1、知识点5 光合作用1.(2014海南高考T6)下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述,错误的是()A.两种叶片都能吸收蓝紫光 B.两种叶片中均含有类胡萝卜素C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素a D.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP【解题指南】(1)关键知识:捕获光能的色素类型。(2)隐含信息:绿叶中四种色素(叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素)的功能。选D。本题主要考查绿叶中四种色素的功能。A项中,叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,故A项正确。B项中,生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片都含类胡萝卜素,故B项正确。C项中,黄绿色叶片只是叶绿素a的含量少,而叶绿素b的含量多
2、致使叶片呈现黄绿色,故C项正确。D项中,黄绿色叶片的叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,在光反应中也会产生ATP,故D项错误。2.(2014海南高考T7)关于小麦光合作用的叙述,错误的是()A.类囊体膜上产生的ATP可用于暗反应 B.夏季晴天光照最强时,小麦光合速率最高C.进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原 D.净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长【解题指南】(1)题干关键词:“光合作用”。(2)关键知识:光合作用的过程、净光合速率的含义理解。选B。本题主要考查光合作用过程中的相关知识。A项中,类囊体膜上产生的ATP用于暗反应,故A项正确。B项中,夏季晴天光照最强时,小麦叶片的气孔关闭出
3、现午休现象,导致光合作用的原料减少,小麦光合速率反而下降,故B项错。C项中,进入叶绿体的CO2不能被NADPH直接还原,而是首先与C5结合形成C3,此过程为CO2的固定,故C项正确。D项中,净光合速率长期为零时,没有光合产物的积累,会导致幼苗停止生长,故D项正确。3.(2014海南高考T9)将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是()A.植物为鱼的生存提供氧气 B.鱼可为植物的光合作用提供CO2C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物 D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡【解题指南】(1)题干关键词:“玻璃缸”“光照、温度等适
4、宜”。(2)关键知识:光合作用、呼吸作用的外界影响因素。(3)隐含知识:生态系统中的能量流动特点。选C。本题主要考查光合作用和呼吸作用的相关知识。A项中,植物和小鱼共处于一个生存环境(玻璃缸中),植物通过光合作用释放氧气供鱼呼吸,故A项正确。B项中,鱼通过呼吸作用释放CO2为植物的光合作用提供原料,故B项正确。C项中,生态系统中能量流动是单向的,只能从低营养级流向高营养级,即从植物到鱼,不能从鱼到植物,故C项错。D项中,若该玻璃缸长期置于黑暗中,植物不能进行光合作用释放氧气,鱼因为缺氧窒息而死,植物由于只有呼吸消耗没有有机物的积累而“饿”死,故D项正确。4.(2014天津高考T2)右图是细胞中
5、糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()A.过程只在线粒体中进行,过程只在叶绿体中进行 (CH2O)+O2CO2+H2O+能量B.过程产生的能量全部储存在ATP中C.过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD.过程和中均能产生H,二者还原的物质不同【解题指南】(1)图示信息:过程表示糖类的彻底氧化分解,是有氧呼吸;过程表示有机物的生成,是光合作用。(2)关键知识:线粒体是有氧呼吸的主要场所、有些原核生物无叶绿体也能进行光合作用、H和O2生成H2O。选D。本题考查呼吸作用和光合作用的过程。过程为有氧呼吸过程,真核细胞的反应场所是细胞质基质和线粒体,过程为光合作用,绿色植物在叶绿体中进行,
6、蓝藻无叶绿体也能进行光合作用,故A项错误;有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,故B项错误;光合作用所产生的糖类中的氧来自CO2,故C项错误;过程和都能产生H,前者产生的H与氧结合产生水并释放大量能量,后者产生的H用于C3的还原,故D项正确。5.(2014四川高考T6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如下图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是()A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑
7、树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作【解题指南】(1)图示信息:图中各条曲线均为光照强度对光合速率的影响,比较每种植物的两条曲线可知,同一光照强度下单作和间作对该植物光合速率的影响。(2)关键知识:图中曲线与纵轴的交点表示呼吸强度,与横轴的交点表示光补偿点,光合速率不再增大时的光照强度即为光饱和点。选D。本题考查光合速率的影响因素。A项中,图中各条曲线与纵轴的交点值代表呼吸强度,比较该值可知,间作时两种植物的呼吸强度都受到了影响,故A项错误;B项中,比较大豆的单作与间作曲线,大豆的光饱和点较单作时减小,故B项错误;C项中,分析大豆的两条曲线,
