2024屆高考 一輪復習 人教版 能量之源-光與光合作用 作業(yè)

能量之源——光與光合作用[基礎達標]1．(2023·四川綿陽高三期中)下列關于光合色素的敘述，正確的是()A．綠葉中的色素有4種，其中葉綠素a含量最多B．類胡蘿卜素主要吸收藍紫光和紅光C．大棚種植蔬菜時應選擇紅色或藍色透明的塑料薄膜D．光合色素只存在于葉綠體的內膜上答案：A2．(2023·福建泉州高三質檢)下圖分別是薩克斯、魯賓和卡門、恩格爾曼所做的關于光合作用的三個經(jīng)典實驗。下列相關敘述正確的是()A．圖1中A與C部分對照說明光合作用需要光B．圖2所示實驗運用的實驗方法是熒光標記法C．圖3所示實驗中，好氧細菌分布于光束照射的部位D．薩克斯的實驗證明葉綠體利用光照將CO2轉變成了淀粉解析：選C。圖1中B與C部分對照說明光合作用需要光，A錯誤；圖2所示實驗運用的實驗方法是同位素標記法，B錯誤；圖3所示實驗中，光束照射的部位通過光合作用產(chǎn)生了氧氣，所以好氧細菌分布于光束照射的部位，C正確；薩克斯的實驗只能證明有淀粉生成，但不能證明葉綠體利用光照將CO2轉變成了淀粉，D錯誤。3．(2023·山東學情聯(lián)考)在進行綠葉中色素的提取和分離實驗時，取一圓形濾紙，在濾紙中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，將會得到近似同心的四個色素環(huán)，如圖。下列說法錯誤的是()A．通常提取液呈現(xiàn)綠色是因為葉片中葉綠素的含量比類胡蘿卜素的高B．提取色素時加入少許碳酸鈣和二氧化硅C．若提取的是缺鎂葉片中的色素，則最外側兩圈色素環(huán)顏色較淡D．最外側兩圈色素環(huán)的色素主要吸收藍紫光解析：選C。綠葉中的色素中葉綠素含量多，約占3/4，所以提取液通常呈現(xiàn)綠色，A正確；提取色素時加少許二氧化硅可使研磨更充分，加少許碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞，B正確；鎂是合成葉綠素的原料，若葉片缺鎂，則葉綠素含量少，會使最內側的兩圈色素環(huán)顏色較淡，C錯誤；最外側兩圈色素環(huán)由外到內依次是胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍紫光，D正確。4．(2023·山東濟寧高三模擬)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述不正確的是()A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D．葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的解析：選A。類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，不能吸收紅光，A項錯誤；通過測量葉綠素對不同波長光的吸收值，可以繪制其吸收光譜，B項正確；CO2的吸收速率反映光合作用速率的變化，光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示，C項正確；640～660nm波長的光屬于紅光，葉綠素可以吸收紅光，將水分解成氧和[H]，氧直接以O2的形式釋放，D項正確。5．Rubisco是植物細胞內參與光合作用固定CO2的酶。下表是不同溫度對兩品種水稻中Rubisco活性(μmol·mg－1·min－1)影響的有關數(shù)據(jù)。以下敘述錯誤的是()水稻品種21℃24℃27℃30℃兩優(yōu)1.131.251.030.80豐優(yōu)1.071.030.950.79A.Rubisco分布在葉綠體基質中，其合成可能受核基因控制B．Rubisco只在植物綠色組織中表達，其催化的反應消耗大量ATPC．Rubisco在不同品種水稻細胞內活性不同，可能與其分子結構的微小改變有關D．通過表中數(shù)據(jù)不能確定Rubisco的最適溫度解析：選B。在某些能進行光合作用的細菌中也能表達Rubisco，Rubisco催化CO2與C5反應，這一反應過程中不消耗ATP，B錯誤。6．(2023·山東濰坊高三模擬)磷酸丙糖不僅是光合作用中最先產(chǎn)生的糖，也是光合作用產(chǎn)物從葉綠體運輸?shù)郊毎|基質的主要形式。下圖為某植物光合作用產(chǎn)物的合成與運輸示意圖。下列相關說法正確的是()A．a(chǎn)表示的物質是ATP，它也可以在葉綠體基質中合成B．磷酸丙糖應該是一種五碳化合物C．磷酸丙糖是暗反應產(chǎn)物，在細胞質基質中合成淀粉D．若圖中表示的磷酸轉運器活性受抑制，會導致光合作用速率下降解析：選D。題圖中a表示光反應階段為暗反應階段提供的物質[H]和ATP，在葉綠體類囊體薄膜上合成，A項錯誤；磷酸丙糖是三碳化合物，B項錯誤；由題圖可知，磷酸丙糖合成淀粉的過程是在葉綠體基質中進行的，C項錯誤；磷酸轉運器活性受抑制，不能將磷酸丙糖運出葉綠體，也不能將Pi運入葉綠體，造成葉綠體中光合作用產(chǎn)物積累和缺少Pi，導致光合作用速率降低，D項正確。