專題6 光合作用專題檢測A組一、單項選擇題1.(2019北京東城一模,2)以下有關葉綠體中類囊體的敘述不正確的是( )A.類囊體膜的基本支架是磷脂雙分子層B.類囊體可增大葉綠體的受光面積C.類囊體上有可以催化形成ATP的酶D.類囊體上可發(fā)生C3的還原過程答案 D 此題考查考生辨認的理解能力和推理的應用能力。類囊體為圓餅狀的囊狀膜結(jié)構(gòu),基本支架是磷脂雙分子層,A正確;類囊體堆疊成基粒,葉綠體內(nèi)有眾多的基粒和類囊體,極大地擴展了受光面積,B正確;類囊體上不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進行光合作用所必需的酶,C正確;C3的還原過程屬于暗反應,發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,D錯誤。2.(2019青海西寧模擬,14)如圖為葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖,字母表示葉綠體的結(jié)構(gòu),數(shù)字表示有關物質(zhì)。下列敘述不正確的是( )A.參與光合作用的色素位于圖中的A部分B.③進入葉綠體后,被固定形成⑤物質(zhì)C.若突然減弱光照,B中④的含量會升高D.用18O標記①,可在②中測到18O答案 B A為葉綠體類囊體薄膜,參與光合作用的色素位于圖中的A上,A正確;③CO2進入葉綠體后,被固定形成④C3,⑤(CH2O)的形成還需要經(jīng)過C3還原的過程,B錯誤;若突然減弱光照,光反應合成的NADPH與ATP減少,被還原的C3減少,C3生成速率基本不變,葉綠體基質(zhì)中④C3的含量會升高,C正確;O2中的O來源于H2O,用18O標記①H2O,可在②O2中測到18O,D正確。3.(2020屆山西太原五中階段檢測,17)如圖為植物的某個葉肉細胞中兩種膜結(jié)構(gòu)及其上發(fā)生的生化反應模式圖。下列有關敘述不正確的是( )A.圖1、2中的兩種生物膜依次存在于葉綠體和線粒體中B.圖1中的[H]來自水,圖2中的[H]來自丙酮酸C.兩種生物膜除產(chǎn)生上述物質(zhì)外,均可產(chǎn)生ATPD.影響圖1、2中兩種膜上生化反應的主要外界因素分別是光照和溫度答案 B 依據(jù)膜上發(fā)生的物質(zhì)變化可確定圖1、2分別為葉綠體類囊體薄膜和線粒體內(nèi)膜,A正確;圖1中的[H]源于水的光解,圖2中的[H]來源于葡萄糖和水,B錯誤;兩種膜在發(fā)生以上物質(zhì)變化的同時,伴隨著ATP的產(chǎn)生,C正確;光照影響光反應,溫度影響有氧呼吸第三階段,D正確。4.(2018甘肅張掖質(zhì)檢,3)遷移率是用紙層析法分離混合色素中各種成分的重要指標,也可用于各種色素的鑒定,遷移率=色素移動距離/溶劑移動距離。如表是葉綠體中各種色素的層析結(jié)果(部分數(shù)據(jù)),下列相關敘述錯誤的是( )
溶劑移動距離色素1移動距離色素2移動距離色素3移動距離色素4移動距離實驗組17.81.9實驗組28.21.5實驗組38.01.4平均移動距離8.07.60.8遷移率0.950.530.10A.可用菠菜等綠葉蔬菜的葉片作為該實驗的材料B.色素3是葉綠素a,其遷移率為0.2C.色素4隨層析液在濾紙條上的擴散速度最快D.色素2在濾紙條上移動的距離大約是4.2答案 C 提取與分離色素的實驗可用含色素較多的菠菜葉作為實驗材料,A正確。溶劑的平均移動距離為8.0,色素2的平均移動距離為0.53×8.0=4.24,D正確。色素3的平均移動距離為(1.9+1.5+1.4)/3=1.6,依據(jù)色素平均移動距離知,色素1、色素2、色素3、色素4分別為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,葉綠素a的平均移動距離為1.6,其遷移率為0.2,B正確。色素4表示葉綠素b,根據(jù)紙層析法原理“四種色素在層析液中溶解度不同,溶解度高的擴散速度快”,可知色素1胡蘿卜素擴散速度最快,C錯誤。5.(2019陜西咸陽一模,7)如圖所示縱坐標表示某種植物的氣體吸收量或釋放量的變化,下列敘述正確的是( )(注:本題不考慮橫坐標和縱坐標的單位的具體表示形式,單位的表示方法相同)A.若A代表O2吸收量,E點時光合作用積累的有機物量是12B.若A代表O2吸收量,可以判斷D點開始進行光合作用C.若A代表CO2釋放量,C點時植物根部釋放的CO2一定來自線粒體D.若A代表CO2釋放量,提高大氣中的CO2濃度,E點向右下方移動答案 D 本題主要考查科學思維素養(yǎng)中的模型與建模。若A代表O2吸收量,E點時光合作用積累的有機物量是8,A錯誤;若A代表O2吸收量,D點表示光補償點,光合作用從D點以前已經(jīng)開始,B錯誤;若A代表CO2釋放量,C點時植物根部釋放的CO2可能來自細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,C錯誤;若A代表CO2釋放量,提高大氣中的CO2濃度,E點向右下方移動,D正確。規(guī)律總結(jié) 光補償點、光飽和點移動規(guī)律在光強對植物光合速率影響的曲線中,若改變了某條件使植物光合速率增大,則光補償點左移,光飽和點右移,最大凈光合速率下移。6.(2020屆河南南陽開學考,26)下面是葉肉細胞在不同光照強度下葉綠體與線粒體的代謝簡圖,相關敘述錯誤的是( )
A.細胞①處于黑暗環(huán)境中,該細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率B.細胞②沒與外界發(fā)生CO2的交換,此時整個植株有機物的總量不變C.細胞③處在較強光照條件下,細胞光合作用所利用的CO2總量是N1與N2的和D.分析細胞④可得出,此時的光照強度較弱且物質(zhì)的量N1=m2答案 B 本題以光合作用和呼吸作用的物理模型為素材,考查獲取信息及理解能力;試題通過分析不同光強下細胞的氣體交換情況,體現(xiàn)了生命觀念素養(yǎng)中的結(jié)構(gòu)與功能觀。細胞①處于黑暗環(huán)境中,細胞只進行呼吸作用,因此此時細胞單位時間釋放的CO2量即為呼吸速率,A正確;細胞②凈光合速率為0,但因有非綠色器官的呼吸作用,整株植物的光合速率小于呼吸速率,植株有機物總量減少,B錯誤;細胞③光合作用強度大于呼吸作用強度,光合作用所需的CO2包括從外界吸收的CO2和呼吸作用產(chǎn)生的CO2,即為N1與N2的和,C正確;細胞④有CO2釋放,說明呼吸作用強度大于光合作用強度,可能原因是此時光照強度較弱,且O2的凈消耗量(吸收量)m2與CO2的凈生成量N1相等,D正確。解題關鍵 在較強光照條件下,葉肉細胞光合作用過程中從細胞外吸收的CO2與釋放到細胞外的O2相等,線粒體擴散進入葉綠體的CO2量與葉綠體擴散進入線粒體的O2量相等。7.