（北京專用）2020屆高考生物一輪復習專題6光合作用課件.pptx

專題六 光合作用,高考生物 (北京市選考專用),A組 自主命題北京卷題組,五年高考,1.(2018北京理綜,3,6分)光反應在葉綠體類囊體上進行。在適宜條件下,向類囊體懸液中加入 氧化還原指示劑DCIP,照光后DCIP由藍色逐漸變?yōu)闊o色。該反應過程中 ( ) A.需要ATP提供能量 B.DCIP被氧化 C.不需要光合色素參與 D.會產生氧氣,答案 D 光反應過程中,光合色素利用光能,將水分解成H和氧氣,同時在有關酶的催化作 用下,ADP與Pi發(fā)生化學反應,生成ATP,A、C錯誤,D正確;H將DCIP還原,使之由藍色逐漸變 為無色,B錯誤。,素養(yǎng)解讀 本題通過相似情境的基礎判斷形式考查辨認、比較能力,突出體現分析與推理的 科學思維。,易錯警示 此H非彼H 光反應過程中產生的H是還原型輔酶(NADPH),而細胞呼吸過程中產生的H是還原型輔 酶(NADH)。,2.(2017北京理綜,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關系如圖。據此,對該植物生理 特性理解錯誤的是 ( ) A.呼吸作用的最適溫度比光合作用的高 B.凈光合作用的最適溫度約為25 C.在025 范圍內,溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大,D.適合該植物生長的溫度范圍是1050 ,答案 D 本題主要考查影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素以及識圖能力。由圖可知,該 植物呼吸作用的最適溫度約為55 ,而光合作用的最適溫度約為30 ,因此,呼吸作用的最適 溫度比光合作用的高,A正確;由圖可知,凈光合作用的最適溫度約為25 ,B正確;觀察題圖中 曲線可知,在025 范圍內,總光合速率上升快于呼吸速率,因此,溫度變化對光合速率的影響 比對呼吸速率的大,C正確;凈光合速率大于零時,植物才能生長,溫度為50 時,凈光合速率為 負值,植物不能生長,D錯誤。,素養(yǎng)解讀 本題通過相似情境的實驗探究形式考查辨認、解讀能力,突出體現分析與推理的 科學思維。,3.(2016北京理綜,5,6分)在正常與遮光條件下向不同發(fā)育時期的豌豆植株供應14CO2,48 h后測定植株營養(yǎng)器官和生殖器官中14C的量。兩類器官各自所含14C量占植株14C總量的比例如圖所示。 與本實驗相關的錯誤敘述是 ( ) A.14CO2進入葉肉細胞的葉綠體基質后被轉化為光合產物,B.生殖器官發(fā)育早期,光合產物大部分被分配到營養(yǎng)器官 C.遮光70%條件下,分配到生殖器官和營養(yǎng)器官中的光合產物量始終接近 D.實驗研究了光強對不同發(fā)育期植株中光合產物在兩類器官間分配的影響,答案 C CO2被固定形成C3,進而被還原為光合產物,是在葉肉細胞的葉綠體基質中完成的,A 正確;分析圖示可知,該植物生殖器官發(fā)育早期,營養(yǎng)器官中所含14C量占植株14C總量的比例較 高,說明此時期光合產物大部分被分配到營養(yǎng)器官,B正確;由圖示可知遮光70%條件下,在生殖 器官發(fā)育早期,分配到營養(yǎng)器官的光合產物較多,只有在生殖器官發(fā)育晚期,分配到生殖器官和 營養(yǎng)器官的光合產物量才較為接近,C錯誤;分析題干信息和圖示均可看出本實驗的目的是研 究光強對不同發(fā)育期植株中光合產物在兩類器官間分配的影響,D正確。,素養(yǎng)解讀 本題通過陌生情境的基礎判斷形式考查辨認、比較能力,突出體現歸納與概括的 科學思維。,審題方法 該題以柱形圖的形式呈現了光強(光照強度)對植株的不同發(fā)育期中光合產物在生 殖器官和營養(yǎng)器官間分配的情況。解題時,可通過比較分析,尋找單一變量對實驗結果的影響, 以獲取解題的關鍵信息。,4.(2009北京理綜,4,6)小麥和玉米的CO2固定量隨外界CO2濃度的變化而變化(如圖)。下列相 關敘述不正確的是 ( ) A.小麥的CO2固定量與外界CO2濃度呈正相關 B.CO2濃度在100 mgL-1時小麥幾乎不固定CO2 C.CO2濃度大于360 mgL-1后玉米不再固定CO2 D.C4植物比C3植物能更有效地利用低濃度CO2,答案 C 由圖可知,在圖示的CO2濃度范圍內,小麥的CO2固定量與外界CO2濃度呈正相關。 CO2濃度在100 mgL-1時,C3植物小麥幾乎不固定CO2,而C4植物玉米固定CO2量較高,可見C4植物 比C3植物能更有效地利用低濃度CO2。當CO2濃度大于360 mgL-1時,玉米的CO2固定量已達到 CO2最大固定量,不再增加,而不是不再固定CO2。,5.(2019北京理綜,31,16分)光合作用是地球上最重要的化學反應,發(fā)生在高等植物、藻類和光 合細菌中。 (1)地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應吸收的 。在碳(暗)反應中,RuBP羧 化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結合,生成2分子C3。影響該反應的外部因素,除光照條件外還 包括 (寫出兩個);內部因素包括 (寫出兩個)。 (2)R酶由8個大亞基蛋白(L)和8個小亞基蛋白(S)組成。高等植物細胞中L由葉綠體基因編碼 并在葉綠體中合成,S由細胞核基因編碼并在 中由核糖體合成后進入葉綠體,在 葉綠體的 中與L組裝成有功能的酶。 (3)研究發(fā)現,原核生物藍藻(藍細菌)R酶的活性高于高等植物。有人設想通過基因工程技術將 藍藻R酶的S、L基因轉入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人員將藍藻S、L基因 轉入某高等植物(甲)的葉綠體DNA中,同時去除甲的L基因。轉基因植株能夠存活并生長。檢 測結果表明,轉基因植株中的R酶活性高于未轉基因的正常植株。 