8、两条曲线相交前,即大豆在低光强时的光合速率较单作时高,故C项错误;D项中,大豆开始积累有机物是指图中曲线与横坐标的交点之后,大豆的单作所需的最低光照强度较大,故D项正确。6.(2014新课标全国卷T2)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()A.O2的产生停止 B.CO2的固定加快 C.ATP/ADP比值下降 D.NADPH/NADP+比值下降【解题指南】(1)题干关键词:“正常生长”“用黑布”“将培养瓶罩上”。(2)隐含信息:绿藻细胞光合作用过程中突然停止光照,直接影响光反应阶段。选B。本题主要考查光合作用过程中光反应阶段与暗反
9、应阶段相关物质的变化。A项中,由于用黑布将培养瓶罩住,绿藻细胞光合作用过程中光反应停止,O2的产生停止,正确。C、D项中,光反应停止,NADPH和ATP的产生停止,而暗反应阶段继续消耗ATP生成ADP,ATP/ADP比值下降;暗反应阶段C3的还原继续消耗NADPH生成NADP+,使NADPH/NADP+比值下降,C、D正确。B项中,暗反应阶段会因为光反应阶段的停止,供应ATP与NADPH停止,使C3的还原速度减慢,C3在叶绿体内积累而导致CO2的固定速度减慢,错误。7.(2014新课标全国卷T6)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是()A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 B.光合作用中
10、叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量【解题指南】(1)隐含信息:人体在剧烈运动时以有氧呼吸为主,同时进行无氧呼吸提供能量;核酸的复制需要能量。(2)关键知识:光合作用的过程、细胞呼吸的方式、病毒的生理特点。选C。本题主要考查光合作用和呼吸作用有关的知识。A项中,ATP是由ADP和磷酸合成的,所以磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物,正确。B项中,光合作用中吸收光能是由色素蛋白复合体来完成的,此过程不需要酶的参与,正确。C项中,人体在剧烈运动时,氧气供应不能满足要求,细胞会进行无氧呼吸,此时乳酸是其产物而不是
11、反应物,乳酸不会被分解释放能量,错误。D项中,病毒核酸的复制是在宿主细胞内完成的,所需能量由宿主细胞呼吸作用提供,正确。8.(2014新课标全国卷T29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题:(1)当CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为。CO2浓度在ab之间时,曲线表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是 。(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测,在温室中,若要采取
12、提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑 这一因素的影响,并采取相应措施。【解题指南】(1)关键知识:净光合速率=光合速率-呼吸速率。(2)图示信息:坐标图中净光合速率小于0时,光合速率小于呼吸速率;净光合速率为0时,光合速率=呼吸速率;净光合速率大于0时,光合速率大于呼吸速率。本题考查环境因素对光合速率的影响。(1)图中CO2浓度为a时,高光强(曲线A)下的纵坐标为0,即净光合速率为0;CO2浓度在ab之间时,曲线A、B、C均表现为上升,即净光合速率均随CO2浓度的增高而增高。(2)CO2浓度大于c时,高光强条件下(曲线A)的净光合速率仍然能够随着CO2浓度的增加而增加,由此
13、可知限制B、C净光合速率增加的环境因素是光强。(3)CO2浓度小于a时,3种光强下,净光合速率均小于0,即呼吸速率大于光合速率,也就是说呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)图中CO2浓度和光强会影响净光合速率从而影响植物的产量,故为提高植物的产量,应综合考虑CO2浓度和光强对植物产量的影响。答案:(1)0A、B和C(2)光强(3)大于(4)光强9.(2014福建高考T26)氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成H和O2,H可参与暗反应,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使H转变为氢气。(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的。(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵
14、衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。实验结果:B组A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有作用。为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,其培养液为 和 。(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因 。(4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是,因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。【解题指南】(1)关键知识:实验设计中应遵循单因子变量原则和等量原则设置对照实验。(2)隐含
