新高考生物二轮复习易错题精选练习易错点08 光合作用(含解析)
展开易错点08 光合作用
1.有关“光合作用的物质及变化”
(1)光合作用中产生的[H]为NADPH,呼吸作用中产生的[H]为NADH,两种[H]不是同一种物质。
(2)光合作用光反应中产生的ATP只能被暗反应所利用,呼吸作用中产生的ATP可被除暗反应外的各项生命活动所利用。
(3)CO2中的C进入C3但不进入C5,最后进入(CH2O),C5中的C不进入(CH2O),可用放射性同位素标记法证明。
2.有关“净光合作用与真正光合作用”
(1)光下并不是只进行光合作用,细胞呼吸同时进行,如果有氧气释放,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度;如果有二氧化碳释放,说明光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(2)对于密闭透明容器中的绿色植物,在黑暗的环境中,容器中二氧化碳或氧气的变化量反映了植物体进行的呼吸作用;在光照下,容器中二氧化碳或氧气的变化量,是植物体净光合作用的结果。
净光合作用=总光合作用-呼吸作用。
1.生物制氢有良好的发展前景,[H]在产氢酶的作用下可以产生H2,产氢酶对O2敏感。下面是利用生物制H2的两种方法:①真核生物绿藻在光照条件下可以产生H2;②一些厌氧微生物在黑暗环境下,能将多种有机物通过无氧呼吸产生各种有机酸,同时产生大量的H2。下列叙述正确的是( )
A.绿藻在光照条件下产生[H]的场所只有叶绿体
B.在厌氧微生物产H2的过程中无氧呼吸不会影响产氢酶的活性
C.当绿藻细胞细胞内的C3含量突然下降时,可能原因是突然停止光照或增大CO2的供应
D.利用厌氧微生物制H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰等
【答案】D
【解析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段;光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上,色素吸收、传递和转换光能,并将一部分光能用于水的光解生成[H]和氧气,另一部分光能用于合成ATP;暗反应发生场所是叶绿体基质中,首先发生二氧化碳的固定,即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物,三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原。
【详解】A、真核生物绿藻在光照条件下,既进行光合作用又进行呼吸作用,产生[H]的场所是细胞质基质、线粒体、叶绿体,A错误;
B、厌氧菌无氧呼吸产生有机酸,导致溶液pH降低,会影响产氢酶的活性,B错误;
C、突然增大CO2的供应,CO2的固定加快,生成的C3会增多;突然停止光照,C3的还原减弱,C3的含量增多,C错误;
D、厌氧微生物产H2的优点是不受光照条件限制、避免了氧气的干扰、产气量大等,D正确。
故选D。
2.下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况,图中a、b为光合作用的原料,①—④表示相关过程,有关说法不正确的是
A.图中①过程进行的场所是叶绿体囊状结构薄膜
B.生长阶段①过程合成的ATP少于②过程产生的ATP
C.有氧呼吸的第一阶段,除了产生[H]、ATP外,产物中还有丙酮酸
D.②、④过程中产生ATP最多的是②过程
【答案】B
【分析】根据题意和图示分析可知:过程①表示水分解成氧气和[H],是光合作用的光反应阶段;过程②表示氧气与[H]结合生成水和ATP,是有氧呼吸的第三阶段;过程③表示二氧化碳在[H]和ATP的作用下合成葡萄糖,是光合作用的暗反应阶段;过程④表示葡萄糖分解成二氧化碳,生成[H]和ATP,是有氧呼吸的第一、二阶段。
【详解】A、根据题干,分析图示可知,①过程是发生在叶绿体基粒的类囊体薄膜上的水光解过程,A正确;
B、生长阶段绿色植物净光合大于零即光合作用>呼吸作用,B错误;
C、有氧呼吸的第一阶段,产物有[H]、ATP和丙酮酸,C正确;
D、有氧呼吸过程中第三阶段产生ATP的量最多,即图示中的②过程,D正确。
故选B。
【点睛】本题主要考查线粒体、叶绿体的结构和功能,以及考查细胞的有氧呼吸和光合作用的过程.理解两个重要生理过程是正确选择的前提。
3.下列对光合作用相关实验的叙述中,错误的是( )
A.在色素的分离实验中,如果层析液浸没过滤液细线,则色素不能分离
B.恩格尔曼让阳光通过三棱镜照在水绵的带状叶绿体上,发现好氧菌主要集中在红光和蓝紫光区,说明叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
C.植物学家萨克斯用天竺葵的叶片做对照实验,证明了光合作用产物之一是淀粉
D.向一组植物同时提供H218O和C18O2,无法证明光合作用释放的氧气来自水中的氧
【答案】B
