新高考生物一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練：第10講 光合作用與能量轉(zhuǎn)換（含解析）

高中生物一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練第10講光合作用與能量轉(zhuǎn)換(Ⅱ)1．光合作用速率等于呼吸作用速率時(shí)對應(yīng)的光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)。某同學(xué)將生長狀態(tài)相似的番茄幼苗均分為兩組，其中一組置于缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間，與對照組相比，其葉片光合作用速率下降。下列說法正確的是()A．實(shí)驗(yàn)組光反應(yīng)速率降低，暗反應(yīng)速率不變B．與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組的光補(bǔ)償點(diǎn)變大C．實(shí)驗(yàn)組色素帶的位置與對照組不同D．實(shí)驗(yàn)組色素帶的寬度與對照組相同解析：實(shí)驗(yàn)組光反應(yīng)速率降低，暗反應(yīng)速率也降低；實(shí)驗(yàn)組的光補(bǔ)償點(diǎn)比對照組大；實(shí)驗(yàn)組色素帶的位置與對照組相同，但葉綠素a和葉綠素b對應(yīng)的色素帶會變窄。答案：B2．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：小麥、水稻等作物在強(qiáng)光、干旱時(shí)會發(fā)生比較強(qiáng)的光呼吸作用。在光呼吸過程中，葉綠體基質(zhì)中的Rubisco起到了重要作用。該酶在O2濃度較高時(shí)，可催化五碳化合物與O2結(jié)合生成一個(gè)三碳化合物和一個(gè)二碳化合物，此二碳化合物不參與光合作用，而是在消耗一定ATP和NADPH的基礎(chǔ)上，重新形成五碳化合物，并釋放CO2。此外，光合作用過程中，Rubisco也可催化五碳化合物與CO2結(jié)合，進(jìn)行CO2固定。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．Rubisco既可參與光呼吸，也可參與光合作用的暗反應(yīng)B．強(qiáng)光、干旱條件下提高O2濃度，小麥植株內(nèi)有機(jī)物生成量將上升C．提高CO2的濃度可以抑制光呼吸D．光呼吸和細(xì)胞呼吸的相同點(diǎn)是都會消耗O2，釋放CO2解析：由題干信息可知，Rubisco既可參與光呼吸，也可參與光合作用的暗反應(yīng)，A正確。強(qiáng)光、干旱條件下，提高O2濃度，小麥植株的光呼吸增強(qiáng)，而光合作用的進(jìn)行受到了一定程度的抑制，有機(jī)物生成量將下降，B錯誤。提高CO2的濃度可促進(jìn)Rubisco催化更多的五碳化合物與CO2結(jié)合，減少五碳化合物與O2的結(jié)合，從而抑制光呼吸，C正確。結(jié)合題干信息分析可知，光呼吸和細(xì)胞呼吸的相同點(diǎn)是都會消耗O2，釋放CO2，D正確。答案：B3．小麥旗葉是位于麥穗下的第一片葉子，小麥籽粒中的有機(jī)物約50%來自旗葉。小麥籽粒形成期間，下列分析正確的是()A．旗葉一晝夜內(nèi)有機(jī)物的增加量就是其凈光合作用量B．為小麥旗葉提供14CO2，籽粒中的淀粉都含14CC．與同株其他葉片相比，限制旗葉光合速率提高的主要因素是光照強(qiáng)度D．去掉一部分籽粒，一段時(shí)間后旗葉的光合速率會下降解析：一晝夜內(nèi)有機(jī)物的增加量＝白天光合作用總量－呼吸作用消耗量，凈光合作用量＝光合作用量－相同時(shí)間內(nèi)的呼吸作用消耗量，A錯誤；籽粒中的有機(jī)物只有50%來自旗葉，給小麥旗葉提供14CO2，小麥籽粒中的淀粉只有一部分含有14C，B錯誤；影響光合作用的環(huán)境因素包括：光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等，而旗葉是位于麥穗下的第一片葉子，因此光照強(qiáng)度不是其限制因素，C錯誤；去掉一部分籽粒，旗葉產(chǎn)生的淀粉輸出減少，導(dǎo)致旗葉中有機(jī)物積累，因此一段時(shí)間后旗葉的光合速率會下降，D正確。答案：D4．如圖是葉肉細(xì)胞在不同光照強(qiáng)度下葉綠體與線粒體的代謝簡圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．細(xì)胞①處于黑暗環(huán)境中，該細(xì)胞單位時(shí)間釋放的CO2量即為呼吸速率B．細(xì)胞②沒有與外界發(fā)生O2和CO2的交換，可斷定此時(shí)光合速率等于呼吸速率C．細(xì)胞③處在較強(qiáng)光照條件下，細(xì)胞光合作用所利用的CO2量為N1與N2的和D．