科学·技术·社会　酶为生活添姿彩优秀教学设计

第三讲

光合作用

|||| 课后巩固

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[P249] A组

基础过关

1．(2015·江苏淮安市高三第二次调研)下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行的实验流程，相关叙述错误的是( C )

A．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同

B．两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色

C．两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域

D．在做提取韭黄色素的实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大

解析：纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散速度快；光下生长的韭菜叶绿体中含有四种色素：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)，避光生长的韭黄只含有两种色素：胡萝卜素、叶黄素；叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，故两组实验的结果②中吸收光谱最明显的差异出现在红光区域；研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大。

2．(2015·山东诊断)下图乙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叶圆片，再用气泵抽出叶片内的气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(如图甲)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是( C )

A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小

B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间

C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降

D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用

解析：读图可知，叶圆片上浮的原因是光合作用释放的氧气形成气泡。曲线ab段说明随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率增加，释放的氧气变多；bc段的限制因素不是NaHCO3溶液浓度，而是其他条件；c点以后外界溶液浓度过高，导致细胞失水，活性降低；光合作用可以为叶片的呼吸作用提供氧气。

3．(2015·吉林模拟)图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为A、B、C、D时，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝藻光合速率与光照强度的关系，下列说法正确的是( B )

A．图甲中，光照强度为B时，光合速率等于呼吸速率

B．图甲中，光照强度为D时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2

C．图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体

D．图乙中，限制E、F、G点光合作用速率的因素主要是光照强度

解析：分析图甲可知，光照强度为B时，CO2释放量和O2产生总量相等，都为3个单位，呼吸作用释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用，剩余部分释放到外界，说明此时呼吸作用大于光合作用，A错误；光照强度为D时，水稻叶肉细胞光合速率大于呼吸速率，光照强度为A时，CO2释放量即为呼吸速率，则光照强度为D时，O2产生总量为8个单位，需要消耗的CO2也为8个单位，所以单位时间内需从外界吸收CO2为2个单位，B正确；蓝藻为原核生物，无线粒体和叶绿体，C错误；图乙中，限制G点光合速率的因素不是光照强度，可能是CO2浓度及温度等，D错误。

4．(2016·吉林模拟)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，结果如下表。经分析可知，下列叙述不正确的是( B )

温度

－

2.7

t2

6.0

t3

12.5

t4

12.0 氧气相对值/mg·h1

t1

光照下O2的增加值

2.0 4.0 8.0 12.0 黑暗下O2的消耗值

A.在实验的温度范围内，呼吸作用强度随着温度的升高而升高

B．在实验的四种温度下，植物在t3温度时经光合作用制造的有机物的量最多

C．光照相同时间后，t4温度下装置内O2的增加量与细胞呼吸消耗的O2量相等

D．在实验的四种温度下，若均给予24小时光照，植物有机物的积累量均大于0 解析：黑暗下O2的消耗值代表呼吸速率，据表格分析，在实验的温度范围内，随着温度升高，呼吸速率上升，A正确；光照下O2的增加值是指净光合速率，实际光合速率＝净－光合速率＋呼吸速率，t3温度下实际光合速率＝12.5＋8.0＝20.5 mg·h1，t4温度下实际光合－速率＝12＋12＝24 mg·h1，故植物在t4温度时经光合作用制造的有机物的量最多，B错误；－光照相同时间后，t4温度下装置内O2的增加量为12 mg·h1，细胞呼吸消耗的O2量也是12 －mg·h1，C正确。在实验的四种温度下，光照下O2的增加值是指净光合速率，根据表中数据净光合速率都大于0，D正确。

5．(2016·合肥模拟)将生长旺盛的某农作物植株培养在密闭、透光的玻璃罩内，在温度适宜恒定条件下，测得晴朗的一昼夜钟罩内CO2浓度变化曲线如图所示。以下分析正确的是( B )