(2020屆北京海淀期中,11)某同學將新鮮金魚藻置于盛有NaHCO3溶液的燒杯中,改變燈泡與燒杯的距離,測定得到如圖所示結(jié)果。下列敘述正確的是( )A.本實驗目的是探究CO2濃度對光合速率的影響B(tài).15~45cm之間,氣泡產(chǎn)生速率代表凈光合速率C.小于60cm時,限制光合速率的主要因素是CO2濃度D.60cm時,光照強度太弱導致光合作用完全停止答案 B 本題以一種全新的角度考查光照強度對光合速率的影響,舊考點、新考法,無形之中也在考查學生的知識遷移能力。改變燈泡與燒杯的距離,主要是為了改變光照強度,距離越近光照越強,反之越弱。所以本實驗的目的是探究光照強度對新鮮金魚藻的光合速率的影響,氣泡產(chǎn)生速率代表凈光合速率,燈泡與燒杯的距離小于60cm時,限制金魚藻光合速率的主要因素是光照強度,等于60cm時,氣泡產(chǎn)生速率為零,此時金魚藻凈光合速率等于零,但是其光合作用并未停止,根據(jù)總光合速率-呼吸速率=凈光合速率可知:光合速率等于呼吸速率。B正確。8.(2020江西南昌四校二聯(lián),2)如圖為自然環(huán)境中一晝夜測得某植物CO2的吸收速率曲線圖,關于該圖的敘述錯誤的是( )A.a點產(chǎn)生的原因是夜溫降低,細胞呼吸減弱,CO2釋放減少B.開始進行光合作用的點是b點,結(jié)束光合作用的點是m點C.光合速率與呼吸速率相等的點是c、h點,有機物積累量最大的點是m點D.de段下降的原因是氣孔關閉,CO2吸收減少,fh段下降的原因是光照減弱答案 C 由圖可知,光合作用開始的點是b點,a點釋放CO2的速率減小,是由于夜間溫度降低,呼吸酶活性降低,呼吸速率降低,CO2釋放減少,A正確。由圖可知,b點是光合作用開始的點,m點之后,CO2釋放速率不變,說明m點之后不再進行光合作用,B正確。h點之后,光合作用速率小于呼吸作用速率,有機物減少,因此有機物積累最大的點是h點,C錯誤。de段光照較強,溫度較高致使氣孔關閉,
二氧化碳通過氣孔進入葉肉細胞間隙的量減少,光合速率降低;fh段是下午光照逐漸減弱的時間段,此時光合速率下降的原因是光照減弱,D正確。9.(2020江蘇如皋、徐州、宿遷三校聯(lián)考,4)科學家將離體葉綠體浸泡在pH=4的酸性溶液中不能產(chǎn)生ATP(見圖1),當葉綠體基質(zhì)和類囊體均達到pH=4時(見圖2),將其轉(zhuǎn)移到pH=8的堿性溶液中(見圖3)發(fā)現(xiàn)ATP合成。下列敘述不合理的是( )A.光可為該實驗提供能量,是該實驗進行的必要條件B.該實驗中葉綠體完整,保證反應過程高效、有序地進行C.產(chǎn)生ATP的條件是類囊體腔中的H+濃度高于葉綠體基質(zhì)D.葉肉細胞中的葉綠體依靠水的光解產(chǎn)生類似于圖3的條件答案 A 題述實驗只能說明葉綠體合成ATP與pH有關,不能說明光是該實驗進行的必要條件,A錯誤;葉綠體是光合作用的場所,該實驗中葉綠體完整,可以保證反應過程高效、有序地進行,B正確;由以上分析可知,產(chǎn)生ATP的條件是類囊體腔中的H+濃度高于葉綠體基質(zhì),C正確;水的光解能產(chǎn)生O2和H+,使類囊體腔中的H+濃度升高,這樣可使葉綠體基質(zhì)中的pH高于類囊體腔,產(chǎn)生類似圖3的條件,D正確。10.(2019湖南株洲一模,9)將綠色的小麥葉片放在溫度適宜的密閉容器內(nèi),在光照條件下,測定該容器內(nèi)氧氣量的變化,實驗結(jié)果如圖所示。以下說法錯誤的是( )A.A點以后的短時間內(nèi),葉肉細胞內(nèi)C5的量將增加,B點之后葉肉細胞的光合作用速率等于呼吸作用速率B.在5~15min內(nèi),容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小,是因為CO2濃度逐漸減少,光合作用速率與呼吸作用速率的差值減小C.同一小麥植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱,其內(nèi)部原因最可能是底部葉片衰老,各種酶活性降低D.若向密閉容器中加入18O標記的O2,可在該綠色植物葉肉細胞中檢測到放射性的淀粉。18O最短的轉(zhuǎn)移途徑是18O2→C18O2→(CO)答案 D 本題通過坐標曲線考查考生的分析與推斷能力,屬于對科學思維素養(yǎng)的考查。A點給予光照,植物開始進行光反應,C3開始還原,短時間內(nèi),C3含量減少,C5含量將增加,B點之后容器中O2含量不再發(fā)生變化,此階段葉肉細胞光合作用速率等于呼吸作用速率,A正確;給予光照后,密閉容器中O2含量增加,說明葉肉細胞光合作用速率大于呼吸作用速率,在5~15min內(nèi),隨著光合作用的進行,環(huán)境中CO2濃度降低,使光合作用速率減慢,凈光合作用速率減小,故容器內(nèi)氧氣量增加的速率逐漸減小,B
正確;底部衰老葉片細胞中多種酶的活性降低,呼吸作用速率減慢,故同一小麥植株的底部葉片呼吸作用強度比頂部葉片弱,C正確;18O標記的O2參與有氧呼吸第三階段生成O,O與丙酮酸反應生成C18O2,C18O2參與暗反應生成(CO),故向密閉容器中加入18O標記的O2,可在該綠色植物葉肉細胞中檢測到放射性的淀粉的最短的轉(zhuǎn)移途徑是18O2→O→C18O2→(CO),D錯誤。11.(2019遼寧東北育才中學期末,10)在光照恒定且為最適溫度條件下,某研究小組用圖1的實驗裝置測量1小時內(nèi)密閉容器中CO2的變化量,繪成曲線如圖2所示。下列敘述中,錯誤的是( )圖1 圖2 A.ab段,葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體薄膜運輸B.該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50mg·L-1·min-1C.適當提高溫度進行實驗,該植物光合作用的光飽和點將下降D.若第10min時突然黑暗,葉綠體基質(zhì)中三碳化合物的含量將增加答案 B 本題主要考查科學探究素養(yǎng)中的結(jié)果分析。ab段有光照,葉綠體內(nèi)ADP產(chǎn)生于基質(zhì),在類囊體薄膜上消耗,因此ADP從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜運輸,A正確;真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率=(1680-180)/30+(600-180)/30=64(mg·L-1·min-1),B錯誤;因為題干中給出實驗是在最適溫度下進行的,因此適當提高溫度后,酶的活性下降,該植物光合作用的光飽和點將下降,C正確;第10min時突然黑暗,則會使光反應產(chǎn)生的ATP和[H]含量下降,導致暗反應中三碳化合物的還原過程減弱,生成過程基本不變,葉綠體基質(zhì)中三碳化合物的含量將增加,D正確。規(guī)律總結(jié) (1)總光合速率的表示方法:一般可用“氧氣的產(chǎn)生速率”或者“有機物產(chǎn)生速率”來表示。(2)光照強度、CO2濃度對C3、C5含量的影響:光照強度減弱、CO2濃度升高可導致葉綠體基質(zhì)中C3含量增加,C5含量降低;光照強度增強、CO2濃度降低可導致葉綠體基質(zhì)中C3含量降低,C5含量升高。12.(2019北京房山一模,2)將玉米葉片以葉脈為界分為左半葉和右半葉(如圖1),用14CO2處理左半葉,成熟后收獲果穗逐行測其14C放射性強度和每行子?？傊亓?如圖2所示。圖1
