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1、练案10必修1第三单元细胞的能量供应和利用第10讲光合作用一、选择题1.以下图1、2、3为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展（图1中叶片黄白色部 分不含叶绿体）。以下表达错误的选项是（D ）图1图2图3A.图1中b和c部位对照，可以说明光合作用需要光照；a和b部位对照，可以说明光 合作用需要叶绿体B.图2实验运用了同位素标记技术，该实验的目的是探究光合作用产生的氧气的来源C.图3实验选择叶绿体呈螺旋带状排列的水绵主要是便于观察D.图3实验主要根据厌氧细菌的分布来证明叶绿体是光合作用的场所解析图3实验结果是需氧细菌分布于叶绿体被光束照射的部位，由此证明叶绿体是 光合作用的场所，02是由叶绿
2、体释放出来的。2.用14co2 “饲喂”叶肉细胞，让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后，关闭光 源，将叶肉细胞置于黑暗环境中，含放射性的C3浓度的变化情况如下图。以下相关表达错赵爱US型品轻依给细胞提供气02A.叶肉细胞利用14co2的场所是叶绿体基质B. 0a段叶肉细胞中C5浓度有所下降C. ab段C3浓度不变的原因是14co2消耗殆尽D. b点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶肉细胞内不能继续合成NADPH和ATP解析叶肉细胞暗反响阶段利用MC02,场所是叶绿体基质；0a段叶肉细胞中C3浓度 上升，说明消耗的C5增加，故C5浓度有所下降；ab段C3浓度不变的原因不是1十。2消耗殆 尽，而是
3、C3生成的量与被还原的量基本相等；b点后曲线上升是因为黑暗条件下，叶绿体基 粒不能继续产生NADPH和ATP, C3的还原受阻，因此其浓度有所上升。3.沙拐枣是荒漠地区优良的固沙植物，叶片退化为线状，具有能够进行光合作用的绿色 枝。某实验小组测定了温度对沙拐枣绿色枝吸收和释放C02速率的影响，结果如下表所示。以下表达错误的选项是（D ）A.叶片退化为线状可减小叶片外表积以减少水分的散失量温度（）253035404550黑暗条件下CO2释 放速率（mg/gh）3.14.04.97.39.810.2光照条件下CO2 吸收速率（mg/gh）9.210.27.86.24.92.2B. 30 不是绿色枝
4、真正光合作用的最适温度C.探究绿色枝呼吸酶的最适温度应进一步扩大温度范围并缩小温度梯度D. 40。时绿色枝在光照黑暗各12h条件下能积累有机物解析叶片退化为线状可减小叶片外表积以减少水分的散失量，A正确；真正光合作 用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，所以45 C绿色枝真正光合作用最大是真正光合 作用的最适温度，B正确；由于随着温度的上升呼吸作用一直在上升，没有出现下降的趋势, 所以探究绿色枝呼吸酶的最适温度应进一步扩大温度范围并缩小温度梯度，C正确；40。：时 绿色枝在光照黑暗各12h条件下，该植物的有机物积累量= 12X（6.2 7.3） = 13.2mg/gh 0,消耗有机物，D错误。
5、4.在适宜温度和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓 度的关系如下图，以下说法正确的选项是（A ）o a bCO2浓度A.在CO2浓度低于b的环境中植物乙比植物甲生长得更好B. CCh浓度大于a时，甲才能进行光合作用C.适当增加光照强度，a点将右移D. C02浓度为b时，甲、乙植物的实际光合作用强度相等解析据图分析，可知在C02浓度低于b的环境中，植物乙比植物甲生长得更好；C02 浓度等于a时，甲的光合作用速率与细胞呼吸速率相等；适当增加光照强度，光合作用增强, 那么a点将左移；C02浓度为b时，甲、乙两种植物的净光合作用强度相等，但是甲、乙的细 胞呼吸强度与实际光
6、合作用强度不一定相等。5 .（2017全国卷丙）植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反响 （如。2的释放）来绘制的。以下表达错误的选项是（A ）A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反响中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用C02的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640660 nm波长光下释放是由叶绿素参与光合作用引起的解析类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不能吸收红光，A项错误；通过测量叶绿素对不 同波长光的吸收值，可以绘制其吸收光谱，B项正确；CCh的吸收速率反映光合作用速率的 变化，光合作用的作用光谱也可用C
