5.4.4 光合作用综合课时练分层练习(基础达标+核心素养)-2026-2027学年高一上学期人教版生物必修1
2026-09-16
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摘要:
**基本信息**
分层设计清晰,基础达标练夯实光合作用核心概念,核心素养练提升综合应用与科学探究能力,形成从基础到素养的巩固路径。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础达标练|光合作用过程、物质与能量变化、影响因素|选择题结合结构示意图(如第1题),填空题考查过程与场所(如第9题),强化生命观念中的结构与功能观|
|核心素养练|综合应用与跨情境分析、实验探究与数据解读|图表分析题(如第11题光照强度与叶面积关系),实验题(如第16题光呼吸研究),体现科学思维与探究实践|
内容正文:
课时练◉光合作用综合
建议用时: 20分钟 姓名:___________班级:___________考号:___________
请把选择题答案填入下方表格:
1
2
3
4
5
6
7
8
11
12
13
14
15
第一部分 基础达标练
1.如图为小麦叶肉细胞光合作用部分过程示意图(图中甲、乙表示结构,a~e表示物质)。下列叙述正确的是( )
A.c表示氧气,e表示二氧化碳
B.甲表示类囊体薄膜,含有叶绿素和藻蓝素
C.乙表示细胞质基质,是细胞呼吸的主要场所
D.突然降低光照强度,短时间内叶肉细胞中b、d的含量都将下降
2.下列叙述正确的有几项( )
①线粒体中大量产生ATP时,一定伴随着O2的消耗 ②叶绿体中大量产生ATP时,一定伴随着O2的产生
③在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较多 ④ATP与ADP的转化速率越快,细胞代谢耗能越多
⑤夜间,叶绿体中C3的还原所需的ATP可以来自线粒体 ⑥所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶,但不一定都分布在线粒体中 ⑦与无机催化剂相比,酶为化学反应提供的活化能更多使之具有高效性 ⑧低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
A.3项 B.4项 C.5项 D.6项
3.以下关于真核细胞和原核细胞的描述中正确的是( )
A.真核细胞都有成形的细胞核,真核细胞内的基因都可以表达
B.叶肉细胞有叶绿体,其中的类囊体薄膜是CO2的固定场所
C.蓝藻为原核生物,属于自养生物,可在叶绿体中进行光合作用
D.硝化细菌为原核生物,没有叶绿体,可以把CO2转化成有机物
4.将玉米的PEPC酶基因与PPDK酶基因导入水稻后,在某一温度下测得光照强度对转双基因水稻和原种水稻的光合速率影响如图l;在光照为1000μmol·m-2.s-1下测得温度影响光合速率如图2,请据图分析,下列叙述错误的是( )
A.PEPC酶基因与PPDK酶基因不影响水稻的呼吸强度
B.用温度25℃重复图1相关实验,A点向右上方移动
C.两类水稻积累有机物的最适温度相同
D.转双基因水稻更适合栽种在强光照环境中
5.叶绿体在光下利用无机磷与ADP合成ATP的过程称为光合磷酸化。光合磷酸化与电子传递是通过ATP合酶联系在一起的。如图ATP合酶由CF1和CF0两个蛋白复合体构成,光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合体。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.PSI和PSⅡ镶嵌在叶绿体的内膜上
B.膜内外H+浓度差是光合磷酸化的动力
C.CF1是疏水性复合体,CF0是亲水性复合体
D.电子传递抑制剂有利于光合磷酸化的进行
6.下列有关光合作用的相关叙述正确的是( )
A.用18O标记H2O和CO2有力地证明了CO2是光合作用的原料
B.净光合速率为零时,蓝藻细胞产生ATP的场所主要有线粒体和叶绿体
C.用H218O培养小球藻,一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O
D.光反应产生的ATP和NADPH从叶绿体基质运到类囊体被利用
