2024屆高考生物一輪總復習第三單元細胞的能量供應和利用課時跟蹤練9光合作用與能量轉(zhuǎn)化

課時跟蹤練9一、選擇題1．(2022·廣東潮州期末)某課外興趣小組以紅色莧菜葉片為實驗材料，用無水乙醇提取葉片中的色素，如圖甲、乙兩組分別是以有機溶劑和蒸餾水分離色素得到的結(jié)果。下列敘述正確的是()A．提取色素過程中加入二氧化硅的目的是保護葉綠素B．甲組濾紙條從上往下第三條色素帶的顏色是黃綠色C．乙組濾液細線處的顏色是無色D．莧菜葉肉細胞中紫紅色的花青素分布在液泡中解析：提取綠葉中的色素時，加入二氧化硅的目的是使研磨充分，A項錯誤；甲組濾紙條從上往下第三條色素帶含有的色素是葉綠素a，顏色是藍綠色，B項錯誤；乙組是用蒸餾水分離色素，光合色素不溶于蒸餾水，故濾液細線處的顏色是深綠色，C項錯誤；莧菜葉肉細胞中的光合色素分布在葉綠體中，而紫紅色的花青素分布在液泡中，D項正確。答案：D2．(2022·廣東普寧質(zhì)檢)為研究光反應中ATP產(chǎn)生的原理，有科學家進行如下實驗：將葉綠體類囊體置于pH為4的琥珀酸溶液后，琥珀酸進入類囊體腔，腔內(nèi)的pH下降為4；然后把懸浮液的pH迅速上升為8，此時類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，在有ADP和Pi存在時類囊體生成ATP，對實驗條件和結(jié)論分析正確的是()A．黑暗中進行，結(jié)果表明：H＋能通過自由擴散進入類囊體B．光照下進行，結(jié)果支持：合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能C．黑暗中進行，結(jié)果支持：光反應使類囊體內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差，推動ATP合成D．光照下進行，結(jié)果表明：光反應產(chǎn)生的[H]參與暗反應中C3的還原解析：題干中類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，在有ADP和Pi存在時類囊體生成ATP，說明ATP的合成與H＋濃度差有關(guān)，類囊體內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差，從而推動ATP合成，C項正確。答案：C3．(2022·廣東深圳調(diào)研)如圖表示在最適溫度和大氣CO2濃度的條件下，光照強度對某植物光合速率的影響，縱坐標表示該植物O2吸收速率的變化曲線。下列說法正確的是()A．A數(shù)值的大小表示該植物的呼吸速率，升高溫度會使該數(shù)值變大B．若適當?shù)卦黾覥O2濃度，則會引起B(yǎng)點左移C．光照強度為8時，該植物產(chǎn)生O2的速率為8mg·h－1D．影響CD段光合速率的環(huán)境因素主要為溫度和CO2濃度解析：A數(shù)值的大小表示該植物的呼吸速率，由題干可知其為最適溫度，所以升高溫度會使呼吸速率下降，該數(shù)值變小，A項錯誤；大氣CO2濃度一般低于最適CO2濃度，若適當?shù)卦黾覥O2濃度會使光合速率提高，則B點左移，B項正確；光照強度為8時，該植物產(chǎn)生O2的速率＝呼吸速率＋凈光合速率＝4＋8＝12mg·h－1，C項錯誤；影響光合作用速率的因素主要有溫度，光照強度、CO2濃度，圖中是在最適溫度下，CD點后曲線保持水平不變，故此時限制番茄光合作用速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，D項錯誤。答案：B4．(2022·遼寧錦州聯(lián)考)如圖曲線表示植物甲、乙的凈光合速率隨葉片溫度變化的趨勢。下列說法不正確的是()A．植物甲比植物乙更能適應高溫環(huán)境B．若在35℃恒溫條件下分別培養(yǎng)植物甲和植物乙一晝夜(12小時光照、12小時黑暗)，則植物甲一晝夜的有機物積累量大于植物乙C．15℃時，植物甲的葉肉細胞中產(chǎn)生還原氫的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和類囊體薄膜D．