2020屆高三生物 精準培優(yōu)專練六 光合作用過程中的物質含量變化（含解析）

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1、光合作用過程中的物質含量變化 一、“模型法”分析光合作用過程中的物質含量變化 應用1：條件變化模型 典例1．在條件適宜的情況下，用自然光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后，突然改用光照度與自然光相同的綠色光照，瞬間葉綠體中的物質所發(fā)生變化正確的是（） A．C3的含量下降 B．ATP含量下降 C．合成C5的速率加快 D．NADPH的含量上升 應用2：含量變化模型 典例2．在光照等適宜條件下，將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢如圖，下列有關分析正確的是（　　

2、） A．圖中的物質A是C5，物質B是C3 B．將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質B濃度降低 C．若使植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，物質A和B濃度將達到穩(wěn)定 D．CO2濃度為0.003%時，該植物光合速率最大時所需的光照強度比CO2濃度為1%時 的高 二、對點增分集訓 1．將一株質量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中，一段時間后植株達到40g，其增加的質量來自于（） A．水、礦質元素和空氣 B．光、礦質元素和水 C．水、礦質元素和土壤 D．光、礦質元素和空氣 2．在光照最強的夏季

3、的中午，綠色植物的光合作用強度反而會降低.此時，細胞內C3、 C5以及ATP含量的變化依次是（） A．增加、減少、減少 B．減少、增如、增加 C．減少、增如、域少 D．增如、減少、增加 3．將某一植物葉片置于適宜條件下，測得不同的細胞間隙CO2濃度下葉肉細胞中C5的含量變化如圖所示，下列推測錯誤的是（） A．AB段，葉肉細胞C3化合物的含量增加 B．BC段，光合作用強度等于呼吸作用強度 C．AB段，CO2固定速率比C3的還原速率快 D．BC段，可能是有關酶的數(shù)量限制了光合速率 4．下圖表示某植物葉片暗反應中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢，該植物在I階段處于適宜環(huán)境條件

4、下，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低光照強度或者降低CO2濃度中的某一項。下列分析正確的是（　?。? A．圖中Ⅱ階段所改變的環(huán)境條件是降低了光照強度 B．圖中物質甲轉變成乙需要消耗光反應提供的ATP C．Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低 D．Ⅱ階段甲上升是因為葉綠體中ATP和[H]的積累 5．在晴朗的夏季，將一正常生長的綠色植物放入密閉的透明玻璃罩內繼續(xù)培養(yǎng)，每隔一段時間用CO2濃度檢測儀測定玻璃罩內CO2濃度，繪制成如圖所示曲線。下列判斷正確的是（） A．FG段表明氣孔關閉，不進行光合作用 B．E點和F點比較，E點時C3含量低、C5含量高 C．D點開始進行光合作用，

5、H點光合作用消失 D．該植物體內的有機物在一晝夜內有所增加 6．下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關敘述，正確的是（） A．t1—t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質中水光解加快、O2釋放增多 B．t2—t3，暗反應（碳反應）限制光合作用。若在t2時刻增加光照，光合速率將再提高 C．t3—t4，光照強度不變，光合速率的提高是由于光反應速率不變、暗反應增強的結果 D．t4后短暫時間內，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產物含量降低 7．為研究鈣離子對鹽(NaCl)脅迫下水稻幼苗光合作用的影響，研究人員向種植三組水稻幼

6、苗的土壤中分別澆灌清水(A組)、較高濃度的NaCl溶液(B組)、較高濃度的NaCl和CaCl2混合液(C組)，實驗測得各組水稻幼苗中葉綠素的含量如下圖。回答下列問題： （1）葉綠體中的四種色素對不同波長的光吸收不同，葉綠素主要吸收 。光合色素吸收的光能在葉綠體的膜上轉變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學能。 （2）與B組相比，C組水稻幼苗葉肉細胞的暗反應速率更______，原因是 。 （3）根據實驗結果推測，Ca2+對光合作用受鹽脅迫的影響可能具有作用。 8．在冬春季溫室蔬菜生產中，低溫脅迫和光照不足是影響作物生長的重要因素。研究人員以“海豐16號”甜椒為對象，研究LED補光和根區(qū)加溫對甜