由上述實驗能否得出“轉基因植株中有活性的R酶是由藍藻的S、L組裝而成”的推測?請 說明理由。,基于上述實驗,下列敘述中能夠體現生物統(tǒng)一性的選項包括 。 a.藍藻與甲都以DNA作為遺傳物質 b.藍藻與甲都以R酶催化CO2的固定 c.藍藻R酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成 d.在藍藻與甲的葉肉細胞中R酶組裝的位置不同,答案 (16分)(1)光能 溫度、CO2濃度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(其中兩個) (2)細胞質 基質 (3)不能。轉入藍藻S、L基因的同時沒有去除甲的S基因,無法排除轉基因植株R酶中的S是 甲的S基因表達產物的可能性。 a、b、c,解析 (1)地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應中色素分子吸收的光能;影響暗反應 的外部因素有CO2濃度和溫度等,內部因素有C5含量和R酶含量、R酶活性等。(2)S蛋白由核 基因編碼,在細胞質中由核糖體合成后進入葉綠體;R酶在暗反應中發(fā)揮作用,其存在于葉綠體 基質中,所以在葉綠體基質中S與L組裝成有功能的酶。(3)去除甲的L基因后,甲的S基因仍 存在,所以轉基因植株中有活性的R酶可能是由甲的S基因表達出來的S蛋白與藍藻L基因表達 出來的L蛋白組裝而成的。藍藻與甲都以DNA作為遺傳物質、藍藻與甲都以R酶催化CO2 的固定、藍藻R酶大亞基蛋白可在甲的葉綠體中合成均可體現生物統(tǒng)一性,在藍藻與甲的葉 肉細胞中R酶組裝的位置不同,不能體現生物統(tǒng)一性。據此選a、b、c。,素養(yǎng)解讀 本題借助光合作用與核糖體相關知識,考查考生獲取信息、解決問題的能力;通過 與暗反應相關酶的分析體現了科學思維素養(yǎng)中的演繹與推理要素。,知識拓展 線粒體和葉綠體都含有少量的DNA和RNA,它們具有半自主性,能合成一部分蛋白 質和酶,因此線粒體和葉綠體被稱為半自主性細胞器。,6.(2015北京理綜,31,16分)研究者用儀器檢測擬南芥葉片在光暗轉換條件下CO2吸收量的變 化,每2 s記錄一個實驗數據并在圖中以點的形式呈現。 (1)在開始檢測后的200 s內,擬南芥葉肉細胞利用光能分解 ,同化CO2。而在實驗的整 個過程中,葉片可通過 將儲藏在有機物中穩(wěn)定的化學能轉化為 和熱 能。 (2)圖中顯示,擬南芥葉片在照光條件下CO2吸收量在 molm-2s-1范圍內,在300 s時CO2 達到2.2 molm-2s-1。由此得出,葉片的總(真正)光合速率大約是 mol CO2 m-2s-1。(本小題所填數值保留至小數點后一位) (3)從圖中還可看出,在轉入黑暗條件下100 s以后,葉片的CO2釋放 ,并達到一個相對穩(wěn) 定的水平,這提示在光下葉片可能存在一個與在黑暗中不同的呼吸過程。,(4)為證明葉片在光下呼吸產生的CO2中的碳元素一部分來自葉綠體中的五碳化合物,可利用 技術進行研究。,答案 (1)水(H2O) 細胞呼吸 ATP中活躍的化學能 (2)0.20.6 釋放量 2.42.8 (3)逐 漸減少 (4)14C同位素示蹤,解析 (1)有光條件下,葉肉細胞既進行光合作用,又進行呼吸作用。光合作用過程分解H2O,同 化CO2。呼吸作用過程則將儲藏在有機物中穩(wěn)定的化學能轉化為ATP中活躍的化學能和熱 能。(2)分析題圖,擬南芥葉片在照光條件下,CO2吸收量在0.20.6 molm-2s-1范圍內,此值為凈 光合速率。在300 s 時CO2的釋放量達到2.2 molm-2s-1,該值為呼吸速率,則得出葉片的總(真 正)光合速率約為2.2+(0.20.6)=2.4 s-1)。(3)由圖知,轉入黑暗條件下100 s后, 葉片CO2釋放量逐漸減少,隨后達到一個相對穩(wěn)定水平。(4)為追蹤CO2中C元素的來源,可利用 同位素標記法進行研究。,素養(yǎng)解讀 本題通過陌生情境的實驗探究形式考查辨認、比較的理解能力和推理、歸因的 應用能力,突出體現解讀、推理的科學思維。,方法技巧 關于坐標系中的圖形分析類的題目,在解題時,首先分析清楚自變量(橫坐標)與因 變量(縱坐標)的關系,然后結合光合作用與呼吸作用的相關原理進行分析,以獲取解題的關鍵 信息,從而使題目迎刃而解。,7.(2013北京理綜,29,16分)為研究棉花去棉鈴(果實)后對葉片光合作用的影響,研究者選取至 少具有10個棉鈴的植株,去除不同比例棉鈴,3天后測定葉片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含 量。結果如圖。 圖1 圖2 (1)光合作用碳(暗)反應利用光反應產生的ATP和 , 在 中將CO2轉化為三碳糖,進而形成淀粉和蔗糖。 (2)由圖1可知,隨著去除棉鈴百分率的提高,葉片光合速率 。本實驗中對照組(空白對 照組)植株的CO2固定速率相對值是 。 (3)由圖2可知,去除棉鈴后,植株葉片中 增加。已知葉片光合產物會被運到,棉鈴等器官并被利用,因此去除棉鈴后,葉片光合產物利用量減少, 降低,進而在葉片中積累。 (4)綜合上述結果可推測,葉片中光合產物的積累會 光合作用。 (5)一種驗證上述推測的方法為:去除植株上的棉鈴并對部分葉片遮光處理,使遮光葉片成為需 要光合產物輸入的器官,檢測 葉片的光合產物含量和光合速率。與只去除棉鈴 植株的葉片相比,若檢測結果是 ,則支持上述推測。,答案 (1)H(或NADPH) 葉綠體基質 (2)逐漸下降 28 (3)淀粉和蔗糖含量 輸出量 (4)抑制 (5)未遮光的 光合產物含量下降,光合速率上升,解析 (1)光合作用過程中碳(暗)反應發(fā)生在葉綠體基質中,需要光反應為其提供ATP和H。 (2)由圖1信息可知,隨去除棉鈴的百分率提高,葉片光合速率降低;本實驗用不去除棉鈴的一組 作為對照組,其CO2固定速率相對值是28。(3)由于光合產物會被運輸到棉鈴等器官并被利用, 去除棉鈴后,葉片光合產物的輸出量降低、利用量減少,進而在葉片中積累,因此葉片中淀粉和 蔗糖的含量增加。