2020年高考生物一轮复习限时规范特训《第10讲光合作用的探究历程与基本过程》

第10讲 光合作用的探究历程与基本过程 限时规范特训 一、选择题

1．[2017·辽宁东北育才中学一模]关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确的是( ) A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B．叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同 C．研钵中需加入二氧化硅、醋酸钙、无水乙醇和绿叶 D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠 答案 C 解析 叶绿体色素不溶于水，而溶于有机溶剂，所以可以用无水乙醇或丙酮等有机溶剂提取色素，A正确；叶绿体中的不同色素在层析液中的溶解度不同，从而可以分离色素，B正确；研磨时需加入二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇和绿叶，不能加入醋酸钙，C错误；滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠，影响实验结果，D正确。 2．苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用适量95%酒精提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上出现了不同的色素带，对色素带由上到下分析有关叙述正确的是( ) A．第一条色素带对应的色素是叶黄素 B．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光 C．第三条色素带对应的色素是呈现红色的花青素 D．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大 答案 B 解析 液泡中含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素，用95%的酒精提取苋菜叶片中的色素时，只能提取到叶绿体中的色素，用层析液分离时，可以得到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。第一条色素带对应的色素是胡萝卜素，A错误；第二条色素带对应的色素是叶黄素，主要吸收蓝紫光，B正确；第三条色素带对应的色素是叶绿素a，C错误；色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高，随着层析液扩散的速度越快，所以第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小，D错误。 3．历经一个半世纪，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，相关叙述正确的是( ) A．普利斯特利指出了光在植物更新空气这个过程起关键作用 B．萨克斯的实验中，叶片暗处放置几小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质 C．恩格尔曼的实验中，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标记CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于参加反应的H2O而不是CO2 答案 B 解析 普利斯特利指出了植物可更新空气，并不知道光在这个过程起关键作用，A错误；恩格尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来，并不能定量分析光合作用生成的氧气量，C错误；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参加反应的H2O而不是CO2，D错误。 4.把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用右图装置进行实验。该实验不能用于验证( )

A．光合作用需要CO2 B．光合作用能产生O2 C．光合作用需要光 D．光合作用需要叶绿体 答案 B 解析 该实验“绿色部分”与“白色部分”对照可用于验证光合作用需叶绿体，D不符合题意；铝箔遮盖部分与绿色部分对照可验证光合作用需光，C不符合题意；瓶内叶片与绿色部分对照可验证光合作用需CO2，整个装置不能验证光合作用产生O2，A不符合题意，B符合题意。 5．如图为光合作用示意图。下列说法错误的是( )

A．①表示O2，④表示CO2 B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O) C．C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有② D．增加光照强度，C3的含量将减少 答案 C 解析 在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应阶段，这一阶段中产生[H](即NADPH)、ATP和氧气，因此，①表示氧气，④表示暗反应阶段中与C5反应的CO2，A正确；CO2先与C5

反应生成C3，然后C3在光反应阶段提供的ATP和[H]的参与下被还原成(CH2O)，B正确、C错

误；增加光照强度，则光反应阶段产生的ATP和[H]增多，则在暗反应阶段有更多的C3被还原，短时间内C3的生成量不变，故增加光照强度，C3含量减少，D正确。 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 答案 B 解析 缺镁影响叶绿素的合成，进而影响光反应，导致光反应强度下降，[H]和ATP减少，进一步导致暗反应中三碳化合物的还原强度降低，进而影响暗反应，使暗反应强度降低，B正确。 7．[2018·江西赣州于都县模拟]光合作用是生物界最基本的同化作用，下列相关叙述不正确的是( ) A．流经森林生态系统的总能量是该生态系统的生产者固定的太阳能 B．净光合速率为零时，蓝藻细胞产生ATP的场所主要有线粒体和叶绿体 C．光反应产生的ATP是暗反应中将CO2合成糖类的能源物质 D．用H182O培养小球藻，一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O 答案 B 解析 生产者固定的太阳能总量是流经该生态系统的总能量，A正确；蓝藻是原核生物，没有线粒体和叶绿体，B错误；光反应产生的ATP是暗反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质，C正确；用H182O培养小球藻，H182O在光反应中经水的光解生成18O2，H182O还可参与小球藻的有氧呼吸第二阶段，生成C18O2，再通过光合作用的暗反应阶段，转移到糖类等有机物中，D正确。 8．如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程，下列叙述正确的是( )

A．图示膜结构为叶绿体内膜 B．A侧为叶绿体基质，其中含有少量DNA C．甲表示色素，在层析液中溶解度最高的是叶绿素a D．图示过程为光反应，该过程不需酶的催化 答案 B 解析 分析图示过程可知，该生理过程为光反应，场所为类囊体薄膜，A错误；有光的部位为叶绿体基质，故A侧为叶绿体基质，叶绿体基质中含有少量DNA, B正确；在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素，C错误；光反应过程需要酶的参与，D错误。 9．据下面光合作用图示判断，下列叙述不正确的是( )