圖2注:黑白柱:每行子?？傊亓?mg)黑柱:每行子粒14C總放射性(cpm)下列相關敘述不正確的是( )A.CO2經(jīng)碳(暗)反應最終生成淀粉等有機物B.該實驗應加一個用14CO2處理右半葉的對照組C.14CO2處理左半葉,含14C的光合產(chǎn)物在果穗行間的分布差異大D.該實驗的結(jié)果顯示,植物光合產(chǎn)物的運輸具有半側(cè)分布的現(xiàn)象答案 B 根據(jù)光合作用過程:CO2經(jīng)碳(暗)反應在玉米細胞的葉綠體基質(zhì)中經(jīng)過一系列反應最終生成淀粉等有機物,A正確。如果左半葉和右半葉用14CO2處理那兩者都是實驗組,不作處理組為對照組,B錯誤。通過分析圖1和圖2,左半葉用14CO2處理后,可以看出玉米粒各行之間放射性含量有差異,玉米的十行粒中左側(cè)子粒放射性平均含量大于右側(cè),可以推測出含14C的光合產(chǎn)物在果穗行間的分布差異大,植物光合產(chǎn)物的運輸具有半側(cè)分布的現(xiàn)象,C、D正確。二、不定項選擇題13.(2019江蘇蘇州一模,23)科研人員用茶樹離體葉片測定了氣孔導度(指單位時間、單位面積葉片通過氣孔的氣體量)、凈光合速率的變化,結(jié)果如圖所示。下列相關敘述正確的是( )A.4min時,光合作用消耗的CO2來自外界環(huán)境和線粒體B.16min時產(chǎn)生ATP的場所為細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體C.與8min時相比,4min時葉綠體中的三碳化合物含量較高D.0~4min內(nèi),葉肉細胞凈光合速率下降可能是暗反應速率下降所致答案 ACD 實驗開始4min時,凈光合速率大于0,說明光合速率大于呼吸速率,光合作用消耗的CO2來自外界環(huán)境和線粒體,A正確;16min時,凈光合速率為0,說明植物體的光合作用強度等于細胞呼吸強度,產(chǎn)生ATP的場所有葉綠體、細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,B錯誤;4~8min氣孔導度下降,CO2供應減少,暗反應中CO2固定減慢,C3還原正常進行,C5積累,C3減少,故與8min時相比,4min時葉綠體中的三碳化合物含量較高,C正確;在最初0~4min內(nèi),氣孔導度的迅速下降減少了CO2的供應,導致葉肉細胞的暗反應速率減弱,凈光合速率下降,D正確。14.(2020江蘇淮安六校聯(lián)考,21)如圖表示植物葉肉細胞中光合作用和細胞呼吸的相關過程,字母代表有關物質(zhì),數(shù)字代表代謝過程,下列相關敘述正確的是( )
A.過程①③⑤在生物膜上進行B.過程①②③都需要ADP和PiC.物質(zhì)C、D、E中都含有H元素D.物質(zhì)A中的元素只來自水答案 BD 分析題圖,①表示有氧呼吸第三階段,②表示有氧呼吸第一、第二階段,③表示光反應階段,④表示暗反應階段三碳化合物的還原,⑤表示暗反應階段二氧化碳的固定;A表示氧氣,B表示水,C表示[H],D表示二氧化碳,E表示ATP和[H],F表示Pi、ADP和NADP+。題圖中⑤表示光合作用暗反應階段二氧化碳的固定,發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,A錯誤;過程①②③都有ATP的合成,因此都需要ADP和Pi,B正確;根據(jù)以上分析已知物質(zhì)D為二氧化碳,不含H元素,C錯誤;物質(zhì)A表示氧氣,全部來自光反應水的光解,D正確。15.(2020屆山東臨沂期中,17)如圖表示在不同溫度下,測定某植物葉片重量(單位:mg,均指有機物)變化情況的操作流程及結(jié)果,下列相關敘述中,正確的是( )A.該植物葉片的實際光合速率為(Y+2X)mg/hB.14℃時植物呼吸作用和實際光合作用都大于13℃時C.分別在上述四種溫度下給予適宜光照維持10h再暗處理10h,則該植物葉片在14℃時增重最多達30mgD.16℃時植物進行光合作用所需CO2都來自線粒體答案 ABC 由題圖操作流程可知,該植物葉片的呼吸速率為Xmg/h,凈光合速率為(Y+X)mg/h,則實際光合速率為(Y+2X)mg/h,A正確;由題圖實驗結(jié)果可知,14℃時植物呼吸速率的相對值為2mg/h、實際光合速率的相對值為7mg/h,13℃時植物呼吸速率的相對值為1mg/h、實際光合速率的相對值為4mg/h,則14℃時植物呼吸作用和實際光合作用都大于13℃時,B正確;若給予適宜光照維持10h再暗處理10h,則該植物葉片在14℃時增重最多達30mg,C正確;16℃時植物的光合速率大于呼吸速率,所需CO2除來自線粒體外,還可以從外界吸收,D錯誤。名師點睛 對呼吸速率、凈光合速率和實際光合速率的判定(1)呼吸速率:黑暗條件下,單位時間內(nèi)有機物減少量,即圖中Xmg/h。(2)凈光合速率:光照條件下,單位時間內(nèi)有機物增加量,即圖中(Y+X)mg/h。(3)實際光合速率:等于凈光合速率與呼吸速率的和,即圖中(Y+2X)mg/h。三、非選擇題16.(2020屆福建福州一中開學考,31)如圖1所示為某興趣小組設計的實驗裝置,其中氧氣傳感器能測量盛氣裝置內(nèi)氧氣的濃度。圖2是利用小球藻進行光合作用實驗的示意圖。據(jù)圖回答以下問題:圖1
