2019高考生物复习细胞的能量供应和利用第3讲能量之源__光与光合作用课后提能演练新人教版.docx

第3讲 能量之源光与光合作用一、单项选择题1(2017年重庆月考)下列关于叶绿体的叙述，正确的是()A叶绿体的外膜、内膜极大地扩展了受光面积B叶绿体基质中NADP能形成NADPHC类囊体薄膜上的光合色素都可以吸收蓝紫光D类囊体薄膜中的酶可催化CO2分子的固定和还原【答案】C【解析】叶绿体上扩大受光面积的不是外膜和内膜而是类囊体薄膜，A错误；NADP形成NADPH的场所是基粒，B错误；类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素都能吸收蓝紫光，C正确；催化CO2分子固定和还原的酶存在于叶绿体基质中，D错误。2下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图，下列有关叙述正确的是()A两实验均需进行“黑暗”处理，以消耗细胞中原有的淀粉B两实验均需要光的照射C两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D两实验均可证明光合作用的产物有氧气【答案】B【解析】本题主要考查光合作用的发现过程。图示的两个实验中，只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理，目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所，萨克斯实验的目的是探究光合作用的产物，所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中，照光与不照光、黑暗与完全曝光形成对照；萨克斯的实验中，暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物，萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。3(2017年广西陆川期末)如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述，正确的是()A图乙所示结构取自图甲中的或B与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上C图乙所示的结构是合成H并消耗ATP的场所D叶绿体以图甲的形式扩大膜的表面积【答案】D【解析】图乙所示结构是叶绿体类囊体薄膜，来自叶绿体基粒中的类囊体，而不是来自叶绿体内膜，A错误；光合作用分光反应阶段和暗反应阶段，光反应的场所是类囊体薄膜，与光反应有关的酶分布在图乙类囊体薄膜上，暗反应的场所是叶绿体基质，与暗反应有关的酶分布在叶绿体基质中，B错误；图乙是光反应的场所，水光解后生成H并合成ATP，C错误；叶绿体内含有大量基粒，一个基粒由很多类囊体堆叠而成，以此增大膜面积，D正确。4(2017年湖北联考)下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中，叙述正确的是()A叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同B实验中要注意不能让层析液没及滤液细线，目的是避免色素扩散进入层析液中C将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，光谱的颜色明显减弱的是绿光D提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用【答案】B【解析】不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素在滤纸上扩散的速度快，故叶绿体色素能够在滤纸上分离开；实验中不能让层析液没及滤液细线，否则滤液细线中的色素会扩散进入层析液中；叶绿体色素对绿光吸收最少，白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，则绿光强度基本不变；光合作用需要多种色素的参与，且需叶绿体类囊体薄膜上多种酶的参与，因此仅仅有叶绿素，光合作用是无法进行的。5(2017年山东潍坊统考)如图表示光合作用过程，a、b、c表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是()A物质b可能是ADP和PiB物质c直接被还原生成(CH2O)和C5C甲中色素不溶于水，能溶于有机溶剂D乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行【答案】B【解析】根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，其上可发生光合作用的光反应，乙为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应提供的ADP和Pi，A正确；物质c为CO2，不可以直接被还原生成(CH2O)和C5，B错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C正确；暗反应在有光、无光条件下均可进行，但需要光反应提供的H和ATP，D正确。6给光下正常进行光合作用的叶肉细胞增加14CO2，一段时间后，关闭光源，含放射性C3浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是()A叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基粒Bab段叶肉细胞中C3浓度大量增加Cbc段C3浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽Dc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【答案】D【解析】CO2直接参与暗反应中CO2的固定过程，其场所是叶绿体基质，A错误；ab段含放射性的C3浓度升高，说明以14CO2为原料生成的C3增加，但由于暗反应增强会促进光反应，因此C3浓度略有增加，但不会大量增加，B错误；bc段C3浓度不变是因为14C3的生成速率和消耗速率相等，c点后放射性C3浓度继续升高，说明c点时CO2并未消耗殆尽，C错误；c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，从而导致C3的消耗减少所致，D正确。