课时检测(十一) 光合作用的过程及影响因素
一、选择题
1．(2018·合肥三中检测)德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )
①本实验未设对照组 ②有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因 ③实验开始时遮光和曝光区域均应达到无淀粉状态 ④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．②③ C．②③④
B．①②③ D．①②④
解析：选A 本实验的自变量为是否遮光，遮光的为实验组，曝光的为对照组，①错误；本实验的自变量为有无光照，其他无关变量均应保持相同且适宜，因此有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因，②正确；实验开始之前，萨克斯将叶片放在暗处几小时进行“饥饿”处理，目的是消耗掉叶片中原有的淀粉，因此实验开始时遮光和曝光区域均应达到无淀粉状态，③正确；本实验只能证明叶片光合作用能产生淀粉，不能证明光合作用的场所和过程，④错误。
2．(2017·海南高考)将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是( )
A．离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气 B．若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生 C．若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生 D．水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
解析：选A 叶绿素主要吸收红光、蓝紫色，水在光能、酶的作用下分解形成O2和[H]。 3．如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是( )
A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能
B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类 C．被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高
解析：选C ATP为C3的还原提供能量，并将能量转移到(CH2O)等有机物中，CO2
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的固定不需要能量。暗反应中，必须经过CO2的固定和C3的还原才能形成有机物。在暗反应中，一部分C3经过一系列变化形成C5，一部分C3还原成(CH2O)等有机物。在CO2供应不变的情况下，光照强度由强变弱时，光反应提供的[H]、ATP减少，导致C3还原过程减弱，但此时CO2的固定仍在进行，故短时间内C3含量上升，C5含量下降。
4．下列有关光合作用过程的叙述，正确的是( ) A．光反应和暗反应都能转化光能
B．光反应不需要酶的催化，暗反应需要酶的催化 C．暗反应的减弱会影响光反应的进行 D．增加光照强度，[H]、ATP的量一定能增加
解析：选C 暗反应不能转化光能；光反应和暗反应都需要酶的催化；影响光合作用的因素有多种，故增加光照强度，[H]、ATP的量不一定增加。
5．(2017·遵义二模)如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是( )
A．结构a中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能 B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲 C．结构a释放的O2可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
解析：选D 在光合作用中，CO2首先和C5结合生成两分子C3，如果突然停止CO2
的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。
6．如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列有关判断错误的是( )
A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c为ATP，f为[H]
C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性
D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转化成活跃的化学能 解析：选B 图中a～g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①～⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有K12小学初中高中
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1818
机物的合成；18O2有氧Ⅲ,H182O有氧Ⅱ,CO2暗反应,(CH2O)；光合色素具有吸收、传递和
转化光能的作用。
7．(2018·福州质检)为研究光反应中ATP产生的原理，有科学家进行如下实验：将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后，琥珀酸进入类囊体腔，腔内的pH下降为4；然后把悬浮液的pH迅速上升为8，此时类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP，对实验条件和结论分析正确的是( )
A．黑暗中进行，结果表明：H能通过自由扩散进入类囊体膜
B．光照下进行，结果支持：合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能
C．黑暗中进行，结果支持：光反应使类囊体内外产生H浓度差，推动ATP合成 D．光照下进行，结果表明：光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原 解析：选C H＋通过主动运输进入类囊体膜；光照下进行，类囊体膜上的色素吸收光能，能将光能转化成ATP中的化学能，干扰实验结果；黑暗中进行，类囊体内pH为4，类囊体外pH为8，合成ATP，说明ATP的合成与H＋浓度梯度有关；光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原，暗反应的场所是叶绿体基质，不是叶绿体类囊体。
