2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第三單元細胞的能量供應(yīng)和作用第3講光合作用與能量轉(zhuǎn)化提能演練

第3講光合作用與能量轉(zhuǎn)化(本欄目對應(yīng)課后提能演練P363~365)A組基礎(chǔ)鞏固練1.(2022年廣東廣州一模)2021年，中國科學(xué)家在人工合成淀粉方面取得原創(chuàng)性突破——在世界上首次在實驗室實現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。下列敘述正確的是()A.人工合成淀粉只需要二氧化碳做原料B.用淀粉酶可將人工合成的淀粉水解為葡萄糖和果糖C.人工合成淀粉為推進“碳中和”目標的實現(xiàn)提供了新技術(shù)途徑D.可用斐林試劑來檢驗是否產(chǎn)生淀粉【答案】C【解析】人工合成淀粉和植物光合作用過程相似，需要二氧化碳和水做原料，A錯誤；用淀粉酶可將人工合成的淀粉水解為麥芽糖，麥芽糖在麥芽糖酶的作用下水解為葡萄糖，B錯誤；人工合成淀粉可利用空氣中二氧化碳，減緩溫室效應(yīng)，為推進“碳中和”目標的實現(xiàn)提供了新技術(shù)途徑，C正確；淀粉不是還原糖，不可用斐林試劑來檢驗，D錯誤。2.(2022年廣東惠州一模)我國科學(xué)家模擬植物光合作用，設(shè)計了一條利用二氧化碳合成淀粉的人工路線，流程如圖所示。下列相關(guān)分析正確的是()A.①②過程與光反應(yīng)過程完全相同，③④過程與暗反應(yīng)過程完全相同B.該過程與植物光合作用的本質(zhì)都是將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲藏于有機物中C.該過程與光合作用合成淀粉都是在常溫常壓下進行的較溫和的反應(yīng)D.步驟①需要催化劑，②③④既不需要催化劑也不需消耗能量【答案】B【解析】分析題圖，①②過程模擬暗反應(yīng)中二氧化碳的固定，③④過程模擬暗反應(yīng)中C3的還原，A錯誤；植物光合作用的本質(zhì)是利用光能將無機物二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物，同時將光能轉(zhuǎn)化為有機物中的化學(xué)能，圖示過程也將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為淀粉，同時儲存能量，二者的本質(zhì)是相同的，B正確；由圖可知，①過程是利用催化劑在一定條件下進行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程較劇烈，②③④是在酶的催化下完成的，反應(yīng)較溫和，C錯誤；分析圖示可知，圖中②③④需要在酶的催化下進行，由小分子聚合成大分子的反應(yīng)，為吸能反應(yīng)，同時需要消耗能量，D錯誤。3.科學(xué)家提取出植物細胞中的葉綠體，將葉綠體膜破壞后，分離出基質(zhì)和基粒，用來研究光合作用過程(如下表，表中“+”表示“有”或“添加”，“－”表示“無”或“不添加”)。下列條件下能產(chǎn)生葡萄糖的是()選項場所光照CO2ATPNADPHC5A基質(zhì)－+－++B基粒++－－+C基質(zhì)和基粒－+－－－D基質(zhì)和基粒++－－+【答案】D【解析】葉綠體的基質(zhì)中進行暗反應(yīng)階段，暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，A錯誤。葉綠體的基粒只能進行光反應(yīng)階段，而葡萄糖的產(chǎn)生必須在葉綠體基質(zhì)中，B錯誤。光合作用產(chǎn)生葡萄糖的過程一定需要光照，C錯誤。葉綠體的基粒進行光反應(yīng)階段：水的光解產(chǎn)生NADPH與氧氣，以及ATP的形成。葉綠體的基質(zhì)中進行暗反應(yīng)階段：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和NADPH的作用下還原生成糖類等有機物，D正確。4.下圖表示某生物膜結(jié)構(gòu)及其發(fā)生的部分生理過程。下列敘述正確的是()A.圖示膜結(jié)構(gòu)為葉綠體內(nèi)膜B.結(jié)構(gòu)乙具有ATP合成酶活性C.圖示過程為光反應(yīng)，該過程不需要酶的催化D.甲表示色素，在層析液中溶解度最高的是葉綠素a【答案】B【解析】由圖示進行的反應(yīng)判斷，該膜結(jié)構(gòu)為類囊體薄膜，A錯誤；ADP、Pi在結(jié)構(gòu)乙的作用下形成了ATP，推測結(jié)構(gòu)乙具有ATP合成酶活性，B正確；光反應(yīng)過程也需要酶的催化，C錯誤；從圖解可見甲能吸收光能，判斷甲為色素，葉綠體中的色素在層析液中溶解度最高的是胡蘿卜素，D錯誤。