高三生物第一轮总复习 第一编 考点过关练 考点11 光合作用.docx
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高三生物第一轮总复习第一编考点过关练考点11光合作用
2019-2020年高三生物第一轮总复习第一编考点过关练考点11光合作用
1.[xx·课标全国卷Ⅰ]正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（ ）
A.O2的产生停止
B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降
D.NADPH/NADP＋比值下降
解析：
用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，A项会发生；光反应停止，[H]和ATP的产生停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢，B项不会发生；光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C项会发生；光反应停止，NADPH（[H]）的产生减少，NADPH/NADP＋比值下降，D项会发生。
答案：
B
2.[xx·海南高考]下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄色叶片的叙述，错误的是（ ）
A.两种叶片都能吸收蓝紫光
B.两种叶片均含有类胡萝素
C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素a
D.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP
解析：
绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素、类胡萝卜素，黄色叶片的叶绿体中含有类胡萝卜素而不含叶绿素，叶绿素、类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，A、B正确，C错；黄绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素b，而不含叶绿素a，不能转化光能，所以光反应中不能产生ATP，D正确。
答案：
C
3.[xx·海南高考]关于小麦光合作用的叙述，错误的是（ ）
A.类囊体上产生的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直接还原
D.净光合速率为长期为零时会导致幼苗停止生长
解析：
类囊体上进行光反应产生ATP可用于暗反应，A正确；夏季晴天光照最强时，由于高温导致气孔关闭，CO2吸收减少，小麦光合速率下降，B错；进入叶绿体中的CO2必须先经过固定，形成C3后被NADPH还原，C正确；净光合速率长期为零时，积累量为零，因缺乏营养物质，导致幼苗停止生长，D正确。
答案：
B
4.[xx·福建高考]氢是一种清洁能源。
莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2，[H]可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气。
（1）莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的________。
（2）CCCP（一种化学物质）能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。
已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。
为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液（A组）和缺硫培养液（B组），在特定条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。
实验结果：
B组>A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为__________________和________________。
（3）产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是________________，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
解析：
（1）光合作用分光反应和暗反应，光反应吸收光能，其中光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。
（2）本题是考查考生对实验设计的相关实验知识。
完全培养液的A组即标准对照组与B组缺硫的实验组相比，产氢总量结果是B组＞A组，说明B组缺硫组产氢多，说明缺硫促进产氢。
实验设计中应遵循单因子变量和等量原则。
在探究CCCP有无对莱茵衣藻产氢的影响时，可设置完全培养液和加CCCP培养液二个培养实验，为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，可在此基础上再添加CCCP的缺硫培养液的培养实验。
（3）结合题意，根据光合作用的全过程，若反应产氢的话，会导致光反应产生的[H]减少，那么暗反应中即C3→（CH2O）减弱，导致还原产物减少，从而莱茵衣藻生长不良。
（4）莱茵衣藻的氢化酶对氧气极为敏感，当有氧存在时抑制了氢化酶的活性，使氢产生减少。
答案：
（1）类囊体薄膜
（2）促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液
（3）莱茵衣藻光反应产生的[H]转变化H2，参与暗反应的[H]减少，有机物的生成量减少
（4）氧气抑制产氢酶的活性
5.[xx·安徽高考]某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。
（注：
气孔导度越大，气孔开放程度越高）
（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的叶片净光合速率________。
与对照组相比，________光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是______________________。
（2）叶肉细胞间隙CO2至少需要跨________层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。
（3）某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g－1、3.9mg·g－1、4.1mg·g－1。
为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是____________________。
解析：
Ⅰ.
（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的CO2吸收量更大，说明30d幼苗的净光合速率更大。
三种光照射，蓝光处理组吸收CO2更多，胞间CO2浓度更低，说明对CO2的利用率更高，而蓝光处理组气孔导度也最大，说明蓝光可通过促进气孔开放，使CO2供应充分，加快暗反应，最终提高光合速率。
（2）CO2固定部位在叶绿体基质，因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜（即3层磷脂双分子层）才能到达作用部位。
（3）为了提高实验数据的可信度，可随机取样，并进行重复测定，避免偶然性。
答案：
Ⅰ.
