高考一轮版高考生物一轮复习刷题练10 光合作用含答案解析.docx

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高考一轮版高考生物一轮复习刷题练10光合作用含答案解析

2020版高考生物一轮复习刷题练10光合作用

一、选择题

叶绿体的类囊体薄膜上不含有（　　）

A.光合色素　B.DNAC.酶D.磷脂

细胞中许多结构产生[H]与ATP。

下列关于[H]和ATP的叙述，错误的是（　　）

A.叶绿体内的[H]来自水，[H]用于还原C3

B.线粒体内的[H]部分来自丙酮酸，[H]用于还原氧气

C.叶绿体、线粒体内的ATP均可用于植物的各种生命活动

D.适宜光照下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都会有ATP合成

Calvin等人研究光合作用时进行了以下实验：

在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分析放射性物质。

预测实验结果是（　　）

A.光照时间越长，固定产生的C3越多

B.在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多

C.无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体膜上

D.只要给予光照，放射性就会出现在NADPH中

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蓝紫光

B.进入秋季，植物对420～470nm波长的光的利用量减少

C.用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度

D.由550nm波长的光转为670nm波长的光后，短时间内叶绿体中C5的量减少

在有光条件下，叶肉细胞中一定在基质中进行的是（　　）

A.二氧化碳的消耗　　　　B.还原氢的生成

C.氧气的产生D.水的消耗

小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化（如图）。

下列相关叙述错误的是（　　）

A.一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关

B.CO2浓度在100μL·L－1时，小麦几乎不固定CO2

C.CO2浓度大于360μL·L－1后，玉米不再固定CO2

D.玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2

下表为鲁宾和卡门利用同位素标记法研究光合作用的实验记录，据表判断甲、乙分别是（　　）

A.18O2、18O2B.O2、O2C.18O2、O2D.O2、18O2

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＝B2C.A1B2

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应为（　　）

A.①②③④B.②④①③C.④②③①D.③②①④

研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料，在相同的条件下进行了四组实验。

其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。

下列相关说法正确的是（　　）

A.本实验中光照强度是无关变量，故光照强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量

B.光照期间，光反应通过水的分解为暗反应提供ATP和[H]