圖2(1)該興趣小組設計此圖1實驗裝置的目的是? 。?(2)圖1裝置中NaHCO3溶液的作用是為金魚藻的光合作用提供CO2,不同實驗組所用的NaHCO3溶液的濃度應有何要求? 。?(3)圖1實驗過程中,若撤除濾光片,則短時間內(nèi)金魚藻的葉綠體中 (填“C3”或“C5”)的含量會增多,其直接原因是 。?(4)若在密閉且其他條件相同的情況下,測定A、B試管中氧氣的變化,初始氧氣濃度為300mg/L,24h后,A瓶氧氣濃度為500mg/L,B瓶氧氣濃度為116mg/L,則A試管中,小球藻光合作用合成葡萄糖的速率為 [mg/(L·h)]。?答案 (1)探究不同單色光對金魚藻光合作用強度的影響 (2)相同且適宜 (3)C5 C3的還原速率加快 (4)15解析 (1)圖1實驗裝置用單色光照射金魚藻,目的是探究不同單色光對金魚藻光合作用強度的影響。(2)圖1裝置實驗的自變量為不同的單色光,CO2濃度為自變量,不同實驗組所用的NaHCO3溶液的濃度應相同且適宜。(3)圖1實驗過程中,撤除濾光片,則光照增強,則短時間內(nèi)金魚藻的葉綠體中C3的還原速率加快,導致C5來源增多,含量會增多。(4)B試管中小球藻只進行呼吸作用。A、B試管中初始氧氣濃度為300mg/L,24h后,A瓶氧氣濃度為500mg/L,B瓶氧氣濃度為116mg/L,則A試管中凈光合作用為500mg/L-300mg/L=200mg/L,B試管中呼吸作用為300mg/L-116mg/L=184mg/L,A試管中實際光合作用為200mg/L+184mg/L=384mg/L,換算為葡萄糖的量,小球藻光合作用合成葡萄糖的速率為384mg/L×180mg/L÷32÷6÷24h=15mg/(L·h)。17.(2020屆北京東城練習,6)光合作用是生物直接或間接獲取有機物及能量的重要代謝途徑。(1)圖1所示的生物學過程為 ,在光能的驅(qū)動下,蛋白質(zhì)及色素分子進行電子傳遞,將來源于 的電子傳遞給NADP+合成了[H](NADPH),同時將H+運輸進入類囊體。H+通過 方式運出類囊體的同時,將其電能轉(zhuǎn)變成 。?注:NADP++H++e-→NADPH;NADPH為還原氫圖1
圖2(2)為研究暗反應過程,卡爾文改變了供給小球藻14CO2濃度,并檢測了相關放射性產(chǎn)物的相對含量。結(jié)果顯示,二氧化碳固定過程受阻后,C3含量明顯下降,C5含量明顯上升?！ ?填“二磷酸核酮糖C5”或“磷酸核酮糖C5”)直接參與CO2固定過程,依據(jù)是 。?(3)卡爾文將小球藻暴露在14CO2中一段時間后,關掉燈光,檢測了放射性C3、C5、C6和蔗糖的含量變化。結(jié)果表明, 為光合作用的最終產(chǎn)物。關掉燈光后,由于 過程受阻,從而使C3含量顯著上升而C5含量明顯下降。?圖3(4)研究表明,二氧化碳的固定過程是整個暗反應的限速步驟,催化該反應的酶為二磷酸核酮糖羧化酶,這種酶的活性在pH為8~9時最強。圖3結(jié)果顯示,關掉燈光后30秒至2分鐘之間,C5含量出現(xiàn)小幅回升,請綜合上述分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是:? 。?答案 (1)光反應 水 協(xié)助擴散 ATP中的化學能(2)二磷酸核酮糖C5 14CO2濃度下降后,二磷酸核酮糖C5含量最先上升(3)蔗糖 C3的還原(4)沒有光能驅(qū)動,光反應電子傳遞過程受阻,H+無法進入類囊體,使葉綠體基質(zhì)中pH降低,二磷酸核酮糖羧化酶活性下降,二氧化碳固定過程減慢,C5的消耗速度減慢,含量出現(xiàn)小幅回升解析 (1)如圖所示過程需要光照,涉及水的分解、NADPH(簡寫為[H])和ATP的生成,且所有過程發(fā)生在膜上,據(jù)此可知該膜結(jié)構(gòu)為類囊體薄膜,所描述的是光合作用光反應。據(jù)圖可知,在色素吸收、傳遞光能的作用下,水分解為電子(e-)、氧氣和H+,最終電子傳遞給NADP+合成NADPH,同時電子傳遞過程中將H+運至類囊體腔,導致類囊體腔中H+濃度升高,H+順濃度梯度經(jīng)過ATP合成酶流向葉綠體基質(zhì),該過程釋放的能量用于ATP的合成,完成光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉俎D(zhuǎn)變?yōu)榛钴S化學能的過程。(2)如圖橫坐標表示時間,縱坐標表示相對含量,-100~0s之間14CO2濃度為1%,且C3和C5的比例維持在約2∶1,符合一分子C5和一分子CO2結(jié)合形成兩分子C3的過程。隨后降低14CO2濃度至0.003%,
從圖中曲線可以看出二磷酸核酮糖C5是最先出現(xiàn)上升變化的,說明降低14CO2濃度后,消耗該物質(zhì)的速率最先受到影響,結(jié)合磷酸甘油酸C3立即下降可知,直接參與CO2固定過程的是二磷酸核酮糖C5。(3)對光合作用過程進行考查。從曲線來看,在照光階段所檢測物質(zhì)的放射性相對含量均在增加,但是只有蔗糖在持續(xù)增加,且從無到有。轉(zhuǎn)為黑暗條件,光反應立即停止,暗反應在剩余積累的少量[H]和ATP的作用下還可以進行一段時間,但只有蔗糖在持續(xù)增加,且沒有出現(xiàn)顯著下降,因此可知蔗糖是光合作用的最終產(chǎn)物。關掉燈光后,光反應立即停止,ATP和[H]不再合成,最先受影響的是C3的還原,該過程速率降低,但此時14CO2濃度不變,CO2固定速率基本可以在短時間內(nèi)維持不變,即C3來源速率(C5+CO2→C3)不變,但消耗速率降低,所以C3含量增加。對于C5來說,其去路(C5+CO2→C3)依然繼續(xù)進行,但是其來源速率(C3的還原)降低,因此其含量明顯下降。(4)限速過程中最關鍵的二磷酸核酮糖羧化酶,催化C5與CO2的反應(即CO2的固定)。關掉燈后30s至2min內(nèi),C5含量出現(xiàn)小幅度回升,說明關掉燈光后二磷酸核酮糖羧化酶活性下降,導致其消耗速率下降,由于題干中指明該酶最適pH為8~9,因此此處考慮pH。結(jié)合題圖,照光停止后光反應中的電子傳遞鏈過程停止運作,會導致葉綠體基質(zhì)中的H+不能快速的運往類囊體腔,葉綠體基質(zhì)中的H+濃度增加,pH下降,致使二磷酸核酮糖羧化酶酶活性下降,C5消耗速率下降。18.(2020江蘇鹽城、連云港三模,27)為了合理增施CO2,提高溫室植物產(chǎn)量,研究者利用番茄進行相關研究,結(jié)果如圖。請分析回答問題:(1)CO2的含量直接影響光合作用的 階段而影響光合作用的強度;光照充足的狀態(tài)下,當CO2的含量突然升高時,葉綠體中[H]的含量最初的變化是 。?(2)某晴天上午10時左右,番茄葉肉細胞光合作用固定的CO2來源于 。?(3)由圖可知,常溫+CO2處理組在超過29天后,凈光合速率開始下降,直至低于常溫處理組。此階段,常溫+CO2組的淀粉含量與凈光合速率的變化趨勢 (選填“相同”“相反”),說明葉綠體中淀粉的積累對光合作用的進行可能有 (選填“促進”、“抑制”)作用。?(4)由圖可知,在增施CO2的情況下,適當升高溫度可以 (選填“提高”、“降低”)光合作用速率。這可能是由于升高溫度促進了 ,從而減弱其對光合作用的影響。?(5)通過本項研究,你認為合理增施CO2,提高溫室植物產(chǎn)量的注意事項是適當?shù)亍 ?且 不宜太長。?答案 (1)暗反應 降低(2)細胞呼吸(線粒體)和空氣 (3)相反 抑制 (4)提高 淀粉分解為可溶性糖 (5)升高溫度 處理時間解析 (1)CO2的含量直接影響光合作用的暗反應階段而影響光合作用的強度;光照充足的狀態(tài)下,當CO2的含量突然升高時,葉綠體中[H]的含量最初的變化是降低。(2)某晴天上午10時左右,
