高考生物核心素养提升练习11-能量之源——光与光合作用(一)

温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养提升练 十一能量之源光与光合作用(一)(30分钟100分)一、选择题(共7小题，每小题6分，共42分)1.下列关于杨树叶肉细胞在进行光合作用时有关C3转化为糖类过程的叙述中，错误的是()A.需要消耗ATP和HB.需要在叶绿体基质中进行C.需要在黑暗条件下进行D.需要多种酶的催化【解析】选C。C3转化为糖类过程中，需要消耗光反应提供的ATP和H，A正确；C3转化为糖类过程属于暗反应阶段，需要在叶绿体基质中进行，B正确；暗反应不需要光，在有光无光条件下都能进行，C错误；C3转化为糖类过程属于暗反应阶段，需要多种酶的催化，D正确。2.(2019葫芦岛模拟)历经一个半世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述正确的是()A.普利斯特利指出了光在植物更新空气这个过程中起关键作用B.萨克斯的实验中，叶片暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质C.恩格尔曼的实验中，定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中，用18O标记CO2，证明了光合作用产生的氧气来自参加反应的H2O，而不是CO2【解析】选B。普利斯特利通过实验证明植物能净化空气，但并未指出光在植物更新空气这个过程中起关键作用，A错误；萨克斯的实验中，叶片放置在暗处几个小时，叶片只进行细胞呼吸，目的是消耗掉叶片中的营养物质，B正确；恩格尔曼的实验发现光合作用的场所是叶绿体，产物有氧气，并未定量分析，C错误；鲁宾和卡门采用同位素标记法用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O，而不是CO2，D错误。3.下列关于光合色素的叙述中，错误的是()A.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同B.色素提取实验中加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C.色素的提取原理是不同色素在层析液中溶解度不同D.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素【解析】选C。叶绿素a和叶绿素b都主要吸收红光和蓝紫光，但二者的吸收峰值不同，A项正确；色素提取实验中加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏，B项正确；色素的提取原理是色素溶于有机溶剂，而分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，C项错误；叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素，D项正确。【易错提醒】色素的提取和分离是两个实验，其原理不同，本题易将色素的提取误认为是色素的分离而选不出错误选项。4.下列关于小麦光合作用的叙述中，错误的是()A.类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应B.夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH(H)直接还原D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长【解析】选B。本题主要考查光合作用过程中的相关知识。类囊体薄膜上产生的ATP用于暗反应，故A项正确。夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭，出现午休现象，导致光合作用的原料减少，小麦光合速率下降，故B项错误。进入叶绿体的CO2不能被NADPH(H)直接还原，而是首先与C5结合形成C3，此过程为CO2的固定，故C项正确。净光合速率长期为零时，没有光合产物的积累，会导致幼苗停止生长，故D项正确。【易错提醒】不能正确理解光合速率和净光合速率与植物生长的关系，而错选D。植物生长不是取决于光合速率是否大于零，而是取决于净光合速率是否大于零。(1)当净光合速率等于或小于零时：植物不能生长。(2)当净光合速率大于零时：植物能生长。5.(2019咸阳模拟)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化C+ C5(即RuBP) 2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高【解析】选B。本题主要考查与光合作用过程中暗反应有关的实验分析。A项中，菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化C5与14CO2的反应属于光合作用过程的暗反应阶段，反应场所是在叶绿体基质中，正确。B项中，虽然光合作用过程的暗反应阶段不需要光照，但是需要光反应阶段提供H和ATP，上述反应在无光条件下不能进行，错误。C项中，由题干中的信息“检测产物14C3的放射性强度”可知，测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法，正确。D项中，由题干中的信息“RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3”可知，单位时间内14C3生成量越多，说明RuBP羧化酶活性越高，正确。6.(2018石家庄模拟)如图表示光合作用示意图。下列说法错误的是世纪金榜导学号()A.表示O2，表示CO2B.暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O)C.C3的还原过程中，需要光反应提供的能源物质只有D.(CH2O)可以转化为多糖、脂质【解析】选C。图中分别表示O2、ATP、NADPH、CO2。在暗反应过程中，CO2首先与C5结合生成C3，在C3还原过程中，需要光反应为暗反应提供的能源物质有ATP、NADPH。C3被NADPH还原为(CH2O)，(CH2O)可转化为多糖、脂质。7.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“+”表示使用，“-”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()试剂甲乙丙丁无水乙醇-+水+-CaCO3+-+SiO2+-A.B.C.D.【解析】选B。乙同学操作完全正确，其他同学与该同学进行对比，分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂，色素提取过程不需要加水，若加入水会使色素提取液颜色变浅；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应。