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第8讲 光合作用B
1．2012·青岛检测为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和好氧性细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，不正确的是( )
A．在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱
B．临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中
C．用好氧性细菌起指示作用
D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件
2．下列关于叶绿体和光合作用的描述中，正确的是( )
A．叶片反射绿光故呈绿色，因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小
B．叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素
C．光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经需氧呼吸产生的
D．在日光下，叶片中的叶绿素等量吸收不同波长的光
3．图K812为叶肉细胞中两种细胞器的模式图。下列叙述正确的是( )
图K812
A．②③均具有光合色素
B．①②③均具有合成ATP的酶
C．②具有运输三碳糖磷酸的载体蛋白
D．①处生成的CO2可扩散至③处被利用
4．2012·金华月考以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图K813所示。下列分析正确的是( )
图K813
A．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
B．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等
5．2012·海口调研图K814为某植物在夏季某一晴天的光合作用变化示意图。下列判断错误的是( )
图K814
A．d点时的光合作用强度比c点时弱
B．de段光合作用强度上升的主要因素是光照强度逐渐增强
C．光合作用开始的时间在a点，而不是b点
D．植物从b点后开始积累有机物，到f点时有机物积累最多
6．将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处(如图K815所示)，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是( )
图K815
A．随机、均匀分布在混合液中
B．集中分布在上下两端
C．集中分布在中央位置
D．集中分布在溶液的下层
7．某科学家用含14C的二氧化碳来追踪光合作用中碳原子的转移途径，下列各项中，能正确表示碳原子转移途径的是( )
A．CO2→叶绿素→ADP
B．CO2→叶绿素→ATP
C．CO2→酒精→葡萄糖
D．CO2→三碳化合物→葡萄糖
8．2012·南通模拟2，6二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊体，置于2，6二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有氧气释放。此实验证明( )
A．光合作用在类囊体上进行
B．光合作用产物O2中的氧元素来自CO2
C．光反应能产生还原剂和O2
D．光合作用与叶绿体基质无关
9．2012·济宁调研农技员为准确把握蔬菜大棚内CO2的浓度变化情况，在大棚内安装了CO2测量器，假定6时、18时分别为日出、日落时间，请你预测一天内大棚中CO2变化曲线最可能是( )
图K816
10．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图K817所示。下列叙述错误的是( )
图K817
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
11．下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答下列问题。
(1)剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入SiO2后，经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入______________________，使得________________________________________。
(2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是____________________________________________________。
(3)若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是____________________________。
12．细辛是一种适宜在森林下腐质层深厚处生活的植物，滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物。图1是上述两种植物(用甲、乙表示)单位时间内吸收与释放二氧化碳的量随光照强度变化的曲线，图2表示甲植物叶肉细胞中两种细胞器在图1中四种不同光照强度(0、b1、b2、c)下的生理状态。请据图分析回答：
图1
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
图2
图K818
(1)图1中，代表滨藜的曲线是________；当光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞内产生ATP的场所有________________________________。
(2)图2中细胞器①利用CO2的场所和细胞器②产生CO2的场所分别是________________________；Ⅳ状态下 影响O2消耗速率的环境因素主要是__________________。
(3)对甲植物来说图1四种不同光照强度(0、b1、b2、c)对应图2中状态依次是______________。假如滨藜、细辛两种植物叶绿体中的基粒大小和基粒类囊体层数存在较大差异，从结构与功能相适应的角度分析，含有较大基粒和较多类囊体层数的植物是________。
