高考生物一轮复习特训：11能量之源——光与光合作用 Word版含解析

这是一份高考生物一轮复习特训：11能量之源——光与光合作用 Word版含解析，共37页。
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(15小题，每小题3分，共45分)
1．[2016·绵阳二诊]下图为甘蔗叶肉细胞内的一系列反应过程，有关说法正确的是( )
A．过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体中
C．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]
D．若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加
答案 C
解析 叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光；图示过程③为呼吸作用，发生在线粒体和细胞质基质中；图示过程①(光合作用光反应)产生[H]，图示过程②(光合作用暗反应)消耗[H]，图示过程③(细胞呼吸)既产生[H]，也消耗[H]；甘蔗干重增加的条件是整个植株的有机物合成量大于消耗量，而图示仅为一个细胞中能量代谢过程。
2．离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是( )
答案 B
解析 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内氧气含量逐渐减少。
3．[2016·衡水质检]将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
下列对该表数据分析正确的是( )
A．昼夜不停地光照，温度在35 ℃时该植物不能生长
B．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在25 ℃的条件下，该植物积累的有机物最多
C．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 ℃
D．每天进行14小时光照，温度在30 ℃时，该植物积累的有机物是温度在35 ℃时的2.71倍
答案 D
解析 表中“光照下吸收CO2(mg/h)”代表的是净光合作用速率，“黑暗中释放CO2(mg/h)”代表的是呼吸作用速率。在昼夜不停地光照条件下，只要净光合作用速率大于0，植物就可以正常生长，据表可知，35 ℃时该植物净光合速率大于0，说明该植物能正常生长，故A项错误；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度均保持在25 ℃的条件下，该植物积累的有机物的量是(3.75－2.25)×12＝18 mg，而20 ℃的条件下，该植物积累的有机物的量是(3.25－1.50)×12＝21 mg即20 ℃的条件下比25 ℃的条件下积累的有机物多，B项错误；净光合作用速率越大，植物生长越快，故昼夜不停地光照，此时该植物生长得最快，即该植物生长的最适宜温度是25 ℃，C项错误；每天光照14小时，30 ℃时积累的有机物的量是3.50×14－3.00×10＝19(mg)，35 ℃时积累的有机物的量是3.00×14－3.5×10＝7(mg)，两者的比值约为2.71，故D项正确。
4．[长春调研]下列关于在人体细胞呼吸过程中，[H]的来源和用途的叙述，最准确的是( )
答案 B
解析 有氧呼吸过程中[H]来自葡萄糖和水，在第三阶段与氧结合生成水；无氧呼吸过程中[H]只来源于葡萄糖，用于生成酒精或乳酸，对于人体细胞来说，只能生成乳酸。
5．[邯郸模拟]如图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是 ( )
A．①②⑥表示的是ATP
B．③⑥代表的物质名称是水
C．产生①②的场所是线粒体
D．所有原核生物都能完成图示全过程
答案 B
解析 有氧呼吸第一阶段产生[H]和丙酮酸，同时产生少量的能量，所以①是能量，第二阶段需要水参与形成[H]和CO2，同时产生少量能量，故②是能量，③是水，第三阶段是[H]和氧气结合生成水，同时产生大量能量，故⑤是氧气，④是能量，⑥是水，A错误、B正确；有氧呼吸第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二阶段是在线粒体中进行的，C错误；原核生物没有线粒体，D错误。
6．[长沙模拟]下图甲表示植物叶片气体交换速率与光照强度变化的关系，乙图表示不同光照条件下叶片与外界净气体交换模式图，乙图各模式图与甲图中a、b、c、d、e点的对应关系是( )
A．②①④③⑤ B．④①②③⑤
C．⑤③④①② D．⑤③②①④
答案 A
解析 本题考查光合作用和细胞呼吸的知识，属于考纲理解、分析层次。乙图中②表示叶片释放较多的二氧化碳、吸收较多的氧气，与甲图中黑暗条件(a点)对应(此时只进行有氧呼吸，植物吸收的氧气全部来自环境，有氧呼吸产生的二氧化碳全部释放到环境中，因此，箭头较粗)；①表示叶片释放较少的二氧化碳、吸收较少的氧气，是由于此时光合作用强度小于呼吸作用强度，与甲图中b点对应；④表示叶片与环境没有进行气体交换，此时光合作用强度等于呼吸作用强度，与甲图中c点对应；③⑤均表示光合作用强度大于呼吸作用强度，根据气体量的多少，可知它们分别对应甲图中的d、e点。
7．[2016·河南调研]为研究提高大棚内CO2浓度对油桃光合作用的影响，测得自然种植的大棚和人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合速率变化曲线如图所示。请据图分析以下正确的是( )
A．曲线变化规律可知人工施加CO2最佳时间为10时
B．7～8时限制光合速率的主要环境因素是光照强度
C．17时叶肉细胞内产生ATP部位有叶绿体、线粒体
D．阴影部分面积表示两种处理的一昼夜净光合速率差
答案 B
