届高考一轮复习生物第三单元 细胞的能量供应和利用核心素养提升练 十一 33.docx

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届高考一轮复习生物第三单元细胞的能量供应和利用核心素养提升练十一33

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核心素养提升练十一

能量之源——光与光合作用

（一）

（30分钟　100分）

一、选择题（共7小题，每小题6分，共42分）

1.下列关于杨树叶肉细胞在进行光合作用时有关C3转化为糖类过程的叙述中，错误的是（　　）

A.需要消耗ATP和[H]

B.需要在叶绿体基质中进行

C.需要在黑暗条件下进行

D.需要多种酶的催化

【解析】选C。

C3转化为糖类过程中，需要消耗光反应提供的ATP和[H]，A正确；C3转化为糖类过程属于暗反应阶段，需要在叶绿体基质中进行，B正确；暗反应不需要光，在有光无光条件下都能进行，C错误；C3转化为糖类过程属于暗反应阶段，需要多种酶的催化，D正确。

2.小球藻在光照条件下，其细胞中NADP++2e-+H+→NADPH的反应发生在（　　）

A.叶绿体类囊体薄膜上　　B.叶绿体基质中

C.线粒体内膜上D.线粒体基质中

【解析】选A。

NADPH的生成属于光反应阶段，场所是叶绿体类囊体薄膜，A正确；叶绿体基质发生的是暗反应，B错误；线粒体内膜发生的是有氧呼吸的第三阶段，C错误；线粒体基质发生的是有氧呼吸的第二阶段，D错误。

3.（2019·南昌模拟）下列关于光合色素的叙述中，错误的是（　　）

A.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同

B.色素提取实验中加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏

C.色素的提取原理是不同色素在层析液中溶解度不同

D.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素

【解析】选C。

叶绿素a和叶绿素b都主要吸收红光和蓝紫光，但二者的吸收峰值不同，A项正确；色素提取实验中加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏，B项正确；色素的提取原理是色素溶于有机溶剂，而分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，C项错误；叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素，D项正确。

【易错提醒】色素的提取和分离是两个实验，其原理不同，本题易将色素的提取误认为是色素的分离而选不出错误选项。

4.（2019·武汉模拟）下列关于小麦光合作用的叙述中，错误的是（　　）

A.类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应

B.夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高

C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH（[H]）直接还原

D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长

【解析】选B。

本题主要考查光合作用过程中的相关知识。

类囊体薄膜上产生的ATP用于暗反应，故A项正确。

夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭，出现午休现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率下降，故B项错误。

进入叶绿体的CO2不能被NADPH（[H]）直接还原，而是首先与C5结合形成C3，此过程为CO2的固定，故C项正确。

净光合速率长期为零时，没有光合产物的积累，会导致幼苗停止生长，故D项正确。

【易错提醒】不能正确理解光合速率和净光合速率与植物生长的关系，而错选D。

植物生长不是取决于光合速率是否大于零，而是取决于净光合速率是否大于零。

（1）当净光合速率等于或小于零时：

植物不能生长。

（2）当净光合速率大于零时：

植物能生长。

5.在光合作用中，RuBP羧化酶能催化C

+C5（即RuBP）→2C3。

为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。

下列分析错误的是（　　）

A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质

B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行

C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法

D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高

【解析】选B。

本题主要考查与光合作用过程中暗反应有关的实验分析。

A项中，菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化C5与14CO2的反应属于光合作用过程的暗反应阶段，反应场所是在叶绿体基质中，正确。

B项中，虽然光合作用过程的暗反应阶段不需要光照，但是需要光反应阶段提供[H]和ATP，上述反应在无光条件下不能进行，错误。

C项中，由题干中的信息“检测产物14C3的放射性强度”可知，测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法，正确。

