届高考生物总复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 311 能量之源光与光合作用二限时训练.docx
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届高考生物总复习第三单元细胞的能量供应和利用311能量之源光与光合作用二限时训练
2019届高考生物总复习第三单元细胞的能量供应和利用3-11能量之源——光与光合作用
(二)限时训练
一、选择题(共10小题,每小题7分,共70分)
1.(2017·天津市和平区高三四模)RuBP羧化酶催化C5与CO2结合生成C3。
将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下,测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量,得到下图所示结果。
据图作出的推测不合理的是( )
A.a→b,叶肉细胞吸收CO2速率增加
B.b→c,叶片的光合速率等于呼吸速率
C.a→b,暗反应消耗ATP的速率增加
D.b→c,RuBP羧化酶量限制了光合速率
【解析】a→b,随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高,叶肉细胞吸收CO2速率增加,二氧化碳的固定加快,五碳化合物消耗增多,含量下降,A正确;b→c,叶片叶肉细胞间的二氧化碳浓度较高,五碳化合物含量维持基本不变,表示达到二氧化碳饱和点,此时光合速率大于呼吸速率,B错误;a→b,随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高,二氧化碳的固定加快,三碳化合物生成增多,还原加快,消耗ATP的速率增加,C正确;b→c,RuBP羧化酶量和光反应产生的[H]和ATP的数量限制了光合速率,D正确。
【答案】B
2.(2018·吉林省辽源五中期末考试)某校生物兴趣小组以玉米为实验材料,研究不同条件下光合作用和呼吸作用速率(密闭装置),绘出图甲、乙和丙,图中光合速率与呼吸速率并不相等的点是( )
A.a点B.b点
C.c点D.d点
【解析】图甲中两曲线的交点a表示净光合速率=呼吸速率;图乙中的b、c两点都表示光合速率=呼吸速率,因为,若光合速率与呼吸速率不相等,密闭装置中的二氧化碳含量将一直上升或下降;图丙中的d点也表示光合速率=呼吸速率,原因是纵坐标表示净光合速率,净光合速率=真光合速率-呼吸速率,当净光合速率=0时,真光合速率=呼吸速率。
【答案】A
3.下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系,下列说法错误的是( )
A.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
B.各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3
C.1、3和4过程产生的[H]都能与氧结合产生水
D.2过程需多种酶参与,且需ATP供能
【解析】根据每阶段发生的反应可判断:
1和2分别属于光合作用的光反应阶段和暗反应阶段,3、4、5分别属于有氧呼吸的第一、二、三阶段的反应。
产生ATP的阶段有1、3、4、5四个阶段,但1阶段的能量只能用于暗反应,3、4、5中第三阶段产生的能量最多;细胞生物都能进行呼吸作用,有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同,所以都能进行的过程是3;2过程包括CO2的固定和C3的还原,C3的还原需光反应产生的ATP供能。
而1过程产生的[H]会用于C3的还原,3和4过程产生的[H]能在5阶段中与氧结合产生水,故答案选C。
【答案】C
4.(2018·内蒙古包头市第九中学期末考试)如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,玉米既能进行光反应,也能进行暗反应
【解析】夏季晴朗的白天,在9:
30~11:
00之间,花生净光合速率下降的原因是气孔关闭,暗反应过程减缓,A正确;在11:
00~12:
30之间,花生的净光合速率较小,单位叶面积有机物积累量比玉米的少,B错误;在17:
00时,玉米和花生净光合速率相同,单位叶面积释放O2速率相同,C正确;在18:
30时,玉米净光合速率为0,但实际光合速率不等于0,D正确。
【答案】B
5.下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。
下列有关分析不正确的是( )
A.发生在生物膜上的过程有③、④
B.人体细胞中也可发生的过程有②、④
C.②过程形成的ATP可用于③过程
D.在光照充足等适宜条件下,①消耗的CO2多于②产生的CO2
【解析】由图可知,①是光合作用的暗反应、②是有氧呼吸的第一和第二阶段或无氧呼吸、③是光反应、④是有氧呼吸的第三阶段。
③发生在类囊体膜上,④发生在线粒体膜上,A项不符合题意;人体细胞可以发生②有氧呼吸第一和第二阶段,也可以发生④有氧呼吸第三阶段,B项不符合题意;②有氧呼吸第一和第二阶段形成的ATP不会用于③光反应,③需要的能量来自光能,C项符合题意;在光照充足等适宜条件下,光合作用强度大于细胞呼吸强度,故①暗反应消耗的CO2多于②有氧呼吸第一、二阶段产生的CO2,D项不符合题意。
【答案】C
6.如图表示某酶促反应在最适温度下生成物量随时间的变化情况。
