《创新设计・高考总复习》2014届高考生物第一轮复习方案：1-3-3-能量之源――光与光合作用

一、选择题1．一种在叶绿体内与光合作用有关的酶，其活性受到pH及镁离子浓度的影响如图所示。据右图分析，试推测与夜晚相比，叶绿体内的pH及镁离子浓度在白天最可能发生下列哪一种变化()A．pH不变，镁离子浓度不变B．pH下降，镁离子浓度下降C．pH下降，镁离子浓度上升D．pH上升，镁离子浓度上升解析植物在白天光合作用旺盛，说明相关酶的催化活性较高，pH上升，镁离子浓度上升。答案D2．历经一个多世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述不正确的是()A．普里斯特利的实验证明了植物可以更新空气B．萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2解析恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是进行光合作用的场所，而不能定量分析光合作用生成的氧气量。答案C3．将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是()A．随机、均匀分布在混合液中B．集中分布在上下两侧C．集中分布在中央位置D．集中分布在溶液的下层解析白光经三棱镜分解成七色光，其中上下两端的红光和蓝紫光被植物吸收利用最多，故两端产生的氧气最多，因此好氧细菌集中分布在两端。答案B4．有一种蓝色染色剂DCPIP(二氯酚靛酚)，被还原后变为白色。将DCPIP加入下列哪组试管中，其颜色变化最大()A．叶绿体色素提取液，置于黑暗中B．叶绿体悬浮液，置于光下C．线粒体悬浮液，置于葡萄糖溶液中D．叶绿体基质提取液，置于光下解析叶绿体悬浮液置于光下能产生[H]；线粒体能利用丙酮酸产生[H]，不能利用葡萄糖。四个选项中只有B能将DCPIP(二氯酚靛酚)还原。答案B5．用高速离心法打破叶绿体膜后，类囊体薄膜和基质都释放出来。在缺二氧化碳的条件下，给予光照，然后再用离心法去掉类囊体薄膜。黑暗条件下，在去掉类囊体薄膜的基质中加入14CO2，结果在基质中检测到含14C的光合产物。为证明①光照条件下，在类囊体薄膜上产生ATP、[H]等物质；②CO2被还原成光合产物的过程不需要光。在上述实验进行的同时，应追加一个怎样的实验(已知肯定要加14CO2)来说明问题()A．备无类囊体薄膜的基质，在无任何光照的条件下加入ATP、[H]B．备有类囊体薄膜的基质，在无任何光照的条件下加入ATP、[H]C．备无类囊体薄膜的基质，在有光照的条件下加入ATP、[H]D．备有类囊体薄膜的基质，在有光照的条件下加入ATP、[H]解析要实现实验目的“①光照条件下，在类囊体薄膜上产生ATP、[H]等物质”应在追加的实验中备无类囊体薄膜的基质，加入ATP、[H]；要实现实验目的“②CO2被还原成光合产物的过程不需要光”应将追加的实验装置放在无任何光照的条件下。答案A6．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是()A．光反应强度升高，暗反应强度降低B．光反应强度降低，暗反应强度降低C．光反应强度不变，暗反应强度降低D．光反应强度降低，暗反应强度不变解析镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁植物不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使幼苗吸收光能的能力减弱，光合作用的光反应强度降低，故A、C项错误；因为暗反应需要光反应提供[H]和ATP，故光反应强度降低后，为暗反应提供的[H]和ATP减少，暗反应的强度也降低，故B项正确、D项错误。答案B7．下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是()A．水稻在收获时节，叶片中色素含量是(甲＋乙)(丙＋丁)B．提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发C．四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大D．四种色素中，丙和丁主要吸收红光解析依柱状图中扩散距离可推知，甲为叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素。在水稻收获时节，叶片变黄，类胡萝卜素的含量大于叶绿素的含量；在提取色素时，加入碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿素遭到破坏；丁色素在层析液中的溶解度最大，故扩散的距离最远，乙色素的含量最多；叶绿素(甲＋乙)主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素(丙＋丁)主要吸收蓝紫光。答案A8．卡尔文等人在小球藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后，从小球藻中提取并分析放射性物质。预测实验结果是()A．光照时间越长，三碳化合物的积累越多B．光照时间越长，五碳化合物的积累越多C．光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多D．无论光照时间长短，放射性物质都会集中分布在类囊体膜上解析CO2参与暗反应的过程，其中C的转移途径是CO2―→C3―→C5或C6，其中C5被循环利用，所以光照时间越长积累的C6越多，放射性物质种类越多；暗反应过程在叶绿体基质中进行。答案C9．以测定的产氧和耗氧速率为指标，研究温度对某种绿藻的光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下图所示。下列分析错误的是()A．测定光照下产氧速率时，各温度条件下的光照强度必须相同B．测定呼吸耗氧速率时，须置于黑暗条件下进行C．35℃是最有利于该绿藻生长的温度D．若温度长期保持在40℃，则该绿藻不能生长解析产氧速率表示净光合作用，40℃产氧速率大于0，说明光合作用大于细胞呼吸，有有机物的积累。答案D10．下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是()A．A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B．B点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等C．已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃，如图表示该植物处于25℃环境中，则将温度提高到30℃时，A点上移，B点左移，D点下移D．