《北京专版高考生物一轮复习专题6光合作用课件07243306》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京专版高考生物一轮复习专题6光合作用课件07243306（124页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题6光合作用高考生物高考生物 ( (北京市专用北京市专用) )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五年高考答案答案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
2、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。2.(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
3、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答案答案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640660nm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。3.(2
4、016课标全国,4,6分)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。3.(2016课标
5、全国,4,6分)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
6、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,防止研磨过程中色素被破坏,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出光合色素,B项正确
7、;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。易错提醒易错提醒(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:为了防止叶绿素被破坏;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而消失。5.(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.DNA复制答案答案BO2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
8、体、催化光能转换和DNA复制所需的酶均为蛋白质,故选B。6.(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值下降D.NADPH/NADP+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+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错误。7.(201
9、4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
10、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(或丙酮)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光照强度增强,8:00-12:00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
11、,即净光合速率降低;18:00净光合速率为0,说明该植物的呼吸作用强度=光合作用强度,故叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮光物,短时间内随光照强度的增强,产生更多的H和ATP,使C3还原加快,C3含量减少。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
12、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.(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
13、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,
14、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中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。3.(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14CO2,48h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
15、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,营养器官中所含14C量占植株14C总量的比例较高,说明此时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
16、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(光照强度)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情况。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。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
17、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。知识归纳知识归纳条件光照由强到弱,CO2供应不变光照由弱到强,CO2供应不变CO2供应由充足到不足,光照不变CO2供应由不足到充足,光照不变C3含量增加减少减少增加C5含量减少增加增加减少H和ATP的含量减少或没有增加增加减少(CH2O)
18、的合成量减少增加减少增加5.(2009北京理综,4,6)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如图)。下列相关 叙 述 不 正 确 的 是()A.小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关B.CO2浓度在100mgL-1时小麦几乎不固定CO2C.CO2浓度大于360mgL-1后玉米不再固定CO2D.C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2答案答案C由图示相关数据可看出:在图示的CO2浓度范围内,小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关。CO2浓度在100mgL-1时,C3植物小麦几乎不固定CO2,而C4植物玉米固定CO2量较高,可见C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度C
19、O2。当CO2浓度大于360mgL-1时,玉米的CO2固定量已达到CO2最大固定量,不再增加,而不是不再固定CO2。6.(2008北京理综,3,6)在光照下,小麦(C3植物)叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的生理过 程 是()A.水光解释放O2B.固定CO2形成三碳化合物C.产生ATP和HD.光合色素吸收并转换光能答案答案C小麦植物叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都是活细胞,都能进行呼吸作用,但C3植物维管束鞘细胞没有叶绿体不能进行光合作用,所以A、B、D项错误。光合作用的光反应阶段和呼吸作用的第一阶段(糖酵解)和第二阶段(三羧酸循环)都能产生ATP和H,C项正确。7.(2018课标全国,30
20、,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幅度比乙大(3)乙(4)CO2解析解析本题考查光照强度对
21、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。8.(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
22、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”、“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
23、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(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解析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
24、 、 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,可使光合速率先增大后稳定。(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
25、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。9.(2013北京理综,29,16分)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。图1图2(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和,在中将CO2转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是。(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃
26、后,叶片光合产物利用量减少,降低,进而在叶片中积累。(4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会光合作用。(5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是,则支持上述推测。答案答案(1)H(或NADPH)叶绿体基质(2)逐渐下降28(3)淀粉和蔗糖含量输出量(4)抑制(5)未遮光的光合产物含量下降,光合速率上升解析解析(1)光合作用过程中碳(暗)反应发生在叶绿体基质中,需要光反应为其提供ATP和H。(2)由图1信息可知,随去除棉铃的百分率提高,叶片光合速率降
27、低;本实验用不去除棉铃的一组作为对照组,其CO2固定速率相对值是28。(3)由于光合产物会被运输到棉铃等器官并被利用,去除棉铃后,叶片光合产物的输出量降低、利用量减少,进而在叶片中积累,因此叶片中淀粉和蔗糖的含量增加。(4)由1、2两图信息可知,去除棉铃后光合产物积累,而CO2固定速率降低,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)为验证光合产物能抑制光合作用,需设置一组及时运走光合产物的实验组进行对照,即去除棉铃(保证单一变量)且对部分叶片遮光处理(消耗和利用未遮光叶片的光合产物),若未遮光叶片与只去除棉铃植株的叶片相比,其光合产物含量下降、光合速率上升,则可验证上述结论是正确的。10.
