2019届高考生物专题六光合作用过程中的物质含量变化精准培优专练

培优点六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

应用1：条件变化模型

典例1. CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，以下叙述中最直接的原因是()

A．CO2不足使固定形成的三碳化合物减少

B．三碳化合物还原所消耗的ATP和[H]减少

C．ATP和[H]减少使光反应分解水减少

D．ADP、Pi、NADP＋减少使光反应分解水减少

【解析】在光合作用的暗反应中二氧化碳固定形成三碳化合物，而三碳化合物需要在光反应产生的ATP 和[H]的作用下还原为有机物和C5，但同时可以为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，此时二氧化碳供应不足，形成的三碳化合物减少，利用光反应的ATP和[H]减少，产生的也ADP、Pi和NADP＋减少，所以光反应的水解速率减慢，释放的O2减少，D正确。CO2不足使固定形成的三碳化合物减少，不是直接原因，A错误。三碳化合物还原所消耗的ATP和[H]减少也不是直接原因，B错误。ATP和[H]减少会使光反应分解水增加的，C错误。

【答案】D

应用2：含量变化模型

典例 2.某实验员在各项环境因素适宜时，进行光反应和暗反应之间的关系探究，在短时间内他改变了某一条件，得到如图所示的实验结果，则他改变的条件最可能是（）

A．停止光照B．提高温度C．增加O2浓度D．降低 CO2浓度

【解析】据图可知，C3的含量增加，C5的含量减少，可能的原因是CO2增多，CO2固定过程加快，或光照减少，[H]和ATP减少，C3的还原过程减慢；提高温度或增加O2浓度不会改变C3和C5的含量；降低 CO2浓度会导致C3的含量减少，C5的含量增加，综上所述吗，A正确。

【答案】A

二、对点增分集训

1．正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是（）

A．O2的产生停止B．CO2的固定加快

C．ATP/ADP比值下降D．NADPH/NADP＋比值下降

【解析】用黑布将培养瓶罩住，光反应停止，氧气的产生停止，A正确；光反应停止，[H]和ATP的产生停止，导致暗反应C3的还原速度减慢，C3在叶绿体内积累导致二氧化碳的固定减慢，B错误；光反应停止，ATP的生成减少，ATP/ADP比值下降，C正确；光反应停止，NADPH（[H]）的产生减少，NADPH/NADP+比值下降，D正确。

【答案】B

2．温度、CO2浓度对某农作物光合速率的影响如图所示，在水肥充足、光照适宜的温室中在培该农作物，发现其光合作用速率较低，科研人员测得温室内的CO2浓度为0．025%，温度为23℃．该农作物在上述温室环境中光合速率较低的主要原因（）

A．NADPH数量不足B．C3合成不足

C．酶活性过低D．气孔大量关闭

【解析】随着二氧化碳浓度的增加，植物体对CO2吸收量增加，直到最大，即达到了二氧化碳的饱和点，CO2浓度为0．03%时，光合速率增加，则CO2浓度为0．025%，暗反应形成的C3不足，B正确。

【答案】B

3．下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是

A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能

B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类

C．被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5

D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高

【解析】分析图示可知：CO2+C5→2C3表示二氧化碳的固定，此过程不消耗ATP，A错误；

表示C3的还原，即CO2固定的产物C3可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类，B错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5，C正确；光照强度由强变弱时，在短时间内，光反应生成的[H]和ATP减少，C3的还原过程受阻，导致C5的合成速率下降，而CO2的固定仍在进行，C5的分解速率不变，所以C5的含量会下降，D错误。

【答案】C

4．科学家在研究光合作用时进行了以下实验：在某种绿藻培养液中通入14CO2，再给予不同的光照时间后从培养液中提取并分析放射性物质。预测实验结果是（）

A．光照时间越长，固定产生的三碳化合物越多

B．在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多

C．无论光照时间长短，放射性物质都会分布在叶绿体的类囊体薄膜上

D．三碳化合物中不存在放射性

【解析】光照时间越长，固定产生的三碳化合物达到一种平衡，不会越来越多，A错误；14CO2首先和五碳化合物结合，形成三碳化合物，三碳化合物被还原形成葡萄糖和五碳化合物，所以在一定时间内光照时间越长，产生的放射性物质的种类越多，B正确；无论光照时间长短，放射性物质均不会分布在叶绿体的类囊体薄膜上，C错误；CO2与C5反应合成三碳化合物，故三碳化合物中存在放射性，D错误。

【答案】B

5．同一植物在不同条件下进行光合作用时，有关中间产物的量的变化情况。下列判断中，正确的是（）

A．曲线a可表示五碳化合物量的变化

B．曲线a可表示还原氢量的变化

C．曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化

D．曲线b可表示三碳化合物量的变化

【解析】从光照处转移到黑暗处时，光反应停止，为暗反应提供的ATP和[H]减少，导致三碳化合物的还原受阻，五碳化合物的合成量减少，同时二氧化碳的固定还在进行，所以五碳化合物量减少，三碳化合物量增加。综上所述，C正确。

【答案】C

6．适宜的光照、温度条件下，在0.003% CO2和1% CO2两种不同环境中某植物叶肉细胞卡尔文循环中C3和C5微摩尔浓度的变化趋势如图所示。据图分析合理的是（）

