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必修一 第5章 第4节

1．图中为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中正确的是
(　　)
A．a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程
B．e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程
C．以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的细胞呼吸产物的主要去向是图中的d
D．以HO作原料进行光合作用，在较强呼吸强度下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b

解析：图中A代表叶绿体，B代表线粒体，a代表细胞从外界吸收二氧化碳供叶绿体进行光合作用，b代表细胞释放光合作用产生的氧气，e代表细胞从外界吸收氧气供应线粒体中的有氧呼吸，f代表细胞将线粒体产生的二氧化碳释放到环境中，c代表氧气由叶绿体扩散到线粒体中，d代表二氧化碳由线粒体扩散到叶绿体中。细胞从外界吸收C18O2进行光合作用，产物含放射性18O的有机物(C6HO6)供呼吸用，经过：C6HO6→C3HO3(丙酮酸)→C16O2，由于强光下，植物光合作用旺盛，导致叶绿体内及附近CO2浓度低，呼吸作用产生的C18O2迅速扩散到叶绿体(图中d)供应光合作用。
答案：C
2．下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，有关说法不正确的是
(　　)

A．图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜
B．光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解，用于③过程C3的还原
C．在有氧呼吸的第一阶段，除了产生了[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸
D．②、④过程中产生ATP最多的是④过程
解析：④相当于有氧呼吸第一、二阶段，②为第三阶段，其中产生ATP最多的是第三阶段(即②)。
答案：D
3．某研究小组用水蕴草进行实验，装置如下图中甲和乙，并定时记录试管顶端的气体量。本实验主要目的是
(　　)

A．水温对光合作用速率的影响
B．水质对光合作用速率的影响
C．水量对呼吸作用速率的影响
D．二氧化碳浓度对呼吸作用速率的影响
解析：根据“单一变量”原则，可看出两图惟一的自变量是不同的温度。
答案：A
4．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，圆片平均分成甲、乙、丙三组，每组各置于一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如右图所示。下列叙述错误的是
(　　)
A．装置内增加的氧气来自于水
B．光照强度为a时，光合作用停止
C．丙组装置内的CO2含量照光后比照光前低
D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系
解析：由图示可知，在a、b、c不同的光照强度下植物叶片光合作用释放到密闭装置内氧气的量不相同。a光照强度条件下O2释放量为0，表明叶片的光合强度与呼吸强度相等。
答案：B
5．如右图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是
(　　)
A．叶片吸水膨胀，密度减小
B．溶液内产生的CO2大量附着在叶面上
C．叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上
D．NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析：叶片重新浮出液面是因为代谢产生气体的缘故。在光照条件下，新鲜绿叶细胞的光合作用强度大于呼吸作用，向外界释放氧气。氧气在水中的溶解度小，附着在叶面上使叶片重新浮出液面。
答案：C
6．下图甲表示A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物在不同光照强度环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是
(　　)

A．高、高 B．低、基本一致
C．低、高 D．高、基本一致
解析：考查光照强度和二氧化碳浓度对光合作用过程的影响。a点与c点相比较，光照强度一样，二氧化碳浓度不同，c点二氧化碳浓度大，暗反应固定阶段旺盛，C3含量高，C5含量低。b点与c点相比较，二氧化碳浓度一样，光照强度不同，b点光照强度强，[H]和ATP多，暗反应还原阶段旺盛，C3含量低，C5含量高。
答案：A
7．叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是
(　　)
A．叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中
C．CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D．光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
解析：叶绿体中的色素分布在类囊体的薄膜上，是进行光反应阶段的必需条件。叶绿体基质是进行暗反应阶段的场所，而淀粉就是暗反应阶段合成的。
答案：D
8．下图是某种细菌内发生的生化反应，据此判断其新陈代谢类型是
(　　)

A．自养厌氧型 B．异养厌氧型
C．自养需氧型 D．异养需氧型
解析：该细菌利用氧化黄铁矿过程中获得的能量将CO2和H2O合成(CH2O)和O2，即能利用无机物合成有机物，为自养型生物，同时可以推断其异化作用为需氧型。
答案：C
9．卡尔文为了研究光合作用做了如下实验，在某种绿藻培养液中通入14CO2，在给予不同光照时间后，从培养液中提取并分析放射性物质，最可能的实验结果是
(　　)
A．光照时间越长，产生的放射性物质种类越多
B．光合作用时间越长，积累的C3越多
C．只要给予光照，放射性物质就会出现在C6H12O6中
D．无论光照时间多长，放射性物质都会分布在类囊体的薄膜上
解析：在适宜的条件下，植物细胞中C3和C5的量保持一种动态稳定状态，故B错误；叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光合作用的光反应阶段，而CO2参与的是光合作用的暗反应阶段，故D错误；在光合作用的暗反应阶段，CO2首先与C5形成C3，C3在光反应提供的ATP条件下，被[H]还原成C5和C6H12O6等，这一系列反应需要一定的时间，所以在一定时间范围内，产生放射性物质的种类会有所增加，但不会无限地增多。故A错误，C正确。
答案：C
10．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，溶液的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
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。
答案：B
11．科学家研究小麦20℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如右图所示曲线，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
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。
答案：A
12．在下列四种不同的实验条件下，测定光照强度对光合作用速率的影响：①0.10% CO2,30℃；
②0.10% CO2,20℃；③0.03% CO2,30℃；④0.03% CO2,20℃。如右图曲线分别表示了①～④实验的结果，下列对于限制光合作用速率的主要因素，判断正确的一组是
(　　)