该反应体系的起始阶段底物充足,图中m表示生成物量的最大值,n表示生成物量达到最大值所需的时间。
下列叙述正确的是( )
A.若适当提高温度,则n点将向左移动
B.若适当降低温度,则m点将向下移动
C.若适当增加酶量,则n点将向左移动
D.若适当减少酶量,则m点将向下移动
【解析】依据题意,本反应是在最适宜温度条件下进行的,无论适当提高温度,还是适当降低温度,生成物m量不变,B错误;若适当提高温度,但酶的活性会下降,达到生成物量的时间就会延长,那么n点会右移,A错误;如果适当增加酶的含量,单位时间内产生的生成物会增加,则达到生成物量的时间就会缩短,故n点会左移,C正确;由于底物充足,即使适当减少酶量,m点也不变,D错误。
故本题答案选择C。
【答案】C
7.(2018·黑龙江省哈尔滨市第六中学期末考试)将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装置中,研究在10℃、20℃的温度条件下,分别置于5klx、10klx(klx是光强单位)光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。
结果如图所示。
对以上结果分析正确的是,该叶片( )
A.20℃下的呼吸速率是10℃下的4倍
B.在10℃、5klx的光照下,每小时光合作用产生的氧气量是3mg
C.在5klx光照下,10℃时积累的有机物比20℃时少
D.在20℃、10klx光照下,每小时光合作用产生的氧气量是6mg
【解析】从左图可知,氧气的吸收量反映的是呼吸速度,所以呼吸速度在20℃下是10℃下的2倍,A错误;在10℃、5klx的光照下,经过2h,产生的净氧气量为6mg,加上呼吸消耗氧气为1,因此,可以得出每小时光合作用产生的氧气量是(6+1)÷2=3.5mg,B错误;直接从右图比较,在5klx光照下,10℃时净释放的氧气量比20℃时多,因此积累的有机物比20℃时多,C错误;在20℃、10klx光照下,经过2h,产生的净氧气量为10mg,加上呼吸消耗氧气为2mg,因此,可以得出每小时光合作用产生的氧气量是12÷2=6mg,D正确。
【答案】D
8.如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率影响的结果。
下列有关叙述中,不正确的是( )
A.曲线由b点转向d点时,叶绿体中C5浓度升高
B.曲线由a点转向b点时,叶绿体中C3浓度升高
C.在一定范围内增加光照和CO2浓度,有利于提高光合速率
D.曲线中c点产生的限制因素可能是叶绿体中酶的数量有限
【解析】曲线中b点转向d点时,CO2浓度降低,CO2用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱,因此叶绿体中C5浓度升高,A正确;曲线中a点转向b点时,光照强度增强,光反应产生的[H]和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的含量将减少,B错误;在一定范围内增加光照和CO2浓度,有利于提高光合效率,C正确;曲线中c点产生的限制因素可能是叶绿体中酶的数量,D正确。
【答案】B
9.(2018·湖南永州市祁阳县第一中学期末试题)某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。
他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜,用直径1cm的打孔器打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉,置于光下。
取100mL三角瓶四个,编号1、2、3、4,按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。
下列评价或修改不合理的是( )
A.制备的叶圆片在投入三角瓶之前可进行黑暗处理
B.应将四组实验分别置于不同强度的光照条件下
C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果
D.自变量二氧化碳浓度的控制不严格
【解析】本实验研究的是叶圆片的上浮情况,所以制备的叶圆片放于黑暗处进行饥饿处理,使实验现象更为准确,A正确;实验要保证单一变量,所以光照强度应相等,B错误;实验中选取的小叶圆片,分别来自于四株植物,实验材料本身存在的差异,会影响实验结果,C正确;该实验中没有考虑空气中也存在CO2,也可溶解于水中,产生实验误差,D正确。
【答案】B
10.(2018·河南省林州市第一中学高三调研)如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。
在y点时改变某条件,曲线变为Ⅱ。
下列分析合理的是( )
A.与y点相比,x点叶绿体中的C3含量较低
B.在y点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D.制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度
【解析】A.与y点相比较,x点光照强度较弱,光反应产生的[H]和ATP较少,C3消耗减少,又因为CO2浓度与y点一样,C3产生不变,所以C3含量升高,A错误;B.曲线Ⅰ已经表示黄豆在适宜温度下的光合作用速率与光照强度的关系,再升高温度,酶活性减弱,光合速率会下降,B错误;C.x点随着光照强度的增强,光合速率也在增加,所以制约x点时光合作用的因素主要是光照强度,C错误;D.z点的光合速率不再随着光照强度的增加而增加,而且此时温度处于最适状态,所以限制因素最可能是二氧化碳浓度,D正确。