7.如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图。下列有关描述错误的是( )
A.图1中,若光照强度适当增强,可使a点左移,b点右移
B.图2中,若CO2浓度适当增大,可使a点左移,b点右移
C.图3中,与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较少
D.图4中,当温度高于25℃时,光合作用单位时间内积累的有机物的量开始减少
8.在适宜光照下,给3组小球藻提供含有不同比率18O标记的水和碳酸氢盐(提供CO2),其他条件相同,一段时间后,检测光合产物氧气中含18O的比率,结果如表。下列分析正确的是( )
光合作用的物质变化
1组
2组
3组
原料
水中18O比率
0.85%
20%
20%
CO2中18O比率
0.61%
0.04%
0.57%
产物
氧气中含18O比率
0.85%
20%
20%
(注:比率指被18O标记的物质占所有该物质的比例)
A.该实验证明了水和CO2是光合作用的原料
B.该实验通过追踪18O的放射性,得到氧气中的氧全部来自水
C.每组原料中18O标记的比例为该实验中的自变量
D.由1组实验可知,反应物中只有0.85%的水参与氧气的生成
9.下面是某植物叶肉细胞进行光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图,其中①~⑤为生理过程,a~h为物质名称,请回答:
(1)物质a分布在叶绿体的____________。
(2)过程②和③发生的场所分别是__________________和_________________。
(3)上述①~⑤过程中,能产生ATP的生理过程是_______________________(填图中序号)。
(4)在光合作用过程中,二氧化碳被还原成糖类等有机物时,既要接受________________(填图中字母)释放的能量,又要被_____________________还原(填图中字母)
(5)假如白天突然中断二氧化碳的供应,则在短时间内f量的变化是_______________;假如该植物从光下移到暗处,e量的变化是_______________。
10.三益葡萄园“糖心”葡萄味甜多汁,“糖心”现象是指果实细胞间隙积累高浓度含糖溶液。研究人员探究普通冷藏条件对糖心葡萄的影响,结果如图所示。回答下列问题:
(1)夏季白天光照强,葡萄叶片在叶绿体的____________上进行光反应,产生的NADPH将三碳酸还原为三碳糖,部分运至叶绿体外合成____________并运输至果实,积累形成“糖心”。据图2可知,ATP合成的直接能量来源是____________。
(2)据图1分析,随着采摘时期推迟,糖心果率逐渐____________(填“上升”或“下降”);研究发现低氧冷藏条件下糖心消失速度比普通冷藏慢,结合呼吸作用原理分析,这是因为低氧条件抑制了____________,减缓了糖分的分解。
(3)研究发现低氧冷藏后期褐变率显著上升,这是因为低氧条件下,果实细胞产生____________(写物质)导致细胞结构受损。
(4)若种植地块氮肥贫瘠,从生态学角度提出合理的改善措施__________________________________。
第二部分 核心素养练
11.观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表,以下说法错误的是( )
光照强度
叶色
平均叶面积(cm2)
气孔密度(个·mm-2)
净光合速率(μmolCO2·m-2·s-1)
强
浅绿
13.6(100%)
826(100%)
4.33(100%)
中
绿
20.3(149%)
768(93%)
4.17(96%)
弱
深绿
28.4(209%)
752(91%)
3.87(89%)
(注:括号内的百分数以强光照的数据作为参考)
A.在弱光条件下,柑橘通过增加叶绿素含量提高其光合作用强度
B.在弱光条件下,柑橘通过增加光合作用面积提高光能利用率
C.在弱光条件下,柑橘叶片颜色深、叶面积大,推测其是喜阴植物
D.在强光条件下,柑橘的净光合速率最大,推测其是喜阳植物
12.图1表示某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图,图2为探究密闭装置中不同温度对该植物叶肉细胞光合速率和呼吸速率的影响。下列叙述正确的是( )
