致。