1、考点考点1 1 捕获光能的色素与结构捕获光能的色素与结构 1.(2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误 的是( ) A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C.研磨时添加石英砂有助于色素提取 D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散 答案答案 B 叶绿体色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,故可以用无水乙醇提取叶绿体色素,A正 确;研磨时加入应CaCO3,其可以中和酸性物质,防止叶绿素被破坏,B错误;研磨时添加石英砂(SiO2) 有助于对菠菜叶的充分研磨,易于提取色素,C正确;在滤纸条上画滤液细线时,要
2、用毛细吸管吸取 少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,吹干后,再重复画若干次,画滤液细线时要细且齐,若滤液 扩散会导致细线不齐,可能出现色素带重叠现象,D正确。 2.(2019海南单科,9,2分)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是( ) A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能 B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a C.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与 D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用 答案答案 B 本题通过对光合色素及其相关知识的考查体现了生命观念中的物质与能量观、结构 与功能观。光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,但需要利用光反应阶段产生
3、的NADPH和 ATP,A正确;胡萝卜素不能吸收红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有 ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C正确;红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以 转变为ATP中活跃的化学能,D正确。 3.(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 答案答案 D 本题以光合色素
4、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;层析液中含有毒性的挥发性物质,层析时,应用培养皿盖 住烧杯,C错误;对比两条滤纸条,可知该种蓝藻无叶绿素b,D正确。 4.(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)
5、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的吸收速率随光波长的变化来表示,C正确;6 40660 nm波长的光属于红
6、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。 5.(2019浙江4月选考,30,7分)回答与光合作用有关的问题。 (1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻 一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(C3)的含量会 。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应,短期内 小球藻细胞中RuBP(C5)的含量会 。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶, 它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于
7、叶绿体 中。 (2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而 下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。 答案答案 (1)增加 ATP和NADPH 增加 基质 (2)类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温 解析解析 通过对光合作用过程中相关物质的变化的考查,体现了生命观念的物质与能量观要素。(1) 在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一 段时间。当用绿光照射该溶液,光反应将减弱,ATP和NA
8、DPH的生成量减少,短期内小球藻细胞中 3-磷酸甘油酸(即三碳酸,C3)的含量会增加。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是ATP 和NADPH。若停止CO2供应,短期内RuBP(C5)的消耗量减少而合成量不变,因此短期内小球藻细 胞中RuBP的含量会增加。Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,CO2被 固定的反应发生在叶绿体基质中,因此推测该酶存在于叶绿体基质中。(2)在“光合色素的提取与 分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素(胡萝卜 素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。秋天叶片变
9、黄的 现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。 6.(2020浙江7月选考,27,7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题: (1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/ mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生 现象来判断。 (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲 组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸 上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现 象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,
10、测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出 该色素的 。 (3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂 期细胞的 染色体,原因是 。 答案答案 (1)质壁分离 (2)黄 移动速率 吸收光谱 (3)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最 小的程度,最便于观察和研究 解析解析 (1)分析本题中的信息可知,本小题考查的是质壁分离实验的应用,结合所学的质壁分离知 识,可直接作答。当洋葱外表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中时,由于蔗糖溶液浓度大于细胞 液浓度,因此活细胞会失水而发生质壁分离