7、O2的吸收速率随光波长的变化来表示，C项正确；640 660 nm波长的光属于红光，叶绿素可以吸收红光，将水分解成氧和H,氧直接以分子的形 式释放出去，D项正确。6 .图甲为黑藻在适宜温度下释放速率随光照强度的变化。图乙是将黑藻放在适宜温 度的密闭环境（不同时间内光照强度不同）中，测得的密闭环境中CO2浓度随时间的变化情况。 以下表达错误的选项是（A ）%释放速率（相对值）CO2浓度（相对值）8L1n.I1 fotti口皿口uu”_2光照强度（相对值） 0 2 4 6 8 10 12时间/h0 1 2 3 4 5 6 7 8甲乙A.图甲中，当光照强度相对值为2时，黑藻的02产生速率相对值为08
8、 .图甲中，当光照强度相对值为7时，假设要提高黑藻光合速率，可适当增加CCh浓度C.图乙中黑藻的光合速率等于呼吸速率的时间段是46 h、810hD.由图乙分析，黑藻在该密闭环境中经过12 h后有机物的含量上升解析图甲中，当光照强度相对值为0时，黑藻的。2吸收速率相对值为2,说明黑藻 在黑暗条件下的呼吸速率相对值为2,当光照强度相对值为2时，黑藻的02产生速率等于黑 藻的呼吸速率，故此时黑藻的02产生速率相对值为2；图甲中光照强度相对值为7时，黑藻 光合速率已到达最大，此时限制光合速率的因素不再是光照强度，题干显示相关数据是在适 宜的温度条件下测得的，故此时限制光合速率的因素应是C02浓度，此时
9、假设要提高黑藻光合 速率，可适当提高C02浓度；图乙实验过程中46h与810h两个时间段内密闭环境中的 CO2浓度均未发生变化，说明46h、810h这两个时间段内黑藻的细胞呼吸速率均与光合 速率相等；通过比拟实验起始时和结束时对应密闭环境中的CO2浓度，可直接判断植物体内 的有机物总量变化情况：假设结束时高于起始时，那么植物体内的有机物总量减少；假设结束时低 于起始时，那么植物体内的有机物总量增加；假设结束时与起始时基本持平，那么植物体内的有机 物总量基本不变，根据图乙可知，实验12h后密闭环境中的CCh浓度低于起始时的，说明植 物体内有机物的含量上升。9 .图甲中，A、B分别为培植于无色透明
10、气球内、质量相等的某植物幼苗，气球可膨胀、 收缩，其中B已死亡。气球内的培养液中均含CCh缓冲液（维持气球内CO2浓度不变），初始时指针指向正中零的位置。图乙为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关 系曲线，每次实验后指针复零。以下相关描述不正确的选项是（D ）甲e距离/cm 乙A.在适宜光照条件下，指针将向右偏转10 该实验的自变量为光照强度，c点的含义为单位时间内02释放量最大C.ce段说明随灯泡到水面距离的增大，单位时间内02释放量减少D. f点与a、b、c、d点的指针的偏转方向相同，但数值较小解析在适宜光照条件下，光合作用速率大于细胞呼吸速率，有02的释放，此时A侧 浮力增
11、大，指针将向右偏转；实验研究光照强度对光合作用的影响，实验的自变量为光照强 度，c点表示单位时间内02释放量最大，此时净光合速率最大；据曲线图分析可知，ce段随 灯泡到水面距离的增大，单位时间内02释放量减少；f点与a、b、c、d点相比，细胞呼吸速 率大于光合作用速率，气球内气体量减少，因此指针的偏转方向相反。8 . （2017.北京卷）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特 性理解错误的选项是（D ）A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高9 .净光合作用的最适温度约为25 C.在025 范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是10-
12、50 解析由图分析知，呼吸作用的最适温度是552左右，光合作用的最适温度是30寸 左右，A项正确。当温度约为25 C时，CO2的净吸收量最大，所以该温度为净光合作用的 最适温度，B项正确。根据总光合速率、呼吸速率与温度关系图可知，025七范围内，总 光合速率增加程度比呼吸速率大，温度对光合速率影响比呼吸速率大，C项正确。超过45 时净光合速率为负值，没有有机物积累，植物不能正常生长，D项错误。10 甲图表示植物叶片气体交换速率与光照强度变化的关系，乙图表示不同光照条件下叶片与外界净气体交换模式图，乙图各模式图与甲图中a、b、c、d、e点的对应关系是（A ）二氧化碳二氧化碳 净吸入量净释放景二氧
