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1、课下达标检测（十） 光合作用的过程和影响因素 一、选择题 1(2019潍坊一模)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
2、用的光反应阶段。 2(2019杭州质检)植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是( ) A图中 H通过主动转运(运输)从类囊体膜内运到膜外 B通常，在光强度达到全日照之前，物质 A 的释放速率已达到最大值 C每个三碳酸分子接受来自物质 N 的氢和来自 ATP 的磷酸基团 D叶片呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光 解析：选 B 图中 H从类囊体膜内运到膜外的过程是顺浓度梯度进行的，不属于主动 转运(运输)；通常，在光强度达到全日照之前，光合作用已达到光饱和点时的光合速率，即 光合作用的光反应已达到最大速率，因此物质 A(即 O2)的释放速率已达到最大值；物质 N
3、为 NADP，碳(暗)反应中三碳酸分子接受来自 NADPH的氢和来自 ATP的磷酸基团；叶片呈绿 色，是因为它几乎不吸收绿光。 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、。 1 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
5、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.(2019临沂一模)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，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
6、 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响不显著 解析：选 D“”“ 分析题图曲线可知，高光照强度下，
7、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 2 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，其结果绘制的曲线 如图。下
8、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 B YZ 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
9、体。 8研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料，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H C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
10、 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 3 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
11、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
12、，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
13、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(2019东营期末)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( ) 4 A一定范围内小麦的 CO2固定量与外界 C
14、O2浓度呈正相关 BCO2浓度在 100 LL1时，小麦几乎不固定 CO2 CCO2浓度大于 360 LL1后，玉米不再固定 CO2 D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
15、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 0 Cab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 B ab 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；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
16、应产生的H和 ATP 的数量限制了光合速率。 二、非选择题 13(2018台州期末)下图是黑藻光合作用过程示意图(用字母代表物质)。请分析回答： 5 (1)反应 发生的场所是_，其中产物 B 是_。 (2)在反应 中 RuBP 不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是_。光 合作用合成的三碳糖，大部分运至叶绿体外转变成蔗糖，还有一部分在叶绿体中转变成 _。 (3)若要分析黑藻叶绿体的色素种类，制备色素提取液时需要加入_可使研磨充 分。将提取到的滤液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照条件下 23 min 后，试管内氧气的含量_(“”“”“”填 增加减少 或 不变 )。 (4)给 黑 藻
17、 提 供 C18O2和 H2O， 释 放 的 氧 气 中 含 有 18O 是 由 于 _。 解析：(1)为光反应阶段，发生的场所在类囊体膜，其中产物 B 是 H。(2)在碳(暗) 反应中 RuBP不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是 RuBP 可以再生。(3)要分析黑藻叶 绿体的色素种类，制备色素提取液时需要加入二氧化硅可使研磨充分，因为研磨后叶绿体遭 破坏，只有色素不能进行光合作用，所以试管内氧气含量基本不变。(4)给黑藻提供 C18O2 和 H2O，释放的氧气中含有 18O 是因为 C18O2经光合作用产生 H128O，然后光合作用利用 H128O 产 生含 18O 的氧气。 答案：(1
18、)类囊体膜(或光合膜、叶绿体基粒) H (2)RuBP 可以再生 淀粉、蛋白质和脂质 (3)二氧化硅(SiO2) 不变 (4)C18O2经光合 作用产生 H128O，然后光合作用利用 H128O 产生含 18O 的氧气 14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
19、含量，结果如图所示。回答下列问题。 6 (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。(
20、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
21、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，测定叶片中 NADP 含量，与甲组进行比较(答案合理即可)。 15(2019烟台模拟)图甲是利用小球藻
22、(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： 7 (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 18O2 ，则一段时间后，在小球藻呼吸产物中出 现含 18O 的 CO 2，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，B 组试
23、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 H2
24、O 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 18O2 ，18O2 经小球藻的有氧呼吸第三阶段消耗转变为 H128O，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 18O 的 CO 2。 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 38424
25、16mg/(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) 8 18O2 经小球藻的有氧呼吸消耗转变为 H128O，后者参与线粒体内有氧呼吸中丙酮酸分解过程， 产生 C18O2 16 (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 9