1、2020-2021 学年高一第一学期学年高一第一学期生物生物人教版人教版 2019 必修第一必修第一册章节（册章节（15） 光合作用与能量转化光合作用与能量转化1.用14CO2“饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光照条件下进行光合作用。一段时间后关闭光源，将叶肉细胞置于黑暗中，含放射性的三碳化合物浓度的变化情况如图所示，下列相关叙述正确的是( )A.叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体内膜B.Oa 时间段叶肉细胞中五碳化合物浓度基本不变C.ab 时间段含放射性的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，叶肉细胞不能进行光反应，不能为暗反应固定14CO2提供H和
2、 ATP2.下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行实验的流程，相关叙述错误的是( )A.纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中溶解度不同B.两组实验的结果中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色C.两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域D.若在缺镁条件下完成该实验，两组实验的结果和差异都不大3.利用装置甲，在相同条件下分别将绿色植物 E、F的叶片制成大小相同的叶圆片，抽出空气，进行光合作用速率测定。图乙是利用装置甲测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )A.从图乙可看出，F植物适合在较强光照下生长B.光照强度为 1 klx时，装置甲中放置植物 E 的叶圆片进行测定时，液滴不移动
3、C.光照强度为 3 klx时，E、F 两种植物的叶圆片产生氧气的速率相等D.光照强度为 6 klx 时，装置甲中 E 植物叶圆片比 F植物叶圆片浮到液面所需时间短4.某生物小组为研究遮阴处理对菠菜光合作用的影响，将一株菠菜置于一密闭容器内，给予自然光照（对照组）和 50%的自然光照（遮阴组），在容器内放置一定浓度的 CO2缓冲液，照射一段时间后测定数据绘制成图。下列说法正确的是( )A.通过测定容器内 CO2或 O2浓度的变化速率绘制曲线B.遮阴组一天的光合积累量大于对照组C.遮阴组 11时后光合速率小于呼吸速率与光照强度有关D.对照组 911 时与 1317时净光合速率下降的主要影响因素不同
4、5.图甲表示某植物叶肉细胞光合速率随光照强度变化的关系曲线（其他条件均适宜，温度为光合作用最适温度），图乙戊表示叶肉细胞内叶绿体和线粒体两种细胞器的气体代谢过程。下列有关叙述中错误的是( )A.图甲中 c点对应图乙所处的状态B.图丁表示该叶肉细胞处于黑暗条件下C.图丙中 CO2从产生部位到利用部位穿过 8 层磷脂分子D.在图甲光补偿点 b 时，若温度变化，则叶肉细胞从空气中吸收的 CO2减少6.如图为绿色植物光合作用过程示意图（物质转化用实线表示，能量传递用虚线表示，图中 ag 为物质，为反应过程）。下列判断错误的是( )A.图中 a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转化成活跃的
5、化学能储存在 c中B.图中表示水分的吸收，表示二氧化碳的固定C.将 b 物质用18O 标记，最终在（CH2O）中能检测到18OD.若 g 物质供应突然减少，则 C5的含量也将迅速减少7.下列有关科学家的经典研究中，采取了同位素示踪法的是( )A. 恩格尔曼发现光合作用的部位B. 梅耶指出植物通过光合作用把光能转换为化学能C. 鲁宾和卡门证明光合作用释放的 O2来自水D. 普利斯特利通过实验证实植物可以更新空气8.关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是( )A. 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光B. 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C. 通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合
