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学案11　能量之源——光与光合作用
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
选项
考点
题号
光合作用的探究历程
1、2、3、4
光合作用的场所、条件、过程
5、7、8、11、12
影响光合作用的因素
6、7、9、10
光合作用相关实验及综合考查
13
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
一、单项选择题
1．历经一个多世纪，经过许多科学家的实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物，在下面几个著名实验中，相关叙述不正确的是(　　)
A．普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气
B．萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
C．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自于H2O而不是CO2
答案：C
2.
将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是(　　)
A．随机、均匀分布在混合液中 B．集中分布在上下两侧
C．集中分布在中央位置 D．集中分布在溶液的下层
答案：B
3．德国科学家萨克斯先将绿色叶片放在暗处数小时进行“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(　　)
①本实验未设对照组　②有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因　③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态　④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．①～④全部 B．只有②③④ C．只有①②③ D．只有②③
解析：该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，①错误。该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉，④错误。
答案：D
4.
1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验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。这个实验的思路是(　　)
A．细菌对不同的光反应不一样，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用
解析：好氧细菌是需要氧气的，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也就是水绵光合作用强的地方。
答案：B
5．利用小球藻培养液进行光合作用实验时，在其中加入抑制暗反应的药物后，发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。主要原因是(　　)
A．叶绿素吸收光能的效率下降
B．[H]等的积累，光反应速率减慢
C．合成ATP所需酶的活性受到抑制
D．暗反应中生成的水减少，使光反应的原料不足
解析：虽然光合作用的光反应与暗反应是发生在不同位置的不同化学反应，但两者之间是相互影响、相互制约的。暗反应消耗光反应提供的[H](NADPH)和ATP，光反应消耗暗反应提供的ADP与Pi，所以当其中一环节受阻时，另一反应的产物积累会使反应变慢。
答案：B
6．下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述错误的是(　　)
A．若细胞①处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率
B．细胞②没有与外界发生O2和CO2交换，可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率
C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D．对细胞④的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2
答案：D
7．甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合作用速率与环境因素之间的关系，下列相关描述中错误的是(　　)
A．甲图中，在a′点限制光合作用速率的主要因素是光照强度，在b′点限制光合作用速率的主要因素是温度或CO2浓度
B．从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合作用速率会随着温度的升高而降低
C．温度主要是通过影响酶的活性来影响光合作用速率的
D．若光照强度突然由a变为b，短时间内叶肉细胞中C3的含量会增加
解析：甲图表示光照强度和温度对光合作用速率的影响，乙图表示温度对光合作用速率的影响。分析甲图中某点上的限制因素时，要看曲线是否达到饱和点。如果没有达到饱和点(如a′点)，则限制因素为横坐标表示的因素，即光照强度；当达到饱和点以后(如b′点)，则限制因素为横坐标表示的因素以外的其他因素，如温度或CO2浓度。当光照强度突然增强时，光反应速率加快，产生更多的[H]和ATP，短时间内C3的还原速率加快而CO2的固定速率不变，故C3的含量会减少。
答案：D
8．如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是(　　)
A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构A释放的O2可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
解析：在光合作用中，CO2首先和C5生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。
答案：D
二、双项选择题
9.
