2024届高考生物一轮总复习第三单元细胞的能量供应和利用课时跟踪练9光合作用与能量转化

这是一份2024届高考生物一轮总复习第三单元细胞的能量供应和利用课时跟踪练9光合作用与能量转化，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
课时跟踪练9
一、选择题
1．(2022·广东潮州期末)某课外兴趣小组以红色苋菜叶片为实验材料，用无水乙醇提取叶片中的色素，如图甲、乙两组分别是以有机溶剂和蒸馏水分离色素得到的结果。下列叙述正确的是(　　)

A．提取色素过程中加入二氧化硅的目的是保护叶绿素
B．甲组滤纸条从上往下第三条色素带的颜色是黄绿色
C．乙组滤液细线处的颜色是无色
D．苋菜叶肉细胞中紫红色的花青素分布在液泡中
解析：提取绿叶中的色素时，加入二氧化硅的目的是使研磨充分，A项错误；甲组滤纸条从上往下第三条色素带含有的色素是叶绿素a，颜色是蓝绿色，B项错误；乙组是用蒸馏水分离色素，光合色素不溶于蒸馏水，故滤液细线处的颜色是深绿色，C项错误；苋菜叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体中，而紫红色的花青素分布在液泡中，D项正确。
答案：D
2．(2022·广东普宁质检)为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行如下实验：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，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．黑暗中进行，结果表明：H＋能通过自由扩散进入类囊体
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．黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H＋浓度差，推动ATP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C3的还原
解析：题干中类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，说明ATP的合成与H＋浓度差有关，类囊体内外产生H＋浓度差，从而推动ATP合成，C项正确。
答案：C
3．(2022·广东深圳调研)如图表示在最适温度和大气CO2浓度的条件下，光照强度对某植物光合速率的影响，纵坐标表示该植物O2吸收速率的变化曲线。下列说法正确的是(　　)

A．A数值的大小表示该植物的呼吸速率，升高温度会使该数值变大
B．若适当地增加CO2浓度，则会引起B点左移
C．光照强度为8时，该植物产生O2的速率为8 mg·h－1
D．影响CD段光合速率的环境因素主要为温度和CO2浓度
解析：A数值的大小表示该植物的呼吸速率，由题干可知其为最适温度，所以升高温度会使呼吸速率下降，该数值变小，A项错误；大气CO2浓度一般低于最适CO2浓度，若适当地增加CO2浓度会使光合速率提高，则B点左移，B项正确；光照强度为8时，该植物产生O2的速率＝呼吸速率＋净光合速率＝4＋8＝12 mg·h－1，C项错误；影响光合作用速率的因素主要有温度，光照强度、CO2浓度，图中是在最适温度下，CD点后曲线保持水平不变，故此时限制番茄光合作用速率的主要环境因素是CO2浓度，D项错误。
答案：B
4．(2022·辽宁锦州联考)如图曲线表示植物甲、乙的净光合速率随叶片温度变化的趋势。下列说法不正确的是(　　)

A．植物甲比植物乙更能适应高温环境
B．若在35 ℃恒温条件下分别培养植物甲和植物乙一昼夜(12小时光照、12小时黑暗)，则植物甲一昼夜的有机物积累量大于植物乙
C．15 ℃时，植物甲的叶肉细胞中产生还原氢的场所有细胞质基质、线粒体基质和类囊体薄膜
D．温度高于35 ℃时，植物乙净光合速率下降的原因可能是气孔关闭
解析：据图可知，甲的最适温度比植物乙高，故植物甲比植物乙更能适应高温环境，A项正确；在35 ℃恒温条件下，甲、乙两种植物的净光合速率相同，但是它们的呼吸速率未知，所以植物甲一昼夜的有机物积累量不一定大于植物乙，B项错误；15 ℃时，植物甲的叶肉细胞能进行光合作用和呼吸作用，因此产生还原氢的场所有细胞质基质、线粒体基质和类囊体薄膜，C项正确；温度高于35 ℃时，植物乙的净光合速率下降的原因可能是温度过高时植物的气孔关闭，导致二氧化碳不足，光合速率下降，也可能是温度过高时光合速率下降而呼吸速率上升导致的净光合速率下降，D项正确。
答案：B
5．(2022·华中师大附中模拟)为了研究某种植物光合速率和呼吸速率对生长发育的影响，研究者做了以下相关实验：将长势相同的该植物幼苗分成若干组，分别置于不同温度下(其他条件相同且适宜)，暗处理1 h，再光照1 h，测其干重变化，得到如图所示的结果。下列说法错误的是(　　)