当植物缺镁时，B点将向右移解析A点叶肉细胞只进行细胞呼吸，无光合作用，故产生ATP的细胞器只有线粒体；B点时植物光合作用产生的氧气量正好等于细胞呼吸消耗的氧气量，故氧气的吸收量为0；温度由25℃提高到30℃时，植物光合作用强度下降，细胞呼吸强度提高，则A点上移，B点右移，D点上移；当植物缺镁时，吸收光能的色素量减少，要达到与细胞呼吸强度相同，则所需的光照强度较高，故B点将向右移。答案C规律总结光合作用CO2消耗量、O2产生量的计算：光合作用二氧化碳的消耗量＝二氧化碳的吸收量＋细胞呼吸二氧化碳的产生量；光合作用氧气的产生量＝氧气的释放量＋细胞呼吸氧气的消耗量。11．在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照强度下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表。分析表中数据，不正确的推论是()光照强度/klx1.03.05.07.08.010.0CO2变化量mg·dm－2·h－1＋2.0－3.0－6.0－10.0－12.0－12.0A.光照强度为1klx时，光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2B．光照强度为2klx时，该植物净光合作用速率应为0C．光照强度由5klx增强为7klx时，叶肉细胞中C3化合物合成速率增大D．光照强度为9klx时，叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因之一解析光照强度为1klx时，CO2变化量为正值，说明此时呼吸作用释放的CO2大于光合作用吸收的CO2；光照强度由1klx到3klx时，CO2变化量由正值变为负值，说明在1～3klx某点时，植物净光合作用速度为0，但不一定是2klx时；光照强度由5klx增强为7klx时，CO2变化量最大，说明在这段时间内光合作用逐渐增强，叶肉细胞中C3化合物合成速率增大；光照强度由8klx增强为10klx时，CO2量不变，说明此时光合作用达到最大值，叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因之一。答案B12．通过实测一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况得到如图1所示曲线。图1中所示细胞发生的情况与曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是图2中的()解析AB段表现为释放CO2，因此呼吸速率大于光合速率，呼吸作用产生的CO2一部分扩散入叶绿体用于光合作用，另一部分扩散到细胞外。答案A二、非选择题13．为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验设计、结果预测和分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验过程中光照和温度等条件适宜，气体在空气中和在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。实验步骤和预测实验结果：第1步：剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的甲、乙两支试管中。此时，叶片均浮在水面。第2步：用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。第3步：将这两支试管先放在________________一段时间。结果：甲试管中________________，乙试管中叶片仍在试管底部。第4步：再将这两支试管放在________________一段时间，结果：甲试管中________________，乙试管中叶片仍在试管底部。结果分析：(1)第3步中甲试管中出现上述现象的原因：__________________________________________________________________________________________________。(2)第4步中甲试管中出现上述现象的原因：______________________________________________________________________________________________。(3)第3、4步中乙试管中叶片均不变化的原因：________________________________________________________________________________________________。答案第3步：日光灯下叶片上浮第4步：暗培养箱中叶片下沉(1)光照下，叶片进行光合作用产生的O2量多于呼吸作用消耗的O2量(叶肉细胞间隙中的O2量增加，叶片上浮)(2)黑暗中，叶片只进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2量(放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉)(3)缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸(叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部)14．为探究影响光合速率[单位/(μmol·m2·s－1)]的因素，科研人员利用玉米和大麦在适宜的温度、光照强度下进行有关实验，结果如下图。请回答下列问题。(1)从图中可以看出，影响光合作用的因素有________、________和________。(2)如果将长势相同的玉米和大麦幼苗共同种植在一个透明密闭的装置中，保持题干中的条件和21%的O2环境，一段时间后，________幼苗先死亡。理由是___________________________________________________________________。(3)由图可知，大麦植株处于不同CO2浓度下，其光合作用速率均以含O2量为________时最高；随着含O2量增加，光合速率会________。(4)某人拟利用下列材料用具设计实验，进一步探究较低和较高氧气浓度对玉米光合速率的影响。请帮助完成下列实验方案。材料用具：玉米幼苗3株，适宜浓度的完全培养液(含植物生长的全部必需无机盐离子)，适宜浓度的NaHCO3溶液(维持CO2含量在大气水平)，培养装置，照明灯，O2发生器等。实验步骤：①组装培养装置并编号为甲、乙、丙。培养装置除规格满足实验需要并方便添加物质和取样分析外，还应________________________。②向甲、乙、丙中分别加入等量且适量的完全培养液和NaHCO3溶液，振荡摇匀，各放入1株玉米幼苗。③向装置甲、乙中分别充入相同体积的4%O2和50%O2，丙组________