1、第10讲光与光合作用考纲要求1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.实验：叶绿体色素的提取和分离。考点一光合作用的探究历程重要程度：请将科学家和其相关实验的结论连起来。1 探究普利斯特利的实验设计和实验评价实验设计：密闭玻璃罩绿色植物实验评价：(1)本实验缺乏空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。(2)普利斯特利没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。2 根据下面萨克斯的实验设计，完善下列问题黑暗中饥饿处理的绿叶(1)该实验的对照类型为自身对照，自变量为光的有无，因变量为颜色变化(有无淀粉生
2、成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。(2)该实验的关键是要进行饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强实验的说服力。3 根据恩格尔曼的实验设计，完善下列问题(1)选择水绵作为实验材料的原因是：水绵有带状叶绿体，螺旋分布在细胞中，便于观察和分析。(2)将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响。(3)设置细光线和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。4 根据鲁宾和卡门实验的设计，完善下列问题HOCO218O2H2OC18O2O2(1)鲁宾和卡门应用同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作用中的转移途径。(2)该实验设置了对照，自变量是标
3、记物质(HO和C18O2)，因变量是释放的O2有无放射性。1 为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是()A光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液答案B解析水绵进行光合作用需要光照和CO2，NaHCO3可为水绵提供CO2。选用没有空气的环境，是为了排除实验前环境中氧的影响，确保实验的准确性。先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而
4、证明了实验结果完全是由光照引起的，氧是由叶绿体释放出来的。2 下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是()AY2的质量大于Y3的质量B中小球藻的质量大于中小球藻的质量C中水的质量大于中水的质量D试管的质量大于试管的质量答案C解析Y1和Y3是O2，Y2和Y4是18O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CHO)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中的小球藻质量；和中的水都为HO，且含量相同，因此质量相等；在试管和中原有质量相等的情况下，中释放出的是18O2，而中释放出的是O2，
5、故剩余质量大于。故选C。考点二光合作用的过程重要程度：叶绿体的结构与光合作用过程图解1 写出光合作用的总反应式并标出各元素的去向答案2 光反应与暗反应的区别与联系项目光反应暗反应条件需色素、光、酶不需色素和光，需要多种酶场所叶绿体的类囊体薄膜叶绿体基质物质转化水光解：2H2O4HO2ATP的合成：ADPPi光能酶ATP能量转换光能电能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能关系3 探究外界条件变化时C5、C3、H等物质含量的变化条件光照由强到弱，CO2供应不变光照由弱到强，CO2供应不变CO2供应由充足到不足，光照不变CO2供应由不足到充足，光照不变C3含量增加减少减
6、少增加C5含量减少增加增加减少H和ATP的含量减少或没有增加增加减少(CH2O)的合成量减少增加减少增加易错警示与光合作用过程有关的试题陷阱涉及光照和CO2对光合作用的影响问题时，学生常因缺少综合思维能力而出现错误。其中C3、C5的含量变化是个易错点，分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定，消耗于C3的还原；C5产生于C3的还原，消耗于CO2的固定)，才能避开试题陷阱。1 如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是()A和均为选择透过性膜B上分布有与光反应有关的色素和酶C在上形成的产物H和ATP进入中为暗反应提供物质和能量D中进行的
7、反应使ATP进入糖类等有机物中答案D解析和分别表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选择透过性；为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶；光反应的产物H和ATP进入叶绿体基质中，为暗反应提供还原剂氢和能源物质ATP；ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，而非直接将ATP转移到有机物中。2 (2013重庆卷，6)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。下列有关叙述，正确的是()At1t2，叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加，基质中水光解加快、O2释放增多Bt2t3，暗反应(碳反应)限制光合作用。若在t2时刻增加光照，光合速率将再提高Ct3t4，光照强度不变，光