A．32 ℃时植物的光合速率大于呼吸速率
B．24小时恒温26 ℃条件下，当光照时间超过4小时，该植物幼苗能正常生长
C．该植物进行光合作用时，当光照强度突然增加，C3的量减少
D．将该植物放在HO的水中培养，光照一段时间后可以在体内发现(CHO)
解析：32 ℃时，暗处理1 h后的重量变化是－4 mg，说明呼吸速率是4 mg/h，光照1h后与暗处理前的变化是0 mg，说明此条件下光合速率是8 mg/h，光合速率与呼吸速率的数量关系为光合速率是呼吸速率的2倍，A项正确；26 ℃条件下呼吸速率是1 mg/h，光合速率是3＋1＋1＝5 mg/h，设在光照强度适宜且恒定、一昼夜恒温26 ℃条件下，至少需要光照X小时以上，该番茄幼苗才能正常生长，则有5X－1×24＝0，可求出X＝4.8 h，B项错误；当光照强度突然增加时，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，从而促进三碳化合物的还原，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的过程不受影响，故当光照强度突然增加时，C3的量减少，C项正确；将该植物放在HO的水中培养，HO先通过有氧呼吸第二阶段进入C18O2，然后再通过光合作用暗反应进入到有机物(CHO)中，D项正确。
答案：B
6．(2022·广东化州二模)对下列四幅坐标图的描述，正确的是(　　)

A．图甲中a、b两点细胞呼吸消耗的葡萄糖速率不相等
B．若图乙表示在密闭容器内某植物生长一昼夜的O2含量变化，则该植物积累了有机物
C．植物在晴朗夏天时，图丙bc和de对应时段细胞内C3含量都会下降
D．图丁表示适量的放牧也会破坏草原生态系统的稳态
解析：a点氧气浓度低，释放的二氧化碳主要来源于无氧呼吸，b点氧气浓度较高，释放的二氧化碳主要来源于有氧呼吸，因此产生等量的二氧化碳，a点消耗的葡萄糖多，A项正确；若图乙表示在密闭容器内某植物生长一昼夜的O2含量变化，D点密闭容器内O2的相对含量低于A点，即该植物消耗的氧气大于产生的氧气，说明该植物通过呼吸作用消耗的有机物大于光合作用产生的有机物，该植物没有积累有机物，B项错误；图中bc段光合作用减弱是因为光照过强，气温过高，气孔部分关闭导致二氧化碳供应不足，生成的C3减少，使细胞内C3含量下降。图中de段光合作用减弱是由于光照强度下降，叶绿素吸收的光能减少，光反应阶段产生的NADPH和ATP减少，C3的还原受阻，使细胞内C3含量上升，C项错误；由图丁可知，草原载畜量在AC之间时，生产者净生产量高于放牧前的；载畜量超过C点后，生产者净生产量低于放牧前的，载畜量超过D点后，生产者净生产量甚至小于0。所以，适量的放牧不会破坏草原生态系统的稳态，D项错误。
答案：A
7．(2022·广东联合质量测评)生物学是实验科学，观察和实验是生物学的基本研究方法。下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，错误的是(　　)
选项
实验名称
主要的观察指标
A
探究植物细胞的吸水和失水
液泡大小的变化和原生质层位置的变化
B
绿叶中色素的提取和分离
滤纸条上色素带的数量、颜色和宽窄
C
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌培养液的滤液能否使酸性重铬酸钾溶液转变成灰绿色
D
观察根尖分生组织细胞有丝分裂
着丝粒分裂，纺锤丝牵引染色体的运动
解析：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，紫色的液泡缩小，原生质层的位置回缩；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，紫色的液泡变大，原生质层的位置扩大，使质壁分离复原，A项正确；我们通过观察色素分离成的四条色素带，判断绿叶中有四种色素，根据色素带颜色和宽窄判断四种色素的颜色和数量，B项正确；观察酵母菌培养液的滤液能否使酸性重铬酸钾溶液转变成灰绿色，是否有酒精生成，进而判断酵母菌细胞的呼吸作用方式，C项正确；实验中看的是死亡细胞，观察不到这些变化，D项错误。
答案：D
8．(2022·广州一模)在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图2所示。下列叙述错误的是(　　)

