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

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1、光合作用過程中的物質(zhì)含量變化 一、“模型法”分析光合作用過程中的物質(zhì)含量變化 應(yīng)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(zhì)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(yīng)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(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中，其葉片暗反應(yīng)中C3和C5微摩爾濃度的變化趨勢如圖，下列有關(guān)分析正確的是（　　

2、） A．圖中的物質(zhì)A是C5，物質(zhì)B是C3 B．將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后，物質(zhì)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(zhì)A和B濃度將達(dá)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(qiáng)度比CO2濃度為1%時 的高 二、對點增分集訓(xùn) 1．將一株質(zhì)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(dá)到40g，其增加的質(zhì)量來自于（） A．水、礦質(zhì)元素和空氣 B．光、礦質(zhì)元素和水 C．水、礦質(zhì)元素和土壤 D．光、礦質(zhì)元素和空氣 2．在光照最強(qiáng)的夏季

3、的中午，綠色植物的光合作用強(qiáng)度反而會降低.此時，細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞間隙CO2濃度下葉肉細(xì)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(xì)胞C3化合物的含量增加 B．BC段，光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)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(guān)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(yīng)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(qiáng)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(qiáng)度 B．圖中物質(zhì)甲轉(zhuǎn)變成乙需要消耗光反應(yīng)提供的ATP C．Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強(qiáng)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(nèi)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(nèi)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(guān)閉，不進(jìn)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(jìn)行光合作用，

5、H點光合作用消失 D．該植物體內(nèi)的有機(jī)物在一晝夜內(nèi)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(guān)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(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B．t2—t3，暗反應(yīng)（碳反應(yīng)）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(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果 D．t4后短暫時間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)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?；卮鹣铝袉栴}： （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(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學(xué)能。 （2）與B組相比，C組水稻幼苗葉肉細(xì)胞的暗反應(yīng)速率更______，原因是 。 （3）根據(jù)實驗結(jié)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(chǎn)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(bǔ)光和根區(qū)加溫對甜

7、椒生物量的影響，結(jié)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(bǔ)光；T15+L：根區(qū)加溫15℃和冠層補(bǔ)光；T18+L：根區(qū)加溫18℃和冠層補(bǔ)光） （1）植物根區(qū)溫度降低主要通過來影響根系細(xì)胞呼吸，進(jìn)一步影響根系對礦質(zhì)養(yǎng)料的吸收，從而影響植物生長。 （2）實驗結(jié)果表明，（填“T”“L”或“T+L”）處理能大幅度提高甜椒產(chǎn)量，提高甜椒株產(chǎn)量效果最明顯的處理方式是。 （3）實際生產(chǎn)中，椒農(nóng)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(nèi)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(qiáng)度相同。測量24 小時內(nèi)該容器中CO2濃度變化情況，結(jié)果如圖所示（不考慮微生物的作用）。據(jù)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(jié)論，而導(dǎo)致該結(jié)論的外因是_______________________。 （3）圖中DE段（不考慮D點），該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)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(jī)物總量__________（填“大于”、“等于”或“小于”）光合作用產(chǎn)生的有機(jī)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(zhì)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(lán)紫光。綠光下由于[H]和ATP含量下降，導(dǎo)致C3被還原為C5的速率減慢，而暗反應(yīng)中CO2的固定仍以原來的速率消耗C5，生成C3，故短時間內(nèi)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(qiáng)度與自然光相同的綠光，可導(dǎo)致光反應(yīng)速率減慢，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，而短時間內(nèi)暗反應(yīng)仍以原來的速率進(jìn)行，消耗[H]和ATP，故短時間內(nèi)[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(dāng)降低CO2的濃度時，C3的含量降低，C5的含量上升，所以A物質(zhì)代表C3，B物質(zhì)代表C5，A錯誤；在CO2濃度為1%的環(huán)境中，物質(zhì)B的濃度比A的低，原因是暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達(dá)到穩(wěn)定，即C3和C5的含量穩(wěn)定。根據(jù)暗反應(yīng)的特點，此時C3的分子數(shù)是C5的2倍；從1%CO2環(huán)境轉(zhuǎn)移到0.003%CO2環(huán)境中，暗反應(yīng)的CO2固定反應(yīng)“

