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2019-2020年高中生物第二輪限時35分鐘 第五章 第4節(jié) 能量之源——光與光合作用 必修1 一、選擇題 1.(xx浙江高考)下列關(guān)于植物光合作用和細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是 (　　) A.無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果的保鮮 B.CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中 C.光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能 D.夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量 解析：無氧條件下植物細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精對水果細(xì)胞有毒害作用，零下低溫易引起細(xì)胞結(jié)冰，二者均不利于水果的保鮮；C6H12O6在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解產(chǎn)生丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入線粒體中進(jìn)一步分解產(chǎn)生CO2和H2O；光合作用過程包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)，可將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能，細(xì)胞呼吸過程是將有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能和熱能，故C項(xiàng)不確切；夏季連續(xù)陰雨天，限制光合作用的主要因素是光照，適當(dāng)增加光照能夠提高光合速率，夜間適當(dāng)降低溫度可降低呼吸速率，二者結(jié)合起來，可提高作物產(chǎn)量。 答案：D 2.如圖是在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中得到的四條色素 帶，若將其置于暗室中，并用紅光照射，色素帶呈暗色的是 (　　) A.①④ B.②③ C.③④ D.④② 解析：葉綠素a和葉綠素b吸收紅光和藍(lán)紫光，圖中③是葉綠素a，④是葉綠素b。 答案：C 3.(xx廣東理基)將在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，著色最淺葉片所在的試管是 (　　) 試管編號 ① ② ③ ④ 實(shí)驗(yàn)處理 CO2溶液 ＋ ＋ ＋ ＋ 光照 白光 藍(lán)光 紅光 綠光 碘液 ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示具有該條件。 A.① B.② C.③ D.④ 解析：綠葉吸收綠光最少，植物在綠光下合成的淀粉最少，與碘液反應(yīng)著色最淺。 答案：D 4.卡爾文用同位素標(biāo)記法追蹤碳素在光合作用過程中的運(yùn)行：在供給小球藻后的60 s內(nèi)，相隔不同時間取樣，殺死細(xì)胞并以層析法分析細(xì)胞代謝產(chǎn)物。發(fā)現(xiàn)7 s后的代謝產(chǎn)物中有多達(dá)12種產(chǎn)物含有放射性，而5 s內(nèi)的代謝產(chǎn)物大多集中在一種物質(zhì)上，該物質(zhì)是 (　　) A.五碳化合物 B.ATP C.三碳化合物 D.葡萄糖 解析：CO2被固定后最初形成的是三碳化合物，因此5 s內(nèi)放射性大多集中在三碳化合物中。 答案：C 5.在光合作用和有氧呼吸過程中，既有[H]又有ATP產(chǎn)生的是 (　　) ①光合作用的光反應(yīng)階段 ②光合作用的暗反應(yīng)階段 ③有氧呼吸第一階段 ④有氧呼吸第二階段 ⑤有氧呼吸第三階段 A.①②③ B.①③④ C.②③⑤ D.②④⑤ 解析：光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生[H]和ATP，暗反應(yīng)階段消耗[H]和ATP；有氧呼吸的第一、二階段產(chǎn)生[H]和ATP，第三階段利用前兩個階段產(chǎn)生的[H]與O2結(jié)合生成水，釋放大量能量。 答案：B 6.下圖所示為葉綠體中色素蛋白等成分在膜上的分布以及某些過程。下列關(guān)于相關(guān)過程以及發(fā)生場所的說法中，正確的是 (　　) A.H2O→H＋＋O2發(fā)生在光反應(yīng)階段，場所是葉綠體基質(zhì) B.ADP→ATP發(fā)生在暗反應(yīng)階段，場所是葉綠體類囊體薄膜 C.NADP＋→NADPH發(fā)生在光反應(yīng)階段，場所是葉綠體類囊體薄膜 D.