2020年高中生物第五章细胞的能量供应和利用5 6页

光合作用的原理和应用二 ‎1．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率也不会随之增加，主要限制因素是 (　　)‎ A．呼吸作用和暗反应　　　B．光反应 C．暗反应 D．呼吸作用 答案：选B　生长于较弱光照条件下的植物光反应弱，生成的ATP和[H]少，即使提高CO2浓度，暗反应的速率不会提高，光合速率也不会随之增加。‎ ‎2．下列措施可以提高农作物净光合速率的是(　　)‎ ‎①通风　②增施有机肥　③延长生长期 ‎④施NH4HCO3‎ A．① B．①②③‎ C．①②④ D．①②‎ 答案：选C　影响光合速率的外界因素通常为CO2浓度、温度和光照强度，而增施有机肥和NH4HCO3都会提高CO2的浓度，从而提高光合速率。延长生长期可提高光合产量，但不能提高光合速率。‎ ‎3．硝化细菌将二氧化碳和水合成糖类，其能量来自于(　　)‎ A．光能 B．电能 C．化学能 D．生物能 答案：选C　硝化细菌利用将NH3氧化成亚硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)所释放的能量将CO2和H2O合成糖类。‎ ‎4．下图曲线Ⅰ表示黄豆光合速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是(　　)‎ A．与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低 B．在y点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ C．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量 D．制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度 答案：选D　 x点的光照强度比y点弱，所以x点的C3含量较y点高；本来处于适宜温度下的y点，升高温度会导致酶的活性降低，则所得曲线应在曲线Ⅰ的下方；x点光合作用的限制因素主要是光照强度；在大于光饱和点的光照强度处增加CO2浓度，会提高光合作用强度。‎ ‎5．光合作用和化能合成作用的相同之处是(　　)‎ A．都以太阳能作为能源 B．都需要环境中的物质氧化释放的能量 C．都可以将无机物转变为有机物 D．都是高等生物的代谢类型 6‎ 答案：选C　光合作用是绿色植物利用光能把CO2和H2O 转化为有机物的过程；化能合成作用是某些微生物利用环境中的物质氧化释放的化学能把CO2和H2O转变成有机物的过程。两者的不同点是前者利用的能量是光能，后者利用的能量是化学能，两者的相同点是都把无机物转变为有机物。从生物类型来看，前者是所有绿色植物都能进行的，而后者只有低等生物——硝化细菌等微生物才能进行。‎ ‎6．某同学在玻璃温室里进行植物栽培实验。为此，他对室内空气中的二氧化碳含量进行24小时的测定，下列曲线中能正确表示其测定结果的是(　　)‎ 答案：选C　根据一天24小时光的有无及光照强度变化规律可知，从0点→6点→12点→18点→24点，光从无→有→无，有光后经历由弱→强→弱的过程，光合作用则从不能进行→能够进行且光合速率小于呼吸速率→光合速率与呼吸速率相等→光合速率大于呼吸速率→光合速率与呼吸速率相等→光合速率小于呼吸速率→只能进行呼吸作用，因此密闭玻璃温室内CO2含量变化经历了增加→减少→增加的变化。‎ ‎7．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是 (　　)‎ A．光照相同时间，‎35 ℃‎时光合作用制造的有机物的量与‎30 ℃‎时相等 B．光照相同时间，在‎20 ℃‎条件下植物积累的有机物的量最多 C．温度高于‎25 ℃‎时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等 答案：选A　“光照下CO2的吸收量”为净变化量或积累量，即“光合实际量－呼吸量”，“黑暗中CO2释放量”为呼吸量。由图可知，在‎35 ℃‎时光合作用制造的有机物的量与‎30 ℃‎时相等，都是3＋3.5＝6.5 (mg/h)。有机物积累量最多的温度为‎25 ℃‎，此时光合实际量约为2.25＋3.75＝6 (mg/h)，此后实际光合量还在增加。两曲线的交点表示呼吸量＝净光合量，或者说光合量是呼吸量的两倍，不代表二者相等。‎ ‎8．如图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列有关光合作用强度变化原因的分析中，错误的是 (　　)‎ ‎ A．从A→B主要原因是光照增强，气温上升 6‎ B．从B→C主要原因是温度过高，酶失活 C．从C→D主要原因是气孔逐渐打开，CO2供应增加 D．从D→E主要原因是光照减弱，气温下降 答案：选B　根据光照强度随时间变化规律及曲线的变化分析可知，A→B主要原因是光照增强，气温上升，酶活性增加，光合作用强度增强；B→C段由于光照强度强，蒸腾作用旺盛，叶片气孔关闭，导致缺乏CO2，光合作用强度减弱；C→D段，光照强度降低，蒸腾作用减弱，气孔逐渐打开，CO2供应增加，光合作用强度增强；D→E段的变化主要原因是光照减弱，气温下降，光合作用强度减弱。