分析細(xì)胞④可得出，此時(shí)的光照強(qiáng)度較弱且N1小于M2解析：結(jié)合圖示可知，細(xì)胞④中，線粒體利用的O2除來自葉綠體外，還要從細(xì)胞外吸收，說明此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度，細(xì)胞進(jìn)行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錯誤。答案：D5．將某植物放在透明密閉容器內(nèi)，給予不同的光照條件，不同時(shí)間內(nèi)測定密閉容器中CO2的含量(ppm)如表所示，下列說法錯誤的是()時(shí)間(s)條件050100150黑暗340347354361遮光75%340342344346遮光25%340332324316全光照340336332328A.該實(shí)驗(yàn)不同組別的溫度和初始時(shí)CO2含量必須相同B．本實(shí)驗(yàn)中適宜該植物生長的光照條件是遮光25%C．在遮光75%的條件下，光照強(qiáng)度是限制該植物光合作用的主要因素D．100～150s全光照條件下植物固定的CO2量為4ppm解析：由題干和表格信息可知，實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度，溫度和初始CO2含量均為無關(guān)變量，應(yīng)控制相同，A正確；分析表格數(shù)據(jù)，經(jīng)過相同的時(shí)間，遮光25%的條件下，容器內(nèi)CO2含量最低，說明本實(shí)驗(yàn)中適宜該植物生長的光照條件是遮光25%，B正確；由表格數(shù)據(jù)可知，從黑暗條件到遮光75%，再到遮光25%，光照強(qiáng)度逐漸增加，且三種條件下隨光照強(qiáng)度的增加，經(jīng)過相同的時(shí)間，容器內(nèi)CO2含量逐漸降低，說明光合作用逐漸增強(qiáng)，因此在遮光75%的條件下，光照強(qiáng)度是限制該植物光合作用的主要因素，C正確；全光照條件下，100～150s內(nèi)，容器內(nèi)CO2減少了4ppm，由對照組(黑暗條件)可知，此時(shí)間段內(nèi)呼吸產(chǎn)生的CO2量為7ppm，因此植物固定的CO2量為4＋7＝11(ppm)，D錯誤。答案：D6．為研究低鉀條件對某種農(nóng)作物兩個(gè)品種光合作用的影響，科研人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。下列分析錯誤的是()A.低鉀處理組與正常處理組相比，呼吸速率和光補(bǔ)償點(diǎn)都增大B．正常情況下甲品種的最大光合速率是26.9μmolCO2·m－2·s－1C．光合速率達(dá)到最大值時(shí)增大光照強(qiáng)度，光合速率不再增加，主要是受光反應(yīng)的限制D．在相同低鉀土壤環(huán)境中同時(shí)種植這兩種農(nóng)作物，乙品種比甲品種對低鉀環(huán)境的適應(yīng)能力要強(qiáng)解析：分析表中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，低鉀處理組與正常處理組相比，呼吸速率和光補(bǔ)償點(diǎn)都增大，A正確；正常情況下甲品種的最大光合速率是24.4＋2.5＝26.9(μmolCO2·m－2·s－1)，B正確；當(dāng)光合速率達(dá)到最大值時(shí)增大光照強(qiáng)度，光合速率不再增加，主要受CO2濃度、溫度等的限制，C錯誤；對比表中葉綠素含量、最大凈光合速率、光補(bǔ)償點(diǎn)等數(shù)據(jù)可知，在相同低鉀土壤環(huán)境中同時(shí)種植甲、乙兩種農(nóng)作物，乙品種比甲品種對低鉀環(huán)境的適應(yīng)能力要強(qiáng)，D正確。答案：C7．如圖表示某研究小組分析的晴朗夏日某植物一晝夜之內(nèi)葉綠體中C3相對含量的部分變化，據(jù)圖分析下列說法錯誤的是()A．從B點(diǎn)開始合成光合產(chǎn)物(CH2O)B．AB段C3相對含量較高與沒有接受光照有關(guān)C．E點(diǎn)時(shí)C3相對含量極低可能與二氧化碳的供應(yīng)有關(guān)D．E點(diǎn)時(shí)葉綠體中ATP的含量比D點(diǎn)時(shí)低解析：AB段C3相對含量不變，對應(yīng)的時(shí)間是0～6時(shí)，此階段沒有光照，無有機(jī)物生成，B點(diǎn)開始C3相對含量降低，表明C3被還原，開始合成有機(jī)物，A、B項(xiàng)正確。E點(diǎn)時(shí)，光照過強(qiáng)，溫度較高導(dǎo)致氣孔部分關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，C3含量極低可能與此有關(guān)，C項(xiàng)正確。