1、专题四 光合作用与细胞呼吸 课堂考点 突破 考点2 光合作用 真题重做1(2017高考全国卷)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A 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解析：选A。A错：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能。B对：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对：题干中给出“光
2、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”，光合作用吸收CO2、释放O2，O2的释放意味着CO2的吸收。D对：640660 nm波长光正好是叶绿素的吸收区，故叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的。2(2014高考全国卷)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()AO2的产生停止 BCO2的固定加快CATP/ADP比值下降DNADPH/NADP比值下降B 解析：选B。正常生长的绿藻，照光培养一段时间，说明绿藻可以正常进行光合作用，用黑布遮光后，改变了绿藻光合作用的条件
3、，此时光合作用的光反应停止，光反应的产物O2、ATP和H(即NADPH)停止产生，所以A、C、D项所叙述现象会发生；光照停止，暗反应中C3还原受影响，C5减少，CO2的固定减慢，B项所叙述现象不会发生。3(2015高考全国卷)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
4、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。解析：
5、(1)C组的光合作用时间仅仅是D组的一半，但C组光合作用产物的相对含量与D组相差很少，可以判断C组单位光照时间内植物合成有机物的量高于D组。C组和D组的结果对照说明黑暗处理时也进行光合作用，即光合作用过程中某些反应不需要光照，该反应指的是暗反应，进行暗反应的场所是叶绿体基质。(2)比较A、B、C三组可以看出，三组的光照和黑暗交替频率不同，交替频率增加可使光照下产生的ATP和还原型辅酶及时利用和再生，从而提高光合作用中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4(2016高考全国卷
6、)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”)。(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
7、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_。解析：(1)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度低于a时，随光照强度的增加，光合作用强度逐渐升高，说明限制其光合作用强度的主要因素为光照强度。(2)根据图示信息，对于甲组植物而言，当光照强度高于b时，随光照强度的增加，光合作用强度不变，说明受其他环境因素的限制。由于光合作用需要不断消耗环境中的CO2，故提高CO2浓度可使b光照强度下甲组的光合作用强度升高。(3)由题目信息可知，乙组和甲组是同一种植物，只是环境中的光照强度不同，虽然乙组植物在低光照环境中的光合作用强度低，但其子代在模拟自然光照下其光合作用强度仍然能够
8、升高，说明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。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5(2017高考全国卷)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
9、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_。解析：(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，刚开始时小室内CO2浓度较高，光合作用强度大于呼吸作用强度，一段时间后，CO2浓度降低，暗反应受阻，进而使两种植物的光合速率都降低。甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此当甲种植物的光合速率为0时，CO2浓度达到甲种植物的CO2补偿点，此时乙种植物光合作用强度仍大于呼吸作用强度，净光合速率大于0。(2)将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，该小室内是有CO2的，植物可以进行光合作用，甲种植物在光下进行光合作用释放
10、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。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，有氧呼吸会增加核心提炼1滤纸条上色素带分析：2光合作用的过程：(1)光反应。场所：叶绿体类囊体薄膜。物质变化。水的光解：H2O光HO2ATP的合成：ADPPi酶ATP能量变化：光能活跃的化学能。(2
11、)暗反应。场所：叶绿体基质。物质变化。CO2的固定：CO2C5酶2C3C3的还原：2C3 酶H、ATP(CH2O)(或C5)能量变化：活跃的化学能稳定的化学能。3叶绿体吸收光能的两大作用：(1)把H2O分解为O2和H；(2)合成ATP。4光合作用两大过程的联系：(1)光反应为暗反应：提供ATP和H；(2)暗反应为光反应：提供ADP和Pi。5光照强度和CO2浓度变化对C3、C5含量的影响：6影响光合作用的环境因素:(1)光照强度(如图甲)原理：影响光反应阶段 ATP、H的产生。分析P 点的限制因素外因：温度、CO2浓度内因：色素含量、酶的数量和活性(2)CO2浓度(如图乙)原理：影响暗反应阶段C
12、3的生成。分析P点的限制因素外因：温度、光照强度内因：酶的数量和活性、色素含量(3)温度(如图丙)原理：通过影响酶的活性而影响光合作用。分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。1光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。2叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。3蓝藻没有叶绿体，在细胞质中进行光合作用。4叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和核糖体。5液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。6光反应停止暗反应停止。7在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质和线粒体基质。题型突破题组一 光合作用色素、结构及过程1(2016高考全国卷)关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是
