新高考生物一轮复习专题训练：第10讲 光合作用与能量转换（含解析）

高中生物一轮复习专题训练第10讲光合作用与能量转换(Ⅱ)1．光合作用速率等于呼吸作用速率时对应的光照强度为光补偿点。某同学将生长状态相似的番茄幼苗均分为两组，其中一组置于缺镁的培养液中培养一段时间，与对照组相比，其叶片光合作用速率下降。下列说法正确的是()A．实验组光反应速率降低，暗反应速率不变B．与对照组相比，实验组的光补偿点变大C．实验组色素带的位置与对照组不同D．实验组色素带的宽度与对照组相同解析：实验组光反应速率降低，暗反应速率也降低；实验组的光补偿点比对照组大；实验组色素带的位置与对照组相同，但叶绿素a和叶绿素b对应的色素带会变窄。答案：B2．科学研究发现：小麦、水稻等作物在强光、干旱时会发生比较强的光呼吸作用。在光呼吸过程中，叶绿体基质中的Rubisco起到了重要作用。该酶在O2浓度较高时，可催化五碳化合物与O2结合生成一个三碳化合物和一个二碳化合物，此二碳化合物不参与光合作用，而是在消耗一定ATP和NADPH的基础上，重新形成五碳化合物，并释放CO2。此外，光合作用过程中，Rubisco也可催化五碳化合物与CO2结合，进行CO2固定。下列有关说法错误的是()A．Rubisco既可参与光呼吸，也可参与光合作用的暗反应B．强光、干旱条件下提高O2浓度，小麦植株内有机物生成量将上升C．提高CO2的浓度可以抑制光呼吸D．光呼吸和细胞呼吸的相同点是都会消耗O2，释放CO2解析：由题干信息可知，Rubisco既可参与光呼吸，也可参与光合作用的暗反应，A正确。强光、干旱条件下，提高O2浓度，小麦植株的光呼吸增强，而光合作用的进行受到了一定程度的抑制，有机物生成量将下降，B错误。提高CO2的浓度可促进Rubisco催化更多的五碳化合物与CO2结合，减少五碳化合物与O2的结合，从而抑制光呼吸，C正确。结合题干信息分析可知，光呼吸和细胞呼吸的相同点是都会消耗O2，释放CO2，D正确。答案：B3．小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，小麦籽粒中的有机物约50%来自旗叶。小麦籽粒形成期间，下列分析正确的是()A．旗叶一昼夜内有机物的增加量就是其净光合作用量B．为小麦旗叶提供14CO2，籽粒中的淀粉都含14CC．与同株其他叶片相比，限制旗叶光合速率提高的主要因素是光照强度D．去掉一部分籽粒，一段时间后旗叶的光合速率会下降解析：一昼夜内有机物的增加量＝白天光合作用总量－呼吸作用消耗量，净光合作用量＝光合作用量－相同时间内的呼吸作用消耗量，A错误；籽粒中的有机物只有50%来自旗叶，给小麦旗叶提供14CO2，小麦籽粒中的淀粉只有一部分含有14C，B错误；影响光合作用的环境因素包括：光照强度、温度、二氧化碳浓度等，而旗叶是位于麦穗下的第一片叶子，因此光照强度不是其限制因素，C错误；去掉一部分籽粒，旗叶产生的淀粉输出减少，导致旗叶中有机物积累，因此一段时间后旗叶的光合速率会下降，D正确。答案：D4．如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，下列相关叙述错误的是()A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率B．细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于M2解析：结合图示可知，细胞④中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明此时细胞呼吸强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量(吸收量)M2与CO2的净生成量N1相等，D错误。答案：D5．将某植物放在透明密闭容器内，给予不同的光照条件，不同时间内测定密闭容器中CO2的含量(ppm)如表所示，下列说法错误的是()时间(s)条件050100150黑暗340347354361遮光75%340342344346遮光25%340332324316全光照340336332328A.该实验不同组别的温度和初始时CO2含量必须相同B．本实验中适宜该植物生长的光照条件是遮光25%C．在遮光75%的条件下，光照强度是限制该植物光合作用的主要因素D．