2020年高考生物一轮复习 核心素养提升练 十二 3.4 能量之源—光与光合作用(二)（含解析）.doc

能量之源光与光合作用(二)(30分钟100分)一、选择题(共5小题，每小题7分，共35分)1.(2018江苏高考)如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度【解析】选D。如果横坐标是CO2浓度，在一定温度范围内，随着温度升高，光合作用增强，但超过最适温度光合作用强度反而下降，A项错误；若横坐标是温度，则随着温度升高，甲、乙曲线在最高点后都应下降，而不是保持水平，B项错误；叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，其他波长的光色素吸收很少或不吸收，光合作用强度也相应较弱或为零，C项错误；若横坐标表示光照强度，甲可以表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D项正确。2.(2019广州模拟)下列关于光合作用原理应用的叙述，错误的是()A.作物合理间作套种，可充分利用光能B.大田种植“正其行，通其风”，能提高作物对CO2的利用率C.适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度D.白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜产量【解析】选D。合理间作套种，可以提高光合作用的面积，提高光能利用率，提高光合作用强度，A正确；“正其行，通其风”，能提高作物对CO2的利用，进而提高光合作用强度，B正确；“光合午休”是植物中午为避免蒸腾作用过强而关闭部分气孔的现象，适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度，C正确；夜间降低温度可以降低呼吸作用，减少有机物的消耗，有利于增加大棚蔬菜产量，D错误。【加固训练】如图表示在适宜的光照强度、温度和水分等条件下，某实验小组所测得的甲、乙两种植株叶片CO2吸收速率与CO2浓度的关系，下列说法正确的是()A.CO2浓度为b时甲、乙植株真正光合速率相等B.若将甲、乙植株置于密闭玻璃钟罩内，一段时间后甲植株先死亡C.只要有CO2，植株就能进行光合作用D.a点时，甲植株叶肉细胞光合速率为零【解析】选B。CO2浓度为b时，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体现植物的净光合速率，这说明两植株的净光合速率相等，A错误；由于甲植物二氧化碳的饱和点较高，因此若将甲、乙植株置于密闭玻璃钟罩内，一段时间后甲植株先死亡，B正确；植株进行光合作用受多种因素的影响，如光照强度、温度、二氧化碳浓度等，二氧化碳浓度过低时也不能进行光合作用，C错误；a点时，甲植株叶肉细胞光合速率等于呼吸速率，光合速率大于零，D错误。3.在同一天不同时间里，从经过暗处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示，在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是()A.叶圆片y比叶圆片x重B.(y-x)g可代表从上午10时到下午4时有机物的净增加量C.在下午4时至晚上10时这段时间内，细胞呼吸消耗有机物的量可表示为(y-z)gD.假设全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为(y-x)g【解析】选D。y经过了光合作用，比在暗处理下的叶片多积累了一些有机物，因此y比x重，A正确；(y-x)g可代表从上午10时到下午4时有机物的净增加量，B正确；下午4时到晚上10时整个装置都在黑暗中，植物叶片只进行细胞呼吸，(y-z)g表示这6个小时细胞呼吸消耗的有机物的量，C正确；(y-x)g可代表从上午10时到下午4时有机物的净增加量，(y-z)g表示6个小时细胞呼吸消耗的有机物的量，所以从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物=6个小时内有机物的净增加量+6个小时细胞呼吸消耗的有机物的量=(y-x)+(y-z)=2y-x-z，D错误。4.(2019营口模拟)如图所示曲线图均表示光合速率与某些影响因素的关系。在下列各选项中，错误的表述是()A.图中的X因素可表示CO2浓度，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低B.图中Y因素最有可能代表温度C.图中，其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向左移动D.图中，Z因素(Z3Z2Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度【解析】选C。根据题意和图示分析可知：图中的X因素可表示CO2浓度，因为a点表示CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用，植物在较强光照时的a点值一般要比在较弱光照时的低，A正确；图中的Y因素最可能是温度，因为温度超过一定限度后，酶的活性会降低，导致光合速率降低，B正确；图中，b点表示光合速率等于呼吸速率，当植物缺Mg时，光合速率降低，只有增大光照强度才能提高光合速率，即植物缺Mg时，b点将向右移动，C错误；图中，当光照强度小于c值时，随着光照强度的增强，光合速率逐渐加快，因此光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度，D正确。