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1、高考生物高考生物(课标专用)专题6光合作用考点考点1 1捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构1.(2017课标,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五年高考答案答案A本题主要考查光合作用过程中光合色素的吸收光谱等
2、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是由叶绿素参与光合作用引起的,D正确。解后反思解后反思不熟悉各种光合色素的吸收光谱是对A、D选项误判的主要原因。2.(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
3、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
4、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。3.(2016课标,4,6分,0.51)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于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
5、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于叶绿素合成受阻引起的,D正确。易错警示易错警示叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光。叶绿素的形成除需要有正常基因外,还需要有光、水、适宜的温度以及N、Mg等矿质元素。4.(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
6、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,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。试题点评试题点评本题考查绿叶中色素的提取和分离实验,意在考查学生的识记和理解能力。难度适中。以下为教师用书专用5.(2014海南单科,6,2分)下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述,错误的是()A.两种叶片都能吸收蓝紫光B.两种叶片均含有
7、类胡萝卜素C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP答案答案D两种叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素,二者均吸收蓝紫光,A正确;当叶绿素含量高时呈现绿色,含量少时则呈现类胡萝卜素的颜色,B正确;叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,C正确;黄绿色叶片在光下时仍能进行光合作用,故在光反应过程中能产生ATP用于暗反应,D错误。6.(2013课 标,2,6分,0.887)关于叶绿素的叙述,错误的是()A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光答案答案D本题主要考查叶绿素
8、的相关知识。镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用的光反应过程;叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同;叶绿素不能有效地吸收绿光,绿光被反射出去,使植物呈现绿色。考点考点2 2光合作用的原理及应用光合作用的原理及应用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DCIP,照光后DCIP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P
9、i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.(2018江苏单科,18,2分)如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
10、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,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
11、。(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。3.(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
12、。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
13、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。4.(2016天津理综,2,6分)在 适 宜 反 应 条 件 下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是()A.红光,ATP下降B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,H下降D.绿光,C5上升答案答案C植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光,对绿光的利用很少。突然改用光照强度与白光相同的红光照射后,光反应速率加快,产物H和ATP
14、上升,进而C3的还原过程加快,未被还原的C3下降,A、B项错误;而改用光照强度与白光相同的绿光照射后,光反应速率减慢,产物H和ATP下降,进而C3的还原过程减慢,C5下降,C项正确、D项错误。试题点评试题点评本题考查捕获光能的色素、光反应和暗反应过程的能量变化和物质变化等相关知识。难度适中。5.(2016四 川 理 综,1,6分)叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是()A.O2的产生B.H2O的生成C.H的消耗D.ATP的合成答案答案A叶肉细胞内O2是在光合作用的光反应阶段产生的,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,A项正确;在核糖体上氨基酸经脱水缩合形成肽链的过程中能产生H2O,核
15、糖体为无膜细胞器,B项错误;光合作用中H的消耗发生在叶绿体基质中,没有在生物膜上,C项错误;叶肉细胞有氧呼吸的第一、二、三阶段均能合成ATP,第一、二阶段分别在细胞质基质和线粒体基质中进行,第三阶段在线粒体内膜上进行,D项错误。6.(2016四川理综,5,6分)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶 片 净 光 合 速 率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是()A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00后叶片的Ci快速上升,
