能量之源-光与光合作用

能量之源—光与光合作用
一、选择题
1．CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，下列叙述中最直接的原因是(　　)
A．CO2不足使固定形成的三碳化合物减少
B．三碳化合物还原所消耗的ATP和NADPH减少
C．ATP和NADPH减少使光反应分解水减少
D．ADP、Pi、NADP＋减少使光反应分解水减少
答案　D
解析　根据教材中的光合作用图解可知，CO2供应不足，C3化合物减少，光反应积累的NADPH和ATP的量相对增多，细胞中ADP、Pi、NADP＋相应地减少，光反应能力下降，分解水减少，释放O2减少。
2．下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是(　　)
A．Y2的质量大于Y3的质量
B．④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C．②中水的质量大于④中水的质量
D．试管①的质量大于试管②的质量
答案　C
解析　Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；④中小球藻中含有(CHO)的有机物，而①中小球藻含有(CH2O)的有机物，故④中小球藻质量大于①；④和②中的水都为HO，且含量相同，因此质量相等；在试管①和②原有质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余重量①大于②。
3．下列措施及对应的生物学原理的叙述错误的是(　　)
A．农田种植作物一年两茬，可延长光合作用时间
B．栽种秆矮、叶直而小的作物，能增加种植密度，有益于增大光合面积
C．温室条件下，通过增施农家肥可以提高作物对有机物的吸收
D．经常疏松土壤可以促进植物充分利用土壤中的矿质营养
答案　C
解析　温室条件下，增施农家肥可增加土壤中矿质离子的含量和CO2含量，以提高农作物的产量，作物不从土壤中直接吸收有机物。
4．在一个透明的容器中加入适量NaHCO3稀溶液，将杨树叶片迅速封入其中，摇动容器，使容器内空气中的CO2和溶液中的CO2达到动态平衡，在保持温度不变的条件下进行实验。下列有关实验的叙述错误的是(　　)
A．随着光照时间的延长，溶液pH的变化速度趋于变慢
B．光照几分钟后，容器内溶液的pH将减小
C．如果将装置置于暗室中，一段时间后，溶液的pH将减小
D．该装置可以用来研究植物的光合作用和呼吸作用
答案　B
解析　本题所考查的知识是光合作用和呼吸作用的关系，以及影响光合作用和呼吸作用的因素。本题考查的知识背景：适量NaHCO3起到CO2缓冲剂的作用；光照几分钟后，由于装置中的叶片进行光合作用，吸收CO2，容器内溶液中CO2量减少，pH增大。如果将装置置于暗室中，此时植物只进行呼吸作用，CO2量增多，一段时间后，溶液的pH将减小。
5．下图表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴天，乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是(　　)
A．甲图中有机物积累最多的是G点，两图中B点植物干重均低于A点时的干重
B．植株有机物总积累量可用横轴上下曲线围成的有关面积表示，适当提高温度可以增加OA的绝对值
C．两图中DE时间段叶绿体中C3含量均大大减少
D．甲图中E点和G点相比，叶绿体中的ATP含量较多
答案　C
解析　甲图中DE段的形成是因为中午光照过强，导致气孔关闭，CO2供应不足所致，CO2的固定减少，C3来源减少，故此时C3含量应减少；乙图中DE段形成是由于光照减弱，光反应产物减少，C3还原减少，故C3含量应增加。
6．(2010·珠海)在严寒的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、湿度、气体和温度，下列措施及方法正确的是(　　)
①由于温室内、外温差大，在温室薄膜(或玻璃)上结成一层水膜，要及时擦干，以防透光率降低
②适当的增加光照，以补充冬季阳光不足
③尽量增加空气湿度，以降低植物体内水的蒸腾
④向温室内定期施放二氧化碳气体，以增加光合作用强度
⑤向温室内定期施放氧气，以降低呼吸作用强度
⑥冬季温室内温度要维持恒定
A．①②④
B．①②④⑥
C．②③⑤⑥
D．③④⑥
答案　A
解析　增加透光率可使光合作用强度增强，故①是正确的；在冬季增加光照可增强光合作用，故②是正确的；增加空气湿度，尽管可以降低植物体内水的蒸腾，但会影响植物对矿质元素的运输，故③是错误的；④的做法是可以增强光合作用效率的，故其正确；向温室内定期施放氧气，不是降低呼吸作用强度，而是增强呼吸作用强度，故⑤是错误的；冬季温室里白天应适当提高温度，夜间适当降低温度，可使有机物积累增多，故⑥是错误的。本题选择A项。
7．(2010·南通)如果将1株绿色植物栽培在含HO的完全培养液中，给予充足的光照，经过一段时间后，可发现18O存在下列哪一组物质中(　　)
①植物周围空气的氧气中　②植物周围空气的水分子中　③植物呼吸作用产生的CO2中　④植物光合作用生成的葡萄糖中
A．只有①是正确的
B．只有①③是正确的
C．除④之外都正确
D．①②③④都正确
答案　D
