【优化方案】2022届高考生物一轮复习第五章第4节能量之源光与光合作用知能演练强化闯关（含解析）新人教版必修11．(2022·安徽黄山七校联考)某同学在做叶绿体色素的提取和分离的实验中，观察到的色素带颜色较浅，其可能原因是( )①无水乙醇加入量太多 ②未加CaCO3 ③未加SiO2 ④使用放置了两天的菠菜叶 ⑤只画了一次滤液细线A．2种 B．3种C．4种D．5种解析：选D。无水乙醇加入量过多，造成乙醇中的叶绿素含量浓度小，导致色素带颜色浅；不加CaCO3，研磨时会使叶绿素遭到破坏，提取到的叶绿素少，导致色素带颜色浅；未加SiO2导致研磨得不充分，使色素带浅；菠菜叶失绿，导致色素带颜色浅；画滤液细线次数少，导致色素带浅。2．下列关于光合作用及光合色素的叙述，正确的是( )A．在适宜光照下，叶绿体和线粒体合成ATP都需要O2B．从高等植物叶片中分离出4种光合色素，其中呈橙黄色的是叶黄素C．叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素D．植物光合作用中的光反应，其主要功能是固定二氧化碳解析：选C。A错误，叶绿体合成ATP不需要O2，有氧呼吸的第二阶段合成ATP也不需要O2；B错误，胡萝卜素呈橙黄色，叶黄素呈黄色；D错误，光反应的主要功能是产生O2、ATP和[H]。3．(2022·济南练习)生长于较弱阳光下的植物，当提高CO2浓度时，光合速率并未加快。对这一现象最可能的解释是( )A．呼吸作用受阻影响光合作用B．使C3还原的还原剂和ATP不足C．暗反应过程所需的酶在弱光条件下活性低D．呼吸作用强，大量消耗光合作用产物解析：选B。分析题干可知，光合速率并未加快是由于光反应提供的ATP和[H]不足，导致C3还原过程受阻。4．(2022·高考海南卷)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是( )A．一直降低，直至为零B．一直保持稳定，不变化C．降低至一定水平时保持相对稳定D．升高至一定水平时保持相对稳定解析：选C。本题考查植物光合作用与呼吸作用相互关系方面的知识。在适宜条件下光照培养，植物能进行光合作用且光合作用速率大于呼吸作用速率，这样会导致密闭的玻璃容器内的CO2逐渐减少，光合作用速率随密闭玻璃容器内CO2的减少而降低，直至光合作用速率降低到与呼吸作用速率相等，此时CO2浓度在一定水平保持相对稳定。5．(2022·安徽名校模拟)2,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有O2释放。此实验证明( )A．光合作用在类囊体上进行B．光合作用产物O2中的氧元素来自CO2C．光反应能产生还原剂和O2D．光合作用与叶绿体基质无关解析：选C。依据题中信息可判断，光照后溶液变为无色，说明有还原剂产生。有O2释放，说明该过程有O27\n产生。类囊体是光合作用光反应阶段的场所，说明光反应能产生还原剂和O2。6．(2022·高考重庆卷)长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况，某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日，观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图(如下图所示)。据图分析：(1)光合作用消耗ATP最快的时刻是________。根吸水能力最强的时刻是________。(2)直接引起蒸腾速率变化的生理指标是________；推测导致12∶00时光合速率出现低谷的环境因素主要是______(填“光照”或“CO2”)。(3)在14∶00时若适当提高CO2浓度，短时间内叶绿体中[H]含量的变化是________。解析：(1)消耗ATP最快的时刻即为暗反应最快的时刻，即光合速率最大的时刻，为图中的10∶00。根吸收的水分有99%用于蒸腾作用，故根吸水能力最强时也就是蒸腾速率最大时，即图中的12∶00。(2)从图中可以看出，气孔导度与蒸腾速率两曲线趋势一致，因此引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔导度。夏季12∶00时，气孔导度最大，此时气孔开启程度最大，CO2供应充足，因此导致光合速率出现低谷的环境因素是光照。(3)14∶00时光合速率相对较高，若此时适当提高CO2浓度，会使C3化合物含量上升，用于还原C3化合物的[H]增多，故[H]含量降低。答案：(1)10∶00 12∶00 (2)气孔导度 光照 (3)降低1．某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( )A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析：选B。水稻的叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，A、C项错误。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则色素层析条带从上至下缺第2条，故B项正确、D项错误。