專題三細胞代謝課時09光合作用的過程及影響因素1．下列關于葉綠體內色素提取和分離實驗的說法，不正確的是（）A．實驗中需要加入SiO2進行研磨，以破碎細胞和葉綠體B．在研磨過程中加入CaCO3的目的是防止色素被破壞C．色素分離后在濾紙條上形成的4條色素帶，從上至下分別呈橙黃色、黃色、藍綠色、黃綠色D．色素帶的寬度反映了色素在層析液中溶解度的大小【答案】D【解析】實驗中需要加入SiO2進行研磨，以破碎細胞和葉綠體，使得色素釋放出來，A正確；研磨過程中加入CaCO3的目的是防止葉綠素被破壞，B正確；濾紙條從上到下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色），C正確；色素帶的寬度反映了色素的含量，D錯誤。2．關于葉綠體的敘述，錯誤的是（

）A．借助普通光學顯微鏡可觀察葉綠體的形態和分布B．葉綠體內眾多的基粒和類囊體極大地擴展了受光面積C．綠色植物中的葉綠體都含有與光合作用有關的色素和酶D．綠色植物中的葉綠體固定CO2時需要利用光能【答案】D【解析】葉綠體內含色素，在普通光學顯微鏡的高倍速鏡下便可觀察其形態和分布，A正確；葉綠體內含有眾多的基粒和類囊體，生物膜面積增大，極大地擴展了受光面積，B正確；葉綠體含有光合色素和酶，是其進行光合作用的基礎，綠色植物中的葉綠體都含有與光合作用有關的色素和酶，C正確；綠色植物中的葉綠體在光反應中需光能，固定CO2是暗反應，不需要利用光能，D錯誤。3．下圖為某一植物在適宜條件下測得的葉綠素和類胡蘿上素的吸收光量的變化曲線，有關分析正確的是（

）A．提取色素時可用體積分數為95％的酒精直接代替無水乙醇B．類胡蘿卜素在紅光區吸收的光能可用于水在光下分解C．若光由450波長轉為550波長時，葉綠體中C3的量會增加D．一般情況下，光合作用還可利用紫外光和紅外光【答案】C【解析】提取色素時，可用體積分數為95％的酒精加適量的無水碳酸鈉代替無水乙醇。但不能直接用體積分數為95％的酒精，A錯誤。B、類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，B錯誤。450波長轉為550波長，吸收光量減少，短時間內光反應減弱，導致ATP、[H]的量減少。直接導致C3的還原減少。C3消耗量減少，但生成量不變，故C3量增加，C正確。葉綠素能吸收可見光，不能吸收紫外光和紅外光，D錯誤。4．光合作用過程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分別來自（

）A．呼吸作用產生的ATP和光能 B．都是呼吸作用產生的ATPC．光能和光反應產生的ATP D．都是光反應產生的ATP【答案】C【解析】光合作用過程中，光反應階段，水的分解需要的能量來自光能；暗反應階段三碳化合物還原形成葡萄糖需要的能量來自光反應產生的ATP中的活躍的化學能。5．下為某種細菌內發生的生化反應，據此判斷該細菌同化作用類型是（）A．厭氧型 B．化能自養型 C．需氧型 D．光能自養型【答案】B【解析】圖中細菌能夠利用黃鐵礦氧化過程中釋放的化學能把二氧化碳和水合成有機物，該細菌的同化作用類型為化能自養型，故選B。6．在植物進行光合作用的場所中，類囊體薄膜發揮了至關重要的作用。下列敘述錯誤的是（

）A．類囊體薄膜上有四種色素，是光能吸收、傳遞和轉換的場所B．類囊體薄膜上合成的ATP能為各項生命活動提供能量C．類囊體薄膜屬于生物膜系統，其具有選擇透過性D．類囊體薄膜上氧氣的產生速率是實際光合作用速率【答案】B【解析】類囊體薄膜上有四種色素（胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b），是光能吸收、傳遞和轉換的場所，A正確；類囊體薄膜上合成的ATP主要用于暗反應，不能為各項生命活動提供能量，B錯誤；生物膜系統由內質網、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等細胞器膜和核膜、細胞膜等結構共同構成，類囊體薄膜屬于生物膜系統，其具有選擇透過性，C正確；光合作用中，氧氣在類囊體薄膜上產生，實際光合作用速率可以用氧氣的產生速率來表示，D正確。7．我國科學家利用太陽能成功實現淀粉的人工合成(ASAP)，過程如圖，據圖判斷下列相關敘述錯誤的是(

