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2019年高考生物 拉分題型與提分秘籍訓(xùn)練 第11講 能量之源-光與光合作用 一、單項(xiàng)選擇題 1．歷經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)，經(jīng)過許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物，在下面幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．普里斯特利的實(shí)驗(yàn)證明了植物可以更新空氣 B．薩克斯的實(shí)驗(yàn)也可證明光是光合作用的必要條件 C．恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量 D．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)中，用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于H2O而不是CO2 2．(廣東湛江統(tǒng)考)將豎直放置的水綿和某種好氧細(xì)菌的混合溶液放在暗處，白光透過三棱鏡照在混合液處，一段時(shí)間后，好氧細(xì)菌的分布情況最可能是(　　) A．隨機(jī)、均勻分布在混合液中 B．集中分布在上下兩側(cè) C．集中分布在中央位置 D．集中分布在溶液的下層 3．(景德鎮(zhèn)一模)下圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。下列敘述正確的是(　　) ①晚間550 nm波長綠光照射行道樹，目的是通過光合作用增加氧氣量?、诎坠庵?50 nm波長的光比白光更利于提高光合作用強(qiáng)度?、奂垖游龇蛛x的色素帶中胡蘿卜素最窄?、芡寥乐腥狈︽V時(shí)，420～470 nm波長的光的利用量顯著減少?、萦?50 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，葉綠體中C3的量減少 A．①②⑤　 B．②③④　 C．②④⑤　 D．③④⑤ 4．(廣東揭陽聯(lián)考)如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h內(nèi)CO2的吸收量和釋放量(單位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2的吸收量和CO2的釋放量表示。下列表述不合理的是(　　) A．在18時(shí)和6時(shí)，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等 B．假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，則該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為85 mg/h C．該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B D．中午12時(shí)左右，與曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降 5．(衡陽六校聯(lián)考)下圖是葉肉細(xì)胞在不同光照強(qiáng)度下葉綠體與線粒體代謝簡圖。以下相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．若細(xì)胞①處于黑暗環(huán)境中，那么該細(xì)胞單位時(shí)間放出的CO2量即為呼吸速率 B．細(xì)胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2交換，可斷定此時(shí)光合作用速率等于呼吸作用速率 C．細(xì)胞③處在較強(qiáng)光照條件下，細(xì)胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和 D．對(duì)細(xì)胞④的分析可得出，此時(shí)的光照強(qiáng)度較弱且物質(zhì)的量N1小于m2 6．葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。下列關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的敘述中，正確的是(　　) A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 二、雙項(xiàng)選擇題 7．塑料大棚技術(shù)的興起使我國北方地區(qū)冬季餐桌上豐富多彩。下列關(guān)于冬季塑料大棚種植蔬菜的有關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是(　　) A．大棚內(nèi)夜間的溫度高，有利于植物有機(jī)物積累 B．晴朗的中午，農(nóng)民都要將塑料大棚開口，提高大棚內(nèi)CO2的濃度 C．陰雨天，應(yīng)提高大棚的溫度 D．大棚施足農(nóng)家肥，既有利于提高土壤肥力，又可以提高棚內(nèi)CO2的濃度 8．在圖甲中裝置1與裝置2中敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，以研究光照強(qiáng)度對(duì)小球藻產(chǎn)生氧氣量的影響。裝置1的曲線如圖乙。據(jù)圖分析，下列敘述中正確的是(　　) A．P點(diǎn)處能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有線粒體 B．適當(dāng)降低溫度，P點(diǎn)將下移 C．在圖乙上繪制裝置1的曲線，R點(diǎn)應(yīng)下移 D．在圖乙上繪制裝置2的曲線，Q點(diǎn)應(yīng)右移 三、非選擇題 9．黑藻在我國是一種比較常見的水生植物，因其取材方便，常作為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的材料。