8、合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果Dt4后短暂时间内，叶绿体中ADP和Pi含量升高，C3化合物还原后的直接产物含量降低答案D解析水的光解、O2释放发生在叶绿体类囊体的薄膜上，而不是叶绿体基质中，A项错误；t2t3，限制光合速率的因素为CO2浓度，此时光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不会提高，B项错误；t3t4，暗反应增强，一定程度上加快ATP和ADP的转化，同时促进了光反应，C项错误；突然停止光照，光反应减弱甚至停止，类囊体薄膜上ATP合成受阻，ATP含量减少，ADP和Pi含量升高，被还原的C3化合物减少，直接产物含量降低，D项正确。3 如图是夏季晴朗的一天中，某绿色植物体
9、内C3和C5两种化合物相对含量的变化曲线图，有人据图做出了如下分析和判断，其中正确的是()Am表示C5，因为夜间叶绿体不能产生ATP和H，C5因缺少ATP不能与CO2结合而积累B在59时，光合作用的最大限制因子是温度，1115时最大的限制因子是光照和CO2C1620时两种物质含量变化的主要原因是环境因素的改变引起植物气孔开放和ATP、H生成减少D环境因素的变化引起植物呼吸作用增强产生较多的CO2是1620时两种物质含量变化的主要原因答案C解析必须先读懂两条形态相似、变化相反曲线的意义，运用光合作用过程中物质、能量及影响因素等方面的规律审题，进行综合分析，才能正确做出选择。题干提示两条曲线是关于
10、光合作用过程中，两种化合物相对含量的变化，因此，紧扣C3和C5相互转化的条件和因果关系是解题的出发点。早上有光照后，光反应产生的ATP和H增多，C3被还原而减少，C5则增多；傍晚光照减弱，光反应产生的ATP和H减少，C3增多，C5则减少，所以m表示C3，n表示C5。CO2的固定不需要ATP，在59时，光合作用的最大限制因子是光照而不是温度，1115时光合作用最大的限制因子不是光照，而是CO2。模型法分析物质的量的变化特别提醒(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。(2)以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，H和ATP含量变化是一致的。考点三影响光合作用
11、的因素重要程度：1 影响光合作用的因素(1)光合作用强度含义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。指标：一定时间内(2)影响光合作用的环境因素有CO2浓度、水分、光照的长短与强弱及光的成分、温度的高低等。2 光合作用与化能合成作用的比较光合作用化能合成作用本质都能将CO2和H2O等无机物合成为有机物能量光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌等微生物1 探究单因子对光合作用速率的影响(1)据图解读光照强度对光合作用强度的影响A点：光照强度为0，只进行细胞呼吸；AB段：光合作用强度小于细胞呼吸强度；B点：光补偿点(光合作用强度与细胞呼吸强度相等时的光照强度)；BC段：光合作用强度
12、大于细胞呼吸强度；C点：光饱和点(光照强度达到C点后，光合作用强度不再随光照强度增强而增强)。(2)据图解读CO2浓度对光合作用强度的影响A点：CO2补偿点(表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度)；A点：表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；B和B点：CO2饱和点(两组都表示在一定范围内CO2浓度达到该点后，光合作用强度不再随CO2浓度增加而增加。(3)据图解读温度对光合作用强度的影响光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在1035 下正常进行光合作用，其中AB段(1035 )随温度的升高而逐渐加强，B点(35 )以上由于光合酶活性下降，光合作用开始下降，50 左
13、右光合作用停止。2 探究多种因子对光合作用的影响P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子。1 如图曲线表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线的变化。下列分析合理的是()A与y点相比较，x点时叶绿体中C3化合物含量低B在y点时，适当升高温度可导致曲线由变为Cx点时光合作用的制约因素主要是叶绿体中色素的含量Dz点时光合作用的制约因素可能是二氧化碳浓度答案D解析x点时，光照强度较弱，光
14、反应提供的H和ATP较少，C3化合物的浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点的光合作用因素是光照强度，C项不正确；在适宜温度下和同等光照强度条件下，提高CO2浓度可大幅度提高光合作用速率，D项正确。2 如图表示叶片的光合作用强度与植物周围空气中二氧化碳含量的关系。图示中，ce段是增大了光照强度后测得的曲线。下列有关叙述中，正确的是(双选)()A植物体鲜重增加量是光合作用强度的重要指标B出现bc段的限制因素主要是光照强度C叶绿体内的三碳化合物含量，c点时大于b点D在e点后再次增大光照强度，曲线有可能为eg答案BD解析植物鲜
