1、1第 8讲 光合作用A组 基础题组考点一 光合作用的过程及影响光合作用的环境因素1.(2017北京海淀期末)1937 年,植物生理学家希尔将叶绿体分离后置于试管中,加入 1%的 DCPIP(DCPIP是一种可以接受氢的化合物,被氧化时是蓝色,被还原时是无色的)后,将试管置于光下,发现溶液由蓝色变成无色并放出氧气,以上实验证明了( )A.光合作用产生的氧气来自 H2OB.光合作用的过程中能产生还原剂和 O2C.光合作用的光反应在类囊体上进行D.光合作用的暗(碳)反应在叶绿体基质中进行2.(2017北京昌平期末)如图表示夏季晴天,某植物光合作用强度在一天中不同时刻的变化情况。据图分析下列叙述正确的
2、是( )A.该植物在 6:00开始进行光合作用B.曲线 BC段和 DE段光合速率下降的原因相同C.该植物一天中有机物积累最多的时刻是 E点对应的 19点D.环境中 CO2浓度下降导致 12:00时出现光合作用强度“低谷”3.(2017北京昌平期末)植物叶肉细胞光合作用暗(碳)反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。下列相关叙述正确的是( )A.磷参与了光合作用所有产物的合成B.蔗糖合成受阻促进 Pi进入叶绿体C.三碳糖磷酸的积累会导致H和 ATP的合成速率增加2D.三碳糖磷酸的积累导致卡尔文循环减速属于负反馈调节4.下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示的因素外,其他环境因
3、素均控制在最适范围。下列分析错误的是( )A.甲图中 a点的限制因素可能是叶绿体中色素的数量B.乙图中 d比 c点在相同时间内叶肉细胞中生成 C5的速率快C.M、N 点的限制因素是光照强度,P 点的限制因素是温度D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变5.为了研究光合作用,生物小组的同学把在暗处放置几小时后的菠菜叶磨碎,分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质,分别装在 A、B、C、D 四支试管内(如图),并进行光照。关于这个实验的说法正确的是( )A.应用了离心法和同位素标记法B.B管用碘液检验,溶液变蓝C.C管用碘液检验,溶液变蓝D.D管能完成光反
4、应过程6.将置于阳光下的盆栽植物移至黑暗处,则细胞内三碳化合物与糖类生成量的变化是( )A.C3突然增加,(CH 2O)减少B.C3与(CH 2O)都减少C.C3与(CH 2O)都增加D.C3突然减少,(CH 2O)增加7.如图表示夏季玉米田中,距离地面高度不同处 CO2浓度不同,图中实线表示上午 10时的测定结果,虚线表示夜晚 22时的测定结果。下列相关叙述中错误的是( )3A.上午 10时玉米植株不同高度 CO2的吸收量不同B.在夜晚,土壤中释放的 CO2多被玉米所固定C.在富含有机质的农田中,图中 c点将会右移D.图中 b点所对应的是玉米光合作用面积较大处的高度考点二 光合作用与呼吸作用
5、的关系8.(2018北京平谷五中期中)下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列有关分析不正确的是( )A.发生在生物膜上的过程有B.人体细胞中也可发生的过程有C.过程形成的 ATP可用于过程D.在光照充足等适宜条件下,消耗的 CO2多于产生的 CO29.下列关于叶肉细胞能量代谢的叙述中,正确的是( )A.适宜光照下,叶绿体和线粒体合成 ATP都需要 O2B.只要提供 O2,线粒体就能为叶绿体提供 CO2和 ATPC.无光条件下,线粒体和叶绿体都产生 ATPD.叶绿体和线粒体都有 ATP合成酶,都能发生氧化还原反应10.图甲表示在一定条件下某绿色植物细胞内部分物质转化过程,图乙表示
