2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 核心素養(yǎng)提升練 十二 3.4 能量之源—光與光合作用(二)（含解析）.doc

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能量之源——光與光合作用(二) (30分鐘　100分) 一、選擇題(共5小題，每小題7分，共35分) 1.(2018江蘇高考)如圖為某一植物在不同實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得的凈光合速率，下列假設(shè)條件中能使圖中結(jié)果成立的是 (　　) A.橫坐標(biāo)是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 B.橫坐標(biāo)是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 C.橫坐標(biāo)是光波長(zhǎng)，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度 D.橫坐標(biāo)是光照強(qiáng)度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度 【解析】選D。如果橫坐標(biāo)是CO2濃度，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高，光合作用增強(qiáng)，但超過最適溫度光合作用強(qiáng)度反而下降，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)是溫度，則隨著溫度升高，甲、乙曲線在最高點(diǎn)后都應(yīng)下降，而不是保持水平，B項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其他波長(zhǎng)的光色素吸收很少或不吸收，光合作用強(qiáng)度也相應(yīng)較弱或?yàn)榱?，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若橫坐標(biāo)表示光照強(qiáng)度，甲可以表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度，D項(xiàng)正確。 2.(2019廣州模擬)下列關(guān)于光合作用原理應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　) A.作物合理間作套種，可充分利用光能 B.大田種植“正其行，通其風(fēng)”，能提高作物對(duì)CO2的利用率 C.適時(shí)進(jìn)行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度 D.白天與夜間適當(dāng)提高溫度，有利于增加大棚蔬菜產(chǎn)量 【解析】選D。合理間作套種，可以提高光合作用的面積，提高光能利用率，提高光合作用強(qiáng)度，A正確；“正其行，通其風(fēng)”，能提高作物對(duì)CO2的利用，進(jìn)而提高光合作用強(qiáng)度，B正確；“光合午休”是植物中午為避免蒸騰作用過強(qiáng)而關(guān)閉部分氣孔的現(xiàn)象，適時(shí)進(jìn)行灌溉可以緩解作物的“光合午休”程度，C正確；夜間降低溫度可以降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，有利于增加大棚蔬菜產(chǎn)量，D錯(cuò)誤。 【加固訓(xùn)練】 　　如圖表示在適宜的光照強(qiáng)度、溫度和水分等條件下，某實(shí)驗(yàn)小組所測(cè)得的甲、乙兩種植株葉片CO2吸收速率與CO2濃度的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A.CO2濃度為b時(shí)甲、乙植株真正光合速率相等 B.若將甲、乙植株置于密閉玻璃鐘罩內(nèi)，一段時(shí)間后甲植株先死亡 C.只要有CO2，植株就能進(jìn)行光合作用 D.a點(diǎn)時(shí)，甲植株葉肉細(xì)胞光合速率為零 【解析】選B。CO2濃度為b時(shí)，甲、乙植株吸收二氧化碳的速率相同，而二氧化碳的吸收速率能體現(xiàn)植物的凈光合速率，這說明兩植株的凈光合速率相等，A錯(cuò)誤；由于甲植物二氧化碳的飽和點(diǎn)較高，因此若將甲、乙植株置于密閉玻璃鐘罩內(nèi)，一段時(shí)間后甲植株先死亡，B正確；植株進(jìn)行光合作用受多種因素的影響，如光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等，二氧化碳濃度過低時(shí)也不能進(jìn)行光合作用，C錯(cuò)誤；a點(diǎn)時(shí)，甲植株葉肉細(xì)胞光合速率等于呼吸速率，光合速率大于零，D錯(cuò)誤。 3.