1、光合作用的原理和应用（一）一、选择题(每小题2分，共20分)1光合作用过程中，与光反应相比，暗反应阶段的特点是(B)A需要光、叶绿体色素和酶B在酶、ATP和H的作用下完成CO2的固定和三碳化合物的还原，最终形成有机物C把水光解为还原氢和氧气D把光能转化为储存在糖类中的化学能解析：暗反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变化是CO2的固定和三碳化合物的还原。2炎热的夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞中(C)A三碳化合物含量上升B光反应产物不能满足暗反应的需求C有机物积累速率明显下降D叶绿体基质中ADP含量增加解析：炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞中二氧化
2、碳的浓度减小，这时二氧化碳的固定减弱，三碳化合物含量下降；这时光反应正常进行，ATP和H的量没有变，光反应产物相对过剩，ATP的利用减少，叶绿体基质中ADP含量减少。3将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说法正确的是(B)A甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同B甲、乙两叶片的光合作用强度都将逐渐下降C若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸强度一定比乙低D若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲固定CO2的能力较乙低解析：不同植物的遗传特性不同，相同条件下甲、乙两叶片的光合作用的强度
3、不一定相同；随着光合作用的不断进行，密闭小室内的CO2浓度逐渐降低，甲、乙两叶片的光合作用的强度都会逐渐降低；一段时间后，若甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，说明甲固定CO2的能力较乙强，不能说明甲叶片的呼吸强度一定比乙低。4关于小麦光合作用的叙述，错误的是(B)A类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应B夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高C进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原D净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长解析：类囊体薄膜上产生的ATP可用于暗反应，A正确；夏季晴天光照最强时，小麦叶片的气孔关闭而出现午休现象，导致光合作用的原料CO2减少，小麦光合速率反而下降，B错误；进入叶绿
4、体的CO2不能被NADPH直接还原，C正确；净光合速率为零时，会导致幼苗停止生长，D正确。5下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是(D)A破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应解析：本题主要考查光合作用的相关知识，A选项中O2的产生是在光反应阶段中产生，场所是类囊体薄膜，与叶绿体外膜无关；B选项中，植物生长过程中，各种色素的比例有变化；C选项中冬季光合速率降低的主要原因是温度降低；D选项中，添加ATP、NADPH、CO2，叶绿体基
5、质中含有暗反应所需要的各种酶，从而完成暗反应。6下图为光能在叶绿体中转换的示意图，U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质。下列选项，错误的是(D)AU在光合作用中的作用是吸收和传递光能BV吸收光能后被激发，使H2O分解，产生电子流CW为CO2的还原剂，其能量是稳定化学能来源之一DU至Y的能量转换在叶绿体囊状结构薄膜上进行解析：此题的图是课本上的图的再现，略有改变。首先要识图弄清U、V、W、X、Y代表参与光能转换的物质分别是除少数特殊状态的叶绿素a的其他色素、少数特殊状态的叶绿素a、NADPH、NADP、糖类。结合光能在叶绿体中转换过程(光能先转换为电能，然后转换为活跃的化学能，而后转换为稳定
6、的化学能)可知，选项A、B、C正确；其中光能先转换为电能，然后转换为活跃的化学能为光反应过程，在叶绿体囊状结构薄膜上完成，活跃的化学能而后转换为稳定的化学能则是暗反应过程，在叶绿体的基质中完成，故选项D错。7科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是(B)A恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量B阿尔农的实验证明了在光照下叶绿体可合成ATPC希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他还原剂在光照下可以释放出氧气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CO2而不是H2O解析：恩格尔
7、曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成氧气的量，A错误；阿尔农通过实验说明了在光照下叶绿体可合成ATP，B正确；希尔加入的是氧化剂，C错误；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，D错误。8下图曲线表示黄豆光合作用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。下列分析合理的是(D)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变为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浓度解析：在x点的光照强度比y点弱，所以x点
