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周测11　光合作用的原理及应用
一、单项选择题(本题包括17小题,每小题3分,共51分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·梅州高一期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是 (　　)
A.滤液细线应该触及层析液,便于色素的溶解和分离
B.加入CaCO3是为了防止色素被破坏,加入SiO2有助于研磨充分
C.滤纸条上的叶绿素a呈蓝绿色,且含量最多
D.提取色素的原理是色素易溶解于有机溶剂,分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
2.(2024·重庆高一期末)如图是某同学提取、分离绿叶中色素的实验结果,图中非阴影柱为正常参考值,阴影柱为该同学的实验结果。出现该结果的原因不可能是 (　　)
A.没有在滤纸条上画滤液细线
B.提取色素时无水乙醇用量过多
C.所用的叶片过于成熟或者重量不够
D.在研磨时没有加碳酸钙和二氧化硅
3.(2024·湛江高一期末)下列关于光合作用发现史的叙述,错误的是 (　　)
A.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.希尔反应证明了光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水
C.阿尔农发现在光照下叶绿体可合成ATP,而且该过程总是与水的光解相伴随
D.卡尔文通过实验探明了暗反应中从C5到C3再到C5的循环过程
4.光合作用是维持生命的能量来源,地球上大部分的能量物质也是通过光合作用利用太阳能而来。如图为叶肉细胞中光合作用过程的示意图。下列说法错误的是 (　　)
A.图中①所示结构是叶绿体的类囊体
B.产生物质A的过程称为水的光解
C.物质B、C分别是C3和C5
D.CO2转化为有机物的途径是反应Ⅱ
5.如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解
B.c为ATP,f为NADPH
C.将b物质用18O标记,最终在(CH2O)中能检测到18O
D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能
6.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(最适温度、CO2浓度为0.03%)。在B点时改变某条件,曲线变为Ⅱ。下列分析正确的是 (　　)
A.与B点相比,A点叶绿体中的C5含量较高
B.在B点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约A点光合作用的因素主要是CO2浓度
D.若植物缺镁,则C点对应的光合作用速率下降
7.(2024·九江高一期中)取生长旺盛的绿叶,利用打孔器打出一批直径为1 cm的叶圆片,将叶圆片细胞间隙中的气体排出后,平均分装到盛有等量的不同浓度NaHCO3溶液的培养皿底部,置于光温恒定且适宜的条件下(如图甲),测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间(如图乙)。下列分析不正确的是 (　　)
A.a~b段随着NaHCO3溶液浓度的增加,类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增加
B.c~d段随着NaHCO3溶液浓度的增加,叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减小
C.c~d段随着NaHCO3溶液浓度的增加,单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小
D.a~d段如果增加光照强度或温度,都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间
8.下列关于影响光合作用因素的叙述,错误的是 (　　)
A.温度能影响光合速率,主要是影响光合作用过程中各种酶的活性
B.CO2参与光合作用的暗反应,其浓度太低会限制光合速率
C.其他条件不变,达到光饱和点时,再增加光照强度不能使光合速率增加
D.除温度、CO2浓度和光照强度外,其他环境因素对光合速率没有影响
9.如图表示在一定的光照强度和温度下,植物光合作用增长速率随CO2浓度变化的情况。下列有关说法错误的是 (　　)
A.与d点相比,c点时细胞内NADPH的含量较高
B.与a点相比,b点时细胞内的C5含量较低
C.图中c点时光合速率达到最大值
