2024-2025學(xué)年高中生物寒假作業(yè)精練5光合作用的原理及其應(yīng)用含解析

PAGEPAGE11光合作用的原理及其應(yīng)用典題溫故典題溫故1．（2024·新課標(biāo)Ⅰ卷·3）將一株質(zhì)量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等相宜的環(huán)境中，一段時間后植株達(dá)到40g，其增加的質(zhì)量來自于（）A．水、礦質(zhì)元素和空氣B．光、礦質(zhì)元素和水C．水、礦質(zhì)元素和土壤D．光、礦質(zhì)元素和空氣2．（2024江蘇卷·17）如圖為某次光合作用色素紙層析的試驗(yàn)結(jié)果，樣品分別為簇新菠菜葉和一種藍(lán)藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是（）A．研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B．層析液可采納生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C．在放開的燒杯中進(jìn)行層析時，需通風(fēng)操作D．試驗(yàn)驗(yàn)證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b經(jīng)典集訓(xùn)經(jīng)典集訓(xùn)1．光合作用是生物界最基本的同化作用。下列相關(guān)敘述不正確的是（）A．光合作用過程中，碳元素的轉(zhuǎn)移途徑是：CO2→C3→（CH2O）B．凈光合速率為零時，藍(lán)藻細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所主要有線粒體和葉綠體C．光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應(yīng)中將CO2合成糖類的能源物質(zhì)D．用H218O培育小球藻，一段時間后可在其產(chǎn)生的糖類和氧氣中檢測到18O2．科研人員為探討某植物的光合特性，測定了該植物在光、暗條件下的CO2汲取速率，結(jié)果如圖。下列選項(xiàng)錯誤的是（）A．暗期CO2汲取速率大于0B．從暗期變到光期的瞬間，葉綠體中C3含量上升C．光期CO2汲取速率下降可能是CO2濃度降低所致D．暗期植物不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物的緣由是沒有光反應(yīng)供應(yīng)的ATP和[H]3．下列關(guān)于幾種元素與光合作用關(guān)系的敘述，正確的是（）A．氮元素是葉綠素的組成元素之一，沒有氮元素，植物就不能進(jìn)行光合作用B．磷元素是構(gòu)成ATP的必需元素，光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程均有ATP合成C．氧元素是構(gòu)成有機(jī)物的基本元素之一，光合作用制造的有機(jī)物中的氧元素來自于水D．碳元素是組成糖類的基本元素，光合作用中碳元素從CO2起先干脆經(jīng)C5形成糖類4．下圖表示甘蔗一個葉肉細(xì)胞內(nèi)的系列反應(yīng)過程，相關(guān)敘述正確的是（）A．過程①中類胡蘿卜素主要汲取紅光和藍(lán)紫光B．過程②產(chǎn)生的（CH2O）中的O來自CO2和H2OC．過程③釋放的能量大部分貯存于ATP中D．過程④一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系5．下列有關(guān)光合作用和細(xì)胞呼吸及其應(yīng)用的敘述，錯誤的是（）A．種子成熟干燥后，細(xì)胞呼吸速率下降B．CO2的固定可發(fā)生在黑藻葉綠體的基質(zhì)中C．施有機(jī)肥能防止土壤板結(jié)，有利于作物根系生長D．葉綠素a、b在藍(lán)紫光區(qū)的汲取光譜是相同的6．如圖是生理狀況相同的油料作物種子在清水中萌發(fā)形成幼苗過程中的生長狀況。下列相關(guān)說法錯誤的是（）A．10d前，萌發(fā)種子干重增加的主要元素是C和NB．10d后，白光下的幼苗體內(nèi)消耗ADP的場全部葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C．從圖中可知前10d內(nèi)光照對幼苗的生長存在抑制作用D．幼苗在黑暗條件下發(fā)黃而在光下變綠，說明光照能影響葉綠素的合成7．植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是（）A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)汲取的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B．葉綠素的汲取光譜可通過測量其對不同波長光的汲取值來繪制C．光合作用的作用光譜也可用CO2的汲取速率隨光波長的改變來表示D．葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參加光合作用引起的8．科研人員測定了航天誘變番茄突變體與野生型在6:00～18:00內(nèi)的凈光合速率，結(jié)果如圖所示。探討還發(fā)覺早晨和傍晚突變體的氣孔開放程度明顯高于野生型。