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课时提升作业(十一)
能量之源——光与光合作用
A卷
(45分钟 100分)
一、选择题(包括10个小题，每个小题5分，共50分)
1.CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2削减，下列叙述中最直接的缘由是
( )
A.CO2不足使固定形成的C3削减
B.C3还原所消耗的ATP和NADPH削减
C.ATP和NADPH削减使光反应分解水削减
D.ADP、Pi、NADP+削减使光反应分解水削减
2.(2022·银川模拟)下图是光合作用过程试验图解。请分析推断下列说法不正确的是 ( )
A.此试验说明叶绿体是进行光合作用的完整结构单位
B.通过装置A、B可以证明光反应发生在类囊体薄膜上
C.通过装置A、C可以证明暗反应发生在叶绿体基质中
D.本试验能证明光反应为暗反应供应了反应必需的条件
3.若下图Ⅰ中装置甲与装置乙敞口培育相同数量的小球藻，光照强度对小球藻产生氧气量的影响绘制成曲线如图Ⅱ(净氧量=光合作用产生的氧气量-细胞呼吸消耗的氧气量)。据图分析，下列叙述不正确的是 ( )
A.P处净氧量为负值，是由于小球藻不进行光合作用，且细胞呼吸消耗氧气
B.Q处净氧量为零，是由于Q处小球藻不进行光合作用
C.甲与乙净氧量差异的缘由是乙小球藻叶绿素合成受阻，影响光合作用
D.由图Ⅱ可知，光照强度可影响光合作用强度
4.(2022·宝鸡模拟)如下图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合速率与光照强度的关系。在y点时转变某条件，结果发生了如曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是 ( )
A.与y点相比较，x点时叶绿体中C3含量低
B.在y点时，适当上升温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C.制约x点的光合速率的因素主要是叶绿体中色素的含量
D.制约z点的光合速率的因素可能是CO2浓度
5.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试验示意图。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
6.下列有关矿质元素与光合作用关系的叙述，不正确的是 ( )
A.Mg是叶绿素的成分，缺Mg不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用
B.N是构成叶绿素、蛋白质、核酸等的成分，N供应不足会使光合速率下降
C.K+、Fe2+对光合作用没有影响，但能影响到植物的其他代谢
D.P对光合作用的影响是格外广泛的，如影响能量转移过程
7.(2022·北京模拟)生长于较弱光照条件下的植物，当提高二氧化碳浓度时，其光合速率并未随之增加，主要限制因素可能是 ( )
A.细胞呼吸和暗反应 B.光反应
C.暗反应 D.细胞呼吸
8.(2022·灵宝模拟)农科所技术员争辩温度对某蔬菜新品种产量的影响，将试验结果绘制成如下曲线。据此得出以下结论，你认为合理的是 ( )
A.催化光合作用酶的最适温度高于催化细胞呼吸酶的最适温度
B.如图阴影部分表示5℃～35℃时蔬菜的净光合速率小于零
C.光照越强，该蔬菜新品种的产量越高
D.温室栽培该蔬菜时温度最好把握在25℃～30℃
9.(2022·衡水模拟)如图表示高等植物细胞的两个重要生理过程中C、H、O的变化，某个同学在分析时，做出了如下推断，你认为其中推断正确的是 ( )
A.图中可发生CO2→C3→C6H12O6，其场所是类囊体薄膜
B.甲中的H2O在类囊体薄膜上被消耗，乙中H2O的消耗与产生都在线粒体内膜上
C.甲和乙过程中都有[H]的产生与消耗，但是作用不同
D.甲、乙均能发生能量转换，甲中光能转变成化学能，乙中化学能转变成光能
10.下列各项措施中，能提高农作物的光合作用效率的是 ( )
①延长作物的光合作用时间
②增加作物的光合作用面积
③对不同的作物赐予适宜的光照强度
④确保通风以保证二氧化碳的供应量
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
二、非选择题(包括2个小题，共50分)
11.(30分)(2022·甘肃五市联考)下表是植物Ⅰ和植物Ⅱ在一天中气孔导度的变化。请分析回答：
时刻
0：00
3：00
6：00
9：00
12：00
15：00
18：00
21：00
24：00
植物Ⅰ
气孔导
度
38
35
30
7
2
8
15
25
38
植物Ⅱ
气孔导
度
1
1
20
38
30
35
20
1
1
(注：气孔导度能反映气孔张开的程度，其单位是mmol CO2·m-2·s-1，表示单位时间内进入叶片表面单位面积的CO2的量)
(1)请在坐标图中画出植物Ⅰ和植物Ⅱ一天中气孔导度的变化曲线。
(2)据表分析可知，一天中植物Ⅰ和植物Ⅱ吸取CO2的主要差异是 __________；
沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物 ，此特性的形成是长期 的结果。
(3)影响植物Ⅱ光合作用强度的主要环境因素除了水和CO2浓度之外，还有_____________ 等。(指出两种)
(4)如图表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程(图中C3代表含有3个碳原子的有机化合物)。过程①的能量变化是 。③的完成需要酶、 等物质。凌晨3：00时，①②③④四种生理过程中，植物Ⅰ和植物Ⅱ都能完成的有 。
12.(20分)(2011·新课标全国卷)在光照等适宜条件下，将培育在CO2浓度为1%环境中的某植物快速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如下图。
回答问题：
(1)图中物质A是 (C3、C5)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，缘由是 ____________
_________________________________________________________________ ；
将CO2浓度从1%快速降低到0.003%后，物质B浓度上升的缘由是 __________
_________________________________________________________________ 。
(3)若使该植物连续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的 (低、高)。
(4)CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 (高、低)。
答案解析
1.【解析】选D。依据所学光合作用图解可知，CO2供应不足，C3削减，光反应积累的NADPH和ATP的量相对增多，细胞中ADP、Pi、NADP+相应削减，光反应减弱，分解水削减，释放O2削减。
【易错提示】此题易错选A项。CO2削减直接引起暗反应减弱，使光合作用强度降低，从而导致O2产生量削减，这是一般的思路。但此题问的是使O2削减的直接缘由，即使光反应减弱的直接缘由是光反应所需的原料削减。
2.【解析】选B。光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行，光反应为暗反应供应ATP和[H]，暗反应在ATP、[H]作用下产生有机物。从图中①②所示的位置及后续试验可以证明①是类囊体薄膜，②是叶绿体基质；装置B中无有机物生成的缘由是缺少叶绿体基质，不能为暗反应供应酶和固定CO2的C5，所以装置A、B不能证明光反应发生在类囊体薄膜上；从3试管产物分析知，光反应和暗反应彼此联系，不行分割，叶绿体是进行光合作用的完整结构单位。
3.【解析】选B。由图可知：Q处的光照强度条件下，小球藻的光合作用释放出的氧气量等于小球藻有氧呼吸消耗的氧气量。
4.【解析】选D。x点时，光照强度较弱，光反应供应的[H]和ATP较少，C3的浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，假如再提高温度，会降低光合速率，B项不正确；制约x点的光合速率的因素是光照强度，C项不正确；在适宜温度和同等光照强度条件下，提高CO2浓度可大幅度提高光合速率，D项正确。
5.【解析】选C。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(CH218O)，而①中小球藻含有(CH2O)，故④中小球藻质量大于①中小球藻质量；④和②中的水都为H218O，且含量相同，因此质量相等；在试管①和②原有质量相等的状况下，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。
【加固训练】(2022·沈阳模拟)一位科学工作者用含14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子，其转移的途径是 ( )
A.CO2→叶绿素→ATP
B.CO2→C3→ATP
C.CO2→C3→(CH2O)
D.CO2→叶绿素→(CH2O)
【解析】选C。在光合作用中，CO2参与光合作用的暗反应阶段，碳元素首先随着CO2和C5反应形成C3而转移到C3中，再经C3的还原，转移到(CH2O)中。
6.【解析】选C。K+与绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中有关；Fe2+也与光合作用有关，Fe2+是合成叶绿素过程所不行缺少的催化剂组成成分。
7.【解析】选B。弱光条件下光反应产生的ATP、[H]较少，还原的C3也少，有机物的产量低。提高二氧化碳浓度，光反应的产物并未随之增加，所以光合速率未发生转变。
8.【解析】选D。该图是争辩温度对蔬菜产量的影响，分析图可知实线表示的是光合作用中二氧化碳的消耗量，也就是该蔬菜的实际光合作用曲线，虚线则代表该蔬菜的细胞呼吸中二氧化碳的产生量。随温度的上升，光合速领先上升后降低，在25℃～30℃时，光合速率最大，此时细胞呼吸速率相对较低，有利于蔬菜的生长。而细胞呼吸速率则渐渐上升，35℃以后才达到细胞呼吸的最高点，由此可看出催化光合作用酶的最适温度低于催化细胞呼吸酶的最适温度。