13、化碳二氧化碳 净吸入量净释放景暗黜ta光照强度注：图乙中箭头的粗细表示气体量的多少A.B.C.D.解析分析题图：a点时，植物只进行细胞呼吸，因此吸收02,释放C02,对应乙图 中；b点时，植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且呼吸速率大于光合速率，所以此时细 胞吸收02,释放C02,但量要比a点少，对应；c点时，植物同时进行细胞呼吸和光合作 用，且呼吸速率等于光合速率，所以此时细胞不与外界进行气体交换，对应乙图中；d点 时，植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且呼吸速率小于光合速率，所以此时细胞需要从外 界吸收C02,释放。2,对应乙图中；e点时，植物同时进行细胞呼吸和光合作用，且呼吸 速率小于光合速
14、率，光合速率到达最大值，所以此时细胞需要从外界吸收C02,释放。2,比 多，对应乙图中，应选A。11 .（不定项）以下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，以下假设条件中能 使图中结果不成立的是（ABC ）净光合速率(相对单位)净光合速率(相对单位)A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高C02浓度，乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CCh浓度，乙表示较低C02浓度解析随着CO2浓度的增大，净光合速率先增大后趋于稳定，但由于净光合速率最大 时对应着一个温度，即最适温度，低于或高
15、于此温度，净光合速率都将下降，所以无法确定 在C02浓度足够大时，甲、乙温度的高低，A错误；植物进行光合作用存在最适温度，高于 最适温度后，净光合速率减小，所以随着温度升高，净光合速率应先升高后降低，B错误； 由于光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在相应光波长时，植物的净光合速率存在峰值，不应 呈现先升高后趋于稳定的状态，且光波长一定时，较高温度下的净光合速率不一定较高，C 错误；随着光照强度的增加，净光合速率先增大后趋于稳定，在光照强度足够强时，较高的 C02浓度下净光合速率较大，D正确。12 .（不定项）以下图表示植物细胞代谢的局部过程，为相关生理过程。以下有关叙 述错误的选项是（CD ）A.
16、假设植物缺Mg,那么首先会受到显著影响的是B.的进行与密切相关，与无直接关系C.蓝细菌细胞中发生在类囊体膜上，发生在叶绿体基质中D.叶肉细胞中。2的产生量小于中。2的吸收量，那么该细胞内有机物的总量将增加解析Mg是合成叶绿素的成分，光反响阶段需要叶绿素吸收光能，假设植物缺Mg,那么 叶绿素的合成受到影响，首先会受到显著影响的生理过程是（光反响过程）；植物细胞的 过程是吸收矿质元素离子的过程，是主动运输过程，需要消耗能量，故与细胞呼吸过程 密切相关，与（光反响过程）无直接关系；蓝细菌细胞是原核细胞，没有叶绿体，其光合作 用发生在光合片层上；图中（光反响过程）中02的产生量小于（有氧呼吸过程）中。
17、2的吸收 量，那么净光合作用量0,该植物体内有机物的量将减少。13 .（不定项）甲图表示适宜温度下衣藻的02释放速率与光照强度的关系；在适宜温度下, 每两小时测一次衣藻培养液中C02浓度的相对值，结果如图乙所示。以下表达正确的选项是 （ABC ）A.甲图中光照强度相对值低于4时，影响衣藻光合作用强度的主要因素是光照强度B.甲图中光照强度相对值为7时，提高C02浓度一般会使衣藻的光合作用强度增大C.假设乙图中有两小时没有光照，最可能是24 h时间段D.乙图中假设呼吸强度不变，46 h的平均光照强度大于810 h的平均光照强度解析甲图中光照强度相对值低于4时，衣藻光合作用还未到达饱和，因此影响衣藻
18、 光合作用的主要因素是光照强度；甲图中光照强度相对值为7时，衣藻光合作用到达饱和， 提高C02浓度可以提高光合作用强度；乙图中24hCO2浓度增加，可能是没有光照，植物 只进行细胞呼吸；46h和810h衣藻光合作用强度和细胞呼吸强度相等，但46hCO2 浓度更高，因此此时光照强度更小，D项错误。三、非选择题14 .小球藻是研究光合作用的良好材料，鲁宾和卡门、卡尔文都是利用小球藻取得重大 的研究成果。图甲表示某同学利用小球藻研究光合作用的装置，图乙是在其他条件适宜的情 况下测定的。2吸收速率示意图。请结合有关知识回答以下问题：0,浓度灵敏测定仪卜球藻已言AaHCO,溶液（1）鲁宾和卡门、卡尔文利