溫度高于35℃時，植物乙凈光合速率下降的原因可能是氣孔關(guān)閉解析：據(jù)圖可知，甲的最適溫度比植物乙高，故植物甲比植物乙更能適應高溫環(huán)境，A項正確；在35℃恒溫條件下，甲、乙兩種植物的凈光合速率相同，但是它們的呼吸速率未知，所以植物甲一晝夜的有機物積累量不一定大于植物乙，B項錯誤；15℃時，植物甲的葉肉細胞能進行光合作用和呼吸作用，因此產(chǎn)生還原氫的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和類囊體薄膜，C項正確；溫度高于35℃時，植物乙的凈光合速率下降的原因可能是溫度過高時植物的氣孔關(guān)閉，導致二氧化碳不足，光合速率下降，也可能是溫度過高時光合速率下降而呼吸速率上升導致的凈光合速率下降，D項正確。答案：B5．(2022·華中師大附中模擬)為了研究某種植物光合速率和呼吸速率對生長發(fā)育的影響，研究者做了以下相關(guān)實驗：將長勢相同的該植物幼苗分成若干組，分別置于不同溫度下(其他條件相同且適宜)，暗處理1h，再光照1h，測其干重變化，得到如圖所示的結(jié)果。下列說法錯誤的是()A．32℃時植物的光合速率大于呼吸速率B．24小時恒溫26℃條件下，當光照時間超過4小時，該植物幼苗能正常生長C．該植物進行光合作用時，當光照強度突然增加，C3的量減少D．將該植物放在Heq\o\al(18,2)O的水中培養(yǎng)，光照一段時間后可以在體內(nèi)發(fā)現(xiàn)(CHeq\o\al(18,2)O)解析：32℃時，暗處理1h后的重量變化是－4mg，說明呼吸速率是4mg/h，光照1h后與暗處理前的變化是0mg，說明此條件下光合速率是8mg/h，光合速率與呼吸速率的數(shù)量關(guān)系為光合速率是呼吸速率的2倍，A項正確；26℃條件下呼吸速率是1mg/h，光合速率是3＋1＋1＝5mg/h，設(shè)在光照強度適宜且恒定、一晝夜恒溫26℃條件下，至少需要光照X小時以上，該番茄幼苗才能正常生長，則有5X－1×24＝0，可求出X＝4.8h，B項錯誤；當光照強度突然增加時，光反應增強，產(chǎn)生的ATP和NADPH增多，從而促進三碳化合物的還原，但是二氧化碳固定形成的三碳化合物的過程不受影響，故當光照強度突然增加時，C3的量減少，C項正確；將該植物放在Heq\o\al(18,2)O的水中培養(yǎng)，Heq\o\al(18,2)O先通過有氧呼吸第二階段進入C18O2，然后再通過光合作用暗反應進入到有機物(CHeq\o\al(18,2)O)中，D項正確。答案：B6．(2022·廣東化州二模)對下列四幅坐標圖的描述，正確的是()A．圖甲中a、b兩點細胞呼吸消耗的葡萄糖速率不相等B．若圖乙表示在密閉容器內(nèi)某植物生長一晝夜的O2含量變化，則該植物積累了有機物C．植物在晴朗夏天時，圖丙bc和de對應時段細胞內(nèi)C3含量都會下降D．圖丁表示適量的放牧也會破壞草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)解析：a點氧氣濃度低，釋放的二氧化碳主要來源于無氧呼吸，b點氧氣濃度較高，釋放的二氧化碳主要來源于有氧呼吸，因此產(chǎn)生等量的二氧化碳，a點消耗的葡萄糖多，A項正確；若圖乙表示在密閉容器內(nèi)某植物生長一晝夜的O2含量變化，D點密閉容器內(nèi)O2的相對含量低于A點，即該植物消耗的氧氣大于產(chǎn)生的氧氣，說明該植物通過呼吸作用消耗的有機物大于光合作用產(chǎn)生的有機物，該植物沒有積累有機物，B項錯誤；圖中bc段光合作用減弱是因為光照過強，氣溫過高，氣孔部分關(guān)閉導致二氧化碳供應不足，生成的C3減少，使細胞內(nèi)C3含量下降。圖中de段光合作用減弱是由于光照強度下降，葉綠素吸收的光能減少，光反應階段產(chǎn)生的NADPH和ATP減少，C3的還原受阻，使細胞內(nèi)C3含量上升，C項錯誤；由圖丁可知，草原載畜量在AC之間時，生產(chǎn)者凈生產(chǎn)量高于放牧前的；載畜量超過C點后，生產(chǎn)者凈生產(chǎn)量低于放牧前的，載畜量超過D點后，生產(chǎn)者凈生產(chǎn)量甚至小于0。