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1、专题5 光合作用高考生物高考生物(江苏专用)考点考点1 1光合色素与光能的捕获光合色素与光能的捕获1.(2016江苏单科,17,2分)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是()A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10mL提取液,研磨时一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失五年高考A A组组自主命题自主命题江苏卷题组江苏卷题组答案答案B应该在研磨叶片前加入碳酸钙,A项错误;即使菜叶剪碎不够充分,叶绿体色素也可以溶解在无水乙醇中进而提取光合色素
2、,B项正确;鲜菠菜中含有较多水分,因此不能为获得10mL提取液而一次性加入10mL乙醇,C项错误;层析完毕后,叶绿素条带不会随溶剂挥发而消失,D项错误。知识归纳知识归纳叶绿体色素的提取和分离过程中加入的试剂及作用:SiO2:为了研磨充分;Ca-CO3:为了防止叶绿素的破坏;无水乙醇:溶解色素;层析液:用于分离各种色素。(2)叶绿体中的色素不会随层析液挥发。2.(2015江苏单科,21,3分)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)()A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量
3、增加有利于该植物抵御强光照C.色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次答案答案ABC分析正常光照和强光照下的不同色素带宽度可以发现,强光导致了叶绿素含量降低、类胡萝卜素含量升高,这可能与类胡萝卜素可以抵御强光照有关,A、B正确;叶绿素a的吸收波长更广一些,C正确;为增加色素带的色素含量,画滤液细线时,滤液应在点样线上重复画几次,D错误。审题方法审题方法本题的关键是对题图的分析,通过对图解的分析找出强光照下与正常光照下的不同之处,理解色素带宽窄与色素的含量及强光照的关系;同时结合已学相关知识对各选项作出准确分析判断。考点考点2 2光合作用及其影响因素光合作用及其影响
4、因素1.(2018江苏单科,18,2分)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中 能 使 图 中 结 果 成 立 的 是()A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度答案答案D由图中信息可知:当横坐标是光照强度,即该实验的自变量是光照强度时,温度是该实验的无关变量,所以曲线起点相同,即呼吸强度相同,当光照强度达到一定强度时,CO2浓度越高,净光合速率越大,当光照强度达到一定值即光饱和点时,
5、净光合速率不变,D项正确;若横坐标是温度,在一定温度范围内,净光合速率随温度升高而升高,超过某一最适温度,净光合速率随温度升高而下降,B选项错误;当横坐标是CO2浓度或光波长时,净光合速率与温度的关系不一定呈正相关,A、C选项错误。解题规律解题规律坐标曲线图解题突破解答坐标曲线图类试题时准确把握曲线的起点、交点、拐点是解题关键。方法技巧方法技巧坐标曲线图的分析方法(1)横坐标是自变量,纵坐标是因变量。(2)无关变量保持一致,结合图中信息,甲、乙两曲线的起点相同,温度相同时,呼吸速率相同。2.(2017江苏单科,29,9分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研究。图1为光合放
6、氧测定装置示意图,图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。请回答下列问题:图1图2(1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是。(2)图1中影响光合放氧速率的因素有。氧电极可以检测反应液中氧气的浓度,测定前应排除反应液中的干扰。(3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是。若提高反应液中NaHCO3浓度,果肉放氧速率的变化是(填“增大”、“减小”、“增大后稳定”或“稳定后减小”)。(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对1520min曲线的斜率几乎不变的合理解释是;若在20min后停止光照,则短时间内
7、叶绿体中含量减少的物质有(填序号:C5ATPHC3),可推测2025min曲线的斜率为(填“正值”、“负值”或“零”)。答案答案(9分)(1)CaCO3光合色素溶解在乙醇中(2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度溶解氧(3)提供CO2增大后稳定(4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等负值解析解析本题综合考查了光合色素的提取原理和环境因素对光合速率的影响。(1)CaCO3可中和果肉薄片细胞产生的有机酸,防止叶绿素降解;光合色素可溶于有机溶剂(如乙醇),所以果肉薄片长时间浸泡在乙醇中会因光合色素溶解而变成白色。(2)图1装置中的光照强度、水浴室的温度、NaHCO3的浓度(可提供不同浓度的CO2)均可影
8、响光合速率;该实验的因变量是反应液中溶解氧的浓度变化,所以测定前应除去反应液中原有的溶解氧,以排除其对实验结果的影响。(3)提高反应液中NaHCO3浓度即提高CO2浓度,可使光合速率增大后稳定。(4)1520min曲线的斜率几乎不变,即光合放氧速率为0,说明光合产氧量与呼吸耗氧量相等;停止光照后,光反应产生的H和ATP减少,C5合成速率下降,短时间内C3合成速率不变但消耗减少,所以C3含量会增加;停止光照后光合速率下降,所以2025min曲线的斜率为负值。3.(2016江苏单科,32,8分)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点
9、,结果如图1和图2。请回答以下问题:图1 图2(1)最适宜在果树林下套种的品种是,最适应较高光强的品种是。(2)增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的,而S3在光饱和点时可能(填序号)。光反应已基本饱和暗反应已基本饱和光、暗反应都已基本饱和(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子的合成。(4)在光合作用过程中,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物