番茄葉肉細胞光合作用固定的CO2來源于細胞呼吸作用產(chǎn)生和從外界空氣中吸收。(3)由題圖可知,常溫+CO2處理組在超過29天后,凈光合速率開始下降,直至低于常溫處理組,此階段,常溫+CO2組的淀粉含量與凈光合速率的變化趨勢相反,說明葉綠體中淀粉的積累對光合作用的進行可能有抑制作用。(4)由題圖可知,在增施CO2的情況下,適當升高溫度可以提高光合作用速率。高溫+CO2組的淀粉含量一直低于常溫+CO2組,而可溶性糖含量相反,這可能是由于升高溫度促進了淀粉分解為葡萄糖,從而減弱了淀粉大量積累對光合作用的影響。(5)本項研究表明合理增施CO2,提高溫室植物產(chǎn)量時的注意事項是適當?shù)靥岣邷囟?且處理時間不宜太長。專題檢測B組一、單項選擇題1.(2020屆江西南昌摸底,12)關于小麥光合作用的敘述,錯誤的是( )A.葉綠體類囊體薄膜上產(chǎn)生的ATP可用于暗反應B.夏季晴天光照最強時,小麥光合作用速率最低C.進入葉綠體的CO2不能被NADPH直接還原D.凈光合作用速率長期為零時會導致幼苗停止生長答案 B 葉綠體類囊體薄膜上進行光反應合成的ATP和NADPH均用于暗反應C3還原,A正確;夏季晴天光照最強時會出現(xiàn)光合作用“午休”現(xiàn)象,但光合作用速率不是最低,B錯誤;進入葉綠體的CO2需先與C5反應生成C3才能被NADPH還原,C正確;植物生長的實質(zhì)是有機物積累,凈光合速率為0時,植物不能表現(xiàn)生長現(xiàn)象,D正確。2.(2019北京平谷一模,2)Rubisco是催化CO2與C5反應的酶,其活性遠遠低于其他酶;該酶有兩個CO2結(jié)合位點a、b,CO2分子與位點a結(jié)合,激活該酶,進而催化位點b上的CO2固定。關于Rubisco敘述錯誤的是( )A.Rubisco分布在葉綠體基質(zhì)中B.CO2分子可以調(diào)節(jié)Rubisco的活性C.Rubisco是葉肉細胞中含量最多的酶D.Rubisco同時催化a、b上的CO2固定答案 D Rubisco是催化CO2與C5反應的酶,而CO2與C5反應是在葉綠體基質(zhì)中進行,A正確。CO2分子與Rubisco酶位點a結(jié)合,可激活Rubisco,說明CO2分子可以調(diào)節(jié)Rubisco活性,B正確。由“Rubisco是催化CO2與C5反應的酶,其活性遠遠低于其他酶”可推測,機體會以該酶數(shù)量優(yōu)勢來彌補其活性低的特點,C正確。CO2分子與Rubisco酶位點a結(jié)合,可激活Rubisco酶,進而催化位點b上的CO2固定,D錯誤。3.(2020屆百校聯(lián)盟聯(lián)考,28)研究人員用不同強度的光分別處理某植物一段時間,然后提取和分離植物葉綠體中的色素,最后得到的濾紙條上色素分離的情況如圖所示(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是( )A.Ⅰ和Ⅱ所示的色素吸收的光能不可以用于光反應中ATP的合成B.Ⅲ和Ⅳ所示的色素對綠光的吸收量最大,所以它們的顏色為綠色C.圖示結(jié)果表明,強光照可能會抑制葉綠素的合成,促進類胡蘿卜素的合成D.若提取正常光照下植物的色素時未加碳酸鈣,也會得到與圖中強光照條件下一樣的結(jié)果答案 C 濾紙條上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四條色素帶分別表示胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b,四種色素吸收的光能都可用于光反應中ATP的合成,A項錯誤;葉綠素幾乎不吸收綠光,
綠光被反射出來,所以葉綠素的顏色為綠色,B項錯誤;從圖中可以看出,強光照下與正常光照下相比,類胡蘿卜素含量增多而葉綠素含量減少,推測強光照可能會抑制葉綠素合成,促進類胡蘿卜素合成,C項正確;若提取正常光照下植物的色素時未加碳酸鈣,則Ⅲ、Ⅳ條帶變窄,但Ⅰ、Ⅱ條帶不變,D項錯誤。4.(2019福建廈門期末,9)取若干長勢相同的綠色植物,隨機分成三組,分別置于密閉透光玻璃罩內(nèi)進行實驗,一段時間后,結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是( )A.本實驗中CO2的變化不影響光合作用強度B.光照強度為a時,光合作用強度很弱C.丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低D.該圖反映了光合作用強度與光照強度的關系答案 A 本實驗中CO2的變化會影響光合作用的暗反應,進而影響光合作用強度,A錯誤;光照強度為a時,氧氣的增加量很小,此時光合作用很弱,B正確;丙組裝置內(nèi)的光照強度較大,光合作用較為旺盛,故CO2含量照光后比照光前低,C正確;該圖反映了光合作用強度與光照強度的關系,即在一定范圍內(nèi),隨光照強度增加,光合作用強度增加,D正確。思路分析 解答本題首先要區(qū)分出自變量與因變量,進而分析選項作答。該題涉及的實驗中,自變量為光照強度,因變量為密閉容器中氧氣的增加量,結(jié)果顯示丙組植物氧氣增加量最多,光合作用最強。5.(2019北京豐臺一模,2)某課外小組用傳感器測定了不同條件下250mL有魚和無魚池塘水的溶解氧變化,獲得如下數(shù)據(jù)。下列說法正確的是( )編號12345條件26℃光照26℃黑暗26℃光照10℃光照10℃黑暗材料池水池水池水+魚池水池水+魚2小時后的溶解氧變化(μg)0.378-0.065-0.758-0.03-0.215A.1號瓶池水中藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣量為0.378μgB.4號瓶池水中藻類不能進行光合作用C.26℃光照條件下魚呼吸作用消耗的氧氣量為1.136μgD.池水中藻類光合作用的最適溫度為26℃答案 C 26℃光照下,1號瓶溶氧量增加是池水中藻類同時進行光合作用和細胞呼吸共同作用的結(jié)果。溶氧量的增加可以表示凈光合作用下O2的凈積累量。實際氧氣產(chǎn)生量為0.378μg+0.065μg=0.443μg。A錯誤。4號瓶池水中藻類可能不進行光合作用,更大的可能是光合作用小于呼吸作用。B錯誤。根據(jù)1、3號瓶可知,26℃光照條件下魚呼吸作用消耗的氧氣量為既消耗了藻類的凈積累量0.378μg,又繼續(xù)消耗水中溶氧量0.758μg,所以魚呼吸作用消耗總氧氣量為0.378μg+0.758μg=1.136μg。C正確。題干中只有10℃和26℃,無法確定池水中藻類光合作用的最適溫度。D錯誤。6.(2019北京朝陽一模,3)磷酸轉(zhuǎn)運器是葉綠體膜上的重要結(jié)構(gòu),可將暗反應過程中產(chǎn)生的磷酸丙糖運出,同時將釋放的Pi運回,Pi和磷酸丙糖通過磷酸轉(zhuǎn)運器的運輸,嚴格按照1∶1的反向交換方式進行,該過程如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.