2020屆高考生物二輪復習 瘋狂專練6 光合作用、光合作用與細胞呼吸的關系（含解析）

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1、光合作用、光合作用與細胞呼吸的關系 考點說明×××××××× 本專題是根據(jù)近三年（2017～2019）的高考真題情況，去組織和命制題目。專題中有近三年的高考真題，根據(jù)真題加以模仿的題和百強名校對應考點的題。該專題主要考查光合作用的過程、原理、應用；影響光合作用的因素及光合作用與細胞呼吸的關系等。通常以坐標曲線考查真光合速率、呼吸速率、凈光合速率之間關系，考查學生對光合作用和有氧呼吸過程物質和能量上的聯(lián)系，分析改變某個因素對光合作用或有氧呼吸的影響。 考點透視×××××××× 1．（2019?新課標Ⅰ卷?3）將一株質量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中

2、，一段時間后植株達到40g，其增加的質量來自于（） A．水、礦質元素和空氣 B．光、礦質元素和水 C．水、礦質元素和土壤 D．光、礦質元素和空氣 2．（2017?新課標Ⅲ卷．3）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（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)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D．葉片在640~660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用

3、引起的 3．（2017?天津卷．6）某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸收速率。敘述錯誤的是（） A．光照強度低于P時，突變型的光反應強度低于野生型 B．光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型 C．光照強度低于P時，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度 D．光照強度高于P時，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度 考點突破×××××××× 1．下列關于高等植物光合作用的敘述，錯誤的是（） A．光合作用的暗反應階段不能直接利用光能 B．紅光照射時，胡蘿卜素吸收的光

4、能可傳遞給葉綠素a C．光反應中，將光能轉變?yōu)榛瘜W能需要有ADP的參與 D．紅光照射時，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用 2．提取光合色素，進行紙層析分離，對該實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是（） A．未見色素帶，說明材料可能為黃化葉片 B．色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液 C．提取液呈綠色是由于含有葉綠素a和葉綠素b較多 D．胡蘿卜素處于濾紙條最上方，是因為其在提取液中的溶解度最高 3．在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照強度與自然光相同的綠色光照射，在照射瞬間葉綠體中的物質所發(fā)生的變化錯誤的是（） A．ATP含量下降

5、 B．C3的含量上升 C．合成C5的速率加快 D．NADPH的含量下降 4．如圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是（） A．CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能 B．CO2可直接被[H]還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C．被還原的C3在相關酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高 5．實驗發(fā)現(xiàn)將葉綠體從葉肉細胞中分離出來，破壞其外膜，仍然可以在光下利用二氧化碳生產有機物、放出氧氣。以下分析正確的是（） A．光合作用所需的酶和色素主要位于葉綠體內膜和基質

6、中 B．葉綠體內膜具有選擇透過性，外膜是全透性的，起保護作用 C．光合作用必須在葉綠體中才能進行 D．葉綠素被破壞則不能進行光合作用 6．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃和30℃，如圖曲線表示該植物在30℃時光合作用強度與光照強度的關系。若將溫度調節(jié)到25℃條件下(原光照強度和CO2濃度不變)，從理論上講，圖中相應點的移動分別是（） A．a點上移，b點左移，m值增加 B．a點不移，b點左移，m值不變 C．a點上移，b點右移，m值下降 D．a點下移，b點不移，m值增加 7．在植物葉肉細胞的葉綠體基質中有R酶，既能與CO2結合，催化CO2與C5反應生成C3，

7、也能與O2結合，催化C5的分解。CO2和O2在與R酶結合時具有競爭性相互抑制。下列分析正確的是（） A．植物葉肉細胞內CO2的固定發(fā)生在葉綠體內膜上 B．R酶催化CO2與C5反應時需要[H]和ATP C．增大CO2濃度后，植物葉肉細胞內的C3/C5比值增大 D．增大O2/CO2的比值，有利于提高植物的凈光合速率 8．下圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為A、B、C、D時，單位時間內CO2釋放量和O2產生總量的變化。圖乙表示藍藻光合速率與光照強度的關系，下列說法正確的是（） A．圖甲中，光照強度為B時，光合速率等于呼吸速率 B．圖甲中，光照強度為D時，單位時間內細胞從周圍吸收