100～150s全光照条件下植物固定的CO2量为4ppm解析：由题干和表格信息可知，实验的自变量是光照强度，温度和初始CO2含量均为无关变量，应控制相同，A正确；分析表格数据，经过相同的时间，遮光25%的条件下，容器内CO2含量最低，说明本实验中适宜该植物生长的光照条件是遮光25%，B正确；由表格数据可知，从黑暗条件到遮光75%，再到遮光25%，光照强度逐渐增加，且三种条件下随光照强度的增加，经过相同的时间，容器内CO2含量逐渐降低，说明光合作用逐渐增强，因此在遮光75%的条件下，光照强度是限制该植物光合作用的主要因素，C正确；全光照条件下，100～150s内，容器内CO2减少了4ppm，由对照组(黑暗条件)可知，此时间段内呼吸产生的CO2量为7ppm，因此植物固定的CO2量为4＋7＝11(ppm)，D错误。答案：D6．为研究低钾条件对某种农作物两个品种光合作用的影响，科研人员进行了相关实验，结果如表所示。下列分析错误的是()A.低钾处理组与正常处理组相比，呼吸速率和光补偿点都增大B．正常情况下甲品种的最大光合速率是26.9μmolCO2·m－2·s－1C．光合速率达到最大值时增大光照强度，光合速率不再增加，主要是受光反应的限制D．在相同低钾土壤环境中同时种植这两种农作物，乙品种比甲品种对低钾环境的适应能力要强解析：分析表中数据可发现，低钾处理组与正常处理组相比，呼吸速率和光补偿点都增大，A正确；正常情况下甲品种的最大光合速率是24.4＋2.5＝26.9(μmolCO2·m－2·s－1)，B正确；当光合速率达到最大值时增大光照强度，光合速率不再增加，主要受CO2浓度、温度等的限制，C错误；对比表中叶绿素含量、最大净光合速率、光补偿点等数据可知，在相同低钾土壤环境中同时种植甲、乙两种农作物，乙品种比甲品种对低钾环境的适应能力要强，D正确。答案：C7．如图表示某研究小组分析的晴朗夏日某植物一昼夜之内叶绿体中C3相对含量的部分变化，据图分析下列说法错误的是()A．从B点开始合成光合产物(CH2O)B．AB段C3相对含量较高与没有接受光照有关C．E点时C3相对含量极低可能与二氧化碳的供应有关D．E点时叶绿体中ATP的含量比D点时低解析：AB段C3相对含量不变，对应的时间是0～6时，此阶段没有光照，无有机物生成，B点开始C3相对含量降低，表明C3被还原，开始合成有机物，A、B项正确。E点时，光照过强，温度较高导致气孔部分关闭，二氧化碳供应减少，C3含量极低可能与此有关，C项正确。与D点时相比，E点时光照较强，叶绿体中光反应产生的ATP较多，D项错误。答案：D8．图甲、乙是在一定条件下测得的某植物叶片净光合速率变化曲线。下列叙述正确的是()A．a点条件下，适当提高温度，净光合速率减小B．b点条件下，适当增强光照，净光合速率增大C．c点条件下，适当提高温度，净光合速率减小D．d点条件下，适当增强光照，净光合速率减小解析：图甲中，a点条件下，净光合速率不再随着光照强度的增强而增大，说明此时光照强度不再是限制光合速率的因素，制约因素为温度、CO2浓度等，且结合图乙可知，20℃低于最适温度，故适当提高温度，净光合速率会增大，A项错误。图乙中b点与图甲中a点的条件相同，由图甲可知，在温度为20℃，大气CO2浓度和光照强度为M时，植物已经达到光饱和点，故b点条件下，光照强度不是限制光合速率的因素，即增强光照不能增大净光合速率，B项错误。由图乙可知，c点时净光合速率最大，所对应温度为最适温度，之后净光合速率随着温度的升高而减小，故c点条件下，适当提高温度，净光合速率减小，C项正确。图甲为20℃时，净光合速率随光照强度的变化而变化的曲线，图甲中a点对应图乙中的b点；由图乙可知，d点比b点时对应的净光合速率大，即在d点条件下，光照强度为M时，净光合速率并未达到最大，此时若适当增强光照，净光合速率将增大，D项错误。答案：C9．某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合作用速率和细胞呼吸速率，绘制了甲、乙、丙、丁所示的四幅图。图中“a”点不能表示光合作用速率与细胞呼吸速率相等的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁解析：图甲中a点的含义是光照下CO2的吸收量等于黑暗中CO2的释放量，表示净光合作用速率等于细胞呼吸速率，此时光合作用速率是细胞呼吸速率的2倍，A错误。答案：A10．(多选)下列有关细胞呼吸和光合作用原理的应用，说法正确的是()A．用乳酸菌制酸奶时，应先通气后密封，利于乳酸菌发酵B．手指受伤时选择透气的消毒纱布包扎，可以抑制破伤风芽孢杆菌的繁殖C．给蔬菜大棚补充光照，用红色光源好于用同样强度的白炽灯D．