解析　用含18O的HO栽培植物，水的去向：一是通过蒸发和植物的蒸腾作用进入空气中；二是作为植物光合作用的原料进入产生的18O2中；三是作为细胞有氧呼吸第二阶段的原料，进入产生的C18O2中；四是植物利用有氧呼吸第二阶段产生的C18O2进行光合作用合成葡萄糖。本题选择D项。
8．(2010·深圳)某同学在做提取叶绿体色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是(　　)
①研磨不充分，色素未能充分提取出来
②乙醇加入量太多，稀释了色素提取液
③乙醇加入量太少，色素未提取出来
④未加碳酸钙粉末，叶绿素分子已被破坏
A．①③④
B．①②④
C．③④
D．①②
答案　B
解析　提取绿叶中色素时，收集到的提取液呈淡绿色，其原因可能有以下几种：一是选取的叶片含色素少；二是研磨不充分，色素未能充分提取出来；三是提取液太多，使色素提取液浓度降低；四是未加碳酸钙，造成研磨过程中叶绿素分子被破坏。本题中①②④的表述是正确的。
9．(2010·厦门)如图为某实验装置图，锥形瓶内装有水草和适宜浓度的Na2CO3/NaHCO3溶液。一段时间后，U型管左侧管内液面的高度变化和锥形瓶中液体的pH变化分别是(　　)
A．升高、升高
B．升高、降低
C．降低、升高
D．降低、降低
答案　C
解析　本题整合了植物的光合作用、物理学的气压变化知识，考查同学们依据所学知识分析、解决问题的能力。在一定温度和光照条件下，锥形瓶中的水草利用瓶内的CO2进行光合作用，且光合作用大于呼吸作用，产生的O2几乎不溶于水，故随着反应的进行，O2越来越多，其压强大于大气压，从而造成U形管左侧液面下降、右侧液面上升，水中的pH升高。本题选择C项。
10．(2010·合肥)右图为一种常见的坐标曲线图。该图示能够表示的生物学含义是(　　)
A．萌发的种子中自由水含量随时间变化的情况
B．细胞代谢中反应速率随底物浓度变化的情况
C．某植物光合作用速率随光照强度变化的情况
D．人红细胞中K＋吸收量随O2浓度变化的情况
答案　A
解析　萌发的种子中所含水的类型有两种：结合水和自由水。在其萌发过程中，自身有机物不断被分解产生自由水，自由水的含量逐渐增多。
11．(2010·泰州)下列曲线所示的生物学意义，正确的是(　　)
A．若图①纵坐标表示细胞呼吸强度，则横坐标可表示O2供应量
B．若图②纵坐标表示光合作用速率，则横坐标可表示CO2浓度
C．若图③纵坐标表示K＋出入红细胞的速率，则横坐标可表示K＋的浓度
D．若图④纵坐标表示植物根对K＋的吸收速率，则横坐标可表示O2的浓度
答案　D
解析　在氧浓度为0时，细胞可通过无氧呼吸产生能量，故A项表述是错误的；CO2浓度在一定范围内，随着其浓度的增加，光合作用速率增强，当CO2浓度饱和后，光合作用速率趋于稳定，故B项错误；在K＋的量充足时，细胞吸收K＋的速率主要取决于载体的数量和细胞呼吸提供的能量，当细胞膜上的载体数量达到饱和后，吸收速率不再增加，故C项错误。
12．科学家研究小麦20°C时光合作用强度与光照强度的关系，得到如下图所示曲线，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．随着环境温度的升高，cd段位置不断上移
B．a点时的叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
C．其他条件适宜，当植物缺Mg时，b点将向右移动
D．外界条件均适宜时，c点后小麦光合作用强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
答案　A
解析　本题考查的是光照强度、矿质元素、温度及植物内部因素对光合作用的影响情况。酶的活性受温度的影响，随着环境温度的升高，二氧化碳的吸收量会有所增加，但不会不断升高，在超过最适温度后有所下降；a点时因没有光照，叶肉细胞只进行呼吸作用，产生ATP的细胞器只有线粒体；当植物缺Mg时，叶绿素减少，光反应减弱，暗反应合成的有机物减少，b点将向右移动；c点之后限制光合作用的因素是暗反应，可能与叶绿体中酶的数量有关。
13．如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化，a、b、c分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是(　　)
A．水参与c中第二阶段的反应
B．b在叶绿体囊状结构上进行
C．a中产生的O2参与c的第二阶段
D．X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的囊状结构
答案　A
解析　通过图解可以判断：a表示光反应过程；b表示暗反应过程，此过程发生在叶绿体基质中；c表示有氧呼吸。水参与有氧呼吸的第二阶段；光反应产生的氧气参与有氧呼吸的第三阶段；X代表ATP，ATP应从叶绿体的囊状结构移向叶绿体的基质。
14．(2010·青岛)抽除叶片中的空气后，将叶片放入盛有新制的冷开水的三角瓶中，研究环境因子对光合作用的影响。下表4组中可以说明CO2对光合作用影响的是(　　)
1 光照 20℃水浴 新制的冷开水
2 厚纸遮光 20℃水浴 加少许NaHCO3粉末
3 光照 冰水降温 加少许NaHCO3粉末
4 光照 20℃水浴 加少许NaHCO3粉末
A.1号
B．2号和4号
C．1号和4号
D．3号和4号
答案　C
解析　研究“CO2对光合作用的影响”实验：实验组有CO2，对照组无CO2，其他变量如光照、温度等均相同。