(4)由1、2兩圖信息可知,去除棉鈴后光合產物積累,而CO2固定速率降低,說 明葉片中光合產物的積累會抑制光合作用。(5)為驗證光合產物能抑制光合作用,需設置一組 及時運走光合產物的實驗組進行對照,即去除棉鈴(保證單一變量)且對部分葉片遮光處理(消 耗和利用未遮光葉片的光合產物),若未遮光葉片與只去除棉鈴植株的葉片相比,其光合產物 含量下降、光合速率上升,則可驗證上述結論是正確的。,B組 統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組 考點1 捕獲光能的色素和結構,1.(2019江蘇單科,17,2分)如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果,樣品分別為新鮮菠菜葉 和一種藍藻經液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是 ( ) A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素 B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液 C.在敞開的燒杯中進行層析時,需通風操作 D.實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素b,答案 D 本題以光合色素提取分離的相關知識為信息載體,考查了驗證簡單的生物學事實, 對實驗現象進行分析、解釋的能力;試題通過對實驗試劑、操作、結果的設問,體現了對科學 探究素養(yǎng)中的結果分析要素的考查。 光合色素提取過程中加入的CaCO3可保護葉綠素,過量不會破壞葉綠素,A錯誤;光合色素溶于 有機溶劑,層析液可用石油醚、丙酮和苯的混合物,也可用92號汽油,但不可用生理鹽水或磷酸 鹽緩沖液,B錯誤;實驗中要用棉塞塞緊盛有層析液的試管口,C錯誤;對比兩條濾紙條,可知藍藻 無葉綠素b,D正確。,2.(2017天津理綜,5,6分)葉綠體中的色素為脂溶性,液泡中紫紅色的花青苷為水溶性。以月季 成熟的紫紅色葉片為材料,下列實驗無法達到目的的是 ( ) A.用無水乙醇提取葉綠體中的色素 B.用水作層析液觀察花青苷的色素帶 C.用質壁分離和復原實驗探究細胞的失水與吸水 D.用光學顯微鏡觀察表皮細胞染色體的形態(tài)和數目,答案 D 本題考查綠葉中色素的提取與分離、細胞有絲分裂等相關知識。葉綠體色素為脂 溶性,可溶于有機溶劑,如無水乙醇,A可達到目的;花青苷為水溶性,類比葉綠體色素的分離方 法,可用水作層析液觀察花青苷的色素帶,B 可達到目的;質壁分離和復原實驗可用于探究細胞 的吸水和失水,C可達到目的;細胞中的染色質只在有絲分裂或減數分裂過程中形成染色體,而 表皮細胞無分裂能力,細胞中無染色體,D符合題意。,易錯警示 染色質與染色體是同種物質在細胞不同時期的兩種不同形態(tài)。在細胞分裂過程 中,染色質絲螺旋纏繞,成為染色體;在細胞分裂末期,染色體解螺旋恢復為染色質狀態(tài),而無分 裂能力的細胞中不出現染色體。,3.(2017課標全國,3,6分)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反 應(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是 ( ) A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應中ATP的合成 B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制 C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示 D.葉片在640660 nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的,答案 A 本題考查光合作用過程中光合色素的吸收光譜等相關知識。類胡蘿卜素不吸收紅 光,A錯誤。光合色素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制,B正確。光合 作用的作用光譜既可用O2的釋放速率隨光波長的變化來表示,也可用CO2的吸收速率隨光波 長的變化來表示,C正確。葉片在640660 nm波長光下只有葉綠素能吸收光能,進行光合作用, 釋放O2,D正確。,4.(2016課標全國,4,6分)關于高等植物葉綠體中色素的敘述,錯誤的是 ( ) A.葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中 B.構成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C.通常,紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D.黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的,答案 C 葉綠體中的色素是有機物,可溶于無水乙醇中,A正確;Mg2+是構成葉綠素的成分,可 由植物的根從土壤中吸收,B正確;一般情況下,光合作用所利用的光都是可見光,葉綠體中的色 素主要吸收紅光、藍紫光用于光合作用,C錯誤;葉綠素的合成需要光照,黑暗中生長的植物幼 苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的,D正確。,知識歸納 葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光等可見光。葉綠素的形成除需要有正常 基因外,還需要有光、水、適宜的溫度以及N、Mg等礦質元素。,5.(2015四川理綜,1,6分)下列在葉綠體中發(fā)生的生理過程,不需要蛋白質參與的是 ( ) A.Mg2+吸收 B.O2擴散 C.