光合作用的原理及其應用1．研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質一起用單層脂質分子包裹成油包水液滴，從而構建半人工光合作用反應體系。該反應體系在光照條件下可實現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機物乙醇酸。下列分析正確的是（）A．產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質B．該反應體系不斷消耗的物質僅是CO2C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原D．與葉綠體相比，該反應體系不含光合作用色素【答案】A【解析】乙醇酸是在光合作用暗反應產(chǎn)生的，暗反應場所在葉綠體基質中，所以產(chǎn)生乙醇酸的場所相當于葉綠體基質，A正確；該反應體系中能進行光合作用整個過程，不斷消耗的物質有CO2和H2O，B錯誤；類囊體產(chǎn)生的ATP參與C3的還原，產(chǎn)生的O2用于呼吸作用或釋放到周圍環(huán)境中，C錯誤；該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯誤。2．將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應介質溶液中，測量其光合速率，結果如圖所示。圖中光合速率用單位時間內單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是（）A．測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率B．若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏大C．若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，葉片內蔗糖濃度與光合速率的關系與圖中B-C段對應的關系相似D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內蔗糖濃度與光合速率的關系與圖中A-B段對應的關系相似【答案】A【解析】測得植物葉片的光合速率是葉片的總光合速率減去葉片的呼吸速率，而分離得到的葉綠體的光合速率，就是總光合速率，A正確；破碎葉綠體，其葉綠素釋放出來，被破壞，導致消耗二氧化碳減少，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏小，B錯誤；若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，光照不足，光反應減弱，影響碳反應速率，蔗糖合成一直較少，C錯誤；若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片光合作用產(chǎn)生的蔗糖不能運到花瓣，在葉片積累，光合速率下降，葉片內蔗糖濃度與光合速率的關系與圖中B-C段對應的關系相似，D錯誤。1．光合作用是生物界最基本的同化作用。下列相關敘述不正確的是（）A．光合作用過程中，碳元素的轉移途徑是：CO2→C3→（CH2O）B．凈光合速率為零時，藍藻細胞產(chǎn)生ATP的場所主要有線粒體和葉綠體C．光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應中將CO2合成糖類的能源物質D．用H218O培養(yǎng)小球藻，一段時間后可在其產(chǎn)生的糖類和氧氣中檢測到18O2．光合作用與細胞呼吸是植物體的兩個重要生理活動。請根據(jù)圖分析下列敘述正確的是（）A．圖中1%NaHCO3溶液的作用是為植物光合作用提供CO2B．若將1%NaHCO3溶液換成等量的1%NaOH溶液，則葉綠體中C3會增多C．若將1%NaHCO3溶液換成等量的1%NaOH溶液，則葉綠體中ATP會減少D．若將1%NaHCO3溶液換成等量的清水，則植物的干重不變3．下列關于幾種元素與光合作用關系的敘述，正確的是（）A．氮元素是葉綠素的組成元素之一，沒有氮元素，植物就不能進行光合作用B．磷元素是構成ATP的必需元素，光合作用光反應和暗反應過程均有ATP合成C．氧元素是構成有機物的基本元素之一，光合作用制造的有機物中的氧元素來自于水D．碳元素是組成糖類的基本元素，光合作用中碳元素從CO2開始直接經(jīng)C5形成糖類4．如圖表示發(fā)生在葉綠體中的相關代謝過程，其中①②表示相關過程，A、B表示兩種氣體物質，下列說法錯誤的是（）A．過程①表示光反應，過程②的場所是葉綠體基質B．物質A表示O2，物質B表示CO2C．過程②能將活躍的化學能轉變成穩(wěn)定的化學能D．過程②的兩個階段都需要消耗過程①產(chǎn)生的［H］和ATP5．下列有關光合作用和細胞呼吸及其應用的敘述，錯誤的是（）A．種子成熟干燥后，細胞呼吸速率下降B．CO2的固定可發(fā)生在黑藻葉綠體的基質中C．施有機肥能防止土壤板結，有利于作物根系生長D．葉綠素a、b在藍紫光區(qū)的吸收光譜是相同的6．甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如下圖所示，以下分析錯誤的是（）A．當光照強度大于a時，甲對光能的利用率較高B．甲、乙兩種植物中，甲植物的光飽和點較高C．甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是乙D．若種植密度過大，乙比甲的凈光合速率下降快7．植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是（）A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D．葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的8．在封閉的溫室內栽種農(nóng)作物，下列不能提高作物產(chǎn)量的措施是（）A．增加室內CO2濃度B．采用綠色玻璃蓋頂C．增加光照強度D．增大室內晝夜溫差9．關于葉綠素提取的敘述，正確的是（）A．菠菜綠葉不可被用作葉綠素提取的材料B．加入少許CaCO3能避免葉綠體被破壞C．用乙醇提取的葉綠體色素中的胡蘿卜素D．研磨時加入石英砂可使葉片研磨更充分10．研究人員對日光溫室內的番茄葉片補充等強度不同波長的光，測得番茄光合速率的日變化情況如圖。下列敘述錯誤的是（）A．據(jù)圖分析，在10:00左右適當補充紅光，對番茄的生長最有效B．14:00～16:00，引起三組黃瓜光合速率均降低的主要因素是室內CO2濃度過低C．9:00-11:00對照組CO2固定量比補藍光組多D．12:30時，若適當提高溫室內CO2濃度，短時間番茄植株中三碳酸的合成速率不變11．我國北方地區(qū)冬季種植溫室大棚時，每當晴朗的中午，農(nóng)民都要將塑料大棚開一道縫，以利于溫室通風，農(nóng)民將其叫做“開風口”，下列關于“開風口”的說法中不正確的是（）A．“開風口”可以使大棚內的空氣流通，能提高大棚內CO2的濃度B．“開風口”是為了增加棚內的氧氣含量，以促進植物的有氧呼吸C．“開風口”增加了溫室內的光照強度，有利于光合作用的進行D．“開風口”能夠降低大棚內的空氣濕度，有利于植物對水分的吸收和對礦質元素的運輸12．各取未轉基因的水稻(W)和轉Z基因的水稻(T)數(shù)株，分組后分別噴施蒸餾水、寡霉素和NaHSO3，24h后進行干旱脅迫處理（脅迫指對植物生長和發(fā)育不利的環(huán)境因素），測得未脅迫和脅迫8h時的光合速率如圖所示。已知寡霉素抑制光合作用和細胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列敘述正確的是（）A．寡霉素在光合作用過程中的作用部位是葉綠體中的基質B．寡霉素在細胞呼吸過程中抑制線粒體外膜上[H]的傳遞C．轉Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素對光合速率的抑制作用D．噴施NaHSO3促進光合作用．且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降13．回答與光合作用有關的問題：（1）地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應吸收的____________，在暗反應中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2與RuBP（C5）結合，生成2分子C3，影響該反應的外部因素，除光照條件外還包括_________________________（寫出兩個）；內部因素包括_____________________________________（寫出兩個）。（2）在“光合色素的提取與分離”活動中，提取新鮮菠菜葉片的色素并進行分離后，濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為。分析葉綠素a的吸收光譜可知，其主要吸收可見光中的光。環(huán)境條件會影響葉綠素的生物合成，如秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與抑制葉綠素的合成有關。14．人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質，模塊3中的反應過程與葉綠體基質內糖類的合成過程相同。（1）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當于葉綠體中光反應功能的模塊是________________，模塊3中的甲可與CO2結合，甲為________________。（2）若正常運轉過程中氣泵突然停轉，則短時間內乙的含量將________________（填：增加或減少）。若氣泵停轉時間較長，模塊2中的能量轉換效率也會發(fā)生改變，原因是________________。（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________________（填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。（4）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應用前景。1．【答案】B【解析】光合作用過程中，碳元素的轉移途徑是：CO2→C3→（CH2O），A正確；藍藻是原核生物，沒有線粒體和葉綠體，B錯誤；光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH是碳反應中將二氧化碳還原為糖的能源物質，C正確；用H218O培養(yǎng)小球藻，在葉綠體中進行光合作用，進行水的光解形成氧氣和[H]，可在氧氣中檢測到放射性。H218O還可參與有氧呼吸第二階段，生成C18O2，C18O2通過光合作用的暗反應階段，轉移到糖類等有機物中，所以用H218O培養(yǎng)小球藻，一段時間后可在其產(chǎn)生的糖類和氧氣中檢測到18O，D正確。故選B。2．