15、信息:低氧时,产氢酶活性提高,使H转变为氢气,使暗反应减弱,光合作用减弱,莱茵衣藻生长不良;自然条件下,产氢酶活性被氧气抑制,莱茵衣藻不产氢。本题考查光合作用光反应和暗反应的过程和场所,以探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响为依托考查实验设计的相关知识。(1)光合作用分光反应和暗反应,光反应吸收光能,其场所是叶绿体的类囊体薄膜。(2)完全培养液的A组即标准对照组,与B组缺硫的实验组相比,结果是产氢总量B组A组,即B组缺硫组产氢多,说明缺硫促进产氢。实验设计中应遵循单因子变量原则和等量原则。在探究CCCP的有无对莱茵衣藻产氢的影响时,可设置完全培养液和加CCCP的培养液两个培养实验,为
16、探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,可在此基础上再设置添加CCCP的缺硫培养液的培养实验。(3)结合题意,根据光合作用的全过程,若反应产氢,会导致光反应产生的H减少,那么暗反应中C3(CH2O)减弱,导致还原产物(有机物)减少,莱茵衣藻生长不良。(4)莱茵衣藻的产氢酶对氧气极为敏感,当有氧气存在时抑制了产氢酶的活性,使氢产生减少。答案:(1)类囊体薄膜(2)促进添加CCCP的完全培养液添加CCCP的缺硫培养液(3)莱茵衣藻光反应产生的H转变为H2,参与暗反应的H减少,有机物生成量减少(4)氧气抑制产氢酶的活性10.(2014安徽高考T29).某课题小组研究红光与蓝光对花
17、生幼苗光合作用的影响,实验结果如图所示。(注:气孔导度越大,气孔开放程度越高)(1)与15 d幼苗相比,30 d幼苗的叶片净光合速率。与对照组相比,光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是 。(2)叶肉细胞间隙CO2至少需要跨层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。(3)某同学测定30 d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1 mgg-1、3.9 mgg-1和4.1 mgg-1。为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是。【解题指南】.(1)隐含信息:光照强度通过影响光反应影响光合作用,气孔导度影响CO2的吸收,影响暗反应。(2)图示信息:图中纵坐标的
18、含义是光照强度下气孔导度大,光合速率高。.本题考查光合作用的过程、影响光合作用的因素等知识。(1)与15 d幼苗相比,30 d幼苗的CO2吸收量更大,净光合速率更高。与对照组相比,蓝光处理组的胞间CO2浓度更低,吸收的CO2更多,对CO2的利用率更高。(2)CO2固定部位在叶绿体基质,因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜(即3层磷脂双分子层)才能到达CO2固定的部位。(3)为了增加实验数据的可信度,应该进行多组平行重复实验,并取平均值。答案:.(1)高蓝蓝光促进了气孔开放,CO2供应充分,暗反应加快(2)3(3)随机取样进行重复测定11.(9分)(2014全国卷
19、T31)植物的光合作用受多种因素的影响。回答下列问题:(1)如图表示了对某种C3植物和某种C4植物的影响。当光照强度大于p时,C3植物和C4植物中光能利用率高的是植物。通常提高光能利用率的措施有增加的面积,补充气体等。(2)在光合作用过程中,C4植物吸收的CO2被固定后首先形成化合物。(3)C3植物光合作用的暗反应需要光反应阶段产生的ATP和NADPH,这两种物质在叶绿体内形成的部位是。NADPH的中文简称是,其在暗反应中作为剂,用于糖类等有机物的形成。【解题指南】(1)关键知识:C3植物和C4植物内C的移动途径。C3植物:CO2C3(CH2O)。C4植物:CO2C4C3(CH2O)。(2)图
20、示信息:横坐标光照强度;纵坐标光合作用强度;p点C3植物的光饱和点。本题考查影响光合作用的多种因素。(1)根据图示的横、纵坐标可知,该图表示了光照强度对C3和C4植物光合作用强度的影响;光照强度为p时,C3植物已达到光的饱和点,而此时C4植物还没有达到光的饱和点,因此光照强度大于p时,C4植物对光能的利用率更高;在一定光照强度下,可通过增加光合作用的面积、提高CO2的浓度来提高光能利用率。(2)与C3植物不同的是,C4植物具有C4途径,其吸收的CO2被PEP固定后首先形成C4(四碳化合物)。(3)因为光反应发生在囊状结构薄膜上,因此ATP和NADPH也在该部位形成,其中NADPH又称为还原型辅
21、酶,在暗反应中作为还原剂。答案:(1)光照强度光合作用强度C4光合作用(其他合理答案也可)CO2(2)四碳(或C4)(3)囊状结构薄膜(或类囊体薄膜)还原型辅酶还原12.(2014广东高考T26)观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表,请回答下列问题:光照强度叶色平均叶面积(cm2)气孔密度(个mm-2)净光合速率(mol CO2m-2s-1)强浅绿13.6(100%)826(100%)4.33(100%)中绿20.3(149%)768(93%)4.17(96%)弱深绿28.4(209%)752(91%)3.87(89%)注:括号内的百分数以强光照的数据作为参照(1)CO2以方式进入叶绿体后
22、,与结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的。(2)在弱光下,柑橘通过和来吸收更多的光能,以适应弱光环境。(3)与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数,单位时间内平均每片叶CO2吸收量。对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是,最后发生改变的是。【解题指南】(1)关键知识:影响光合作用的因素及其在农业生产中的应用。(2)隐含信息:光照强度影响光合作用。本题考查分析表格的能力及光合作用的过程等知识。(1)光合作用暗反应的场所是叶绿体基质,CO2进入叶绿体的方式为自由扩散,与细胞中的五碳化合物结合形成三碳化合物,这个过程叫做二氧化碳的固