所以，適量的放牧不會破壞草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，D項錯誤。答案：A7．(2022·廣東聯(lián)合質(zhì)量測評)生物學是實驗科學，觀察和實驗是生物學的基本研究方法。下列有關(guān)中學生物學實驗中觀察指標的描述，錯誤的是()選項實驗名稱主要的觀察指標A探究植物細胞的吸水和失水液泡大小的變化和原生質(zhì)層位置的變化B綠葉中色素的提取和分離濾紙條上色素帶的數(shù)量、顏色和寬窄C探究酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌培養(yǎng)液的濾液能否使酸性重鉻酸鉀溶液轉(zhuǎn)變成灰綠色D觀察根尖分生組織細胞有絲分裂著絲粒分裂，紡錘絲牽引染色體的運動解析：當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，紫色的液泡縮小，原生質(zhì)層的位置回縮；當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，細胞滲透吸水，紫色的液泡變大，原生質(zhì)層的位置擴大，使質(zhì)壁分離復原，A項正確；我們通過觀察色素分離成的四條色素帶，判斷綠葉中有四種色素，根據(jù)色素帶顏色和寬窄判斷四種色素的顏色和數(shù)量，B項正確；觀察酵母菌培養(yǎng)液的濾液能否使酸性重鉻酸鉀溶液轉(zhuǎn)變成灰綠色，是否有酒精生成，進而判斷酵母菌細胞的呼吸作用方式，C項正確；實驗中看的是死亡細胞，觀察不到這些變化，D項錯誤。答案：D8．(2022·廣州一模)在光照恒定、溫度最適條件下，某研究小組用圖1的實驗裝置測量一小時內(nèi)密閉容器中CO2的變化量，繪成曲線如圖2所示。下列敘述錯誤的是()A．a(chǎn)～b段，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運輸B．該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50ppmCO2/minC．適當提高溫度進行實驗，該植物光合作用的光飽和點將下降D．若第10min時突然黑暗，葉綠體基質(zhì)中C3的含量在短時間內(nèi)將增加解析：a～b段植物同時進行光合作用和呼吸作用，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運輸，A項正確；真光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，由ab段可以計算出凈光合速率＝(1680－180)÷30＝50ppmCO2/min，由bc段可以計算出呼吸速率＝(600－180)÷30＝14ppmCO2/min，因此真光合速率平均為50＋14＝64ppmCO2/min，B項錯誤；題干中提出，該實驗在最適溫度條件下進行，因此適當提高溫度進行實驗，光合速率下降，導致該植物光合作用的光飽和點將下降，C項正確；若第10min時突然黑暗，導致光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH含量下降，暗反應中三碳化合物的還原減弱，C3的消耗量減少，固定形成的C3不變，導致葉綠體基質(zhì)中C3的含量將增加，D項正確。答案：B二、非選擇題9．(2022·浙江湖州安吉高級中學模考)據(jù)最新報道：由“雜交水稻之父”袁隆平團隊研發(fā)的雜交水稻雙季測產(chǎn)為每畝1603.9公斤，創(chuàng)造新紀錄。袁隆平生前領(lǐng)銜的青島海水稻研究發(fā)展中心致力于畝產(chǎn)更高的“海水稻”研發(fā)，下圖表示水稻細胞與光合作用相關(guān)的結(jié)構(gòu)及部分生理過程，回答下列問題：(1)上圖結(jié)構(gòu)為________，是發(fā)生圖中反應過程的場所。