6、在适宜温度条件下该植物净光合速率与环境因素之间的关系。下列叙述正确的是( )A.图甲中物质 X和 Y的生成场所分别在叶绿体基质和线粒体基质B.图甲中四个过程不能在同一个细胞中进行C.图乙中光照强度为 B时,细胞内物质 X的产生速率比物质 Y产生速率要快4D.图乙中光照强度小于 A时,两曲线重合的原因主要是受二氧化碳浓度的限制11.(2018北京海淀第一学期期末)小麦黄化(失绿)是高等植物基因突变导致叶绿素含量下降的现象。科研人员发现某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定 CO2的酶活性显著高于野生型。下图所示两条曲线分别为两种类型水稻在不同光照强度下的 CO2吸收速率。下列叙述不
7、正确的是( )A.曲线 A和 B与纵坐标轴的交点相同代表呼吸速率相同B.曲线 B表示突变型,其光饱和点对应的光照强度较低C.在 P点处突变型和野生型水稻的真(总)光合速率一定相同D.低于 P点时,限制突变型小麦光合速率的主要环境因素是光照强度12.植物叶表皮上气孔开闭与含叶绿体的保卫细胞的渗透压有关,保卫细胞吸水时气孔张开,失水时气孔关闭。下列叙述正确的是( )A.保卫细胞的 ATP白天产生,只在夜间消耗B.保卫细胞吸水和失水过程中,水分子均可进出细胞C.夏季中午气孔关闭,导致叶肉细胞停止同化 CO2D.保卫细胞是高度分化的细胞,失去了分裂能力和全能性B组 提升题组一、选择题1.(2018北京
8、五十五中期中阶段性调研)科学家往小球藻培养液中通入 14CO2后,分别给予小球藻不同时间的光照,结果如下表。实验组别 光照时间(s) 放射性物质分布1 2 大量 3-磷酸甘油酸(三碳化合物)2 20 12种磷酸化糖类3 60除上述 12种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有机酸等根据上述实验结果分析,下列叙述不正确的是( )5A.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段B.每组照光后需将小球藻进行处理使酶失活,才能测定放射性物质分布C.CO2进入叶绿体后,最初形成的主要物质是 12种磷酸化糖类D.实验结果说明光合作用产生的有机物还包括氨基酸、有机酸等2.1880年美国生物学家恩吉尔曼设计了一个实验
9、研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上,并在水绵悬液中放入好氧细菌,观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。下列有关叙述正确的是( )A.好氧细菌主要利用红光和蓝光进行光合作用B.水绵通过光合作用为好氧细菌提供 O2C.水绵通过光合作用为好氧细菌提供有机物D.图 b表明,只有红光和蓝光可用于光合作用3.下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是( )A.破坏叶绿体外膜后,O 2不能产生B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变C.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D.在离体的叶绿体基质中添加 ATP、NADPH 和 CO2后
10、,可完成碳反应4.(2018北京平谷五中期中)如图是在不同光照强度下测得的桑树与大豆间作(两种隔行种植)和大豆单作(单独种植)时大豆的光合速率。假设间作与单作农作物间的株距、行距均相同。据图分析,下列叙述正确的是( )A.与单作相比,间作时大豆植株的呼吸强度没有受到影响B.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作C.光照强度为 a时,影响大豆植株间作和单作光合速率的主要因素均为 CO2浓度D.光照强度为 b时,大豆植株单作固定 CO2的速率为 20 molm -2s-16二、非选择题5.(2018北京东城期末)小球藻是一种单细胞藻类,具有光合效率高、营养方式多样且富含有机物等特点,在
