高考生物核心素養(yǎng)提升練習(xí)11-能量之源——光與光合作用(一)

溫馨提示： 此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。核心素養(yǎng)提升練 十一能量之源光與光合作用(一)(30分鐘100分)一、選擇題(共7小題，每小題6分，共42分)1.下列關(guān)于楊樹(shù)葉肉細(xì)胞在進(jìn)行光合作用時(shí)有關(guān)C3轉(zhuǎn)化為糖類過(guò)程的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.需要消耗ATP和HB.需要在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行C.需要在黑暗條件下進(jìn)行D.需要多種酶的催化【解析】選C。C3轉(zhuǎn)化為糖類過(guò)程中，需要消耗光反應(yīng)提供的ATP和H，A正確；C3轉(zhuǎn)化為糖類過(guò)程屬于暗反應(yīng)階段，需要在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，B正確；暗反應(yīng)不需要光，在有光無(wú)光條件下都能進(jìn)行，C錯(cuò)誤；C3轉(zhuǎn)化為糖類過(guò)程屬于暗反應(yīng)階段，需要多種酶的催化，D正確。2.(2019葫蘆島模擬)歷經(jīng)一個(gè)半世紀(jì)，經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物，在下面幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)中，相關(guān)敘述正確的是()A.普利斯特利指出了光在植物更新空氣這個(gè)過(guò)程中起關(guān)鍵作用B.薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，葉片暗處放置幾小時(shí)的目的是消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量D.魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)中，用18O標(biāo)記CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自參加反應(yīng)的H2O，而不是CO2【解析】選B。普利斯特利通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明植物能凈化空氣，但并未指出光在植物更新空氣這個(gè)過(guò)程中起關(guān)鍵作用，A錯(cuò)誤；薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，葉片放置在暗處幾個(gè)小時(shí)，葉片只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，目的是消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，B正確；恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，產(chǎn)物有氧氣，并未定量分析，C錯(cuò)誤；魯賓和卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自H2O，而不是CO2，D錯(cuò)誤。3.下列關(guān)于光合色素的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同B.色素提取實(shí)驗(yàn)中加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞C.色素的提取原理是不同色素在層析液中溶解度不同D.葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素【解析】選C。葉綠素a和葉綠素b都主要吸收紅光和藍(lán)紫光，但二者的吸收峰值不同，A項(xiàng)正確；色素提取實(shí)驗(yàn)中加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞，B項(xiàng)正確；色素的提取原理是色素溶于有機(jī)溶劑，而分離色素的原理是不同色素在層析液中溶解度不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素，D項(xiàng)正確。【易錯(cuò)提醒】色素的提取和分離是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，其原理不同，本題易將色素的提取誤認(rèn)為是色素的分離而選不出錯(cuò)誤選項(xiàng)。4.下列關(guān)于小麥光合作用的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.類囊體薄膜上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應(yīng)B.夏季晴天光照最強(qiáng)時(shí)，小麥光合速率最高C.進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH(H)直接還原D.