PAGEPAGE9光合作用原理的應用(20分鐘·70分)一、選擇題(共9小題,每小題4分,共36分)1.夏季晴朗的中午,由于溫度過高、蒸騰作用過大,氣孔關閉,某植物出現“午休現象”,此時葉肉細胞 ()A.三碳化合物含量上升B.光反應產物不能滿意暗反應的需求C.葉綠體基質中ADP含量增加D.有機物積累速率明顯下降【解析】選D。中午,氣孔關閉,二氧化碳汲取量下降,短時間內,二氧化碳的固定減慢,三碳化合物含量下降,A錯誤;光反應產物可以滿意暗反應的需求,B錯誤;暗反應減慢,葉綠體基質中ADP含量削減,C錯誤;“午休”時,光合速率下降,有機物積累速率明顯下降,D正確。2.如圖表示植物光合作用的一個階段,下列各項敘述正確的是 ()A.該反應的場所是類囊體的薄膜B.C3生成(CH2O)須要NADPH、ATP和多種酶C.提高溫度肯定能促進(CH2O)的生成D.無光條件有利于暗反應進行【解析】選B。題圖表示光合作用的暗反應階段,其反應場所是葉綠體基質,該過程在有氧和無氧條件下均能進行,但須要多種酶催化、足夠的CO2、光反應供應的NADPH、ATP及相宜的溫度等條件,適當提高溫度可以提高酶的活性,加快反應速率,但超過肯定的溫度范圍,提高溫度會使酶的活性降低,反應速率減慢。3.取某種植物生長狀態一樣的簇新葉片,用打孔器打出若干綠葉圓片后平均分成甲、乙、丙三組,每組各置于一個密閉裝置內,分別賜予a、b、c三種不同強度的光照,其他條件一樣。照光相同時間后,測得各裝置內氧氣的增加量如圖所示。下列敘述錯誤的是 ()A.裝置內增加的氧氣來自水B.光照強度為a時,光合作用停止C.丙組裝置內的CO2含量照光后比照光前低D.此圖反映了光合作用強度與光照強度的關系【解析】選B。光照強度為a時,裝置內氧氣增加量接近“0”,意味著葉片光合作用與細胞呼吸相比略占優勢。4.生長于較弱光照條件下的植物,當提高CO2濃度時,其光合速率并未隨之增加,主要限制因素是 ()A.細胞呼吸和暗反應 B.光反應C.暗反應 D.呼吸作用【解析】選B。生長于較弱光照條件下的植物光反應弱,生成的ATP和NADPH少,即使提高CO2濃度,暗反應的速率也不會提高,光合速率并未隨之增加。5.在封閉的溫室內栽種農作物,以下措施不能提高農作物產量的是 ()A.適當增加光照強度 B.增加室內CO2濃度C.增大室內晝夜溫差 D.采納綠色玻璃蓋頂【解析】選D。適當增加光照強度可以提高光合作用強度,可以提高產量,A不符合題意;增加室內CO2濃度可以提高光合作用強度,B不符合題意;增大室內晝夜溫差,晚上降低呼吸作用消耗有機物,可以提高產量,C不符合題意;采納綠色玻璃蓋頂會降低光合速率,D符合題意。6.下列關于硝化細菌的敘述,錯誤的是 ()A.能將二氧化碳和水合成有機物B.將二氧化碳和水合成有機物所需能量為化學能C.將二氧化碳和水合成有機物所需能量為光能D.硝化細菌和綠色植物一樣都是自養型生物【解析】選C。硝化細菌利用無機物氧化時釋放的化學能把二氧化碳和水合成有機物,同時儲存能量;硝化細菌能制造有機物,故其也屬于自養型生物。7.(2024·天津高考)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半,但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。如圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2汲取速率。敘述錯誤的是 ()A.光照強度低于P時,突變型的光反應強度低于野生型B.光照強度高于P時,突變型的暗反應強度高于野生型C.光照強度低于P時,限制突變型光合速率的主要環境因素是光照強度D.光照強度高于P時,限制突變型光合速率的主要環境因素是CO2濃度【解析】選D。題圖中光照強度低于P時,突變型CO2汲取速率低于野生型,緣由是突變型葉綠素含量較低,汲取光的實力較弱,光反應強度低于野生型,A項正確;光照強度高于P時,突變型CO2汲取速率大于野生型,緣由是突變型固定CO2酶的活性顯著高于野生型,導致暗反應強度高于野生型,B項正確;光照強度低于P時,突變型光合速率隨光照強度增加而增加,限制突變型光合速率的主要環境因素是光照強度,C項正確;光照強度高于P時,在達到光飽和點以前,突變型光合速率仍隨光照強度增加而增加,此時限制突變型光合速率的主要環境因素仍是光照強度,D項錯誤。8.下面為幾種環境因素對植物光合作用影響的關系圖,有關描述錯誤的是()A.圖1中,若光照強度適當增加至最適狀態,a點左移,b點右移B.