A．a～b段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输
B．该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50 ppm CO2/min
C．适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将下降
D．若第10 min时突然黑暗，叶绿体基质中C3的含量在短时间内将增加
解析：a～b段植物同时进行光合作用和呼吸作用，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输，A项正确；真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，由ab段可以计算出净光合速率＝(1 680－180)÷30＝50 ppm CO2/min，由bc段可以计算出呼吸速率＝(600－180)÷30＝14 ppm CO2/min，因此真光合速率平均为50＋14＝64 ppm CO2/min，B项错误；题干中提出，该实验在最适温度条件下进行，因此适当提高温度进行实验，光合速率下降，导致该植物光合作用的光饱和点将下降，C项正确；若第10 min时突然黑暗，导致光反应产生的ATP和NADPH含量下降，暗反应中三碳化合物的还原减弱，C3的消耗量减少，固定形成的C3不变，导致叶绿体基质中C3的含量将增加，D项正确。
答案：B
二、非选择题
9．(2022·浙江湖州安吉高级中学模考)据最新报道：由“杂交水稻之父”袁隆平团队研发的杂交水稻双季测产为每亩1 603.9公斤，创造新纪录。袁隆平生前领衔的青岛海水稻研究发展中心致力于亩产更高的“海水稻”研发，下图表示水稻细胞与光合作用相关的结构及部分生理过程，回答下列问题：

(1)上图结构为________，是发生图中反应过程的场所。水裂解的产物是________。光反应使得光能转化为______中活跃的化学能。
(2)图中驱动ATP合成酶催化合成ATP的能量直接来自______，在此过程中H＋跨膜转运方式属于________________________________________________________________________。
(3)海水稻是指在盐碱地上生长的水稻。青岛海水稻耐盐碱性好，矿物质含量比普通稻米更高，且没有普通稻米的病虫害，是天然有机食品。但如果盐碱度过高会抑制光合作用速率，主要原因可能是______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若短期内三碳糖的输出受阻，叶绿体内的NADPH的合成速率会________(填：升高、降低或基本不变)。研究发现，叶肉细胞在没有光照条件下，仍有三碳糖运出叶绿体，可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图中发生的是光合作用的光反应阶段，故该结构表示叶绿体的类囊体(膜)。水裂解的产物是H＋、O2、e－。光反应将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。(2)据图可知，驱动ATP合成酶催化合成ATP的能量直接来自H＋，在此过程中H＋是顺浓度梯度运输，跨膜转运方式属于协助扩散。(4)若短期内三碳糖的输出受阻，三碳糖的还原减弱，消耗的NADPH减少，光反应生成的NADPH不变，叶绿体内的NADPH的含量增加，合成速率会降低。叶肉细胞在没有光照条件下，仍有三碳糖运出叶绿体，可能的原因是在叶绿体基质中淀粉转变为三碳糖。
答案：(1)类囊体(薄膜)　H＋、O2、e－　ATP、NADPH
(2)H＋　协助扩散
(3)盐碱度过高，导致根系吸水量减少，植物缺水，气孔导度降低，CO2吸收量下降，光合速率下降；盐碱度过高，导致根系吸水量减少甚至失水，影响代谢，抑制光合作用
(4)降低　叶绿体基质内淀粉转化为三碳糖
10．(2022·湛江一中、深圳实验学校联考)图甲表示生物体中两个重要的细胞代谢过程模拟图，1～9表示物质，Ⅰ～Ⅴ表示场所；图乙表示线粒体中某种酶活性随温度变化的曲线图。回答下列问题：


(1)图甲中，CO2产生和消耗的场所分别为__________、________(用“Ⅰ～V”作答)；________(填数字)可作为活泼的还原剂参与到光合作用暗反应阶段中去。
(2)正常生长的该种绿色植物，照光培养一段时间后，用黑布迅速罩上，此后该植物叶肉细胞的叶绿体内不可能发生的现象是________。
A．ATP/ADP比值下降
B．NADPH/NADP＋比值下降
C．CO2的固定加快
D．O2的产生停止
(3)若图乙中的酶参与水的生成，则该酶最可能分布在________上。(用图甲中“Ⅰ～Ⅴ”作答)
(4)图乙中，在0 ℃左右A点不与横轴相交的原因是__________________________。
解析：(1)图甲中，CO2产生的场所在线粒体基质有氧呼吸第二阶段V，消耗的场所在叶绿体基质Ⅱ参与暗反应；参与到光合作用暗反应阶段的活泼的还原剂是2(NADPH)。(2)用黑布迅速将培养瓶罩上，即突然停止光照，光反应停止，还原氢NADPH和ATP的合成受阻，NADPH和ATP的含量减小，ATP与ADP比值和NADPH/NADP＋比值均下降，A、B不符合题意；用黑布迅速将培养瓶罩上，即突然停止光照，光反应停止，还原氢和ATP的合成受阻，导致三碳化合物的还原受阻，进而导致CO2的固定减慢，C符合题意；用黑布迅速将培养瓶罩上，即突然停止光照，光反应停止，O2的产生停止，D不符合题意。(3)水的生成是在有氧呼吸第三阶段，场所在线粒体基质中，因此该酶最可能分布在Ⅳ。(4)有氧低温抑制酶的活性，但不改变酶的空间结构，所以低温条件下酶仍然有活性不会失活，所以在0 ℃左右A点不与横轴相交。
答案：(1)Ⅴ　Ⅱ　2　(2)C
(3)Ⅳ　(4)低温抑制酶的活性，但不改变酶的空间结构，所以低温条件下酶仍然有活性不会失活
11．(2022·广州一模)小麦是重要的粮食作物，小麦植株最后长出的、位于最上部的叶片称为旗叶(如图甲所示)，旗叶对籽粒产量有重要贡献。分析并回答下列问题：


