限时集训(十一)能量之源——光与光合作用
(限时30分钟满分100分)
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．光反应为暗反应提供的物质是()
A．[H]和H2O B．[H]和A TP
C．ATP和CO2D．H2O和CO2
2．在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是()
①叶绿体基质②类囊体薄膜③线粒体基质④线粒体内膜
A．①③B．②③
C．①④D．②④
3．(2013·衡阳市联考)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学使用相关试剂的情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()
A．①②③④B．②④①③
C．④②③①D．③②①④
4．下图为叶绿体的亚显微结构图，下列关于其结构与功能的叙述不．正确的是()
A．①和②均为选择透过性膜
B．③上分布有与光反应有关的色素和酶
C．在③上形成的产物[H]和A TP进入④中，为暗反应提供物质和能量
D．④中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中
5．(2013·河北省高三质检)右图表示植物细胞内的代谢过
程，下列叙述正确的是()
(1)X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
(2)①、④过程需要消耗[H]，②过程可以产生[H]
(3)①过程发生在线粒体基质中，②过程发生在叶绿体基质中
(4)①②③④四个过程中既没有消耗氧气，也没有产生氧气
A．(1)(2) B．(1)(4)
C．(2)(3) D．(3)(4)
6．下列关于绿色植物叶肉细胞生理活动的叙述，正确的是()
A．叶绿体放出氧气的速率有可能与线粒体消耗氧气的速率相等
B．叶绿体白天进行着ATP的合成，夜晚进行着ATP的水解
C．随CO2浓度的增大，叶绿体的光合速率增大，线粒体的呼吸速率减小
D．线粒体产生的CO2在光照时全部扩散到叶绿体中，黑暗时全部扩散到细胞外
7.有人把玉米和向日葵的叶片从植株上切下后，分别放在保持
高湿度、光照充足的容器内(保持叶片的生活状态)，叶片的含水量
由于蒸腾作用而逐渐减少，然后测定叶片在水分亏缺情况下的相对
光合作用强度，结果如图所示。据图分析，水分亏缺对光合作用产
生影响的原因最可能是()
A．水分亏缺直接影响植物的光合作用
B．水分亏缺对不同植物光合作用的影响程度和影响方面不同
C．水分亏缺影响光合作用是因为水分是光合作用的原料之一
D．水分亏缺影响光合作用主要是通过影响CO2进入叶内而起作用的
8．某学校生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用的实验，将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10℃、20℃和30℃下进行实验，观察并记录不同距离下单位时间枝条产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不．正确的是()
A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
B．A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度
C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用
D．若在缺镁的培养液中进行此实验则B点向右移动
9．(2013·揭阳一模)下图曲线Ⅰ表示黄豆光合作用速率与光照强度的关系(适宜温度、CO2浓度为0.03%)。在y点时改变某条件，曲线变为Ⅱ。下列分析合理的是()
A．与y点相比，x点叶绿体中的C3含量较低
B．在y点时，升高温度导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约x点光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点光合作用的因素可能是CO2浓度
10．(2013·湖北八校联考)下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程，有关分析正确的是()
A．能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ、Ⅲ
B．阶段Ⅰ生成的[H]可作为还原剂用于⑤过程生成水
C．过程①④⑤可为叶肉细胞吸收Mg2＋等提供动力
D．过程③④⑤进行的场所分别是叶绿体基质、细胞质基质、线粒体
二、非选择题(共50分)
11．(10分)下图甲表示植物细胞代谢的某些过程，图乙表示光照强度与二氧化碳变化量的关系。请据图回答问题：(图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器)
(1)图甲中，细胞器a为________。
(2)图甲中物质④在________的情况下，全部进入c中被分解。
(3)将一株植物放置于密闭的容器中，用红外测量仪进行测量，测量时间均为1小时，测定的条件和结果如上图乙所示，(数据均在标准状况下测的)据此回答：若该植物在充分光照下积累的有机物都是葡萄糖，在25℃、4千勒克斯光照条件下，该植物在充分光照下1小时总共积累葡萄糖________毫克。
