广西2022年高考生物全程复习3.5C3、C4植物和生物固氮课时提能演练（含解析）(45分钟100分)一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分）1.（易错题）根瘤菌是一种固氮微生物，其生物学特征之一是()A．在土壤中独立生活时能够固氮B．需氧的异养细菌C．所需能量由自身的线粒体提供D．单细胞真核生物2.（2022·保定模拟）下表是高粱和大豆某些特征的比较，错误的一项是()3.（2022·衡水模拟）关于固氮生物的正确说法是()A.固氮生物都是异养的B.固氮生物都是互利共生的C.固氮生物都是细菌或放线菌D.根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分4.（预测题）下列有关C3植物和C4植物的叙述，正确的是()A．C3植物仅叶肉细胞中含有正常的叶绿体B．比较两类植物的叶片，C4植物的叶脉颜色较深C．C4植物的叶肉细胞含有两种叶绿体，其中含有不同的酶-9-\nD．热带和亚热带地区的植物是C4植物，温带和寒带地区的植物是C3植物5.如图表示几种含氮物质之间相互转化的关系，下列关于此图的叙述，正确的是()A.能进行1过程的生物一定可以在无氮培养基上正常生存B.能进行4过程的生物是硝化细菌，4过程属于化能合成作用C.若催化7过程的是谷丙转氨酶，则新的氨基酸代表丙氨酸D.不能独立进行8过程的生物，其遗传物质是DNA和RNA6.（预测题）如图是某阳生植物叶片的结构示意图，下列说法正确的是()A.③表示气孔，上表皮和下表皮数目同样多B.该植物中CO2与C5结合发生在①和②处的细胞C.①处叶肉细胞只进行光反应，②处维管束鞘细胞只进行暗反应D.用碘液测定叶片中淀粉，①不变蓝，②变蓝7.关于生物固氮在农业生产中的应用，不正确的是()A．自然界每年通过生物固氮所提供的氮素约4×108tB．经过根瘤菌拌种的豆科作物，可以增产10％～20％C．用固氮基因工程让非豆科作物固氮，不仅能明显地提高粮食产量，而且有利于生态环境的保护D．固氮菌中由核糖体合成、经高尔基体加工后具生物活性的固氮酶，能将N2还原成NH38．如图表示两种植物在不同的CO2浓度下净CO2交换速率（单位μmol·m-2·s-1-9-\n）的变化，判断下列叙述错误的是()A.植物A是C4植物，因它在高CO2浓度下有较高的净CO2交换速率B.在净CO2交换速率等于0时，两种植物A和B仍进行光合作用和呼吸作用C.如果光照强度保持恒定，CO2浓度进一步增加，则植物A的CO2交换速率将达到CO2饱和点D.在CO2浓度为200×10-6时，C4植物比C3植物有较高的光能利用效率9.到山区的农村走一走，你不难发现：山野中到处都种植有豌豆、胡豆，而小麦、玉米却总是种在大田中。对此种现象合理的解释是()A.豌豆、胡豆为阴生植物，而小麦、玉米为阳生植物B.豌豆、胡豆为豆科植物，能与土壤中的根瘤菌共生固氮而能适应贫瘠的土壤环境C.豌豆、胡豆为C3植物，而小麦、玉米为C4植物D.小麦、玉米为人们的主食，因此受到人们的重视而种植在肥沃的大田中10.(2022·全国卷Ⅰ)光照条件下，给C3植物和C4植物叶片提供14CO2，然后检测叶片中的14C。下列有关检测结果的叙述，错误的是()A.从C3植物的淀粉和C4植物的葡萄糖中可检测到14CB.在C3植物和C4植物呼吸过程产生的中间产物中可检测到14CC.随光照强度增加，从C4植物叶片中可检测到含14C的C4大量积累D.在C3植物叶肉组织和C4植物叶维管束鞘的C3中可检测到14C二、非选择题（共3小题，共50分）11.（15分）如图为光合作用过程示意图，A、B、C、W、X、Y、Z代表各种物质或能量，请据图回答下列问题：-9-\n(1)图中B所代表的是_______________________________。(2)在光照强度不变的情况下，适当增加［］______________的浓度可提高Y的产量。(3)③过程进行的场所是______________________________。(4)如果在各种条件都很适宜的情况下，突然除去X，可以测出C5分子的含量变化是___________________________________________________________。(5)玉米和小麦可进行②③过程的场所依次是玉米在__________________________________________中进行，小麦在_______________________中进行。12.（14分）某农科所为研究不同植物的光合作用效率与环境因素的关系，在可人工控制的大棚内种植了玉米和大豆。如图表示在光照强度为700lx、室温为18℃的条件下，两种植物叶片的光合作用强度与CO2浓度的关系。请回答：(1)大豆中固定CO2的物质是______________，其相应的场所在___________细胞中。