A.图1中产生ATP和[H]的生理过程有①③④
B.图2温度为t2时,氧气的去向仅被线粒体利用
C.图2温度为t3时,叶肉细胞的实际光合速率为20.5mg/h
D.图2温度为t4时,植物体光合速率小于呼吸速率
13.下图表示在一定光照强度和黑暗条件下,温度对大棚内豌豆光合作用和呼吸作用的影响。下列说法错误的是( )
A.在相同时间内,35°C光照条件下豌豆积累的有机物最多
B.35°C−40℃时,光照下放氧速率降低的原因仅是呼吸速率升高
C.若增大光照强度,5°C时的光照下放氧速率不一定升高
D.12小时光照、12小时黑暗条件下,40℃时豌豆不能生长
14.如图①~⑨表示植物某个叶肉细胞代谢的过程,下列有关说法错误的是( )
A.过程③所需还原剂氢不能由过程⑧供给
B.鲁宾和卡门用同位素标记法证明了过程②释放的氧气来自水
C.红光条件下类胡萝卜素可通过过程②将光能转化为ATP中活跃的化学能
D.若将植物突然停止光照,短时间内过程③的中间产物C3含量增加
15.一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。获得实验结果如下图。下列有关说法不正确的是 ( )
A.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
B.根尖细胞内的气体交换状态对应图丙中的①
C.到达图乙中的D点时,玻璃罩内CO2浓度最高
D.图乙中C点对应图甲中C点,此时所有叶肉细胞内的气体交换状态对应图丙中的③
16.光照条件下,叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5,O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程被称为光呼吸,如图甲所示。近年来,研究人员构建的一种转基因烟草(记为G型),可使乙醇酸在过氧化物体内直接转化为甘油酸(图中虚线所示)。研究人员在相同且适宜的环境条件下测定了野生型(W型)和转基因(G型)两种烟草的生理指标,结果如表所示。回答下列问题:
指标
野生型(W型)
转基因(G型)
净光合速率/(μmolCO2·m-2·s-1)
18.2
24.6
光呼吸释放CO2的速率/(μmolCO2·m-2·s-1)
6.8
1.2
黑暗中植物细胞呼吸释放CO2的速率/(μmolCO2·m-2·s-1)
a
b
RuBP羧化酶活性相对值
1.0
1.0
生物量(g/株)(生长30天的干重)
3.5
5.1
(1)在夏季晴朗的白天,光照强度较大,光反应产生的_______及O2较多,但是在温度较高的环境下,_______导致叶肉细胞获得的CO2不足,暗反应过程被限制而不能及时利用光反应产物,此时RuBP羧化酶会催化更多的C5与_______结合以参与光呼吸过程。
(2)W型烟草在光照条件下产生的CO2来自________(填生理过程),表中a与b不相等,从两种烟草细胞的结构或物质的角度分析,原因是_______(答出1点即可)。
(3)据表分析,G型烟草积累有机物的速率________(填“高于”或“低于”)W型烟草的,从光呼吸的角度分析,主要原因是_______。
《课时练◉光合作用综合》参考答案
第一部分 基础达标练
1.D
【分析】分析题图可知,甲为叶绿体的类囊体薄膜,是光反应的场所;乙为叶绿体基质,是暗反应的场所;a为H2O,b、d为[H]和ATP,c为CO2,e为O2。
【详解】A、c为CO2,e为O2,A错误;
B、甲是光反应的场所,表示类囊体薄膜,含有叶绿素和类胡萝卜素,B错误;
C、乙为叶绿体基质,是光合作用暗反应的场所,C错误;
D、突然降低光照强度,光反应减弱,生成的[H]和ATP减少,而暗反应消耗的[H]和ATP不变,故短时间内叶肉细胞中b、d的含量都将下降,D正确。
故选D。
2.B
【分析】1、ATP的合成场所包括线粒体、叶绿体和细胞质基质。
2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
3、高温、过酸或过碱都会使酶变性失活,低温不会破坏酶的活性。
【详解】①线粒体中有氧呼吸第三阶段会产生大量ATP,而第三阶段需要消耗氧气,因此线粒体中产生大量ATP时,一定伴随着O2的消耗,①正确;
