【生物】2020届一轮复习人教版光合作用的过程和影响因素作业

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【生物】2020届一轮复习人教版光合作用的过程和影响因素作业

‎2020届 一轮复习 人教版 光合作用的过程和影响因素 作业 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,故会影响光合作用的光反应阶段。‎ ‎2.如图所示为叶绿体中的某种结构及其上发生的物质和能量变化,下面叙述错误的是(  )‎ A.图中的①是植物吸收的水分子 B.光合作用的色素都分布在结构②上 C.光能转变为[H]和ATP中的化学能 D.[H]、O2和ATP都能用于暗反应 解析:选D 水在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上,所以图中的①是植物吸收的水分子;叶绿体中的色素分布在叶绿体的类囊体膜上;在叶绿体的类囊体膜上,色素将吸收的光能转变为[H]和ATP中的化学能;[H]和ATP都能用于暗反应,O2‎ 不用于暗反应,直接释放。‎ ‎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.在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(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 B.RuBP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·郑州一模)‎ 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a→b点,叶绿体中C3浓度降低 B.b→d点,叶绿体中C5浓度升高 C.曲线a→b点,叶绿体中C5生成速率降低 D.d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,“●”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。下列相关叙述错误的是(  )‎ A.YZ段平缓的限制因素可能是光照强度 B.Y点比X点细胞内的C5含量高 C.Z点后曲线上行,应该是叶片细胞失水,代谢受影响导致 D.Y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用产物的相对含量达到100%。‎ ‎9.(2019·乐山二模)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0~5点和20~24点 B.图1的阴影部分可表示6~19点有机物的积累量 C.图2中限制a~c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0~5点和20~24点氧气吸收速率一直保持最大,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6~19点有机物的积累量;图2中a~c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:①黑暗中放置一段时间;②持续给予一定强度的光照;③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①处理,d点开始③处理 B.ab段该植物只进行呼吸作用 C.bd段光合速率大于呼吸速率 D.cd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(  )‎ A.一定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关 B.CO2浓度在100 μL·L-1时,小麦几乎不固定CO2‎ C.CO2浓度大于360 μL·L-1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 μL·L-1时小麦几乎不固定CO2;CO2浓度大于360 μL·L-1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浓度下叶肉细胞中C5的含量变化。以下推测不合理的是(  )‎ A.ab段,叶肉细胞CO2固定速率增加 B.bc段,叶片的净光合速率等于0‎ C.ab段,CO2固定速率比C3的还原速率快 D.bc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应产生的[H]和ATP的数量限制了光合速率。‎ 二、非选择题 ‎13.图甲表示光合作用过程的图解,图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下,光合强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题:‎ ‎(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的____________上。‎ ‎(2)光合作用的过程可以分为两个阶段,图甲中B表示________阶段,反应场所是____________。‎ ‎(3)图甲A生理过程的产物是________________。‎ ‎(4)由图乙可知,影响光合作用的外界因素是__________和__________。‎ ‎(5)比较图乙中Ⅰ、Ⅱ两条曲线,当光照强度大于a时,曲线Ⅱ的光合强度不再增大的原因是____________,限制了光合作用________阶段的进行。‎ ‎(6)写出光合作用的总反应式:__________________________________________。‎ 解析:(1)光合作用的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)光合作用包括光反应和暗反应两阶段,A表示光反应阶段,场所是类囊体薄膜;B表示暗反应阶段,场所是叶绿体基质。(3)光反应产物有[H]、ATP、O2。(4)图乙表示影响光合作用的外界因素有光照强度和CO2浓度。(5)CO2浓度过低,限制了暗反应进行。‎ 答案:(1)类囊体薄膜 (2)暗反应 叶绿体基质 ‎(3)O2、[H]、ATP (4)光照强度 CO2浓度 (5)CO2浓度过低 暗反应 (6)CO2+H2O(CH2O)+O2‎ ‎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+含量,结果如图所示。回答下列问题。‎ ‎(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Ⅱ,[H])转化为NADP+(辅酶Ⅱ)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。(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·南通模拟)图甲是利用小球藻(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:‎ ‎(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,则一段时间后,在小球藻呼吸产物中出现含的CO2,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/(L·h)。‎ ‎(3)依据图乙曲线,当小球藻处于黄光、CO2浓度为300‎ ‎ μL/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H2O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,经小球藻的有氧呼吸第三阶段消耗转变为HO,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的CO2。根据题意可知,A试管24 h后氧气浓度增加量是500-300=200(mg/L),为净光合作用量,B试管24 h后氧气浓度减少量是300-116=184(mg/L),为呼吸消耗量,因此,小球藻24 h实际光合作用量为200+184=384(mg/L),则A试管中,小球藻光合作用产生的氧气速率为384÷24=16[mg/(L·h)]。(3)依据图乙曲线,当小球藻处于黄光、CO2浓度为300 μL/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)经小球藻的有氧呼吸消耗转变为HO,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
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