15、重的增加主要是水分，不能代表光合作用的强度。在c点增加光照强度，光合作用强度增加，说明出现bc段的限制因素主要是光照强度。bc段光合作用强度基本不变，c点和b点三碳化合物维持动态平衡。在一定范围内光合速率随着光照强度的增加而加快。但超过一定范围之后，光合速率的增加转慢；当达到某一光照强度时，光合速率就不再增加，这种现象称为光饱和现象。在e点后再次增大光照强度，曲线有可能为eg。3 在农业生产实践中，常采用多种措施提高农作物的产量。下列各项叙述中，措施与直接目的不一致的是()A给植物补充氮肥用途之一是因为ATP和H的组成元素中有N，可以提高光合作用效率B将阴生植物和阳生植物套种，利于提高作物光合
16、作用速率C营养生殖可加快作物繁殖速率，利于优良性状的保持D合理密植有利于增加植物周围的CO2浓度答案B解析ATP和H(NADPH)是光合作用的中间产物，其组成元素都是C、H、O、N、P，所以补充N元素可提高光合作用效率；阴生植物与阳生植物套种，可充分利用光能，但不能提高作物的光合作用速率；营养生殖属于无性繁殖，可保持作物的优良性状；合理密植使作物空气流通，增加作物周围的CO2浓度。4 下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用速率随_的增加成正比例增加，这种情况下，可以认为此时影响光合作用的过程是_阶段。(2)从图甲可知，光照强度
17、超过某一强度时，光合作用不再增强，且有稳定发展的趋势，这种变化主要决定于_，此时光合作用的_阶段受到限制。(3)图乙中出现CD段的原因是_。(4)请在图甲中绘制50 时植物光合作用速率变化的曲线。(5)根据图甲，在图乙中绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化的曲线。答案(1)光照强度光反应(2)温度暗反应(3)随着温度的升高，酶活性降低，光合作用速率降低(4)如图甲所示(5)如图乙所示解析(1)光合作用速率受光照强度、温度和CO2浓度等因素影响，本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响，由图甲可以看出，光照弱时，光合作用速率随光照强度的增加而上升，此时外界条件主要影响光反应阶段，
18、而与温度无关。(2)当光照强度超过某一值时，温度又成了限制因素。此时光合作用的暗反应阶段受到限制。(3)超过最适温度时，随着温度升高，酶活性下降，光合作用速率下降。(4)由图乙可以看出，在50 时光合作用速率大于20 而小于30 时的速率，可在图甲中相应画出。(5)由图甲看出，在光照强度为A时，光合作用速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。考点四光合作用与细胞呼吸的关系及有关计算重要程度：1 光合作用与有氧呼吸的区别项目光合作用有氧呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能化学能(储能)稳定的化学能活跃的化学能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量，供细胞利用场所叶绿体活
19、细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行2 探究两者之间的联系(1)物质方面C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2OH(CH2O)HH2O(2)能量方面光能ATP中活跃的化学能 (CH2O)中稳定的化学能3 光合作用与细胞呼吸之间的气体变化下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。图：表示黑暗中，只进行细胞呼吸；图：表示细胞呼吸速率光合作用速率；图：表示细胞呼吸速率光合作用速率；图：表示细胞呼吸速率光合作用速率。4 据图探究真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系真正光合速率、净光合速率、呼吸速率三者之间的关系为：真
20、正光合速率净光合速率呼吸速率。特别提醒三种速率的表示方法项目表示方法净光合速率(又称表观光合速率)O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量真正光合速率(又称实际光合速率)O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量呼吸速率(黑暗中测量)CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量1 下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化，相关叙述正确的是()A过程发生在叶绿体类囊体的薄膜上，过程发生在线粒体的内膜上B过程发生在线粒体中C过程均需要H和ATP提供还原剂和能量D过程产生的H是相同的物质，过程在线粒体中进行答案A解析过程为水的光解，发生在叶绿体类囊体的薄膜上，过程为H与O2