)A．光能首先轉變為C1(甲醇)中的化學能B．C1(甲醇)生成過程類似于CO2的固定C．ASAP過程與暗反應一樣能循環進行D．ASAP過程中CO2轉變為淀粉儲存了能量【答案】C【解析】結合圖示可知，水光解屬于光反應，故光能首先轉變為C1(甲醇)中的化學能，A正確；C1(甲醇)由CO2參與生成，該過程類似于CO2的固定（CO2與C5生成C3），B正確；ASAP過程中沒有C5的再生，淀粉也不能轉變為CO2，與暗反應不一樣，不能循環進行，C錯誤；ASAP過程中CO2轉變為淀粉，將光能轉變為淀粉中的化學能，D正確。8．“半葉法”測定光合速率時，將對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做處理，設法阻止兩部分聯系。光照6小時，在A、B截取等面積的葉片，烘干稱重，分別記為a、b，光照前截取同等面積的葉片烘干稱重的數據為m0，下列說法錯誤的是（

）A．若m0-a=b-m0，則表明該實驗條件下番茄葉片的光合速率等于呼吸速率B．本實驗需阻止葉片光合產物向外運輸，同時不影響水和無機鹽的輸送C．忽略水和無機鹽的影響，A部分葉片可在給B光照時剪下進行等時長的暗處理D．選擇葉片時需注意葉齡、著生節位、葉片的對稱性及受光條件的一致性【答案】A【解析】A遮光，只進行呼吸作用，故m0-a代表呼吸作用消耗，B不做處理，進行光合作用和呼吸作用，b-m0代表凈光合作用積累，若m0-a=b-m0，即凈光速率等于呼吸速率，則表明該實驗條件下番茄葉片的光合速率大于呼吸速率，A錯誤；本實驗需阻止葉片光合產物向外運輸，同時不影響無關變量水和無機鹽的輸送，B正確；若忽略水和無機鹽的影響，時間是無關變量，故實驗時可將A部分葉片在給B光照時剪下進行等時長的暗處理，C正確；葉齡、著生節位、葉片的對稱性及受光條件屬于無關變量，選擇葉片時需注意無關變量的一致性，D正確。9．下圖表示夏季時某植物體在不同程度遮光條件下凈光合速率的部分日變化曲線，據圖分析有關敘述正確的是（

）A．一天中適當遮光均會顯著增強凈光合速率B．b-M段葉肉細胞內合成ATP的場所只有細胞質基質和線粒體C．M點時葉肉細胞消耗的CO2量一般等于呼吸產生的CO2量D．e-f段凈光合速率降低的原因是CO2吸收量減少影響暗反應所致【答案】D【解析】據圖分析，在5：30至7：30間，30%遮光時的凈光合速率較不遮光的低，A錯誤；b-M段光合作用強度小于呼吸作用強度，結合題圖可知，此時該植物能進行光合作用，故b-M段葉肉細胞內合成ATP的場所不僅有細胞質基質和線粒體，還有葉綠體，B錯誤；M點80%遮光時該植物體凈光合速率等于0，也就是植物體內所有能進行光合作用的細胞消耗的CO2量等于所有細胞呼吸產生的CO2量，但是就葉肉細胞來說，其光合作用消耗的CO2量一般大于該細胞呼吸作用產生的CO2量，C錯誤；圖示為夏季時某植物體在不同程度遮光條件下凈光合速率，不遮光條件下，e-f段凈光合速率降低，原因是該時間內氣孔關閉，CO2吸收量減少，影響暗反應所致，D正確。10．已知植物合成葉綠素和Rubisco酶（暗反應中催化CO2固定的關鍵酶）都需要消耗氮元素。某植物突變體中葉綠素含量僅為野生型的49%，研究人員探究了不同氮肥水平對該植物野生型和突變體葉片中Rubisco酶含量影響，結果如圖所示。下列說法正確的是（

