高考生物复习讲义 必修一 第3单元第3讲 能量之源光与光合作用.docx

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高考生物复习讲义必修一第3单元第3讲能量之源光与光合作用

第3讲　能量之源——光与光合作用

1．某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中，观察到的色素带颜色较浅，其可能原因是

（　　）

①无水乙醇加入量太多　②未加CaCO3　③未加SiO2　④使用放置了两天的菠菜叶　⑤只画了一次滤液细线

A．2种B．3种C．4种D．5种

解析　无水乙醇加入量过多，造成乙醇中的叶绿素含量浓度小，导致色素带颜色浅；不加CaCO3，研磨时会使色素遭到破坏，提取到的色素少，导致色素带颜色浅；未加SiO2导致研磨得不充分，使色素带浅；菠菜叶失绿，导致色素带颜色浅；画滤液细线次数少，导致色素带浅。

答案　D

2．下图表示某绿色植物在生长阶级体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，有关说法不正确的是（　　）

A．图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜

B．光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解，用于③过程C3的还原

C．在有氧呼吸的第一阶段，除了产生了[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸

D．②、④过程中产生ATP最多的是④过程

解析　④相当于有氧呼吸第一、二阶段，②为第三阶段，其中产生ATP最多的是第三阶段（即②）。

答案　D

3．农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响，将实验结果绘制成如图所示的曲线。

据此提出的结论合理的是（　　）

A．光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度

B．阴影部分表示5～35℃时蔬菜的净光合速率小于零

C．光照越强，该蔬菜新品种的产量越高

D．温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25～30℃

解析　由题图可看出，光合作用酶的最适温度范围为25～30℃，呼吸作用酶的最适温度高于35℃，A错误；5～35℃时，光合作用强度大于呼吸作用强度，净光合速率大于零，B错误；从图中无法判断光照强度对蔬菜新品种产量的影响，C错误；25～30℃时，光合作用强度与呼吸作用强度的差值最大，即净光合速率最大，最适宜蔬菜生长，D正确。

答案　D

4．在上午8～10时的两个特定时刻测定某植物细胞内三种物质的含量变化，其相对数值如图所示。

该细胞最可能是（　　）

A．形成层细胞B．叶肉细胞

C．根尖细胞D．果肉细胞

解析　由图分析细胞CO2减少，O2增多，C6H12O6增多，应为能进行光合作用的细胞，B正确。

答案　B

5．将生理状况相同的某种绿叶均分成四组，在不同温度下分别暗处理1h，再光照1h（光强相同），测其质量变化，得到如下表的数据。

可以得出的结论是

（　　）

组别

一

二

三

四

温度/℃

27

28

29

30

暗处理后质量变化/mg

－1

－2

－3

－1

光照后与暗处理前相比质量变化/mg

＋3.5

＋3

＋3

＋1

A.该植物光合作用的最适温度约是27℃

B．该植物呼吸作用的最适温度约是29℃

C．27℃～29℃下的净光合速率相等

D．30℃下的真正光合速率为2mg/h

解析　绿叶暗处理1h，再光照1h，那么绿叶进行了2h的呼吸作用和1h的光合作用。

结合表中数据可计算出27℃～30℃的呼吸速率分别为1mg/h、2mg/h、3mg/h、1mg/h，光合作用制造的有机物总量（总光合速率）分别为3.5＋1＋1＝5.5（mg/h）、3＋2＋2＝7（mg/h）、3＋3＋3＝9（mg/h）、1＋1＋1＝3（mg/h），故该植物光合作用和呼吸作用最适温度均约为29℃，A错误、B正确、D错误；27℃～29℃净光合速率分别为5.5－1＝4.5（mg/h）、7－2＝5（mg/h）、9－3＝6（mg/h），C错误。

答案　B

6．现有a、b、c三种灯泡，其发出光波的波长与光辐射强度的关系如图甲所示，现需从中选择一种灯泡用于温室中给植物补光，期望最大限度地增加光合作用的强度。

为此某同学设计了图乙所示的实验装置。

（注：

叶绿体中的色素主要吸收430～450nm的蓝紫光和640～660nm的红橙光）。

据此分析不正确的是

（　　）

A．a灯泡与图甲中曲线②对应

B．b灯泡与图甲中曲线①对应

C．c灯泡与图甲中曲线③对应

D．温室中选择c灯泡能最大限度地增加光合作用强度

解析　由题意和题图可看出，图乙中装置Ⅱ中光合作用最强，装置Ⅰ中光合作用最弱，即b灯泡照射最有利于光合作用，应对应图甲中的曲线①，a灯泡照射不利于光合作用，应对应图甲中的曲线②，c灯泡与图甲中曲线③对应，温室中选择b灯泡能最大限度地增加光合作用强度。

