高考生物二轮复习小专题训练：3 光合作用与呼吸作用（解析版）
文档属性
| 名称 | 高考生物二轮复习小专题训练：3 光合作用与呼吸作用（解析版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 831.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-02-10 02:43:30 | ||
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文档简介
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高考生物二轮复习小专题训练
3 光合作用与呼吸作用
1.[2023·北京海淀区一模] 用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度(t1A.氧气消耗的场所为线粒体基质,产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的光反应速率不变,暗反应速率增大
C.温度逐渐升高过程中,绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强
D.温度为t3时,光照时间至少长于16小时绿藻才能正常生长
[解析] 绿藻是真核生物,有氧呼吸的主要场所是线粒体,氧气消耗的场所为线粒体内膜,光合作用中O2产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜,A错误;真光合速率=净光合速率+呼吸速率,图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率,黑暗条件下氧气消耗速率可表示呼吸速率,据图可知,温度逐渐升高的过程中,光合速率逐渐增大,即绿藻的光反应速率和暗反应速率均增大,B错误,C正确;温度为t3时,假设光照时间至少长于n小时绿藻才能正常生长,则应满足12n-8(24-n)=0,可求得n=9.6,D错误。
2.2021年9月24日,我国科学家在国际知名期刊《Science》上发表重大科技成果,首次对外公布了一种颠覆性的淀粉制备方法,其合成代谢路线如图所示。下列说法正确的是 ( D )
A.该技术中C3的合成途径与植物体内相同
B.该技术中水的分解产物与叶绿体中的相同
C.每步反应都应在温和、有酶的条件下进行
D.该技术可解决粮食危机并缓解温室效应
[解析] 植物体内CO2与C5在酶的作用下结合形成C3,但该技术中,甲醇单碳缩合形成C3,因此两过程C3的合成途径并不相同,A错误;据图可知,该技术中水的分解产物是氢气和氧气,植物体通过光反应将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),B错误;植物体内合成淀粉的反应需要酶的催化,是在温和条件下进行的,而体外合成淀粉的催化剂不一定是酶,反应不一定都是在温和条件下进行,C错误;该技术能合成淀粉,可解决粮食危机,反应时吸收CO2可缓解温室效应,D正确。
3.如图表示水稻细胞中叶绿体类囊体薄膜上与光合作用相关的部分生理过程。其中的光系统是进行光吸收的功能单位,是由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质等组成的复合物。下列说法错误的是 ( B )
A.光系统含有C、H、O、N、Mg等元素
B.光系统Ⅱ只具有捕获、转化光能的作用
C.光合色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用
D.光合作用中ATP合成的直接驱动力来自H+浓度差形成的电化学梯度
[解析] 光系统是由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质等物质组成的复合物,叶绿素中含有Mg,故光系统含有C、H、O、N、Mg等元素,A 正确;由题图可知,光系统Ⅱ可以捕获、转化光能,还可以催化水的分解,B错误;光合色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,C正确;据题图可知,ATP合成的直接驱动力来自H+浓度差形成的电化学梯度,D正确。
4.[2023·湖北武汉模拟] A、B两种植物在不同温度下(其他条件适宜)光合速率和呼吸速率如图所示。下列说法正确的是 ( D )
A.温度由40 ℃升至45 ℃,植物B叶绿体中ATP的合成速率增大
B.环境温度由57 ℃降至30 ℃,植物B光合速率将升高
C.若A植物长期处于45 ℃环境中,有机物积累量比30 ℃条件下低
D.A植物光合作用比呼吸作用对高温更敏感,原因可能是光合作用酶的最适温度更低