11、,即原生质层与细胞壁分离,故可根据是否发生质壁分 离来判断细胞死活。(2)由于碳酸钙可以防止叶绿素被破坏,因此未加碳酸钙的甲组的提取液中叶 绿素会因破坏而减少,提取液因类胡萝卜素的含量相对增多而偏黄色。不同光合色素在层析液中 的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,因而随层析液在滤纸条上移动的速率不同,据此特点可 将4种光合色素分离。叶绿素a对不同波长光的吸收率不同,因而可绘制出该色素的吸收光谱。(3) 制作植物根尖细胞有丝分裂临时装片的流程是解离漂洗染色和制片,制片时在载玻片上加一 盖玻片,用手指轻压盖玻片,有利于根尖细胞分散开。制作染色体组型图时,通常选择处于有丝分 裂中期的细胞观察染色体的
12、形态和数目,因为中期的染色体缩短到最小的程度,染色体形态稳定、 数目清晰,最便于观察和研究。 7.(2010全国,31,10分)请回答下列问题: (1)氮、磷、镁3种元素中,构成生命活动所需直接能源物质的元素是 ,构成细胞膜的元素 是 。 (2)缺镁时植物叶片发黄,其原因是 。 (3)在提取叶绿体色素的过程中,研磨叶片时通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量丙酮。二氧化 硅的作用是 ;碳酸钙的作用是 ; 丙酮的作用是 。 (4)光反应中能把光能转换成电能的叶绿素是少数处于特殊状态的 。 以下为教师用书专用 答案答案 (1)氮、磷 氮、磷(每空2分,共4分) (2)镁是叶绿素的组成成分,缺镁导致叶绿
13、素合成受阻(其他合理答案也给分)(2分) (3)有助于磨碎植物细胞 防止研磨过程中叶绿体色素被破坏 色素的提取溶剂(其他合理答案也 给分)(每空1分,共3分) (4)叶绿素a(1分) 解析解析 (1)生命活动所需直接能源物质是ATP,构成细胞膜的化合物主要是磷脂、蛋白质,以上物 质均含氮、磷。(2)镁是叶绿素的组成元素,缺镁导致叶绿素合成受阻而类胡萝卜素合成正常,故 叶片呈黄色。(3)通过研磨可以破坏植物细胞,使其释放出色素,丙酮是有机溶剂,可以溶解提取色 素。因色素易被细胞中的有机酸破坏,故加入碳酸钙可中和因细胞结构被破坏而释放的有机酸进 而保护色素。(4)光反应中叶绿体色素均能吸收、传递光
14、能,而只有少数处于特殊状态的叶绿素a 可以将光能转换成电能。 8.(2016浙江4月选考,30,7分)叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图 如下。请回答: (1)该膜是 膜,其上含有色素和催化光反应的 。光反应中,色素吸收的光能转换为 ATP等物质中的 。 (2)光反应的产物除图中所示的物质外,还有电子和 。ATP为碳反应提供了能量和 。 (3)分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时,应注意滤纸条上的滤液细线要高于 的液面。滤纸 条上最宽色素带中所含的色素是 。 答案答案 (1)类囊体(光合) 酶 化学能 (2)NADPH 磷酸基团 (3)层析液 叶绿素a 解析解析 本题考查光反
15、应和碳反应的过程以及光合色素的提取和分离。(1)结合题干,判断图中所示 的膜是光反应的场所,即类囊体膜(或光合膜),其上含有各种光合色素和催化光反应的酶。(2)光反 应的产物有氧气、ATP和NADPH等,图中未表示出来的是电子和NADPH,ATP的作用是为碳反应 提供能量和磷酸基团。(3)分离色素用纸层析法,层析时要使滤纸条的滤液细线高于层析液液面, 如没入层析液,会导致色素直接溶解到层析液中,不能沿滤纸条扩散,影响实验结果。结果中出现 的最宽色素带中所含的色素是叶绿素a。 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.(2020天津,5,4分)研究人员从菠菜中分离类囊体,将其
16、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CO2 C.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 答案答案 A 绿色植物光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜,产物有O2、NADPH、ATP,暗反应的场 所是叶绿体基质,产物有糖类等有机物,据此推理该半人工光合作用反应体系中产生乙醇酸的场所 相当于叶绿体基质,A正确;该反应体系不断消耗的物质不
17、仅有CO2,还有水,B错误;类囊体膜上产生 的NADPH、ATP参与C3的还原,C错误;该反应体系含有从菠菜中分离出的类囊体,吸收光能的色 素分布在类囊体的薄膜上,故该反应体系中含有光合作用色素,D错误。 2.(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;试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作
18、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。 3.(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 答案答案 D 光反应过程中,光合色素利用光能,会生成NADPH(还原型辅酶)和氧气,同时在有关 酶的催化作用下,ADP与Pi发生化学反应
19、,生成ATP,A、C错误,D正确;NADPH将DCIP还原,使之由 蓝色逐渐变为无色,B错误。 4.(2018江苏单科,18,2分)如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,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 答案答案 D 本题通过对光合作用影响因素的分析探讨,考查了科学思维素养中的归纳与概括要 素。由图中信息可知:当横坐标是光照强度,即该实验的自
20、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。 方法技巧方法技巧 坐标曲线图的分析方法 (1)一般来说,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。3 5
21、.(2018浙江11月选考,26,2分)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希 尔反应基本过程:将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液 的溶液中并照光。水在光照下被分解,产生氧气等,溶液中的DCIP被还原,颜色由蓝色变成无色。 用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应,实验结果如 图所示。下列叙述正确的是( ) A.相同浓度除草剂处理下,单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著 B.与品种乙相比,除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强 C.除草剂浓度为K时,品种乙的叶绿体能产生三碳糖 D.不用除
22、草剂处理时,品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲 答案答案 B 相同浓度除草剂处理下,单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的NADPH较多,说明 其光合作用受除草剂抑制效果较差,A错误;相同浓度除草剂处理下,品种乙的叶绿体放氧速率高于 品种甲,说明除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强,B正确;除草剂浓度为K时,品种乙的表观光合 速率大于0,但光反应产生的NADPH与DCIP结合被消耗,因此叶绿体基质中无法合成三碳糖,C错 误;由题图可知,不用除草剂处理时,品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲,D错误。 6.(2017浙江11月选考,26,2分)在黑暗条件下,将分离得到的类囊体放在pH为4的缓冲溶液中,使类