（1）高 蓝 蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快
（2）3
（3）随机取样进行重复测定
6.[xx·江苏高考]为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率（Pn）。
图1为光合放氧测定装置的示意图；图2是不同NaHCO3浓度（pH8.5,25℃）条件下测得的Pn曲线图。
请回答下列问题：
（1）通过变换图1中光源，可研究________、________对光合作用的影响。
（2）在测定不同光照对Pn的影响时，如不精确控制温度，则测得的光照与Pn的关系________（填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”）。
（3）由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶（CA）分解水中的HCO
获得CO2。
图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为________；在更高NaHCO3浓度下，Pn不再增加的主要原因有__________________、________________。
（4）培养基中的HCO
与CO
之间的离子平衡与pH有关，碱性条件下pH越高，HCO
越少，CO
越多，而CO
几乎不能被该藻利用。
在测定不同pH（7.0～10.0）对光合作用的影响时，导致Pn发生变化的因素有______________、______________。
解析：
（1）可调光源可改变光照强度、光的波长（光质），从而可以研究光强和光质对光合作用的影响。
（2）温度是无关变量，温度过高或过低都会影响酶的活性而影响光合作用，使得难以确定光照对Pn影响，因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜，以便排除对实验的干扰。
（3）由图可以看出，达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120mg·L－1；在更高NaHCO3浓度下，外界因素是CO2浓度达到了CO2饱和点，不能吸收更多的CO2；内部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HCO
。
（4）由题意可知，pH一方面会影响HCO
的含量，从而影响Pn；另一方面pH也会影响CA酶的活性，从而影响Pn。
答案：
（1）光强 光质
（2）难以确定
（3）120mg·L－1 达到了CO2饱和点 CA量有限
（4）CO2（或HCO
）供应量不同 CA（细胞）活性变化
7.[xx·广东高考]观测不同光照条件下生长的柑橘，结果见下表。
请回答下列问题：
光照
强度
叶色
平均叶
面积（cm2）
气孔密度
（个·mm－2）
净光合速率
（μmolCO2·m－2·s－1）
强
浅绿
13.6（100%）
826（100%）
4.33（100%）
中
绿
20.3（149%）
768（93%）
4.17（96%）
弱
深绿
28.4（209%）
752（91%）
3.87（89%）
注：
括号内的百分数以强光照的数据作为参照
（1）CO2以________方式进入叶绿体后，与________结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供的________。
（2）在弱光下，柑橘通过______________和______________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。
（3）与弱光下相比，强光下柑橘平均每片叶的气孔总数______________，单位时间内平均每片叶CO2吸收量________。
对强光下生长的柑橘适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是________，最后发生改变的是________。
解析：
（1）二氧化碳进入细胞的方式是自由扩散；在光合作用的暗反应过程中，二氧化碳与细胞中的C5结合生成C3，该过程叫做二氧化碳的固定；C3在ATP供能下被[H]还原成有机物或C5。
（2）据表可知，弱光下柑橘的叶色呈深绿色，平均叶面积也增大了。
所以柑橘是通过增加叶绿素的含量和增大平均叶面积，来吸收更多的光能。
（3）平均叶面积×气孔密度＝平均每片叶的气孔总数，弱光下平均每片叶的气孔总数为：
28.4cm2×100mm2/cm2×752个/mm2＝2135680个，强光下平均每片叶的气孔总数为：
13.6cm2×100mm2/cm2×826个/mm2＝1123360个，后者远少于前者；要计算单位时间内平均每片叶CO2的吸收量，可用净光合作用速率×平均叶面积的值来表示，弱光下为：
28.4cm2×0.01m2/cm2×3.87molCO2·m－2·s－1≈1molCO2·s－1；强光下为13.6cm2×0.01m2/cm2×4.33molCO2·m－2·s－1≈0.6molCO2·s－1；后者也是小于前者。
结果，强光下，气孔总数少，单位时间内平均每片叶CO2吸收量少；对强光下生长柑橘适度遮阴，首先因光照强度减弱，净光合速率首先发生改变；其次，为了适应弱光环境，叶绿素的含量增加；最后，叶面积扩大。
强光比弱光的气孔总数多，单位时间内平均每片叶CO2吸收量高，据表可知，弱光下，色素吸收的光能少，净光合作用速率下降，首先发生变化，平均叶面积是最后发生变化。
答案：
（1）自由扩散 C5（五碳化合物） [H]（或NADPH）和ATP
（2）增加叶面积 提高叶绿素含量
（3）较少 较少 净光合速率 叶面积
1.[xx·金华十校检测]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400～500nm波长的光
B.用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度
C.由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加
D.土壤中缺乏镁时，植物对420～470nm波长的光的利用量显著减少
解析：
根据图示分析，由550nm波长的光转为670nm波长的光后，吸收光能的百分比由少增多，光合作用中光反应阶段增强，暗反应阶段不变，故叶绿体中C3的量减少。
答案：
C
2.[xx·广东六校联考]关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是（ ）
