专题训练5-2 光合作用一、选择题1.下列与大棚种植蔬菜相关的措施及分析,正确的是( )A.施用农家肥,可提高大棚中CO2的浓度B.加大蔬菜的种植密度,可不断提高蔬菜的产量C.阴雨天适当提高大棚内温度,可明显增加有机物的积累量D.用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,可提高蔬菜的光合作用速率答案A解析农家肥含有大量微生物和有机物,微生物分解有机物产生二氧化碳,可提高大棚中二氧化碳浓度,从而提高农作物的产量,A项正确;种植蔬菜要合理密植,如果过密,植物叶片就会相互遮挡,并且细胞呼吸消耗的有机物提高,反而会使产量下降,B项错误;阴雨天光合作用较弱,要降低大棚温度,减少细胞呼吸消耗的有机物才有利于有机物的积累,C项错误;虽然色素主要吸收红光和蓝紫光,但是对其他光也有吸收,用红色塑料薄膜代替无色塑料薄膜,只允许红光透过,反而会降低蔬菜的光合作用速率,D项错误。2.离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时,如果突然中断CO2气体的供应,短时间内叶绿体中三碳酸、RuBP及细胞中ATP的相对含量的变化是( )A.上升、下降、上升B.下降、上升、上升C.下降、上升、下降D.上升、下降、下降答案B解析二氧化碳含量的改变直接影响的是碳反应中二氧化碳的固定这个反应。二氧化碳含量由高到低时,二氧化碳的固定这个反应变弱,则这个反应的反应物RuBP消耗减少,剩余的RuBP相对增多;生成物三碳酸生成量减少。由于三碳酸的生成量减少,则又影响了三碳酸的还原,使得三碳酸还原反应减弱,则消耗的NADPH和ATP量减少,故NADPH和ATP剩余的量增多。3.(2022温州期末)下图为细胞中的代谢过程示意图,下列叙述正确的是( )A.蓝细菌只能进行①过程B.②过程可以不需要线粒体C.③过程不会产生ATPD.只有①②过程才产生还原性物质答案B解析蓝细菌能进行光合作用和需氧呼吸,所以能进行①②过程,A项错误;蓝细菌没有线粒体,也能进行需氧呼吸,所以②过程可以不需要线粒体,B项正确;③过程为厌氧呼吸,能释放少量能量,产生少量ATP,C项错误;在①②③过程中都产生还原性物质,D项错误。4.(2022浙江期中)下图是光合作用和细胞呼吸简单过程示意图,下列有关叙述正确的是( )6\nA.图中属于光合作用的是③②,属于细胞呼吸的是①④B.①②③④过程均能产生ATPC.图中②③过程发生在叶绿体内,①④过程发生在线粒体内D.图中X和Y代表同一物质,X产生于叶绿体基质,Y产生于线粒体答案A解析图中③②代表光合作用碳反应阶段,①④分别代表细胞呼吸过程,A项正确;①②③④过程中,肯定产生ATP的是①过程,可能产生ATP的是④过程,②③过程不产生ATP,B项错误;③②代表CO2的固定和三碳酸还原,发生的场所是叶绿体基质,①④过程代表细胞呼吸的第一阶段和第二阶段,其中①过程发生的场所是细胞溶胶,C项错误;图中X代表三碳化合物,Y代表丙酮酸,X产生于叶绿体基质,Y产生于细胞溶胶,D项错误。5.(2022浙江十校联盟联考)下图表示某豆科植物叶肉细胞中3-磷酸甘油酸的相对含量在夏季某天24h内(有一段时间乌云遮蔽)的变化趋势。下列有关叙述正确的是( )A.叶肉细胞进行光合作用的区间是B~G段所对应的时间B.与F点相比,G点叶绿体中RuBP的含量较低C.乌云消失的时间可能是曲线上D点对应的时刻D.该植物在24h内有机物含量一定增加答案C解析G点后光照减弱,三碳酸含量上升,所以叶肉细胞仍在进行光合作用,A项错误;与F点相比,G点三碳酸含量低,RuBP含量高,B项错误;乌云消失,光照增强,ATP、NADPH增多,三碳酸减少,所以乌云消失的时间可能是D点对应的时间,C项正确;根据图示曲线,无法判断植物一昼夜内有机物含量的变化,D项错误。6.如图表示某植物叶肉细胞中三碳酸和RuBP浓度的变化情况,该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,Ⅱ阶段是某个环境条件降低引起的瞬时变化。下列分析正确的是( )A.Ⅰ阶段在类囊体膜上进行,Ⅱ阶段在叶绿体基质中进行B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件很可能是降低了光照强度C.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP和NADPHD.Ⅱ阶段的光饱和点比Ⅰ阶段低答案D6\n解析图表示某植物叶肉细胞中三碳酸和RuBP浓度的变化情况,因此两个阶段均表示光合作用碳反应中的变化,发生在叶绿体基质中,A项错误;图中Ⅱ阶段的变化可能是降低光照强度或降低CO2浓度引起的,B项错误;图中物质甲可能是C3或C5,若甲表示C5,则转换成乙需要二氧化碳,C项错误;Ⅱ阶段改变的调节主要影响碳反应的进行,所以Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低,D项正确。7.已知某植物光合作用与细胞呼吸的最适温度分别为25℃、35℃,如图为植物在25℃条件下,光合速率随光强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是( )A.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.B点植物光合速率与细胞呼吸速率相等C.若将温度适当提高,B点左移D.当植物缺镁时,B点将向右移答案C解析通过图示可知,A点时植物只进行细胞呼吸,产生ATP的部位有细胞溶胶和线粒体(细胞器);此图为25℃条件下得到的曲线,若升高温度,则光合速率下降,呼吸速率上升,因此,B点右移;当植物缺镁时,叶绿素减少,光合速率下降,B点将向右移动。8.研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料、在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒,A、B、C组依次缩小光照、黑暗的交替频率,每组处理的总时间均为T秒,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到D依次越来越大。下列相关说法正确的是( )A.本实验中光强度是无关变量,故光强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量B.