解析 依题干分析，结合曲线得出7时人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合速率变化曲线和自然种植的大棚油桃光合速率变化曲线在7～8时，13～17时两个时间段重叠，8～13时人工一次性施加CO2的大棚内油桃光合作用有机物的积累量高于自然种植的大棚。据此说明7～8时限制光合速率的主要环境因素不是CO2浓度而是光照强度，人工施加CO2最佳时间为8时，不是10时，A错误，B正确；17时有机物的积累量大于0，说明叶肉细胞内产生ATP部位有叶绿体、线粒体、细胞质基质，C错误；阴影部分面积表示两种处理的7～17时的有机物积累量的差值，D错误。
8．[2016·温州检测]某同学在“探究光照强度对某植物光合作用速率的影响”实验后，绘制了下图所示的柱状图(该植物某叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c和d，其他条件相同且适宜时，单位时间内叶肉细胞CO2与O2量的变化，其中M代表叶绿体中O2的产生总量，N代表叶肉细胞的CO2释放量)。下列有关叙述错误的是( )
A．光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率等于细胞呼吸速率
B．光照强度为c时，该叶肉细胞叶绿体产生的O2全部供给线粒体利用
C．光照强度为a时，光合作用强度为0
D．光照强度为d时，光合作用从外界环境中吸收2个相对单位的CO2
答案 A
解析 依题意可知，M代表单位时间内叶绿体中O2的产生总量，即光合作用速率，N代表单位时间内叶肉细胞的CO2释放量，在光合速率小于细胞呼吸速率时，N＝细胞呼吸释放的CO2总量－光合作用吸收的CO2总量，光照强度为b时，N＝M，说明该叶肉细胞呼吸释放的CO2总量大于光合作用吸收的CO2总量，即光合作用速率小于细胞呼吸速率，A项错误；光照强度为a时，M＝0，即叶绿体中没有O2产生，说明光合作用强度为0，此时N＝6表示细胞呼吸速率，C项正确；光照强度为c时，M＝6，结合对C选项的分析可知此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等，说明该叶肉细胞叶绿体产生的O2全部供给线粒体利用，B项正确；光照强度为d时，M＝8，即该叶肉细胞的光合速率等于8，通过对C选项的分析可知，该叶肉细胞的细胞呼吸速率等于6，所以光合作用从外界环境中吸收2个相对单位的CO2，D项正确。
9．[广州二模]下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体色素吸收光能的情况，有关分析不正确的是( )
A.O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比变化基本一致
B．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，叶绿体中C3的量会增加
C．该植物缺乏Mg时，叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大
D．环境温度降低，该植物对光能的利用能力降低
答案 B
解析 由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时，植物对光的吸收增强，ATP、[H]的产生量增多，C3的利用量增多，C3的量会减少；Mg是叶绿素组成元素，缺Mg叶绿素a合成减少，对光能的吸收量会减少；由于题干是在“适宜条件下”，所以此时温度为最适，若降低温度，则该植物对光能的利用能力降低。
10．用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如下图所示，下列相关叙述错误的是( )
A．叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质
B．Oa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降
C．ab段三碳化合物浓度不变的原因是14CO2消耗殆尽
D．b点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内无[H]和ATP的供应
答案 C
解析 叶肉细胞中固定CO2的场所是叶绿体基质；从题图分析，Oa段三碳化合物的含量持续上升，说明消耗的五碳化合物越来越多，因此五碳化合物的含量有所下降；ab段三碳化合物浓度不变的原因是三碳化合物生成的量与被还原的量基本相等；黑暗条件下叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP等物质，导致三碳化合物还原受阻，含量上升。
11．[海淀二模]研究者探究不同光强条件下，两种不同浓度CO2对某种蓝藻生长的影响，结果如下图所示。下列关于实验的叙述不正确的是( )
A．“●”和“▲”分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果
B．若相同条件下测量O2释放量，可得到相似的实验结果
C．低光强时，不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著
D．高浓度CO2时，不同的光强对干重增加的影响不显著
答案 D
解析 由图可知在相同光照强度下，“●”的光合作用强度比“▲”高，CO2浓度也是限制光合作用的一个重要因素，同等光照强度，在一定范围内CO2浓度越高，光合作用强度越大，所以“●”和“▲”应分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果；净光合作用强度也可以用O2的释放量来表示；由图可知低光强下，不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著；高浓度CO2条件下，不同的光强对干重增加的影响显著。
12.某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如下图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是( )
