1、专题6 光合作用,高考生物 (课标专用),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640660 nm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,考点1 捕获光能的色素和结构,答案 A 本题考查光合作用过程中光合色素的吸收光谱等相关知识。类胡萝卜素不吸收红 光,A错误。光合色素的吸收光谱可通
2、过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B正确。光合 作用的作用光谱既可用O2的释放速率随光波长的变化来表示,也可用CO2的吸收速率随光波 长的变化来表示,C正确。叶片在640660 nm波长光下只有叶绿素能吸收光能,进行光合作用, 释放O2,D正确。,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 D 本题考查绿叶中色素的提
3、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 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
4、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 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 苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的,D正确。,知识归纳 叶绿体中的色素
5、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中分别提取叶 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.室内植物叶片叶绿素a含量叶绿素b含量,答案 D 用纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸条上色素由上到下依次为胡萝卜素、叶黄 素、叶绿素a、叶绿素b。由题中纸层析分离结果可知,室内普通光照和室外强光光照下得到 的色素带有区别,室外植物的叶绿素a和
6、叶绿素b的含量降低。分析可知,D正确。,抢分妙招 色素带的数目和宽窄分别代表色素的种类数与含量多少。,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.两种叶片均含有类胡萝卜素 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,答案 D 两种叶片中都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
7、错误。,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。,6.(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,以下为教师用书专用,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
8、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。,7.(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 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。,
9、8.(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 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。,9.(2013海南单科,8,2分)关于叶绿素提取的叙述,错误的是 ( ) A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏 C.用乙
10、醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分,答案 C 菠菜绿叶中含大量的叶绿素且易于研磨,是提取叶绿素的良好材料,A正确;研磨时, 加入少许碳酸钙可以中和液泡破坏后释放的酸性物质,防止研磨中色素被破坏,B正确;加入石 英砂可使叶片研磨得更充分,D正确;叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄 素,四种色素均溶于乙醇,C错误。,10.(2012上海单科,17,2分)如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果,据图判断用作 实验材料的叶片颜色为 ( ),A.红色 B.黄色 C.绿色 D.紫色,答案 B 本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的
11、位置,粗细(含 量)、颜色等方面的相关知识。在叶绿体色素提取和分离实验中,滤纸条上的四条色素带距点 样处的距离由近及远分别是:叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素,由图可知,叶绿素含量比 类胡萝卜素含量少,用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。,解题关键 本题以图形的方式考查色素种类、颜色、含量等方面的相关知识。考查学生获 取信息能力,以及对相关知识的掌握、应用能力。难度中等。记牢四条色素带在滤纸条上的 准确位置、粗细、颜色是准确解出该题的关键。,11.(2012四川理综,30,7分)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体,该突变体对强 光照环境的适应能力更强。请回答: (1)提取水稻
12、突变体的光合色素,应在研磨叶片时加入 ,以防止色素被破坏。用纸层析法 分离该突变体叶片的光合色素,缺失的色素带应位于滤纸条的 。,更快,对光反应产生的 消耗也更快,进而提高了光合放氧速率。 (3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变,将无法进行光合作用,其原因是 。,(2)该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如上图所示。当光照强度为n时, 与野生型相比,突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率 。当光照强度为m时, 测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大,据此推测,突变体固定CO2形成 的速率,答案 (1)CaCO3 最下端 (2)较大 C3 NADPH、ATP (3)缺失叶绿素a
13、不能完成光能转 换,解析 本题主要考查叶绿体色素的提取、分离、色素作用等有关知识。(1)叶绿体色素的提 取和分离实验中,研磨叶片时加入碳酸钙可防止色素被破坏。纸层析法分离色素得到的色素 带自上而下为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。故突变体缺失的色素带位于滤纸条 最下端。(2)叶绿体产氧速率=净产氧速率+呼吸速率。光强为n时,突变体与野生型水稻净产 氧速率相等,但突变体呼吸速率较大,故突变体叶片中叶绿体产氧速率较大。光强为m时,突变 体叶片气孔开放程度更大,吸收、固定CO2速率更高,故C3产生速率及其被还原过程中的 NADPH、ATP的消耗速率更快。(3)因只有少数特殊状态下的叶绿素a可完
14、成光能转换,故叶 绿素a缺失突变体将无法进行光合作用。,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,考点2 光合作用的原理及应用,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 此H非彼H 光反应过程中产生的H是还原型辅
15、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,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 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,CO
16、2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 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 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
17、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 A 叶绿体是光合作用的场所,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 叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光,并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
18、,不能用于其他生命活动。,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 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
19、原过程减慢,C5下降,C项正确、D项错误。,5.(2016北京理综,5,6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h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 C CO2被固定形成C3,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶
20、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 该题以柱形图的形式呈现了光强对植株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,寻找单一变量对实验结果的影响,以获取解题 的关键信息。,
21、6.(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14 C3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 B CO2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
22、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 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。,7.(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 B 类囊体膜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
