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2019年高考生物 拉分題型與提分秘籍訓練 第11講 能量之源-光與光合作用 一、單項選擇題 1．歷經(jīng)一個多世紀，經(jīng)過許多科學家的實驗，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物，在下面幾個著名實驗中，相關敘述不正確的是(　　) A．普里斯特利的實驗證明了植物可以更新空氣 B．薩克斯的實驗也可證明光是光合作用的必要條件 C．恩格爾曼的實驗定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量 D．魯賓和卡門的實驗中，用18O分別標記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于H2O而不是CO2 2．(廣東湛江統(tǒng)考)將豎直放置的水綿和某種好氧細菌的混合溶液放在暗處，白光透過三棱鏡照在混合液處，一段時間后，好氧細菌的分布情況最可能是(　　) A．隨機、均勻分布在混合液中 B．集中分布在上下兩側(cè) C．集中分布在中央位置 D．集中分布在溶液的下層 3．(景德鎮(zhèn)一模)下圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。下列敘述正確的是(　　) ①晚間550 nm波長綠光照射行道樹，目的是通過光合作用增加氧氣量　②白光中450 nm波長的光比白光更利于提高光合作用強度?、奂垖游龇蛛x的色素帶中胡蘿卜素最窄　④土壤中缺乏鎂時，420～470 nm波長的光的利用量顯著減少　⑤由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，葉綠體中C3的量減少 A．①②⑤　 B．②③④　 C．②④⑤　 D．③④⑤ 4．(廣東揭陽聯(lián)考)如圖表示一株生長迅速的植物在夏季24 h內(nèi)CO2的吸收量和釋放量(單位：mg)，光合作用速率和呼吸作用速率用CO2的吸收量和CO2的釋放量表示。下列表述不合理的是(　　) A．在18時和6時，該植物光合作用強度與呼吸作用強度相等 B．假設該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，則該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為85 mg/h C．該植物在一晝夜中有機物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B D．中午12時左右，與曲線最高點所對應的時間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量下降 5．(衡陽六校聯(lián)考)下圖是葉肉細胞在不同光照強度下葉綠體與線粒體代謝簡圖。以下相關敘述錯誤的是(　　) A．若細胞①處于黑暗環(huán)境中，那么該細胞單位時間放出的CO2量即為呼吸速率 B．細胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2交換，可斷定此時光合作用速率等于呼吸作用速率 C．細胞③處在較強光照條件下，細胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和 D．對細胞④的分析可得出，此時的光照強度較弱且物質(zhì)的量N1小于m2 6．葉綠體是植物進行光合作用的場所。下列關于葉綠體結構與功能的敘述中，正確的是(　　) A．葉綠體中的色素主要分布在類囊體腔內(nèi) B．H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在基質(zhì)中 C．CO2的固定過程發(fā)生在類囊體薄膜上 D．光合作用的產(chǎn)物——淀粉是在基質(zhì)中合成的 二、雙項選擇題 7．塑料大棚技術的興起使我國北方地區(qū)冬季餐桌上豐富多彩。下列關于冬季塑料大棚種植蔬菜的有關敘述中錯誤的是(　　) A．大棚內(nèi)夜間的溫度高，有利于植物有機物積累 B．晴朗的中午，農(nóng)民都要將塑料大棚開口，提高大棚內(nèi)CO2的濃度 C．陰雨天，應提高大棚的溫度 D．大棚施足農(nóng)家肥，既有利于提高土壤肥力，又可以提高棚內(nèi)CO2的濃度 8．在圖甲中裝置1與裝置2中敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，以研究光照強度對小球藻產(chǎn)生氧氣量的影響。裝置1的曲線如圖乙。據(jù)圖分析，下列敘述中正確的是(　　) A．