21、反应生成水的过程，属于有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，A项正确；过程为细胞呼吸的第一阶段，葡萄糖分解为丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中，B项错误；过程为暗反应阶段中CO2的固定，过程为C3化合物的还原，C3化合物的还原需要H和ATP提供还原剂和能量，过程不需要，C项错误；过程为葡萄糖氧化分解产生H，与光合作用光反应过程产生的H不是同一种物质，D项错误。2 白天用HO浇花草，周围空气中CO2会出现18O，HO中的18O进入CO2的途径是()A经光反应进入O2，再经有氧呼吸第二阶段进入CO2B经暗反应进入(CH2O)，再经有氧呼吸第二阶段进入CO2C经暗反应进入(CH2O)，再经有氧呼吸第
22、一阶段进入CO2D直接经有氧呼吸第二阶段进入CO2答案D解析H2O既是光合作用的原料，又是光合作用的产物，在光合作用过程中，6CO212H2OC6H12O66H2O6O2，其中，H2O中的氧经光反应阶段进入O2，O2可参与有氧呼吸第三阶段，生成H2O。在细胞呼吸过程中，H2O参与有氧呼吸的第二阶段，H2O中的氧经过转化进入CO2中。3 下图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体代谢简图。以下相关叙述，错误的是()A若细胞处于黑暗环境中，那么该细胞单位时间放出的CO2量即为呼吸速率B细胞没有与外界发生O2和CO2交换，可断定此时光合作用速率等于呼吸作用速率C细胞处在较强光照条件下，细胞光合作用
23、所利用的CO2量为N1与N2的和D对细胞的分析可得出，此时的光照强度较弱且物质的量N1小于m2答案D解析黑暗中叶肉细胞只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用，所以A项正确；细胞中线粒体释放的CO2正好用于叶绿体的光合作用，而叶绿体光合作用释放的O2正好用于线粒体的有氧呼吸，此时光合作用速率等于呼吸作用速率，B项正确；细胞需要不断从外界吸收CO2，可见光合作用速率大于呼吸作用速率，细胞光合作用利用的CO2为线粒体呼吸释放CO2与从外界吸收CO2之和，C项正确；细胞需要不断从外界吸收O2，可见其光合作用释放的O2不足以供给线粒体呼吸，所以N1等于m2，D项错误。4 以测定的CO2吸收量与释放量为指标，
24、研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(双选)()A光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等B光照相同时间，在25 条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等答案AB解析该图纵坐标分别表示光照下二氧化碳的吸收量(即植物积累的有机物量)和黑暗中二氧化碳的释放量(即呼吸作用)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。35 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mg/h,30 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mg/h，故
25、光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等；制造有机物的量最多的应该不是25 而是3035 ，积累量最多的才是25 ；光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收二氧化碳的点，而不是图中二者曲线的交点。5 下图表示某绿色植物的叶肉细胞在其他条件不变且比较适宜时，分别在光照强度为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2产生量的变化。下列叙述正确的是()A光照强度为a时，叶肉细胞产生ATP的场所有叶绿体、线粒体、细胞质基质B光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率C该植物其他条件不变，一昼夜中保持15 h光照强度为c，其余时间黑暗，该植物
26、能正常生长D光照强度为d时，细胞要从周围吸收2个单位的二氧化碳答案D解析光照强度为a时，只有CO2的释放，没有O2产生，所以植物只进行呼吸作用，不进行光合作用，此时叶肉细胞产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质；光照强度为b时，CO2的释放量是线粒体产生的CO2经细胞内叶绿体光合作用吸收后的剩余部分，O2的产生量是叶绿体真正光合作用所产生的O2，由于CO2的释放量0，说明此时呼吸速率大于光合速率；光照强度为c时，没有CO2释放，且O2产生量等于a时CO2的释放量，可判断此时光合速率呼吸速率，所以该植物其他条件不变一昼夜中保持15 h光照强度为c，其余时间黑暗，一昼夜的有机物积累量0，该植物不能正
27、常生长；光照强度为d时，真正光合速率净光合速率呼吸速率，所以净光合速率O2产生量呼吸速率862，所以细胞要从周围吸收2个单位的CO2。6 将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下先暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其质量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是(双选)()组别1234温度()27282930暗处理后的质量变化(mg)1231光照后和暗处理前的质量变化(mg)3331A.轮藻细胞内呼吸酶最适温度约为30 B第三组轮藻光合作用产生的氧气量最多C第四组轮藻2 h合成的有机物总量为2 mgD四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度答案AC解析暗处理后质量变化代表