二、非选择题(共2小题，共28分)8.(14分)(2015全国卷)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D 4组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：世纪金榜导学号A组：先光照后黑暗，时间各为67.5 s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5 s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。【解析】(1)在该实验中，作为对照组的D组接受全光照135 s，而C组实验是光照和黑暗交替进行，其仅用了D组的一半时间的光照，但合成的有机物的量是94%(D组为100%)，故单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量。C组光照时间的缩短，说明在光合作用过程中，暗反应不需要光照，而这个过程发生在叶绿体的基质中。(2)光合作用过程有两个阶段：光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段必须在光下进行，其将水分解，产生ATP和还原型辅酶(H)用于暗反应。A、B、C三组处理相比，随着光照时间间隔的缩短，光照频率的增加，使光下产生的ATP和H能够及时被利用与再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。答案：(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%(其他合理答案也可)光照基质(2)光照和黑暗交替频率(其他合理答案也可)ATP和还原型辅酶9.(14分)(2019拉萨模拟)如图是水绵在不同环境因素影响下光合速率变化的示意图，据图回答：(注：箭头所指为处理开始时间)(1)t1t2期间，叶绿体_上的色素捕获的光能增加，光反应产生的ATP和H增多，加速了_(场所)中C3的还原，进而使光合作用速率增大。(2)t2t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是_，此时进一步增加光照强度，光合作用速率将_(填“增加”“减少”或“不变”)。(3)t3t4期间，光合速率提高的原因是_。(4)t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量_(填“增加”“减少”或“不变”)。【解析】(1)叶绿体中捕获光能的色素分布在类囊体薄膜上。光反应产生的ATP和H可用于暗反应阶段C3的还原，暗反应的场所是叶绿体基质。(2)题图显示t2t3期间，光照充足且恒定，但光合速率不再增加，t3时刻充入CO2后，光合速率开始增加，这说明t2t3期间，限制水绵光合速率的外界因素主要是CO2浓度，此时进一步增加光照强度，光合作用速率将不变。(3)结合对(2)的分析可知，t3t4期间，光合速率提高的原因是CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和H，从而促进光反应，进而使光合速率增强。(4)t4时刻突然停止光照，光反应停止，类囊体薄膜上不再有ATP合成，原有的ATP继续水解成ADP和Pi，释放的能量用于C3的还原，所以t4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量会增加。答案：(1)类囊体(薄膜)叶绿体基质(2)CO2浓度不变(3)CO2浓度增大，暗反应增强，C3含量增多，加快消耗了原本积累的ATP和H，从而促进光反应，进而使光合速率增强(4)增加1.(5分)将A玉米置于含C18O2的空气中，B玉米置于含18O2的空气中，正常生长一段时间后，A、B两植株内最先产生的含18O的化合物依次为()A.葡萄糖和二氧化碳B.三碳化合物和水C.葡萄糖和水D.三碳化合物和丙酮酸【解析】选B。将A玉米置于含C18O2的空气中，二氧化碳首先与五碳化合物结合形成三碳化合物，然后被还原形成有机物，因此最先出现含18O的化合物是三碳化合物；将B玉米置于含18O2的空气中，氧气首先参与有氧呼吸的第三阶段，与H结合生成水，因此最先出现含18O的化合物是水。【知识总结】光合作用过程中各元素的转移途径H：3H2O3H(C3H2O)C：14CO2 14C3(14CH2O)O：O 18O22.(5分)(2019齐齐哈尔模拟)图1中，表示某植物细胞某些代谢过程，ae表示相关物质。图2表示在不同温度下，测定该植物叶片1 cm2重量(mg)变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果。以下分析错误的是世纪金榜导学号()A.图1中，过程，能产生ATP的是、B.图1中物质a、b分别是氧气、二氧化碳C.据图2分析，该植物的呼吸速率为X(mgcm-2h-1)，实际光合速率可表示为Y+2X(mgcm-2h-1)D.据图2分析，维持12小时光照，12小时黑暗，温度维持16 ，植物不能生长【解析】选D。图1中，过程中光合作用的光反应阶段及有氧呼吸全过程都可以产生ATP，是光反应，是有氧呼吸第一阶段，是有氧呼吸第二阶段，是有氧呼吸第三阶段，所以、可以产生ATP，A正确；图1中a是氧气，b是二氧化碳，c是水，B正确；据图2分析，叶片无光处理1小时前后重量的差值就是呼吸速率，即呼吸速率为M-(M-X)=X(mgcm-2h-1)。净光合速率为(M+Y)-(M-X)=Y+X(mgcm-2h-1)，实际光合速率=呼吸速率+净光合速率=Y+X+X=Y+2X(mgcm-2h-1)，C正确；温度维持16 ，Y=1，X=4，维持12小时光照，12小时黑暗，有机物的积累量为12(Y+2X)-24X=12Y=121=12(mg)，即1 cm2叶片一昼夜增重12 mg，大于0，所以植物能够正常生长，D错误。3.(20分)(2019赣州模拟)植物接受过多光照可能对进行光合作用的相关细胞器造成损害，因此植物需要一种名为“非光化学淬灭”(NPQ)的机制来保护自身，在NPQ的作用下多余的光能会以热能的形式散失。该机制的启动和关闭特点如图一所示，其中符号“ ”代表抑制作用。回答问题：世纪金榜导学号(1)NPQ直接作用于光合作用的_(填“光反应”或“暗反应”)阶段。(2)由图一推测，在光照强度以及其他外部环境因素均相同的情况下，状态丙比状态甲的光合作用强度_(填“强”“弱”或“相等”)，导致上述差异的内因可能有_、_。(3)科学研究者研发了一种转基因烟草(VPZ)，相比野生烟草(WT)，其在由强光转为弱光后NPQ机制关闭的时间缩短。图二为分别在恒定光强和波动光强下测得的两种烟草CO2最大固定率。农作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的。结合图一推断，同样环境条件下VPZ的产量比WT的产量 _(填“高”或“低”)。由图二分析可知，转基因烟草(VPZ)相比野生烟草(WT)的优势是_。因此，在自然环境中，VPZ的种植有利于提高光合作