水裂解的產(chǎn)物是________。光反應使得光能轉(zhuǎn)化為______中活躍的化學能。(2)圖中驅(qū)動ATP合成酶催化合成ATP的能量直接來自______，在此過程中H＋跨膜轉(zhuǎn)運方式屬于________________________________________________________________________。(3)海水稻是指在鹽堿地上生長的水稻。青島海水稻耐鹽堿性好，礦物質(zhì)含量比普通稻米更高，且沒有普通稻米的病蟲害，是天然有機食品。但如果鹽堿度過高會抑制光合作用速率，主要原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若短期內(nèi)三碳糖的輸出受阻，葉綠體內(nèi)的NADPH的合成速率會________(填：升高、降低或基本不變)。研究發(fā)現(xiàn)，葉肉細胞在沒有光照條件下，仍有三碳糖運出葉綠體，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)圖中發(fā)生的是光合作用的光反應階段，故該結(jié)構(gòu)表示葉綠體的類囊體(膜)。水裂解的產(chǎn)物是H＋、O2、e－。光反應將光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中活躍的化學能。(2)據(jù)圖可知，驅(qū)動ATP合成酶催化合成ATP的能量直接來自H＋，在此過程中H＋是順濃度梯度運輸，跨膜轉(zhuǎn)運方式屬于協(xié)助擴散。(4)若短期內(nèi)三碳糖的輸出受阻，三碳糖的還原減弱，消耗的NADPH減少，光反應生成的NADPH不變，葉綠體內(nèi)的NADPH的含量增加，合成速率會降低。葉肉細胞在沒有光照條件下，仍有三碳糖運出葉綠體，可能的原因是在葉綠體基質(zhì)中淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)槿继?。答案?1)類囊體(薄膜)H＋、O2、e－ATP、NADPH(2)H＋協(xié)助擴散(3)鹽堿度過高，導致根系吸水量減少，植物缺水，氣孔導度降低，CO2吸收量下降，光合速率下降；鹽堿度過高，導致根系吸水量減少甚至失水，影響代謝，抑制光合作用(4)降低葉綠體基質(zhì)內(nèi)淀粉轉(zhuǎn)化為三碳糖10．(2022·湛江一中、深圳實驗學校聯(lián)考)圖甲表示生物體中兩個重要的細胞代謝過程模擬圖，1～9表示物質(zhì)，Ⅰ～Ⅴ表示場所；圖乙表示線粒體中某種酶活性隨溫度變化的曲線圖?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖甲中，CO2產(chǎn)生和消耗的場所分別為__________、________(用“Ⅰ～V”作答)；________(填數(shù)字)可作為活潑的還原劑參與到光合作用暗反應階段中去。(2)正常生長的該種綠色植物，照光培養(yǎng)一段時間后，用黑布迅速罩上，此后該植物葉肉細胞的葉綠體內(nèi)不可能發(fā)生的現(xiàn)象是________。A．ATP/ADP比值下降B．NADPH/NADP＋比值下降C．CO2的固定加快D．O2的產(chǎn)生停止(3)若圖乙中的酶參與水的生成，則該酶最可能分布在________上。(用圖甲中“Ⅰ～Ⅴ”作答)(4)圖乙中，在0℃左右A點不與橫軸相交的原因是__________________________。解析：(1)圖甲中，CO2產(chǎn)生的場所在線粒體基質(zhì)有氧呼吸第二階段V，消耗的場所在葉綠體基質(zhì)Ⅱ參與暗反應；參與到光合作用暗反應階段的活潑的還原劑是2(NADPH)。