专题09-光合作用(精练)(新高考专用)(解析版)

光合作用1、下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是()A．绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中B．层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液C．制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便D．若研磨绿叶时没有加入碳酸钙，则提取不到光合色素【答案】B【解析】绿叶中的色素能溶解在丙酮、无水乙醇等有机溶剂中，A错误；层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液，否则色素会溶解在层析液中，B正确；圆珠笔笔油中有色素，因此制备滤纸条时应该用铅笔画横线，C错误；碳酸钙的作用是防止色素被破坏，因此没有加入碳酸钙会导致层析后滤纸条上的叶绿素带颜色较浅，D错误。2、(2020·河北省唐山市高三一模)下表是科研人员测得大棚中某草莓在补充X光和Y光后叶片色素含量及果实产量的部分数据。下列分析错误的是()组别叶绿素总量(mg/g)类胡萝卜素(mg/g)单株果数量(个)单果质量(g)对照组6.42.51215X光组5.54.01316Y光组7.62.41022A.大棚中草莓叶片在不同光照下会做出适应性变化B．Y光组叶片颜色比对照组偏黄C．X光组叶绿体中NADPH合成速率小于Y光组D．补充Y光更有利于提高大棚草莓产量【答案】B【解析】根据表格分析可知，在补充X光和Y光后，X光组和Y光组的色素含量变化不一样，说明植株在不同光照下会做出适应性变化，A正确；Y光组叶绿素总量增加，比对照组偏绿，B错误；根据单株果的数量和质量能推测出Y光组植株制造的有机物量高于X光组，所以X光组叶绿体中NADPH合成速率小于Y光组，C正确；根据表格分析，Y光组制造的有机物量高于X光组，所以补充Y光更有利于提高大棚草莓产量，D正确。3、下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是()A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c为ATP，f为[H]C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到18OD．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能【答案】B【解析】图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成，A项正确、B项错误；18O2eq\o(→,\s\up7(有氧呼吸),\s\do5(第三阶段))H218Oeq\o(→,\s\up7(有氧呼吸),\s\do5(第二阶段))C18O2eq\o(→,\s\up7(暗反应))(CH218O)，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。4、将单细胞绿藻置于适宜的温度、光照以及充足的CO2条件下培养，经一段时间后，突然停止光照，则下列叙述中不会发生的是()A．光反应停止，不能形成NADPH和ATPB．短时间内暗反应仍进行，CO2与C5继续结合形成C3C．短时间内绿藻体内C3的含量会上升D．由于没有NADPH和ATP供应，C3不能形成糖类等物质，积累了许多C5【答案】D【解析】光照突然停止，光反应不能进行，不能形成ATP和NADPH，短时间内在CO2充足的条件下，CO2继续与C5结合形成C3，但因NADPH及ATP供应不足，C3的还原受阻，无法合成C5和有机物，故细胞内C3增加，C5减少。5、（2019·衡水金卷）下列有关光合作用探究历程的叙述正确的是（）A．英格豪斯认为密闭玻璃罩中蜡烛熄灭的根本原因是缺乏足够的氧气B．萨克斯的实验中叶片曝光的一半变蓝，说明叶绿体在光下产生了淀粉C．鲁宾和卡门用18O只标记H2O，证明了光合作用释放的氧气都来自水D．恩格尔曼的水绵实验利用了好氧细菌的生理特点作为因变量观测指标【答案】D【解析】英格豪斯认为植物只有绿叶才能更新空气，A项错误；萨克斯实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，B项错误；鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用释放的氧气都来自水，C项错误，D项正确。