A．图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个
B．绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是第45小时
C．实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱
D．实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体
答案 C
解析 图中细线是在恒温密闭环境中测得的CO2吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收CO2，此时光合作用所需的所有CO2全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30、42小时；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光照强度弱；实验全过程叶肉细胞内既进行细胞呼吸又进行光合作用；产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体。
13．[蚌埠二模]科学家将离体叶绿体浸泡在pH＝4的酸性溶液中不能产生ATP(下图1)，当叶绿体基质和类囊体均达到pH＝4时(下图2)，将其转移到pH＝8的碱性溶液中(下图3)发现ATP合成。下列叙述不合理的是( )
A．光可为该实验提供能量，是该实验进行的必要条件
B．该实验中叶绿体完整，保证反应过程高效、有序地进行
C．产生ATP的条件是类囊体腔中的H＋浓度高于叶绿体基质
D．叶肉细胞中的叶绿体依靠水的光解产生类似于图3的条件
答案 A
解析 题给实验中，没有提及光照，ATP的产生只与类囊体腔中的H＋浓度高于叶绿体基质有关。
14．下图是小麦种子萌发形成幼苗后的生长情况。下列相关说法不正确的是( )
A．该实验探究的可能是有无光照对幼苗生长的影响
B．10 d后白光下的幼苗体内消耗ADP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
C．前10 d光照对幼苗的生长有抑制作用
D．白光条件下的幼苗体内有机物的量一直在增加
答案 D
解析 图中分别显示黑暗和白光条件下幼苗生长的情况，因此，该实验探究的可能是有无光照对幼苗生长的影响；10 d后白光下的幼苗进行的生理活动有有氧呼吸和光合作用，有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中都有将ADP转化成ATP的过程，光合作用在叶绿体中进行，存在将ADP转化成ATP的过程；由图示可看出前10 d白光条件下幼苗生长较黑暗条件下慢，说明该时间段光照对幼苗的生长有抑制作用；白光条件下初期，幼苗体内并没有光合色素形成，幼苗只进行呼吸作用，体内有机物的量在减少。
15．某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势如下图所示。据图判断下列有关叙述正确的是( )
A．光合作用消耗ATP最快的时刻是15：00
B．根吸水能力最强的时刻是12：00
C．直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗
D．影响光合速率的环境因素主要是CO2浓度
答案 C
解析 由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：00；由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：00；该图中影响光合作用的主要环境因素是光照强度。
二、非选择题(3小题，共55分)
16．(24分)下图甲曲线表示在温度为25 ℃(该温度是该作物光合作用的最适温度)，水分和无机盐均适宜的条件下，温室内光照强度与作物光合速率的关系；图乙是某同学“探究影响植物光合速率的因素”的实验装置。试回答下列问题：
(1)图甲曲线中，当光照强度为B时，叶肉细胞中产生ATP的场所有________________，其中叶绿体吸收CO2的量等于________；当光照强度为A时，叶绿体吸收CO2的量等于________，叶绿体中消耗CO2的场所是________。
(2)图甲曲线中，当E＜B时，增大光合速率的主要措施是________；当B＜E＜C时，限制作物增产的主要因素是________；当E＞C时，可采取________措施，保证作物的最大光合速率。若遇阴天，温室需补光，选用________光最有效。
(3)已知该植物呼吸作用的最适温度为30 ℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到30 ℃，图甲曲线中a点将向________移动，b点将向________移动。
(4)图乙装置中隔在灯与试管之间的盛水玻璃柱的作用是______ _________________________________________________________。
(5)若实验中每隔5 min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
(6)为了探究光照强度对光合速率的影响，利用乙图装置进行实验的设计思路：____________________________________________
_________________________________________________________。
答案 (1)细胞质基质、线粒体和叶绿体(类囊体薄膜上) a＋b a 叶绿体基质 (2)增大光照强度(增加CO2浓度) CO2浓度 遮光(遮阴) 红光或蓝紫 (3)下 下 (4)吸收灯光的热量，避免光照对试管内水温的影响