②叶绿体通过光反应阶段产生ATP,而光反应阶段会产生氧气,因此叶绿体中大量产生ATP时,一定伴随着O2的产生,②正确;
③在生命活动旺盛的细胞中ATP的含量较少,但合成的速度较快,③错误;
④ATP与ADP的转化速率越快,细胞代谢耗能越多,④正确;
⑤夜间,不能进行光合作用,因此叶绿体中C3不能被还原,⑤错误;
⑥所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶,但不一定都分布在线粒体中,如无氧呼吸所需的酶分布在细胞质基质,醋酸杆菌等需氧型原核生物有氧呼吸所需的酶分布在细胞质中,⑥正确;
⑦与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能更显著使之具有高效性,酶不能为化学反应提供活化能,⑦错误;
⑧低温不能破坏酶的空间结构,只是使酶的活性降低,⑧错误;
故选B。
3.D
【分析】1、一些常考生物的类别:
常考的真核生物:绿藻、水绵、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、变形虫)及动、植物。
常考的原核生物:蓝藻(如颤藻、发菜、念珠藻)、细菌(如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌、肺炎双球菌等)、支原体、衣原体、放线菌。
此外,病毒既不是真核生物,也不是原核生物。
2、真核细胞和原核细胞的比较
比较项目
原核细胞
真核细胞
大小
较小
较大
主要区别
无以核膜为界限的细胞核,有拟核
有以核膜为界限的细胞核
细胞壁
有,主要成分是糖类和蛋白质
植物细胞有,主要成分是纤维素和果胶;动物细胞无;真菌细胞有,主要成分为多糖
生物膜系统
无生物膜系统
有生物膜系统
细胞质
有核糖体,无其他细胞器
有核糖体和其他细胞器
DNA存
在形式
拟核中:大型环状、裸露
质粒中:小型环状、裸露
细胞核中:和蛋白质形成染色体
细胞质中:在线粒体、叶绿体中裸露存在
增殖方式
二分裂
无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
可遗传变异方式
基因突变
基因突变、基因重组、染色体变异
【详解】A、真核细胞有成形的细胞核,真核细胞内的基因是选择性表达的,A错误;
B、叶肉细胞有叶绿体,CO2的固定场所是叶绿体基质,B错误;
C、蓝藻为原核细胞,其细胞中不含叶绿体,C错误;
D、硝化细菌为化能合成生物,可以把CO2转化成有机物,D正确。
故选D。
4.B
【分析】分析左图:两种水稻的起点相同,说明呼吸速率相同,其中A表示原种水稻在某温度下的光饱和点,A点以前限制光合作用的因素是光照强度,以后主要是温度和二氧化碳浓度。
分析右图:右图表示不同温度条件下,在光照为1000μmol•m-2•s-1下两种水稻的净光合速率,两种水稻的相关酶最适温度都为35℃。
【详解】A、根据左图可知,两种水稻的起点相同,说明呼吸速率相同,即PEPC 酶基因与PPDK酶基因不会影响水稻的呼吸强度,A正确;
B、结合两图可知,左图是在30℃时做的实验,用温度25℃重复图1相关实验,则净光合速率减小,A点向左下移动,B错误;
C、右图中两种水稻都是在35℃净光合速率最快,最适合积累有机物,C正确;
D、图1中转双基因水稻光饱和点更高,强光下光合速率更强,更适合栽种在强光照环境中,D正确。
故选B。
5.B
【分析】1、光合作用的过程:(1)光反应阶段:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段,光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的;(2)暗反应阶段:光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。
2、分析图示可知,水光解发生在类囊体腔内,该过程产生的电子经过电子传递链的作用与NADP+、H+结合形成NADPH。ATP合成酶由CF0和CF1两部分组成,在进行H+顺浓度梯度运输的同时催化ATP的合成,运输到叶绿体基质中的H+可与NADP+结合形成NADPH。
【详解】A、由题干可知,PSⅠ和PSⅡ是由蛋白质和光合色素组成的复合体,光合色素分布在类囊体薄膜上,所以PSI和PSⅡ应该是分布在类囊体薄膜上的,A错误;
B、据图可知,跨膜的H+浓度差,推动ATP合酶合成ATP,B正确;
