高考生物一轮复习 第二单元 细胞代谢 专题六 光合作用精练（含解析）试题

专题六光合作用考点1光合色素和叶绿体1.[2020江西南昌模拟]在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,从上到下的第三条色素带()A.呈黄绿色,主要吸收红光和蓝紫光B.呈黄绿色,只吸收蓝紫光C.呈蓝绿色,主要吸收红光和蓝紫光D.呈蓝绿色,只吸收蓝紫光2.[2020湖北四校联考]用叶绿素完全缺失的水稻叶片进行相关实验,下列叙述正确的是()A.叶绿素完全缺失的水稻叶片几乎不能吸收红光B.叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点C.用该水稻叶片进行光合色素分离实验,圆形滤纸片上会出现两个直径较小的圆D.Fe参与叶绿素的组成3.[2019浙江4月选考,7分]回答与光合作用有关的问题:(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是。若停止CO2供应,短期内小球藻细胞中RuBP的含量会。研究发现Rubisco是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体中。

(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与抑制叶绿素的合成有关。

考点2光合作用的原理及其应用4.[2020黑龙江哈尔滨六中模拟]关于小麦光合作用的叙述,错误的是()A.叶绿体类囊体上产生的ATP可用于暗反应B.夏季晴天光照最强时,小麦光合作用速率最低C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原D.净光合作用速率长期为零会导致幼苗停止生长5.[2020贵州贵阳模拟]如图为叶肉细胞内发生的部分反应示意图,有关说法正确的是()A.过程①发生在叶绿体,过程②发生在线粒体B.图中ATP主要用于主动运输等生命活动C.实际光合作用速率可用单位时间内(CH2O)的积累量表示D.图中的“能量”是绿叶中光合色素吸收的光能6.[2020湖北黄冈质检]如图表示光照强度、CO2浓度和温度对植物光合速率的影响。根据图形分析,下列有关说法错误的是()A.CO2浓度直接影响光合作用C3的生成速率B.在OA区间限制光合速率的环境因素主要是光照强度C.在BC区间限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度D.图中所示温度一定是t1大于t27.[2019陕西西安期中]下列有关光合作用的几个实验,实验结果对应错误的是()选项实验操作处理实验结果A绿叶移至玻璃罩内检验放射性叶内淀粉含14CB绿叶叶绿素检验吸收光谱主要吸收红光和蓝紫光C绿叶色素溶液加碘液检验溶液不呈蓝色D绿叶处理后的绿叶碘蒸气检验遮光处一定不呈蓝色8.[2020河南顶级名校模拟,10分]对某植物先后进行停止供水和恢复供水两种条件的处理后,气孔开度及光合速率的变化情况如图所示。据图回答下列问题:(1)停止供水一段时间后,叶片发黄,原因可能是缺水导致,这种变化会使光反应速率降低;同时,缺水导致气孔开度降低,使得,影响了光合作用的暗反应。

(2)水对光合作用有多方面的影响。水是光合作用中反应的原料,又是光合产物在植物体内的主要介质,因此光合速率的变化与水存在一定关联。

(3)光饱和点是指一定条件下光合速率达到最大时的最低光照强度。在其他条件相同且适宜时,图中A点与B点相比,光饱和点较低的是点,判断理由是。

9.[2020河南郑州一测,10分]卡尔文以小球藻为实验材料,采用同位素标记的方法,发现了光合作用的暗反应过程。某研究小组借鉴卡尔文的实验研究,进行了以下不同的实验,根据所学知识,回答下列相关问题:(1)研究小组验证卡尔文的实验研究,发现光照30秒,14C出现在三碳化合物、五碳化合物、六碳化合物等20余种化合物中,而当把光照时间缩短为5秒时,14C主要出现在一种三磷酸甘油酸(C3)中,这说明。

(2)研究小组用高速离心法破坏小球藻的叶绿体膜后,类囊体薄膜和基质都释放出来。然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下,在去掉类囊体薄膜的基质中加入ATP、NADPH和14CO2,结果在这种基质中检出含14C的光合产物。在基质中加入ATP、NADPH等物质主要用于暗反应中,如果不加入上述物质而只给予光照,能否检测出含14C的五碳化合物和六碳化合物等物质?(填“能”或“不能”。)原因是

。

(3)研究小组将小球藻放在加有适宜培养液的大试管中,以人工白炽灯作为光源,先将试管与白炽灯离开一段距离,然后每隔一段时间移动改变白炽灯与大试管的距离,测定在不同距离下小球藻释放气泡的速率(其他环境条件适宜且保持不变),结果如图所示。本实验探究的问题是,除外界因素外,限制c点光合速率的因素可能是(写出两点即可)。与b点相比,尽管a点也有光照,但并没有气泡的产生,原因是。