光能轉換 D.DNA復制,答案 B O2以自由擴散方式通過葉綠體的內膜和外膜,該過程不需要載體蛋白的參與;參與 Mg2+吸收的載體、催化光能轉換和DNA復制所需的酶均為蛋白質,故選B。,考點2 光合作用的原理及應用,1.(2019課標全國,3,6分)將一株質量為20 g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中,一段時 間后植株達到40 g,其增加的質量來自 ( ) A.水、礦質元素和空氣 B.光、礦質元素和水 C.水、礦質元素和土壤 D.光、礦質元素和空氣,答案 A 本題借助光合作用的原理與應用等知識,考查學生運用所學知識與觀點,對生物學 問題進行推理、判斷的能力;試題融合了組成生物體的元素、化合物及光合作用等相關知識, 體現了對生命觀念素養(yǎng)中物質與能量觀的考查。 該黃瓜幼苗質量增加部分可分為干重的增加和含水量的增加,干重增加量來源于從土壤中吸 收的礦質元素及利用CO2(空氣)和H2O合成的有機物。故選A。,2.(2017天津理綜,6,6分)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半,但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。如圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸收速率。敘述錯誤的是 ( ) A.光照強度低于P時,突變型的光反應強度低于野生型 B.光照強度高于P時,突變型的暗反應強度高于野生型 C.光照強度低于P時,限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度 D.光照強度高于P時,限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度,答案 D 本題考查影響光合作用的因素及光反應與暗反應的特點。光合作用的光反應與暗 反應相互制約,相互影響。從圖示可以看出,在曲線圖P點以前,野生型水稻光合速率大于突變 型,而P點后野生型水稻光合速率小于突變型,說明在P點前,野生型水稻光反應速率較高,P點 后,突變型水稻暗反應速率較高,A、B正確;在P點前和P點后至光飽和點前,突變型水稻光合速 率隨光照強度增加而增加,即限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度,當光照強度大 于光飽和點時,限制光合速率的主要因素是CO2濃度,C 正確,D 錯誤。,3.(2019江蘇單科,28,8分)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成,其合成過程及部分相關代謝途徑如圖所示。請回答下列問題: (1)合成酶R時,細胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息 到RNA上,RNA進入細胞質基質后 指導多肽鏈合成;在葉綠體中,參與大亞基肽鏈合成的RNA中,種類最多的是 。,(2)進行光合作用時,組裝完成的酶R需ATP參與激活,光能轉化為ATP中的化學能是在 上(填場所)完成的?；罨拿窻催化CO2固定產生C3化合物(C3-),C3-還原為三碳糖(C3- ),這一步驟需要 作為還原劑。在葉綠體中C3-除了進一步合成淀粉外,還必須合 成化合物X以維持卡爾文循環(huán),X為 。 (3)作為光合作用的重要成分,X在葉綠體中的濃度受多種因素調控,下列環(huán)境條件和物質代謝 過程,與X濃度相關的有 (填序號)。 外界環(huán)境的CO2濃度 葉綠體接受的光照強度 受磷酸根離子濃度調節(jié)的C3-輸出速度 酶R催化X與O2結合產生C2化合物的強度 (4)光合作用旺盛時,很多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中,假如以大 量可溶性糖的形式存在,則可能導致葉綠體 。,答案 (8分)(1)轉錄 tRNA (2)類囊體 H C5(五碳化合物) (3) (4)吸水漲破,解析 本題借助葉綠體內相關酶的合成及光合作用基本過程,考查考生運用獲取的圖示信息 解決生物學問題的能力;通過對暗反應過程中有關物質變化過程的分析,體現了對科學思維素 養(yǎng)中的歸納與概括要素的考查。 (1)基因表達過程中,遺傳信息通過轉錄過程由基因傳遞到mRNA上,rRNA、mRNA和tRNA參 與翻譯過程,參與大亞基肽鏈合成的RNA中,tRNA種類多于作為模板的mRNA和參與核糖體 組成的rRNA的種類數。(2)光能在類囊體膜上轉化為ATP中活躍的化學能。光反應過程中產 生的H將C3-還原為C3-,C3-在葉綠體中除進一步合成淀粉外,還必須合成C5用于再次參 與CO2的固定。(3)外界環(huán)境CO2濃度改變、葉綠體接受的光照強度改變將影響光合作用速率 進而影響C5含量,C3-在細胞中積累將抑制C3還原進而影響C5濃度,酶R催化C5與O2結合會消 耗C5而影響C5含量。(4)可溶性糖為小分子物質,若大量淀粉轉化為可溶性糖形式儲存在葉綠 體中,葉綠體則會因濃度過高而吸水漲破。 規(guī)律總結 影響光合速率的因素:光合作用是光驅動下的有機化學反應,常見的影響光合速率 的因素有光照強度、CO2濃度、溫度、水分和礦質元素的供應等。另外光合產物正常輸出也 是光合作用正常進行的基礎。若光合作用產物外運受阻,則C3還原將減慢,進而整個光合速率,也將減慢。,4.(2019課標全國,29,12分)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理, 該植物根細胞中溶質濃度增大,葉片中的脫落酸(ABA)含量增高,葉片氣孔開度減小。回答下 列問題。 (1)經干旱處理后,該植物根細胞的吸水能力 。 (2)與干旱處理前相比,干旱處理后該植物的光合速率會 ,出現這種變化的主要原因是 。 (3)有研究表明:干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。