凈光合速率長(zhǎng)期為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長(zhǎng)【解析】選B。本題主要考查光合作用過(guò)程中的相關(guān)知識(shí)。類囊體薄膜上產(chǎn)生的ATP用于暗反應(yīng)，故A項(xiàng)正確。夏季晴天光照最強(qiáng)時(shí)，小麥葉片的氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)午休現(xiàn)象，導(dǎo)致光合作用的原料減少，小麥光合速率下降，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。進(jìn)入葉綠體的CO2不能被NADPH(H)直接還原，而是首先與C5結(jié)合形成C3，此過(guò)程為CO2的固定，故C項(xiàng)正確。凈光合速率長(zhǎng)期為零時(shí)，沒(méi)有光合產(chǎn)物的積累，會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長(zhǎng)，故D項(xiàng)正確?！疽族e(cuò)提醒】不能正確理解光合速率和凈光合速率與植物生長(zhǎng)的關(guān)系，而錯(cuò)選D。植物生長(zhǎng)不是取決于光合速率是否大于零，而是取決于凈光合速率是否大于零。(1)當(dāng)凈光合速率等于或小于零時(shí)：植物不能生長(zhǎng)。(2)當(dāng)凈光合速率大于零時(shí)：植物能生長(zhǎng)。5.(2019咸陽(yáng)模擬)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化C+ C5(即RuBP) 2C3。為測(cè)定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化C5與14CO2的反應(yīng)，并檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度。下列分析錯(cuò)誤的是()A.菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)B.RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)需要在無(wú)光條件下進(jìn)行C.測(cè)定RuBP羧化酶活性的過(guò)程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法D.單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多說(shuō)明RuBP羧化酶活性越高【解析】選B。本題主要考查與光合作用過(guò)程中暗反應(yīng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析。A項(xiàng)中，菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化C5與14CO2的反應(yīng)屬于光合作用過(guò)程的暗反應(yīng)階段，反應(yīng)場(chǎng)所是在葉綠體基質(zhì)中，正確。B項(xiàng)中，雖然光合作用過(guò)程的暗反應(yīng)階段不需要光照，但是需要光反應(yīng)階段提供H和ATP，上述反應(yīng)在無(wú)光條件下不能進(jìn)行，錯(cuò)誤。C項(xiàng)中，由題干中的信息“檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度”可知，測(cè)定RuBP羧化酶活性的過(guò)程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法，正確。D項(xiàng)中，由題干中的信息“RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3”可知，單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多，說(shuō)明RuBP羧化酶活性越高，正確。6.(2018石家莊模擬)如圖表示光合作用示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.表示O2，表示CO2B.暗反應(yīng)中，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，然后被還原為(CH2O)C.C3的還原過(guò)程中，需要光反應(yīng)提供的能源物質(zhì)只有D.(CH2O)可以轉(zhuǎn)化為多糖、脂質(zhì)【解析】選C。圖中分別表示O2、ATP、NADPH、CO2。在暗反應(yīng)過(guò)程中，CO2首先與C5結(jié)合生成C3，在C3還原過(guò)程中，需要光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的能源物質(zhì)有ATP、NADPH。C3被NADPH還原為(CH2O)，(CH2O)可轉(zhuǎn)化為多糖、脂質(zhì)。7.在做提取和分離葉綠體中的光合色素實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如表所示(“+”表示使用，“-”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為()試劑甲乙丙丁無(wú)水乙醇-+水+-CaCO3+-+SiO2+-A.B.C.D.