28、1 h呼吸消耗有机物量，光处理后和暗处理前的质量变化值加2 h的呼吸消耗有机物的量等于光处理1 h合成的有机物总量，故轮藻细胞内呼吸酶的最适温度约为29 ；第三组轮藻合成有机物总量最多，光合产氧量也最大；第四组轮藻2 h合成有机物总量为3 mg；四个组中的轮藻的光合作用强度都大于呼吸作用强度。光照强度、二氧化碳浓度与光合速率的关系曲线解读(1)解答有关光合作用的坐标曲线时，要注意对“四点三趋势”(起点、折点、交点和终点以及升、平、降三种变化趋势)的生物学意义的分析，命题者常从这些特征性的地方作为命题的切入点。(2)光合总产量和净产量的常用判断方法：若CO2的吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量
29、；光下植物对CO2吸收量、O2的释放量和有机物的积累量都表示为净产量；生理过程中，光合作用对CO2吸收量、O2的释放量和葡萄糖的生成量表示总量。实验八绿叶中色素的提取与分离重要程度：)1 实验原理提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中而不溶于水，可用无水乙醇提取 色素分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之 则慢，从而使各种色素相互分离2 实验流程提取色素制备滤纸条画滤液细线分离绿叶中的色素观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图：1 由操作要求探究操作目的过程操作要求操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素
30、(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要细、直、齐使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2 试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因分析(1)叶片颜色太浅；(2)叶片放置时间太久；(3)研磨不充分；(4)未加CaCO3；(5)加入提取液量太多；(6)研磨时间太长。1 判断下列关于叶绿素的叙述(2013新课标全国，2、2012海南，
31、9)：(1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素()(2)被叶绿素吸收的光可用于光合作用()(3)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同()(4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光()(5)叶绿素a和b主要吸收蓝紫光和红光()(6)绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同()(7)利用纸层析法可分离出4种叶绿体色素()(8)乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能()2 将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。则该色素是()A类胡萝卜素 B叶黄素C胡萝卜素 D叶绿素a答案D解析叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿
32、素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素a。答题模板吸收光谱模型3 如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断，用作实验材料的叶片颜色为()A红色 B黄色C绿色 D紫色答案B解析在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。4 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
33、(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条答案B解析水稻的叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，A、C项错误。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则色素层析条带从上至下缺第2条，故B项正确、D项错误。5 图中代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则图所示结果最有可能来自于()A水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶C培养的衣藻 D秋冬的银杏落叶答案D解析从两条层析条带上分析可知，滤纸条缺少了叶绿素a和叶绿素b的色素