23、定。C3在ATP供能下,被H(NADPH)还原成有机物(CH2O)或C5。(2)通过对表中数据分析可知,在弱光下,柑橘通过增加叶绿素含量和增大叶面积来吸收更多的光能,以适应弱光环境。(3)平均每片叶的气孔数:强光下为13.6826100=1 123 360(个),弱光下为28.4752100=2 135 680(个)。单位时间平均每片叶吸收CO2量:强光下为13.610-44.33=5.8910-3(mol),弱光下为28.410-43.87=1.1010-2(mol),所以强光比弱光下的气孔总数少,单位时间内平均每片叶CO2吸收量少。据表中信息可知,光照强度直接影响光反应,而影响净光合速率(
24、有机物积累),故最先发生改变的是净光合速率。叶绿素形成需要光诱导,相对滞后,而叶面积的增加需要有机物积累后才改变,最缓慢。答案:(1)自由扩散五碳化合物(或C5)H(NADPH)和ATP(2)增加叶面积提高叶绿素含量(3)较少较少净光合速率叶面积13.(2014浙江高考T30)某种细胞分裂素对植物光合作用和生长的影响如下表所示。细胞分裂素浓度(gL-1)叶绿素含量(mg chlg FW-1)光合速率(molCO2m-2s-1)希尔反应活力(molDCIP Redmg chlh-1)叶片氮含量(%)生物量(gplant-1)01.586.5213.551. 8317.650.51.827.822
25、5.661.9422.951.02.348.6432.261.9827.442.02.158.1527.541.9623.56注:chl-叶绿素;FW-鲜重;DCIP Red-还原型DCIP;plant-植株。希尔反应活力测定的基本原理:将叶绿体加入DCIP(二氯酚靛酚)溶液并照光,水在光照下被分解,产生氧气等,而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化,这些变化可用仪器进行测定。请回答:(1)希尔反应模拟了叶绿体光合作用中阶段的部分变化。氧化剂DCIP既可利用于颜色反应,还可作为。希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定得到。(2)从表中可知,施用细胞分裂素后,含量提高,使
26、碳反应中相关酶的数量增加。(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由产生。合理施用细胞分裂素可延迟,提高光合速率,使总初级生产量大于,从而增加植物的生物量。【解题指南】(1)关键知识:光合作用过程和细胞分裂素的作用。(2)表中信息:不同细胞分裂素浓度对植物光合作用和生长的影响,根据表中数据可知适宜浓度的细胞分裂素才能促进光合速率的提高,细胞分裂素浓度为1.0(gL-1)时光合作用的各项指标最高。表格下方的文字说明与光合作用光反应的联系。本题主要考查细胞分裂素的作用及对光合作用影响因素分析的相关知识。(1)希尔反应类似于光反应阶段还原氢产生的变化。氧化剂DCIP既可利用于颜色反应,还可作为氢载体。希尔反
27、应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定氧气释放速率得到。(2)从表中可知,施用细胞分裂素后,叶片氮含量增加,使碳反应中相关酶的数量增加。(3)幼苗叶片中的细胞分裂素主要由根尖产生。合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老,提高光合速率,使总初级生产量大于呼吸消耗量,从而增加植物的生物量。答案:(1)光反应氢载体氧气释放速率(2)叶片氮(3)根(或根尖分生组织)叶片衰老呼吸(量)14.(2014山东高考T26)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。(1)图甲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。叶绿素存在于叶绿体中的上。需先用(填溶剂名称)提取叶片中的色素,再测定叶绿
28、素含量。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,该植物可通过以增强对弱光的适应能力。(2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00到12:00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是 。18:00时,叶肉细胞内产生ATP的细胞器有。(3)实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量。【解题指南】(1)图示信息:不同程度遮光下的叶绿素含量不同;温度、光照强度、气孔导度对净光合速率的影响。(2)关键知识:细胞结构与功能是相适应的;光合作用过程中光反应与暗反应
29、是相互影响的;净光合速率=实际光合速率-呼吸速率。本题考查对光合作用过程的理解。(1)叶绿素存在于叶绿体中的类囊体薄膜上。叶绿体色素是脂溶性的,可用无水乙醇(或丙酮)提取。在纸层析得到的滤纸条带上,蓝绿色的叶绿素a在黄绿色的叶绿素b上面,说明叶绿素a的溶解度大于叶绿素b的。据图甲可知,遮光比例越高,植物体内的叶绿素含量越高,由此可知该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力。(2)8:00到12:00之间,温度不断升高,光照强度不断增强,因此光合作用速率增大,净光合速率降低的原因应是呼吸作用增强,使光合速率与呼吸速率的差值减小。据图乙可知,18:00时仍有光照,此时光合作用和细胞呼吸同时
