1、热点 2 光合作用与细胞呼吸原理及应用1(2018浙江 4 月选考， 30)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B 两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容和结果见下表。品种 光照处理叶绿素 a含量(mg/cm2)叶绿素 b 含量(mg/cm2)类胡萝卜素含量(mg/cm2)光合作用速率( mol CO2/m2s)A 正常光照 1.81 0.42 1.02 4.59A 弱光照 0.99 0.25 0.46 2.60B 正常光照 1.39 0.27 0.78 3.97B 弱光照 3.80 3.04 0.62 2.97回答下列问题：(1)据表推知，经弱光照处理，品
2、种 A 的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照_，导致其卡尔文循环中再生出_的量改变，从而影响光合作用速率。(2)表中的光合色素位于叶绿体的_膜中。分别提取经两种光照处理的品种 B 的光合色素，再用滤纸进行层析分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第 4条色素带变_，这有利于品种 B 利用可见光中较短波长的_光。(3)实验结果表明，经弱光处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其_来适应弱光环境。品种_的耐荫性较高。2(2018杭州学军中学 3 月选考模拟) 下图是黑藻光合作用过程示意图(用字母代表物质)。请分析回答下列问题：(1)反应发生的场所是_，其中产物 B 是_。(2
3、)在反应中 RuBP 不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是_。光合作用合成的三碳糖，大部分运至叶绿体外转变成蔗糖，还有一部分在叶绿体中转变成_。(3)若要分析黑藻叶绿体的色素种类，制备色素提取液时需要加入_可使研磨充分。将提取到的滤液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照条件下 23 min 后，试管内氧气的含量_(填“增加” “减少”或“不变”)(4)给黑藻提供 C18O2 和 H2O，释放的氧气中含有 18O 是由于_。3(2018台州中学第一次通练) 高浓度重金属胁迫会影响植物的光合色素含量，降低植物的光合速率。某科研小组研究了锶对油菜幼苗叶片叶绿素 a、叶绿素 b 的影响，实
4、验结果如下图。请回答下列问题：(1)实验表明高浓度的锶对_的减少量更大，该色素主要吸收可见光中的_光。(2)为验证上述结论，可采用_法分离色素，与正常叶片所提取的色素条带进行比较，若滤纸条从上到下第_条明显变窄则可证明。(3)在光合作用中，叶绿素吸收的光能转变为 NADPH 等中的_能，并用于卡尔文循环中将三碳酸分子还原为_，该还原产物大部分用于_，以保证卡尔文循环的继续进行。4(2018鄞州中学 3 月选考模拟) 图甲是探究影响黑藻光合作用的环境因素的实验装置，实验材料除了图中标注之外，还有不同颜色的玻璃纸，光源位置固定且光照强度相同，广口瓶的溶液中含有适量的 NaHCO3，图乙为黑藻叶绿体
5、中的某生理过程。请回答下列问题：(1)本实验可以用来研究_对黑藻光合速率的影响，黑藻的光合速率可用单位时间_表示，该数据_( 填“大于” “小于”或“等于”) 黑藻的真正光合速率。(2)图乙中叶绿体内产生的产物三碳糖主要的去向和转变成的物质分别是_、_。(3)研究发现，叶肉细胞在没有光照条件下，仍有三碳糖运出叶绿体，可能的原因是_。若短期内三碳糖的输出受阻，叶绿体内的 NADPH 的含量会 _(填“增加” “减少”或“不变”)。5(2018浙江 3 月超级全能生 A 卷)为了研究不同强度紫外线对芦苇光合作用的影响。设置了自然光照组(CK)、紫外线强度增强 25%组(R 1)、紫外线强度增强 5
6、0%组(R 2)三组，每组处理 3 个重复，连续处理 60 天，获得的总叶绿素含量变化数据如图甲所示。图乙表示某植物叶肉细胞的光合作用过程，图中的字母表示相应的结构。请回答下列问题：(1)图乙中的 A 表示_ ，水在光下裂解的产物除了图乙所表示的物质外还有_；在 B 处发生的光合作用过程所发生的能量变化是_，蔗糖的合成发生在图乙中的_处(用字母表示) 。(2)据图甲可得到在辐射处理期间，不同强度的紫外线对芦苇总叶绿素含量的影响是_，且与 CK 相比 R1、R 2 组均下降，其中 R2 组下降幅度更高。(3)如果要用纸层析法检测各组叶片中叶绿素含量的变化，应先取各组等量的叶片烘干、粉碎、研磨后得
7、到色素提取液，该提取液放在适宜条件下_(填“能”或“不能”) 进行光反应；经色素的分离后可通过观察滤纸条上层析出的色素带，即从上到下的第_条色素带宽度的变化进行确定。6(2018温州调研)某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。请回答：(1)叶绿素存在于植物叶片细胞叶绿体的_上，进行叶绿素含量的测定时，将绿叶烘干剪碎后，放入研钵，加入_和 95%的乙醇，研磨成匀浆，过滤后获得滤液，进行含量测定。(2)叶绿素吸收红光和蓝紫光而几乎不吸收_，并在酶的催化作用下将水裂解为_，其