A．ab段随着光照强度逐渐增加，光合速率不断提高

B．bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2

C．cd段密闭钟罩内氧气含量充足，呼吸速率不断提高

D．d点后呼吸速率减慢是因为温度较低而影响酶的活性

解析：ab段随着光照强度逐渐增加，密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低，植物的光合速率大于呼吸速率，但是下降幅度逐渐平缓，光合速率不断减慢，A错误；密闭钟罩中的起始CO2浓度可以看成是大气中的CO2浓度，通过ab段光合作用的进行，密闭钟罩中的CO2浓度逐渐降低，bc段密闭钟罩中的CO2浓度低于大气中的CO2浓度，B正确；呼吸速率不仅受氧气含量的限制，还受体内呼吸酶量的限制，cd段密闭钟罩中的CO2浓度增加，植物的光合速率小于呼吸速率，但是上升幅度逐渐平缓，故呼吸速率逐渐减慢，C错误；题干中温度适宜恒定，d点后呼吸速率减慢是密闭环境中氧气不足所致，D错误。

6．如图表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，两种植物的叶片在不同CO2浓度下的CO2净吸收速率，下列叙述正确的是( D )

－A．植物B在浓度大于100×106后，才开始进行光合作用

B．两种植物差异的根本原因是相关酶不同

C．在适宜温度、水分和一定的光照强度下，将植物A和植物B放在密闭的玻璃罩中，植物B正常生长时间长

D．两条曲线交叉点代表植物A和植物B积累的有机物一样多

解析：CO2的净吸收速率等于光合速率与呼吸速率的差值，当其值为0时，说明光合速率等于呼吸速率，并不是没有光合作用，A错误；两种植物差异的根本原因是DNA不同，B错误；植物A在低CO2浓度条件下就能够达到光补偿点，植物B则需要较高浓度的CO2才可达到光补偿点，所以在密闭玻璃罩内植物A正常生长时间长，C错误；两条曲线交叉时，说明A、B两种植物净光合速率相等，即有机物的积累量相等，D正确。

7．(2016·辽宁五校联考)用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉，下列错误的结论是( D ) A．光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O B．光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2

C．有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2

D．有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6

解析：光合作用过程中产生的氧气产生来自光反应过程中水的光解，因此产物O2中的O全部来自原料中的H2O，A正确；光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段，其中的O全部来自原料中的CO2，B正确；有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段由[H]与氧

气结合形成的，因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2，C正确；有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的，丙酮酸是葡萄糖分解产生的，因此有氧呼吸的产物CO2中的O自原料中的C6H12O6和水，D错误。

8．(2015·湖南岳阳一中高三上第三次月考)某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。右图表示该植物在25 ℃时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30 ℃(原光照强度和CO2浓度等不变)，从理论上分析，图中相应点的移动应该是( C )

A．a点上移，b点左移，m值上移

B．a点不移，b点左移，m值不变

C．a点下移，b点右移，m值下移

D．a点下移，b点不移，m值上移

解析：根据题意和图示分析可知：温度从25 ℃提高到30 ℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快．图中a点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点下移；b点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速率加快，光合作用减慢，故b点右移；m值对应的点表示光饱和点，现光合速率减慢，故m值下降。

9．(2016·湖北名校联考)下图为光合作用和呼吸作用之间的能量转变图解。下列有关该图的说法中正确的是( A )

A．耗氧量相同的情况下，同一植株的绿色细胞和非绿色细胞产生ATP的量可能相同

B．光合作用光反应阶段产生的[H]只来自水，而呼吸作用产生的[H]只来自有机物

C．只有在强光下同一叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳才直接供自身光合作用利用

D．在强光下一株植物叶片上的所有细胞都能进行上图中所示的全部过程

解析：耗氧量相同的情况下，同一植株细胞呼吸作用相同，产生的ATP可能相同，如夜间，A正确；呼吸作用产生的[H]来自有机物和水，B错误；叶肉细胞呼吸作用产生的二氧化碳优先供自身光合作用利用，C错误。叶表皮细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，D错误。

10．某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验，连续48小时测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收速率，得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定)，据图分析正确的是( C )

A．图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有3个

B．绿色植物CO2吸收速率达到最大的时刻是第45小时

C．实验开始的前24小时比后24小时的平均光照强度弱

D．实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所是线粒体和叶绿体

解析：图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合速率相等。根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在第6、18、30、42小时，A错误；据曲线分析，CO2吸收速率最大时对应的时间是第36小时，B错误；由曲线图看出，前24小时比后24小时的平均CO2吸收速率低，因此，前24小时比后24小时的平均光照强度弱，C正确；实验全过程叶肉细胞内产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体和叶绿体，D错误。

B组

能力提升

11．(2016·开封模拟)甲图中，A、B分别为培植于无色透明气球内、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CO2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。乙图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，每次实验后指针恢复零。下列叙述不正确的是( D )