請以該 種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料,設計實驗來驗證這一結論。要求簡要 寫出實驗思路和預期結果。,答案 (1)增強 (2)降低 氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少 (3)取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度,經干旱處理后,再測定氣孔開度。預期 結果是干旱處理前后氣孔開度不變。 將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進行ABA處理,另一組 作為對照組,一段時間后,分別測定兩組的氣孔開度。預期結果是ABA處理組氣孔開度減小, 對照組氣孔開度不變。,解析 本題借助影響光合作用的因素的相關知識,考查考生設計實驗驗證簡單生物學事實的 能力;通過對氣孔開度減小原因的分析與探究,體現了科學探究素養(yǎng)中的方案探討要素。 (1)干旱處理后,該植物根細胞中溶質濃度增大,使根細胞的吸水能力增強。(2)干旱處理后,葉 片氣孔開度減小,從外界吸收的CO2減少,使該植物的光合速率降低。(3)要驗證干旱條件下A- BA引起氣孔開度減小,需要取ABA缺失突變體植株,在正常條件下測定其氣孔開度,經干旱處 理后,再測定其氣孔開度,預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變。再將上述干旱處理后的 ABA缺失突變體植株隨機分為兩組,一組不做處理(對照組),一組進行ABA處理(實驗組),在干 旱條件下培養(yǎng)一段時間后,測定兩組的氣孔開度,預期結果是實驗組氣孔開度減小,對照組氣孔 開度不變。,5.(2018課標全國,30,9分)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示。 回答下列問題: (1)當光照強度大于a時, 甲、乙兩種植物中,對光能的利用率較高的植物是 。 (2)甲、乙兩種植物單獨種植時,如果種植密度過大,那么凈光合速率下降幅度較大的植物是 ,判斷的依據是 。,(3)甲、乙兩種植物中,更適合在林下種植的是 。 (4)某植物夏日晴天中午12:00時葉片的光合速率明顯下降,其原因是進入葉肉細胞的 (填“O2”或“CO2”)不足。,答案 (1)甲 (2)甲 光照強度降低導致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大,種植密度過 大,植株接受的光照強度減弱,導致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大 (3)乙 (4)CO2,解析 本題考查光照強度對光合作用的影響及其規(guī)律。(1)曲線顯示,當光照強度大于a時,相同 光強下,甲植物凈光合速率較乙植物高,即此條件下甲植物對光能利用率較高。(2)種植密度較 大時,植株接受的光照強度較弱,曲線顯示,在光強減弱過程中,甲植物凈光合速率下降幅度較乙 大。(3)林下為弱光環(huán)境,曲線顯示,在弱光條件下,乙植物凈光合速率較甲植物高,故乙植物更適 合在林下種植。(4)氣孔是葉片水分散失和CO2進入葉片的通道。夏季晴天12:00,植物為減少蒸 騰作用失水量而關閉部分氣孔,同時也阻礙了CO2進入葉片,從而影響了葉片光合速率。,6.(2017江蘇單科,29,9分)科研人員對獼猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性進行了系列研 究。圖1為光合放氧測定裝置示意圖,圖2為不同光照條件下果肉隨時間變化的光合放氧曲 線。請回答下列問題: 圖1 圖2 (1)取果肉薄片放入含乙醇的試管,并加入適量 ,以防止葉綠素降解。長時間浸泡在乙 醇中的果肉薄片會變成白色,原因是 。 (2)圖1中影響光合放氧速率的因素有 。氧電極可以檢測反應液中 氧氣的濃度,測定前應排除反應液中 的干擾。,(3)圖1在反應室中加入NaHCO3的主要作用是 。若提高反應液中NaHCO3濃度,果肉 放氧速率的變化是 (填“增大”、“減小”、“增大后穩(wěn)定”或“穩(wěn)定后減 小”)。 (4)圖2中不同時間段曲線的斜率代表光合放氧的速率,對1520 min曲線的斜率幾乎不變的合 理解釋是 ;若在20 min后停止光照,則短時間內葉綠體中含量減少的 物質有 (填序號:C5 ATP H C3),可推測2025 min曲線的斜率為 (填“正值”、“負值”或“零”)。,答案 (1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、溫度、CO2(NaHCO3)濃度 溶解氧 (3)提供CO2 增大后穩(wěn)定 (4)光合產氧量與呼吸耗氧量相等 負值,解析 本題綜合考查了光合色素的提取原理和環(huán)境因素對光合速率的影響。 (1)CaCO3可中和果肉薄片細胞產生的有機酸,防止葉綠素降解;光合色素可溶于有機溶劑(如乙醇),所以果肉薄片長時間浸泡在乙醇中會因光合色素溶解而變成白色。 (2)圖1裝置中的光照強度、水浴室的溫度、NaHCO3的濃度(可提供不同濃度的CO2)均可影響光合速率;該實驗的因變量是反應液中溶解氧的濃度變化,所以測定前應除去反應液中原有的溶解氧,以排除其對實驗結果的影響。 (3)提高反應液中NaHCO3濃度即提高CO2濃度,可使光合速率先增大后穩(wěn)定。 (4)1520 min曲線的斜率幾乎不變,即光合放氧速率為0,說明光合產氧量與呼吸耗氧量相等;停止光照后,光反應產生的H和ATP減少,C5合成速率下降,短時間內C3合成速率不變但消耗減少,所以C3含量會增加;停止光照后光合速率下降,所以2025 min曲線的斜率為負值。,考點3 光合作用和細胞呼吸的綜合,1.(2015重慶理綜,4,6分)將題圖所示細胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強度下,細胞內外 的CO2和O2濃度在短時間內發(fā)生了相應變化。