8、中_将 NADP 还原为 NADPH。(3)若在实验过程中，突然将对照组的光照撤离，初始阶段，叶绿体内的三碳酸含量将_。(4)实验者在第 6 天，给实验组补水，发现其光合速率无法提高到对照组相等的强度，原因是_。1(2017浙江 4 月选考， 30)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列问题：(1)本实验的因变量是_，由图中曲线对比可知，经 _处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的_光减少从而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行_处理以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植
9、物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的_，对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第 4组得到的色素带中，从上到下的第_条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长的光照射叶绿素 a 提取液并测定_，可得到叶绿素 a的吸收光谱。2(2018稽阳联谊学校 3 月联考) 如图为某高等植物细胞光合作用过程示意图，A、B、C 、D、E、F 分别表示光合作用不同阶段中的物质。据图分析并回答下列问题：(1)含有磷元素的物质是_( 填字母)，ATP 的形成与_(填物质名称) 的跨膜运输有关。物质 C 的作用是_。(2)脂双层中的色素吸收的光是波长为_nm 的可见光。光合作用产生的 O2
10、离开这个植物细胞，需要穿过的膜包括有_。(3)F 可以在卡尔文循环中继续转变成 E，也可以离开卡尔文循环并在叶绿体中作为合成_、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。(4)若将图中的光照撤离，则短时间内叶绿体中 D 的生成速率将_(填“增大” “减小”或“基本不变”)。3(2018浙江名校协作体 3 月选考模拟) 为探究不同环境因素对某植物叶片光合作用速率以及相关物质含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列问题：(1)为提高提取色素的浓度，研磨前需对新鲜的叶片进行_ 处理。植物在缺氮的情况下，叶片会发黄，_色素的颜色就显露出来了。与高氮肥组相比，低氮肥组叶片提取分离得到的色素带中颜色变浅的
11、是从上到下第_条。(2)Rubisco 酶催化 CO2 和 RuBP 反应，该酶主要分布在叶肉细胞的 _中。卡尔文循环中，生成 3 个 RuBP，需消耗 _个三碳糖。(3)与高氮肥组相比，低氮肥组叶片所处环境中 CO2 浓度变化对其光合速率的影响_，最可能原因是_。4(2018浙江教育绿色评价联盟) 下图为光合产物在植物细胞中的利用示意图。请回答下列问题：(1)图中的主要组成成分是_。为中发生卡尔文循环提供能量的结构是_。(2)CO2 首先与_ 结合生成三碳酸分子，然后被还原为三碳糖。形成一分子三碳糖，需要进行_次卡尔文循环，需要由光反应产生的_提供氢。(3)三碳糖在中能够转化为淀粉、蛋白质、
12、脂质，说明 中有许多起催化作用的_。X 表示_ ，能为植物体内的所有细胞利用。5(2018温州市第二次模考) 某研究小组对两组生长状况基本相同的腊梅分别进行修剪与不修剪处理，再进行相关实验测定，结果如下。处理 叶绿素 a 含量(mgg 1 ) 叶绿素比(a/b)修剪 2.3 11.1不修剪 1.3 6.3请回答下列问题：(1)提取腊梅叶肉细胞叶绿体中的色素时，需在研钵中加入_，用于保护叶绿素。若将色素进行纸层析法分离，两组色素带明显差异的是滤纸条由上往下的第_条。(2)据图分析，与 10：00 相比，12：00 腊梅叶肉细胞中三碳酸分子被 _形成三碳糖的速率_(填“较大”或 “较小”) ，原因
13、之一可能是受 _与 CO2 结合这一反应速率的影响。(3)实验表明，修剪组的光合速率明显大于不修剪组，其可能原因是：_，促进光反应过程；_，提高碳反应速率。6(2018温州市第一次模考) 研究人员以蓝细菌的光合作用(下图实线途径)为研究模型，通过引入 NADPH 依赖型的脱氢酶，创建了只消耗 NADPH 而不消耗 ATP 的异丙醇生物合成途径(下图虚线所示)，并测量对比改造后的蓝细菌(SM7) 和野生蓝细菌(WT)NADPH 和 ATP的浓度变化，如下表。请回答：细胞内 NADPH 和 ATP 的浓度品系 NADPH(pmol/OD730)ATP(pmol/OD730)WT 193.5 39.