10、,其合成场所应该在叶绿体的。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由构成的蔗糖,运出叶肉细胞。答案答案(8分)(1)S2S3(2)ATP和H(3)核酸、蛋白质(4)基质中葡萄糖葡萄糖和果糖解析解析(1)光补偿点较低的作物(S2)适于生活在弱光环境中,光饱和点较高的作物(S3)适于生活在较高光强的环境中。(2)增加环境中CO2浓度后,S2的光饱和点显著提高,这说明在原光饱和点的光强下,暗反应未饱和,超过原光饱和点的光强下,S2的光反应可产生过剩的H和ATP。若光反应饱和或暗反应饱和或光反应和暗反应都饱和的情况下,CO2浓度增加后光饱和点都不会发生显著改变。(
11、3)光反应产生的能量可参与CO2的固定和C3的还原,还可用于叶绿体中DNA复制和基因的表达过程。(4)淀粉是光合作用暗反应的产物,进行暗反应的场所是叶绿体基质;淀粉是生物大分子,需水解成小分子物质即图中的TP或淀粉的基本单位葡萄糖才能运出叶绿体;蔗糖是由葡萄糖和果糖构成的。易错辨析易错辨析叶绿体光反应产生的ATP只能在叶绿体中发挥作用(如暗反应过程以及叶绿体中DNA的复制、转录和翻译过程),不能运出叶绿体参与细胞的其他生理活动。在线粒体和细胞质基质中产生的ATP可为细胞中除叶绿体中的反应之外的所有生理活动供能。4.(2015江苏单科,27,8分)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性
12、,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题:图1 图2(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积的释放量。(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成,消耗的C5由经过一系列反应再生。(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的。(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是。答案答案(8分)(1)光照强度、CO2浓度O2(2)C3C3(3)H和A
13、TP参与光合作用的酶(4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少解析解析(1)净光合速率可用单位时间、单位叶面积O2的释放量或CO2的吸收量来表示,一般选用叶龄一致的叶片在相同的光照强度、CO2浓度下进行测定。(2)光合作用暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,而后C3在H和ATP的作用下生成(CH2O)和C5。(3)由图可知,P1叶片光合作用能力最强,原因有两个方面:一是其叶绿素含量较高,可产生更多的H和ATP;二是其含有更多与光合作用有关的酶。(4)P2植株干重显著大于对照,但由于向籽实运输的光合产物较少,最终获得的籽实产量并不高。阅卷分析阅卷分析大多数考生第(4)小题未能根据题意
14、分析出“向籽实运输的光合产物少”的答案,也有不少考生第(2)小题未能答出C5由C3再生形成。第(4)小题考查的是学生逻辑思维能力,题干已告知P2光合作用能力强,植株干重大,说明该品种有较强的光合作用产物积累的能力,因此不应该再从呼吸作用(净光合作用)能力等方面思考。第(2)小题的答案是两个C3,不敢填写第二个C3的原因是对基础知识点掌握得不够扎实。5.(2014江苏单科,31,8分)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(pH8.5,25)条件下测得的Pn曲线图
15、。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 H C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HC与C之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HC越少,C越多,而C几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.010.0)对光合作用的影响时,导致Pn发生变化的因
16、素有、。答案答案(1)光强光质(2)难以确定(3)120mgL-1达到了CO2饱和点CA量有限(4)CO2(或HC)供应量不同CA(细胞)活性变化解析解析(1)光照强度和光质均会影响光合速率,该实验可通过可调光源研究这两个因素对光合速率的影响。(2)光照的改变会使Pn改变,温度改变时Pn也随之改变,自变量不单一,无法确定光照与Pn的关系。(3)由图2可知:最大Pn值所对应的最低NaHCO3浓度为120mgL-1;在一定范围内,随NaHCO3浓度增加,Pn也增加;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加可能是CO2浓度达到了饱和点,也可能是CA数量有限不能分解更多的NaHCO3。(4)pH改变不仅
17、影响HC的含量,也会影响CA的活性,从而影响CO2的供应,因而导致Pn变化。审题方法审题方法本题的解题关键是对题图的分析。图1中实验装置的设计可以测定光照强度对光合作用的影响,若将光源换成不同光质,则又可测定光质对光合作用的影响。审读图2的关键是弄清横、纵坐标的含义。考点考点3 3光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系1.(2018江苏单科,29,9分)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指H),请回答下列问题:(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为,其中大多数高等植物的需在光照条件下合成。(2)在甲发育形成过程中,细