【解析】選B。乙同學(xué)操作完全正確，其他同學(xué)與該同學(xué)進(jìn)行對(duì)比，分析缺少的試劑并根據(jù)該試劑的作用分析可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。無(wú)水乙醇為提取劑，色素提取過(guò)程不需要加水，若加入水會(huì)使色素提取液顏色變淺；SiO2的作用是使研磨更充分；CaCO3能保護(hù)葉綠素分子。甲同學(xué)由于沒(méi)有加入提取劑無(wú)水乙醇，所以提取液中不會(huì)出現(xiàn)色素，色素分離的結(jié)果是；乙同學(xué)操作正確，色素分離后得到的色素帶有四條，與情況相符；丙同學(xué)由于未加CaCO3，所以葉綠素含量減少，所得到的色素帶中兩條葉綠素帶比正常的色素帶要窄，對(duì)應(yīng)；丁同學(xué)由于未加SiO2，導(dǎo)致葉片研磨不充分，最終導(dǎo)致各種色素的含量均減少，對(duì)應(yīng)。二、非選擇題(共2小題，共28分)8.(14分)(2015全國(guó)卷)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D 4組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135 s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75 ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135 s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。回答下列問(wèn)題：(1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是_；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要_，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的_。(2)A、B、C三組處理相比，隨著_的增加，使光下產(chǎn)生的_能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量?！窘馕觥?1)在該實(shí)驗(yàn)中，作為對(duì)照組的D組接受全光照135 s，而C組實(shí)驗(yàn)是光照和黑暗交替進(jìn)行，其僅用了D組的一半時(shí)間的光照，但合成的有機(jī)物的量是94%(D組為100%)，故單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量高于D組植物合成有機(jī)物的量。C組光照時(shí)間的縮短，說(shuō)明在光合作用過(guò)程中，暗反應(yīng)不需要光照，而這個(gè)過(guò)程發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。(2)光合作用過(guò)程有兩個(gè)階段：光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段必須在光下進(jìn)行，其將水分解，產(chǎn)生ATP和還原型輔酶(H)用于暗反應(yīng)。A、B、C三組處理相比，隨著光照時(shí)間間隔的縮短，光照頻率的增加，使光下產(chǎn)生的ATP和H能夠及時(shí)被利用與再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。答案：(1)高于C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%(其他合理答案也可)光照基質(zhì)(2)光照和黑暗交替頻率(其他合理答案也可)ATP和還原型輔酶9.(14分)(2019拉薩模擬)如圖是水綿在不同環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖，據(jù)圖回答：(注：箭頭所指為處理開(kāi)始時(shí)間)(1)t1t2期間，葉綠體_上的色素捕獲的光能增加，光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和H增多，加速了_(場(chǎng)所)中C3的還原，進(jìn)而使光合作用速率增大。(2)t2t3期間，限制水綿光合速率的外界因素主要是_，此時(shí)進(jìn)一步增加光照強(qiáng)度，光合作用速率將_(填“增加”“減少”或“不變”)。(3)t3t4期間，光合速率提高的原因是_。(4)t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量_(填“增加”“減少”或“不變”)?！窘馕觥?1)葉綠體中捕獲光能的色素分布在類囊體薄膜上。光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和H可用于暗反應(yīng)階段C3的還原，暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。(2)題圖顯示t2t3期間，光照充足且恒定，但光合速率不再增加，t3時(shí)刻充入CO2后，光合速率開(kāi)始增加，這說(shuō)明t2t3期間，限制水綿光合速率的外界因素主要是CO2濃度，此時(shí)進(jìn)一步增加光照強(qiáng)度，光合作用速率將不變。