與D點(diǎn)時(shí)相比，E點(diǎn)時(shí)光照較強(qiáng)，葉綠體中光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP較多，D項(xiàng)錯誤。答案：D8．圖甲、乙是在一定條件下測得的某植物葉片凈光合速率變化曲線。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)條件下，適當(dāng)提高溫度，凈光合速率減小B．b點(diǎn)條件下，適當(dāng)增強(qiáng)光照，凈光合速率增大C．c點(diǎn)條件下，適當(dāng)提高溫度，凈光合速率減小D．d點(diǎn)條件下，適當(dāng)增強(qiáng)光照，凈光合速率減小解析：圖甲中，a點(diǎn)條件下，凈光合速率不再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大，說明此時(shí)光照強(qiáng)度不再是限制光合速率的因素，制約因素為溫度、CO2濃度等，且結(jié)合圖乙可知，20℃低于最適溫度，故適當(dāng)提高溫度，凈光合速率會增大，A項(xiàng)錯誤。圖乙中b點(diǎn)與圖甲中a點(diǎn)的條件相同，由圖甲可知，在溫度為20℃，大氣CO2濃度和光照強(qiáng)度為M時(shí)，植物已經(jīng)達(dá)到光飽和點(diǎn)，故b點(diǎn)條件下，光照強(qiáng)度不是限制光合速率的因素，即增強(qiáng)光照不能增大凈光合速率，B項(xiàng)錯誤。由圖乙可知，c點(diǎn)時(shí)凈光合速率最大，所對應(yīng)溫度為最適溫度，之后凈光合速率隨著溫度的升高而減小，故c點(diǎn)條件下，適當(dāng)提高溫度，凈光合速率減小，C項(xiàng)正確。圖甲為20℃時(shí)，凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化而變化的曲線，圖甲中a點(diǎn)對應(yīng)圖乙中的b點(diǎn)；由圖乙可知，d點(diǎn)比b點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的凈光合速率大，即在d點(diǎn)條件下，光照強(qiáng)度為M時(shí)，凈光合速率并未達(dá)到最大，此時(shí)若適當(dāng)增強(qiáng)光照，凈光合速率將增大，D項(xiàng)錯誤。答案：C9．某校生物興趣小組以玉米為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同條件下光合作用速率和細(xì)胞呼吸速率，繪制了甲、乙、丙、丁所示的四幅圖。圖中“a”點(diǎn)不能表示光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁解析：圖甲中a點(diǎn)的含義是光照下CO2的吸收量等于黑暗中CO2的釋放量，表示凈光合作用速率等于細(xì)胞呼吸速率，此時(shí)光合作用速率是細(xì)胞呼吸速率的2倍，A錯誤。答案：A10．(多選)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸和光合作用原理的應(yīng)用，說法正確的是()A．用乳酸菌制酸奶時(shí)，應(yīng)先通氣后密封，利于乳酸菌發(fā)酵B．手指受傷時(shí)選擇透氣的消毒紗布包扎，可以抑制破傷風(fēng)芽孢桿菌的繁殖C．給蔬菜大棚補(bǔ)充光照，用紅色光源好于用同樣強(qiáng)度的白熾燈D．栽培農(nóng)作物要“正其行，通其風(fēng)”，“通其風(fēng)”的主要目的是為植物光合作用提供較多的CO2解析：乳酸菌是厭氧菌，通氣不利于乳酸菌發(fā)酵，A項(xiàng)錯誤；手指受傷后用透氣的消毒紗布包扎，可抑制破傷風(fēng)芽孢桿菌等厭氧細(xì)菌的繁殖，B項(xiàng)正確；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，同樣強(qiáng)度的紅光比白光更有利于光合作用，C項(xiàng)正確；影響光合作用的因素有很多，如CO2濃度，“通其風(fēng)”的目的是為植物光合作用提供較多的CO2，D項(xiàng)正確。答案：BCD11．(多選)龍須菜是生活在近岸海域的大型經(jīng)濟(jì)藻類，既能給海洋生態(tài)系統(tǒng)提供光合產(chǎn)物，又能為人類提供食品原料。某小組研究CO2濃度和光照強(qiáng)度對龍須菜生長的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%，實(shí)驗(yàn)過程中溫度等其他條件適宜，下列相關(guān)說法錯誤的是()A．實(shí)驗(yàn)中CO2濃度為0.1%的組是對照組B．增加CO2濃度能提高龍須菜的生長速率C．高光照強(qiáng)度下光反應(yīng)速率快從而使龍須菜生長較快D．選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時(shí)需考慮海水的透光率等因素解析：根據(jù)題意，大氣CO2濃度約為0.03%，故實(shí)驗(yàn)中CO2濃度為0.03%的組是對照組，A錯誤。