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1、专题6 光合作用高考生物高考生物(新课标专用)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相关知识。类胡萝卜素主要
2、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苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下
3、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符合题意。易错警示易错警示染色质与染色
4、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课标全国,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吸收,B正确;一般情况下,光合
5、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。知识归纳知识归纳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上海单科,16,2分)从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物分别提取叶片的 叶 绿 体 色 素,用 纸 层 析 法 分 离,结 果 如 图。下 列 判 断 正 确 的 是()A.室内植物叶片偏黄B.室外植物叶片偏绿C.室外植物叶片胡萝卜素含量叶黄素含量D.室内植物叶
6、片叶绿素a含量叶绿素b含量答案答案D提取叶片中的叶绿体色素,用纸层析法分离,滤纸条上从上到下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,两图相比较,室内叶片叶绿素较多,颜色偏绿,室外叶片叶绿素较少,颜色偏黄,A、B错误;根据色素带的宽度,可以看出室外植物叶片胡萝卜素含量叶黄素含量,C错误;室内植物叶片叶绿素a含量叶绿素b含量,D正确。抢分妙招抢分妙招色素带的颜色和宽窄分别代表色素的种类与含量。5.(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.
7、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。易错警示易错警示(1)叶绿体色素的提取和分离过程中加入的试剂的作用:SiO2,为了研磨充分;CaCO3,防止叶绿素被破坏;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
8、。6.(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。解题关键解题关键相对绿色叶片来说,黄绿色叶片的叶绿素含量稍低。以下为教师用书专用7.(2013课标,2,6分,0.
9、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。8.(2010全国,31,10分)请回答下列问题:(1)氮、磷、镁3种元素中,构成生命活动所需直接能源物质的元素是,构成细胞膜的元素是。(2)缺镁时植物叶片发黄,其原因是。(
10、3)在提取叶绿体色素的过程中,研磨叶片时通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。二氧化硅的作用是;碳酸钙的作用是;丙酮的作用是。(4)光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的。答案答案(1)氮、磷氮、磷(每空2分,共4分)(2)镁是叶绿素的组成成分,缺镁导致叶绿素合成受阻(其他合理答案也给分)(2分)(3)有助于磨碎植物细胞防止研磨过程中叶绿体色素被破坏色素的提取溶剂(其他合理答案也给分)(每空1分,共3分)(4)叶绿素a(1分)解析解析(1)生命活动所需直接能源物质是ATP,构成细胞膜的化合物主要是磷脂、蛋白质,以上物质均含氮、磷。(2)镁是叶绿素的组成元素,缺镁导致叶绿素合成
11、受阻而类胡萝卜素合成正常,故叶片呈黄色。(3)通过研磨可以破坏细胞,使其释放出色素,丙酮是有机溶剂,可以溶解提取色素。因色素易被细胞中的有机酸破坏,故加入碳酸钙可中和因细胞结构被破坏而释放的有机酸进而保护色素。(4)光反应中叶绿体色素均能吸收、传递光能,而只有少数处于特殊状态的叶绿素a可以将光能转换成电能。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 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A
12、TP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.(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,
13、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,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
14、、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。3.(2017海南单科,10,2分)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说 法 正 确 的 是()A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量答案答案A叶绿体是光合作用的场
15、所,在自然光下,叶绿体能进行光合作用将水分解产生氧气,A正确;叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光,因此在红光和蓝紫光下,叶绿体会产生氧气,B、C错误;水在叶绿体中分解产生氧气需要的能量是光能,D错误。易错警示易错警示叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,光合色素能把光能转化成活跃的化学能储存在ATP中。光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应,不能用于其他生命活动。4.(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
16、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。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
17、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。5.(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
18、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。评析评析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。6.(2016北京理综,5,6分)在正
19、常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。与本实验相关的错误叙述是()A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响答案答案CCO2被固定形成C3,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的,A正确;分析图示可知,该植物生殖器官发育早期,营养器官中含14C量的比例较高,说明此
20、期光合产物大部分被分配到营养器官,B正确;由图示可知遮光70%条件下,在生殖器官发育早期,分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近,C错误;分析题干信息和图示均可看出本实验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D正确。审题方法审题方法该题以柱形图的形式呈现了光强对植株的不同发育期中光合产物在生殖器官和营养器官间分配的影响。解题时,可通过比较分析,寻找单一变量对其实验结果的影响,以获取解题的关键信息。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
21、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中H直接还原的不是CO2,而是C3。8.(2015福建理综,3,6分)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5
22、(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
23、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。9.(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比值下降D.NADPH/NADP+比值下降答案答案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+比值下降,A、C、D正确;光反应停止,使暗反应中的C
24、3还原受阻,导致C5含量减少,从而使CO2的固定减慢,B错误。方法技巧方法技巧分析光照强度和二氧化碳浓度突然改变后,C3、C5、H、ATP的含量及(CH2O)合成量的动态变化时要将光反应和暗反应过程结合起来,从具体的反应过程提炼出模型:“来路某物质去路”,分析其来路和去路的变化来确定含量变化。评析评析本题主要考查光合作用过程的相关知识。重在考查学生的理解能力。解题关键是掌握光反应的物质变化及光反应与暗反应的相互关系。试题难度中等。10.(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.植物