30、进行,因此叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。(3)去除遮光物后,光反应增强,H和ATP增多,还原更多的C3化合物,因此C3化合物含量减少。答案:(1)类囊体薄膜(或类囊体,基粒)无水乙醇(或丙酮)叶绿素a增加叶绿素含量(2)呼吸作用增强,光合速率与呼吸速率的差值减小线粒体、叶绿体 (3)减少15.(2014重庆高考T9)棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响,某课题组选择生长整齐的健壮植株,按图1步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸强度)。激素处理用放射性物质喂饲叶片(位于第四果枝节主茎上)3
31、0 min测定该叶片和幼铃等的放射性强度图1(1)该放射性物质中被标记的元素是。光合作用过程中,含标记元素的化合物被光反应提供的还原成糖类。在适宜温度下测得叶片光饱和点,若其他条件不变,进一步提高温度,则该叶片光饱和点的变化是。(2)由实验结果推断,幼铃脱落显著减少的是组。B组幼铃放射性强度百分比最低,说明B组叶片的光合产物。为优化实验设计,增设了D组(激素处理叶片),各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是。由此可知,正确使用该激素可改善光合产物调配,减少棉铃脱落。(3)若该激素不能促进插条生根,却可促进种子萌发和植株增高,其最可能是。【解题指南】(1)题干关键信息:“棉花幼铃(幼果)获得光
32、合产物不足会导致其脱落”。(2)图示信息:A组为空白对照,B、C组为实验组,激素处理不同导致B、C组的幼铃放射性强度不同。(3)关键知识:CO2固定生成C3,C3还原为糖类,由叶片运往幼铃。本题考查光合作用以及植物激素调节。(1)题中研究外源激素对棉花光合产物调配的影响,放射性物质(CO2)中被标记的元素为碳。CO2被固定为C3,C3被光反应提供的H还原为糖类和C5。原光饱和点是在适宜温度下测得的,若提高温度,酶活性降低,能固定的CO2量和利用的光能减少,光饱和点降低。(2)结合题干信息“获得光合产物不足会导致其脱落”,对比A、B、C三组,发现C组幼铃中有机物占比例最高,因而幼铃脱落显著减少。
33、B组叶片的放射性强度的百分比较高,说明有机物占比例较高,输出较少。由题中数据可知,该激素可抑制叶片有机物的输出,不利于幼铃有机物的输入,因而用该激素处理叶片,会导致叶片有机物输出明显减少,且小于B组,因而幼铃的放射性强度百分比由高到低排序为CABD。(3)促进种子萌发和植株增高,但不能促进扦插枝条生根的激素为赤霉素。答案:(1)碳NADPH(H)降低(2)C输出减少CABD(3)赤霉素16.(2014江苏高考T31)为研究浮游藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。图1为光合放氧测定装置的示意图;图2是不同NaHCO3浓度(pH
34、8.5,25)条件下测得的Pn曲线图。请回答下列问题:(1)通过变换图1中光源,可研究、对光合作用的影响。(2)在测定不同光照对Pn的影响时,如不精确控制温度,则测得的光照与Pn的关系(填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HC获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加的主要原因有、。(4)培养基中的HC与C之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HC越少,C越多,而C几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.010.0)对光合作用的
35、影响时,导致Pn发生变化的因素有、。【解题指南】(1)题干信息:图1为光合放氧测定装置的示意图;图2是不同NaHCO3浓度(pH 8.5,25)条件下测得的Pn曲线图。(2)关键知识:光合作用的过程及其影响因素。本题考查光合作用的影响因素和酶活性的影响因素。(1)可调光源能改变光照强度、光的波长(光质),从而可以研究光强和光质对光合作用的影响。(2)温度是无关变量,温度过高或过低都会影响酶的活性从而影响光合作用,难以确定光照对Pn的影响,因此在实验过程中要使无关变量相同且适宜,以排除对实验的干扰。(3)由图可以看出,达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120 mgL-1;在更高NaHCO3浓
36、度下,外界因素是CO2浓度达到了饱和点,不能吸收更多的CO2;内部因素是CA量不足,不能催化分解更多的HC。(4)由题意可知,pH一方面会影响HC的含量,从而影响Pn;另一方面pH也会影响CA酶的活性,从而影响Pn。答案:(1)光强光质(2)难以确定(3)120 mgL-1达到了CO2饱和点CA量有限(4)CO2(或HC)供应量不同CA(细胞)活性变化知识点5 光合作用1.(2015福建高考T3)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14C3的放射性强度。下列分析错
37、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【解题指南】(1)关键知识:同位素标记法的应用、暗反应进行的场所与条件、酶活性的检测方法。(2)思维流程:同位素标记法14CO2+C5214C3,检测产物的放射性强度选B。本题主要考查与光合作用过程中暗反应有关的实验分析。A项中,菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化C5与14CO2的反应属于光合作用过程的暗反应阶段,反应场所是在叶绿体基质中,故正确。B项中,上述反应在