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程,人们得出这一认识经历了漫长的探索历程,对光合作用更深层次的探索,目前仍在进行。
【详解】A、如果层析液浸没过滤液细线,可能导致色素溶解在层析液而不能分离,A正确;
B、恩格尔曼让阳光通过三棱镜照在水绵的带状叶绿体上,发现好氧菌主要集中在红光和蓝紫光区,说明叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿体中有叶绿素和类胡萝卜素,B错误;
C、植物学家萨克斯用天竺葵的叶片,一半曝光、一半遮光做对照实验,用碘液检测曝光部位变蓝,证明光合作用生成淀粉,C正确;
D、向两组同种植物分别提供H218O、CO2和H2O、C18O2,分别产生18O2和O2,证明光合作用产生的氧气来自水光解,D正确。
故选B。
【点睛】本题考查光合作用探究史相关知识,意在考查考生关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件能力。
4.(不定项选择)下图是绿色植物叶肉细胞的部分代谢过程图解,相关叙述错误的是( )
A.过程①表示光合作用的暗反应阶段,无光条件下能持续正常进行
B.过程②发生在细胞质基质中,所有活细胞都能进行
C.过程③表示有氧呼吸的第二阶段,无氧条件下能正常进行
D.过程③产生的[H]、ATP、CO2都用于过程①
【答案】AD
【分析】根据题意和图示分析可知:过程①表示光合作用的暗反应阶段,有光和无光都可以进行,过程②表示细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)的第一阶段,场所细胞质基质,活细胞都能进行,过程③表示有氧呼吸的第二阶段,在无氧条件下,丙酮酸无法进入线粒体,被还原为酒精或乳酸,产生的[H]与氧气结合生成水,ATP供给各种生命活动,而CO2则一部分供给光合作用,一部分释放到空气中。
【详解】A、过程①表示光合作用暗反应,有光和无光都能进行,但需要光反应提供NADPH和ATP,A错误;
B、过程②表示葡萄糖分解成丙酮酸,发生在细胞质基质中,所有活细胞都能进行,B正确;
C、过程③形成CO2和[H],并释放能量形成ATP,所以表示有氧呼吸第二阶段,在无氧条件不能正常进行,C正确;
D、过程①暗反应所需能量来自光反应,过程③产生的[H]、ATP都不能用于过程①,但产生的CO2可用于过程①,D错误。
故选AD。
5.夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b~c段和d~e段下降的原因相同
D.曲线b~c段下降意味着植物的光合速率在下降,但光合速率仍大于呼吸速率
【答案】D
【分析】呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳,光合作用吸收二氧化碳放出氧气。分析曲线图,0到a段,细胞光合作用速率大于呼吸作用速率,二氧化碳吸收率为负;a到b点随着光照增强,光合作用速率大于呼吸作用;d到e段光照开始减弱,光合速率开始下降;乙植物c点下降原因可能是中午光照太强,气孔关闭,光合速率降低。
【详解】A、两植株在a点前已经开始进行光合作用,a点前呼吸速率大于光合速率,a点时呼吸速率等于光合速率,A错误;
B、乙植株在18点时有机物积累量最多,B错误;
C、曲线b~c段下降的原因是温度高,导致气孔关闭,而d~e段下降的原因是光强度减弱,两者下降的原因不同,C错误;
D、曲线b~c段下降,表明光合速率在下降,但此时光合速率仍大于呼吸速率,D正确。
【点睛】该题考察知识点是植物光合作用和呼吸作用综合,需要学生在掌握知识点的同时与曲线图相结合,进行分析解题。
1.光反应和暗反应的比较
项目
光反应
暗反应
条件
光、色素、酶
ATP、[H]、CO2、多种酶
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
物质变化
水的光解、ATP的合成
CO2的固定、C3的还原、ATP的水解
能量变化
光能转化为活跃的化学能
活跃的化学能转化为稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP,暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成
2.环境改变时光合作用各物质含量的变化
(1)“过程法”
(2)“模型法”
①图1中曲线甲表示C3,曲线乙表示C5、[H]、ATP。
②图2中曲线甲表示C5、[H]、ATP,曲线乙表示C3。
③图3中曲线甲表示C5、[H]、ATP,曲线乙表示C3。
④图4中曲线甲表示C3,曲线乙表示C5、[H]、ATP。
3.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析
(1)光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体基质中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能继续合成。