C.实验组黑暗变为光照时，光反应速率增加，暗反应速率变小

D.推测在某光照—黑暗的交替频率上，单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%

植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。

下列叙述错误的是（　　）

A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

D.叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。

以下分析正确的是（　　）

A.光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体的内膜和基质中

B.叶绿体内膜具有选择透过性，外膜是全透的，起保护作用

C.光合作用必须在叶绿体中才能进行

D.叶绿素被破坏，则不能进行光合作用

科研人员进行植物叶面积指数与细胞呼吸、总光合作用量、干物质积累量关系的实验，所获有关数据如下表所示。

请据表判断下列叙述正确的是（　　）

注　叶面积指数指单位地表面积上植物叶片的面积。

A.随着叶面积指数的增加，植物的干物质积累量增加

B.叶面积指数为5时，植物的干物质积累量一定最大

C.叶面积指数>6时，限制植物总光合作用量增加的因素是含水量和温度

D.从能量流动的角度看，植物的干物质积累量≥0

在温度适宜的条件下，测定植物叶片在不同光照强度下的CO2吸收量，结果如下表。

下列有关叙述正确的是（　　）

A.该植物叶片在光照强度小于2.0klx的条件下，不进行光合作用

B.光照强度为6.0klx时，植物叶片合成葡萄糖的量为12mg·100cm－2·h－1

C.光照强度为8.0klx时，限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度

D.光照强度为10.0klx时，该植物在缺镁环境中的CO2吸收量不变

仙人掌生长在高温、干旱的环境中，形成了一定的适应性特征。

如图表示仙人掌在24h内，光合作用和气孔导度（气孔导度表示气孔张开程度）的变化。

据图分析，下列描述正确的是（　　）

A.白天进行光合作用，夜间进行呼吸作用

B.白天蒸腾作用强，散失的水分多于夜间

C.白天可以进行光反应，但不能从外界吸收CO2

D.夜间同化CO2，所以暗反应只在夜间进行

如图表示植物叶肉细胞内光合作用、呼吸作用中氧的转移过程。

下列叙述正确的是（　　）

A.过程①②④都有ATP生成

B.过程②⑤所需[H]全部来源于①

C.过程①③⑤都需在生物膜上进行

D.过程②③可相互提供物质

如图中纵坐标表示植物某种气体吸收量或释放量的变化（注：

不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式，单位的表示方法相同）。

下列说法正确的是（　　）

A.若f点以后进一步提高光照强度，光合作用强度会一直不变

B.若a代表O2吸收量，d点时，叶肉细胞既不吸收O2也不释放O2

C.c点时，叶肉细胞中能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体

D.若a代表CO2释放量，适当提高大气中的CO2浓度，e点可能向右下移动

土壤中缺少水分导致小麦萎蔫，限制了其光合作用有机物生成，主要原因是（　　）

A.ATP、NADPH不足

B.C3化合物不足

C.O2不足

D.C5化合物不足

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

将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。

下列相关说法正确的是（　　）

A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气

B.若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生

C.若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生

D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量

二、填空题

为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。

在中午12：

30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：

回答下列问题：

（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是__________________，其依据是___________________________________________；

并可推测，__________（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。

（2）在实验组中，若适当提高第__________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是__________________________________________________________________。

（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程___________（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，__________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。

在光合作用中NADP＋与NADPH可相互转化。

为探究外界因素对NADP＋含量的影响，某科研团队取某双子叶植物小圆叶片等量分为3组，进行以下实验：

各组均在黑暗处理5min后开始测定叶片中NADP＋含量，结果如图所示。

回答下列问题。

（1）NADPH转化为NADP＋发生在叶绿体的________（填场所）中。

（2）图中________（填“a与d”“d与e”或“c与f”）点叶片中NADP＋含量的差异，反映出高温（42℃）抑制该植物的暗反应。

（3）ab段叶片中NADP＋含量下降的原因是___________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）资料显示：

抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致叶片中NADP＋含量减少。

请在上述实验的基础上，补充实验加以验证（简要写出实验思路即可）。

下面是关于植物光合作用的问题，请回答：

（1）光反应发生在叶绿体的________，H2O在光反应中分解为__________________。

（2）若以14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含14C的化合物是________。

该化合物在[H]和ATP物质存在的情况下，被还原为________和________。

此反应中的[H]和呼吸作用的[H]是一种物质吗？

________。

（3）给某植物提供C18O2和H2O，释放的氧气中含有18O。

氧气中含有18O是由于______________________________，H

O又作为原料参与了光合作用。

（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同________下的光合速率来确定。

在一定条件下，某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度________（填“<”“≤”“＝”“≥”或“>”）25℃。

研究人员为了研究日温和夜温对作物生长的影响，利用生长状况相同的番茄幼苗进行实验，每昼夜给予16小时光照，光照强度相同且适宜，实验结果如图所示。

请回答下列问题：

（1）为完成本实验，研究人员至少要将生长状况相同的幼苗分为________组，并将其置于相应的条件下进行培养。

（2）曲线A在夜温10℃和20℃条件下，茎生长速率不同的原因是白天________________（生理过程）强度相同而夜间________（生理过程）强度不同。

（3）图中最有利于番茄茎生长的温度条件是________。

（4）现代科学研究表明，植物生长发育过程在根本上是________在一定时间和空间上程序性表达的结果。

为探究环境因素对蓝细菌（蓝藻）光合作用的影响，用40W的白色、红色和黄色灯管做光源，设置不同CO2浓度，处理蓝细菌（蓝藻）。

培养一段时间，测定蓝细菌（蓝藻）的光合速率，结果如图。

回答下列问题：

（1）本实验的自变量是________________。

从光合作用的角度分析，A点的光合速率大于C点，原因是____________________________________。

C点的光合速率大于B点，原因是________________________________________。

（2）蓝细菌（蓝藻）的光反应的场所是________。

当光照强度较弱时，水裂解产生的O2主要用于________。

（3）为探究黄光培养条件下蓝细菌（蓝藻）的叶绿素a含量是否发生改变，可分别取________和黄光条件下培养的蓝细菌进行相关实验。

在测定蓝细菌（蓝藻）的叶绿素a含量时，首先要对蓝细菌（蓝藻）细胞内的光合色素进行________，再进行定量测定。

答案解析

解析：

选B　DNA位于叶绿体基质中。

解析：

叶绿体内的[H]来自水的光解，[H]用于暗反应三碳化合物的还原，A正确；线粒体内的[H]部分来自丙酮酸，用于有氧呼吸第三阶段，还原氧气生成水，B正确；叶绿体产生的ATP只能用于暗反应，不能用于其他生命活动，C错误；适宜光照下，植物叶肉细胞可以同时进行光合作用和细胞呼吸，所以可以产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，D正确。