38、有光、无光条件下都能进行,故错误。C项中,由题干中的信息“检测产物14C3的放射性强度”可知,测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法,故正确。D项中,由题干中的信息“RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3”可知,单位时间内14C3生成量越多,说明RuBP羧化酶活性越高,故正确。2.(2015山东高考T3)下列有关生物学实验的叙述,正确的是()A.叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠B.低温诱导大蒜根尖时间过短,可能导致难以观察到染色体加倍的细胞C.用显微镜观察洋葱根尖装片时,需保持细胞活性以便观察有丝分裂过程D.将洋葱表皮放入0.3 g/mL蔗糖溶液中
39、,水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程【解题指南】(1)题干关键词:浸入层析液、时间过短、保持细胞活性、水分交换平衡。(2)关键知识:观察质壁分离过程、绿叶中色素的分离方法、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂和低温诱导植物染色体数目的变化。选B。A项,层析液是有机溶剂,叶绿素易溶于其中,叶绿体色素滤液细线浸入层析液,会导致色素溶解而无法进行分离,得不到色素带,故错误。B项,低温能抑制纺锤体的形成,适宜刺激会使部分细胞染色体数目加倍,若处理时间过短,染色体加倍的细胞过少,难以观察到,故正确。C项,制作洋葱根尖装片的过程包括取材、解离、漂洗、染色、制片,解离过程中细胞被杀死,观察到的是分别处于不同时
40、期的不同细胞,而非一个细胞的连续分裂过程,故错误。D项,在观察质壁分离实验中,先制作洋葱表皮的临时装片,再采用引流法使细胞浸润在蔗糖溶液中,故错误。3.(2015重庆高考T4)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是()A.黑暗条件下,增大、减小B.光强低于光补偿点时,、增大C.光强等于光补偿点时,、保持不变D.光强等于光饱和点时,减小、增大【解题指南】(1)题干关键词:“密闭容器”“短时间内发生了相应变化”。(2)思维流程:根据选项所给条件判断细胞生理状态,即细胞呼吸大于光合作用、细胞呼吸等于光合作用、细胞呼吸小于
41、光合作用细胞对O2和CO2的利用和产生情况。选B。本题考查光合作用和细胞呼吸过程中O2和CO2的产生和消耗情况。A项条件下只进行细胞呼吸,B项条件下细胞呼吸大于光合作用,表观只进行细胞呼吸,这两项均消耗O2,产生CO2,则增大,减小,故A项叙述正确,B项叙述错误。C项条件下,细胞呼吸等于光合作用,O2和CO2产生、消耗动态平衡,保持不变,故该叙述正确。D项条件下,光合作用大于细胞呼吸,表观只进行光合作用,减小、增大,故该叙述正确。4.(2015四川高考T4)在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见下表)。下列分析正确的是()物种指标 马尾松苦槠石
42、栎青冈光补偿点(molm-2s-1)140663722光饱和点(molm-2s-1)1 4251 255976924(光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小光强)A.光强大于140molm-2s-1,马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B.光强小于1 255molm-2s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度C.森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量D.在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加【解题指南】(1)题干关键词:“适宜温度”“大气CO2浓度”“光补偿点”“光饱和点”。(2)题表信息:“光
43、补偿点”“光饱和点”的含义。选D。本题考查光合作用的影响因素。A项,光强大于140molm-2s-1,马尾松幼苗叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,产生的O2部分进入线粒体,其余释放到细胞外,故错误。B项,题干条件“适宜温度和大气CO2浓度”,1 255molm-2s-1是苦槠的光饱和点,小于1 255molm-2s-1时影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是光照,故错误。C项,输入该生态系统的总能量=生产者积累有机物的能量总和+生产者的呼吸消耗,故错误。D项,相对其他植物,青冈的光补偿点和光饱和点均较低,属阴生植物,所以随着林冠密集程度增大,更适宜其生存,故正确。5.(2015海南高考T9)植物甲与植物
44、乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B.叶温在3650时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为35时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0【解题指南】(1)题干关键信息:“净光合速率”“随叶片温度(叶温)变化的趋势”。(2)图示信息:从曲线可看出两种植物的净光合速率随温度的变化先增后减,不同温度下影响不同。选D。本题考查温度对光合作用的影响。植物的光合作用所需要的能量来自太阳能,A项正确;由曲线可知在3650时,植物甲的净光合速率高于植