P點處能產(chǎn)生ATP的場所只有線粒體 B．適當降低溫度，P點將下移 C．在圖乙上繪制裝置1的曲線，R點應下移 D．在圖乙上繪制裝置2的曲線，Q點應右移 三、非選擇題 9．黑藻在我國是一種比較常見的水生植物，因其取材方便，常作為生物學實驗的材料。下列甲表示光合作用實驗，圖乙是光照強度與黑藻光合速率的關系曲線，請回答： (1)除光合作用實驗外，黑藻還可以作為________________實驗的材料。圖甲利用排水集氣法收集到的氣體是________，伴隨該物質(zhì)的生成過程，發(fā)生的能量變化是__________。 (2)圖甲所示實驗中，當自變量為光照強度時，則因變量為 ____________________________。在實驗現(xiàn)象不明顯時，除增強光照外，還可通過什么方法改進(要求說出一種方法)? _______________。 (3)當藻枝葉片在光下釋放氣泡并逐漸增加時，對應圖乙所示曲線的________段。影響乙圖中A點上下移動的主要外界因素是___。 (4)如果A點時CO2釋放量為a μmol/(m2s)，C點時的CO2吸收量為b μmol/(m2s)，則C點時CO2的消耗量為________μmol/(m2s)。 10．(全國)在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如下圖?；卮饐栴}： (1)圖中物質(zhì)A是________。(C3化合物、C5化合物) (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是______________________； 將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)B濃度升高的原因是___________________。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時，物質(zhì)A的濃度將比B的________。(填“低”或“高”) (4)CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的________(填“高”或“低”)，其原因是____________。 11．(東北三校聯(lián)考)將CO2作為光合作用原料，在最適宜溫度條件下，分別改變光照和CO2濃度，測定某種綠色植物葉綠體基質(zhì)中化合物的放射性物質(zhì)含量，分別繪成圖A、圖B。試分析回答： (1)圖中a、b分別代表________、________化合物。 (2)根據(jù)圖A中在光照、暗不同條件下的含量變化分析，光合作用過程的關系是：_____________________。 (3)下表為在適宜光照強度和黑暗條件下測定的CO2的吸收量和釋放量(mg/dm2h)。 10 ℃ 15 ℃ 20 ℃ 25 ℃ 30 ℃ 35 ℃ 40 ℃ 光照 2.0 3.0 4.0 4.25 4.0 3.75 3.0 黑暗 0.5 0.75 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 據(jù)此分析，回答下列問題： ①圖A實驗設定的最適宜溫度是上表中的________℃。 ②若是大棚栽種農(nóng)作物，白天應將溫度設定為：______℃，才有利于提高產(chǎn)量。 ③若將①中的溫度調(diào)整為②的溫度，這種改變會使該植物總光合作用達到最大值時所需的最低光照強度________．(“變大”、“變小”、“不變”)。 12．某科學工作者為探究西紅柿生長的最佳光照強度，設計了下面的實驗：首先取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中。實驗開始測定CO2的濃度，12 h后再次測定CO2的濃度。實驗結果如下表： 組別 溫度/ ℃ 光照強度：普通陽光/% 開始時的CO2濃度/% 12 h后CO2濃度/% 1 25 0 0.35 0.368 2 25 10 0.35 0.342 3 25 20 0.35 0.306 4 25 40 0.35 0.289 5 25 60 0.35 0.282 6 25 80 0.35 0.280 7 25 95 0.35 0.279 請分析回答： (1)這一實驗的自變量是________，寫出該實驗設計的一種無關變量：________。 (2)實驗中第1組12 h后CO2濃度變化的原因是__________。 (3)如果在實驗過程中使用了不同品種的西紅柿植株，這樣設計違背了科學實驗的________原則。 (4)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時間內(nèi)光合細胞中的ATP含量會__________，C5化合物的含量會________。 (5)該實驗設計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強度，請你提出進一步探究的實驗設計思路：___________________。參考答案 一、單項選擇題 1．解析：恩格爾曼的實驗能夠證明氧氣由葉綠體釋放出來，葉綠體是進行光合作用的場所，而不能定量分析光合作用生成的氧氣量。 答案：C 2．解析：白光經(jīng)三棱鏡分解成七色光，其中上下兩端的紅光和藍紫光被植物吸收利用最多，故兩端產(chǎn)生的氧氣最多，因此好氧細菌集中分布在兩端。 答案：B 3．解析：本題以葉綠體中色素吸收光能的情況為載體，綜合考查色素的分離、光合作用過程等相關知識，植物葉綠體中的光合色素幾乎不吸收綠光，晚間用大約550 nm波長的綠光照射行道樹，目的并不是通過植物光合作用以增加夜間空氣中的氧氣濃度，而是營造一個綠色的環(huán)境；單色光照沒有復合光照(白光照)利于植物的光合作用。胡蘿卜含量最低，形成的色素帶最窄。鎂是葉綠素的組成成分，且葉綠素主要吸收420～470 nm波長的光；缺鎂時，葉綠素不能正常形成，該波段的光的吸收受到影響。由圖可以看出，由550 nm波長的光轉(zhuǎn)為670 nm波長的光后，色素對光的吸收增多，光反應增強，暗反應的還原反應速率加快，葉綠體中的C3的利用增多，量減少。 答案：D 4．解析：在18時和6時，CO2吸收量和CO2釋放量相等，該植物光合作用強度與呼吸作用強度相等，A正確。假設該植物在24 h內(nèi)呼吸速率不變，從圖示可知，該植物的呼吸速率為10 mg/h，最大光合速率為75 mg/h＋10 mg/h＝85 mg/h，B正確。A、C表示光合作用合成的有機物，B表示呼吸作用消耗的有機物，該植物在一晝夜中有機物積累量的代數(shù)式可表示為A＋C－B，故C正確。中午12時左右，由于氣溫過高，氣孔關閉，CO2吸收量下降，與曲線最高點所對應的時間相比，該植物葉綠體內(nèi)C5的含量升高，D錯誤。 答案：D 5．解析：結合圖示可知，細胞①中僅有線粒體中有氣體的消耗和生成，應為在黑暗環(huán)境中，此時細胞單位時間內(nèi)釋放CO2的量可表示呼吸速率，A項正確；細胞②沒有與外界進行氣體交換，此時光合作用速率與呼吸作用速率相等，B項正確；細胞③需要從外界環(huán)境吸收CO2，并向細胞外釋放O2，此時細胞所處環(huán)境的光照強度大于光補償點，所利用的CO2包括呼吸作用產(chǎn)生的N2和從環(huán)境吸收的N1，C項正確；細胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細胞外吸收，說明細胞呼吸的強度大于光合作用強度，細胞有氧呼吸和光合作用的過程中，O2的凈消耗量(吸收量)m2與CO2的凈生成量N1相等，D項錯誤。 答案：D 6．解析：本題考查光合作用的過程和場所的有關內(nèi)容。葉綠體中的色素主要分布在類囊體薄膜上，而不是位于葉綠體的類囊體腔內(nèi)，H2O在光下分解為 [H]和O2的過程發(fā)生在類囊體薄膜上，CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，光合作用的產(chǎn)物淀粉是在基質(zhì)中合成的。 答案：D 二、雙項選擇題 7．解析：大棚內(nèi)夜間溫度高，植物細胞呼吸旺盛，消耗的有機物多，不利用植物有機物積累。陰雨天，光照弱，限制了光合作用強度，提高溫度光合作用的速度也不能加快。但提高溫度，細胞呼吸的速度加快，對增產(chǎn)不利。 答案：AC 8．解析：P點處植物只進行呼吸作用，沒有光合作用，但能產(chǎn)生ATP的場所有線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)，A錯；P點代表植物此時呼吸作用消耗的氧氣量，溫度降低，呼吸作用減弱，消耗氧氣減少，P點應該上移，B錯；裝置2是缺鎂培養(yǎng)液，小球藻合成的葉綠素減少，光合作用降低，最大光合速率降低，R點應該會下移，C正確；由于裝置2中小球藻的光合速率降低，Q點應右移， D正確。 答案：CD 三、非選擇題 9．解析：(1)黑藻是研究光合作用的實驗材料，也可用于觀察細胞中的葉綠體。圖甲的實驗中黑藻在光照下進行光合作用產(chǎn)生氧氣，產(chǎn)生的氧氣通過排水集氣法收集，在氧氣生成的光反應階段，發(fā)生的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學能。 (2)在研究光合作用的實驗中，自變量為光照強度時，則因變量為光合速率，通過單位時間產(chǎn)生氣泡的多少來檢測。實驗現(xiàn)象不明顯，說明黑藻的光合作用速度慢，增加光合作用速率的措施除增強光照外，還可增加水中的CO2的量或適當提高溫度。 (3)黑藻在B點后開始釋放O2，藻枝葉片在光下釋放氣泡并逐漸增加時對應的曲線是BC。A點表示光照強度為零時黑藻只進行細胞呼吸，影響細胞呼吸強度的因素主要是溫度。 (4)黑藻在A點時CO2釋放量表示細胞呼吸量，C點時的CO2吸收量表示黑藻表觀光合量，C點時CO2的消耗量是黑藻的真正光合量。真正光合量＝表觀光合量＋呼吸量。 答案：(1)用高倍顯微鏡觀察葉綠體　氧氣 光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學能 (2)單位時間產(chǎn)生氣泡的多少(或單位時間收集到的氣體體積的量)　增加水中的二氧化碳的含量(或適當提高水溫) (3)BC(或B點以后)　溫度(或溫度和氧氣濃度，缺少“溫度”不正確) (4)a＋b 10．解析：(1)由題干提供的信息可推知，植物由CO2濃度為1%的環(huán)境轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中后，植物暗反應階段的CO2固定速率減小，因此，C3產(chǎn)生量減少，C5相對增加，由此可確定A為C3化合物，B為C5化合物。 (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中物質(zhì)B的濃度(C5化合物)比A的低，原因是CO2濃度相對高，CO2固定與C3化合物還原達到動態(tài)平衡，根據(jù)暗反應中CO2固定和C3化合物還原的反應式：CO2＋C5―→2C3；2C3(CH2O)＋C5可知C3化合物分子數(shù)比C5化合物分子數(shù)多。將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，影響了CO2的固定，C5的消耗減少而 C5化合物的合成速率不變，因此C5化合物濃度升高。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，暗反應中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時，物質(zhì)A的濃度要比B的濃度高。 (4)由于在CO2濃度為0.003%下的暗反應強度比在CO2濃度為1%下的低，所以所需ATP和[H]少，因此所需的光照強度也較低。 答案：(1)C3化合物　(2)暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5化合物的含量穩(wěn)定，根據(jù)暗反應的特點，此時C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍　當CO2濃度突然降低時，C5化合物的合成速率不變，消耗速率卻減慢，導致C5化合物積累　(3)高　(4)低　CO2濃度低時，暗反應的強度低，所需ATP和[H]少 11．解析：(1)由圖B可知，二氧化碳濃度降低C3形成減少，C5的含量則增加，因此a是 C3，b是C5，c是(CH2O)。(2)有光照光合作用強度增強，黑暗無光，則沒有光反應也就沒有暗反應，則黑暗中(CH2O)的量不再增加。(3)①光合作用的總量＝光合作用吸收的二氧化碳量＋黑暗中呼吸釋放的二氧化碳的量，二者數(shù)值最大的是最適宜溫度，因此圖A實驗設定的最適宜溫度是表中的35 ℃。②白天凈光合作用強度最大的溫度是設置的溫度，因此白天25 ℃有利于提高產(chǎn)量。③溫度降低酶的活性減弱，因此溫度由35 ℃降到25 ℃酶的活性減弱，因此這種改變會使植物總光合作用達到最大值所需的最低光照強度變小。 答案： (1)C3　C5 (2)沒有光反應就沒有暗反應(光反應停止暗反應也停止) (3)①35?、?5?、圩冃? 12．解析：實驗控制的單一變量是光照強度。溫度、CO2濃度、西紅柿植株等都是無關變量。實驗中第1組在黑暗環(huán)境中，西紅柿植株不進行光合作用，西紅柿植株進行細胞呼吸產(chǎn)生了CO2。西紅柿植株是無關變量，實驗中應用生長狀況相同的同一品種的西紅柿植株，如果在實驗過程中使用了不同品種的西紅柿植株進行實驗，這樣設計違背了單一變量原則。將第7組植株突然移至第4組的條件下，植物由強光下移到弱光下，短時間內(nèi)光合細胞中光反應減慢，產(chǎn)生ATP和[H]減少，ATP的含量減少，C3化合物的還原減慢，C5化合物的含量會下降。若實驗設計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強度，說明實驗設置的光照強度低，應依次增加光照強度。 答案：(1)光照強度　溫度(其他合理答案也可)　(2)細胞呼吸產(chǎn)生了CO2　(3)單一變量　(4)下降　下降　(5)增加若干實驗組，依次增加光照強度