1、光合作用的过程及影响因素一、选择题1下列关于光合作用探究历程的叙述，错误的是()A普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉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H2O而不是CO2解析：选C恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所，但不能定量分析光合作用生成的氧气量。2(2021年1月新高考8省联考湖北卷)某科学家曾做过一个实验，将小鼠放在不同的密封、恒温的钟罩内，实验处理方案如下表，小鼠最先死亡的一组是()组别实验材料实
2、验条件A小鼠绿色植物光照B小鼠光照C小鼠绿色植物黑暗D小鼠黑暗解析：选C在光照条件下，绿色植物进行光合作用产生氧气，即使密封的钟罩内氧气消耗完全，小鼠的有氧呼吸也可以继续进行；小鼠不管是在光照条件下还是在黑暗条件下，都只进行呼吸作用消耗密封钟罩中相同的氧气；小鼠和绿色植物在黑暗条件下均只进行有氧呼吸，消耗密封钟罩中相同的氧气，该组的氧气最先被消耗完，即小鼠最先死亡。3下列关于植物光合作用的叙述，正确的是()A暗反应在细胞质基质中进行B光合作用产生的葡萄糖中的碳和氧都来自二氧化碳C光反应产生的ATP可以用于暗反应，也可以用于其他生命活动D光反应只进行能量代谢，不进行物质代谢；暗反应则刚好相反解析
3、：选B暗反应的场所是叶绿体基质；光反应产生的ATP只用于暗反应，为C3还原提供能量，不能用于其他生命活动；光反应和暗反应过程中都存在能量代谢和物质代谢。4下列有关生物体中物质含量的比较，错误的是()A人在安静和剧烈运动时，细胞呼吸消耗的O2量可能等于产生的CO2量B正在生长的植物体光合作用固定的CO2总量大于呼吸作用产生的CO2量C适当光照下，突然停止植株的CO2供应，短时间内叶绿体中ATP/ADP的值降低D与干种子相比，萌发的种子细胞中自由水/结合水的值高解析：选C人体细胞进行无氧呼吸时的产物是乳酸，此过程既不消耗O2，也不产生CO2，因此人体产生的CO2量只能来自有氧呼吸，且在有氧呼吸过程
4、中，消耗的O2量与产生的CO2量相等，因此不管人在安静状态下还是在剧烈运动时，细胞呼吸消耗的O2量与产生的CO2量相等，A正确；根据“正在生长的植物体”可知，该植物体的光合作用固定的CO2总量大于呼吸作用产生的CO2量，B正确；适当光照下，突然停止植株的CO2供应，会使CO2固定过程受阻，C3含量下降，因而C3的还原过程中消耗ATP的量减少，而光反应阶段ATP的合成仍在进行，则短时间内叶绿体中ATP/ADP的值升高，C错误；与干种子相比，萌发的种子细胞中自由水的相对含量较高，即与干种子相比，萌发的种子细胞中自由水/结合水的值高，D正确。5某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。则有关叙述
5、错误的是()A25 时该植物积累有机物最快B在030 范围内，温度对光合作用有关酶的影响更大C45 时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率D春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量解析：选C净光合速率总光合速率呼吸速率，净光合速率达到最大值对应的温度(即最适温度)约为25 ，故25 时该植物积累有机物最快，A正确；在030 范围内，与呼吸速率变化曲线相比，光合速率变化曲线升高得更快，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大，即温度对光合作用有关酶的影响更大，B正确；45 时该植物的净光合速率为0，但由于植物体中含有部分不能进行光合作用的细胞，故植物叶肉细胞的光合速率应大于呼吸速率，C错误；春
6、季室外温度较低，大棚栽培植物白天适当提高温度可提高净光合速率进而提高产量，D正确。6把一株牵牛花在黑暗中放置一昼夜，然后利用如图所示装置进行实验。该实验不能用于验证()A光合作用需要CO2B光合作用能产生O2C光合作用需要光 D光合作用需要叶绿体解析：选B该实验“绿色部分”与“白色部分”对照可用于验证光合作用需要叶绿体；铝箔遮盖部分与绿色部分对照可验证光合作用需要光；瓶内叶片与绿色部分对照可验证光合作用需要CO2，整个装置不能验证光合作用能产生O2。7在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14C
7、O2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质BRuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高解析：选B由题意可知，该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中CO2的固定，反应场所是叶绿体基质，A正确；暗反应指反应过程不依赖光照条件，有没有光，反应都可进行，B错误；对14CO2中的C元素进行同位素标记，检测14C3的放射性强度，可以用来测定RuBP羧化酶的活性，C正确；单位时间内14C3生成量的多少表示CO2的固定反