(2)在总光照时间、总黑暗时间均相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比一直连续光照处理有机物的积累量要多。
1.下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系,下列说法不正确的是( )
A.能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是 5
B.1、3和4过程产生的[H]都能与氧结合产生水
C.2过程完成了从活跃化学能到稳定化学能的转变过程
D.某植物细胞内 1 过程产生的 O2 若参与到5 过程中至少需穿越4层生物膜结构
【答案】B
【分析】由图分析可知,1阶段为光合作用的光反应阶段,水在光下分解,产生O2和[H],2阶段为光合作用的暗反应阶段,主要发生的变化有二氧化碳的固定和C3的还原。过程 3为呼吸作用的第一阶段,葡萄糖分解产生丙酮酸和[H],并且释放出少量的能量,过程4为有氧呼吸的第二阶段,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量能量,过程5为有氧呼吸的第三阶段,[H]和氧气结合形成水,同时释放出大量能量。
【详解】A、能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是 5,有氧呼吸的第三阶段释放出大量能量,A正确;
B、1过程产生的[H]用于光合作用暗反应中C3的还原,B错误;
C、光合作用的暗反应过程完成了从ATP中活跃的化学能到有机物中稳定化学能的转变过程,C正确;
D、某植物细胞内 1 过程在类囊体薄膜上产生的 O2, 若参与到5 过程中进入线粒体内膜中,至少需穿越4层生物膜结构,D正确。
故选B。
【点睛】光合作用与呼吸作用过程中物质变化是历年考试的重难点,平时学习过程中要求学生认真掌握两者的区别与联系,逐一分析各个选项。
2.如图表示上午10时某植物枝条上不同位置叶片的净光合速率。回答下列问题:
(1)由图可看出第5片和第15片叶的总光合速率_______________(填“相等”、“不相等”或“不一定相等”),原因是______________。
(2)限制第5片叶光合速率的主要环境因素可能是______________。第11-15片叶接受的光照、水分、CO2充足,温度适宜,但测定发现其总光合速率却比第10片叶低,可能的原因是______________。
(3)第10片叶叶绿体利用的CO2来自______________;若突然出现多云天气,则该叶片短时间内C3含量将______________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1) 不一定相等 总光合速率为净光合速率与呼吸速率之和,图中两片叶的净光合速率相等,但呼吸速率不一定相等
(2) 光照(强度) 叶龄较小,叶绿素含量较少
(3) 线粒体(基质)和外界环境(空气) 升高
【分析】1、总光合速率等于呼吸速率加上净光合速率;
2、影响光合速率的外界因素有二氧化碳浓度,光照强度,温度,矿质元素,水等;内部因素有酶的活性,数量,光合色素的含量等。
(1)总光合作用速率等于净光合作用速率加上呼吸作用速率,从图上可以看出第5片叶和第15片叶的净光合速率相等,但是此时二者的呼吸速率未知,因此二者的总光合作用速率不一定相等;
(2)第5片叶位于枝条的下端,光照强度不足导致其光合作用速率较低;第11-15片叶所接受的外界条件都是最好最适宜的,但是其光合速率低,就考虑内因,叶片自身的原因,叶龄较小,叶绿素含量较少;
(3)第10片叶的净光合速率大于0,说明其光合速率大于呼吸速率,那么利用的二氧化碳就来自于两部分,一部分是呼吸作用产生(来自于线粒体),一部分是来自于外界环境(空气中);若突然出现多云天气,光照强度降低,光反应阶段产生的ATP和NADPH降低,则C3的还原将减弱,而此时C3的生成基本不变,所以C3的含量将升高。
【点睛】本题结合曲线图,考查影响光合作用的环境因素以及曲线分析,旨在考查学生的分析能力,识图能力。
3.图1为25℃环境中,其他外部条件相同且适宜的条件下测得的甲、乙两种植物在不同光照强度下吸收量的变化曲线,图2表示光照强度一定时,不同温度对图1中的某一种植物吸收量和释放量的影响情况[单位:]。请回答下列问题:
(1)在图1的E点时,植物细胞中可以产生ATP的细胞器有______________。
(2)在图1中,甲、乙两种植物中___________(填甲或乙)更适于在弱光下生长。
(3)光照强度为B时,该植物的光合作用速率_________(填大于、等于或小于)呼吸作用速率。长期处于该光照强度下,植物_________(填能或不能)正常生长。
(4)图2中温度从25℃上升到30℃的整个过程中,植物体内有机物的量会___________(填增加、先增加后减少、减少或无法判断)。
(5)在农业生产上可以增施农家肥提高光合速率,请分析原因:________________________________ ; __________________________________。