34、带。可能是选择的材料中缺少叶绿素。从4个选项分析，秋冬季的银杏落叶由于叶绿素分解，而呈现黄色，所以层析出的色素带最可能出现的情况。知识归纳影响叶绿素合成的三种因素(1)温度：叶绿素合成需要酶的催化作用，低温抑制叶绿素的合成。(2)光照：光是叶绿素合成的必要条件，黑暗中不能合成。(3)矿质元素：镁是合成叶绿素的必需元素，铁、锰等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分。1叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。3光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H
35、2O分解成H和O2，同时形成ATP的过程。4暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的。包括CO2的固定和C3的还原等过程。5提高光合作用的强度措施有：控制光照强弱和温度的高低、适当增加环境中CO2浓度等。6光合作用最终使光能转换成为化学能，储存在生成的糖类等有机物中。高考模拟提能训练高考题组1 (2013江苏卷，5)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解析色素易被滤纸吸附，故用纱布过滤，A错误；每次重复画色素滤液细线时，
36、需等干燥后再进行，C错误；由于叶绿体中的色素不溶于水，因此研磨叶片时需用无水乙醇或丙酮，D错误。2 (2013海南卷，10)某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是()Aa、b和d Ba、c和eCc、d和e Db、c和e答案B解析部位c、e被锡箔纸遮盖，所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。3 (2013浙江卷，30)为研究某植物对盐的耐受性，进行了不同盐浓
37、度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验，结果见下表。盐浓度(mmolL1)最大光合速率(mol CO2m2s1)呼吸速率(mol CO2m2s1)根相对电导率(%)0(对照)31.651.4427.210036.591.3726.950031.751.5933.190014.452.6371.3注：相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比，可反映细胞膜受损程度。请据表分析回答：(1)表中最大光合速率所对应的最小光强度称为_。与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，该植物积累有机物的量_，原因是CO2被还原成_的量减少，最大光合速率下降；而且有机物分解增加，_上升。(2
38、)与低盐和对照相比，高盐浓度条件下，根细胞膜受损，电解质外渗，使测定的_升高。同时，根细胞周围盐浓度增高，细胞会因_作用失水，造成植物萎蔫。(3)高盐浓度条件下，细胞失水导致叶片中的_增加，使气孔关闭，从而减少水分的散失。答案(1)光饱和点减少三碳糖呼吸速率(2)根相对电导率渗透(3)脱落酸解析(1)光强度为植物光合作用的影响因素之一。一定范围内，随着光强度增大，光合速率逐渐变大；达到某一光强度后，光合速率不再发生变化，此时对应的最小光强度我们称之为光饱和点。分析表格中数据，低盐(100 mmolL1)时，最大光合速率为36.59 mol CO2m2s1，而呼吸速率为1.37 mol CO2m
39、2s1；对照组的最大光合速率为31.65 mol CO2m2s1，而呼吸速率为1.44 mol CO2m2s1；而高盐浓度(900 mmolL1)时，最大光合速率为14.45 mol CO2m2s1，而呼吸速率为2.63 mol CO2m2s1；所以高盐浓度条件下，该植物积累的有机物的量减少。从有机物的合成和分解两方面进一步分析原因，因为植物吸收的CO2减少，所以还原产生的三碳糖减少；同时，呼吸速率上升，故积累的有机物减少。(2)分析表格信息，高盐浓度条件下，根相对电导率为71.3%，而低盐浓度条件下，根相对电导率为26.9%；对照组的为27.2%。产生这种现象的原因是因为高盐浓度条件下，根细
40、胞受损，电解质外渗，使测定的根相对电导率升高。另外，电解质外渗使得细胞外的液体浓度高于细胞液，根细胞因渗透作用而失水，造成植物萎蔫。(3)气孔的关闭和植物体内的脱落酸含量呈正相关。在高浓度条件下，细胞失水导致叶片中的脱落酸增加，从而使叶片的气孔关闭，减少植物失水。模拟题组4 如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是()A由图可知，类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光B用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D土壤中缺乏镁时，植物对420470 nm波长的光的利用量
41、显著减少答案C解析类胡萝卜素主要吸收400500 nm波长的光，A正确；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，色素吸收光能增强，光合作用增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少，C项错误；叶绿素b主要吸收420470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D正确。5 如图为叶绿体的亚显微结构模式图，关于其结构与功能的叙述，不正确的是()A和均为选择透过性膜B光反应的产物有O2、还原氢和ATP等C上的反应需要光，不需要酶，中的反应不需要光，需要多种酶D光能转变为活跃