C、CF1存在部位为磷脂亲水头部附近,所以应该有亲水性,CF0插入到磷脂疏水尾部中,所以应该有疏水性,C错误;
D、电子传递抑制剂并不利于光合磷酸化的进行,因为它们会阻断光合电子传递链中的电子传递,从而阻止H+电化学梯度的形成和ATP的合成,D错误。
故选B。
6.C
【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜.有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
2、光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生NADPH与氧气,以及ATP的形成.光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】A、用18O标记H2O和CO2有力地证明了光合作用产生的氧气全部来自于水,A错误;
B、蓝藻是原核生物,没有叶绿体和线粒体,B错误;
C、用H218O培养小球藻,在叶绿体中进行光合作用,进行水的光解形成18O2和NADPH,同时有氧呼吸第二阶段也需要水参与,产物是C18O2,则检测到含有放射性的产物是氧气和C18O2。C18O2再通过光合作用的暗反应阶段,转移到糖类等有机物中,故一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O,C正确;
D、光反应产生的ATP和NADPH从类囊体运到叶绿体基质被利用,D错误。
故选C。
7.C
【分析】根据题意和图示分析可知:影响光合作用强度的因素有光照强度、CO2浓度和温度。
【详解】A、图1中,a为CO2补偿点,b为CO2饱和点,若光照强度适当增强,则光合作用强度也随之增强,所以a点左移,b点右移,A正确;
B、图2中,a为光补偿点,b为光饱和点,若CO2浓度适当增大,则光合作用强度也随之增强,则a点左移,b点右移,B正确;
C、图3中,在光照未达饱和时,限制光合作用的主要因素是光照强度,由于a点CO2浓度比b点高,所以a点与b点相比,a点时叶绿体中C3含量相对较多,C错误;
D、图4中,温度为25℃时,净光合量最多,当温度高于25℃时,光照下二氧化碳的吸收量减少,净光合量减少,光合作用积累的有机物的量开始减少,D正确。
故选C。
8.C
【分析】同位素标记法在生物学中具有广泛的应用,如:
(1)用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,用32p标记噬菌体的DNA,分别侵染细菌最终证明DNA是遗传物质
(2)用3H标记氨基酸,探明分泌蛋白的合成与分泌过程
(3)15N标记DNA分子,证明了DNA分子的复制方式是半保留复制
(4)卡尔文用14C标记CO2,研究出碳原子在光合作用中的转移途径,即CO2-C3一有机物
(5)鲁宾和卡门用18O标记水,证明光合作用所释放的氧气全部来自于水
【详解】A、3组均是氧气中18O的比例与水中18O的比例接近,故该实验证明了氧气中的氧原子来自水,水是光合作用的原料,A错误;
B、18O没有放射性,B错误;
C、由题干信息可知:每组原料中18O标记的比例为该实验中的自变量,C正确;
D、该实验将水中0.85%的水进行标记,并不代表只有0.85%的水参与氧气的生成,D错误。
故选C。
9.(1)类囊体的薄膜上
(2) 叶绿体基质 细胞质基质
(3)①③④⑤
(4) c e
(5) 增加 减少
【分析】据图分析:①为光合作用光反应阶段,②为暗反应阶段;③为细胞呼吸的第一阶段,④和⑤分别为有氧呼吸的第二、三阶段;其中的物质a是色素,b是氧气,c是ATP,d是ADP,e是NADPH,f是C5,g是二氧化碳,h是C3。
【详解】(1)物质a为色素,分布在叶绿体的类囊体的薄膜上。
(2)过程②暗反应场所是叶绿体基质,过程③有氧呼吸的第一阶段发生的场所是细胞质基质。
(3)①为光合作用光反应阶段,②为暗反应阶段;③为细胞呼吸的第一阶段,④和⑤分别为有氧呼吸的第二、三阶段,光反应阶段和有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP,故图中能够产生ATP的生理过程是①③④⑤。
(4)在光合作用过程中,二氧化碳被还原成糖类等有机物时,既接受c(ATP)释放的能量,又要被e即NADPH还原。
