专题09光合作用.docx
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专题09光合作用
专题09光合作用
1．（2020·陕西省高三三模）为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液
D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
【答案】B
【解析】叶绿体进行光合作用产生氧气的条件：
光照，二氧化碳（由NaHCO3稀溶液提供），故C、D项错误；“无空气”可避免空气中氧气的干扰，A错误，B正确；答案选B.
2．（2020·北京高三二模）Rubisco酶是参与碳（暗）反应中CO2固定的关键酶，为测定Rubisco酶的活性，现从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应。
下列分析不正确的是（）
A．光照强弱对Rubisco酶发挥作用有影响
B．推测Rubisco酶存在于植物叶绿体基粒上
C．可通过检测14C3产生量测定Rubisco酶活性
D．该实验中运用了同位素示踪技术
【答案】B
【解析】
A、光照强弱影响光反应产生的ATP和[H]的量，ATP和[H]又会影响暗反应，故光照强弱对Rubisco酶发挥作用有影响，A正确；
B、Rubisco酶是参与碳（暗）反应中CO2固定的关键酶，故可推测Rubisco酶存在于植物叶绿体基质中，B错误；
C、Rubisco酶可催化C5与14CO2形成14C3的反应，故可通过检测14C3产生量来测定Rubisco酶活性，C正确；
D、该实验中用放射性同位素14C标记14CO2，运用了同位素示踪技术，D正确。
3．（2020·江西省南昌二中高一月考）下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是图甲中部分结构放大后的示意图。
下列相关叙述正确的是
A．图甲所示结构主要通过内膜向内折叠增大膜面积
B．图乙中的光合色素能有效吸收绿光使植物呈绿色
C．图乙所示的膜结构位于图甲结构中的①或者③处
D．图甲所示的④中含有光合作用暗反应阶段需要的酶
【答案】D
【解析】
A、图甲是叶绿体，其生物膜的面积主要靠类囊体垛叠形成基粒而增大，A错误；
B、图乙中的光合色素几乎不吸收绿光，B错误；
C、图乙所示的结构为类囊体薄膜，来自图甲中的③，C错误；
D、图甲的④表示叶绿体基质，含有光合作用暗反应阶段需要的酶，D正确。
4．（2020·江西省南昌二中高一月考）图是在“提取和分离叶绿体中的色素”实验中得到的四条色素带，若将其置于暗室中，并用红光照射，色素带较暗的是
A．①④B．②③
C．③④D．②④
【答案】C
【解析】根据“光合色素的提取和分离”实验，最终在滤纸条上得到的四条色素带自上而下依次：
①胡萝卜素、②叶黄素、③叶绿素a和④叶绿素b，其中胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，因此叶绿素a和叶绿素b的色素带将呈暗色，C正确，ABD错误。
5．（2020·海南省高三其他）某科研小组为了探究不同条件对植物生命活动的影响，将8株大小和长势相同的天竺葵分别置于密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化，实验结果如表所示。
下列分析正确的是
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
温度（℃）
10
10
20
20
30
30
40
40
光照强度（Lux）
1000
0
1000
0
1000
0
1000
0
开始时CO2量（g）
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
12h后C02量（g）
4.5
5.1
3.5
5.4
1.9
5.9
2.0
5.8
A．该实验的目的是探究不同温度和光照强度对光合速率的影响
B．设置2、4、6、8四个组是为了排除光照对实验结果的干扰
C．第5组条件下12h天竺葵光合作用实际消耗C02的量为4.Og
D．根据该实验结果可知天竺葵光合作用与呼吸作用的最适温度相同，均为30℃
【答案】C
【解析】
A、本实验的自变量为温度，A错误
B、设置2、4、6、8等四个组是为了探究温度对细胞呼吸的影响，B错误；