2．叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构和功能的叙述，正确的是( )A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜和内膜上B．与光合作用有关的酶只分布在基质中C．H2O在光下分解为[H]和O2发生在基质中D．光合作用产物(CH2O)在基质中合成解析：选D。组成叶绿体基粒的类囊体的薄膜上分布着光合作用的色素和酶，故A、B两项错误；水的光解发生在光反应阶段，反应场所是类囊体的薄膜上；产物(CH2O)的合成在暗反应阶段，是在叶绿体基质中完成的。3．对叶绿体进行成分分析时，发现某部位的磷酸含量较多。该部位最可能是叶绿体的( )A．外膜 B．内膜C．基粒D．基质解析：选D。光合作用的暗反应阶段需消耗ATP，进行ATP7\nADP＋Pi＋能量的过程，暗反应的场所是叶绿体基质。而光反应则消耗ADP和Pi，合成ATP。4．下列关于光合作用的叙述，正确的是( )A．光反应阶段的化学反应是在叶绿体的内膜上进行的B．叶绿体基质中的CO2直接被光反应阶段产生的[H]还原C．叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光D．不能进行光合作用的生物均属于异养生物解析：选C。光反应的场所是类囊体薄膜；CO2只有被固定形成C3后才能被[H]还原；硝化细菌不能进行光合作用，但能进行化能合成作用，属于自养生物。5．某科学家为了研究光合作用做了如下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同光照时间后，从培养液中提取并分析放射性物质，最可能的实验结果是( )A．光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多B．光照时间越长，积累的三碳化合物越多C．只要给予光照，放射性物质就会出现在葡萄糖中D．无论光照时间多长，放射性物质都会分布在叶绿体类囊体的薄膜上解析：选C。进行光合作用的原料CO2中C被标记，在光照下进行光合作用，被标记C的转移途径是CO2＋C5→2C3→C6H12O6＋C5。6．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：选B。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。7．下列关于绿色植物叶肉细胞生理活动的叙述，正确的是( )A．叶绿体放出氧气的速率有可能与线粒体消耗氧气的速率相等B．叶绿体白天进行着ATP的合成，夜晚进行着ATP的水解C．随CO2浓度的增大，叶绿体的光合速率增大，线粒体的呼吸速率减小D．线粒体产生的CO2在光照时全部扩散到叶绿体中，黑暗时全部扩散到细胞外解析：选A。当叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率时，叶绿体放出氧气的速率与线粒体消耗氧气的速率相等；叶绿体白天进行ATP的合成与水解；在其他条件一定的条件下，随CO2浓度的增大，叶绿体的光合速率逐渐增大，但有最大值；当叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率时，线粒体产生的CO2有一部分扩散到叶绿体中。8.如图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是( )A．该反应的场所是叶绿体的类囊体B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成D．无光条件有利于暗反应进行解析：选B。本题主要考查光合作用的基本过程。图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质，故A错误。C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过[H]的还原进行，故B正确。若在最适温度条件下，提高温度会降低酶活性，会使反应减弱，故C错误。在无光条件下，暗反应会因[H]和ATP的缺乏受到限制，故D错误。7\n9．(2022·山东烟台模块检测)如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是( )A．曲线中a点转向b点时，叶绿体中C3浓度升高B．曲线中b点转向d点时，叶绿体中C5浓度升高C．在一定范围内增加光照和CO2浓度，有利于提高光合速率D．曲线中c点产生的限制因素可能是叶绿体中酶的数量解析：选A。本题主要考查了影响光合作用的因素。在CO2浓度为1%的曲线上，从a点到b点即增加光照强度，光反应加快，产生的ATP、[H]增多，使得暗反应也加快，故C3含量降低。在光照强度相同时，d点的CO2浓度比b点要低，会影响到CO2的固定，故C5含量增加。从图中可以看出，c点时光合作用速率达到最高(不再增高)，叶绿体中酶的数量是限制因素之一。10．