7、椒生物量的影響，結果如下表所示。請回答下列問題： （注：CK：對照；T15：根區(qū)加溫15℃；T18：根區(qū)加溫18℃；L：冠層補光；T15+L：根區(qū)加溫15℃和冠層補光；T18+L：根區(qū)加溫18℃和冠層補光） （1）植物根區(qū)溫度降低主要通過來影響根系細胞呼吸，進一步影響根系對礦質養(yǎng)料的吸收，從而影響植物生長。 （2）實驗結果表明，（填“T”“L”或“T+L”）處理能大幅度提高甜椒產量，提高甜椒株產量效果最明顯的處理方式是。 （3）實際生產中，椒農常選擇T15+L而不選擇T18+L處理的原因可能是 。 9．某興趣小組將生長狀態(tài)良好的一盆無土栽培植物移入密閉的小型容器內培養(yǎng)；期間溫度

8、保持不變且適宜，另外，11∶00～19∶00和7∶00～11∶00的光照強度相同。測量24 小時內該容器中CO2濃度變化情況，結果如圖所示（不考慮微生物的作用）。據圖回答下列問題： （1）若要提取該植株的光合色素，則所用試劑是_____________（填“無水乙醇”或“層析液”）。 （2）圖中CD段的斜率小于BC段的斜率，由此可得出CD段該植物的呼吸速率____ ____（填“大于”、“等于”或“小于”）BC段的呼吸速率的結論，而導致該結論的外因是_______________________。 （3）圖中DE段（不考慮D點），該植物葉肉細胞內合成ATP的場所有______

9、______ ____________。 （4）測量期間該植物呼吸作用消耗的有機物總量__________（填“大于”、“等于”或“小于”）光合作用產生的有機物總量，理由是 ___________________________。 參考答案 一、“模型法”分析光合作用過程中的物質含量變化 典例1．【答案】B 【解析】葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍紫光。綠光下由于[H]和ATP含量下降，導致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應中CO2的固定仍以原來的速率消耗C5，生成C3，故短時間內C3的含量會上升，合成C5的速

10、率減慢，A、C項錯誤；若由自然光突然改用光照強度與自然光相同的綠光，可導致光反應速率減慢，光反應產生的[H]和ATP減少，而短時間內暗反應仍以原來的速率進行，消耗[H]和ATP，故短時間內[H]和ATP含量都會下降，B項正確，D項錯誤。 典例2．【答案】C 【解析】當降低CO2的濃度時，C3的含量降低，C5的含量上升，所以A物質代表C3，B物質代表C5，A錯誤；在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質B的濃度比A的低，原因是暗反應速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定。根據暗反應的特點，此時C3的分子數(shù)是C5的2倍；從1%CO2環(huán)境轉移到0.003%CO2環(huán)境中，暗反應的CO2固定反應“

11、CO2+C5→2C3”會因CO2的供應減少而減慢。所以，C3的生成減少而含量降低；C5的生成不減少而消耗減少，C5的含量上升，B錯誤；若使植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，物質A和B濃度將達到穩(wěn)定，光合作用處于動態(tài)平衡狀態(tài)，C正確；該植物在CO2濃度較低時，所需ATP和[H]少，因此，所需光照強度較低，D錯誤。 二、對點增分集訓 1.【答案】A 【解析】黃瓜幼苗可以吸收水，增加鮮重；也可以從土壤中吸收礦質元素，合成相關的化合物。也可以利用大氣中二氧化碳進行光合作用制造有機物增加細胞干重。植物光合作用將光能轉化成了有機物中的化學能，并沒有增加黃瓜幼苗的質量，故黃瓜幼苗在光照下增

12、加的質量來自于水、礦質元素、空氣。綜上所述，BCD不符合題意，A符合題意。故選A。 2.【答案】B 【解析】夏季中午，由于光照過強、溫度過高，部分氣孔關閉，吸收二氧化碳減少，根據卡爾文循環(huán)的圖解可推斷：二氧化碳減少時，C5化合物與二氧化碳結合減少，C3化合物生成量減少，C5化合物積累，導致C5增加；由于C3化合物生成量減少，導致光反應產生的 ATP的消耗量減少，ATP含量增加。B正確，A、C、D錯誤。 3.【答案】B 【解析】AB段，隨葉肉細胞間隙的二氧化碳相對濃度升高，二氧化碳的固定加快，C3化合物的含量增加，A正確； BC段，葉肉細胞間隙的二氧化碳的相對濃度較高，C5含量基本

