课时分层作业(15) 光合作用的过程与影响光合作用的环境因素
题组一 光合作用的过程
1．下列与光合作用有关的化学物质的叙述，正确的是( )
A．叶绿素全部分布在类囊体膜上
B．光合作用的酶只参与碳反应过程的催化
C．光反应产生的氧气全部来自水的光解
D．CO2中的碳的转移途径是CO2→C5→C3→(CH2O)
2．光合作用的光反应和碳反应依次发生在( )
A．细胞质、细胞核中
B．叶绿体的类囊体膜上、叶绿体的基质中
C．叶绿体的外膜、内膜上
D．叶绿体的基质中、叶绿体的类囊体膜上
3．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，下列叙述错误的是( )
A．图中的①表示水分子
B．与光合作用有关的色素都分布在结构②上
C．光能转变为ATP中的化学能
D．NADPH、O2和ATP都能用于碳反应
4．下列关于植物光合作用碳反应的叙述中，错误的是( )
A．碳反应要消耗光反应产生的ATP
B．碳反应是只在暗处进行的反应
C．三碳酸的还原要消耗光反应产生的NADPH
D．碳反应过程中有五碳糖的再生
5．在叶绿体中，NADPH和NADP＋的运动方向是( )
A．NADPH与NADP＋同时由囊状结构的薄膜向叶绿体基质运动
B．NADPH与NADP＋同时由叶绿体基质向囊状结构的薄膜运动
C．NADPH由囊状结构的薄膜向叶绿体基质运动，NADP＋则是向相反方向运动
D．NADP＋由囊状结构的薄膜向叶绿体基质运动，NADPH则是向相反方向运动
6．突然停止光照后，植物叶肉细胞中短时间内物质含量变化正确的是( )
A．三碳酸增多，五碳糖减少
B．三碳酸减少，五碳糖增多
C．ADP和NADP＋减少
D．ATP和NADPH增多
7．下列关于卡尔文循环的叙述，错误的是( )
A．该循环是从一个五碳糖开始的
B．该循环是二氧化碳氧化为糖的一系列反应
C．三碳糖是该循环的产物
D．再生五碳糖能保证该循环继续进行
题组二 影响光合作用的因素
8．科学家研究环境因素对某植物光合速率的影响如下图，据图判断下列叙述错误的是( )
A．光强度超过a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是CO2浓度不同
B．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表明，光合速率受光强度、温度和CO2浓度的综合影响
C．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表明，改变温度和CO2浓度对植物的光饱和点有影响
D．光强度为0～a时，适当提高CO2浓度和温度对光合速率有促进作用
9．在封闭的温室内栽种农作物，以下措施不能提高作物产量的是( )
A．适当增加光照强度
B．增加室内CO2浓度
C．增大室内昼夜温差
D．采用绿色玻璃盖顶
10．图甲表示某绿色植物进行光合作用的示意图，图乙为外界因素对光合作用影响的关系图。请分析回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲C的中文名称是____________，该生理过程中的ADP移动方向为_________________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)经研究发现，该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成D，原因是___________________________________________________________________________。
(3)图乙中，如果X代表土壤中Mg2+浓度，则X可通过影响________________(填物质)的合成来影响光合速率；当曲线达到拐点后，限制其升高的主要外界因素有___________________________________________________________。
11．图甲是某同学“探究在温度为30 ℃时影响植物光合速率的因素”的实验装置图。图乙表示该植物某叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内叶肉细胞CO2释放量和叶绿体O2产生总量的变化。请分析回答下列问题。
(1)图甲装置中在灯与试管之间放了盛水玻璃柱，目的是______________________________________________________________________________________。
(2)图甲中，为了改变光照强度有两种措施，具体是a．________________，b．________________。
(3)光反应产生的并能够为碳反应利用的物质是________________。
(4)图乙中光照强度为b时，该叶肉细胞光合作用速率________________(填“＜”“＝”或“＞”)细胞呼吸速率；光照强度为c时，单位时间内该叶肉细胞可释放________________单位的氧气。
(5)已知该叶肉细胞光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25 ℃，则图乙中c对应的柱状体向________________(填“左”或“右”)平移。
12．对光合作用的研究发现：叶绿体接受光照后，类囊体腔内的pH明显下降。下列有关该现象的原因叙述正确的是( )