【答案】D
二、非选择题(共3小题,共30分)
11.(10分)(2018·河南省博爱县一中高三上学期模拟)在我国南方稻田种植紫云英已有悠久历史,利用上部2/3作饲料喂猪,下部1/3作绿肥,既养猪又肥田。
研究紫云英的结构及生理过程有利于指导农业生产、提高粮食产量。
请回答下列问题:
(1)图甲为紫云英叶肉细胞中的生物膜及在其上所完成的一个生化反应,该生物膜是________,其吸收的光能用于________。
(2)图乙是在CO2浓度一定、温度25℃、不同光照强度条件下测得的紫云英叶片光合速率。
请据图分析:
A和B两点,植物叶肉细胞产生ATP的共同场所是________;C点时,该植物总光合速率为________[mg/(100cm2叶·h)](用CO2吸收量表示)。
(3)为了探究光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响,甲、乙两个研究性学习小组的同学用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行了实验,获得的实验结果如下表所示。
甲组:
A植物在不同条件下单位时间内O2释放量(mL)
乙组:
B植物在不同条件下单位时间内O2释放量(mL)
①甲组的实验方案中自变量是________________________,实验中需要控制的无关变量有______________(答出一点即可)。
②阳光不充足地区,大棚种植A、B两种植物时,光照最可能成为限制________植物正常生长的因素。
菜农往往通过在大棚内养殖蘑菇来提高A、B两种植物的产量,采用这种方法增产效果更好的植物是________。
【解析】分析图甲:
图甲生物膜上能发生水的光解反应,该反应发生在光合作用的光反应阶段,场所是类囊体膜;图中①为光合色素;②为磷脂分子。
分析乙图:
图乙是在CO2浓度一定、温度25℃、不同光照强度条件下测得的紫云英叶片光合速率,其中A点时,植物细胞只进行呼吸作用;AB段,光合速率小于呼吸速率;B点为光补偿点,此时光合速率等于呼吸速率;B点之后,光合速率大于呼吸速率。
(1)由以上分析可知图甲为叶绿体中的类囊体薄膜,其吸收的光能用于水的光解及ATP合成。
(2)A点时,植物叶肉细胞只能进行呼吸作用,产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质,而B点时,植物叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用,产生ATP的场所是叶绿体、线粒体和细胞质基质,因此这两点产生ATP的共同场所是细胞质基质和线粒体;由图可知,图示条件下叶肉细胞的呼吸速率为5mg/100cm2叶·小时,C点时的净光合速率为15mg/100cm2叶·小时,因此该植物C点时的总光合速率=呼吸速率+净光合速率=5+15=20mg/100cm2叶·小时。
(3)①从实验设计的表格中可以看出,不同功率的灯泡代表不同强度的光照,因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO2浓度,因此实验的其他变量均为无关变量,包括温度、光照时间、植株大小等。
②A植物的光饱和点为100W对应的光照强度,代表阴生植物;B的光饱和点至少为300W对应的光照强度,代表阳生植物;则在阳光不充足地区,光照最可能成为限制B植物正常生长的主要生态因素。
大棚中蘑菇作为分解者,分解有机物产生二氧化碳,可以提高大棚内的二氧化碳浓度,增强植物光合作用,采用这种方法增产效果更好的植物是A。
【答案】
(1)叶绿体类囊体薄膜 水的光解及ATP合成
(2)细胞质基质和线粒体 20 (3)①光照强度、CO2浓度 温度、光照时间、植株大小 ②B A
12.(10分)(2018·陕西省宝鸡中学高三月考)下图1表示A、B两种植物光合作用速率随光照强度改变的变化曲线。
图2表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下,A植物光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。
下表为测得A植物的相关数据。
请分析回答:
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
(1)据图1,A和B在较长时间连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的植物是________。
(2)图2中若在正常进行光合作用时,CO2浓度由f点变为e点时,叶肉细胞中C3含量的瞬间变化是________(填“减少”、“增多”或“不变”);光照强度由e点变为d点时,则C3含量瞬间变化是________(填“减少”、“增多”或“不变”)。
(3)若图1曲线A表示该植物A在35℃时光合速率与光照强度的关系,并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和35℃,那么在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃,曲线中a、b两点位置如何移动?