[解析] 温度由40 ℃升至45 ℃,植物B光合速率下降,故植物B叶绿体中ATP的合成速率下降,A错误;结合题图可知,从47 ℃开始植物B光合速率降至0,从52 ℃开始植物B细胞呼吸速率降至0,推测,57 ℃对植物B而言属于温度过高,导致相关酶失活,故环境温度由57 ℃降至30 ℃,植物B光合速率不会变化,B错误;45 ℃时植物A的光合速率为30 ℃时的100%,细胞呼吸速率也为30 ℃时的100%,故若A植物长期处于45 ℃环境中,有机物积累量与30 ℃条件下相当,C错误;从题图中可以看出,植物A的光合速率在较低温度下就开始下降,因此与呼吸作用相比,植物A的光合作用对高温较为敏感,原因可能是光合作用酶的最适温度更低,D正确。
5.为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用,研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度,然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组,通过不同遮光处理一周后,测得结果如下表所示。下列分析错误的是 ( A )
处理 光照强度/(μmol·m-2·s-1) 叶绿素相对含量 净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
无遮光处理(A组) 1292.7 40.9 25.4
红色透光膜(B组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(C组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(D组) 930.7 42.1 21.2
A.通过实验可知,为了保证大棚内棉花产量最好使用黄色透光膜
B.导致四组棉花叶片净光合速率不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
C.将处理后的四组棉花同时置于自然光下,叶绿体中生成NADPH最多的是D组
D.雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
[解析] 通过实验可知,为了保证大棚内棉花产量最好需进行无遮光处理,A错误;不同的透光膜透过的光的波长不同,光照强度不同,进而导致了净光合速率不同,B正确;不同处理条件下,D组处理下的叶绿素相对含量最高,D组吸收的光能最多,生成的NADPH最多,C正确;与红、蓝透光膜相比,黄色透光膜下,棉花的净光合速率更大,故推测雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长,D正确。
6.与野生型棉花相比,转基因抗虫棉的棉铃不易遭受虫害,为探究转基因抗虫棉的产量,科研人员测定了不同光照强度下两种棉花的CO2吸收速率,结果如图。回答下列问题。
(1)科研人员共设置了 16 组装置,根据实验测定的结果 能 (填“能”或“不能”)比较出两种棉花实际光合速率的大小。
(2)光补偿点指植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用释放的CO2时所对应的光照强度。从实验结果可以看出两种棉花的光补偿点相同,那么它们在光补偿点时叶肉细胞中的光合速率 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)其呼吸速率,依据是 光补偿点时,只有叶肉细胞进行光合作用,而所有的细胞都进行呼吸作用 。光照强度低于100 μmol·m-2·s-1时,两种棉花吸收CO2速率几乎相等,导致这种现象发生的原因是 光照强度低,光反应弱,产生的ATP和NADPH少,导致两种棉花吸收CO2速率几乎相等 ,从实验结果看,此后随着光照强度的增加,野生型棉花吸收CO2的速率一直高于转基因抗虫棉,科研人员对这一现象进行了进一步的探究。
(3)科研人员在光照强度达到400 μmol·m-2·s-1时,对两种棉花与光合作用相关指标进行检测(RuBP羧化酶是固定CO2的关键酶),结果如下。
①提取色素时需加入 CaCO3 ,以防叶绿素被破坏。两种棉花的叶绿素含量会影响 ATP和NADPH 的产量,进而会对光合作用合成有机物的量产生影响。
②分析实验结果可知,造成两种棉花光合速率差异的主要原因是 转基因棉花的RuBP羧化酶活性下降 。
[解析] (1)该实验有两个自变量,分别是棉花的种类和光照强度,其中光照强度设置了0、100、200、400、600、800、1000、1200共8组,因此需要设置的实验组是16组。光照强度是0时测得的是棉花的呼吸速率,两种棉花的呼吸速率相等,CO2吸收速率可表示净光合速率,实际光合速率等于呼吸速率与净光合速率之和,因此根据实验测定的结果能比较出两种棉花实际光合速率的大小。(2)光补偿点时,只有棉花的叶肉细胞进行光合作用,而棉花的所有细胞都进行呼吸作用,此时植物体的光合速率等于呼吸速率,叶肉细胞的光合速率应该大于其自身的呼吸速率;光照强度低于100 μmol·m-2·s-1时,光照强度低,光反应弱,产生的ATP和NADPH少,导致两种棉花吸收CO2速率几乎相等。(3)提取叶绿素时加入CaCO3,可防止叶绿素被破坏;两种棉花的叶绿素含量会影响光反应过程中ATP和NADPH的产量,进而会对光合作用合成有机物的量产生影响。两种棉花的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量差异不大,但转基因棉花的RuBP羧化酶活性比野生型棉花低得多,显然造成两种棉花光合速率差异的主要原因是转基因棉花的RuBP羧化酶活性下降。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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3 光合作用与呼吸作用