‎ ‎【能力题组】‎ ‎9．图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化，图乙表示单位时间内水稻CO2吸收量与光照强度的关系。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．图甲中，光照强度为b时，光合速率等于呼吸速率 B．图甲中，光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2‎ C．图甲中的c点和图乙中的h点对应 D．图乙中，限制e、f、g点光合速率的因素主要是光照强度 答案：选B　分析图甲可知，光照强度为b时，CO2释放量和O2产生总量相等，都为3个单位，呼吸作用释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时呼吸作用大于光合作用，A错误；光照强度为d时，水稻叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，光照强度为a时，CO2释放量即为呼吸速率，则光照强度为d时，O2产生总量为8个单位，需要消耗的CO2也为8个单位，所以单位时间内需从外界吸收的CO2为2个单位，B正确；图甲中的c点和图乙中的f点对应，C错误；图乙中，限制g点光合速率的因素不是光照强度，可能是CO2浓度及温度等，D错误。‎ ‎10．如图表示温度对某种植物在光照下和黑暗中二氧化碳吸收量和释放量(单位：mg/h)的影响情况。已知除了温度变化之外，其他环境条件(如光照强度等)不变，下列说法正确的是(　　)‎ A．根据图中曲线，无法确定呼吸作用的最适温度 B．光照下二氧化碳的吸收量表示光合作用所固定的二氧化碳量 C．图中a点表示光合作用强度与呼吸作用强度相等 D．环境温度超过‎25 ℃‎时，植物体内有机物会减少 6‎ 答案：选A　曲线显示在黑暗中随着温度上升，二氧化碳的释放量在逐渐增加，没有出现最大值，A项正确；植物光合作用固定的二氧化碳包括光照下二氧化碳的吸收量和呼吸作用释放的二氧化碳量，B项错误；图中a点表示净光合作用强度与呼吸作用强度相等，真正光合作用强度大于呼吸作用强度，C项错误；环境温度超过‎25 ℃‎时，植物体内有机物的量并没有减少，仍在不断积累，D项错误。‎ ‎11．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，可断定此时光合速率等于呼吸速率 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进行分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2‎ 答案：选D　黑暗中叶肉细胞只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用，A项正确；细胞②中线粒体释放的CO2正好用于叶绿体的光合作用，而叶绿体光合作用释放的O2正好用于线粒体的有氧呼吸，此时光合速率等于呼吸速率，B项正确；细胞③需要不断从外界吸收CO2，可见光合速率大于呼吸速率，细胞光合作用利用的CO2为线粒体呼吸释放的CO2量n2与从外界吸收的CO2量n1之和，C项正确；细胞④需要不断从外界吸收O2可见其光合作用释放的O2不足以供给线粒体呼吸，所以N1等于m2，D项错误。‎ ‎12．如图甲为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度NaHCO3的溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系。下列有关分析正确的是(　　)‎ A．在a～b段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小 B．在b～c段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间 C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降 D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用 答案：选C　在a～b段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的平均时间变短，表明光合速率逐渐增大；在b～c段，单独增加光照或温度可以缩短叶圆片上浮至液面所用的时间，但单独增加NaHCO3溶液浓度不能缩短叶圆片上浮至液面所用的时间；在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降；凡是活细胞都能进行呼吸作用。‎ ‎13．如图是有关光合作用的图示，请回答：‎ 6‎ ‎(1)写出图甲中下列物质的名称：‎ A________，C________。‎ ‎(2)由图甲可知：光合作用包括D和E两个阶段，E是________，在叶绿体的________中进行，该阶段需要D阶段提供的物质是________和________。