栽培农作物要“正其行，通其风”，“通其风”的主要目的是为植物光合作用提供较多的CO2解析：乳酸菌是厌氧菌，通气不利于乳酸菌发酵，A项错误；手指受伤后用透气的消毒纱布包扎，可抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的繁殖，B项正确；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，同样强度的红光比白光更有利于光合作用，C项正确；影响光合作用的因素有很多，如CO2浓度，“通其风”的目的是为植物光合作用提供较多的CO2，D项正确。答案：BCD11．(多选)龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法错误的是()A．实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组B．增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C．高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D．选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素解析：根据题意，大气CO2浓度约为0.03%，故实验中CO2浓度为0.03%的组是对照组，A错误。据图1可知，在高光照强度下，0.03%和0.1%CO2浓度下龙须菜相对生长速率无差别，在低光照强度下，0.1%CO2浓度下龙须菜的相对生长速率比0.03%CO2浓度下的略小，故增加CO2浓度不能提高龙须菜的生长速率，B错误。据图可知，CO2浓度相同时，高光照强度下龙须菜的相对光反应速率和相对生长速率都比低光照强度下高，C正确。结合图1和图2分析可知，龙须菜的相对生长速率和相对光反应速率主要受光照影响，故选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素，D正确。答案：AB12．(多选)如图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所在部位的面积，下列说法正确的是()A．S1＋S3可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量B．S1＋S2＋S3可表示玉米光合作用产生的有机物总量C．S2－S1表示玉米光合作用有机物的净积累量D．若植株缺Mg，则B点右移、D点左移解析：玉米在整个过程中都进行呼吸作用，并且由于温度不变，呼吸作用强度保持不变，因此可用S1＋S3表示呼吸作用消耗量，A正确；S2＋S3表示玉米光合作用产生的有机物总量，B错误；玉米光合作用有机物净积累量＝光合作用总量－呼吸作用消耗量＝S2＋S3－(S1＋S3)＝S2－S1，C正确；若植株缺Mg，则会缺少叶绿素，达到光补偿点所需的光照强度会增大，B点右移，同时达到光饱和点所需的光照强度将会减小，D点左移，D正确。答案：ACD13．为研究土壤含水量对光合作用的影响，科研小组在盛夏时节，以五月鲜桃幼树为材料，利用盆栽控水法进行相关实验。他们选取成熟叶片测定净光合速率，并对各组植株内某些化学物质的变化进行了测量。如图为不同土壤含水量下净光合速率的日变化曲线。回答下列问题：(1)本实验可以通过检测______________来测定净光合速率。(2)五组实验中，土壤含水量为________时，桃树生长最佳。土壤含水量大于55.7%时，从10：00到14：00，净光合速率较低，原因是________________________________________。(3)经检测，土壤含水量在55.7%的中度干旱情况下，根等细胞中的无机盐和可溶性糖等物质的含量逐渐增加，这种生理变化在植物适应干旱环境中的作用是________________________________。(4)研究表明，重度干旱会使植物积累有害物质。从影响光合作用的内因分析，土壤含水量低于24.1%时，净光合速率低的原因是________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)净光合作用速率可以通过检测O2的释放量、CO2的吸收量或叶片干重增加量进行测定。(2)从曲线图中看出，含水量为74.9%时，净光合作用速率最大，桃树生长最佳；土壤含水量大于55.7%时，从10：00到14：00为降低蒸腾作用，部分气孔关闭，CO2供应减少，所以净光合作用速率较低。