答案　D

7．如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系（适宜温度、CO2浓度为0.03%）。

在B点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。

下列分析合理的是

（　　）

A．与B点相比，A点叶绿体中的C3含量较低

B．在B点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ

C．制约A点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量

D．制约C点光合作用的因素可能是CO2浓度

解析　在A点的光照强度比B点弱，所以A点的C3含量较B点处高，A错误；本来处于适宜温度下的B点，升高温度会导致酶的活性降低，则曲线Ⅱ应在曲线Ⅰ的下方，B错误；A点限制其光合作用的因素主要是光照强度，C错误；在大于光饱和点的光照强度处增加CO2浓度，会提高光合作用强度，D正确。

答案　D

8．如图表示某植物在不同光照强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化。

对植物生理过程分析正确的是

（　　）

A．光照强度为a时，光合作用强度不为零

B．光照强度为b时，光合作用与呼吸作用强度相等

C．光照强度为c时，光合作用强度是呼吸作用强度两倍

D．光照强度为d时，光合作用从环境中吸收2单位CO2

解析　光照强度为a时，没有氧气产生（不是释放），光合作用强度为0，A错误；光照强度为b时，CO2释放量等于氧气产生总量，即CO2产生总量大于光合作用氧气产生总量，光合作用小于呼吸作用强度，B错误；光照强度为c时，CO2释放量与O2产生总量相等，光合作用强度大于呼吸作用强度，但不能确定是两倍，C错误；光照强度为d时，O2产生量8个单位超过了细胞呼吸的6个单位，光合作用除了消耗呼吸产生的CO2，还要从环境中吸收2单位CO2，D正确。

答案　D

9．在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如表所示。

据表中数据推测：

当光照强度为3klx时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为

（　　）

光合速率与呼吸速率相等时光照强度/klx

光饱和点时光照强度/klx

A植物

1

3

20

6

B植物

3

9

30

15

注：

当光照强度达到某一点后，再增大光照强度，光合强度不增加，这一点的光照强度称为光饱和点。

A．11B．2C．9D．20

解析　黑暗条件下CO2释放量表示呼吸速率，A、B植物的呼吸速率分别为6mg/（100cm2叶·h）、15mg/（100cm2叶·h）。

光饱和点时CO2吸收量表示净光合速率，等于真正光合速率与呼吸速率之差。

在光照强度为3klx时，A植物的真正光合速率＝20＋6＝26[mg/（100cm2叶·/h）]，B植物的真正光合速率为15[mg/（100cm2叶·/h）]。

因此，当光照强度为3klx时，A植物与B植物固定的CO2`为11。

答案　A

10．下图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含量相时下降，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和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

11．为探究影响光合速率（单位：

μmol·m－2·s－1）的因素，科研人员利用高粱和小麦在适宜的温度、光照强度下进行有关实验，结果如图所示。

请回答下列问题。

（1）从图中可以看出，影响光合作用的因素分________和________两类。

（2）如果将长势相同的高粱和小麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O2环境，一段时间后，________幼苗先死亡。

理由是____________________________________________________________。

（3）从图中可以看出，两种植物中，________固定CO2的能力强，这很可能与其叶绿体类囊体薄膜上________________的数量有关，也可能与叶绿体基质中________________的数量有关。

解析　

（1）影响植物光合作用的因素包括内部因素与外部因素，根据图中信息可知，CO2与O2浓度为外界因素，不同植物中色素的含量与酶的数量为内部因素。

（2）在密闭装置中，CO2含量逐渐降低，植物光合速率逐渐减小，但在低浓度CO2的环境中，高粱固定CO2的能力比小麦强，其光合速率大于小麦的光合速率，所以小麦先死亡。

答案　

（1）内部因素（植物不同）　外部因素（外部条件）　

（2）小麦　在题述条件下，高粱的光合速率比小麦高得多，且高粱能利用低浓度CO2进行光合作用，小麦不能

（3）高粱　光合色素和光反应所需的酶　C5和暗反应所需的酶

12．为探究水分、无机盐对光合作用的影响，某实验小组进行了一系列实验，实验结果如图。

请分析回答有关问题。

（1）图1中土壤含水量相同时，施肥组叶绿素含量高于未施肥组，是由于植物能从土壤中吸收更多的________、________元素。

根细胞中与水分的吸收关系最密切的细胞器是_________________________________________________________________。

（2）图2中土壤含水量为30%时，未施肥组光合速率高于施肥组，原因最可能是________________________________________________________________。

土壤含水量为80%时，施肥组光合速率明显高于未施肥组，其内因主要是_______________________________________________________________。

（3）实验过程中，除水分、无机盐有所不同外，其余条件均保持一致，是为了控制__________________________________________________。