C、第5组条件下12h天竺葵实际光合作用=呼吸作用+净光合作用=5-1．9+5．9-5=4g，C正确；
D、由表中数据可知光合作用的最适温度和呼吸作用的最适温度相同，但实际上要测定准确的最适温度，还需要更细分的温度梯度，D错误。
6．（2020·河南省高三三模）通常把绿色植物达到最大光合速率所需的最低光照强度称为光合作用的光饱和点。
下图表示环境因素对植物光合速率的影响。
据图分析，下列说法错误的是（）
A．达到光饱和点之后，暗反应的变化跟不上光反应的变化导致光合速率不再提高
B．CO2浓度或温度高时，光合作用的光饱和点就提高，反之就下降
C．光强度为零时，该植物与外界环境不进行气体交换
D．仙人掌类植物在热带森林不能生长是因为虽然温度足够高但得不到充足的阳光
【答案】C
【解析】
A、在光饱和点之后，由于光照充足，所以光反应较强，而光合作用不能提高的原因是暗反应的速率跟不上光反应的变化，A正确；
B、从图中看出CO2浓度升高或温度升高时，光合作用的光饱和点就提高，反之就下降，B正确；
C、光强度为零，植物可以进行呼吸作用，从外界吸收氧气，并释放CO2，C错误；
D、仙人掌类植物在热带森林不能生长是因为森林中树木过多，遮挡了仙人掌植物的光照，使其不能得到足够光照，D正确。
7．（2020·江西省南昌二中高一月考）某小组将叶绿体破坏后，将离心得到的类囊体悬浮液和叶绿体基质分别放入4支试管中，给予试管①②光照，将试管③④置于黑暗条件下，实验如图所示。
下列有关叙述错误的是（）
A．试管①②对照能说明光反应发生在类囊体上
B．试管③④对照能说明暗反应的场所是叶绿体基质
C．4支试管中只有试管①能产生氧气
D．若向④加入①的悬浮液，通入CO2后有有机物合成
【答案】B
【解析】
A、试管①②的变量为叶绿体的不同部位，其中①可以发生光反应，②不能发生，故两者对照能说明光反应发生在类囊体上，A正确；
B、③④中均无法进行暗反应过程，故试管③④对照无法能说明暗反应的场所是叶绿体基质，B错误；
C、4支试管中只有①可以发生光反应，释放氧气，其余3支试管无法进行光合作用，C正确；
D、①可进行光反应，产物有[H]和ATP，故若向④加入①的悬浮液，通入CO2后可进行暗反应过程，故有有机物的合成，D正确。
8．（2020·新疆维吾尔自治区乌市一中高二期末）二十世纪六十年代米切尔（Mithcell）提出假说：
光合作用过程中ATP合成的直接驱动力来自于
浓度梯度。
后来，贾格道夫（Jagendorf）设计了一个巧妙的实验验证了该假说，下面是其实验思路。
则①②③④应填入的最合理的答案是（）
实验材料
从叶绿体中分离到的有活性的类囊体、pH为4的缓冲溶液（类囊体置于其中一段时间后，类囊体膜内外的pH都为4）、pH为8的缓冲溶液、ADP和Pi
实验思路
（1）将类囊体置于pH为4的缓冲溶液中一段时间。
（2）实验组：
将上述类囊体取出一部分，转移到pH为①的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后在②条件下放一段时间。
对照组：
上述剩余的类囊体置于pH为③的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后在④条件下放一段时间。
（3）若实验组检测到有ATP生成，对照组未检测到ATP生成，则验证了该假设。
A．4无光8无光
B．4有光8无光
C．8无光4无光
D．8无光4有光
【答案】C
【解析】根据实验设计的原则，实验组应人为制造H+浓度梯度，故应将pH为4的类囊体溶液取一部分转移到pH为8的缓冲溶液中，为了避免光照对实验的干扰，加入ADP和Pi后需要在黑暗条件下进行实验。
而对照组H+浓度梯度相同，故应将剩余的类囊体置于pH为4的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后在相同的条件下培养，观察是否有ATP的生成，C正确。
9．（2020·江苏省海安高级中学高二月考）图表示植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，字母代表有关物质，数字代表代谢过程，相关叙述正确的是（）
A．过程①③⑤在生物膜上进行
B．过程①②③⑤都需要ADP和Pi
C．物质C、D、E中都含H元素
D．物质A中的元素只来自于水
【答案】D
【解析】
A、过程①（线粒体内膜）、③（类囊体膜）在生物膜上进行，⑤在叶绿体基质中进行，A错误；