8．下列为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是( )
＋
＋
A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移 B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态， a点右移，b点左移 C．图3中，与b点相比，a点叶绿体中C3含量相对较多
D．图3中，限制b点光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度
解析：选B 图1和图2中的a点代表光合作用和呼吸作用相等时光合作用的强度，在曲线达到最高点之前，光照强度和CO2浓度都是限制光合作用强度的因素，当其中一个因素增大，要达到相同的生理状态，另一个因素在其相对较弱时即可满足，故图1中光照强度适当增大至最适状态时，a点会左移，图2中CO2浓度适当增大至最适状态时，a点也会左K12小学初中高中
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移；图1和图2中的b点代表光合作用的饱和点，限制因素光照强度和CO2浓度适当增大时，光合作用强度也会增大，所需的CO2浓度和光照强度也会增大，b点右移；图3中b点，光照强度和CO2浓度均是光合作用的限制因素，a点和b点的光照强度相同，故a点时叶绿体中C3含量比b点多。
9．如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( )
A．t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，水光解加快、O2释放增多 B．t2→t3，暗反应限制光合作用，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升高 解析：选A t1→t2，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，类囊体薄膜上水光解加快、O2释放增多，A正确；t2→t3，暗反应限制光合作用，若在t2时刻增加光照，光合速率也不再提高，B错误；t3→t4，光照强度不变，光合速率的提高主要是由于光反应和暗反应都增强的结果，C错误；t4后短时间内，光照停止，ATP产生停止，但是还在消耗ATP，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错误。
10．(2018·合肥检测)离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于一段时间内叶绿体中ATP与O2相对含量变化的示意图中，正确的是( )
解析：选B 离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，突然中断CO2的供应使C3合成减少，一段时间内暗反应逐渐减弱，暗反应消耗的ATP也逐渐减少，故ATP相对含量逐渐增加；随着暗反应的减弱，光反应也逐渐减弱，所以叶绿体内O2的含量逐渐减少，B正
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小初高试卷教案类 确。
11．(2018·锦州检测)阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”，它会随太阳的运动和枝叶的摆动而移动。如图表示一株生长旺盛的植物在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线，此曲线说明( )
A．“光斑”照射前，光合作用无法进行
B．“光斑”照射开始后，光反应和暗反应迅速同步增加
C．“光斑”照射后，O2释放速率的变化说明暗反应对光反应有限制作用 D．CO2曲线AB段的变化说明进行暗反应与光照无关
解析：选C 由于O2释放速率代表光反应速率，“光斑”照射前，有O2释放，说明能进行光合作用，A错误；“光斑”照射开始后，O2释放速率急剧增大，CO2吸收速率增大相对较慢，说明光反应和暗反应不是迅速同步增加的，B错误；“光斑”照射后，CO2的吸收速率增加缓慢，O2的释放速率先迅速增大后又下降，说明暗反应对光反应有抑制作用，C正确；AB段“光斑”移开，光照减弱，光反应减弱，O2的释放速率下降的同时，CO2的吸收速率也下降，说明暗反应的进行与光照有关，D错误。
12．在一定浓度的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表。分析表中数据，下列叙述错误的是( )
光照强度(klx) CO2变化量－[mg·100 cm2·h1] 1 ＋2 2 0 3 －2 5 －6 7 －10 8 －12 10 －12 A.光照强度为1 klx时，光合作用吸收的CO2少于细胞呼吸释放的CO2 B．光照强度为2 klx时，该植物的光合速率不为零
C．光照强度由5 klx增强到7 klx时，叶肉细胞中C3合成速率增大；而由7 klx增强到8 klx时，叶肉细胞中C3合成速率减小
D．光照强度为9 klx时，叶绿体色素含量是限制植物光合速率的内因之一
解析：选C 表格中测得的CO2变化量是净光合速率，只要有光照，植物就进行光合作用，光照强度为1 klx时，容器内CO2增多是因为细胞呼吸大于光合作用，A项正确；光
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照强度为2 klx时，CO2变化量为0，即净光合速率为0，B项正确；光照强度由5 klx 增强为7 klx时，由7 klx增强到8 klx 时，CO2的吸收量增加，因此叶肉细胞中C3合成速率增大，C项错误；光照强度超过8 klx，净光合速率不变，限制植物光合速率的内因有色素的含量、酶的数量等，D项正确。
二、非选择题
13．图甲表示光合作用过程的图解，图乙为大棚中栽培的某种蔬菜在水肥充足、温度适宜条件下，光合强度受环境因素影响的变化曲线图。请据图分析并回答下列问题：
(1)参与光合作用的色素分布在叶绿体的___________上。
(2)光合作用的过程可以分为两个阶段，图甲中B表示________阶段，反应场所是________________________________________________________________________。
(3)
图
甲
A
生
理
过
程
的
产