18、胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在(填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在(填场所)组装。(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为后进入乙,继而在乙的(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的(填场所)转移到ATP中。(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括(填序号)。C3的还原内外物质运输H2O裂解释放O2酶的合成答案答案(9分)(1)叶绿素、类胡萝卜素叶绿素(2)类囊体膜上基质中(3)丙酮酸基质中内膜上(4)解析解析本题主
19、要考查叶绿体和线粒体的结构和功能以及光合作用和呼吸作用的过程。(1)甲为叶绿体,甲中能将光能转化为化学能的色素有叶绿素和类胡萝卜素,其中大多数高等植物叶绿素的合成需要光。(2)参与光反应中心的蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上,参与催化CO2固定的酶分布于叶绿体的基质中。(3)由甲(叶绿体)输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为丙酮酸后进入乙(线粒体),在线粒体的基质中被彻底分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,其中的能量最终可在乙(线粒体)的内膜上经有氧呼吸的第三阶段转移到ATP中。(4)由图知,乙(线粒体)产生的ATP可被甲(叶绿体)内的耗能过程利用,C3的
20、还原、内外物质的主动运输及胞吞和胞吐、酶的合成均消耗ATP,H2O裂解释放O2的过程属于光反应,可以合成ATP。知识归纳知识归纳光合作用和细胞呼吸的物质和能量联系(1)物质联系:C元素:CO2(CH2O)丙酮酸CO2。H元素:H2OH(CH2O)HH2O(2)能量联系:2.(2013江苏单科,33,9分)为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响,在不同浓度NaCl条件下,对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定,结果如图。检测期间细胞的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:(1)叶绿体中色素的功能是。(2)大气中的CO2可通过植物叶片表面的进入植物体内。光合作用产生的有机
21、物(C6H12O6)中的氧来源于原料中的,有机物(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物中。(3)当NaCl浓度在200250mmol/L时净光合速率显著下降,自然条件下该植物在夏季晴朗的中午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由,后者主要是由。(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上表示。请在坐标图上绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。答案答案(1)吸收、传递、转换光能(2)气孔CO2CO2(3)光合色素含量降低胞间CO2浓度降低(4)光合作用消耗的CO2量(光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量)绘图解析解析本题考查光合色素、光合作用及其影响因素等相关知识。(1)
22、吸收、传递、转换光能是叶绿体中色素的功能。(2)气孔是气体进出植物细胞的门户,白天植物光合作用强,消耗大量CO2,大气中的CO2可通过气孔进入植物体内,光合作用过程中反应物是CO2和H2O,H2O中的氧进入O2,故光合作用产生的有机物中的氧来自CO2,有氧呼吸生成CO2和H2O,H2O中的氧来自O2,CO2中的氧来自C6H12O6和H2O。(3)NaCl浓度在200250mmol/L时,胞间CO2浓度很高,叶绿素和类胡萝卜素的含量较低,推知是光合色素含量降低引起了光合速率下降;夏季晴朗的中午,植物为降低蒸腾作用而使气孔关闭,致使吸收的CO2减少,引起光合速率下降。(4)总光合速率可用单位时间内
23、单位叶面积上光合作用消耗的CO2量或光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量表示。总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和,检测期间细胞的呼吸强度不变,净光合速率的变化趋势即可反映总光合速率的变化趋势。考点考点1 1光合色素与光能的捕获光合色素与光能的捕获1.(2017课标全国,3,6分)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的 释 放)来 绘 制 的。下 列 叙 述 错 误 的 是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表
24、示D.叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的B B组组 统一命题统一命题省（区、市）卷题组省（区、市）卷题组答案答案A本题主要考查光合作用过程中光合色素的吸收光谱等相关知识。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光而不吸收红光,A错误;不同光合色素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B正确;光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响暗反应阶段对CO2的利用,所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示,C正确;640660nm波长光是红光区,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以叶片在640660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光
25、合作用引起的,D正确。2.(2016课标全国,4,6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的答案答案C叶绿体中的色素是有机物,可溶于无水乙醇中,A正确;Mg2+是构成叶绿素的成分,可由植物的根从土壤中吸收,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,叶绿体中的色素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用,C错误;叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,
