- 能量之源——光与光合作用
- 共7595题
为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种（对照）叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如图所示，请回答下列问题：
（1）图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片，在______相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积______的释放量
（2）光合作用过程中，CO2与C5结合生成______，消耗的C5由______经过一系列反应再生
（3）由图可知，P1的叶片光合作用能力最强，推断其主要原因有：一方面是其叶绿素含量较高，可以产生更多的______；另一方面是其蛋白质含量较高，含有更多的______
（4）栽培以后，P2植株干重显著大于对照，但籽实的产量并不高，最可能的生理原因是______．
正确答案
解：（1）净光合速率指的是在光照强度、二氧化碳浓度相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积氧气的释放量，氧气释放量越多，说明净光合作用强度越高．
（2）在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳与五碳化合物结合生成三碳化合物，然后三碳化合物在光反应提供的[H]和ATP的作用下，生成五碳化合物、有机物．
（3）图中P1的叶片叶绿素含量较高，可以产生更多的[H]和ATP 用于暗反应，同时其蛋白质含量较高，含有更多的参与光合作用的酶，所以其光合作用能力最强．
（4）品种2光合作用能力强，但是向籽实运输的光合作用产物少，导致P2植株籽实的产量并不高．
故答案为：
（1）光照强度、二氧化碳浓度 氧气
（2）三碳化合物 三碳化合物
（3）[H]和ATP 参与光合作用的酶
（4）品种2光合作用能力强，但是向籽实运输的光合作用产物少
解析
解：（1）净光合速率指的是在光照强度、二氧化碳浓度相同的实验条件下，测得的单位时间、单位叶面积氧气的释放量，氧气释放量越多，说明净光合作用强度越高．
（2）在光合作用的暗反应阶段，二氧化碳与五碳化合物结合生成三碳化合物，然后三碳化合物在光反应提供的[H]和ATP的作用下，生成五碳化合物、有机物．
（3）图中P1的叶片叶绿素含量较高，可以产生更多的[H]和ATP 用于暗反应，同时其蛋白质含量较高，含有更多的参与光合作用的酶，所以其光合作用能力最强．
（4）品种2光合作用能力强，但是向籽实运输的光合作用产物少，导致P2植株籽实的产量并不高．
故答案为：
（1）光照强度、二氧化碳浓度 氧气
（2）三碳化合物 三碳化合物
（3）[H]和ATP 参与光合作用的酶
（4）品种2光合作用能力强，但是向籽实运输的光合作用产物少
正确答案
解析
解：A、图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率，当吸收速率为零时，表示植物不从外界吸收二氧化碳，此时光合作用所需的所有二氧化碳全由呼吸作用提供，即此时呼吸速率与光合作用相等．根据图解可知呼吸速率与光合速率相等的点有4个，分别在6、18、30、42时，A错误；
B、据曲线分析，绿色植物吸收CO2速率达到最大的时刻是36h，B错误；
C、18点时，由于吸收的CO2等于整个植株呼吸释放的CO2，所以植物叶肉细胞中的叶绿体吸收的CO2大于其线粒体释放的CO2，C正确；
D、据曲线分析，实验开始48小时后，室内的二氧化碳浓度降低，说明该二氧化碳用于光合作用合成有机物，表明此段时间内有有机物的积累，该植物能表现为生长现象，D错误．
故选：C．
如图甲为研究光照强度对某植物光合作用强度实验示意图，图乙表示其细胞气体交换情况，图丙表示光照强度与光合速率的关系，图丁表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内02吸收和释放速率的变化示意图（单位：mg/h）．A、B点对应时刻分别为6点和19点．
（1）图乙中光反应的具体部位字母及名称是[]______，反应中的能量变化是______．
（2）叶肉细胞处于图乙状态时，对应图丙中的区段是______．
（3）图丙中限制A～C段光合速率的主要因素是______．若提高温度，曲线的变化是______（上移；下移；不动；无法确定）