23、 囊体内外的pH相等,然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH为8的缓冲溶液中,结果检测到有ATP的生 成。根据实验分析,下列叙述正确的是( ) A.实验中溶液的H+均来自水的裂解 B.黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP C.光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高 D.若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大,ATP生成量不变 答案答案 C 本题通过探究光反应中ATP的生成,重点考查科学探究中的结果分析以及科学思维。 该实验在黑暗中进行,此时不发生水的裂解,实验中溶液的H+可能来自此前水的裂解,也与所处缓 冲液密切相关,A错误;仅在黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体不能产生ATP,
24、B错误;由实验推 测,ATP的产生与H+浓度密切相关,光照条件下植物细胞叶绿体中水的光解使得类囊体的腔内H+浓 度较高,达到类似本实验中的效果,由此形成了ATP,C正确;若使类囊体的脂双层对H+的通透性增 大,该实验中ATP生成量会改变,D错误。 7.(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 答案答案 A 叶绿体是光合作用的场所,在自然光下,叶
25、绿体能进行光合作用将水分解产生氧气,A正 确;叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光,因此在红光和蓝紫光下,叶绿体会产生氧气,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。 8.(2020课标全国,30,10分)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: (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
26、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 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/ molm-2 s-1 1 200 1 180 560 623 答案答案 (1)减少杂草对水分、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
27、作物A间作后,能利用下层的弱光 进行光合作用 解析解析 (1)中耕时去除杂草可降低作物与杂草之间在光照、水分、矿质元素等方面的竞争;中耕时 松土可增加土壤氧气含量,利于根的呼吸,从而促进根对矿质元素的吸收。(2)矿质元素通常以离 子的形式被作物根系吸收,故施肥的同时适当浇水,使肥料中的矿质元素溶解在水中,可促进根对 矿质元素的吸收。(3)为提高光能利用率,进行间作的两种作物应该一高一矮,其中较高的作物利 用上层较强的光照,故要求光饱和点较高,如作物A;另一种作物植株较矮,利用下层较弱的光照,故 要求光饱和点较低,如作物C,因此最适合进行间作的两种作物是A和C。 9.(2020山东,21,9分)
28、人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中 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CO 2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
29、的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的 应用前景。 答案答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或: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 解析解析 (1)该系统中的模块1和模块2的功能相当于光合作用光反应阶段的光合色素对光能的吸收 和水的光解,同时,通过模块1和模块2将光能转化为电能再转化为化学能储存在ATP和NADPH 中。所以该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1和模块2。模块3的功能相当于 光合作用的暗反应,甲与C
30、O2结合完成CO2的固定,甲为五碳化合物(或:C5)。(2)正常运转过程中气 泵突然停转,系统中CO2突然减少,CO2的固定减弱,但短时间内C3的还原不变,则短时间内乙(C3)的 含量将减少。若气泵停转时间较长,则模块3为模块2提供的原料ADP、Pi和NADP+就会不足,进而 影响模块2中的能量转换效率。(3)在与植物光合作用固定CO2量相等的情况下,该系统只进行光 合作用,不进行呼吸作用,只有糖类的积累,没有糖类的消耗,所以该系统糖类的积累量高于植物。 (4)干旱条件下,很多植物为了减弱蒸腾作用,减少水分散失,会降低叶片气孔开放程度,叶片气孔的 开放程度会影响对CO2的吸收,CO2的吸收量减
31、少,会使植物光合作用速率降低。 10.(2020天津,13,10分)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常见植物。科研 人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见图。 注:相对生物量=单株干重/对照组(C1T1)单株干重 据图回答: (1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物,同时将 光能转变为有机物中的化学能,体现了植物在生态系统 和 中的重要作 用。 (2)本研究中,仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为 ,仅温度升高 对两种植物的影响分别为 。 (3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自
32、生长的影响不同。科研人员据 此推测,在群落水平,温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改 变。为验证该推测是否成立,应做进一步实验。 请给出简单的实验设计思路: 。若推测成立,说明温室效应 加剧可能影响群落 的速度与方向。 答案答案 (1)物质循环 能量流动 (2)促进两种植物生长 抑制鬼箭锦鸡儿生长,促进紫羊茅生长 (3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,比较温室效应加剧前后相对生物量的变化 演替 解析解析 (1)题干信息“植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物”体现了植物在生态系统 物质循环中的重要作用;“将光能转变为有机物中的化学能”体现了植物在生态系统能量流动
33、中 的重要作用。(2)分析题图,比较常温条件下,常态CO2浓度和高CO2浓度条件下两种植物的相对生 物量可知,两种植物在高CO2浓度条件下相对生物量均比常态CO2浓度高,由此可得出仅CO2浓度升 高对两种植物的影响均为促进植物生长。比较常态CO2浓度条件下,常温和高温条件下两种植物 的相对生物量可知,鬼箭锦鸡儿在高温条件下的相对生物量比常温条件下低,可推测升高温度会抑 制鬼箭锦鸡儿的生长,而紫羊茅在高温条件下的相对生物量比常温条件下高,可推测升高温度会促 进紫羊茅的生长。(3)分析题图中的鬼箭锦鸡儿实验和紫羊茅实验中C2T2组,会发现鬼箭锦鸡儿实 验中的相对生物量与常态时的几乎相同,紫羊茅实验