光照期间,光反应通过光的水解为碳反应提供ATP和[H]C.实验组黑暗变为光照时,光反应速率增加,碳反应速率变小D.推测在某光照、黑暗的交替频率上,单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%答案D解析本实验中温度、光强度和CO2浓度是无关变量,无关变量也是影响实验结果的变量,只是人为控制相同而已,A项错误;由光照期间,光反应通过光的水解为碳反应提供[H],ATP不是通过水的光解形成的,B项错误;实验组黑暗变为光照时,光反应、碳反应速率均增加,C项错误;实验结果表明,随着光照和黑暗交替频率的增加,可以使ATP和[H]能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量,随着光照和黑暗交替频率的增加,在某个频率上单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%,D项正确。6\n二、非选择题9.(2022浙江五校高三第一次联考)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题。(1)提取果肉中的光合色素时,取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量CaCO3,以防止 降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。若需绘制果肉中光合色素的吸收光谱,需以 为纵坐标。 (2)图1所示的装置放于恒温环境中,如果光源及位置固定,且光照充足,果肉薄片数量保持不变,拆去滤光片,单位时间内,氧电极检测到的O2浓度 (填“高于”“等于”或“低于”)单色光下O2浓度。此外,还可以通过改变 来改变氧电极检测的数据。 (3)图2中的5~15min内,若该段时间内光照、温度均保持恒定,容器内氧气增加的速率逐渐减小,最可能的原因是 ,猕猴桃果肉在5~15min光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是 mol/min。 答案(1)叶绿素 光合色素溶解在乙醇中 吸光率 (2)高于 CO2(NaHCO3)浓度 (3)光合作用使密闭容器中NaHCO3浓度(二氧化碳浓度)下降,光合作用速率逐渐下降,呼吸速率无显著变化,故氧气增加速率逐渐减小 6×10-8解析(1)提取果肉中的光合色素时,取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量CaCO3,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是光合色素溶解在乙醇中。若需绘制果肉中光合色素的吸收光谱,需以吸光率为纵坐标,以光的波长为横坐标。(2)各种可见光均能用于光合作用,但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,图1所示的装置放于恒温环境中,如果光源及位置固定,且光照充足,果肉薄片数量保持不变,拆去滤光片,则果肉薄皮可接受到各种单色光,因此单位时间内,氧电极检测到的O26\n浓度高于单色光下O2浓度。此外,一定范围内升高二氧化碳浓度可增强光合作用,故通过改变CO2(NaHCO3)浓度可以改变氧电极检测的数据。(3)图2曲线表明,在5~15min内,若该段时间内光照、温度均保持恒定,容器内氧气增加的速率逐渐减小,最可能的原因是光合作用使密闭容器中NaHCO3浓度(二氧化碳浓度)下降,光合作用速率逐渐下降,呼吸速率无显著变化,故氧气增加速率逐渐减小。分析图2可知,黑暗条件下猕猴桃果肉细胞呼吸速率(用氧气产生量表示)为(5×10-7-4×10-7)/5=2×10-8(mol/min),光照条件下猕猴桃果肉在5~15min净光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是(8×10-7-4×10-7)/(15-5)=4×10-8(mol/min),实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此猕猴桃果肉在5~15min光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)是4+2=6×10-8(mol/min)。10.(2022宁波模拟)低温冷害是中国东北春玉米产区常见的气象灾害,是玉米高产稳产的主要限制因素。聚糠萘合剂(PKN)是一种抗冷调节剂。科研人员研究了低温胁迫下PKN对玉米幼苗光合作用的影响,结果如表。胁迫天数叶绿素含量(mg·g-1)[来源:学。科。网Z。X。X。K]表观光合速率(CO2μmol·m-2·s-1)[来源:学§科§网]干物重(g·plant-1)气孔导度(mmol·m-2·s-1)PKN组清水组PKN组清水组PKN组清水组PKN组清水组00.550.568.918.061.551.5440.5836.7810.490.507.926.891.661.6234.4530.5630.420.335.754.171.921.8118.6713.6750.370.264.382.812.011.8311.564.3270.300.233.591.892.111.853.120.45(注表观光合速率是指在光照条件下,一定量的植物在单位时间内吸收外界的CO2量;所测数据来源于第3片展开叶。) 请回答下列问题。(1)玉米幼苗细胞中的叶绿素分布在 中,测定叶绿素含量时,用 提取色素。 (2)在实验的时间内,低温胁迫天数越长,干物质的含量 ,其原因是 。 (3)在相同低温胁迫条件下,与清水组相比,PKN组的表观光合速率 ,据表分析其主要原因是: ① ;② 。 答案(1)叶绿体类囊体膜 95%乙醇(2)越多 表观光合速率大于0,有机物不断积累(3)较高 ①PKN组叶绿素含量较高 ②PKN会减缓气孔导度的下降幅度,有利于CO2的吸收解析6\n(1)叶绿素在植物细胞中只分布在叶绿体的类囊体膜上,测定叶绿素含量时,可采用无水乙醇提取色素。(2)分析图示可知,在实验的时间内,随低温胁迫天数增加,干物质含量仍增加,主要是表观光合速率大于零,有机物一直在不断积累。(3)在相同的低温胁迫下,与清水组相比,PKN组的表观光合速率较高,从表中可以看出可能原因有PKN组叶绿素含量相对较高,利于光反应进行,且气孔导度大,利于吸收CO2,提高碳反应速率,进而提升光合速率。6