下列相關(guān)分析正確的是（）A．突變體和野生型均于6:00起先進(jìn)行光合作用B．突變體和野生型體內(nèi)光合與呼吸相關(guān)酶的活性相同C．16:00～18:00突變體與野生型凈光合速率下降的主要緣由是環(huán)境中CO2供應(yīng)不足D．6:00～18:00時間段內(nèi)突變體有機(jī)物的積累量高于野生型9．下列有關(guān)綠葉中色素的提取和分別試驗(yàn)的敘述中，正確的是（）A．葉綠素的提取須要加入層析液作為提取液B．過濾時應(yīng)運(yùn)用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口C．分別色素時應(yīng)將濾液細(xì)線置于層析液中D．選材不同，四條色素帶在濾紙條上的排列依次不同10．探討人員對日光溫室內(nèi)的番茄葉片補(bǔ)充等強(qiáng)度不同波長的光，測得番茄光合速率的日改變狀況如圖。下列敘述錯誤的是（）A．據(jù)圖分析，在10:00左右適當(dāng)補(bǔ)充紅光，對番茄的生長最有效B．14:00～16:00，引起三組黃瓜光合速率均降低的主要因素是室內(nèi)CO2濃度過低C．9:00-11:00比照組CO2固定量比補(bǔ)藍(lán)光組多D．12:30時，若適當(dāng)提高溫室內(nèi)CO2濃度，短時間番茄植株中三碳酸的合成速率不變11．假如將一株綠色植物栽培在含H218O的完全培育液中，賜予足夠的光照，經(jīng)過較長一段時間后，下列物質(zhì)中能含18O的有幾項(xiàng)①四周空氣的O2②四周空氣的CO2③四周空氣的水分子④光合作用生成的葡萄糖A．一項(xiàng)B．二項(xiàng)C．三項(xiàng)D．四項(xiàng)12．植物果實(shí)發(fā)育所須要的有機(jī)物來源于葉片的光合作用，但過多枝葉的生長不僅會消耗大量光合產(chǎn)物及無機(jī)鹽等，而且對植物果實(shí)的產(chǎn)量也會造成不利影響。探討者用金桔來探討葉片光合作用與果實(shí)產(chǎn)量的關(guān)系，試驗(yàn)處理及結(jié)果如下圖所示，在金桔的葉片中檢測到有淀粉生成。下列相關(guān)分析正確的是（）A．第Ⅰ組葉片的凈光合速率最高，其果實(shí)干重肯定大于第Ⅱ、Ⅲ兩組B．植物以淀粉的形式將光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)或其他須要有機(jī)物的場所C．由此可知，應(yīng)盡量將植物多余的枝條及葉片摘除，以提高光合速率D．據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推想植物光合作用的產(chǎn)物在葉片中積累會抑制光合作用速率13．回答與光合作用有關(guān)的問題：（1）地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應(yīng)汲取的____________，在暗反應(yīng)中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2與RuBP（C5）結(jié)合，生成2分子C3，影響該反應(yīng)的外部因素，除光照條件外還包括_________________________（寫出兩個）；內(nèi)部因素包括_____________________________________（寫出兩個）。（2）在“光合色素的提取與分別”活動中，提取簇新菠菜葉片的色素并進(jìn)行分別后，濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為。分析葉綠素a的汲取光譜可知，其主要汲取可見光中的光。環(huán)境條件會影響葉綠素的生物合成，如秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與抑制葉綠素的合成有關(guān)。14．某生物愛好小組在探究多種環(huán)境因素對水稻光合作用影響的活動中，測得水稻汲取(用“+”表示)或釋放(用“-”表示)CO2的速率(單位:mgh?1)隨溫度改變的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示。請回答下列問題:組別條件溫度10℃20℃30℃35℃40℃45℃A黑暗-5-10-18-34-40-34B適當(dāng)遮陰，CO2深度為0.03%+3+50-16-24-24C全光照，CO2深度為0.03%+5+8+4+20-14D全光照，CO2深度為1.22%+10+20+40+28+120（1）A組數(shù)據(jù)可表示水稻的_______________隨溫度改變的狀況。由表中數(shù)據(jù)可知，影響水稻光合速率的外界因素有_______________________________________。（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，在相同溫度下，C組的光合速率明顯高于B組的，其緣由是____________________。（3）若對水稻進(jìn)行光照、黑暗處理各12小時，依據(jù)表格中信息，應(yīng)選擇光照為__________、CO2濃度為__________、光照下溫度為__________和黑暗下溫度為__________的條件，以保證水稻內(nèi)有機(jī)物的積累量最多。答案與解析答案與解析一、典題溫故1.