1_06-专题六光合作用.docx

专题六　光合作用 专题检测题组 A组 1.叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用。下列关于植物细胞中的色素和叶绿体的说法,正确的是(　　) A.植物细胞中的色素都可以吸收光能,参与光合作用 B.叶绿体中的色素主要吸收蓝紫光、红光,大棚的棚膜应选择无色透明的 C.叶绿体中的色素提取时用到石油醚,层析时用到了无水乙醇 D.叶绿体中的色素绝大多数分布在叶绿体内膜的两侧 答案　B　液泡中的色素不能吸收光能, A 错误;大棚的棚膜应选择无色透明的,可以让绝大多数光透过,B正确;叶绿体中的色素可用无水乙醇提取,石油醚参与分离色素,C 错误;叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上, D错误。 2.原本生活在干旱地区的多肉植物,经研究发现其CO2固定过程非常特殊,被称为景天酸代谢途径。其光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用过程中起到重要作用,过程如图所示。据图分析,下列说法错误的是(　　) A.进行景天酸代谢的植物白天进行光反应,积累ATP和NADPH,晚上进行暗反应合成有机物 B.图示的代谢方式可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水,从而使该类植物适应干旱环境 C.与常见的C3代谢途径植物相比,夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物 D.多肉植物在其原生地环境中,其液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化 答案　A　光合作用的暗反应过程需要光反应提供NADPH和ATP,晚上植物没有NADPH和ATP的供应,暗反应不能进行,A错误;图示的代谢方式中白天气孔关闭减少水分的流失,因此可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水,从而使该类植物适应干旱环境,B正确;由于景天酸代谢途径植物晚上气孔张开,不断吸收二氧化碳用于合成苹果酸,减少了空气中的二氧化碳,因此,与常见的C3代谢途径植物相比,夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物,C正确;多肉植物在晚上吸收二氧化碳生成苹果酸进入液泡中(pH降低),白天苹果酸分解产生二氧化碳用于暗反应(pH升高),因此这些植物的液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化,D正确。 3.将植株置于透明密闭容器内,测量容器中CO2的浓度变化情况。在适宜温度条件下,用一定强度的光照处理30 min,容器中CO2的浓度由2 000 ppm降低到180 ppm。随后将整个装置置于相同温度的黑暗条件下30 min,容器中CO2的浓度变为600 ppm。下列叙述正确的是(　　) A.前30 min,叶绿体中NADPH由基质向类囊体膜运输 B.该植株前30 min的平均总光合速率约为60.7 ppm/min C.经过完整的1 h处理后,该植株的有机物含量会减少 D.光照处理时,若停止光照则短时间内叶绿体中C3的含量会增加 答案　D　前30 min,植物进行光合作用产生的NADPH由类囊体膜向叶绿体基质运输,A错误;前30 min,CO2浓度由2 000 ppm降低到180 ppm,故每分钟减少(2 000-180)÷30≈60.7(ppm/min),此为平均净光合速率,B错误;经过完整的1 h处理后,容器中CO2浓度由2 000 ppm降到600 ppm,减少的CO2用于光合作用合成有机物,因此有机物含量会增加,C错误;停止光照后,光反应不再进行,不能合成NADPH和ATP,短时间内CO2固定形成C3的过程不受影响,但C3的还原减少,故C3的含量会增加,D正确。 4.光抑制指的是光能超过光合系统所能利用的数量时,光合功能下降的现象。为了探究强光和其他环境胁迫因素对植物光合速率的影响,某同学设计了如下实验: 分组 温度 光照 小圆片上浮数量 A 10 ℃ 50 W 3 B 10 ℃ 150 W 2 C 10 ℃ 250 W 1 D 30 ℃ 50 W 8 E 30 ℃ 150 W 5 F 30 ℃ 250 W 4 G 50 ℃ 50 W 0 H 50 ℃ 150 W 0 I 50 ℃ 250 W 0 下列说法错误的是(　　) A.