1、光合作用的过程和影响因素一、选择题1下列关于光合作用的叙述，错误的是()A鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水B一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光C在暗反应阶段，C3可被H还原为C5和糖类D温度的变化不会影响光合作用的光反应阶段解析：选D鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光；暗反应发生场所是叶绿体基质，首先发生CO2的固定，即CO2和C5结合形成两分子的C3，C3再被光反应产生的H和ATP还原；温度的变化会影响酶的活性，故会影响光合作用的光反应阶段。2.如图所示为叶绿体中的某种结构及其上发生的物质和能量变化，下
2、面叙述错误的是()A图中的是植物吸收的水分子B光合作用的色素都分布在结构上C光能转变为H和ATP中的化学能DH、O2和ATP都能用于暗反应解析：选D水在光下分解为H和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上，所以图中的是植物吸收的水分子；叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体膜上；在叶绿体的类囊体膜上，色素将吸收的光能转变为H和ATP中的化学能；H和ATP都能用于暗反应，O2不用于暗反应，直接释放。3在有光条件下，叶肉细胞中一定在基质中进行的是()A二氧化碳的消耗B还原氢的生成C氧气的产生D水的消耗解析：选A二氧化碳的消耗发生在光合作用的暗反应阶段，场所是叶绿体基质；光合作用的光反应过程中叶绿体类囊体
3、薄膜上产生还原氢，有氧呼吸过程中第一、第二阶段都可以产生还原氢，场所分别是细胞质基质和线粒体基质；氧气的产生发生在光合作用过程中，场所是叶绿体类囊体薄膜；光合作用的光反应阶段和有氧呼吸的第二阶段都消耗水，场所分别是叶绿体类囊体薄膜和线粒体基质。4在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3，下列分析正确的是()A叶肉细胞内RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中BRuBP羧化酶为上述反应的进行提供所需的活化能C提取的RuBP羧化酶应在最适温度条件下保存，以保持其最高活性D叶肉细胞内RuBP羧化酶只有在黑暗条件下才能发挥其催化作用解析：选A叶肉细胞内RuBP羧化酶是植物体内催化CO2
4、固定的酶，反应的场所是叶绿体基质；酶的作用原理是降低化学反应的活化能，而不是提供反应进行所需的活化能；酶在低温条件下，空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，因此酶适于在低温下保存以保持活性；CO2的固定在有光、无光条件下都能进行，因此叶肉细胞内RuBP羧化酶在光照和黑暗条件下都能发挥作用。5.如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述错误的是()A曲线ab点，叶绿体中C3浓度降低Bbd点，叶绿体中C5浓度升高C曲线ab点，叶绿体中C5生成速率降低Dd点时，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等解析：选C曲线中a点转向b点时，光照强度增强，
5、光反应产生的H和ATP增加，促进暗反应中C3的还原，导致叶绿体中C3浓度降低，相对应的C5生成速率升高；曲线中b点转向d点时，CO2浓度降低，CO2用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱，因此叶绿体中C5浓度升高；曲线中d点为光饱和点，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等。6研究者探究不同光照条件下，两种不同浓度CO2对某种蓝藻生长的影响，结果如图所示。下列关于实验的叙述，错误的是()A“”和“”分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果B若相同条件下测量O2的释放量，可得到相似的实验结果C低光强时，不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著D高浓度CO2时，不同的光强对干重增加的影
