2024届高考 一轮复习 人教版 能量之源-光与光合作用 作业

能量之源——光与光合作用[基础达标]1．(2023·四川绵阳高三期中)下列关于光合色素的叙述，正确的是()A．绿叶中的色素有4种，其中叶绿素a含量最多B．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和红光C．大棚种植蔬菜时应选择红色或蓝色透明的塑料薄膜D．光合色素只存在于叶绿体的内膜上答案：A2．(2023·福建泉州高三质检)下图分别是萨克斯、鲁宾和卡门、恩格尔曼所做的关于光合作用的三个经典实验。下列相关叙述正确的是()A．图1中A与C部分对照说明光合作用需要光B．图2所示实验运用的实验方法是荧光标记法C．图3所示实验中，好氧细菌分布于光束照射的部位D．萨克斯的实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉解析：选C。图1中B与C部分对照说明光合作用需要光，A错误；图2所示实验运用的实验方法是同位素标记法，B错误；图3所示实验中，光束照射的部位通过光合作用产生了氧气，所以好氧细菌分布于光束照射的部位，C正确；萨克斯的实验只能证明有淀粉生成，但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉，D错误。3．(2023·山东学情联考)在进行绿叶中色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法错误的是()A．通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高B．提取色素时加入少许碳酸钙和二氧化硅C．若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡D．最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光解析：选C。绿叶中的色素中叶绿素含量多，约占3/4，所以提取液通常呈现绿色，A正确；提取色素时加少许二氧化硅可使研磨更充分，加少许碳酸钙可防止研磨中色素被破坏，B正确；镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素环颜色较淡，C错误；最外侧两圈色素环由外到内依次是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D正确。4．(2023·山东济宁高三模拟)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述不正确的是()A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D．叶片在640～660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析：选A。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不能吸收红光，A项错误；通过测量叶绿素对不同波长光的吸收值，可以绘制其吸收光谱，B项正确；CO2的吸收速率反映光合作用速率的变化，光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示，C项正确；640～660nm波长的光属于红光，叶绿素可以吸收红光，将水分解成氧和[H]，氧直接以O2的形式释放，D项正确。5．Rubisco是植物细胞内参与光合作用固定CO2的酶。下表是不同温度对两品种水稻中Rubisco活性(μmol·mg－1·min－1)影响的有关数据。以下叙述错误的是()水稻品种21℃24℃27℃30℃两优1.131.251.030.80丰优1.071.030.950.79A.Rubisco分布在叶绿体基质中，其合成可能受核基因控制B．Rubisco只在植物绿色组织中表达，其催化的反应消耗大量ATPC．Rubisco在不同品种水稻细胞内活性不同，可能与其分子结构的微小改变有关D．通过表中数据不能确定Rubisco的最适温度解析：选B。在某些能进行光合作用的细菌中也能表达Rubisco，Rubisco催化CO2与C5反应，这一反应过程中不消耗ATP，B错误。6．(2023·山东潍坊高三模拟)磷酸丙糖不仅是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。下图为某植物光合作用产物的合成与运输示意图。下列相关说法正确的是()A．a表示的物质是ATP，它也可以在叶绿体基质中合成B．磷酸丙糖应该是一种五碳化合物C．磷酸丙糖是暗反应产物，在细胞质基质中合成淀粉D．若图中表示的磷酸转运器活性受抑制，会导致光合作用速率下降解析：选D。题图中a表示光反应阶段为暗反应阶段提供的物质[H]和ATP，在叶绿体类囊体薄膜上合成，A项错误；磷酸丙糖是三碳化合物，B项错误；由题图可知，磷酸丙糖合成淀粉的过程是在叶绿体基质中进行的，C项错误；磷酸转运器活性受抑制，不能将磷酸丙糖运出叶绿体，也不能将Pi运入叶绿体，造成叶绿体中光合作用产物积累和缺少Pi，导致光合作用速率降低，D项正确。7．将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定其在不同温度下的光合作用强度和细胞呼吸强度，得到下图所示的结果。下列叙述错误的是()A．若每天的日照时间相同，则该植物在15℃的环境中积累有机物的速率最快B．若每天的日照时间少于12h，相比5℃，该植物在25℃环境中生长更快C．若每天的日照时间为12h，则该植物在35℃环境中无法生存D．由图可知，在一定的温度范围内，温度变化对该植物的细胞呼吸可能没有影响解析：选B。设每天光照时间为xh，则5℃时，一昼夜积累的有机物为Y1＝4x－1×24,25℃时，一昼夜积累的有机物为Y2＝6x－2×24。若x＝12，Y1＝Y2；若x>12，Y1<Y2；若0<x<12，Y1>Y2，由此可知日照时间少于12h，相比25℃，5℃条件下植物生长更快，B错误。8．(2023·陕西汉中高三联考)下图为某植株在不同温度(最适温度为25℃)、一定光照强度(低于最适光照强度)的环境中，光合作用强度随CO2浓度变化的曲线图。下列相关叙述正确的是()A．M点对应条件下，该植株叶肉细胞吸收的CO2全部来自其自身线粒体B．25℃时，若光照强度增强，则N点将向左侧移动C．P点对应条件下，两种温度下该植株光合作用固定的CO2的量相等D．H点和L点对应条件下，限制光合作用强度的环境因素相同解析：选B。