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2019-2020年高考生物一輪復習 第3單元第3講 能量之源 光與光合作用 1．某同學在做葉綠體色素的提取和分離的實驗中，觀察到的色素帶顏色較淺，其可能原因是 (　　) ①無水乙醇加入量太多?、谖醇覥aCO3?、畚醇覵iO2　④使用放置了兩天的菠菜葉?、葜划嬃艘淮螢V液細線 A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 解析　無水乙醇加入量過多，造成乙醇中的葉綠素含量濃度小，導致色素帶顏色淺；不加CaCO3，研磨時會使色素遭到破壞，提取到的色素少，導致色素帶顏色淺；未加SiO2導致研磨得不充分，使色素帶淺；菠菜葉失綠，導致色素帶顏色淺；畫濾液細線次數(shù)少，導致色素帶淺。 答案　D 2．下圖表示某綠色植物在生長階級體內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變情況，圖中a、b為光合作用的原料，①～④表示相關(guān)過程，有關(guān)說法不正確的是 (　　) A．圖中①過程進行的場所是葉綠體的類囊體薄膜 B．光合作用過程中[H]來源于①過程中水的光解，用于③過程C3的還原 C．在有氧呼吸的第一階段，除了產(chǎn)生了[H]、ATP外，產(chǎn)物中還有丙酮酸 D．②、④過程中產(chǎn)生ATP最多的是④過程 解析　④相當于有氧呼吸第一、二階段，②為第三階段，其中產(chǎn)生ATP最多的是第三階段(即②)。 答案　D 3．農(nóng)科所技術(shù)員研究溫度對某蔬菜新品種產(chǎn)量的影響，將實驗結(jié)果繪制成如圖所示的曲線。據(jù)此提出的結(jié)論合理的是 (　　) A．光合作用酶的最適溫度高于呼吸作用酶的最適溫度 B．陰影部分表示5～35℃時蔬菜的凈光合速率小于零 C．光照越強，該蔬菜新品種的產(chǎn)量越高 D．溫室栽培該蔬菜時溫度最好控制在25～30℃ 解析　由題圖可看出，光合作用酶的最適溫度范圍為25～30℃，呼吸作用酶的最適溫度高于35℃，A錯誤；5～35℃時，光合作用強度大于呼吸作用強度，凈光合速率大于零，B錯誤；從圖中無法判斷光照強度對蔬菜新品種產(chǎn)量的影響，C錯誤；25～30℃時，光合作用強度與呼吸作用強度的差值最大，即凈光合速率最大，最適宜蔬菜生長，D正確。 答案　D 4．在上午8～10時的兩個特定時刻測定某植物細胞內(nèi)三種物質(zhì)的含量變化，其相對數(shù)值如圖所示。該細胞最可能是 （　?。? A．形成層細胞 B．葉肉細胞 C．根尖細胞 D．果肉細胞 解析　由圖分析細胞CO2減少，O2增多，C6H12O6增多，應(yīng)為能進行光合作用的細胞，B正確。 答案　B 5．將生理狀況相同的某種綠葉均分成四組，在不同溫度下分別暗處理1 h，再光照1 h(光強相同)，測其質(zhì)量變化，得到如下表的數(shù)據(jù)。可以得出的結(jié)論是 (　　) 組別 一 二 三 四 溫度/℃ 27 28 29 30 暗處理后質(zhì)量變化/mg －1 －2 －3 －1 光照后與暗處理前相比質(zhì)量變化/mg ＋3.5 ＋3 ＋3 ＋1 A.該植物光合作用的最適溫度約是27℃ B．該植物呼吸作用的最適溫度約是29℃ C．27℃～29℃下的凈光合速率相等 D．30℃下的真正光合速率為2 mg/h 解析　綠葉暗處理1 h，再光照1 h，那么綠葉進行了2 h的呼吸作用和1 h的光合作用。結(jié)合表中數(shù)據(jù)可計算出27℃～30℃的呼吸速率分別為1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光合作用制造的有機物總量(總光合速率)分別為3.5＋1＋1＝5.5(mg/h)、3＋2＋2＝7(mg/h)、3＋3＋3＝9(mg/h)、1＋1＋1＝3(mg/h)，故該植物光合作用和呼吸作用最適溫度均約為29℃，A錯誤、B正確、D錯誤；27℃～29℃凈光合速率分別為5.5－1＝4.5(mg/h)、7－2＝5(mg/h)、9－3＝6(mg/h)，C錯誤。 