（4）丁图中24小时内不进行光合作用的时段是______．
（5）丁图中测得该植物一昼夜的O2净释放量为300mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的O2总量是______mg，光合作用速率最高时，光合作用每小时利用CO2的量是______mg．图中阴影部分所表示的O2释放量______（大于、等于、小于）300mg．
（6）丁图中，若适当增加植物生长环境中CO2浓度，B点将向______（左/右）移动．在生产实践中，常采用施用农家肥的方法增加CO2的浓度，其原理是______．
正确答案
解：（1）光合作用光反应的场所在类囊体薄膜，能量变化为光能转变为ATP中活跃的化学能．
（2）图乙中①表示吸收氧气进行有氧呼吸、②表示吸收二氧化碳进行光合作用，该图表示光合速率大于呼吸速率，对应图丙中的区段是B点以后．
（3）图丙中曲线表示在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而增加，但超过一定的范围（光饱和点）后，光合速率不再增加说明在AC上限制光合作用强度的因素是光照强度，若提高温度，变量增加为2个，曲线的变化将无法确定．
（4）丁表示图夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内02吸收和释放速率的变化，24小时内不进行光合作用时氧气的释放量会最小，吸收率最大．所以时段是0-5和20-24（或20-5）．
（5）该植物一昼夜的O2净释放量为300mg=白天光合作用量-一昼夜呼吸作用量，图中阴影部分所表示的O2白天光合作用释放量大于300mg；图乙中阴影部分所表示的O2释放量表示白天（AB段）光合作用积累量，故该值大于300mg．呼吸速率为12，故24小时呼吸量为288，实际光合量=净光合量+呼吸量=300+288=588mg．光合作用速率最高时，释放氧气为44+12=56（mg/h）．据光合作用光合作用：6H2O+6CO2
（6）适当增加植物生长环境中CO2的浓度，光合速率提高，实际光合量增加，故B右移．农家肥富含有机物，土壤中的微生物通过分解作用（呼吸作用）产生CO2和无机盐，促进其光合作用．
故答案为：
（1）[a]类囊体薄膜 光能转化为ATP中活跃的化学能
（2）B点以后
（3）光照强度 无法确定
（4）0-5和20-24 （或20-5）
（5）588 77 大于
（6）右※农家肥富含有机物，分解者的分解作用释放出大量C02
解析
解：（1）光合作用光反应的场所在类囊体薄膜，能量变化为光能转变为ATP中活跃的化学能．
（2）图乙中①表示吸收氧气进行有氧呼吸、②表示吸收二氧化碳进行光合作用，该图表示光合速率大于呼吸速率，对应图丙中的区段是B点以后．
（3）图丙中曲线表示在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而增加，但超过一定的范围（光饱和点）后，光合速率不再增加说明在AC上限制光合作用强度的因素是光照强度，若提高温度，变量增加为2个，曲线的变化将无法确定．
（4）丁表示图夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内02吸收和释放速率的变化，24小时内不进行光合作用时氧气的释放量会最小，吸收率最大．所以时段是0-5和20-24（或20-5）．
（5）该植物一昼夜的O2净释放量为300mg=白天光合作用量-一昼夜呼吸作用量，图中阴影部分所表示的O2白天光合作用释放量大于300mg；图乙中阴影部分所表示的O2释放量表示白天（AB段）光合作用积累量，故该值大于300mg．呼吸速率为12，故24小时呼吸量为288，实际光合量=净光合量+呼吸量=300+288=588mg．光合作用速率最高时，释放氧气为44+12=56（mg/h）．据光合作用光合作用：6H2O+6CO2
（6）适当增加植物生长环境中CO2的浓度，光合速率提高，实际光合量增加，故B右移．农家肥富含有机物，土壤中的微生物通过分解作用（呼吸作用）产生CO2和无机盐，促进其光合作用．
故答案为：
（1）[a]类囊体薄膜 光能转化为ATP中活跃的化学能
（2）B点以后
（3）光照强度 无法确定
（4）0-5和20-24 （或20-5）
（5）588 77 大于
（6）右※农家肥富含有机物，分解者的分解作用释放出大量C02
下面是光合作用过程的实验图解．请分析判断相关说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、此实验说明叶绿体是进行光合作用的完整的结构单位，具有类囊体薄膜和叶绿体基质，A正确；