考点3光合作用与细胞呼吸的综合10.[2020河北唐山模拟]下列关于光合作用和有氧呼吸的叙述,错误的是()A.两者都与能量代谢有关B.两者都可以在无光条件下进行C.两者都必须在有水的条件下进行D.两者都包括一系列的氧化还原反应11.[2020辽宁东北育才中学模拟]如图表示菠菜叶肉细胞光合作用与细胞有氧呼吸过程中碳元素和氢元素的转移途径,其中①~⑥代表有关生理过程。下列叙述错误的是()A.过程①、②、③不在生物膜上进行B.参与过程②、③、⑤的酶种类不同C.过程②、③、④、⑤都有ATP产生D.过程③产生的[H]全部来自丙酮酸12.[2020全国名校大联考]把等量的不同植物的不同部位放在相同的密闭容器中,并把它们暴露在不同颜色的光照下。经过8小时后,对容器中的氧气进行测量,得到如表所示的实验数据。容器植物部位光的颜色温度(℃)O2增加量(mL)1天竺葵叶红221202天竺葵叶黄22153天竺葵根红22-104紫罗兰叶红22805紫罗兰叶黄22-10下列相关叙述,正确的是()A.该实验的自变量有植物种类、植物部位、光的颜色、O2的增加量等B.比较容器1和2可得出不同颜色的光使天竺葵产生的O2量的差别C.容器1、2、4、5中,净光合速率最大的是容器4D.容器3和容器5所得实验数据表示的生物学含义相同13.[2020广东惠州一调,9分]实验小组将用H2(1)图中C、E点对应时刻,玉米植株的光合速率(填“大于”“小于”或“等于”)玉米植株的呼吸速率。

(2)根据实验结果(填“能”或“不能”)判断在一昼夜中该植物是否生长?理由是

。

(3)在实验过程中,小鼠既没有啃食玉米植株,又未饮用培养液中的水,但小鼠体内细胞的某些有机物中出现了18O,经研究发现18O的转移途径如下(①③表示生理过程,②表示化学物质):请补充内容:②;③。

一、选择题(每小题6分,共42分)1.[2020湖北武汉部分学校质检]将一植物置于密闭、透明的玻璃罩内,在适宜的温度、光照和充足的矿质元素条件下培养一段时间后,容器内CO2的含量有所下降,与实验初始相比,该植物体发生的变化是()A.有机物总量有所增加B.光合作用的速率加快C.呼吸作用速率有所减慢D.CO2浓度刚降低的短时间内叶绿体基质中C3的含量增多2.[2020三湘名校第一次联考]生物制氢有良好的发展前景,[H]在产氢酶的作用下可以产生H2,产氢酶对O2敏感。下面是利用生物制H2的两种方法:①真核生物绿藻在光照条件下可以产生H2;②一些厌氧微生物在黑暗环境下,能将多种有机物发酵成各种有机酸,同时产生大量的H2。下列叙述正确的是()A.绿藻在光照条件下产生[H]的场所只有叶绿体B.在题述厌氧微生物产H2的过程中无氧呼吸不会影响产氢酶的活性C.方法①中绿藻产生的[H]均为NADPHD.利用厌氧微生物制H2的优点:不受光照条件限制、避免了氧气的干扰等3.[2020湖南四校联考]当阳光照射到菠菜叶片的上表面时,菠菜叶片细胞的可吸收光量及叶绿素相对含量随组织深度的变化情况如图中曲线所示。下列有关叙述错误的是()A.绿光的可吸收光量的峰值出现的组织深度大于红光和蓝光B.在可吸收光量的峰值处细胞吸收蓝光、红光和绿光所获得的能量相等C.绿光更容易进入组织深层并在红光、蓝光可吸收光量极低时为光合作用提供光能D.不同组织深度细胞的叶绿素含量差异有利于该处细胞更好地适应环境4.[2020陕西百校第一次联考]为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响,研究人员设计图甲所示实验装置若干(已知密闭小室内的CO2充足,光照不影响温度变化),在相同温度条件下进行实验,一段时间后测量每个小室中的气体释放量,绘制曲线(如图乙)。下列叙述正确的是()甲乙A.该实验中植物释放的气体是O2B.当距离为c时,该植物叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率C.当距离由c突然变为a时,短时间内叶绿体中C5的含量增加D.当光源与密闭小室的距离小于a时,限制光合作用的主要因素是光照强度5.[2020安徽示范高中联考]图1为番茄叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的部分生化反应示意图;在密闭容器中,用水培法栽培番茄(CO2充足)。测得图1中两种膜产生与消耗O2速率的变化曲线(如图2所示)。下列叙述错误的是()A.图1中,甲所示结构存在于线粒体,乙所示结构存在于叶绿体B.5~8h,容器内的CO2含量将减少,番茄植株干重将增加C.图1中,10h时不再产生ATP的是甲膜;若此环境因素维持不变,容器内的O2含量在一段时间后将逐渐下降至0,此时细胞质基质成为ATP合成的唯一场所D.若在8h时,将容器置于冰水浴中,推测乙膜消耗O2的速率将(明显)下降,因为低温抑制了酶的活性6.[2020湖北四校联考]某种野生型油菜存在一种突变体,其叶绿素、类胡萝卜素含量均低,叶片呈现黄化色泽。野生型和突变体的成熟叶片净光合速率、呼吸速率及相关指标见表。下列分析不正确的是()指标类型类胡萝卜素/叶绿素叶绿素a/b净光合速率/(μmolCO2·m-2·s-1)胞间CO2浓度/(μmolCO2·m-2·s-1)呼吸速率/(μmolCO2·m-2·s-1)野生型0.286.948.13210.864.07突变体0.329.305.66239.073.60A.CO2浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素B.与野生型相比,突变体中发生的改变可能抑制了叶绿素a向叶绿素b的转化C.突变体成熟叶片中叶绿体消耗CO2的速率比野生型低2.94μmolCO2·m-2·s-1D.叶绿素和类胡萝卜素分布于叶绿体类囊体薄膜上,可用纸层析法提取叶片中的色素7.[2019江西红色七校第一次联考]如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述错误的是()A.a点时叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.b点时植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等C.若增大CO2浓度,则b点右移D.当植物缺镁时,b点将向右移二、非选择题(共40分)8.[2020河北唐山模拟,10分]在研究不同光质与光合作用的关系时,恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。请回答:(1)水绵与好氧细菌在细胞结构上的主要区别是