D.图中d点以后限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度
10.(2024·江门高一期末)研究发现绿藻进化出了强大的光捕获系统(如图所示),以应对水域环境中的光照条件。光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是叶绿素和蛋白质复合体,能吸收、转化光能并进行电子传递。下列有关光合作用的说法,错误的是 (　　)
A.PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体内膜上
B.完备的光捕获系统让绿藻更好适应水域弱光环境
C.图中所示的ATP合酶参与将光能转变为活跃的化学能
D.该膜的功能有效说明生物膜具有控制物质进出的功能
11.(2024·盐城新丰中学高一期末)植物进行光合作用时,CO2可与RuBP羧化酶(Rubisco)的活性中心结合,使之催化CO2与C5反应生成1分子不稳定的C6化合物,并立即分解为2分子C3化合物。下列相关分析错误的是 (　　)
A.CO2既是Rubisco的底物,又是活性调节物
B.突然降低环境中CO2浓度可使C5含量增多
C.激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和NADPH
D.对正常进行光合作用的植物停止光照后,C3的消耗速率和生成速率将会降低
12.下列有关化能合成作用的叙述,正确的是 (　　)
①不利用光能　②利用环境中物质氧化释放的能量　③在叶绿素作用下　④将H2O和CO2合成有机物　⑤储能不多,对自然界作用不大　⑥属于异养型
A.①②④ B.①②③
C.①④⑤ D.②④⑥
13.(2024·昆明高一期末)农业生产中的谚语顺口溜都是劳动人民一代代积累的经验,是一种宝贵财富。下列关于生物学原理在农业生产上的应用,叙述正确的是 (　　)
A.“春生夏长,秋收冬藏”——“夏长”主要影响因素是光照、温度
B.“正其行,通其风”——能为植物提供更多的光照,提高光合作用效率
C.“地尽其用田不荒,合理密植多打粮”——应尽量加大种植密度,增加农作物产量
D.“人黄有病,苗黄缺肥”——施肥越多越好,有利于植物合成叶绿素进行光合作用
14.夏季晴朗的白天,某些植物10时左右光合作用强度达到峰值,但在中午12时左右光合作用强度相对减弱,被称为“光合午休”现象。下列关于该现象中的变化的叙述,错误的是 (　　)
A.叶片蒸腾作用过强,失水过多使气孔部分关闭,这是植物的一种自我保护
B.光合酶活性降低,但光合作用固定的CO2量仍大于细胞呼吸释放的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素会被强光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.该过程中光反应产物会有所积累,进而导致叶片转化光能的能力有所下降
15.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。如图为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析下列叙述错误的是 (　　)
A.PEP、C5均能与CO2结合
B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2
C.图中B物质可能是葡萄糖,百合气孔白天关闭,不能进行光合作用
D.夜间细胞液pH可能会下降
16.(2024·石家庄高一期中)某科研小组为研究高温对植物光合速率的影响,将甲、乙两种植物从25 ℃环境移入40 ℃环境中培养,测得相关数据如图1所示。图2表示在25 ℃环境中,光照强度对这两种植物光合速率的影响。下列叙述错误的是 (　　)
A.40 ℃对甲植物光反应的影响比暗反应更大
B.40 ℃时乙植物的光能捕获率大于甲植物
C.25 ℃环境中两种植物的光补偿点相同、光饱和点不同
D.25 ℃时,光照强度从D降为C,乙植物叶肉细胞三碳化合物合成速率保持稳定
17.(2023·丽江高一期末)Rubisco 酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶,当CO2浓度较高时,该酶催化CO2与C5反应进行光合作用。当O2浓度较高时,该酶催化O2与C5反应,最后在线粒体内生成CO2,植物这种在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。下列叙述正确的是 (　　)
A.绿色植物进行光呼吸的场所有叶绿体基粒和线粒体
B.植物光呼吸的进行导致光合作用产生的有机物含量增加
C.Rubisco酶催化CO2和C5的反应称作三碳化合物的还原
