光合作用
(新课标Ⅰ卷)2.正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )
A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP+比值下降
【答案】B
【解析】用黑布将培养瓶罩住,光反应停止,氧气的产生停止,A项会发生;光反应停止,[H]和ATP的产生停止,导致暗反应C3的还原速度减慢,C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢,B项不会发生;光反应停止,ATP的生成减少,ATP/ADP比值下降,C项会发生;光反应停止,NADPH([H])的产生减少,NADPH/NADP+比值下降,D项会发生。
(新课标Ⅱ卷)6.关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是
A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物
B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与
C.人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供
D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量
【答案】C
【解析】光反应利用ADP和磷酸合成ATP;叶绿素等吸收光能不需要酶的参与;人在剧烈运动时无氧呼吸和有氧呼吸同时进行,无氧呼吸生成的乳酸在人体内不能再分解供能;病毒无细胞结构,其核酸复制所需能量来自宿主细胞的呼吸作用。
(四川卷)6.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如下图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是
A. 与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B. 与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C. 间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D. 大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
【答案】D
【解析】A.由图曲线分析可知,桑树间作时比单作时呼吸强度增大,大豆间作时比单作时呼吸强度减小,均受到影响,故A错误。B.间作时,桑树光饱和点增大,大豆光饱和点减小,故B错。C.在某一光照强度范围内,间作也提高了大豆的光合速率,故C错。D.从大豆曲线图中可看到光合速率大于零表示有有机物的积累,其最低光照强度单作大于间作,D正确。
(海南卷)6.下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄色叶片的叙述,错误的是 ( )
A.两种叶片都能吸收蓝紫光
B.两种叶片均含有类胡萝素
C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素a
D.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP
【答案】C
【解析】绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素、类胡萝卜素,黄色叶片的叶绿体中含有类胡萝卜素而不含叶绿素,叶绿素、类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,A、B正确,C错;黄绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素b,而不含叶绿a,不能转化光能,所以光反应中不能产生ATP,D正确。
(海南卷)7.关于小麦光合作用的叙述,错误的是 ( )
A.类囊体上产生的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.净光合速率为长期零时会导致幼苗停止生长
【答案】B
【解析】类囊体上进行光反应产生ATP可用于暗反应,A正确;夏季晴天光照最强时,由于高温导致气孔关闭,CO2吸收减少,小麦光合速率下降,B错;进入叶绿体中的CO2必须先经过固定,形成C3后被NADPH还原,C正确;净光合速率为长期零时,积累量为零,因缺乏营养物质,导致幼苗停止生长,D正确。
(海南卷)9.将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是 ( )
A.植物为鱼的生存提供氧气
B.鱼可为植物的光合作用生存提供CO2
C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物
D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡
【答案】C
【解析】植物通过光合作用为鱼的生存提供氧气,鱼可通过呼吸作用为植物的光合作用提供CO2,AB正确,能量流动是单向的,不能循环,C错;若该玻璃缸长期置于黑暗中,没有能量输入,鱼和植物将会死亡,D正确。
(新课标Ⅱ卷)29.(10分)
某植物净光合速率的变化趋势如图所示。
据图回答 下列问题:
(1)当CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为 ① 。CO2浓度在a~b之间时,曲线 ② 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是 ③ 。
(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量 ④ (填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可推测,在温室中,若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑 ⑤ 这一因素的影响,并采取相应措施。