6、（2019·福建泉州模拟）在水稻叶肉细胞的叶绿体中，不会都发生的生理过程是（）A．二氧化碳的生成与利用B．遗传信息的转录与翻译C．NADPH的生成与利用 D．ATP的合成与水解【答案】A【解析】叶绿体的基质可以发生二氧化碳的利用，但叶绿体中不会有二氧化碳的生成，A错误。叶绿体中因为含有少量DNA和RNA，所以能进行遗传信息的转录和翻译，B正确。叶绿体中进行光合作用的光反应会产生NADPH，然后在暗反应中会利用NADPH，C正确。在光反应中能合成ATP，在暗反应中会利用ATP，D正确。7、(2020·四川省绵阳市高三四模)为探究CO2浓度和氮肥对小麦产量的影响，某同学通过实验测得小麦单位叶面积的CO2吸收速率(mmol/h)，结果如图所示。下列说法错误的是()A．该实验中的温度和光照强度应适宜并且保持一致B．吸收的氮可用于合成NADPH和叶绿素等含氮物质C．适当增大CO2浓度和施加氮肥都有利于小麦增产D．叶绿体中CO2的固定量就是测得的叶片的CO2吸收量【答案】D【解析】分析图示可知，随着CO2浓度的增加，小麦单位叶面积的CO2吸收速率增加，光合速率增强。相同的CO2浓度下，施加氮肥的组比不施加氮肥的组CO2吸收速率快，光合速率强。本实验中的自变量是CO2浓度和是否施加氮肥，温度和光照强度为无关变量，各组应适宜并且保持一致，A正确；叶片的CO2吸收量代表净光合速率，叶绿体中CO2的固定量代表真正光合速率，真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，故叶绿体中CO2的固定量不等于测得的叶片的CO2吸收量，D错误。8、(2021·山西省晋中市一模)蓝藻在光合作用中以H2O作为供氢体，而光合细菌则以H2S作为供氢体进行光合作用。下列叙述错误的是()A．二者的光合色素均分布在类囊体薄膜上B．二者的拟核中均含有一个环状的DNA分子C．二者均在核糖体上合成光合作用所需的酶D．蓝藻进行光合作用产生O2，但光合细菌不产生O2【答案】A【解析】二者都属于原核生物，无叶绿体，故无类囊体薄膜，A错误；二者都是原核生物，有拟核，拟核中分布的是环状的DNA分子，B正确；二者都有核糖体，光合作用所需的酶都是在核糖体上合成的，C正确；蓝藻进行光合作用产生O2，但光合细菌以H2S作为供氢体进行光合作用，无法产生O2，D正确。9、图甲为研究光合作用的实验装置，用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉底，然后将等量的叶圆片转至不同温度的NaHCO3(等浓度)溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间(图乙)。下列相关分析正确的是()A．在ab段，随着水温的增加，净光合速率逐渐减小B．上浮至液面的时间可反映净光合速率的相对大小C．通过图乙分析可以找到真正光合作用的最适温度D．因为抽气后不含氧气，实验过程中叶片不能进行有氧呼吸【答案】B【解析】ab段，随着水温的增加，叶圆片上浮至液面所需要的时间缩短，说明氧气产生速率加快，净光合速率逐渐增大，A项错误；通过图乙分析可以找到净光合作用的最适温度，C项错误；虽然抽气后叶片不含氧气，但实验过程中的光照可以引起光合作用产生氧气，故实验过程中叶片能进行有氧呼吸，D项错误。10、（2019·湖北模拟）电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验，绘制如下曲线。据图回答下列问题：（1）第1组实验的作用是________。在饱和光照强度下，该实验的自变量是______________。（2）第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明____________________________________。（3）根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以采取的措施是______________________________________________。【答案】（1）对照电场强度和CO2浓度（2）强电场可以提高植物的光合作用强度（3）增补电场和增施CO2【解析】（1）第1组实验的条件为大气电场和大气CO2浓度，属于对照组，起对照作用。饱和光照强度下，实验的自变量是电场强度和CO2浓度。