）A．相比野生型，突變體更傾向于將氮元素用于合成Rubisco酶B．本實驗的自變量是不同氮肥水平，因變量是類囊體薄膜上Rubisco酶的含量C．對野生型和突變型光合色素分別提取與分離，濾紙條上色素帶的寬度與位置存在差異D．Rubisco酶在植物細胞內僅起催化作用，能利用ATP與[H]提供能量將CO2固定為C3【答案】A【解析】由圖可知，在每一個氮濃度下，突變體的Rubisco酶含量均高于野生型，A正確；本實驗的自變量是不同氮肥水平和植物種類，因變量是葉綠體基質中Rubisco酶的含量，B錯誤；色素帶的寬度與色素含量有關，濾紙條上僅色素帶的寬度存在差異，色素帶的位置不存在差異，C錯誤；Rubisco酶催化C5固定CO2不需要利用ATP，D錯誤。11．CO2濃度增加會對植物光合作用速率產生影響。以大豆、花生、水稻作為實驗材料，分別進行三種不同實驗處理，甲組提供大氣CO2濃度（375Hmo·1mol-1），乙組提供CO2濃度倍增環境（750Hmo·1mol-1），丙組先在CO2濃度倍增環境中培養60天，測定前一周恢復大氣CO2濃度。整個生長過程保證充足的水分供應，選擇在晴天，上午測定各組的光合作用速率。結果如圖所示，請據圖分析。(1)寫出兩個適宜在生長的植株上測定光合速率的指標：____________。上面敘述中提到的測定方法得出的數據是植物體的____________（總/凈）光合速率。該數據比葉肉細胞的實際數值要_____________。(2)CO2濃度增加會對植物光合作用速率產生影響是_____________（促進/抑制）。出現這種變化的原因是____________。(3)CO2濃度倍增時，光合作用速率并沒有倍增，此時限制光合作用速率倍增的內在因素及具體影響可能是哪些?（寫出2個即可）①_________________________________________________。②________________________________________________。(4)丙組的光合作用速率比甲組的低，請你寫出1條假設：____________。【答案】(1)

CO2吸收量、O2釋放量

凈

小(2)

促進

CO2是暗反應的原料，增加CO2濃度可提高光合速率(3)

光反應產生ATP和NADPH的量不足，使C3還原受阻

固定CO2酶等酶的數量有限，限制了暗反應CO2的固定(4)因為作物長期處于高濃度CO2環境而降低了固定CO2的酶的活性【解析】(1)光合作用是指綠色植物通過葉綠體利用光能，把二氧化碳和水轉變成貯存能量的有機物（主要是淀粉），并且釋放氧氣的過程，在生長的植株上測定光合速率的指標有CO2吸收量、O2釋放量；上述數據都是表觀層面測定的光合速率，屬于凈光合速率；葉肉細胞的實際光合速率=凈光合速率＋呼吸速率，故該數據比葉肉細胞的實際數值要小。(2)CO2是影響光合作用（暗反應階段）的原料，在光照充足的情況下，在一定范圍內CO2濃度越高，暗反應速度加快，光合作用速率也加快；故二氧化碳濃度適度增加會促進光合速率。(3)光合作用分為光反應和暗反應兩個階段，其中光反應可為暗反應提供NADPH和ATP，CO2濃度倍增時，光合作用速率并沒有倍增，可能的原因是：光反應產生ATP和NADPH的量不足，使C3還原受阻或固定CO2酶等酶的數量有限，限制了暗反應CO2的固定。(4)據圖可知，丙組在CO2濃度倍增環境中培養了60d，測定前一周恢復為大氣CO2濃度，但是其光合速率低于甲組（提供的是大氣CO2濃度），可能的原因是長期處于CO2，濃度倍增環境使得作物固定CO2，的酶的活性下降或酶的含量降低，當恢復大氣CO2濃度后，已降低的酶活性未能恢復，又失去了高濃度CO2的優勢，因此會表現出比大氣CO2濃度下更低的光合速率。12．糧食始終是人類所面臨的基本問題，在注意節約的同時，更要發展現代農業，實現糧食的穩產高產?；卮鹣铝袉栴}：(1)捕獲光能的色素分布在葉綠體的___________；暗反應有沒有光都可以進行，但需要光照才能持續進行，這是因為____________。(2)長期以來，我國北方旱地多采用“玉米棉花－大豆”的輪作模式，即第一年種玉米，第二年種棉花，第三年種大豆，這種輪作模式的優點有__________________（答出兩點即可）。(3)植物工廠是智能化控制的高效生產體系。植物工廠在利用營養液培養作物過程中，需要定時向營養液中通入適量空氣，其目的是____________；當光照透過植物工廠的“轉光膜”時，紫外光和綠光被膜中的“轉光色母?！蔽詹⑥D換為藍紫光和紅光，從而提高作物產量，其原因是________?！敬鸢浮?1)

類囊體薄膜

暗反應中C3的還原需要光反應提供ATP和[H]（NADPH）(2)提高作物對土壤無機鹽的利用率，降低病蟲害的發生率（答案合理即可）(3)

促進作物根細胞的有氧呼吸，有利于無機鹽的吸收

葉綠素主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，對紫外光和綠光幾乎不吸收（答案合理即可）【解