【答案】
(1)①0 ②A、B、C
(2)③光强
(3)④大于
(4)⑤光强
【解析】
(1)据图可知CO2浓度为a时,高光强(曲线A)下的纵坐标为0,即净光合速率为0;CO2浓度在a~b之间时,曲线A、B、C均表现为上升,即净光合速率均随CO2浓度增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时,高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增加而增加,由此可知限制B、C净光合速率增加的环境因素是光强。
(3)CO2浓度小于a时,3种光强下,净光合速率均小于0,即呼吸速率大于光合速率 ,也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可知CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量,故为提高植物的产量,应综合考虑CO2浓度和光强对植物的影响。
(福建卷)26.(12分)
氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2,[H]可参与暗反应,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。
实验结果:B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有 作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,其培养液为 和 。
(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用的物质转化角度分析其原因 。
(4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是 ,因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱因衣藻的产氢量。
【答案】(12分)
(1)类囊体薄膜
(2)促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液
(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变化H2,参与暗反应的[H]减少,有机物的生成量减少
(4)氧气抑制产氢酶的活性
【解析】(1)光合作用分光反应和暗反应,光反应吸收光能,其中光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。
(2)本题是考查考生对实验设计的相关实验知识。完全培养液的A组即标准对照组与B组缺硫的实验组相比,产氢总量结果是B组>A组,说明B组缺硫组产氢多,说明缺硫促进产氢。
实验设计中应遵循单因子变量和等量原则。在探究CCCP有无对莱茵衣藻产氢的影响时,可设置完全培养液和加CCCP培养液二个培养实验,为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,可在此基础上再:添加CCCP的缺硫培养液的培养实验。
(3)结合题意,根据光合作用的全过程,若反应产氢的话,会导致光反应产生的[H]减少,那么暗反应中即C3→(CH2O)减弱,导致还原产物减少,从而莱茵衣藻生长不良。
(4)莱茵衣藻的氢化酶对氧气极为敏感,当有氧存在时抑制了氢化酶的活性,使氢产生减少。
(浙江卷)30.(14分)某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。
细胞分裂素浓度
(g·L-1) 叶绿素含量
(mg chl·g FW-1) 光合速率
(μmol CO2·m-2·s-1) 希尔反应活力(μmol DCIP Red·mg chl-1·h-1) 叶片含氮量(%) 生物量
(g·plant-1)
0 1.58 6.52 13.55 1.83 17.65
0.55ykj.com 1.82 7.82 25.66 1.94 22.95
1.0 2.34 8.64 32.26 1.98 27.44
2.0 2.15 8.15 27.54 1.96 23.56
注:①chl—叶绿素;FW—鲜重;DCIP Red—还原型DCIP;plant—植株。
②希尔反应活力测定的基本原理:将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光,水在光照下被分解,产生氧气等,而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化,这些变化可用仪器进行测定。
请回答:
(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中__________阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可利用于颜色反应,还可作为__________。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定__________得到。
(2)从表中可知,施用细胞分裂素后,__________含量提高,使碳反应中相关酶的数量增加。
(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要有__________产生。合理施用细胞分裂素可延迟__________,提高光合速率,使总初级生产量大于__________,从而增加植物的生物量。
【答案】(1)光反应 氧化剂 氧气的释放量
(2)叶片含氮量
(3)根尖 衰老 呼吸量
【解析】(1)光合作用由光反应和暗反应两阶段构成,根据题中希尔反应活力测定的基本原理可知,该过程模拟的是水在光照条件下分解,产生氧气等,故希尔反应模拟的是光反应;DCIP被还原颜色会发生变化,同时也可作为氧化剂去氧化水,使水分解产生氧气。