M点植物光合作用强度与呼吸作用强度相等，但由于植物还存在一些细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，故叶肉细胞光合作用吸收的CO2来源于线粒体和细胞外，A错误；25℃时，若光照强度增强，植物光合作用增强，而呼吸作用强度不变，故光补偿点降低，即N点左移，B正确；P点对应条件下，两种温度下该植株光合作用吸收的CO2的量相等，但由于25℃时呼吸作用大于10℃时的呼吸作用，因此25℃时固定的CO2大于10℃时固定的CO2，C错误；图示曲线显示，H、L分别为25℃、10℃时的最大净光合速率，该CO2浓度下，限制25℃时光合作用的主要因素是光照强度，但10℃时限制因素主要是温度，D错误。9．(2021·河北选择考)为探究水和氮对光合作用的影响，研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组，在限制水肥的条件下做如下处理：(1)对照组；(2)施氮组，补充尿素(12g·m－2)；(3)水＋氮组，补充尿素(12g·m－2)同时补水。检测相关生理指标，结果见下表。生理指标对照组施氮组水＋氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m－2·s－1)8565196叶绿素含量(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：气孔导度反映气孔开放的程度。回答下列问题：(1)植物细胞中自由水的生理作用包括_________________________________等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的______________，提高植株氮供应水平。(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与________离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能，用于驱动____________________两种物质的合成以及________的分解；RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到________分子上，反应形成的产物被还原为糖类。(3)施氮同时补充水分增加了光合速率，这需要足量的CO2供应。据实验结果分析，叶肉细胞CO2供应量增加的原因是__________________________________________________________________________________________。解析：(1)自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在自由水中；细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与，如光合作用、细胞呼吸等；植物的大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中；自由水在植物体内的流动还可以运送营养物质和代谢废物。氮肥可溶解在水中，补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收和运输，从而提高植株氮供应水平。(2)镁是组成叶绿素的重要元素，在叶绿体类囊体薄膜上，利用色素捕获的光能可进行水的光解，产生[H]和ATP。暗反应进行时，CO2在RuBP羧化酶的作用下与C5结合形成C3，C3最终被还原成糖类。(3)叶绿体吸收光能的能力加强，水的光解速率加快，使光反应速率加快，固定CO2的速率加快；施氮同时补充水分使气孔导度增大，有利于外界CO2进入叶肉细胞，为暗反应提供原料。答案：(1)是细胞内的良好溶剂；参与细胞内的某些生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物(写出两点即可)吸收和运输(2)镁[H]和ATP水C5(3)叶绿体吸收光能的能力加强，水的光解速率加快，使光反应速率加快，固定CO2的速率加快；施氮同时补充水分使气孔导度增大，有利于外界CO2进入叶肉细胞，为暗反应提供原料10．下图是在不同光照条件下测定的某种植物净光合速率，以O2释放量为测定指标的变化情况。请分析并回答下列问题：(1)叶绿体中含量最多的色素主要吸收________________________________________________________________________光。(2)图中bc段限制叶片光合速率的最主要环境因素是__________，此时提高环境中CO2的浓度，光合速率将______________(填“明显增大”“基本不变”或“明显减小”)。(3)图中b点时叶肉细胞中产生ATP的场所是__________________________________________________________________________________，晴天11：50过后净光合速率出现负值的原因是___________________________________________________________________________________。(4)在图中cd对应时段，阴天植物体内有机物总量的变化情况是________________。在温室大棚内种植农作物，如遇阴天，可采取白天适当降温的措施，目的是_____________________________________________________________________________________________________________。在该过程产生的[H]________(填“能”或“不能”)用于三碳化合物的还原。解析：(1)叶绿体中含量最多的色素是叶绿素a，叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。(2)阴天条件下，光照较弱，题图bc段限制叶片光合速率的主要环境因素为光照强度，此时提高环境中CO2的浓度，光合速率基本不变。(3)图中b点时叶肉细胞中同时进行光合作用和呼吸作用，这两个过程都可以产生ATP，所以叶肉细胞中产生ATP的场所是叶绿体(类囊体薄膜)、线粒体和细胞质基质。晴天11：50过后，光照强度过强，气孔大量关闭，CO2供应减少，导致光合速率小于呼吸速率，即净光合速率出现负值。(4)净光合速率大于0表示植物体内有机物积累量增加，反之植物体内有机物积累量减少，cd对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加。