8、2個單位的CO2 C．圖乙中，當光照強度為X時，細胞產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體 D．圖乙中，限制E、F、G點光合作用速率的因素主要是光照強度 9．小麥旗葉是位于麥穗下的第一片葉子，小麥籽粒中的有機物約50%來自旗葉。小麥籽粒形成期間，下列分析正確的是（） A．旗葉一晝夜內有機物的增加量就是其凈光合作用量 B．為小麥旗葉提供14CO2，籽粒中的淀粉都含14C C．與同株其他葉片相比，限制旗葉光合速率提高的主要因素是光照強度 D．去掉一部分籽粒，一段時間后旗葉的光合速率會下降 10．為探究影響光合作用強度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實驗結果如圖所

9、示。下列敘述錯誤的是（） A．此實驗有兩個自變量 B．D點比B點CO2吸收量高原因是光照強度大 C．實驗結果表明，在土壤含水量為40%～60%的條件下施肥效果明顯 D．制約C點時光合作用強度的因素主要是土壤含水量 11．研究人員在相同且適宜溫度條件下分別測定了兩個作物品種S1、S2的光飽和點(光飽和點是達到最大光合速率所需的最小光照強度)。當增加環(huán)境中CO2濃度后，測得S1的光飽和點沒有顯著改變，S2的光飽和點顯著提高。下列敘述不正確的是（） A．S1的光飽和點不變，可能是原條件下光反應產生的[H]和ATP不足 B．S1的光飽和點不變，可能是原條件下CO2濃度未達到飽和 C

10、．S2的光飽和點提高，可能是原條件下光反應產生的[H]和ATP未達到飽和 D．S2的光飽和點提高，可能是原條件下CO2濃度不足 12．為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原品種葉片的凈光合速率(已知各幼苗呼吸作用酶的最適溫度高于光合作用酶的最適溫度)，結果如圖所示。下列表述最合理的是（） A．該實驗的自變量是溫度和培養(yǎng)時間 B．15℃時P1、P2總光合作用強度相等 C．P1參與光合作用的酶的最適溫度為25℃ D．在25℃～40℃范圍內，P1凈光合速率受溫度影響比P2大 13．關于生物學原理在農業(yè)生產上的應用，下列敘述錯誤的是（） A

11、．“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液濃度過高，引起燒苗現(xiàn)象 B．“正其行，通其風”，能為植物提供更多的CO2，提高光合作用 C．“低溫、干燥、無O2儲存種子”，更能降低細胞呼吸，減少有機物的消耗 D．“露田，曬田”，能為根系提供更多O2，促進細胞呼吸，有利于根吸收無機鹽 14．如圖是夏季連續(xù)兩晝夜內，某野外植物CO2吸收量和釋放量的變化曲線圖。S1～S5表示曲線與x軸圍成的面積。下列敘述錯誤的是（） A．圖中B點和I點，該植物的光合作用強度和呼吸作用強度相同 B．圖中DE段不是直線的原因可能是夜間溫度不穩(wěn)定，影響植物的呼吸作用 C．如果S1+S3+S5>S2+S4，表明該植物

12、在這兩晝夜內有機物的積累為負值 D．圖中S2明顯小于S4，造成這種情況的主要外界因素最可能是CO2濃度 15．（2018全國III卷．29題節(jié)選）回答下列問題： （1）高等植物光合作用中捕獲光能的物質分布在葉綠體的___________上，該物質主要捕獲可見光中的_________。 16．光合作用是地球上最重要的化學反應，發(fā)生在高等植物、激類和光合細菌中。 （1）地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應吸收的____________，在碳（暗）反應中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2與RuBP（C5）結合，生成2分子C3，影響該反應的外部因素，除光照條件外還包括__________