【答案】 线粒体 甲 等于 不能 增加 有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,提高土壤肥力 同时增加了大气中浓度
【分析】根据题意和图示分析可知:图1表示25℃环境中甲、乙两种植物在不同光照强度下CO2吸收量的变化曲线。A点表示乙植物的光补偿点,B点表示甲植物的光补偿点,C、D点表示乙、甲植物的光饱和点。图2中虚线表示光照下CO2的吸收量,应理解为净光合速率,光照下CO2的消耗量才能代表总光合速率,图2中实线表示黑暗中CO2的释放量,即呼吸作用速率。三者之间的关系是:总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率。
【详解】⑴在图1的E点时,光照强度为0植物只进行呼吸作用,植物细胞中可以产生ATP的细胞器只有线粒体。
⑵在图1中,甲、乙两种植物中甲更适合在弱光下生长,因为C点前即光照较弱环境下,甲的CO2吸收量高于乙有机物积累量更多生长更快。
⑶光照强度为B时,该植物的光合作用速率等于呼吸作用速率。长期处于该光照强度下,植物不能正常生长。因为B点是光补偿点即净光合等于0,此时没有有机物的积累。
⑷图2中温度从25℃上升到30℃的整个过程中,植物体内有机物的量会增加。整个过程中净光合速率一直大于0,这个过程中有机物等积累速率在降低但有机物积累量一直增加。
⑸在农业生产上可以增施农家肥提高光合速率,因为有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,能提高土壤肥力同时增加了大气中CO2浓度。
【点睛】本题考查光合作用和呼吸作用的影响因素,解答要点是对题干信息的提取和对题图的正确解读。
1.绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是( )
A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用
B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原
C.禾谷类作物开花期剪掉部分花穗导致光合作用产物输出受阻,叶片的光合速率会下降
D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
【答案】A
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。光合作用根据是否需要光能,可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。
【详解】A、弱光条件下植物没有氧气的释放,有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强度,光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有氧气的释放,A错误;
B、二氧化碳性质不活泼,在暗反应阶段,一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后,很快形成两个C3分子,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原,因此二氧化碳不能直接被还原,B正确;
C、在禾谷类作物开花期减掉部分花穗,光合作用产物输出受阻,叶片的光合速率会暂时下降,C正确;
D、合理密植可以充分利用光照,增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,D正确。
故选A。
2.为探究绿色植物和种子的生命活动,某兴趣小组的同学设计并实施了以下实验。下列叙述错误的是( )
A.甲装置实验前暗处理的目的是将叶片内的淀粉运走、耗尽
B.乙装置收集的气体可以使带火星的细木条复燃
C.丙装置观察到的现象是澄清的石灰水变混浊
D.丁装置实验现象说明萌发的种子呼吸作用产生了二氧化碳
【答案】D
【分析】1、绿叶在光下制造有机物的实验步骤:暗处理→选叶遮光→光照→摘下叶片→酒精脱色→漂洗加碘→观察颜色。实验要点:光合作用需要光、光合作用制造淀粉、淀粉遇到碘液变蓝色,酒精溶解叶片中的叶绿素。
2、绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程,叫做光合作用。
3、细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要的过程叫做呼吸作用。
【详解】A、实验前,甲装置都要放在黑暗处一昼夜,目的是将叶片内原有的淀粉运走耗尽,排除原有淀粉对实验结果的干扰,A正确;
B、植物的光合作用释放的氧气多于植物的呼吸作用消耗的氧气,使塑料袋内的氧气增多,由于氧气具有助燃性,所以迅速将一根将带火星的木条燃烧伸进袋内,木条复燃,B正确;
