2021学年第五节 光合作用将光能转化为化学能第3课时习题

第3课时　光合作用受环境因素的影响

基础巩固

1.雾霾天气会导致农作物的光合作用速率下降,其主要原因是(　　)

A.光强度减弱 B.土壤肥力下降

C.吸收CO2过多 D.吸收水分过多

2.用金鱼藻在下图的实验装置中进行与光合作用有关的实验,下列说法正确的是(　　)

A.试管中收集的气体量代表了光合作用制造的氧气量

B.试管中收集的气体量代表了金鱼藻细胞呼吸制造的CO2量

C.探究CO2浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的NaHCO3溶液进行实验

D.探究光强度对光合作用的影响,可用光源慢慢靠近装置,观察气泡产生的速率变化

3.利用小球藻培养液进行光合作用实验时,在其中加入抑制碳反应的药物后,发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。主要原因是(　　)

A.叶绿素吸收光能的效率下降

B.NADPH等的积累,光反应速率减慢

C.合成ATP所需酶的活性受到抑制

D.碳反应中生成水减少,使光反应的原料不足

4.(2020浙江名校协作体高二联考)下列有关细胞呼吸和光合作用的叙述,错误的是(　　)

A.线粒体和叶绿体都能合成蛋白质

B.光合作用和细胞呼吸都能产生ATP

C.水体的pH影响藻类的细胞呼吸和光合作用

D.光合作用产生的葡萄糖可进入线粒体被氧化分解

5.下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的是(　　)

A.图甲中A点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足

B.图乙中D点与C点相比,相同时间内叶肉细胞中三碳酸与五碳糖的生成量都多

C.图丙中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变

D.图中M、N点的限制因素是光强度,P点的限制因素是温度

6.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合速率下降,原因是(　　)

A.光反应强度升高,碳反应强度降低

B.光反应强度降低,碳反应强度降低

C.光反应强度不变,碳反应强度降低

D.光反应强度降低,碳反应强度不变

7.下图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换。下列有关此图的叙述正确的是(　　)

A.A结构可进行完整的细胞呼吸

B.A、B结构可为对方提供ATP

C.若O2全部被A结构利用,则光合速率与呼吸速率相同

D.限制A、B结构代谢的主要环境因素不同

8.下图是夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光合强度的曲线图。下列有关光合强度变化原因的分析,错误的是(　　)

A.从A→B主要原因是光照增强,气温上升

B.从B→C主要原因是温度过高,酶失活

C.从C→D主要原因是气孔打开,CO2供应增加

D.从D→E主要原因是光照减弱,气温下降

9.在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,某兴趣小组利用实验室提供的有关材料(大烧杯、大试管、铁架台、温度计、盛水玻璃柱、功率100 W的灯泡各一,适宜浓度的NaHCO3溶液,新鲜黑藻若干),设计了如图的实验装置图。请回答下列问题。

(1)若用该实验装置探究光强度对光合速率的影响时,可通过　　　　　　　　　　　　来改变光强度,光合速率可用　　　　　　　　　　　　　　表示。 

(2)该实验装置还可以用于探究　　　　　　　　　(至少写2种)等环境因素对光合速率的影响。 

(3)在碳反应中,CO2先被固定形成　　　　　分子,再转变为三碳酸,三碳酸接受来自ATP的能量和NADPH的　　　　　而形成三碳糖,其大部分用于　　　　　　　。 

(4)在实验过程中,为隔绝灯泡产生的热量,以防温度变化对实验结果的影响,请为该兴趣小组设计一个合理可行的解决方案:　。 

能力提升

10.图1是某种猕猴桃叶肉细胞光合作用和需氧呼吸过程示意图,①~④表示相关生理过程;图2是科研人员在某山区研究夏季遮阳对该种猕猴桃净光合速率影响的结果。下列叙述错误的是(　　)

A.图1过程①~④中,发生在生物膜上的有①④

B.图1过程③产生的NADH中的氢元素来源于有机物

C.35%遮阳能增加净光合速率,可能是适当遮光导致叶绿素含量增加引起

D.N点的净光合速率比M点低,主要是由气孔关闭导致图1中过程②减慢所致

11.在玻璃温室中,研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)实验,结果如图所示。补光的光强度为150 μmol/(m2·s),补光时间为上午7:00~10:00,温度适宜。

下列叙述正确的是(　　)

A.给植株补充580 nm光源,对该植株的生长有促进作用

B.若680 nm补光后植株的光合色素增加,则光饱和点将下降

C.若450 nm补光组在9:00时突然停止补光,则植株释放的O2量增大

D.当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6 μmol/(m2·s)时,450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少

12.(2020浙江超级全能生联考)在特定条件下,某植物细胞的部分代谢过程如下图所示,相关叙述错误的是(　　)

