1、1影响光合作用的因素及应用基础达标1.用一定浓度的 NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上,短期内检测到叶绿体中 C3的含量下降,C 5的含量上升。NaHSO 3溶液的作用可能是( )A.促进叶绿体中 CO2的固定B.促进叶绿体中 ATP 的合成C.抑制叶绿体中H的形成D.抑制叶绿体中有机物的输出答案 B解析 若 NaHSO3溶液促进叶绿体中 CO2的固定,则 CO2被 C5固定形成的 C3增多,消耗的 C5增多,故 C5的含量将下降,C 3的含量将升高;若 NaHSO3溶液促进叶绿体中 ATP 的合成,则被还原的 C3增多,消耗的 C3增多,生成的 C5增多,而 CO2被 C5固定形成 C3的过
2、程不变,故 C3的含量将下降,C 5的含量将升高,B 项符合题意;若 NaHSO3溶液抑制叶绿体中H的形成,则被还原的 C3减少,生成的 C5减少,而CO2被 C5固定形成 C3的过程不变,故 C3的含量将增多,C 5的含量将下降;若 NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出,意味着暗反应中 C3的还原过程变慢,生成的 C5减少,而 CO2被 C5固定形成 C3的过程不变,故 C3的含量将升高,C 5的含量将下降,D 项错误。2.下列关于光合作用和细胞呼吸的叙述,错误的是( )A.光合作用过程中存在 ADP 与 ATP 的相互转化B.人体在剧烈运动时所需的部分能量由乳酸分解提供C.病毒核酸的复
3、制需要宿主细胞的细胞呼吸提供能量D.白天,若将黑藻遮光处理,则黑藻叶绿体中 NADPH 和 NADP+的比值下降答案 B解析 光合作用的光反应中有 ATP 的合成,暗反应中有 ATP 的水解,A 项正确;人体在剧烈运动时所需要的能量由葡萄糖分解提供,此时肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,而乳酸不能再分解供能,B 项错误;病毒没有细胞结构,只能在宿主细胞中代谢和繁殖,因此病毒核酸的复制需要宿主细胞的细胞呼吸提供能量,C 项正确;白天,若将黑藻遮光处理,则光反应减弱,水光解减少,导致黑藻叶绿体中NADPH 和 NADP+的比值下降,D 项正确。3.下图表示某植物的一个叶肉细胞及其相关生理过程示意图。
4、下列说法正确的是( )A.在 M、N 中与形成 ATP 有关的酶都在内膜与基质中B.在 M、N 中既可进行 DNA 分子的复制又能有遗传信息的表达C.此图可示意叶肉细胞细胞呼吸释放的 CO2量小于光合作用吸收的 CO2量D.该植物中具 M 的细胞可发生同化作用,不具 M 的细胞不能发生同化作用答案 B2解析 图示中的 M 表示叶绿体,N 表示线粒体。在叶绿体中与形成 ATP 有关的酶分布在类囊体薄膜上,在线粒体中与形成 ATP 有关的酶分布在线粒体内膜与基质中,A 项错误;线粒体和叶绿体都含有少量的DNA 分子,这些 DNA 分子既可进行复制,其上的遗传信息又能表达,B 项正确;题图显示,叶肉
5、细胞细胞呼吸释放的 CO2除了供叶绿体光合作用外,还有部分释放到细胞外,说明图中叶肉细胞细胞呼吸释放的 CO2量大于光合作用吸收的 CO2量,C 项错误;同化作用(又叫合成代谢)是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质,并且储存能量的过程,该植物中具有叶绿体的细胞可发生同化作用,不具有叶绿体的细胞也能发生同化作用,如蓝藻细胞能进行光合作用,D 项错误。4.(2018 山东德州一模)下面是绿色植物体内能量供应及利用的示意图,下列说法正确的是( )A.乙过程利用的 ATP 是由甲和丙过程共同提供的B.乙中的 ATP 用于固定二氧化碳和还原三碳化合物C.甲、丙中合成 ATP 所需的
6、能量来源不相同D.丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等答案 C解析 从图中发生的变化可判断,甲是光反应,乙是暗反应,丙是有氧呼吸,丁是 ATP 的水解。有氧呼吸产生的 ATP 不能用于光合作用的暗反应; 光反应过程中产生的 ATP 只用于还原三碳化合物;光反应合成 ATP 所需的能量来源于光能,而丙过程合成 ATP 所需的能量来自有机物中的化学能;红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,协助扩散需要载体蛋白但不消耗 ATP。5.下列对图示两种生理反应式的相关叙述,错误的是( )反应式 1:C6H12O6 2C3H4O3+4H+能量反应式 2:CO2+C5 2C3A.反应式 1