（4）在施肥条件下，土壤含水量为50%时，黑暗条件下CO2释放速率为3.7mg/h，植物若要正常生长，则需每天至少光照________h（保留整数）。

解析　

（1）Mg和N是组成叶绿素分子不可缺少的元素。

成熟的植物细胞内有大型液泡，其中的液体通过渗透作用与外界溶液之间进行水分的交换。

（2）影响光合作用的内部因素是酶和叶绿素的含量等，本题中体现的是叶绿素的含量。

（3）除实验研究的变量外。

其他影响实验结果的因素都为无关变量，应加以控制。

（4）设每天至少光照x小时。

光合作用制造的有机物多于呼吸作用消耗的有机物时，植物才能积累有机物，才能正常生长，即14.2x>3.7×24，则x>6.253521，取整数最小值为7。

答案　

（1）氮　镁　液泡　

（2）土壤溶液浓度过高影响植物吸水　叶绿素的含量高　（3）无关变量　（4）7

13．下图表示某绿色植物部分生理过程，该植物叶片上的气孔白天基本处于关闭状态，晚上开放。

请据图回答问题。

（1）图中a、b表示的两个生理过程和C物质产生的场所是

____________________________________________________________。

（2）在叶绿体中，ADP的转移途径是__________________________________。

（3）植物夜晚能吸收CO2，却不能合成（CH2O），其原因是

_______________________________________________________________。

白天这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由图中________过程产生（填数字）。

（4）图中H元素从C物质到③产生的H2O的转移途径是________（用字母和箭头表示）。

（5）与乳酸菌的发酵相比，图中植物呼吸过程中特有的步骤是________（填数字），这些过程发生的部位在________（填细胞器）。

（6）在一定浓度的CO2和适当的温度（25℃）条件下，测定该植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。

光合速率与呼吸速率相等时光照强度/klx

光饱和时光照强度/klx

光饱和时CO2吸收量（mg/100cm2叶·h）

黑暗条件下CO2释放量（mg/100叶·h）cm2

小麦

3

9

32

8

当光照强度为3klx时，小麦固定的CO2的量为________（mgCO2/100cm2叶·h），当光照强度为9klx时，小麦固定的CO2的量为________（mgCO2/100cm2叶·h）。

解析　

（1）图中a为暗反应中二氧化碳的固定，b为三碳化合物的还原，两个过程均发生在叶绿体基质中；C物质是光反应过程的产物，其产生场所是叶绿体类囊体薄膜；

（2）叶绿体中的ADP在叶绿体基质中生成，在类囊体薄膜上参与生成ATP；（5）乳酸菌只能进行无氧呼吸，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段反应是一样的。

（6）当光照强度为3klx时，光合作用速率等于细胞呼吸速率，细胞呼吸速率为8mgCO2/100cm2叶·小时，故该植物固定的CO2的量为8mgCO2/100cm2叶·小时；当光照强度为9klx时，该植物光合作用强度达到最大，净光合作用速率为32mgCO2/100cm2叶·小时，此时该植物固定的CO2的量为32＋8＝40mgCO2/100cm2叶·小时。

答案　

（1）叶绿体基质、叶绿体类囊体薄膜上（类囊体）

（2）从叶绿体基质中转移到叶绿体类囊体上

（3）没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP　②

（4）C→D→E→G→H2O

（5）②③　线粒体　（6）8　40

14．下图甲是在25℃时，a、b两种植物随着光照强度的变化，CO2吸收量的变化曲线图，图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置图。

请回答下列问题。

（1）比较a、b植物的细胞呼吸，其中细胞呼吸较强的是________植物，当光照强度在达到Z点之前，限制a植物光合作用的主要环境因素是_________。

（2）当平均光照强度在X和Y之间（不包括X、Y），假设白天和黑夜的时间各为12h，a植物一昼夜中有机物积累量的变化是________（减少或增加）。

（3）对b植物而言，假如白天和黑夜的时间各为12h，平均光照强度在________klx以上才能使CO2的吸收量超过CO2的释放量。

（4）若已知a植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度提高到30℃，（其他条件不变）理论上图中P、M点的位置如何变化？

_________________________________________________________________。

（5）某同学用图乙所示装置进行实验，将灯缓慢移近广口瓶，并记录不同距离时，观察测量指标的变化情况。

实验结果发现，观察测量指标的变化不明显。

请你根据该实验设计方案的不合理之处，简述设计实验的正确思路：

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

解析　

（1）由图甲可知，a、b两曲线与纵坐标的交点即为这两种植物的呼吸作用强度，因此，a植物的呼吸作用强度为2mg/m2h，b植物的呼吸作用强度为1mg/m2h。

Z点为a植物的光饱和点，光照强度在Z点之前，限制a植物光合作用的主要环境因素为光照强度。

（2）若光照强度为Y，假设白天和黑夜的时间各为12h，则a植物白天积累的有机物量为2×12＝24（mg/m2），夜晚消耗的有机物量为2×12＝24（mg/m2），一昼夜有机物积累量为0。

因此，当平均光照强度在X和Y之间时，a植物一昼夜有机物积累量小于0，即有机物积累量在减少。

（3）b植物呼吸作用强度为1mg/（m2h），假设白天和黑夜的时间各为12h，夜晚CO2的释放量为1×12＝12（mg/m2），要使CO2的吸收量大于CO2的释放量，则B植物的净光合作用强度应大于

＝1（mg/m2·h），即光照强度大于Xklx。

答案　

（1）a　光照强度　

（2）减少　（3）X　（4）P点右移，M点下移　（5）用多组相同装置，只更换灯泡功率（或只改变广口瓶与光源之间的距离）进行对照实验