1、考点1 捕获光能的色素和结构,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,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640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,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
2、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640 660 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。 素养解读 本题借助色素的功能,通过基础判断形式考查生命观念中的结构与功能观。,2.(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叶绿素合
3、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 苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,D正确。 素养解读 本题借助色素的合成与作用,通过基础判断形式考查生命观念中的结构与功能观。 知识归纳 一般情况下,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等元素。,3.(2018课标全国,29,9分)回答
4、下列问题: (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上,该物质主要捕获可 见光中的 。 (2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体 光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a 时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 。当叶面积系数超过b时, 群体干物质积累速率降低,其原因是 。,(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光 照强度 (填“高”或“低”)。,答案 (1)类囊体膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增
5、加,故群体干物质积累速率降低 (3)低,解析 (1)高等植物光合作用过程中捕获光能的物质是叶绿体色素,这些色素分布在类囊体膜 上,主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)由图可知,当叶面积系数小于a时,随着叶面积系数 增加,群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等于群体光合速率与群 体呼吸速率之差,当叶面积系数超过b时,群体呼吸速率升高,群体光合速率不变,导致群体干物 质积累速率降低。(3)通常,阴生植物利用弱光能力强,且阴生植物呼吸作用强度低,所以阴生 植物光合作用吸收与呼吸作用释放的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。 素养解读 本题借助色素的分布、色素的功能及影响植
6、物产量变化的因素等知识,通过对坐 标曲线等信息的归纳与概括考查了科学思维。,1.(2019课标全国,3,6分)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时 间后植株达到40 g,其增加的质量来自 ( ) A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气,考点2 光合作用的原理及应用,答案 A 该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加,干重增加量来源于 从土壤中吸收的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。故选A。 素养解读 本题借助光合作用的原理与应用等知识,考查学生运用所学知识与观点,对生物学 问题进行推理、
7、判断的能力;试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作用等相关知识, 体现了对生命观念素养中物质与能量观的考查。,2.(2019课标全国,29,12分)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理, 该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下 列问题。 (1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。 (2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。 (3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该 种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证
8、这一结论。要求简要 写出实验思路和预期结果。,答案 (1)增强 (2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 (3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期 结果是干旱处理前后气孔开度不变。 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组 作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小, 对照组气孔开度不变。,解析 (1)干旱处理后,该植物根细胞中溶质浓度增大,使根细胞的吸水能力增强。(2)干旱处 理后,叶片气孔开度减小,从外界吸收的CO2减少,使该植物的光合速率降
9、低。(3)要验证干旱条 件下ABA引起气孔开度减小,需要取ABA缺失突变体植株,在正常条件下测定其气孔开度,经 干旱处理后,再测定其气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理 后的ABA缺失突变体植株随机分为两组,一组不做处理(对照组),一组进行ABA处理(实验组), 在干旱条件下培养一段时间后,测定两组的气孔开度,预期结果是实验组气孔开度减小,对照组 气孔开度不变。 素养解读 本题借助影响光合作用的因素的相关知识,考查考生设计实验验证简单生物学事 实的能力;通过对气孔开度减小原因的分析与探究,体现了科学探究素养中的方案探讨要素。,3.(2019课标全国,31,11分)回答
10、下列与生态系统相关的问题。 (1)在森林生态系统中,生产者的能量来自 ,生产者的能量可以直接流向 (答出2点即可)。 (2)通常,对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物 的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总 初级生产量,可在该水生生态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份,一份直接测定O2 含量(A);另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处,若干小时 后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。 在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下
11、,本实验中C与A的差值表示这 段时间内 ;C与B的差值表示这段时间内 ;A与B的差值表示这段时间内 。,答案 (1)太阳能 初级消费者、分解者 (2)生产者净光合作用的放氧量 生产者光合作用 的总放氧量 生产者呼吸作用的耗氧量,解析 (1)生产者通过光合作用将太阳能转化成化学能,固定在所制造的有机物中,生产者制造 的有机物中的能量可以通过被初级消费者摄入而直接流向初级消费者,其残枝败叶和初级消 费者粪便(属于生产者的同化量)中的能量可直接流向分解者。(2)此为“黑白瓶法”测定植 物的光合速率,A为甲、乙两瓶中O2起始含量,甲瓶不透光,生产者只进行呼吸作用,若干小时后 测定甲瓶中O2含量为B,A
12、与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量;乙瓶透光,生产 者既进行光合作用又进行呼吸作用,若干小时后测定乙瓶中O2含量为C,C与A的差值表示这段 时间内生产者净光合作用释放的O2量;乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较,C与B的差异是由生产 者的光合作用造成的,所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。 素养解读 本题主要借助光合作用与细胞呼吸相关知识,考查考生对实验现象的分析,并对收 集到的数据进行处理的能力;试题设置的“黑白瓶”实验对照,体现了对科学探究素养中结果 分析要素的考查。,知能拓展 植物“三率”间的关系 (1)呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗
13、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)总光合速率=净光合速率+呼吸速率。,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
14、。 (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。 素养解读 本题借助光照强度对光合作用速率的影响及叶绿体色素提取等知识,通过坐标曲 线等形式对科学思维进行了考查。,5.(201
15、8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 。 (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 (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
16、(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。(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。 素养解读 本题借助光照强度对净光合速率的
17、影响,通过坐标曲线等形式考查了科学探究。,6.(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”)
18、。,(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 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
19、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。 素养解读 本题借助光照强度对植物光合作用的影响,通过坐标曲线等形式考查了科学探究 中的结果分析。 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)。,7.(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
20、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“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)
21、 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,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
22、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。 素养解读 本题借助温度、湿度等环境条件对光合作用的影响,通过表格数据等形式考查了 科学思维中的演绎与推理。 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。,8.(2015课标全国,29,9分,0.426)为
23、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
24、照时间为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
25、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。 素养解读 本题借助“频闪”光照对光合作用的影响,通过实验对照形式考查了科学探究中 的结果分析。 题后反思 短时间光照
26、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,生成的有机物越多。,1.(2017课标全国,30,9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
27、氧呼吸增加,原因是 。,考点3 光合作用与细胞呼吸,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 本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
28、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NADH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。 素养解读 本题借助对密闭培养实验现象的描述,通过实例分析形式考查了科学探究。 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。,2.(2017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 、 、 、 ,
29、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 (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(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 本题考查的内容涉及植物细胞的光合作用与呼吸作用过程中物质和能量的变化。(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,则是氧气,和分别是合成NADPH、ATP的原料,即是NADP+,是ADP
30、 和磷酸,参与CO2的固定,为C5,参与有氧呼吸第三阶段的H是还原型辅酶(NADH)。(2)在 植物的叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体,产生ATP的过程有光合 作用的光反应(A过程),还有发生在细胞质基质(C)和D(线粒体)中的有氧呼吸过程。(3)在缺氧 条件下,C中的丙酮酸可以转化为酒精和CO2。 素养解读 本题借助光合作用、细胞呼吸过程,通过反应流程图等形式考查了生命观念。 知识拓展 H的生成及种类 光合作用中的H是NADPH;呼吸作用中的H主要是NADH,光合作用的光反应中水光解生成 NADPH,作为还原剂还原C3生成(CH2O),呼吸作用中第一阶段和第二阶段生成N
31、ADH,作为还 原剂还原O2生成H2O。,3.(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100 cm的地方。 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
32、验中,50 min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 (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 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
33、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,说明光照能 导致CO2减少,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,50 min后试管内 CO2较多,溶液颜色应为黄色。判断的依据是2号试管与3号试管只有一个自变量(是否遮光),2 号试管比3号试管CO2多。(3)5号试管溶液颜色
34、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。 素养解读 本题借助光照强度对光合作用的影响以及呼吸作用,通过表格数据等形式考查科 学探究中的结果分析。 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;提升对实验结果的处理能力;注意表格数据的定量分析和定性 分析。,考点1 捕获光能的色素和结构,B组 自主命题省(区、市)卷题组,1.(2019江苏单科,17,2分)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶 和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正
35、确的是 ( ) A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作 D.实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b,答案 D 本题以光合色素提取分离的相关知识为信息载体,考查了验证简单的生物学事实, 对实验现象进行分析、解释的能力;试题通过对实验试剂、操作、结果的设问,体现了对科学 探究素养中的结果分析要素的考查。 光合色素提取过程中加入的CaCO3可保护叶绿素,过量不会破坏叶绿素,A错误;光合色素溶于 有机溶剂,层析液可用石油醚、丙酮和苯的混合物,也可用92号汽油,但不可用生理盐水或磷酸 盐缓冲液,B错误;实验中要用棉塞塞紧盛有层析
36、液的试管口,C错误;对比两条滤纸条,可知蓝藻 无叶绿素b,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
37、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存在形态。在细胞分裂 过程中,染色质丝螺旋缠绕,成为染色体;在有丝分裂末期和减末期,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.