42、的化学能在上进行；活跃的化学能转变为稳定的化学能在中完成答案C解析图中分别为叶绿体的外膜、内膜、类囊体的薄膜和基质。叶绿体的外膜和内膜都具有选择透过性；在叶绿体的类囊体薄膜上进行光反应，产物有O2、还原氢和ATP等，需要酶的催化，该过程可将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中；在叶绿体的基质中进行暗反应，不需要光，但需要多种酶，该过程可将ATP中活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中。6 图1中试管甲与试管乙敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻氧气释放量的影响，结果如图2曲线所示。据图分析，下列叙述正确的是(双选)()A甲曲线和乙曲线不同的原因是小球藻对光的利用能力不同BQ点的
43、氧气释放量为零，表示光合作用强度为零CP点负值产生的原因是呼吸作用消耗氧气D若光照强度突然由R变为S，短时间内叶肉细胞中C5的含量会增加答案AC解析由图1可知，试管乙中盛有缺镁培养液，这会造成所培养的小球藻的叶绿素含量减少，从而影响小球藻对光的吸收，影响其光合作用。由图2可知，Q点的氧气释放量为0，即此时光合作用强度与呼吸作用强度相等。P点代表光照强度为0时，呼吸作用对氧气的消耗量。若光照强度突然由R变为S，光反应产生的H和ATP减少，造成C3的消耗量减少，而C3的产生量基本不变，故短时间内C3的含量增加。一、单项选择题1 某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于各组操
44、作不同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是()A甲可能是因为研磨时未加入SiO2B乙可能是因为研磨时未加入CaCO3C丙可能误用蒸馏水做提取液和层析液D丁是正确操作得到的理想结果答案D解析色素的提取和分离实验中，SiO2可使菠菜叶研磨充分，CaCO3可防止叶绿素受到破坏，未加入SiO2和CaCO3时，会发生甲、乙图示的现象，A、B正确；丙图中色素含量基本为零，可能是误用蒸馏水做提取液和层析液的结果，C正确；丁图显示含量最高的是叶黄素，实际上正常绿色叶片中叶绿素a和叶绿素b多，D错误。2 如图为植物的某个叶肉细胞中的两种膜结构示意图以及发生的生化反应。下列有关叙述，错误的是()A图甲
45、、乙中的生物膜分别存在于叶绿体、线粒体中B图甲中的A实际上是NADPH，图乙中的B主要来自葡萄糖的分解C甲、乙两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATPD影响甲、乙两种膜上生化反应的主要环境因素除了温度外分别是光照强度、O2浓度答案B解析由图可知，图甲代表在叶绿体类囊体的薄膜上进行的水的光解，图乙代表在线粒体内膜上进行的水的合成。图甲中水解产生O2和NADPH，图乙中的B少部分来自葡萄糖的分解。叶绿体类囊体的薄膜上进行水的光解、线粒体内膜上进行水的合成时均有ATP的合成。除温度外，光照强度、O2浓度分别是影响光合作用的光反应、有氧呼吸的主要环境因素。3 如图为叶肉细胞中两种细胞器的模式图。下
46、列叙述中，正确的是()A均具有光合色素B均具有合成ATP的酶C处具有合成和转化C3的酶D处生成的CO2可扩散至处被利用答案C解析叶绿体内与光合作用有关的色素分布在类囊体的薄膜上；为叶绿体基质，进行光合作用的暗反应，该过程没有ATP的合成，因此不含合成ATP的酶；C3的合成和转化发生于暗反应过程，因此在叶绿体基质中含有与之相关的酶；为线粒体内膜，此处不能产生CO2。4 如图表示植物细胞内甲、乙两种生化反应，下列有关叙述不正确的是()A两种生化反应场所不同B两种生化反应可以同时进行C两种生化反应均伴随ATP的产生D影响两种生化反应的因素相同答案D解析图中甲过程表示光合作用过程中水的光解，乙过程为有
47、氧呼吸第三阶段水的形成，两种生化反应分别在叶绿体、线粒体中进行，A正确；光合作用和呼吸作用可同时进行，B正确；光合作用光反应过程中有ATP的形成，细胞有氧呼吸第三阶段形成水的过程中也有ATP的形成，C正确；影响光合作用和有氧呼吸的因素不相同，D错误。5 植物气孔是由两个保卫细胞组成的，其开张度有多种调节机制，其中的一个调节机制如图：SO2抑制CO2固定的酶活性保卫细胞中CO2浓度相对提高ABA气孔关闭根据以上内容，判断下列说法错误的是()A当CO2浓度过高时，可能会抑制光合作用BABA在一定程度上可帮助植物免受SO2的破坏C当SO2浓度过高时，植物体内C3的含量上升DCO2进出保卫细胞的方式为
48、自由扩散答案C解析根据题图可知，当SO2浓度过高时，会抑制CO2固定的酶的活性，使CO2固定量减少，生成物C3的含量也相对下降。6 为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出基粒和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。问哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程()答案B解析叶绿体是植物进行光合作用的场所。光合作用光反应过程中，H2O光解，光能转换成活跃的化学能储存在ATP和H中，都是在类囊体薄膜上进行的。类囊体薄膜上有进行光反应所需要的各种色素和酶，故B试管能检测到光反应过程，A试管则不能。C试管中缺少光反应所需的色素和酶， D