‎ ‎(3)叶绿体的色素分布在________(用图中字母回答)上，可用________法分离。‎ ‎(4)影响绿色植物光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度、温度等。‎ ‎①若图乙中的x代表光照强度，光照强度影响光合作用强度主要是影响________阶段(用图甲中的字母回答)。‎ ‎②若图乙中的x代表温度，其主要通过影响________来影响光合作用强度。‎ ‎③光合作用强度在图丙的a点时达到最大值，请在图丙中画出CO2浓度继续增加时曲线的变化趋势。‎ 答案：(1)(2)图甲中A是O2，B是ATP，C是C3，D是光反应，E是暗反应，F是基粒。(3)叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上，可用纸层析法分离绿叶中的色素。(4)光照主要影响光合作用的光反应阶段，温度主要影响酶的活性。‎ 答案：(1)O2　三碳化合物(或C3)　(2)暗反应　基质　[H]　ATP(或B)　(3)F　纸层析　(4)①D　②酶的活性　③如图 ‎14．甲图表示植物光合速率受光照强度影响的变化曲线，乙图表示植物在不同外界环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。据图回答问题：‎ ‎(1)甲图中，当光照强度为n时，叶肉细胞中产生ATP的场所有________________________________________________________________________。‎ ‎(2)甲图中，当光照强度为k 6‎ 时，叶绿体中ADP的移动方向是从______________移向________________________________________________________________________。‎ ‎(3)乙图中，a点对应条件下，叶肉细胞中C3含量____于b点；c点对应条件下，叶肉细胞中C5含量________于b点；结合甲图信息，d点对应条件下，叶肉细胞中C5含量________于c点。‎ ‎(4)根据甲图信息，乙图中的光照强度为n对应的曲线与光照强度为k对应的曲线应重合，而实际情况不是这样的。写出一个引起乙图中出现阴影部分的主要外界因素：________________________。‎ ‎(5)综合上述分析，影响植物光合速率的因素主要包括____________________________________(答出三项)。‎ 答案：(1)当光照强度为n时，植物既进行光合作用(在叶绿体类囊体薄膜上合成ATP)，又进行有氧呼吸(在细胞质基质和线粒体中合成ATP)。(2)当光照强度为k时，光反应消耗ADP，而暗反应产生的ADP由叶绿体基质运往叶绿体类囊体薄膜。(3)一定范围内，CO2浓度增加可以使细胞中C3含量增加；CO2浓度不变时，一定范围内的光照增强会导致细胞内C5含量增加。(4)甲图信息显示：若只考虑光照的影响，光照强度由n增加到k时，光合速率几乎不变，而乙图中出现阴影部分应是光照之外的其他因素引起的，比如温度等。 ‎ 答案：(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　(2)叶绿体基质　叶绿体类囊体薄膜　(3)低　高　约等　(4)温度　(5)光照强度、CO2浓度、温度 ‎15．为了探讨某种植物的一些生理特性，科研人员做了一系列的相关实验。如图是在不同光照条件下测定的其光合速率变化情况。请分析回答：‎ ‎(1)从图中a～b段可以看出，限制叶片光合速率的主要环境因素是________________。若其他条件不变，对叶绿素而言，有效辐射的光主要是________________。‎ ‎(2)图中c～d对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是________________，i点时叶肉细胞内合成[H]的场所有________________。‎ ‎(3)经测定，晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率为0.6 μmol/(m2·s)，则g点时该植物O2产生速率为________ μmol/(m2·s)。‎ 答案：(1)阴天条件下，光照较弱，温度较低，光照强度和温度成为限制叶片光合速率的主要环境因素；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(2)净光合速率反映植物体内有机物的积累情况，负值表示减少，正值表示增加，c～d时段植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加。i点时有光照，能够进行光合作用，叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。(3)晴天遮光条件下该植物的CO2释放速率即为呼吸速率，等于氧气吸收速率，则g点时该植物O2产生速率为1＋0.6＝1.6 μmol/(m2·s)。‎ 答案：(1)光照强度、温度　蓝紫光和红光　(2)增加(或先减少后增加)　细胞质基质、线粒体、叶绿体　(3)1.6‎ 6‎