38、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,室外强光光照下的同种植物的叶绿素a和叶绿素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。,1.(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
39、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,考点2 光合作用的原理及应用,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项错误;当横坐标是CO2浓度或光波长时,净光
40、合速率与温度的关系不一 定呈正相关,A、C选项错误。 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。,2.(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 A 叶绿体是光合作用的主要场所,在自然光下,叶绿体能进行光合作用将水分解产生
41、 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。,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14CO2,48 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
42、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
43、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。,4.(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
44、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 光反应为暗反应提供H、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。,5.(2019江苏单科,28,8分)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核 DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列 问题: (1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后 指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,
45、种类最多的是 。,(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在 上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-),C3-还原为三碳糖(C3- ),这一步骤需要 作为还原剂。在叶绿体中C3-除了进一步合成淀粉外,还必须合 成化合物X以维持卡尔文循环,X为 。 (3)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢 过程,与X浓度相关的有 (填序号)。 外界环境的CO2浓度 叶绿体接受的光照强度 受磷酸根离子浓度调节的C3-输出速度 酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度 (4)光合作用旺盛时,很多植物合
46、成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大 量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。,答案 (8分)(1)转录 tRNA (2)类囊体 H C5(五碳化合物) (3) (4)吸水涨破,解析 本题借助叶绿体内相关酶的合成及光合作用基本过程,考查考生运用获取的图示信息 解决生物学问题的能力;通过对暗反应过程中有关物质变化过程的分析,体现了对科学思维素 养中的归纳与概括要素的考查。 (1)基因表达过程中,遗传信息通过转录过程由基因传递到mRNA上,rRNA、mRNA和tRNA参 与翻译过程,参与大亚基肽链合成的RNA中tRNA种类多于作为模板的mRNA和参与核糖体组 成的rRNA的种类
47、数。(2)光能在类囊体膜上转化为ATP中活跃的化学能。光反应过程中产生 的H将C3-还原为C3-,C3-在叶绿体中除进一步合成淀粉外,还必须合成C5用于再次参与 CO2的固定。(3)外界环境CO2浓度改变、叶绿体接受的光照强度改变将影响光合作用速率进 而影响C5含量,C3-在细胞中积累将抑制C3还原进而影响C5浓度,酶R催化C5与O2结合会消耗C 5而影响C5含量。(4)可溶性糖为小分子物质,若大量淀粉转化为可溶性糖形式储存在叶绿体 中,叶绿体则会因浓度过高而吸水涨破。 规律总结 影响光合速率的因素:光合作用是光驱动下的有机化学反应,常见的影响光合速率 的因素有光照强度、CO2浓度、温度、水分
48、和矿质元素的供应等。另外光合产物正常输出也 是光合作用正常进行的基础。若光合作用产物外运受阻,则C3还原将减慢,进而整个光合速率 也将减慢。,6.(2019北京理综,31,16分)光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光 合细菌中。 (1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的 。在碳(暗)反应中,RuBP羧 化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3。影响该反应的外部因素,除光照条件外还 包括 (写出两个);内部因素包括 (写出两个)。 (2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码 并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入叶绿体,在 叶绿体的 中与L组装成有功能的酶。 (3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物。有人设