。

(2)实验前临时装片需放在密闭且透明的小室中暗处理一段时间,暗处理的目的是

。

(3)某同学对好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域有如下两种解释:①好氧细菌趋氧引起的;②好氧细菌趋红光和蓝紫光引起的。请你补充实验排除解释②。要求简要写出实验思路和预期结果。9.[2019安徽六安模拟,14分]A、B两种植物的叶片在不同温度下光合速率和呼吸速率如图所示,对照实验是在30℃条件下进行的。请回答问题。(1)当温度超过℃后,植物B的呼吸作用就会受抑制;这两种植物中,最可能原产于热带地区的是。

(2)写出在高温时光合作用受抑制的两个原因:①;②。

(3)据图分析,对植物A、B而言,(填“光合作用”或“呼吸作用”)对高温较为敏感,支持这一观点的实验证据是。

(4)导致植物A叶片细胞受热致死的临界温度约是57℃,理由是。

(5)在其他条件不变的情况下,当气温由40℃升至45℃的过程中,植物B的叶绿体中ATP的合成速率(填“增大”“不变”或“减小”)。

(6)水果类植物在生长季节如果长期处于不致死的高温环境中,甜度会较低,参考本研究的结果,说明产生这一现象的可能原因:

。

10.[2019北京理综,16分]光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的。在碳(暗)反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3。影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括(写出两个);内部因素包括(写出两个)。

(2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的中与L组装成有功能的酶。

(3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物。有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请说明理由。②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括。