7．將某株植物置于CO2濃度適宜、水分充足、光照強度合適的環(huán)境中，測定其在不同溫度下的光合作用強度和細胞呼吸強度，得到下圖所示的結果。下列敘述錯誤的是()A．若每天的日照時間相同，則該植物在15℃的環(huán)境中積累有機物的速率最快B．若每天的日照時間少于12h，相比5℃，該植物在25℃環(huán)境中生長更快C．若每天的日照時間為12h，則該植物在35℃環(huán)境中無法生存D．由圖可知，在一定的溫度范圍內，溫度變化對該植物的細胞呼吸可能沒有影響解析：選B。設每天光照時間為xh，則5℃時，一晝夜積累的有機物為Y1＝4x－1×24,25℃時，一晝夜積累的有機物為Y2＝6x－2×24。若x＝12，Y1＝Y2；若x>12，Y1<Y2；若0<x<12，Y1>Y2，由此可知日照時間少于12h，相比25℃，5℃條件下植物生長更快，B錯誤。8．(2023·陜西漢中高三聯(lián)考)下圖為某植株在不同溫度(最適溫度為25℃)、一定光照強度(低于最適光照強度)的環(huán)境中，光合作用強度隨CO2濃度變化的曲線圖。下列相關敘述正確的是()A．M點對應條件下，該植株葉肉細胞吸收的CO2全部來自其自身線粒體B．25℃時，若光照強度增強，則N點將向左側移動C．P點對應條件下，兩種溫度下該植株光合作用固定的CO2的量相等D．H點和L點對應條件下，限制光合作用強度的環(huán)境因素相同解析：選B。M點植物光合作用強度與呼吸作用強度相等，但由于植物還存在一些細胞不能進行光合作用，所以葉肉細胞的光合作用強度大于呼吸作用強度，故葉肉細胞光合作用吸收的CO2來源于線粒體和細胞外，A錯誤；25℃時，若光照強度增強，植物光合作用增強，而呼吸作用強度不變，故光補償點降低，即N點左移，B正確；P點對應條件下，兩種溫度下該植株光合作用吸收的CO2的量相等，但由于25℃時呼吸作用大于10℃時的呼吸作用，因此25℃時固定的CO2大于10℃時固定的CO2，C錯誤；圖示曲線顯示，H、L分別為25℃、10℃時的最大凈光合速率，該CO2濃度下，限制25℃時光合作用的主要因素是光照強度，但10℃時限制因素主要是溫度，D錯誤。9．(2021·河北選擇考)為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)對照組；(2)施氮組，補充尿素(12g·m－2)；(3)水＋氮組，補充尿素(12g·m－2)同時補水。檢測相關生理指標，結果見下表。生理指標對照組施氮組水＋氮組自由水/結合水6.26.87.8氣孔導度(mmol·m－2·s－1)8565196葉綠素含量(mg·g－1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h－1·g－1)316640716光合速率(μmol·m－2·s－1)6.58.511.4注：氣孔導度反映氣孔開放的程度?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物細胞中自由水的生理作用包括_________________________________等(寫出兩點即可)。補充水分可以促進玉米根系對氮的______________，提高植株氮供應水平。(2)參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與________離子參與組成的環(huán)式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于驅動____________________兩種物質的合成以及________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉變?yōu)轸然拥絖_______分子上，反應形成的產(chǎn)物被還原為糖類。(3)施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應。據(jù)實驗結果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的原因是__________________________________________________________________________________________。解析：(1)自由水是細胞內的良好溶劑，許多種物質溶解在自由水中；細胞內的許多生物化學反應也都需要水的參與，如光合作用、細胞呼吸等；植物的大多數(shù)細胞必須浸潤在以水為基礎的液體環(huán)境中；自由水在植物體內的流動還可以運送營養(yǎng)物質和代謝廢物。氮肥可溶解在水中，補充水分可以促進玉米根系對氮的吸收和運輸，從而提高植株氮供應水平。