某学校生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用的实验，将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10℃、20℃和30℃下进行实验，观察并记录不同距离下单位时间产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是( )A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响B．A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用D．若在缺镁的培养液中进行此实验则B点向右移动解析：选D。白炽灯与大试管间距离的远近影响光照强度，设置10℃、20℃和30℃表示不同温度对光合速率的影响；A点时，光照强度相同，影响气泡产生的因素是温度；C点时，不同的温度下气泡产生量相同，影响因素是光照强度；B点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；在缺镁的培养液中进行此实验，叶绿素的合成减少，吸收的光能减少，B点向左移动。11．(2022·高考山东卷)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是( )A．甲植株在a点开始进行光合作用B．乙植株在e点有机物积累量最多C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭解析：选D。由图可知，a点是光合速率和呼吸速率相等的点，在a点之前就进行光合作用，A项错误；CO27\n的吸收速率(净光合速率)大于零，说明植物在积累有机物，6时～18时，植物一直在积累有机物，所以有机物积累量最多是在18时，B项错误；b～c段的变化是由于温度高，蒸腾作用旺盛，植物为了减少水分的散失而关闭气孔，致使植物吸收CO2量减少，d～e段的变化由光照强度减弱引起，C项错误；在b～d段，甲植株没有出现CO2吸收速率下降，有可能是某种原因导致其叶片的气孔无法关闭，D项正确。12．选用甲、乙两种植物进行光合作用的探究实验，测定两种植物在不同条件下单位时间内的O2释放量(mL)，实验结果如下表。下列说法正确的是( )灯泡的功率(单位：W)2050751002003000.1%CO2浓度甲植物3.416.028.240.556.556.5乙植物2.69.119.255.775.6102.60.03%CO2浓度甲植物2.311.219.827.627.527.6乙植物1.88.418.954.275.2101.8A.在阳光不充足的地区，甲植物与乙植物相比，光照强度最可能限制甲植物的正常生长B．在100W、CO2浓度为0.03%的条件下，提高光照强度能提高甲植物的光合作用强度C．光照强度由300W逐渐增大至400W的过程中，甲植物CO2吸收量可能保持相对稳定D．光照强度由300W逐渐增大至400W的过程中，乙植物O2释放量相持相对稳定解析：选C。甲植物的光饱和点小于乙植物，因此光照强度弱最可能限制乙植物的正常生长。在光照强度为100W、CO2浓度为0.03%时，甲植物的光合作用已经达到最大，光照强度再增大时，光合速率基本不变。光照强度由300W逐渐增大至400W的过程中，乙植物的光合作用强度可能进一步增强，O2释放量可能进一步上升，但甲植物光合作用强度基本不变，CO2吸收量可能会保持相对稳定。13．(2022·“江南十校”联考)景天科植物A有一个很特殊的CO2固定方式，夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，如图1所示；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，如图2所示。十字花科植物B的CO2固定过程如图3所示，请回答下列问题。(1)从图1、图2分析，植物A细胞在晚上________含量增多而糖类含量较少，白天则相反。(2)白天植物A进行光合作用，所需CO2的来源有苹果酸经脱羧作用释放和________________________________________________________________________。(3)在上午10：00时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物B和植物A细胞中C3含量变化的差异是________________________。(4)取等量A、B叶片进行光合色素提取和分离实验。若观察到B的滤纸条上以滤液细线为起点的第一条色素带宽度大于第二条，而A则相反，据此推测，叶绿素b与叶绿素a的含量比值高的是________叶片。解析：(1)植物A晚上吸收CO2合成有机酸，同时呼吸作用消耗糖类，故有机酸增多，糖类减少。(2)植物A白天气孔关闭，光合作用所需CO2来自细胞内苹果酸的分解释放和呼吸作用产生。(3)上午10∶00时光照较充足，植物B所需CO2主要从外界获得，突然降低环境中CO2浓度，植物BCO2固定受阻，合成C3的量下降。植物A白天所需CO2不是从外界获得的，所以环境中CO2浓度降低对其影响不大。