a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同一、选择题1.[新角度,科学探究]迁移率是用纸层析法分离绿叶中各种光合色素的重要指标,也可用于各色素的鉴定,已知迁移率=色素移动距离/溶剂移动距离。某兴趣小组分离菠菜叶滤液中各种色素的层析结果(部分数据)如表所示。下列相关叙述正确的是()溶剂移动距离色素1移动距离色素2移动距离色素3移动距离色素4移动距离实验组16.61.6实验组27.01.4实验组37.41.2平均移动距离7.06.30.7迁移率0.90.50.1A.本实验需要用无水乙醇对色素进行分离B.色素4的迁移率为0.2,若植物体缺Mg,其含量会减少C.在层析液中溶解度最大的是色素4,在滤纸上扩散速度最快的是色素4D.可用洋葱鳞片叶表皮细胞作为该实验的材料2.[新情境,生命观念]FDP是葡萄糖转化为丙酮酸的中间产物,Rubisco是催化CO2固定所必需的酶,则植物叶肉细胞中生成FDP的场所和Rubisco发挥作用的场所依次是()选项生成FDP的场所Rubisco发挥作用的场所A线粒体基质线粒体内膜B细胞质基质叶绿体基质C类囊体薄膜线粒体内膜D线粒体内膜类囊体薄膜3.[新角度,科学思维、科学探究]光合午休是指植物因高温、低湿引起光合速率下降的现象。不同浓度赤霉素对某植物光合速率日变化影响的结果如图所示。下列叙述错误的是()A.图中两种浓度的赤霉素都有一定的增强该植物光合速率的作用B.低浓度赤霉素处理对弱化该植物光合午休的作用比高浓度的有效C.18:00时低浓度赤霉素处理的该植物总光合速率与空白对照组相同D.与11:00时相比,14:00时对照组该植物叶绿体内C3的生成速率降低4.[新情境,科学思维、科学探究]光合作用中,叶绿体在光下把ADP和Pi合成ATP的过程称为光合磷酸化。为探究光合作用中ATP形成的动力,科学家在黑暗中进行了如图实验(图中平衡的目的是让类囊体内部的pH和外界溶液相同)。下列相关描述正确的是()A.该实验通过检测是否产生O2来判断类囊体功能是否完好B.光合磷酸化产生的ATP可以用于细胞的各项生命活动C.ATP的合成与膜两侧的H+浓度差有关D.类囊体在pH为4的缓冲液中被破坏二、非选择题5.[新情境,科学思维、科学探究][9分]芦荟属于景天酸代谢植物,它们在夜晚气孔开放,叶肉细胞吸收CO2转变成苹果酸储存在液泡中;到了白天气孔关闭,液泡里的苹果酸逐渐转化并释放CO2,用于光合作用。如图是某兴趣小组设计的测量一盆芦荟光合速率的实验密闭装置(初始时液滴在“0”刻度处,装置温度、周围气压恒定),已知氧传感器用于测量装置内O2的含量(初始时数据显示屏读数为E)。请回答下列问题:(1)芦荟夜晚能吸收CO2,却不能进行暗反应的主要原因是缺少暗反应所需的。关于芦荟叶肉细胞液泡内的pH,夜间(填“小于”“等于”或“大于”)白天。白天芦荟进行光合作用所需CO2的来源是(填生理过程)。在自然条件下生长的芦荟,白天突然降低其所处环境中的CO2浓度,则短时间内植物体内C3含量的变化情况是。

(2)将该装置放于黑暗条件下,液滴(填“向左移”或“向右移”);若2h后测得气体的变化量为20mL,则该数据所反映生理活动的速率为mL/h。

(3)若将该装置放于黑暗条件下,1h后刻度尺读数为N,数据显示屏读数为Q;若将该装置放于适宜光照条件下,1h后刻度尺读数为M,数据显示屏读数为P。欲测量芦荟在适宜光照条件下的总光合速率,下列可用的数据有。