8、应的快慢，可以说明该酶活性的高低，D正确。8离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2相对含量变化的示意图中，正确的是()解析：选B离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内O2含量逐渐减少，B正确。9如图表示在较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，下列相关比较错误的是()AY2的质量大于Y3的质量B中小球藻的质量大于
9、中小球藻的质量C中水的质量大于中水的质量D装置的质量大于装置的质量解析：选CY1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CHO)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中的小球藻质量；和中的水都为HO，且含量相同，因此质量相等；在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，故剩余质量大于。10如图为植物体内发生的光合作用和光呼吸作用的示意简图。结合所学知识分析下列相关叙述中正确的有()在高O2含量环境中，植物不能进行光合作用卡尔文循环的具体场所应为叶绿体类囊体薄膜将植物突然置于黑暗环境中，C5与C3之间的转
10、化将不受影响C2和葡萄糖均可在线粒体内被彻底分解成CO2和H2OA零项 B一项C二项 D三项解析：选A从图中信息可知，在高O2含量环境中，产生的C3也可用于卡尔文循环，进而生成糖，错误；根据所学知识可知，卡尔文循环的具体场所应为叶绿体基质，错误；光合作用暗反应的进行，需要光反应提供H和ATP，黑暗条件下，不能生成H和ATP，因而C5与C3之间的转化将受到影响，错误；线粒体不能直接利用葡萄糖，错误。11夏季晴天，将装有某绿色植物的密闭玻璃罩置于室外，从凌晨0时开始，定期测定玻璃罩中某种气体含量，结果如图。下列分析正确的是()A本实验测定的气体是CO2B该植物进行光合作用的起始时间是6时C若9时和
11、12时合成有机物的速率相等，则9时的呼吸速率小于12时的D与0时相比较，24时该植物的干重减少解析：选C本实验测定的气体是O2；6时和18时的光合速率和呼吸速率相等，光合作用的起始时间应在6时之前；该曲线的斜率代表速率，9时的净光合速率大于12时的，若9时和12时真正光合速率相等，则9时的呼吸速率应小于12时的；24时的O2含量高于0时的，说明植物一昼夜内有机物的积累量大于零。二、非选择题12(2019江苏高考)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小
12、亚基的遗传信息_到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是_。(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3)，C3还原为三碳糖(C3)，这一步骤需要_作为还原剂。在叶绿体中C3除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为_。(3)作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有_(填序号)。外界环境的CO2浓度叶绿体接受的光照强度受磷酸根离子浓度调节的C3输
13、出速度酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度(4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体_。解析：(1)遗传信息由DNA传递到RNA的过程为转录。在蛋白质的合成(即翻译)过程中，用到三种RNA，即rRNA、tRNA和mRNA。在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，mRNA和rRNA的种类均只有一种，tRNA的种类与mRNA上对应编码氨基酸的密码子的种类数相同，故tRNA的种类数最多。(2)光能转化为ATP中的化学能属于光合作用的光反应过程，发生在叶绿体的类囊体膜上。C3的还原需要光反应产生的H作为还原剂。由图
14、可知X与CO2结合生成C3，因此X是参与CO2固定的C5。(3)CO2可以与C5结合生成C3，能直接影响C5浓度，正确；光照强度通过影响光反应阶段产生的ATP和H的含量，进而影响C3到C3的转化过程，间接影响C5浓度，正确；C3输出时释放C5，所以受磷酸根离子浓度调节的C3输出速度与C5的浓度有关，正确；酶R能催化C5与O2结合生成C2化合物，所以其反应强度的大小会影响C5的浓度，正确。(4)可溶性糖在叶绿体中大量存在时，会导致其渗透压升高，使叶绿体不断地吸水，从而涨破。答案：(1)转录tRNA(2)类囊体HC5(五碳化合物)(3)(4)吸水涨破13卡尔文及其同事因在光合作用方面的研究成果获得
15、了1961年的诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过一个通气管向玻璃容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可控制CO2的供应，容器周围有光源，通过控制电源开关可控制光照的有无。请回答下列问题：(1)实验材料小球藻属于_(填“原核”或“真核”)生物。(2)卡尔文通过停止_来探究光反应和暗反应的联系，他得到的实验结果是下图中的_。(3)卡尔文通过停止_来探究光合作用过程中固定CO2的化合物，这时他发现C5的含量快速升高，由此得出固定CO2的物质是C5。(4)卡尔文向密闭容器中通入14CO2，当反应进行到第5 s时，14C出现在一种C5和一种C6中；将反应时间缩短到0.5 s时，14C