(4)从图乙中可发现，影响A点光合速率的因素是________________________________。
(5)若给该密闭装置通入C18O2，一段时间后，装置内出现了18O2，请用文字或图解简要说明________________________________________________________________________。
12．(20分)(2013·郑州三模)景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式：夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中(如图一所示)；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用(如图二所示)。十字花科植物B的CO2同化过程如图三所示，请回答下列问题：
(1)植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)的原因是缺乏暗反应必需的________，白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有：__________________________________。
(2)在上午10∶00点时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A叶肉细胞和植物B叶肉细胞中C3含量的变化趋势分别是________、________(填升高、降低或基本不变)。
(3)植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测植物A生活环境最可能是________。从进化角度看，这种特点的形成是________的结果。
(4)如果用如下图所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O2含量的变化，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是________________________，为使测得O2的变化量更精确，还应再设量对照装置，该装置的容器和小烧杯中应分别放入________________。
13．(20分)(2013·陕西五校三模)某科学工作者为探究西红柿生长的最佳光照强度，设计了下面的实验：首先取若干生长状况相同的西红柿植株，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中。实验开始时测定CO2的浓度，12小时后再次测定CO2的浓度。实验结果如下表：
请分析回答：
(1)这一实验的自变量是________，写出该实验设计的一种无关变量：________。
(2)实验中第1组在12小时后CO2浓度变化的原因是________。
(3)如果在实验过程中使用了不同品种的西红柿植株，则这样设计违背了科学实验的________原则。
(4)若将第7组植株突然移至第4组的条件下，短时间内光合细胞中的ATP含量会________，C3化合物的含量会________。
(5)该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验设计思路：________________________________________________________________________。
答案
限时集训(十一)
1．选B光反应为暗反应提供了[H]和ATP。
2．选A在叶肉细胞中，CO2固定发生在叶绿体基质中，CO2产生则是有氧呼吸第二阶段产生的，其场所是线粒体基质。
3．选B由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确，应为结果④，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为结果①；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为结果③。
4．选D①和②表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选择透过性。③为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶。光反应的产物[H]和ATP进入④叶绿体基质中，为暗反应提供还原剂氢和能源物质A TP。A TP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，而非直接将A TP转移到有机物中。
5．选B由图可推知，①代表有氧呼吸的第一阶段，④代表有氧呼吸的第二阶段，因此Y物质代表丙酮酸；①、④过程可以产生[H]；①过程发生在细胞质基质中；②③分别代表光合作用的暗反应过程中三碳化合物的还原和CO2的固定，因此X物质代表三碳化合物，
②过程需要消耗[H]；光合作用的光反应有氧气的产生，有氧呼吸的第三阶段消耗氧气，而图中没有这两个过程。