13、()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C 解析：选C。提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，A项正确。叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤溶液中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收，B项正确。叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光，C项错误。叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，黑暗中生长的植物幼苗叶片
14、主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色，D项正确。2(2016高考江苏卷)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果，否则叶绿素条带会很快随溶液挥发消失B 解析：选B。应该在研磨叶片前加入碳酸钙，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光合色素，B项正确；鲜菠菜中含有较多水分，因此不能为获得10 mL提取液而一次性加入10 m
15、L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。3(2017菏泽二模)玉米的叶片中有两种叶绿体A、B分别在两类不同的细胞中，A叶绿体具有基粒，B叶绿体没有基粒。请回答下列问题：(1)A叶绿体中的基粒是由_构成的，其上含有大量_和与光合作用相关的酶。(2)若将含A叶绿体和含B叶绿体的细胞分离培养，在适宜环境中，一定光照强度下照射相同时间，用碘液染色均不变色；若将两种细胞混合培养，重复上述实验，发现只有含B叶绿体细胞变蓝。由实验可知，B叶绿体中进行的能量转化是_。如果在混合培养时加入一定量H 182O，在适宜光照条件下，一定时间后只有含_(A叶绿体、B叶绿体)的细胞释放出1
16、8O。以上现象说明：玉米的光合作用过程是由_共同完成。解析：本题的考查用义将课本在叶绿体内的光合作用两过程迁移到A、B两类叶绿体中进行。由题意知玉米叶片中，A叶绿体只能进行光反应，而B叶绿体只能进行暗反应。答案：(1)类囊体(或类囊体薄膜)光合色素(2)活跃的化学能转化为稳定的化学能A 叶绿体A 叶绿体和 B 叶绿体1光反应为暗反应提供ATP和H，暗反应为光反应提供ADP和Pi。2光反应停止暗反应无法进行，暗反应停止光反应也因产物的积累而停止。题组二 影响光合作用的环境因素1(2016高考全国卷)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
17、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1230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。解析：(1)根
18、据表格信息可知，对照组、实验组一、实验组二在相同温度条件下，相对湿度改变时光合速率变化较大；实验组二、实验组三、实验组四在相同湿度条件下，随温度的变化，光合速率变化不大。因此可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是湿度。根据上述结论，增加麦田环境的相对湿度可提高小麦的光合速率，降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)与实验组四相比，实验组三的温度高6，光合速率有所提高，说明实验组四的环境温度未达到光合作用的最适温度，故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是自由扩散，不需要载体蛋白，不需要消耗ATP。答案：(1)湿度(或相对湿度)在相同温度条件下，相
19、对湿度改变时光合速率变化较大 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(3)不需要 不需要2(2017山东烟台一模)在一定浓度的CO2和适宜的温度(25)条件下，测定某植物在不同光照条件下的光合速率，结果如表，据表中数据回答问题：光合速率等于呼吸速率时的光照强度(光补偿点)光饱和时的光照强度光饱和时的CO2吸收量黑暗条件下CO2释放量3千勒克斯9千勒克斯32 mg/100 cm2叶h8 mg/100cm2叶h(1)本实验的实验变量是_。光照条件下该植物叶肉细胞能产生ATP的场所有_。当光照强度超过9千勒克斯时，植物合成葡萄糖的量为_mg/100cm2叶h(精确到0.1)。若其他
20、条件保持不变，适当提高CO2浓度，该植物的光补偿点_(大于、等于或小于)3千勒克斯。(6CO212H2O光叶绿体C6H12O66O26H2O)(2)上图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。测定叶绿素含量需先用_(填溶剂名称)提取叶片中的色素。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_增强对弱光的适应能力。解析：(1)实验变量是指自变量，在本实验中人为改变的变量是光照强度，也就是说自变量是光照强度。光照条件下，植物叶肉细胞既进行有氧呼吸也进行光合作用，光合作用产生ATP在叶绿体中，有氧呼吸产生ATP在细胞质基质和线粒体中
21、。光合作用中光照强度大于或等于9千勒克斯时二氧化碳的利用量为32840(mg/100cm2叶h)，根据光合作用的反应式6CO212H2O光叶绿体C6H12O66H2O6O2，推算出葡萄糖的合成量为：(4044)618027.3。适当提高二氧化碳浓度后，在3千勒克斯光照下，植物的光合速率会大于呼吸速率，因此光补偿点小于3千勒克斯。(2)光合色素易溶于有机溶剂，一般选用无水乙醇提取；在滤纸条上，叶绿素a位于叶绿素b的上方，说明叶绿素a在层析液中溶解度较大；根据图中数据，可以推断随着遮光度的增加，叶绿素含量增加。答案：(1)光照强度 叶绿体、细胞质基质和线粒体 27.3 小于(2)无水乙醇(或丙酮)叶绿素 a 增加叶绿素含量深入认识影响光合作用的“限制因素”1限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。2限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。