高一生物上学期知能达标训练26.docx

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高一生物上学期知能达标训练26

第三单元

第11讲　能量之源——光合作用

知能达标训练

真题演练

1．（2011·江苏卷）某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。

将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是

A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条

C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条

解析　水稻的叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，A、C项错误。

色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素，叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则色素层析条带从上至下缺第2条，故B项正确。

D项错误。

答案　B

2．（2011·高考海南卷）红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是

A．红枫叶片不含叶绿素B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光

C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用

解析　红枫叶片含叶绿体，叶绿体中的色素（包括叶绿素）吸收光能用于光合作用；叶片红色是花青素的作用。

答案　C

3．（2011·高考浙江卷）下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是

A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生

B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变

C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短

D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳（暗）反应

解析　光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜，破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行，仍然会有O2产生，A项错误。

植物叶片在衰老过程中，部分色素（如叶绿素）遭到破坏，各种色素的比例发生改变：

叶绿素含量相对减少，叶黄素和类胡萝卜素含量相对增多，B项错误。

与夏季相比，冬季温度较低，低温直接影响光合作用所需酶的活性，温度是影响光合速率的主要原因，C项错误。

碳反应的场所是叶绿体基质，碳反应所需条件为ATP、[H]、CO2，所以在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳（暗）反应，D项正确。

答案　D

4．（2011·新课标全国卷）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是

A．光反应强度升高，暗反应强度降低B．光反应强度降低，暗反应强度降低

C．光反应强度不变，暗反应强度降低D．光反应强度降低，暗反应强度不变

解析　镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁植物不能合成叶绿素。

叶绿素含量降低使幼苗吸收光能的能力减弱，光合作用的光反应强度降低，故A、C项错误；因为暗反应需要光反应提供[H]和ATP，故光反应强度降低后，为暗反应提供的[H]和ATP减少，暗反应的强度也降低，故B项正确、D项错误。

答案　B

5．（2011·高考福建卷）下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率（单位时间、单位叶面积吸收CO2的量）的变化曲线，下列叙述错误的是

A．在9∶30～11∶00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓

B．在11∶00～12∶30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多

C．在17∶00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同

D．在18∶30时，玉米即能进行光反应，也能进行暗反应

解析　在9∶30～11∶00之间，随着光照的增强、温度的升高，植株的蒸腾作用加强，叶片上部分气孔关闭，CO2进入植物体内的量减少。

因玉米为C4植物，能利用低浓度的CO2，其暗反应过程无明显影响；而花生为C3植物，所以CO2吸收减少，导致暗反应过程减缓，A项正确。

花生净光合速率对应的有机物量即为花生的单位叶面积有机物积累量，由图示可知，在11∶00～12∶30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的少，B项错误。

在17：

00时，两者的净光合速率相等，则玉米和花生单位叶面积从外界吸收的CO2量相等，向外界释放的O2量也相等，C项正确。

在18∶30时，玉米仍进行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0，故此时玉米既能进行光反应也能进行暗反应，D项正确。

答案　B

6．（2011·高考海南卷）某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封，B、C密封；B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。

该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。

回答问题：

（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是____________________________________。

（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：

B中的幼苗生长量比C中的________（大、小），原因是_______________________________________________________。

A中的幼苗生长量比C中的______________（大、小），原因是_____________________。

解析　

（1）分析题干可知，本实验的唯一变量是CO2的浓度，所以该实验的目的是探究CO2浓度对光合作用的影响。

（2）由于A不密封，B、C密封，而且B中的Ba（OH）2溶液吸收玻璃钟罩内的CO2，所以三个玻璃钟罩中CO2的浓度大小为A>C>B，由于幼苗的光合作用需要CO2，所以幼苗生长量的大小为A>C>B。

答案　

（1）探究二氧化碳浓度对光合作用的影响　

（2）小　B中Ba（OH）2溶液吸收二氧化碳，导致幼苗光合作用强度降低　大　A不密封，外界的二氧化碳可以进入玻璃钟罩内，增强光合作用强度，C密封，幼苗只能利用玻璃钟罩内的二氧化碳进行光合作用

限时检测

（限时45分钟　满分80分）

一、选择题（每小题3分，共36分）

1．（2012·辽宁抚顺六校协作体一模）下列关于叶绿体的色素叙述错误的是

A．矿质元素能影响叶绿素的合成

B．提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂

C．低温条件下色素合成受阻

D．黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在

解析　Mg是合成叶绿素的主要元素；提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮（相似相溶），形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程；低温会降低酶的活性进而影响反应速度；黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但有其他色素存在。