5.(2022年廣東江門模擬)為探究月季紫紅葉片中的色素種類和性質(zhì)，某實驗小組使用不同的試劑作為層析液對該葉片色素提取物進行分離，結(jié)果如圖，以下分析錯誤的是()A.甲組的實驗結(jié)果說明在該組層析液中各種色素的溶解度差異較大B.光合色素易溶于無水乙醇，因此無水乙醇適用于光合色素的分離C.分析甲、乙組實驗結(jié)果可排除紫紅色素屬于類胡蘿卜素的可能性D.分析丙組實驗結(jié)果可推測紫紅色素可能是位于液泡的水溶性色素【答案】B【解析】甲組色素分離效果較好，各種色素區(qū)別較明顯，說明在該組層析液中各種色素的溶解度差異較大，A正確；光合色素易溶于無水乙醇，因此無水乙醇適用于光合色素的提取，B錯誤；甲組胡蘿卜素明顯分離開來，同時紫紅色存在于濾液細線的位置，同時乙組實驗結(jié)果也表現(xiàn)為紫紅色處于濾液細線位置，而此時的胡蘿卜素卻沒有分離開來，兩組實驗結(jié)果說明紫紅色素不屬于類胡蘿卜素，C正確；丙組實驗的層析液是水，此時紫紅色素分離開來，說明該色素為水溶性色素，因此，可推測紫紅色素可能是位于液泡的水溶性色素，D正確。6.(2022年廣東南海中學(xué)模擬)分析下列甲、乙、丙三圖，說法正確的是()A.若圖甲曲線表示的是喜陰植物的光合速率受光照強度的影響，則喜陽植物的曲線與此比較，b點向左移，c點向左移B.乙圖中，溫度等于T4℃時，長期處于該溫度下植物也可以生長C.若圖丙代表兩類色素的吸收光譜，則f代表類胡蘿卜素D.若圖甲為植物在正常培養(yǎng)液中培養(yǎng)所得結(jié)果，現(xiàn)移入缺鎂培養(yǎng)液中培養(yǎng)，則b點右移，c點左移【答案】D【解析】由于陰生植物適宜生活在較低光照條件下，因此光補償點和光飽和點均低于陽生植物，因此陽生植物的曲線與此比較，b點和c點均向右移，A錯誤；圖乙中兩曲線交點處表示總光合速率等于呼吸速率，凈光合速率為0，長期處于該溫度下植物不能生長，B錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，而類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此圖丙中f代表葉綠素，e代表類胡蘿卜素，C錯誤；圖甲中，b點表示光合速率等于呼吸速率，鎂元素是合成葉綠素的重要元素，缺鎂時，葉綠素的合成受阻，光合速率降低，要想光合速率等于呼吸速率，只能增大光照強度，因此b點向右移，c點向左移，D正確。7.(2022年廣東韶關(guān)二模)德國馬普研究所人員在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，宣布成功制造了人造葉綠體，并利用光和該系統(tǒng)實現(xiàn)了CO2到有機物的轉(zhuǎn)化(如圖所示)，下列說法錯誤的是()A.TEM模塊具有吸收和轉(zhuǎn)換光能的作用B.CETCH循環(huán)模塊需要TEM模塊生成的NADPH來還原CO2C.在同等條件下人造葉綠體可能比植物葉肉細胞積累的有機物更多D.若人造葉綠體得以廣泛運用，一定程度上可以抵消碳排放，實現(xiàn)碳中和【答案】B【解析】分析題圖，TEM模塊模擬光反應(yīng)階段，CETCH循環(huán)模塊模擬暗反應(yīng)階段，故TEM模塊具有吸收和轉(zhuǎn)換光能的作用，并生成NADPH和ATP，還原C3，但不能直接還原CO2，A正確，B錯誤；同等條件下，植物葉肉細胞在進行光合作用合成有機物的同時也進行了呼吸作用，消耗了一部分有機物，而人造葉綠體只進行光合作用合成有機物，所以在同等條件下人造葉綠體可能比植物葉肉細胞積累的有機物更多，C正確；人造葉綠體只吸收CO2，不會進行呼吸作用，不能產(chǎn)生二氧化碳，若得以廣泛運用，一定程度上可以抵消碳排放，實現(xiàn)碳中和，D正確。B組能力提升練8.為研究光反應(yīng)中ATP產(chǎn)生的原理，有科學(xué)家進行了如下實驗：將葉綠體類囊體置于pH為4的琥珀酸溶液后，琥珀酸進入類囊體腔，腔內(nèi)的pH下降為4；然后把懸浮液的pH迅速上升為8，此時類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，并且在有ADP和Pi存在時類囊體生成ATP。對實驗條件和結(jié)論分析正確的是()A.黑暗條件下進行，結(jié)果表明：H+能通過自由擴散進入類囊體膜B.光照下進行，結(jié)果支持：合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能C.黑暗條件下進行，結(jié)果支持：光反應(yīng)使類囊體內(nèi)外產(chǎn)生H+濃度差，推動ATP的合成D.