7为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行如下实验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，对实验条件和结论分析正确的是()A黑暗中进行，结果表明：H能通过自由扩散进出类囊体薄膜B光照下进行，结果支持：合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能C黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H浓度差，推动ATP合成D光照下进行，结果表明：光反应产生的H参与暗反应中三碳化合物的还原【答案】C【解析】光照条件下，叶绿体基粒类囊体薄膜上的色素吸收光能，能将光能转化成ATP中的化学能，干扰实验结果，故实验应在黑暗条件下进行，根据题干“类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体产生ATP”，说明ATP的合成与H浓度梯度有关，类囊体内外产生H浓度差，从而推动ATP合成。8(2017年安徽淮南模拟)下图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜)。下列叙述正确的是()A植物在光补偿点时，叶肉细胞不释放氧气B突然遮光处理，植物叶肉细胞中C3生成量减少C适当提高温度可以提高植物的光饱和点D最适宜在树林下套种的是植物【答案】B【解析】植物在光补偿点时，整株植物光合速率等于呼吸速率，但其叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，向细胞外释放氧气，A错误；突然遮光处理，植物光合作用减弱，C3的生成量减少，B正确；本实验数据是在适宜温度条件下测得，升高温度不利于光合作用，故光饱和点应下降，C错误；树林下光照强度较低，植物光补偿点低，利用较低光照强度就可正常生长，D错误。9科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响，得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是()A光照强度为a时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B光照强度为b时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同C光照强度为ab时，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高D光照强度为bc时，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高【答案】D【解析】曲线和的CO2浓度不同，因此光照强度为a时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同，A正确；曲线和的温度不同，因此光照强度为b时，造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同，B正确；由曲线图可知，光照强度为ab时，曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高，C正确；光照强度为bc，曲线光合作用强度随光照强度升高而缓慢升高，但曲线光合作用强度随着光照强度的升高不再变化，D错误。10(2017年河南鹤壁考试)科研人员为研究枇杷植株在不同天气条件下的光合特征，对其净光合速率和气孔导度进行了测定，结果如图所示。下列有关叙述不正确的是()A阴天时净光合速率下降的时间与气孔导度的下降时间不一致B晴天时出现“午休”现象与气孔关闭引起的CO2浓度下降有关C两种条件下枇杷净光合速率峰值出现的早晚均与光照强度无关D实验结果显示枇杷植株适合种植在光线弱的阴蔽环境中【答案】C【解析】分析图示可知，阴天时净光合速率从12时开始下降，气孔导度从10时开始下降，A正确；晴天时出现“午休”现象，是由于温度过高，蒸腾作用过强，气孔大量关闭，引起CO2浓度下降，暗反应过程减弱，B正确；晴天时，枇杷净光合速率峰值的出现，与温度、光照强度都有关，C错误；题图显示，阴天时气孔导度高于晴天，而在10：30至14：00时，净光合速率阴天时大于晴天时的，因此枇杷植株更适合种植在光线弱的荫蔽环境中，D正确。11(2018年安徽黄山八校联考)某同学用无水乙醇提取强光下生长幼苗的叶绿体色素，用层析液进行层析。如图为层析的结果(、为色素条带)。下列叙述错误的是()A若滤液细线触及层析液，则可以缩短得到四条色素带的时间B、色素条带间距小，说明两种色素的溶解度差异小C四种色素在层析液中溶解度大小是D与强光照相比，正常光照下的幼苗绿色比较深【答案】A【解析】如滤液细线触及层析液，色素会溶解在层析液中，导致实验失败，A错误；、色素条带间距小，说明两种色素的溶解度差异小，B正确；由于色素在层析液中溶解度越大，扩散速度越快，所以四种色素在层析液中溶解度大小是，C正确；由于强光照下叶绿素a含量少于正常光照，所以与强光下的幼苗相比，正常光照下的绿色比较深，D正确。12取生长旺盛的绿叶，利用打孔器打出一批直径为1 cm的叶圆片，将叶圆片细胞间隙中的气体排出后，平均分装到盛有等量的不同浓度NaHCO3溶液的培养皿底部，置于光温恒定且适宜的条件下，如图甲。测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间如图乙。下列分析不正确的是()Aab段随着NaHCO3溶液浓度的增加，类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大Bcd段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减弱Ccd段随着NaHCO3溶液浓度的增加，单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小Dad段如果增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间【答案】D【解析】ab段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的时间不断缩短，说明氧气生成速率不断提高，因此类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大，A正确；cd段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长，说明氧气生成速率在降低，即光合速率减弱，因此叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减弱，单个叶圆片有机物的积累速率也在逐渐减小，B、C正确；题中装置置于光温恒定且适宜的条件下，如果增加光照强度或温度，都会使光合速率降低，导致叶圆片上浮至液面的时间延长，D错误。