圖2中,若CO2濃度適當增大至最適狀態,a點右移,b點左移C.圖3中,a點與b點相比,a點時葉綠體中C3含量相對較多D.圖3中,限制b點光合作用的主要因素是光照強度和CO2濃度【解析】選B。光照強度和CO2濃度都是限制光合作用強度的因素,當其中一個因素增大,要達到相同的生理狀態,另一個因素在其相對較弱時即可滿意,故圖1中光照強度適當增大至最適狀態時,a點會左移,圖2中CO2濃度適當增大至最適狀態時,a點也會左移;圖1和圖2中的b點代表光合作用的飽和點,限制因素分別是CO2濃度和光照強度,適當分別改善其限制條件時,光合作用強度也會增大,所需的CO2濃度和光照強度也會增大,b點右移;圖3中b點時,光照強度和CO2濃度均是光合作用的限制因素,a點和b點的光照強度相等,a點CO2濃度大于b點的,故a點時葉綠體中C3含量比b點多。【方法規律】光合作用曲線中補償點和飽和點移動規律(1)補償點的移動:①呼吸速率增加,其他條件不變時,CO2(或光)補償點應右移,反之左移。②呼吸速率基本不變,相關條件的變更使光合速率下降時,CO2(或光)補償點應右移,反之左移。(2)飽和點的移動:相關條件的變更(如增大光照強度或增大CO2濃度)使光合速率增大時,飽和點應右移,反之左移。【補償訓練】科學家探討CO2濃度、光照強度和溫度對同一植物光合作用強度的影響,得到的試驗結果如圖所示。請據圖推斷下列敘述不正確的是 ()A.光照強度為a時,造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強度差異的緣由是CO2濃度不同B.光照強度為b時,造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強度差異的緣由是溫度不同C.光照強度為a～b,曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強度隨光照強度上升而上升D.光照強度為b～c,曲線Ⅱ、Ⅲ光合作用強度隨光照強度上升而上升【解題導引】解答本題的關鍵是:(1)比較不同曲線的不同條件:溫度、光照強度和CO2濃度。(2)分析不同曲線變更趨勢不同的緣由。【解析】選D。曲線Ⅱ和Ⅲ的CO2濃度不同,因此光照強度為a時,造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強度差異的緣由是CO2濃度不同,A正確;曲線Ⅰ和Ⅱ的溫度不同,因此光照強度為b時,造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強度差異的緣由是溫度不同,B正確;由曲線圖可知,光照強度為a～b,曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強度隨光照強度上升而上升,C正確;光照強度為b～c,曲線Ⅱ光合作用強度隨光照強度上升而緩慢上升直至不再變更,但曲線Ⅲ光合作用強度隨著光照強度的上升不再變更,D錯誤。9.如圖是水生植物黑藻在光照等環境因素影響下光合速率變更的示意圖。下列有關敘述正確的是 ()A.t1→t2,葉綠體類囊體膜上的色素汲取光能增加,基質中水光解加快、O2釋放增多B.t2→t3,暗反應限制光合作用;若在t2時刻增加光照,光合速率將接著提高C.t3→t4,光照強度不變,光合速率的提高是由于光反應速率不變、暗反應增加的結果D.t4后短短暫間內,葉綠體中ADP和Pi含量上升,C3還原后的干脆產物含量降低【解題導引】(1)隱含信息:光反應和暗反應發生的部位。(2)關鍵信息:t1時賜予足夠恒定光照,t3時充CO2。【解析】選D。水的光解、O2釋放發生在葉綠體類囊體薄膜上,而不是葉綠體基質中,A項錯誤;t2→t3,限制光合速率的因素為CO2濃度,此時間照足夠且恒定,若增加光照,光合速率不會提高,B項錯誤;t3→t4,暗反應增加,肯定程度上加快ATP和ADP的轉化,同時促進了光反應,C項錯誤;突然停止光照,光反應減弱甚至停止,類囊體薄膜上ATP合成受阻,ATP含量削減,ADP和Pi含量上升,被還原的C3削減,干脆產物含量降低,D項正確。二、非選擇題(共2小題,共34分)10.(16分)如圖所示,圖甲為葉綠體結構與功能示意圖,圖乙表示一株小麥葉肉細胞內C3相對含量在一天24小時內的變更,請據圖分析:(1)圖甲中A、B、C、D分別表示參加光合作用或光合作用生成的物質,則A表示____________,B表示______________,C表示____________,D表示__________。