14、28SM7 112.83 62.53(1)蓝细菌的光反应场所是_，当光照较弱时，水解产生的 O2 主要用于_。(2)卡尔文循环是从一个_开始的，循环后形成的第一个糖是 _。(3)光反应产物中，能为卡尔文循环提供氢的能量物质是_ ；据上表分析，SM7 与野生蓝细菌(WT)相比，该能量物质消耗量_(选填“增加” “减少”或“不变”)，结合图示可知，造成这一结果的原因是_。答案精析题组特训一1(1)下降 RuBP (2)类囊体 宽 蓝紫 (3)比例 B解析 据表可知，品种 A 在弱光下，光合色素的含量都下降，而品种 B 的叶绿素 a 和叶绿素b 的含量显著升高，更有利于 对光中较短波长的蓝紫光的吸收
15、。2(1)类囊体膜(或光合膜、叶绿体基粒 ) H (2)RuBP 可以再生 淀粉、蛋白质和脂质 (3)二氧化硅(SiO 2) 不变 (4)C 18O2 经光合作用产生 H O，然后光合作用利用 H O 产生182 182含 18O 的氧气解析 (1)据图分析可知， 过程需要光照、光合色素、水的参与，代表的是光反应，其发生的场所是类囊体膜(或光合膜、叶绿体基粒)，其中产物 B 是 H 。(2)RuBP 与二氧化碳反应生成三碳酸分子，三碳酸分子接受来自 NADPH 的氢和来自 ATP 的磷酸基团，形成一分子三碳糖，三碳糖就进入卡尔文循环，在卡尔文循环中，一部分三碳糖经过一系列复杂的变化再生为 Ru
16、BP，从而保证卡尔文循环继续进行。因此 RuBP 不断被利用，但含量仍能保持稳定的原因是 RuBP 可以再生。光合作用合成的三碳糖，大部分运至叶 绿体外转变成蔗糖，还有一部分在叶 绿体中转变成淀粉、蛋白 质 和脂质。(3)若要分析黑藻叶绿体的色素种类，需要提取与分离色素，制备色素提取液时，加入二氧化硅(SiO 2)可使研磨充分。由于研磨时叶绿体的类囊体结构被破坏，导致光反应不能发生，将 试管置于适当的光照条件下 23 min 后，试管内氧气的含量不变。(4)给黑藻提供 C18O2 和 H2O，释放的氧气中含有 18O 是由于 C18O2经光合作用产生 H O，然182后光合作用利用 H O 产
17、生含 18O 的氧气。1823(1)叶绿素 a 红光和蓝紫 (2)纸层析 3 (3) 化学 三碳糖 再生 RuBP解析 (1)从图中信息可知， 对照组中叶绿素 a 含量大约是 1.2 mgg1 FW，叶绿素 b 含量大约是 0.34 mgg1 FW，在 SrCl2 溶液浓度为 10 mmolL1 和 20 mmolL1 时，叶绿素 a 的含量分别是 0.98 mgg1 FW 和 0.82 mgg1 FW，而叶 绿素 b 的含量分别是 0.27 mgg1 FW、0.25 mgg1 FW，因此实验表明高浓度的锶对叶绿素 a 的减少量更大，该色素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。(2)正常叶片所提取的
18、色素条带在滤纸条从上到下为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a 和叶绿素 b。上述结论是高浓度锶对叶绿素 a 减少量更大，为验证该结论，可采用纸层析法分离色素，与正常叶片所提取的色素条带进行比较，若 滤纸条从上到下第 3 条明显变窄则可证明。(3)在光合作用中，叶绿素吸收的光能转变为 NADPH 等中的化学能，并用于卡尔文循环中将三碳酸分子还原为三碳糖，该还 原产物大部分用于再生 RuBP，以保证卡尔文循环的顺利进行。4(1)光质(不同波长的光或者不同颜色的光) 排出液体的体积(或 O2 的释放量) 小于 (2)叶绿体外 蔗糖 (3)淀粉转化为三碳糖 增加解析 (1)透过玻璃纸的光的颜色与玻璃纸的颜色