答案：

C

解析：

选B　光合作用的暗反应过程中固定产生的C3会被还原。

放射性物质应分布在叶绿体的基质中。

NADPH是光反应阶段产生的，而CO2是用于暗反应阶段的。

解析：

由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500nm波长的光，属于蓝紫光区。

进入秋季，叶子变黄，叶绿素含量减少，植物对420～470nm波长的光的利用量减少；由图可知，叶绿体中色素吸收450nm波长的光比吸收600nm波长的光要多，因此用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度；由图可知，由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中色素吸收的光变多，光反应产生的ATP和[H]变多。

C3―→C5＋（CH2O）过程增强，C5增多。

答案：

D

解析：

选A　二氧化碳的消耗发生在光合作用的暗反应阶段，场所是叶绿体基质；光合作用的光反应过程中叶绿体类囊体薄膜上产生还原氢，有氧呼吸过程中第一、第二阶段都可以产生还原氢，场所分别是细胞质基质和线粒体基质；氧气的产生发生在光合作用过程中，场所是叶绿体类囊体薄膜；光合作用的光反应阶段和有氧呼吸的第二阶段都消耗水，场所分别是叶绿体类囊体薄膜和线粒体基质。

解析：

选C　从图中可以看出：

随着外界CO2浓度的增加，小麦的CO2固定量也增加，所以在一定范围内，小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关；CO2浓度在100μL·L－1时小麦几乎不固定CO2；CO2浓度大于360μL·L－1后玉米仍然固定CO2，但固定CO2的量不再增加；在低CO2浓度下，玉米比小麦能更有效地利用CO2。

解析：

选D　根据鲁宾和卡门的同位素示踪法实验可知，光反应中的O2来自H2O的分解。

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

解析：

由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，应为④；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能会被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为③。

答案：

B

解析：

选D　本实验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量，无关变量也是影响实验结果的变量，需要人为控制相同；光照期间，光反应通过水的分解为暗反应提供[H]，ATP不是通过水的分解形成的；实验组黑暗变为光照时，光反应、暗反应速率均增加；由题意“单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大”可推测光反应产生ATP和[H]等物质的速率大于暗反应的利用速率，即在光照条件下产生的ATP和[H]等物质，在黑暗后仍可以继续利用并生成有机物。

随着光照—黑暗交替频率的提高，在某种频率的一个光照—黑暗周期内，光反应产生的ATP和[H]等物质正好够这一周期使用，即达到与D组连续光照相同的产物产量，即单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%。

解析：

选A　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示；叶绿素吸收640～660nm的红光，导致水光解释放O2。

解析：

选D　光合作用所需的酶分布在叶绿体的类囊体薄膜上和基质中，色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上；叶绿体的内膜和外膜均具有选择透过性；真核细胞的光合作用是在叶绿体中进行的；叶绿素被破坏，光反应不能进行，整个光合作用也不能进行。

解析：

干物质积累量＝总光合作用量－呼吸量，由表可知，植物的干物质积累量随叶面积指数的增加而先增加后减少，A错误；由表中数据只能得出，植物的干物质积累量最大值对应的叶面积指数在5左右，B错误；植物的叶面积指数大于6时，由于叶片重叠较多，限制植物总光合作用量增加的因素主要是光照强度，C错误；在生态系统中，植物要维持生命，其干物质积累量应该大于等于0，D正确。

答案：

D

解析：

选C　分析表格数据可知，当光照强度为2.0klx时，测得叶片CO2吸收量为0，说明此光照强度下光合速率等于呼吸速率，即光照强度小于2.0klx的条件下植物能进行光合作用；光照强度为6.0klx时，植物叶片共消耗CO2为12mg·100cm－2·h－1，根据光合作用过程生成葡萄糖的总反应式：

消耗6molCO2生成1molC6H12O6，故合成葡萄糖的量为（12×180）÷（6×44）≈8.2mg·100cm－2·h－1；光照强度为8.0klx时，植物光合速率达到最大值，此时限制光合速率的主要环境因素是CO2浓度；植物如果缺镁会影响叶绿素的合成，使光反应强度降低，从而影响暗反应。

解析：

选C　白天和夜晚既可以进行光合作用，又可以进行呼吸作用；据图分析可知，白天气孔导度小，说明其蒸腾作用不强；白天光照强，可以进行光反应，但是气孔导度小，不能从外界吸收CO2；暗反应包括CO2的固定和C3的还原，其中C3的还原需要光反应提供的ATP和[H]，因此在白天进行。

解析：

选D　过程④为CO2的固定，不产生ATP；过程②所需[H]来自有氧呼吸的第一、二阶段；过程③是有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，过程⑤是C3的还原，发生在叶绿体基质中；过程②③可相互提供物质。

