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1、母题04 光合作用 【母题来源一】 2020年天津普通高等学校招生统一考试生物（天津卷）【母题原题】研究人员从菠菜中分离类囊体，将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴，从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原，并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是A产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B该反应体系不断消耗的物质仅是CO2C类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原D与叶绿体相比，该反应体系不含光合作用色素【答案】A【解析】【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生H与氧气，以及ATP的形成；光合作用的暗反应阶
2、段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和H的作用下还原生成糖类等有机物。【详解】A、乙醇酸是在光合作用暗反应产生的，暗反应场所在叶绿体基质中，所以产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质，A正确；B、该反应体系中能进行光合作用整个过程，不断消耗的物质有CO2和H2O，B错误；C、类囊体产生的ATP参与C3的还原，产生的O2用于呼吸作用或释放到周围环境中，C错误；D、该体系含有类囊体，而类囊体的薄膜上含有光合作用色素，D错误。故选A。【母题来源二】 2020年全国普通高等学校招生统一考试理综生物（全国II卷）【母题原题】为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适
3、量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：（1）该实验所用溶液B应满足的条件是_（答出2点即可）。（2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_。（3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_。【答案】（1）pH 应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同 （2）细胞质基质组分和线粒体 （3）有 类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能 【解析】【分析】细胞器的种类及功能：1、细胞器分
4、为：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体。2、线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称”动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。内质网是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”。高尔基体对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的“车间”及“发送站”。核糖体是“生产蛋白质的机器”，有的依附在内质网上称为附着核糖体，有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。溶酶体分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。液泡是调节细胞内的环
5、境，是植物细胞保持坚挺的细胞器。含有色素（花青素）。中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关。由两个相互垂直的中心粒构成.。【详解】（1）将正常叶片置于适量的溶液B中，为防止叶片失水，应保证pH与细胞质基质的相同，渗透压与细胞内的相同。（2）葡萄糖在有氧呼吸的过程能彻底氧化分解，在真核细胞中场所为细胞质基质和线粒体。（3）由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。【母题来源三】 2020年全国普通高等学校招生统一考试理综生物（全国卷）【母题原题】农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：（
6、1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_（答出2点即可）。（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_（答出1点即可）。（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是_，选择这两种作物的理由是_。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/molm-2s-11 2001 180560623【答案】（1）减少杂草对水分
7、、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用 （2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 （3）A和C 作物A光饱和点高且长得高，可以利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用 【解析】【分析】1、中耕松土是指对土壤进行浅层翻倒、疏松表层土壤。中耕的作用有：疏松表土、增加土壤通气性、提高地温，促进好气微生物的活动和养分有效化、去除杂草、促使根系伸展、调节土壤水分状况。2、矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被植物的根系选择吸收。【详解】（1）中耕松土过程中去除了杂草，减少了杂草和农作物之间的竞争；疏松土壤可
8、以增加土壤的含氧量，有利于根细胞的有氧呼吸，促进矿质元素的吸收，从而达到增产的目的。（2）农田施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收。（3）分析表中数据可知，作物A、D的株高较高，B、C的株高较低，作物A、B的光饱和点较高，适宜在较强光照下生长，C、D的光饱和点较低，适宜在弱光下生长，综合上述特点，应选取作物A和C进行间作，作物A可利用上层光照进行光合作用，作物C能利用下层的弱光进行光合作用，从而提高光能利用率。【母题来源四】 2020年全国普通高等学校招生统一考试生物（山东卷）【母题原题】人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中
9、甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是_，模块3中的甲可与CO2结合，甲为_。（2）若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将_ （填：增加或减少）。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是_。（3）在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量_ （填：高于、低于或等于）植物，原因是_。（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。【答案】（1）模块1和模块2 五碳化合物（或：
10、C5） （2）减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足 （3）高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或：植物呼吸作用消耗糖类) （4）叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 【解析】【分析】1、光合作用中光反应和暗反应的比较：比较项目光反应暗反应场所类囊体薄膜叶绿体基质条件色素、光、酶、水、ADP、Pi多种酶、CO2、ATP、H反应产物H、O2、ATP有机物、ADP、Pi、NADP+、水物质变化水的光解：2H2O4H+O2ATP的生成：ADP+Pi+光能ATPCO2的固定：CO2+C52C3C3的还原：2C3（CH2O）+C5能量变化光能电能ATP中活跃的化学能ATP中活
11、跃的化学能糖类等有机物中稳定的化学能实质光能转变为化学能，水光解产生O2和H同化CO2形成（CH2O）联系光反应为暗反应提供H和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+；光反应与暗反应相互偶联，离开了彼此均会受阻，即无光反应，暗反应无法进行。若无暗反应，有机物无法合成，同样光反应也会停止。2、分析题图，模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，模块3将活跃的化学能转化为糖类（稳定的化学能），结合光合作用的过程可知，模块1和模块2相当于光反应阶段，模块3相当于暗反应阶段。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为C5，乙为C3。【详解】（1
12、）叶绿体中光反应阶段是将光能转化成电能，再转化成ATP中活跃的化学能，题图中模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能。在模块3中，CO2和甲反应生成乙的过程相当于暗反应中CO2的固定，因此甲为五碳化合物（或C5）。（2）据分析可知乙为C3，气泵突然停转，大气中CO2无法进入模块3，相当于暗反应中CO2浓度降低，短时间内CO2浓度降低，C3的合成减少，而C3仍在正常还原，因此C3的量会减少。若气泵停转时间较长，模块3中CO2的量严重不足，导致暗反应的产物ADP、Pi和NADP+不足，无法正常供给光反应的需要，因此模块2中的能量转换效率也会发
13、生改变。（3）糖类的积累量=产生量-消耗量，在植物中光合作用产生糖类，呼吸作用消耗糖类，而在人工光合作用系统中没有呼吸作用进行消耗，因此在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量要高于植物。（4）在干旱条件下，植物为了保住水分会将叶片气孔开放程度降低，导致二氧化碳的吸收量减少，因此光合作用速率降低。【命题意图】以实验为载体考查光合作用的过程、物质变化及影响因素，要求考生理解影响因素的变化对植物光合作用的影响，能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容。【命题规律】通常以坐标曲线考查真光合速率、净光合速率之间关系，考查学生对光合作用过程物质和能量上的联
14、系，分析改变某个因素对光合作用的影响。【得分要点】1光合作用的过程（1）反应式：CO2H2O（CH2O）O2。（2）过程2光合作用强度（1）含义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。（2）两种表示方法一定时间内原料的消耗量。一定时间内产物的生成量。3影响光合作用强度的因素（1）空气中CO2的浓度。（2）土壤中水分的多少，温度的高低。（3）光照的长短与强弱，光的成分。（4）多因子对光合速率影响的分析P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。（5）关于环境因素影响光合作用强度的两点提醒温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。4利用光合作用简图理解光反应和暗反应