28、(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
29、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)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
30、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
31、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。11.(2015天津理综,7,15分)DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本,利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。据表回答:(1)选育的融合藻应具有A藻与B藻的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻,其目的是获得。(3)通过以下三步筛选融合藻,步骤可淘汰B藻,步骤可淘汰生长速率较慢的藻落,再通过步骤获取生产所需的融合藻。步骤a:观察藻落的大小步骤b:用不含有
32、机碳源(碳源生物生长的碳素来源)的培养基进行光照培养步骤c:测定DHA含量亲本藻优势代谢类型生长速率(g/L天)固体培养基上藻落直径DHA含量()A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无甲组条件下,融合藻产生H的细胞器是;丙组条件下产生ATP的细胞器是。与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快,原因是在该培养条件下。甲、乙两组DHA产量均较高,但实际生产中往往采用甲组的培养条件,其原因是。(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验,结果如下图。答案答案(1)产生DHA、自养特性快速生长(2)原生质体(3)bac(4)线粒体、叶绿体线粒体融合藻既能光能自养又能异养融合藻利用光能和简单的
33、无机物即能生长,不需添加葡萄糖,可降低成本,也可防止杂菌生长解析解析(1)根据题干信息,“利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻”及表中信息可推断融合藻应既具有A藻的“自养”和产“DHA”的特点,又具有B藻快速生长的优点。(2)诱导融合前需利用纤维素酶去掉两种藻的细胞壁,从而获得原生质体。(3)由于B藻是异养生物,只能利用有机碳源,故通过步骤b可以淘汰B藻。由于A藻生长慢、藻落小而B藻生长快、藻落大,因此,可以依据藻落大小淘汰生长速率较慢的藻落。最后能在不含有机碳源的培养基生长并且DHA含量较高的藻落即为生产所需的融合藻。(4)分析坐标图可知,甲组的融合藻既能进行光合作用又能进行呼吸作用,因此,
34、产生H的细胞器有叶绿体和线粒体。丙组融合藻在黑暗中产生ATP的细胞器是线粒体。乙组融合藻既能利用光能又能利用葡萄糖,属于既能光能自养又能异养的生物,因此乙组培养条件下融合藻较甲、丙两组生长快。实际生产中采用甲组的培养条件而不采用乙组培养条件的原因是:甲组融合藻在不添加葡萄糖的情况下就能利用光能和简单的无机物生长,因此降低了成本,也可防止杂菌生长。知识归纳知识归纳植物体细胞杂交技术操作流程以下为教师用书专用12.(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
35、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
36、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。13.(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项符合题意;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,核糖体为无膜细胞器,B项不符合题意;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
37、不符合题意;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项不符合题意。疑难突破疑难突破识记生物体各主要生理过程中的物质变化及发生部位是解答本题的关键。14.(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,由于高温导致气孔关闭,CO2吸收减少,小麦光
38、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。15.(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
39、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):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。(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(1)高于(1分)C组只用了D组一半的光
40、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
41、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。解后反思解后反思本题以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。16.(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ATP的等物质存在的情
42、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三碳酸。该三碳化合物
43、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。解后反思解后反思对物质所含元素的转移情况的分析要联系光反应和碳(暗)反应的过程。17.(2016课标全国,30,8分)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
44、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
45、)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不同是由环境因素引起的,而不是遗传物质改变造成的。方法技巧方法技巧光合作用曲线中限制因子的判断方法:光合作用的限制因子主要有光照强度、温度和CO2浓度等,光合作用曲线在达到稳定之前的
46、限制因子是横坐标所示的环境因子;在达到稳定之后限制因子是除横坐标之外的其他限制因子;在分析时还需要注意题干中所给的条件或要求。18.(2014广东理综,26,16分)观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见表。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。
47、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%)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(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)平均叶面积(2分)解析解析(1)CO2等气体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
48、)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,弱光下平均每片叶的气孔总数为75228.4100=2135680;强光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量为4.3313.610-4=5.910-3(mol),弱光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量为3.8728.410-4=1.110-2(mol),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,故最先发生改变的是净光合速率。为适应弱光环境,柑橘叶合成更多叶