D.光合作用的暗反应过程需要光反应提供NADPH和ATP
二、非选择题(本题包括3小题,共49分。)
18.(17分)铁皮石斛为药用草本植物,图1为其叶肉细胞内的部分代谢过程;图2为某科研小组测定的其在光照和黑暗条件下的CO2吸收速率。请回答下列问题:
(1)组成图1膜结构的物质主要有　　　　　　　　　　,该膜与细胞膜一样具有的功能特性是　　　　　　　;铁皮石斛进行光反应的场所是　　　　　　　　　　　,光反应能够在此处发生的原因是__________________________________________________。
研究发现,铁皮石斛叶片变黄过程中叶绿素的含量明显减少,类胡萝卜素的含量基本不变,但黄叶基本不转化光能,由此推测参与光反应中能量转化的色素主要是　　　　。
(2)(5分)铁皮石斛由光下进入暗处,短时间内叶肉细胞中C5的含量变化是　　　　　　(填“增加”或“减少”)。据图2分析,铁皮石斛的CO2吸收速率不同于一般植物的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;但其在黑暗中并不能产生糖类等光合产物,原因是__________________________________________________。
(3)实验人员研究发现铁皮石斛的气孔在暗处开放。综合题图和上述结果推测,铁皮石斛在暗处可以____________________________________________,进而提高光合速率。
19.(16分)(2024·赣州高一期中)辣椒是我国冬春季栽培的主要蔬菜之一,栽培期间经常遭受到低温胁迫。研究人员以A、B两个辣椒品种为实验材料,研究低温胁迫和恢复处理对辣椒光合指标的影响。实验处理及部分实验结果如表,在第0天、第10天、第16天检测相关指标,结果如表所示。回答下列问题:
品种 处理方法 胞间CO2浓度/ (μmol·mol-1) 叶绿素/ (mg·g-1FW) 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1)
A 0天,28 ℃ 260 1.534 6.0
1~10天,5 ℃ 350 1.300 0.8
11~16天,28 ℃ 120 1.017 2.0
B 0天,28 ℃ 260 1.434 5.0
1~10天,5 ℃ 400 0.937 0.2
11~16天,28 ℃ 350 0.703 0.4
(1)辣椒叶片中的光合色素通常用　　　　　提取,叶绿素主要吸收　　　　　　　　光,并将光能转化为活跃的化学能用于　　　　　循环。
(2)在低温条件下,表中两组辣椒净光合速率均显著下降,其原因可能是________________
_________________________________________________________________ (答两点);
据表分析,胞间CO2浓度　　　　　(填“是”或“不是”)影响光合作用的主要因素,其依据是_________________________________________________________________。
(3)实验结果表明　　　　　(填“品种A”或“品种B”)辣椒更适宜在“春暖乍寒”的冬春季栽培,主要原因是___________________________________________。
20.(16分)重金属不易被生物体排出,一旦摄入则常常在体内积累,对机体造成损伤。已知P、S是植物光合作用相关的重要组成元素,且对植物抵抗非生物胁迫有重要作用。科研人员尝试通过叶面喷施P、S,观察水稻在不同程度镉(Cd)胁迫下的净光合作用速率及气孔导度的变化,结果如图。回答下列问题:
(1)根据题图实验结果分析,随着Cd浓度的逐渐上升,水稻净光合作用速率逐渐　　　　,这可能与Cd限制了光合作用中的　　　　　阶段有关。
(2)根据图中数据可推测,在Cd浓度较低的情况下,叶面喷施P、S能减缓水稻因Cd胁迫引起的　　　　　　　　　,使其吸收________________________________的能力上升,从而对水稻的光合系统起到一定的保护作用,但浓度过高时该保护作用逐渐趋于无效。
(3)(8分)已知Cd对植物的光合色素及类囊体结构具有破坏作用。据此可进一步推测,Cd使水稻净光合作用速率下降的原因可能还有:
①_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
参考答案及解析
一、单项选择题(本题包括17小题,每小题3分,共51分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·梅州高一期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,错误的是 (　　)