11、食品和饲料等多个方面均有广泛应用。(1)科学家曾以小球藻为材料进行了光合作用机理的研究。鲁宾与卡门在研究光合作用中氧气来源时,利用同位素 18O分别对 中的氧元素进行标记,得到的结论是 ;卡尔文利用 14C标记的 14CO2供小球藻进行光合作用,目的是研究 。 (2)科研人员研究了不同处理条件对小球藻细胞数量及叶绿素含量的影响。 实验条件的设计如下表所示,请将表格内容补充完整。营养方式 自养 混养 异养培养基中葡萄糖含量(g/L) a: 10.0 10.0光照强度(Lux) b: 2 500 0实验结果如下列图表所示。实验结果营养方式 单位质量小球藻中总叶绿素含量(mg/g)单位体积藻液中总叶
12、绿素含量(mg/L)自养 31.99 9.44混养 6.31 13.39异养 3.31 6.347由结果可知,单位质量小球藻中总叶绿素含量以 方式为最高,但由于该方式下 ,因此单位体积藻液中总叶绿素含量未达最高。据此分析,三种营养方式中 更具优势,这对高密度规模化培养等生产问题具有指导意义。 6.(2018北京西城期末)增施 CO2是提高温室植物产量的主要措施之一。但有人发现,随着增施 CO2时间的延长,植物的光合作用逐渐减弱。为探究其原因,研究者以黄瓜为材料进行实验,结果如下图。图 1图 2图 3(1)CO2进入叶绿体,被位于 的 Rubisco酶催化,与 化合物结合而被固定。 (2)由图可
13、知,常温+CO 2处理组在超过 29天后,净光合速率开始下降,直至低于常温处理组。此阶段,常温+CO 2组淀粉含量与光合速率的变化趋势 ,据此推测光合速率下降可能是由于淀粉积累过多。叶绿体中淀粉的积累一方面会导致 膜结构被破坏而影响光反应。另一方面有限的氮素营养被优先分配到淀粉的分解代谢中,因此造成光合作用所需的 等含氮化合物合成不足,进而抑制了光合作用。 8(3)由图可知,在增施 CO2情况下,适当升高温度可以 光合作用速率。有人认为,这是由于升高温度促进了淀粉分解为可溶性糖,减弱了淀粉大量积累对光合作用的抑制。图中支持该假设的证据是 。 (4)请根据本研究的结果,对解决“长时间增施 CO2
14、抑制光合作用”这一问题,提出两项合理化建议: 。 9答案全解全析A组 基础题组考点一 光合作用的过程及影响光合作用的环境因素1.B 判断光合作用产生的氧气的来源需用放射性同位素标记法,本实验无法判断光合作用产生的氧气的来源,A 错误;溶液由蓝色变成无色,说明产物中有还原态氢,并放出氧气,故说明光合作用的过程中能产生还原剂和 O2,B正确;本实验不能判断光合作用的光反应的场所,C 错误;本实验不能判断光合作用的暗(碳)反应的场所,D 错误。2.C A 点前,植物就进行光合作用了,只是光合速率小于呼吸速率,A 错误;图示植物曲线的 BC段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内 CO2浓度降低,DE
15、段下降的原因是光照强度减弱,光反应产生H和ATP的速率减慢,这两段下降的原因不相同,B 错误;在 19时后,植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸速率,有机物积累最多的时刻应为 19:00,C正确;植物曲线的 BC段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内 CO2浓度降低,所以植物出现光合作用强度“低谷”,D 错误。3.D 磷元素是核酸、磷脂、ATP 等的组成成分,ATP 是光合作用光反应阶段的产物,但磷没有参与所有光合作用产物的合成,A 错误。据图分析,蔗糖合成或输出受阻,则进入叶绿体的 Pi减少,B 错误。三碳糖磷酸大量积累于叶绿体基质,抑制了光反应的进行,导致光反应生成的 ATP和H减少,C 错
16、误。据图分析,若蔗糖合成或输出受阻,导致三碳糖磷酸的转运受到抑制,进入叶绿体的 Pi减少,同时三碳酸磷糖因转运受抑制而在叶绿体基质中大量积累,进一步抑制了暗反应和光反应的进行,使得 ATP的合成数量下降,这一过程中三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于负反馈调节过程,D 正确。4.D 从甲图中可以看出,光照强度和二氧化碳的浓度不是 a点光合速率的限制因素,限制因素可能是叶绿体中色素的数量,A 正确;乙图中 d点与 c点相比,光照强度增加,光反应速率加快,产生的 ATP和H增加,因此 d点在相同时间内叶肉细胞中 C3的还原量多,生成 C5的速率快,B 正确;图中 M、N、P 三点的限制因素分别是光照强