在温室大棚内种植农作物，如遇阴天，可采取白天适当降温的措施，以降低呼吸作用，减少有机物的消耗。呼吸作用产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ，而光合作用三碳化合物的还原需要的[H]为还原型辅酶Ⅱ，两者不同。答案：(1)蓝紫光和红(2)光照强度基本不变(3)叶绿体、线粒体、细胞质基质气孔大量关闭，CO2供应减少(4)先减少后增加降低呼吸作用，减少有机物的消耗不能[素养提升]11．(2023·河南安阳高三模拟)为探究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表所示。下列有关叙述错误的是()二氧化硅叶绿素种类颗粒大小(目)02050100200叶绿素a(mg/g)0.250.530.610.480.47叶绿素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机溶剂B．加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益C．据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多D．若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小解析：选B。分析题表数据可知，加入二氧化硅会使叶绿素b的含量减少，不利于叶绿素b的提取，B错误。12．甲图中，A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的某植物幼苗，气球可膨胀、收缩；其中B已死亡。气球内的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变)；初始时指针指向正中的位置。乙图为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线，每次实验后指针复位。下列相关叙述不正确的是()A．在适宜光照条件下，指针将向右偏转B．该实验的自变量为光照强度，c点的含义为O2释放量最大C．ce段说明随灯泡到水面光距离的增大，O2释放量减少D．f点与a、b、c、d点的指针的偏转方向相同，但数值较小解析：选D。在适宜光照条件下，光合作用大于呼吸作用，有O2的释放，此时A侧浮力增大，指针将向右偏转，A正确；实验研究光照强度对光合作用的影响，实验的自变量为光照强度，c点表示A中O2释放量最大，净光合速率最大，B正确；据曲线图分析，ce段随灯泡到水面距离的增大，光照强度变小，光合作用减弱，A中O2释放量减少，C正确；f点与a、b、c、d点相比，细胞呼吸速率大于光合速率，A气球内气体量减少，因此指针的偏转方向相反，D错误。13．某兴趣小组探究土壤湿度对植物净光合速率的影响。对照组正常浇水，实验组不浇水，结果如下图所示。下列分析正确的是()A．该实验的自变量是时间，因变量是植物叶片的净光合速率B．第2～4天，实验组净光合速率下降是由叶绿素含量下降引起的C．第2～8天，实验组的植株叶片中有机物的含量仍然在增加D．综合分析，土壤湿度对植物光合作用的暗反应没有影响解析：选C。该实验的自变量是土壤湿度及时间，因变量是植物叶片净光合速率及叶片叶绿素含量，A错误；从图乙可知，第2～4天，实验组的叶绿素含量并未下降，B错误，第2～8天，实验组的植株叶片净光合速率大于0，叶片中有机物的含量仍然在增加，C正确；综合分析，第2～4天，实验组的叶绿素含量并未下降，但净光合速率下降，可推测土壤湿度对植物光合作用的暗反应有影响，D错误。14．(2023·内蒙古鄂尔多斯高三月考)在高光强环境下，对某突变型植株与野生型植株分别施以低氮肥与高氮肥，已知高氮肥下，突变型植株的光合速率高于野生型的。一段时间后测定其叶绿素和Rubisco酶(该酶催化CO2和C5反应)的含量，结果如下图所示。请结合图形及光合作用的知识，判断以下说法不正确的是()A．突变型的叶绿素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变型的原因是暗反应的影响D．氮肥含量的差异对两种植株的叶绿素b的含量几乎无影响解析：选C。低氮肥下，野生型植株和突变型植株中Rubisco酶的含量相同，但野生型植株的叶绿素a含量较高，推测野生型植株的光合速率可能高于突变型的原因是光反应的影响，C错误。15．(2021·高考全国卷乙)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有___________________________________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和__________释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止____________________________________________________，又能保证________正常进行。(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)_____________________________________________________________。答案：(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体细胞呼吸(2)因蒸腾作用散失水分光合作用(3)实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B两组，将A组置于干旱环境中培养，B组置于水分充足的环境中培养，其他条件保持相同且适宜。先在夜晚分别测定A、B两组植物甲细胞液的pH并记录，再在白天分别测定其细胞液的pH并记录。预期结果：与夜晚测量的pH相比，A组白天测量的pH升高，而B组白天测量的pH变化不大，可以证明植物甲在干旱环境下存在这种特殊的CO2固定方式16．(2023·湖北武汉高三期末)水分胁迫是植物水分散失超过吸收，使植物组织含水量下降，正常代谢失调的现象。大量研究表明，光合速率随水分胁迫加强不断下降，是作物后期受旱减产的主要原因。下图1是水分胁迫和复水对某植物叶绿素含量变化的影响(其中CX代表对照，L代表轻度胁迫，M代表中度胁迫，S代表重度胁迫)，下图2表示轻度水分胁迫对叶片气孔导度(即气孔开放的程度)的影响。回答下列问题：(1)从图1可以看出水