下列敘述錯誤的是 ( ) 適宜條件下懸浮培養(yǎng)的水稻葉肉細胞示意圖 A.黑暗條件下,增大、減小 B.光強低于光補償點時,、增大 C.光強等于光補償點時,、保持不變 D.光強等于光飽和點時,減小、增大,答案 B 當光強低于光補償點或黑暗條件下,水稻葉肉細胞消耗胞外和胞內O2,釋放CO2,故 增大,減小;當光強等于光補償點時,水稻葉肉細胞呼吸速率等于光合作用速率, 保持不變;當光強等于光飽和點時,水稻葉肉細胞光合作用速率大于細胞呼吸速率,減 小,增大。,2.(2019課標全國,31,11分)回答下列與生態(tài)系統(tǒng)相關的問題。 (1)在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產者的能量來自 ,生產者的能量可以直接流向 (答出2點即可)。 (2)通常,對于一個水生生態(tài)系統(tǒng)來說,可根據水體中含氧量的變化計算出生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物 的總初級生產量(生產者所制造的有機物總量)。若要測定某一水生生態(tài)系統(tǒng)中浮游植物的總 初級生產量,可在該水生生態(tài)系統(tǒng)中的某一水深處取水樣,將水樣分成三等份,一份直接測定O2 含量(A);另兩份分別裝入不透光(甲)和透光(乙)的兩個玻璃瓶中,密閉后放回取樣處,若干小時 后測定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。據此回答下列問題。 在甲、乙瓶中生產者呼吸作用相同且瓶中只有生產者的條件下,本實驗中C與A的差值表示這 段時間內 ;C與B的差值表示這段時間內 ;A與B的差值表示這段時間內 。,答案 (1)太陽能 初級消費者、分解者 (2)生產者凈光合作用的放氧量 生產者光合作用 的總放氧量 生產者呼吸作用的耗氧量,解析 本題主要借助光合作用與細胞呼吸相關知識,考查考生對實驗現象的分析,并對收集到 的數據進行處理的能力;試題設置的“黑白瓶”實驗對照,體現了對科學探究素養(yǎng)中結果分析 要素的考查。 (1)生產者通過光合作用將太陽能轉化成化學能,固定在所制造的有機物中,生產者制造的有機 物中的能量可以通過被初級消費者攝入而直接流向初級消費者,其殘枝敗葉和初級消費者糞 便(屬于生產者的同化量)中的能量可直接流向分解者。(2)此為“黑白瓶法”測定植物的光 合速率,A為甲、乙兩瓶中O2起始含量,甲瓶不透光,生產者只進行呼吸作用,若干小時后測定甲 瓶中O2含量為B,A與B的差值為這段時間內生產者呼吸作用消耗的O2量;乙瓶透光,生產者既進 行光合作用又進行呼吸作用,若干小時后測定乙瓶中O2含量為C,C與A的差值表示這段時間內 生產者凈光合作用釋放的O2量;乙瓶與甲瓶中的O2含量進行比較,C與B的差異是由生產者的光 合作用造成的,所以C與B的差值表示這段時間內生產者光合作用的總放氧量(產生O2量)。,3.(2018江蘇單科,29,9分)如圖為某植物葉肉細胞中有關甲、乙兩種細胞器的部分物質及能量 代謝途徑示意圖(NADPH指H),請回答下列問題: (1)甲可以將光能轉變?yōu)榛瘜W能,參與這一過程的兩類色素為 ,其 中大多數高等植物的 需在光照條件下合成。 (2)在甲發(fā)育形成過程中,細胞核編碼的參與光反應中心的蛋白,在細胞質中合成后,轉運到甲 內,在 (填場所)組裝;核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉運到甲 內,在 (填場所)組裝。,(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下,可被氧化為 后進入乙,繼而在乙的 (填場所)徹底分解成CO2;甲中過多的還原能可通過物質轉化,在細胞質中合成NADPH, NADPH中的能量最終可在乙的 (填場所)轉移到ATP中。 (4)乙產生的ATP被甲利用時,可參與的代謝過程包括 (填序號)。 C3的還原 內外物質運輸 H2O裂解釋放O2 酶的合成,答案 (1)葉綠素、類胡蘿卜素 葉綠素 (2)類囊體膜上 基質中 (3)丙酮酸 基質中 內 膜上 (4),解析 本題主要考查葉綠體和線粒體的結構和功能以及光合作用和呼吸作用的過程。(1)甲 為葉綠體,甲中能將光能轉化為化學能的色素有葉綠素和類胡蘿卜素,其中大多數高等植物葉 綠素的合成需要光。(2)參與光反應中心的蛋白分布于葉綠體的類囊體膜上,參與催化CO2固 定的酶分布于葉綠體的基質中。(3)由甲(葉綠體)輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下,可被氧 化為丙酮酸后進入乙(線粒體),在線粒體的基質中被徹底分解成CO2;甲中過多的還原能可通 過物質轉化,在細胞質中合成NADPH,其中的能量最終可在乙(線粒體)的內膜上經有氧呼吸的 第三階段轉移到ATP中。(4)由圖知,乙(線粒體)產生的ATP可被甲(葉綠體)內的耗能過程利用, C3的還原、內外物質的主動運輸、酶的合成均消耗ATP,H2O裂解釋放O2的過程屬于光反應, 可以合成ATP。,4.(2018課標全國,30,8分)為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性,某同學選取來 自樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率,結果如圖所示。據圖回答問題:,(1)從圖可知,A葉片是樹冠 (填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據是 。 (2)光照強度達到一定數值時,A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,則凈光合速 率降低的主要原因是光合作用的 反應受到抑制。 (3)若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過程中,常用的有機溶劑是 。