(4)生产实践中经常在大棚中栽培乙植物。若图1表示大棚内乙植物在温度、水分适宜的条件下测得的曲线，则d点之后限制增产的主要外界因素是________；若要改变这一限制因素，提高乙植物的产量，通常采用增施有机肥料(如农家肥)的方法，其原理是________________________________。
1．A [解析] 该探究实验的实验变量是光的有无而不是不同波长的光，因此不需用三棱镜将混合光分解，A错误；临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中，以排除光照和氧气对实验结果的干扰，B正确；实验中，好氧性细菌聚集的部位即氧气产生的部位，好氧性细菌发挥了指示作用，C正确；实验材料水绵的叶绿体大而呈带状，因此有利于对照条件的设置，D正确。
2．B [解析] 叶绿素对绿光的吸收量最少，因此日光中透过叶绿体的光中绿光比例最大，A错误；叶绿体中与光合作用有关的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，B正确；光照下叶绿体中的ATP是在光反应中光合色素吸收的光能转化来的，C错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而不是等量吸收各种光，D错误。
3．C [解析] 光合色素只存在于叶绿体类囊体上。光合作用碳反应产生的三碳糖磷酸可以在叶绿体内进一步转化，也可以被运出叶绿体外，在细胞溶胶中进一步变化，三碳糖磷酸运出叶绿体的方式是主动转运，需要载体蛋白。二氧化碳在叶绿体基质中参与碳反应。
4．A [解析] 该题的纵坐标表示光照下二氧化碳的吸收量与释放量，也就是植物积累的有机物量和黑暗中二氧化碳的释放量(细胞呼吸)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。所以，光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量为(3＋3.5) mg/h，30 ℃时光合作用制造的有机物的量为(3.5＋3) mg/h，故光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等；光照相同时间，植物积累有机物最多的点不是20 ℃，而是25 ℃；光合作用制造的有机物与细胞呼吸消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收二氧化碳的点，而不是图中二条曲线的交点。
5．B [解析] 由图可知，a点时该植物开始进行光合作用，b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等；cd段光合作用强度下降的原因是温度过高，气孔部分关闭，CO2吸收量减少；de段光合作用强度上升是因为温度有所下降，关闭的气孔又张开；f点光合作用强度与呼吸作用强度相等，此时植物在一天中有机物积累最多。
6．B [解析] 白光经三棱镜后照射到水绵上，其中两端的红光和蓝光被水绵吸收利用最多，故两端产生的氧气最多，因此好氧细菌集中分布在两端。
7．D [解析] 在光合作用中，CO2首先和C5生成三碳化合物，然后利用光反应阶段产生的ATP和NADPH还原成葡萄糖。
8．C [解析] 依据题中信息可判断：光照后溶液变为无色，说明有还原剂产生；有氧气释放，说明该过程有氧气产生。类囊体是光合作用光反应阶段的场所，说明光反应能产生还原剂和O2。
9．A [解析] 在一天当中，6时之前，由于无光照或光照较弱，呼吸作用大于光合作用，植物释放CO2，因此大棚内CO2的浓度逐渐增大，到6时光合作用速率与细胞呼吸速率相同，CO2浓度达到最大；6时到18时，光合作用大于呼吸作用，吸收CO2，大棚内CO2的浓度降低，18时再次达到光补偿点，此时CO2浓度降到最低；18时之后，由于无光照或光照较弱，呼吸作用大于光合作用，植物释放CO2，大棚内CO2的浓度再逐渐增大，这与图中A曲线的变化趋势相符。
10．B [解析] 光合作用中释放的氧气来自光反应中水的光解，A正确。光照强度为a，氧气增加量接近零，是因为细胞呼吸消耗氧气的量几乎等于光合作用生成氧气的量，此时光合作用并没有停止，B错。照光后由于光合作用吸收CO2，因此照光后的CO2含量比照光前低，C正确。该图横轴表示光照强度，纵轴表示氧气的增加量，氧气增加量可代表光合作用强度，因此该图反映了光合作用强度与光照强度的关系，D正确。
11．(1)碳酸钙和无水乙醇 叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来
(2)层析液触及滤液细线
(3)缺Mg植物不能合成叶绿素
[解析] (1)在色素的提取过程中，研磨时要加入碳酸钙，防止叶绿素在研磨过程中被破坏，加入无水乙醇，让色素溶解并提取出来。(2)乙同学滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到层析液中，即层析液触及滤液细线。(3)Mg是合成叶绿素的必需元素，无Mg不能合成叶绿素a和叶绿素b。
12．(1)甲 叶绿体、线粒体、细胞溶胶(错一处不得分)
(2)叶绿体基质和线粒体基质 温度
(3)Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ(错一处不得分) 细辛
(4)CO2浓度 土壤中的微生物将有机肥料分解，放出CO2
[解析] (1)由题意知，滨藜是一种适宜在沙漠环境生活的植物，因此其光补偿点应该高于适宜在森林下腐质层深厚处生活的细辛，可判断代表滨藜的曲线是甲。光照强度为b1时，甲植物叶肉细胞既进行光合作用也进行细胞呼吸，此时细胞内产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞溶胶。(2)图2中细胞器①是叶绿体，利用CO2的场所是叶绿体基质；细胞器②是线粒体，产生CO2的场所是线粒体基质。Ⅵ状态下植物只进行细胞呼吸，此时影响细胞呼吸速率的主要是温度。(3)对甲植物来说，图1中0、b1、b2、c四种不同光照强度下，光合作用与细胞呼吸的关系分别是只进行细胞呼吸、光合作用＝细胞呼吸、光合作用＜细胞呼吸、光合作用＞细胞呼吸，因此对应图2中状态依次是Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ。阴生植物中叶绿体类囊体和基粒较多，叶绿素含量较高，才能在较低的光照强度下充分地吸收光线，因此细辛应含有较大基粒和较多类囊体层数。(4)图1中d点之后限制光合作用的主要外界因素是CO2供应，可通过使用有机肥料的方法改变这一因素，原因是土壤中的微生物将有机肥料分解，放出CO2。
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