B、装置b中只有叶绿体的类囊体薄膜，不含叶绿体基质，所以会因缺少有关酶及C5而不能产生含14C的有机物，B正确；
C、适当增强光照、增加CO2浓度及适当提高温度对本实验最终c试管中含14C有机物的产量均有影响，C错误；
D、装置c中不含叶绿体的类囊体薄膜，但在分离前有光照，所以本实验能证明光反应为暗反应提供了反应必需的条件，D正确．
故选：C．
下列有关光合作用的叙述，正确的一组是（ ）
①光反应需光不需要酶
②光合作用有水生成
③最后阶段有氧气的释放
④葡萄糖中的氢来自水
⑤将不含能量的CO2转变成富含能量的有机物．
正确答案
解析
解：①光反应的物质变化为水的光解和ATP的合成，其中ATP的合成需要酶的催化，故①错；
②光合作用暗反应中，C3的还原过程中有水生成，故②正确；
③在光反应过程中，水分解成氧气和[H]，氧气不是最后阶段产生，故③错；
④光合作用的反应物是二氧化碳和水，由于二氧化碳中没有H，因此光合作用产物葡萄糖中的H来源于水，故④正确；
⑤光合作用的实质是合成有机物，储存能量，将不含能量的无机物合成储存能量的有机物，故⑤正确．
故选：D．
为了更好的提高温室大棚栽种作物的经济效益，科研人员对某作物进行了温度和O2浓度的相关研究．图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的温度与光合、呼吸的关系，图2中曲线表示不同O2浓度下叶表面温度与光合作用速率的关系（已知O2可与C5结合，生成一个三碳化合物和一个二碳化合物，此二碳化合物不参与光合作用）．请回答：
（1）图1中，当温度达到______时，植物不再进行光合作用．在温度为30℃时，叶肉细胞内的[H]用于______．
（2）图1中，40℃与60℃时，CO2的吸收量均为0，二者的区别是：前者______，后者______．
（3）结合暗反应的过程，解释图2中高O2浓度更能抑制光合作用速率的原因：______．
（4）根据以上研究结果，该温室大棚作物白天（适宜的光照）在0.03%CO2浓度时，生长的最佳环境条件是______．
正确答案
解：（1）从图1中分析，当温度达到55℃时，呼吸作用消失，表示植物死亡，植物不再进行光合作用．在温度为30℃时，光合作用的光反应，H2O 
（2）图1中，F点40℃时CO2的吸收量为0是由于此时呼吸速率=光合速率；60℃时呼吸作用消失，表示植物死亡，所以60℃时，CO2的吸收量也为0，二者是有区别的．
（3）暗反应首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原．由题意可知：高O2浓度更能抑制光合作用速率的原因是高O2与更多的C5结合，减少了用于还原的C3化合物，从而降低了光合作用速率．
（4）根据以上研究结果，该温室大棚作物白天（适宜的光照）在0.03%CO2浓度时，生长的最佳环境条件是作物白天生长的最佳环境条件是CO2吸收速率达到最快时对应的温度为室温为30℃，O2浓度1.5%．
故答案为：
（1）55℃与O2结合形成水、还原三碳化合物（C3）
（2）光合速率等于呼吸速率 光合速率和呼吸速率均为0（植物死亡）
（3）高O2与更多的C5结合，减少了用于还原的C3化合物，从而降低了光合作用速率
（4）室温为30℃，O2浓度1.5%
解析
解：（1）从图1中分析，当温度达到55℃时，呼吸作用消失，表示植物死亡，植物不再进行光合作用．在温度为30℃时，光合作用的光反应，H2O
（2）图1中，F点40℃时CO2的吸收量为0是由于此时呼吸速率=光合速率；60℃时呼吸作用消失，表示植物死亡，所以60℃时，CO2的吸收量也为0，二者是有区别的．
（3）暗反应首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的[H]和ATP被还原．由题意可知：高O2浓度更能抑制光合作用速率的原因是高O2与更多的C5结合，减少了用于还原的C3化合物，从而降低了光合作用速率．
（4）根据以上研究结果，该温室大棚作物白天（适宜的光照）在0.03%CO2浓度时，生长的最佳环境条件是作物白天生长的最佳环境条件是CO2吸收速率达到最快时对应的温度为室温为30℃，O2浓度1.5%．
故答案为：
（1）55℃与O2结合形成水、还原三碳化合物（C3）
（2）光合速率等于呼吸速率 光合速率和呼吸速率均为0（植物死亡）
（3）高O2与更多的C5结合，减少了用于还原的C3化合物，从而降低了光合作用速率