13、_______________（寫出兩個）；內部因素包括_____________（寫出兩個）。 17．為研究鈣離子對鹽(NaCl)脅迫下水稻幼苗光合作用的影響，研究人員分別向種植三組水稻幼苗的土壤中澆灌清水(A組)、較高濃度的NaCl溶液(B組)、較高濃度的NaCl和CaCl2混合液(C組)，實驗測得各組水稻幼苗中葉綠素的含量如圖?；卮鹣铝袉栴}： (1)葉綠體中的四種色素對不同波長的光吸收不同，葉綠素主要吸收____________________。光合色素吸收的光能在葉綠體的________膜上轉變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學能。 (2)與B組相比，C組水稻幼苗葉肉細胞的暗反應速率更_

14、_______，原因是___________________________ _________________________________________。根據(jù)實驗結果推測，Ca2+對光合作用受鹽脅迫的影響可能具有________作用。 答案與解析×××××××× 一、考點透視 1.【答案】A 【解析】黃瓜幼苗可以吸收水，增加鮮重；也可以從土壤中吸收礦質元素，合成相關的化合物。也可以利用大氣中二氧化碳進行光合

15、作用制造有機物增加細胞干重。植物光合作用將光能轉化成了有機物中的化學能，并沒有增加黃瓜幼苗的質量，故黃瓜幼苗在光照下增加的質量來自于水、礦質元素、空氣。綜上所述，BCD不符合題意，A符合題意。故選A。 2.【答案】A 【解析】類胡蘿卜素只吸收藍紫光，所以在藍紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成，A錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B正確；由于光反應產生的[H]和ATP能用于暗反應，所以光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示，C正確；根據(jù)吸收光譜可知，葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引

16、起的，D正確。 3.【答案】D 【解析】由于突變型水稻葉片的葉綠素較少，由圖可知，光照強度低于P時，突變型的光合作用光反應強度低于野生型，A正確；突變型水稻中固定CO2酶的活性顯著高于野生型，當光照強度高于P時，突變型的暗反應強度高于野生型，B正確；光照強度低于P時，光合速率未達到飽和，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，C正確；光照強度高于P時，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度、光照強度，D錯誤。 【點撥】本題主要考查影響光合速率的因素，意在考查考生對所學知識的理解，把握知識間內在聯(lián)系的能力。 二、考點突破 1.【答案】B 【解析】光合作用的暗反應階段不能直接

17、利用光能，但需要利用光反應階段形成的[H]和ATP，A正確；胡蘿卜素不能吸收紅光，B錯誤；光反應中，將光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的參與，C正確；紅光照射時，葉綠素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能，D正確。故選B。 2.【答案】C 【解析】未見色素帶，其原因是操作失誤，黃化葉片中也會有類胡蘿卜素，A錯誤；葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇、層析液中，B錯誤；由于葉綠素含量比類胡蘿卜素多且葉綠素呈現(xiàn)綠色，所以，提取液呈綠色，C正確；葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，如胡蘿卜素在層析液(

18、而不是提取液)中擴散得最快，處于濾紙條最上方，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得慢，如葉綠素b，處于濾紙條最下方，D錯誤。 3.【答案】C 【解析】葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍紫光。若由自然光突然改用光照強度與自然光相同的綠光，可導致光反應速率減慢，光反應產生的[H]和ATP減少，而短時間內暗反應仍以原來的速率進行，消耗[H]和ATP，故短時間內[H]和ATP含量都會下降，A、D正確；綠光下由于[H]和ATP含量下降，導致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應中CO2的固定仍以原來的速率消耗C5，生成C3，故短時間內C3的含量會上升，合成C5的速率減慢，B正確，C錯誤。 4.【答案】C

19、 【解析】三碳化合物的還原實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)?CH2O)中的化學能，A錯誤；C3可直接被[H]和ATP還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類，B錯誤；據(jù)圖分析，被還原的C3在有關酶的催化作用下，可再形成C5，C正確；光照減弱時，ATP和[H]合成減少，三碳化合物還原受阻，C5生成減少，但短時間內C5的消耗不變，導致短時間內C5含量降低，D錯誤。 5.【答案】D 【解析】與光合作用有關的酶分布在類囊體薄膜和葉綠體基質中，色素僅分布在類囊體薄膜上，A錯誤；葉綠體內膜和外膜都具有選擇透過性，B錯誤；藍藻沒有葉綠體，也能進行光合作用，C錯誤；葉綠素在光反應中吸收和轉化光能，葉綠素被破壞，