7、得到的产物(C 3H4O3)在人和乳酸菌细胞中的去路可以相同B.反应式 2 得到的产物可进一步转化成 C5和 C6H12O6C.反应式 1 生成的能量大部分以热能形式散失D.反应式 2 一定发生在叶绿体基质中,反应速率受 CO2浓度的影响答案 D解析 反应式 1 为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,人和乳酸菌都能进行乳酸式无氧呼吸,A 项正确;反应式 2 为光合作用过程中的 CO2的固定,生成的 C3可进一步转化成 C5和 C6H12O6,但发生的场所不一定是叶绿体基质,因为能进行光合作用的也可以是不具有叶绿体的原核生物,B 项正确,D 项错误;细胞呼吸产生的能量大部分以热能形式散失,其余能量暂时
8、储存在 ATP 中,C 项正确。6.二氧化碳红外分析仪可以直接测出密闭容器中的二氧化碳浓度。现在有一个与二氧化碳红外分析仪相连接的透明密闭容器,给予适合实验生物正常代谢所需的环境条件,用此装置做如下实验,不能达到预期目的的是( )A.给予充足氧气,测定酵母菌有氧呼吸速率B.制造无氧环境,测定酵母菌无氧呼吸速率3C.给予充足光照,测定植物氧气的制造速率D.制造黑暗环境,测定绿色植物的呼吸速率答案 C解析 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程都产生二氧化碳,导致密闭容器中二氧化碳浓度发生变化,可通过测定密闭容器中二氧化碳浓度变化量来计算呼吸速率;植物氧气的制造速率-细胞呼吸过程中氧气的消耗速率=密闭容器中
9、氧气增加速率,密闭容器中氧气的增加速率可通过二氧化碳红外分析仪测定二氧化碳变化速率来换算,细胞呼吸过程中氧气的消耗速率在充足光照条件下无法测算,C 项不能达到预期目的。7.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为 25 和 30 ,下图表示该植物处于 25 环境中的光合作用强度与光照强度之间的关系,对于曲线的下列说法最恰当的是( )A.D 点位置不会随环境温度的升高而移动B.A 点叶肉细胞产生 ATP 的细胞器有叶绿体和线粒体C.当植物缺 Mg 时, B 点右移D.当环境温度升高至 30 时, A 点上移, B 点左移答案 C解析 由于植物光合作用最适温度为 25 ,所以 D 点位置会随环境
10、温度的升高而向上移动,A 项错误; A 点叶肉细胞只进行细胞呼吸,所以产生 ATP 的细胞器只有线粒体,B 项错误;当植物缺 Mg 时,影响叶绿素的合成,使光合作用强度降低,所以 B 点会右移,C 项正确;当环境温度升高至 30 时,光合作用强度下降,细胞呼吸强度增大,所以 A 点上移, B 点右移,D 项错误。8.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和细胞呼吸的影响(其他实验条件都适宜),实验以 CO2的吸收量与释放量为指标,实验结果如下表所示,下面对该表数据分析正确的是( )温度/ 5 10 15 20 25 30 35光照下吸收 CO2的量/(mgh-1)1.001.75
11、2.503.253.753.503.00黑暗中释放 CO2的量/(mgh-1)0.500.751.001.502.253.003.504A.昼夜不停地光照,在 35 时该植物不能生长B.昼夜不停地光照,在 20 时该植物生长得最快C.每天光照 12 h,20 时该植物一昼夜积累的有机物最多D.每天光照 12 h,30 时该植物一昼夜积累的有机物量是 10 时的 2 倍答案 C解析 光照下单位时间内植物吸收的 CO2量代表净光合速率,黑暗中单位时间内植物释放的 CO2量代表呼吸速率,因为在 35 时光照下植物可吸收 CO2,说明此时净光合速率大于 0,该植物可以生长,A项错误;比较可知,光照下在