注：RuBP羧化酶和SBP酶(景天庚酮糖­1，7­磷酸酶)是旗叶光合作用过程中的关键酶。
(1)旗叶叶肉细胞的叶绿体内有更多的类囊体堆叠，这为光合作用的____________阶段提供了更多的场所。与其他叶片相比，旗叶光合作用更有优势的环境因素是__________。
(2)在旗叶的叶肉细胞中存在着如图乙所示的代谢过程。
①小麦幼苗夜间产生ATP的场所是________________________________________。
②下列关于图中的物质与过程的叙述，错误的是(多选)________。
A．RuBP羧化酶可以催化E物质的还原过程
B．CO2浓度可以影响Ⅱ过程中RuBP羧化酶和SBP酶的活性
C．小麦幼苗光合作用产生的有机物可以参与糖类、脂质等其他有机物的合成
D．光合作用过程中只消耗水分不产生水分
③研究发现，RuBP羧化酶还可催化C5与O2反应产生乙醇酸，乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3，即光呼吸过程。该过程________(填“降低”“促进”或“不影响”)光合作用效率，同时使细胞内O2/CO2的值________________，有利于生物适应高氧低碳的环境。
(3)为指导田间管理和育种，科研人员对多个品种的小麦旗叶在不同时期的光合特性指标与籽粒产量的相关性进行了研究，结果如表所示。表中数值代表相关性，数值越大，表明该指标对籽粒产量的影响越大。

时期
抽穗期
开花期
灌浆前期
灌浆中期
灌浆后期
灌浆末期
气孔导度
0.30
0.37
0.70
0.63
0.35
0.11
胞间CO2浓度
0.33
0.33
0.60
0.57
0.30
0.22
叶绿素含量
0.22
0.27
0.33
0.34
0.48
0.45
注：气孔导度表示气孔张开的程度。
①以上研究结果表明，旗叶气孔导度对籽粒产量的影响最大的时期是在________期。若在此时期干旱导致气孔开放程度下降，籽粒产量会明显降低，有效的增产措施是______。
A．释放干冰　　　　 B．合理灌溉
C．燃烧秸秆 D．喷洒生长素
②根据以上研究结果，在小麦的品种选育中，针对灌浆后期和末期，应优先选择进行培育的品种是____。
A．旗叶叶绿素含量高的品种
B．旗叶水分含量多的品种
C．旗叶气孔导度大的品种
D．旗叶胞间CO2浓度高的品种
(4)在植物体内，制造或输出有机物的组织、器官被称为“源”，接纳有机物用于生长或贮藏的组织、器官被称为“库”。欲研究小麦旗叶与籽粒的“源”“库”关系，请写出简单的研究思路：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)旗叶靠近麦穗最上端，能接受较多的光照，与其他叶片相比，其光合作用由于光照强度大而更有优势。(2)①小麦幼苗夜间只能进行呼吸作用产生ATP，产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。②RuBP羧化酶可以催化二氧化碳的固定过程，A错误；CO2浓度不影响相关酶的活性，B错误；小麦幼苗光合作用产生的有机物可以参与糖类、脂质等其他有机物的合成，C正确；光合作用过程中既消耗水分又产生水分，D错误。(3)①气孔导度表示气孔张开的程度，气孔导度越大，植物吸收的二氧化碳越多，暗反应越有利；据表格数据可知，灌浆前期气孔导度最大，此时对籽粒产量的影响最大，故为避免产量下降，应保证水分供应，降低蒸腾作用，合理灌溉。故选B。②灌浆后期和末期，叶绿素含量指数最高，对于光合速率影响较大，应优先选择旗叶叶绿素含量高的品种进行进一步培育。故选A。(4)源物质可转移至库，也可用于自身生长发育等，故可从阻断向库的运输及检测自身物质方面分析，即阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化(或阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合速率的变化，或给旗叶提供14CO2，检测籽粒中含14C的有机物的比例)。
答案：(1)光反应　光照强度
(2)细胞质基质、线粒体　ABD　降低　降低(或减小)
(3)灌浆前　B　A
(4)阻断旗叶有机物的输出，检测籽粒产量的变化(或阻断籽粒有机物的输入，检测旗叶光合速率的变化，或给旗叶提供14CO2，检测籽粒中含14C的有机物的比例)