25、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。11.(2014海南单科,7,2分)关于小麦光合作用的叙述,错误的是()A.类囊体膜上产生的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.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长答案答案B类囊体膜
26、上进行光反应产生的ATP可用于暗反应,A正确;夏季晴天光照最强时,由于高温导致气孔部分关闭,CO2吸收减少,小麦光合速率下降,B错误;进入叶绿体中的CO2必须先经过固定,形成C3后才被NADPH还原,C正确;净光合速率长期为零时,有机物积累量为零,导致幼苗停止生长,D正确。12.(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。(
27、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
28、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。13.(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、
29、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: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
30、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。14.(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,
31、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
32、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(CH2
33、O)丙酮酸CO2。H元素:H2OH(CH2O)HH2O(2)能量联系:15.(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”、
34、“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
35、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
36、降,所以2025min曲线的斜率为负值。16.(2016课标全国,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
37、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。(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
38、不同是由环境因素引起的,而不是遗传物质改变造成的。评分细则评分细则表达出光合作用强度受光照强度(或环境)影响给2分;表达出遗传物质未改变的意思给2分。A、环境条件未改变植物的遗传物质(遗传性、DNA、固有属性以及类似表述的)(4分)。B、表现型=基因型+环境(以此为依据的表述)(4分)。17.(2016课标全国,29,10分)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
39、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)
40、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,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
41、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。方法总结方法总结分析多因子变量时,一定要遵循单一变量原则,分析温度对光合速率的影响时,温度为单一变量,相对湿度为无关变量,其应该相同,同理,相对湿度为单一变量时,温度应该相同。评析本题主要考查光合作用的原理和影响因素的相关基础知识,重点考查考生获取信息的能力,难度较小。18.(2015课
42、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)
43、: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)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
44、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。题后反思题后反思短时间光照后再短时间黑暗,黑暗中依然进行暗反应生成有机物,交替时间间隔越短,H和A
45、TP越能及时利用和再生,生成的有机物越多。以下为教师用书专用19.(2011课标,3,6分)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合作 用 强 度 下 降,原 因 是()A.光反应强度升高,暗反应强度降低B.光反应强度降低,暗反应强度降低C.光反应强度不变,暗反应强度降低D.光反应强度降低,暗反应强度不变答案答案B镁是叶绿素的组成成分,缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低,进而因H和ATP合成不足而使暗反应强度降低。20.(2011课标,29,9分)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,其叶片碳反应中C3
46、和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如图。回答问题:(1)图中物质A是(C3化合物、C5化合物)。(2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原因是;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,碳反应中C3化合物和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的(低、高)。(4)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的(高、低),其原因是。答案答案(1)C3化合物(2)碳反应速率在该环境中已达到稳定,即C3和C5化合物的含量稳定。根据碳反应的特点,此时C3化合物
47、的分子数是C5化合物的2倍当CO2浓度突然降低时,C5化合物的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5化合物积累(3)高(4)低CO2浓度低时,碳反应的强度低,所需ATP和H少解析解析(1)由题干提供的信息可推知,植物由1%CO2浓度环境转移到0.003%CO2浓度的环境中后,植物碳反应阶段的CO2固定速率减小,因此,C3产生量减少,C5相对增加,由此可确定A为C3化合物,B为C5化合物。(2)在CO2浓度为1%的环境中物质B的浓度(C5化合物)比A的低,原因是在CO2浓度为1%的环境中,CO2固定与C3化合物的还原达到动态平衡,根据碳反应中CO2固定和C3化合物还原的反应式:CO2+C52C3
48、;2C3(CH2O)+C5可知C3化合物分子数比C5化合物分子数多。将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,影响了CO2的固定,C5的消耗减少而C5化合物的合成速率不变,因此C5化合物浓度升高。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,碳反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度要比B的浓度高。(4)由于0.003%CO2浓度下的碳反应强度比1%CO2浓度下的低,所以所需ATP和H少,因此所需的光照强度也较低。评析评析本题考查CO2浓度对碳反应的影响,同时考查考生识图、析图、分析问题的能力。试题难度中等。解题的关键是明确碳反应中CO2固定和C3化合物还原的关系。21
49、.(2011全国,33,11分)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响,将某植物在黑暗中放置一段时间,耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片,平均分成8组,实验处理如下表所示。一段时间后,检测叶片中有无淀粉,结果如下表。编号组1组2组3组4组5组6组7组8处理葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2蒸馏水浸泡水中通入空气蒸馏水浸泡水中通入CO2和N2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉回答问题:(1)光照条件下,组5叶片通过作用产生淀粉;叶肉细胞释放出的氧气来自于的光解。(2)在黑暗条件下,叶片能进行有氧呼吸的组别是
50、。(3)组2叶片中合成淀粉的原料是,直接能源物质是,后者是通过产生的。与组2相比,组4叶片无淀粉的原因是。(4)如果组7的蒸馏水中只通入N2,预期实验结果是叶片中(有、无)淀粉。答案答案(1)光合H2O(每空1分,共2分)(2)组2和组6(3)葡萄糖ATP有氧呼吸组4叶片不能进行有氧呼吸,淀粉的合成缺少ATP(其他合理答案也给分)(4)无解析解析由题中信息知,植物在实验处理前已耗尽了叶片中的淀粉,实验处理后淀粉的生成有两条途径:光合作用生成淀粉和吸收培养液中的葡萄糖合成淀粉。(1)组5中的叶片环境中,有光照和CO2,叶片通过光合作用产生淀粉,光合作用产生的氧气来自于水的光解。(2)在黑暗条件下