A.①过程属于放能反应,同时也伴随着ATP的生成

B.①②③④的过程可能均不发生在生物膜上

C.②代表的过程可能产生了部分还原氢,但不可能消耗还原氢

D.物质A在①②过程与③④过程中的含义是不同的

13.(2020绍兴高一期末)研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料,在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒,A~C组依次加大光照—黑暗的交替频率,每组处理的总时间均为T秒,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。下列相关说法正确的是(　　)

A.实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产

B.实验过程中C组积累的有机物最多

C.实验结束后立即检测植物体内NADPH含量,D组最高

D.实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增加,碳反应速率变小

14.水分、光质等环境因素都会影响到植物的光合作用。回答下列问题。

(1)科研人员研究了在高温条件下湿度对某沙漠植物光合作用的影响,一天中11时~19时检测结果如图所示。(说明:净光合速率=总光合速率-呼吸速率)

①本实验以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作为因变量的检测指标。 

②据图所示,11时到19时,绿地高温环境下该沙漠植物净光合速率变化的趋势是　　　　　　　　。 

③经检测,沙漠高温条件下,该植物叶片胞间CO2浓度的最大值出现在15时,可能原因是在高温缺水条件下,此时光合作用较弱,CO2几乎不消耗,同时　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)研究表明,光质在植物的生长发育、形态建成和生理代谢方面具有明显的调控作用。欲研究一定比例组合(1∶1与3∶1)的红光和蓝光对番茄幼苗光合作用的影响,实验应注意调节各组光源与幼苗的距离,使　　　　　　　　。除了不同比例的红蓝光组,实验还应设置　　　　　　　作为对照组。衡量光合作用的指标除了光合速率外,还可以测量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 

参考答案

第3课时　光合作用受环境因素的影响

基础巩固

1.A　解析 影响光合作用的环境因素主要有光强度、温度和二氧化碳浓度等。雾霾天气导致光强度降低,光反应阶段强度减弱,导致光合速率下降。

2.C　解析 光合作用制造的氧气量指的是总光合作用量,细胞呼吸消耗的氧气是收集不到的,A项错误;在光下,若细胞呼吸强度大于光合作用强度,则试管中收集的气体是细胞呼吸释放的CO2(净细胞呼吸量),细胞呼吸制造的CO2量,一部分用于光合作用,一部分释放到外界,若光合作用强度大于细胞呼吸强度,则试管中收集的气体是氧气,B项错误;不同浓度的NaHCO3溶液可以为光合作用提供CO2,本实验可以用不同浓度的NaHCO3溶液探究CO2浓度对光合作用的影响,C项正确;为了探究光强度对光合作用的影响,若用光源慢慢靠近该套装置,观察气泡产生的速率变化不明显无法达到目的,应该用多套相同的装置,其他条件相同,只是距离光源的位置不同,D项错误。

3.B　解析 变化的条件影响了碳反应,没有影响光反应,所以叶绿素吸收光能的效率没有下降,A项错误;由于碳反应效率下降,会减低对NADPH和ATP的消耗,导致NADPH和ATP积累,导致光反应速率减慢,B项正确;ATP的合成是在光反应进行的,ATP合成酶属于光反应的物质,药物抑制碳反应,影响的是碳反应的酶,C项错误;光反应的原料水主要来自环境,不是来自碳反应,D项错误。

4.D　解析 蛋白质合成的场所是核糖体,线粒体、叶绿体中含有核糖体,可以合成蛋白质,A项正确;光合作用和细胞呼吸都能产生ATP,B项正确;pH能通过影响酶的活性进而影响光合作用和细胞呼吸,C项正确;葡萄糖不能进入线粒体,必须先在细胞溶胶中分解成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体继续氧化分解,D项错误。

5.C　解析 图甲中可以看出,A点随着光强度的增加,光合作用速率不变,此时限制光合作用速率增加的内部因素可能是酶的数量或色素的数量,A项正确;图乙中D点与C点相比,光强度增加,光反应增加,产生的ATP和NADPH增加,因此相同时间内叶肉细胞中三碳酸与五碳糖的生成量都多,B项正确;图丙中,随着温度的升高,曲线走势有可能下降,因为超过最适浓度,酶的活性降低,C项错误;图中M、N、P三点的限制因素分别是光强度、光强度和温度,D项正确。

6.B　解析 镁是合成叶绿素的原料,缺镁培养液培养的植物叶绿素合成受阻,光反应减弱,合成的NADPH与ATP减少,从而使碳反应强度也降低。

7.D　解析 A是线粒体,线粒体是需氧呼吸第二阶段和第三阶段的场所,而需氧呼吸第一阶段的场所是细胞溶胶,A项错误;A线粒体产生的ATP不能供给叶绿体,B叶绿体产生的ATP只供给碳反应,不能供给其他生命活动,B项错误;若O2全部被A结构利用,则光合速率与呼吸速率相同或呼吸速率大于光合速率,C项错误;限制A线粒体中需氧呼吸的主要环境因素是温度和氧气浓度,限制B叶绿体中光合作用的主要环境因素是光强度、温度、二氧化碳浓度,D项正确。