【方法技巧】曲线图中的限制因素分析(1)达到曲线的饱和点之前，限制因素是横坐标表示的因素。(2)达到曲线的饱和点之后，限制因素是除横坐标表示的因素以外的其他因素。5.研究小组从湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对密封黑白瓶中(白瓶为透明瓶，黑瓶为不透光瓶)，剩余的水样测得初始溶氧量为10 mg/L。将六对密封黑白瓶分别置于六种不同的光照条件下(由ae逐渐加强)，其他条件相同，24小时后，实测获得六对黑白瓶中溶氧量，记录数据如下。下列分析错误的是()光照强度(klx)0(黑暗)abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)3333EEA.瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/LB.光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/LC.光照强度为c时，在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为28 mg/LD.光照强度为d时，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加【解析】选C。分析黑瓶可知，24 h氧气的消耗量是10-3=7 mg/L，即瓶中所有生物正常生活所需耗氧量在24 h内为7 mg/L，A正确；由光照强度分别为0、a、b、c时测得数据可知，光照强度为d、e时，黑瓶中溶氧量应为3 mg/L，B正确；光照强度为c时，24 h后白瓶中氧气的增加量是24-10=14 mg/L，呼吸消耗量是7 mg/L，因此在24 h内白瓶中植物产生的氧气量为14+7=21 mg/L，C错误；由表格数据可知，d对应的光照强度已达到光的饱和点，再增加光照强度，瓶中溶解氧的含量也不会增加，D正确。【方法技巧】“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率黑瓶中只能进行细胞呼吸，而白瓶中既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为表观(净)光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。二、非选择题(共2小题，共35分)6.(17分)(2018全国卷)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：(1)从图可知，A叶片是树冠_(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是_。(2)光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是_。【解题指南】(1)关键信息：分析题干两图的区别，比较光饱和点、光补偿点的大小。(2)关键知识：光合作用过程、影响光合作用的外界因素。【解析】(1)题干两图横坐标都是光照强度，纵坐标都是净光合速率。A叶片的细胞呼吸弱，光补偿点低，光饱和点低，适应弱光环境，判断为下层叶片。(2)放氧速率不变，说明光反应速率不变，净光合速率下降的主要原因是暗反应受到抑制。(3)绿叶中的色素易溶于有机溶剂，常用无水乙醇提取。答案：(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片(2)暗(3)无水乙醇7.(18分)(2018全国卷)回答下列问题：(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的_上，该物质主要捕获可见光中的_。(2)植物的叶面积与产量关系密切，叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均_。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是_。(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度_(填“高”或“低”)。【解题指南】解答本题的关键要理解植物群体光合速率即总光合速率，干物质积累速率即净光合速率，因此群体的干物质积累速率=群体光合速率-群体呼吸速率。【解析】本题主要考查光合作用和细胞呼吸的相关知识。(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质是叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿体上的色素主要捕获红光和蓝紫光。(2)由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均上升；当叶面积系数大于b时，由于群体光合速率不变，而群体呼吸速率仍在上升，导致群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。(3)由于阴生植物的呼吸作用强度小于阳生植物，即阴生植物通过呼吸作用放出的CO2比阳生植物少，因此阴生植物光合作用吸收CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。