49、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。解后反思解后反思本题考查光合作用的过程与影响因素,属于综合应用层次考查,难度较大。19.(2014浙江理综,30,14分)某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如下表所示。注:chl叶绿素;FW鲜重;DCIPRed还原型DCIP;plant植株。希尔反应活力测定的基本原理:将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光,水在光照下被分解,产生氧气等,而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化,这些变化可用仪器进行测定。请回答:(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可用于颜色
50、反应,还可作为。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定得到。细胞分裂素浓度(gL-1)叶绿素含量(mgchlgFW-1)光合速率(molCO2m-2s-1)希尔反应活力(molDCIPRedmgchl-1h-1)叶片氮含量(%)生物量(gplant-1)01.586.5213.551.8317.650.51.827.8225.661.9422.951.02.348.6432.261.9827.442.02.158.1527.541.9623.56(2)从表中可知,施用细胞分裂素后,含量提高,使碳反应中相关酶的数量增加。(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由产生。合理施用细胞
51、分裂素可延迟,提高光合速率,使总初级生产量大于,从而增加植物的生物量。答案答案(1)光反应氢载体氧气释放速率(2)叶片氮(3)根(或根尖分生组织)叶片衰老呼吸(量)解析解析(1)根据题表下方的“注”中希尔反应活力测定的基本原理可推测,希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化;DCIP既可用于颜色反应,还可作为氢载体;希尔反应活力既可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定氧气释放速率得到。(2)根据本小题中信息,分析表格可判断,施用细胞分裂素后,叶片氮含量提高,可使碳反应中相关酶的数量增加。(3)细胞分裂素主要由根尖分生组织产生。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老,提高光合速率
52、,使总初级生产量大于呼吸(量),从而增加植物的生物量。考点考点3 3光合作用和细胞呼吸综合光合作用和细胞呼吸综合1.(2017北京理综,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的 是()A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25C.在025范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是1050答案答案D本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力。由图可知,该植物呼吸作用的最适温度约为55,而光合作用的最适温度约为30,因此,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A正确;由图可知,净光合
53、作用的最适温度约为25,B正确;观察题图中曲线可知,在025范围内,总光合速率上升快于呼吸速率,因此,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50时,净光合速率为负值,植物不能生长,D错误。2.(2015重庆理综,4,6分)将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓 度 在 短 时 间 内 发 生 了 相 应 变 化 。 下 列 叙 述 错 误 的 是()适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图A.黑暗条件下,增大、减小B.光强低于光补偿点时,、增大C.光强等于光补偿点时,、保持不变D.光强等于光饱和点时,减小、
54、增大答案答案B当光强低于光补偿点或黑暗条件下,水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内O2,释放CO2,故增大,减小;当光强等于光补偿点时,水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作用速率,保持不变;当光强等于光饱和点时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率,减小,增大。3.(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;
55、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,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(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
56、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
57、光反应,可以合成ATP。4.(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、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
58、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合点较低,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。5.(2015北京理综,31,16分)研究者用仪器检测
59、拟南芥叶片在光暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。(1)在开始检测后的200s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解,同化CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过将储藏在有机物中稳定的化学能转化为和热能。(2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在molm-2s-1范围内,在300s时CO2达到2.2molm-2s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是molCO2m-2s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中
60、不同的呼吸过程。(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用技术进行研究。答案答案(1)水(H2O)细胞呼吸ATP中活跃的化学能(2)0.20.6释放量2.42.8(3)逐渐减少(4)14C同位素示踪解析解析(1)有光条件下,叶肉细胞既进行光合作用,又进行呼吸作用。光合作用过程分解H2O,同化CO2。呼吸作用过程则将储藏在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。(2)分析题图,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量在0.20.6molm-2s-1范围内,此值为净光合速率。在300s时CO2的释放量达到2.2molm-2s-1,该值为呼吸速率