1.[2023·北京海淀区一模] 用密闭的培养瓶培养等量的绿藻(单细胞藻类),将其置于4种不同温度(t1
B.温度逐渐升高过程中,绿藻的光反应速率不变,暗反应速率增大
C.温度逐渐升高过程中,绿藻的光合速率和呼吸速率均逐渐增强
D.温度为t3时,光照时间至少长于16小时绿藻才能正常生长
[解析] 绿藻是真核生物,有氧呼吸的主要场所是线粒体,氧气消耗的场所为线粒体内膜,光合作用中O2产生的场所为叶绿体中的类囊体薄膜,A错误;真光合速率=净光合速率+呼吸速率,图中光照条件下氧气增加速率可代表净光合速率,黑暗条件下氧气消耗速率可表示呼吸速率,据图可知,温度逐渐升高的过程中,光合速率逐渐增大,即绿藻的光反应速率和暗反应速率均增大,B错误,C正确;温度为t3时,假设光照时间至少长于n小时绿藻才能正常生长,则应满足12n-8(24-n)=0,可求得n=9.6,D错误。
2.2021年9月24日,我国科学家在国际知名期刊《Science》上发表重大科技成果,首次对外公布了一种颠覆性的淀粉制备方法,其合成代谢路线如图所示。下列说法正确的是 ( D )
A.该技术中C3的合成途径与植物体内相同
B.该技术中水的分解产物与叶绿体中的相同
C.每步反应都应在温和、有酶的条件下进行
D.该技术可解决粮食危机并缓解温室效应
[解析] 植物体内CO2与C5在酶的作用下结合形成C3,但该技术中,甲醇单碳缩合形成C3,因此两过程C3的合成途径并不相同,A错误;据图可知,该技术中水的分解产物是氢气和氧气,植物体通过光反应将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP+)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),B错误;植物体内合成淀粉的反应需要酶的催化,是在温和条件下进行的,而体外合成淀粉的催化剂不一定是酶,反应不一定都是在温和条件下进行,C错误;该技术能合成淀粉,可解决粮食危机,反应时吸收CO2可缓解温室效应,D正确。
3.如图表示水稻细胞中叶绿体类囊体薄膜上与光合作用相关的部分生理过程。其中的光系统是进行光吸收的功能单位,是由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质等组成的复合物。下列说法错误的是 ( B )
A.光系统含有C、H、O、N、Mg等元素
B.光系统Ⅱ只具有捕获、转化光能的作用
C.光合色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用
D.光合作用中ATP合成的直接驱动力来自H+浓度差形成的电化学梯度
[解析] 光系统是由叶绿素、类胡萝卜素、脂质和蛋白质等物质组成的复合物,叶绿素中含有Mg,故光系统含有C、H、O、N、Mg等元素,A 正确;由题图可知,光系统Ⅱ可以捕获、转化光能,还可以催化水的分解,B错误;光合色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,C正确;据题图可知,ATP合成的直接驱动力来自H+浓度差形成的电化学梯度,D正确。
4.[2023·湖北武汉模拟] A、B两种植物在不同温度下(其他条件适宜)光合速率和呼吸速率如图所示。下列说法正确的是 ( D )
A.温度由40 ℃升至45 ℃,植物B叶绿体中ATP的合成速率增大
B.环境温度由57 ℃降至30 ℃,植物B光合速率将升高
C.若A植物长期处于45 ℃环境中,有机物积累量比30 ℃条件下低
D.A植物光合作用比呼吸作用对高温更敏感,原因可能是光合作用酶的最适温度更低
[解析] 温度由40 ℃升至45 ℃,植物B光合速率下降,故植物B叶绿体中ATP的合成速率下降,A错误;结合题图可知,从47 ℃开始植物B光合速率降至0,从52 ℃开始植物B细胞呼吸速率降至0,推测,57 ℃对植物B而言属于温度过高,导致相关酶失活,故环境温度由57 ℃降至30 ℃,植物B光合速率不会变化,B错误;45 ℃时植物A的光合速率为30 ℃时的100%,细胞呼吸速率也为30 ℃时的100%,故若A植物长期处于45 ℃环境中,有机物积累量与30 ℃条件下相当,C错误;从题图中可以看出,植物A的光合速率在较低温度下就开始下降,因此与呼吸作用相比,植物A的光合作用对高温较为敏感,原因可能是光合作用酶的最适温度更低,D正确。