C、丙装置中含有萌发种子,萌发的种子呼吸作用十分旺盛,通过呼吸作用产生大量二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以丙装置观察到的现象是澄清的石灰水变浑浊,C正确;
D、丁装置中含有萌发种子,萌发的种子进行呼吸作用,消耗瓶中的氧气,使燃烧的蜡烛熄灭,因此丁装置实验现象说明萌发的种子进行呼吸作用消耗瓶中的氧气,D错误。
故选D。
3.某科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子,这种碳原子的转移途径是( )
A.二氧化碳→三碳酸→糖类 B.二氧化碳→乙醇→糖类
C.二氧化碳→叶绿素→ADP D.二氧化碳→叶绿体→ATP
【答案】A
【分析】光反应阶段主要的物质变化:水的光解,ATP的合成;
暗反应阶段主要的物质变化:二氧化碳的固定,C3的还原,ATP的水解。
【详解】用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子,这种碳原子的转移途径是先在叶绿体基质中与C5结合形成C3,然后C3在光反应提供的[H]和ATP作用下生成糖类,因此14C的转移路径是二氧化碳→三碳化合物(三碳酸)→糖类,A正确,BCD错误。
故选A。
4.下图为叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱,其中甲、乙的色素名称最可能为
A.类胡萝卜素、叶绿素b B.叶绿素a、叶绿素b
C.类胡萝卜素、叶绿素a D.叶绿素a、类胡萝卜素
【答案】D
【分析】叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素,叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,叶绿体中的色素的功能是吸收、传递和转化光能。
【详解】叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素,主要吸收420~470nm波长的光(蓝紫光)和640~670nm波长的光(红光);类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光(蓝紫光),因此甲是叶绿素a或者叶绿素b,意识类胡萝卜素,D正确,ABC错误。
故选D。
5.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.实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产
B.实验过程中C组积累的有机物最多
C.实验结束后立即检测植物体内NADPH含量,D组最高
D.实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增大,暗反应速率变小
【答案】C
【分析】植物在光照条件下进行光合作用,光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段,光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行水的光解,产生ATP和[H],同时释放氧气,ATP和[H]用于暗反应阶段三碳化合物的还原,细胞的呼吸作用不受光照的限制,有光无光都可以进行,为细胞的各项生命活动提供能量。
【详解】A、实验说明增大光照—黑暗的交替频率,光合速率可以提高,但白天遮光会缩短光照时间,同样不利于农作物增产,A错误;
B、实验过程中D组光照时间最长, D组积累的有机物最多,B错误;
C、因为D组持续光照,有NADPH积累,故实验结束后D组NADPH最高,C正确;
D、实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增加,产生的ATP和NADPH增多,暗反应速率增大,D错误。
故选C。
6.在适宜的光照和温度条件下,测定某种植物叶片不同胞间CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量,结果如图所示,下列推测错误的是( )
A.A→B段,限制光合速率的主要因素为CO2浓度
B.A→B段,随胞间CO2浓度的增加叶肉细胞中C3的含量增加
C.B→C段,色素、酶的数量会限制光合速率的提高
D.B→C段,叶片的光合速率等于呼吸速率
【答案】D
【分析】影响光合作用的因素:
1、光照强度:光照会影响光反应,从而影响光合作用,因此,当光照强度低于光饱和点时,光合速率随光照强度的增加而增加,但达到光饱和点后,光合作用不再随光照强度增加而增加;
2、CO2浓度:CO2是光合作用暗反应的原料,在一定浓度范围内,当CO2浓度增加时,光合速率会随CO2浓度的增高而增高;
3、温度:温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性,或午休现象;
4、矿质元素:在一定范围内,增大必须矿质元素的供应,以提高光合作用速率;
5、水分:水是光合作用的原料,缺水既可直接影响光合作用,植物缺水时又会导致气孔关闭,影响CO2的吸收,使光合作用减弱。