15．(2010·广州)下列有关科学家的经典研究中，采取了同位素示踪法的是(　　)
①恩格尔曼发现光合作用的部位
②梅耶指出植物通过光合作用把光能转换为化学能
③鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2来自水
④卡尔文探明了CO2中的碳在光合作用中的转移途径
A．①③
B．②④
C．①②
D．③④
答案　D
解析　同位素示踪法借助于同位素原子在化合物中的转移来实现示踪，③④正确。
二、非选择题
16．如图甲表示A、B两种植物光合速率随光照强度改变的变化曲线，图乙表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。
请分析回答：
(1)在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是________。
(2)图甲中的“a”点表示________________。如果以缺镁的完全营养液培养A植物幼苗，则b点的移动方向是________。
(3)在c点时，叶绿体中ADP的移动方向是从________向________方向移动。如下图所示中与c点相符合的是________。
(4)e点与d点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________；e点与f点相比较，e点时叶肉细胞中C3的含量________。(填“高”、“低”或“基本一致”)
(5)当光照强度为g时，比较植物A、B的有机物积累速率M1、M2的大小和有机物合成速率N1、N2的大小，结果应分别为M1________M2、N1________N2。
(6)增施农家肥可以提高光合效率的原因是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
答案　(1)A　(2)植物的呼吸作用速率　向右
(3)叶绿体基质　类囊体薄膜　D
(4)低　高　(5)＝　>
(6)农家肥被微生物分解后为农作物提供CO2；提供矿质元素；促进土壤微生物的活动，提高土壤的通气性，促进植物对矿质元素的吸收(答出任意两项即可)
解析　在较长时间连续阴雨的环境中，生长受到显著影响的植物是阳生植物，所以为A。图甲中a点时光照为零，所以a表示植物的呼吸作用速率。若缺Mg无法合成叶绿素，则b点右移。在c点时光合作用已达最强，所以ADP移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜；e点与d点相比，e点的光照强度大，所以C3含量低，e点与f点比，e点CO2浓度大，所以C3的含量高。g点是A与B曲线的交点，所以此时M1＝M2，而N1>N2。
17．(2010·潍坊)玉米是我省主要的农作物，常用作农业科研的重要材料。图一表示玉米细胞的某一生理状态，图二表示两个环境因素对光合速率的影响情况。请据图回答：
(1)图一所示生理状态____________(能/不能)在图二曲线中找到对应点，若玉米长期处于图一所示生理状态则不能正常生长，原因是________________________________________。
(2)请在图一中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。
(3)图二中M点限制光合速率的主要因素是____________，b点以后的主要限制因素是____________。
(4)图二中两个环境因素影响的光合作用过程分别是____________；____________。请根据图2信息，提出一项增加大田玉米产量的可行性建议：__________________________________________。
答案　(1)能　光合作用强度小于呼吸作用强度，有机物不能积累
(2)
(3)光照强度　CO2浓度
(4)光照强度影响光反应　CO2浓度影响暗反应　合理密植、增施有机肥等
18．(2010·济南)用含14C标记的CO2提供给绿藻进行光合作用，分别测定(CH2O)、C5和C3中14C的含量，图A、图B表示一部分实验结果，曲线a、b、c分别表示(CH2O)、C5和C3三种化合物中的一种。回答下列问题：
(1)曲线a、b、c分别表示____________、____________、____________。
(2)根据图A的实验分析，光合作用固定的14C的总量在光照时间内直线上升，但化合物a、b中的14C 量基本不变，其原因是____________。
(3)图A中，当变黑暗时，化合物a中14C量突然增加的原因是________________________________。
(4)图B中，化合物b的14C量在CO2突然降低时而一时增加，其原因是______________________________________________________________。
答案　(1)C3　C5　(CH2O)
(2)化合物a、b(或C3、C5)合成量和转变成其他化合物的量相等(C5固定CO2，还原C3成C5呈动态平衡)
(3)由化合物a转变成其他化合物(或还原C5)的反应停止，而生成化合物a(或C3)正常进行而积累
(4)生成化合物b的反应正常进行，由化合物b转变成其他化合物(或C5固定CO2)的反应减慢，化合物b(或C5)被利用减少而积累