【答案】A【解析】黃瓜幼苗可以汲取水，增加鮮重；也可以從土壤中汲取礦質(zhì)元素，合成相關(guān)的化合物。也可以利用大氣中二氧化碳進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物增加細(xì)胞干重。植物光合作用將光能轉(zhuǎn)化成了有機(jī)物中的化學(xué)能，并沒有增加黃瓜幼苗的質(zhì)量，故黃瓜幼苗在光照下增加的質(zhì)量來自于水、礦質(zhì)元素、空氣。綜上所述，BCD不符合題意，A符合題意。故選A。2.【答案】D【解析】綠色植物的葉綠體中含有四種色素，紙層析后，形成的色素帶從上到下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b黃綠色。由圖可知，菠菜含有四種色素，藍(lán)藻（原核生物）只含有葉綠素a和胡蘿卜素。研磨時加入碳酸鈣是為了愛護(hù)葉綠素，A錯誤；層析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92號汽油代替，B錯誤；層析時，為了防止層析液揮發(fā)，須要用培育皿蓋住小燒杯，C錯誤；由圖可知，藍(lán)藻只有兩條色素帶，不含有葉綠色b，D正確，故選D。二、經(jīng)典集訓(xùn)1.【答案】B【解析】光合作用過程中，碳元素的轉(zhuǎn)移途徑是：CO2→C3→（CH2O），A正確；藍(lán)藻是原核生物，沒有線粒體和葉綠體，B錯誤；光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應(yīng)中將二氧化碳還原為糖的能源物質(zhì)，C正確；用H218O培育小球藻，在葉綠體中進(jìn)行光合作用，進(jìn)行水的光解形成氧氣和[H]，可在氧氣中檢測到放射性。H218O還可參加有氧呼吸其次階段，生成C18O2，C18O2通過光合作用的暗反應(yīng)階段，轉(zhuǎn)移到糖類等有機(jī)物中，所以用H218O培育小球藻，一段時間后可在其產(chǎn)生的糖類和氧氣中檢測到18O，D正確。故選B。2.【答案】B【解析】從圖示曲線可知，暗期CO2汲取速率大于0，A正確；從暗期變到光期的瞬間，光反應(yīng)增加，C3的還原增加，C3消耗增加，而C3合成速率不變，故C3含量削減，B錯誤；光期CO2汲取速率有下降趨勢，可能是隨著光合作用的進(jìn)行，CO2不斷被汲取，導(dǎo)致環(huán)境中CO2濃度降低所致，C正確；沒有光反應(yīng)供應(yīng)ATP和[H]，暗反應(yīng)無法進(jìn)行，故暗期植物不能將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等光合產(chǎn)物是因?yàn)闆]有光反應(yīng)供應(yīng)的ATP和[H]，D正確。3.【答案】A【解析】N是葉綠素的組成元素之一，沒有N植物就不能進(jìn)行光合作用，A正確；P是構(gòu)成ATP的必需元素，光合作用光反應(yīng)有ATP合成，暗反應(yīng)過程有ATP消耗，B錯誤；O是構(gòu)成有機(jī)物的基本元素之一，光合作用制造的有機(jī)物的氧來自于二氧化碳，C錯誤；C是組成糖類的基本元素，在光合作用中從二氧化碳起先先后經(jīng)C3形成C5和（CH2O），D錯誤；故選A。4.【答案】D【解析】依據(jù)題意和圖示分析可知：①表示光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化為ATP的過程，發(fā)生在類囊體薄膜上；②表示ATP為三碳化合物的還原過程供能合成有機(jī)物的過程，發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中；③表示有機(jī)物氧化分說明放能量的過程，發(fā)生在細(xì)胞中；④表示ATP水說明放能量的過程，發(fā)生在細(xì)胞中。過程①中類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光，葉綠素主要汲取紅光和藍(lán)紫光，A錯誤；過程②產(chǎn)生的（CH2O）中的O來自CO2，B錯誤；過程③釋放的能量少部分貯存于ATP中，大部分以熱能形式散失，C錯誤；④表示ATP水說明放能量的過程，一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，D正確；故選D。5.【答案】D【解析】種子成熟干燥后，自由水含量削減，新陳代謝減慢，細(xì)胞呼吸速率下降，故A正確；黑藻為真核生物，光合作用的場所在葉綠體，其二氧化碳的固定（暗反應(yīng)）發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中，B正確；