若小圆片取自大叶脉处,则所测得的光合作用强度会较当前值偏低 B.实验中可以通过改变距离达到改变光照强度的目的 C.强光下低温增加了光抑制可以通过对比C和D得出 D.表中数据中当温度为50 ℃时小圆片上浮数量为零,分析原因可能为酶变性失活 答案　C　大叶脉上组织是输导组织,该处的细胞无叶绿体,因此若小圆片取自大叶脉处,则所测得的光合作用强度会较当前值偏低,A正确;该实验是通过改变灯泡的功率控制光照强度的,也可以在灯泡功率相同时,通过改变灯泡的距离改变光照强度,B正确;C组和F组都是高光强,但是低温的C组的光合作用速率更低,说明低温增强了光抑制,而C组和D组存在2个变量,C错误;表中数据中当温度为50 ℃时小圆片上浮数量均为零,可能是温度过高导致酶活性丧失,D正确。 5.下列关于农业谚语体现的生物学原理,描述错误的是(　　) A.肥多不浇烧坏苗,粪大水勤长得好——施肥同时要合理浇水,避免植物过度失水 B.麦种深,谷种浅,荞麦芝麻盖半脸——不同的种子萌发需要不同的光照条件 C.深耕一寸顶车粪——深耕松土促进有氧呼吸,利于根部吸收无机盐 D.人黄有病,苗黄缺肥——氮、镁是叶绿素的成分之一,缺(含氮、镁的)肥导致叶片变黄 答案　B　肥多不浇烧坏苗,粪大水勤长得好,说明施肥的同时要合理浇水,以避免土壤溶液浓度较高,使植物过度失水,A正确;麦种深,谷种浅,荞麦芝麻盖半脸,即不同作物埋种深度不同,含氧量不同,即种子萌发与氧气的含量有关,种子萌发不需要光,B错误;深耕一寸顶车粪,原理是深耕能够增加土壤中的含氧量,从而促进细胞有氧呼吸,为根部吸收矿质元素提供能量,C正确;植物缺氮、镁会导致叶绿素的合成受阻,从而导致叶片变黄,D正确。 6.在适宜的光照和温度条件下,向豌豆植株供应14CO2,测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量,得到如图所示的结果。下列叙述错误的是(　　) A.叶肉细胞中最先出现的含14C的化合物为C3 B.A→B,叶肉细胞吸收CO2速率增加 C.B→C,叶片的光合速率等于呼吸速率 D.B→C,叶肉细胞中的酶量限制了光合速率 答案　C　CO2在叶绿体基质中首先与C5结合形成C3,因此叶肉细胞中最先出现的含14C的化合物为C3,A正确;据图分析,A→B,随着CO2浓度增加,C5的相对含量逐渐减小,说明C5与CO2结合生成C3的速率增加,因此该段叶肉细胞吸收CO2速率增加,B正确;B→C,叶片叶肉细胞间的CO2浓度升高,但C5的相对含量基本维持不变,表示豌豆植株在B点达到了CO2饱和点,此时叶片的光合速率大于呼吸速率,C错误;B点处达到了CO2饱和点,由于该实验是在适宜的光照和温度条件下进行的,因此限制光合速率的因素可能是叶肉细胞内酶的数量,D正确。 7.科研人员研究了温度对人工种植的蒲公英幼苗光合作用与呼吸作用的影响,其他条件相同且适宜,实验结果如图所示,据图分析,下列说法错误的是(　　) A.在光照条件下,蒲公英幼苗30 ℃与35 ℃总光合速率相同 B.昼夜时间相同且温度不变,则适合蒲公英生长的最适温度是25 ℃ C.P点时,光照条件下叶肉细胞产生ATP的细胞器为叶绿体和线粒体 D.一直处于光照条件下时,25 ℃最有利于蒲公英生长 答案　B　总光合速率等于净光合速率+呼吸速率,30 ℃环境中蒲公英幼苗的总光合速率为3.5+3=6.5(mg/h),35 ℃环境中蒲公英幼苗的总光合速率为3+3.5=6.5(mg/h),A正确;每天光照与黑暗时间相等,在恒温条件下,植物积累的有机物最多时的温度应该为净光合速率与呼吸速率的差值最大时的温度,即20 ℃时植物积累的有机物最多,故适合蒲公英生长的最适温度是20 ℃,B错误;P点时,光照条件下净光合速率大于0,蒲公英既进行光合作用,又进行呼吸作用,叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体,叶绿体和线粒体是细胞器,C正确;在光照下,图中数据表明温度在25 ℃时,蒲公英的净光合速率最大,最有利于蒲公英的生长,D正确。 8．(2023届汕头金山中学摸底,17)兴起于上世纪的第一次“绿色革命”获得了水稻半矮化突变体,半矮秆水稻虽抗倒伏、高产,但对氮的利用效率不高。中国科研团队就如何进一步提高水稻产量,减少农业生产对环境的影响这一问题进行了持续探索,并于2020年在水稻高产和氮素高效协同调控机制领域获得重要突破。为探究高浓度CO2下氮素供应形态对植物光合作用的影响,研究人员以武运粳稻为实验材料,在人工气候室利用无土栽培技术进行了相关实验,部分结果如下。