45、物乙,B项正确;植物光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率,由曲线可知在叶温为25时,植物甲的净光合速率小于植物乙,C项正确;由曲线可知,叶温为35时,甲、乙两种植物的净光合速率相等,但不为0,故D项错误。6.(2015海南高考T24)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是()A.降低至一定水平时再升高 B.降低至一定水平时保持不变C.持续保持相对稳定状态 D.升高至一定水平时保持相对稳定【解题指南】(1)题干关键信息:“密闭的玻璃容器”“适宜
46、条件下光照培养”“玻璃容器内CO2浓度”。(2)关键知识:CO2浓度对光合作用的影响。选B。本题考查CO2浓度对光合作用影响的有关知识。密闭容器内的植物在光照条件下既能进行光合作用也能进行有氧呼吸,植物净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,净光合速率只要大于0,则光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸释放的CO2量;根据题意,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变,说明密闭容器内的CO2浓度从光照开始就下降,当净光合速率下降为0时,密闭容器内的CO2浓度停止下降,然后净光合速率为0保持不变,密闭容器内的CO2浓度保持不变,所以B项正确,A、C、D项错误。7.(2015安徽
47、高考T2)如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被H还原,再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的催化作用下,可形成C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高【解题指南】(1)关键知识:光反应过程与暗反应过程及反应条件。(2)图示信息:暗反应阶段CO2的固定过程、C3的还原过程。(3)隐含信息:光反应阶段为暗反应阶段提供ATP和H。选C。本题主要考查光合作用过程中光反应阶段与暗反应阶段相关物质的变化。在暗反应过程中,绿叶通过气孔从外界吸收进来的CO2,不能直接被H还原,首先
48、与叶绿体基质中C5结合生成C3,该过程叫CO2的固定,故A、B项错误。在有关酶的催化作用下,C3接受ATP水解释放的能量并且被H还原,一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化形成糖类,另一些接受能量并被还原的C3则经过一系列的化学变化,又形成C5,故C项正确。D项中,光照强度变弱,光反应速度减慢,H和ATP的产生量减少,使暗反应阶段C3的还原速度减慢,生成C5减少,而CO2的固定短时间内正常进行,消耗C5增多,导致C5含量减少,故D项错误。8.(2015江苏高考T21)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,下图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下
49、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【解题指南】(1)图示信息:强光照后和色素带变宽,而和色素带变窄。(2)隐含信息:和色素带分别是胡萝卜素和叶黄素,而和色素带分别是叶绿素a和叶绿素b。选A、B、C。本题主要考查叶绿体中色素的提取与分离实验。由图示可知,强光照下,、表示的叶绿素色素带变窄,说明叶绿素含量降低,故A项正确;类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光照降解,故B项正确;是叶绿素a,是叶绿素b,都主要吸收蓝紫光和红光,但吸收光谱的吸收峰波长不同,故C项正
50、确;画滤液线时,滤液在点样线上画23次,故D项错误。9.(2015全国卷T29)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135s,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67.5s;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7.5s;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3.75ms(毫
51、秒);光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组):光照时间为135s;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。【解题指南】(1)隐含信息:A、B、C三组处理相比,光照和黑暗交替频率依次增加。(2)关键知识:光合作用过程光反应和暗反应两个阶段的区别与联系。(1)在该实验中,作为对照组
52、的D组接受全光照135s,而C组实验是光照和黑暗交替进行,其仅用了D组的一半时间的光照,但合成的有机物的量是94%(D组为100%),故单位光照时间内,C组植物合成有机物的量高于D组植物合成有机物的量。C组光照时间的缩短,说明在光合作用过程中,暗反应不需要光照,而这个过程发生在叶绿体的基质中。(2)光合作用过程有两个阶段:光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段必须在光下进行,其将水分解,产生ATP和还原型辅酶(H)用于暗反应。A、B、C三组处理相比,随着光照时间间隔的减少,光照频率的增加,使光下产生的ATP和H能够及时被利用与再生,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