(5)白天突然中断二氧化碳的供应,暗反应CO2的固定消耗C5反应停止,但C3的还原生成C5还在进行,f(C5)的含量增加;假如该植物从光下移到暗处,光反应停止,e(NADPH)的含量将减少。
10.(1) 类囊体薄膜(或“类囊体膜”或“基粒”) 蔗糖 H+的电化学势能(或“H+浓度差”)
(2) 上升 有氧呼吸(或“呼吸作用”或“细胞呼吸”)
(3)酒精
(4)在该地块种植豆科植物,利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量/施用固氮菌微生物肥料,利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量/合理施用农家肥等
【详解】(1)光反应的场所是叶绿体的类囊体膜;卡尔文循环产生的三碳糖运出叶绿体后,在细胞质基质中合成蔗糖,蔗糖是植物体内长距离运输糖类的主要形式,可运输到果实积累;从图2可见H⁺在类囊体腔侧浓度更高,ATP合成的直接能量来自于H+的电化学势能。
(2)观察图1,同一贮藏时间下,后期采摘的糖心果率始终高于中期、前期采摘,说明随采摘时期推迟,糖心果率上升;低氧条件可抑制有氧呼吸(或细胞呼吸或呼吸作用),减少果实细胞对糖分的呼吸消耗,因此糖心消失速度变慢。
(3)长期低氧环境下果实细胞无氧呼吸占主导,产生的酒精会破坏生物膜等细胞结构,最终导致果实褐变。
(4)结合上述信息,若种植地块氮肥贫瘠,可以在该地块种植豆科植物,利用其根部根瘤菌的固氮作用增加土壤中无机氮的含量/施用固氮菌微生物肥料,利用这些微生物的固氮作用增加土壤中氮肥的含量(或合理施用农家肥等)。
第二部分 核心素养练
11.C
【分析】1、光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体膜上):水的光解产生[H]与氧气,以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成葡萄糖等有机物。
2、分析表格:随着光照强度减弱,叶色逐渐加深,平均叶面积逐渐增大,气孔密度逐渐减小,净光合速率也逐渐减小。
【详解】A、根据表格中数据可知,弱光条件下叶片为深绿色,这说明在弱光下,柑橘通过提高叶绿素含量来吸收更多的光能,以适应弱光环境,A正确;
B、根据表格中数据可知,弱光条件下叶片平均叶面积最大,这说明在弱光下,柑橘通过增加叶面积来吸收更多的光能,以适应弱光环境,B正确;
C、在弱光条件下,柑橘叶片颜色深、叶面积大,增大对光的吸收,是适应环境的表现,但不能推测其是喜阴植物,C错误;
D、在强光条件下,柑橘的净光合速率最大,推测其是喜阳植物,D正确。
故选C。
12.D
【分析】黑暗条件下氧气的消耗值代表了呼吸速率,且已知t1<t2<t3<t4,由图可知,随着温度的升高,呼吸速率逐渐增加,说明在实验温度范围内,绿藻呼吸作用相关酶的活性与温度呈正相关;光下氧气的增加值代表了净光合速率(=总光合速率-呼吸速率),随着温度的升高净光合速率先逐渐增加后降低,t4时净光合速率与呼吸速率相等。
【详解】A、③是有氧呼吸第三阶段,该过程消耗[H],A错误;
B、适宜光照条件下,图2温度为t2时,光合速率大于呼吸速率,产生的氧气被线粒体利用和释放到外界环境中,B错误;
C、光照下氧气产生量就是实际光合速率,t3温度下,叶肉细胞的实际光合速率为12.5mg/h,C错误;
D、t4温度条件下,叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率,对于整个植物体而言,光合速率小于呼吸速率,D正确。
故选D。
13.B
【详解】A、有机物积累量取决于净光合速率(光照下放氧速率)。从图中可以看出,35℃时净光合速率达到峰值,因此积累的有机物最多,A正确;
B、净光合速率(光照下放氧速率)=总光合速率-呼吸速率(黑暗中耗氧速率)。 35℃−40℃时,呼吸速率确实在升高,但同时总光合速率也在下降(净光合速率下降幅度远大于呼吸速率升高幅度),因此净光合速率降低的主要原因是总光合速率下降,B错误;
C、5℃时,光照下放氧速率(净光合速率)较低,此时的限制因素可能是温度,而非光照强度。若此时光照强度已经达到光饱和点,再增大光照强度,净光合速率也不会升高,C正确;