请回答有关问题: 检测 结果 处理措施 硝态氮 (NO3-)、正 常浓度CO2 硝态氮 (NO3-)、 高浓度CO2 X 铵态氮(NH4+)、 高浓度CO2 叶绿素 SPAD值 50 51 42 44 净光 合速率 17.5 21.5 35 42.8 注:SPAD值与叶绿素含量呈正相关,净光合作用单位:[μmol/(m2·s)] (1)环境中的氮元素进入叶肉细胞后,可用于合成与光合作用相关的酶(如RuBP羧化酶),RuBP羧化酶分布在　　　　　　　　　　,能将CO2固定为　　　　,再进一步被还原为糖类。此外氮元素还能用于合成　　　　　　　　　(答出其中两种),进而促进光合作用。  (2)表中X处理措施应为　　　　　　　　　　　　　　　。据表分析,能够显著提高该水稻净光合速率的氮素供应形态是　　　　。从物质跨膜运输的角度分析,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响,研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测,结果如下: 注:叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素;前者包括捕光氮素和羧化氮素。 检测结果显示:相对于中氮,高氮环境下,氮素从　　　　向　　　　转化,且羧化氮素所占比例降低,进而影响了光合作用的　　　　阶段,导致光合速率下降。  答案　(1)叶绿体基质　C3(三碳化合物)　叶绿素、NADPH、ATP、ADP(答出任意两个即可)　(2)铵态氮(NH4+)、正常浓度CO2　铵态氮　根细胞膜上转运铵态氮的转运蛋白的数量多于硝态氮　(3)光合氮素(羧化氮素)　非光合氮素　暗反应 解析　(1)根据题意可知,RuBP羧化酶能催化CO2的固定过程,在暗反应中发挥作用,分布的场所是叶绿体基质。该酶能催化CO2固定为C3,再进一步通过C3的还原产生糖类。参与光合作用的含氮物质除了酶外,还有叶绿素、NADPH、ATP、ADP等。(2)根据表格分组可知,X为铵态氮、高浓度CO2组的对照组,因此处理措施为铵态氮(NH4+)、正常浓度CO2。据表分析,铵态氮处理组比硝态氮处理组的净光合速率大,因此能够显著提高该水稻净光合速率的氮素供应形态是铵态氮。细胞对离子的吸收量不同和细胞膜上转运蛋白的数量不同有关,因此从物质跨膜运输的角度分析,可能原因是根细胞膜上转运铵态氮的转运蛋白的数量多于硝态氮。(3)据图可知,相对于中氮组,高氮环境下,非光合氮素增多,羧化氮素(属于光合氮素)减少,说明高氮环境下,氮素从光合氮素(羧化氮素)向非光合氮素转化。羧化氮素占比下降,导致细胞中RuBP羧化酶数量减少,进而影响了光合作用的暗反应阶段,导致光合速率下降。 9.细辛是一种在森林下生活的植物,滨藜是一种在沙漠中生活的植物。如图是光照强度对两种植物(甲、乙)光合作用强度影响的曲线(注:己知O2可与C5结合,生成一个三碳化合物和一个二碳化合物,此二碳化合物不参与光合作用)。请据图作答: (1)图中代表滨藜光合作用强度变化曲线的是　　　　,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)甲b1点时植物叶肉细胞内光合作用吸收的CO2来自　　　　　　　　　　　　,此时叶肉细胞内的[H]和NADPH分别用于　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)据图分析,b2和c点时,限制乙植物光合作用的主要环境因素分别是　　　　和　　　　。图中e点时,甲、乙植物固定CO2量的情况是　　　　(相等、甲多于乙或乙多于甲)。  (4)进一步研究发现:与低O2浓度相比,高O2浓度更能抑制光合作用,结合题干信息及所学的光合作用的过程,解释其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)甲　滨藜生活在沙漠,可适应较强光照,甲曲线对应的光饱和点(或补偿点)更大　(2)细胞呼吸释放和大气中　[H]与O2结合形成水,NADPH参与暗反应还原C3　(3)光照强度　CO2浓度(CO2浓度、温度)　甲多于乙　(4)O2与更多的C5结合,减少了用于还原的C3的生成(减少了CO2固定量),从而抑制光合作用 解析　据图分析:CO2的吸收量可以表示净光合作用强度。甲的光补偿点、光饱和点均比乙的高,故甲是阳生植物,乙是阴生植物,即甲是滨藜,乙是细辛。(1)甲代表滨藜光合作用强度变化曲线,因为滨藜生活在沙漠,可适应较强光照,甲曲线对应的光饱和点(或补偿点)更大。