據(jù)圖1可知，在高光照強(qiáng)度下，0.03%和0.1%CO2濃度下龍須菜相對生長速率無差別，在低光照強(qiáng)度下，0.1%CO2濃度下龍須菜的相對生長速率比0.03%CO2濃度下的略小，故增加CO2濃度不能提高龍須菜的生長速率，B錯誤。據(jù)圖可知，CO2濃度相同時(shí)，高光照強(qiáng)度下龍須菜的相對光反應(yīng)速率和相對生長速率都比低光照強(qiáng)度下高，C正確。結(jié)合圖1和圖2分析可知，龍須菜的相對生長速率和相對光反應(yīng)速率主要受光照影響，故選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時(shí)需考慮海水的透光率等因素，D正確。答案：AB12．(多選)如圖表示20℃時(shí)玉米光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，S1、S2、S3表示所在部位的面積，下列說法正確的是()A．S1＋S3可表示玉米呼吸作用消耗的有機(jī)物量B．S1＋S2＋S3可表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量C．S2－S1表示玉米光合作用有機(jī)物的凈積累量D．若植株缺Mg，則B點(diǎn)右移、D點(diǎn)左移解析：玉米在整個(gè)過程中都進(jìn)行呼吸作用，并且由于溫度不變，呼吸作用強(qiáng)度保持不變，因此可用S1＋S3表示呼吸作用消耗量，A正確；S2＋S3表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量，B錯誤；玉米光合作用有機(jī)物凈積累量＝光合作用總量－呼吸作用消耗量＝S2＋S3－(S1＋S3)＝S2－S1，C正確；若植株缺Mg，則會缺少葉綠素，達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)所需的光照強(qiáng)度會增大，B點(diǎn)右移，同時(shí)達(dá)到光飽和點(diǎn)所需的光照強(qiáng)度將會減小，D點(diǎn)左移，D正確。答案：ACD13．為研究土壤含水量對光合作用的影響，科研小組在盛夏時(shí)節(jié)，以五月鮮桃幼樹為材料，利用盆栽控水法進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。他們選取成熟葉片測定凈光合速率，并對各組植株內(nèi)某些化學(xué)物質(zhì)的變化進(jìn)行了測量。如圖為不同土壤含水量下凈光合速率的日變化曲線?；卮鹣铝袉栴}：(1)本實(shí)驗(yàn)可以通過檢測______________來測定凈光合速率。(2)五組實(shí)驗(yàn)中，土壤含水量為________時(shí)，桃樹生長最佳。土壤含水量大于55.7%時(shí)，從10：00到14：00，凈光合速率較低，原因是________________________________________。(3)經(jīng)檢測，土壤含水量在55.7%的中度干旱情況下，根等細(xì)胞中的無機(jī)鹽和可溶性糖等物質(zhì)的含量逐漸增加，這種生理變化在植物適應(yīng)干旱環(huán)境中的作用是________________________________。(4)研究表明，重度干旱會使植物積累有害物質(zhì)。從影響光合作用的內(nèi)因分析，土壤含水量低于24.1%時(shí)，凈光合速率低的原因是________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)凈光合作用速率可以通過檢測O2的釋放量、CO2的吸收量或葉片干重增加量進(jìn)行測定。(2)從曲線圖中看出，含水量為74.9%時(shí)，凈光合作用速率最大，桃樹生長最佳；土壤含水量大于55.7%時(shí)，從10：00到14：00為降低蒸騰作用，部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少，所以凈光合作用速率較低。(3)根等細(xì)胞中的無機(jī)鹽和可溶性糖等物質(zhì)的含量逐漸增加，增大了細(xì)胞滲透壓，增強(qiáng)了植物吸水能力。(4)重度干旱會使植物積累有害物質(zhì)，導(dǎo)致葉綠體受損，光合色素減少，相關(guān)酶活性降低等，因此凈光合作用速率降低。答案：(1)O2的釋放量(或CO2的吸收量或葉片干重增加量)(2)74.9%部分氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少(3)增大細(xì)胞滲透壓，增強(qiáng)植物吸水能力(4)葉綠體受損，光合色素減少，相關(guān)酶活性降低等14．智能溫室無土栽培作物，易于管理，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。