在同一天不同時(shí)間里，從經(jīng)過暗處理的植物的同一葉片上陸續(xù)取下面積相同的葉圓片，稱取其質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，在不考慮葉片內(nèi)有機(jī)物向其他部位轉(zhuǎn)移的情況下進(jìn)行分析，其中錯(cuò)誤的是 (　　) A.葉圓片y比葉圓片x重 B.(y-x)g可代表從上午10時(shí)到下午4時(shí)有機(jī)物的凈增加量 C.在下午4時(shí)至晚上10時(shí)這段時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物的量可表示為(y-z)g D.假設(shè)全天溫度保持不變，則從上午10時(shí)到下午4時(shí)，一個(gè)葉圓片制造的有機(jī)物為(y-x)g 【解析】選D。y經(jīng)過了光合作用，比在暗處理下的葉片多積累了一些有機(jī)物，因此y比x重，A正確；(y-x)g可代表從上午10時(shí)到下午4時(shí)有機(jī)物的凈增加量，B正確；下午4時(shí)到晚上10時(shí)整個(gè)裝置都在黑暗中，植物葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，(y-z)g表示這6個(gè)小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物的量，C正確；(y-x)g可代表從上午10時(shí)到下午4時(shí)有機(jī)物的凈增加量，(y-z)g表示6個(gè)小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物的量，所以從上午10時(shí)到下午4時(shí)，一個(gè)葉圓片制造的有機(jī)物=6個(gè)小時(shí)內(nèi)有機(jī)物的凈增加量+6個(gè)小時(shí)細(xì)胞呼吸消耗的有機(jī)物的量=(y-x)+(y-z) =2y-x-z，D錯(cuò)誤。 4.(2019營(yíng)口模擬)如圖所示①～④曲線圖均表示光合速率與某些影響因素的關(guān)系。在下列各選項(xiàng)中，錯(cuò)誤的表述是 (　　) A.①圖中的X因素可表示CO2濃度，植物在較強(qiáng)光照時(shí)的a點(diǎn)值一般要比在較弱光照時(shí)的低 B.②圖中Y因素最有可能代表溫度 C.③圖中，其他條件適宜，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，b點(diǎn)將向左移動(dòng) D.④圖中，Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2濃度，當(dāng)光照強(qiáng)度小于c值時(shí)，限制光合速率增加的主要因素是光照強(qiáng)度 【解析】選C。根據(jù)題意和圖示分析可知：①圖中的X因素可表示CO2濃度，因?yàn)閍點(diǎn)表示CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用，植物在較強(qiáng)光照時(shí)的a點(diǎn)值一般要比在較弱光照時(shí)的低，A正確；②圖中的Y因素最可能是溫度，因?yàn)闇囟瘸^一定限度后，酶的活性會(huì)降低，導(dǎo)致光合速率降低，B正確；③圖中，b點(diǎn)表示光合速率等于呼吸速率，當(dāng)植物缺Mg時(shí)，光合速率降低，只有增大光照強(qiáng)度才能提高光合速率，即植物缺Mg時(shí)，b點(diǎn)將向右移動(dòng)，C錯(cuò)誤；④圖中，當(dāng)光照強(qiáng)度小于c值時(shí)，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合速率逐漸加快，因此光照強(qiáng)度小于c值時(shí)，限制光合速率增加的主要因素是光照強(qiáng)度，D正確。 【方法技巧】曲線圖中的限制因素分析 (1)達(dá)到曲線的飽和點(diǎn)之前，限制因素是橫坐標(biāo)表示的因素。 (2)達(dá)到曲線的飽和點(diǎn)之后，限制因素是除橫坐標(biāo)表示的因素以外的其他因素。 5.研究小組從湖泊的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對(duì)密封黑白瓶中(白瓶為透明瓶，黑瓶為不透光瓶)，剩余的水樣測(cè)得初始溶氧量為10 mg/L。將六對(duì)密封黑白瓶分別置于六種不同的光照條件下(由a→e逐漸加強(qiáng))，其他條件相同，24小時(shí)后，實(shí)測(cè)獲得六對(duì)黑白瓶中溶氧量，記錄數(shù)據(jù)如下。下列分析錯(cuò)誤的 是 (　　) 光照強(qiáng)度(klx) 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 E E A.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h內(nèi)為7 mg/L B.光照強(qiáng)度為d、e時(shí)，黑瓶中溶氧量應(yīng)為3 mg/L C.