(2)碳反应中的酶均为蛋白质,施用细胞分裂素后,叶片含氮量增加,进而可使碳反应相关酶的数量增加。
(3)幼苗中的细胞分裂素主要由根尖产生,而后运输到幼苗叶片中,发挥相应生理作用;细胞分裂素可延缓植物的衰老,提高光合速率,导致总初级生产量大于呼吸量,从而增加生物量。
(安徽卷)29.(24分)
Ⅰ.(10分)某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响,实验 结果如图所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)
(1)与15d幼苗相比,30d幼苗的叶片净光合速率 。与对照组相比, 光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是 。
(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨 层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。
(3)某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g-1、3.9 mg·g-1、4.1 mg·g-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是 。
【答案】I.(1)高 蓝 蓝光促进了气孔开放,CO2供应充分,暗反应加快
(2)3
(3)随机取样进行重复测定
【解析】I.(1)与15d幼苗相比,30d幼苗的CO2吸收量更大,说明30d幼苗的净光合速 率更大。三种光照射,蓝光处理的组吸收的CO2更多,胞间CO2浓度更低,说明对CO2的利用率更高,而蓝光处理的组气孔导度也最大,说明蓝光通过促进了气孔开放,使CO2供应充分,加快暗反应,最终提高光合速率。
(2)CO2固定部位在叶绿体基质,因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜(即3层磷脂双分子层)才能到达作用部位。
(3)为了实验数据的可信度,可做到随机取样,并进行重复测定,避免偶然性。
(2014重庆卷)9.(14分)棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响,某课题组选择生长整齐的健壮植株,按题9图1步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如题9图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸强度)。
(1)该放射性物质中被标记的元素是 。光合作用过程中,含标记元素的化合物被光反应提供的 还原成糖类。在适宜温度下测得叶片光饱和点,若其他条件不变,进一步提高温度,则该叶片光饱和点的变化是 。
(2)由实验结果推断,幼铃脱落显著减少的是 组。B组幼铃放射性强度百分比最低,说明B组叶片的光合产物 。为优化实验设计,增设了D组(激素处理叶片),各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是 。由此可知,正确使用该激素可改善光合产物 调配,减少棉铃脱落。
(3)若该激素不能促进插条生根,却可促进种子萌发和植株增高,其最可能是 。
【答案】(1)碳 NADPH([H]) 降低 (2)C 输出减少 C>A>B>D (3)赤霉素
【解析】(1)题中研究外源激素对棉花光合产物调配的影响,光合产物用碳元素标记。首先标记CO2,CO2被固定为C3,C3被光反应提供的[H]还原为糖类和C5。原光饱和点在适宜条件下测得的,若提高温度,酶活性减低,能固定的CO2量和利用的光能减少,光饱和点降低。
(2)由题干可知,幼铃脱落是光合产物不足导致,对比A、B、C三组,发现C组幼铃中有机物占比最高,因而幼铃脱落显著减少。B组中叶片的放射性强度的百分比较高,说明有机物占比较多,输出较少。由题中数据可知,激素可抑制叶片有机物的输出,有利于幼铃有机物的输入,因而用激素处理叶片,导致叶片有机物输出明显较少,且小于B组,因而幼铃的放射性强度百分比由高到低依次为C>A>B>D。
(3)促进种子萌发和植株增高,但不能促进扦插枝条生根的激素为赤霉素。
(2014山东卷)26.(11分)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
1..光合作用中,光能转变成活跃化学能发生在( )
A.水的光解 B.ATP的水解 C.CO2的固定 D.三碳化合物还原
2.用含同位素O的水来浇灌植物,经光照后,O可发现于( )
A.生成的葡萄糖中 B.生成的淀粉中 C.合成的蛋白质中 D.周围的空气中
3.将一棵重约0.2kg的柳树,栽培于肥沃的土壤中,两年后连根挖出;称其干重达11kg,增加的这10余千克,主要来源于 ( )
A.土壤中的矿质元素 B.土壤中的水 C.大气中的O2 D.大气中的CO2
4. 将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片(甲),另一枝保留两张叶片(乙、丙),叶片置玻璃盒中密封(玻璃盒大小足以保证实验顺利进行),在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2,丙中没有 装置如图。光照一段时间后,可以检测到放射性的叶片
A.仅在甲中 B.尖在甲和乙中
C.仅在甲和丙中 D.在甲、乙和丙中
5. 10.将单细胞绿藻置于25℃,适宜光照和充足CO2条件下培养,经过一段时间后,突然停止
光照,发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升,这是由于( )
①光反应停止,由于没有[H]和ATP供应,三碳化合物不能形成糖类等有机物,因而积累了
许多三碳化合物。②暗反应仍进行,CO2与五碳化合物结合,继续形成三碳化合物。③光反
应停止,不能形成ATP。④光反应仍进行,形成ATP
A.④③② B.③②① C.④② D.③②
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