11、CO2+C5→2C3”會因CO2的供應(yīng)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(zhì)A和B濃度將達(dá)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(qiáng)度較低，D錯誤。 二、對點增分集訓(xùn) 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(zhì)元素，合成相關(guān)的化合物。也可以利用大氣中二氧化碳進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物增加細(xì)胞干重。植物光合作用將光能轉(zhuǎn)化成了有機(jī)物中的化學(xué)能，并沒有增加黃瓜幼苗的質(zhì)量，故黃瓜幼苗在光照下增

12、加的質(zhì)量來自于水、礦質(zhì)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(qiáng)、溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，吸收二氧化碳減少，根據(jù)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(jié)合減少，C3化合物生成量減少，C5化合物積累，導(dǎo)致C5增加；由于C3化合物生成量減少，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)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(xì)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(xì)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(dá)到二氧化碳飽和點，此時光合速率應(yīng)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(guān)酶的數(shù)量或光反應(yīng)產(chǎn)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(jù)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(yīng)的進(jìn)行，所以Ⅱ階段光合速率最大時所需光照強(qiáng)度比Ⅰ階段低，C項正確；根據(jù)分析，Ⅱ階段甲上升是因為CO2供應(yīng)量減少，D項錯誤。 5. 【答案】D

14、 【解析】FG段由于溫度過高會導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收減少，但是光合作用仍在進(jìn)行，并且光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，A錯誤；F點的光照強(qiáng)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(nèi)的二氧化碳濃度達(dá)到平衡，此時光合速率等于呼吸速率，開始進(jìn)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(nèi)CO2濃度有所降低，說明該植物體內(nèi)的有機(jī)物在一晝夜內(nèi)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(qiáng)度達(dá)到飽和，可能由于光照太強(qiáng)光合速率反而降低，因此B選項錯誤；t3→t4階段，光照強(qiáng)度不變，CO2的量增加，而CO2增加，首先會影響暗反應(yīng)階段，CO2固定增強(qiáng)，C3含量上升，進(jìn)而導(dǎo)致光反應(yīng)速率增強(qiáng)，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(yīng)不變，光照突然減弱，光反應(yīng)減弱，消耗的ADP、Pi少，合成產(chǎn)生的ATP、[H]少，從而導(dǎo)致暗反應(yīng)中C3的還原減弱，因此在t4后短暫時間內(nèi)，ADP和Pi的含量升高，C3還原后的直接產(chǎn)物含量降低，答案選Ｄ。 7.【答案】（1）紅光和藍(lán)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(yīng)速率

16、加快,產(chǎn)生[H] 和ATP的速率加快從而導(dǎo)致暗反應(yīng)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(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。光合色素吸收的光能在葉綠體的類囊體膜上轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學(xué)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(yīng)速率加快，[H]和ATP的合成速率加快，從而導(dǎo)致暗反應(yīng)速率更快。（3）根據(jù)實驗結(jié)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(jìn)行冠層補(bǔ)光）（3）與T15+L相比，T18+L處

17、理對提升甜椒產(chǎn)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(xì)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(xì)胞呼吸。(2)由表格數(shù)據(jù)可知，與T15、T18、L組處理相比，T+L處理能大幅度提高甜椒產(chǎn)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(chǎn)量效果有限但耗能增加較多，所以在實際生產(chǎn)中，椒農(nóng)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體 （4）等于測量結(jié)束時容器內(nèi)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(jī)溶劑。（2）圖中CD段的斜率小于BC段的斜率，即呼吸作用產(chǎn)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(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此該植物葉肉細(xì)胞內(nèi)合成ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。（4）據(jù)圖分析，測量結(jié)束時容器內(nèi)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(jī)物總量等于光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量。 9