答案　B

2．光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，下列叙述正确的是（多选）

A．光反应和暗反应互相提供物质和能量

B．炎热的夏季中午，植物的“光合午休”现象是因为暗反应受阻，但光反应正常进行

C．在其他条件适宜的情况下，光照突然停止，暗反应中C3合成速率降低

D．光反应和暗反应的条件不同，可单独进行

解析　光反应和暗反应可相互提供物质，但不能相互提供能量；光合作用的光反应和暗反应是一个统一整体，停止光照后，[H]和ATP不再产生，细胞中C3积累，C5合成减少，从而导致C3合成速率降低。

答案　BC

3．（2011·中山模拟）对叶绿体进行成分分析时，发现某部位的磷酸含量较多。

该部位最可能是叶绿体的

A．外膜　　　　　　　　B．内膜

C．基粒D．基质

解析　光合作用的暗反应阶段需消耗ATP，进行ATP

ADP＋Pi＋能量的过程，暗反应的场所是叶绿体基质。

而光反应则消耗ADP和Pi，合成ATP。

答案　D

4．（2012·山东淄博一模）炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞

A．三碳化合物含量上升B．光反应产物不能满足暗反应的需求

C．有机物积累速率明显下降D．叶绿体基质中ADP含量增加

解析　炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞中二氧化碳的浓度减小，这时二氧化碳的固定减弱，三碳化合物含量下降；这时光反应正常进行，ATP和还原性氢的量没有变，光反应产物相对过剩，ATP的利用减少，叶绿体基质中ADP含量减少。

答案　C

5．如图为光合作用过程示意图，如果在适宜条件下栽培的小麦，突然将c降低至极低水平（其他条件不变），则a、b在叶绿体中的含量变化将会是

A．a上升、b下降B．a、b都上升

C．a、b都下降D．a下降、b上升

解析　根据图示信息可推出，c是CO2，a、b分别是ATP和[H]。

光照不变，光反应顺利进行，[H]和ATP合成正常，CO2供应不足，CO2固定减弱，C3相对含量减少，导致C3还原消耗的[H]和ATP也减少，故a、b在叶绿体中相对含量上升。

答案　B

6．（2010·高考天津卷）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是

①叶绿体基质　②类囊体薄膜　③线粒体基质　④线粒体内膜

A．①③B．②③

C．①④D．②④

解析　植物细胞的光合作用包括光反应和暗反应，光反应包括水的光解和ATP的生成，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上；暗反应包括CO2的固定和C3的还原，发生在叶绿体的基质中。

植物细胞的细胞呼吸包括三个阶段，其中第二阶段是前一个阶段产生的丙酮酸和水结合生成CO2，该过程发生在线粒体基质中。

答案　A

7．（2012·湖北部分重点中学联考）下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是

A．1、3和4过程产生的[H]都能与氧结合产生水

B．各种生物体（病毒除外）都能进行的过程是3

C．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5

D．2过程需多种酶参与，且需ATP供能

解析　本题综合考查对光合作用和细胞呼吸过程的理解。

由图可知：

1为光合作用的光反应、2为光合作用的暗反应、3为细胞呼吸的第一阶段、4为有氧呼吸的第二阶段、5为有氧呼吸的第三阶段。

光反应产生的[H]主要用于C3的还原，不会与氧结合生成水，故A错误。

3为细胞呼吸的第一阶段，无论是需氧型生物，还是厌氧型生物均可进行该过程，故B正确。

细胞呼吸的第一、二阶段产生的ATP都很少，绿色植物生命活动所需能量主要由有氧呼吸的第三阶段（过程5）提供，故C正确。

光合作用光反应阶段产生的ATP只用于光合作用的暗反应，故D正确。

答案　A

8．将某绿色植物的叶片放在特定的装置中，用红外线测量仪进行测量，测定的条件和结果见下表：

黑暗时O2吸

收量（mg/h）

6000勒克斯光照时

O2释放量（mg/h）

10℃

0.5

3.6

20℃

1.2

3.1

若将该叶片先置于20℃、6000勒克斯光照条件下10小时，然后置于10℃黑暗条件下，则该叶片一昼夜葡萄糖积累的量为

A．2.91B．11.25

C．22.5D．33.75

解析　根据题意可知该叶片一昼夜制造的O2的剩余量为：

3.1×10－0.5×14＝24。

在光合作用时一分子葡萄糖对应6分子氧气，则剩余的葡萄糖为：

＝22.5。

答案　C

9.（2011·潍坊模拟）如图所示，原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后，CO2的吸收量发生了改变。