6、响不显著解析：选D分析题图曲线可知，高光照强度下，“”有机物积累多于“”，因此“”为高CO2浓度下的测量结果，“”为低CO2浓度下的测量结果；光照和CO2浓度相同，光合作用产生的氧气相同，细胞呼吸强度不变，因此相同条件下测量O2的释放量相同；低光强时，限制光合作用的外界因素主要是光照强度，不是CO2浓度，因此不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著；高CO2浓度时，一定的范围内随光照强度增加光合作用强度增强，干重增加速度增大。7.取生长旺盛的天竺葵叶片，用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气，均分后置于不同浓度的NaHCO3溶液中，给予相同的一定强度光照，记录圆叶片上浮至液面所需时间，其结果
7、绘制的曲线如图。下列相关叙述错误的是()AYZ段平缓的限制因素可能是光照强度BY点比X点细胞内的C5含量高CZ点后曲线上行，应该是叶片细胞失水，代谢受影响导致DY点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体解析：选BYZ段平缓，说明随着CO2浓度的增加光合作用不再增强，则限制因素可能是光照强度；Y点与X点相比，CO2浓度高，CO2的固定加快，则Y点细胞内的C5含量低；Z点后光照不变，CO2浓度升高，而圆叶片上浮到液面的时间延长，说明光合作用减弱，应该是叶片细胞失水，代谢受影响导致；Y点既有光合作用又有呼吸作用，则叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。8研究人员以生长状态相同的绿色植物为
8、材料，在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次加大光照黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。下列相关说法正确的是()A本实验中光照强度是无关变量，故光照强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量B光照期间，光反应通过水的分解为暗反应提供ATP和HC实验组黑暗变为光照时，光反应速率增加，暗反应速率变小D推测在某光照黑暗的交替频率上，单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%解析：选D本实验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量，无关变量也是影响实验结果的变量，需要人为控制相同；光照期间，光反应通
9、过水的分解为暗反应提供H，ATP不是通过水的分解形成的；实验组黑暗变为光照时，光反应、暗反应速率均增加；由题意“单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大”可推测光反应产生ATP和H等物质的速率大于暗反应的利用速率，即在光照条件下产生的ATP和H等物质，在黑暗后仍可以继续利用并生成有机物。随着光照黑暗交替频率的提高，在某种频率的一个光照黑暗周期内，光反应产生的ATP和H等物质正好够这一周期使用，即达到与D组连续光照相同的产物产量，即单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%。9.图1表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内O2吸收和释放速率的变化示意图，a、b点对应时刻
10、分别为6点和19点。图2表示光照强度与植物光合速率的关系。下列有关说法错误的是()A图1中24 h内不进行光合作用的时段是05点和2024点B图1的阴影部分可表示619点有机物的积累量C图2中限制ac段光合速率的主要外界因素是光照强度D图2的c点时，每个细胞合成ATP的场所都有细胞质基质、线粒体、叶绿体解析：选D据图分析，图1中05点和2024点氧气吸收速率一直保持最大，只进行呼吸作用；图中6点和19点时光合速率呼吸速率，故图1的阴影部分可表示619点有机物的积累量；图2中ac段光合速率随光照强度的增大而增大，说明此段限制光合速率的主要外界因素是光照强度；图2的c点时，每个细胞合成ATP的场所