【详解】A、A→B段显示,随着细胞间隙CO2浓度的增加,叶肉细胞中五碳化合物的含量逐渐降低,说明五碳化合物与CO2结合生成C3的过程加快,细胞中生成的C3增多,在一定程度上促进了C3的还原过程,加快了ATP的消耗,进而使叶肉细胞吸收CO2的速率增加,故限制光合速率的主要因素是二氧化碳浓度,A正确;
B、根据A选项可知,A→B段,叶肉细胞中C3的含量增加,B正确;
C、B→C段,叶片叶肉细胞中的光合速率等于呼吸速率,不再随着CO2浓度的增加而增加,可能是色素、酶的数量限制光合速率的提高,C正确;
D、B→C段,叶片叶肉细胞中的光合速率等于呼吸速率,但是叶片中有些细胞不能进行光合作用,所以叶片的光合速率大于呼吸速率,D错误。
故选D。
7.如图表示在20℃时某种植物光合作用强度与光照强度的关系,对于曲线的下列各项叙述正确的是( )
A.当植物缺镁时,B点将左移
B.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
C.其它条件不变,随环境温度升高,A点位置下移
D.B点植物光合作用及呼吸作用均没有进行
【答案】C
【分析】有氧呼吸第一阶段:场所为细胞质基质,利用葡萄糖生成丙酮酸、还原氢和少量能量;第二阶段发生在线粒体基质,利用丙酮酸和水生成还原氢和少量能量;第三阶段在线粒体内膜,还原氢和氧气生成水,释放大量能量。
光合作用的过程及场所:光反应发生在类囊体薄膜中,主要包括水的光解和ATP的合成两个过程;暗反应发生在叶绿体基质中,主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。
【详解】A、镁是叶绿素的组成元素,当植物缺镁时,叶绿素缺乏,则光合速率下降,需要更大的光照强度才能使光合速率等于呼吸速率,所以B点右移,A错误;
B、A点只进行呼吸作用,叶肉细胞产生ATP的细胞器有线粒体,B错误;
C、其它条件不变,随环境温度升高,酶活性上升,呼吸速率加快,A点位置下移,C正确;
D、B点植物光合作用及呼吸作用均在进行,D错误。
故选C。
8.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.零下低温环境有利于水果的长期保存
B.CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C.光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D.夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量
【答案】D
【分析】水果保鲜的条件是:零上低温、低氧和一定湿度,而粮食储存的条件是:零上低温、低氧和干燥。线粒体不能直接利用葡萄糖,葡萄糖需在细胞质基质中分解成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体进一步分解。
【详解】A、低氧和零上低温环境有利于水果的保鲜,A错误;
B、C6H12O6分解成CO2是在细胞质基质及线粒体进行的,B错误;
C、细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP 中不稳定的化学能,C错误;
D、大棚中白天适当增加光照,有利于进行光合作用积累有机物,夜晚适当降低温度,减弱呼吸作用,减少有机物消耗,有利于营养的积累,D正确。
故选D。
9.(不定项选择)如图所示,在图甲中装置A与装置B敞口培养相同数量的小球藻,以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.P点处产生的ATP不可用于暗反应
B.适当降低温度,P点将下移
C.在图乙上绘制装置B的曲线,Q点应右移
D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置A的曲线,R点应右移
【答案】AC
【分析】分析题图可知,在一定的范围内氧气的净释放量随光照强度的增强而增加,当达到一定的光照强度后,氧气的净释放量不再随光照强度的增强而增加,P点光照强度为0,此时不进行光合作用产生氧气,细胞呼吸消耗氧气,Q点是光的补偿点,该点光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗的氧气相等,R为光的饱和点。
【详解】A、根据图乙,P点时光照强度为0,故此时植物只能进行细胞呼吸,而光合作用暗反应所需的ATP来源于光反应过程,A正确;
B、温度影响酶的活性,故适当降低温度,将会使呼吸作用降低,P点将上移,B错误;
C、图甲中B条件下将影响叶绿素的合成进而影响光合作用,Q点表示光补偿点,此时光合作用和呼吸作用相等,故在B的缺镁条件下,达到光补偿点就要提高光照强度,Q点将右移,C正确;
D、二氧化碳通过影响暗反应影响光合作用,故降低二氧化碳浓度,将会使光合速率下降,即R点应左移,D错误。
故选AC。