A.二氧化硅有助于研磨得充分
B.用毛细吸管吸取少量滤液，画在滤纸条一端
C.滤纸条插入时应注意滤液细线不能触及层析液
D.叶绿素a的色素带最宽，溶解度最高
解析：
本题以叶绿体色素的提取和分离为载体，考查实验分析判断、综合运用知识的能力。
二氧化硅使研磨更充分，以提取更多色素；毛细吸管吸取少量滤液在滤纸条的一端画色素线，要画2～3次，且要细、齐、直，要在色素线干后再画；滤纸条上的色素细线不能没过层析液的液面，否则叶绿体色素会溶解在层析液中；叶绿素a含量最多，色素带最宽，但胡萝卜素在层析液中溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快，在滤纸条的最上端。
答案：
D
3.[xx·山东临沂一模]科学家在研究光合作用时，做了一个如下图所示的实验。
实验前，他向一个密闭容器的溶液中加进了ADP、磷酸盐、光合色素、五碳化合物及有关的酶等（见图甲）。
实验时，按图乙的限制条件（光照、CO2等）进行，并不断测定有机物的生成率。
随着时间的推移，绘出了曲线图（见图乙）。
下列对此有关的描述不正确的是（ ）
A.曲线AB段平坦，是因为无CO2，不进行暗反应，所以不能生成C6H12O6，这个阶段相当于光合作用的光反应阶段
B.出现BC段的原因是进行暗反应，既有CO2，又有AB段产生的[H]和ATP，故有机物生成量较多
C.曲线CD段迅速下降的原因是C3、[H]和ATP不足
D.这位科学家设计的这个图甲装置相当于植物的叶绿体
解析：
曲线CD段迅速下降的原因是[H]和ATP大量消耗导致C3还原减弱，从而影响光合速率，此时C3含量增多。
答案：
C
4.[xx·安徽示范高中联考]下列为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是（ ）
A.图1中，若光照强度适当增强，a点左移，b点右移
B.图2中，若CO2浓度适当增大，a点左移，b点右移
C.图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多
D.图4中，当温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
解析：
图4中“光照下CO2的吸收量”为植物净光合量（植物有机物积累量），“黑暗中CO2的释放量”为植物呼吸量，故当温度高于25℃时，植物光合作用积累的有机物的量开始减少，而不是植物光合作用制造的有机物的量（植物总光合量）开始减少。
答案：
D
5.[xx·广元模拟]下图为在最适温度和光照强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况，相关说法不正确的是（ ）
A.植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感
B.当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等
C.d点时植物甲细胞内产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体
D.适当降低光照强度，b点将向右移动
解析：
由图可知，环境中CO2浓度升高到一定程度后植物乙的CO2吸收量降低幅度较大，植物甲的CO2吸收量基本保持不变，可见植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感。
当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，根据实际光合速率＝净光合速率＋呼吸速率可知，植物甲合成有机物的量比植物乙多。
d点时植物甲细胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，因此，产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
根据题意可知，图中曲线是在最适的光照强度条件下测得的，因此光照强度减弱，CO2吸收量降低，b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，降低光照强度后，需要环境中提供较高浓度的CO2才能使光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此b点将右移。
答案：
B
6.[xx·青岛模拟]用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。
一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述错误的是（ ）
A.叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质
B.Oa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降
C.ab段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽
D.b点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无[H]和ATP的供应
解析：
叶肉细胞中固定CO2的场所是叶绿体基质；从题图分析，Oa段三碳化合物的含量持续上升，说明消耗的五碳化合物越来越多，因此五碳化合物的含量有所下降；ab段三碳化合物浓度不变的原因是三碳化合物生成的量与被还原的量基本相等；黑暗条件下叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP等物质，导致三碳化合物还原受阻，其含量上升。
答案：
C
7.[xx·武汉调研]小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，小麦籽粒产量约50%来自旗叶。
科学家在适宜的条件下进行了相关研究，在小麦籽粒形成过程中，不可能发生的是（ ）
A.为小麦旗叶提供14CO2，籽粒中的淀粉都含14C
B.为小麦旗叶提供H
O，籽粒中的淀粉会含18O
C.旗叶叶肉细胞的叶绿体中类囊体数目较多
D.若去掉一部分籽粒，旗叶叶肉细胞的光合效率会下降
解析：
为小麦旗叶提供14CO2,14C通过CO2→C3→C6H12O6途径，转移到葡萄糖中，进一步转移到淀粉中，但小麦籽粒产量只有50%来自旗叶，故籽粒中的淀粉不可能都含有14C。
为小麦旗叶提供H
O,18O通过有氧呼吸转移到C18O2中，C18O2再通过光合作用转移到葡萄糖中，因此小麦籽粒中的淀粉会含18O。
小麦籽粒产量约50%来自旗叶，说明旗叶的光合作用较强，可能是因为其类囊体数目较多。