(5)①光照强度减弱，光合作用产生的O2减少 ②水中CO2的含量逐渐下降，光合作用产生的O2减少 (6)用多组相同装置，只更换灯泡功率的大小(或只改变试管与光源之间的距离)，进行对照实验
解析 (1)图甲曲线中，当光照强度为B点时，光合作用强度不再增强，此时细胞中既进行光合作用，也进行呼吸作用，所以叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，其中叶绿体吸收CO2的量为光合作用总量，等于净光合量＋呼吸量，即a＋b。
(2)曲线中，当光照强度小于光饱和点时，增大光合速率的主要措施是增大光照强度，当光照强度大于光饱和点时，限制作物增产的主要因素是CO2浓度。
(3)根据题意，将温度调节到30 ℃，呼吸强度增大，所以图曲线中a点将向下移动；光合作用强度有所减弱，所以b点向下移，A点将向右移动。
(4)实验中光照强度是自变量，温度是无关变量，必须是相等。
(5)改变距离的过程中，光照强度在变化，水中CO2的含量也在变化，因此光合作用速率下降，气泡产生速率下降。
(6)可以通过更换灯泡功率的大小或改变试管与光源之间的距离来改变光照强度。
17.[贵州八校联考](18分)“茶宜高山之阴，而喜日阳之早”，为提高茶叶品质和产量，科技人员对茶进行了如下图所示的有关研究。请据图回答下列问题：
(1)植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响，其中光照强度直接影响光合作用的是________过程，CO2浓度直接影响光合作用的________过程。
(2)如图所示，从8：00开始到10：00左右，净光合速率不断升高并出现第一个高峰。影响的主要环境因素是光照强度逐渐增加、____________________、____________________等。
(3)中午时分，光合速率下降，出现光合“午休”现象。从图中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致________________。
(4)至下午15：00左右，净光合速率回升出现第二个高峰，但峰值较低，限制的主要因素可能是气温过高，呼吸作用增强，光照减弱以及________________等。
(5)某兴趣小组的同学查资料得知茶树喜阴湿环境，他们设想，如在茶园空隙处间行种植一些高秆作物如玉米等，不仅可以增加经济收入，还可能有效缓解茶树的光合“午休”现象。他们欲利用学校的一块正方形茶园进行探究，请完善以下实验：
①将该茶园均分为东、西两块，分别标为A组、B组，其中B组为实验组。
②_________________________，对两组进行相同的栽培管理。
③在玉米生长的不同时期，分别测量A、B两组茶树的________和胞间CO2浓度。
④如果________________________________，则说明他们的设想是正确的，原因可能是间作玉米能提高________________，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间CO2浓度等。
答案 (1)光反应 暗反应 (2)气温回升 CO2浓度适宜 (3)胞间CO2浓度降低 (4)胞间CO2浓度较低 (5)②A组不处理，B组间种适量的玉米 ③净光合速率 ④B组的净光合速率和胞间CO2浓度高于A组 环境的空气湿度
解析 (1)光合作用的光反应需要光照，所以光照强度直接影响光合作用的光反应过程；暗反应需要CO2，CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程。
(2)从8：00到10：00，光照强度开始增强，温度开始回升，CO2充足，所以茶树净光合速率迅速升高。
(3)中午12：00～13：00时的光照太强，气温升高，植物为避免蒸腾作用过强，气孔部分关闭，CO2无法通过气孔进入叶肉细胞，导致胞间CO2浓度降低，使光合速率下降。
(4)下午15：00时，光合“午休”结束，植物净光合速率回升出现第二个高峰，但由于气温过高，呼吸作用增强，光照减弱及胞间CO2浓度较低(据图可知)等，净光合速率峰值较低。
(5)②该实验的自变量是茶树林是否间种玉米，所以实验组(B组)茶树间种适量的玉米，对照组(A组)不做任何处理。
③该实验的因变量是茶树的净光合速率和胞间CO2浓度，所以在玉米生长的不同时期，分别测量A、B两组茶树的净光合速率和胞间CO2浓度。
④如果实验组(B组)茶树的净光合速率和胞间CO2浓度高于对照组(A组)，则说明同学们的设想是正确的；原因可能是间作玉米能提高环境的空气湿度，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间CO2浓度等。
18．(13分)下图1表示光合作用过程的部分模式图，其中①～④表示化学反应，A～H代表物质。图2表示将某绿藻细胞悬浮液放入密闭的容器中，在保持一定的pH和温度时，给予不同条件时细胞悬浮液中溶解氧浓度变化的模式图，据图回答问题：
(1)写出物质F的名称：________。据图2分析，该绿藻细胞的呼吸速率为________μml/min。
(2)在图2中乙处光照开始后，溶解氧浓度稍有增加，但第6 min后不再增加而稳定，原因是光照后容器中________减少，光合作用速率下降，第6 min后光合作用速率________(填“小于”“大于”或“等于”)呼吸作用速率。
(3)在图2中丙处若添加的是14CO2，发现7 s后有多达12种产物含有放射性，而5 s内的代谢产物中含有放射性的基本只有一种物质，该物质最可能是________(填图1中字母)。若在图2中丁处加入使光反应停止的试剂，则正确表示溶氧变化的曲线是a～g中的________。
(4)若在图2中丁处给予一定的条件，使溶解氧的变化如图中的b，预计1 h后，绿藻细胞光合作用产生的氧气量为________μml。若绿藻在特定条件下的光合速率为图2中的c，且呼吸速率与图2所示一致，则在该条件下每天光照至少________h绿藻才能正常生长。
答案 (1)ATP 2.5 (2)CO2 等于 (3)E e
(4)750 8