答案：(1)类囊体薄膜蓝紫光和红光(2)增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低(3)低1.(5分)(2019达州模拟)如图表示大豆叶肉细胞光合作用和呼吸作用的过程示意图，其中AD为不同的反应过程，代表不同物质。下列相关叙述正确的是()A.过程A和过程D的生物化学反应均发生在生物膜上B.强光时，NADPH的合成速率明显大于物质的生成速率C.过程D产生的ATP能在过程B中大量用于(CH2O)的合成D.过程D产生的CO2用于过程B至少要穿过4层生物膜【解析】选D。据图分析可知，过程A为光反应，在叶绿体类囊体薄膜上完成；过程D为有氧呼吸的第二、三阶段，分别在线粒体的基质中和内膜上完成，A错误；在光反应阶段，物质为氧气，物质为NADP+，物质为ADP和Pi，强光时，如果光合速率稳定，则光反应中各物质的生成速率与暗反应中各物质的产生速率应基本相等，即NADPH的合成速率基本等于物质的生成速率，B错误；过程B为暗反应，暗反应中合成(CH2O)所需的ATP来源于光反应合成的ATP，C错误；线粒体基质中产生的CO2首先需要穿过线粒体的两层生物膜，再穿过叶绿体的两层生物膜才能在叶绿体基质中被固定利用，所以至少穿过4层生物膜，D正确。2.(5分)图1是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长率随CO2浓度变化的情况。图2为从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片内的气体，平均分成若干份，然后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线图。下列分析错误的是()A.图1中在d点时光合速率达到最大，此时限制光合速率的主要环境因素可能是光照强度B.图1中c点与b点相比，叶绿体中H的合成速率不变C.从图2分析，bc段曲线平缓的限制因素可能是光照强度D.适当增加光照强度重复图2实验，b点将向下移动【解题指南】解答本题的关键有三点：(1)图1中纵坐标是指光合作用强度增长率，从a点至d点光合作用强度一直在增加，在d点时增长率为0，则该点光合作用强度达到最大值。(2)图1中c点比b点的光合作用强度大。(3)图2中bc段曲线平缓说明CO2不再是限制因素。【解析】选B。由图1可知，从a点至d点光合作用强度一直在增加，在d点时增长率为0，则该点光合作用强度达到最大值，此时CO2足够高，已不再是限制因素，由题干“适宜温度下”可知，此时限制光合作用速率的主要环境因素可能是光照强度，A正确。图1中c点比b点的光合作用强度大，叶绿体中H的合成速率增加，B错误；图2中bc段曲线平缓说明CO2不再是限制因素，限制因素可能是光照强度，C正确；适当增加光照强度重复图2实验，光合作用强度会增加，产生的O2更多，叶片上浮的时间更短，b点将向下移动，D正确。3.(20分)(2019兰州模拟)下图表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下密闭容器中苎麻在不同温度条件下的净光合速率和呼吸速率曲线及苎麻叶肉细胞内CO2的转移方向。请回答：(1)曲线中光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_，此时该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来源与上图中的_图相对应；苎麻叶肉细胞处于图甲状态时对应的温度范围是_。(2)苎麻叶肉细胞处于图丁状态时，类囊体上进行的生理过程叫_，该过程中发生的物质变化包括_。(3)若温度保持在20 ，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该苎麻能否正常生长？_，原因是_。(4)为探究苎麻叶肉细胞在光下能否分解水产生H，取其新鲜叶片制成叶绿体悬浮液。取一支试管，加入叶绿体悬浮液5 mL和0.1%的2，6-二氯酚靛酚(一种能被还原成无色的蓝色氧化剂)溶液5滴，摇匀，置于直射光下，试管内液体蓝色逐渐褪去。为了达到实验目的，本实验的方法步骤还需要完善的做法是_。【解析】(1)当光合速率与呼吸速率相等时，净光合速率为零，对应的温度是40 。在温度为40 的条件下，苎麻的呼吸速率与光合速率相等，该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的CO2来自自身细胞呼吸及外界空气，与图丁对应。图甲表示呼吸速率大于光合速率，净光合速率为负值，55 以后两曲线重合，说明不再进行光合作用，处于图甲状态时对应的温度范围是4055 。(2)图丁表明光合速率大于呼吸速率，类囊体上进行的生理过程为光反应阶段，该过程包括水的光解，水分解成氧气和还原氢，以及ADP和Pi合成ATP。(3)植物一昼夜有机物的积累量大于0时，植物才能正常生长。温度保持在20 的条件下，植物白天的净光合速率为2，晚上呼吸速率也为2，则一昼夜有机物的积累量=122-122=0，所以长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该苎麻将不能正常生长。(4)本实验缺少一个对照实验，对照实验设计的唯一变量是缺少光照，所以需要另取一支试管，加入与实验组相同的材料，但实验条件应为置于黑暗中。答案：(1)40 丁4055 (2)光反应水分解成氧气和还原氢，以及ADP和Pi合成ATP(3)不能该植株24 h内净积累的有机物为0(4)另取一支试管，加入与实验组相同的材料，但置于黑暗中