5.为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用,研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度,然后将长势一致的棉花植株随机均分为A、B、C、D四组,通过不同遮光处理一周后,测得结果如下表所示。下列分析错误的是 ( A )
处理 光照强度/(μmol·m-2·s-1) 叶绿素相对含量 净光合速率/(μmol·m-2·s-1)
无遮光处理(A组) 1292.7 40.9 25.4
红色透光膜(B组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(C组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(D组) 930.7 42.1 21.2
A.通过实验可知,为了保证大棚内棉花产量最好使用黄色透光膜
B.导致四组棉花叶片净光合速率不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
C.将处理后的四组棉花同时置于自然光下,叶绿体中生成NADPH最多的是D组
D.雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
[解析] 通过实验可知,为了保证大棚内棉花产量最好需进行无遮光处理,A错误;不同的透光膜透过的光的波长不同,光照强度不同,进而导致了净光合速率不同,B正确;不同处理条件下,D组处理下的叶绿素相对含量最高,D组吸收的光能最多,生成的NADPH最多,C正确;与红、蓝透光膜相比,黄色透光膜下,棉花的净光合速率更大,故推测雾霾天气下,选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长,D正确。
6.与野生型棉花相比,转基因抗虫棉的棉铃不易遭受虫害,为探究转基因抗虫棉的产量,科研人员测定了不同光照强度下两种棉花的CO2吸收速率,结果如图。回答下列问题。
(1)科研人员共设置了 16 组装置,根据实验测定的结果 能 (填“能”或“不能”)比较出两种棉花实际光合速率的大小。
(2)光补偿点指植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用释放的CO2时所对应的光照强度。从实验结果可以看出两种棉花的光补偿点相同,那么它们在光补偿点时叶肉细胞中的光合速率 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)其呼吸速率,依据是 光补偿点时,只有叶肉细胞进行光合作用,而所有的细胞都进行呼吸作用 。光照强度低于100 μmol·m-2·s-1时,两种棉花吸收CO2速率几乎相等,导致这种现象发生的原因是 光照强度低,光反应弱,产生的ATP和NADPH少,导致两种棉花吸收CO2速率几乎相等 ,从实验结果看,此后随着光照强度的增加,野生型棉花吸收CO2的速率一直高于转基因抗虫棉,科研人员对这一现象进行了进一步的探究。
(3)科研人员在光照强度达到400 μmol·m-2·s-1时,对两种棉花与光合作用相关指标进行检测(RuBP羧化酶是固定CO2的关键酶),结果如下。
①提取色素时需加入 CaCO3 ,以防叶绿素被破坏。两种棉花的叶绿素含量会影响 ATP和NADPH 的产量,进而会对光合作用合成有机物的量产生影响。
②分析实验结果可知,造成两种棉花光合速率差异的主要原因是 转基因棉花的RuBP羧化酶活性下降 。
[解析] (1)该实验有两个自变量,分别是棉花的种类和光照强度,其中光照强度设置了0、100、200、400、600、800、1000、1200共8组,因此需要设置的实验组是16组。光照强度是0时测得的是棉花的呼吸速率,两种棉花的呼吸速率相等,CO2吸收速率可表示净光合速率,实际光合速率等于呼吸速率与净光合速率之和,因此根据实验测定的结果能比较出两种棉花实际光合速率的大小。(2)光补偿点时,只有棉花的叶肉细胞进行光合作用,而棉花的所有细胞都进行呼吸作用,此时植物体的光合速率等于呼吸速率,叶肉细胞的光合速率应该大于其自身的呼吸速率;光照强度低于100 μmol·m-2·s-1时,光照强度低,光反应弱,产生的ATP和NADPH少,导致两种棉花吸收CO2速率几乎相等。(3)提取叶绿素时加入CaCO3,可防止叶绿素被破坏;两种棉花的叶绿素含量会影响光反应过程中ATP和NADPH的产量,进而会对光合作用合成有机物的量产生影响。两种棉花的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量差异不大,但转基因棉花的RuBP羧化酶活性比野生型棉花低得多,显然造成两种棉花光合速率差异的主要原因是转基因棉花的RuBP羧化酶活性下降。
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