(2)甲b1点时植株的光合作用强度与呼吸作用强度相等,但进行光合作用的只有叶肉细胞,而进行呼吸作用的除了叶肉细胞还有其他细胞,故叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,其光合作用吸收的CO2来自细胞呼吸释放和大气中,此时叶肉细胞内有氧呼吸第一、第二阶段产生的[H]用于第三阶段,与O2结合形成水,光反应产生的NADPH参与暗反应还原C3。(3)b2点时,限制乙植物光合作用的主要环境因素是光照强度,c点时光照强度已经大于光饱和点,故此时限制乙植物光合作用的主要环境因素是CO2浓度(CO2浓度、温度)。图中e点时,甲、乙植物的净光合作用强度相等,但甲的呼吸作用强度大于乙,所以甲的实际光合作用强度大于乙,即甲植物固定CO2量多于乙。(4)由“O2可与C5结合,生成一个三碳化合物和一个二碳化合物,此二碳化合物不参与光合作用”可知,高O2浓度条件下,O2与更多的C5结合,减少了用于还原的C3的生成(减少了CO2固定量),从而抑制光合作用。 10.作物光合作用的速率,直接决定作物的产量。叶绿体中的光合产物多以蔗糖的形式不断运出,如以淀粉的形式在叶绿体积累,则不利于暗反应的继续进行。持续低温胁迫会破坏叶绿体类囊体薄膜,同时使淀粉在叶绿体中积累。如图表示在低温(4 ℃)处理12 h后,一定光照强度下两种类型的番茄净光合速率随大气CO2浓度的变化曲线。回答下列问题: (1)据图分析,该实验的自变量有　　　　　　　　　　。持续的低温天气会导致番茄减产,从光合作用过程的两个阶段分析,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)研究表明,A酶催化叶绿体中淀粉的合成,B酶催化叶绿体中淀粉的降解。耐低温番茄细胞中可产生Y蛋白,该蛋白可分别与A酶和B酶基因的特定部位结合,调控它们的转录过程,从而降低叶绿体中淀粉的积累。推测其具体的调控机制可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)低温条件下,植物细胞膜会发生相变,从流动的液晶态转变为固化的凝胶态,影响A酶和B酶合成的数量,从细胞膜结构特点的角度分析:低温时细胞膜发生的变化为　　　　　　　　。已知不饱和脂肪酸的熔点较低。由此推测,细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高,细胞膜的相变温度　　　　(填“越高”或“越低”)。  (4)研究发现植物对低温有一定适应性,不同植物品种耐寒性各有差异。柑橘抗寒锻炼过程中,抗寒柑橘品种细胞内线粒体数量增多,体积增大,内嵴增多,而不抗寒品种不发生这种变化。从结构与功能相适应的角度分析,这种变化的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)研究发现,不耐寒的植物在严寒袭来时,细胞内质网及高尔基体小泡液泡化,粗面内质网上的核糖体脱落。这对植物生命活动的直接危害是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)CO2浓度和番茄品种　低温破坏类囊体结构,影响光反应进行,淀粉在叶绿体中积累使暗反应受阻,同时酶活性降低　(2)Y蛋白与A酶基因结合,抑制其转录,淀粉的合成减少;Y蛋白与B酶基因结合,促进其转录,B酶增加,淀粉的分解增加　(3)细胞膜的流动性减弱　越低　(4)线粒体是细胞呼吸的主要场所,其数量增多,体积增大,内嵴增多,可使细胞呼吸强度提高,细胞的热量和能量供应增加,以抵抗低温的影响　(5)影响分泌蛋白的合成、加工、运输过程,进而危害生命活动 解析　(1)该实验的自变量有CO2浓度和番茄品种,因变量为净光合速率。依据题干信息分析可知,持续低温胁迫会破坏叶绿体类囊体薄膜,进而影响光反应进行,同时淀粉作为产物在叶绿体中积累使暗反应受阻,且低温时酶活性降低,因此持续低温胁迫会导致番茄减产。(2)A酶促使淀粉合成,B酶促使淀粉降解,一方面Y蛋白与A酶基因的特定部位结合,抑制其转录,减少淀粉的合成;另一方面,Y蛋白与B酶基因的特定部位结合,促进其转录,增加淀粉的降解,从而使叶绿体中淀粉的含量减少。(3)低温条件下植物细胞膜会发生相变,从流动的液晶态转变为固化的凝胶态,结合细胞膜具有一定的流动性的特点,可知低温时细胞膜的流动性减弱。已知不饱和脂肪酸的熔点较低,说明不饱和脂肪酸易熔化不易凝固,由此推测,细胞膜中不饱和脂肪酸含量越高,细胞膜的相变温度越低。(4)线粒体是细胞呼吸的主要场所,抗寒柑橘品种中线粒体数量多,体积大,内嵴多,则细胞呼吸强度提高,细胞的热量和能量供应增加,从而更好地抵抗低温的影响。(5)粗面内质网上的核糖体、内质网和高尔基体参与分泌蛋白的合成、加工和运输,因此细胞内质网及高尔基体小泡液泡化,粗面内质网上的核糖体脱落,对植物生命活动的直接危害是影响分泌蛋白的合成、加工和运输,进而危害生命活动。 