61、,则得出叶片的总(真正)光合速率约为2.2+(0.20.6)=2.4s-1)。(3)由图知,转入黑暗条件下100s后,叶片CO2释放量逐渐减少,随后达到一个相对稳定水平。(4)为追踪CO2中C元素的来源,可利用同位素标记法进行研究。方法技巧方法技巧关于坐标系中的图形分析类的题目,在解题时,首先分析清楚自变量(横坐标)与因变量(纵坐标)的关系,然后结合光合作用与呼吸作用的相关原理进行分析,以获取解题的关键信息,从而使题目迎刃而解。6.(2016江苏单科,32,8分)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。请回答以
62、下问题:图1图2(1)最适宜在果树林下套种的品种是,最适应较高光强的品种是。(2)增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的,而S3在光饱和点时可能(填序号)。光反应已基本饱和暗反应已基本饱和光、暗反应都已基本饱和(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子的合成。(4)在光合作用过程中,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。如图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该在叶绿体的。
63、淀粉运出叶绿体时先水解成TP或,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由构成的蔗糖,运出叶肉细胞。答案答案(1)S2S3(2)ATP和H(3)核酸、蛋白质(4)基质中葡萄糖葡萄糖和果糖解析解析(1)光补偿点较低的作物(S2)适于生活在弱光环境中,光饱和点较高的作物(S3)适于生活在较高光强的环境中。(2)增加环境中CO2浓度后,S2的光饱和点显著提高,这说明在原光饱和点的光强下,暗反应未饱和,在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应可产生过剩的H和ATP。若光反应饱和或暗反应饱和或光反应和暗反应都饱和的情况下,CO2浓度增加后光饱和点都不会发生显著改变。(3)光反应产生的能量可参与CO2的
64、固定和C3的还原,还可用于叶绿体中DNA复制和基因的表达过程。(4)淀粉是光合作用暗反应的产物,进行暗反应的场所是叶绿体基质;淀粉是生物大分子,需水解成小分子物质即图中的TP或淀粉的基本单位葡萄糖才能运出叶绿体;蔗糖是由葡萄糖和果糖构成的。7.(2016课标全国,31,8分)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一
65、支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表:*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:(1)本实验中,50min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为(填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”),判断依据是。(3)5号试管中
66、的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草。答案答案(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2)黄色水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等解析解析本题考查光照强度对光合速率的影响,用BTB(溴麝香草酚蓝)指示CO2浓度。(1)题中距日光灯的距离表示光照的强弱。1号试管没有水草,为空白对照组;2号试管遮光,其内水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用;37号试管内的水草在不同强度的光照条件下,光合作用强度与呼吸作用强度的差值大小引起各试管颜色的变化。若1号试管的溶液是蓝色,说明光照导致CO2浓度减小
67、,那么,2至7号试管颜色的变化并不全是光合作用和呼吸作用所致,实验结果并不可靠。(2)2号试管在遮光条件下,水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用,50min后试管内CO2浓度较大,溶液颜色应为黄色。判断的依据是2号试管与3号试管之间只有一个自变量(是否遮光),2号试管比3号试管CO2浓度大,所以溶液颜色为黄色。(3)5号试管溶液颜色在照光前后没有变化,说明CO2浓度不变,因此推测水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量。方法技巧方法技巧分析表格,找出表格中自变量和因变量,再分析表格中数据变化的规律,必要时,可将表格转化成坐标曲线图分析;注意表格数据的定量分析和定性分析。8.(20
68、17课标全国,29,9分)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题:(1)图中、代表的物质依次是、,H代表的物质主要是。(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是。答案答案(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答:还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析解析本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。(1)根据题目示意图可知,过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应,是水光解的产物且不参与暗反应,为氧
69、气,和分别是合成NADPH、ATP的原料,即是NADP+、是ADP和Pi,参与CO2的固定,为C5,H参与了有氧呼吸过程,为还原型辅酶(NADH)。(2)在植物叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体薄膜,即除了A过程,ATP的合成还发生在C和D。(3)C中的丙酮酸可以转化为酒精,是因为细胞质基质中存在与无氧呼吸过程相关的酶,在缺氧条件下叶肉细胞可以发生无氧呼吸。知识拓展知识拓展H的生成及种类光合作用中的H就是NADPH;呼吸作用中的H并不是NADPH,而是NADH;H包括光合作用和呼吸作用中所生成的不同类型的还原态氢,因此,不能简单地认为H等同于NADPH。当然,尽管H类
70、型不同,其作用对象也不同NADPH作用对象为三碳化合物(一般写作C3),NADH作用对象为O2,但它们都属于强还原性物质,从这个角度又可将它们统称为H。以下为教师用书专用9.(2015海南单科,24,2分)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是()A.降低至一定水平时再升高B.降低至一定水平时保持不变C.持续保持相对稳定状态D.升高至一定水平时保持相对稳定答案答案B本题主要考查密闭容器中植物光合速率和呼吸速率的分析等相关知识。由题干信息可知,
71、从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0的过程中,光合速率大于呼吸速率,植物需要不断从外界吸收CO2,因此玻璃容器内CO2浓度不断降低。在净光合速率为0且之后保持不变过程中,植物真(正)光合速率等于呼吸速率,CO2浓度保持不变,B正确,A、C、D错误。10.(2014四川理综,6,6分)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是()A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑
72、树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案答案D由图可知与单作相比,两种植物在间作时的呼吸速率(光照强度为0时净光合速率的绝对值)不同,A错误;与单作相比,间作时桑树的光饱和点增大,大豆的光饱和点减小,B错误;间作提高了桑树的光合速率,并且间作时大豆在较弱光照强度下的光合速率也高于单作,C错误;开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点,由图知大豆单作时的光补偿点大于间作,D正确。解题关键解题关键本题主要考查了光照强度对光合速率的影响,重点考查利用图解获取信息的能力,难度较小;能够正确对比曲线获取所需信息是解题的关键。11.(2017课标全国,3
73、0,9分)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是。答案答案(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低大于0(2)甲种植物
74、在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加解析解析该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。(1)甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养,由于植物进行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,因此密闭小室中的CO2浓度降低,植物的光合速率也随之降低;甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,当甲种植物净光合速率为0时,对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。(2)在光照条件下植物进行光合作用释放O2,使小室中的O2浓度升高,而有机物分解产生的NA
75、DH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合而形成水,所以O2增多时,有氧呼吸会增加。易错警示易错警示回答物质含量变化的原因时,需从物质的产生和物质的消耗两个角度来分析。12.(2015山东理综,26,11分)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。图甲图乙(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是。(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知,第24天的果实总光合速率(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐
76、渐变黄,原因是叶绿素含量减少而(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢,导致光反应供给暗反应的和减少,光合速率降低。(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天,种子内含量最高的有机物可用染液检测;据图分析,在种子发育过程中该有机物由转化而来。答案答案(1)叶绿体主动运输(2)小于类胡萝卜素(或:叶黄素和胡萝卜素)H(或:NADPH)ATP(注:两空可颠倒)(3)苏丹(或:苏丹)可溶性糖和淀粉解析解析(1)油菜果皮细胞进行光合作用的场所是叶绿体,种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,则推出种子细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是主动运输。(2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,比较
77、第24天和第12天的净光合速率和呼吸速率可判断,第24天的总光合速率较低;第36天后果皮逐渐变黄的原因是叶绿素含量降低,呈现的是类胡萝卜素的颜色。(3)由图乙可知,第36天时种子内含量最高的有机物是脂肪,可用苏丹或苏丹染液进行检测;据图分析,在种子发育过程中可溶性糖和淀粉含量减少、蛋白质含量基本不变、脂肪含量升高,故可判断脂肪由可溶性糖和淀粉转化而来。13.(2015江苏单科,27,8分)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。请回答下列问题:图1图2(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致
78、的叶片,在相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积的释放量。(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成,消耗的C5由经过一系列反应再生。(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的。(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是。答案答案(1)光照强度、CO2浓度O2(2)C3C3(3)H和ATP参与光合作用的酶(4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少解析解析(1)净光合速率可用单位时间、单位叶面积O2的释放量或CO2的吸收量来表示,一般选用叶龄一致
79、的叶片在相同的光照强度、CO2浓度下进行测定。(2)光合作用暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,而后C3在H和ATP的作用下生成(CH2O)和C5。(3)由图可知,P1叶片光合作用能力最强,原因有两个方面:一是其叶绿素含量较高,可产生更多的H和ATP;二是其含有更多与光合作用有关的酶。(4)P2植株干重显著大于对照,但由于向籽实运输的光合产物较少,最终获得的籽实产量并不高。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.(2018北京东城一模,3)科研人员以番茄为实验材料,研究按一定比例组合的红光和蓝光对番茄幼苗光合作用的影响,实验结果如下表。下列分析不合理的 是()A A组组2
80、016201620182018年高考模拟年高考模拟基础题组基础题组三年模拟组别叶绿素含量(mgg-1)类胡萝卜素含量(mgg-1)气孔导度(mmolm-2s-1)胞间CO2浓度(molmol-1)净光合速率(molm-2s-1)白光2.030.22164.67276.675.30红光2.730.29142.33359.674.26蓝光1.730.17222.00326.677.28红蓝组合光(红蓝=11)2.470.25263.33268.007.71红蓝组合光(红蓝=31)2.820.32230.00224.679.95(注:气孔导度是指气孔的开放程度)A.不同光质会影响光合色素含量,进而影
81、响光反应过程B.红蓝组合光下叶肉细胞对CO2的利用率高于单一蓝光C.红光组的净光合速率较低主要受限于暗反应速率D.在温室中使用白光比单独使用红光或蓝光均更有利于植株生长答案答案D是否有利于植物的生长,判断的指标是净光合速率的高低。由表格中数据可知,在温室中使用白光比单独使用红光更有利于番茄植株生长,而单独使用蓝光则比单独使用白光更有利于番茄植株生长,D选项错误;由表格数据可知A、B、C选项正确。抢分妙招抢分妙招本实验变量较多,可以先看选项,再到表格中找数据支撑,本题就可迎刃而解了。2.(2018北京昌平期末,5)TRAP酶为破骨细胞的特异性标志酶,其活性部位可与特定试剂结合呈 红 色 。 某
82、小 组 研 究 叶 黄 素 对 破 骨 细 胞 的 影 响 , 实 验 结 果 见 下 表 。 下 列 有 关 叙 述 错 误 的 是()组别细胞数(个)对照组34.16低剂量叶黄素组34.27中剂量叶黄素组32.71高剂量叶黄素组31.88A.不同剂量的叶黄素均可导致细胞死亡B.叶黄素存在于叶绿体的类囊体薄膜上C.可通过染色TRAP酶对破骨细胞计数D.可用有机溶剂从叶肉组织中提取叶黄素答案答案A从表格可知,低剂量的叶黄素组和对照组相比,破骨细胞的数量无显著差异;叶绿体中的色素包括胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b等,都存在于类囊体薄膜上,叶绿体中的色素可溶解在有机溶剂中,因此可以用有机溶剂
