高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第3讲光合作用与能量转化练习含答案

第3讲光合作用与能量转化A组基础巩固练1.2021年，我国科学家在人工合成淀粉方面取得原创性突破——在世界上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。下列叙述正确的是()A.人工合成淀粉只需要二氧化碳作原料B.用淀粉酶可将人工合成的淀粉水解为葡萄糖和果糖C.人工合成淀粉为推进“碳中和”目标的实现提供了新技术途径D.可用斐林试剂来检验是否产生淀粉【答案】C【解析】人工合成淀粉和植物光合作用过程相似，需要二氧化碳和水作原料，A错误；用淀粉酶可将人工合成的淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下水解为葡萄糖，B错误；人工合成淀粉可利用空气中二氧化碳，减缓温室效应，为推进“碳中和”目标的实现提供了新技术途径，C正确；淀粉不是还原糖，不可用斐林试剂来检验，D错误。2.我国科学家模拟植物光合作用，设计了一条利用二氧化碳合成淀粉的人工路线，流程如图所示。下列相关分析正确的是()A.①②过程与光反应过程完全相同，③④过程与暗反应过程完全相同B.该过程与植物光合作用的本质都是将光能转化成化学能储藏于有机物中C.该过程与光合作用合成淀粉都是在常温常压下进行的较温和的反应D.步骤①需要催化剂，②③④既不需要催化剂也不需消耗能量【答案】B【解析】分析题图，①②过程模拟暗反应中二氧化碳的固定，③④过程模拟暗反应中C3的还原，A错误；植物光合作用的本质是利用光能将无机物二氧化碳和水转化为有机物，同时将光能转化为有机物中的化学能，图示过程也将二氧化碳和水转化为淀粉，同时储存能量，二者的本质是相同的，B正确；由图可知，①过程是利用催化剂在一定条件下进行的化学反应，反应过程较剧烈，②③④过程是在酶的催化下完成的，反应较温和，C错误；分析图示可知，图中②③④需要在酶的催化下进行，由小分子聚合成大分子的反应，为吸能反应，同时需要消耗能量，D错误。3.科学家提取出植物细胞中的叶绿体，将叶绿体膜破坏后，分离出基质和基粒，用来研究光合作用过程(如下表，表中“+”表示“有”或“添加”，“-”表示“无”或“不添加”)。下列条件下能产生葡萄糖的是()选项场所光照CO2ATPNADPHC5A基质-+-++B基粒++--+C基质和基粒-+---D基质和基粒++--+【答案】D【解析】叶绿体的基质中进行暗反应阶段，暗反应需要光反应提供的ATP和NADPH，A错误。叶绿体的基粒只能进行光反应阶段，而葡萄糖的产生必须在叶绿体基质中，B错误。光合作用产生葡萄糖的过程一定需要光照，C错误。叶绿体的基粒进行光反应阶段：水的光解产生NADPH与氧气、ATP。叶绿体的基质中进行暗反应阶段：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物，D正确。4.(2023年天津蓟州高二期末)下图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是()A.NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2B.单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多C.氧气传感器测到的O2量是金鱼藻光合作用产生的O2量D.若干相同装置拆去滤光片，给予不同光照强度，可探究该植物光饱和点【答案】C【解析】加入NaHCO3溶液是为了给光合作用提供CO2，A正确；色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，因此单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多，B正确；氧气传感器测到的O2量是金鱼藻净光合作用产生的O2量，即总光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量的差值，C错误；拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点，D正确。5.为探究月季紫红叶片中的色素种类和性质，某实验小组使用不同的试剂作为层析液对该叶片色素提取物进行分离，结果如图，以下分析错误的是()A.甲组的实验结果说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大B.光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的分离C.分析甲、乙组实验结果可排除紫红色素属于类胡萝卜素的可能性D.分析丙组实验结果可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素【答案】B【解析】甲组色素分离效果较好，各种色素区别较明显，说明在该组层析液中各种色素的溶解度差异较大，A正确；光合色素易溶于无水乙醇，因此无水乙醇适用于光合色素的提取，B错误；甲组胡萝卜素明显分离开来，同时紫红色存在于滤液细线的位置，同时乙组实验结果也表现为紫红色处于滤液细线位置，而此时的胡萝卜素却没有分离开来，两组实验结果说明紫红色素不属于类胡萝卜素，C正确；丙组实验的层析液是水，此时紫红色素分离开来，说明该色素为水溶性色素，因此，可推测紫红色素可能是位于液泡的水溶性色素，D正确。6.