高考生物一轮复习 第11讲 能量之源——光与光合作用计时双基练 新人教版必修1

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计时双基练(十一)　能量之源——光与光合作用 (计时：45分钟　满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共65分) 1．(2016河北二次联考)下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述中，正确的是(　　) A．叶绿素的提取需要加入层析液作为提取液 B．过滤时应使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口 C．分离色素时应将滤液细线置于层析液中 D．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同 解析　提取叶绿素使用无水乙醇或丙酮，层析液用于分离色素；过滤时使用单层尼龙布，并用棉塞塞住试管口，以防止有毒的、挥发性强的丙酮挥发；分离色素时不能将滤液细线置于层析液中，否则色素会溶入层析液中；不同材料中四种色素在层析液中的溶解度相同，来自不同材料叶绿体中的四种色素含量可能不同，经过纸层析后，在滤纸上的排列顺序相同，色素带粗细可能不同。 答案　B 2．下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中，叙述正确的是(　　) A．叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同 B．实验中要注意不能让层析液没及滤液细线，是为避免色素迅速扩散进入层析液中 C．将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，光谱的颜色明显减弱的是绿光 D．提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用 解析　本题考查叶绿体色素的提取和分离、光合色素的功能等知识，意在考查考生在理解和实验分析方面的能力。难度中等。不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素在滤纸上扩散的速度快，故叶绿体色素能够在滤纸上分离开；实验中不能让层析液没及滤液细线，否则滤液细线中的色素会扩散进入层析液中；叶绿体色素对绿光吸收最少，白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，则绿光强度基本不变；光合作用需要多种色素的参与，且需叶绿体类囊体膜上多种酶的参与，因此仅仅有叶绿素，光合作用是无法进行的。 答案　B 3．某同学在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，四组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析不正确的是(　　) A．绿叶中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同 B．①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果 C．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果 D．③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果 解析　绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，A错误；若未加CaCO3，叶绿素可能被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，B正确；若实验中所加溶剂为水，而不是有机溶剂无水乙醇，则提取不到叶绿体中的色素，因为色素不溶于水，C正确；若未加SiO2，可能导致研磨不充分，即各种色素的提取量均少于正常水平，D正确。 答案　A 4．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况：据图判断，以下说法不正确的是(　　) A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光 B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度 C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加 D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少 解析　本题考查叶绿体中色素吸收光能的情况，意在考查考生的识图分析能力和图文转换能力。类胡萝卜素主要吸收400～500 nm 波长的光，A项正确；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B项正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光合作用增强，C3还原加速，C3减少，C项错误；叶绿素b主要吸收420～470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D项正确。 答案　C 5．如图为光合作用示意图。下列说法错误的是(　　) A．①表示O2，④表示CO2 B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O) C．C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有② D．增加光照强度，C3的含量将减少 解析　本题考查光合作用的过程，意在考查考生在理解和识图析图方面的能力。