26、D正确。易错警示易错警示生长素促进植物生长,生长素的合成不需要光,即植物在暗处一段时间内也能表现生长(暗室培养韭黄),叶绿素属于光合色素,叶绿素的合成需要光(如暗室培养的韭黄因缺少光照而不能合成叶绿素故呈现黄色)。考点考点2 2光合作用及其影响因素光合作用及其影响因素1.(2018北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧 化 还 原 指 示 剂 D C I P,照 光 后 D C I P 由 蓝 色 逐 渐 变 为 无 色。该 反 应 过 程 中()A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气答案答案D光反应过程中,光合
27、色素利用光能,将水分解成H和氧气,同时在有关酶的催化作用下,ADP与Pi发生化学反应,生成ATP,A、C错误,D正确;H将DCIP还原,使之由蓝色逐渐变为无色,B错误。易错警示易错警示此H非彼H光反应过程中产生的H是还原型辅酶(NADPH),而细胞呼吸过程中产生的H是还原型辅酶(NADH)。2.(2017天津理综,6,6分)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的 是()A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时,限制突
28、变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度答案答案D本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。光合作用的光反应与暗反应相互制约,相互影响。从图示可以看出,在曲线图P点以前,野生型水稻光合速率大于突变型,而P点后野生型水稻光合速率小于突变型,说明在P点前,野生型水稻光反应速率较高,P点后,突变型水稻暗反应速率较高,A、B正确;在P点前和P点后至光饱和点前,突变型水稻光合速率随光照强度增加而增加,即限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度,当光照强度大于光饱和点时,限制光合速率的主要因素是CO2浓度,C正确,D错误。方法技巧方法
29、技巧影响光合作用主要因素的判断光合速率主要受光照强度和环境CO2浓度的影响。当实验自变量为光照强度时,在光饱和点以前,影响光合速率的主要环境因素是光照强度;当光照强度大于光饱和点时,影响光合速率的主要环境因素是CO2浓度。当实验自变量为CO2浓度时,CO2浓度小于CO2饱和点时,影响光合速率的主要环境因素为CO2浓度;当CO2浓度高于CO2饱和点时,影响光合速率的主要环境因素是光照强度。3.(2018课标全国,30,9分)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如
30、果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是,判断的依据是。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是。(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的(填“O2”或“CO2”)不足。答案答案(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2解析解析本题考查光照强度对光合作用的影响及其规律。(1)曲线显示,当光照强度大于a时,相同光强下,甲植物净光合速率较乙植物高,即此条件下甲植物对光能利用率较高。(2)种植密度较大时,植株接受的光照强度较弱,曲
31、线显示,在光强减弱过程中,甲植物净光合速率下降幅度较乙大。(3)林下为弱光环境,曲线显示,在弱光条件下,乙植物净光合速率较甲植物高,故乙植物更适合在林下种植。(4)气孔是叶片水分散失和CO2进入叶片的通道。夏季晴天12:00,植物为减少蒸腾作用失水量而关闭部分气孔,同时也阻碍了CO2进入叶片,从而影响了叶片光合速率。4.(2018课标全国,30,8分)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:(1)从图可知,A叶片是树冠(填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是。(2)光照强度达到一定数值时,A叶片
32、的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的反应受到抑制。(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是。答案答案(1)下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片(2)暗(3)无水乙醇解析解析(1)树冠上层叶片适宜接受强光照,下层叶片适宜接受弱光照,故树冠下层叶片的光饱和点较低,即A来自树冠下层。(2)根据题意,测得放氧速率不变,说明光反应速率不变,但其净光合速率下降,主要原因是光合作用的暗反应受到了抑制。(3)常用于叶绿体色素提取的有机溶剂是无水乙醇。知识拓展知识拓展植物“三率”间的内在关系(1)呼吸速率
33、:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。(2)净光合速率:植物绿色组织在“有光”条件下测得的值单位时间内一定量叶面积吸收的CO2量或释放的O2量。(3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。5.(2016课标全国,30,8分)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(
34、1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是。(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是。答案答案(1)光照强度(2)CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的解析解析(1)在光饱和点(b点)之前,甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)光饱和点之后,光合作用的限制因子是温度、CO2浓度等。