二、非选择题13(2017年河北衡水期中)研究者对黑藻的光合作用进行了大量研究。图1是根据相关实验绘制的曲线，图2为黑藻叶绿体结构和功能示意图。请分析回答问题：(1)科研小组将黑藻浸在加有适宜培养液的大试管中(室温20 )，以灯为光源，通过移动灯，改变光源与大试管间的距离，观测黑藻放出气泡的情况，结果如图1中曲线x所示。该实验研究的自变量是_，因变量是_。(2)该小组在室温10 和30 时分别进行了实验，结果如曲线y和曲线z。则在AC段时(不包括A、C点)，限制光合作用的因素是_。(3)若将光源由远及近向大试管移动，当光源与大试管间的距离由90 cm逐渐改变为45 cm的过程中，图2中反应中的两个化学反应过程变快的先后顺序是_，因此导致A点的C3含量_(填“大于”“小于”或“等于”)B点。(4)研究者分离出黑藻中的叶绿体(图2)在适宜条件下培养，由结构转移至结构的物质主要包括_。(5)在实验过程中，用HO培养黑藻，发现实验者体内细胞中的有机物出现了18O元素，分析可能的转化途径是_。【答案】(1)光源与大试管间的距离(或光照强度)单位时间内氧气(或气泡)的释放量(2)温度和光照强度(答全才可)(3)先是C3的还原，然后是CO2的固定小于(4)ADP、Pi(5)HO先参与光合作用生成18O2，被实验者吸入体内，参与有氧呼吸第三阶段生成HO，HO再参与细胞内有机物的水解(如肝糖原水解为葡萄糖)，使得实验者体内细胞中的有机物出现了18O元素【解析】考查影响光合作用因素及与细胞呼吸的关系，旨在对光合作用影响因素实验设计的分析、条件改变后物质转移变化过程、细胞呼吸与光合作用过程中的物质转移变化理解及应用能力、对图像的识别能力的考查。(1)研究光照强度对光合速率的影响，所以自变量是不同的光照强度，而光照强度通过改变光源与大试管间的距离来实现。因变量是黑藻放出的气泡，而光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，所以因变量是单位时间内氧气的释放量(或产生气泡的速率)。(2)室温10 和30 时分别进行了实验，结果如曲线y和曲线z，说明随温度升高，光合速率增大，说明限制因素是温度，而在AC段，随光照强度减弱，光合速率减弱，所以AC段限制光合作用的因素有光照强度和温度。(3)若将光源由远及近向大试管移动，当距离由90 cm逐渐改变为45 cm的过程中，光照强度增强，则光反应加快，提供更多的ATP和H，从而使C3还原加快，而C3还原加快，促进了CO2的固定。A点光照强度大于B点，则C3还原更快，C3含量小于B点。(4)研究者分离出黑藻中的叶绿体在适宜条件下培养，是叶绿体基粒的类囊体薄膜，进行光反应，叶绿体基质进行暗反应，光反应为暗反应提供ATP和H，而暗反应消耗后生成的ADP、Pi会再运输到类囊体薄膜进行光反应。(5)用HO培养黑藻，HO可用于有氧呼吸的第二阶段，在有氧的情况下，在水的参与下再分解为二氧化碳和H，则HO的18O转移到二氧化碳中，含放射性同位素18O的二氧化碳再用于光合作用的暗反应生成有机物，从而使有机物出现了18O元素。14彩叶玉簪是具有较高观赏价值的园林植物。某研究小组将两种初始生长状态相同的彩叶玉簪在不同光照强度下培养30天后，测得部分生长指标见表，另一小组将金鹰玉簪培养在50%全光照的自然条件下，测得一天中光合作用的相关指标如图中曲线所示(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)。回答下列问题：光照强度金鹰玉簪黄金叶玉簪总叶面积植株干重总叶面积植株干重全光照18.6132.6324.7325.8150%全光照70.8649.8446.6337.8530%全光照58.8737.7966.1152.4510%全光照36.1530.9252.4429.53(1)绿色植物吸收光能的色素分布在叶绿体的_，CO2进入植物细胞后被利用的部位是_。如果将黄金叶玉簪从全光照下移至30%全光照环境，短时间内叶绿体中H的含量将_。(2)根据表中数据分析，_条件下更有利于金鹰玉簪的生长，_玉簪更适合栽种在光照很弱的阴蔽环境中，它们是通过_来增强其适应能力的，彩叶玉簪的这种特性是长期_的结果。(3)据图分析，金鹰玉簪在10：0014：00时段蒸腾作用的变化是_，在10：0012：00时段的净光合速率下降是不是气孔关闭引起的？_，判断的依据是_。【答案】(1)类囊体薄膜上叶绿体基质下降(2)50%全光照黄金叶增加总叶面积自然选择(3)减弱不是此时段内胞间CO2浓度在增加【解析】本题通过表格、曲线形式考查光合作用过程、影响光合作用的因素以及进化等知识，意在考查考生的图文转化能力和实验数据处理能力，难度中等。(1)植物体内的光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上；CO2在叶绿体基质中参与暗反应；如果将黄金叶玉簪从全光照下移至30%全光照环境，由于光反应减弱，短时间内叶绿体中H的含量将下降。(2)据表中数据分析，50%全光照时植株干重最大，更有利于金鹰玉簪的生长，黄金叶玉簪在较弱光照条件下植株干重较大，更适合栽种在弱光阴蔽环境中，它们都是通过增加总叶面积来增强其适应能力的，这种特性是长期自然选择的结果。(3)据图分析，金鹰玉簪在10：0014：00时段，由于气孔导度减小，因此蒸腾作用减弱；在10：0012：00时段胞间CO2浓度在增加，因此此时段净光合速率下降并非气孔关闭引起的。15(2017年江西六校联考)小球藻是研究光合作用的良好材料，鲁宾和卡门、卡尔文都是利用小球藻取得重大的研究成果。图甲是某同学利用小球藻研究光合作用的装置，图乙是在其他条件适宜的情况下测定的O2吸收量。请结合有关知识回答问题：(1)为了保证小球藻正常的生长繁殖，图甲装置培养瓶中应再补充的物质条件是_。(2)细胞器_与图乙曲线形成有关。(3)图乙中，