下列甲表示光合作用實(shí)驗(yàn)，圖乙是光照強(qiáng)度與黑藻光合速率的關(guān)系曲線，請(qǐng)回答： (1)除光合作用實(shí)驗(yàn)外，黑藻還可以作為________________實(shí)驗(yàn)的材料。圖甲利用排水集氣法收集到的氣體是________，伴隨該物質(zhì)的生成過程，發(fā)生的能量變化是__________。 (2)圖甲所示實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)自變量為光照強(qiáng)度時(shí)，則因變量為 ____________________________。在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯時(shí)，除增強(qiáng)光照外，還可通過什么方法改進(jìn)(要求說出一種方法)? _______________。 (3)當(dāng)藻枝葉片在光下釋放氣泡并逐漸增加時(shí)，對(duì)應(yīng)圖乙所示曲線的________段。影響乙圖中A點(diǎn)上下移動(dòng)的主要外界因素是___。 (4)如果A點(diǎn)時(shí)CO2釋放量為a μmol/(m2s)，C點(diǎn)時(shí)的CO2吸收量為b μmol/(m2s)，則C點(diǎn)時(shí)CO2的消耗量為________μmol/(m2s)。 10．(全國)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢(shì)如下圖?；卮饐栴}： (1)圖中物質(zhì)A是________。(C3化合物、C5化合物) (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是______________________； 將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是___________________。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A的濃度將比B的________。(填“低”或“高”) (4)CO2濃度為0.003%時(shí)，該植物光合速率最大時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比CO2濃度為1%時(shí)的________(填“高”或“低”)，其原因是____________。 11．(東北三校聯(lián)考)將CO2作為光合作用原料，在最適宜溫度條件下，分別改變光照和CO2濃度，測(cè)定某種綠色植物葉綠體基質(zhì)中化合物的放射性物質(zhì)含量，分別繪成圖A、圖B。試分析回答： (1)圖中a、b分別代表________、________化合物。 (2)根據(jù)圖A中在光照、暗不同條件下的含量變化分析，光合作用過程的關(guān)系是：_____________________。 (3)下表為在適宜光照強(qiáng)度和黑暗條件下測(cè)定的CO2的吸收量和釋放量(mg/dm2h)。 10 ℃ 15 ℃ 20 ℃ 25 ℃ 30 ℃ 35 ℃ 40 ℃ 光照 2.0 3.0 4.0 4.25 4.0 3.75 3.0 黑暗 0.5 0.75 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 據(jù)此分析，回答下列問題： ①圖A實(shí)驗(yàn)設(shè)定的最適宜溫度是上表中的________℃。 ②若是大棚栽種農(nóng)作物，白天應(yīng)將溫度設(shè)定為：______℃，才有利于提高產(chǎn)量。 ③若將①中的溫度調(diào)整為②的溫度，這種改變會(huì)使該植物總光合作用達(dá)到最大值時(shí)所需的最低光照強(qiáng)度________．(“變大”、“變小”、“不變”)。 12．某科學(xué)工作者為探究西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：首先取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中。實(shí)驗(yàn)開始測(cè)定CO2的濃度，12 h后再次測(cè)定CO2的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表： 組別 溫度/ ℃ 光照強(qiáng)度：普通陽光/% 開始時(shí)的CO2濃度/% 12 h后CO2濃度/% 1 25 0 0.35 0.368 2 25 10 0.35 0.342 3 25 20 0.35 0.306 4 25 40 0.35 0.289 5 25 60 0.35 0.282 6 25 80 0.35 0.280 7 25 95 0.35 0.279 請(qǐng)分析回答： (1)這一實(shí)驗(yàn)的自變量是________，寫出該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一種無關(guān)變量：________。 (2)實(shí)驗(yàn)中第1組12 h后CO2濃度變化的原因是__________。 (3)如果在實(shí)驗(yàn)過程中使用了不同品種的西紅柿植株，這樣設(shè)計(jì)違背了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的________原則。 (4)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時(shí)間內(nèi)光合細(xì)胞中的ATP含量會(huì)__________，C5化合物的含量會(huì)________。 (5)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度，請(qǐng)你提出進(jìn)一步探究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：___________________。參考答案 一、單項(xiàng)選擇題 1．