11.光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常的情况下发生的一个生理过程,该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成(如图所示),是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。光呼吸过程中会消耗O2并且生成CO2。光呼吸损耗的能量大约是光合作用储备能量的30%。回答下列问题: (1)“Rubisco”可能是一种双功能酶,结合上图加以说明:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若植物光合作用过程中的光呼吸强度大于光合作用强度,推测此时的O2/CO2值　　　　(填“高”或“低”)。  (2)据图可知,光合作用与光呼吸都以　　　　　为原料,光呼吸发生的场所是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)光呼吸与有氧呼吸都冠以“呼吸”二字,二者的“共同”之处表现在　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)利用塑料大棚种植瓜果蔬菜时,从增产的角度考虑,可以采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。  答案　(1)该酶既能催化C5和CO2反应,也能催化C5和O2反应　高　(2)C5(或五碳化合物)　叶绿体基质和线粒体　(3)消耗O2并生成CO2　(4)提高塑料大棚内CO2的浓度;适当提高光照强度;夜间降低温度,减少细胞呼吸消耗;降低光呼吸过程等(答出两点即可) 解析　(1)由图可知,Rubisco既能催化C5和CO2反应生成C3的过程,也能催化C5和O2反应生成C3和二磷酸乙醇酸的过程;据题意可知,光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常的情况下发生的一个生理过程,光呼吸可消耗光反应阶段产生的氧气,故O2浓度高时会发生光呼吸,若植物光合作用过程中的光呼吸强度大于光合作用强度,则此时的O2/CO2值高。(2)光合作用与光呼吸都以C5作为反应底物;据图可知,光呼吸过程中C5与O2反应可生成C3,此过程在叶绿体基质中进行,同时光呼吸会生成CO2,此过程在线粒体中进行,即光呼吸发生的场所是叶绿体基质和线粒体。(3)光呼吸过程与有氧呼吸过程的共同点是都需要消耗O2,并最终生成CO2。(4)要想提高产量,可增强光合作用并降低呼吸作用。措施有提高塑料大棚内CO2的浓度;适当提高光照强度;夜间降低温度,减少细胞呼吸消耗;降低光呼吸过程等。 专题检测题组 B组 1.在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为(　　) 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 - + + + 水 + - - - 碳酸钙 + + - + 二氧化硅 + + + - A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④ 答案　B　“绿叶中色素的提取和分离”实验中,正常色素带的分布(由上到下)是:胡萝卜素(含量最少)、叶黄素(含量较少)、叶绿素a(含量最多)、叶绿素b(含量较多)。甲同学用水代替无水乙醇进行实验,不能提取出色素,分离的结果是②;乙同学试剂使用正确,色素分离后得到四条正常的色素带,结果是④;丙同学未加碳酸钙,导致部分叶绿素被破坏,含量减少,所以下方两条色素带比正常色素带要窄,结果是①;丁同学未加二氧化硅,导致叶片研磨得不充分,各种色素的含量均减少,结果是③,综上所述,B正确。 2.(不定项)叶绿体是一种动态的细胞器,随着光照强度的变化,在细胞中的分布和位置也会发生相应改变,称为叶绿体定位。CHUP1蛋白能与叶绿体移动有关的肌动蛋白(构成细胞骨架中微丝蛋白的重要成分)相结合,用野生型拟南芥和CHUP1蛋白缺失型拟南芥进行实验,观察到在不同光照强度下叶肉细胞中叶绿体的分布情况如图。相关叙述正确的是(　　) 正常叶肉细胞 CHUP1蛋白缺失的叶肉细胞 A.叶绿体中的光合色素可吸收、传递和转化光能,并将吸收的能量全部储存在ATP中 B.强光条件下叶绿体移到细胞的两侧,有利于叶肉细胞更充分地吸收光能 C.若破坏细胞微丝蛋白后叶绿体定位异常,推测微丝蛋白可能与叶绿体的运动有关 D.