分析下列甲、乙、丙三图，说法正确的是()A.若图甲曲线表示的是喜阴植物的光合速率受光照强度的影响，则喜阳植物的曲线与此比较，b点向左移，c点向左移B.图乙中，温度等于T4℃时，长期处于该温度下植物也可以生长C.若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表类胡萝卜素D.若图甲为植物在正常培养液中培养所得结果，现移入缺镁培养液中培养，则b点右移，c点左移【答案】D【解析】由于阴生植物适宜生活在较低光照条件下，因此光补偿点和光饱和点均低于阳生植物，因此阳生植物的曲线与此比较，b点和c点均向右移，A错误；图乙中两曲线交点处表示总光合速率等于呼吸速率，净光合速率为0，长期处于该温度下植物不能生长，B错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此图丙中f代表叶绿素，e代表类胡萝卜素，C错误；图甲中，b点表示光合速率等于呼吸速率，镁元素是合成叶绿素的重要元素，缺镁时，叶绿素的合成受阻，光合速率降低，要想光合速率等于呼吸速率，只能增大光照强度，因此b点向右移，c点向左移，D正确。7.德国马普研究所人员在《科学》杂志发表论文，宣布成功制造了人造叶绿体，并利用光和该系统实现了CO2到有机物的转化(如图所示)，下列说法错误的是()A.TEM模块具有吸收和转换光能的作用B.CETCH循环模块需要TEM模块生成的NADPH来还原CO2C.在同等条件下人造叶绿体可能比植物叶肉细胞积累的有机物更多D.若人造叶绿体得以广泛运用，一定程度上可以抵消碳排放，实现“碳中和”【答案】B【解析】分析题图，TEM模块模拟光反应阶段，CETCH循环模块模拟暗反应阶段，故TEM模块具有吸收和转换光能的作用，并生成NADPH和ATP，还原C3，但不能直接还原CO2，A正确，B错误；同等条件下，植物叶肉细胞在进行光合作用合成有机物的同时也进行了呼吸作用，消耗了一部分有机物，而人造叶绿体只进行光合作用合成有机物，所以在同等条件下人造叶绿体可能比植物叶肉细胞积累的有机物更多，C正确；人造叶绿体只吸收CO2，不会进行呼吸作用，不能产生二氧化碳，若得以广泛运用，一定程度上可以抵消碳排放，实现碳中和，D正确。B组能力提升练8.(2023年北京海淀统考期末)研究者在温度、湿度适宜，CO2气体供给充足的实验条件下，测定了杨树在不同光照强度下的净光合速率和气孔开放程度，实验结果如图所示。下列相关分析不正确的是()A.光照强度在0~500μmol·m-2·s-1，净光合速率上升最快B.光照强度在0~500μmol·m-2·s-1，净光合速率上升主要由光照强度增加所致C.气孔开放程度增大可能有助于净光合速率提高D.当光照强度超过2000μmol·m-2·s-1，限制净光合速率上升的主要原因是CO2吸收不足【答案】D【解析】据图可知，光照强度在0~500μmol·m-2·s-1，净光合速率曲线斜率最大，上升最快，A正确；光照强度在0~500μmol·m-2·s-1，气孔开放程度变化不明显，净光合速率上升主要由光照强度增加所致，B正确；气孔开放程度增大有利于二氧化碳进入，可能有助于净光合速率提高，C正确；曲线在温度、湿度适宜，CO2气体供给充足的实验条件下测得，当光照强度超过2000μmol·m-2·s-1，气孔开放程度增加明显时，净光合速率改变较小，故限制净光合速率上升的主要原因不是CO2吸收不足，D错误。9.科研人员检测晴朗天气下，露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施【答案】B【解析】早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，B错误；15h以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是由光照强度逐渐减弱导致的，C正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施，D正确。10.(2023年广东深圳市高级中学模拟预测)我国数千年农耕史从未间断，智慧的劳动人民总结出许多农作经验，口口相传。下列关于农谚的分析错误的是()选项农谚作用或者原理A追肥在雨前，一夜长一拳肥料中的矿质元素溶解在雨水中能更好地被植物的根系吸收B勤除草，谷粒饱减少杂草与农作物之间对阳光、CO2和空间等资源的竞争C稻如莺色红(水稻盈实)，全得水来供水分越充分，越能促进水稻的光合作用，提高产量D六月不热，五谷不结谷物成熟结籽需要适宜的温度，温度过低会降低产量【答案】C【解析】矿质元素大多数是以离子形式被植物吸收的，所以施肥的同时往往适当浇水是因为矿质元素溶解在水中容易被植物吸收，A正确；农田杂草和农作物都是植物，需要进行光合作用，农田杂草过多会与农作物竞争阳光和CO2，以及土壤中的矿质元素等，使农作物的光合作用下降，从而降低产量，B正确；细胞内的生化反应都在水溶液中进行，同时水分是光合作用的原料，“所以稻如莺色红(水稻盈实)，全得水来供”说明水的重要性，但是水分不能太多，若太多则导致水稻根部缺乏氧气，进行无氧呼吸，导致烂根，最终影响产量，C错误；水稻和谷子生长至成熟需要一定的时间，民谚“六月不热，五谷不结”，表明谷物成熟结籽需要适宜的温度，温度过低会降低产量，D正确。C组压轴培优练11.(2023年广东广州校联考模拟预测)将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内CO2的含量，结果如图所示。请回答下列相关问题：(1)该实验的探究目的是。

