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2019年高考生物 第三單元 第3講 能量之源 光與光合作用檢測試題 新人教版必修1 考點一　光合作用的探究歷程及光合作用過程(Ⅱ) 1．在光合作用的探究歷程中，德國科學家梅耶根據能量轉化和守恒定律，曾提出了植物在進行光合作用時能量轉化的假說。以下哪項科學實驗能證明這一假說 (　　)。 A．英格豪斯證明植物在光照條件下可以改變空氣成分的實驗 B．恩格爾曼證明光合作用的有效光是紅橙光和藍紫光的實驗 C．薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用可以產生淀粉的實驗 D．魯賓和卡門證明光合作用產生的氧氣來自于水的實驗 解析　 薩克斯證明綠葉在光下進行光合作用產物除氧氣外還可以產生淀粉，即光能轉變成儲存在淀粉等有機物中的化學能，因此該實驗能證明“植物在進行光合作用時能量轉化”的假說。 答案　C 2．(xx青島名校階段性檢測)如圖為葉綠體亞顯微結構模式圖，關于其結構與功能的不正確敘述是 (　　)。 A．①和②均為選擇透過性膜 B．光反應的產物有O2、還原氫和ATP等 C．③上的反應需要光，不需要酶，④中的反應不需要光，需要多種酶 D．光能轉變?yōu)榛钴S的化學能在③上進行；活躍的化學能轉變?yōu)榉€(wěn)定的化學能在④中完成 解析?、俸廷诜謩e表示葉綠體的外膜和內膜，生物膜都具有選擇透過性，A正確；光反應的產物有O2、還原氫和ATP等，B正確；③表示葉綠體的類囊體，是光反應的場所，③上的反應需要光，也需要酶，④表示葉綠體基質，是暗反應的場所，④中反應不需要光，需要多種酶，C錯誤；光能轉變?yōu)榛钴S的化學能在③上進行，活躍的化學能轉變?yōu)榉€(wěn)定的化學能在④中完成，D正確。 答案　C 3．自然界中，有些綠色植物的葉片，晚上氣孔開放，吸收CO2，先轉變?yōu)槟撤N中間產物，白天再參與光合作用，而白天氣孔關閉。下列有關這些植物的說法不正確的是 (　　)。 A．進行光合作用的細胞不一定只存在于葉片中 B．白天進行光反應，積累[H]和ATP，晚上進行暗反應，將CO2還原成糖類等有機物 C．光反應和暗反應可以在白天進行 D．這個特點可能與植物適應干旱環(huán)境有關 解析　進行光合作用的細胞不一定只存在于葉片中，某些植物的幼莖皮層細胞也含有葉綠體，能進行光合作用；此類植物晚上基本上是將CO2轉變成中間產物，而不是將CO2還原成糖類等有機物，而在白天既進行光反應也進行暗反應；根據題意，此類綠色植物葉片上的氣孔白天關閉以便減少水分散失，從而適應生活在干旱地區(qū)。 答案　B 4．炎熱夏季中午，因失水過多會導致植物氣孔關閉，此時葉肉細胞 (　　)。 A．三碳化合物含量上升 B．光反應產物不能滿足暗反應的需求 C．有機物積累速率明顯下降 D．葉綠體基質中ADP含量增加 解析　炎熱夏季中午，因失水過多會導致植物氣孔關閉，此時葉肉細胞中二氧化碳的濃度減小，這時二氧化碳的固定減弱，三碳化合物含量下降；這時光反應正常進行，ATP和[H]的量沒有變，光反應產物相對過剩，ATP的利用減少，葉綠體基質中ADP含量減少。 答案　C 考點二　實驗：葉綠體內色素的提取和分離 5．(xx山東濱州一模，11)某班學生完成對新鮮菠菜葉進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于各組操作不同，出現了以下四種不同的層析結果。下列分析錯誤的是 (　　)。 A．甲可能是因為研磨時未加入SiO2 B．乙可能是因為研磨時未加入CaCO3 C．丙可能誤用蒸餾水做提取液和層析液 D．丁是正確操作得到的理想結果 解析　色素的提取和分離實驗中，SiO2可使菠菜葉研磨充分，CaCO3可防止葉綠素受到破壞，未加入SiO2或CaCO3時，會發(fā)生甲、乙圖示的現象；丙圖中色素含量基本為零，可能是誤用蒸餾水做提取液和層析液的結果，C正確。丁圖顯示含量最高的是葉黃素，實際上正常綠色葉片中葉綠素a和葉綠素b多，D錯誤。 答案　D 考點三　影響光合作用的因素 6．在CO2濃度一定、溫度適宜的情況下，測定某植物葉片在不同光照條件下的CO2吸收速率。下列相關敘述正確的是 (　　)。 光照強度/klx 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 9.0. 10.0 －3.0 －2.0 2.0 6.0 10.0 12.0 12.0 A. 細胞內ATP的生成速率不受光照強度影響 B．細胞內ADP的生成只發(fā)生在葉綠體基質中 C．光照強度小于2 klx時葉肉細胞只進行細胞呼吸 D．