实验表明,CHUP1蛋白和光强在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用 答案　CD　叶绿体中的光合色素可吸收、传递和转化光能,吸收的能量储存在NADPH和ATP中,A错误;据图可知,正常叶肉细胞中,在弱光条件下叶绿体大多汇集到细胞上方,以便最大限度地吸收光能,而强光条件下叶绿体移动到细胞两侧,以避免被强光伤害,B错误;若破坏细胞内的微丝蛋白后,叶绿体定位异常,可推知叶绿体的运动可能与微丝蛋白有关,C正确;相同光强时,CHUP1蛋白缺失型拟南芥和野生型拟南芥叶肉细胞中的叶绿体分布情况不同,不同光强时,正常叶肉细胞中叶绿体的分布情况也不同,所以CHUP1蛋白和光强在叶绿体与肌动蛋白结合及其移动定位中起重要作用,D正确。 3.为了证明光照条件下类囊体薄膜上才能产生ATP和NADPH,且CO2转化为光合产物的过程不需要光,某兴趣小组用高速离心法破坏叶绿体膜,得到类囊体薄膜和叶绿体基质的混合提取物。将该提取物在不含CO2的条件下光照一段时间后,再用离心法去掉类囊体薄膜,接着在黑暗条件下,往基质中加入14CO2,结果基质中检测到含14C的光合产物。你认为在以上实验的基础上还应增设一组实验为(　　) A.有类囊体薄膜的基质,无光照,加入14CO2,检测光合产物,再加入ATP、NADPH,再次检测光合产物 B.有类囊体薄膜的基质,有光照,加入14CO2,检测光合产物,再加入ATP、NADPH,再次检测光合产物 C.无类囊体薄膜的基质,有光照,加入14CO2,检测光合产物,再加入ATP、NADPH,再次检测光合产物 D.无类囊体薄膜的基质,无光照,加入14CO2,检测光合产物,再加入ATP、NADPH,再次检测光合产物 答案　A　由题干实验可知,光照条件下类囊体薄膜上能产生ATP和NADPH,黑暗条件下CO2可转化为光合产物,但无法得知黑暗条件下是否能产生ATP和NADPH,无法证明“光照条件下类囊体薄膜上才能产生ATP和NADPH”,故需要增设一组实验:有类囊体薄膜的基质,无光照,加入14CO2,检测光合产物,再加入ATP、NADPH,再次检测光合产物,A符合题意。 知识归纳 光合作用包括光反应和暗反应阶段。光反应的场所为类囊体薄膜,物质变化为水的光解、NADPH的合成和ATP的合成;暗反应的场所为叶绿体基质,物质变化为CO2的固定和C3的还原。 4.植物光合作用是在叶绿体内进行的一系列物质和能量转化过程。下列叙述正确的是(　　) A.光反应中将光能转变成化学能需要ADP的参与 B.类囊体上分布的酶也可以参与CO2的固定与还原 C.缺乏CO2会影响暗反应阶段,但不影响光反应阶段 D.合理密植和增施有机肥不能提高光合作用强度 答案　A　光反应中光能可转化为ATP中活跃的化学能,ATP的合成需要以ADP为原料,A正确;类囊体薄膜是光反应的场所,而CO2的固定和还原发生在叶绿体基质中,B错误;缺乏CO2会影响暗反应,导致暗反应产生的ADP、Pi和NADP+减少,进而影响光反应阶段,C错误;合理密植有利于增大受光面积,施用有机肥能提高CO2浓度,两者都能提高光合作用强度,D错误。 5.青椒是一种常见的蔬菜,图1是青椒叶肉细胞中两种细胞器的生理活动示意图,其中甲、乙代表相关结构,a~e代表相关物质,①~③代表相关生理过程。图2是在不同温度条件下青椒植株吸收与释放CO2速率的曲线图。相关分析错误的是(　　) 图1 图2 A.图1中甲是类囊体 B.图1中②进行的场所是线粒体基质,物质e是CO2 C.图2中30 ℃时青椒总光合速率为6.5 CO2 mg·h-1 D.图2中35 ℃时植物光合作用固定的CO2少于呼吸作用释放的CO2 答案　D　图1中甲中物质能吸收光能,甲为类囊体,A正确;过程②表示有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水分解成[H]和CO2(e),进行的场所为线粒体基质,B正确;光照下的CO2吸收速率表示净光合速率,黑暗下的CO2释放速率表示呼吸速率,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由图2可知,温度为30 ℃时,青椒净光合速率为3.5 CO2 mg·h-1,呼吸速率为3 CO2 mg·h-1,因此光合速率为3.5+3=6.5(CO2 mg·h-1),C正确;35 ℃时,净光合速率大于0,即光合作用大于呼吸作用,植物光合作用固定的CO2多于呼吸作用释放的CO2,D错误。 6.图甲为研究光合作用的实验装置,用打孔器在某植物的叶片上打出多个圆片,再用气泵抽出气体直至叶片沉底,然后将等量的叶圆片转至不同温度、相同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿叶片上浮至液面所用的平均时间(图乙)。