A.滤液细线应该触及层析液,便于色素的溶解和分离
B.加入CaCO3是为了防止色素被破坏,加入SiO2有助于研磨充分
C.滤纸条上的叶绿素a呈蓝绿色,且含量最多
D.提取色素的原理是色素易溶解于有机溶剂,分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
答案　A
解析　滤液细线不能触及层析液,否则色素会溶于层析液,不利于色素的分离,A错误。
题点　绿叶中色素的提取和分离
难度　基础题
2.(2024·重庆高一期末)如图是某同学提取、分离绿叶中色素的实验结果,图中非阴影柱为正常参考值,阴影柱为该同学的实验结果。出现该结果的原因不可能是 (　　)
A.没有在滤纸条上画滤液细线
B.提取色素时无水乙醇用量过多
C.所用的叶片过于成熟或者重量不够
D.在研磨时没有加碳酸钙和二氧化硅
答案　A
解析　由图可知该实验的各种色素含量都偏低,若没有在滤纸条上画滤液细线就不会出现色素带,A符合题意;如果提取色素时无水乙醇用量过多,会导致提取液中的色素浓度较低,滤纸条上色素条带变窄,色素含量减少,B不符合题意;如果所用的叶片过于成熟或者重量不够,叶片中的色素量会较少,那么滤纸条上色素条带变窄,色素含量减少,C不符合题意;碳酸钙的作用是保护色素,二氧化硅的作用是使研磨充分,如果在研磨时没有加碳酸钙和二氧化硅,会导致色素提取量较少,D不符合题意。
题点　绿叶中色素的提取和分离
难度　基础题
3.(2024·湛江高一期末)下列关于光合作用发现史的叙述,错误的是 (　　)
A.恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
B.希尔反应证明了光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水
C.阿尔农发现在光照下叶绿体可合成ATP,而且该过程总是与水的光解相伴随
D.卡尔文通过实验探明了暗反应中从C5到C3再到C5的循环过程
答案　B
解析　希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂,在光照下可以释放氧气,但不能证明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水,B错误;卡尔文采用同位素标记法探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径,D正确。
题点　探索光合作用原理的部分实验
难度　基础题
4.光合作用是维持生命的能量来源,地球上大部分的能量物质也是通过光合作用利用太阳能而来。如图为叶肉细胞中光合作用过程的示意图。下列说法错误的是 (　　)
A.图中①所示结构是叶绿体的类囊体
B.产生物质A的过程称为水的光解
C.物质B、C分别是C3和C5
D.CO2转化为有机物的途径是反应Ⅱ
答案　C
解析　物质B、C分别是C5和C3,C错误。
题点　光合作用的过程
难度　基础题
5.如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示)。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解
B.c为ATP,f为NADPH
C.将b物质用18O标记,最终在(CH2O)中能检测到18O
D.图中a物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能
答案　B
解析　图中a~g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH、NADP+、CO2,过程①~⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有机物的合成,A正确,B错误;18O2OC18O2(CO),C正确。
题点　光合作用的过程
难度　中档题
6.如图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(最适温度、CO2浓度为0.03%)。在B点时改变某条件,曲线变为Ⅱ。下列分析正确的是 (　　)
A.与B点相比,A点叶绿体中的C5含量较高
B.在B点时,升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约A点光合作用的因素主要是CO2浓度
D.若植物缺镁,则C点对应的光合作用速率下降
答案　D
解析　与B点相比,A点时光照较弱,光反应产生的ATP和NADPH较少,导致暗反应的C3还原过程较弱,叶绿体中的C5含量较低,A错误;图示曲线为最适温度下的曲线,在B点时,升高温度会导致曲线Ⅰ下降,B错误;A点时光合作用速率随光照强度增加而增加,制约A点光合作用的因素主要是光照强度,C错误;镁参与叶绿素的合成,若植物缺镁,叶绿素含量降低,光能吸收减少,C点对应的光合作用速率下降,D正确。