12、 25 时植物吸收的 CO2量最多,此温度下净光合速率最大,所以昼夜不停地光照,在 25 时该植物生长最快,B 项错误;每天光照 12 h,植物积累的有机物量=净光合速率12-呼吸速率12=(净光合速率-呼吸速率)12,计算得知 20 时该植物一昼夜积累有机物最多,C项正确;每天光照 12 h,30 时该植物一昼夜积累的有机物量为(3.50-3.00)12=6.00(mg),10 时该植物一昼夜积累的有机物量为(1.75-0.75)12=12.00(mg),D 项错误。能力提升1.将盆栽植物天竺葵浇上含 18O 的水后,置于密闭的玻璃钟罩内,再把整个装置放在室外阳光下,并保持适宜的温度条件。一
13、周后,玻璃钟罩内的空气及天竺葵中下列哪些物质可能含有 18O? ( )O 2 水蒸气 CO 2 葡萄糖 氨基酸 脂肪A.中含有,中没有B.中含有,中没有C.中含有,中没有D.中都可能含有答案 D解析 植物体内的水能够通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到空气中;水还可经过光合作用生成氧气,存在于空气中;植物体内水中的氧经呼吸作用转移到二氧化碳中,二氧化碳也会释放到空气中;二氧化碳中的氧,通过光合作用又可转移到葡萄糖中;而葡萄糖经转化可形成脂肪和氨基酸, 18O 进而可进入脂肪和氨基酸等有机物中。2.下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中 CO2和H的变化,相关叙述正确的是( )注 表示生理过程
14、。A.过程发生在叶绿体类囊体的薄膜上,过程发生在线粒体的内膜上B.过程发生在线粒体中C.过程均需要H和 ATP 提供还原剂和能量D.过程产生的H是相同的物质,过程在线粒体中进行答案 A解析 过程为水的光解,发生在叶绿体类囊体的薄膜上,过程是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体的内膜上,A 项正确;过程为有氧呼吸第一阶段,发生于细胞质基质,B 项错误;过程不需要5ATP 供能,也不需要还原剂,C 项错误;过程产生的H为 NADPH,过程产生的H为 NADH,两者不同,D 项错误。3.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如下图所示。下列叙述错误的是( )A.植物甲和乙光合作用所需要的
15、能量都来自太阳能B.叶温在 3650 时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为 25 时,植物甲的光合速率与呼吸速率的差值不同于植物乙的D.叶温为 35 时,甲、乙两种植物的光合速率与呼吸速率的差值均为 0答案 D解析 植物光合作用的最终能量来源于太阳能;据图分析,在 3650 时,植物甲的净光合速率曲线比植物乙的曲线高,故植物甲的净光合速率比植物乙的高;真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率,叶温为 25 时,植物甲的光合速率与呼吸速率的差值即甲的净光合速率低于植物乙的净光合速率;叶温为 35 时,甲、乙两种植物的光合速率与呼吸速率的差值表示净光合速率,均大于 0 且相等。4.将一植株放在
16、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 图甲中 C 点和 F 点时,光合作用强度等于细胞呼吸强度,光合作用开始于 C 点之前,结束于 F点之后,A 项正确;图乙中的 D 点之前光照强度弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度,玻璃罩内 CO2浓度增加, D 时光合作用强度与细胞呼吸强度相等, D 点之后光合作用强度大于细胞呼吸强度,玻璃罩内的 CO2减少
17、,浓度降低,因此 D 点时玻璃罩内的 CO2浓度最高,B 项正确;分析题图甲可知, F 点是由于光照强度减弱、CO 2浓度由降低向增加转化的拐点,此点之前,光合作用强度大于细胞呼吸强度,此点之后光合作用强度小于细胞呼吸的强度,该点光合作用强度与细胞呼吸强度相等,对应图乙中的 H 点,而不是 G 点,C 项错误;分析图甲可知,这一昼夜之后 G 点玻璃罩内的 CO2浓度小于开始时 A6点的浓度,减少的这部分通过光合作用合成有机物储存在植物体内,因此植物体的有机物含量会增加,D 项正确。5.(2018 全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如下图所示。回答下列问题。(1)当光照强度大于