A．⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上，⑥过程发生于叶绿体基质中 B．图示①～④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O) C．如用14C标记CO2来追踪光合作用过程中的碳原子，则14C的转移途径为14CO2→C3→糖类 D．②不仅用于还原C3，还可用于矿质离子吸收等 答案 D 解析 根据光合作用的过程判断①②③④⑤⑥分别表示[H]、ATP、CO2、(CH2O)、光反应和暗反应，B正确；光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体的基质中，A正确；光合作用过程中，CO2首先与C5相结合，形成C3，然后C3被还原形成糖类等有机物，C正确；光反应产生的ATP只用于暗反应，呼吸作用产生的ATP才能用于矿质离子吸收等生命活动，D错误。 10.水中学二调]如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的改变而变化的情况，下列对这一环境因素改变的分析正确的是( )

A．突然停止光照 B．突然增加CO2浓度 C．降低环境温度 D．增加光照强度 答案 D 解析 突然停止光照，光反应产生的[H]和ATP减少，被还原的C3减少，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将减少，A错误；突然增加CO2浓度，CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3还原速率不变，植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量减少，B错误；降低环境温度，CO2固定速率和C3还原速率均下降，C5、C3的相对含量不会大幅度地改变，C错误；增加光照强度，光反应产生的[H]和ATP增多，被还原的C3增多，生成的C5增多，而CO2被C5固定形成C3的过程不变，故C3

的相对含量将减少、C5的相对含量将增加，D正确。

二、非选择题 11．[2017·河北石家庄模拟]如图1为高等绿色植物光合作用图解，请据图作答：

(1)图中Ⅰ阶段必须在________(填“有光”或“无光”)条件下才能进行，故称为________阶段，该阶段进行的部位是________。 (2)科学家利用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自[②]________。 (3)图中Ⅰ阶段为Ⅱ阶段提供[H]和[③]________，叶绿体中Ⅰ阶段产生的[H]参与反应的场所在________。能吸收红光的色素是________。 (4)在适宜条件下正常生长的绿色植物，若突然减少[④]________的供应，则(CH2O)生成量将________(填“增加”“减少”“不变”)。 (5)图2表示植物光合作用与环境因素之间的关系，图2中B点表示________与________达到相等，当植物缺镁时，B点将________(填“左移”或“右移”)。 答案 (1)有光 光反应 类囊体薄膜 (2)H2O (3)ATP 叶绿体基质 叶绿素a、叶绿素b (4)CO2 减少 (5)光合作用强度 呼吸作用强度 右移 解析 (1)由题图可知，Ⅰ是光反应，光反应的条件需要光照，发生在叶绿体的类囊体薄膜上。 (2)光反应阶段是水光解产生氧气和[H]，因此氧气来自反应物——水。 (3)光反应产生的[H]和ATP被暗反应利用，因此③是ATP，暗反应发生在叶绿体基质中；叶绿体中的叶绿素吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素吸收蓝紫光。 (4)④是二氧化碳，如果二氧化碳突然减少，形成的三碳化合物减少，三碳化合物被还原形成的有机物减少。 (5)B点是光的补偿点，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等；Mg是叶绿素的组成成分，植物缺Mg，叶绿素减少，光合作用强度减弱，达到与呼吸作用强度相等的光照强度增大，B点右移。 12．下图1为叶绿体中进行光合作用的示意图，图2表示在适宜温度下，叶肉细胞的总光合作用强度与二氧化碳浓度的关系。回答下列问题：

(1)蓝藻细胞没有叶绿体也能发生光合作用，主要原因是其细胞中含有光合作用所需要的酶以及________、________等光合色素。 (2)图1中的结构A表示________，物质c、j依次是________、________。实验发现，叶绿体释放b的总量与叶肉细胞释放b到外界环境的量不同，原因是______________________________。 (3)如图2所示，曲线的起点A不在原点而位于X轴上，这说明____________________。不同植物的A点数值有差异，在农业生产中选择A值较小的作物播种通常会获得更高的产量，可能的原因是________________________。 (4)图2中从A点到B点，叶肉细胞先通过加快光合作用______________阶段的反应速率来增加光合作用强度。若测定图2曲线时光照强度较弱，现将光照强度增大至理想状态，则B点应该向________方向移动。 答案 (1)叶绿素 藻蓝素 (2)类囊体(或囊状结构薄膜、或基粒) ADP C3 叶绿体产生的O2先用于有氧呼吸，然后才能释放到外界 (3)光合作用的发生需要一定浓度的CO2 二氧化碳的利用效率更高，合成的有机物更多 (4)暗反应(或CO2的固定) 右上 解析 据图分析，图1中A表示类囊体薄膜，是光反应的场所，a是水，b是氧气，c是ADP，d是有机物，e是ATP，f是[H]，h是五碳化合物，i是二氧化碳，j是三碳化合物。图2中A表示此二氧化碳浓度下才开始进行光合作用；B点所对应的二氧化碳浓度表示二氧化碳饱和点，此时起光合作用达到最大值。