实验②
实验④
P点
A
光强度
CO2浓度
温度
B
CO2浓度
光强度
温度
C
温度
光强度
CO2浓度
D
温度
CO2浓度
光强度
解析：实验①与实验②作对照，CO2浓度相同，温度不同，在同一光照条件下光合作用强度不同，所以实验②的主要限制因素是温度。实验③与实验④CO2浓度相同，温度不同，光合作用强度相同，这说明温度不是其限制因素。如果将实验②与实验④作对照，光合作用强度②>④，所以实验④的限制因素为CO2浓度。P点的主要限制因素则为光照强度，故答案应为D。
答案：D
13．用高速离心机打碎小球藻细胞，获得可以进行光合作用的离体叶绿体，进行如下图所示的实验。请分析回答下列问题：

(1)实验A中离体叶绿体能合成糖类，碳酸氢钠所起的作用是__________。若要使该实验中没有糖类产生，烧杯中液体应改为__________。
(2)若要使实验B中离体叶绿体内糖类合成速度明显加快，在光照和CO2条件不变且适宜的情况下，可考虑采用__________的方法。
(3)若要使实验C中离体叶绿体产生糖类，锥形瓶内至少应加入__________和__________。
(4)科学家鲁宾和卡门利用小球藻作为实验材料，用18O分别标记H2O和CO2，最终证明光合作用释放的O2来自于H2O；科学家卡尔文用14C标记CO2供小球藻进行光合作用，探明了卡尔文循环途径。以上科学家在实验中共同使用了__________技术。
(5)在实验A中，如果所用的水有0.48%含18O，CO2中有0.68%含18O，则释放的氧气中含18O标记的氧原子比例为__________。
解析：(1)在进行植物光合作用实验时常使用NaHCO3和NaOH两种溶液，前者的主要作用是为植物提供CO2，利于光合作用的进行，后者的主要作用是吸收CO2，可以使植物因缺少CO2而光合作用受抑制。(2)影响光合作用的外界因素有光照、CO2浓度和温度，光照和CO2条件不变的情况下，提高光合速率的有效措施是适当提高温度，达到光合作用的最适温度。(3)实验C在黑暗条件下，叶绿体不能进行光反应产生[H]和ATP，所以不能产生糖类，要使其能够产生糖类，就应为叶绿体提供[H]和ATP，从而保证暗反应的顺利进行。(4)14C和18O分别属于C和O的同位素，具有放射性，在科学研究上可以利用同位素示踪技术巧妙地检测某种元素参与的反应过程。(5)因为光合作用释放出的氧全部来自于水，水中0.48%含有18O，所以产生的氧气中含18O标记的氧原子也占0.48%。
答案：(1)提供二氧化碳　NaOH(碱液)　(2)适当提高温度　(3)ATP　[H]　(4)同位素示踪　(5)0.48%
14．下图1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2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1中的“a”点表示__________。如果以缺镁的全营养液培养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。
(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________________________________________________________________________。
解析：(1)图1中A为阳生植物，B为阴生植物，连续阴雨，对阳生植物的影响较大。(2)a点时光照强度为0，不能进行光合作用，a点的数值表示植物的呼吸作用速率。缺镁的培养液导致幼苗叶绿素含量少，光合作用强度减弱，在呼吸速率不变的情况下，要达到与其数值相等的光合速率，则需要较高的光照强度，即b点右移。(3)c点有光合作用进行，则叶绿体内ADP是从产生部位叶绿体基质向消耗部位类囊体膜移动。因c点时光合作用强度大于呼吸作用强度，则光合作用利用的CO2除来自线粒体外，还要从外界环境中吸收。(4)在二氧化碳浓度不变的情况下，e点光照强度高于d点，能提供更多的[H]、ATP用于暗反应还原C3，故在C3生成量不变基础上，因消耗量增加而导致细胞内C3含量减少。在光照强度相同的情况下，e点二氧化碳浓度高于f点，故在C3消耗量不变基础上，因C3合成量增加而导致细胞内C3含量增加。(5)图1中光照强度为g时，单位时间从外界吸收的二氧化碳量相等，故A、B的有机物积累速率相等。有机物合成速率＝有机物积累速率＋呼吸速率，但因A的呼吸速率比B的大，故有机物合成速率是A>B。(6)增施农家肥主要是其中的有机物被微生物分解后为农作物提供CO2和矿质元素用于光合作用，另外土壤微生物的活动增强，能提高土壤的通气性，促进植物对矿质元素的吸收。
答案：(1)A　(2)植物的呼吸速率　向右
(3)叶绿体基质　类囊体薄膜　(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)
15．某同学利用如下图所示的装置研究CO2含量以及光照强度对某种绿叶光合作用的综合影响。实验用生长状况相同的若干同种新鲜叶片，在室温25℃下进行，缓冲液能调节密闭小室CO2浓度始终保持相对恒定。对相应装置精确测量，结果如下表。请分析回答：

组别
实验条件
液滴移动
(mL·h－1)

光强(lx)
CO2(%)
1
800
0.03
右移6.0
2
1000
0.03
右移9.0
3
1000
0.05
右移11.2
4
1500
0.05
右移11.2
5
1500
0.03
右移9.0
(1) 第3组装置液滴右移的生理原因是
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
该装置在2 h内，缓冲液释放到密闭小室空间的CO2约为__________mg。第3、4两组的结果相同，限制第4组光合作用的非生物因素主要是__________。
(2)装置虽均置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O2的量，因为光照引起的__________会导致密闭小室内气体的物理膨胀。由此，实验方案应再作相应完善。
(3)某同学认为本实验不能令人信服地说明光强和CO2浓度的相互作用，使光合作用进一步增强。该同学又增设了一组实验，你认为该组的实验条件组合是
______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)光合作用产生的O2大于呼吸作用消耗的O2　44　CO2浓度
(2)温度变化(升高)
(3)光强为800 lx　CO2浓度为0.05%