2020届高三生物精准培优专练：六 光合作用过程中的物质含量变化 Word版含答案.pdf

培优点六培优点六 光合作用过程中的物质含量变化光合作用过程中的物质含量变化 一、一、“模型法模型法”分析光合作用过程中的物质含量变化分析光合作用过程中的物质含量变化 应用应用 1：条件变化模型：条件变化模型 典例 1在条件适宜的情况下，用自然光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用 光照度与自然光相同的绿色光照，瞬间叶绿体中的物质所发生变化正确的是（ ） AC3的含量下降 BATP 含量下降 C合成 C5的速率加快 DNADPH 的含量上升 应用应用 2：含量变化模型：含量变化模型 典例 2 在光照等适宜条件下， 将培养在 CO2浓度为 1%环境中的某植物迅速转移到 CO2 浓度为 0.003%的环境中，其叶片暗反应中 C3和 C5微摩尔浓度的变化趋势如图，下列有关 分析正确的是（ ） A图中的物质 A 是 C5，物质 B 是 C3 B将 CO2浓度从 1%迅速降低到 0.003%后，物质 B 浓度降低 C若使植物继续处于 CO2浓度为 0.003%的环境中，物质 A 和 B 浓度将达到稳定 DCO2浓度为 0.003%时，该植物光合速率最大时所需的光照强度比 CO2浓度为 1%时 的高 二、对点增分集训二、对点增分集训 1 将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中， 一段时间后植株达到40g， 其增加的质量来自于（ ） A水、矿质元素和空气 B光、矿质元素和水 C水、矿质元素和土壤 D光、矿质元素和空气 2在光照最强的夏季的中午，绿色植物的光合作用强度反而会降低.此时，细胞内 C3、 C5以及 ATP 含量的变化依次是（ ） A增加、減少、減少 B减少、增如、增加 C减少、增如、域少 D增如、减少、增加 3将某一植物叶片置于适宜条件下，测得不同的细胞间隙 CO2浓度下叶肉细胞中 C5 的含量变化如图所示，下列推测错误的是（ ） AAB 段，叶肉细胞 C3化合物的含量增加 BBC 段，光合作用强度等于呼吸作用强度 CAB 段，CO2固定速率比 C3的还原速率快 DBC 段，可能是有关酶的数量限制了光合速率 4下图表示某植物叶片暗反应中 C3 和 C 5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在 I 阶段处 于适宜环境条件下，阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低 CO2浓度中的某一项。 下列分析正确的是（ ） A图中阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 B图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的 ATP C阶段光合速率最大时所需光照强度比阶段低 D阶段甲上升是因为叶绿体中 ATP 和H的积累 5在晴朗的夏季，将一正常生长的绿色植物放入密闭的透明玻璃罩内继续培养，每隔 一段时间用 CO2浓度检测仪测定玻璃罩内 CO2浓度，绘制成如图所示曲线。下列判断正确 的是（ ） AFG 段表明气孔关闭，不进行光合作用 BE 点和 F 点比较，E 点时 C3含量低、C5含量高 CD 点开始进行光合作用，H 点光合作用消失 D该植物体内的有机物在一昼夜内有所增加 6下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙 述，正确的是（ ） At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多 Bt2t3，暗反应（碳反应）限制光合作用。若在 t2时刻增加光照，光合速率将再提高 Ct3t4，光照强度不变，光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果 Dt4后短暂时间内，叶绿体中 ADP 和 Pi 含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量 降低 7为研究钙离子对盐(NaCl)胁迫下水稻幼苗光合作用的影响，研究人员向种植三组水 稻幼苗的土壤中分别浇灌清水(A组)、 较高浓度的NaCl溶液(B组)、 较高浓度的NaCl和CaCl2 混合液(C 组)，实验测得各组水稻幼苗中叶绿素的含量如下图。回答下列问题： （1）叶绿体中的四种色素对不同波长的光吸收不同，叶绿素主要吸收 。光合色素吸收的光能在叶绿体的 膜上转变为储存在 ATP 中的化学能。 （2）与 B 组相比，C 组水稻幼苗叶肉细胞的暗反应速率更_，原因是 。 （3）根据实验结果推测，Ca2+对光合作用受盐胁迫的影响可能具有 作用。 8在冬春季温室蔬菜生产中，低温胁迫和光照不足是影响作物生长的重要因素。研究 人员以“海丰 16 号”甜椒为对象，研究 LED 补光和根区加温对甜椒生物量的影响，结果如下 表所示。请回答下列问题： （注：CK：对照；T15：根区加温 15；T18：根区加温 18；L：冠层补光；T15+L： 根区加温 15和冠层补光；T18+L：根区加温 18和冠层补光） （1）植物根区温度降低主要通过 来影响根系细胞呼吸，进 一步影响根系对矿质养料的吸收，从而影响植物生长。 （2）实验结果表明 ， （填“T”“L”或“T+L”）处理能大幅度提高甜椒产量，提高甜 椒株产量效果最明显的处理方式是 。 （3）实际生产中，椒农常选择 T15+L 而不选择 T18+L 处理的原因可能是 。 9某兴趣小组将生长状态良好的一盆无土栽培植物移入密闭的小型容器内培养；期间 温度保持不变且适宜，另外，11001900 和 7001100 的光照强度相同。测量 24 小时内该容器中 CO2浓度变化情况，结果如图所示（不考虑微生物的作用） 。据图回答下列 问题： （1）若要提取该植株的光合色素，则所用试剂是_（填“无水乙醇”或“层 析液”） 。 （2）图中 CD 段的斜率小于 BC 段的斜率，由此可得出 CD 段该植物的呼吸速率_ _（填“大于”、“等于”或“小于”）BC 段的呼吸速率的结论，而导致该结论的外因是 _。 （3）图中 DE 段（不考虑 D 点） ，该植物叶肉细胞内合成 ATP 的场所有_ _。 （4）测量期间该植物呼吸作用消耗的有机物总量_（填“大于”、“等于”或“小 于”）光合作用产生的有机物总量，理由是 _。 参考答案 一、“模型法”分析光合作用过程中的物质含量变化一、“模型法”分析光合作用过程中的物质含量变化 典例 1 【答案】B 【解析】 叶绿体中的色素主要吸收利用红光和蓝紫光。 绿光下由于H和 ATP 含量下降， 导致 C 3被还原为 C5的速率减慢， 而暗反应中 CO2的固定仍以原来的速率消耗 C5， 生成 C3， 故短时间内 C3的含量会上升，合成 C5的速率减慢，A、C 项错误；若由自然光突然改用光 照强度与自然光相同的绿光，可导致光反应速率减慢，光反应产生的H和 ATP 减少，而短 时间内暗反应仍以原来的速率进行， 消耗H和 ATP， 故短时间内H和 ATP 含量都会下降， B 项正确，D 项错误。 典例 2 【答案】C 【解析】 当降低 CO2的浓度时， C3的含量降低， C5的含量上升， 所以 A 物质代表 C3， B 物质代表 C5，A 错误；在 CO2浓度为 1%的环境中，物质 B 的浓度比 A 的低，原因是暗反 应速率在该环境中已达到稳定，即 C3和 C5的含量稳定。根据暗反应的特点，此时 C3的分 子数是 C5的 2 倍；从 1% CO2环境转移到 0.003% CO2环境中，暗反应的 CO2固定反应 “CO2+C52C3”会因 CO2的供应减少而减慢。所以，C3的生成减少而含量降低；C5的生成 不减少而消耗减少，C5的含量上升，B 错误；若使植物继续处于 CO2浓度为 0.003%的环境 中，物质 A 和 B 浓度将达到稳定，光合作用处于动态平衡状态，C 正确；该植物在 CO2浓 度较低时，所需 ATP 和H少，因此，所需光照强度较低，D 错误。 二、对点增分集训二、对点增分集训 1. 【答案】A 【解析】黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重 ； 也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的 化合物。 也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。 植物光合作用 将光能转化成了有机物中的化学能， 并没有增加黄瓜幼苗的质量， 故黄瓜幼苗在光照下增加 的质量来自于水、矿质元素、空气。综上所述，BCD 不符合题意，A 符合题意。故选 A。 2. 【答案】B 【解析】夏季中午，由于光照过强、温度过高，部分气孔关闭，吸收二氧化碳减少，根 据卡尔文循环的图解可推断：二氧化碳减少时，C5化合物与二氧化碳结合减少，C3化合物 生成量减少，C5化合物积累，导致 C5增加 ； 由于 C3化合物生成量减少，导致光反应产生的 ATP 的消耗量减少，ATP 含量增加。B 正确，A、C、D 错误。 3. 