解析 (1)分析图1可知，物质A是水，B是氧气，D是[H]，F是ATP。由图2可知，0～4 min内绿藻细胞处于黑暗条件下，只进行呼吸作用，呼吸速率＝10/4＝2.5(μml/min)。
(2)影响光合作用的环境因素有光照、CO2浓度等，因此可以判断6 min后溶解氧不再增加而稳定的原因是CO2减少，此时氧气的产生和消耗处于平衡状态，即光合速率等于呼吸速率。
(3)14CO2进入细胞内首先经过固定过程形成E(C3)，因此最先出现放射性的物质是E。若丁处加入使光反应停止的试剂，则绿藻细胞只进行呼吸作用，根据绿藻的呼吸速率可知，溶氧变化的曲线可用曲线e表示。
(4)图2中曲线b说明绿藻细胞的净光合速率为10 μml/min，则实际光合速率＝10＋2.5＝12.5(μml/min)，因此1 h后，绿藻细胞光合作用产生的氧气量＝12.5×60＝750(μml)。图2中的曲线c说明绿藻细胞的净光合速率为5 μml/min，实际光合速率为7.5 μml/min，光合作用1 h产生的氧气量为450 μml，而呼吸作用一天(24 h)消耗的氧气量为3600 μml，因此每天光照至少要8 h绿藻才能正常生长。
[B套]
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(15小题，每小题3分，共45分)
1．[2016·浙江模拟]将某株植物置于CO2浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定其在不同温度下的光合作用强度和呼吸作用强度，得到下图的结果。下列叙述错误的是( )
某植物在不同温度下的光合作用和细胞呼吸强度
A．若每天的日照时间相同，则该植物在15 ℃的环境中积累有机物的速率最快
B．若每天的日照时间少于12 h，相比于5 ℃，该植物在25 ℃环境中生长更快
C．若每天的日照时间为12 h，则该植物在35 ℃的环境中无法生存
D．由图可知，在一定的温度范围内，温度对该植物的细胞呼吸几乎没有影响
答案 B
解析 图中光合作用强度应理解为总光合作用强度，它等于净光合作用强度与呼吸作用强度之和。在15 ℃时植物光合作用强度最大，所以积累有机物的速率最快，A正确。设日照时间为x，则5 ℃和25 ℃时，植物一天积累的有机物分别表示为4x－24、6x－2×24；所以当x＝12时，两种温度下植物积累的有机物相等；当x小于12时，5 ℃条件下积累的有机物更多，所以B错误。在35 ℃时，植物一天积累的有机物为5×12－3×24＜0，所以植物没有有机物积累，不能正常生长，C正确。从图中5 ℃和15 ℃时，植物呼吸强度相同可知，D正确。
2．[2016·赤峰质检]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( )
A.光照强度为1 klx时，光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B．光照强度为2 klx时，该植物净光合作用速率应为0
C．光照强度由5 klx增强为7 klx时，叶肉细胞中C3化合物合成速率增大
D．光照强度为9 klx时，色素的含量是限制植物光合作用速率的内因之一
答案 B
解析 分析表中数据可知，表中CO2变化量＝呼吸作用释放的CO2量－光合作用吸收的CO2量。光照强度为1 klx时，CO2变化量为正值，说明此时光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2，A项正确；光照强度由1 klx到3 klx时，CO2变化量由正值变为负值，说明在1～3 klx范围内的某一光照强度时，植物净光合作用速率为0，但不一定是2 klx时，因此依据表中的数据，无法得出“光照强度为2 klx时，该植物净光合作用速率应为0”的结论，B项错误；光照强度由5 klx增强为7 klx时，密闭装置中CO2的减少幅度不断加大，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，C项正确；光照强度由8 klx增强为10 klx时，密闭装置中CO2的减少幅度不再发生变化，说明此时光合作用强度达到最大值，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，D项正确。
3．[2016·保定质检]如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h内CO2的吸收量和释放量，光合作用速率和呼吸作用速率用单位时间内CO2的吸收量和CO2的释放量表示(图中A、B、C表示相应图形的面积)。下列表述不合理的是( )
A．在18：00时和6：00时，该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等
B．假设该植物在24 h内呼吸速率不变，最大光合速率为85 mg/h
C．该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A＋C－B
D．中午12：00时左右，叶片上部分气孔关闭，光合速率下降，与植物光合速率最大时相比，此时该植物叶绿体内C5的含量下降
答案 D
解析 中午12：00时左右，CO2浓度低，导致CO2的固定减少，而C3的还原仍在发生，因此与曲线最高点所对应的时间相比，C5的含量增加，故D错误。
4．关于小麦光合作用的叙述，错误的是( )
A．类囊体上产生的ATP可用于暗反应
B．夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高
C．进入叶绿体的CO2不能被[H]直接还原
D．净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长
答案 B
解析 光反应产生的ATP用于暗反应，A正确；夏季晴天光照最强时，植物会出现“午休”现象，小麦光合速率反而下降，B错；进入叶绿体的CO2形成C3后才能被[H]还原，C正确；净光合速率大于0时，植物才表现为生长，D正确。