A．在适宜光照条件下，指针将向右偏转

B．该实验的自变量为光照强度，c点的含义为O2释放量最大

C．ce段说明随灯光距离的增大，O2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，光合作用大于呼吸作用，有氧气的净释放，此时A侧浮力增大，指针向右偏转，A正确；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O2释放量最大，净光合速率最大，B正确；ce段说明随着灯光距离的增大，氧气的释放量减少，C正确；f点细胞呼吸速率大于光合速率，气球内气体量减少，指针的偏转方向与a、b、c、d点的指针偏转方向相反，D错误。

12．(2016·江西赣州联考)图甲表示某作物相对光合速率(即净光合速率)与叶龄的关系，A点表示幼叶呈折叠状，B点表示叶充分展开。图乙中曲线1、2分别表示该作物在适宜的光照强度下的实际光合量和净光合量。下列叙述错误的是( D )

A．由甲图分析，由于幼叶呈折叠状，光合色素含量少，吸收光能少，光合作用所需酶的含量可能较少，导致幼叶的相对光合速率较低

B．甲图中CD段相对光合速率明显下降的主要原因是叶绿素含量减少，光合作用所需的酶活性降低

C．由乙图分析，最有利于积累有机物的温度是25 ℃

D．若该植物生活在12小时光照，12小时黑暗的环境中，35 ℃时该植物仍能正常生长

解析：叶绿素的合成与光照有关，幼叶呈折叠状，光合色素含量少，吸收光能少，光合作用所需酶的含量可能较少，幼叶相对光合速率较低，A正确；叶龄增加，叶片衰老，酶活性降低，叶绿素分解，叶片变黄，相对光合作用减弱，B正确；图乙中曲线1、2分别表示该作物在适宜的光照强度下的实际光合量和净光合量，25 ℃时净光合作用最大，最有利于－有机物的积累，C正确；35 ℃时实际光合作用合成的有机物的量是40 mg·h1，净光合作用－－合成的有机物的量是20 mg·h1，呼吸作用消耗有机物的量是40－20＝20 mg·h1，若该作物生活在12小时光照，12小时黑暗的环境中，有机物积累量是20×12－20×12＝0，有机物不积累，植物不能正常生长，D错。

13．某植物放置在密闭的玻璃钟罩中，首先将其放在光照下，然后突然置于黑暗室内一段时间，然后再开启室内光源，测得密闭容器中CO2含量的变化如图。下列叙述不正确的是( D )

A．BC段表示植物处于黑暗中玻璃钟罩内CO2含量的变化

B．DE段表示该植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等

C．B点植物积累的有机物比D点多

D．B→C的过程中，光合作用产生的[H]的含量是上升的

解析：分析图形可知，AB段是处于光照条件下CO2含量的变化，BC段是处于黑暗中CO2含量的变化，CE段是开启室内光源后CO2含量的变化；DE段CO2含量不变，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度；B点CO2含量比D点低，故B点植物积累的有机物比D点多；BC段无光照，光反应产生的[H]被消耗，此时[H]的含量降低。

14．(2013·重庆)下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是( D )

(注：箭头所指为处理开始时间) A．t1→t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2

释放增多

B．t2→t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2

时刻增加光照，光合速率将再提高

C．t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果

D．t4

后短暂时间内，叶绿体中ADP 和Pi 含量升高，C3

化合物还原后的直接产物含量降低

解析：光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体薄膜上而不是叶绿体基质中，A项错误；图示t2→t3，限制光合作用的主要因素是CO2浓度而不是光照强度，在t2时刻增加光照，光合速率不再提高，B项错误；充足光照条件下，在t3时刻补充CO2，光照强度不变，暗反应增强，消耗光反应产物[H]和ATP的量增加，一定程度增强了光反应速率，C项错误；将充

足光照下的植物置于暗处，短时间内叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3还原后的直接产物含量降低，D项正确。

C组

综合应用

15．(2016·湖南衡阳五校联考)请回答下列有关植物生命活动的问题：

(1)上图为植物光合作用过程示意图。③过程进行的场所是

叶绿体基质

。

(2)在光合作用中，过程②能为过程③提供

ATP和[H]

(填物质)。如果在其他条件都适宜的情况下，突然除去图中的X，则短时间内C5的含量变化是

增加

。

(3)请写出光合作用的总反应式：

CO2＋H2O――→

叶绿体(CH2O)＋O2

。

(4)从经过饥饿处理的某植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称其干重。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析(实验过程中光照适宜，温度不变)：