解析：恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明氧氣由葉綠體釋放出來，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，而不能定量分析光合作用生成的氧氣量。 答案：C 2．解析：白光經(jīng)三棱鏡分解成七色光，其中上下兩端的紅光和藍(lán)紫光被植物吸收利用最多，故兩端產(chǎn)生的氧氣最多，因此好氧細(xì)菌集中分布在兩端。 答案：B 3．解析：本題以葉綠體中色素吸收光能的情況為載體，綜合考查色素的分離、光合作用過程等相關(guān)知識(shí)，植物葉綠體中的光合色素幾乎不吸收綠光，晚間用大約550 nm波長的綠光照射行道樹，目的并不是通過植物光合作用以增加夜間空氣中的氧氣濃度，而是營造一個(gè)綠色的環(huán)境；單色光照沒有復(fù)合光照(白光照)利于植物的光合作用。胡蘿卜含量最低，形成的色素帶最窄。鎂是葉綠素的組成成分，且葉綠素主要吸收420～470 nm波長的光；缺鎂時(shí)，葉綠素不能正常形成，該波段的光的吸收受到影響。由圖可以看出，由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，色素對(duì)光的吸收增多，光反應(yīng)增強(qiáng)，暗反應(yīng)的還原反應(yīng)速率加快，葉綠體中的C3的利用增多，量減少。 答案：D 4．解析：在18時(shí)和6時(shí)，CO2吸收量和CO2釋放量相等，該植物光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等，A正確。假設(shè)該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，從圖示可知，該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為75 mg/h＋10 mg/h＝85 mg/h，B正確。A、C表示光合作用合成的有機(jī)物，B表示呼吸作用消耗的有機(jī)物，該植物在一晝夜中有機(jī)物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B，故C正確。中午12時(shí)左右，由于氣溫過高，氣孔關(guān)閉，CO2吸收量下降，與曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量升高，D錯(cuò)誤。 答案：D 5．解析：結(jié)合圖示可知，細(xì)胞①中僅有線粒體中有氣體的消耗和生成，應(yīng)為在黑暗環(huán)境中，此時(shí)細(xì)胞單位時(shí)間內(nèi)釋放CO2的量可表示呼吸速率，A項(xiàng)正確；細(xì)胞②沒有與外界進(jìn)行氣體交換，此時(shí)光合作用速率與呼吸作用速率相等，B項(xiàng)正確；細(xì)胞③需要從外界環(huán)境吸收CO2，并向細(xì)胞外釋放O2，此時(shí)細(xì)胞所處環(huán)境的光照強(qiáng)度大于光補(bǔ)償點(diǎn)，所利用的CO2包括呼吸作用產(chǎn)生的N2和從環(huán)境吸收的N1，C項(xiàng)正確；細(xì)胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細(xì)胞外吸收，說明細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，細(xì)胞有氧呼吸和光合作用的過程中，O2的凈消耗量(吸收量)m2與CO2的凈生成量N1相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 6．解析：本題考查光合作用的過程和場(chǎng)所的有關(guān)內(nèi)容。葉綠體中的色素主要分布在類囊體薄膜上，而不是位于葉綠體的類囊體腔內(nèi)，H2O在光下分解為 [H]和O2的過程發(fā)生在類囊體薄膜上，CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，光合作用的產(chǎn)物淀粉是在基質(zhì)中合成的。 答案：D 二、雙項(xiàng)選擇題 7．解析：大棚內(nèi)夜間溫度高，植物細(xì)胞呼吸旺盛，消耗的有機(jī)物多，不利用植物有機(jī)物積累。陰雨天，光照弱，限制了光合作用強(qiáng)度，提高溫度光合作用的速度也不能加快。但提高溫度，細(xì)胞呼吸的速度加快，對(duì)增產(chǎn)不利。 答案：AC 8．解析：P點(diǎn)處植物只進(jìn)行呼吸作用，沒有光合作用，但能產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯(cuò)；P點(diǎn)代表植物此時(shí)呼吸作用消耗的氧氣量，溫度降低，呼吸作用減弱，消耗氧氣減少，P點(diǎn)應(yīng)該上移，B錯(cuò)；裝置2是缺鎂培養(yǎng)液，小球藻合成的葉綠素減少，光合作用降低，最大光合速率降低，R點(diǎn)應(yīng)該會(huì)下移，C正確；由于裝置2中小球藻的光合速率降低，Q點(diǎn)應(yīng)右移， D正確。 答案：CD 三、非選擇題 9．解析：(1)黑藻是研究光合作用的實(shí)驗(yàn)材料，也可用于觀察細(xì)胞中的葉綠體。圖甲的實(shí)驗(yàn)中黑藻在光照下進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣，產(chǎn)生的氧氣通過排水集氣法收集，在氧氣生成的光反應(yīng)階段，發(fā)生的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在ATP中的化學(xué)能。 (2)在研究光合作用的實(shí)驗(yàn)中，自變量為光照強(qiáng)度時(shí)，則因變量為光合速率，通過單位時(shí)間產(chǎn)生氣泡的多少來檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，說明黑藻的光合作用速度慢，增加光合作用速率的措施除增強(qiáng)光照外，還可增加水中的CO2的量或適當(dāng)提高溫度。 (3)黑藻在B點(diǎn)后開始釋放O2，藻枝葉片在光下釋放氣泡并逐漸增加時(shí)對(duì)應(yīng)的曲線是BC。A點(diǎn)表示光照強(qiáng)度為零時(shí)黑藻只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，影響細(xì)胞呼吸強(qiáng)度的因素主要是溫度。 (4)黑藻在A點(diǎn)時(shí)CO2釋放量表示細(xì)胞呼吸量，C點(diǎn)時(shí)的CO2吸收量表示黑藻表觀光合量，C點(diǎn)時(shí)CO2的消耗量是黑藻的真正光合量。真正光合量＝表觀光合量＋呼吸量。 答案：(1)用高倍顯微鏡觀察葉綠體　氧氣 光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在ATP中的化學(xué)能 (2)單位時(shí)間產(chǎn)生氣泡的多少(或單位時(shí)間收集到的氣體體積的量)　增加水中的二氧化碳的含量(或適當(dāng)提高水溫) (3)BC(或B點(diǎn)以后)　溫度(或溫度和氧氣濃度，缺少“溫度”不正確) (4)a＋b 10．解析：(1)由題干提供的信息可推知，植物由CO2濃度為1%的環(huán)境轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中后，植物暗反應(yīng)階段的CO2固定速率減小，因此，C3產(chǎn)生量減少，C5相對(duì)增加，由此可確定A為C3化合物，B為C5化合物。 (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中物質(zhì)B的濃度(C5化合物)比A的低，原因是CO2濃度相對(duì)高，CO2固定與C3化合物還原達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，根據(jù)暗反應(yīng)中CO2固定和C3化合物還原的反應(yīng)式：CO2＋C5―→2C3；2C3(CH2O)＋C5可知C3化合物分子數(shù)比C5化合物分子數(shù)多。將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，影響了CO2的固定，C5的消耗減少而 C5化合物的合成速率不變，因此C5化合物濃度升高。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，物質(zhì)A的濃度要比B的濃度高。 (4)由于在CO2濃度為0.003%下的暗反應(yīng)強(qiáng)度比在CO2濃度為1%下的低，所以所需ATP和[H]少，因此所需的光照強(qiáng)度也較低。 答案：(1)C3化合物　(2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定，即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定，根據(jù)暗反應(yīng)的特點(diǎn)，此時(shí)C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍　當(dāng)CO2濃度突然降低時(shí)，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導(dǎo)致C5化合物積累　(3)高　(4)低　CO2濃度低時(shí)，暗反應(yīng)的強(qiáng)度低，所需ATP和[H]少 11．解析：(1)由圖B可知，二氧化碳濃度降低C3形成減少，C5的含量則增加，因此a是 C3，b是C5，c是(CH2O)。(2)有光照光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)，黑暗無光，則沒有光反應(yīng)也就沒有暗反應(yīng)，則黑暗中(CH2O)的量不再增加。(3)①光合作用的總量＝光合作用吸收的二氧化碳量＋黑暗中呼吸釋放的二氧化碳的量，二者數(shù)值最大的是最適宜溫度，因此圖A實(shí)驗(yàn)設(shè)定的最適宜溫度是表中的35 ℃。②白天凈光合作用強(qiáng)度最大的溫度是設(shè)置的溫度，因此白天25 ℃有利于提高產(chǎn)量。③溫度降低酶的活性減弱，因此溫度由35 ℃降到25 ℃酶的活性減弱，因此這種改變會(huì)使植物總光合作用達(dá)到最大值所需的最低光照強(qiáng)度變小。 答案： (1)C3　C5 (2)沒有光反應(yīng)就沒有暗反應(yīng)(光反應(yīng)停止暗反應(yīng)也停止) (3)①35　②25?、圩冃? 12．解析：實(shí)驗(yàn)控制的單一變量是光照強(qiáng)度。溫度、CO2濃度、西紅柿植株等都是無關(guān)變量。實(shí)驗(yàn)中第1組在黑暗環(huán)境中，西紅柿植株不進(jìn)行光合作用，西紅柿植株進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2。西紅柿植株是無關(guān)變量，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用生長狀況相同的同一品種的西紅柿植株，如果在實(shí)驗(yàn)過程中使用了不同品種的西紅柿植株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣設(shè)計(jì)違背了單一變量原則。將第7組植株突然移至第4組的條件下，植物由強(qiáng)光下移到弱光下，短時(shí)間內(nèi)光合細(xì)胞中光反應(yīng)減慢，產(chǎn)生ATP和[H]減少，ATP的含量減少，C3化合物的還原減慢，C5化合物的含量會(huì)下降。若實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強(qiáng)度，說明實(shí)驗(yàn)設(shè)置的光照強(qiáng)度低，應(yīng)依次增加光照強(qiáng)度。 答案：(1)光照強(qiáng)度　溫度(其他合理答案也可)　(2)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2　(3)單一變量　(4)下降　下降　(5)增加若干實(shí)驗(yàn)組，依次增加光照強(qiáng)度