11、都有细胞质基质、线粒体，但只有能进行光合作用的细胞产生ATP的场所含有叶绿体。10.将一绿色植物放在密闭装置内，在恒定且适宜温度下，依次经过如下处理：黑暗中放置一段时间；持续给予一定强度的光照；持续光照，并添加NaHCO3溶液。测得装置内O2浓度的变化如图，下列分析错误的是()A从a点开始处理，d点开始处理Bab段该植物只进行呼吸作用Cbd段光合速率大于呼吸速率Dcd段光合作用的限制因素是CO2浓度解析：选C黑暗中植物只进行呼吸作用，ab段O2浓度下降表示该段植物只进行呼吸作用；bc段装置内O2浓度逐渐增加，说明bc段光合速率大于呼吸速率，但cd段装置内O2浓度维持恒定，说明cd段光合速率等于
12、呼吸速率，d点添加NaHCO3溶液，O2浓度又迅速上升说明cd段光合作用的限制因素是CO2浓度。11小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如图)。下列相关叙述错误的是()A一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关BCO2浓度在100 LL1时，小麦几乎不固定CO2CCO2浓度大于360 LL1后，玉米不再固定CO2D玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2解析：选C从图中可以看出：随着外界CO2浓度的增加，小麦的CO2固定量也增加，所以在一定范围内，小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关；CO2浓度在100 LL1时小麦几乎不固定CO2；CO2浓度大于360 LL1
13、后玉米仍然固定CO2，但固定CO2的量不再增加；在低CO2浓度下，玉米比小麦能更有效地利用CO2。12如图表示将一种植物叶片置于适宜条件下，不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量变化。以下推测不合理的是()Aab段，叶肉细胞CO2固定速率增加Bbc段，叶片的净光合速率等于0Cab段，CO2固定速率比C3的还原速率快Dbc段，可能是有关酶量限制了光合速率解析：选Bab段，随叶肉细胞间隙CO2的相对浓度升高，CO2的固定加快，C5消耗增多，含量下降；bc段，叶肉细胞间隙的CO2的相对浓度较高，C5含量基本维持不变，表示达到了CO2饱和点，此时光合速率应大于呼吸速率，叶片的净光合速率大于0；
14、ab段，C5含量降低，说明CO2的固定速率比C3的还原速率快；bc段CO2不再是光合作用的限制因素，可能是有关酶量或光反应产生的H和ATP的数量限制了光合速率。二、非选择题13图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下，光合强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题：(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的_上。(2)光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中B表示_阶段，反应场所是_。(3)图甲A生理过程的产物是_。(4)由图乙可知，影响光合作用的外界因素是_和_。(5)比较图乙中、两条曲线，当光照强度大于a时，曲线的光合强度不再增大的原因是_，
15、限制了光合作用_阶段的进行。(6)写出光合作用的总反应式：_。解析：(1)光合作用的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)光合作用包括光反应和暗反应两阶段，A表示光反应阶段，场所是类囊体薄膜；B表示暗反应阶段，场所是叶绿体基质。(3)光反应产物有H、ATP、O2。(4)图乙表示影响光合作用的外界因素有光照强度和CO2浓度。(5)CO2浓度过低，限制了暗反应进行。答案：(1)类囊体薄膜(2)暗反应叶绿体基质(3)O2、H、ATP(4)光照强度CO2浓度(5)CO2浓度过低暗反应(6)CO2H2O(CH2O)O214在光合作用中NADP与NADPH可相互转化。为探究外界因素对NADP含量的影响，某
16、科研团队取某双子叶植物小圆叶片等量分为3组，进行以下实验：组别处理甲组25 ，光照1 h黑暗5 min重新光照乙组25 ，光照1 h黑暗5 min不再光照丙组42 ，光照1 h黑暗5 min重新光照各组均在黑暗处理5 min后开始测定叶片中NADP含量，结果如图所示。回答下列问题。(1)NADPH转化为NADP发生在叶绿体的_(填场所)中。(2)图中_(填“a与d”“d与e”或“c与f”)点叶片中NADP含量的差异，反映出高温(42 )抑制该植物的暗反应。(3)ab段叶片中NADP含量下降的原因是_。(4)资料显示：抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致叶片中NADP含量减少。请在上述实验的基