据图判断下列叙述中正确的是

A．曲线AB段表示绿色植物呼吸速率减慢

B．曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用

C．B点时植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸

D．整段曲线表明，随光照强度增加，光合速率增加，呼吸速率也增加

解析　随光照强度的增加，AB段呼吸速率不变，故A项错误；光合作用必须在光照下进行，但细胞呼吸有光无光均可发生，故B项错误；图示曲线表示随着光照强度的增加，光合速率增加，但光照强度基本不会影响呼吸速率，故呼吸速率基本不变，故D项错误。

答案　C

10．（2011·郑州二模）某地区天气晴朗时，中午12时的光照最强烈，测得大田小麦植株上部叶片光合作用在上午11时左右时速率最高，而下部叶片在中午12时左右时速率最高。

以下对限制小麦光合作用的主要外部因素的分析，不正确的是

A．11时之前，光照是全部叶片的限制因素

B．11时至12时之间，上部叶片的限制因素是光照，下部的是二氧化碳

C．12时之后，光照将成为下部叶片的限制因素

D．12时，上部叶片的限制因素是二氧化碳

解析　上部叶片接受的光照较下部强。

由题意知：

11时上部叶片达到最大光合速率，说明11时前，限制全部叶片光合速率的主要因素是光强；12时光强达到最强，下部叶片达到最大光合速率，说明12时前光强仍是限制下部叶片光合的主要因素。

此时限制上部叶片光合速率的主要因素是CO2浓度；12时后光强渐弱，光强成为限制光合速率的主要因素。

答案　B

11．（2011·杭州学军中学）图表示某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”的实验改进装置，下列叙述，错误的是

A．应向培养皿中倒入层析液

B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处

C．实验结果应得到四个不同颜色的同心圆（近似圆形）

D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色

解析　所有的色素都从a处扩散，呈橙黄色的胡萝卜素扩散速度最快，因此在若干个同心圆中，最大的一个圆是橙黄色。

答案　D

12．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示（“＋”表示使用，“－”表示未使用），其余操作均正常，他们所得的实验结果依次为

A．①②③④B．②④①③

C．④②③①D．③②①④

解析　由于甲在提取过程中用的是水，而色素不溶于水，因此得到的提取液中不含色素，得到的结果对应②；乙的操作正常，得到的结果对应④；丙在研磨过程中没有加入CaCO3，部分色素分子被破坏，得到的结果对应①；丁在研磨过程中没有加入SiO2，使研磨不充分，提取的色素含量较少，得到的结果对应③。

答案　B

二、综合题（共3小题，满分44分）

13．（14分）（2012·皖南八校模拟）原产于南美洲的水蕴草是多年生的草本沉水植物，在亚洲地区繁殖已经成为池塘中常见的野草。

下图丙表示该植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换，图丁表示光照强度与光合速率的关系。

请回答，

（1）图丙中光反应发生在[　]________中，反应中的能量变化是________。

（2）如图甲所示，如果适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内放出的气泡数量________。

（填“增加”、“减少”或“不变”）

（3）水蕴草的叶肉细胞处于图丙状态时，对应图丁曲线中________。

（4）图丁中限制A～C段光合速率的主要因素是________________________。

（5）将水蕴草放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的），实验以CO2的吸收量与释放量为指标。

实验结果如下表所示：

温度（℃）

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

黑暗下释放

CO2（mg/h）

0.50

0.75

1.25

1.75

2.25

3.00

3.50

①在昼夜不停的光照下，该植物生长的最适宜温度是________，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率是________。

（用CO2吸收量表示）

②每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在30℃的条件下，该植物________（填“能”或“不能”）生长。

解析　

（1）图丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换示意图，当光合作用大于细胞呼吸时，光合作用产生的O2除供给线粒体的细胞呼吸外，剩余的氧气通过气孔排出。