【加固训练】将某绿色植物的叶片放在特定的装置中，用红外线测量仪进行测量，测定的条件和结果见下表：
黑暗时
O2吸取量(mg/h)
6 000勒克斯光照时
O2释放量(mg/h)
10℃
0.5
3.6
20℃
1.2
3.1
若将该叶片先置于20℃、6 000勒克斯光照条件下10小时，然后置于10℃黑暗条件下，则该叶片一昼夜葡萄糖积累的量为 ( )
A.2.91 mg B.11.25 mg
C.22.5 mg D.33.75 mg
【解析】选C。依据题意可知该叶片一昼夜制造的O2剩余量为：3.1×10-0.5×14=24(mg)。在进行光合作用时一分子葡萄糖对应6分子氧气，则剩余的葡萄糖为：180×246×32=22.5(mg)。
9.【解析】选C。由图可知甲是光合作用，乙是有氧呼吸。甲中①过程发生的场所是叶绿体基质；乙中水的消耗在线粒体基质，水的产生在线粒体内膜；甲过程产生的[H]用于C3的还原，乙过程产生的[H]与O2结合生成水，释放能量；乙中化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。
【加固训练】(2022·临沂模拟)如图表示植物的光合作用与细胞呼吸之间的关系。下列分析中不正确的是 ( )
A.过程④进行的场所是线粒体
B.暗反应包括⑤和②两个过程
C.光照条件下，叶肉细胞中产生ATP的过程有①③④
D.过程①进行的场所是类囊体薄膜
【解析】选A。有氧条件下过程④为有氧呼吸的其次阶段，场所是线粒体，无氧条件下生成酒精和CO2，场所是细胞质基质；暗反应包括⑤(二氧化碳的固定)和②(C3的还原)两个过程；光照条件下，叶肉细胞既进行光合作用又进行有氧呼吸，图中过程①是光反应，产生ATP，过程③④是有氧呼吸的不同阶段，均产生ATP；过程①为光反应，进行的场所是类囊体薄膜。
10.【解析】选D。农作物的光合作用效率是指单位时间单位面积上光合作用产生的有机物的量，延长光合作用时间和增加光合作用面积虽然能提高光合作用的产量，但却不能提高光合作用的效率。
11.【解析】(1)画图时只要依据题目所示表格中的数据描点，然后用平滑的曲线连接即可。(2)依据画出的曲线图以及气孔导度的含义可知，植物Ⅰ主要在夜间吸取CO2，植物Ⅱ主要在白天吸取CO2，沙漠在白天温度过高，植物失水，气孔关闭，所以沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物Ⅰ，此特性的形成是长期自然选择(进化)的结果。(3)影响植物Ⅱ光合作用强度的因素有水、CO2浓度、光照强度(光照)、温度、无机盐(矿质元素)等。(4)图中为植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程，那么①②表示细胞呼吸的相关过程，③④表示光合作用的相关过程。凌晨3：00时，无论植物Ⅰ还是植物Ⅱ，都能进行细胞呼吸，所以植物Ⅰ和植物Ⅱ都能完成的是图中①②过程。
答案：(1)
(2)植物Ⅰ主要在夜间吸取CO2，植物Ⅱ主要在白天吸取CO2 Ⅰ 自然选择(进化)
(3)光照强度(光照)、温度、无机盐(矿质元素)(任答两项)
(4)糖类中的化学能转化为ATP中的化学能和热能
[H]和ATP ①②
12.【解题指南】解答本题的关键：
(1)正确识图，精确推断A为C3，B为C5。
(2)理解CO2浓度变化对光合作用影响的实质。
【解析】(1)CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，导致C3的量削减，确定物质A是C3，物质B是C5。
(2)CO2浓度为1%时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，依据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累。
(3)CO2浓度为0.003%时，C3和C5的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时依据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3分子数应是C5分子数的2倍。
(4)CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，由于暗反应减弱，所需的ATP和[H]削减，光反应强度减弱。
答案：(1)C3
(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5的含量稳定，依据暗反应的特点，此时C3的分子数是C5的2倍
当CO2浓度突然降低时，C5的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5积累
(3)高 (4)低
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