A．ab段暗反应速率越来越小

B．bc段甲物质浓度降低是因为生成速率变小

C．cd段光合作用较弱是因为光反应产物不足

D．ae段叶肉细胞的光饱和点稳定不变

【解析】ab段甲乙物质的量相对稳定，暗反应速率不变，A错误；二氧化碳含量变小，底物不足会导致二氧化碳的固定速率减慢，生成物C3（甲物质）的含量下降，B正确； cd段光合作用较弱是因为暗反应的原料二氧化碳不足引起的，C错误；不同环境条件下，叶肉细胞的光饱和点不同，D错误。

【答案】B

7．下面a图表示番茄叶肉细胞内两个重要生理过程中C、H、O的变化；b图表示一个种植有番茄植株的密闭容器内氧气含量的变化曲线；c图为光合作用图解。请据图回答：

（1）a图中乙生理过程所发生的场所为。

（2）a图甲过程中，B在内被消耗(答具体部位)；乙过程中，A的利用发生在该过程的第阶段。

（3）C图中突然增强光照，则短期内②的变化是，三碳化合物的变是。

（4）b图中番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是；该番茄植株经过一昼夜后，有没有积累有机物？。

【解析】据图分析：a图中②表示光反应，产生的A是氧气，场所在叶绿体类囊体膜上，①表示暗反应，场所在叶绿体基质，④表示有氧呼吸的第一和第二阶段，③表示有氧呼吸的第三阶段，场所在线粒体中。b图中，B、C两点时光合作用与呼吸作用相等。D点低于A点，表示有有机物的积累。（1）a图中②表示光反应，产生的A是氧气，场所在叶绿体类囊体膜上，①表示暗反应，场所在叶绿体基质，④表示有氧呼吸的第一和第二阶段，③表示有氧呼吸的第三阶段，场所在线粒体中。其中甲（①②）表示光合作用，在叶绿体中进行，乙（③④）表示有氧呼吸，在细胞质基质和线粒体中进行。（2）a 图甲过程中，B 表示三碳化合物，其在叶绿体基质被消耗产生五碳化合物和糖类。乙过程（③④）表示有氧呼吸，A 表示氧气，其参与有氧呼吸的第三阶段。（3）C图中②是ATP，突然增强光照，光反应增强，产生的还原氢和ATP 会增加，同时，C3的生成量不变，被还原的C3增加，导致C3含量减少。（4）b图中番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是B点和C点，由图可知，密闭容器中的氧气含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量大于光合作用合成的有机物总量，因此没有有机物的积累。

【答案】 (l)细胞质基质和线粒体

（2）叶绿体基质三

（3）增加、减少

（4）B、C 没有

8．为了探究温室栽培的温度条件控制，研究人员将某栽培作物置于密闭容器中，将容器内温度由15℃升至35℃，并在不同温度下各持续1小时，分别在黑暗与适宜光照条件下，测得各温度下1小时内容器中CO2的相对平均浓度．数据如表，请据此回答问题：

（1）根据表中数据可知，为了有效提高产量，温室栽培该作物，白天应当将温度控制在_____，夜晚则应控制在_____．

（2）在实验完成，研究人员关掉光源后的短时间内，作物叶绿体中C3含量将会_____，C5含量将会_____．（3）除温度与光照外，影响光合作用的主要因素还有_____，该因素影响的反应发生场所为_____．

【解析】（1）据表分析可知，呼吸强度在题表温度范围内随着温度的升高而升高，净光合强度在题表温度范围内随温度的升高而升高，提高产量就是要提高有机物的积累量，所以白天应该控制在净光合强度最大时的温度，即表中35℃时净光合强度为0.35﹣0.083=0.267为最大值．夜间温度保持最低，呼吸作用消耗有机物最少，即15℃。（2）关掉光源后的短时间内，光反应减弱，三碳化合物还原受阻，短时间内其来源不变，最终导致三碳化合物含量上升；同时，五碳化合物来源受阻，短时间内其去路不变，最终导致其含量下降。（3）影响光合作用的环境条件主要有光照强度、温度和二氧化碳浓度等，二氧化碳影响光合作用的场所在叶绿体基质的暗反应过程。

【答案】（1）35℃ 15℃

（2）上升下降

（3）CO2浓度叶绿体基质

9．下图表示一株小麦叶肉细胞内C3含量在炎热夏季某一天24小时内的变化过程，据图分析回答：

（1）小麦产生C3的生理过程叫___________，小麦细胞中消耗C3的场所是______________

（2）AB段C3含量较高，其主要原因是___________________________________________

（3）CD段C3出现暂时增加，可能原因是______________________________________。

（4）G点C3含量最低，原因是_______________________________________________。

【解析】（1）在光合作用的暗反应过程中，二氧化碳和C5固定生成C3，此反应发生在叶绿体基质中。（2）

AB段没有光照，不能发生光反应，不能为暗反应提供[H]和ATP，因此C3还原不能发生，而暗反应中二氧化碳固定能不断进行。（3）BC段C3下降，说明光照强度不断增强，C3还原正在发生。但CD段C3出现暂时增加，说明光照突然停止，可能是白天该地区天气暂时由晴转阴所致，导致[H]和ATP生成减少。（4）G 点C3含量最低，最有可能是由于光照太强，导致气孔关闭，CO2供应不足，C3生成减少；而光照充足，产生的[H]和ATP多，C3还原成C5。

【答案】（1）CO2的固定叶绿体基质

（2）无光照，不能进行光反应，不能产生[H]和ATP，C3不能还原成C5

（3）白天该地区天气暂时由晴转阴所致

（4）气孔关闭，CO2供应不足，C3生成减少；光照充足，产生的[H]和ATP多，C3还原成C5