D、40℃时,净光合速率(光照下放氧速率)=呼吸速率(黑暗中耗氧速率)。 因此12小时光照、12小时黑暗条件下,一天的有机物积累量=光照时有机物净积累量-黑暗时有机物消耗量=(12×光照下放氧速率)-(12×黑暗中耗氧速率)=0。有机物积累量为0,植物无法生长,D正确。
14.C
【分析】分析图可知:①是水分吸收的过程,②是光反应过程,③是暗反应过程,④是有氧呼吸第一阶段或无氧呼吸第一阶段,⑤是丙酮酸分解成酒精的过程,⑥是丙酮酸生成乳酸的过程,⑦是有氧呼吸第二阶段、第三阶段,⑧是有氧呼吸第二阶段,⑨有氧呼吸第三阶段。
【详解】A、③是暗反应过程,⑧是有氧呼吸第二阶段,过程③所需还原剂氢来自光反应,⑧有氧呼吸第二阶段产生的还原剂不能用于光合作用,A正确;
B、②是光反应过程,鲁宾和卡门用同位素标记法标记了氧元素证明了光反应过程释放的氧气来自水,B正确;
C、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,不能吸收红光,C错误;
D、③是暗反应过程,若将植物突然停止光照,NADPH和ATP的合成减少,二氧化碳固定后形成的C3不能被还原,则所以短时间内③过程的中间产物C3含量增加,D正确。
故选C。
15.D
【分析】分析图甲可知,AC段玻璃罩内的二氧化碳浓度增加,说明呼吸作用强度大于光合作用强度;C、F点,二氧化碳的浓度既不增加也不减少,说明光合作用强度等于呼吸作用强度;CF段二氧化碳的浓度降低,说明光合作用强度大于呼吸作用强度。分析图乙可知,CD段,植物在释放二氧化碳,说明光合作用小于呼吸作用;D点光合作用等于呼吸作用;DH段光合作用大于呼吸作用;H点,光合作用等于呼吸作用。分析图丙可知,①细胞只进行呼吸作用;②细胞即进行光合作用又进行呼吸作用,但呼吸作用大于光合作用;③细胞即进行光合作用,又进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等;④即进行光合作用又进行呼吸作用,光合作用大于呼吸作用。
【详解】A、根据甲图,玻璃罩内的二氧化碳浓度降低,说明总的光合作用强度大于呼吸作用强度,有机物有积累,植物体的有机物含量会增加,A正确;
B、根尖细胞不进行光合作用,不含有叶绿体,根尖细胞内的气体交换状态对应图丙中的①,B正确;
C、乙图中的D点的含义是光合作用等于呼吸作用,DH段光合作用大于呼吸作用,所以玻璃罩内CO2浓度最高,C正确;
D、图乙中D点对应图甲中C点,细胞即进行光合作用,又进行呼吸作用,光合作用与呼吸作用强度相等,此时所有叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,气体交换状态对应图丙中的④,D错误。
故选D。
16.(1) ATP 和NADPH 气孔关闭 O2
(2) 光呼吸和细胞呼吸(有氧呼吸) G型烟草能将乙醇酸转化为甘油酸,减少了光呼吸产生的CO2 ;或G 型烟草细胞内的物质转化途径改变,影响了细胞呼吸速率(答出 1 点即可)。
(3) 高于 G型烟草的光呼吸速率低,光呼吸释放的CO2 少,减少了有机物的消耗;且其将乙醇酸转化为甘油酸,回收了部分碳,使更多碳用于有机物积累。
【分析】光合作用的过程:①光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜):水的光解产生NADPH与O2,以及ATP的形成;②暗反应阶段(场所是叶绿体的基质):CO2被C5固定形成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】(1)光反应产生的ATP 和NADPH(以及O2 )较多。 在温度较高的环境下,气孔关闭导致叶肉细胞获得的CO2不足,暗反应过程被限制。此时 RuBP 羧化酶会催化更多的C5与O2结合,参与光呼吸过程。
(2)W型烟草在光照条件下产生的CO2 来自光呼吸和细胞呼吸(有氧呼吸)。表中a与b不相等的原因是:G型烟草能将乙醇酸转化为甘油酸,减少了光呼吸产生的CO2 ;或G 型烟草细胞内的物质转化途径改变,影响了细胞呼吸速率(答出 1 点即可)。
(3)G型烟草积累有机物的速率高于W型烟草。分析表格,G型烟草的光呼吸速率低,光呼吸释放的CO2少,减少了有机物的消耗;且其将乙醇酸转化为甘油酸,回收了部分碳,使更多碳用于有机物积累。
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