B、过程①②③都需要ADP和Pi为原料合成ATP，⑤为CO2的固定，不会合成ATP，B错误；
C、物质C、E中都含H元素，D表示CO2，不含H元素，C错误；
D、物质A为氧气，其元素只来自于水的光解，D正确。
10．（2020·天津市滨海新区塘沽第一中学高三其他）将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图所示（注：
气孔导度越大，气孔开放程度越高）。
下列叙述错误的是
A．光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时，影响两种水稻光合速率的主要因素是光照强度和C02浓度
B．光照强度为10〜14×102μmol·m-2·s-1时，原种水稻光合速率基本不变，可能是C02供应不足引起的
C．PEPC酶所起的作用是增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率
D．转基因水稻光饱和点比原种水稻大，更适合栽种在强光环境中
【答案】A
【解析】分析题图曲线可知，当光照强度低于8×102μmol•m-2•s-1时，随光照强度增加，气孔导度和光合作用速率增强，说明影响光合作用的因素主要是光照强度，A错误；由普通与转基因水稻的气孔导度与光照强度变化关系曲线可看出：
光强为10～14×102μmol•m-2•s-1时，原种水稻的气孔导度下降，原因是光照过强导致叶片温度过高，蒸腾作用过快使水分散失过快，气孔部分关闭导致二氧化碳供应不足使光合作用强度减小，而光照强度增大使光合作用强度增大，当光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消时，光合速率基本不变，所以原种水稻光合速率基本不变，可能是C02供应不足引起的，B正确；比较左图中转基因水稻和原种水稻的曲线图可知，转基因水稻的气孔导度大于原种水稻，说明PEPC酶可以提高气孔导度，气孔导度越大，气孔开放程度越高，二氧化碳进入叶肉细胞的速度快，光合作用强度增强，C正确；分析题图可知，转基因水稻光的饱和点较原种水稻高，光照强度大于8×102μmol·m-2·s-1时，转基因水稻的光合速率大于普通水稻，因此转基因水稻更适宜栽种在光照较强的环境中，D正确。
11．（2020·延安市第一中学高三其他）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的NaHCO3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），以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。
下列相关分析正确的是（ ）
A．在a～b段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小
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】C
【解析】
A、据图分析，在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐增强，释放的氧气量增多，叶圆片上浮至液面所用的平均时间减少，A错误；
B、在bc段，已经达到二氧化碳饱和点，此时限制光合作用的因素不再是二氧化碳浓度，单独增加NaHCO3溶液浓度，不能缩短叶圆片上浮的时间，B错误；
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，产生氧气量减少，叶圆片上浮至液面所用的平均时间增加，C正确；
D、配制的NaHCO3溶液中不含氧气，随着光合作用的进行，释放氧气，所以整个实验过程中叶圆片能进行有氧呼吸，D错误。
12．（2020·延安市第一中学高三其他）以测定的C02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，结果如图甲所示。
下列分析正确的是
A．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
B．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃相等
C．如果该植物原重Xkg，置于暗处4h后重（X-l）kg，然后光照4h后重（X+2）kg，则总光合速率为3/4kg．h-1