(3)結(jié)合對(duì)(2)的分析可知，t3t4期間，光合速率提高的原因是CO2濃度增大，暗反應(yīng)增強(qiáng)，C3含量增多，加快消耗了原本積累的ATP和H，從而促進(jìn)光反應(yīng)，進(jìn)而使光合速率增強(qiáng)。(4)t4時(shí)刻突然停止光照，光反應(yīng)停止，類囊體薄膜上不再有ATP合成，原有的ATP繼續(xù)水解成ADP和Pi，釋放的能量用于C3的還原，所以t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量會(huì)增加。答案：(1)類囊體(薄膜)葉綠體基質(zhì)(2)CO2濃度不變(3)CO2濃度增大，暗反應(yīng)增強(qiáng)，C3含量增多，加快消耗了原本積累的ATP和H，從而促進(jìn)光反應(yīng)，進(jìn)而使光合速率增強(qiáng)(4)增加1.(5分)將A玉米置于含C18O2的空氣中，B玉米置于含18O2的空氣中，正常生長(zhǎng)一段時(shí)間后，A、B兩植株內(nèi)最先產(chǎn)生的含18O的化合物依次為()A.葡萄糖和二氧化碳B.三碳化合物和水C.葡萄糖和水D.三碳化合物和丙酮酸【解析】選B。將A玉米置于含C18O2的空氣中，二氧化碳首先與五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物，然后被還原形成有機(jī)物，因此最先出現(xiàn)含18O的化合物是三碳化合物；將B玉米置于含18O2的空氣中，氧氣首先參與有氧呼吸的第三階段，與H結(jié)合生成水，因此最先出現(xiàn)含18O的化合物是水?！局R(shí)總結(jié)】光合作用過(guò)程中各元素的轉(zhuǎn)移途徑H：3H2O3H(C3H2O)C：14CO2 14C3(14CH2O)O：O 18O22.(5分)(2019齊齊哈爾模擬)圖1中，表示某植物細(xì)胞某些代謝過(guò)程，ae表示相關(guān)物質(zhì)。圖2表示在不同溫度下，測(cè)定該植物葉片1 cm2重量(mg)變化情況(均考慮為有機(jī)物的重量變化)的操作流程及結(jié)果。以下分析錯(cuò)誤的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.圖1中，過(guò)程，能產(chǎn)生ATP的是、B.圖1中物質(zhì)a、b分別是氧氣、二氧化碳C.據(jù)圖2分析，該植物的呼吸速率為X(mgcm-2h-1)，實(shí)際光合速率可表示為Y+2X(mgcm-2h-1)D.據(jù)圖2分析，維持12小時(shí)光照，12小時(shí)黑暗，溫度維持16 ，植物不能生長(zhǎng)【解析】選D。圖1中，過(guò)程中光合作用的光反應(yīng)階段及有氧呼吸全過(guò)程都可以產(chǎn)生ATP，是光反應(yīng)，是有氧呼吸第一階段，是有氧呼吸第二階段，是有氧呼吸第三階段，所以、可以產(chǎn)生ATP，A正確；圖1中a是氧氣，b是二氧化碳，c是水，B正確；據(jù)圖2分析，葉片無(wú)光處理1小時(shí)前后重量的差值就是呼吸速率，即呼吸速率為M-(M-X)=X(mgcm-2h-1)。凈光合速率為(M+Y)-(M-X)=Y+X(mgcm-2h-1)，實(shí)際光合速率=呼吸速率+凈光合速率=Y+X+X=Y+2X(mgcm-2h-1)，C正確；溫度維持16 ，Y=1，X=4，維持12小時(shí)光照，12小時(shí)黑暗，有機(jī)物的積累量為12(Y+2X)-24X=12Y=121=12(mg)，即1 cm2葉片一晝夜增重12 mg，大于0，所以植物能夠正常生長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。3.(20分)(2019贛州模擬)植物接受過(guò)多光照可能對(duì)進(jìn)行光合作用的相關(guān)細(xì)胞器造成損害，因此植物需要一種名為“非光化學(xué)淬滅”(NPQ)的機(jī)制來(lái)保護(hù)自身，在NPQ的作用下多余的光能會(huì)以熱能的形式散失。該機(jī)制的啟動(dòng)和關(guān)閉特點(diǎn)如圖一所示，其中符號(hào)“ ”代表抑制作用?；卮饐?wèn)題：世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)(1)NPQ直接作用于光合作用的_(填“光反應(yīng)”或“暗反應(yīng)”)階段。(2)由圖一推測(cè)，在光照強(qiáng)度以及其他外部環(huán)境因素均相同的情況下，狀態(tài)丙比狀態(tài)甲的光合作用強(qiáng)度_(填“強(qiáng)”“弱”或“相等”)，導(dǎo)致上述差異的內(nèi)因可能有_、_。(3)科學(xué)研究者研發(fā)了一種轉(zhuǎn)基因煙草(VPZ)，相比野生煙草(WT)，其在由強(qiáng)光轉(zhuǎn)為弱光后NPQ機(jī)制關(guān)閉的時(shí)間縮短。圖二為分別在恒定光強(qiáng)和波動(dòng)光強(qiáng)下測(cè)得的兩種煙草CO2最大固定率。農(nóng)作物一半的光合作用是在有各種陰影時(shí)進(jìn)行的。結(jié)合圖一推斷，同樣環(huán)境條件下VPZ的產(chǎn)量比WT的產(chǎn)量 _(填“高”或“低”)。由圖二分析可知，轉(zhuǎn)基因煙草(VPZ)相比野生煙草(WT)的優(yōu)勢(shì)是_。因此，在自然環(huán)境中，VPZ的種植有利于提高光合作