去掉部分籽粒，使光合作用产物的去路减少，进而可能抑制光合作用。
答案：
A
8.[xx·宁波质检]图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。
根据图回答：
（1）图1中A表示的物质是________，它由________产生，其作用主要是________________________。
（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于________________________。
若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是________。
（3）图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：
____________________________。
（4）曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：
____________________________。
解析：
（1）光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。
（2）光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→（14CH2O）。
（3）、（4）题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。
答案：
（1）[H] 水在光下分解 用于C3的还原
（2）太阳光能 （CH2O）
（3）C3 CO2与C5结合形成C3而C3不能被还原
（4）C5 C5与CO2结合形成C3且C3不能被还原为C5
9.[xx·合肥四校联考]下图1表示光合作用过程概要的模式图，其中①～④表示化学反应，A～H代表物质。
图2表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH和温度时，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图，据图回答问题：
（1）写出物质F的名称：
________。
据图2分析，该绿藻细胞的呼吸速率为________μmol/min。
（2）在图2中乙处光照开始后，溶解氧浓度稍有增加，但第6min后不再增加而稳定，原因是光照后容器中________减少，光合作用速率下降，第6min后光合作用速率________（填“小于”“大于”或“等于”）呼吸作用速率。
（3）在图2中丙处若添加的是14CO2，发现7s后有多达12种产物含有放射性，而5s内的代谢产物中含有放射性的基本只有一种物质，该物质最可能是________（填图1中字母）。
若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶氧变化的曲线是a～g中的____________。
（4）若在图2中丁处给予一定的条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计1h后，绿藻细胞光合作用产生的氧气量为________μmol。
若绿藻在特定条件下的光合速率为图2中的c，且呼吸速率与图2所示一致，则在该条件下每天光照至少________h绿藻才能正常生长。
解析：
（1）分析图1可知，物质A是水，B是氧气，D是[H]，F是ATP。
由图2可知，0～4min内绿藻细胞处于黑暗条件下，只进行呼吸作用，呼吸速率＝10/4＝2.5（μmol/min）。
（2）影响光合作用的环境因素有光照、CO2浓度等，因此可以判断6min后溶解氧不再增加而稳定的原因是CO2减少，此时氧气的产生和消耗处于平衡状态，即光合速率等于呼吸速率。
（3）14CO2进入细胞内首先经过固定过程形成E（C3），因此最先出现放射性的物质是E。
若丁处加入使光反应停止的试剂，则绿藻细胞只进行呼吸作用，根据绿藻的呼吸速率可知，溶氧变化的曲线可用曲线e表示。
（4）图2中曲线b说明绿藻细胞的净光合速率为10μmol/min，则实际光合速率＝10＋2.5＝12.5（μmol/min），因此1h后。
绿藻细胞光合作用产生的氧气量＝12.5×60＝750（μmol）。
图2中的曲线c说明绿藻细胞的净光合速率为5μmol/min，实际光合速率为7.5μmol/min，光合作用1h产生的氧气量为450μmol，而呼吸作用一天（24h）消耗的氧气量为3600μmol，因此每天光照至少要8h绿藻才能正常生长。
答案：
（1）ATP 2.5
（2）CO2 等于
（3）E e
（4）750 8
1.下表是植物Ⅰ和植物Ⅱ在一天中气孔导度的变化情况。
下列说法错误的是（ ）
（注：
气孔导度能反映气孔张开的程度，其单位是mmolCO2·m－2·s－1，表示单位时间内进入叶片表面单位面积的CO2的量）
A.植物Ⅰ主要在夜间吸收CO2，植物Ⅱ主要在白天吸收CO2
B.沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物Ⅰ，这是经长期的自然选择形成的
C.影响植物Ⅱ光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2浓度、水、矿质元素等
D.气孔导度越大，叶肉细胞吸收CO2的量越大
解析：
由图可知，植物Ⅰ夜间气孔导度较大，说明夜间吸收CO2速率较高，而植物Ⅱ白天气孔导度较大，说明白天吸收CO2速率较高，A正确；沙漠中白天气温较高，植物为了保持体内水分会降低气孔导度，故其气孔导度的变化更接近于植物Ⅰ，这是经长期的自然选择形成的特性，B正确；影响植物Ⅱ光合作用的外界因素有光照强度、温度、CO2浓度、水、矿质元素等，C正确；气孔导度增大，叶肉细胞吸收CO2的量先增大后逐渐保持稳定，D错。
答案：
D
2.下图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，其他条件不变且适宜的情况下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。
（1）提取该植物绿叶中色素做分离实验时，滤纸条上溶解度最大的色素主要吸收的光是________。
（2）光照强度为a时，叶肉细胞进行________作用，场所为________，光照强度为c时，净光合速率为________，若长期处于该条件下，植物________。
（3）
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