D．若将乙装置中NaHCO3溶液换成蒸馏水，则在黑暗条件下可测得B曲线
【答案】B
【解析】
A、在光照时间相同的情况下，在25℃时，CO2吸收量最大，即光合作用净合成量最大，积累的有机物最多，A错误；
B、在光照时间相同的情况下，30℃时光合作用的总量为3.50（净合成量）+3.00（呼吸消耗量）=6.50mg/h，35℃时光合作用的总量为3.00（净合成量）+3.50（呼吸消耗量）=6.50mg/h，二者相同，B正确；
C、该植物原重Xkg，置于暗处4h后重（X-1）kg，说明呼吸速率为1/4kg．h-1，然后光照4h后重（X+2）kg，说明净光合速率为3/4kg．h-1，则总光合速率为1kg．h-1，C错误；
D、将乙装置中NaHCO3溶液换成氢氧化钠溶液，则在黑暗条件下可测得B曲线，D错误。
13．（2020·宁夏回族自治区高三其他）某校生物兴趣小组将等量甲、乙两个品种的新鲜小麦叶片，分别置于两个体积、CO2浓度等完全相同的密闭小室中，利用灵敏的CO2红外线测量仪追踪相同条件下两个小室内CO2浓度的变化，获得如图曲线。
下列叙述不正确的是（）
A．题中“相同条件”是主要指光照、温度等相同
B．t1~t2时间段，乙品种叶片的光合作用速率为0
C．从0到t2时间内，甲品种叶片内有机物含量增加
D．乙品种与甲品种相比，乙品种能在较低的CO2浓度下生长
【答案】B
【解析】
A、本实验是测定不同品种小麦叶片相同条件下的光合作用，所以应保证单一变量，即光照、温度等条件相同，A正确；
B、t1~t2时间段，密闭小室内CO2浓度稳定不变，说明该时间段内乙品种叶片光合作用速率等于呼吸作用速率，但光合作用速率不为0，B错误；
C、0~t2时间内，甲品种叶片所在的密闭小室CO2浓度降低，说明甲品种叶片该时间内光合作用速率大于呼吸作用速率，即叶片内有机物含量增加，C正确；
D、在两密闭小室中CO2浓度不变时，乙品种所在的小室中CO2浓度更低，说明乙品种可以在CO2较低的环境中生长，D正确。
14．（2020·江西省临川一中高三其他）1880年恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵。
他发现好氧细菌只向被光束照射到的部位集中；如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在所有受光的部位。
请回答下列问题：
（1）恩格尔曼的实验设计非常巧妙，试从实验材料的角度进行分析
①水绵的________________，便于观察。
②可通过观察____________________准确判定光合作用进行的部位。
（2）在研究不同光质与光合作用的关系时，恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的好氧细菌聚集在M__________光区域（填光的类型）。
某同学对好氧细菌聚集在M光区域有如下两种解释：
①好氧细菌趋氧引起的；②好氧细菌趋M光区域引起的。
请你补充实验排除解释②，要求简要写出实验思路和预期结果。
实验思路：
__________________________________________________。
预期结果：
__________________________________________________。
【答案】叶绿体呈带状（且螺旋状分布）好氧细菌的（集中）分布红光和蓝紫把载有有死水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，之后用透过三棱镜的光（M光/红光和蓝紫光）照射临时装片，一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况好氧细菌均匀地分布在死水绵周围
【解析】
（1）①用水绵作为实验材料是因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状分布，便于观察；
②水棉进行光合作用产生氧气，好氧细菌因需氧而集中在水棉产生氧气部位，故可通过观察好氧细菌的分布判断水棉光合作用的部位；
（2）叶绿体主要吸收红光与蓝紫光进行光合作用，故好氧细菌会聚集在红光和蓝紫光区域；
该实验要排除好氧菌趋M光区域的可能性，实验设计中要排除氧气对实验结果的干扰，故设置以下实验：
实验思路：