解析：

选D　e点时已经达到光饱和点，其他条件不变，f点以后提高光照强度可能会伤害叶片中的叶绿体，光合作用强度会发生变化；若a代表O2吸收量，d点时，整个植株既不吸收O2也不释放O2，但对于叶肉细胞来说有氧气的净释放；图中c点时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，故产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；若a代表CO2释放量，提高大气中的CO2浓度，光饱和点增大，e点向右下移动。

解析：

土壤中缺少水分导致小麦萎蔫，但在正常光照条件下，光反应产生的ATP、NADPH不会明显减少；萎蔫的小麦叶片气孔关闭，使CO2不能顺利进入叶绿体，导致C3化合物不足，从而限制了其光合作用有机物生成；植物进行光合作用释放O2，不消耗O2。

答案：

B

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

解析：

选A　光合作用的场所是叶绿体，离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气。

叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。

水在叶绿体中分解时可产生氧气和ATP，不需要ATP提供能量。

二、填空题

解析：

本题主要考查影响光合作用的因素，意在考查考生的理解能力和实验分析能力。

（1）由表可知，对照组、实验组一和实验组二的温度条件相同，相对湿度不同，且随着相对湿度增大，光合速率明显增加；而实验组二、三、四的相对湿度相同，温度依次降低，但光合速率变化不明显，故中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度。

增加麦田环境的相对湿度可提高光合速率，推测其能降低小麦光合作用“午休”的程度。

（2）实验组二、三、四在相对湿度相同的情况下，环境温度为31℃时光合速率最大，说明环境温度为25℃时没有达到光合作用的最适温度，依据温度对酶活性的影响规律可知适当提高实验组四的环境温度能提高小麦的光合速率。

（3）二氧化碳进入叶肉细胞的方式是自由扩散，不需要载体蛋白和能量。

答案：

（1）湿度（或相对湿度）　在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大（其他合理答案可酌情给分）

增加

（2）四　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度（其他合理答案可酌情给分）

（3）不需要　不需要

解析：

（1）在光合作用中，NADPH（还原型辅酶Ⅱ，[H]）转化为NADP＋（辅酶Ⅱ）的过程，就相当于消耗[H]的过程，即C3的还原，其场所是叶绿体基质。

（2）根据“高温（42℃）抑制该植物的暗反应”可知，本组对比的是高温（42℃，对应丙组）与常温（25℃，对应甲组），即a和d点对比或b和e点对比。

（3）由表格和图示可知，ab段属于甲组的数据变化，且图示结果是在黑暗处理5min后开始测定的，而甲组在黑暗处理5min后重新进行了光照，因此，NADP＋含量变化的起因是“重新光照”，结果是“NADP＋含量下降”。

二者之间具体的因果关系：

重新光照→光反应速率增大→NADP＋消耗量增加；同时暗反应速率短时间内基本不变→C3还原速率基本不变→消耗NADPH较少，最终NADP＋含量下降。

（4）本小题的目的是验证抗霉素A能够影响该植物的光合作用，说明该实验需要在光照下进行，由此可确定乙组不能作为对照组，再根据图示实验结果可知，甲组的NADP＋含量高于丙组，由此判定甲组更适合作为对照组（现象更明显），而实验组则是在甲组的基础上添加抗霉素A。

答案：

（1）基质

（2）a与d

（3）重新光照时，短时间内光反应加快，迅速将水分解，生成较多的O2和NADPH，消耗NADP＋，同时暗反应中C3的还原消耗的NADPH较少，导致NADP＋含量下降

（4）增设1组实验，加入抗霉素A，其他条件与甲组相同，测定叶片中NADP＋含量，与甲组进行比较（答案合理即可）。

解析：

本题主要考查光合作用的基本过程和光合作用的影响因素，意在考查考生的理解及综合运用能力。

（1）光合作用光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，水在光反应中分解为氧气、H＋和电子。

（2）14CO2首选与C5（五碳化合物）反应生成两个C3（三碳化合物），再被还原为C5和（CH2O），其中用到的[H]是NADPH，而呼吸作用产生的[H]是NADH，二者不同。

（3）暗反应的过程有水的产生，所以C18O2参与光合作用会产生部分H

O，H

O参与光反应生成18O2。

（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同的光强度下的光合速率来确定。

某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小，可推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度≥25℃。

答案：

（1）类囊体膜　H＋、O2（和电子）

（2）C3（或三碳化合物）　C5（五碳化合物）　（CH2O）　不是

（3）C18