17、度、光照强度、温度,C 正确;丙图中,随着温度的升高,曲线走势有可能下降,因为超过最适温度,酶的活性降低,D 错误。5.B 该实验过程中将细胞质基质和叶绿体分离、叶绿体基质与叶绿素分离采用的方法是差速离心法,没有使用同位素标记法,A 错误;实验材料先在暗处放置几小时,消除了原有的光合产物,因此在光照条件下用碘液检验,B 管有叶绿体能进行光反应和暗反应,溶液变蓝,C 管没有叶绿素,不能进行光反应,溶液不变蓝,B 正确、C 错误;D 管的叶绿素吸收光能,但是没有酶,不能完成光反应过程,D 错误。6.A 光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,光反应为暗反应提供H和 ATP,H用于还原三碳化合物,最终生
18、成 C6H12O6,ATP为暗反应提供能量。光反应的能量直接来自太阳能,即必须在光下产生。将盆栽植10物移至黑暗处,停止了光照,在其他条件如 CO2浓度等没有发生变化的情况下,从气孔进入的 CO2仍被 C5固定生成 C3。由于光照停止,光反应停止,H和 ATP不能生成,C 3因缺乏H和 ATP不能被还原,所以此时的叶肉细胞内 C3暂时增加,C 6H12O6的生成量减少。故 A选项正确。7.B 由图中实线可知,上午 10时玉米植株不同高度 CO2的吸收量不同,A 正确;夜晚无光照,玉米不能进行光合作用,不消耗二氧化碳,但呼吸作用会释放出二氧化碳,B 错误;在富含有机质的农田中,由微生物的分解作用
19、释放出的二氧化碳多,故 c点将会右移,C 正确;由图可知,b 点二氧化碳浓度最低,其对应的是玉米光合作用面积较大处的高度,D 正确。考点二 光合作用与呼吸作用的关系8.C 分析图解,表示暗反应,表示有氧呼吸的第一、二阶段或产生 CO2的无氧呼吸,表示光反应,表示有氧呼吸的第三阶段。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上,有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上,A 正确;人体细胞不能进行光合作用,但是能够进行细胞呼吸,因此可发生的过程有,B 正确;过程水的光解不需要 ATP,过程形成的 ATP可用于各项生命活动,C 错误;在光照充足等适宜条件下,消耗的 CO2多于产生的 CO2,D正确。9
20、.D 叶绿体合成 ATP需要色素、酶和光照,不需要氧气,线粒体进行有氧呼吸第二阶段合成 ATP不需要O2,A错误;线粒体合成的 ATP不提供给叶绿体,B 错误;无光条件下,叶绿体不产生 ATP,C错误;叶绿体和线粒体中都能合成 ATP,都有 ATP合成酶,都能发生氧化还原反应,D 正确。10.C 图甲中物质 X的产生是在光合作用的暗反应阶段,暗反应发生在叶绿体基质中,物质 Y的产生是在有氧呼吸的第一阶段,其发生在细胞质基质中,所以 A错误。图甲中是光合作用,是细胞呼吸,可以在同一个细胞中进行,所以 B错误。分析图乙,光照强度为 B时,光合作用强度大于呼吸作用强度,细胞内物质 X的产生速率比物质
21、 Y产生速率要快,所以 C正确。分析图乙,光照强度小于 A时,二氧化碳的浓度不同,但两曲线重叠,说明二氧化碳浓度不是限制光合作用的因素,光照强度才是限制因素,所以 D错误。11.B 由图可知,曲线 A和 B与纵坐标轴的交点相同代表呼吸速率相同,A 正确;由题意可知,某突变型水稻叶片固定 CO2的酶活性显著高于野生型,结合图可知,曲线 A表示突变型水稻,其光饱和点对应的光照强度较高,B 错误;由图可知,在 P点处突变型和野生型水稻净光合速率相同,因为两种水稻呼吸速率相同,所以 P点处真(总)光合速率一定相同,C 正确;由图可知,低于 P点时,光合速率随光照强度增大而升高,所以限制突变型水稻光合速率的主要环境因素是光照强度,D 正确。12.B 保卫细胞不管白天还是夜晚都要进行细胞呼吸产生 ATP,且时刻都要消耗 ATP为生命活动供能,A错误;水分子通过自由扩散的方式进出细胞,所以保卫细胞吸水和失水过程中,水分子均可进出细胞,B 正