光合色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能后激發(fā)A的進入B.葉綠體基質(zhì)中的CO2直接被光反應產(chǎn)生的[H]還原C.磷酸轉(zhuǎn)運器運輸Pi會造成葉綠體基質(zhì)中的Pi堆積D.磷酸轉(zhuǎn)運器可協(xié)調(diào)蔗糖合成速率與CO2固定速率答案 D 根據(jù)光合作用的過程可知,物質(zhì)A是H2O,光合色素吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能后,激發(fā)A的光解而非激發(fā)其進入,A選項錯誤。葉綠體基質(zhì)中的CO2需要先被固定生成C3,C3被光反應產(chǎn)生的[H]還原,B選項錯誤。磷酸轉(zhuǎn)運器運輸?shù)饺~綠體基質(zhì)中的Pi會和ADP反應生成ATP,不會造成堆積,C選項錯誤。據(jù)圖可知,磷酸轉(zhuǎn)運器運出的磷酸丙糖可作為蔗糖合成的原料,磷酸丙糖通過暗反應產(chǎn)生。若磷酸轉(zhuǎn)運器不能及時將磷酸丙糖運出葉綠體,就會抑制暗反應CO2固定的速率,并降低葉綠體外蔗糖的合成速率,D選項正確。7.(2020屆福建福州一中開學考,12)將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室,調(diào)節(jié)小室CO2濃度,在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度(以CO2吸收速率表示),測定結(jié)果如圖。下列相關敘述,正確的是( )A.如果光照強度適當降低,a點左移,b點左移B.如果光照強度適當降低,a點左移,b點右移C.如果光照強度適當增強,a點右移,b點右移D.如果光照強度適當增強,a點左移,b點右移答案 D 圖中a、b兩點分別為CO2補償點和CO2飽和點。如果光照強度適當降低,植物光合速率下降,呼吸速率不變,則需要提供更多的CO2,才能使植物光合速率=呼吸速率,故a點應右移;同時光照強度降低時,光反應產(chǎn)生的ATP和[H]減少,暗反應受到限制,因此CO2飽和點降低,即b點向左移,A、B錯誤。如果光照強度適當增強,植物光合速率上升,呼吸速率不變,這時在較低濃度CO2下就能達到光合速率與呼吸速率相等,故a點左移;而光照強度適當增強時,會產(chǎn)生更多的ATP和[H],利用CO2能力上升,需要更高濃度的CO2才能達到CO2飽和點,所以b點右移,C錯誤,D正確。8.(2020屆黑龍江哈六中一調(diào),19)在真核細胞的代謝活動中,都會產(chǎn)生[H](還原性氫),下列有關[H]的敘述,不正確的是( )A.有氧呼吸中產(chǎn)生的[H]將轉(zhuǎn)移到線粒體內(nèi)膜上并最終被消耗B.真核細胞的無氧呼吸產(chǎn)生的[H]將在無氧呼吸的第二階段被消耗C.光合作用中產(chǎn)生的[H]將從類囊體薄膜轉(zhuǎn)移到葉綠體基質(zhì)中為CO2的固定供氫D.光合作用和呼吸作用中都能產(chǎn)生[H],但兩者的化學本質(zhì)不同答案 C 本題以細胞代謝過程中的物質(zhì)變化為信息載體,考查理解能力;試題通過對比光合作用和細胞呼吸過程中[H]的產(chǎn)生與消耗路徑,體現(xiàn)科學思維素養(yǎng)中的歸納與概括要素。有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]將在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合,產(chǎn)生水,A正確;真核細胞無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的[H],在第二階段用于丙酮酸的還原,B正確;CO2的固定不需要[H]的參與,C錯誤;光合作用產(chǎn)生的[H]為NADPH,呼吸作用產(chǎn)生的[H]為NADH,二者的化學本質(zhì)不同,D正確。
9.(2020屆河南南陽開學考,25)科學家從發(fā)菜藻體中分離出細胞進行液體懸浮培養(yǎng),通過實驗測定了液體懸浮培養(yǎng)條件下溫度對離體發(fā)菜細胞的光合及呼吸速率的影響,其他條件均正常,結(jié)果如圖所示。下列說法錯誤的是( )A.35℃時,發(fā)菜細胞中生成ATP的場所包括細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體B.若在持續(xù)保持溫度為35℃的條件下,長時間每天12小時光照,12小時黑暗交替,離體發(fā)菜細胞不能正常生長C.光合速率與呼吸速率相等時對應的溫度是45℃D.由圖可知,光照下離體發(fā)菜細胞生長的最適溫度是25℃答案 A 發(fā)菜為原核生物,細胞內(nèi)無葉綠體和線粒體,A錯誤;35℃時,發(fā)菜細胞凈光合速率與呼吸速率相等,即其真實光合速率是呼吸速率的2倍,離體發(fā)菜細胞進行12小時光合作用制造的有機物量等于24小時呼吸作用消耗的有機物量,因此一晝夜有機物積累量為0,植物不能正常生長,B正確;光合速率與呼吸速率相等時凈光合速率應為0,對應圖中的45℃,C正確;分析題圖可知,光照下離體發(fā)菜細胞生長的最適溫度是凈光合速率最大的點對應的溫度,為25℃,D正確。易錯辨析 光照下植物吸收的CO2或釋放的O2量代表凈光合量,葉綠體消耗的CO2或產(chǎn)生的O2量代表總光合量。植物有機物積累量為正值時,植物才能表現(xiàn)生長現(xiàn)象。10.(2019安徽合肥二質(zhì)檢,2)如圖所示,將對稱葉片左側(cè)遮光右側(cè)照光,并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠种g的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移。12小時后,從兩側(cè)截取同等單位面積的葉片,烘干稱重,分別記為a和b(單位:g)。下列相關敘述正確的是( )A.a/12所代表的是該葉片的呼吸速率B.b/12所代表的是該葉片的光合速率C.(b+a)/12所代表的是該葉片凈光合速率D.(b-a)/12所代表的是該葉片真正光合速率答案 D 遮光部分只進行呼吸作用,光照部分同時進行呼吸和光合作用,(b-a)代表光照條件下截取的葉片在12h內(nèi)合成的有機物總量,(b-a)/12代表的是該葉片真正光合速率,D正確。11.(2020屆山西太原五中月考一,11)研究人員以25片直徑為3mm的獼猴桃圓形葉片為材料,在一定光照強度下測量其在30℃、40℃和45℃恒溫環(huán)境下的凈光合速率(呼吸速率已知),結(jié)果如表。下列有關說法錯誤的是( )處理溫度(℃)304045凈光合速率(O2μmol·100mm-2·h-1)2.031.940呼吸速率(O2μmol·100mm-2·h-1)0.310.500.32A.實驗準備階段需抽除葉圓片中的空氣B.實驗中可用NaHCO3溶液維持CO2濃度的相對穩(wěn)定C.上表實驗結(jié)果表明,葉光合酶的溫度最適為30℃D.實驗結(jié)果表明,45℃時光合作用速率與呼吸速率相等答案 C 該實驗利用測定單位時間內(nèi)一定面積葉片釋放的氧氣量表示凈光合速率,因此在實驗準備階段需抽除葉圓片中的空氣,防止葉片中原有的空氣對實驗結(jié)果造成影響,A正確;NaHCO3溶液可以