光照下進行，結(jié)果表明：光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH參與暗反應(yīng)中三碳化合物的還原【答案】C【解析】H+能通過主動運輸進入類囊體膜；若在光照下進行，由題干信息無法得出合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能；若在黑暗條件下進行，類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，合成ATP，說明ATP的合成與H+濃度梯度有關(guān)；光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH參與暗反應(yīng)中三碳化合物的還原，暗反應(yīng)的場所是葉綠體基質(zhì)，不是類囊體。9.科研人員檢測晴朗天氣下，露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變化情況，并將檢測結(jié)果繪制成下圖。下列相關(guān)說法錯誤的是()A.光照強度增大是導(dǎo)致ab段、lm段Pn增加的主要原因B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是氣孔關(guān)閉C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐漸減弱D.適時澆水、增施農(nóng)家肥是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施【答案】B【解析】早晨太陽出來后光照強度不斷增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A正確；大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太陽出來后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚內(nèi)密閉環(huán)境中CO2濃度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因為環(huán)境溫度過高導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，不能吸收CO2，B錯誤；15h以后，兩種栽培條件下的光合速率持續(xù)下降，是光照強度逐漸減弱所致，C正確；適時澆水從而避免植物因缺水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，增施農(nóng)家肥從而增加CO2濃度是提高大田作物產(chǎn)量的重要措施，D正確。10.(2022年廣東廣州一模)在光照恒定、溫度最適條件下，某研究小組用圖1的實驗裝置測量一小時內(nèi)密閉容器中CO2的變化量，繪成曲線如圖2所示。下列敘述錯誤的是()A.a~b段，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運輸B.該綠色植物前30min真正光合速率平均為50ppmCO2/minC.適當(dāng)提高溫度進行實驗，該植物光合作用的光飽和點將下降D.若第10min時突然黑暗，葉綠體基質(zhì)中C3的含量在短時間內(nèi)將增加【答案】B【解析】ab段植物同時進行光合作用和呼吸作用，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運輸，A正確；真光合速率＝凈光合速率+呼吸速率，由ab段可以計算出凈光合速率＝(1680－180)÷30＝50ppmCO2/min，由bc段可以計算出呼吸速率＝(600－180)÷30＝14ppmCO2/min，因此真光合速率平均為50+14＝64ppmCO2/min，B錯誤；題干中提出，該實驗在最適溫度條件下進行，因此適當(dāng)提高溫度進行實驗，光合速率下降，導(dǎo)致該植物光合作用的光飽和點下降，C正確；若第10min時突然黑暗，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH含量下降，暗反應(yīng)中三碳化合物的還原減弱，C3的消耗量減少，固定形成的C3不變，導(dǎo)致葉綠體基質(zhì)中C3的含量將增加，D正確。C組壓軸培優(yōu)練11.(2022年廣東汕頭三模)細辛是一種在森林下生活的植物，濱藜是一種在沙漠中生活的植物。如圖是光照強度對兩種植物(甲、乙)光合作用強度影響的曲線(注：已知O2可與C5結(jié)合，生成一個三碳化合物和一個二碳化合物，此二碳化合物不參與光合作用)。請據(jù)圖作答：(1)圖中代表濱藜光合作用強度變化曲線是________，判斷依據(jù)是__。