20、則不能進行光合作用，D正確。 6.【答案】A 【解析】據(jù)圖分析可知，圖中a、b、m三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和最大凈光合速率。據(jù)題意，由于光合作用最適溫度為25℃，細胞呼吸酶的最適溫度為30℃，當溫度由30℃降到25℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增大，故m值增大；b點表示光合作用強度＝細胞呼吸強度，在25℃時細胞呼吸作用強度降低，在除光照強度外其他條件不變的情況下要使光合作用強度仍然與細胞呼吸強度相等，需降低光照強度以使光合作用強度減弱，即b點左移。綜上所述，A正確，B、C、D錯誤。 7.【答案】C 【解析】CO2的固定發(fā)生于葉綠體基質中，A錯誤；[H]和ATP

21、用于C3的還原，B錯誤；增大CO2濃度有利于R酶催化CO2與C5反應生成C3，因此葉肉細胞內的C3/C5比值增大，C正確；增大O2/CO2的比值后，CO2的固定減弱，呼吸作用加快，植物的凈光合速率下降，D錯誤。 8.【答案】B 【解析】圖甲中，光照強度為B時，葉肉細胞釋放CO2，說明呼吸作用強度大于光合作用，A錯誤；光照強度為A時，只釋放二氧化碳，說明只進行呼吸作用，單位時間內細胞釋放6個單位的CO2，光照強度為D時，單位時間內細胞O2產生總量為8個單位，需消耗8個單位的CO2，應從周圍吸收2個單位的CO2，B正確；藍藻為原核細胞，沒有線粒體和葉綠體，C錯誤；圖乙中，限制G點光合作用速率的

22、因素是溫度或二氧化碳濃度，D錯誤。 9.【答案】D 【解析】一晝夜內有機物的增加量＝白天光合作用總量－一天呼吸作用消耗量，凈光合作用量＝光合作用量－相同時間內的呼吸作用消耗量，A錯誤；影響光合作用的環(huán)境因素包括光照強度、溫度、二氧化碳濃度等，而旗葉是位于麥穗下的第一片葉子，可以獲得較大光照強度，因此光照強度不是其限制因素，C錯誤；籽粒中的有機物只有50%來自旗葉，給小麥旗葉提供14CO2，小麥籽粒中的淀粉只有一部分含有14C，B錯誤；去掉一部分籽粒，旗葉產生的淀粉輸出減少，導致旗葉中有機物積累，因此一段時間后旗葉的光合速率會下降，D正確。 10.【答案】A 【解析】由題意可知，本實驗探

23、究的自變量有光照強度、是否施肥、含水量三個，A錯誤；由圖示曲線可知，與D點相比，B點的光照強度較弱，光合作用強度也較弱，因此D點比B點CO2吸收量高的主要因素是光照強度大，B正確；根據(jù)圖示，同一光照條件下，當土壤含水量在40%～60%之間時，施肥與未施肥相比CO2吸收量增加明顯，C正確；C點土壤含水量較少，光合作用強度較低，因此制約C點時光合作用強度的因素主要是土壤含水量，D正確。 11.【答案】B 【解析】增大二氧化碳濃度后，暗反應速率提高，需要消耗光反應剩余的[H]和ATP，因此光飽和點升高。當增加環(huán)境中CO2濃度后，S1的光飽和點沒有顯著改變，說明原條件下光反應產生的[H]和ATP不

24、足。而S2的光飽和點顯著提高，說明原條件下光反應產生的[H]和ATP未達到飽和。 12.【答案】D 【解析】圖形的橫坐標為溫度，圖中曲線為各品種幼苗葉片的凈光合速率曲線，因此實驗的自變量為溫度和幼苗品種，A錯誤；P1和P2在15℃時凈光合速率相同，但是題干信息沒有說明二者在該溫度下呼吸速率相同，因此無法判斷二者的總光合作用強度是否相等，B錯誤；P1在25℃時凈光合速率最大，凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率，P1在不同溫度下的呼吸速率大小未知，因此無法判斷該溫度下P1的總光合速率是否最大，即無法判斷參與光合作用的酶的最適溫度，C錯誤；在25℃～40℃范圍內，隨著溫度升高，P1凈光合速率下降的