6．选A当叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸作用速率时，叶绿体放出氧气的速率与线粒体消耗氧气的速率相等；叶绿体白天也可进行ATP的水解；在其他条件一定的条件下，随CO2浓度的增大，叶绿体的光合速率逐渐增大，但有最大值；光照条件下，当叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率时，线粒体产生的CO2只有一部分扩散到叶绿体中。
7．选D由图可知，在水分亏缺为30%和50%时，向日葵和玉米已分别停止光合作用，再结合植物所吸收水分绝大部分用于蒸腾作用，可得水分亏缺对光合作用的影响不是原料水的不足(因为此时叶片的含水量是可以满足光合作用对水的需求的)，而是光合作用的另一原料CO2(CO2主要通过气孔从外界获取，而水分亏缺会导致气孔关闭)，再结合玉米对CO2的利用效率高，可知水分亏缺主要是通过影响CO2进入叶内而影响光合作用的。
8．选D白炽灯与大试管间距离的远近影响光照强度，设臵10℃、20℃和30℃，表示不同温度对光合速率的影响；A点时，光照强度相同，影响气泡产生的因素是温度；C点时，不同的温度下气泡产生量相同，影响因素是光照强度；B点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；在缺镁的培养液中进行此实验，叶绿素的合成减少，吸收的光能减少，B点向左移动。
9．选D在x点的光照强度比y点弱，所以x点的C3含量较y点处高；本来处于适宜温度下的y点，升高温度会导致酶的活性降低，则曲线Ⅱ应在曲线Ⅰ的下方；x点限制其光合作用的因素主要是光照强度；在大于光饱和点的光照强度处增加CO2浓度，会加大光合作用强度。
10．选A据图可知，阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表光反应、暗反应、细胞呼吸，①表示光反应产生ATP和[H]，②表示C3的还原，③～⑤分别表示二氧化碳的固定、无氧呼吸、有氧呼吸。能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ(光反应发生于类囊体薄膜)、Ⅲ中的⑤(有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上)；阶段Ⅰ生成的[H]将作为还原剂还原C3；过程④和⑤都合成A TP，为细胞吸收Mg2＋等提供动力，①过程产生的A TP只能用于暗反应；过程③进行的场所是叶绿体基质，过程④进行的场所是细胞质基质，过程⑤进行的场所是细胞质基质和线粒体。
11．解析：(1)分析图甲可知，b是进行光合作用的叶绿体，c为进行有氧呼吸的主要场所线粒体，a可吸收H2O供叶绿体利用，为液泡。(2)图甲中物质④为丙酮酸，在氧气充足的情况下，全部进入线粒体中被分解。(3)分析图乙可知：25℃、4千勒克斯光照条件下，植物1小时从外界净吸收CO244.8 mL，积累葡萄糖的量为1/3×180＝60 mg。(4)分析图乙可知：影响A点光合速率的因素是光照强度和温度。(5)若给该密闭装臵通入C18O2，参与光合作用，其氧进入葡萄糖和水分子中，水分子再参与光合作用被光解，产生氧气，即C18O2→H182 O→18O2。
答案：(1)液泡(2)氧气充足(3)60(4)温度和光照强度
(5)C18O2→H182O→18O2
12．解析：(1)暗反应的进行需要光反应提供[H]和A TP，晚上因光反应不能进行而缺少[H]和A TP，故植物A夜晚不能合成(CH
O)；白天因植物A气孔关闭，细胞内CO2的来源有
2
细胞呼吸产生的CO2和苹果酸经脱羧作用释放的CO2。(2)上午10∶00时，植物A的气孔关闭，外界CO2浓度的变化对细胞内C3的含量基本没有影响，而B植物气孔没有关闭，外界环境中CO2浓度降低时，CO2固定形成的C3减少而C3还原正常进行，所以B植物C3含量降低。(3)白天高温干旱环境下，植物关闭气孔从而降低植物体内H2O的散失，这是自然选择的结果。(4)要探究光照强度和光合速率的关系，需保证光合作用的正常进行，且光照强度应为单一变量，所以小烧杯内的蒸馏水应换为CO2的缓冲液或NaHCO3溶液来维持装臵内CO2的浓度，为使测得O2的释放量更精确，还应再设臵对照装臵以校正因气压变化而引起液滴的移动。校正装臵中，除植物是同种的死亡植物以外，其他条件完全相同。
答案：(1)ATP和[H]苹果酸经脱羧作用释放的和呼吸作用产生的
(2)基本不变降低
(3)炎热干旱自然选择
(4)将小烧杯中的蒸馏水换成CO2缓冲液或碳酸氢钠溶液死亡的同种植物幼苗和CO2缓冲液
13．解析：(1)根据表格数据可看出，光照强度为该实验的自变量，温度、CO2浓度等为无关变量。(2)实验第1组没有给予光照，植物只进行呼吸作用，呼吸产生的CO2会导致CO2浓度升高。(3)单因子变量原则是探究某种因素对实验的影响时要保证其他变量相同，在探究光照对光合作用的影响时要以光照为单一变量，保证温度和CO2浓度、材料的生理状态相同。(4)若第7组植株突然移至第4组的条件下，光照减弱，光反应受到影响，产生的ATP和[H]减少，C3化合物还原受抑制，而C3化合物的继续生成，含量增加。(5)要确定西红柿生长的最佳光照强度，可以增加若干实验组，将光照强度的数据差缩小，依次增加光照强度，12小时后CO2浓度降幅最大的光照强度即是最佳光照强度。
答案：(1)光照强度温度(其他合理答案也可)
(2)细胞呼吸产生了CO2
(3)单一变量
(4)下降增加
(5)增加若干实验组，依次增加光照强度