如图表示环境因素对绿色植物光合作用速率的影响，据图分析，正确的是(　　)
A．当处于a或b点时，叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质中均可产生ATP
B．当所处环境中缺镁时，在CO2含量不变的情况下，a点可能降到b点
C．与a点相比，b点时叶绿体中三碳化合物含量较少
D．a点与b点光合作用速率差异的原因是光照强度和CO2浓度的不同
解析：叶肉细胞每时每刻都要进行呼吸作用，所以细胞质基质、线粒体基质可产生ATP，而光合作用产生ATP的场所是叶绿体中的类囊体薄膜上。环境中缺镁时叶绿素的合成减少，相同光照强度等条件下光合作用速率会下降。b点与a点相比处于相同光照强度但CO2浓度低，所以合成三碳化合物的量较少，而二者产生的[H]和ATP一样多，从而还原消耗的三碳化合物量相同，所以b点时叶绿体中三碳化合物含量较少。从图中可知，a点与b点光合作用速率差异的原因是CO2浓度的不同。
答案：BC
10．(2013·佛山、江门)在适宜的恒定温度下研究不同光照强度对龙眼树光合特性的影响，结果如下表。相关分析正确的是(　　)
光强(mmol光子/m2·s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
光能利用率(%)
0
2.3
2.2
2.0
1.8
1.6
1.5
1.4
1.3
1.2
净光合速率(umol CO2/m2·s)
－0.6
2.5
5.1
6.6
7.5
7.9
8.2
8.5
8.5
8.5
A.光强大于0.1 mmol光子/ m2·s，随光照增强光能利用率逐渐降低
B．光强为0.2 mmol光子/ m2·s时，净光合速率低是叶绿素含量不足所致
C．光强大于0.7 mmol光子/ m2·s，限制净光合速率的主要环境因素是温度
D．在该实验条件下，龙眼的呼吸速率为0.6 umol CO2/m2·s
答案：AD
11．在图甲中装置1与装置2中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度对小球藻产生氧气量的影响。装置1的曲线如图乙。据图分析，下列叙述中正确的是(　　)
A．P点处能产生ATP的场所只有线粒体
B．适当降低温度，P点将下移
C．在图乙上绘制装置2的曲线，R点应下移
D．在图乙上绘制装置2的曲线，Q点应右移
答案：CD
三、非选择题
12．(2013·汕尾检测)上海世博会上，很多国家(地区)的场馆给人们留下了深刻印象。瑞士馆的造型是一个想象中未来世界的轮廓，顶端是一片青葱的植物，观众可在十分钟内乘坐环状缆车从底楼到顶楼；而法国馆以“感性城市”为主题，顶部也是一片绿色植物。屋顶植物可以进行光合作用，对改善城市生态系统和生态农业工业化有重要意义。
为了提高屋顶植物生态效益，有人做了相关实验绘出下列四图。请回答有关问题。
(1)图甲中若光照不变、CO2供应突然停止，短时间内a、b物质的生成是否受影响？________。
(2)图乙表示在CO2充足的条件下，某植物光合速率与光照强度和温度的关系。当温度为30 ℃、光照强度小于12 klx时，限制该植株光合速率的因素是________。
(3)图丙表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和氧气吸收量的关系图，在a、b、c、d四种氧浓度下，最适合该植物器官储藏的氧浓度是________。
(4)图丁表示在适宜的条件下，一定时间内某无机离子从大麦幼根不同部位向茎叶的输出量和在大麦幼根相应部位积累量的变化。大麦对该无机离子吸收量在______________时达到最大值。只依据“幼根相应部位积累量”变化的曲线不能确定幼根在20～60 mm部位对该无机离子的吸收量，理由是_____________。
解析：(1)光照不变、CO2供应突然停止，a、b物质的生成在短时间内不受影响，但消耗减少，含量会变化。温度为30 ℃、光照强度小于12 klx时，增大光照强度，光合速率会随之增大，说明限制因素是光照强度。(3)最适合该植物器官储藏的氧浓度是有机物分解最少的浓度，对应c点。(4)该无机离子的输出量与积累量都是从相应部位吸收而来的。距离根尖30 mm处输出量与积累量之和最大。
答案：(1)否(不受)　(2)光照强度　(3)c　(4)离根顶端距离为30 mm　吸收量＝积累量＋输出量
13. (2013·惠州三模)以下是影响气孔开闭因素的实验探究：
步骤一：将若干蚕豆叶片黑暗处理1小时后，平分为四份。具体分组设计如下表(KCl、 NaCl浓度相同且适宜；pH为4.5的KCl溶液是pH为7的KCl溶液经HCl调节而成)
条件
　　　　
烧杯(组别)
溶液/100 mL
pH
光照设置
A
KCl
7
太阳光照
B
KCl
7
黑暗处理
C
KCl
4.5
太阳光照
D
NaCl
7
太阳光照
步骤二：制片观察每组烧杯中叶片的下表皮的气孔开闭情况，结果记录如下表：
完全开放/%
半开放/%
关闭/%
A
40.0
42.0
18.0
B
1.0
11.0
88.0
C
21.0
42.0
37.0
D
15.0
25.0
60.0
回答下列问题：
(1)本实验的目的是探究K＋、________、________等因素对气孔开闭的影响。
(2)步骤一中对所用叶片的要求是： ____________________。
(3)步骤二中每组装片均应计算________个视野下的气孔开闭情况。
(4)通过______两组(用A、B、C、D)的对照，可以研究K＋对气孔开闭的影响？将其结果用直方(柱状)图表示在如下坐标系中，注意标明图例的意义(如用涂黑的矩形表示A组)。
据此得出的结论是：K＋对气孔开放的影响是________(填“促进、抑制、无影响”)。
答案：(1)光照　pH值　(2)同一植株上、大小相似、健康的叶片
(3) 多　(4)AD　图形如下　促进

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