(3)根等细胞中的无机盐和可溶性糖等物质的含量逐渐增加，增大了细胞渗透压，增强了植物吸水能力。(4)重度干旱会使植物积累有害物质，导致叶绿体受损，光合色素减少，相关酶活性降低等，因此净光合作用速率降低。答案：(1)O2的释放量(或CO2的吸收量或叶片干重增加量)(2)74.9%部分气孔关闭，CO2供应减少(3)增大细胞渗透压，增强植物吸水能力(4)叶绿体受损，光合色素减少，相关酶活性降低等14．智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是______________和______________等。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整______________________________，供作物________性吸收无机盐离子。(2)营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物可通过______________方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是______________，其生理原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当E<B时，增大光合速率的主要措施是______________；当E>B时，限制作物增产的主要外界因素是______________。(4)用适宜浓度的2,4­D处理番茄花蕾可提高坐果率。请设计实验方案，确定施用2,4­D的最适浓度。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是细胞的组成成分，调节植物的生命活动。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整营养液中无机盐的组成和比例，以便供作物选择性吸收无机盐离子。(2)从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，这种方式叫主动运输。营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物可通过主动运输方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅，则根会进行无氧呼吸产生酒精，酒精在细胞内积累，从而毒害植物，这样作物的根部可能出现变黑、腐烂等症状。(3)当E＜B时，影响光合速率的因素主要是光照强度。由题中信息温度、水分和无机盐均适宜，故当光照强度大于B时，限制作物增产的外界因素主要是二氧化碳浓度。(4)实验设计应该遵循对照原则和单一变量原则，设计实验步骤如下：将生长状况相同的番茄平均分成若干组；配制对应组数的系列浓度梯度的2,4­D溶液；分别用不同浓度的2,4­D溶液处理对应组的番茄花蕾；统计分析不同处理组的番茄坐果率，确定2,4­D的最适施用浓度。答案：(1)细胞的组成成分调节生命活动营养液中无机盐的组成及比例(营养液配方)选择(2)主动运输根变黑(烂根)根进行无氧呼吸，细胞内积累酒精(3)增大光照强度二氧化碳浓度(4)①将生长状态相同的番茄平均分成若干组；②配制对应组数的系列浓度梯度的2,4­D溶液；③分别用不同浓度的2,4­D溶液处理对应组的番茄花蕾；④统计分析不同处理组的番茄坐果率，确定最适浓度15．拟柱胞藻是一种蓝细菌，能优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCOeq\o\al(－,3)(胞外碳酸酐酶可催化HCOeq\o\al(－,3)分解为CO2)。科研人员用三种浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后获得藻种1、2、3。测定藻种1、2、3的胞外碳酸酐酶的活性(结果如图1所示)并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响(结果如图2所示)。回答下列问题：(1)拟柱胞藻细胞捕获光能的物质为________________________________________________________________________。(2)经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是___