釋放CO2,因此實驗中可用NaHCO3溶液維持CO2濃度的相對穩(wěn)定,B正確;由于實驗僅有三個溫度組合,不能說明其他溫度時的實驗情況,因此不能得出葉光合酶的最適溫度(且40℃時的光合速率是高于30℃時的),C錯誤;45℃時,凈光合速率為0,表明光合速率等于呼吸速率,D正確。12.(2020屆山西呂梁一測,22)如圖為原來置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝光后,根據(jù)其吸收CO2的量繪制成的曲線。下列敘述不正確的是( )A.曲線AB段表示綠色植物光合作用速率小于呼吸作用速率B.B點表示綠色植物的光合作用速率等于呼吸作用速率C.BC段表示隨光照強度增加,綠色植物的光合作用速率增大D.C點是光飽和點,此時綠色植物不進行呼吸作用答案 D 據(jù)圖分析,曲線AB段二氧化碳吸收量小于0,表示綠色植物光合作用速率小于呼吸作用速率,A正確;B點二氧化碳吸收量等于0,表示綠色植物的光合作用速率等于呼吸作用速率,B正確;BC段二氧化碳吸收量逐漸增加,表示隨光照強度增加,綠色植物的光合作用速率增大,C正確;C點對應的光照強度是光飽和點,此時綠色植物的光合作用速度達到最大值,但是仍然進行呼吸作用,D錯誤。13.(2018廣東東莞二模,3)如圖為某植物葉肉細胞內(nèi)物質(zhì)代謝過程的示意圖,其中①~⑥表示代謝過程。下列相關分析錯誤的是 ( )A.圖示①~⑥過程中能產(chǎn)生ATP的有①②③④B.圖示②過程發(fā)生的場所是線粒體基質(zhì)C.圖中表示光合作用暗反應階段的過程是②⑤⑥D(zhuǎn).夜晚該細胞能進行的過程有①②③答案 C 圖示表示光合作用與有氧呼吸的過程,其中①表示細胞呼吸第一階段,②表示有氧呼吸的第二階段,③表示有氧呼吸的第三階段,④表示光合作用的光反應,⑤表示三碳化合物的還原,⑥表示光合作用過程中的二氧化碳的固定。圖中①~⑥過程能產(chǎn)生ATP的有光合作用的光反應階段和有氧呼吸的三個階段,即①②③④過程,A正確;圖中②表示有氧呼吸的第二階段,發(fā)生的場所是線粒體基質(zhì),B正確;圖中⑤表示三碳化合物的還原,⑥表示光合作用過程中的二氧化碳的固定,可以表示光合作用暗反應階段的過程是⑤⑥,C錯誤;黑暗中該細胞能進行的生理過程有①②③,D正確。14.(2020湖南長沙長郡中學一聯(lián),23)如圖為綠色植物體內(nèi)與光合作用和呼吸作用有關的能量轉(zhuǎn)化過程,圖中①②③④表示生理過程,A、B、C、D表示不同物質(zhì),下列有關敘述不正確的是( )A.圖中③進行的場所是葉綠體類囊體薄膜
B.洋蔥鱗片葉外表皮細胞內(nèi)能進行②、④過程C.通過①過程將物質(zhì)A中的能量轉(zhuǎn)移至物質(zhì)B中D.為植物提供18O標記的O2,最先在物質(zhì)C中出現(xiàn)18O答案 C 根據(jù)圖示信息可知:③為光反應,①為暗反應,②為有氧呼吸第一、二階段,④為有氧呼吸第三階段。物質(zhì)A、B、C、D分別為CO2、有機物、H2O、O2,所以選項A、B、D正確;通過暗反應將ATP中的能量轉(zhuǎn)移到有機物中,C錯誤。二、不定項選擇題15.(2020江蘇揚州一模,21)如圖表示豌豆葉肉細胞中,甲、乙兩種細胞器的相關生理活動,下列相關敘述符合事實的是( )A.O2產(chǎn)生于甲細胞器的內(nèi)膜,在乙細胞器的內(nèi)膜被利用B.甲細胞器中將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的色素位于類囊體薄膜上C.CO2可產(chǎn)生于乙細胞器的基質(zhì),在甲細胞器基質(zhì)中被利用D.乙中ATP主要在其內(nèi)膜上生成答案 BCD 分析題圖,甲為葉綠體,乙為線粒體。O2產(chǎn)生于甲細胞器(葉綠體)內(nèi)的類囊體薄膜上,在乙細胞器(線粒體)的內(nèi)膜被利用,即參與有氧呼吸第三階段,A錯誤;甲細胞器為葉綠體,其中將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的色素位于類囊體薄膜上,B正確;CO2可產(chǎn)生于乙細胞器的基質(zhì)(有氧呼吸第二階段的場所),在甲細胞器基質(zhì)(暗反應的場所)中被利用,C正確;乙為線粒體,其中ATP主要在其內(nèi)膜上生成,即主要在有氧呼吸的第三階段生成,D正確。16.(2020江蘇南通、泰州等七市二模,21)如圖表示蠶豆葉肉細胞葉綠體中部分代謝變化,其中M、N、X代表小分子物質(zhì),①、②、③代表生理過程。有關敘述正確的是( )A.組成M的化學元素來源于H2O和ADPB.物質(zhì)X由磷酸基團、脫氧核糖和含N堿基組成C.完成過程①離不開生物膜,過程②、③在葉綠體基質(zhì)中完成D.過程③的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程是CO2→C5→C3→C6H12O6答案 BC 分析題圖可知:①為水的光解,②為DNA的合成過程,③為光合作用的暗反應過程;X為組成DNA的基本單位脫氧核苷酸,N為ATP,M為[H]和O2。[H]和O2中的元素來自水,A錯誤;物質(zhì)X為脫氧核苷酸,是由磷酸基團、脫氧核糖和含N堿基組成的,B正確;過程①是水的光解,場所為葉綠體類囊體薄膜,過程②為DNA分子的復制,過程③為光合作用的暗反應過程,過程②、③在葉肉細胞葉綠體中的反應場所均為葉綠體基質(zhì),C正確;過程③(暗反應)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程是CO2→C3→C6H12O6,D錯誤。三、非選擇題17.(2020廣東五校聯(lián)考,8)小球藻是一種單細胞的綠藻,為研究不同濃度的納米銀對小球藻光合作用和細胞呼吸的影響,研究人員用不同濃度的納米銀溶液培養(yǎng)小球藻,實驗結(jié)果如表所示。已知酸、堿、重金屬離子、高溫等均會使蛋白質(zhì)發(fā)生變性。請回答下列問題:納米銀濃度凈光合速率細胞呼吸速率葉綠素a含