A．NADPH分解释放H＋引起
B．大量CO2进入叶绿体基质引起
C．与ATP水解后产生磷酸有关
D．该现象与H2O的光解有关
13．取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器打出若干圆片，平均分成四组各置于相同的密闭装置内，在其他条件相同且适宜的情况下，分别置于四种不同的温度下(t1＜t2＜t3＜t4)。测得光照相同时间后各装置内O2的增加值及黑暗条件下各装置内O2的消耗值，结果如图所示，下列相关叙述错误的是( )
A．在实验温度范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而升高
B．在四种温度下，植物在t3温度时光合作用生成的O2总量最多
C．t4温度下，将装置置于光下8 h后，再置于黑暗中8 h后装置内O2总量不变
D．光下叶肉细胞中O2浓度最高的场所是叶绿体的类囊体上
14．如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列有关光合作用强度变化原因的分析中，错误的是( )
A．从A→B主要原因是光照增强，气温上升
B．从B→C主要原因是温度过高，酶失活
C．从C→D主要原因是气孔逐渐打开，CO2供应增加
D．从D→E主要原因是光照减弱，气温下降
15．图甲表示O2浓度对某种蔬菜产生CO2的影响，图乙表示当其他条件均适宜时，该种蔬菜在不同温度和不同光照强度条件下的光合速率变化情况。下列叙述正确的是( )
图甲
图乙
A．图甲中影响A点位置高低的主要环境因素是温度
B．图乙中若降低CO2浓度，则P点向下移动
C．图甲中B点所代表的含义与图乙中曲线与横坐标相交点的含义相同
D．图乙中与15 ℃相比，25 ℃条件下该植物的光照强度较高，导致光合速率较大
易错点 对总光合速率、净光合速率与呼吸速率区分不清
16．某科研所研究了温度和光照等因素对刚毛藻光合作用的影响，结果如下图所示。回答下列问题。
图1 温度(℃)对刚毛藻光合作用的影响
图2 光照(lx)对刚毛藻光合作用的影响
(注：虚线代表总产氧速率，实线代表净产氧速率。)
(1)刚毛藻的光合色素分布在叶绿体的____________上，功能是___________________________________________________________________。
(2)分析图1可知，在实验温度范围内，刚毛藻的呼吸速率变化趋势是先增加后几乎不变，理由是_____________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)从实验应遵循的原则可知，图2所示的实验是在________℃下进行的。当光照大于______ lx时，限制刚毛藻产氧速率的环境因素不再是光照强度。
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C B D B C A B D D D B B A
10．(1)还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 从叶绿体基质到类囊体膜(或者叶绿体基粒) (2)没有光照，不能进行光反应，不能为碳反应提供NADPH和ATP (3)叶绿素 光照强度、CO2浓度等
11．(1)吸收灯光照射的热量，排除光照对试管内水温的影响 (2)移动灯泡，改变试管与光源之间的距离 相同距离用不同功率的灯泡照射 (3)ATP和NADPH (4)＜ 0 (5)左
16．(1)类囊体膜 捕获光能
(2)相同温度下总产氧速率与净产氧速率的差值为呼吸速率，根据两条曲线可知差值开始时增加，后几乎不变 (3)20 ℃ 6 000
1．类囊体是叶绿体内的结构，原核生物含有叶绿素、但无叶绿体，A错误；光反应也需要酶的催化，B错误；光反应产生的氧气全部来自水的光解，C正确；CO2中的碳的转移途径是CO2→C3→(CH2O)，D错误。
2．光反应的场所是叶绿体的类囊体膜，碳反应的场所是叶绿体基质。综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。
3．图中的结构表示类囊体膜，①表示水分子，A正确；与光合作用有关的色素都分布在结构②类囊体膜上，B正确；该膜上发生的是光反应，可以将光能转变为ATP中的化学能，C正确；NADPH和ATP都能用于碳反应，氧气用于需氧呼吸的第三阶段，D错误。
4．碳反应要消耗光反应产生的ATP，A正确；碳反应有光无光均可，B错误；三碳酸的还原要消耗光反应产生的NADPH和ATP，C正确；碳反应过程中有五碳糖的再生和二氧化碳的固定，D正确。
5．NADPH在类囊体薄膜上合成转移到叶绿体基质中为三碳酸的还原提供还原剂，NADP＋方向相反，ABD错误，C正确。
6．若突然停止光照，短时间内，光反应停止，光反应产生的NADPH和ATP会减少，ADP和NADP＋会增多，三碳酸的还原减慢，三碳酸增多，五碳糖减少。
7．卡尔文循环是从一个五碳糖与二氧化碳结合开始的，A正确；该循环是二氧化碳还原为糖的一系列反应，B错误；碳反应的产物是三碳糖，C正确；部分三碳糖经过一系列复杂变化再生为五碳糖，保证了碳反应的继续进行，D正确。