下列相关叙述错误的是(　　) 甲 乙 A.利用图甲装置,可研究CO2浓度对该植物光合速率的影响 B.叶圆片上浮至液面的时间可反映叶圆片释放O2的速率大小 C.图乙ab段说明随着水温的增加,净光合速率逐渐增大 D.通过图乙能确定总光合速率的最适温度在bc之间 答案　D　NaHCO3可提供CO2,图甲装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度来研究CO2浓度对叶圆片光合速率的影响,A正确;叶圆片上浮的原因是光合作用产生的O2量大于有氧呼吸消耗的O2量,即净光合作用(O2释放量)大于零,故叶圆片上浮至液面所需时间可反映叶圆片释放O2速率的大小,B正确;图乙中ab段下降表示随着水温的增加,叶圆片上浮至液面所需要的时间缩短,说明氧气的释放速率加快,净光合速率逐渐增大,C正确;由图乙可知,在bc温度范围内,叶圆片的净光合速率较大,净光合作用对应的最适温度在bc段,但是总光合速率=净光合速率+呼吸速率,而各温度下叶圆片的呼吸速率未知,无法确定总光合速率的最适温度范围,D错误。 7.如图甲为光合作用最适温度条件下,植物光合速率测定装置图;图乙中a、b为测定过程中某些生理指标相对量的变化。相关说法错误的是(　　) 甲 乙 A.图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动,再放到黑暗环境中有色液滴向左移动 B.若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的KOH溶液,其他条件不变,则植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率将变小 C.一定光照条件下,如果再适当升高温度,真光合速率会发生图乙中从a到b的变化 D.若图乙表示图甲植物光合速率由a到b的变化,则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度 答案　C　甲装置中的CO2缓冲液能维持装置内CO2含量的恒定,在较强光照下,植物光合作用大于呼吸作用,释放O2,O2增加导致有色液滴右移,放到黑暗环境中后,植物只进行呼吸作用,吸收O2,O2减少导致有色液滴左移,A正确;将图甲中的CO2缓冲液换成KOH溶液后,装置内CO2将被吸收,植物只能利用自身呼吸作用产生的CO2进行光合作用,胞间CO2浓度降低导致暗反应减弱,进而导致光反应减弱,植物幼苗叶绿体产生NADPH的速率减小,B正确;由题干可知,图甲装置处于光合作用最适温度条件下,若再适当升高温度,植物真光合速率会下降,发生图乙中从b到a的变化,C错误;若适当提高图甲中CO2缓冲液的浓度,则装置中CO2浓度会升高,可使植物光合速率增大,发生由a到b的变化,D正确。 8.1946年到1953年,得益于纸层析法的发明和放射性同位素的研究,卡尔文及其同事用14CO2饲养单细胞小球藻,进行了如图1所示的研究,请回答: 图1 (1)小球藻利用14CO2的场所是　　　　　,为保证实验效果,最好选择　　　　(填“绿”或“白”)光灯照射。  (2)图示过程中将小球藻浸入沸腾的乙醇中,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出两点),进行层析的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)卡尔文实验的研究目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)图2是小球藻同化14CO2后,不同时间、不同物质的放射自显影图。不同黑斑的大小反映的是　　　　　　　　　　　,实验结果表明小球藻首先将14CO2转化为　　　　,最终　　　　(填“能”或“不能”)转化为非糖类物质。  让小球藻使用14CO2同化0.5 s 让小球藻使用14CO2同化5 s 让小球藻使用14CO2同化30 s 图2 答案　(1)叶绿体基质　白　(2)杀死细胞(使酶失活)、提取细胞中的有机物　分离提取液中不同的细胞代谢产物　(3)探究在光合作用中CO2中的碳转化成有机物中的碳的转移途径　(4)被标记的提取物的量　PGA　能 解析　(1)光合作用的暗反应阶段中CO2被固定成C3,场所是叶绿体基质,植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光,故为保证实验效果,最好选择白光灯照射。