①M-N②M+N③P-Q④P+Q1.C本题考查绿叶中色素的提取和分离实验,意在考查考生的理解能力、实验与探究能力。在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,从上到下的色素带分别是橙黄色的胡萝卜素(主要吸收蓝紫光)、黄色的叶黄素(主要吸收蓝紫光)、蓝绿色的叶绿素a(主要吸收红光和蓝紫光)、黄绿色的叶绿素b(主要吸收红光和蓝紫光),C项正确,A、B、D项错误。2.A叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,所以叶绿素完全缺失的水稻叶片几乎不能吸收红光,A正确;叶绿体内部巨大的膜面积(类囊体膜)为光反应的酶提供了附着位点,B错误;用该水稻叶片(叶绿素完全缺失)进行光合色素分离实验,滤纸条上会出现两个直径较大的圆,即胡萝卜素和叶黄素的色素带,C错误;Fe参与血红蛋白的组成,Mg参与叶绿素的组成,D错误。3.(每空1分)(1)增加ATP和NADPH增加基质(2)类胡萝卜素蓝紫光和红低温【解析】本题考查光合作用的知识,意在考查考生的理解能力和运用能力。(1)光合色素对绿光吸收最少,所以用绿光照射后短时间内三碳酸的还原速率下降,二氧化碳固定速率不变,所以3-磷酸甘油酸的含量会增加。光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质。若停止CO2供应,短期内三碳酸的还原速率不变,二氧化碳的固定速率下降,则RuBP的含量会增加。碳反应发生的场所是叶绿体基质。(2)提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素为胡萝卜素和叶黄素,合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。4.B本题考查光合作用的过程等,意在考查考生的理解能力。叶绿体类囊体薄膜上产生的ATP可参与暗反应中C3的还原,A项正确;夏季晴天光照最强时,由于温度很高,气孔部分关闭,故光合作用速率会下降,但夏季晴天光照最强时,小麦的光合作用速率不是最低,B项错误;进入叶绿体的CO2先与C5结合形成C3,然后C3可接受ATP释放的能量并且被NADPH还原,C项正确;净光合速率为零表示总光合速率与呼吸速率相等,即光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物相等,长期处于这种情况下,植物将停止生长,D项正确。5.D本题考查细胞的能量供应和利用等知识,意在考查考生的理解能力。过程①可发生在叶绿体中,叶绿体中光合色素吸收的光能,在有关酶的作用下,可促成ADP与Pi发生化学反应,形成ATP,过程②可表示光合作用的暗反应阶段,其场所为叶绿体基质,A错误;光反应产生的ATP主要用于暗反应中C3的还原,B错误;实际光合作用速率可用单位时间内(CH2O)的产生量来表示,C错误;图中的“能量”是绿叶中光合色素吸收的光能,D正确。6.D分析题图,该实验的自变量是光照强度、温度和CO2浓度,因变量是光合速率。光合作用过程中,CO2与C5结合生成C3,故CO2浓度直接影响光合作用中C3的生成速率,A正确;图中在OA区间,曲线处于上升阶段,限制图示三组实验光合速率的环境因素主要是光照强度,B正确;光照强度在BC区间时,Ⅱ组还没有达到光饱和点,且Ⅱ组与Ⅰ组相比,除温度不同外其他条件相同,而Ⅱ组光合速率低于Ⅰ组,此时限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度,C正确;温度可通过影响光合作用相关酶的活性来影响光合速率,图中曲线Ⅰ与Ⅱ对应的CO2浓度相同、温度不同,光合速率不同,据此无法判断t1和t2的大小,D错误。7.D绿叶饥饿处理后,淀粉被消耗,则供应14CO2经过3h光合作用后,14CO2中的14C在光合作用中会转化成有机物中的14C,故光合作用的产物淀粉中含14C,A正确;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,B正确;用丙酮提取的色素不能进行光合作用,不能生成淀粉,所以加碘液后溶液不呈蓝色,C正确;由于遮光处绿叶在实验中没有进行饥饿处理,光照5小时,遮光处淀粉可能没有耗尽,所以用碘蒸气检验,遮光处可能会变蓝,D错误。8.(除标明外,每空2分)(1)叶绿素合成受阻或分解加快(类胡萝卜素含量相对增加或叶绿素含量相对变少,答案合理即可)二氧化碳供应不足(2)光(1分)运输(1分)(3)B(1分)与A点时相比,B点时叶片气孔开度小,单位时间内叶片吸收的二氧化碳较少,达到最大光合速率需要的光照强度较低(合理即可,3分)【解析】(1)停止供水,会导致叶片细胞内水分减少,叶绿素合成变慢,同时叶绿素可能被分解,类胡萝卜素含量相对增加,因此一段时间后叶片呈现黄色。叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用,因此,叶绿素含量相对减少可引起叶绿素吸收、传递和转化的光能减少,影响光反应;植物蒸腾作用、二氧化碳的吸收和释放、氧气的吸收和释放,都是通过气孔完成的,缺水导致植物叶片气孔开度降低,使得植物对二氧化碳的吸收受阻,影响光合作用的暗反应,从而使光合速率降低。(2)水是光合作用中光反应的原料,又可作为细胞内及细胞间物质运输的介质,因此,一定程度上水会影响光合速率。(3)由题图可知,与A点时相比,B点时叶片缺水,气孔开度小,叶片对二氧化碳的吸收量较少,光合速率达到最大需要的光照强度较低,即光饱和点较低。9.(除标明外,每空2分)(1)CO2固定的第一个产物是C3,然后由C3转变成其他化合物(2分)(2)C3的还原不能叶绿体基质中不含光合色素,光照条件下也不能产生ATP和还原氢,不能为暗反应提供能量和还原剂,因此检测不到含14C的五碳化合物和六碳化合物等物质(2分)(3)光照强度对光合作用强度的影响叶绿体中光合色素的含量、酶的数量等(2分)光合作用产生的氧气全部用于了细胞呼吸【解析】(1)卡尔文用同位素标记法和定期取样的方法最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。如果多种化合物中均含放射性,说明取样间隔时间太长,需缩短取样时间,当检测到只有一种有机物中含放射性时,说明这是生成的第一种化合物,然后再继续取样,依次找出第二种、第三种……可见,CO2固定后的第一个产物是C3,其他化合物是由C3转变而来的。(2)题目信息中“含14C的光合产物”是解题突破口。根据卡尔文循环可知,光合产物在暗反应中形成,而暗反应需要ATP、NADPH等条件的是C3的还原过程。由于光合色素附着在类囊体薄膜上,因此去除类囊体薄膜后,即便给予光照条件,也不能产生ATP和NADPH,不能为暗反应提供能量和还原剂,因此检测不到含14C的五碳化合物和六碳化合物等物质。(3)从题图横轴信息——“距离”可以看出,自变量为白炽灯与大试管的距离,而距离的近远对应的是光照强度的大小;纵轴为“气泡释放速率”,反映的是(净)光合速率或光合作用强度。因此,本实验的目的是探究光照强度对光合作用强度(或光合速率)的影响。由于题目信息已经明确“除外界因素外”的限制因素,因此只能分析内部因素——叶绿体中光合色素的含量、酶的数量等。a点对应的光照强度太低,光合速率刚好等于细胞呼吸速率,产生的氧气全部被细胞呼吸消耗了。10.B本题考查光合作用和有氧呼吸的相关知识,要求考生理解光合作用及有氧呼吸的相同点并能结合相关信息准确判断各选项的正误。光合作用将光能转换成化学能储存在有机物中,而有氧呼吸通过氧化分解有机物,将有机物中稳定的化学能转换成ATP中活跃的化学能和热能,因此,两者都与能量代谢有关,A正确;光合作用必须在有光的条件下才能进行,B错误;光合作用的光反应阶段和有氧呼吸的第二阶段都需要水的参与,C正确;光合作用和有氧呼吸都包括一系列氧化还原反应,D正确。11.D由图可知,过程①发生在光合作用暗反应阶段,发生场所是叶绿体基质;②为有氧呼吸的第一阶段,发生的场所是细胞质基质;③为有氧呼吸第二阶段,发生的场所是线粒体基质,三个过程均不在生物膜上进行,A正确。过程②、③为有氧呼吸的过程,参与的酶是与有氧呼吸相关的酶;参与⑤过程的酶为与光合作用光反应阶段水的光解相关的酶,酶的种类不相同,B正确。过程②、③、④为有氧呼吸三个阶段,有ATP产生;⑤水的光解过程中有ATP产生,C正确。过程③有氧呼吸第二阶段中丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],释放少量能量,产生的[H]部分来自丙酮酸,部分来自水,D错误。12.B本题所述实验是一个复合实验,涉及的自变量有植物的种类(天竺葵、紫罗兰)、植物的部位(叶、根)、光的颜色(红、黄)三个,温度在各个容器中都恒定,属于无关变量,O2增加量是实验的因变量,A选项错误;将不同的容器进行比较,要注意遵循单一变量原则,比较容器1和2,可得出不同颜色的光使天竺葵产生的O2量的差别,B选项正确;容器1、2、4、5中,同样的时间O2增加量最大的是容器1,所以净光合速率最大的是容器1,C选项错误;容器3所得实验数据表示天竺葵根8小时的呼吸量,容器5所得实验数据表示紫罗兰叶8小时的净光合量,D选项错误。13.(1)大于(2分)(2)不能(1分)F点二氧化碳浓度高于A点,一昼夜后空气中的二氧化碳增多,说明玉米的光合作用速率小于玉米和小鼠的呼吸速率之和,但无法判断玉米的光合作用速率与玉米的呼吸速率的大小关系(或小室内的二氧化碳增多是由于玉米的呼吸产生的CO2与小鼠的呼吸产生的CO2之和大于玉米的光合作用利用的CO2。只答“小室内的二氧化碳来源包括玉米的呼吸产生与小鼠的呼吸产生”给1分,共2分)(3)18O2(2分)有氧呼吸第三阶段(2分,答呼吸作用给1分)【解析】本题考查光合作用过程及影响因素,意在考查考生的析图解图、分析解决问题能力。(1)密闭小室内有小鼠和植物,而图中C、E点对应时刻小室内玉米植株光合作用固定CO2的速率与玉米植株、小鼠呼吸作用产生CO2的速率相等,因此这两点对应时刻,玉米植株的光合速率大于玉米植株的呼吸速率。