(2)甲b1點時植物葉肉細胞內(nèi)光合作用吸收的CO2來自____________________。

(3)據(jù)圖分析，光照強度為b2和c時，限制乙植物光合作用的主要環(huán)境因素分別是________和______________________。圖中e點時，甲、乙植物固定CO2量的情況是__________(填“相等”“甲多于乙”或“乙多于甲”)。

(4)進一步研究發(fā)現(xiàn)：與低O2濃度相比，高O2濃度更能抑制光合作用，結(jié)合題干信息及所學(xué)的光合作用的過程，解釋其原因：___。

【答案】(1)甲濱藜生活在沙漠中，適應(yīng)較強光照，甲曲線對應(yīng)的光飽和點(或補償點)更大(2)細胞呼吸釋放和大氣中(3)光照強度CO2濃度(CO2濃度、溫度)甲多于乙(4)O2濃度高，會降低光反應(yīng)，從而抑制光合作用。高O2與更多的C5結(jié)合，減少了用于還原的C3(減少了CO2固定量)，從而抑制光合作用【解析】(1)分析可知，甲代表濱藜光合作用強度變化曲線，因為濱藜生活在沙漠中，適應(yīng)較強光照，甲曲線對應(yīng)的光飽和點(或補償點)更大。(2)甲b1點時植株的光合作用強度與呼吸作用強度相等，但進行光合作用的只有葉肉細胞，而進行呼吸作用的除了葉肉細胞還有其他細胞，故葉肉細胞的光合作用強度大于呼吸作用強度，所以其光合作用吸收的CO2來自細胞呼吸釋放和大氣中的CO2。(3)光照強度為b2時，限制乙植物光合作用的主要環(huán)境因素是光照強度，光照強度在c時已經(jīng)大于光飽和點，故此時限制乙植物光合作用的主要環(huán)境因素是CO2濃度(CO2濃度、溫度)。圖中e點時，甲、乙植物的凈光合作用強度相等，但甲的呼吸作用強度大于乙，所以甲的實際光合作用強度大于乙，甲植物固定CO2量多于乙。(4)根據(jù)題干信息，“O2可與C5結(jié)合，生成一個三碳化合物和一個二碳化合物，此二碳化合物不參與光合作用”，O2濃度高，會降低光反應(yīng)，從而抑制光合作用。高O2與更多的C5結(jié)合，減少了用于還原的C3(減少了CO2固定量)，從而抑制光合作用。12.某植物上有白斑和綠色兩種葉片。在該植物上選取不同的葉片測定其生理過程，如圖1所示，甲、乙中的葉片生長狀況相同，丙、丁中的葉片生長狀況相同，丙進行遮光處理，給丁提供一定濃度的14CO2。請回答下列相關(guān)問題：(1)要利用該植物做葉綠體中色素的提取和分離實驗，選擇圖1中________(填“甲”或“丁”)裝置中的葉片比較合適，一般常用的提取色素的試劑是______________。

(2)在相同且適宜的條件下，分別對甲、乙兩裝置中的葉片進行實驗后，用碘蒸氣處理葉片，結(jié)果只有乙裝置內(nèi)葉片上編號④的部位變成藍色，此實驗說明__。

(3)圖2是在適宜的光照條件下，改變通入14CO2的濃度測定的葉片中葡萄糖、C5和C3三種化合物的變化情況的實驗結(jié)果。①圖2中曲線a、b、c分別表示__________________的含量變化。

②若在1%CO2濃度條件下，某一時刻突然增加光照，則短時間內(nèi)曲線b表示的物質(zhì)在細胞中的變化情況是________，產(chǎn)生這種變化的原因是__。

③圖2中在0~5min內(nèi)，曲線a、b中的14C量保持不變，形成的兩曲線平行的原因是___。

【答案】(1)丁無水乙醇(2)葉片進行光合作用時需要CO2，葉肉細胞中需含有葉綠體(合理即可)(3)①C