17、础上，补充实验加以验证(简要写出实验思路即可)。解析：(1)在光合作用中，NADPH(还原型辅酶，H)转化为NADP(辅酶)的过程，就相当于消耗H的过程，即C3的还原，其场所是叶绿体基质。(2)根据“高温(42 )抑制该植物的暗反应”可知，本组对比的是高温(42 ，对应丙组)与常温(25 ，对应甲组)，即a和d点对比或b和e点对比。(3)由表格和图示可知，ab段属于甲组的数据变化，且图示结果是在黑暗处理5 min后开始测定的，而甲组在黑暗处理5 min后重新进行了光照，因此，NADP含量变化的起因是“重新光照”，结果是“NADP含量下降”。二者之间具体的因果关系：重新光照光反应速率增大NADP
18、消耗量增加；同时暗反应速率短时间内基本不变C3还原速率基本不变消耗NADPH较少，最终NADP含量下降。(4)本小题的目的是验证抗霉素A能够影响该植物的光合作用，说明该实验需要在光照下进行，由此可确定乙组不能作为对照组，再根据图示实验结果可知，甲组的NADP含量高于丙组，由此判定甲组更适合作为对照组(现象更明显)，而实验组则是在甲组的基础上添加抗霉素A。答案：(1)基质(2)a与d(3)重新光照时，短时间内光反应加快，迅速将水分解，生成较多的O2和NADPH，消耗NADP，同时暗反应中C3的还原消耗的NADPH较少，导致NADP含量下降(4)增设1组实验，加入抗霉素A，其他条件与甲组相同，测定
19、叶片中 NADP含量，与甲组进行比较(答案合理即可)。15图甲是利用小球藻(一种单细胞绿藻)进行光合作用实验的示意图，图乙是用图甲中A组装置进行实验，测得的小球藻净光合速率与光质、CO2浓度的关系(不考虑光质对呼吸作用的影响)。请回答下列问题：(1)与蓝藻相比，小球藻在细胞结构上的主要区别是_，两者都是自养生物，因为它们都能_。(2)图甲中，B组实验时，向试管中通入，则一段时间后，在小球藻呼吸产物中出现含的CO2，试解释这种CO2产生的过程：_。若在密闭且其他条件相同的情况下，测定图甲中A、B两组试管中氧气的变化，初始氧气浓度均为300 mg/L,24 h后，A组试管氧气浓度为500 mg/L
20、，B组试管氧气浓度为116 mg/L，则A试管中，小球藻光合作用产生的氧气速率为_mg/(Lh)。(3)依据图乙曲线，当小球藻处于黄光、CO2浓度为300 L/L时，细胞内合成ATP的场所是_；当小球藻细胞由曲线中b点状态迅速转移到a点状态时，短时间内叶绿体中的C5含量将会_。(4)据图乙所示实验结果，为提高温室作物的产量，你的建议是_。解析：(1)蓝藻属于原核生物，小球藻属于真核生物，与蓝藻相比，小球藻在细胞结构上的主要区别是小球藻有核膜包被的细胞核；两者都是自养生物，因为它们都能进行光合作用，将CO2和H2O转化为有机物。(2)图甲中，B组实验小球藻只进行呼吸作用，向试管中通入，经小球藻的
21、有氧呼吸第三阶段消耗转变为HO，后者参与线粒体内有氧呼吸中丙酮酸分解过程，产生C18O2，所以一段时间后，在小球藻呼吸产物中出现含的CO2。根据题意可知，A试管24 h后氧气浓度增加量是500300200(mg/L)，为净光合作用量，B试管24 h后氧气浓度减少量是300116184(mg/L)，为呼吸消耗量，因此，小球藻24 h实际光合作用量为200184384(mg/L)，则A试管中，小球藻光合作用产生的氧气速率为3842416mg/(Lh)。(3)依据图乙曲线，当小球藻处于黄光、CO2浓度为300 L/L时，小球藻同时进行光合作用和呼吸作用，所以细胞内合成ATP的场所是线粒体、叶绿体和细
22、胞质基质；当小球藻细胞由曲线中b点状态迅速转移到a点状态时，光质由黄光变为红光，光合作用增强，短时间内光反应产生的ATP和H的量增加，C3被还原的量增加，导致C3减少，同时C5含量增加。(4)分析图乙曲线可知：不同的CO2浓度条件下，白光组最有利于植物净光合速率的提高，而且在实验CO2浓度范围内，随着CO2浓度的升高，三种光照条件下的净光合速率均逐渐增大。因此，温室种植作物时，可采用自然光照(白光)、适当增加CO2浓度等措施，以提高温室作物产量。答案：(1)小球藻有核膜包被的细胞核进行光合作用，将CO2和H2O转化为有机物(2)经小球藻的有氧呼吸消耗转变为HO，后者参与线粒体内有氧呼吸中丙酮酸分解过程，产生C18O216(3)线粒体、叶绿体和细胞质基质增加(4)采用自然光照(白光)、适当增加CO2浓度