光照強(qiáng)度為c時(shí)，在24 h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為28 mg/L D.光照強(qiáng)度為d時(shí)，再增加光照強(qiáng)度，瓶中溶解氧的含量也不會(huì)增加 【解析】選C。分析黑瓶可知，24 h氧氣的消耗量是10-3=7 mg/L，即瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h內(nèi)為7 mg/L，A正確；由光照強(qiáng)度分別為0、a、b、c時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)可知，光照強(qiáng)度為d、e時(shí)，黑瓶中溶氧量應(yīng)為3 mg/L，B正確；光照強(qiáng)度為c時(shí)，24 h后白瓶中氧氣的增加量是24-10=14 mg/L，呼吸消耗量是7 mg/L，因此在24 h內(nèi)白瓶中植物產(chǎn)生的氧氣量為14+7=21 mg/L，C錯(cuò)誤；由表格數(shù)據(jù)可知，d對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度已達(dá)到光的飽和點(diǎn)，再增加光照強(qiáng)度，瓶中溶解氧的含量也不會(huì)增加，D正確。 【方法技巧】“黑白瓶法”測(cè)定光合速率與呼吸速率 黑瓶中只能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，而白瓶中既能進(jìn)行光合作用又能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以用黑瓶(無(wú)光照的一組)測(cè)得的為細(xì)胞呼吸強(qiáng)度值，用白瓶(有光照的一組)測(cè)得的為表觀(凈)光合作用強(qiáng)度值，綜合兩者即可得到真正光合作用強(qiáng)度值。 二、非選擇題(共2小題，共35分) 6.(17分)(2018全國(guó)卷Ⅱ)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性，某同學(xué)選取來(lái)自樹冠不同層的A、B兩種葉片，分別測(cè)定其凈光合速率，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題： (1)從圖可知，A葉片是樹冠_______(填“上層”或“下層”)的葉片，判斷依據(jù)是________。 (2)光照強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，A葉片的凈光合速率開始下降，但測(cè)得放氧速率不變，則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的________反應(yīng)受到抑制。 (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量，在提取葉綠素的過程中，常用的有機(jī)溶劑是_________________。 【解題指南】(1)關(guān)鍵信息：分析題干兩圖的區(qū)別，比較光飽和點(diǎn)、光補(bǔ)償點(diǎn)的大小。 (2)關(guān)鍵知識(shí)：光合作用過程、影響光合作用的外界因素。 【解析】(1)題干兩圖橫坐標(biāo)都是光照強(qiáng)度，縱坐標(biāo)都是凈光合速率。A葉片的細(xì)胞呼吸弱，光補(bǔ)償點(diǎn)低，光飽和點(diǎn)低，適應(yīng)弱光環(huán)境，判斷為下層葉片。 (2)放氧速率不變，說明光反應(yīng)速率不變，凈光合速率下降的主要原因是暗反應(yīng)受到抑制。 (3)綠葉中的色素易溶于有機(jī)溶劑，常用無(wú)水乙醇提取。 答案：(1)下層　A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時(shí)所需光照強(qiáng)度低于B葉片 (2)暗　(3)無(wú)水乙醇 7.(18分)(2018全國(guó)卷Ⅲ)回答下列問題： (1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的________上，該物質(zhì)主要捕獲可見光中的_________。 (2)植物的葉面積與產(chǎn)量關(guān)系密切，葉面積系數(shù)(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質(zhì)積累速率之間的關(guān)系如圖所示。由圖可知：當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí)，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均___________。當(dāng)葉面積系數(shù)超過b時(shí)，群體干物質(zhì)積累速率降低，其原因是__________________________________。 (3)通常，與陽(yáng)生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度________(填“高”或“低”)。 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵要理解植物群體光合速率即總光合速率，干物質(zhì)積累速率即凈光合速率，因此群體的干物質(zhì)積累速率=群體光合速率-群體呼吸速率。 【解析】本題主要考查光合作用和細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)。 (1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)是葉綠素和類胡蘿卜素，分布在葉綠體的類囊體薄膜上，葉綠體上的色素主要捕獲紅光和藍(lán)紫光。 (2)由圖可知：當(dāng)葉面積系數(shù)小于a時(shí)，隨葉面積系數(shù)增加，群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均上升；當(dāng)葉面積系數(shù)大于b時(shí)，由于群體光合速率不變，而群體呼吸速率仍在上升，導(dǎo)致群體凈光合速率降低，干物質(zhì)積累速率降低。 (3)由于陰生植物的呼吸作用強(qiáng)度小于陽(yáng)生植物，即陰生植物通過呼吸作用放出的CO2比陽(yáng)生植物少，因此陰生植物光合作用吸收CO2量與呼吸作用放出的CO2量相等時(shí)所需要的光照強(qiáng)度比陽(yáng)生植物低。 答案：(1)類囊體薄膜　藍(lán)紫光和紅光 (2)增加　群體光合速率不變，但群體呼吸速率仍在增加，故群體干物質(zhì)積累速率降低　(3)低 1.(5分)(2019達(dá)州模擬)如圖表示大豆葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的過程示意圖，其中A～D為不同的反應(yīng)過程，①～④代表不同物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是 (　　) A.過程A和過程D的生物化學(xué)反應(yīng)均發(fā)生在生物膜上 B.強(qiáng)光時(shí)，NADPH的合成速率明顯大于物質(zhì)②的生成速率 C.過程D產(chǎn)生的ATP能在過程B中大量用于(CH2O)的合成 D.過程D產(chǎn)生的CO2用于過程B至少要穿過4層生物膜 【解析】選D。據(jù)圖分析可知，過程A為光反應(yīng)，在葉綠體類囊體薄膜上完成；過程D為有氧呼吸的第二、三階段，分別在線粒體的基質(zhì)中和內(nèi)膜上完成，A錯(cuò)誤；在光反應(yīng)階段，物質(zhì)①為氧氣，物質(zhì)②為NADP+，物質(zhì)③為ADP和Pi，強(qiáng)光時(shí)，如果光合速率穩(wěn)定，則光反應(yīng)中各物質(zhì)的生成速率與暗反應(yīng)中各物質(zhì)的產(chǎn)生速率應(yīng)基本相等，即NADPH的合成速率基本等于②物質(zhì)的生成速率，B錯(cuò)誤；過程B為暗反應(yīng)，暗反應(yīng)中合成(CH2O)所需的ATP來(lái)源于光反應(yīng)合成的ATP，C錯(cuò)誤；線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生的CO2首先需要穿過線粒體的兩層生物膜，再穿過葉綠體的兩層生物膜才能在葉綠體基質(zhì)中被固定利用，所以至少穿過4層生物膜，D正確。 2.(5分)圖1是某高等綠色植物成熟綠葉組織在某光照強(qiáng)度和適宜溫度下，光合作用強(qiáng)度增長(zhǎng)率隨CO2濃度變化的情況。圖2為從生長(zhǎng)狀況相同的植物葉片上剪出大小、部位相同的若干圓葉片，抽取葉片內(nèi)的氣體，平均分成若干份，然后置于不同濃度的NaHCO3溶液中，給予相同的一定強(qiáng)度光照，測(cè)量圓葉片上浮至液面所需時(shí)間，其記錄結(jié)果繪成曲線圖。下列分析錯(cuò)誤的是 (　　) A.圖1中在d點(diǎn)時(shí)光合速率達(dá)到最大，此時(shí)限制光合速率的主要環(huán)境因素可能是光照強(qiáng)度 B.圖1中c點(diǎn)與b點(diǎn)相比，葉綠體中[H]的合成速率不變 C.從圖2分析，bc段曲線平緩的限制因素可能是光照強(qiáng)度 D.適當(dāng)增加光照強(qiáng)度重復(fù)圖2實(shí)驗(yàn)，b點(diǎn)將向下移動(dòng) 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵有三點(diǎn)： (1)圖1中縱坐標(biāo)是指光合作用強(qiáng)度增長(zhǎng)率，從a點(diǎn)至d點(diǎn)光合作用強(qiáng)度一直在增加，在d點(diǎn)時(shí)增長(zhǎng)率為0，則該點(diǎn)光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值。 (2)圖1中c點(diǎn)比b點(diǎn)的光合作用強(qiáng)度大。 (3)圖2中bc段曲線平緩說明CO2不再是限制因素。 【解析】選B。由圖1可知，從a點(diǎn)至d點(diǎn)光合作用強(qiáng)度一直在增加，在d點(diǎn)時(shí)增長(zhǎng)率為0，則該點(diǎn)光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大值，此時(shí)CO2足夠高，已不再是限制因素，由題干“適宜溫度下”可知，此時(shí)限制光合作用速率的主要環(huán)境因素可能是光照強(qiáng)度，A正確。圖1中c點(diǎn)比b點(diǎn)的光合作用強(qiáng)度大，葉綠體中[H]的合成速率增加，B錯(cuò)誤；圖2中bc段曲線平緩說明CO2不再是限制因素，限制因素可能是光照強(qiáng)度，C正確；適當(dāng)增加光照強(qiáng)度重復(fù)圖2實(shí)驗(yàn)，光合作用強(qiáng)度會(huì)增加，產(chǎn)生的O2更多，葉片上浮的時(shí)間更短，b點(diǎn)將向下移動(dòng)，D正確。 3.(20分)(2019蘭州模擬)下圖表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下密閉容器中苧麻在不同溫度條件下的凈光合速率和呼吸速率曲線及苧麻葉肉細(xì)胞內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)移方向。請(qǐng)回答： (1)曲線中光合速率與呼吸速率相等時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度是_____，此時(shí)該苧麻葉肉細(xì)胞葉綠體利用的CO2來(lái)源與上圖中的_____圖相對(duì)應(yīng)；苧麻葉肉細(xì)胞處于圖甲狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度范圍是_____________。 (2)苧麻葉肉細(xì)胞處于圖丁狀態(tài)時(shí)，類囊體上進(jìn)行的生理過程叫________，該過程中發(fā)生的物質(zhì)變化包括______________________________。 (3)若溫度保持在20 ℃，長(zhǎng)時(shí)間每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，該苧麻能否正常生長(zhǎng)？_________，原因是__________________________________。 (4)為探究苧麻葉肉細(xì)胞在光下能否分解水產(chǎn)生[H]，取其新鮮葉片制成葉綠體懸浮液。取一支試管，加入葉綠體懸浮液5 mL和0.1%的2，6-二氯酚靛酚(一種能被還原成無(wú)色的藍(lán)色氧化劑)溶液5滴，搖勻，置于直射光下，試管內(nèi)液體藍(lán)色逐漸褪去。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，本?shí)驗(yàn)的方法步驟還需要完善的做法是 _________________。 【解析】(1)當(dāng)光合速率與呼吸速率相等時(shí)，凈光合速率為零，對(duì)應(yīng)的溫度是 40 ℃。在溫度為40 ℃的條件下，苧麻的呼吸速率與光合速率相等，該苧麻葉肉細(xì)胞葉綠體利用的CO2來(lái)自自身細(xì)胞呼吸及外界空氣，與圖丁對(duì)應(yīng)。圖甲表示呼吸速率大于光合速率，凈光合速率為負(fù)值，55 ℃以后兩曲線重合，說明不再進(jìn)行光合作用，處于圖甲狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度范圍是40～55 ℃。 (2)圖丁表明光合速率大于呼吸速率，類囊體上進(jìn)行的生理過程為光反應(yīng)階段，該過程包括水的光解，水分解成氧氣和還原氫，以及ADP和Pi合成ATP。 (3)植物一晝夜有機(jī)物的積累量大于0時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)。溫度保持在20 ℃的條件下，植物白天的凈光合速率為2，晚上呼吸速率也為2，則一晝夜有機(jī)物的積累量=122-122=0，所以長(zhǎng)時(shí)間每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，該苧麻將不能正常生長(zhǎng)。 (4)本實(shí)驗(yàn)缺少一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的唯一變量是缺少光照，所以需要另取一支試管，加入與實(shí)驗(yàn)組相同的材料，但實(shí)驗(yàn)條件應(yīng)為置于黑暗中。 答案：(1)40 ℃　丁　40～55 ℃ (2)光反應(yīng)　水分解成氧氣和還原氫，以及ADP和Pi合成ATP (3)不能　該植株24 h內(nèi)凈積累的有機(jī)物為0 (4)另取一支試管，加入與實(shí)驗(yàn)組相同的材料，但置于黑暗中