(2)鎂是組成葉綠素的重要元素，在葉綠體類囊體薄膜上，利用色素捕獲的光能可進行水的光解，產(chǎn)生[H]和ATP。暗反應進行時，CO2在RuBP羧化酶的作用下與C5結合形成C3，C3最終被還原成糖類。(3)葉綠體吸收光能的能力加強，水的光解速率加快，使光反應速率加快，固定CO2的速率加快；施氮同時補充水分使氣孔導度增大，有利于外界CO2進入葉肉細胞，為暗反應提供原料。答案：(1)是細胞內的良好溶劑；參與細胞內的某些生物化學反應；為細胞提供液體環(huán)境；運送營養(yǎng)物質和代謝廢物(寫出兩點即可)吸收和運輸(2)鎂[H]和ATP水C5(3)葉綠體吸收光能的能力加強，水的光解速率加快，使光反應速率加快，固定CO2的速率加快；施氮同時補充水分使氣孔導度增大，有利于外界CO2進入葉肉細胞，為暗反應提供原料10．下圖是在不同光照條件下測定的某種植物凈光合速率，以O2釋放量為測定指標的變化情況。請分析并回答下列問題：(1)葉綠體中含量最多的色素主要吸收________________________________________________________________________光。(2)圖中bc段限制葉片光合速率的最主要環(huán)境因素是__________，此時提高環(huán)境中CO2的濃度，光合速率將______________(填“明顯增大”“基本不變”或“明顯減小”)。(3)圖中b點時葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所是__________________________________________________________________________________，晴天11：50過后凈光合速率出現(xiàn)負值的原因是___________________________________________________________________________________。(4)在圖中cd對應時段，陰天植物體內有機物總量的變化情況是________________。在溫室大棚內種植農(nóng)作物，如遇陰天，可采取白天適當降溫的措施，目的是_____________________________________________________________________________________________________________。在該過程產(chǎn)生的[H]________(填“能”或“不能”)用于三碳化合物的還原。解析：(1)葉綠體中含量最多的色素是葉綠素a，葉綠素a主要吸收藍紫光和紅光。(2)陰天條件下，光照較弱，題圖bc段限制葉片光合速率的主要環(huán)境因素為光照強度，此時提高環(huán)境中CO2的濃度，光合速率基本不變。(3)圖中b點時葉肉細胞中同時進行光合作用和呼吸作用，這兩個過程都可以產(chǎn)生ATP，所以葉肉細胞中產(chǎn)生ATP的場所是葉綠體(類囊體薄膜)、線粒體和細胞質基質。晴天11：50過后，光照強度過強，氣孔大量關閉，CO2供應減少，導致光合速率小于呼吸速率，即凈光合速率出現(xiàn)負值。(4)凈光合速率大于0表示植物體內有機物積累量增加，反之植物體內有機物積累量減少，cd對應時段，植物體內有機物總量的變化情況是先減少后增加。在溫室大棚內種植農(nóng)作物，如遇陰天，可采取白天適當降溫的措施，以降低呼吸作用，減少有機物的消耗。呼吸作用產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ，而光合作用三碳化合物的還原需要的[H]為還原型輔酶Ⅱ，兩者不同。答案：(1)藍紫光和紅(2)光照強度基本不變(3)葉綠體、線粒體、細胞質基質氣孔大量關閉，CO2供應減少(4)先減少后增加降低呼吸作用，減少有機物的消耗不能[素養(yǎng)提升]11．(2023·河南安陽高三模擬)為探究光合色素提取實驗中二氧化硅顆粒大小(目值越大，表示顆粒越細)對葉綠素提取量的影響，某研究小組利用新鮮的菠菜葉片進行了一系列的色素提取與定量測定實驗，實驗結果如下表所示。下列有關敘述錯誤的是()二氧化硅葉綠素種類顆粒大小(目)02050100200葉綠素a(mg/g)0.250.530.610.480.47葉綠素b(mg/g)0.160.080.090.110.12A.提取色素利用的原理是光合色素易溶于有機溶劑B．加入二氧化硅對葉綠素a和葉綠素b的提取均有益C．據(jù)表可知，用50目的二氧化硅提取得到的葉綠素總量最多D．若葉片研磨過程中未加入碳酸鈣，則表中數(shù)據(jù)均減小解析：選B。分析題表數(shù)據(jù)可知，加入二氧化硅會使葉綠素b的含量減少，不利于葉綠素b的提取，B錯誤。12．甲圖中，A、B分別為培植于無色透明氣球內、質量相等的某植物幼苗，氣球可膨脹、收縮；其中B已死亡。氣球內的培養(yǎng)液中均含CO2緩沖液(維持氣球內CO2濃度不變)；初始時指針指向正中的位置。