16、导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度答案答案D与11:00时相比,13:00时叶片净光合速率下降,此现象是因13:00时气孔关闭导致吸收CO2减少引起的“光合午休”,此时叶绿体中合成C3的速率相对较低,A项错误;14:00后叶片的Pn下降,但仍大于零,植株积累有机物的量仍在增多,B项错误;17:00后因光照强度的降低,光反应减弱,产生的H和ATP均减少,暗反应速率也降低,C项错误;Pn第一次下降,是因气孔关闭,CO2浓度限制了光合速率,Pn第二次下降是光照强度降低引起的,D项正确。试题点评试题点评本题以植物净光合速率及胞间CO2浓
17、度变化为信息载体,以环境因素对光合作用过程的影响为考查点,考查了获取信息及知识综合运用能力。难度适中。7.(2015安徽理综,2,6分)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C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高答案答案C由图解可知,光反应产生的ATP和H参与C3的还原,而不参与CO2的固定,A项、B项错误;被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O),另一部分又形成了C5,C项正确;光照
18、强度变弱时,光反应产生的ATP和H减少,故短时间内C5含量会降低,D项错误。易错警示易错警示暗反应H直接还原的不是CO2,而是C3。8.(2014课标,2,6分,0.735)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的值下降D.NADPH/NADP+的值下降答案答案B用黑布迅速将培养瓶罩上,导致绿藻细胞叶绿体内的光反应停止,不再产生O2、ATP和NADPH,使ATP/ADP、NADPH/NADP+的值下降,A、C、D正确;光反应停止,使暗反应中的C3还原受阻,导致C5含量减少,
19、从而使CO2的固定减慢,B错误。9.(2018课标,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
20、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。10.(2018课标,30,8分)为了研究某
21、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
22、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: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。11.(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为光合放氧测定装置示意
23、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,则短时间内叶绿体中含量减
24、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)均可影响光合速率;该
25、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。12.(2016课标,29,10分,0.587)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植
26、株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mgCO2dm-2h-111.115.122.123.720.7回答下列问题:(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是,其依据是;并可推测,(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中,若适当提高第组的环境温度能提
27、高小麦的光合速率,其原因是。(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。答案答案(1)湿度(或答相对湿度)(1分)在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大(2分,其他合理答案可酌情给分)增加(1分)(2)四(1分)该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3分,其他合理答案可酌情给分)(3)不需要不需要(每空1分,共2分)解析解析本题主要考查影响光合速率的因素及CO2进入叶肉细胞的方式。(1)分析对照组、实验组一和实验组二可知,高温条件下(温度均为36),适当增加相对湿度时,叶片光合速率的增加量相对较大,
28、而分析实验组二、三、四可知,在相对湿度较高的条件下(相对湿度均为52%),适当降低温度时,叶片光合速率的增加量较小,甚至降低。所以,中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度;并由增加相对湿度,叶片的光合速率增大可推知,增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)对比实验组三和实验组四可知:因温度降低,叶片的光合速率下降,所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散,既不需要载体蛋白,也不需要消耗ATP。评分细则评分细则(1)第二空:要说明变化程度;关键词:湿度、光合速率变化(或相差、影响、改变)大。以下情况给1分:湿度改变
29、,光合速率随湿度的改变而改变(没说明变化程度)。(2)第二空:该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度;未达到酶活性的最适温度。关键词:最适温度。以下情况给1分:提高温度,酶活性增大;分析了实验数据,得出提高第四组温度可提高光合速率。以下情况不给分:提高温度,呼吸酶活性增大;回答湿度与酶活性的关系。13.(2016课标,30,8分,0.643)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
30、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:(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
31、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。(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,