,答案 (1)下層 A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片 (2)暗 (3)無水 乙醇,解析 (1)樹冠上層葉片適宜接受強光照,下層葉片適宜接受弱光照,故樹冠下層葉片的光飽和 點較低,即A來自樹冠下層。(2)根據題意,測得放氧速率不變,說明光反應速率不變,但其凈光 合速率下降,主要原因是光合作用的暗反應受到了抑制。(3)常用于葉綠體色素提取的有機溶 劑是無水乙醇。,知識拓展 植物“三率”間的內在關系 (1)呼吸速率:植物非綠色組織或綠色組織在黑暗條件下測得的值單位時間內一定量組織 的CO2釋放量或O2吸收量。 (2)凈光合速率:植物綠色組織在“有光”條件下測得的值單位時間內一定量葉面積吸收 的CO2量或釋放的O2量。 (3)真正(總)光合速率=凈光合速率+呼吸速率。,5.(2017課標全國,29,9分)如圖是某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。 據圖回答下列問題: (1)圖中、代表的物質依次是 、 、 、 ,H代表 的物質主要是 。 (2)B代表一種反應過程,C代表細胞質基質,D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過程,還發(fā)生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以轉化成酒精,出現這種情況的原因是 。,答案 (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:還原型輔酶) (2)C和D (3)在缺氧條 件下進行無氧呼吸,解析 本題考查光合作用和呼吸作用的相關知識。(1)根據題目示意圖可知,過程A和B分別代 表光合作用的光反應和暗反應,是水光解的產物且不參與暗反應,為O2,和分別是合成 NADPH、ATP的原料,即是NADP+、是ADP和Pi,參與CO2的固定,為C5。H參與了有 氧呼吸過程,為還原型輔酶(NADH)。(2)在植物葉肉細胞中產生ATP的場所有細胞質基 質、線粒體、葉綠體類囊體薄膜,即除了A過程,ATP的合成還發(fā)生在C和D。(3)C中的丙酮酸 可以轉化為酒精,是因為細胞質基質中存在與無氧呼吸過程相關的酶,在缺氧條件下葉肉細胞 可以發(fā)生無氧呼吸。,知識拓展 H的生成及種類 光合作用中的H是NADPH,呼吸作用中的H是NADH;H包括光合作用和呼吸作用中所生 成的不同類型的還原態(tài)氫,因此,不能簡單地認為H等同于NADPH。盡管H類型不同,其作 用對象也不同NADPH作用對象為三碳化合物(一般寫作C3),NADH作用對象為O2,但它們都 屬于強還原性物質,從這個角度又可將它們統(tǒng)稱為H。,6.(2017課標全國,30,9分)植物的CO2補償點是指由于CO2的限制,光合速率與呼吸速率相等 時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的。回答下列問題: (1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中,適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現 兩種植物的光合速率都降低,原因是 。甲種植物凈光合速率為0時,乙種植物凈 光合速率 (填“大于0”“等于0”或“小于0”)。 (2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中,照光培養(yǎng)一段時間后,發(fā)現植物的有 氧呼吸增加,原因是 。,答案 (1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量,使密閉小室中CO2濃度 降低,光合速率也隨之降低 大于0 (2)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增 加,而O2與有機物分解產生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié),所以當O2增多時,有 氧呼吸會增加,解析 該題主要考查影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素。(1)甲、乙植物在同一密閉小室 中適宜條件下照光培養(yǎng),植物進行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量,因此密閉 小室中的CO2濃度降低,植物的光合速率也隨之降低;甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的, 當甲種植物凈光合速率為0時,對應的CO2濃度大于乙種植物的CO2補償點,故乙種植物凈光合 速率大于0。(2)在光照條件下植物進行光合作用釋放O2,使小室中的O2濃度升高,而有機物分 解產生的NADH在有氧呼吸第三階段中需與O2結合而形成水,所以O2增多時,有氧呼吸會增加。,易錯警示 回答物質含量變化的原因時,需從物質的產生和物質的消耗兩個角度來分析。,C組 教師專用題組,1.(2016天津理綜,2,6分)在適宜反應條件下,用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后,突然改 用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質,組合正確的 是 ( ) A.紅光,ATP下降 B.紅光,未被還原的C3上升 C.綠光,H下降 D.綠光,C5上升,答案 C 植物光合作用主要利用的是紅光和藍紫光,對綠光的利用很少。突然改用光照強 度與白光相同的紅光照射后,光反應速率加快,產物H和ATP上升,進而C3的還原過程加快,未 被還原的C3下降,A、B項錯誤;而改用光照強度與白光相同的綠光照射后,光反應速率減慢,產 物H和ATP下降,進而C3的還原過程減慢,C5下降,C項正確、D項錯誤。