光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能發(fā)生在光反應(yīng)階段，場所是色素分子中 解析：A中的場所為葉綠體類囊體薄膜。B中的ADP→ATP發(fā)生在光反應(yīng)階段。D中的場所為葉綠體類囊體薄膜。 答案：C 7.下圖表示光合作用和呼吸作用過程中CO2和[H]的變化。有關(guān)敘述正確的是(　　) A.過程①發(fā)生在葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上，過程②發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中 B.過程③發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，過程④發(fā)生在線粒體中 C.過程⑤⑥均需要NADPH和ATP提供還原劑和能量 D.①③過程產(chǎn)生的[H]都將與氧結(jié)合產(chǎn)生水，過程⑧僅在線粒體中進(jìn)行 解析：③為有氧呼吸的第一、二階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中；④為有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體中；⑤為CO2的固定，不需要ATP和NADPH提供能量；⑦為呼吸作用的第一階段；⑧為有氧呼吸的第二階段(發(fā)生在線粒體中)或無氧呼吸的第二階段(發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中)；①過程中產(chǎn)生的[H]是作為還原劑參與暗反應(yīng)的。 答案：A 8.(xx海南高考)取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打 孔器打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組，每組各 置于一個密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光 照，其他條件一致。照光相同時間后，測得各裝置內(nèi)氧氣的 增加量如圖所示。下列敘述錯誤的是 (　　) A.裝置內(nèi)增加的氧氣來自于水 B.光照強(qiáng)度為a時，光合作用停止 C.丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低 D.該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系 解析：由圖示可知，在不同的光照強(qiáng)度a、b、c下植物葉片通過光合作用釋放到密閉裝置內(nèi)的氧氣量不相同。a光照強(qiáng)度條件下O2釋放量為0，表明葉片的光合強(qiáng)度與呼吸強(qiáng)度相等。 答案：B 9.將葉面積相等的A、B兩種植物的葉片分別放置在相同的、溫度適宜且恒定的密閉小室中，給予充足的光照，利用紅外測量儀每隔5 min測定一次小室中的CO2濃度，結(jié)果如圖所示。對此實(shí)驗(yàn)敘述正確的是 (　　) A.此實(shí)驗(yàn)可用于驗(yàn)證A植物比B植物具有更強(qiáng)的固定CO2的能力 B.當(dāng)CO2濃度約為0.8 mmol/L時，A、B兩植物的光合作用強(qiáng)度相等 C.30 min以后，兩種植物葉片光合作用強(qiáng)度都與呼吸作用強(qiáng)度相等 D.若A植物在第5 min時光照突然降低，C5含量將增加 解析：據(jù)圖可知，B植物在低濃度CO2時，還可以進(jìn)行光合作用，所以B植物固定CO2的能力較A植物強(qiáng)。CO2濃度約為0.8 mmol/L時，A、B兩植物曲線相交，表明密閉小室中被植物吸收的CO2相等。光合作用強(qiáng)度是指單位時間、單位面積植物吸收CO2的量，是AB植物曲線的斜率，即tanα。30分鐘后，A、B植物不再吸收，此時表明，A、B植物的光合作用固定CO2的量分別等于各自呼吸作用放出的CO2的量。光照突然降低，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]的量減少，C3還原生成C5的量減少，而CO2的固定量不變，因此，從總體上C5減少。 答案：C 10.科學(xué)家研究小麥20℃時光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系， 得到如圖曲線。下列有關(guān)敘述錯誤的是(雙選) (　　) A.在25℃條件下研究時，cd段位置會下移，a會上移 B.a點(diǎn)時葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體 C.其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時，b點(diǎn)將向右移動 D.c點(diǎn)之后小麥光合作用強(qiáng)度不再增加可能與葉綠體中酶的濃度有關(guān) 解析：二氧化碳吸收量代表光合作用強(qiáng)度，二氧化碳釋放量代表呼吸作用強(qiáng)度。