32、说明甲、乙两组表现有差异的原因是环境条件不同,并非遗传物质不同。14.(2015课标,29,9分,0.426)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A组:先光照后黑暗,时间各为67.5s;光合作用产物的相对含量为50%。B组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为7.5s;光合作用产物的相对含量为70%。C组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照
33、和黑暗时间各为3.75ms(毫秒);光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135s;光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C组植物合成有机物的量(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量,依据是;C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要,这些反应发生的部位是叶绿体的。(2)A、B、C三组处理相比,随着的增加,使光下产生的能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。答案答案(9分)(1)高于(1分)C组只用了D组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是D组的94%(2分)光照基质(每空1分,共2分)(2
34、)光照和黑暗交替频率(2分)ATP和还原型辅酶(2分)解析解析本题综合考查了暗反应的条件及场所、光照和黑暗交替的频率对光合作用产物的影响等。(1)对比C、D两组实验,C组光照和黑暗交替处理,D组只有光照,故单位光照时间内C组植物合成有机物的量高于D组。分析C组和D组实验,可推知光合作用中有些反应不需要光照,这些反应发生在叶绿体的基质中。(2)对比A、B、C三组实验,在总光照时间相同的情况下,随着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量也增加。究其根本原因是光照与黑暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶和ATP越能及时利用并及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量。试题点评试题点评本
35、题以AD四组实验呈现题干信息,以全新的视角对光合作用光反应、暗反应及其相互关系进行考查,使试题具有较高的新颖度与区分度。教师应引导学生理顺光反应与暗反应的辩证关系,并启发学生重点关注三组实验中光照和黑暗的交替频率与光合产物的关系,顺势作答。以下为教师用书专用15.(2015福建理综,3,6分)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3。为测定RuBP羧化酶的活性,某学习小组从菠菜叶中提取该酶,用其催化C5与14CO2的反应,并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是()A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B.RuBP羧化酶催化的上述反应需
36、要在无光条件下进行C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高答案答案BCO2固定过程属于暗反应,发生在叶绿体基质中,有光、无光条件下均可进行;该实验利用了同位素标记法,C3为CO2固定的产物,故单位时间内14C3生成量越多,说明RuBP羧化酶的活性越高。故选B。知识拓展知识拓展光反应为暗反应提供H、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。16.(2014海南单科,9,2分)将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是()A
37、.植物为鱼的生存提供氧气B.鱼可为植物的光合作用提供CO2C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡答案答案C植物通过光合作用为鱼的生存提供氧气,鱼可通过呼吸作用为植物的光合作用提供CO2,A、B正确,能量流动是单向的,不能循环,C错;若该玻璃缸长期置于黑暗中,没有能量输入,鱼和植物将会死亡,D正确。17.(2016浙江理综,30,14分)下面是关于植物光合作用的问题。请回答:(1)光反应发生在叶绿体的中,H2O在光反应中裂解为。(2)若以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含14C的三碳化合物是。该三碳化合物在NADPH的氢和A
38、TP的等物质存在的情况下,被还原为三碳糖磷酸。(3)给某植物提供C18O2和H2O,释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O是由于,O又作为原料参与了光合作用之故。(4)植物光合作用光饱和点可通过测定不同下的光合速率来确定。在一定条件下,某植物在温度由25降为5的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度(选填:)25。答案答案(14分,每空2分)(1)类囊体膜H+、O2和电子(2)三碳酸磷酸基团(3)C18O2中的部分氧转移到O中(4)光强度解析解析(1)光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,H2O在光反应中裂解为O2、H+和电子。(2)在卡尔文循环中首先出现的三碳化合物是
39、三碳酸。该三碳化合物接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团,被还原为三碳糖磷酸。(3)给植物提供C18O2,而释放的氧气中也含有18O,说明C18O2中的部分氧转移到了O中,而O又作为原料参与光反应,裂解为18O2。(4)植物光合作用的光饱和点,是指光合速率达到最大时的最低光强度。该植物在温度由25降为5的过程中光饱和点逐渐减小,说明此时温度是光合作用的限制因素,因此该植物在光照充足时的最适温度25。解后反思解后反思本题综合考查了有关光合作用过程中的物质变化,能量变化,场所,以及影响光合作用的环境因素,需要学生对课本的基础知识掌握牢固,能够把握知识之间的内在联系,形成知识网络。18.(2
40、014广东理综,26,16分)观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表。请回答下列问题:注:括号内的百分数以强光照的数据作为参照(1)CO2以方式进入叶绿体后,与结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的。(2)在弱光下,柑橘通过和来吸收更多的光能,以适应弱光环境。(3)与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数,单位时间内平均每片叶CO2吸收量。对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是,最后发生改变的是。光照强度叶色平均叶面积(cm2)气孔密度(个mm-2)净光合速率(molCO2m-2s-1)强浅绿13.6(100%)826(100%