D项中，由题干中的信息“RuBP羧化酶能催化CO2+C5（即RuBP）→2C3”可知，单位时间内14C3生成量越多，说明RuBP羧化酶活性越高，正确。

6.（2018·石家庄模拟）如图表示光合作用示意图。

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，需要光反应提供的能源物质只有②

D.（CH2O）可以转化为多糖、脂质

【解析】选C。

图中①②③④分别表示O2、ATP、NADPH、CO2。

在暗反应过程中，CO2首先与C5结合生成C3，在C3还原过程中，需要光反应为暗反应提供的能源物质有ATP、NADPH。

C3被NADPH还原为（CH2O），（CH2O）可转化为多糖、脂质。

7.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示（“+”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应为（　　）

试剂

甲

乙

丙

丁

无水乙醇

-

+

+

+

水

+

-

-

-

CaCO3

+

+

-

+

SiO2

+

+

+

-

A.①②③④　　　　　　　B.②④①③

C.④②③①D.③②①④

【解析】选B。

乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。

无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要加水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保护叶绿素分子。

甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应③。

二、非选择题（共2小题，共28分）

8.（14分）（2015·全国卷Ⅰ）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D4组实验。

各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。

处理方法和实验结果如下：

A组：

先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。

B组：

先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。

C组：

先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。

D组（对照组）：

光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。

回答下列问题：

（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_______（填“高于”“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是_____________________________

___；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_________，这些反应发生的部位是叶绿体的_________________。

（2）A、B、C三组处理相比，随着__________的增加，使光下产生的________

_________能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

【解析】

（1）在该实验中，作为对照组的D组接受全光照135s，而C组实验是光照和黑暗交替进行，其仅用了D组的一半时间的光照，但合成的有机物的量是94%（D组为100%），故单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量。

C组光照时间的缩短，说明在光合作用过程中，暗反应不需要光照，而这个过程发生在叶绿体的基质中。

（2）光合作用过程有两个阶段：

光反应阶段和暗反应阶段。

光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和还原型辅酶Ⅱ（[H]）用于暗反应。

A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的缩短，光照频率的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。

答案：

（1）高于　C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%（其他合理答案也可）　光照　基质

（2）光照和黑暗交替频率（其他合理答案也可）

ATP和还原型辅酶Ⅱ

9.（14分）（2019·佛山模拟）如图是水绵在不同环境因素影响下光合速率变化的示意图，据图回答：

（注：

箭头所指为处理开始时间）

（1）t1→t2期间，叶绿体________上的色素捕获的光能增加，光反应产生的ATP和[H]增多，加速了__________（场所）中C3的还原，进而使光合作用速率增大。

（2）t2→t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是__________，此时进一步增加光照强度，光合作用速率将__________（填“增加”“减少”或“不变”）。

（3）t3→t4期间，光合速率提高的原因是 ________________________________

　___________________________________________________________。

（4）t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量__________（填“增加”“减少”或“不变”）。

【解析】

（1）叶绿体中捕获光能的色素分布在类囊体薄膜上。

光反应产生的ATP和[H]可用于暗反应阶段C3的还原，暗反应的场所是叶绿体基质。

（2）题图显示t2→t3期间，光照充足且恒定，但光合速率不再增加，t3时刻充入CO2后，光合速率开始增加，这说明t2→t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是CO2浓度，此时进一步增加光照强度，光合作用速率将不变。

（3）结合对

（2）的分析可知，t3→t4期间，光合速率提高的原因是CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和[H]，从而促进光反应，进而使光合速率增强。

（4）t4时刻突然停止光照，光反应停止，类囊体薄膜上不再有ATP合成，原有的ATP继续水解成ADP和Pi，释放的能量用于C3的还原，所以t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量会增加。

答案：

（1）类囊体（薄膜）　叶绿体基质

（2）CO2浓度　不变

（3）CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和[H]，从而促进光反应，进而使光合速率增强　（4）增加