5．对某植物作如下处理：(甲)持续光照20 min，(乙)先光照5 s 后再黑暗处理5 s，连续交替40 min。若其他条件不变，则在甲、乙两种情况下植物光合作用所制造的有机物总量符合下列哪项( )
A．甲＝乙 B．甲>乙
C．甲b，c>d
答案 D
解析 当玻璃温室内二氧化碳浓度下降时，光合速率大于呼吸速率，即植物净积累有机物，因此图中曲线积累有机物的区段是bf段，A正确；g点CO2浓度低于a点，植物净积累有机物，植物体内有机物含量升高，B正确；de段气孔关闭，CO2供应不足，光合速率下降，CO2浓度下降趋于平缓，C正确；bc段光照逐渐增强，[H]和ATP增多，C3含量减少，即cd，D错。
10．可见光的波长范围大约是390～760 nm，测得叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱如下图。下列有关说法不正确的是( )
A．用温室大棚种植蔬菜时，补充蓝紫光或红橙光有利于提高产量
B．用无色透明的薄膜建成的温室大棚，植物的光合作用效率高于蓝色薄膜建成的大棚
C．一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光
D．实验室中用绿色灯照明时，绿色植物不能进行有机物的合成
答案 D
解析 由图示可以看出，由于叶绿体中的色素对蓝紫光或红橙光的吸收率较高，因此，补充光源时，最好补充蓝紫光或红橙光；在阳光照射下，无色透明的薄膜可使各种波长的光透过，不同颜色的光都可以得到一定程度的利用，因此，最好用无色透明的薄膜；从图示可以看出，光合作用所利用的光的波长都在可见光波长范围内；植物对绿光的利用率非常低，但并不是不利用，因此绿色植物能利用绿光进行有机物的合成。
11．美国生物学家G.Engelmann曾设计了一个实验，研究光合作用的吸收光谱。他将透过三棱镜的光投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧性细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)，他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是( )
A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B．好氧性细菌聚集多的地方，O2浓度高，则在该种光照射下水绵光合作用强
C．好氧性细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下水绵光合作用强
D．聚集的好氧性细菌大量消耗光合作用产物——O2，使水绵的光合速率加快，说明该种光有利于水绵光合作用的进行
答案 B
解析 本题考查研究光合作用的吸收光谱实验。根据好氧性细菌的代谢特点可知，该实验的设计思路是好氧性细菌聚集多的地方O2浓度高，O2浓度高的原因是该种光照射下的水绵光合作用强，释放的O2多。
12．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后
B．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
C．图甲中的F点对应图乙中的g点
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
答案 C
解析 本题考查光合作用及相关曲线。图甲C点和F点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用开始于C点之前，结束于F点之后。图乙中的d点之前，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度不断升高；d点之后到h点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，环境中CO2浓度不断降低；h点之后，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度又开始不断升高，但不能升高到d点对应的CO2浓度。在图甲中的F点，光合作用强度等于呼吸作用强度，对应图乙中的h点。根据图甲可直接看出，玻璃罩内的CO2浓度降低，植物体的有机物含量会增加。
13．人参是一种适宜在森林底层生活的植物，胡杨是一种适应沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放CO2的量随光照强度变化的曲线，图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(0，b1、b2、c)下的生理状态。下列说法正确的是( )
A．图1中甲、乙两种植物分别是胡杨和人参
B．当光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有叶绿体基质、线粒体、细胞质基质
C．对于甲植物来说，图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ状态对应图1中光照强度依次是c、b1、b2、0
D．图1表示乙植物在温度、水分适宜的条件下测得光合曲线，则d点之后限制增产的主要外界因素是光照强度
答案 A
解析 图1中，甲在强光下生长较好，属于阳生植物，代表胡杨；乙在弱光下生长较好，属于阴生植物，代表人参，A正确；当光照强度为b1时，叶绿体中产生ATP的场所是囊状结构薄膜而非叶绿体基质，B错；图2中Ⅱ对应b2，Ⅲ对应b1，C错；乙植物d点后光照增强光合作用不变，所以限制因素是温度、二氧化碳浓度等，D错。
14．如图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化，甲图为盛夏的某一晴天，乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是( )
A．甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重