在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应，这一阶段中产生[H](即NADPH)、ATP和氧气，因此，①表示氧气，④表示暗反应中与C5反应的CO2；CO2先与C5反应生成C3，然后C3在光反应提供的ATP和[H]参与下被还原成(CH2O)；增加光照强度，则光反应产生的ATP和[H]增多，则在暗反应中有更多的C3，被还原，故增加光照强度，C3含量减少。 答案　C 6．用足量的14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞长时间在较强光照下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗中。下列关于叶肉细胞中含放射性三碳化合物(C3)的浓度的推测正确的是(　　) A．光照中含放射性的C3的浓度持续上升，黑暗中含放射性的C3的浓度持续下降 B．光照中含放射性的C3的浓度先上升后下降，黑暗中含放射性的C3的浓度持续上升 C．光照中含放射性的C3的浓度先上升后保持稳定，黑暗中含放射性的C3的浓度持续上升 D．光照中和黑暗中含放射性的C3的浓度的变化均是先上升后保持稳定 解析　本题考查光合作用的暗反应过程，意在考查考生分析问题的能力。在较强光照下，当叶肉细胞开始利用14CO2进行固定时，产生的含放射性的三碳化合物的浓度将上升，由于暗反应循环进行，最终含放射性的三碳化合物的含量将保持稳定。黑暗环境下，由于光反应停止，含放射性的三碳化合物积累，其含量持续上升，但最终达到某个值后将维持稳定。 答案　D 7．如图是植物叶肉细胞内发生的生理过程，下列叙述正确的是(　　) A．植物叶肉细胞的叶绿体和线粒体中均可产生ATP和[H] B．光合作用与呼吸作用产生的ATP，均可用于对矿质元素的吸收等生命活动 C．光合作用在叶绿体内进行，有氧呼吸在线粒体中进行 D．线粒体中产生的CO2进入叶绿体内参与光合作用至少穿过6层膜结构 解析　本题考查光合作用与呼吸作用的相关知识，意在考查考生对光合作用与呼吸作用过程的理解。选项A，叶肉细胞光合作用的光反应阶段和细胞呼吸过程中均有ATP和[H]的合成。选项B，光合作用产生的ATP只能用于暗反应，呼吸作用产生的ATP可用于各项生命活动。选项C，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。选项D，线粒体与叶绿体均具有双层膜，同一细胞内的线粒体产生的CO2进入该细胞的叶绿体内时，穿过膜的层数最少，且穿过膜的层数是4。 答案　A 8．离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是(　　) 解析　本题考查外界因素对光合作用过程的影响，意在考查考生的识图能力和分析推理能力。离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内O2的含量逐渐减少，B项正确。 答案　B 9．如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中二氧化碳吸收量和释放量(单位：mg/h)的影响情况。已知除了温度变化之外，其他环境条件(如光照强度等)不变，下列说法正确的是(　　) A．根据图中曲线，无法确定呼吸作用的最适温度 B．光照下CO2的吸收量表示光合作用同化的CO2量 C．图中a点表示光合作用强度与呼吸作用强度相等 D．环境温度超过25 ℃时，植物体内有机物的量会减少 解析　本题考查影响光合作用和细胞呼吸的环境因素，意在考查考生的信息获取能力和分析推理能力。由图可知，黑暗中随着温度上升，CO2的释放量逐渐增加，没有出现最大值；植物光合作用同化的CO2量包括光照下CO2的吸收量和呼吸作用释放的CO2量；图中a点表示净光合作用强度与呼吸作用强度相等，总光合作用强度大于呼吸作用强度；环境温度超过25 ℃时，植物体内有机物的量并没有减少，仍在不断积累。 答案　A 10．如图所示，两曲线分别表示阳生植物和阴生植物CO2吸收量随光照强度变化的情况。当光照强度为c时，两植物的有机物积累速率分别为A1、B1，两植物有机物合成速率分别为A2、B2，下列比较结果正确的是(　　) A．A1＝B1；A2B1；A2＝B2 C．A1B2 解析　当光照强度为c点时，两曲线交于一点，即c点表明有机物的积累速率相等，即A1＝B1，而有机物的合成速率＝积累速率＋呼吸速率，故A2>B2。 答案　D 11．将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如下数据。下列说法正确的是(　　) A．该植物在27 ℃时生长最快，在29 ℃和30 ℃时不表现生长现象 B．该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是29 ℃ C．在27 ℃、28 ℃和29 ℃时光合作用制造的有机物的量相等 D．30 ℃时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物，都是1 mg/h 解析　暗处理后有机物减少量代表呼吸速率，4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h，光照与暗处理前的有机物增加量代表1小时的光合作用和2小时的呼吸作用的差值，所以图中两个数值的绝对值相加代表每小时的净光合速率(有机物积累量)，4个温度下分别为4 mg/h、5 mg/h、6 mg/h、2 mg/h，所以总光合速率(有机物制造量)分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物在29 ℃时生长最快，4个温度下都表现生长现象；该植物在29 ℃条件下制造的有机物最多；该植物在30 ℃条件下光合作用制造的有机物为3 mg/h，呼吸作用消耗的有机物为1 mg/h。 答案　B 12．图①是八月份某一晴天，一昼夜中棉花植株CO2的吸收和释放曲线；图②表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。请分别指出图①中表示时间的字母与图②中(1)、(2)、(3)、(4)所发生的生理活动相对应的选项是(　　) A．d、e、f、g B．d、c、b、a C．e、g、a、h D．