当光合作用强度和细胞呼吸相等时，叶绿体产生的O2刚好够线粒体利用，而线粒体细胞呼吸产生的CO2也刚好供给叶绿体光合作用。

图中a代表叶绿体的类囊体薄膜结构时，b代表叶绿体基质，光合作用的光反应阶段主要发生在a上。

（2）适当缩短光源与实验装置的距离，则光合作用增强，光合速率增大，O2的释放速率增大。

（3）图丙状态显示，光合作用产生的O2有一部分通过叶片气孔排出，可以判断此时水蕴草的光合作用大于细胞呼吸，故应对应图丁曲线的B点之后。

（4）图丁中限制A～C段光合速率的主要因素是光照强度．（5）根据图表数据可得，25℃下净光合速率最大，最适宜该植物生长。

在35℃时，该植物的实际光合速率为3mg/h＋3.5mg/h＝6.5mg/h。

该植物在30℃下进行12小时光照总的CO2的吸收量为78.36mg，一天进行24小时的细胞呼吸可释放72mg，故在该种情况下，该植物能生长。

答案　

（1）[a]类囊体薄膜　光能转化为ATP中活跃的化学能　

（2）增加　（3）B点以后　（4）光照强度　（5）①25℃　6.5mg/h　②能

14．（15分）（2010·上海卷）分析有关植物光合作用的资料，回答问题。

在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。

光合速率与呼吸速率相等时光照强度（千勒克司）

光饱和时光照强度（千勒克司）

光饱和时CO2吸收量[mg/（100cm2叶·小时）]

黑暗条件下CO2释放量[mg/（100cm2叶·小时）]

A植物

1

3

11

5.5

B植物

3

9

30

15

（1）与B植物相比，A植物是在________光照条件下生长的植物，判断的依据是________________________________________________________________________。

（2）当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率________，造成这种现象的实质是________跟不上________________反应。

（3）当光照强度为9千勒克司时，B植物的总光合速率是________[mgCO2/（100cm2叶·小时）]。

当光照强度为3千勒克司时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为________[mgCO2/（100cm2叶·小时）]。

解析　本题考查植物光合作用速率的相关知识。

（1）根据植物对光照的需求不同，将植物分为阳生植物和阴生植物，阴生植物对光照强度要求低。

分析图表可知，在光饱和时B植物所需的光照强度远大于A植物，A为弱光下生长的阴生植物。

（2）分析图表，当光照强度为9千勒克司时，B植物的光合作用达到饱和，此时光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，主要限制因素是CO2的浓度，从而使暗反应固定的CO2不足以满足光反应的需要。

（3）图中B植物在光照强度为9千勒克司时，CO2的吸收量为30mg/（100cm2小叶·小时），即净光合速率为30mgCO2/（100cm2叶·小时），由于黑暗下CO2的释放量（即呼吸速率）为15mg/（100cm2叶·小时），则此时B植物的总光合速率为30＋15＝45[mgCO2/（100cm2叶·小时）]。

当光照强度为3千勒克司时，A植物的CO2吸收量为11mg/（100cm2叶·小时），黑暗条件下，A植物的CO2释放量为5.5mg/（100cm2叶·小时），则在光照强度为3千勒克司时，A植物固定的CO2量为11＋5.5＝16.5[mg/（100cm2叶·小时）]；而B植物在光照强度为3千勒克司时，光合速率与呼吸速率相等，CO2的固定量为15mg/（100cm2叶·小时），故二者的差值为1.5mgCO2/（100cm2叶·小时）。

答案　

（1）弱　A植物在光饱和时的光照强度低于B植物（A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物）

（2）不再增加　暗反应　光　（3）45　1.5

15．（15分）（2011·高考广东卷）中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。

小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。

Ⅰ.提取叶绿素

Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响

取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行实验，方法和结果如下表。

实验组号

叶绿素溶液

（mL）

调pH至

处理时间

（min）

溶液颜色

①

3.0

Y

10

绿色

②

3.0

7.0

10

绿色

③

3.0

6.0

10

黄绿色

④

3.0

5.0

10

黄褐色

注：

叶绿素被破坏后变成黄褐色。

根据所学知识和实验结果，请回答：

（1）提取食用叶绿素的X应该为________，原因是_____________________________。

（2）表中Y应该为________，原因是__________________________________________。

（3）若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于__________________食品，否则________________________________________________________________________。

（4）小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。

解析　

（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇或丙酮提取绿叶中的色素。

（2）该实验探究pH对叶绿素稳定性的影响，所以实验变量为pH的大小，所以我们要设置一系列pH梯度，即pH为8.0、7.0、6.0、5.0。

（3）通过对实验结果的分析，在pH为6.0、5.0的酸性条件下叶绿素会分解，所以天然叶绿素不适用于酸性食品。

（4）由于各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快；反之，则慢。

所以，我们可用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。

答案　

（1）无水乙醇或丙酮　绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中　

（2）8.0　pH梯度差为1.0，所以Y为8.0　（3）酸性　叶绿素分解，食品变为黄绿色或黄褐色　（4）方法：

用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。

主要步骤：

①制备滤纸条：

将预先准备的干燥滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形，在距该端1cm处画一铅笔细线。

②画滤液细线：

用毛细吸管吸取叶绿素粗产品，沿铅笔线均匀地画滤液细线。

③纸层析法分离色素：

将滤纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中（不要将滤液细线浸没在层析液中）。

④观察实验结果。