53、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%(其他合理答案也可)光照基质 (2)光照和黑暗交替频率(其他合理答案也可)ATP和还原型辅酶10.(2015山东高考T26)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是 。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是 。(2)图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知,第24天的果实总光合速率(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄,原因是叶绿素含量减
54、少而(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢,导致光反应供给暗反应的和减少,光合速率降低。(3)图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天,种子内含量最高的有机物可用染液检测;据图分析,在种子发育过程中该有机物由转化而来。【解题指南】(1)关键知识:物质转化及有机物的检测、物质跨(穿)膜运输方式、光合作用和细胞呼吸。(2)图示信息:图甲表示果实净光合速率与呼吸速率的变化。(1)光合作用的场所是叶绿体,所以通过光合作用固定CO2的细胞器是叶绿体。由题意可知,种子细胞吸收蔗糖的方向是从低浓度到高浓度,运输方式是主动运输。(2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,由题图可知,第1
55、2天和第24天总光合速率分别大约为9.5和8.5。果皮变黄是因为叶绿素分解显现出类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)的颜色。光反应为暗反应提供H和ATP,所以光反应减弱,光合速率降低。(3)由图乙可知,第36天,油菜种子中含量最高的有机物是脂肪,苏丹或苏丹染液可使脂肪呈现橘黄色或红色;可溶性糖和淀粉与脂肪的含量变化呈负相关,且时间上具有一定同步性,故脂肪是由可溶性糖和淀粉转化而来的。答案:(1)叶绿体主动运输 (2)小于类胡萝卜素(或叶黄素和胡萝卜素)H(或NADPH)ATP(注:两空可颠倒) (3)苏丹(或苏丹)可溶性糖和淀粉11.(2015江苏高考T27)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合
56、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: (1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在相同的实验条件下,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。【解题指南】图示信息:从图1中看出,温度影响净光合速率;从图2中看出,P
57、1和P2的叶绿素和蛋白质含量高于对照组。本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。(1)在光照强度、CO2浓度相同的实验条件下,可采用叶龄一致的叶片,测得其单位时间、单位叶面积O2的释放量或干物质的增加量来表示净光合速率。(2)暗反应过程中CO2与C5结合生成C3,C3经过还原一部分形成葡萄糖,一部分形成C5。(3)P1的叶片光合作用能力最强,主要原因是其叶绿素含量较高,光反应强烈,形成比较多的ATP和H用于暗反应;蛋白质含量高,说明参与光合作用的酶含量高,这两点都利于暗反应的进行。(4)P2植株干重显著大于对照,籽实产量不高,最可能的生理原因是光合作用产物更多地积累在茎秆等营养器官中,向籽实运输
58、的少。答案:(1)光照强度、CO2浓度O2(2)C3C3 (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12.(2015浙江高考T30)某植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上的磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。请回答:(1)磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内核酸和的组分。(2)卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于。(3)若蔗糖合成或输出受阻,则进入叶绿体的数量减少,使三碳糖磷酸大量积累于中,也导致了光反应中合成的数量下降,卡尔文循环减速。上述这种三碳糖磷
59、酸对卡尔文循环的调节属于。此时过多的三碳糖磷酸将用于,以维持卡尔文循环运行。【解题指南】(1)图示信息:卡尔文循环产生三碳糖磷酸,又被转运到叶绿体外,三碳糖磷酸产生蔗糖并提供Pi。(2)隐含信息:光反应过程利用Pi合成ATP,卡尔文循环需要ATP,三碳糖磷酸起到负反馈调节作用。(1)磷是光合作用相关产物的组分,同时还是叶绿体内部核酸以及多种膜中磷脂的组分。(2)卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应消耗光反应产生的ATP,因而属于吸能反应。(3)由题图可知,若蔗糖合成或输出受阻,则同时产生的Pi有所积累,导致进入叶绿体中的Pi数量大幅减少。此时三碳糖磷酸大量积累在叶绿体基质中,由于光反应中Pi的利用减少,导致光反应中合成ATP的数量下降,使卡尔文循环减速。上述三碳糖磷酸对卡尔文循环存在负反馈调节机制,如三碳糖磷酸含量过多,也可参与淀粉的合成,以维持卡尔文循环的正常进行。答案:(1)磷脂(2)吸能反应 (3)Pi叶绿体基质ATP负反馈调节淀粉合成