f、c、b、d 解析　分析图②中(1)图可知此时植株光合作用强度大于细胞呼吸强度；分析图②中(2)图可知此时植株光合作用强度等于细胞呼吸强度；分析图②中(3)图可知此时植株细胞呼吸强度大于光合作用强度；分析图②中(4)图可知此时植株无光合作用，只进行细胞呼吸。a时植株只进行细胞呼吸；b～c段、g～h段植株既进行细胞呼吸又进行光合作用，但细胞呼吸强度大于光合作用强度；c时、g时植株细胞呼吸强度等于光合作用强度；c～g段植株光合作用强度大于细胞呼吸强度。 答案　B 13．某密闭温室大棚内CO2浓度的变化如图所示，其中B、C两点的温度相同。下列说法错误的是(　　) A．经一昼夜后大棚内植物有机物积累量增加 B．经一昼夜后大棚内O2浓度增加 C．B、C两点时温室大棚中的光照强度相同 D．B、C两点时叶肉细胞的光合作用速率等于细胞呼吸的速率 解析　本题考查环境因素对光合作用的影响，意在考查考生从图中获取信息的能力和分析推理能力。选项A，由图可知，一昼夜后大棚内CO2浓度下降，减少的CO2用于合成有机物，因此，植物体内有机物积累量将增加。选项B，CO2浓度下降，说明光合作用总强度大于细胞呼吸，因此大棚内O2浓度增加。选项C、D，B、C两点时温度相同，说明细胞呼吸强度相同，同时由于B、C两点时光合作用强度等于细胞呼吸强度，说明B、C两点时的光合作用强度也相同。但C点时的CO2浓度更低，说明C点时的光照强度必然要大于B点时的光照强度。 答案　C 二、非选择题(共35分) 14．(18分)如图为某绿色植物成熟的叶肉细胞内部分代谢过程，其中①～⑤表示生理过程，A～E表示物质。据图分析回答下列问题。 (1)在过程①中，细胞生成物质B的同时，还产生了______。物质C从细胞外进入细胞内并参与了过程③，如果物质C的供应突然停止，其他条件不变，短期内C5的含量变化是____________。 (2)物质B参与过程⑤，如果物质B严重不足，则C6H12O6分解的反应式为________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)Mg是合成叶绿素的必需元素，Mg2＋通过细胞膜的方式为____________，细胞外的Mg2＋进入叶绿体(基质中)至少穿过________层膜结构。 (4)某生物兴趣小组借助5套密封装置，研究不同光照强度与该绿色植物O2相对释放量的关系。在其他条件相同的情况下，1 h内记录到如下表所示的实验结果： 　　　　　　光照强度(lx) O2释放量(mL)　　　　　 组别　　　　　　　　　 0 500 1 000 2 000 3 000 1 －4.0 －2.3 0 6.2 11.6 2 －4.1 －2.2 －0.1 6.4 11.5 3 －4.2 －2.1 0.1 6.3 11.7 平均值 ①在每个光照条件下，均设置1、2、3组是遵循________原则。 ②在光照强度为500 lx时，能够产生ATP的部位有__________________________________________________________。 ③上述实验条件下最大O2产生量平均每小时为____mL。 解析　本题考查光合作用和细胞呼吸的过程，意在考查考生的识图能力和分析理解能力。 (1)由图可知，①表示光反应，②表示C3还原，③表示CO2的固定，④表示有氧呼吸的第一阶段，⑤表示有氧呼吸的第二、三阶段；A表示H2O，B表示O2，C表示CO2，D表示[H]和ATP，E表示[H]和丙酮酸。过程①中，发生了水的分解和ATP的合成，在生成B的同时，还产生了[H]和ATP，如果CO2的供应突然停止，则C3的合成量减少，C5含量增加。 (2)物质B(氧气)参与过程⑤。如果氧气严重不足，细胞内发生无氧呼吸，葡萄糖被氧化分解为酒精和CO2，同时释放少量能量。 (3)Mg2＋以主动运输的方式通过细胞膜，细胞外的Mg2＋进入叶绿体(基质中)至少需穿过1层细胞膜和2层叶绿体膜，共3层膜结构。 (4)本实验中重复设置1、2、3组是为了减小实验误差，遵循平行重复原则。在光照强度为500 lx时，该绿色植物既进行光合作用又进行呼吸作用，产生ATP的部位有细胞质基质、叶绿体和线粒体。从表中数据可以看出，在光照强度为3 000 lx时O2的产生量最大，取平均值为[(4.0＋11.6)＋(4.1＋11.5)＋(4.2＋11.7)]3＝15.7(mL)。 答案　(1)[H]、ATP　升高 (2)C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量(少量) (3)主动运输　3 (4)①平行重复　②细胞质基质、叶绿体、线粒体(写全)　③15.7 15．(17分)某科研小组在25 ℃条件下对植物甲和植物乙叶肉细胞的光合作用特性进行了研究，结果如图所示。 (1)图中A点条件下植物甲叶肉细胞产生ATP的细胞器有________________，B点条件下植物乙叶肉细胞进行光合作用消耗CO2的速率为________。 (2)在本实验条件下，植物甲叶肉细胞的最大净光合速率________(填“大于”“等于”或“小于”)植物乙的最大净光合速率。在无光条件下植物________(填“甲”或“乙”)的干重减少得更快。 (3)另有研究发现沙尘天气会影响这两种植物的生长，分析认为：首先沙尘天气遮挡阳光直接影响光合作用的________阶段；其次沙尘堵塞植物叶气孔，影响光合作用的________阶段。 解析　(1)A点条件下，植物甲的叶肉细胞光合速率与呼吸速率相等，叶肉细胞中光合作用和有氧呼吸产生ATP的细胞器分别是叶绿体和线粒体。B点条件下，植物乙的叶肉细胞光合速率与呼吸速率相等，植物乙叶肉细胞的呼吸速率为10 μmolm－2s－1，则光合速率也为10 μmolm－2s－1。(2)二氧化碳吸收速率即净光合速率，从图中可知植物甲叶肉细胞的最大净光合速率大于植物乙的最大净光合速率。在无光条件下，植物只进行呼吸作用，图中显示植物乙的呼吸速率大于植物甲，因此，在无光条件下植物乙的干重减少得更快。(3)光照减弱后会直接影响光反应。环境中二氧化碳通过气孔进入植物的叶肉细胞，二氧化碳参与暗反应，气孔堵塞后会影响暗反应。 答案　(1)叶绿体和线粒体　10 μmolm－2s－1 (2)大于　乙 (3)光反应　暗反应