(2)用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，即突然停止光照，光反應停止，還原氫NADPH和ATP的合成受阻，NADPH和ATP的含量減小，ATP與ADP比值和NADPH/NADP＋比值均下降，A、B不符合題意；用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，即突然停止光照，光反應停止，還原氫和ATP的合成受阻，導致三碳化合物的還原受阻，進而導致CO2的固定減慢，C符合題意；用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，即突然停止光照，光反應停止，O2的產(chǎn)生停止，D不符合題意。(3)水的生成是在有氧呼吸第三階段，場所在線粒體基質(zhì)中，因此該酶最可能分布在Ⅳ。(4)有氧低溫抑制酶的活性，但不改變酶的空間結(jié)構(gòu)，所以低溫條件下酶仍然有活性不會失活，所以在0℃左右A點不與橫軸相交。答案：(1)ⅤⅡ2(2)C(3)Ⅳ(4)低溫抑制酶的活性，但不改變酶的空間結(jié)構(gòu)，所以低溫條件下酶仍然有活性不會失活11．(2022·廣州一模)小麥是重要的糧食作物，小麥植株最后長出的、位于最上部的葉片稱為旗葉(如圖甲所示)，旗葉對籽粒產(chǎn)量有重要貢獻。分析并回答下列問題：注：RuBP羧化酶和SBP酶(景天庚酮糖-1，7-磷酸酶)是旗葉光合作用過程中的關(guān)鍵酶。(1)旗葉葉肉細胞的葉綠體內(nèi)有更多的類囊體堆疊，這為光合作用的____________階段提供了更多的場所。與其他葉片相比，旗葉光合作用更有優(yōu)勢的環(huán)境因素是__________。(2)在旗葉的葉肉細胞中存在著如圖乙所示的代謝過程。①小麥幼苗夜間產(chǎn)生ATP的場所是________________________________________。②下列關(guān)于圖中的物質(zhì)與過程的敘述，錯誤的是(多選)________。A．RuBP羧化酶可以催化E物質(zhì)的還原過程B．CO2濃度可以影響Ⅱ過程中RuBP羧化酶和SBP酶的活性C．小麥幼苗光合作用產(chǎn)生的有機物可以參與糖類、脂質(zhì)等其他有機物的合成D．光合作用過程中只消耗水分不產(chǎn)生水分③研究發(fā)現(xiàn)，RuBP羧化酶還可催化C5與O2反應產(chǎn)生乙醇酸，乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3，即光呼吸過程。該過程________(填“降低”“促進”或“不影響”)光合作用效率，同時使細胞內(nèi)O2/CO2的值________________，有利于生物適應高氧低碳的環(huán)境。(3)為指導田間管理和育種，科研人員對多個品種的小麥旗葉在不同時期的光合特性指標與籽粒產(chǎn)量的相關(guān)性進行了研究，結(jié)果如表所示。表中數(shù)值代表相關(guān)性，數(shù)值越大，表明該指標對籽粒產(chǎn)量的影響越大。時期抽穗期開花期灌漿前期灌漿中期灌漿后期灌漿末期氣孔導度0.300.370.700.630.350.11胞間CO2濃度0.330.330.600.570.300.22葉綠素含量0.220.270.330.340.480.45注：氣孔導度表示氣孔張開的程度。①以上研究結(jié)果表明，旗葉氣孔導度對籽粒產(chǎn)量的影響最大的時期是在________期。若在此時期干旱導致氣孔開放程度下降，籽粒產(chǎn)量會明顯降低，有效的增產(chǎn)措施是______。A．釋放干冰 B．合理灌溉C．燃燒秸稈 D．噴灑生長素②根據(jù)以上研究結(jié)果，在小麥的品種選育中，針對灌漿后期和末期，應優(yōu)先選擇進行培育的品種是____。A．旗葉葉綠素含量高的品種B．旗葉水分含量多的品種C．旗葉氣孔導度大的品種D．旗葉胞間CO2濃度高的品種(4)在植物體內(nèi)，制造或輸出有機物的組織、器官被稱為“源”，接納有機物用于生長或貯藏的組織、器官被稱為“庫”。欲研究小麥旗葉與籽粒的“源”“庫”關(guān)系，請寫出簡單的研究思路：_____________________________________________________________________________________________