41、)4.33(100%)中绿20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深绿28.4(209%)752(91%)3.87(89%)答案答案(16分)(1)自由扩散(1分)五碳化合物(1分)H/NADPH和ATP(2分)(2)增加叶面积(2分)提高叶绿素含量(2分)(3)较少(2分)较少(2分)净光合速率(2分)叶面积(2分)解析解析(1)CO2等气体是以自由扩散的方式进入叶绿体,进入叶绿体的CO2首先与C5结合生成C3,C3的还原需要光反应提供ATP和H。(2)据题中表格数据可知,在弱光下,柑橘的叶色加深,平均叶面积增大,气孔密度变小。故柑橘通过增加叶绿素含量和增大叶面积来适应弱光环
42、境。(3)分析表格数据可知,强光下平均每片叶的气孔总数为13.6826100=1123360个弱光下平均每片叶的气孔总数为75228.4100=2135680个;强光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量为4.3313.610-4=5.910-3mol,弱光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量为3.8728.410-4=1.110-2mol,对强光下生长的柑橘适度遮阴,柑橘的光反应强度降低,光合速率相对下降。为适应弱光环境,柑橘叶合成更多叶绿素来增强吸收光的能力,以合成相对较多的有机物,有利于叶的生长,故最后发生改变的是平均叶面积。试题点评试题点评本题考查光合作用的过程与影响因素,属于综合应用层次的
43、考查,难度较大。19.(2015浙江理综,30,14分)某植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。请回答:(1)磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内核酸和的组分。(2)卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于。(3)若蔗糖合成或输出受阻,则进入叶绿体的数量减少,使三碳糖磷酸大量积累于中,也导致了光反应中合成的数量下降,卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于。此时过多的三碳糖磷酸将用于,以维持卡尔文循环运行。答案答案(14分)(1)磷脂(2)吸能反应
44、(3)Pi叶绿体基质ATP负反馈调节淀粉合成解析解析本题主要考查光合作用暗反应的有关知识。(1)磷可参与光合产物三碳糖磷酸、核酸分子的组成,同时也是生物膜的重要组分磷脂的组成元素。(2)卡尔文循环中,一分子五碳糖与一分子CO2在酶的催化作用下形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2分子3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸转化为三碳糖磷酸需光反应提供的ATP和NADPH,该反应为吸能反应。(3)三碳糖磷酸转运出叶绿体既降低了叶绿体基质中三碳糖磷酸的浓度,又保证了Pi正常运输到叶绿体内部供光反应消耗。若蔗糖合成受阻,叶绿体外运的三碳糖磷酸量减少,导致叶绿体基质中三碳糖磷酸大量积累,叶绿体也因Pi不足而
45、影响ATP的合成,导致卡尔文循环减速。此时,过多的三碳糖磷酸合成淀粉,以降低其浓度,维持卡尔文循环运行。试题点评试题点评本题主要考查光合作用的过程,意在强化学生对光合作用的两个阶段的物质和能量的变化的识记、理解与运用。20.(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
46、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
47、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到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,此时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮光物,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。21.(2014安徽理综,29,10分)某课题小组研究红光与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)
48、与15d幼苗相比,30d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到达CO2固定的部位。(3)某同学测定30d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2.1mgg-1、3.9mgg-1和4.1mgg-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是。答案答案(10分)(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解析解析(1)从第1幅图看出30d幼苗在同种光照下,CO2吸收量较多;从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大,CO2进入较
49、多,从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低,故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高。(2)CO2固定的部位在叶绿体基质,叶肉细胞间隙CO2到达该部位至少需经过一层细胞膜、两层叶绿体膜,而每层生物膜都由一层磷脂双分子层构成。(3)由于测得数据差距太大,需随机取样进行重复测定以提高实验的准确性。22.(2013课标,31,9分)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。回答下列问题:(1)在光照条件下,图形A+B+C的面
50、积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用,其中图形B的面积表示。从图形C可推测该植物存在另一个的途径。CO2进出叶肉细胞都是通过的方式进行的。(2)在上述实验中,若提高温度、降低光照,则图形(填“A”或“B”)的面积变小,图形(填“A”或“B”)的面积增大,原因是。答案答案(1)固定CO2总量(1分)呼吸作用放出的CO2量(2分)释放CO2(1分,其他合理答案也给分)自由扩散(1分)(2)A(1分)B(1分)光合速率降低,呼吸速率增强(2分,其他合理答案也给分)解析解析本题考查光合作用和呼吸作用等相关知识。(1)图中A表示植物从外界吸收的CO2量,而光合作用利用的CO2量还包括细胞内呼吸作