34、中的相对生物量却显著高于常态时的相对生 物量。根据题中信息及高温与高CO2浓度条件下植物相对生物量的有关分析可知,若要验证温室 效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变,则可将紫羊茅与鬼箭锦 鸡儿种在一起,通过升高CO2浓度和温度,比较温室效应加剧前后两种植物相对生物量的变化情况 即可。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落演替的速度与方向。 11.(2020江苏单科,27,8分)大豆与根瘤菌是互利共生关系,下图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质 的代谢、运输途径,请据图回答下列问题: (1)在叶绿体中,光合色素分布在 上;在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O 和
35、 。 (2)上图所示的代谢途径中,催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在 中,PGA还 原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于 。 (3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形成 键。 (4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自 ;根瘤中合成 ATP的能量主要源于 的分解。 (5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是 。 答案答案 (1)类囊体(薄)膜 C5 (2)叶绿体基质 细胞质基质 (3)肽 (4)光能 糖类 (5)非还原糖 较稳定(或
36、蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小) 解析解析 (1)(2)光合作用发生在叶绿体中,类囊体(薄)膜是光反应的场所,其上含有光合色素,可吸 收、传递、转换光能,叶绿体基质中发生光合作用的暗反应,第一步为CO2的固定,即一分子C5与一 分子CO2结合形成两分子C3。据图可知,蔗糖的合成场所在细胞质基质。(3)氨基酸之间通过脱水 缩合形成肽键,多个氨基酸聚合形成的多肽(肽链)经盘曲折叠形成蛋白质。(4)光反应将光能转化 成ATP中活跃的化学能。根瘤菌与大豆共生,大豆将光合作用合成的糖类等物质提供给根瘤菌进 行细胞呼吸及其他代谢活动,根瘤菌通过细胞呼吸将糖类等有机物中稳定的化学能转化成热能和 ATP
37、中活跃的化学能。(5)植物同化产物由源器官运输到库器官大多以蔗糖的形式进行,原因可能 是蔗糖是非还原糖,比较稳定,且在水中溶解度较大;或是蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小, 可以更好地维持植物细胞渗透压的相对稳定。 12.(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
38、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。要求简要写出实 验思路和预期结果。 解析解析 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实施要素和生命观念 素养中的物质与能量观要素。(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
39、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。 答案答案 (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
40、,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。 13.(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。 答案答案 (1)甲 (2)甲 光照强度
41、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 (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CO
42、2进入叶片, 从而影响了叶片光合速率。 14.(2018浙江4月选考,26,2分)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株,分组后分别喷施 蒸馏水、寡霉素和NaHSO3,24 h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素), 测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成 酶的活性。下列叙述正确的是( ) A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上H的传递 B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质 以下为教师用书专用 C.转Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素对光合速率的抑制作用 D.喷施NaHSO3促进光合作用,
43、且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降 答案答案 D 由题可知,寡霉素抑制细胞呼吸和光合作用中ATP合成酶的活性,因此寡霉素在细胞呼 吸过程中会抑制线粒体内膜上H的传递,在光合作用中的作用部位是类囊体膜中,A、B错误;由 图可知,转Z基因能提高光合作用的效率,能减少寡霉素对光合速率的抑制作用,C错误;喷施NaHSO 3能促进光合作用,并且能减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降,D正确。 素养解读素养解读 本题通过探究环境因素对光合速率的影响,重点考查生命观念以及科学探究中的结果 分析。 15.(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
44、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
45、、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。 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
46、的主要环境因素是光照强度。 16.(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在两类器官间分配的影响 答案答案 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
47、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。 审题方法审题方法 该题以柱形图的形式呈现了光强对植株的不同发育期中光合产物在生殖器官和营养 器官间分配的影响。解题时,可通过比较分析,寻找单一变量对其实验结果的影响,以获取解题的 关键信息。 17.(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
