1、考点1 光合色素与光能的捕获,五年高考,A组 自主命题江苏卷题组,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 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
2、中要用棉塞塞紧盛有层析液的试管口,C错误;对比两条滤纸 条,可知蓝藻无叶绿素b,D正确。,素养解读 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。,2.(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10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D.层析完毕后应迅速记录结
3、果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失,3.(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,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正确;叶绿素a的 吸收波长更广一些,C正确;为
4、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。,审题方法 本题的关键是对题图的分析,通过对图解的分析找出强光照下与正常光照下移栽 幼苗光合色素滤纸层析结果的不同之处,理解色素带宽窄与色素的含量及强光照的关系;同时 结合已学相关知识对各选项作出准确分析判断。,考点2 光合作用及其影响因素,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,
5、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,一定范围 内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。,素养解读 本题主要考查影响光合作用的因
6、素,考查学生利用科学思维,通过模型分析、演绎 与推理作出合理判断的能力。,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.(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,种类最多的是 。,(2)进
7、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,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式
8、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 (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
9、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C5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。,素养解读 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。,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、水分和矿质元素的供应
10、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。,3.(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,测定前应排除反应液中 的干扰。,(3)图1在反应室中加入NaHCO3
11、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 (9分)(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,解析 本题综
12、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,在一定范围内可使光合速率增大后稳定。 (4)1520 min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
13、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含量会相对增加;停止光照后光合速率下降,所以2025 min曲线的斜率为负值。,4.(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
14、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。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 。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 (8分)(1)S2 S3 (2)ATP和H (3)核酸、蛋白质 (4)基质中
15、 葡萄糖 葡萄糖和果糖,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
16、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。,易错辨析 叶绿体光反应产生的ATP只能在叶绿体中发挥作用(如暗反应过程以及叶绿体中 DNA的复制、转录和翻译过程),不能运出叶绿体参与细胞的其他生理活动。在线粒体和细胞 质基质中产生的ATP可为细胞中除叶绿体中的反应之外的所有生理活动供能。,5.(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的叶片,在 相同
17、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 (8分)(1)光照强度、CO2浓度 O2 (2)C3 C3 (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 (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
18、收量来表示,一般选 用叶龄一致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,推断主要原因有两个方面: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。,阅卷分析 大多数考生第(4)小题未能根据题意分析出“向籽实运输的光合产物少”的答案, 也有不少考生第(2)小题未能答出C5由C3再生形成。第(4)小题考查的是学生逻辑思维能
19、力,题 干已告知P2光合作用能力强,植株干重大,说明该品种有较强的光合作用产物积累的能力,因此 不应该再从呼吸作用(净光合作用)能力等方面思考。第(2)小题的答案是两个C3,不敢填写第 二个C3的原因是对基础知识点掌握得不够扎实。,考点3 光合作用与细胞呼吸的关系,1.(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
20、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 (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 (9分) (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 (1)甲为叶
21、绿体,甲中能将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,H
22、2O裂解释 放O2的过程属于光反应,可以合成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:,素养解读 本题主要考查叶绿体和线粒体的结构和功能、光合作用和呼吸作用的过程及联 系,考查考生利用科学思维通过对题图中模型的分析与概括等方法解答问题,并运用生命观念 解释有关生命现象的能力。,2.(2013江苏单科,33,9分)为探讨盐对某生物燃料树种幼苗光合作用的影响,在不同浓度NaCl条 件下,对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量等进行测定,结果如图。检测期
23、间细胞 的呼吸强度没有显著变化。请参照图回答下列问题:,(1)叶绿体中色素的功能是 。 (2)大气中的CO2可通过植物叶片表面的 进入植物体内。光合作用产生的有机物(C6H 12O6)中的氧来源于原料中的 ,有机物(C6H12O6)中的氧经细胞有氧呼吸后到终产物 中。 (3)当NaCl浓度在200250 mmol/L时净光合速率显著下降,自然条件下该植物在夏季晴朗的中 午净光合速率也会出现下降的现象。前者主要是由于 ,后者主要是由于 。,(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上 表示。请在坐标图上 绘制该实验中总光合速率变化趋势的曲线图。,答案 (1)吸收、传递、转换光能 (2)气孔 CO2
24、 CO2 (3)光合色素含量降低 胞间CO2浓度降低 (4)光合作用消耗的CO2量(光合作用产生的O2量或光合作用产生的有机物的量) 绘图,解析 本题考查光合色素、光合作用及其影响因素等相关知识。(1)吸收、传递、转换光能 是叶绿体中色素的功能。(2)气孔是气体进出植物细胞的门户,白天植物光合作用强,消耗大量 CO2,大气中的CO2可通过气孔进入植物体内,光合作用过程中反应物是CO2和H2O,H2O中的氧 进入O2,故光合作用产生的有机物中的氧来自CO2;有氧呼吸生成CO2和H2O,H2O中的氧来自O2, CO2中的氧来自C6H12O6和H2O。(3)NaCl浓度在200250 mmol/L时