(2)在a中發生的過程稱為____________,在a中含有的參加此過程的物質是__________。

(3)在a中發生的能量轉變是____________________________________。

(4)圖乙中,從____________點起先合成有機物,至__________________點有機物合成終止。

(5)AB段C3含量較高,其主要緣由是____________。

(6)G點C3含量極少,其緣由是________________________________________。

(7)G點與F點相比,G點時葉綠體中NADPH含量較____________(填“高”或“低”)。

【解析】(1)依據圖甲中物質轉化關系可推斷,A代表H2O,B代表CO2,C代表C3,D代表C5。(2)圖甲中a表示葉綠體類囊體薄膜,其上分布有色素和酶,是光反應進行的場所。(3)葉綠體類囊體薄膜上發生的能量轉變是光能→ATP中活躍的化學能。(4)依據圖乙中C3含量的變更曲線可知,C3含量從B點起先削減,說明在有光的條件下,C3被還原,至I點時,C3含量又保持不變,說明此時沒有光,不能進行光反應,缺乏NADPH和ATP,暗反應停止,不再合成有機物。(5)圖乙AB段缺乏光,不能進行光反應,缺乏NADPH和ATP,C3不能被還原。(6)G點時間照強度強,蒸騰作用旺盛,導致氣孔關閉,CO2不能通過氣孔進入,缺乏CO2,CO2固定減弱,C3生成削減。(7)G點時C3缺乏,光反應正常進行,NADPH積累,而F點時,C3含量比G點時高,消耗NADPH多,積累的NADPH少。答案:(1)H2OCO2C3C5(2)光反應色素和酶(3)光能→ATP中活躍的化學能(4)BI(5)無光不進行光反應,不產生NADPH和ATP,C3不能被還原(6)氣孔關閉,葉肉細胞內CO2含量低,CO2的固定減弱(7)高11.(18分)如圖是綠色植物體內光合作用和細胞呼吸的示意圖,請據圖回答:(1)圖中A表示的過程為________,此過程發生的場所是葉綠體的____________________。

(2)圖中B表示的過程為________,此過程發生的場所是_________________。

(3)圖中C表示的過程為__________,這里產生的水是在__________階段形成的。

(4)當光照強度為0時,植物細胞中可以產生ATP的結構是__________________。

(5)溫室大棚作物假如遇到陰雨天,為避開減產,大棚內的溫度應當適當__________,緣由是____________。

【解析】(1)依據圖中物質轉化關系可推斷,A為光合作用的光反應,此過程發生在葉綠體的類囊體薄膜上。(2)圖中B過程是暗反應,此過程發生在葉綠體基質中。(3)圖中C過程表示有氧呼吸過程,其中產生的水是在有氧呼吸第三階段形成的。(4)光照強度為0時,植物細胞不能進行光合作用,只能進行細胞呼吸,因此產生ATP的結構是細胞質基質和線粒體。(5)溫室大棚作物假如遇到陰雨天,為避開減產,可適當降低溫度,削減細胞呼吸對有機物的消耗,提高產量。答案:(1)光反應類囊體薄膜(2)暗反應葉綠體基質(3)有氧呼吸第三(4)線粒體、細胞質基質(5)降低削減細胞呼吸對有機物的消耗(10分鐘·30分)1.(6分)以測定的CO2汲取量與釋放量為指標,探討溫度對某綠色植物光合作用與細胞呼吸的影響,結果如圖所示。下列分析正確的是 ()A.光照相同時間,35℃時間合作用制造的有機物的量與30℃時相等B.光照相同時間,在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25℃時,光合作用制造的有機物的量起先削減D.兩曲線的交點表示光合作用制造的有機物與細胞呼吸消耗的有機物的量相等【解析】選A。“光照下CO2的汲取量”為凈變更量或積累量,即“光合實際量-呼吸量”,“黑暗中CO2釋放量”為呼吸量。由圖可知,在35℃時間合作用制造的有機物的量與30℃時相等,都是3+3.5=6.5mg/h。積累有機物量最多的溫度為25℃,此時間合作用實際量約為2.25+3.75=6mg/h,此后光合作用的實際量還在增加。兩曲線的交點表示呼吸量=凈光合量,或者說光合量是呼吸量的兩倍,不代表二者相等。2.(6分)某探討小組在水肥足夠條件下,觀測了玉米光合速率等生理指標日變更趨勢,結果如圖所示。據圖推斷下列有關敘述正確的是 ()A.光合作用消耗ATP最快的時刻是15:00B.根吸水實力最強的時刻是12:00C.干脆引起蒸騰速率變更的生理指標是氣孔阻抗D.影響光合速率的環境因素主要是CO2濃度【解析】選C。光合速率越大,光合作用消耗ATP也就越快,由甲圖可知,光合作用消耗ATP最快的時刻是12:00。蒸騰作用越強,根吸水實力越強,由乙圖可知,根吸水實力最強的時刻是15:00。蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失的,干脆引起蒸騰速率變更的生理指標是氣孔阻抗。據圖可知,本題中影響光合速率的主要環境因素是光照強度。3.(18分)植物對CO2的利用與光照強度有關,如圖表示在三個不同光照強度x、y、z(單位:lx)條件下,CO2濃度對菜豆