當(dāng)溫度升高為25℃時，因?yàn)檫€在適宜的溫度范圍內(nèi)，所以呼吸作用和光合作用強(qiáng)度都會增大，因此cd段會上移，a點(diǎn)會下移。Mg是植物合成葉綠素的必需元素，而葉綠素在光合作用時可以吸收和傳遞光能，在其他條件適宜的情況下，當(dāng)缺少M(fèi)g元素時，葉綠素的合成就會受阻，從而使光合作用的強(qiáng)度降低，由于呼吸作用強(qiáng)度不受影響，所以要讓光合作用和呼吸作用強(qiáng)度相等，就必須要增加光照強(qiáng)度以提高光合作用強(qiáng)度，因此b點(diǎn)右移。據(jù)圖可知，c點(diǎn)是光飽和點(diǎn)，c點(diǎn)之后光合作用強(qiáng)度不再隨光照強(qiáng)度增大而增大，此時影響的因素可能是色素含量、原料及酶的濃度等。 答案：AB 11.在一定濃度的CO2和適宜溫度條件下，測定不同光照條件下放有某雙子葉植物葉片的密閉裝置中CO2的變化量，結(jié)果如下表。分析表中數(shù)據(jù)，不正確的推論是(雙選) (　　) 光照強(qiáng)度(klx) 1.0 3.0 5.0 7.0 8.0 10.0 CO2變化量 [mg/(100 cm2h)] ＋2.0 －2.0 －6.0 －10.0 －12.0 －12.0 A.光照強(qiáng)度為1 klx時，光合作用固定的CO2多于呼吸作用釋放的CO2 B.光照強(qiáng)度為2 klx時，該植物光合作用速率為0 C.光照強(qiáng)度由5 klx增強(qiáng)7 klx時，葉肉細(xì)胞中C3化合物合成速率增大 D.光照強(qiáng)度為9 klx時，葉綠體中色素的含量是限制植物光合作用速率的內(nèi)因 解析：表格中測得的CO2變化量是凈光合作用，只要有光照，植物就進(jìn)行光合作用，光照強(qiáng)度為1 klx時，容器內(nèi)CO2增多是因?yàn)楹粑饔么笥诠夂献饔?；在光照?qiáng)度為2 klx時，植物在進(jìn)行光合作用，速率不可能為0。C選項(xiàng)具有較大的迷惑性，注意合成速率和含量不要混淆。 答案：AB 12.下圖表示不同二氧化碳濃度下溫度對光合作用速率影響曲線。下列說法中錯誤的是(雙選) (　　) A.光合作用同時受溫度、二氧化碳濃度的影響 B.曲線a在20℃和45℃左右時光合作用速率相近的原因相同 C.溫度對曲線a影響大的原因是較高二氧化碳濃度有利于光反應(yīng)進(jìn)行 D.適宜光照和溫度下曲線b的主要限制因素是二氧化碳濃度 解析：20℃和45℃時光合作用酶的活性都較低，但兩種情況酶活性低的原因不同，20℃時酶的活性受到抑制，45℃時部分酶高溫變性失活。 答案：BC 二、非選擇題 13.(xx重慶高考)在春末晴朗白天，重慶某蔬菜基地測定了某大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用強(qiáng)度(實(shí)際光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度之差)，結(jié)果見下圖(假設(shè)塑料大棚外環(huán)境條件相同，植株大小一致、生長正常，栽培管理?xiàng)l件相同)。 (1)在曲線a中，與11時相比，13時植株葉綠體內(nèi)C3與C5化合物相對含量較高的是　　　　(C3或C5)；在11時和13時分別摘取植株上部成熟葉片用碘蒸氣處理，13時所取葉片顯色較　　　　(深或淺)。 (2)曲線b的峰值低于曲線a，其兩個主要決定因素是　　　　(光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、空氣中CO2含量)，曲線c高于曲線b，原因是補(bǔ)充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的　　　　用于CO2還原；若在棚內(nèi)利用豆科植物做綠肥，可明顯增加土壤中　　　　元素的含量，主要促進(jìn)植株體內(nèi)　　　　和　　　　等生物大分子的合成。 (3)6～9時和16～18時，曲線b高于曲線a，主要原因是此時段棚內(nèi)　　　　較高。 解析：(1)曲線a中13時植物出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致葉綠體內(nèi)CO2降低，故C3化合物含量降低，C5化合物含量升高；11時到13時，凈光合作用強(qiáng)度均為正值，表現(xiàn)為有機(jī)物的積累，故13時與11時相比淀粉的積累量增多，用碘蒸汽處理時，葉片顯色較深。(2)曲線b的峰值低于曲線a，兩個主要決定因素是光照強(qiáng)度和CO2濃度；曲線c通過白天補(bǔ)充光照，能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP和NADPH用于CO2還原，從而使光合作用增強(qiáng)。用豆科植物作綠肥，可以明顯增加土壤中氮的含量，促進(jìn)植株體內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸等含氮生物大分子的合成。