(2)题述实验探究不同培养时间小球藻内放射性碳元素的分布情况,每隔几秒取出部分样品,用沸腾的乙醇杀死细胞,可使相关酶失活,使反应停止,同时无水乙醇是有机溶剂,可提取细胞中的有机物,将提取液蒸发浓缩后层析,层析的目的是分离提取液中不同的细胞代谢产物。(3)卡尔文实验的研究目的是探究在光合作用暗反应阶段,CO2中的碳转化成有机物中的碳的转移途径。(4)层析后不同黑斑的大小反映被标记的提取物的量,由图2可知,让小球藻使用14CO2同化0.5 s时,小球藻中只有PGA含有14C,即小球藻将14CO2转化成的第一种物质是PGA,同化30 s时,细胞内出现了多种14C标记的非糖物质(各种氨基酸等),说明14CO2中的碳最终能转化为非糖类物质。 9.仙人掌类和多肉植物等往往生长于热带干旱地区,而这种环境的特点是白天炎热夜晚寒冷,昼夜温差巨大,为了在这种环境中生存下来,这类植物经过长期适应和进化发展出一套独特的生存策略,其部分代谢过程如图: (1)图中用于②过程的NADH可由有氧呼吸的第　　　　　阶段产生,NADPH产生的场所有　　　　　　　　　　　　　。  (2)在正常的自然环境中,夜间仙人掌细胞中的淀粉含量会　　　　　　,干重会　　　　　,细胞液pH会　　　　　　　　　。  (3)研究表明火龙果(与仙人掌代谢类似)在夜间开放气孔吸收二氧化碳,并通过羧化反应形成苹果酸存于植物细胞内的中央液泡中,而且在一定范围内,气温越低,二氧化碳吸收越多。到了白天,关闭气孔减少水分蒸腾,再把夜间储于细胞中央液泡里的酸性物质(主要是苹果酸,但也有天冬氨酸)进行脱羧反应,释放二氧化碳进入卡尔文循环进行光合作用,并且在一定的范围内,温度越高,脱羧越快。根据以上信息,请提出两条提高温室栽培的火龙果产量的建议:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)一、二　叶绿体(类囊体薄膜)和细胞质基质　(2)减少　增加　下降　(3)在一定范围内,尽可能加大温室的昼夜温差;晚上适当提高室内CO2浓度 解析　(1)有氧呼吸第一、二阶段均可产生NADH;光合作用光反应阶段在叶绿体(类囊体薄膜)可产生NADPH,由题图可知,细胞质基质中苹果酸分解为丙酮酸和CO2时,也会产生NADPH。(2)正常自然环境中,仙人掌细胞夜间呼吸作用消耗淀粉,淀粉含量减少,同时夜间仙人掌要从外界吸收CO2合成苹果酸储存在液泡中,呼吸作用产生的CO2应少于合成苹果酸所需的CO2(苹果酸脱羧释放CO2用于光合作用),否则仙人掌将无法正常生存,故干重增加,苹果酸在液泡中积累会导致细胞液pH下降。(3)由题干可知,在一定范围内,夜间气温越低,CO2吸收越多,白天温度越高,脱羧越快,所以在一定范围内,加大温室的昼夜温差,并在晚上适当提高温室内CO2浓度,有利于火龙果进行光合作用,提高火龙果的产量。 10.生物兴趣小组对光合作用的过程及其影响因素进行了相关研究。如图是某一年生的高等植物细胞中光合作用过程图解,图中英文字母代表相应物质。回答下列问题: (1)兴趣小组在研究过程中增加光照强度,检测到图中的A物质产生量迅速增多,但不久又恢复到一定水平。A物质无法维持在一个较高水平,最可能的外因是图中物质　　　　(填字母)的供应量未能同步增加。在同一过程中C3的变化规律是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)给该种高等植物施氮肥的同时补充水分,其光合速率会更大,试从水的角度分析其原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。  答案　(1)E　先迅速减少,不久后达到相对稳定的水平　由于光照强度增加,ATP和NADPH突然增加,C3的还原加快,而CO2的固定基本不变,导致C3迅速减少,但由于CO2供应不足,随后达到相对稳定的水平　(2)水是良好的溶剂,施用氮肥的同时补充水分有利于小麦根细胞对氮等元素的吸收;同时可保证小麦吸收充足的水分,促进气孔开放(或有利于增大气孔导度),从而保证了叶肉细胞中CO2的供应 解析　(1)光反应阶段水光解可以产生O2和H+、e-,图中A为O2,e-和H+与叶绿体基质中暗反应产生的NADP+结合生成NADPH。增加光照强度,光反应增强,O2产生量迅速增多,但若NADP+不足,则导致H+、e-积累,影响水光解产生O2、H+、e-的过程,导致A物质(O2)产生量下降;NADP+的产生与暗反应中C3的还原有关,C3来源于CO2的固定,故A物质无法维持在一个较高水平,最可能的外因是图中的E(CO2)供应不足。光照强度增强,光反应产物ATP和NADPH增加,C3的还原速率加快(C3还原需要光反应产物ATP和NADPH),而CO2的固定速率基本不变,导致C3迅速减少,但因CO2供应不足