6、作用D. 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的9.下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述正确的是( )A. 在研磨过程中加入 SiO2的目的是防止叶绿素被破坏B. 用 70%的酒精溶液提取叶片中的色素C. 四种色素随层析液在滤纸上扩散得最快的色素颜色是橙黄色D. 色素带的宽度反映了色素在层析液中溶解度的大小10.下列对图示反应式的相关描述，正确的是( )2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O6CO2+20H+能量A. 在人的肌细胞和酵母菌的细胞内均可发生图示反应B. 图示中H与光反应产生的H是同一种物质C. 图示中“能量”均将转化成 ATP中活跃的化学能D. 在无氧条件
7、下，图示反应也能在细胞内正常进行11.为了研究两个小麦新品种 P1，P2的光合作用特性,研究人员分别测定了新品种与原种(对照)叶片的净光合速率,结果如图所示。以下说法错误的是()A.实验过程中光照强度和 CO2初始浓度必须一致B.可用单位时间内进入叶绿体的 CO2量表示净光合速率C.每组实验应重复多次,并取平均值作为绘图数据D.三个品种达到最大净光合速率时的温度没有显著差异12.关于生物学原理在农业生产上的应用，下列叙述错误的是( )A.“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象B.“正其行，通其风”，能为植物提供更多的 CO2，提高光合作用效率C.“低温、干燥、无 02 储存种
8、子”更能降低细胞呼吸，减少有机物的消耗D.“露田，晒田”，能为根系提供更多 O2，促进细胞呼吸，有利于根吸收无机盐13.研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与 16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的 CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.该反应体系不断消耗的物质仅是 CO2C.类囊体产生的 ATP 和 O2参与 CO2固定与还原D.与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素14.如图表示某植物叶肉细胞在光照强度分别为 a、b、c、d 时,单位时间内叶肉细胞
9、CO2释放量和叶绿体 O2释放量的变化。下列判断正确的是( )A.光照强度为 a时,叶肉细胞不能进行光合作用B.光照强度为 b 时,叶肉细胞光合作用强度等于呼吸作用强度C.光照强度为 c 时,叶肉细胞无呼吸作用D.呼吸作用强度不变的情况下,光照强度 d 时,达到该叶肉细胞光合作用强度的最大值15.某生物小组利用图 1 装置在光合作用最适温度下培养某植株幼苗,通过测定不同时段密闭玻璃罩内幼苗的 O2释放速率来测量光合速率,结果如图2 所示,以下说法错误的是()A.若用缺镁的完全培养液培养一段时间,光合作用的光反应减弱,暗反应也减弱B.曲线中 t1t4时段,玻璃罩内 CO2浓度在 t1时最高、t4
10、时最低C.t4时补充 CO2,此时叶绿体内 C3的含量将增多D.若 t4时玻璃罩内 O2的量比 t0时增加了 128mg,则此阶段植株积累葡萄糖的量为 120mg16.光合作用和呼吸作用是植物重要的生命活动，在农业生产中利用光合作用和呼吸作用的原理，可以达到增产的目的，请回答下列相关问题。(1)可以通过多种措施达到水稻的增产，例如施用农家肥，其原理是_，研究发现，水稻幼苗在无光下，叶片发黄，推测原因是_。若想绘制光合色素的吸收光谱，则应以波长为横坐标，以光合色素的_为纵坐标，所得曲线就是光合色素的吸收光谱。(2)以黑藻、NaHCO3、聚光灯等为实验材料，研究光的波长对黑藻光合速率的影响。如果用
11、不同额色的玻璃纸罩住聚光灯，研究发现用绿色玻璃纸罩住的实验组气泡的产生量最少，原因是_。若将装置密封，最终溶液的 pH保持不变，此时光反应和暗反应速率与实验开始时相比分别_(填“上升”“下降”或“不变”)。(3)大棚蔬菜的种植中，适当增加昼夜温差也是增产的措施之一，其原理是_。17.如图为某高等植物叶肉细胞在光照条件下发生的物质和能量变化过程示意图。回答下列问题：（1）物质 a是_，突然停止光照，短时间内叶肉细胞中相对含量的变化趋势是_；黑暗条件下，物质 b生成的场所有_（填序号）。细胞质基质线粒体基质线粒体内膜叶绿体基质（2）在光照适宜条件下，给该植物提供适量的，一段时间后在生成的糖类中检测