【答案】A【解析】圖中1%NaHCO3溶液的作用是為植物光合作用提供CO2，A項正確；若將裝置中的1%NaHCO3溶液換成等量的1%NaOH溶液，在開始的短暫時間內，CO2濃度降低，導致二氧化碳的固定減少，C3合成減少而消耗仍在繼續(xù)，葉綠體中C3的含量下降，進而導致C3被還原的速率減慢，消耗的ATP減少，故葉綠體中ATP會增多，B、C項錯誤；若將1%NaHCO3溶液換成等量的清水，開始一段時間內，玻璃鐘罩內的CO2會逐漸下降最終趨于穩(wěn)定，此時玻璃鐘罩內的植物的地上部分呼吸作用速率等于光合作用速率，但植物的地下根部仍在進行呼吸作用消耗有機物，所以整體上看，植物的干重會減小，D項錯誤。3．【答案】A【解析】N是葉綠素的組成元素之一，沒有N植物就不能進行光合作用，A正確；P是構成ATP的必需元素，光合作用光反應有ATP合成，暗反應過程有ATP消耗，B錯誤；O是構成有機物的基本元素之一，光合作用制造的有機物的氧來自于二氧化碳，C錯誤；C是組成糖類的基本元素，在光合作用中從二氧化碳開始先后經(jīng)C3形成C5和（CH2O），D錯誤；故選A。4．【答案】D【解析】過程①表示光反應，過程②表示暗反應，暗反應的場所是葉綠體基質，A項正確；據(jù)圖分析，A表示氧氣，B表示二氧化碳，B項正確；過程②表示暗反應階段，能夠將光反應產(chǎn)生的ATP和還原氫的化學能轉變成穩(wěn)定的化學能，C項正確；過程②的三碳化合物的還原階段需要消耗過程①產(chǎn)生的[H]和ATP，D項錯誤。5．【答案】D【解析】種子成熟干燥后，自由水含量減少，新陳代謝減慢，細胞呼吸速率下降，故A正確；黑藻為真核生物，光合作用的場所在葉綠體，其二氧化碳的固定（暗反應）發(fā)生在葉綠體的基質中，B正確；

增施有機肥，可改善土壤結構，增強土壤保肥、透氣的性能，防止土壤板結，有利于作物根系生長，C正確；葉綠素a、b在藍紫光區(qū)的吸收光譜很相似，但是略有不同，D錯誤；故選D。6．【答案】D【解析】本題考查光照強度對植物光合作用的影響。當光照強度大于a時，甲的凈光合速率大于乙的，甲對光能的利用率較高，A項正確；由圖可知，甲、乙兩種植物中，甲植物的光飽和點高于乙的，B項正確；甲、乙兩種植物中，乙植株的光飽和點低，更適合在林下種植的是乙，C項正確；若種植密度過大，光照不足，乙適應低光照強度，乙的凈光合速率下降慢，D項錯誤。7．【答案】A【解析】類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B項正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項正確。8．【答案】B【解析】在一定程度上增加二氧化碳濃度，可以提高光合作用強度，能提高作物產(chǎn)量，A項錯誤。葉綠體對綠色基本不吸收，采用綠色玻璃蓋頂會降低光合作用速率，會使作物減產(chǎn)，B項正確；增加光照強度可以提高光合作用強度，能提高作物產(chǎn)量，C項錯誤；增大室內晝夜溫差，可以在白天提高光合作用，夜晚降低呼吸作用，而提高作物產(chǎn)量，D項錯誤。9．【答案】D【解析】菠菜綠葉可被用作葉綠素提取的材料，A項錯誤；加入少許CaCO3能避免葉綠素被破壞，B項錯誤；用無水乙醇用乙醇提取的葉綠體色素中的胡蘿卜素，C錯項誤；研磨時加入SiO2(石英砂)可使葉片研磨更充分，D項正確。10．【答案】B【解析】據(jù)圖分析可知，若采取在10:00前適當補充紅光措施，對黃瓜的生長最有效，A正確；14～16時，三組的光照強度均下降，三組黃瓜光合速率均降低，B錯誤；9:00-11:00，對照組的光合速率高于藍光組，故對照組CO2固定量比補藍光組多，C正確；12:30時，番茄氣孔關閉出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象，若適當提高溫室內CO2濃度，短時間番茄植株中三碳酸的合成速率不變，D正確。故選B。11．【答案】B【解析】本題以生產(chǎn)實踐為背景，考查影響光合作用的因素，屬于考綱綜合運用層次?！伴_風口”可使大棚內的空氣流通，提高大棚內CO2的濃度以利于光合作用，A項正確；同時使棚內的氧氣含量降低，以降低植物的有氧呼吸，減少有機物消耗，B項錯誤。同時，“開風口”可增強棚內光照強度，有利于有合作用合成有機物，C項正確；降低大棚內的空氣濕度以增強蒸騰作用，有利于植物對水分的吸收和對礦質元素的運輸，D項正確。12．【答案】D【解析】本題以反應實驗結果的柱形圖為依托，采用圖文結合的形式考查學生對實驗結果的分析能力。ATP產(chǎn)生于光合作用的光反應，寡霉素在光合作用過程中的作用部位是葉綠體中的類囊體薄膜，A項錯誤；寡霉素在細胞呼吸過程中可抑制線粒體內膜上[H]的傳遞，B項錯誤；對比分析（W+H2O）與（T+H2O）的實驗結果可知：轉Z基因提高光合作用的效率，對比分析（W+寡霉素）與（T+寡霉素）的實驗結果可知：轉Z基因可以減緩增加寡霉素對光合速率的抑制作用，C項錯誤；對比分析（W+H2O）、（W+寡霉素）與（W+NaHSO3）的實驗結果可知：噴施NaHSO3能夠促進光合作用，且減緩干旱脅迫引起的光合速率的下降，D項正確。13．【答案】（1）光能溫度、CO2濃度R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（其中兩個）（2）類胡蘿卜素藍紫光和紅低溫【解析】（1）地球上生物生命活動所需的能量來自有機物，有機物主要來自植物的光合作用，光合作用合成有機物需要光反應吸收光能，轉化為ATP的化學能，然后ATP為暗反應中C3的還原提供能量，合成糖類。在暗反應中，RuBP羧化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結合，生成2分子C3，這是光合作用的暗反應的二氧化碳的固定。暗反應的進行需要相關酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反應提供[H]和ATP，光反應需要色素、酶、水、光照等，故影響該反應的外部因素有光照、溫度、CO2濃度、水、無機鹽等；內部因素包括色素含