(3)因全天蓋膜與全天不蓋膜在弱光時相比，溫度較高，故在6～9時和16～18時曲線b高于曲線a。 答案：(1)C5　深 (2)光照強(qiáng)度、空氣中CO2含量　ATP、NADPH([H])　氮(N)　蛋白質(zhì)　核酸 (3)溫度 14.某班學(xué)生選取了一水體中的4種生物：柵藻(單細(xì)胞綠藻)、水綿(多細(xì)胞綠藻)、菹草(高等植物)和顫藻(藍(lán)藻)，用其生長旺盛的新鮮材料在人工控制的條件下，A、B兩組同時開展平行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行有關(guān)光合作用的研究。請分析回答下列問題。 (1)A組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。據(jù)圖推測，一年中最早出現(xiàn)生長高峰的生物可能是　　　　；夏季高溫階段最具生長優(yōu)勢的生物可能是　　　　。 (2)B組測得的柵藻凈光合放氧率明顯低于A組。仔細(xì)對比發(fā)現(xiàn)，兩組實(shí)驗(yàn)條件的惟一差別是B組接種柵藻的濃度明顯高于A組。實(shí)驗(yàn)在短時間內(nèi)完成，水中也不缺乏各種營養(yǎng)，造成B組柵藻凈光合放氧率低的主要原因是　。 (3)如圖是物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程示意圖，a、b、c、d代表不同的代謝過程，請據(jù)圖回答下列問題： 　 ①上述4種生物中，能進(jìn)行a過程的是　 。 ②硝化細(xì)菌能進(jìn)行的過程是　　　　。 ③過程a、b的主要區(qū)別是 。 解析：由圖可知，菹草在較低溫度下可達(dá)到較高光合作用強(qiáng)度，顫藻在較高溫度下具較高光合作用強(qiáng)度。圖中a是光合作用，b是化能合成作用，c是有氧呼吸，d是無氧呼吸。 答案：(1)菹草　顫藻 (2)柵藻密度過大導(dǎo)致柵藻接受光照不足 (3)①柵藻、水綿和菹草?、赽、c?、踑過程利用的是光能，b過程利用的是無機(jī)物氧化時釋放的能量 15.某轉(zhuǎn)基因作物有很強(qiáng)的光合作用強(qiáng)度。某中學(xué)生物興趣小組在暑假開展了對該轉(zhuǎn)基 因作物光合強(qiáng)度測試的研究課題，設(shè)計(jì)了如下裝置。請你利用下列裝置完成光合 作用強(qiáng)度的測試實(shí)驗(yàn)，并分析回答有關(guān)問題。 A為開關(guān)；B為玻璃鐘罩；C為轉(zhuǎn)基因作物；D為燒杯(內(nèi)裝有NaHCO3或NaOH溶液)；E為紅墨水滴；F為直尺 Ⅰ.實(shí)驗(yàn)步驟： (1)先測定植物的呼吸作用強(qiáng)度，方法步驟是： ①　 。 ②　 。 ③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。 (2)測定植物的凈光合作用強(qiáng)度，方法步驟是： ①　 。 ② 　。 ③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。 (3)實(shí)驗(yàn)操作30分鐘后，記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動情況： 實(shí)驗(yàn)30分鐘后紅墨水滴移動情況 測定植物 呼吸作用 甲裝置 　　　　(填左或右)移1.5厘米 乙裝置 右移0.5厘米 測定植物凈 光合作用 甲裝置 　　　　(填左或右)移4.5厘米 乙裝置 右移0.5厘米 Ⅱ.實(shí)驗(yàn)分析： 假設(shè)紅墨水滴每移動1 cm，植物體內(nèi)的葡萄糖增加或減少1 g。那么該植物的呼吸作用速率是　　　　g/小時。白天光照15小時，一晝夜葡萄糖的積累量是　　　　g。(不考慮晝夜溫差影響) 解析：測定植物的呼吸作用強(qiáng)度時，應(yīng)避免光合作用的干擾，因此裝置中的玻璃罩應(yīng)進(jìn)行遮光處理；為了避免裝置中的CO2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，燒杯中應(yīng)裝有NaOH溶液；此外，還應(yīng)控制其他無關(guān)變量相同，如溫度。測定植物光合作用強(qiáng)度必須在有光照和CO2(由NaHCO3提供)的條件下，測定裝置中氣體的變化量。測定30分鐘后，由于甲裝置中有氧呼吸消耗O2，紅墨水左移；測光合作用時，由于甲中光合作用釋放O2，紅墨水右移。30分鐘內(nèi)，有氧呼吸移動距離為(1.5＋0.5)＝2 cm，因此呼吸作用速率為22＝4 g/h；30分鐘內(nèi)凈光合作用導(dǎo)致移動距離為(4.5－0.5)＝4 cm，因此，凈光合速率為8 g/h，一晝夜葡萄糖積累量為：158－94＝84 g。 答案：Ⅰ.(1)①甲、乙兩裝置的D中都放入NaOH溶液，裝置乙作對照組 ②將甲、乙兩裝置的玻璃鐘罩遮光處理，放在溫度等相同的環(huán)境中 (2)①甲、乙兩裝置的D中都放入NaHCO3溶液，乙裝置作對照組 ②將甲、乙兩裝置放在光照強(qiáng)度、溫度等相同的環(huán)境中 (3)左　右 Ⅱ.4　84