83、如无水乙醇或丙酮提取叶黄素等叶绿体中的色素;由题干可知,TRAP酶为破骨细胞的特异性标志酶,其活性部位可与特定试剂结合呈红色,因此可通过染色TRAP酶对破骨细胞计数。思路梳理思路梳理实验的目的是研究叶黄素对破骨细胞的影响,从表格中可知,此实验的自变量是叶黄素的浓度,因变量是破骨细胞的数目,因变量的检测指标是细胞数。破骨细胞中特异性标志酶TRAP酶的活性部位可与特定试剂结合呈红色,据此可对破骨细胞进行计数。3.(2017北京丰台期末,23)银边天竺葵的叶片边缘不含叶绿体,为白色;叶片内侧含有叶绿体,为绿 色 。 某 同 学 利 用 银 边 天 竺 葵 研 究 叶 片 的 光 合 作 用 , 下
84、列 叙 述 正 确 的 是()A.用同一片叶的边缘和内侧作对照研究光合作用的场所B.叶片边缘细胞内O2从叶绿体进入线粒体需要跨过4层生物膜C.若光照强度增加,则叶片内侧细胞内的C3含量增加D.叶片边缘细胞的呼吸作用方式主要是无氧呼吸答案答案A根据题干中的信息,叶片边缘不含叶绿体,同一叶片的边缘和内侧的自变量是是否含有叶绿体,因此用同一片叶的边缘和内侧作对照可研究光合作用的场所,A正确;叶片边缘细胞内不含叶绿体,B错误;在CO2浓度不变的情况下,若光照强度增加,ATP和H的产生量会增加,单位时间内还原的C3增加,则叶片内侧细胞内的C3含量下降,C错误;叶片边缘细胞虽不含叶绿体,但含有线粒体,其呼
85、吸作用方式主要是有氧呼吸,D错误。4.(2018北京昌平期末,22)小球藻是一类广泛分布于淡水和海水中的单细胞绿藻,实验研究了外加葡萄糖对其光合色素含量及细胞生长的影响。(1)小球藻的同化作用类型为,因为其能够进行。(2)研究者分别对小球藻进行异养培养(黑暗条件,加足量葡萄糖)、兼养培养(照光条件,加足量葡萄糖)和自养培养(照光条件,不加葡萄糖),结果如图1、图2所示。图1图2光合色素具有、传递和转化光能的作用,分析图1结果可知,添加葡萄糖对小球藻细胞的含量有显著影响。图2结果显示,培养条件下小球藻细胞生长速率最快,主要原因为。异养培养的小球藻大量死亡,依据实验结果比较分析,推测小球藻大量死亡
86、的原因是。答案答案(1)自养型光合作用(2)吸收叶绿素a和叶绿素b兼养光合作用与外源葡萄糖的利用可以同时进行(有光条件下,小球藻更能有效利用外源葡萄糖)异养培养组和兼养培养组在黑暗条件下小球藻不能有效利用外源葡萄糖解析解析(1)因为小球藻能够进行光合作用,可以利用光能将无机物合成有机物,所以它的同化作用类型为自养型。(2)光合作用的色素具有吸收、传递、转化光能的作用;根据题干中给出的条件,自养培养组和兼养培养组的单一变量为是否添加葡萄糖。从图1结果来看,添加葡萄糖对小球藻细胞的叶绿素a和叶绿素b的含量有显著影响。从图2结果来看,兼养培养条件下,小球藻的生长速率最快,主要原因是光合作用与外源葡萄
87、糖的利用可以同时进行;异养培养的小球藻大量死亡,依据异养培养组和兼养培养组的实验结果比较分析,推测小球藻大量死亡原因是在黑暗条件下小球藻不能有效利用外源葡萄糖。解题策略解题策略分析历年的高考试题发现,有关对学生科学探究能力进行考查的试题一般分为三类:实验设计题、实验结果分析题以及实验评价题。本题是关于对实验结果的分析,其解题策略是根据题目中给出的条件确定实验的自变量和因变量,找出二者之间的关系,分析实验结果出现差异的原因并得出相关的结论。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北京海淀一模,5)研究者使用稳定同位素18O标记水和碳酸盐/碳酸氢盐中的氧,加入三组小球藻
88、培养液中,记录反应起始时水和碳酸盐/碳酸氢盐中18O的比例,光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,实验结果如下表所示。下列相关叙述,不 正 确的是()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北京海淀一模,5)研究者使用稳定同位素18O标记水和碳酸盐/碳酸氢盐中的氧,加入三组小球藻培养液中,记录反应起始时水和碳酸盐/碳酸氢盐中18O的比例,光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,实验结果如下表所示。下列相关叙述,不 正 确的是()组别水中18O的比例(%)HC和C中18O的比例(%)反应时间(min)释放的O2中18O的比例(%)10
89、.850.41450.8420.850.551100.8530.850.612250.85A.小球藻光合作用所需的CO2可由HC和C提供B.HC和C中18O的比例不同导致放氧速率不同C.释放的O2中18O的比例不受光合作用反应时间影响D.释放的O2中18O比例与水相近,推测氧气来自水答案答案B由表中数据可知,小球藻释放的氧气中18O的比例与水中18O的比例变化一致,与HC和 C中18O的比例变化不一致,可以推知氧气来自水中的氧,D选项正确;小球藻释放的氧气中18O的比例与反应时间变化不一致,推知释放的O2中18O的比例不受光合作用反应时间影响,C选项正确;小球藻光合作用所需的CO2可 由 H
90、C和 C提供,A选项正确。表中数据不能反映放氧速率的不同,B选项错误。2.(2017北京东城一模,2)杨树叶肉细胞在进行光合作用时,有关C3转化为糖类过程的叙述不正确的 是()A.需要消耗ATP和HB.需要在叶绿体基质中进行C.需要在黑暗条件下进行D.需要多种酶的催化答案答案C本题考查了“光合作用的暗(碳)反应过程”,题目不难。光合作用的过程分为光反应和暗(碳)反应阶段:暗(碳)反应发生的场所是叶绿体基质,包括CO2的固定和C3的还原两大过程,其中C3转化为糖类过程需要多种酶的催化且需要光反应提供ATP和H,故C不正确。易错警示易错警示光合作用的暗反应过程是相对于光反应过程而言的,表面上该过程
91、的发生不直接需要光照条件,但是必须有光反应提供的ATP和H才能进行,因此认为光反应也是暗反应发生的一个条件。后来为了更形象地表现此反应的性质就把名字改为了碳反应。3.(2017北京西城一模,2)光合作用是生物界最基本的同化作用。下列相关叙述不正确的是()A.流经森林生态系统的总能量是该生态系统的生产者固定的太阳能B.净光合速率为零时,蓝藻细胞产生ATP的场所主要有线粒体和叶绿体C.光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将CO2合成糖类的能源物质D.用O培养小球藻,一段时间后可在其产生的糖类和氧气中检测到18O答案答案B蓝藻细胞为原核细胞,没有线粒体和叶绿体,B错误。方法技巧方法技巧同位素标记
92、法是生物学实验和研究中常用的技术方法,解题时要抓要住标记元素化合物结构生理过程这一条主线。小球藻既可进行光合作用也可进行呼吸作用,用O培养小球藻,液态的O在光下变成气态的O。当进行呼吸作用时,有氧呼吸第二阶段O会和丙酮酸反应生成C18O2,C18O2参与光合作用的暗反应最后被固定进入糖类。4.(2016北京朝阳一模,2)植物叶表皮上气孔开闭与含叶绿体的保卫细胞的渗透压有关,保卫细胞 吸 水 时 气 孔 张 开 , 失 水 时 气 孔 关 闭 。 下 列 叙 述 正 确 的 是()A.保卫细胞的叶绿体中的ATP在白天产生,只在夜间消耗B.保卫细胞失水和吸水的过程中,水分子均可进出细胞C.夏季中午
93、气孔关闭,导致叶肉细胞停止同化CO2D.保卫细胞是高度分化的细胞,失去了分裂能力和全能性答案答案B保卫细胞叶绿体中产生的ATP,供暗反应消耗,暗反应在有光无光条件下均能进行,A错误;在细胞吸水和失水过程中,水分子的跨膜运输是双向的,B正确;夏季中午气孔关闭,会导致进入细胞的CO2量减少,细胞呼吸产生的CO2可用于CO2的同化,C错误;保卫细胞是高度分化的细胞,已失去分裂能力,但其仍具有全能性(已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能),D错误。5.(2016北京顺义期末,31)科研人员选择冬季大棚中的番茄和草莓,在保持两种植物生长所需的温度、水分、肥料等相同且适宜的条件下,每天14:0015:0
94、0观察并测定光合速率,结果如下图。(1)实验的研究目的是。(2)在番茄和草莓棚中选择生长期一致的两种植物,且每种植物的植株进行实验。(3)随空气质量指数上升,空气中细颗粒物浓度增大,光照强度降低,光合作用减弱,为暗反应提供的减少。同时污染物浓度增加,温度随之降低,直接影响了细胞内,光合作用速率下降。(4)科研人员进一步研究空气质量对番茄和草莓光合作用的影响,结果如下表。(1)实验的研究目的是。(2)在番茄和草莓棚中选择生长期一致的两种植物,且每种植物的植株进行实验。(3)随空气质量指数上升,空气中细颗粒物浓度增大,光照强度降低,光合作用减弱,为暗反应提供的减少。同时污染物浓度增加,温度随之降低