光能

①叶圆片Y比叶圆片X

重

(填“轻”或“重”)，原因是

经过光照后叶片通过光合作用积累了有机物，重量增加

。

②在下午4时至晚上10时这段时间里，叶圆片Z的呼吸作用消耗量可表示为

y－z

g。

③如果实验过程中叶片的呼吸作用速率不变，则从上午10时到下午4时这段时间里，叶圆片Y制造的有机物的量可表示为

2y－x－z

g。

解析：由图可知，①是C3的还原，②是光反应，③是暗反应。X为CO2。(1)暗反应进行的场所是叶绿体基质。(2)在光合作用中，光反应过程能为暗反应过程提供ATP和[H]。如果在其他条件都适宜的情况下，突然除去CO2，则短时间内C5的含量增加。(3)光合作用的总反应式为CO2＋H2O――→(CH2O)＋O2。(4)①Y经过了光合作用，从而积累了一些有机物，叶绿体在都进行呼吸作用的前提下，所以实验中的Y圆片要比X圆片重。②在下午4时至晚上10时这段时间里，植物在黑暗条件下只进行呼吸作用，因此呼吸作用消耗量可表示为(y－z) g。③下午4时到晚上10时呼吸作用所用去的有机物的量是(y－z) g，上午10时到下午4时的时间间隔和下午4时到晚上10时的时间间隔都是6个小时。可确定上午10时到下午4时一个叶圆片呼吸所消耗的有机物量也是(y－z) g，真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率，一个叶圆片制造的有机物总量为y－x＋y－z＝(2y－x－z) g。

16．(2016·浙江嘉兴名校联考)下图是测定绿色植物光合作用速率的实验装置示意图，广口瓶中装有碳酸氢钠溶液以维持溶液中二氧化碳浓度。请回答下列问题：

光能

某兴趣小组利用上述装置探究不同波长的光对光合作用速率的影响，准备了3套装置，在暗室中用等强度(小于光饱和点)的绿光、蓝光、红光的灯源等距离地分别照射1～3号装置，30 min后停止光照，测量光合作用释放的O2体积(mL)。实验结果如下表：

不同性质的光

O2

释放量组次

绿光

蓝光

红光

一

二

三

第1组

第2组

第3组

1.8 1.8 2.0

5.0 5.3 5.0

9.0 8.0 8.0 1.87 5.1 8.3 均值

(1)用这一方法测量得到的为

表观(净)

光合作用速率。由于各组呼吸速率相同，故单位时间内收集的水量可作为

真正(总)

光合速率的指标。

(2)由于二氧化碳浓度和光照强度相同，故

不同波长的光(光的波长)

成为实验结果不同的限制因素。请比较3组叶绿体中ATP和NADPH的浓度大小关系(用组别编号比较)：

3＞2＞1

。

(3)本实验将3套装置放入暗室的目的是

排除室内其他波长的光对实验结果的干扰

。

(4)该实验设计存在不合理之处，请指出其中一处：

没有黑暗条件下的对照组(不同波长的光热效应不同，导致温度难控制或其他合理答案)

。

(5)下图为在红、绿、蓝三种光的不同光照强度和光合速率的关系。

请以上述实验结果为依据，可知曲线

Ⅰ

为蓝光。

解析：(1)黑藻光下同时进行光合作用和细胞呼吸，测量光合作用释放的O2体积为净光合速率(实际光合速率－呼吸速率)。单位时间内收集的水量代表净光合速率，由于各组呼吸速率相同，其可作为实际光合速率的指标。(2)自变量为光的波长，即实验结果不同的限制因素。据表格数据分析，就氧气释放量比较：1组＜2组＜3组，反应时间相同，氧气释放速率代表光反应速率，故3组叶绿体中ATP和NADPH的浓度大小关系为1组＜2组＜3组。(3)本实验将3套装置放入暗室的目的是排除室内其他波长的光对实验结果的干扰；(4)该实验设计不合理之处是没有黑暗条件下的对照组。(5)根据实验结果可知，在相同光照强度下，不同波长对光合速率的影响为：绿光＜蓝光＜红光，故Ⅲ代表绿光，Ⅱ代表红光，Ⅰ代表蓝光。