物
是
________________________________________________________________________。
(4)由图乙可知，影响光合作用的外界因素是______________和______________。 (5)比较图乙中Ⅰ、Ⅱ两条曲线，当光照强度大于a时，曲线Ⅱ的光合强度不再增大的原因是__________________，限制了光合作用________阶段的进行。
(6)写出光合作用的总反应式：___________________________________________。 解析：(1)光合作用的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段，A是光反应阶段，场所是类囊体薄膜；B是暗反应阶段，场所是叶绿体基质。(3)光反应产物有[H]、ATP、O2。(4)图乙比较的是光照强度和CO2浓度对光合作用的影响，所以影响光合作用的外界因素有光照强度和CO2浓度。(5)CO2浓度过低，限制了暗反应进行。
答案：(1)类囊体的薄膜 (2)暗反应 叶绿体基质 (3)O2、[H]、ATP (4)光照强度 CO2浓度
(5)CO2浓度过低 暗反应 (6)CO2＋H2O――→(CH2O)＋O2 叶绿体
14．(2018·贵阳一检)为了研究叶肉细胞间隙的CO2浓度对光合作用的影响，研究人员K12小学初中高中
光能
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将若干新鲜的某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下的实验装置中，测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量，得到如图所示的结果。请据图分析回答问题。
(1)
本
实
验
中
研
究
者
需
控
制
的
无
关
变
量
有
________________________________________________________________________。
(2)AB段，随着细胞间隙CO2浓度的升高，直接导致____________(填“碳的固定”或“碳的还原”)过程加快，C5的消耗________(填“减少”或“增多”)，细胞中生成的C3增多，这在一定程度上________(填“减慢”或“加快”)了ATP的消耗，进而使叶肉细胞有机物的合成增多。
(3)BC段，叶肉细胞中C5的含量不再随着细胞间隙CO2浓度的增加而减少，此时实际光合速率________(填“小于”“等于”或“大于”)呼吸速率。
(4)本实验的结论是：随细胞间隙CO2相对浓度增加，叶片细胞光合速率变化情况是：__________________________。
解析：(1)实验中的自变量为细胞间隙CO2的相对浓度，则光照强度、温度、叶片的状态等属于无关变量，这些无关变量应保持相同且适宜。(2)在暗反应中CO2与C5结合生成C3，这一反应称为CO2的固定；随着细胞间隙CO2浓度增大，CO2固定速度加快，导致C5的消耗增多，CO2固定的产物C3合成的速度加快，则在C3的还原中消耗ATP和[H]的速度也加快。(3)BC段，叶肉细胞中C5的含量不再随着细胞间隙CO2浓度的增加而减少，说明(实际)光合速率已经达到最大值并维持相对稳定，此时光合速率大于呼吸速率。(4)AB段表示随着细胞间隙CO2浓度增大，光合速率逐渐增大；BC段表示光合速率达到最大值，且保持相对稳定。
答案：(1)光照、温度、叶片的状态等 (2)碳的固定 增多 加快 (3)大于 (4)先增加，后保持相对稳定
15．某实验小组将菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片(面积和质量相同)，装入含蒸馏水的注射器中，排出叶片内的气体，使叶圆片下沉。然后将叶圆片分别放入不同浓度的NaHCO3溶液中进行实验(NaHCO3溶液为光合作用提供原料，且浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同)，观察第1片叶圆片上浮所需时间(min)，结果如图。请回答：
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能是幼叶的光合作用能力比
(1)当NaHCO3溶液浓度为1%～4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，可
成熟叶________(填“强”或“弱”)。有人推测幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为寻求证据，可以用____________分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素，再用____________法分离色素，观察并比较二者色素带的宽度及颜色深浅。
(2)在NaHCO3溶液浓度为0的溶液中，叶圆片直至实验结束仍未上浮，其原因是缺乏NaHCO3直接影响光合作用的____________阶段。当浓度超过5%，叶圆片也不上浮，最可能的原因是浓度过大，导致______________________________________。
(3)当NaHCO3溶液浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象不能表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度，请说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析：(1)叶圆片上浮是由于光合作用产生了氧气，氧气释放越多，浮力越大，上升越快，幼叶上浮时间比成熟叶长，可能是幼叶光合作用能力弱，释放的O2量比成熟叶少。叶绿体中色素的提取用无水乙醇，分离色素用纸层析法。(2)NaHCO3为光合作用提供二氧化碳，二氧化碳参与暗反应。NaHCO3浓度过大会导致细胞渗透失水，细胞失水过多会导致死亡。(3)适当提高溶液温度，对光合作用和呼吸作用都会产生影响，叶圆片上浮时间延长，只能说明叶圆片释放氧气的速率减小，即净光合速率减小。
答案：(1)弱 无水乙醇 纸层析 (2)暗反应 细胞渗透失水过多而死亡(合理即可) (3)叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合速率降低(或只能表明总光合作用与呼吸作用的差值降低)
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