把载有有死水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中，之后用透过三棱镜的光（M光/红光和蓝紫光）照射临时装片，一段时间后观察装片中好氧细菌分布情况，由于需要实验预期结果满足好氧细菌不具有趋M光区域的性质，故有以下推断：
预测结果：
好氧细菌均匀地分布在死水绵周围
15．（2020·陕西省西安中学高三其他）将一株小麦密闭在无色玻璃钟罩内（钟罩体积为VL），在室内调温25℃，给予恒定适宜的光照60min，然后遮光处理60min。
全程用CO2传感器测定钟罩内CO2浓度的变化，得到图2曲线。
（1）若要获得小麦的真正光合速率，________（填“需要”或“不需要”）另设对照组。
0~60min小麦的真正光合速率______μmolCO2/VL·h（VL是钟罩体积）。
（2）实验10min时，小麦叶肉细胞进行光合作用所需CO2的来源是___________。
在停止光照的瞬间，叶绿体内C3的含量_________。
（3）图3中，12时至14时光合作用速率明显下降。
分析其原因是：
___________________。
【答案】不需要1600线粒体供给和从细胞外吸收增多（或升高）环境温度高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2供应不足
【解析】
（1）前60分钟测定净光合速率，后60分钟测定呼吸速率，不必另设对照。
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率=（2000-800）+（1200-800）=1600。
（2）光合作用旺盛，叶绿体需要较多CO2，包括线粒体供给和从细胞外吸收；短时间内停止光照，导致[H]和ATP减少，被还原的C3减少，因此C3含量增多。
（3）12时至14时气温过高，蒸腾作用旺盛，部分气孔关闭，CO2供应不足，因此光合作用速率降低。
16．（2020·全国高三其他）给水稻叶片增施适宜浓度的钾肥，能使水稻叶片气孔开度变大。
为研究水稻叶片喷施适宜浓度的钾肥对光合作用的影响，科研人员用全素营养液（注：
全素营养液含植物正常生长的全部元素）培养水稻幼苗，并进行了相关实验，实验结果如下图所示。
回答问题：
（1）该实验的自变量是______________。
据图分析，当光照强度为300μmol·m-2·s-1时，正常处理组和使用钾肥组都有气体释放，正常处理组和使用钾肥组释放的气体分别来自_________________（细胞器）。
（2）当光照强度为1600μmol·m-2·s-1时，限制使用钾肥组净光合作用速率的主要环境因素是_______，在此光照强度下，使用钾肥组净光合作用速率更快，推测其最可能的原因是_____________。
（3）请以正常处理组和使用钾肥组水稻叶片为实验材料，验证喷施适宜浓度的钾肥能使水稻气孔开度变大。
要求写出简要的实验思路和预期结果。
_______________________________________。
【答案】光照强度和叶片是否喷施钾肥叶绿体、线粒体（顺序不能颠倒）光照强度叶片气孔开度比正常处理组大，吸收二氧化碳较多，提高了叶片光合作用速率实验思路：
取正常处理组和使用钾肥组水稻（相同部位的）叶片，测定气孔导度；预期结果：
正常处理组的气孔导度小于使用钾肥组
【解析】
（1）结合两图可知，该实验的自变量是光照强度和叶片是否喷施钾肥。
据图分析，当光照强度为300μmol·m-2·s-1时，正常处理组和使用钾肥组都有气体释放，正常处理组净光合速率大于0，释放氧气，来自叶绿体，使用钾肥组净光合速率小于0，释放的气体是CO2，来自线粒体。
（2）当光照强度为1600μmol·m-2·s-1时，限制使用钾肥组净光合作用速率的主要环境因素是光照强度，因为提高光照强度光合速率还会进一步提高。
在此光照强度下，使用钾肥组净光合作用速率更快，推测其最可能的原因是叶片气孔开度比正常处理组大，吸收二氧化碳较多，提高了叶片光合作用速率。
（3）请以正常处理组和使用钾肥组水稻叶片为实验材料，验证喷施适宜浓度的钾肥能使水稻气孔开度变大。
自变量是是否喷施钾肥，因变量是气孔开度。
实验思路：
取正常处理组和使用钾肥组水稻（相同部位的）叶片，测定气孔导度；预期结果：
正常处理组的气孔导度小于使用钾肥组。
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