19、用小球藻进行光合作用研究时都利用到的方法是一同位素示踪 法_，为了保证小球藻正常的生长繁殖，图甲装置培养瓶中应再补充的物质是一无机盐（或矿 质元素）_。叶肉细胞中， NADPH和ATP既是光反响的产物,又参与暗反响。（2）黑藻属于高笠_（填“高等”或“低等”）植物，与小球藻相比，细胞结构上的主要 不同点在于黑藻一没有中心体_ ；炎热夏天，池塘中的水温过高导致黑藻的光合速率下降， 主要原因是温度过高导致有关酶的活性下除与图乙曲线形成有关的两种细胞器是一线 粒体和叶绿体（缺一不可（3）图乙中，NaHCO?溶液浓度偏高而导致光合作用异常的是cf段,be段细胞叶绿体 中C3的含量一增力口（填“增加”“
20、减少”或“不变”（4）假设用图甲装置探究光照强度对光合作用的影响，请结合题中信息写出实验设计思路： _取多套图甲装置，加入图乙c点对应的NaHCCh溶液浓度（或适宜浓度），放在相同且适宜 的温度环境中，调整台灯的亮度不同（或调整台灯与培养瓶的距离），测定02释放量（其他合理 答案也可）。解析（1）在探究光合作用的发现过程实验中，鲁宾和卡门、卡尔文都利用了同位素示 踪的实验方法；植物光合作用需要的条件有光照、水、无机盐、二氧化碳等，图甲装置可以 为小球藻光合作用提供光照、二氧化碳、水等条件，在培养瓶中还应该补充无机盐。（2）图乙 氧气的吸收量与光合作用和细胞呼吸的大小有关，因此与图示曲线形成有关
21、的两种细胞器是 线粒体和叶绿体。（3）碳酸氢钠可以为小球藻光合作用提供二氧化碳，随着碳酸氢钠浓度的增 加，氧气的吸收量应该先逐渐降低后维持相对稳定，因此图乙中cf段出现了异常；be段随着 碳酸氢钠浓度的增加，二氧化碳的固定增加，而C3的还原基本不变，因此细胞叶绿体中C3 的含量增加。（4）实验设计思路：取多套图甲装置（选取适当的材料）一加入图乙c点对应的 NaHCCh溶液浓度（或适宜浓度），放在相同且适宜温度环境中，调整台灯的亮度不同（进行控 制变量等适当的处理）一测定02释放量（观察、测定、记录、分析或比拟因变量）。15 .植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细
22、胞吸收。2,释放C02。由于这种反响需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸。Rubisco 是一个双功能的酶，具有催化竣化反响和加氧反响两种功能。RuBP（l,5二磷酸核酮糖，C5） 既可与CO2结合，经此酶催化生成PGA（3 一磷酸甘油酸，C）进行光合作用；又可与。2在 此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（2一磷酸乙醇酸，C*,进行光呼吸。具体过程如下 图所示。（l）Rubisco在光照条件下，可以催化RuBP与CCh生成PGA,再利用光反响产生的NADPH 将其还原;也可以催化RuBP与。2反响。推测。2与C02比值高_（填“高” 或“低”）时，有利于光呼吸而不利于光合作用。（
23、2）请写出鉴定Rubisco的化学本质是否是蛋白质的两种生物学方法。第一种方法是用 双缩胭试剂检验;第二种方法是用一蛋白酶检验。（3）比拟细胞呼吸和光呼吸的区别，写出你进行比拟的角度（至少写出三个方面）：一对光 的要求、进行部位、底物、产物、能量状况、反响条件等。（4）某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收C02的速率和遮光（完全黑暗）后 释放C02的速率。吸收或释放C02的速率随时间变化趋势的示意图如下（吸收或释放C02的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放C02的量）。遮光时间吸 收 co2 速 率释 放 co, 速 率在光照条件下，图形A + B+C的面积表示该植物在一定时
24、间内单位面积叶片光食传用固定C02的总量_，其中图形B的面积表示细胞呼吸释放的C02量_，图形C的面积 表示_光呼吸释放的C02量一0解析（l）Rubisco在光照条件下，可以催化RuBP与CO2生成PGA,这是暗反响中的 C02的固定，形成的是C3, C3的还原要利用光反响产生的NADPH； Rubisco在光照条件下,也可以催化RuBP与02反响。2多时，与。2结合的可能性更大，推测。2与CO2比值高时, 有利于光呼吸而不利于光合作用。（2）鉴定蛋白质的两种生物学方法：第一种方法是用双缩胭 试剂检验，如果是蛋白质，会呈现紫色；第二种方法是用蛋白酶检验，如果该物质发生了水 解，那么说明该物质的化学本质是蛋白质。（3）细胞呼吸和光呼吸的区别比拟的角度有对光的要 求、进行部位、底物、产物、能量状况、反响条件等。（4）分析图示可知，在光照条件下，只 有光合作用吸收C02,但光呼吸和呼吸作用均在进行，且释放CO2,故图形A+B+C的面 积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定C02的总量，其中图形B的面积表示 细胞呼吸释放的C02量，图形C的面积表示光呼吸释放的C02量。