35、(3)对比甲组、乙组曲线可知,在低光照下培养后乙组植物的光合能力比甲组的低,但其子代在甲组的条件下培养,光合能力与甲组相同,这说明低光照培养未能改变植物的遗传特性,乙组光合作用强度与甲组不同是由环境因素引起的,而不是遗传物质改变造成的。思路梳理思路梳理生物性状表现有差异的原因有两种:遗传物质不同和环境条件不同。题中甲乙两组植株在实验中表现出光合作用强度有差异,原因有以上两种可能,但根据题中“播种乙组植株产生的种子”“按照甲组的条件培养”“得到的曲线与甲组的相同”这些信息可知,乙组的子代在改变环境条件培养后表现与甲组相同,说明甲乙两组表现有差异是环境条件不同引起的,并非遗传物质不同。考点考点3
36、3光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与细胞呼吸的关系1.(2017北京理综,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的 是()A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25C.在025范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是1050答案答案D本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力。由图可知,该植物呼吸作用的最适温度约为55,而光合作用的最适温度约为30,呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度高,A正确;由图可知,净光合作用的最适温度约为25,B正确;观察题图中曲线可知,在025
37、范围内,总光合速率上升快于呼吸速率,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50时,净光合速率为负值,植物不能生长,D错误。2.(2017课标全国,29,9分)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中、代表的物质依次是、,H代表的物质主要是。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是。答案答案(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答:还原型辅酶)(2)C
38、和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析解析本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。(1)根据题目示意图可知,过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应,是水光解的产物且不参与暗反应,为氧气,和分别是合成NADPH、ATP的原料,即是NADP+、是ADP和磷酸,参与CO2的固定,为C5,H参与了有氧呼吸过程,为还原型辅酶(NADH)。(2)在植物叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体薄膜,即除了A过程,ATP的合成还发生在C和D。(3)C中的丙酮酸可以转化为酒精,是因为细胞质基质中存在与无氧呼吸过程相关的酶,在缺氧条件下叶肉细胞可以发生无氧呼吸。知识拓展知识拓展H的生成及种类
39、光合作用中的H就是NADPH;呼吸作用中的H并不是NADPH,而是NADH;H包括光合作用和呼吸作用中所生成的不同类型的还原态氢,因此,不能简单地认为H等同于NADPH。当然,尽管H类型不同,其作用对象也不同NADPH作用对象为三碳化合物(一般写作C3),NADH作用对象为O2,但它们都属于强还原性物质,从这个角度又可将它们统称为H。3.(2016课标全国,31,8分)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液
40、变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:(1)本实验中,50min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是(填“可靠的”或“不可靠的”
41、)。(2)表中X代表的颜色应为(填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”),判断依据是。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草。答案答案(8分)(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2)黄色水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等解析解析本题考查光照强度对光合速率的影响,用BTB(溴麝香草酚蓝)指示CO2浓度。(1)题中距日光灯的距离表示光照的强弱。1号试管没有水草,为空白对照组;2号试管遮光,其内水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用;3至7号试管内的水草在不同强度的光照条件下,光
42、合作用强度与呼吸作用强度的差值大小引起各试管颜色的变化。若1号试管的溶液是蓝色,说明光照能导致CO2减少,那么,2至7号试管颜色的变化并不全是光合作用和呼吸作用所致,实验结果并不可靠。(2)2号试管在遮光条件下,水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用,50min后试管内CO2较多,溶液颜色应为黄色。判断的依据是2号试管与3号试管只有一个自变量(是否遮光),2号试管比3号试管CO2多,所以溶液颜色为黄色。(3)5号试管溶液颜色在照光前后没有变化,说明CO2浓度不变,因此推测水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量。易错警示易错警示试管中CO2浓度的变化是试管中水草的光合作用与呼吸作用