增施有機(jī)肥，可改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤保肥、透氣的性能，防止土壤板結(jié)，有利于作物根系生長，C正確；葉綠素a、b在藍(lán)紫光區(qū)的汲取光譜很相像，但是略有不同，D錯誤；故選D。6.【答案】A【解析】由于油料種子在清水中萌發(fā)，最起先干重增加的緣由是脂肪轉(zhuǎn)換成糖類，因而導(dǎo)致干重增加的主要元素是0，A錯誤；10d后，白光下，由于幼苗葉子變綠能進(jìn)行光合作用，幼苗體內(nèi)消耗ADP的場所，即ATP合成場全部葉綠體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，B正確；圖中前10d內(nèi)光照條件下幼苗的長度低于黑暗條件下，可以推斷前10d內(nèi)光照對幼苗的生長存在抑制作用，C正確；黑暗條件下幼苗發(fā)黃而光下變綠，可說明光照能影響葉綠素的合成，D正確。故選A。7.【答案】A【解析】類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不汲取光能，A項(xiàng)錯誤；葉綠素主要汲取紅光和藍(lán)紫光，其汲取光譜可通過測量其對不同波長光的汲取值來繪制，B項(xiàng)正確；CO2的汲取速率和O2的釋放速率隨光波長的改變均可表示光合作用的作用光譜，C項(xiàng)正確；依據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的汲取光譜可知，葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參加光合作用引起的，D項(xiàng)正確。8.【答案】D【解析】由于凈光合速率=總光合速率-呼吸速率，6:00時突變體和野生型的凈光合速率均為0，說明二者此時的總光合速率=呼吸速率，而不是6:00起先進(jìn)行光合作用，A錯誤；由圖不能得出二者呼吸速率的大小，所以無法比較突變體和野生型體內(nèi)呼吸相關(guān)酶的活性是否相同，B錯誤；16:00～18:00突變體與野生型凈光合速率下降的主要緣由是光照強(qiáng)度降低，C錯誤；由圖可知，6:00～18:00時間段內(nèi)，大部分時間段內(nèi)是突變體凈光合速率大于野生型的凈光合速率，而其它時間段內(nèi)，突變體凈光合速率和野生型的凈光合速率幾乎完全相同，所以6:00～18:00時間段內(nèi)突變體有機(jī)物的積累量高于野生型，D正確。故選D。9.【答案】B【解析】提取葉綠素運(yùn)用無水乙醇，層析液用于分別色素；過濾時運(yùn)用單層尼龍布，并用棉塞塞住試管口，以防止揮發(fā)性強(qiáng)的無水乙醇揮發(fā)；分別色素時不能將濾液細(xì)線置于層析液中，否則色素會溶入層析液中；不同材料中四種色素在層析液中的溶解度相同，來自不同材料葉綠體中的四種色素含量可能不同，經(jīng)過紙層析后，在濾紙上的排列依次相同，色素帶粗細(xì)可能不同。10.【答案】B【解析】據(jù)圖分析可知，若實(shí)行在10:00前適當(dāng)補(bǔ)充紅光措施，對黃瓜的生長最有效，A正確；14～16時，三組的光照強(qiáng)度均下降，三組黃瓜光合速率均降低，B錯誤；9:00-11:00，比照組的光合速率高于藍(lán)光組，故比照組CO2固定量比補(bǔ)藍(lán)光組多，C正確；12:30時，番茄氣孔關(guān)閉出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象，若適當(dāng)提高溫室內(nèi)CO2濃度，短時間番茄植株中三碳酸的合成速率不變，D正確。故選B。11.【答案】D【解析】因?yàn)橹参锛橙〉乃梢詤⒓庸夂献饔冕尫懦?8O2，所以四周空氣中的O2具有放射性，①項(xiàng)正確；水參加有氧呼吸的其次階段，可以生成含有18O的CO2，②項(xiàng)正確；四周空氣中的18O2被植物汲取，進(jìn)行細(xì)胞呼吸生成水，或通過蒸騰作用釋放到空氣中，③項(xiàng)正確；CO2參加光合作用會生成含有18O的葡萄糖，④項(xiàng)正確，答案選D。12.【答案】D【解析】分析題圖可知：第Ⅰ組葉片的凈光合速率最高，但其葉片的數(shù)量最少，所以其果實(shí)干重不肯定大于第Ⅱ、Ⅲ兩組，同理，雖然摘除葉片越多，剩余葉片的光合速率越高，但葉片過少，光合總產(chǎn)量不高，不利于提高果實(shí)產(chǎn)量，因此不能為提高光合速率，而將植物大量的枝條及葉片摘除，A、C錯誤；淀粉是大分子，無法在植物體內(nèi)運(yùn)輸，光合產(chǎn)物是以小分子糖（如蔗糖）的形式輸出光合細(xì)胞，然后經(jīng)韌皮部長距離運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等器官中，B錯誤；據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，在同樣條件下，葉片越多，光合速率越低，可推想植物光合作用的產(chǎn)物在葉片中積累會抑制光合作用速率，D正確。13.【答案】（1）光能溫度、CO2濃度R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（其中兩個）（2）類胡蘿卜素藍(lán)紫光和紅低溫【解析】（1）地球上生物生命活動所需的能量來自有機(jī)物，有機(jī)物主要來自植物的光合作用，光合作用合成有機(jī)物須要光反應(yīng)汲取光能，轉(zhuǎn)化為ATP的化學(xué)能，然后ATP為暗反應(yīng)中C3的還原供應(yīng)能量，合成糖類。在暗反應(yīng)中，RuBP羧化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結(jié)合，生成2分子C3，這是光合作用的暗反應(yīng)的二氧化碳的固定。暗反應(yīng)的進(jìn)行須要相關(guān)酶的催化，二氧化碳做原料，須要光反應(yīng)供應(yīng)[H]和ATP，光反應(yīng)須要色