（4）室温为30℃，O2浓度1.5%
如图实验装置可以用来测量植物的光合速率和呼吸速率，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由于光合作用需要二氧化碳作原料，所以用装置A研究光合速率，则需加入的液体为NaHCO3溶液，以提供光合作用所需的二氧化碳，A正确；
B、由于植物需要进行呼吸作用，所以此装置测得的光合速率为净光合速率，B错误；
C、若用装置A研究光合速率，照光时光合作用强度大于呼吸作用强度，产生较多的氧气，从而使有色液滴右移，C正确；
D、若用装置A测定呼吸速率，则需加入的液体为NaOH溶液，吸收呼吸作用产生的二氧化碳；且需遮光，防止光合作用产生的氧气干扰实验结果，D正确．
故选：B．
请结合如图所示光合作用过程回答问题：
（1）美国科学家鲁宾和卡门采用标记的方法进行了______实验研究．
（2）图中A是______过程，B是______过程．
（3）如果将绿色植物体移入黑暗处，光反应阶段为暗反应阶段提供的______将减少．随着黑暗时间的延长______作用将使植物体内贮存的有机物进一步消耗．
正确答案
解：（1）20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源问题．
（2）据图分析已知图中A是CO2的固定过程，B是三碳化合物的还原过程．
（3）黑暗条件下，光反应产生的[H]和ATP减少，导致暗反应三碳化合物的还原减少，制造的有机物减少；同时随着黑暗的延长有机物通过呼吸作用消耗增多．
故答案为：
（1）氧的同位素
（2）CO2的固定 三碳化合物的还原
（3）[H]和ATP 呼吸
解析
解：（1）20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了光合作用中氧气的来源问题．
（2）据图分析已知图中A是CO2的固定过程，B是三碳化合物的还原过程．
（3）黑暗条件下，光反应产生的[H]和ATP减少，导致暗反应三碳化合物的还原减少，制造的有机物减少；同时随着黑暗的延长有机物通过呼吸作用消耗增多．
故答案为：
（1）氧的同位素
（2）CO2的固定 三碳化合物的还原
（3）[H]和ATP 呼吸
为了提高绿色植物的生态效益，研究者做了相关实验，并绘出如下三幅图．请回答下列问题：
（1）光照条件下，图1中的②上进行的生理过程产生的物质有______，空气中CO2浓度变化时首先会影响图1的[______]______中化学反应的速率（[]中填数字序号）．
（2）图2中的曲线表示在CO2充足的条件下测得的某植物光合速率与光照强度、温度之间的关系．据图分析可知，在光照强度为4klx之前，影响光合速率的主要环境因素为______，由此实验结果可推测出该植物进行光合作用的最适温度范围是在______℃之间．
（3）图3表示该植物夜间在O2浓度分别为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的关系．假定细胞呼吸的底物都是葡萄糖，在O2浓度为c时细胞的呼吸方式是______，当O2浓度为a时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的______ 倍．
（4）研究者还对该植物不同光照条件下的其他生理指标进行了检测，结果见下表，请分析回答：（注：括号内的百分数以强光照的数据作为参考）
与弱光下相比，强光下平均每片叶的气孔总数______（填“较多”或“较少”），对强光下生长的该种植物适度遮阴，持续观测叶色、叶面积和净光合速率，这三个指标中，最先发生改变的是______．
正确答案
解：（1）图1表示叶绿体，②是叶绿体的基粒，光照条件下，叶绿体基粒的类囊体薄膜上可以发生光反应，其产物是ATP、[H]、O2．二氧化碳主要参与光合作用的暗反应，空气中CO2浓度变化时首先会影响图1的[④]叶绿体基质中的暗反应的速率．
（2）据图分析可知，在光照强度为4klx之前，影响光合速率的主要环境因素为自变量光照强度．据图分析该植物进行光合作用在10～30℃之间均达到光饱和点，所以其最适温度范围是在10～30℃之间．
（3）据图3分析，c点时CO2释放量大于O2吸收量，说明光合作用与呼吸作用同时进行，且呼吸作用大于光合作用．当O2浓度为a时，有氧呼吸释放的二氧化碳的量为3，无氧呼吸释放的二氧化碳的量为8-3=5，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1×3÷6=0.5，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为1×5÷2=2.5，所以无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的倍数为2.5÷0.5=5．