B．植株有机物总积累量可用横轴上下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可以增加OA的绝对值
C．两图中DE时间段叶绿体中C3含量均大大减少
D．甲图中E点和G点相比，叶绿体中的ATP含量较多
答案 C
解析 甲图中横轴以上部分表示光合速率大于呼吸速率，因此有机物积累最多的点是G点，G点后呼吸速率大于光合速率，A至B点时间段内，植物以较恒定的速率进行呼吸作用，故B点消耗的有机物比较多，A正确；植物有机物总积累量应用横轴以上的部分减去横轴以下围成的面积。OA的绝对值代表的是呼吸作用强度，适当提高温度会导致呼吸强度增强，B正确；甲图中DE段是因为气孔关闭，二氧化碳供应减少，固定形成的C3减少，但乙图中DE段是因为光照强度减弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3消耗的少则积累的多，含量会升高，C错；甲图中的E点光照强度比G点强，叶绿体中的ATP含量较多，D正确。
15．以小球藻为实验材料进行光合作用探究实验，改变实验条件后，不可能出现的现象是( )
A．在培养液中加入抑制暗反应的物质后，O2的释放速率下降
B．在培养液中加入ATP合成酶，淀粉的合成量增加
C．在培养液中加入纤维素酶和果胶酶，淀粉的合成速率减小甚至停止
D．在培养液中加入适量的含氮、磷等元素的无机盐，培养一段时间后，O2的释放速率增加
答案 B
解析 加入抑制暗反应的物质后，暗反应减弱，消耗的[H]、ATP减少，造成[H]、ATP积累，水的光解减慢，O2释放速率下降。小球藻为自养型生物，可吸收含氮、磷等元素的无机盐离子，不能吸收大分子蛋白质(ATP合成酶)，故加入ATP合成酶后，淀粉的合成量基本不变。在培养液中加入纤维素酶和果胶酶，会使小球藻的细胞壁被水解掉，小球藻会吸水涨破，从而破坏了其细胞的基本结构，各项生理功能减弱甚至停止。
二、非选择题(3小题，共55分)
16．(15分)银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体，为白色，含叶绿体的部分为绿色。某同学利用银边天竺葵为实验材料进行了如下的实验探究。据图回答问题：
(1)实验前，实验一中的叶片需进行“饥饿处理”，实验二不需要，原因是________________________________________________
________________________。将实验一中的叶片置于适宜光照下几小时后摘下，经脱色处理和碘液处理后，a、b、c三处变为蓝色的是________。
(2)结合所学知识，你认为实验一可证明与光合作用有关的结论有哪些？(至少写出三个)____________________________________
_________________________________________________________。
(3)从生长状况相同的银边天竺葵叶片上剪出大小、厚度相同的若干叶圆片(可视为所有叶圆片的干重相同，每片l克)，抽掉叶片内的气体后备用。取d、e两处叶圆片各6个置于盛有适宜浓度NaHCO3溶液的烧杯中，给予一定强度的光照(如实验二图示)。随着光照的进行，能陆续上浮至液面的是叶圆片________。5小时后取出所有叶圆片并烘干，测得d、e两种叶圆片的平均每片干重分别为m克、n克，则每个叶圆片合成有机物的量为________克(用含l、m、n的代数式表示)。
答案 (1)实验一中检测的是淀粉，实验前需将原有淀粉消耗尽；实验二中检测的是叶圆片的上浮情况，气体已经被抽出 b (2)光合作用的场所是叶绿体、光合作用需要光、光合作用过程中会产生淀粉 (3)e n－m
解析 实验一的叶片中，a处缺乏光合作用的场所，c处缺乏光照，因此这两处均不能合成淀粉。只有b处满足光合作用的条件，有淀粉生成。a、b两处对照可说明光合作用的场所是叶绿体；b、c两处对照说明光合作用需要光；碘液处理后叶片是否变蓝可证明光合作用的产物有淀粉。d处取得的叶圆片不含叶绿体不能进行光合作用，不能产生氧气；可进行呼吸作用，但产生的二氧化碳很容易溶于NaHCO3溶液，故叶片不能上浮。e处取得的叶圆片含叶绿体能进行光合作用，产生的氧气分子逐渐增多填充叶圆片的细胞间隙，甚至形成气泡吸附于叶圆片上使其上浮。d处的叶圆片只能进行呼吸作用，消耗有机物的量是l－m，e处叶圆片积累有机物的量为n－l，则每个叶圆片合成有机物的量＝净积累量＋呼吸作用消耗量＝n－l＋l－m＝n－m。
17．(20分)图1表示某植物叶肉细胞内甲、乙两个重要生理过程中C、H、O的变化(其中数字代表过程，A、B、C代表物质)；图2表示当光照和CO2浓度足够的条件下，温度对该植物光合作用和呼吸作用的影响，其中实线表示光照时CO2的消耗量，虚线表示黑暗时CO2的产生量。请据图回答：
(1)图1中，甲过程发生的场所为________，该生理过程的能量变化为__________________________________________________。
乙过程中A消耗于该过程的第________阶段，其发生的场所为_______。乙过程产生的水，其氢的来源是_______(不考虑中间产物)。
(2)图1中，若甲过程其他条件不变，光照由强变弱，则短时间内中间产物C3的含量将________(选填“增加”“减少”或“不变”)。
(3)由图2可知，与________作用有关的酶对高温更为敏感，相关酶的作用机理是________________________________________。
(4)若昼夜不停地光照，图2植物在温度为________条件下，生长状况达到最佳。若在此温度条件下，每天交替进行12 h光照、12 h黑暗处理，则该植物在24 h内积累的葡萄糖为________ mg(保留小数点后一位)。
答案 (1)叶绿体 光能→活跃的化学能→稳定的化学能 三 线粒体内膜 葡萄糖和水 (2)增加 (3)光合 降低化学反应的活化能 (4)30 ℃ 16.4