95、,直接影响了细胞内,光合作用速率下降。(4)科研人员进一步研究空气质量对番茄和草莓光合作用的影响,结果如下表。空气质量级别番茄草莓棚温()光合有效辐射(Em-2s-1)光合速率(molm-2s-1)棚温()光合有效辐射(Em-2s-1)光合速率(molm-2s-1)二级良25.698720.427.399420.11三级轻度污染23.474619.626.178518.72四级中度污染23.547717.126.142817.41五级重度污染22.232511.824.642810.10注:光合有效辐射是指绿色植物进行光合作用过程中,能够被光合色素吸收并转化的太阳辐射能量。当空气质量级别由三级
96、升为四级时,番茄光合速率下降13%,草莓的光合速率下降7%,出现这一结果的原因是。当污染进一步加剧到五级时,导致草莓光合速率下降的主要因素是。(5)综上所述,在空气质量处于四级中度污染以上时,番茄棚和草莓棚应分别采取措施来维持植物的光合速率。答案答案(1)探究空气质量指数对番茄和草莓光合作用的影响(2)长势一致(3)光反应ATP、H与光合作用有关酶的活性(4)当空气质量级别由三级升为四级,棚温没有明显变化,但光合有效辐射明显下降棚温下降(5)增加光照强度、增加棚温解析解析(1)实验的自变量是空气质量指数,因变量是光合速率,研究对象是番茄和草莓,故研究目的是空气质量指数对番茄和草莓光合作用的影响
97、。(2)在番茄和草莓棚中选择生长期一致的两种植物,且每种植物长势一致的植株进行实验。(3)随空气质量指数上升,空气中细颗粒物浓度增大,光照强度降低,使光反应减弱,为暗反应提供的ATP和NADPH减少。同时污染物浓度增加,温度随之降低,直接影响了细胞内与光合作用有关酶的活性,导致光合作用速率下降。(4)据表格中数据可知:当空气质量级别由三级升为四级时,棚温没有变化,但光合有效辐射明显下降。当污染进一步加剧到五级时,导致草莓光合速率下降的主要因素是棚温下降。(5)在空气质量处于四级中度污染以上时,番茄棚和草莓棚应分别采取增加光照强度和增加棚温的措施来维持植物的光合速率。考点考点3 3光合作用和细胞
98、呼吸综合光合作用和细胞呼吸综合1.(2018北京延庆一模,2)科研人员测定甲乙两植物CO2吸收速率随CO2浓度变化如下图所示。下 列 说 法 正 确 的 是()A.M点时甲植物光反应产生ATP和H的速率最大B.碳反应中固定CO2酶的活性甲植物高于乙植物C.乙植物达到CO2饱和点时既不吸收O2也不释放CO2D.甲更适合在低浓度CO2的大棚中种植答案答案AM点对应的CO2浓度是甲植物的二氧化碳饱和点,此时光合作用光反应产生的ATP和H的速率最大,A选项正确;在较低浓度CO2条件下,乙的CO2吸收速率更快,说明其固定CO2酶的活性较甲植物高,更适合在低浓度CO2的大棚中种植,B、D选项错误;乙植物达
99、到CO2饱和点时,有氧气和二氧化碳的吸收与释放,只是释放氧气的速率较吸收氧气的速率更快,二氧化碳反之,达到动态平衡,C选项错误。2.(2018北京丰台期末,23)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此,对该植物生理特性理解不正确的 是()A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.该植物在1045范围内能够生长C.通过测量总光合速率和呼吸速率计算得出净光合速率D.025范围内温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率大答案答案C据图可知,呼吸作用的最适温度约为55,比光合作用的最适温度要高,故A正确;植物能够生长,其有机物的积累量大于0,即净光合速率应大于0,在1045范围内,由图可知,植物的
100、净光合速率大于0,所以能够生长,B正确;在测定植物光合速率时,测定的是容器中的气体变化量(如CO2的减少量或O2的增加量),检测不到细胞内部线粒体与叶绿体的气体交换情况,因此测定的是净光合速率,总光合速率=净光合速率+呼吸速率,故C错误;在025的范围内,光合速率变化的幅度更大,说明该温度范围内的温度的变化对光合速率的影响比呼吸速率大,故D正确。疑难突破疑难突破植物进行光合作用的同时也在进行呼吸作用,光合作用生成的糖类会有一部分被呼吸作用消耗掉,剩下的糖类才是积累量(即净光合量),所以绿色植物的总光合速率=呼吸速率+净光合速率。测定光合速率时,将植物置于光下,一般测定密闭容器中CO2的减少量或
101、O2的增加量,此时无法测出细胞内部线粒体与叶绿体的气体交换情况,所以测得的光合速率为净光合速率;测量呼吸速率时,将植物放置在黑暗的条件下,测量密闭容器中CO2的增加量或O2的减少量。3.(2017北京东城期末,7)下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列有关分析不正确的 是()A.发生在生物膜上的过程有B.人体细胞中也可发生的过程有C.过程形成的ATP可用于过程D.在光照充足等适宜条件下,消耗的CO2多于产生的CO2答案答案C分析图解,表示暗反应,表示有氧呼吸的第一、二阶段,表示光反应,表示有氧呼吸的第三阶段。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上,有氧呼吸的第三阶段发生
102、在线粒体内膜上,A正确;人体细胞不能进行光合作用,但是能够进行细胞呼吸,因此可发生的过程有,B正确;过程水的光解不需要ATP,过程形成的ATP可用于各项生命活动,C错误;在光照充足等适宜条件下,光合作用消耗的CO2多于呼吸作用产生的CO2,D正确。解题关键解题关键本题解题的关键是要结合光合作用和呼吸作用的模式图以及相关的化学反应方程式,进行相关生理过程的分析。4.(2016北京丰台期末,10)下图所示为玉米叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是()A.过程消耗CO2释放O2,过程消耗O2释放CO2B.过程产生H,过程消耗H,过程既产生也消耗HC.过程只发生在叶绿体基质,过程只发生在线粒
103、体D.过程产生的ADP和Pi,可用于过程合成ATP答案答案B过程是光反应,水光解产生O2,A错;过程是暗反应,只发生在叶绿体基质,过程是细胞呼吸,可以发生在细胞质基质和线粒体,C错;过程产生的ADP和Pi,只用于光合作用,D错。5.(2017北京丰台期末,32节选)溴麝香草酚蓝是一种酸碱指示剂,使弱碱性溶液的颜色可随CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用适量的NaHCO3和CO2使溴麝香草酚蓝溶液呈浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到5支试管中,其中4支加入生长状况一致的水草,另一支不加,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。若不考虑
104、其他生物因素对实验结果的影响,请回答下列问题:试管编号12345水草无有有有有距日光灯的距离(cm)20100,遮光100602050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色浅绿色蓝色(1)CO2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。(2)通过调节日光灯的距离,可研究对光合作用的影响。(3)50min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至5号试管的实验结果是由水草的引起的。(4)在实验过程中,4号试管中的溶液颜色没有变化,说明在此条件下该水草。答案答案(1)五碳化合物(或C5)ATP和H(或NADPH)(2)光照强度(3)光合作用与呼吸作用(4)光合作用强度等于呼吸作用强度,
105、吸收与释放的CO2量相等解析解析(1)此题考查的是光合作用过程所涉及的基础知识,CO2进入叶绿体后,与五碳化合物(或C5)结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供ATP和H(或NADPH)。(2)通过调节日光灯的距离,可研究光照强度对光合作用的影响。(3)1号试管无水草,为空白对照组,50min后1号试管的溶液仍是浅绿色,说明1号试管中溶液中CO2的浓度没有发生变化,即排除了试管中其他因素会影响CO2的浓度的可能性。由此说明2至5号试管的实验结果呈现不同的颜色,是由于日光灯的距离不同导致光照强度不同,不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作用影响了CO2的浓度,造成溶液颜色差异。(4)在实验过程