(2)当CO2浓度达到a点后，若要提高光合作用效率，可采取的措施有________________________________________________(只要答一点)。(3)为了研究C在植物体内的转移途径，可采用的实验手段有___________________________________________________________________________________。-9-\n(4)把两种植物叶片的横切片放在显微镜下观察，图乙所示的叶片应当是____________________________(填植物名称)的叶片。(5)研究性学习小组欲观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置有何不同，用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下只能看到绿色颗粒，却看不到淀粉粒，这一操作过程的错误是_____________________________________________________________________________________________________。13.（21分）（探究创新题）长期以来人们期望广大农田中的粮食作物能和豆科植物一样有固氮能力，以减少对化肥的依赖。科学家设想并正在研究将固氮基因直接转移到植物体内，培养出能自己制造氮肥的作物，此类研究一旦突破，将会对农业生产产生巨大的影响。因此，现代农业科学中生物固氮已成为极富挑战性的研究课题。据以上资料回答：(1)豆科植物自身是不能固氮的，豆科植物获得大量的氮素主要依赖于根系内有固氮能力的______________________，该生物与豆科植物的关系是_______________________，从细胞结构上看，该生物属________________生物。(2)大气中的N2经过固氮作用后进入生物体内，进入生物体内的氮主要用于合成_________________，该化合物特有的代谢产物_______________被某些微生物分解成_______________后，才可通过______________细菌氧化成NO3-，NO3-可被__________________吸收利用，或者被另一些细菌转化成_____________返回到大气中。因此在氮循环中起主要作用的微生物是_____________、_____________和________________。(3)有些科学家为了提高大豆的产量对根瘤菌进行改造(如菌株杂交等)，使其超过天然菌的固氮能力，那么对根瘤菌进行改造的遗传学原理是__________________________________________________________________________________。(4)试写出微生物中固氮基因遗传信息的传递途径：__________________________________________________________________________________。(5)大豆的根瘤菌只能侵入大豆的根，而不能侵入其他豆科植物。设计一个实验，证明大豆根瘤菌具有专一性。实验步骤：①第一步：配制豆科植物生长所必需的完全培养液，取等量培养液分别加入无菌的广口瓶1号和2号中，插入通气管，1号瓶中植入大豆苗(无菌),2号瓶中植入豌豆苗(无菌)。②第二步：_________________________________________________________。-9-\n③第三步：培养8～10天，观察。④预期结果：________________________________________________________。⑤该实验的对照组是___________________，实验组是____________________。⑥该实验的设计遵循的原则是______________原则、__________________原则。⑦结论：____________________________________________________________。答案解析1.【解析】选B。根瘤菌属于细菌，因此为原核生物；根瘤菌的有机营养需依靠豆科植物光合作用制造的有机物供给，因此属异养型生物；根瘤菌只有与豆科植物共生才能够固氮。【误区警示】思维定势造成误选C项，误认为根瘤菌为需氧型微生物，所以其能量应来自线粒体。但是根瘤菌属于原核生物，只有核糖体而没有线粒体，它含有有氧呼吸酶系统，所以它的能量应来自细胞质基质。2.【解析】选C。高粱是C4植物，大豆是C3植物。C4植物围绕维管束的是呈“花环型”的两圈细胞，里面是维管束鞘细胞，比较大，含没有基粒的叶绿体，外面是叶肉细胞，含正常叶绿体。