19、相同。依题意可知，若用不同颜色的玻璃纸遮住实验装置中的广口瓶，再用一定光强度的固定光源照射，则本实验可以用来研究光质( 不同波长的光或者不同颜色的光)对黑藻光合速率的影响。黑藻的光合作用释放的 O2 可引起广口瓶内的气体压强增大，使其内的水通 过排水管排出并流入量筒中，因此黑藻的光合速率可用单位时间排出液体的体积(或 O2 的释放量)来表示。光合作用释放的 O2 量反映的是光合作用真正产生的 O2 量与需氧呼吸消耗的 O2 量的差值，即表示的是净光合速率，而净光合速率真正光合速率呼吸速率，所以该数据小于黑藻的真正光合速率。(2)图乙中叶绿体内产生的三碳糖是 CO2 的固定与还原的产 物，其主要
20、的去向是被运到叶绿体外，再经过一系列的转变形成蔗糖。(3)图乙显示：叶绿体内的淀粉也可以转化为三碳糖，据此可推知，叶肉细胞在没有光照条件下，可由淀粉转化为三碳糖，进而运出叶 绿体。若短期内三碳糖的输出受阻，会导 3磷酸甘油酸的还原过程减弱，消耗的 NADPH 减少，所以叶绿体内的 NADPH 的含量会增加。5(1)类囊体(或类囊体膜 ) H 和 e 将 ATP 和 NADPH 中的活跃化学能转化为合成有机物中稳定的化学能(或将活跃的化学能转化为稳定的化学能) C (2) 先升高后降低，不同处理间变化趋势相同 (3)不能 三、四解析 (1)根据以上分析可知，图乙中 A 表示类囊体膜，水裂解产生的
21、物质有氧气、H 和e ；B 处发 生的是碳反 应，ATP 中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能；蔗糖的合成发生在乙图中的 C 处。(2)根据以上分析可知，甲图中，不同强度的紫外线对芦苇总叶绿素含量的影响都是先升高后降低，不同处理间变化趋势相同，且与 CK 相比 R1、R2组均下降，其中 R2组下降幅度更高。(3)色素提取液在适宜条件下不能进行光反应；经色素的分离后可通 过观察滤纸条上层析出的色素带，即从上到下的第三、四条色素带宽度的变化进行确定。6(1)类囊体膜 二氧化硅、碳酸钙 (2)绿光 H 、O 2、电子 H 、电子 (3)升高 (4)叶片的叶绿素含量无法在短时间内提高到对照组的量解
22、析 (1)叶绿素存在于植物叶片细胞叶绿体的类囊体膜上； 进行叶绿素含量的测定时，将绿叶烘干剪碎后，放入研钵，加入二氧化硅、碳酸钙和 95%的乙醇，研磨成匀浆，过滤后获得滤液，进行含量测定。(2) 叶绿素吸收红光和蓝紫光而几乎不吸收绿光，用于光反应，在 酶的催化作用下将水裂解为 H 、O2、电子，其中 H 、电子将 NADP 还原为 NADPH，用于碳反应中三碳酸的还原。(3)若在实验过程中，突然将对照组的光照撤离，则光反应产生的 H 和电子减少，导致碳反应中三碳酸的消耗量减少，但三碳酸的生成量基本不 变，故初始 阶段叶绿体内的三碳酸含量将升高。(4)分析曲线可知，第 6 天以后， 实验组的叶片
23、叶绿素含量明显低于对照组，导致实验组的叶片光合速率也明显低于对照组；故实验者在第 6 天，给实验组补水， 发现其光合速率无法提高到对照组相等的强度，可能的原因是叶片的叶绿素含量无法在短时间内提高到对照组的量。题组特训二1(1)叶绿素相对含量 低温和光照 蓝紫光和红 遮光 (2)碳酸钙 3、4 (3) 吸光率解析 (1)根据曲线图分析可知：自变量为光强度、温度，因变量为叶绿素相对含量，由 图中曲线对比可知，4 曲线(经低温和光照处理)的植物叶片中叶绿 素含量下降最为明显，叶绿素吸收蓝紫光和红光。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行遮光处理以减少叶绿素的损失。(2)为防止色素被破
24、坏，研磨时可加入适量的碳酸钙；第 4 组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第 3、4 条色素带均明显变 窄。(3) 若用不同波长的光照射叶绿素 a 提取液并测定吸光率，可得到叶绿素 a 的吸收光谱。2(1)A、C、D、E 、F H 为 D(3磷酸甘油酸)的还原提供氢和能量 (2)400 700 类囊体膜、叶绿体膜、细胞膜 (3)淀粉 (4)减小解析 (1)含有磷元素的物质是 A(NADP )、C(NADPH)、D(3磷酸甘油酸)、E(RuBP)、 F(三碳糖)；据图可知，ATP 的形成与 H 的跨膜运输有关；物质 C(NADPH)的作用是为 D(3磷酸甘油酸)的还原提供氢和能量。(