7\n答案：(1)有机酸 (2)呼吸作用产生 (3)植物B下降，植物A基本不变 (4)B14．(2022·北京西城区高三检测)如图为甲、乙两种植物CO2吸收量随光照强度变化的曲线图。据图回答：(1)甲、乙两种植物呼吸作用较强的是________植物。在A、C点时，植物细胞中可以产生ATP的细胞器有__________。当光照强度达到E点后，限制甲植物光合作用的主要环境因素有________________________________________________________________________。(2)如果在图中F点突然停止光照，短期内叶绿体中C3的含量将__________，其主要原因是发生在__________________停止，使________减少，影响__________；同时________过程仍继续进行。(3)当平均光照强度在B和D之间，光照和黑暗的时间各为12h。实验前后，甲植物中有机物总量将________，乙植物中有机物总量将________。解析：(1)由图可知，甲植物的呼吸速率为2mg/(m2·h)，乙植物的呼吸速率为1mg/(m2·h)，故甲植物的呼吸作用较强。A、C点时细胞既进行光合作用，又进行呼吸作用，产生ATP的细胞器为线粒体和叶绿体。E点时光照强度不再是限制甲植物光合作用强度的因素，此时限制因素主要是CO2浓度和温度。(2)F点时突然停止光照，在类囊体膜(上)的光反应停止，ATP和[H]的产生减少，使暗反应中C3的还原受影响，此时C3的消耗减少，C5的产生减少，即C3含量增加，C5含量减少。(3)以甲植物为例，当光照强度>B时，每小时有机物的积累量(以CO2吸收量来衡量)小于2mg/(m2·h)，因此光照12小时有机物的积累量小于24mg/(m2·h)。而夜晚每小时的呼吸量为2mg/(m2·h)，因此12小时的呼吸量为24mg/(m2·h)，故甲植物中有机物总量将减少，同理分析乙植物中有机物总量将增加。答案：(1)甲 线粒体、叶绿体 CO2浓度和温度(2)增加 类囊体膜(上)的光反应 ATP和[H] C3的还原 CO2与C5结合 (3)减少 增加15．(2022·高考江苏卷)为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成实验报告并回答下列问题：(1)实验报告①材料用具：乳熟期的温室盆栽水稻，1mmol/LNaHSO3溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等。②实验步骤：第一步：选取若干____________________的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组。第二步：每天傍晚分别将等量的__________、__________喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率。③结果与分析：实验结果见图1，经分析可以得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7\n图2(2)研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的______________，进而加快对图2中________(填字母A～D)物质的利用。(3)研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1mmol/LNaHSO3效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请用柱形图绘制出实验结果(实验光照强度为1000μmol·m－2·s－1)。解析：(1)实验设计中要排除无关变量对实验结果的影响，故选取水稻植株的要求是株型、长势、叶片均一。本题自变量为有无1mmol/L的NaHSO3溶液，因为甲组为对照组，故喷洒的是蒸馏水，实验组喷洒的则是1mmol/L的NaHSO3溶液。分析图1可知，喷洒低浓度的NaHSO3溶液能提高水稻的净光合速率，因呼吸速率相同，故也可进一步得出喷洒低浓度的NaHSO3溶液能提高水稻的光合速率的结论。(2)叶绿体中ATP是在类囊体薄膜上形成的，则推测NaHSO3溶液可能作用于类囊体，使其产生的ATP量增多，直接加快了对B物质的利用，间接加快了对A、D物质的利用。(3)要证明PMS和NaHSO3溶液作用相同，且无累加效应和抑制效应，则需要设计4组实验，一是蒸馏水的对照组，二是NaHSO3溶液的实验组，三是PMS溶液的实验组，四是NaHSO3溶液＋PMS溶液的实验组。绘图时要标注横纵坐标的意义及相应的数值和单位，并充分利用题中提供的信息。答案：(1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1mmol/L的NaHSO3溶液 ③不同光照强度下低浓度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率 (2)类囊体 A、B、D(3)见下图。7