(2)30~45min期间，乙品种大豆幼苗的叶肉细胞光合作用速率(填“>”“<”或“=”)呼吸作用速率，原因是___________________。(3)甲、乙植株固定CO2的能力强的是植株，据图判断依据是__________________。(4)某同学摘出一些甲的叶片，一段时间后发现有部分叶片已变黄。他判断这可能是叶片中某些色素降解，或者是某些色素含量增加造成的。根据所学知识，请设计实验判断以上观点(写出实验思路)：___________________。【答案】(1)不同大豆品种和培养时间对光合作用强度的影响(2)>30~45min期间，密闭透明玻璃罩内CO2的含量保持稳定，说明乙品种大豆幼苗叶肉细胞光合作用速率=叶肉细胞呼吸作用速率+非光合器官呼吸作用速率，所以叶肉细胞光合作速率大于呼吸作用速率(3)乙玻璃罩中乙比甲的CO2浓度下降得快，且剩余量更少(4)取等量的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相同条件下，进行叶绿体色素的提取和分离实验，测定并记录实验结果，比较这两种叶片的各种色素的组成及含量【解析】(1)本实验的自变量是不同品种的大豆和培养时间，因变量是密闭玻璃罩内CO2的含量变化，因此，该实验的目的是探究不同大豆品种和培养时间对光合作用强度的影响。(2)30~45min期间，两个玻璃罩内CO2的含量均不再发生变化，说明此时植物细胞呼吸释放CO2的量与其光合作用消耗CO2的量相等，但对于乙品种大豆幼苗的叶肉细胞来说，其光合作用速率大于呼吸作用速率，因为乙品种大豆幼苗叶肉细胞光合作用制造的有机物还需要满足自身其他非光合器官呼吸作用对有机物的消耗，即乙品种大豆幼苗叶肉细胞光合作用速率=叶肉细胞呼吸作用速率+非光合器官呼吸作用速率，所以叶肉细胞光合作速率大于呼吸作用速率。(3)图中显示，与甲曲线相比，乙曲线CO2含量下降得更快、更多，这说明乙植株比甲植株的光合能力更强，固定CO2的能力强。(4)某同学摘除一些甲的叶片，一段时间后发现有部分叶片已变黄。他判断这可能是叶片中某些色素降解，或者是某些色素含量增加造成的。检测色素含量的方法可用色素的提取与分离实验来检测，其具体的实验思路为取等量的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相同条件下，进行叶绿体色素的提取和分离实验，测定并记录实验结果，比较这两种叶片的各种色素的组成及含量，进而得出相应的结论。12.某植物上有白斑和绿色两种叶片。在该植物上选取不同的叶片测定其生理过程，如图1所示，甲、乙中的叶片生长状况相同，丙、丁中的叶片生长状况相同，丙进行遮光处理，给丁提供一定浓度的14CO2。请回答下列相关问题：(1)要利用该植物做绿叶中色素的提取和分离实验，选择图1中________(填“甲”或“丁”)装置中的叶片比较合适，一般常用的提取色素的试剂是。

(2)在相同且适宜的条件下，分别对甲、乙两装置中的叶片进行实验后，用碘蒸气处理叶片，结果只有乙装置内叶片上编号④的部位变成蓝色，此实验说明。

(3)图2是在适宜的光照条件下，改变通入14CO2的浓度测定的叶片中葡萄糖、C5和C3三种化合物的变化情况的实验结果。①图2中曲线a、b、c分别表示的含量变化。

②若在1%CO2浓度条件下，某一时刻突然增加光照，则短时间内曲线b表示的物质在细胞中的变化情况是________，产生这种变化的原因是。

③图2中在0~5min内，曲线a、b中的14C量保持不变，形成的两曲线平行的原因是___________________。【答案】(1)丁无水乙醇(2)叶片进行光合