【答案】B 【解析】AB 段，随叶肉细胞间隙的二氧化碳相对浓度升高，二氧化碳的固定加快，C3 化合物的含量增加，A 正确； BC 段，叶肉细胞间隙的二氧化碳的相对浓度较高，C5含量 基本维持不变，表示达到二氧化碳饱和点，此时光合速率应大于呼吸速率，叶片的净光合速 率大于零，B 错误 ； AB 段，C5含量降低，说明 CO2固定速率比 C3的还原速率快，C 正确 ； BC 段 CO2浓度不再是光合作用的限制因素， 可能是有关酶的数量或光反应产生的H和 ATP 的数量限制了光合速率，D 正确。 4. 【答案】C 【解析】根据题意和题图可知，阶段改变的环境条件是降低 CO2浓度，A 项错误； 甲是 C5，乙是 C3，需要消耗 CO2，B 项错误；阶段改变的条件可影响暗反应的进行，所 以阶段光合速率最大时所需光照强度比阶段低，C 项正确；根据分析，阶段甲上升是 因为 CO2供应量减少，D 项错误。 5. 【答案】D 【解析】FG 段由于温度过高会导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少，但是光合作用仍在 进行，并且光合作用强度大于呼吸作用强度，A 错误；F 点的光照强度大于 E 点，所以 F 点 的 C 3还原速率大于 E 点，故 F 点的 C3含量低，C5含量高，B 错误；图中 D 点和 H 点时， 玻璃罩内的二氧化碳浓度达到平衡，此时光合速率等于呼吸速率，开始进行光合作用在 D 点之前， 光合作用消失在 H 点之后， C 错误 ； K 点和 A 点相比， 玻璃罩内 CO2浓度有所降低， 说明该植物体内的有机物在一昼夜内有所增加，D 正确。 6. 【答案】D 【解析】水的光解发生在叶绿体类囊体的薄膜上，因此 A 选项错误；在 t2t3阶段光合 作用主要的限制因素是 CO2的量，若在 t2时刻增加光照，光合速率不会提高，光照强度达 到饱和，可能由于光照太强光合速率反而降低，因此 B 选项错误；t3t4阶段，光照强度不 变，CO2的量增加，而 CO2增加，首先会影响暗反应阶段，CO 2固定增强，C3含量上升， 进而导致光反应速率增强，所以光合作用的速率是加快的，因此 C 选项错误 ； D 选项，CO2 供应不变，光照突然减弱，光反应减弱，消耗的 ADP、Pi 少，合成产生的 ATP、H少，从 而导致暗反应中 C3的还原减弱，因此在 t4后短暂时间内，ADP 和 Pi 的含量升高，C3还原 后的直接产物含量降低，答案选。 7. 【答案】 （1）红光和蓝紫光 类囊体 （2）快 C 组叶绿素的含量比 B 组高,能吸收更多的光能使光反应速率加快,产生H 和 ATP 的速率加快从而导致暗反应速率更快 （3）缓解 【解析】 （1）叶绿体中的四种色素对不同波长的光吸收不同，叶绿素主要吸收蓝紫光和 红光， 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 光合色素吸收的光能在叶绿体的类囊体膜上转变为储存 在 ATP 中的化学能。（2） C 组叶绿素的含量比 B 组高， 能吸收更多的光能使光反应速率加快， H和 ATP 的合成速率加快，从而导致暗反应速率更快。 （3）根据实验结果推测，Ca2+对光 合作用受盐胁迫的影响可能具有缓解作用。 8. 【答案】 （1）降低（呼吸）酶的活性 （2）T+L T18+L（或根区加温 18 同时进行冠层补光） （3）与 T15+L 相比，T18+L 处理对提升甜椒产量效果有限但耗能 增加较多 【解析】(1)温度通过影响酶的活性来影响细胞生命活动过程，所以植物根区温度降低 主要通过降低酶活性来影响根系细胞呼吸。 (2)由表格数据可知， 与 T15、 T18、 L 组处理相比， T+L 处理能大幅度提高甜椒产量，其中 T18+L 比 T15+L 提高的效果更明显。(3)与 T15+L 相比，由于 T18+L 处理对提升甜椒产量效果有限但耗能增加较多，所以在实际生产中，椒 农常选择 T15+L 而不选择 T18+L 处理。 9. 【答案】 （1）无水乙醇 （2）小于 CD 段 CO2浓度太高或 O2浓度太低抑制了植株的呼吸作用 （ 3）细胞质基质、线粒体和叶绿体 （4）等于 测量结束时容器内 CO2浓度与开始时的相同 【解析】 （1） 提取叶绿体色素常用无水乙醇等有机溶剂。 （2） 图中 CD 段的斜率小于 BC 段的斜率，即呼吸作用产生二氧化碳的速率减弱了，而此时没有光照且温度不变，说明其原 因可能是 CD 段 CO2浓度太高或 O2浓度太低抑制了植株的呼吸作用。 （3） 图中 DE 段有光照， 此时植物可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此该植物叶肉细胞内合成 ATP 的场所有细 胞质基质、线粒体和叶绿体。 （4）据图分析，测量结束时容器内 CO2浓度与开始时的相同， 说明测量期间该植物呼吸作用消耗的有机物总量等于光合作用产生的有机物总量。