16、出现在一种C3中。上述实验中卡尔文是通过控制_来探究CO2中碳原子的转移路径的，采用的技术方法有_等。(5)卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70 的蒸馏水中，这样做是为了使细胞中的_失活，此时，细胞中的化合物就保持在热处理之前的状态。解析：(1)小球藻属于真核生物。(2)在光照下，光反应进行，其产生的ATP和H参与暗反应中C3的还原，因此，通过停止光照可以探究光反应和暗反应的联系。当停止光照后，光反应停止，ATP和H的合成停止，则C3的还原减少，C3浓度增大，C5浓度减小，停止光照一段时间后，C3和C5浓度基本保持不变。(3)在暗反应中，CO2与C5结合形成C3，当停止CO2的供应后，CO2
17、的固定受到影响，故会导致C5含量升高。(4)由题中叙述可知，实验中卡尔文是通过控制反应时间来探究CO2中碳原子的转移路径的，该实验中他采用了放射性同位素标记法。(5)酶是生物体内催化化学反应的催化剂，大多数酶的化学本质是蛋白质，在高温下酶的结构被破坏，导致细胞中的化学反应不能进行，化合物的含量不再发生变化。答案：(1)真核(2)光照A(3)CO2的供应(4)反应时间同位素标记法(5)酶14如图甲是适宜环境中大豆光合作用过程的部分图解，图乙是某研究小组在15 条件下以水稻为材料进行研究得到的实验结果(光合作用的最适温度为25 ，呼吸作用的最适温度为30 )。请回答相关问题：(1)图甲所示过程进行
18、的场所是_；图甲中A代表的物质是_，a代表_过程。若将该植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中，叶片将部分气孔关闭，此时叶肉细胞内物质B的含量变化是_(填“增加”“不变”或“减少”)。(2)由图乙可知本实验的目的是研究_。图乙中E点的含义是_。(3)若将图乙的实验温度升高10 ，则F点向_(填“左”或“右”)侧移动，呼吸速率曲线向_(填“上”或“下”)移动。解析：(1)图甲为大豆光合作用的暗反应阶段，在叶绿体基质中进行；图中A表示五碳化合物(C5)，B表示三碳化合物(C3)，C表示H；a过程为CO2的固定。若部分气孔关闭，则CO2吸收不足，导致C5的含量增加，C3的含量减少。(2)由图乙可知
19、，该实验探究的是光照强度对光合速率和呼吸速率的影响。E点的含义是光合速率与呼吸速率相等时需要(或对应)的光照强度。(3)图乙是在15 条件下所得的实验结果，温度升高10 ，呼吸速率和光合速率均增大，因此呼吸速率曲线向上移动，达到最大光合速率所需的光照强度增大，F点右移。答案：(1)叶绿体基质五碳化合物(C5)CO2的固定减少(2)光照强度对光合速率和呼吸速率的影响光合速率与呼吸速率相等时需要(或对应)的光照强度(3)右上15某农科院对一新品种旱冬瓜种子萌发所需条件进行实验，实验结果如下表所示(实验所需温度、湿度、空气等符合要求)；另又做了光照强度对不同叶龄该旱冬瓜幼苗叶片吸收CO2量的影响实验
20、，结果如曲线图所示。请分析回答下列问题：处理萌发率/%平均萌发率/%第1组第2组第3组第4组第5组光照培养231811171416.6暗培养020010.6暗培养后补充光照151319162016.6(1)该品种旱冬瓜种子萌发率实验的自变量和因变量分别是_和_。分析表中数据可以得出的结论是_。(2)该品种旱冬瓜种子萌发早期某阶段测得CO2释放量比O2吸收量多，原因是_，此时细胞内分解丙酮酸的场所是_。(3)曲线图中光照为50 klx时，6月龄和3月龄旱冬瓜叶片每小时吸收的CO2量为_molm2；大于此光照时，两曲线不再重叠，对比两曲线，据3月龄曲线分析可能原因是_。(4)当光照强度为_klx时
21、叶片的光合速率不受苗龄的影响，_月龄苗适于在遮阴条件下生长。解析：(1)该品种旱冬瓜种子萌发率实验的自变量和因变量分别是光照的有无和萌发率，分析表中数据可以得出的结论是光照是旱冬瓜种子萌发的条件。(2)种子在完全进行有氧呼吸时消耗的O2与产生的CO2体积相等，完全进行无氧呼吸时，不消耗O2，但产生CO2。若某阶段测得CO2释放量比O2吸收量多，这说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，丙酮酸进入线粒体代谢，进行无氧呼吸时，丙酮酸在细胞质基质中代谢。(3)曲线图中光照为50 klx时，6月龄和3月龄旱冬瓜叶片每小时吸收的CO2量为3606010 800(molm2)；大于此光照时，
22、两曲线不再重叠，对比两曲线，据3月龄曲线分析可能原因是3月龄苗与光合作用相关的酶少或活性低；较强光照可能会灼伤3月龄幼叶中的叶绿体，导致3月龄苗光合强度低于6月龄苗，且随光照强度增加而下降。(4)由曲线图分析可知，当光照强度为050 klx时叶片的光合速率不受苗龄的影响，3月龄苗在光照强度大于1 000 klx 后，随光照强度的增加光合速率减慢，所以适于在遮阴条件下生长。答案：(1)光照的有无萌发率光照是旱冬瓜种子萌发的条件(2)此时期旱冬瓜种子除进行有氧呼吸外，还进行无氧呼吸细胞质基质、线粒体(3)10 8003月龄苗与光合作用相关的酶少或活性低；较强光照可能会灼伤3月龄幼叶中的叶绿体，导致3月龄苗光合强度低于6月龄苗，且随光照强度增加而下降(4)0503