18、 a 时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是 。判断的依据是 。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。 (4)某植物夏日晴天中午 12:00 时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO 2”)不足。 答案 (1)甲(2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2解析 (1)根据曲线的走势以及曲线的起点可知,甲的细胞呼吸速率大于乙。光照强度大于 a 时,甲
19、的净光合速率大于乙,所以甲的实际光合速率也远大于乙,所以甲对光能的利用率要高于乙。(2)当种植密度过高时,单株获取的光能减少。光照强度降低同等程度的情况下,对甲植株单株的影响要大于乙植株,所以,如果种植密度过大,净光合速率下降幅度较大的是甲植物。(3)无论是光补偿点还是光饱和点,甲的都高于乙的,所以乙更适合在光照强度较低的林下种植。(4)夏日晴天中午 12:00 气温太高,叶片的大多数气孔关闭,导致外界的 CO2不能通过气孔进入叶片,从而导致光合速率明显下降。6.选取生理状态良好的甜槠植株,保持温度(30 )、CO 2浓度等恒定,测定不同光照强度条件下 O2和 CO2的释放量(如图 1)。图
20、2 中的 x、 y、 z 曲线分别表示一天 24 h 的温度、光照强度、净光合速率的变化。请据图分析回答问题。7图 1图 2(1)从图 1 可知,在光照强度为 8 klx 时植物固定 CO2的速率为 mol/(m 2h),在此条件下若光照 12 h,再黑暗 12 h,交替进行,则甜槠 (填“能”或“不能”)生长,原因是 。 (2)分析图 2 可知,中午 12 时, z 曲线下降,可能原因是 。 (3)若比较图 2 中 z 曲线的 K、 A 两点, 更有利于蔬菜的储存。 (4)图 2 中光合速率与呼吸速率相等的点是 ,对应图 1 中的光照强度为 klx,根据图 2 中 z 曲线的变化推测该植物未
21、接受光照的时间是曲线中的 段。 答案 (1)8 不能 光合作用合成的有机物被细胞呼吸消耗(或 12 h 光照时积累的有机物正好被12 h 黑暗时消耗掉,答案合理即可)(2)温度上升,部分气孔关闭,CO 2吸收减少(3)A(4)C、 G 4 KB、 MN解析 (1)依题意并结合图 1 分析可知,图 1 中光照强度为 0 klx 时的 CO2的释放量表示呼吸速率,其数值为 4 mol/(m2h);在光照强度大于 0 klx 时的 O2释放量表示净光合速率,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率。光照强度为 8 klx 时的植物净光合速率为 4 mol/(m2h),此时植物固定 CO2的速率即实际光合速
22、率=净光合速率+呼吸速率=4+4=8mol/(m 2h)。在此条件下若光照 12 h,再黑暗 12 h,交替进行,甜槠有机物的积累量=净光合速率12 h-呼吸速率12 h=412-412=0 (mol/m2),即光合作用合成的有机物被细胞呼吸消耗(或 12 h 光照时积累的有机物正好被 12 h 黑暗时消耗掉),没有有机物积累,所以甜槠不能正常生长。(2)中午 12 时,由于光照过强,温度上升,部分气孔关闭,CO 2吸收减少,导致 z 曲线下降。(3)图 2 显示: K 点时的 CO2释放速率为 20 mg/h,A 点时 CO2释放速率小于 20 mg/h,说明 A 点时有机物的消耗少于 K 点, A 点更有利于蔬菜的存储。8(4)图 2 的 z 曲线表示净光合速率,而图 1 光照强度大于 0 klx 时的 O2释放量也表示净光合速率,当净光合速率为 0 时,(实际)光合速率与呼吸速率相等,即图 2 中的 C、 G 点,与图 1 中的光照强度为 4 klx 时相对应。植物未接受光照,光合作用不能进行,据此可推测:该植物未接受光照的时间是 z 曲线中的 KB 段和 MN 段。