43、对比的结果。本题中2号试管体现的是水草的呼吸作用,若只看到“距日光灯的距离”这一反映光照强度的信息,而忽视呼吸作用,解答时就可能与1号试管共同作为因无光合作用,按溶液不变色处理。C C组组教师专用题组教师专用题组考点考点1 1光合色素与光能的捕获光合色素与光能的捕获1.(2013江苏单科,5,2分)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作,正确的是()A.使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线23次D.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素答案答案B本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液;在滤
44、纸条上划出一条滤液细线后,待干燥后再重复划线23次;研磨叶片时,用无水乙醇溶解色素。2.(2011江苏单科,4,2分)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射 光 吸 收 测 定 和 色 素 层 析 条 带 分 析(从 上 至 下),与 正 常 叶 片 相 比,实 验 结 果 是()A.光吸收差异显著,色素带缺第2条B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条C.光吸收差异显著,色素带缺第3条D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条答案答案B叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时,光吸收差异不显著;对该
45、突变体叶片叶绿体中的色素提取后,层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b,故B正确。错因分析错因分析因没有注意到题干中是用红光照射而导致错选A。3.(2017天津理综,5,6分)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达 到 目 的 的 是()A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目答案答案D本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素为脂溶性,可溶于有机溶剂如无水乙醇,A可达到目的;花青苷
46、为水溶性,类比叶绿体色素的分离方法,可用水做层析液观察花青苷的色素带,B可达到目的;质壁分离和复原实验可用于探究细胞的吸水和失水,C可达到目的;细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体,而表皮细胞无分裂能力,细胞中无染色体,D符合题意。易错警示易错警示染色质与染色体是同种物质在细胞不同时期的两种不同形态。在细胞分裂过程中,染色质丝螺旋缠绕,成为染色体;在细胞分裂末期,染色体解螺旋恢复为染色质状态,而无分裂能力的细胞中不出现染色体。4.(2014山东理综,26,11分)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于
47、叶绿体中的上。需先用(填溶剂名称)提取叶片中的色素,再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是。据图分析,该植物可通过以增强对弱光的适应能力。(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00到12:00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是。18:00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有。(3)实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量。答案答案(1)类囊体膜(或类囊体,基粒)无水乙醇(或丙酮)叶绿素a增加叶绿素含量(2)呼吸作用增强,光合速率与呼吸速
48、率的差值减小线粒体、叶绿体(3)减少解析解析(1)叶绿体中的色素存在于类囊体膜(或类囊体、基粒)上;叶绿体中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇(丙酮)来提取;溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快,叶绿素a与叶绿素b相比,叶绿素a扩散快,溶解度较大;从图中可知,遮光越多,叶绿素含量越高。(2)8:00到12:00光照强度增高,8:00-12:00气孔导度相对稳定,CO2供应受限制,实际光合速率增大,但幅度不大,呼吸作用也增强,总光合速率与呼吸速率的差值减小,即净光合速率降低;18:00净光合速率为0,说明该植物呼吸作用强度=光合作用强度,故叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮
49、光物,光照强度增强,产生更多的H和ATP,使C3还原加快,C3含量减少。考点考点2 2光合作用及其影响因素光合作用及其影响因素1.(2011江苏单科,23,3分)某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。表为不同遮光处理对其 光 合 作 用 影 响 的 结 果,相 关 叙 述 正 确 的 是(多 选)()遮光比例(%)叶绿素a/b叶绿素含量(mg/g)净光合速率(molm-2s-1)植株干重(g)04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.74.8903.33.003.2A.适当的遮光处理,可提高其干重B.叶
50、绿素含量与净光合速率呈正相关C.叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标D.遮光90%时,铁线莲不进行光合作用答案答案AC分析表中数据可以发现,遮光比例为10%、30%时,铁线莲的净光合速率比全光照时都高,说明选项A正确;当遮光比例由10%增加到90%时,叶绿素a/b的值逐渐减小,铁线莲的净光合速率也随之减小,说明叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标,故选项C正确;叶绿素含量与净光合速率呈负相关,遮光90%时,铁线莲的净光合速率为0,说明此时其真正光合速率与细胞呼吸速率相等,故选项B、D错误。错因分析错因分析由于考生不理解“净光合速率=真正光合速率-细胞呼吸速率”的真正含义,而认为选项