12、到放射性，则的转移途径是_（用文字和箭头表示）。（3）已知 d、c分别表示不同气体进出细胞的过程，若外界的光照强度恰好是该植物的光补偿点（植株的光合速率等于呼吸速率时的光照强度），此时植株的叶肉细胞存在_（填序号），原因是植株的光合速率等于呼吸速率时，叶肉细胞的光合速率_呼吸速率，此时叶肉细胞有_（填名称）的释放和_（填名称）的吸收。仅有 c仅有 dc和 dc或 d18.铁皮石斛是著名的中医药材，研究人员对其生长进行了研究，结果如表：光照强度360240120栽培基质含水量100% 70% 40% 100% 70% 40% 100% 70% 40%茎干重（g）2.913.432.312.583
13、.792.861.932.342.41请回答下列问题：（1）本实验的自变量是_。（2）只考虑光照强度，_的光照下，铁皮石斛生长最好。光照强度直接影响光反应阶段，此阶段产生的、联系暗反应的物质是_（答不全不给分）。（3）研究人员根据表推断：光照强度太大，会使铁皮石斛叶子的气孔关闭，使进入叶绿体的浓度降低，影响光合作用的暗反应。现要推广大棚种植铁皮石斛，需对塑料大棚顶端进行_处理；同时可通过_的方法增加大棚内的浓度（写出一种方法即可）。19.下图为某绿色植物叶肉细胞内部分生理过程示意图, af均为气体物质。据图分析回答有关问题:（1）图中可表示氧气的是(填字母)。（2）b参与光合作用的阶段，该阶段
14、发生的场所是；氧气参与有氧呼吸的第阶段，该阶段发生的场所是。（3）在黑暗条件下，叶肉细胞中产生 ATP 的场所有。（4）若用14C标记 CO2，则光合作用过程中14C 的转移途径是。参考答案参考答案1.答案：B解析：本题考查光合作用的暗反应。叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质，A错误；题中光照强度不变，五碳化合物浓度基本不变，B 正确；ab时间段含放射性的三碳化合物浓度不变的原因是14CO2的固定和三碳化合物的还原过程保持相对稳定，C错误；三碳化合物的还原需要H和ATP，但 CO2固定不需要，D 错误。2.答案：C解析：本题考查光照对光合色素的影响。纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析
15、液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快，A 正确；光下生长的韭菜，其叶绿体中含有四种色素，分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）叶绿素 a（蓝绿色）、叶绿素 b（黄绿色），避光生长的韭黄叶绿体中只含有两种色素，分别是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色），因此两组实验的结果中共有的色素带的颜色是黄色和橙黄色，B 正确；在光下生长的非菜叶绿体中含有四种光合色素，能吸收红光和蓝紫光，避光生长的韭黄只含有类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，因此两组实验的结果中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域，C 错误；镁是合成叶绿素的原料，缺镁会使叶绿素的合成受阻，则在光下生长的非菜中也会缺乏叶绿素，两组实
16、验的结果和差异都不大，D 正确。3.答案：D解析：本题考查影响光合作用的因素以及相关探究实验。根据图乙可知，F植物叶圆片的光补偿点和光饱和点都比较低，适合在较弱光照下生长，A错误；光照强度为 1 klx 时，E 植物叶圆片的呼吸速率大于光合速率，装置甲中 E 植物叶圆片会吸收装置中的氧气，使液滴左移，B错误；光照强度为 3 klx时，E、F 两种植物叶圆片的净光合强度相等，但 E 植物叶圆片的呼吸作用强度大于 F植物叶圆片，故光照强度为 3 klx时，E、F 两种植物的叶圆片产生氧气的速率不相等，C错误；光照强度为 6 klx 时，E 植物叶圆片净光合作用强度大于 F植物叶圆片的净光合作用强度