（2）第1组实验和第2组实验对比，二者的自变量为电场强度，第2组实验的净光合作用强度大于第1组实验，而二者的细胞呼吸强度相等，因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。（3）分析曲线可知，同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组实验，因此为了最大限度地增加作物产量，可增加电场强度和提高CO2浓度。11、（2019·衡水中学检测）将某植物置于密闭的容器中，测量其CO2的吸收量与光照强度、温度等的关系，结果如图所示。请分析回答下列相关问题：（1）A点时该植物产生ATP的细胞器是________，且与17℃相比，22℃条件下呼吸速率更________（填“大”或“小”）。（2）B点时光合速率________呼吸速率；当植物缺镁时，B点向________移，E点向________移。（3）C、D两点CO2吸收量相同，两点光合作用合成有机物的量________（填“不同”或“相同”），限制C、E两点光合速率的主要因素分别是________。（4）由上述实验得到启示：阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量，可适当________或________。【答案】（1）线粒体大（2）等于右左下方（3）不同光照强度、温度（4）降低温度提高光照强度【解析】（1）A点时的光照强度为0，该植物只进行细胞呼吸，所以此时产生的ATP的细胞器是线粒体；据图可知，与17℃相比，22℃条件下呼吸速率较大。（2）B点对应的光照强度是该植物在22℃条件的光补偿点，此时植物的光合速率等于呼吸速率；当植物缺镁时，叶绿素合成减少，导致植物利用光能的效率下降，E点向左下方移动。（3）C、D两点CO2吸收速率相同，即两点的净光合速率相等，但两点对应温度下的呼吸速率不同，由于真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，所以两点合成的有机物的量不同；C点处于两阶段的上升阶段，影响该点光合速率的主要因素是光照强度；而E点时的光合速率最大，且E点之后光合速率不再随光照强度的增强而升高，影响该点光合速率的主要因素是温度。（4）阴雨天光照强度较弱，为了提高大棚蔬菜的产量，可适当提高光照强度，以提高植物的光合作用强度（或者适当降低温度，以降低植物的呼吸作用强度），进而提高植物的净光合作用强度来提高大棚蔬菜的产量。12、(2020·北京海淀人大附中高三月考)植物的叶肉细胞在光下合成糖，以淀粉的形式储存。通常认为若持续光照，淀粉的积累量会增加，但科研人员有了新的发现。(1)叶肉细胞吸收的CO2，在_______中被固定形成C3，C3在________阶段产生的___________的作用下，形成三碳糖，并进一步合成淀粉。(2)科研人员给予植物48小时持续光照，测定叶肉细胞中的淀粉量，结果如图1所示。实验结果反映出淀粉积累量的变化规律是__________________________________________。(3)为了解释(2)的实验现象，研究人员提出了两种假设。假设一：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成停止。假设二：当叶肉细胞内淀粉含量达到一定值后，淀粉的合成与降解同时存在。为验证假设，科研人员测定了叶肉细胞的CO2吸收量和淀粉降解产物——麦芽糖的含量，结果如图2所示。实验结果支持上述哪一种假设？请运用图中证据进行阐述：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)为进一步确定该假设成立，研究人员在第12小时测得叶肉细胞中的淀粉含量为a，之后为叶片光合作用通入仅含13C标记的13CO24个小时，在第16小时测得叶肉细胞中淀粉总量为b,13C标记的淀粉含量为c。若淀粉量a、b、c的关系满足____________(用关系式表示)，则该假设成立。【答案】(1)叶绿体基质光反应ATP和NADPH(2)最初一段时间内，随着持续光照时间增加，淀粉积累量逐渐增加，之后保持稳定(3)支持假设二。实验结果显示，叶肉细胞持续(或并未停止)吸收CO2，麦芽糖的含量快速增加，说明淀粉的合成与降解同时存在(4)b－a<c(或b<a＋c)【解析】(1)叶肉细胞吸收的CO2，在叶绿体基质中参与光合作用的暗反应过程，CO2首先与C5结合生成C3，在光反应提供的ATP和[H]的作用下被还原。(