解析 (1)甲代表了整个光合作用过程场所在叶绿体，该过程中的能量变化是光能→ATP活跃的化学能→稳定的化学能。有氧呼吸中[H]与O2结合生成水是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体的内膜上，[H]来源于葡萄糖和水。
(2)光照由强变弱，光反应产生的[H]和ATP减少，C3的还原反应减慢，含量将增加。
(3)由图可知与光合作用有关的酶对高温更为敏感，相关酶作用机理是降低化学反应活化能。
(4)在30 ℃时，CO2的吸收量最多，意味着有机物的积累量达到最大，植物生长状况达到最佳。在光照的12 h从外界吸收的CO2的量是5×12＝60 mg,12 h黑暗只有呼吸释放的CO2的量是3×12＝36 mg，最终被固定的CO2的量为24 mg。根据光合作用的产物是葡萄糖的反应式，可计算出24 h积累的葡萄糖的量是16.4 mg。
18．(20分)为了探讨某种植物的一些生理特性，科研人员做了一系列的相关实验。如图是在不同光照条件下测定的其光合速率变化情况。请分析回答：
(1)从图中a～b段可以看出，限制叶片光合速率的主要环境因素是________。若其他条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是__________________________________________________________。
(2)图中c～d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是________，i点时叶肉细胞内合成[H]的场所有_________________。
(3)经测定，晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率为0.6 μml/(m2·s)，则g点时该植物O2产生速率为________μml/(m2·s)。
(4)每分子叶绿素含有一个Mg2＋，可被H＋、Cu2＋等置换。在用该植物的绿叶做“色素的分离与提取”实验时，滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加________的颜色相似，呈黄褐色。实验室常用含Cu2＋的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是________________________
_________________________________________________________。
(5)该植物收获后的果实可采用________(植物激素)进行催熟。经测定，该植物细胞内DNA、RNA和蛋白质的物质含量比例为1∶3.1∶11，研究者用生长素处理该植物细胞后，细胞内这些物质含量比例变为1∶5.4∶21.7，据此分析，生长素作用于植物细胞的分子机制是_____________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)光照强度、温度 蓝紫光和红光 (2)增加(或先减少后增加) 细胞质基质、线粒体、叶绿体 (3)1.6
(4)碳酸钙(CaCO3) 铜代叶绿素比叶绿素稳定 (5)乙烯或脱落酸 生长素对细胞内的转录过程有促进作用
解析 (1)与晴天相比，阴天bc段温度和光照强度都比较低，因此在bc段限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度和温度。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。
(2)净光合速率大于0时植物积累有机物，净光合速率小于0时，消耗有机物，因此图中cd对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加。i点时，有光照条件，叶肉细胞既进行呼吸作用也进行光合作用，细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
(3)植物的产氧速率＝净光合速率＋呼吸速率＝1.0＋0.6＝1.6[μml/(m2·s)]
(4)叶绿素不太稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂等都会使其分解，实验中用含Cu2＋的试剂处理叶片，形成的铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色，其原因可能是铜代叶绿素比叶绿素更稳定。
(5)乙烯具有促进果实成熟的作用。经数据对比分析，可知生长素可能是通过促进细胞内的转录过程发挥作用的。
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗下释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
选项
呼吸类型
[H]的来源
[H]的用途
A
有氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成水
B
有氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成水
C
无氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成乳酸
D
无氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成酒精
波长(nm)
400
450
500
550
600
670
700
吸收光能
百分比(%)
叶绿素a
40
68
5
15
16
40
16
全部色素
75
93
50
35
45
75
35
光照强度/klx
1.0
3.0
5.0
7.0
8.0
10.0
eq \f(CO2变化量,mg·dm－2·h－1)
＋2.0
－3.0
－6.0
－10.0
－12.0
－12.0
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.9 mg
5.6 mg
3.8 mg