17、，故此光照强度下，E 植物叶圆片释放的氧气多，故装置甲中 E 植物叶圆片比 F植物叶圆片浮到液面所需时间短，D正确。4.答案：D解析：本题考查光照强度对光合作用的影响曲线。根据题意可知，该容器内放置有一定浓度的 CO2缓冲液，故容器中的 CO2浓度保持相对稳定，只能通过测定 O2浓度的变化速率绘制曲线，A 错误；遮阴组曲线与横坐标围成的面积小于对照组，说明遮阴组一天的光合累积量小于对照组，B错误；遮阴组 11时后净光合速率大于 0，光合速率仍大于呼吸速率，C错误；911 时，对照组净光合速率下降的主要原因是植物存在光合午休，气孔关闭导致植物对 CO2吸收速率降低，1317时，净光合速率下降的主
18、要原因是光照强度下降，D 正确。5.答案：D解析：本题考查光合作用与细胞呼吸的关系以及光照强度对植物光合作用的影响。图中 c点为光饱和点，此时植物光合作用强度大于呼吸作用强度，植物需要从外界吸收 CO2并释放 O2，对应图乙所处的状态，A正确；图丁表示只进行呼吸作用，线粒体吸收的 O2只来自外界，产生的CO2全部释放到外界中，说明此时该叶肉细胞处于黑暗条件下，B正确；图丙中 CO2产生部位是线粒体基质，到叶绿体基质中被利用，需要依次经过线粒体和叶绿体的双层膜结构，故需要穿过 8 层磷脂分子，C正确；图甲中 b 点为光补偿点，叶肉细胞不需要从外界空气中吸收 CO2，若呼吸作用最适温度高于光合作用
19、，温度升高，呼吸作用增强，产生 CO2增多，光合作用减弱，固定的 CO2减少，将有 CO2释放到空气中，D错误。6.答案：D解析：本题考查光合作用的过程。图中 a为光合色素，主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用光合色素将光能转化成活跃的化学能储存在 c物质即 ATP 中，A正确；图中表示水分的吸收，表示光合作用中光反应阶段将光能转化成 ATP 中活跃的化学能的过程，表示光反应阶段中水的光解，表示二氧化碳的固定，其中 g 表示 CO2，表示 C3的还原，表示暗反应阶段有机物的形成过程，B正确；b 物质表示 O2，用18O 标记后，通过有氧呼吸的第三阶段18O会转化到 H218O中，经过有氧呼吸的
20、第二阶段 H218O 的18O 可进入 C18O2中，而根据光合作用反应式CO2+H2O（CH2O）+O2，故最终在（CH2O）中能检测到18O，C正确；若 g 物质（CO2）供应突然减少，则与 CO2结合的 C5减少，短时间内C3还原生成 C5的速率基本不变，则 C5含量增多，D错误。7.答案：C解析：A、恩格尔曼利用好氧细菌的特性来探究的，没有采取同位素示踪法，A 错误；B、梅耶根据能量转化与守恒定律把光能转换为化学能，没有采取同位素示踪法，B错误；C、鲁宾和卡门利用氧的同位素来标记二氧化碳和水的氧探究的，采取了同位素示踪法，C正确；D、普利斯特利通过实验证实植物可以更新空气，没有采取同位
21、素示踪法，D 错误。故选：C。8.答案：C解析：A、胡萝卜素和叶黄素属于类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，A正确；B、构成叶绿素的镁属于矿质元素，故可以由植物的根从土壤中吸收，B正确；C、通常，红外光和紫外光不可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用，C错误；D、因为叶绿素的合成需要光，故黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的，D正确。故选：C。9.答案：C解析：A、在研磨过程中加入 SiO2的目的充分研磨，A 错误；B、用无水乙醇提取叶片中的色素，B 错误；C、四种色素随层析液在滤纸上扩散得最快的色素是胡萝卜素，其颜色是橙黄色，C正确；D、色素带的宽度反映了色素的含量，D错误。故选：C
22、。10.答案：A11.答案：B解析：该实验过程中的光照强度和初始浓度均属于无关变量,无关变量在实验过程中必须一致，A 正确；可 用单位时间内植物从外界环境中吸收的CO2量表示净光合速率，B 错误；为了减少实验误差，每组实验应重复多次，所得数据取平均值，C 正确；题图显示，三个品种达到 最大净光合速率时的温度都是 25C 左右，没有显著差异，D 正确。12.答案：C解析：A、一次性施肥过多，造成土壤溶液浓度高于植物细胞液浓度，植物体通过渗透作用失水，无法吸水，最终因失水过多而死亡，A正确；B、正其行，通其风，可以增加植物间的气体(如氧气和二氧化碳)流通，为植物提供更多的 CO2，有利于植物提高光