题点　光合作用的影响因素
难度　基础题
7.(2024·九江高一期中)取生长旺盛的绿叶,利用打孔器打出一批直径为1 cm的叶圆片,将叶圆片细胞间隙中的气体排出后,平均分装到盛有等量的不同浓度NaHCO3溶液的培养皿底部,置于光温恒定且适宜的条件下(如图甲),测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间(如图乙)。下列分析不正确的是 (　　)
A.a~b段随着NaHCO3溶液浓度的增加,类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增加
B.c~d段随着NaHCO3溶液浓度的增加,叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减小
C.c~d段随着NaHCO3溶液浓度的增加,单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小
D.a~d段如果增加光照强度或温度,都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间
答案　D
解析　据图分析,a~b段随着NaHCO3溶液浓度的增加,暗反应速率上升,光合速率上升,叶圆片上浮时间缩短,说明水分解释放的氧气增加,A正确;c~d段随着NaHCO3溶液浓度的增加,细胞失水增多,部分气孔关闭,CO2供应不足,影响光合作用的进行,所以随着NaHCO3溶液浓度的增加,C3的生成速率逐渐减小,叶圆片中有机物的积累速率逐渐减小,B、C正确;图中曲线是在光温恒定且适宜的条件下测得的,若增加光照强度或温度,光合速率会下降,叶圆片上浮至液面所用的时间也会延长,D错误。
题点　探究环境因素对光合作用的影响
难度　中档题
8.下列关于影响光合作用因素的叙述,错误的是 (　　)
A.温度能影响光合速率,主要是影响光合作用过程中各种酶的活性
B.CO2参与光合作用的暗反应,其浓度太低会限制光合速率
C.其他条件不变,达到光饱和点时,再增加光照强度不能使光合速率增加
D.除温度、CO2浓度和光照强度外,其他环境因素对光合速率没有影响
答案　D
解析　光合作用过程中各种酶的活性受温度影响,A正确;CO2是暗反应的原料,浓度太低会影响暗反应速率,进而影响光合速率,B正确;达到光饱和点时,再增加光照强度不能使光合速率增加,此时限制光合作用的因素可能为温度、CO2浓度等,C正确;除温度、CO2浓度和光照强度外,水分等环境因素对光合速率也有影响,D错误。
题点　光合作用的影响因素
难度　基础题
9.如图表示在一定的光照强度和温度下,植物光合作用增长速率随CO2浓度变化的情况。下列有关说法错误的是 (　　)
A.与d点相比,c点时细胞内NADPH的含量较高
B.与a点相比,b点时细胞内的C5含量较低
C.图中c点时光合速率达到最大值
D.图中d点以后限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度
答案　C
解析　与d点相比,c点时细胞内CO2浓度低,CO2固定产生的C3少,需要的NADPH少,因此细胞内积累NADPH的含量较高,A正确;与a点相比,b点时细胞内的CO2浓度高,CO2固定消耗的C5多,因此细胞内的C5含量较低,B正确;图中纵轴代表光合作用增长速率,d点之前光合速率一直在增长,因此d点时光合速率最大,C错误;横坐标表示CO2浓度,d点时光合速率不再随着CO2浓度的升高而加快,说明d点时CO2不再是限制因素,此时限制光合速率的主要环境因素是光照强度或温度,D正确。
题点　光合作用的影响因素
难度　基础题
10.(2024·江门高一期末)研究发现绿藻进化出了强大的光捕获系统(如图所示),以应对水域环境中的光照条件。光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是叶绿素和蛋白质复合体,能吸收、转化光能并进行电子传递。下列有关光合作用的说法,错误的是 (　　)
A.PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体内膜上
B.完备的光捕获系统让绿藻更好适应水域弱光环境
C.图中所示的ATP合酶参与将光能转变为活跃的化学能
D.该膜的功能有效说明生物膜具有控制物质进出的功能
答案　A
解析　PSⅠ和PSⅡ是叶绿素和蛋白质复合体,其镶嵌在叶绿体类囊体薄膜上,A错误。
题点　光合作用的过程
难度　中档题
11.(2024·盐城新丰中学高一期末)植物进行光合作用时,CO2可与RuBP羧化酶(Rubisco)的活性中心结合,使之催化CO2与C5反应生成1分子不稳定的C6化合物,并立即分解为2分子C3化合物。下列相关分析错误的是 (　　)