106、中,4号试管中的溶液颜色没有变化,说明溶液中CO2浓度没有发生变化,即光合作用强度等于呼吸作用强度,水草光合作用吸收与呼吸作用产生的CO2量相等。B B组组2016201620182018年高考模拟年高考模拟综合题组综合题组时间:30分钟分值:45分一、选择题(每题6分,共30分)1.(2018北京平谷一模,2)仙人掌生长在高温、干旱的环境中,形成了一定的适应性特征。下图表示仙人掌在24小时内,光合作用和气孔导度(气孔导度表示气孔张开程度)的变化。据图分析,下列描述正确的是()A.白天进行光合作用,夜间进行呼吸作用B.白天蒸腾作用强,散失的水分多于夜间C.白天可以进行光反应,但不能从外界吸收C
107、O2D.夜间同化二氧化碳,所以暗反应只在夜间进行答案答案C活的仙人掌始终进行呼吸作用,A选项错误;由图中信息可知,仙人掌白天气孔关闭,蒸腾作用弱,散失的水分比夜间少,B选项错误;由于白天气孔关闭,使得仙人掌不能从外界吸收CO2,但可以同化细胞呼吸释放的二氧化碳,故C选项正确,D选项错误。易混易错易混易错呼吸作用对于活的生物来讲,任何时候都在进行,光合作用的光反应必须在有光照的条件下进行,暗反应在有光和无光条件下都能进行,限制暗反应的关键因素是ATP、H和CO2等。2.(2018北京朝阳二模,2)发菜是一种生长在干旱地区的陆生蓝藻。下图是不同NaCl浓度对某种发菜光合速率和呼吸速率的影响曲线。下
108、列描述错误的 是()A.此种发菜在测定的NaCl浓度范围内均可正常生长B.发菜细胞中无叶绿体,但含有能吸收光能的色素C.此种发菜生长的最适NaCl浓度约为615mmol/LD.随NaCl浓度提高,发菜光合速率和呼吸速率的变化趋势不同答案答案A真光合速率与呼吸速率的差是净光合速率,判断植物是否能正常生长,应该看植物的净光合速率是否大于零,由图中净光合速率曲线可知,NaCl浓度达到约689mmol/L以后,净光合速率为负值,植物不能正常生长,A选项错误;据“发菜是一种生长在干旱地区的陆生蓝藻”可知,发菜是原核细胞,细胞中无叶绿体,但含有能吸收光能的色素,如叶绿素、藻蓝素等,B选项正确;由图可知,此
109、种发菜生长的最适NaCl浓度约为615mmol/L,C选项正确;随NaCl浓度提高,发菜光合速率先增加后降低,呼吸速率一直降低,D选项正确。3.(2017北京朝阳一模,4)纳米银因具有广谱持久的抗菌性能而被广泛应用,科研人员利用小球藻进行实验以探究纳米银释放到水环境中可能带来的风险,实验结果如下。下列说法正确的是()A.随纳米银浓度的提高,对小球藻光合作用的促进作用加强B.随纳米银浓度的提高,对小球藻呼吸作用的抑制作用加强C.测量小球藻呼吸作用溶解氧的消耗量应在光照条件下进行D.纳米银中的Ag+不会通过影响酶而影响小球藻的生命活动答案答案B此实验探究的是纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响,
110、通过对曲线图的分析可知,a图中,在相同的培养时间内,随着纳米银浓度的提高,水体中溶解氧浓度增加的幅度依次降低,从而推测出随纳米银浓度的提高,对小球藻光合作用的抑制作用加强;b图中,在相同的培养时间内,随着纳米银浓度的提高,水体中溶解氧浓度下降的幅度依次降低,从而推测出随纳米银浓度的提高,对小球藻呼吸作用的抑制作用加强;测量小球藻呼吸作用溶解氧的消耗量应在黑暗条件下进行;纳米银中的Ag+属于重金属,会通过影响酶而影响小球藻的生命活动。解题技巧解题技巧对曲线图的分析,首先要明确自变量和因变量,其次要分析因变量是如何随着自变量的变化而变化的,然后再分析因变量的变化所代表的含义,最后联系光合作用和呼吸
111、作用的相关知识进行答题。4.(2017北京东城二模,2)科研人员探究了不同氮素水平对青花菜叶片光合作用的影响,实验结果如表所示,下列分析不正确的 是()A.氮是叶绿素的组成元素,适当增施氮肥有利于叶绿素的合成B.在2、3、4组中,气孔导度不是限制净光合速率升高的因素C.第4组的净光合速率高于第3组,与胞间CO2浓度下降密切相关D.一定范围内增大氮素浓度,可提高青花菜叶片的净光合速率组别氮素水平(mmolL-1)叶绿素含量(gcm-2)气孔导度(mmolm-2s-1)胞间CO2浓度(LL-1)净光合速率(molm-2s-1)15(低氮)860.6830819.4210(中氮)990.843042
112、0.7315(偏高)1030.8530121.4420(高氮)1030.8429522.0答案答案C根据实验目的可知,该实验的自变量是不同浓度的氮素水平,叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg,根据表格可知,在一定范围内随着氮素水平的提高,叶绿素的含量在增加,因此适当增施氮肥有利于叶绿素的合成;在2、3、4组中,气孔导度无显著差异,所以气孔导度不是限制净光合速率升高的因素;第4组的净光合速率高于第3组,胞间CO2浓度属于因变量;综合上述表格可知,一定范围内增大氮素浓度,可提高青花菜叶片的净光合速率。解题关键解题关键本题以表格的形式呈现了不同氮素水平对青花菜叶片光合作用的影响,要求考生能够根据表
113、格中的数据呈现的信息,结合光合作用的基础知识进行解答,考查了考生获取信息的能力。5.(2016北京平谷一模,2)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如下图所示。下列关于该实验描述错误的是()A.图乙所示结果是不同品种、叶龄一致的叶片在不同温度下测得的数据B.图甲是叶龄一致的叶片,在光照强度、CO2浓度等相同的条件下测得的数值C.P1净光合速率高与其叶绿素含量较高有关D.P1蛋白质含量较高,可能含有更多的参与光合作用的酶答案答案A图乙的自变量是不同品种,故叶龄、温度均是无关变量,应使无关变量保持一
114、致,所以图乙所示结果是不同品种、叶龄一致的叶片在相同温度下测得的数据。6.(2018北京海淀期中,32)铁皮石斛为我国传统名贵中药材,研究人员对它的栽培条件进行了相关研究,实验结果如下。(15分)注:1.L1、L2和L3分别代表光照强度为360、240和120mol/(m2s)。2.W1、W2和W3分别代表基质含水量为基质最大持水量的100%、70%和40%。(1)该实验研究了对铁皮石斛光合作用的影响。(2)据表分析,铁皮石斛在条件下的生长状况最好。请绘出在此含水量条件下,铁皮石斛产量与光照强度关系的柱形图。(3)在低光照情况下,由于阶段产生的少,使得铁皮石斛的产量较低。(4)进一步研究发现,
115、在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高,表明植株可以通过积累可溶性糖,这是植株的一种保护性反应。(5)为保证铁皮石斛的产量,请提出在强光条件下的栽培建议:。处理L1L2L3W1W2W3W1W2W3W1W2W3干重/g2.913.432.312.583.792.861.932.342.41二、非选择题(共15分)答案答案(1)光照强度和基质含水量(2)L2W2柱形图(见下图)(3)光反应ATP和H(4)从而提高细胞的渗透调节能力(5)将基质含水量控制在基质最大持水量的70%左右解析解析(1)从表格中数据可知,本实验的自变量是光照强度和基质的含水量,因变量的检测指标是铁皮石斛的干重,而
116、干重大小则代表了铁皮石斛光合作用的强弱。因此该实验研究的是光照强度和基质含水量对铁皮石斛光合作用的影响。(2)据表格分析,在光照强度为L2且基质含水量为W2的条件下,铁皮石斛的干重最大,为3.79g,生长状况最好。在W2(70%)条件下,随着光照强度的减弱(L1L2L3),铁皮石斛的干重是先增加(3.43g3.79g)再减少(2.34g)。(3)在低光照情况下,由于光反应阶段产生的ATP和H少,使得铁皮石斛的产量较低。(4)进一步研究发现,在基质含水量低的情况下植物细胞内可溶性糖的含量提高,表明植株可以通过积累可溶性糖从而提高细胞的渗透调节能力,这是植株的一种保护性反应。(5)从表格中数据可知,在强光条件下,为保证铁皮石斛的产量,应使基质的含水量控制在基质最大持水量的70%左右。解题关键解题关键解答本题的关键是根据表格找到此实验的自变量和因变量,判断出光合作用与光照强度和基质含水量之间的关系。