(mg·L-1)(μmolO2·m-2·s-1)(μmolO2·m-2·s-1)量(mg·g-1)0810.070120.20.038510.10.018100.50.0010.015(1)葉綠素a在小球藻細胞中分布在 。在測定葉綠素a含量時,首先要對小球藻細胞內(nèi)的光合色素進行 ,再進行定量測定。?(2)在測定納米銀對小球藻細胞呼吸的影響時,應在 環(huán)境中進行實驗。在10mg·L-1納米銀濃度條件下,小球藻的細胞呼吸速率幾乎完全被抑制,其可能原因主要是納米銀 。?(3)將培養(yǎng)在1mg·L-1納米銀濃度條件下的小球藻置于0mg·L-1濃度條件下培養(yǎng),小球藻凈光合速率低于8μmolO2·m-2·s-1,根據(jù)上表從光反應的角度推測,主要的原因是 。?答案 (1)葉綠體的類囊體薄膜上 提取、分離 (2)黑暗 會抑制與小球藻細胞呼吸有關酶的活性 (3)納米銀抑制小球藻葉綠素a的合成,使葉綠素a含量下降,光反應速率下降解析 (1)小球藻屬于真核生物,具有葉綠體。葉綠素a在小球藻細胞中分布在葉綠體的類囊體薄膜上。在測定葉綠素a含量時,首先要對小球藻細胞內(nèi)的光合色素進行提取、分離,再進行定量測定。(2)為避免光合作用對細胞呼吸速率測定的影響,在測定納米銀對小球藻細胞呼吸的影響時,應在黑暗環(huán)境中進行實驗。依據(jù)題干信息,酸、堿、重金屬離子、高溫等均會使蛋白質(zhì)發(fā)生變性,故在10mg·L-1納米銀濃度條件下,小球藻的細胞呼吸速率幾乎完全被抑制,其可能原因主要是納米銀中的銀離子為重金屬離子,會抑制與小球藻細胞呼吸有關酶的活性。(3)表中數(shù)據(jù)表明,隨著培養(yǎng)液中納米銀溶液濃度降低,小球藻葉綠素a含量、細胞呼吸速率、凈光合速率均上升;將培養(yǎng)在1mg·L-1納米銀濃度條件下的小球藻置于0mg·L-1濃度條件下培養(yǎng),小球藻凈光合速率低于8μmolO2·m-2·s-1,根據(jù)題表從光反應的角度推測,主要的原因是納米銀抑制小球藻葉綠素a的合成,使葉綠素a含量下降,光反應速率下降。18.(2020屆廣東惠州二調(diào),30)某科研小組為研究弱光(50%與15%自然光)脅迫對“白沙1016”與“花育22號”兩個品種的花生葉片RuBP羧化酶活性及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響進行了相關研究。測定數(shù)據(jù)如圖表,回答下列問題:品種處理每個細胞的葉綠體數(shù)葉綠體長度葉綠體寬度每個葉綠體的基粒數(shù)基粒片層數(shù)白沙1016100%自然光14.55.62.436.63.650%自然光14.36.72.746.64.215%自然光11.85.63.326.42.2花育22號100%自然光15.95.12.837.62.350%自然光14.66.12.640.93.415%自然光12.26.32.431.75.1
(1)RuBP羧化酶是光合作用過程中催化CO2固定的關鍵酶,其活性的高低直接影響 (光反應/暗反應),據(jù)此推測RuBP羧化酶位于葉綠體的 中。葉綠體超微結(jié)構(gòu)用 (光學顯微鏡/電子顯微鏡)觀察。?(2)據(jù)表數(shù)據(jù)分析,中等強度的弱光(50%自然光)脅迫時,兩個品種的花生適應弱光的機制是: 。?(3)間作套種是我國花生種植的方式之一。據(jù)圖結(jié)果分析, (白沙1016/花育22號)最適合作為間作套種的品種,理由是: 。?答案 (1)暗反應 基質(zhì) 電子顯微鏡(2)花生植株通過增加葉肉細胞中葉綠體的長度和寬度、葉綠體內(nèi)形成更多的基粒和基粒片層數(shù),加大對光能的吸收利用,從而適應弱光(3)花育22號 弱光下白沙1016葉片RuBP羧化酶活性下降明顯,而花育22號葉片RuBP羧化酶活性下降不明顯解析 (1)RuBP羧化酶是光合作用過程中催化CO2固定的關鍵酶,其活性的高低直接影響暗反應,據(jù)此推測RuBP羧化酶位于葉綠體的基質(zhì)中。葉綠體超微結(jié)構(gòu)應用電子顯微鏡觀察。(2)據(jù)表數(shù)據(jù)分析,中等強度的弱光(50%自然光照)脅迫時,兩個品種的花生適應弱光的機制是花生植株通過增加葉肉細胞中葉綠體的長度和寬度、葉綠體內(nèi)形成更多的基粒和基粒片層數(shù),加大對光能的吸收利用,從而適應弱光。(3)間作套種是我國花生種植的方式之一。據(jù)圖結(jié)果分析,花育22號最適合作為間作套種的品種,原因是弱光下白沙1016葉片RuBP羧化酶活性下降明顯,而花育22號葉片RuBP羧化酶活性下降不明顯。19.(2020屆百校聯(lián)盟尖子生聯(lián)考,35)玉米葉肉細胞中有一種酶,可通過一系列反應將CO2“泵”入維管束鞘細胞,使維管束鞘細胞積累較高濃度的CO2,保證卡爾文循環(huán)順利進行,這種酶被形象地稱為“CO2泵”。圖1表示玉米CO2同化途徑,圖2表示進行自然種植的大棚和人工一次性施加CO2后的大棚內(nèi)玉米光合速率變化曲線。回答下列相關問題:圖1圖2
(1)白天時,玉米植株消耗NADPH的具體場所為 。當環(huán)境中光照增強,溫度過高時,玉米光合作用速率不會明顯下降甚至會提高,其原因是 ?? 。?(2)由圖2可知,15時以后限制玉米光合速率的主要環(huán)境因素是 。17時與15時相比,自然種植大棚內(nèi)玉米植株C5的合成速率 (填“升高”“不變”或“降低”)。由圖2中兩條曲線的變化規(guī)律可知:人工施加CO2的最佳時間是 時左右。?(3)已知水稻沒有“CO2泵”這種機制,但隨著胞間CO2濃度的升高,玉米的光合速率不再變化,而水稻的光合速率可以逐漸上升。請從暗反應中酶的角度分析可能的原因是 。?答案 (1)維管束鞘細胞內(nèi)的葉綠體基質(zhì) 玉米葉肉細胞內(nèi)有“CO2泵”,在氣孔因高溫關閉時,維管束鞘細胞內(nèi)維持較高濃度的CO2,且此時光照增強,NADPH和ATP生成增加(2)光照強度 降低 8(3)水稻暗反應相關的酶活性比玉米的高(或水稻暗反應相關的酶數(shù)量比玉米的多)解析 (1)白天時,卡爾文循環(huán)消耗NADPH,玉米植株進行卡爾文循環(huán)的場所是維管束鞘細胞內(nèi)的葉綠體基質(zhì)。當溫度過高,氣孔關閉時,玉米光合作用速率不會明顯下降甚至會提高,其原因是玉米葉肉細胞內(nèi)有“CO2泵”,在氣孔因高溫關閉時,維管束鞘細胞內(nèi)維持較高濃度的CO2,而此時環(huán)境中光照增強,則NADPH和ATP生成增加,從而使玉米光合作用速率提高。(2)15時以后,光照強度逐漸降低,所以限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度。17時與15時相比,自然種植大棚內(nèi)玉米光合作用速率降低,C5的合成速率也降低。從8時開始,人工一次性施加CO2的大棚內(nèi)玉米CO2吸收速率高于自然種植的大棚內(nèi),說明人工施加CO2的最佳時間是8時左右。(3)隨著胞間CO2濃度的升高,玉米的光合速率不再變化,而水稻的光合速率可以逐漸上升,這可能是因為水稻暗反應相關的酶活性(數(shù)量)比玉米的高(多)。