限制CO2吸收速率的主要因素可能會發(fā)生變化 解析　通過光合作用產生的ATP，其能量來自光能，因此細胞內ATP的產生速率可受光照強度影響；細胞代謝需要消耗ATP，如合成、分泌分泌蛋白時，在內質網、高爾基體中有ADP的產生；光照強度小于2 klx時，該植物能夠進行光合作用；當光照強度達到9 klx時限制光合作用強度的因素不是光照強度，而是二氧化碳濃度等因素。 答案　D 7．(創(chuàng)新題)現有a、b、c三種燈泡，其發(fā)出光波的波長與光輻射強度的關系如圖甲所示，現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)。據此分析不正確的是 (　　)。 A．a燈泡與圖甲中曲線②對應 B．b燈泡與圖甲中曲線①對應 C．c燈泡與圖甲中曲線③對應 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，應對應圖甲中的曲線①，a燈泡照射不利于光合作用，應對應圖甲中的曲線②，c燈泡與圖甲中曲線③對應，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 提能強化練——考點強化重能力 8．(諸城市高三月考)某活動小組為了探究光合作用產物的運輸路徑，設計如下實驗：將圖甲(a表示葉片，b表示莖、c表示果實、X表示某種氣體)放入光合作用最適的溫度和光照強度下培養(yǎng)，并隨時記錄a、b和c三處放射物含量的數值如圖乙。下列分析正確的是 (　　)。 A．根據實驗要求應該用氧元素做放射性同位素實驗研究 B．X中該元素轉化為三碳糖分子的途徑稱為檸檬酸循環(huán) C．t1時刻不是光合作用的結束點，S2的值表示種子的呼吸量 D．若適當提高溫度，則圖乙中的S1和S2的值都將變小 解析　檢測光合產物的運輸途徑，應標記C元素；C元素轉化為三碳糖分子的途徑為卡爾文循環(huán)；t1表示葉片中標記的光合產物全部運輸到莖或果實內，此時光合作用并沒有停止；呼吸作用最適溫度高于光合作用的最適溫度，適當升高溫度后，呼吸作用強度大于光合作用強度，S1、S2的值均變小。 答案　D 9．(xx河南鄭州一模，8)將某綠色植物放在特定的實驗裝置中，研究溫度對光合作用和呼吸作用的影響(其他實驗條件都是理想的)，實驗以CO2的吸收量與釋放量為指標。實驗結果如表所示： 溫度/ ℃ 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收CO2/(mgh－1) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗中釋放CO2/(mgh－1) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 下面對該表數據分析正確的是 (　　)。 A．晝夜不停地光照，在35 ℃時該植物不能生長 B．晝夜不停地光照，在20 ℃時該植物生長得最快 C．每天光照12 h，20 ℃時該植物積累有機物最多 D．每天光照l2 h，30 ℃時積累的有機物是10 ℃時的2倍 解析　植物生長速度與其有機物積累速度有關，植物光照下吸收CO2的速率代表其凈光合速率，故晝夜不停地光照，在35 ℃時該植物可以生長。晝夜不停照光，在25 ℃時該植物生長最快。每天光照12 h，在20 ℃時該植物積累有機物最多。每天光照12 h，30 ℃時積累的有機物是10 ℃時的0.5倍。 答案　C 10．(xx衡陽聯考一)在一定濃度的CO2和適當的溫度條件下，測定A植物和B植物在不同光照條件下的光合速率，結果如表所示。據表中數據推測：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量的差值為11。 答案　A 大題沖關練——綜合創(chuàng)新求突破 11．(xx濟南4月)如圖所示，利用黑藻進行光合作用實驗，圖乙表示某葉肉細胞的模式圖，圖丙表示光照強度與CO2吸收速率的關系。請據圖回答： (1)當光照強度在0～a時，甲裝置收集到的氣體是________。當光照強度由0逐漸增強到b時，單位時間內甲裝置收集到的氣泡數量的變化情況為________。 (2)圖乙中光反應發(fā)生在[　]________，光反應中的能量變化是________，CO2在③結構中產生的場所是________。 (3)在特定實驗裝置內，用黑藻研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響(其余的實驗條件都是理想的)，實驗結果如表所示： 溫度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.15 3.75 3.53 3.00 黑暗中釋放CO2(mg/h) 0.52 0.75 1.25 1.75 2.25 3.00 3.50 ①若在持續(xù)光照下，該植物生長的最適溫度是________。 ②若連續(xù)進行12小時光照、12小時黑暗處理，________溫度下的黑藻不能正常生長。 ③通過增施有機肥料可提高農作物產量，原因是_______________________。 解析　本題考查影響光合作用與呼吸作用的因素，意在考查考生的理解分析能力。(1)光照強度為0～a時，細胞呼吸作用強度大于光合作用強度，甲裝置收集到的氣體為CO2。當光照強度由0逐漸增強到a時，光合作用強度逐漸增強，甲裝置釋放的氣泡數量逐漸減少；當光照強度達到a時，呼吸作用強度等于光合作用強度，此時釋放的氣泡數量最少；當光照強度由a逐漸增強到b時，光合作用強度大于呼吸作用強度，釋放的氧氣逐漸增多，所以當光照強度由0逐漸增強到b時，單位時間內甲裝置收集到的氣泡數量先減少后增加。(2)光反應的場所是類囊體，能量變化是光能→ATP中活躍的化學能，葉肉細胞線粒體中CO2產生于線粒體基質。(3)光照下吸收的CO2量代表的是凈光合速率，即有機物的凈積累量，25 ℃下，有機物的凈積累量最大，最適合該植物生長。35 ℃時該植物的凈光合速率小于呼吸速率，12 h光照、12 h黑暗處理，植物不能正常生長。 答案　(1)CO2　先減少后增加　(2)①　類囊體　光能→ATP中活躍的化學能　線粒體基質　(3)①25 ℃　35 ℃?、畚⑸锓纸庥袡C肥料，釋放CO2并提供礦質元素 12．(xx日照一模)圖甲表示在光照充足、CO2濃度適宜的條件下，溫度對某植物真正光合作用速率和呼吸作用速率的影響，其中實線表示真正光合作用速率，虛線表示呼吸作用速率。圖乙為該植物在適宜條件下，光合作用速率隨光照強度的變化示意圖，b、c點的光照強度分別是Lb、Lc。請據圖回答問題。 (1)由圖甲可知，與________作用有關的酶對高溫更為敏感。溫度會影響光合作用的________階段。 (2)當環(huán)境溫度為42 ℃時，該植物有機物的積累速率為________mg/h。理論上預計，在溫度為________條件下，植物的生長狀況達到最佳，已知圖乙是在此溫度條件下繪制而成的，理論上分析，如果溫度改變?yōu)?6 ℃，圖中b點將向________移。 (3)圖乙中c點表示________。ad段表示的生物學意義是________。 解析 本題考查光合作用與呼吸作用的相關內容，意在考查考生的分析能力和獲取信息的能力。由圖甲可知，與光合作用有關的酶對高溫更為敏感。溫度會影響酶的活性，因此會影響光合作用的光反應階段和暗反應階段。由圖甲可知，環(huán)境溫度為42℃時，兩曲線相交，則此時真正光合作用速率等于呼吸作用速率，有機物的積累速率為0mg /h。圖乙中C點表示光照強度為Lc時，植物光合速率達到最大。 答案 （1）光合 光反應階段和暗反應 （2）0 30℃ 右 （3）光照強度為Lc時，植物光合速率達到最大（光合速率最大時的最小光照強度） 光照強度大于或等于Lc時的真正光合作用速率（葉綠體光合作用釋放02的速率 13．(xx山東棗莊期中檢測)對農作物光合作用和呼吸作用的研究，可以指導我們的農業(yè)生產。下面是某研究小組以番茄為材料所做的相關實驗及其結果，請回答相關問題。 (1)由甲圖可推知，與P點相比，Q點限制番茄單株光合作用強度的外界因素最可能是________________(寫出兩種)。 (2)種植番茄的密閉大棚內，一晝夜空氣中的CO2含量變化如圖乙所示。若番茄長期處于圖乙所示的環(huán)境條件下，其能否正常生長？________，原因是________________________。圖乙曲線中表示番茄光合作用強度與呼吸作用強度相等的點為________，含有機物最多的點為________(圖中字母表示)。 (3)在圖乙的B→D段，葉綠體內ADP的移動方向為_____________________。 (4)將對稱葉片左側遮光右側曝光(如圖丙)，并采用適當的方法阻止兩部分之間的物質和能量的轉移。在適宜光照下照射12 h后，從兩側截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a和b(單位：g)。則12 h內右側截取部分光合作用制造的有機物總量為________g(用字母表示)。 (5)裝置丁(如圖)可用來探究光照強度對光合作用強度的影響。根據該圖的材料及設置，可以確定該實驗的因變量應該是________________________。 答案　(1)光照、CO2濃度　(2)能　因為一晝夜大棚內的CO2濃度有所下降，說明光合作用產生的有機物有積累　B、D　D　(3)由葉綠體基質移向類囊體薄膜 (4)ba　(5)單位時間上浮圓葉片的數量(浮起相同圓葉片所需時間)