8．光强度超过a时，同一光照强度下，曲线Ⅱ和Ⅲ的光合速率不同，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是CO2浓度不同，A正确；图示表明，影响光合作用的因素主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，B正确；曲线Ⅰ和Ⅱ对照说明，适当提高温度可以提高光合速率，曲线Ⅱ和Ⅲ对照说明，适当提高二氧化碳浓度可以提高光合速率，由图示可知，改变温度和CO2浓度对植物的光饱和点有影响，C正确；光强度为0～a时，三条曲线重合，曲线处于上升阶段，此时影响光合作用的主要因素是自变量光照强度，D错误。
9．适当增加光照强度可以提高光合作用强度，可以提高产量，A不符合题意；增加室内CO2浓度可以提高光合作用强度，B不符合题意；增大室内昼夜温差，晚上降低细胞呼吸消耗，可以提高产量，C不符合题意；采用绿色玻璃盖顶会降低光合速率，D符合题意。
10．(1)光反应能产生ATP和NADPH，用于碳反应三碳酸化合物的还原，所以图甲中C的中文名称是还原型辅酶Ⅱ，ADP是碳反应的产物，光反应的原料，碳反应的场所是叶绿体基质，光反应的场所是类囊体膜，所以该生理过程中的ADP移动方向是从叶绿体基质到类囊体膜。(2)由分析可知，D是碳反应的产物(CH2O)，由于夜晚没有光照，不能进行光反应，不能为碳反应提供NADPH和ATP，所以该植物夜晚虽然能吸收CO2，却不能合成(CH2O)。(3)Mg2+是组成叶绿素的重要组成成分，所以如果X代表土壤中Mg2+浓度，则X可通过影响叶绿素的合成来影响光合速率；影响光合作用的外界因素有光照强度、二氧化碳浓度等，当自变量为光照强度时，曲线达到拐点后，限制其升高的主要外界因素为二氧化碳浓度，而当自变量为二氧化碳浓度时，曲线达到拐点后，限制其升高的主要外界因素为光照强度。综上分析，当曲线达到拐点后，限制其升高的主要外界因素有光照强度、二氧化碳浓度。
11．(1)图甲装置中在灯与试管之间放了盛水玻璃柱，目的是吸收灯光照射的热量，排除光照引起的温度变化对实验的影响。(2)图甲中，光照强度为变量，可通过移动灯泡来改变试管与光源之间的距离来改变光照强度或相同距离用不同功率的灯泡照射。(3)光反应产生能够为碳反应利用的物质是ATP和NADPH。(4)图乙中光照强度为b时，该叶肉细胞CO2释放量大于0，说明此时光合作用速率＜细胞呼吸速率；光照强度为c时，单位时间内该叶肉细胞产生O2量为6单位，由a点对应的状态分析可知，细胞呼吸需要的O2量也为6单位，则可释放0单位的氧气。(5)根据题干可知，当温度调节到25 ℃，细胞呼吸的酶活性减弱，光合作用的酶活性增强，细胞呼吸减弱，因此光补偿点时需要的光照强度将减弱；而图乙中c表示光补偿点时的光照强度，因此c点对应柱状体将向左平移。
12．光反应在类囊体膜上合成ATP和NADPH，NADPH作为还原剂，在叶绿体基质中还原三碳化合物，其中的H参与构成有机物，不会释放出H＋，A错误。CO2进入叶绿体后，参与碳反应，在叶绿体基质中进行，最终被还原为糖类等有机物，不会进入类囊体腔内导致pH值下降，B错误。光反应产生的ATP参与碳反应，ATP水解发生在叶绿体基质中，不发生在类囊体腔内，C错误。光反应过程，H2O在光下分解产生H＋和氧气，H＋可以使类囊体腔内的pH值明显下降，D正确。
13．黑暗中氧气的消耗值代表呼吸作用强度，据图可知，在实验温度范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而升高，A正确；光合作用生成O2总量＝光照下O2的增加值＋黑暗下O2的消耗值，由图可知，植物在t4温度时光合作用生成O2总量最多，B错误；表格显示，t4温度下，光照下O2的增加值＝黑暗下O2的消耗值，故该温度下将装置置于光下8 h后，再置于黑暗中8 h后装置内O2总量不变，C正确；光反应的场所是类囊体膜，氧气是光反应的产物，故光下叶肉细胞中O2浓度最高的场所是叶绿体的类囊体上，D正确。
14．从A→B主要原因是光照增强，气温上升，光合作用强度增强，A正确；从B→C主要原因是温度过高，蒸腾作用过强，气孔关闭，二氧化碳的供应减少，使光合作用强度减弱，B错误；从C→D主要原因是气孔逐渐打开，CO2供应增加，光合作用强度增强，C正确；从D→E主要原因是光照减弱，气温下降，光合作用强度减弱，D正确。
15．A点氧浓度为0，此时该植物器官只进行厌氧呼吸，场所是细胞溶胶，影响厌氧呼吸的外界因素为温度，A正确；若降低CO2浓度，光合速率将下降，达到光饱和点需要光照强度降低，故P点向左下方移动，B错误；图甲中B点时，该种蔬菜细胞呼吸释放的CO2量最少，说明消耗有机物最少，图乙中曲线与横坐标中的交点表示CO2释放量为0，即细胞呼吸等于光合作用，C错误；与15 ℃相比，25 ℃条件下该植物的光合作用相关酶的活性较高，导致光合速率较大，D错误。
16．(1)刚毛藻的光合色素分布在叶绿体的类囊体膜上，色素的功能是捕获光能。(2)分析图1可知，虚线代表总产氧速率，实线代表净产氧速率，相同温度下总产氧速率与净产氧速率的差值为呼吸速率，根据两条曲线可知差值开始时增加，后几乎不变，故在实验温度范围内，刚毛藻的呼吸速率变化趋势是先增加后几乎不变。(3)从实验应遵循的原则可知，图2自变量为光照强度，温度为无关变量，在温度为20 ℃时总产氧速率和净产氧速率都达到最大，所示的实验是在20 ℃下进行的。据图2可知，当光照大于6 000 lx时，继续增加光照强度，总产氧速率和净产氧速率不再增加，限制刚毛藻产氧速率的环境因素不再是光照强度。
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