由于C4植物具有C4途径，所以CO2的利用率和强光下的光合速率高。C4植物淀粉合成的部位是维管束鞘细胞，而C3植物淀粉合成的部位是叶肉细胞。-9-\n3.【解析】选D。固氮生物既有自养的也有异养的；既有共生的也有自生的；既有细菌、放线菌，也有蓝藻；生物固氮的主要完成者是根瘤菌。4.【解析】选B。C3植物不仅叶肉细胞中有叶绿体，保卫细胞中也有，A错。C4植物叶肉细胞中只有一种叶绿体，故C错。因C4植物叶肉细胞有叶绿体且一部分排列在维管束鞘细胞的外侧，所以C4植物叶脉颜色较深。热带和温带都有C3和C4植物。5.【解析】选C。过程1是生物固氮，自生固氮微生物能够在无氮培养基上正常生存，共生固氮微生物则不能；过程4是硝化细菌的硝化作用，而不是化能合成作用；在谷丙转氨酶的作用下，谷氨酸将氨基转移给丙酮酸，生成丙氨酸；病毒不能独立进行新陈代谢，其遗传物质是DNA或RNA。6.【解题指南】1.考查实质：C4植物的叶片结构和C4植物固定CO2的过程。2.解题思路：首先确定该植物为C4植物后，再结合C4植物中CO2的转移途径进行推断作答。【解析】选D。阳生植物的下表皮中气孔的数目多于上表皮；该植物属于C4植物，CO2与C5结合发生在②处的维管束鞘细胞中；①叶肉细胞既能进行光反应又能进行C4途径等反应；C4植物的淀粉生成于维管束鞘细胞中。7.【解析】选D。生物固氮是自然界主要的固氮方式；经过根瘤菌拌种，根瘤菌为豆科植物提供NH3，提高作物产量；用固氮基因工程让非豆科作物固氮，可以减少氮肥的使用，减少环境污染。固氮菌是原核生物，无高尔基体等细胞器。【方法技巧】分析生物固氮原理的应用（1）固氮提供氮素，减少化肥使用量，节约了能源，保护了环境。（2）对豆科作物进行根瘤菌拌种，提高产量。（3）用豆科植物做绿肥，提高土壤肥力，改良土壤结构，增加土壤通气性和保水性。（4）使用自生固氮菌剂提供农作物氮素营养并促进农作物生长。8．【解析】选A。C4植物能利用较低浓度的CO2进行光合作用，故植物B为C4植物；在净CO2交换速率等于0时，两种植物A和B仍进行光合作用和呼吸作用，只是两者强度相等；在CO2浓度为200×10-6时，植物B光合作用强度高于植物A。9.【解析】选B。豌豆、胡豆为豆科植物，能与土壤中的根瘤菌共生固氮而适应贫瘠的土壤环境，故种植在山野荒地上也能有收成，而小麦、玉米不能与根瘤菌共生固氮，因此只有种植在肥沃的大田中才能有好的收成。10.【解析】选C。CO2是光合作用的原料，14CO2进入C3植物的叶肉细胞后，其变化的基本过程为-9-\n；14CO2进入C4植物叶片后，其变化的基本过程为：故C3植物的淀粉，C4植物的葡萄糖及C3植物的叶肉组织和C4植物的维管束鞘的C3中都能检测到14C，即选项A、D正确；含14C的葡萄糖在C3植物和C4植物呼吸过程中产生的丙酮酸等中间产物中也可检测到14C。随光照强度增加，C4植物的光合作用强度也随之增大，对14C4的利用加快，不会出现C4的大量积累，故C项错误。11.【解析】水光解产生O2和［H］。光照强度不变，增加CO2的浓度即可增加光合作用的强度，得到更多的光合作用产物。③过程表示的是暗反应阶段，其场所是叶绿体基质。暗反应中CO2和C5反应形成C3，当除去CO2后，C5就会增加。注意C4植物进行暗反应的场所有两处。答案：(1)O2(2)［X］CO2(3)叶绿体基质(4)增加(5)叶肉细胞中的叶绿体、叶肉细胞中的叶绿体和维管束鞘细胞中的叶绿体叶肉细胞的叶绿体12.【解析】图甲为大豆叶片结构，图乙为玉米叶片结构，玉米为C4植物。叶片中含有叶绿体，所以在观察淀粉粒在叶片内的位置时，需要用酒精对叶片进行脱色处理，再用碘液染色。影响光合作用强度的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养，图中a点为CO2饱和点，所以可以通过适当提高光照强度、温度等手段来提高光合作用强度。答案：(1)C5叶肉(2)增加光照强度，适当提高温度，适当增加矿质营养(答对其中之一即可)(3)同位素示踪法(4)玉米(5)绿色叶片没有先在酒精中隔水加热脱去叶绿素，从而影响实验结果的观察13.【解析】-9-\n生物固氮可为植物提供绝大多数氮素，通过生物固氮为农作物提供氮素营养不仅能减少生产成本，而且能减轻环境污染，生物固氮在氮循环中是将N2转化为生物可利用形式的氮的主要渠道。给不同豆科植物施用同种类根瘤菌，依据豆科植物是否产生根瘤即可判断是否有根瘤菌与之共生，从而推断出根瘤菌是否具有专一性。答案：(1)根瘤菌互利共生原核(2)蛋白质尿素NH3硝化植物根系N2固氮菌硝化细菌反硝化细菌(3)基因重组(4)(5)②将等量大豆根瘤菌分别放入1号瓶和2号瓶中④1号瓶中有根瘤，2号瓶中无根瘤⑤2号瓶1号瓶⑥单一变量对照⑦大豆根瘤菌具有专一性-9-