,2.(2016四川理綜,5,6分)三倍體西瓜由于含糖量高且無籽,備受人們青睞。如圖是三倍體西瓜 葉片凈光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)與胞間CO2濃度(Ci)的日變化曲線,以下分析正確的 是 ( ) A.與11:00時相比,13:00時葉綠體中合成C3的速率相對較高 B.14:00后葉片的Pn下降,導致植株積累有機物的量開始減少,C.17:00后葉片的Ci快速上升,導致葉片暗反應速率遠高于光反應速率 D.葉片的Pn先后兩次下降,主要限制因素分別是CO2濃度和光照強度,答案 D 與11:00時相比,13:00時葉片凈光合速率下降,此現象是因13:00時氣孔關閉導致吸 收CO2減少引起的“光合午休”,此時葉綠體中合成C3的速率相對較低,A項錯誤;14:00后葉片 的Pn下降,但仍大于零,植株積累有機物的量仍在增多,B項錯誤;17:00后因光照強度的降低,光 反應減弱,產生的H和ATP均減少,暗反應速率也降低,C項錯誤;Pn第一次下降,是因氣孔關閉, CO2濃度限制了光合速率,Pn第二次下降是光照強度降低引起的,D項正確。,疑難突破 依據光合作用原理,弄清圖示中Pn兩次下降的原因是解答本題的關鍵。,3.(2016四川理綜,1,6分)葉肉細胞內的下列生理過程,一定在生物膜上進行的是 ( ) A.O2的產生 B.H2O的生成 C.H的消耗 D.ATP的合成,答案 A 葉肉細胞內O2是在光合作用的光反應階段產生的,光反應的場所是葉綠體的類囊 體薄膜,A項符合題意;在核糖體上氨基酸經脫水縮合形成肽鏈的過程中能產生H2O,核糖體為 無膜細胞器,B項不符合題意;光合作用中H的消耗發(fā)生在葉綠體基質中,沒有在生物膜上,C項 不符合題意;葉肉細胞有氧呼吸的第一、二、三階段均能合成ATP,第一、二階段分別在細胞 質基質和線粒體基質中進行,第三階段在線粒體內膜上進行,D項不符合題意。,疑難突破 識記生物體各主要生理過程中的物質變化及發(fā)生部位是解答本題的關鍵。,4.(2015海南單科,24,2分)將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內,在適宜條件下光 照培養(yǎng)。從照光開始,凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0,之后保持不變。在上述整 個時間段內,玻璃容器內CO2濃度表現出的變化趨勢是 ( ) A.降低至一定水平時再升高 B.降低至一定水平時保持不變 C.持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài) D.升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定,答案 B 本題主要考查密閉容器中植物光合速率和呼吸速率的分析等相關知識。由題干信 息可知,從照光開始,凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0的過程中,光合速率大于呼吸 速率,植物需要不斷從外界吸收CO2,因此玻璃容器內CO2濃度不斷降低。在凈光合速率為0且 之后保持不變過程中,植物真(正)光合速率等于呼吸速率,CO2濃度保持不變,B正確,A、C、D 錯誤。,3.(2014課標全國,2,6分,0.735)正常生長的綠藻,照光培養(yǎng)一段時間后,用黑布迅速將培養(yǎng)瓶 罩上,此后綠藻細胞的葉綠體內不可能發(fā)生的現象是 ( ) A.O2的產生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP值下降 D.NADPH/NADP+值下降,答案 B 用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上,導致綠藻細胞葉綠體內的光反應停止,不再產生O2、 ATP和NADPH,使ATP/ADP、NADPH/NADP+值下降,A、C、D正確;光反應停止,使暗反應中 的C3還原受阻,導致C5含量減少,從而使CO2的固定減慢,B錯誤。,5.(2016課標全國,29,10分)為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合 作用的影響,某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組,1組在田間生長作為對照 組,另4組在人工氣候室中生長作為實驗組,并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。于 中午12:30測定各組葉片的光合速率,各組實驗處理及結果如表所示:,回答下列問題: (1)根據本實驗結果,可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是 ,其依據 是 ;并可推測, (填“增加”或“降低”)麥 田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。 (2)在實驗組中,若適當提高第 組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率,其原因是 。 (3)小麥葉片氣孔開放時,CO2進入葉肉細胞的過程 (填“需要”或“不需要”)載體蛋 白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。,答案 (1)濕度(或答相對濕度)(1分) 在相同溫度條件下,相對濕度改變時光合速率變化較大 (2分,其他合理答案可酌情給分) 增加(1分) (2)四(1分) 該實驗組的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度(3分,其他合理答案可酌情給分) (3)不需要 不需要(每空1分,共2分),解析 本題主要考查影響光合速率的因素及