1.（5分）（2018·邯郸模拟）将A玉米置于含C18O2的空气中，B玉米置于含18O2的空气中，正常生长一段时间后，A、B两植株内最先产生的含18O的化合物依次为（　　）

A.葡萄糖和二氧化碳

B.三碳化合物和水

C.葡萄糖和水

D.三碳化合物和丙酮酸

【解析】选B。

将A玉米置于含C18O2的空气中，二氧化碳首先与五碳化合物结合形成三碳化合物，然后被还原形成有机物，因此最先出现含18O的化合物是三碳化合物；将B玉米置于含18O2的空气中，氧气首先参与有氧呼吸的第三阶段，与[H]结合生成水，因此最先出现含18O的化合物是水。

【知识总结】光合作用过程中各元素的转移途径

H：

3H2O

[3H]

（C3H2O）

C：

14CO2

14C3

（14CH2O）

O：

O

18O2

2.（5分）（2019·唐山模拟）科学家往小球藻培养液中通入14CO2后，分别给予小球藻不同时间的光照，结果如表。

实验

组别

光照时间

（s）

放射性物质分布

1

2

大量3-磷酸甘油酸（三碳化合物）

2

20

12种磷酸化糖类

3

60

除上述12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等

根据上述实验结果分析，下列叙述不正确的是（　　）

A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段

B.每组照光结束后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布

C.CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质是12种磷酸化糖类

D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等

【解析】选C。

CO2直接参与暗反应的过程，因此用14C标记的14CO2可以探究光合作用的暗反应过程，A项正确；由于细胞内的酶能催化有关物质转化，因此每组照光结束后需将小球藻进行处理使酶失活，才能测定放射性物质分布，B项正确；CO2进入叶绿体后，最初形成的主要物质应是最先出现的物质，即表中的3-磷酸甘油酸（三碳化合物），C项错误；60s时，除12种磷酸化糖类外，还有氨基酸、有机酸等，说明光合作用的产物还包括氨基酸、有机酸等，D项正确。

【方法技巧】同位素示踪法分析物质转化途径

用同位素示踪的方法探究物质转化过程，要根据放射性物质的出现顺序确定物质转化途径，最先出现的物质就是最先形成的物质。

3.（20分）（2019·赣州模拟）植物接受过多光照可能对进行光合作用的相关细胞器造成损害，因此植物需要一种名为“非光化学淬灭”（NPQ）的机制来保护自身，在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失。

该机制的启动和关闭特点如图一所示，其中符号“

”代表抑制作用。

回答问题：

（1）NPQ直接作用于光合作用的_______（填“光反应”或“暗反应”）阶段。

（2）由图一推测，在光照强度以及其他外部环境因素均相同的情况下，状态丙比状态甲的光合作用强度_______（填“强”“弱”或“相等”），导致上述差异的内因可能有____________、____________。

（3）科学研究者研发了一种转基因烟草（VPZ），相比野生烟草（WT），其在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短。

图二为分别在恒定光强和波动光强下测得的两种烟草CO2最大固定率。

①农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的。

结合图一推断，同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量_______（填“高”或“低”）。

②由图二分析可知，转基因烟草（VPZ）相比野生烟草（WT）的优势是________

_______________。

因此，在自然环境中，VPZ的种植有利于提高光合作用产量。

【解析】

（1）在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失，因此NPQ作用于光合作用的光反应阶段。

（2）状态丙比状态甲的光合作用强度弱，导致上述差异的内因可能有类囊体薄膜产生的[H]减少，光能转化为ATP减少。

（3）①据图可知，在波动光强条件下，VPZ条件下CO2最大固定率比WT的要高，即同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量高。

②转基因烟草（VPZ）相比野生烟草（WT）的优势是在波动光强下，VPZ的最大光合速率（CO2最大固定率）比WT高。

答案：

（1）光反应

（2）弱　[H]下降　ATP的合成量下降

（3）①高　②在波动光强下，VPZ的最大光合速率（CO2最大固定率）比WT高

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