答案　B 6．現(xiàn)有a、b、c三種燈泡，其發(fā)出光波的波長與光輻射強度的關(guān)系如圖甲所示，現(xiàn)需從中選擇一種燈泡用于溫室中給植物補光，期望最大限度地增加光合作用的強度。為此某同學設(shè)計了圖乙所示的實驗裝置。(注：葉綠體中的色素主要吸收430～450 nm的藍紫光和640～660 nm的紅橙光)。據(jù)此分析不正確的是 (　　) A．a(chǎn)燈泡與圖甲中曲線②對應(yīng) B．b燈泡與圖甲中曲線①對應(yīng) C．c燈泡與圖甲中曲線③對應(yīng) D．溫室中選擇c燈泡能最大限度地增加光合作用強度 解析　由題意和題圖可看出，圖乙中裝置Ⅱ中光合作用最強，裝置Ⅰ中光合作用最弱，即b燈泡照射最有利于光合作用，應(yīng)對應(yīng)圖甲中的曲線①，a燈泡照射不利于光合作用，應(yīng)對應(yīng)圖甲中的曲線②，c燈泡與圖甲中曲線③對應(yīng)，溫室中選擇b燈泡能最大限度地增加光合作用強度。 答案　D 7．如圖曲線Ⅰ表示黃豆光合作用速率與光照強度的關(guān)系(適宜溫度、CO2濃度為0.03%)。在B點時改變某條件，曲線變?yōu)棰?。下列分析合理的? (　　) A．與B點相比，A點葉綠體中的C3含量較低 B．在B點時，升高溫度導致曲線由Ⅰ變?yōu)棰? C．制約A點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量 D．制約C點光合作用的因素可能是CO2濃度 解析　在A點的光照強度比B點弱，所以A點的C3含量較B點處高，A錯誤；本來處于適宜溫度下的B點，升高溫度會導致酶的活性降低，則曲線Ⅱ應(yīng)在曲線Ⅰ的下方，B錯誤；A點限制其光合作用的因素主要是光照強度，C錯誤；在大于光飽和點的光照強度處增加CO2濃度，會提高光合作用強度，D正確。 答案　D 8．如圖表示某植物在不同光照強度下，單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的相對變化。對植物生理過程分析正確的是 (　　) A．光照強度為a時，光合作用強度不為零 B．光照強度為b時，光合作用與呼吸作用強度相等 C．光照強度為c時，光合作用強度是呼吸作用強度兩倍 D．光照強度為d時，光合作用從環(huán)境中吸收2單位CO2 解析　光照強度為a時，沒有氧氣產(chǎn)生(不是釋放)，光合作用強度為0，A錯誤；光照強度為b時， CO2釋放量等于氧氣產(chǎn)生總量，即CO2產(chǎn)生總量大于光合作用氧氣產(chǎn)生總量，光合作用小于呼吸作用強度，B錯誤；光照強度為c時，CO2釋放量與O2產(chǎn)生總量相等，光合作用強度大于呼吸作用強度，但不能確定是兩倍，C錯誤；光照強度為d時，O2產(chǎn)生量8個單位超過了細胞呼吸的6個單位，光合作用除了消耗呼吸產(chǎn)生的CO2，還要從環(huán)境中吸收2單位CO2，D正確。 答案　D 9．在一定濃度的CO2和適當?shù)臏囟葪l件下，測定A植物和B植物在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如表所示。據(jù)表中數(shù)據(jù)推測：當光照強度為3 klx時，A植物與B植物固定的CO2量的差值為 (　　) 光合速率與呼吸速率相等時光照強度/klx 光飽和點時光照強度/klx A植物 1 3 20 6 B植物 3 9 30 15 注：當光照強度達到某一點后，再增大光照強度，光合強度不增加，這一點的光照強度稱為光飽和點。 A．11 B．2 C．9 D．20 解析　黑暗條件下CO2釋放量表示呼吸速率，A、B植物的呼吸速率分別為6 mg/(100 cm2葉h)、15 mg/(100 cm2葉h)。光飽和點時CO2吸收量表示凈光合速率，等于真正光合速率與呼吸速率之差。在光照強度為3 klx時，A植物的真正光合速率＝20＋6＝26[mg/(100 cm2葉/h)]，B植物的真正光合速率為15[mg/(100 cm2葉/h)]。因此，當光照強度為3 klx時，A植物與B植物固定的CO2`為11。 