25、幅度最大，故P1凈光合速率受溫度影響比P2大，D正確。 13.【答案】C 【解析】若一次施肥太多，則會造成土壤溶液濃度大于細胞液濃度，植物細胞失水即燒苗現(xiàn)象，A正確；“正其行，通其風”，也就是合理密植，一方面保證充分利用光能，另一方面保證空氣流通，為葉面補充更多的二氧化碳，提高光合作用效率，B正確；無O2儲存種子，細胞無氧呼吸速率較高，且產生較多酒精，對細胞有毒害作用，C錯誤；在農業(yè)生產中應當適當?shù)摹奥短?，曬田”，可以為根系提供更多O2，促進細胞呼吸，有利于根吸收無機鹽，D正確。 14.【答案】D 【解析】圖中B點和I點，該植物的光合作用強度和呼吸作用強度相同，A正確；圖中DE段不是直

26、線的原因可能是夜間溫度不穩(wěn)定，溫度影響酶的活性，進而影響植物的呼吸作用強度，B正確；如果S1+S3+S5>S2+S4，呼吸作用強度大于凈光合作用強度，表明該植物在這兩晝夜內有機物的積累量為負值，C正確；圖中S2明顯小于S4，連續(xù)的兩個白天的CO2濃度差別應該不大，造成這種情況的主要外界因素最可能是光照強度或溫度不同，D錯誤。 15.【答案】（1）類囊體膜藍紫光和紅光 【解析】本題主要考查光合作用和細胞呼吸的相關知識。（1）高等植物光合作用中捕獲光能的物質是葉綠素和類胡蘿素，分布在葉綠體的類囊體薄膜上，葉綠體上的色素主要捕獲紅光和藍紫光。 16.【答案】（1）光能溫度、CO2濃度色素含量及

27、種類、酶的含量及活性 【解析】(1)地球上生物生命活動所需的能量來自有機物，有機物主要來自植物的光合作用，光合作用合成有機物需要光反應吸收光能，轉化為ATP的化學能，然后ATP為暗反應中C3的還原提供能量，合成糖類。在暗反應中，RuBP羧化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結合，生成2分子C3，這是光合作用的暗反應的二氧化碳的固定。暗反應的進行需要相關酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反應提供[H]和ATP，光反應需要色素、酶、水、光照等，故影響該反應的外部因素有光照、溫度、CO2濃度、水、無機鹽等；內部因素包括色素含量及種類、酶的含量及活性等。 【點撥】本題主要考查光合作用、基因工程及

28、基因對性狀的控制的有關知識。影響光合作用的外界因素主要有光照、溫度、水、無機鹽和CO2濃度等，內部因素主要有色素的含量和種類、酶的含量及活性；要將新的基因轉入，首先得將“原配”基因從受體植株的細胞核和它的葉綠體基因組中給敲除掉。然后導入目的基因，等待它們將老片段“替換”掉了之后，用專門的培養(yǎng)基篩選出只含有這種葉綠體的細胞，再通過組織培養(yǎng)最終獲得R酶活性很高的轉基因植株。 17.【答案】(1)紅光和藍紫光類囊體 (2)快 C組葉綠素的含量比B組高，能吸收更多的光能，使光反應速率加快，產生[H]和ATP的速率加快，從而導致暗反應速率更快　緩解 【解析】(1)葉綠體中的四種色素對不同波長的光吸收不同，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠體內的色素吸收光能用于光合作用。光反應發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上，光合色素吸收的光能在葉綠體的類囊體膜上轉變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的活躍化學能。(2)光反應為暗反應提供[H]和ATP，通過柱形圖分析可知，C組葉綠素的含量比B組高，能吸收更多的光能，則光反應速率加快，產生[H]和ATP的速率加快，從而導致暗反應速率加快。與B組(較高濃度的NaCl溶液)相比，C組(較高濃度的NaCl和CaCl2混合液)的葉綠素含量更高，據(jù)此推測，Ca2+對光合作用受鹽脅迫的影響可能有緩解作用。 11