8.B　解析 由题图曲线可知,从6时~10时气温上升,光强度增强,因此光合强度增强;B→C光合强度下降的原因是光照过强,部分气孔关闭,二氧化碳供应不足;C→D,光合午休现象逐渐消失,气孔打开,二氧化碳供应增加,光合强度增强;D→E处于一天的下午,光强度减弱,气温下降,导致光合强度减弱。

9.解析 (1)据分析可知,若用该实验装置探究光强度对光合速率的影响时,可通过改变灯泡与装置之间的距离来改变光强度,其他装置都不变,光合速率可用单位时间内氧气的释放量表示。

(2)实验装置中NaHCO3可以提供CO2,不同浓度的NaHCO3可以研究CO2对光合作用的影响,温度计可以测量温度,可以研究温度对光合作用的影响,因此该实验装置还可以用于探究温度、CO2浓度等环境因素对光合速率的影响。

(3)在碳反应中,CO2先与五碳糖结合被固定形成六碳分子,再转变为三碳酸,三碳酸接受来自ATP的能量和NADPH的氢而形成三碳糖,其大部分用于再生五碳糖。

(4)在实验过程中,以防温度变化对实验结果的影响,可以在灯泡和烧杯之间放置盛水玻璃柱隔绝灯泡产生的热量。

答案 (1)改变灯泡与装置之间的距离　单位时间内氧气的释放量

(2)温度、CO2浓度

(3)六碳　氢　再生五碳糖

(4)在灯泡和烧杯之间放置盛水玻璃柱

能力提升

10.B　解析 ①表示光反应阶段(类囊体膜),②表示碳反应阶段(叶绿体基质),③表示需氧呼吸的第一阶段(细胞溶胶)和第二阶段(线粒体基质),④表示需氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜),发生在生物膜上的有①④,A项正确;图1过程③产生的NADH中的氢元素来源于有机物和水,B项错误;图2可以看出,35%遮阳能增加净光合速率,可能是适当遮光导致叶绿素含量增加引起,C项正确;N点的净光合速率比M点低,主要是由气孔关闭导致图1中过程②(碳反应阶段中CO2固定)减慢所致,D项正确。

11.D　解析 给植株补充580 nm光源时,该植株CO2吸收速率比白光时低,说明给植株补充580 nm光源对该植株的生长有抑制作用;光饱和点的影响因素很多,不只有光合色素,因此,若680 nm补光后植株的光合色素增加,其光饱和点的变化仍无法判断;450 nm补光组在9:00时的CO2吸收速率大于对照组,即其光合速率大于对照组,植株释放的O2量大于对照组,因此,若450 nm补光组在9:00时突然停止补光,则植株释放的O2量减小;分析题图可知,当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6 μmol/(m2·s)时,450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量即图中其曲线与横轴所围成的面积比对照组小。

12.C　解析 ①代表厌氧呼吸第一阶段,葡萄糖分解成丙酮酸和[H],释放少量能量,伴随着ATP的生成,发生在细胞溶胶,A项正确;①②可以代表厌氧呼吸,发生在细胞溶胶中,③④为碳反应过程,发生在叶绿体基质中,B项正确;②代表厌氧呼吸第二阶段,厌氧呼吸产生二氧化碳和乙醇消耗还原氢,C项错误;物质A在①②过程中表示丙酮酸,③④过程中代表三碳酸或三碳糖,D项正确。

13.C　解析 实验说明增大光照—黑暗的交替频率,光合速率可以提高,但白天遮光会缩短光照时间,不利于农作物增产,A项错误;实验过程中D组光照时间最长,D组积累的有机物最多,B项错误;因为D组持续光照,有NADPH积累,故实验结束后D组NADPH最高,C项正确;实验组由黑暗变为光照时,光反应速率增加,碳反应速率增大,D项错误。

14.解析 (1)①本实验因变量是净光合速率,以单位时间单位叶面积CO2的吸收量作为净光合速率的检测指标。②据图所示,11时到19时,绿地高温环境下该沙漠植物净光合速率变化的趋势是先增加后减少。③经检测,沙漠高温条件下,植物缺水,植物叶片光合作用较弱,气孔关闭,CO2几乎不消耗,CO2无法释放,导致植物叶片胞间CO2浓度的最大值出现在15时。

(2)研究的自变量是光质,无关变量应相同且适宜,调节各组光源与幼苗的距离,是使光强度相同。除了不同比例的红蓝光组,实验还应设置白光、红光、蓝光作为对照组。衡量光合作用的指标除了光合速率外,还可以测量色素含量、色素比例、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等。

答案 (1)单位时间单位叶面积CO2的吸收量　先增加后减少　气孔关闭后,CO2无法释放

(2)光强度相同　白光、红光、蓝光　色素含量、色素比例、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等