__________、__________。
(4)据上表数据,若每天对A植物进行10小时光照、14小时黑暗,温度均保持在25℃的条件下,该植物________(填“能”或“不能”)正常生长。
若一天中的光照与黑暗时间长度相同,则在________℃温度下,植物一天内积累的有机物最多。
【解析】分析图1:
a点时,植物细胞只进行呼吸作用;ab段,植物细胞同时进行光合作用和呼吸作用,且呼吸作用强度大于光合作用强度;b点时,光合作用强度等于呼吸作用强度;b点后,光合作用强度大于呼吸作用强度。
分析图2:
图2表示A植物放在不同浓度CO2环境条件下,A植物光合效率受光照强度影响曲线。
分析表格:
光照下吸收CO2量代表净光合作用,黑暗中释放CO2量代表呼吸作用。
实际光合速率=呼吸速率+净光合速率。
(1)根据图1可知A植物需要较强的光照才能达到光合作用的最大值,即A植物属于阳生植物,并且阳生植物的呼吸作用也较强,所以在连续阴雨的环境中,光照强度较弱,A植物受到的影响大。
(2)e点与f点相比较,e点时二氧化碳浓度升高,二氧化碳固定加快,暗反应加快,三碳化合物还原量不变,故叶肉细胞中C3的含量增多;d点的光照强度小于e点,d点光反应速率较慢,合成的ATP、[H]少,因而还原的C3少,二氧化碳固定生成C3的速率不变,所以d点的C3含量增多。
(3)当温度由35℃调节到25℃时,光合作用强度增大,而呼吸作用的强度减小,所以代表呼吸作用强度的a点要上移,同时b点要向左移,c点要上移。
(4)光照下吸收CO2量代表净光合作用,黑暗中释放CO2量代表呼吸作用,则10小时光照积累的有机物的量=3.75×10=37.5,14小时的黑暗消耗的有机物的量=2.25×14=31.5,所以每天A植物都有有机物的积累,能够正常生长。
25℃时白天净光合作用最强,但夜间呼吸作用也很强,不如20℃时的积累量高,故20℃时植物一天内积累的有机物最多。
【答案】
(1)A
(2)增多 增多 (3)a点上移 b点左移 (4)能 20
13.(10分)(2018·江西省抚州市临川区第二中学期中考试)某实验小组用小球藻进行实验,探究影响光合速率的因素。
他们将一定量的小球藻浸入适宜且相同温度的培养液的试管中,以白炽台灯作为光源。
移动台灯可改变光源与试管的距离;CO2浓度分别设置为0.03%和0.05%,根据实验结果绘制成曲线1、曲线2(如图所示)。
请分析回答下列问题:
(1)比较C、D两点的光合速率,可见限制D点光合速率的主要因素是________。
EF段________不再成为光合速率的主要限制因素,若C处突然关闭台灯,叶绿体中C5的含量将如何变化?
________。
(2)F点的含义是_________________________________________________。
若用缺镁培养液培养小球藻,其他条件不变,F点应向________移。
(3)该小组又做了探究小球藻最适生长温度的预实验,实验结果见下表:
温度(℃)
10
20
30
40
50
光照下释放O2(mg/h)
9.67
14.67
19.67
21.67
19.33
请根据预实验结果,设计进一步的探究实验。
材料用具:
小球藻若干、大试管若干、含CO2缓冲液的培养液、水浴锅(控制温度)、量筒等。
该实验应控制好的两个主要无关变量是:
①________;②________。
实验步骤:
第一步:
将等量的含有足量CO2缓冲液的培养液分别装入7只试管,再将数量相同的小球藻分别浸入7只试管中,然后分别放入7个水浴锅中。
第二步:
分组控制温度,使其依次为______________________________(温度梯度差为1℃),并分别编号为1~7号。
第三步:
光照6h后测定O2的释放量。
【解析】本题考查光合作用,需要根据图形、数据进行分析作答。
(1)由图可知C、D点的光照强度相同,所以限制D点光合速率的是二氧化碳浓度。
而EF段的限制因素是横坐标光照强度。
如果突然停止光照,光反应产生的ATP和[H]减少,那么C3还原的少,而二氧化碳的固定仍然再进行,所以C5的含量会下降。
(2)F点氧气释放量为0,说明该光照强度下小球藻光合作用速率等于呼吸速率。
镁参与叶绿素的形成,缺乏叶绿素光反应的强度下降,所以F点应向左移动。
(3)因为探究的是温度对光合作用强度的影响,温度是自变量,而影响光合作用强度最主要的是光照强度和二氧化碳浓度,二氧化碳浓度不变,所以此时光照强度是无关变量,另外小球藻的数量也是无关变量。
分析表中数据最适温度应在40℃左右,现在设置7个实验组,所以在40℃前后,即37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃。
【答案】
(1)CO2浓度 CO2浓度 下降
(2)该光照强度(与光源相距105cm)时小球藻光合速率等于呼吸速率 左 (3)相同光照时间和距离(或相同的光照强度) 小球藻的数量相同 37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