(2)F点CO2浓度高于A点,说明一昼夜后,空气中的CO2浓度增加,玉米的光合速率小于玉米和小鼠呼吸速率之和,但是无法判断玉米植株的光合速率与玉米植株的呼吸速率之间的关系,因此无法判断一昼夜中玉米植株是否生长。(3)植物利用培养液中的H218O进行光合作用,在光反应中产生②(18O2),18O2参与小鼠的有氧呼吸第三阶段,生成H218O,1.A本题考查光合作用和细胞呼吸,意在考查考生的理解能力、获取信息能力。玻璃罩内二氧化碳的含量下降,说明植物在光合作用的过程中吸收了玻璃罩中的二氧化碳,植物的净光合速率大于0,因此,与实验初始相比,植物体内有机物的总量增加,A项正确;与实验初始相比,玻璃罩内二氧化碳的含量下降,则植物的光合速率也会下降,B项错误;呼吸作用速率主要与温度有关,由于温度没有变化,则呼吸作用速率也不会发生改变,C项错误;与实验初始相比,玻璃罩内二氧化碳的含量下降,则短时间内叶绿体基质中C3的含量也下降,D项错误。2.D本题考查了光合作用和呼吸作用的相关内容,要求考生能够识记光合作用和呼吸作用各阶段的物质变化以及发生的场所,能够结合题干信息准确分析。真核生物绿藻在光照条件下,既进行光合作用又进行呼吸作用,两过程都产生[H],因此绿藻在光照条件下产生[H]的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体,A错误。题述厌氧菌无氧呼吸产生有机酸,导致溶液pH降低,影响产氢酶的活性,因此在厌氧微生物产H2过程中无氧呼吸也会影响产氢酶的活性,B错误。方法①中绿藻既进行光合作用,也进行细胞呼吸,所以产生的[H]还有NADH,C错误。②一些厌氧微生物在黑暗环境下,能将多种有机物发酵成各种有机酸,同时产生大量的H2。与题述①绿藻制氢方法相比,利用厌氧微生物制H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产H2量大,D正确。3.B本题主要考查组织深度与细胞的可吸收光量和叶绿素含量的关系,意在考查考生的识图能力和知识应用能力。据图可知绿光的可吸收光量的峰值出现的组织深度大于红光和蓝光,A正确;在可吸收光量的峰值处细胞吸收蓝光、红光和绿光所获得的能量不同,B错误;据图可知,组织深度超过20%后,随着组织深度的增加,与红光和蓝光相比,绿光的可吸收光量多,即绿光更容易进入组织深层并在红光、蓝光可吸收光量极低时为光合作用提供光能,C正确;图中不同组织深度细胞的叶绿素含量存在差异,这样可以使细胞更好地适应环境,D正确。4.C本题考查影响光合作用的因素等知识,意在考查考生的理解能力和图像分析能力。当光源与密闭小室的距离大于c时,呼吸速率大于光合速率,植物释放的气体是CO2,在距离小于c时,光合速率大于呼吸速率,植物释放的气体是O2,A项错误;该实验测的是整个植株的气体释放速率,当距离为c时,整个植株的光合速率等于呼吸速率,而有一部分植物细胞不能进行光合作用但可以进行呼吸作用,所以叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率,B项错误;当距离由c突然变为a时,光照强度增强,[H]和ATP的生成速率增加,C5的生成速率增加,而C5的利用速率不变,故短时间内叶绿体中C5的含量增加,C项正确;当光源与密闭小室的距离小于a时,限制光合作用的主要因素不再是光照强度,D项错误。5.A本题考查光合作用与呼吸作用的相关知识,意在考查考生对光合作用与呼吸作用的过程、发生场所和光合速率与呼吸速率关系的理解。据题图进行分析可知,甲所示结构存在于叶绿体,乙所示结构存在于线粒体,A项错误。5~8h,实际光合速率大于呼吸速率,容器内的CO2含量将减少,番茄植株干重将增加,B项正确。10h时实际光合速率为0,说明光反应不再进行,不再产生ATP,但呼吸作用可以进行;若此环境因素维持不变,容器内的O2含量在一段时间后将逐渐下降至0,此时细胞进行无氧呼吸,细胞质基质成为ATP合成的唯一场所,C项正确。若在8h时,将容器置于冰水浴中,由于低温会抑制与呼吸作用有关的酶的活性,故乙膜消耗O2的速率将(明显)下降,D项正确。6.D由表格数据可知,突变体叶片中的胞间CO2浓度高于野生型,因此CO2浓度不是导致突变体光合速率降低的限制因素,A正确;据题表可知,与野生型相比,突变体中叶绿素a/b与类胡萝卜素/叶绿素的值均升高,叶绿素减少会使叶片呈现黄化色泽,突变体中发生的改变可能是突变抑制了叶绿素a向叶绿素b的转化,B正确;叶绿体消耗CO2的速率是指实际光合速率,由表格信息可知,突变体的实际光合速率是5.66+3.60=9.26(μmolCO2·m-2·s-1),野生型的实际光合速率是8.13+4.07=12.20(μmolCO2·m-2·s-1),突变体叶片中叶绿体消耗CO2的速率比野生型低2.94μmolCO2·m-2·s-1,C正确;光合作用的色素主要是叶绿素和类胡萝卜素,分布在叶绿体的类囊体薄膜上,可用纸层析法分离叶片中的色素,D错误。