(全国版)2021高考生物一轮复习第二单元细胞代谢专题六光合作用精练(含解析)

液滴在“0”刻度处,装置温度、周围气压恒定),已知氧传感器用于测量装置内O2的含量(初始时数据显示屏读数为E)。请回答下列问题:

(1)芦荟夜晚能吸收CO2,却不能进行暗反应的主要原因是缺少暗反应所需的 。关于芦荟叶肉细胞液泡内的pH,夜间 (填“小于”“等于”或“大于”)白天。白天芦荟进行光合作用所需CO2的来源是 (填生理过程)。在自然条件下生长的芦荟,白天突然降低其所处环境中的CO2浓度,则短时间内植物体内C3含量的变化情况是 。

(2)将该装置放于黑暗条件下,液滴 (填“向左移”或“向右移”);若2 h后测得气体的变化量为20 mL,则该数据所反映生理活动的速率为 mL/h。

(3)若将该装置放于黑暗条件下,1 h后刻度尺读数为N,数据显示屏读数为Q;若将该装置放于适宜光照条件下,1 h后刻度尺读数为M,数据显示屏读数为P。欲测量芦荟在适宜光照条件下的总光合速率,下列可用的数据有 。

①M-N ②M+N ③P-Q ④P+Q

1.C 本题考查绿叶中色素的提取和分离实验,意在考查考生的理解能力、实验与探究能力。

在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,从上到下的色素带分别是橙黄色的胡萝卜素(主要吸收蓝紫光)、黄色的叶黄素(主要吸收蓝紫光)、蓝绿色的叶绿素a(主要吸收红光和蓝紫光)、黄绿色的叶绿素b(主要吸收红光和蓝紫光),C项正确,A、B、D项错误。

2.A 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以叶绿素完全缺失的水稻叶片几乎不能吸收红光,A正确;叶绿体内部巨大的膜面积(类囊体膜)为光反应的酶提供了附着位点,B错误;用该水稻叶片(叶绿素完全缺失)进行光合色素分离实验,滤纸条上会出现两个直径较大的圆,即胡萝卜素和叶黄素的色素带,C错误;Fe参与血红蛋白的组成,Mg参与叶绿素的组成,D错误。

3.(每空1分)(1)增加 ATP和NADPH 增加 基质 (2)类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温 【解析】 本题考查光合作用的知识,意在考查考生的理解能力和运用能力。(1)光合色素对绿光吸收最少,所以用绿光照射后短时间内三碳酸的还原速率下降,二氧化碳固定速率不变,所以3-磷酸甘油酸的含量会增加。光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质。若停止CO2供应,短期内三碳酸的还原速率不变,二氧化碳的固定速率下降,则RuBP的含量会增加。碳反应发生的场所是叶绿体基质。(2)提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素为胡萝卜素和叶黄素,合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。

4.B 本题考查光合作用的过程等,意在考查考生的理解能力。叶绿体类囊体薄膜上产生的ATP可参与暗反应中C3的还原,A项正确;夏季晴天光照最强时,由于温度很高,气孔部分关闭,故光合作用速率会下降,但夏季晴天光照最强时,小麦的光合作用速率不是最低,B项错误;进入叶绿体的CO2先与C5结合形成C3,然后C3可接受ATP释放的能量并且被NADPH还原,C项正确;净光合速率为零表示总光合速率与呼吸速率相等,即光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等,长期处于这种情况下,植物将停止生长,D项正确。

5.D 本题考查细胞的能量供应和利用等知识,意在考查考生的理解能力。过程①可发生在叶绿体中,叶绿体中光合色素吸收的光能,在有关酶的作用下,可促成ADP与Pi发生化学反应,形成ATP,过程②可表示光合作用的暗反应阶段,其场所为叶绿体基质,A错误;光反应产生的ATP主要用于暗反应中C3的还原,B错误;实际光合作用速率可用单位时间内(CH2O)的产生量来表示,C错误;图中的“能量”是绿叶中光合色素吸收的光能,D正确。

6.D 分析题图,该实验的自变量是光照强度、温度和CO2浓度,因变量是光合速率。光合作用过程中,CO2与C5结合生成C3,故CO2浓度直接影响光合作用中C3的生成速率,A正确;图中在OA区间,曲线处于上升阶段,限制图示三组实验光合速率的环境因素主要是光照强度,B正确;光

照强度在BC区间时,Ⅱ组还没有达到光饱和点,且Ⅱ组与Ⅰ组相比,除温度不同外其他条件相同,而Ⅱ组光合速率低于Ⅰ组,此时限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度,C正确;温度可通过影响光合作用相关酶的活性来影响光合速率,图中曲线Ⅰ与Ⅱ对应的CO2浓度相同、温度不同,光合速率不同,据此无法判断t1和t2的大小,D错误。

7.D 绿叶饥饿处理后,淀粉被消耗,则供应CO2经过3 h光合作用后,CO2中的C在光合作用中会转化成有机物中的C,故光合作用的产物淀粉中含C,A正确;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,B正确;用丙酮提取的色素不能进行光合作用,不能生成淀粉,所以加碘液后溶液不呈蓝色,C正确;由于遮光处绿叶在实验中没有进行饥饿处理,光照5小时,遮光处淀粉可能没有耗尽,所以用碘蒸气检验,遮光处可能会变蓝,D错误。