13、維持不變，表示達到二氧化碳飽和點，此時光合速率應大于呼吸速率，葉片的凈光合速率大于零，B錯誤； AB段，C5含量降低，說明CO2固定速率比C3的還原速率快，C正確； BC段CO2濃度不再是光合作用的限制因素，可能是有關酶的數(shù)量或光反應產生的[H]和ATP的數(shù)量限制了光合速率，D正確。 4.【答案】C 【解析】根據題意和題圖可知，Ⅱ階段改變的環(huán)境條件是降低CO2濃度，A項錯誤；甲是C5，乙是C3，需要消耗CO2，B項錯誤；Ⅱ階段改變的條件可影響暗反應的進行，所以Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強度比Ⅰ階段低，C項正確；根據分析，Ⅱ階段甲上升是因為CO2供應量減少，D項錯誤。 5. 【答案】D

14、 【解析】FG段由于溫度過高會導致氣孔關閉，二氧化碳吸收減少，但是光合作用仍在進行，并且光合作用強度大于呼吸作用強度，A錯誤；F點的光照強度大于E點，所以F點的C3還原速率大于E點，故F點的C3含量低，C5含量高，B錯誤；圖中D點和H點時，玻璃罩內的二氧化碳濃度達到平衡，此時光合速率等于呼吸速率，開始進行光合作用在D點之前，光合作用消失在H點之后，C錯誤；K點和A點相比，玻璃罩內CO2濃度有所降低，說明該植物體內的有機物在一晝夜內有所增加，D正確。 6.【答案】D 【解析】水的光解發(fā)生在葉綠體類囊體的薄膜上，因此A選項錯誤；在t2→t3階段光合作用主要的限制因素是CO2的量，若在t2時刻增

15、加光照，光合速率不會提高，光照強度達到飽和，可能由于光照太強光合速率反而降低，因此B選項錯誤；t3→t4階段，光照強度不變，CO2的量增加，而CO2增加，首先會影響暗反應階段，CO2固定增強，C3含量上升，進而導致光反應速率增強，所以光合作用的速率是加快的，因此C選項錯誤；D選項，CO2供應不變，光照突然減弱，光反應減弱，消耗的ADP、Pi少，合成產生的ATP、[H]少，從而導致暗反應中C3的還原減弱，因此在t4后短暫時間內，ADP和Pi的含量升高，C3還原后的直接產物含量降低，答案選Ｄ。 7.【答案】（1）紅光和藍紫光類囊體 （2）快C組葉綠素的含量比B組高,能吸收更多的光能使光反應速率

16、加快,產生[H] 和ATP的速率加快從而導致暗反應速率更快 （3）緩解 【解析】（1）葉綠體中的四種色素對不同波長的光吸收不同，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。光合色素吸收的光能在葉綠體的類囊體膜上轉變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學能。（2）C組葉綠素的含量比B組高，能吸收更多的光能使光反應速率加快，[H]和ATP的合成速率加快，從而導致暗反應速率更快。（3）根據實驗結果推測，Ca2+對光合作用受鹽脅迫的影響可能具有緩解作用。 8.【答案】（1）降低（呼吸）酶的活性（2）T+L T18+L（或根區(qū)加溫18℃同時進行冠層補光）（3）與T15+L相比，T18+L處

17、理對提升甜椒產量效果有限但耗能增加較多 【解析】(1)溫度通過影響酶的活性來影響細胞生命活動過程，所以植物根區(qū)溫度降低主要通過降低酶活性來影響根系細胞呼吸。(2)由表格數(shù)據可知，與T15、T18、L組處理相比，T+L處理能大幅度提高甜椒產量，其中T18+L比T15+L提高的效果更明顯。(3)與T15+L相比，由于T18+L處理對提升甜椒產量效果有限但耗能增加較多，所以在實際生產中，椒農常選擇T15+L而不選擇T18+L處理。 9.【答案】（1）無水乙醇 （2）小于CD段CO2濃度太高或O2濃度太低抑制了植株呼吸作用（ 3）細胞質基質、線粒體和葉綠體 （4）等于測量結束時容器內CO2濃度與開始時的相同 【解析】（1）提取葉綠體色素常用無水乙醇等有機溶劑。（2）圖中CD段的斜率小于BC段的斜率，即呼吸作用產生二氧化碳的速率減弱了，而此時沒有光照且溫度不變，說明其原因可能是CD段CO2濃度太高或O2濃度太低抑制了植株的呼吸作用。（3）圖中DE段有光照，此時植物可以同時進行光合作用和呼吸作用，因此該植物葉肉細胞內合成ATP的場所有細胞質基質、線粒體和葉綠體。（4）據圖分析，測量結束時容器內CO2濃度與開始時的相同，說明測量期間該植物呼吸作用消耗的有機物總量等于光合作用產生的有機物總量。 9