A.CO2既是Rubisco的底物,又是活性调节物
B.突然降低环境中CO2浓度可使C5含量增多
C.激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程需光反应提供ATP和NADPH
D.对正常进行光合作用的植物停止光照后,C3的消耗速率和生成速率将会降低
答案　C
解析　突然降低环境中CO2浓度,CO2固定速率减慢,消耗的C5减少,而短时间内C3还原生成C5的速率不变,故C5含量会增多,B正确;激活的Rubisco催化合成不稳定C6的过程不需光反应提供ATP和NADPH,NADPH、ATP用于C3的还原阶段,C错误;对正常进行光合作用的植物停止光照后,光反应停止,无NADPH、ATP生成,暗反应速率降低,C3的消耗速率和生成速率均会降低,D正确。
题点　光合作用的过程
难度　基础题
12.下列有关化能合成作用的叙述,正确的是 (　　)
①不利用光能　②利用环境中物质氧化释放的能量　③在叶绿素作用下　④将H2O和CO2合成有机物　⑤储能不多,对自然界作用不大　⑥属于异养型
A.①②④ B.①②③
C.①④⑤ D.②④⑥
答案　A
解析　进行化能合成作用的生物利用环境中物质氧化释放的能量将H2O和CO2等无机物合成有机物,体内不含叶绿素等光合色素,不能利用光能,①②④正确,③错误;化能合成作用虽然储能不多,但对自然界也有一定的作用,能进行该作用的生物属于自养型,⑤⑥错误。
题点　化能合成作用
难度　基础题
13.(2024·昆明高一期末)农业生产中的谚语顺口溜都是劳动人民一代代积累的经验,是一种宝贵财富。下列关于生物学原理在农业生产上的应用,叙述正确的是 (　　)
A.“春生夏长,秋收冬藏”——“夏长”主要影响因素是光照、温度
B.“正其行,通其风”——能为植物提供更多的光照,提高光合作用效率
C.“地尽其用田不荒,合理密植多打粮”——应尽量加大种植密度,增加农作物产量
D.“人黄有病,苗黄缺肥”——施肥越多越好,有利于植物合成叶绿素进行光合作用
答案　A
解析　“正其行,通其风”能为植物提供更多的二氧化碳,提高光合作用效率,B错误;合理的农作物种植密度有利于增产,原因是合理密植可以提高光等资源的利用率,即种植密度不能过大,C错误;对农作物施肥过多,可能会导致土壤溶液浓度高于植物细胞液浓度,植物细胞过度失水甚至死亡,D错误。
题点　光合作用在生产实践中的应用
难度　基础题
14.夏季晴朗的白天,某些植物10时左右光合作用强度达到峰值,但在中午12时左右光合作用强度相对减弱,被称为“光合午休”现象。下列关于该现象中的变化的叙述,错误的是 (　　)
A.叶片蒸腾作用过强,失水过多使气孔部分关闭,这是植物的一种自我保护
B.光合酶活性降低,但光合作用固定的CO2量仍大于细胞呼吸释放的CO2量
C.叶绿体内膜上的部分光合色素会被强光破坏,吸收和传递光能的效率降低
D.该过程中光反应产物会有所积累,进而导致叶片转化光能的能力有所下降
答案　C
解析　夏季中午光合作用强度相对减弱,但此时光合作用强度仍然大于细胞呼吸强度,B正确;光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,C错误;夏季中午气孔部分关闭,吸收的CO2量减少,暗反应减慢,导致光反应产物有所积累,进而导致叶片转化光能的能力有所下降,D正确。
题点　光合作用的影响因素
难度　基础题
15.百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。如图为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析下列叙述错误的是 (　　)
A.PEP、C5均能与CO2结合
B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2
C.图中B物质可能是葡萄糖,百合气孔白天关闭,不能进行光合作用
D.夜间细胞液pH可能会下降
答案　C
解析　线粒体基质可通过有氧呼吸第二阶段产生CO2,苹果酸可在细胞质基质分解形成CO2,B正确;葡萄糖不能进入线粒体,因此B物质不是葡萄糖,B物质进入了线粒体后,被氧化分解为CO2,所以是丙酮酸,白天百合可利用细胞呼吸产生的CO2以及苹果酸分解产生的CO2进行光合作用,C错误;据图分析,夜间苹果酸会进入液泡的细胞液中,所以夜间细胞液的pH会降低,D正确。
题点　CAM植物
难度　中档题
16.(2024·石家庄高一期中)某科研小组为研究高温对植物光合速率的影响,将甲、乙两种植物从25 ℃环境移入40 ℃环境中培养,测得相关数据如图1所示。图2表示在25 ℃环境中,光照强度对这两种植物光合速率的影响。下列叙述错误的是 (　　)