答案　A 10．下圖1表示光合作用部分過程的圖解，圖2表示改變光照后，與光合作用有關(guān)的五碳化合物和三碳化合物在細胞內(nèi)的變化曲線。根據(jù)圖回答： (1)圖1中A表示的物質(zhì)是________________，它由________________產(chǎn)生，其作用主要是________________。 (2)圖1中ATP形成所需的能量最終來自于________________。若用放射性同位素標記14CO2，則14C最終進入的物質(zhì)是___________________。 (3)圖2中曲線a表示的化合物是________________，在無光照時，其含量迅速上升的原因是：____________________________________________ _________________________________________________________。 (4)曲線b表示的化合物是 ________________，在無光照時，其含量下降的原因是：_______________________________________________________。 解析　(1)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是[H]和ATP，由此可確定A是[H]，[H]是由水光解后經(jīng)一系列過程產(chǎn)生的，其作用主要是用于C3的還原。 (2)光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學能儲存于ATP等化合物中，14CO2的同化途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)。 (3)、(4)題干中已說明曲線a、b表示C3和C5的含量變化，光照停止后，光反應(yīng)停止，[H]和ATP下降，C3的還原減弱直至停止，而CO2的固定仍將進行，因此C3含量相對升高，C5含量相時下降，即a表示C3，b表示C5。 答案　(1)[H]　水在光下分解　用于C3的還原　(2)太陽光能　(CH2O)　(3)C3　CO2與C5結(jié)合形成C3和C3不能被還原　(4)C5　C5與CO2結(jié)合形成C3，且C3不能被還原為C5 11．為探究影響光合速率(單位：μmolm－2s－1)的因素，科研人員利用高粱和小麥在適宜的溫度、光照強度下進行有關(guān)實驗，結(jié)果如圖所示。請回答下列問題。 (1)從圖中可以看出，影響光合作用的因素分________和________兩類。 (2)如果將長勢相同的高粱和小麥幼苗共同種植在一個透明密閉的裝置中，保持題干中的條件和21%的O2環(huán)境，一段時間后，________幼苗先死亡。理由是____________________________________________________________。 (3)從圖中可以看出，兩種植物中，________固定CO2的能力強，這很可能與其葉綠體類囊體薄膜上________________的數(shù)量有關(guān)，也可能與葉綠體基質(zhì)中________________的數(shù)量有關(guān)。 解析　(1)影響植物光合作用的因素包括內(nèi)部因素與外部因素，根據(jù)圖中信息可知，CO2與O2濃度為外界因素，不同植物中色素的含量與酶的數(shù)量為內(nèi)部因素。(2)在密閉裝置中，CO2含量逐漸降低，植物光合速率逐漸減小，但在低濃度CO2的環(huán)境中，高粱固定CO2的能力比小麥強，其光合速率大于小麥的光合速率，所以小麥先死亡。 答案　(1)內(nèi)部因素(植物不同)　外部因素(外部條件)　(2)小麥　在題述條件下，高粱的光合速率比小麥高得多，且高粱能利用低濃度CO2進行光合作用，小麥不能 (3)高粱　光合色素和光反應(yīng)所需的酶　C5和暗反應(yīng)所需的酶 12．為探究水分、無機鹽對光合作用的影響，某實驗小組進行了一系列實驗，實驗結(jié)果如圖。