10.据报道,中科院在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。研究人员受到了自然光合作用的启发,在太阳能分解水的技术上,开发出了高效的化学催化剂,再利用“光能→电能→化学能”的能量转变方式,将二氧化碳固定还原成了更容易 溶于水的甲醇等一碳化合物(C1)。在这个步骤中,光能的能量转化效率超过10%,远超自然 光合作用的能量利用效率(2%)。完整的人造淀粉合成代谢路线(ASAP)如图,据此回答下列问题。
(1)高等植物光合作用的过程主要包括_______和_______两个阶段,包括60余个步骤,需要多种酶的配合,而ASAP只有11步核心反应。据材料可知,人工合成淀粉过 程和自然光合作用下关于二氧化碳的固定_______(填“是”或“否”)相同,理由是_______。
(2)参与研究的科学家表示:“按照目前的技术参数,在不考虑能量输人的情况下,1立方米生物反应器的年淀粉产量,理论上相当于种植1/3公顷玉米的淀粉年产量。”对比自然光合,这里的能量输人,除需要人工提供高能氢以外,还需要_______,在植物 叶肉细胞中该过程由_______(结构)来完成。
(3)试从生态环境的角度阐述人工合成淀粉的意义:_______ (一点即可)。
【答案】(1) 光反应 暗反应 否 人工合成淀粉过程中二氧化碳固定还原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物,而自然光合作用下关于二氧化碳的固定合成三碳化合物
(2) ATP 类囊体薄膜##叶绿体类囊体薄膜
(3)有助于避免使用农药和化肥对环境等负面响,从实现碳中和角度来说可以直接减少空气中的CO2
【分析】高等植物的光合作用分为光反应和暗反应两个阶段,其中前者在类囊体薄膜上进行,后者在叶绿体基质进行。
(1)光合作用包含两个过程光反应和暗反应。由图可知,人工合成淀粉过 程不同于自然光合作用下关于二氧化碳的固定,人工合成淀粉过程中二氧化碳固定还原成了更容易溶于水的甲醇等一碳化合物,而自然光合作用下关于二氧化碳的固定合成三碳化合物。
(2)光合作用暗反应生成有机物中的稳定的化学能来自光反应中产生的ATP中活跃的化学能和NADPH中活跃的化学能。光反应产生的ATP和NADPH的场所是在类囊体薄膜上。
(3)我国科学家设计的ASAP在技术上实现了0到1的突破,有着重要的现实意义。它有助于避免使用农药和化肥对环境等负面响。从实现碳中和角度来说可以直接减少空气中的CO2。
11.请回答下列有关小麦光合作用与呼吸作用的相关问题:
(1)图甲曲线中,当光照强度为0点时,a点的生物学含义是 _____。当光照强度为600 lx时,光合作用过程中二氧化碳的同化总量为_____umol/(m2.s),大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为甲图中的 _____(a、b、c、d)点最为理想。
(2)乙图中光合作用强度_____(填“大于”、“等于”、“小于”)呼吸作用强度。
(3)图丙表示某小麦的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的关系图,在图丙a、b、c、d四种浓度中,最适合该器官储藏的氧浓度是 _____;若细胞呼吸的底物是葡萄糖,则在氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的 _____倍。
【答案】(1) 呼吸作用强度 23 d
(2)大于
(3) c 5
【分析】影响光合作用的环境因素。1、温度对光合作用的影响:在最适温度下酶的活性最强,光合作用强度最大,当温度低于最适温度,光合作用强度随温度的增加而加强,当温度高于最适温度,光合作用强度随温度的增加而减弱。2、二氧化碳浓度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。3、光照强度对光合作用的影响:在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值,光合作用强度不再增强。
(1)图甲曲线中,当光照强度为0点时,叶肉细胞只能进行呼吸作用,a点的生物学含义表示呼吸作用强度;当光照强度为600lx时,光合作用过程中二氧化碳的同化总量为18+5=23umol/(m2.s);d点为光的饱和点,是光合速率达到最大需要的最小光照强度,大棚种植蔬菜时,白天应控制光强为甲图中的d点最为理想。
(2)乙图中有二氧化碳的净吸收(从外界吸收),所以光合作用强度大于呼吸作用强度。
(3)在图丙中c浓度下,CO2释放量最少,有机物的消耗最少,故在图丙a、b、c、d四种浓度中,最适合该器官储藏的氧浓度是c;图丙中在氧浓度为b时,有氧呼吸氧气消耗量为3,则消耗葡萄糖的量为0.5,无氧呼吸释放二氧化碳的量为8-3=5,则消耗葡萄糖的量为2.5。因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗葡萄糖的量的2.5÷0.5=5倍。
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