8.(除标明外,每空2分)(1)叶绿素合成受阻或分解加快(类胡萝卜素含量相对增加或叶绿素含量相对变少,答案合理即可) 二氧化碳供应不足 (2)光(1分) 运输(1分) (3)B(1分) 与A点时相比,B点时叶片气孔开度小,单位时间内叶片吸收的二氧化碳较少,达到最大光合速率需要的光照强度较低(合理即可,3分)

【解析】 (1)停止供水,会导致叶片细胞内水分减少,叶绿素合成变慢,同时叶绿素可能被分解,类胡萝卜素含量相对增加,因此一段时间后叶片呈现黄色。叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用,因此,叶绿素含量相对减少可引起叶绿素吸收、传递和转化的光能减少,影响光反应;植物蒸腾作用、二氧化碳的吸收和释放、氧气的吸收和释放,都是通过气孔完成的,缺水导致植物叶片气孔开度降低,使得植物对二氧化碳的吸收受阻,影响光合作用的暗反应,从而使光合速率降低。(2)水是光合作用中光反应的原料,又可作为细胞内及细胞间物质运输的介质,因此,一定程度上水会影响光合速率。(3)由题图可知,与A点时相比,B点时叶片缺水,气孔开度小,叶片对二氧化碳的吸收量较少,光合速率达到最大需要的光照强度较低,即光饱和点较低。

9.(除标明外,每空2分)(1)CO2固定的第一个产物是C3,然后由C3转变成其他化合物(2分) (2)C3的还原 不能 叶绿体基质中不含光合色素,光照条件下也不能产生ATP和还原氢,不能为暗反应提供能量和还原剂,因此检测不到含C的五碳化合物和六碳化合物等物质(2分) (3)光照强度对光合作用强度的影响 叶绿体中光合色素的含量、酶的数量等(2分) 光合作用产生的氧气全部用于了细胞呼吸

【解析】 (1)卡尔文用同位素标记法和定期取样的方法最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。如果多种化合物中均含放射性,说明取样间隔时间太长,需缩短取样时间,当检测到只有一种有机物中含放射性时,说明这是生成的第一种化合物,然后再继

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续取样,依次找出第二种、第三种……可见,CO2固定后的第一个产物是C3,其他化合物是由C3转变而来的。(2)题目信息中“含C的光合产物”是解题突破口。根据卡尔文循环可知,光合产物在暗反应中形成,而暗反应需要ATP、NADPH等条件的是C3的还原过程。由于光合色素附着在类囊体薄膜上,因此去除类囊体薄膜后,即便给予光照条件,也不能产生ATP和NADPH,不能为暗反应提供能量和还原剂,因此检测不到含C的五碳化合物和六碳化合物等物质。(3)从题图横轴信息——“距离”可以看出,自变量为白炽灯与大试管的距离,而距离的近远对应的是光照强度的大小;纵轴为“气泡释放速率”,反映的是(净)光合速率或光合作用强度。因此,本实验的目的是探究光照强度对光合作用强度(或光合速率)的影响。由于题目信息已经明确“除外界因素外”的限制因素,因此只能分析内部因素——叶绿体中光合色素的含量、酶的数量等。a点对应的光照强度太低,光合速率刚好等于细胞呼吸速率,产生的氧气全部被细胞呼吸消耗了。

10.B 本题考查光合作用和有氧呼吸的相关知识,要求考生理解光合作用及有氧呼吸的相同点并能结合相关信息准确判断各选项的正误。 光合作用将光能转换成化学能储存在有机物中,而有氧呼吸通过氧化分解有机物,将有机物中稳定的化学能转换成ATP中活跃的化学能和热能,因此,两者都与能量代谢有关,A正确;光合作用必须在有光的条件下才能进行,B错误;光合作用的光反应阶段和有氧呼吸的第二阶段都需要水的参与,C正确;光合作用和有氧呼吸都包括一系列氧化还原反应,D正确。

11.D 由图可知,过程①发生在光合作用暗反应阶段,发生场所是叶绿体基质;②为有氧呼吸的第一阶段,发生的场所是细胞质基质;③为有氧呼吸第二阶段,发生的场所是线粒体基质,三个过程均不在生物膜上进行,A正确。过程②、③为有氧呼吸的过程,参与的酶是与有氧呼吸相关的酶;参与⑤过程的酶为与光合作用光反应阶段水的光解相关的酶,酶的种类不相同,B正确。过程②、③、④为有氧呼吸三个阶段,有ATP产生;⑤水的光解过程中有ATP产生,C 正确。过程③有氧呼吸第二阶段中丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],释放少量能量,产生的[H]部分来自丙酮酸,部分来自水,D错误。

12.B 本题所述实验是一个复合实验,涉及的自变量有植物的种类(天竺葵、紫罗兰)、植物的部位(叶、根)、光的颜色(红、黄)三个,温度在各个容器中都恒定,属于无关变量,O2增加量是实验的因变量,A选项错误;将不同的容器进行比较,要注意遵循单一变量原则,比较容器1和2,可得出不同颜色的光使天竺葵产生的O2量的差别,B选项正确;容器1、2、4、5中,同样的时间O2增加量最大的是容器1,所以净光合速率最大的是容器1,C选项错误;容器3所得实验数据表示天竺葵根8小时的呼吸量,容器5所得实验数据表示紫罗兰叶8小时的净光合量,D选项错

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