23、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。,8.(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.植物为鱼的生存提供氧气 B.鱼可为植物的光合作用提供CO2 C.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 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
24、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。,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 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C3还原受阻,导致C5含量减少,从而使CO2的固定减慢,B错
25、误。,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以确定含量变化。,10.(2018课标,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
26、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 (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 (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 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
27、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.(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
28、因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足。,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 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
29、。(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。,12.(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
30、 (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 (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 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
31、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
32、以合成ATP。,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:H2O H (CH2O) H H2O (2)能量联系:,13.(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
33、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1520 min曲线的斜率几乎不变的合 理解释是 ;若在20 min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:C5 ATP H C3),可推测2025 min曲线的斜率为 (填 “正值”、“负值”或“零”)。,答案 (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
34、大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 负值,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)1520 min 曲线的斜
35、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2025 min曲线的斜率为负值。,14.(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CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图
36、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 (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 (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
37、 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。,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)(4分)。 B.表现型=基因型+环境 (以此为依据的表述)(4分)。,15.(2016课标,29,10分)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相
38、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,各组实验处理及结果如表所示:,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“
39、需要”或“不需要”)载体蛋 白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。,答案 (1)湿度(或答相对湿度) 在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大(其他 合理答案可酌情给分) 增加 (2)四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(其他合理答案可酌情给分) (3)不需要 不需要,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
40、,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。,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。,16.(2015课标,29,9分,0.426)为了探
41、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135 s,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67.5 s;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7.5 s;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3.75 ms(毫秒);光合作用产 物的相对含量为94%。 D组(对照组):光照时
42、间为135 s;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 (1)高于 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% 光照 基质 (2)光照和黑暗交替频率 ATP和还原型辅酶,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
43、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 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ATP越能及时利用和再生,
44、生成的有机物越多。,17.(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,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,以下为教师用书专用,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
45、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。,疑难突破 依据光合作用原理,弄清图示中Pn两次下降的原因是解答本题的关键。,18.(2015四川理综,1,6分)下列在叶绿体中发生的生理过程,不需要蛋白质参与的是 ( ) A.Mg2+吸收 B.O2扩散 C.光能转换 D.
46、DNA复制,答案 B O2以自由扩散方式通过叶绿体的内膜和外膜,该过程不需要载体蛋白的参与;参与 Mg2+吸收的载体、催化光能转换和DNA复制所需的酶均为蛋白质,故选B。,易错警示 主动运输和协助扩散需要载体蛋白,自由扩散不需要载体蛋白。,19.(2013海南单科,10,2分)某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48 h后,用 锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片, 观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。其中,没有出现蓝色的部位是 ( )A.a、b和d B.a、c和e C.c、d和e D.b、c和e,答案 B 光合作用需要光照
47、,c部位被锡箔纸遮盖,所以c部位的叶肉细胞不能进行光合作用; 而a、e部位为黄白色,没有叶绿素,故也不能进行光合作用,所以加碘液后,a、c、e部位不会变蓝。,20.(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 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。,21.(2016浙江理综,30,14分)下面是关于
48、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ATP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 (1)类囊
49、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 (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 。,