25、,胞间CO2浓度很高,叶绿素 和类胡萝卜素的含量较低,推知是光合色素含量降低引起了光合速率下降;夏季晴朗的中午,植 物为降低蒸腾作用而使气孔关闭,致使吸收的CO2减少,胞间CO2浓度降低,引起光合速率下 降。(4)总光合速率可用单位时间内单位叶面积上光合作用消耗的CO2量或光合作用产生的O2 量或光合作用产生的有机物的量表示。总光合速率等于净光合速率和呼吸速率之和,检测期 间细胞的呼吸强度不变,净光合速率的变化趋势即可反映总光合速率的变化趋势,总光合速率 变化趋势(大致趋势)见答案。,考点1 光合色素与光能的捕获,B组 统一命题、省（区、市）卷题组,1.(2017课标全国,3,6分)植物光合作
26、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 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光而不吸收红光,A错误;不同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;光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响 暗反应阶段对CO2的利用,所以光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率
27、随光波长的变化来 表示,C正确; 640660 nm波长光是红光区,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光 和蓝紫光,所以叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,D正确。,2.(2016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
28、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。,考点2 光合作用及其影响因素,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,答案 A 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、判断的能力;试题
29、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。 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。,2.(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,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
30、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。,3.(2018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
31、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。(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
32、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。,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 (1)下层 A叶片的净光合速率
33、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。,考点3 光合作用与细胞呼吸的关系,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25 C.在025 范围内,温度变化
34、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 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考生的识图能力。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 ,呼吸作用的最适 温度比光合作用的最适温度高,A正确;由图可知,净光合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,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.(2017课标全国,29,9分)下图是表示某植物叶
35、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 (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,为氧气
36、,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 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,
37、 H类型不同,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。,考点1 光合色素与光能的捕获,C组 教师专用题组,1.(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
38、复划线23次;研磨叶片时,用无水乙 醇溶解色素。,2.(2011江苏单科,4,2分)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照 射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是 ( ) A.光吸收差异显著,色素带缺第2条 B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条 C.光吸收差异显著,色素带缺第3条 D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条,3.(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.用水作层析液观察花青苷的色素带 C.
39、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,可用水作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。,考点2 光合作用及其影响因素,1.(2011江苏单科,23,3分)某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。表为不同遮光
40、处理对 其光合作用影响的结果,相关叙述正确的是(多选) ( ),A.适当的遮光处理,可提高其干重 B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关 C.叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标 D.遮光90% 时,铁线莲不进行光合作用,答案 AC 分析表中数据可以发现,遮光比例为10%、30%时,铁线莲的净光合速率比全光照 时都高,说明选项A正确;当遮光比例由10%增加到90%时,叶绿素a/b的值逐渐减小,铁线莲的净 光合速率也随之减小,说明叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标,故选项C正确;一定范 围内,叶绿素含量与净光合速率呈负相关,遮光90%时,铁线莲的净光合速率为0,说明此时其真 正光合速率
41、与细胞呼吸速率相等,故选项B、D错误。,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 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
42、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,D错误。,3.(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
43、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,离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生 氧气,A正确;叶绿体中的光合色素主要吸收红光和蓝紫光,所吸收的光可用于光反应,B、C错 误;水在叶绿体中分解产生氧气需要光能而不需要ATP,这一过程会产生ATP,D错误。,4.(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
44、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
45、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。,5.(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,设计实验来验证这一结论。要求简要
46、 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 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。 (1)干旱处理
47、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低。(3)要验证干旱条件下A- BA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。,6.(2019北京理综,31,16分)光合作用是地球上最重要的化学反
48、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。有人设想通过基因工程技术将 蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因 转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检 测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的