23、合速率，B正确；C、种子在入库贮藏以前，都要晒干，并且把种子贮藏在低温、干燥、低氧的环境中，这样做的目的是降低种子的呼吸作用，减少有机物的消耗，延长种子的贮藏时间，C错误；D、“露田，晒田”，增加土壤的通气量，能为根系提供更多 O2，有利于植物的根系进行有氧呼吸，并能促进其吸收土壤中的无机盐，D 正确。故选 C。13.答案：A解析：题干信息“该反应体系在光照条件下可实现连续的 CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸”说明，乙醇酸是在暗反应中合成的，合成场所相当于叶绿体基质，A 正确；该反应体系既能在类囊体上进行光反应，又能利用 16种酶等物质进行暗反应，因此该反应体系不断消耗的物质有 CO2
24、、H2O等，B错误；类囊体上进行的光反应为暗反应中 C3的还原提供了 NADPH和 ATP，光反应产生的 O2不参与暗反应，C错误；该反应体系中有类囊体，在光照条件下还可实现连续的 CO2固定与还原，说明该反应体系中有吸收、传递和转化光能的光合作用色素，D错误。14.答案：A解析：光照强度为 a时，叶绿体没有释放氧气，所以叶肉细胞不能进行光合作用，A正确。光照强度为 b时，叶肉细胞释放二氧化碳到环境中，说明叶肉细胞光合作用强度小于呼吸作用强度，B错误。光照强度为 c、d时，只有叶绿体释放的氧气值，没有二氧化碳释放到环境，说明叶肉细胞光合作用强度大于呼吸作用强度，C错误。在此图中不能判断光饱和点
25、，D错误。15.答案：B解析：本题考査光合作用的过程及其影响因素等知识,意在考查考生的理解能力和综合运用能力:若培养液缺镁,则会影响叶绿素的合成,进而影响光反应的进行,而光反应能为暗反应提供 ATP 和H,从而又会影响暗反应的进行,A 正确在 t1到 t2时段.氧气释放速率为负值,此时 CO2浓度还会增加,即在时 CO2浓度最高,B 错误.在时补充 CO2后,被固定的 CO2增多,使 C3含量增加,C 正确。在此时间段中 O2的积累量对应于葡萄糖的积累量为 6 molO2对应于 1 mol 葡萄糖,则 O2增加 128 mg,葡萄糖的积累量为180128(632)=120(mg) ,D 正确。
26、16.答案：（1）农家肥含有大量微生物和有机物，分解产生二氧化碳，可提高大棚中二氧化碳浓度，从而提高农作物的产量（或者回答：经微生物分解增加 CO2浓度和无机盐离子）（答案合理即可）水稻幼苗在无光条件下不能合成叶绿素吸收光能的百分比光合色素对绿光的吸收最少，光合作用产生的氧气最少下降、下降（3）白天适当增温，光合作用强度大，夜间温度低，呼吸作用消耗的有机物减少，植物积累的有机物增多解析：绿色玻璃纸只允许绿光透过，光合色素对绿光的吸收最少，所以光合作用产生的氧气最少，气泡最少；若装置密封，溶液的 pH保持稳定，光合速率等于呼吸速率，光合速率与开始相比下降，所以光反应和暗反应均下降；大棚蔬菜种植时
27、白天适当增加温度，利于光合作用的进行，夜间降低温度，可以降低呼吸作用的强度，总体上有利于植物有机物的积累，利于增产。17.答案：（1）H（或 NADPH 或还原氢）；减少；（2）（3） ；大于；氧气；二氧化碳18.答案：（1）光照强度和基质含水量（2）240;H和 ATP（3）遮光;增施农家肥，与养动物的牲畜棚相连、用化学方法直接接等解析：（1）根据前面的分析可知，该实验研究了光照强度和基质含水量对铁皮石斛光合作用的影响。（2）只考虑光照强度：将 3种光照强度下的茎干重各自相加（或只看70%含水量），240的光照下干重最大，铁皮石斛生长最好。光照强度直接影响光反应阶段，此段产生的、联系暗反应的
28、物质是H和ATP。（3）要推广大棚种植铁皮石斛，需找出铁皮石斛生长最好的条件，即光照强度为 240和基质含水量为 70%，这样就要求对塑料大棚顶端进行遮光处理；增加大棚内的浓度的方法有：增施农家肥，与养动物的牲畜棚相连、用化学方法直接接等。19.答案：（1）ade（2）暗反应 叶绿体基质 三 线粒体（内膜上）(3) 细胞质基质和线粒体（4）CO2C3有机物（或葡萄糖）解析：（1）图中可表示氧气的是 a光合作用产生的氧气、d 线粒体从外界环境吸收的氧气、e光合作用产生的氧气用于呼吸作用（2）b代表二氧化碳，参与光合作用的暗反应过程，暗反应的场所为叶绿体基质；氧气参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜上（3）在黑暗条件下，叶肉细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，产生 ATP 的场所是细胞质基质和线粒体（4）若用14C标记 CO2，首先发生二氧化碳的固定，生成三碳化合物，然后发生三碳化合物的固定，生成有机物，所以则光合作用过程中14C的转移途径是 CO2C3有机物（或葡萄糖）