25、2)脂双层中的色素吸收的光是波长为 400700 nm 的可见光；据图可知，光合作用产生的 O2离开这个植物细胞，需要穿过 的膜包括类囊体膜、叶 绿体膜、细胞膜。(3)F(三碳糖 )可以在卡 尔文循 环中继续转变成 E(RuBP)，也可以离开卡尔文循环并在叶绿体中作为合成淀粉、蛋白质和脂质 等大分子物质的原料。(4)若将 图中的光照撤离，则光反应产生的用于碳反应的 ATP 和 NADPH 减少，抑制 D 物质的还原，导致短时间内叶绿体中 D(3磷酸甘油酸)会增多，所以其生成速率将减小。3(1)烘干 类胡萝卜素 3、4 (2)叶绿体基质 5 (3)较小 低氮肥组光合速率主要受叶绿素含量和 Rub
26、isco 酶含量的限制解析 (1)叶绿体色素提取实验中，为了提高色素的浓度，应该将叶片进行干燥处理；叶绿体色素包括叶绿素和类胡萝卜素，缺氮条件下，叶绿素合成减少，显示出类胡萝卜素的颜色；缺氮组的叶绿素 a、叶 绿素 b 的含量大大减少，即滤纸条从上到下的第 3、4 条色素带变浅。(2)CO2 和 RuBP 反应属于光合作用碳反应过程，因此 Rubisco 酶主要分布于叶绿体基质中；卡尔文循环中，生成 3 个 RuBP，需消耗 5 个三碳糖。(3)据图分析可知，低氮组二氧化碳浓度增加对光合速率的影响不大，可能的原因是其叶 绿素含量和 Rubisco 酶含量较低，限制了光合作用的进行。4(1)磷脂
27、和蛋白质 类囊体( 基粒) (2)RuBP(核酮糖二磷酸) 3 NADPH (3)酶 蔗糖解析 (1)图中双层膜的结构为叶绿体。是叶绿体膜，主要组成成分为磷脂和蛋白质。卡尔文循环即光合作用的碳反应阶段，光反 应为碳反应提供能量，光反应的场所是类囊体( 基粒)。(2)碳反应中 CO2 首先与 RuBP(核酮糖二磷酸) 结合生成三碳酸分子，然后被还原为三碳糖，卡尔文循环以光反应产生的能量固定和还原 CO2，每循 环一次只固定一个 CO2 分子，所以生成一分子的三碳糖要循环 3 次，碳反 应需要光反应产生的 NADPH 供氢。(3)生物化学反应离不开酶的催化作用，因此三碳糖在中能够转化为淀粉、蛋白质
28、、脂质， 说明中有许多起催化作用的酶。叶 绿体中一部分三碳糖离开叶 绿体， 转变成蔗糖，能为植物体内的所有细胞利用。5(1)碳酸钙(或 CaCO3) 三 (2)还原 较小 RuBP (3)叶绿素 a 含量多 气孔开度大(吸收 CO2 多)解析 (1)提取腊梅叶肉细胞叶绿体中的色素时，碳酸钙可以防止叶绿素被破坏。两组色素带中叶绿素 a 的量差别较大，叶绿素 a 为滤纸条由上往下的第三条。(2)与 10：00 相比，12：00 腊梅叶肉细胞中气孔导度下降，其二氧化碳吸收减少，从而影响RuBP 与 CO2 的结合，导致三碳酸分子被还原形成三碳糖的速率较小。(3)据表格分析，修剪组的叶绿素 a 含量大
29、于不修剪组，因此修剪组的光反应过程强于不修剪组。据曲线图分析，修剪组的气孔导度大于不修剪组，使修剪组的碳反应过程强于不修剪组。6(1)质膜 细胞呼吸(或需氧呼吸 ) (2)RuBP(或五碳糖) 三碳糖 (3)NADPH 增加 SM7 的 NADPH 除用于卡尔文循环外，还用于异丙醇的形成解析 (1)蓝细菌是原核生物，无叶绿体，因此光反应场所是质膜，当光照较弱时，水解 产生的 O2 主要用于自身细胞呼吸。(2)据图分析，卡尔文循环是从一个 RuBP(或五碳糖)开始的，循环后形成的第一个糖是三碳糖。(3)光反应产物中，能为卡尔文循环提供氢的能量物质是 NADPH。据表分析，改造后的蓝细菌(SM7)和野生蓝细菌(WT)相比，NADPH 的消耗量增加。据图分析可知，造成这一结果的原因是 SM7 的 NADPH 除用于卡尔文循环外，还用于异丙醇的形成途径。