(1)無土栽培所用營養(yǎng)液中的無機(jī)鹽在植物體內(nèi)的作用是______________和______________等。植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機(jī)鹽的需求也不同，所以應(yīng)視具體情況調(diào)整______________________________，供作物________性吸收無機(jī)鹽離子。(2)營養(yǎng)液中某些無機(jī)鹽離子濃度比根細(xì)胞內(nèi)的低，植物可通過______________方式吸收。若栽培池內(nèi)較長時(shí)間通氣不暢，作物根部可能出現(xiàn)的癥狀是______________，其生理原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如圖表示溫室內(nèi)光照強(qiáng)度(E)與作物光合速率(v)的關(guān)系。在溫度、水分和無機(jī)鹽均適宜的條件下，當(dāng)E<B時(shí)，增大光合速率的主要措施是______________；當(dāng)E>B時(shí)，限制作物增產(chǎn)的主要外界因素是______________。(4)用適宜濃度的2,4-D處理番茄花蕾可提高坐果率。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定施用2,4-D的最適濃度。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)無土栽培所用營養(yǎng)液中的無機(jī)鹽在植物體內(nèi)的作用是細(xì)胞的組成成分，調(diào)節(jié)植物的生命活動。植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機(jī)鹽的需求也不同，所以應(yīng)視具體情況調(diào)整營養(yǎng)液中無機(jī)鹽的組成和比例，以便供作物選擇性吸收無機(jī)鹽離子。(2)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗能量，這種方式叫主動運(yùn)輸。營養(yǎng)液中某些無機(jī)鹽離子濃度比根細(xì)胞內(nèi)的低，植物可通過主動運(yùn)輸方式吸收。若栽培池內(nèi)較長時(shí)間通氣不暢，則根會進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，酒精在細(xì)胞內(nèi)積累，從而毒害植物，這樣作物的根部可能出現(xiàn)變黑、腐爛等癥狀。(3)當(dāng)E＜B時(shí)，影響光合速率的因素主要是光照強(qiáng)度。由題中信息溫度、水分和無機(jī)鹽均適宜，故當(dāng)光照強(qiáng)度大于B時(shí)，限制作物增產(chǎn)的外界因素主要是二氧化碳濃度。(4)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循對照原則和單一變量原則，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：將生長狀況相同的番茄平均分成若干組；配制對應(yīng)組數(shù)的系列濃度梯度的2,4-D溶液；分別用不同濃度的2,4-D溶液處理對應(yīng)組的番茄花蕾；統(tǒng)計(jì)分析不同處理組的番茄坐果率，確定2,4-D的最適施用濃度。答案：(1)細(xì)胞的組成成分調(diào)節(jié)生命活動營養(yǎng)液中無機(jī)鹽的組成及比例(營養(yǎng)液配方)選擇(2)主動運(yùn)輸根變黑(爛根)根進(jìn)行無氧呼吸，細(xì)胞內(nèi)積累酒精(3)增大光照強(qiáng)度二氧化碳濃度(4)①將生長狀態(tài)相同的番茄平均分成若干組；②配制對應(yīng)組數(shù)的系列濃度梯度的2,4-D溶液；③分別用不同濃度的2,4-D溶液處理對應(yīng)組的番茄花蕾；④統(tǒng)計(jì)分析不同處理組的番茄坐果率，確定最適濃度15．?dāng)M柱胞藻是一種藍(lán)細(xì)菌，能優(yōu)先利用水體中的CO2，也能利用水體中的HCOeq\o\al(－,3)(胞外碳酸酐酶可催化HCOeq\o\al(－,3)分解為CO2)?？蒲腥藛T用三種濃度的CO2馴化培養(yǎng)擬柱胞藻，20天后獲得藻種1、2、3。測定藻種1、2、3的胞外碳酸酐酶的活性(結(jié)果如圖1所示)并探究不同濃度NaHCO3溶液對藻種1、2、3生長的影響(結(jié)果如圖2所示)?；卮鹣铝袉栴}：(1)擬柱胞藻細(xì)胞捕獲光能的物質(zhì)為________________________________________________________________________。(2)經(jīng)過20天的馴化培養(yǎng)，藻種1、2、3中種群數(shù)量最大的是___