A.40 ℃对甲植物光反应的影响比暗反应更大
B.40 ℃时乙植物的光能捕获率大于甲植物
C.25 ℃环境中两种植物的光补偿点相同、光饱和点不同
D.25 ℃时,光照强度从D降为C,乙植物叶肉细胞三碳化合物合成速率保持稳定
答案　B
解析　据图1分析,40 ℃时甲植物的光能捕获率大幅度下降,而其气孔导度下降幅度不大,因此,40 ℃对甲植物光反应的影响比暗反应更大,A正确;据图1分析,40 ℃时甲植物的光能捕获率下降幅度大于乙植物,但是此时乙植物的光能捕获率不一定大于甲植物,B错误;由图2可知，25 ℃环境中两种植物的光补偿点相同,光饱和点不同,C正确;据图2分析,在25 ℃环境中,乙植物在C点时已经达到了光饱和点,因此当光照强度从D降为C,乙植物叶肉细胞三碳化合物合成速率保持稳定,D正确。
题点　光合作用的影响因素
难度　中档题
17.(2023·丽江高一期末)Rubisco 酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶,当CO2浓度较高时,该酶催化CO2与C5反应进行光合作用。当O2浓度较高时,该酶催化O2与C5反应,最后在线粒体内生成CO2,植物这种在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。下列叙述正确的是 (　　)
A.绿色植物进行光呼吸的场所有叶绿体基粒和线粒体
B.植物光呼吸的进行导致光合作用产生的有机物含量增加
C.Rubisco酶催化CO2和C5的反应称作三碳化合物的还原
D.光合作用的暗反应过程需要光反应提供NADPH和ATP
答案　D
解析　光呼吸是植物在O2浓度较高时,Rubisco酶催化O2与C5反应,最后在线粒体内生成CO2的过程,涉及的场所有叶绿体基质和线粒体,A错误;植物光呼吸的进行利用了C5,影响CO2的固定,导致光合作用产生的有机物减少,B错误;Rubisco酶催化CO2和C5的反应称作CO2的固定,暗反应过程需要光反应提供NADPH和ATP参与C3的还原,C错误,D正确。
题点　光合作用的过程、光呼吸
难度　中档题
二、非选择题(本题包括3小题,共49分。)
18.(17分)铁皮石斛为药用草本植物,图1为其叶肉细胞内的部分代谢过程;图2为某科研小组测定的其在光照和黑暗条件下的CO2吸收速率。请回答下列问题:
(1)组成图1膜结构的物质主要有　　　　　　　　　　,该膜与细胞膜一样具有的功能特性是　　　　　　　;铁皮石斛进行光反应的场所是　　　　　　　　　　　,光反应能够在此处发生的原因是__________________________________________________。
研究发现,铁皮石斛叶片变黄过程中叶绿素的含量明显减少,类胡萝卜素的含量基本不变,但黄叶基本不转化光能,由此推测参与光反应中能量转化的色素主要是　　　　。
(2)(5分)铁皮石斛由光下进入暗处,短时间内叶肉细胞中C5的含量变化是　　　　　　(填“增加”或“减少”)。据图2分析,铁皮石斛的CO2吸收速率不同于一般植物的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;但其在黑暗中并不能产生糖类等光合产物,原因是__________________________________________________。
(3)实验人员研究发现铁皮石斛的气孔在暗处开放。综合题图和上述结果推测,铁皮石斛在暗处可以____________________________________________,进而提高光合速率。
答案　(1)磷脂、蛋白质　选择透过性　(叶绿体的)类囊体薄膜　该处分布着与光反应有关的色素和酶　叶绿素　(2)减少　(无论光照或黑暗条件下)CO2吸收速率始终大于零　黑暗中没有光反应提供的ATP和NADPH　(3)吸收CO2并储存起来,为光照下进行光合作用提供充足的CO2
解析　(2)铁皮石斛由光下进入暗处时,光反应停止,导致光反应产生的ATP和NADPH不足,影响了暗反应过程中C3的还原,但是暂时不影响CO2的固定,即C5的消耗正常,而生成减少,所以短时间内C5的含量减少。据图2分析可知,铁皮石斛不同于一般植物的特点是其CO2吸收速率始终大于零,但其在黑暗中不能进行光反应产生ATP和NADPH,因此黑暗中并不能产生糖类等光合产物。
题点　光合作用综合
难度　基础题
19.(16分)(2024·赣州高一期中)辣椒是我国冬春季栽培的主要蔬菜之一,栽培期间经常遭受到低温胁迫。研究人员以A、B两个辣椒品种为实验材料,研究低温胁迫和恢复处理对辣椒光合指标的影响。实验处理及部分实验结果如表,在第0天、第10天、第16天检测相关指标,结果如表所示。回答下列问题:
品种 处理方法 胞间CO2浓度/ (μmol·mol-1) 叶绿素/ (mg·g-1FW) 净光合速率/ (μmol·m-2·s-1)
A 0天,28 ℃ 260 1.534 6.0
1~10天,5 ℃ 350 1.300 0.8
11~16天,28 ℃ 120 1.017 2.0
B 0天,28 ℃ 260 1.434 5.0
1~10天,5 ℃ 400 0.937 0.2
11~16天,28 ℃ 350 0.703 0.4
(1)辣椒叶片中的光合色素通常用　　　　　提取,叶绿素主要吸收　　　　　　　　光,并将光能转化为活跃的化学能用于　　　　　循环。
(2)在低温条件下,表中两组辣椒净光合速率均显著下降,其原因可能是________________
_________________________________________________________________ (答两点);
据表分析,胞间CO2浓度　　　　　(填“是”或“不是”)影响光合作用的主要因素,其依据是_________________________________________________________________。
(3)实验结果表明　　　　　(填“品种A”或“品种B”)辣椒更适宜在“春暖乍寒”的冬春季栽培,主要原因是___________________________________________。
答案　(1)无水乙醇　红光和蓝紫　卡尔文　(2)酶的活性低,叶绿素的含量少　不是　低温条件下,两组辣椒胞间CO2浓度都比较高而净光合速率却比较低　(3)品种A　品种A在低温条件下净光合速率比品种B高,并且天气回暖后净光合速率升高得也多
解析　(2)在低温条件下,两组辣椒净光合速率均显著下降,其原因可能是酶的活性低,叶绿素的含量少;据表分析,低温条件下,两组辣椒胞间CO2浓度都比较高而净光合速率却比较低,故胞间CO2浓度不是影响光合作用的主要因素。(3)实验结果表明品种A比品种B在低温条件下净光合速率高,并且天气回暖后净光合速率升高得也多,更适宜在“春暖乍寒”的冬春季栽培。
题点　光合作用综合
难度　中档题
20.(16分)重金属不易被生物体排出,一旦摄入则常常在体内积累,对机体造成损伤。已知P、S是植物光合作用相关的重要组成元素,且对植物抵抗非生物胁迫有重要作用。科研人员尝试通过叶面喷施P、S,观察水稻在不同程度镉(Cd)胁迫下的净光合作用速率及气孔导度的变化,结果如图。回答下列问题:
(1)根据题图实验结果分析,随着Cd浓度的逐渐上升,水稻净光合作用速率逐渐　　　　,这可能与Cd限制了光合作用中的　　　　　阶段有关。
(2)根据图中数据可推测,在Cd浓度较低的情况下,叶面喷施P、S能减缓水稻因Cd胁迫引起的　　　　　　　　　,使其吸收________________________________的能力上升,从而对水稻的光合系统起到一定的保护作用,但浓度过高时该保护作用逐渐趋于无效。
(3)(8分)已知Cd对植物的光合色素及类囊体结构具有破坏作用。据此可进一步推测,Cd使水稻净光合作用速率下降的原因可能还有:
①_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
②_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)下降　暗反应(CO2的固定)　(2)气孔导度的下降　CO2　(3)①Cd破坏了水稻的光合色素,使光合色素含量减少,吸收光能的能力下降,光反应速率下降　②Cd破坏了类囊体的结构,无法为光合色素及相关的酶提供充足的附着位点,限制了光反应的进行,从而使净光合作用速率下降
解析　(1)据题图可知,与对照相比,Cd处理组的净光合速率和气孔导度均降低,而气孔导度主要与CO2的吸收有关,故推测随着Cd浓度的逐渐上升,水稻净光合作用速率逐渐下降的原因可能与Cd限制了光合作用暗反应阶段CO2的固定有关。(2)分析题图可知,与高浓度Cd相比,在较低的Cd浓度下,叶面喷施P、S后气孔导度和净光合速率下降均不是很明显,说明在Cd浓度较低的情况下,叶面喷施P、S能减缓水稻因Cd胁迫引起的气孔导度的下降,使其吸收CO2的能力上升,从而对水稻的光合系统起到一定的保护作用。(3)叶绿体的类囊体薄膜是光合作用光反应的场所,其上有色素和相关的酶,已知Cd对植物的光合色素及类囊体结构具有破坏作用,据此推测Cd使水稻净光合作用速率下降的原因可能还有:①Cd破坏了水稻的光合色素,使光合色素含量减少,吸收光能的能力下降,光反应速率下降;②Cd破坏了类囊体的结构,无法为光合色素及相关的酶提供充足的附着位点,限制了光反应的进行,从而使净光合作用速率下降。
题点　光合作用的影响因素
难度　中档题

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