7.Ca点时光照强度为0,植物叶肉细胞只能进行细胞呼吸,此时叶肉细胞产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体,产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确。b点时植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等,此时净光合速率为0,B正确。若增加CO2浓度,则光的补偿点(b点对应的光照强度)变小,b点左移,C错误。当植物缺镁时,影响光反应的进行,光的补偿点增大,即b点右移,D正确。8.(1)有无核膜包被的细胞核(2分)(2)消耗完装片内的氧气(2分)(3)实验思路:用等量的死水绵和好氧细菌制成临时装片,将其放在密闭且透明的小室中暗处理一段时间,之后用透过三棱镜的光照射临时装片。一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况。(4分)预期结果:好氧细菌均匀地分布在装片中。(2分)【解析】本题考查原核细胞和真核细胞的区别、光合作用相关实验等,要求考生理解实验设计的原则和实验设计的方法并应用其分析解决问题。(1)水绵属于真核生物,好氧细菌属于原核生物,两者在细胞结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。(2)实验前临时装片需放在密闭且透明的小室中暗处理一段时间,主要是为了消耗完装片内的氧气,排除原有的氧气对实验结果的干扰。(3)可用等量的死水绵和好氧细菌制成临时装片,将其放在密闭且透明的小室中暗处理一段时间,以便消耗完临时装片内的氧气,然后用透过三棱镜的光照射临时装片,一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况。若好氧细菌均匀地分布在装片中,说明好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域不是由其趋红光和蓝紫光引起的。9.(除标明外,每空2分)(1)50(1分)植物A(1分)(2)高温时气孔部分关闭,光合作用所需CO2供应不足相关酶在高温时活性降低甚至变性失活(两空顺序可调换)(3)光合作用(1分)相对于呼吸作用,A、B植物的光合速率在较低温度时就开始下降(4)此温度左右植物A呼吸速率降到0,细胞死亡(5)减小(1分)(6)长期处在不致死的高温下,植物光合速率可能下降,而呼吸速率可能仍然很高,所以有机物积累量较少,水果中储存的糖分较少【解析】(1)分析题图可以看出,当温度超过50℃后,植物B的呼吸作用就会受抑制;植物A的光合作用和呼吸作用开始下降的温度均较植物B高,所以植物A最可能生活在热带地区。(2)高温时气孔会部分关闭,光合作用所需CO2供应不足;相关酶在高温时活性可能降低,甚至变性失活;高温也可能破坏叶绿体膜等,所以高温会导致光合作用受抑制。(3)从题图中可以看出,两种植物的光合速率均在较低温度下就开始下降,因此光合作用对高温较为敏感。(4)由于57℃左右时,植物A叶片细胞呼吸速率降到0,而光合速率在52℃左右时就降到0,因此57℃左右时叶片细胞已死亡。(5)当温度升高时,相关酶的活性可能下降,因此ATP的合成速率减小。(6)长期处在不致死的高温下,植物光合速率可能下降,而呼吸速率可能仍然很高,所以有机物积累量较少,水果中储存的糖分较少。10.(1)光能(2分)温度、CO2浓度(2分)R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(答出其中两个即可,2分)(2)细胞质(2分)基质(2分)(3)①不能。转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性(4分)②a、b、c(2分)【解析】本题考查了光合作用的能量来源、影响暗反应的因素、叶绿体蛋白质的来源等知识,根据高等植物和蓝藻中暗反应相关酶的组成,设计了转基因实验,意在考查考生的理解能力、实验分析能力和综合运用能力。(1)光合作用可将光能(太阳能)转变为有机物中稳定的化学能,以供地球上的生命活动利用。影响光合作用的主要环境因素是光照、温度、CO2浓度,光照可直接影响光反应进而影响暗反应,温度主要通过影响光合作用(光反应阶段和暗反应阶段)所需酶的活性来影响光合作用,CO2是暗反应的原料。C5含量、pH、R酶的含量及活性可影响暗反应的进行。(2)叶绿体为半自主性细胞器,其蛋白质主要由细胞核基因控制合成,合成场所为细胞质中的核糖体,少数由叶绿体自身DNA控制合成,合成场所是叶绿体基质中的核糖体。S与L在叶绿体的基质中组装成有功能的R酶。(3)①实验中只去除了高等植物甲的L基因,但没有去除其S基因,转基因植株中可能有植物甲S基因的表达产物,也可能有蓝藻S基因的表达产物,故不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。②a、b、c选项分别体现了高等植物和蓝藻在遗传物质、新陈