（4）每片叶的气孔数目=平均叶面积×气孔密度，强光下平均每片叶平均叶面积最小，经过计算与弱光下相比，强光下平均每片叶的气孔总数较少．同理可以知道最先发生改变的是净光合速率．
故答案为：
（1）ATP、[H]、O2 [④]叶绿体基质
（2）光照强度 10～30
（3）有氧呼吸和无氧呼吸 5
（4）较少 净光合速率
解析
解：（1）图1表示叶绿体，②是叶绿体的基粒，光照条件下，叶绿体基粒的类囊体薄膜上可以发生光反应，其产物是ATP、[H]、O2．二氧化碳主要参与光合作用的暗反应，空气中CO2浓度变化时首先会影响图1的[④]叶绿体基质中的暗反应的速率．
（2）据图分析可知，在光照强度为4klx之前，影响光合速率的主要环境因素为自变量光照强度．据图分析该植物进行光合作用在10～30℃之间均达到光饱和点，所以其最适温度范围是在10～30℃之间．
（3）据图3分析，c点时CO2释放量大于O2吸收量，说明光合作用与呼吸作用同时进行，且呼吸作用大于光合作用．当O2浓度为a时，有氧呼吸释放的二氧化碳的量为3，无氧呼吸释放的二氧化碳的量为8-3=5，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1×3÷6=0.5，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为1×5÷2=2.5，所以无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的倍数为2.5÷0.5=5．
（4）每片叶的气孔数目=平均叶面积×气孔密度，强光下平均每片叶平均叶面积最小，经过计算与弱光下相比，强光下平均每片叶的气孔总数较少．同理可以知道最先发生改变的是净光合速率．
故答案为：
（1）ATP、[H]、O2 [④]叶绿体基质
（2）光照强度 10～30
（3）有氧呼吸和无氧呼吸 5
（4）较少 净光合速率
（1）在有光条件下培养海藻时，培养液中必须含有______，还需定时向培养液中通入空气，目的是提供______．海藻放氧速率随着光照强度的变化曲线如图，图中B点表示最佳的______培养条件．
（2）向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液，在一定光照条件下培养该海藻，测定海藻的生物量如下表：
要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需设计______的实验．
（3）综合上述实验，获得该海藻最大生物量的培养条件是______．
正确答案
解：（1）海藻是植物，因此培养时必需在培养液中加入各种必需矿质元素．有光条件下培养海藻时通入空气，目的是提供光合作用所需CO2．B点光照强度生物释放氧气的速率最大即生物量最大．
（2）通过表格分析最佳葡萄糖浓度会出现在0.2---0.6g/L之间，要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需在0.2---0.6g/L之间更细分的浓度梯度．
（3）根据图，获得该海藻最大生物量需光照强度适宜，据表格知需添加适宜浓度葡萄糖．
故答案为：
（1）各种必需矿质元素 CO2 光照
（2）在0.2---0.6g/L之间更细分的浓度梯度
（3）适宜光照，添加适宜浓度的葡萄糖
解析
解：（1）海藻是植物，因此培养时必需在培养液中加入各种必需矿质元素．有光条件下培养海藻时通入空气，目的是提供光合作用所需CO2．B点光照强度生物释放氧气的速率最大即生物量最大．
（2）通过表格分析最佳葡萄糖浓度会出现在0.2---0.6g/L之间，要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需在0.2---0.6g/L之间更细分的浓度梯度．
（3）根据图，获得该海藻最大生物量需光照强度适宜，据表格知需添加适宜浓度葡萄糖．
故答案为：
（1）各种必需矿质元素 CO2 光照
（2）在0.2---0.6g/L之间更细分的浓度梯度
（3）适宜光照，添加适宜浓度的葡萄糖
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