1. [2014·课标全国卷]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项会发生;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项不会发生;光反应停止,ATP的生成减少,ATP/ADP比值下降,C项会发生;光反应停止,NADPH([H])的产生减少,NADPH/NADP+比值下降,D项会发生。
答案:B
2. [2014·海南高考]下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄色叶片的叙述,错误的是 ( )
A. 两种叶片都能吸收蓝紫光
B. 两种叶片均含有类胡萝素
C. 两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素a
D. 黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP
解析:绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素、类胡萝卜素,黄色叶片的叶绿体中含有类胡萝卜素而不含叶绿素,叶绿素、类胡萝卜素都能吸收蓝紫光,A、B正确,C错;黄绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素b,而不含叶绿素a,不能转化光能,所以光反应中不能产生ATP,D正确。
答案:C
3. [2014·海南高考]关于小麦光合作用的叙述,错误的是 ( )
A. 类囊体上产生的ATP可用于暗反应
B. 夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高
C. 进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原
D. 净光合速率为长期为零时会导致幼苗停止生长
解析:类囊体上进行光反应产生ATP可用于暗反应,A正确;夏季晴天光照最强时,由于高温导致气孔关闭,CO2吸收减少,小麦光合速率下降,B错;进入叶绿体中的CO2必须先经过固定,形成C3后被NADPH还原,C正确;净光合速率长期为零时,积累量为零,因缺乏营养物质,导致幼苗停止生长,D正确。
答案:B
4. [2014·福建高考]氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2,[H]可参与暗反应,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的________。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。
实验结果:B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,其培养液为__________________和________________。
(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是________________,因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
解析:(1)光合作用分光反应和暗反应,光反应吸收光能,其中光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。(2)本题是考查考生对实验设计的相关实验知识。完全培养液的A组即标准对照组与B组缺硫的实验组相比,产氢总量结果是B组>A组,说明B组缺硫组产氢多,说明缺硫促进产氢。实验设计中应遵循单因子变量和等量原则。在探究CCCP有无对莱茵衣藻产氢的影响时,可设置完全培养液和加CCCP培养液二个培养实验,为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,可在此基础上再添加CCCP的缺硫培养液的培养实验。(3)结合题意,根据光合作用的全过程,若反应产氢的话,会导致光反应产生的[H]减少,那么暗反应中即C3→(CH2O)减弱,导致还原产物减少,从而莱茵衣藻生长不良。(4)莱茵衣藻的氢化酶对氧气极为敏感,当有氧存在时抑制了氢化酶的活性,使氢产生减少。
答案:(1)类囊体薄膜
(2)促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液
(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变化H2,参与暗反应的[H]减少,有机物的生成量减少
(4)氧气抑制产氢酶的活性
5. [2014·安徽高考]某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响,实验结果如图所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)
(1)与15 d幼苗相比,30 d幼苗的叶片净光合速率________。与对照组相比,________光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是______________________。
(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨________层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。
(3)某同学测定30 d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1 mg·g-1、3.9 mg·g-1、4.1 mg·g-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是____________________。
解析:Ⅰ.(1)与15 d幼苗相比,30 d幼苗的CO2吸收量更大,说明30 d幼苗的净光合速率更大。三种光照射,蓝光处理组吸收CO2更多,胞间CO2浓度更低,说明对CO2的利用率更高,而蓝光处理组气孔导度也最大,说明蓝光可通过促进气孔开放,使CO2供应充分,加快暗反应,最终提高光合速率。(2)CO2固定部位在叶绿体基质,因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜(即3层磷脂双分子层)才能到达作用部位。(3)为了提高实验数据的可信度,可随机取样,并进行重复测定,避免偶然性。
答案:Ⅰ.(1)高 蓝 蓝光促进了气孔开放,CO2供应充分,暗反应加快
(2)3
(3)随机取样进行重复测定
6. [2014·江苏高考]为研究浮游藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。图1为光合放氧测定装置的示意图;图2是不同NaHCO3浓度(pH 8.5,25 ℃)条件下测得的Pn曲线图。请回答下列问题:
(1)通过变换图1中光源,可研究________、________对光合作用的影响。
(2)在测定不同光照对Pn的影响时,如不精确控制温度,则测得的光照与Pn的关系________(填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。
(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为________;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加的主要原因有__________________、________________。
(4)培养基中的HCO与CO之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HCO越少,CO越多,而CO几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.0~10.0)对光合作用的影响时,导致Pn发生变化的因素有______________、______________。
解析:(1)可调光源可改变光照强度、光的波长(光质),从而可以研究光强和光质对光合作用的影响。(2)温度是无关变量,温度过高或过低都会影响酶的活性而影响光合作用,使得难以确定光照对Pn影响,因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜,以便排除对实验的干扰。(3)由图可以看出,达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120 mg·L-1;在更高NaHCO3浓度下,外界因素是CO2浓度达到了CO2饱和点,不能吸收更多的CO2;内部因素是CA量不足,不能催化分解更多的HCO。(4)由题意可知,pH一方面会影响HCO的含量,从而影响Pn;另一方面pH也会影响CA酶的活性,从而影响Pn。
答案:(1)光强 光质
(2)难以确定
(3)120 mg·L-1 达到了CO2饱和点 CA量有限
(4)CO2(或HCO)供应量不同 CA(细胞)活性变化