乙圖為相同時間內測得的燈泡到水面的距離與指針偏轉格數(shù)的關系曲線，每次實驗后指針復位。下列相關敘述不正確的是()A．在適宜光照條件下，指針將向右偏轉B．該實驗的自變量為光照強度，c點的含義為O2釋放量最大C．ce段說明隨燈泡到水面光距離的增大，O2釋放量減少D．f點與a、b、c、d點的指針的偏轉方向相同，但數(shù)值較小解析：選D。在適宜光照條件下，光合作用大于呼吸作用，有O2的釋放，此時A側浮力增大，指針將向右偏轉，A正確；實驗研究光照強度對光合作用的影響，實驗的自變量為光照強度，c點表示A中O2釋放量最大，凈光合速率最大，B正確；據(jù)曲線圖分析，ce段隨燈泡到水面距離的增大，光照強度變小，光合作用減弱，A中O2釋放量減少，C正確；f點與a、b、c、d點相比，細胞呼吸速率大于光合速率，A氣球內氣體量減少，因此指針的偏轉方向相反，D錯誤。13．某興趣小組探究土壤濕度對植物凈光合速率的影響。對照組正常澆水，實驗組不澆水，結果如下圖所示。下列分析正確的是()A．該實驗的自變量是時間，因變量是植物葉片的凈光合速率B．第2～4天，實驗組凈光合速率下降是由葉綠素含量下降引起的C．第2～8天，實驗組的植株葉片中有機物的含量仍然在增加D．綜合分析，土壤濕度對植物光合作用的暗反應沒有影響解析：選C。該實驗的自變量是土壤濕度及時間，因變量是植物葉片凈光合速率及葉片葉綠素含量，A錯誤；從圖乙可知，第2～4天，實驗組的葉綠素含量并未下降，B錯誤，第2～8天，實驗組的植株葉片凈光合速率大于0，葉片中有機物的含量仍然在增加，C正確；綜合分析，第2～4天，實驗組的葉綠素含量并未下降，但凈光合速率下降，可推測土壤濕度對植物光合作用的暗反應有影響，D錯誤。14．(2023·內蒙古鄂爾多斯高三月考)在高光強環(huán)境下，對某突變型植株與野生型植株分別施以低氮肥與高氮肥，已知高氮肥下，突變型植株的光合速率高于野生型的。一段時間后測定其葉綠素和Rubisco酶(該酶催化CO2和C5反應)的含量，結果如下圖所示。請結合圖形及光合作用的知識，判斷以下說法不正確的是()A．突變型的葉綠素a含量比野生型的低B．高氮肥下，限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco酶的含量C．低氮肥下，野生型植株的光合速率可能高于突變型的原因是暗反應的影響D．氮肥含量的差異對兩種植株的葉綠素b的含量幾乎無影響解析：選C。低氮肥下，野生型植株和突變型植株中Rubisco酶的含量相同，但野生型植株的葉綠素a含量較高，推測野生型植株的光合速率可能高于突變型的原因是光反應的影響，C錯誤。15．(2021·高考全國卷乙)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：(1)白天葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有___________________________________________________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和__________釋放的CO2。(2)氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環(huán)境的一種方式，這種方式既能防止____________________________________________________，又能保證________正常進行。(3)若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。(簡要寫出實驗思路和預期結果)_____________________________________________________________。答案：(1)細胞質基質、線粒體、葉綠體細胞呼吸(2)因蒸騰作用散失水分光合作用(3)實驗思路：取若干生理狀態(tài)相同的植物甲，平均分為A、B兩組，將A組置于干旱環(huán)境中培養(yǎng)，B組置于水分充足的環(huán)境中培養(yǎng)，其他條件保持相同且適宜。先在夜晚分別測定A、B兩組植物甲細胞液的pH并記錄，再在白天分別測定其細胞液的pH并記錄。預期結果：與夜晚測量的pH相比，A組白天測量的pH升高，而B組白天測量的pH變化不大，可以證明植物甲在干旱環(huán)境下存在這種特殊的CO2固定方式16．(2023·湖北武漢高三期末)水分脅迫是植物水分散失超過吸收，使植物組織含水量下降，正常代謝失調的現(xiàn)象。大量研究表明，光合速率隨水分脅迫加強不斷下降，是作物后期受旱減產(chǎn)的主要原因。下圖1是水分脅迫和復水對某植物葉綠素含量變化的影響(其中CX代表對照，L代表輕度脅迫，M代表中度脅迫，S代表重度脅迫)，下圖2表示輕度水分脅迫對葉片氣孔導度(即氣孔開放的程度)的影響?；卮鹣铝袉栴}：(1)從圖1可以看出水