8、的C3含量较y点处高；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，则曲线应在曲线的下方；x点限制其光合作用的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。9在环境中CO2浓度一定、温度适宜的情况下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率，结果如表。(表中负值表示CO2释放量，正值表示CO2吸收量)光照强度(klx)2.04.06.08.09.010.0光合作用速率(CO2 mg100 cm2h1)2.02.06.010.012.012.0下列叙述中正确的是(D)A光照强度在8.09.0 klx之间时，单位时间细胞内反应ADPPiATP的速率逐
9、渐减小B光照强度在8.09.0 klx之间时，反应ATPADPPi只发生在细胞的叶绿体基质C光照强度在8.0 klx时，细胞既释放二氧化碳又释放氧气D超过9 klx时，光合作用速率主要受外界CO2浓度因素的影响解析：光照强度在8.09.0 klx之间时，虽然细胞呼吸不变，但光合作用增强，所以单位时间内ATP合成速率会加快；细胞的各个部位生命活动都需要能量，ATPADPPi的过程在细胞内是普遍存在的；光照强度在8.0 klx时，光合作用速率大于呼吸作用速率，故细胞只释放氧气；光照强度超过9 klx时，CO2浓度成为光合作用的主要限制因素。10如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所
10、示因素外，其他因素均控制在最适范围内。下列分析错误的是(D)A甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量B乙图中d点与c点相比，相同时间内叶肉细胞中C3的生成量多C图中M、N点的限制因素是光照强度，P点的限制因素是温度D丙图中，随着温度的升高，曲线的走势将稳定不变解析：乙图中d点时的光照较c点强，光反应生成的ATP和H较多，促进C3的还原，使C5生成量多，因此，C5与CO2结合生成C3的量也会增多，故B项正确；温度通过影响酶的活性影响代谢；在丙图中，随着温度的进一步升高，曲线的走势将下降。二、非选择题(共30分)11(15分)如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C
11、3相对含量在一天24小时内的变化，请据图分析：(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A、B、C、D依次为H2O、CO2、C3(三碳化合物)、C5(五碳化合物)。(2)在a中发生的过程称为光反应，a中参与此过程的物质是色素和酶。光合作用全过程中能量转换过程是光能活跃化学能稳定化学能。(3)AB段C3含量较高，其主要原因是无光不进行光反应，C3不能被还原。(4)E点C3含量极少，其原因是：气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2固定下降。解析：(1)水参与的是光反应，生成氧气；二氧化碳参与暗反应形成三碳化合物，三碳化合物形成五碳化合物和糖类。(2)光反应需要色素吸收
12、光能，并转化成ATP中活跃的化学能；同时ATP的合成需要酶的参与。暗反应中能量是由活跃的化学能转化成稳定的化学能。(3)无光条件下，不能进行光反应，所以缺少H、ATP，C3不能被还原。(4)E点时光照强烈，温度较高，蒸腾作用散失水分较多，导致气孔关闭，气体交换停止。12(15分)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：回答下列问题：(1)根据本实
13、验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是湿度(或答相对湿度)，其依据是在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大；并可推测，增加(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度。(3)小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程不需要(填“需要”或“不需要”)载体蛋白，不需要(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。解析：本题主要考查影响光合作用的因素，意在考查考生的理解能力和实验分析能力。(1)由表可知，对照组、实验组一和实验组二的温度条件相同，相对湿度不同，且随着相对湿度增大，光合速率明显增加；而实验组二、三、四的相对湿度相同，温度依次降低，但光合速率变化不明显，故中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度。增加麦田环境的相对湿度可提高光合速率，推测其能降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)实验组二、三、四在相对湿度相同的情况下，环境温度为31 时光合速率最大，说明环境温度为25 时没有达到光合作用的最适温度，依据温度对酶活性的影响规律可知适当提高实验组四的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)二氧化碳进入叶肉细胞的方式是自由扩散，不需要载体蛋白和能量。