請分析回答有關(guān)問題。 (1)圖1中土壤含水量相同時，施肥組葉綠素含量高于未施肥組，是由于植物能從土壤中吸收更多的________、________元素。根細胞中與水分的吸收關(guān)系最密切的細胞器是_________________________________________________________________。 (2)圖2中土壤含水量為30%時，未施肥組光合速率高于施肥組，原因最可能是________________________________________________________________。 土壤含水量為80%時，施肥組光合速率明顯高于未施肥組，其內(nèi)因主要是_______________________________________________________________。 (3)實驗過程中，除水分、無機鹽有所不同外，其余條件均保持一致，是為了控制__________________________________________________。 (4)在施肥條件下，土壤含水量為50%時，黑暗條件下CO2釋放速率為3.7 mg/h，植物若要正常生長，則需每天至少光照________h(保留整數(shù))。 解析　(1)Mg和N是組成葉綠素分子不可缺少的元素。成熟的植物細胞內(nèi)有大型液泡，其中的液體通過滲透作用與外界溶液之間進行水分的交換。(2)影響光合作用的內(nèi)部因素是酶和葉綠素的含量等，本題中體現(xiàn)的是葉綠素的含量。(3)除實驗研究的變量外。其他影響實驗結(jié)果的因素都為無關(guān)變量，應(yīng)加以控制。(4)設(shè)每天至少光照x小時。光合作用制造的有機物多于呼吸作用消耗的有機物時，植物才能積累有機物，才能正常生長，即14.2x>3.724，則x>6.253521，取整數(shù)最小值為7。 答案　(1)氮　鎂　液泡　(2)土壤溶液濃度過高影響植物吸水　葉綠素的含量高　(3)無關(guān)變量　(4)7 13．下圖表示某綠色植物部分生理過程，該植物葉片上的氣孔白天基本處于關(guān)閉狀態(tài)，晚上開放。請據(jù)圖回答問題。 (1)圖中a、b表示的兩個生理過程和C物質(zhì)產(chǎn)生的場所是 ____________________________________________________________。 (2)在葉綠體中，ADP的轉(zhuǎn)移途徑是__________________________________。 (3)植物夜晚能吸收CO2，卻不能合成(CH2O)，其原因是 _______________________________________________________________。 白天這類植物進行光合作用所需的CO2還可以由圖中________過程產(chǎn)生(填數(shù)字)。 (4)圖中H元素從C物質(zhì)到③產(chǎn)生的H2O的轉(zhuǎn)移途徑是________(用字母和箭頭表示)。 (5)與乳酸菌的發(fā)酵相比，圖中植物呼吸過程中特有的步驟是________(填數(shù)字)，這些過程發(fā)生的部位在________(填細胞器)。 (6)在一定濃度的CO2和適當?shù)臏囟?25℃)條件下，測定該植物在不同光照條件下的光合速率，結(jié)果如下表，據(jù)表中數(shù)據(jù)回答問題。 光合速率與呼吸速率相等時光照強度/klx 光飽和時光照強度/klx 光飽和時CO2吸收量(mg/100 cm2葉h) 黑暗條件下CO2釋放量(mg/100葉h) cm2 小麥 3 9 32 8 當光照強度為3 klx時，小麥固定的CO2的量為________(mg CO2/100 cm2葉h)，當光照強度為9 klx時，小麥固定的CO2的量為________(mgCO 2/100 cm2葉h)。 解析　(1)圖中a為暗反應(yīng)中二氧化碳的固定，b為三碳化合物的還原，兩個過程均發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；C物質(zhì)是光反應(yīng)過程的產(chǎn)物，其產(chǎn)生場所是葉綠體類囊體薄膜；(2)葉綠體中的ADP在葉綠體基質(zhì)中生成，在類囊體薄膜上參與生成ATP；(5)乳酸菌只能進行無氧呼吸，無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段反應(yīng)是一樣的。(6)當光照強度為3 klx時，光合作用速率等于細胞呼吸速率，細胞呼吸速率為8 mg CO2/100 cm2葉小時，故該植物固定的CO2的量為8 mg CO2/100 cm2葉小時；當光照強度為9 klx時，該植物光合作用強度達到最大，凈光合作用速率為32 mg CO2/100 cm2葉小時，此時該植物固定的CO2的量為32＋8＝40 mg CO2/100 cm2葉小時。 答案　(1)葉綠體基質(zhì)、葉綠體類囊體薄膜上(類囊體) (2)從葉綠體基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到葉綠體類囊體上 (3)沒有光照，不能進行光反應(yīng)，不能為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP?、? (4)C→D→E→G→H2O (5)②③　線粒體　(6)8　40 14．下圖甲是在25 ℃時，a、b兩種植物隨著光照強度的變化，CO2吸收量的變化曲線圖，圖乙是某同學“探究影響植物光合速率的因素”的實驗裝置圖。請回答下列問題。 (1)比較a、b植物的細胞呼吸，其中細胞呼吸較強的是________植物，當光照強度在達到Z點之前，限制a植物光合作用的主要環(huán)境因素是_________。 (2)當平均光照強度在X和Y之間(不包括X、Y)，假設(shè)白天和黑夜的時間各為12 h，a植物一晝夜中有機物積累量的變化是________(減少或增加)。 (3)對b植物而言，假如白天和黑夜的時間各為12 h，平均光照強度在________klx以上才能使CO2的吸收量超過CO2的釋放量。 (4)若已知a植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別是25 ℃和30 ℃，若將溫度提高到30 ℃，(其他條件不變)理論上圖中P、M點的位置如何變化？ _________________________________________________________________。 (5)某同學用圖乙所示裝置進行實驗，將燈緩慢移近廣口瓶，并記錄不同距離時，觀察測量指標的變化情況。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，觀察測量指標的變化不明顯。請你根據(jù)該實驗設(shè)計方案的不合理之處，簡述設(shè)計實驗的正確思路：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 解析　(1)由圖甲可知，a、b兩曲線與縱坐標的交點即為這兩種植物的呼吸作用強度，因此，a植物的呼吸作用強度為2 mg/m2h，b植物的呼吸作用強度為1 mg/m2h。Z點為a植物的光飽和點，光照強度在Z點之前，限制a植物光合作用的主要環(huán)境因素為光照強度。(2)若光照強度為Y，假設(shè)白天和黑夜的時間各為12 h，則a植物白天積累的有機物量為212＝24(mg/m2)，夜晚消耗的有機物量為212＝24(mg/m2)，一晝夜有機物積累量為0。因此，當平均光照強度在X和Y之間時，a植物一晝夜有機物積累量小于0，即有機物積累量在減少。 (3)b植物呼吸作用強度為1 mg/(m2h)，假設(shè)白天和黑夜的時間各為12 h，夜晚CO2的釋放量為112＝12(mg/m2)，要使CO2的吸收量大于CO2的釋放量，則B植物的凈光合作用強度應(yīng)大于＝1(mg/m2h)，即光照強度大于X klx。 答案　(1)a　光照強度　(2)減少　(3)X　(4)P點右移，M點下移　(5)用多組相同裝置，只更換燈泡功率(或只改變廣口瓶與光源之間的距離)進行對照實驗