49、试管中缺少光反应所需的酶。二、双项选择题7 生态学家研究发现，植物群落中的类胡萝卜素和叶绿素的比率(黄/绿比率)与群落的P(光合作用)/R(呼吸作用)比率呈现一定的关系，这种关系如图所示。以下判断正确的是()A有机物积累逐渐增多，黄/绿比率有增高趋向B人工林年平均黄/绿比率过高时，应适当采伐C农作物栽培时选择b点比a点更适宜D在作物收获季节，群落的P/R值可能在b点答案BD解析有机物积累逐渐增多，黄/绿比率有降低趋向，A错误；人工林年平均黄/绿比率过高时，P/R过低，应适当采伐，B正确；据图可知，a点的黄/绿比率小，P/R比率较大，光合作用明显大于呼吸作用，农作物栽培时应该主要考虑作物的生长，
50、a点比b点好，C错误；农作物在收获季节，叶片变黄，光合作用减弱，黄/绿比率较大，P/R比率较小，应该在b点附近，D正确。8 如图a、b分别表示两种植物在其他条件均适宜的情况下，光合速率和呼吸速率随光照强度变化而变化的研究情况。下列有关叙述，不正确的是()A该项研究中两种植物所处的环境温度相同且保持不变B两图中阴影部分的纵向值代表相应光照强度时的净光合速率C图b代表的植物可能更适宜生活于弱光照环境中D植物处于图中CP所示光照强度时，叶肉细胞消耗的O2大多需经过4层生物膜答案AD解析该项研究中除光照强度外，其他条件都处于两种植物生长的最适宜状态，故所处环境温度不一定相同，A错误；图中的光合速率是植
51、物进行光合作用的总光合速率，而净光合速率总光合速率呼吸速率，B正确；图b代表的植物的光饱和点较低，所以更适宜生活于弱光照环境中，C正确；植物处于图中CP所示光照强度时，光合速率和呼吸速率相等，所以叶肉细胞中叶绿体产生的O2大多需经过5层生物膜进入线粒体参与有氧呼吸，D错误。9 将某绿色植物放在特定的实验装置中，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：温度()5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.00
52、1.502.253.003.50下列对该表数据分析正确的是()A昼夜不停地光照，在35 时该植物可以正常生长B昼夜不停地光照，在15 时该植物生长得最快C每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20 时该植物积累的有机物最多D每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30 时该植物积累的有机物是10 时的2倍答案AC解析光照下吸收CO2的量代表的是有机物的积累量，黑暗中放出CO2的量代表的是呼吸作用有机物的消耗量。昼夜不停地光照，35 时该植物的有机物积累量为3 mg/h，能正常生长；昼夜不停地光照，植物生长最快时的温度为25 ；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20 时该植物有机物
53、积累量为：3.25121.51221 (mg)，同理可算出其他温度条件下有机物的积累量，在所有的温度中20 时有机物积累量最多；每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在10 时该植物有机物积累量为：1.75120.751212(mg)，在30 时该植物有机物积累量为：3.5123.0126(mg)，在10 时该植物积累的有机物是30 时的2倍。三、非选择题10(2013四川卷，8)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)(1)水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是_，捕获光能的色素中含量最多
54、的是_。(2)CO2通过气孔进入叶肉细胞后，首先与_结合而被固定，固定产物的还原需要光反应提供_。(3)光照强度低于8102molm2s1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是_；光照强度为1014102molm2s1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是_。(4)分析图中信息，PEPC酶所起的作用是_；转基因水稻更适宜栽种在_环境中。答案(1)叶绿体叶绿素a(2)C5H和ATP(3)光照强度光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消(或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”)(4)增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率强光解析(1)植物叶肉细胞进行光合作
55、用的场所均为叶绿体，叶绿体中捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a含量最多。(2)CO2进入叶肉细胞内首先与C5结合形成C3化合物，此过程称为“CO2的固定”，C3化合物需接受光反应为之提供的H、ATP后被还原。(3)如题图所示，8102 molm2s1时，光照强度尚未达到转基因水稻光饱和点。在此之前，影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度；在光照强度为1014102 molm2s1时，气孔导度虽然下降，但该气孔导度下CO2供应可能已充足，且该光照强度已经达到了原种水稻的光饱和点。故光合速率可能不受影响。(4)两图信息显示，与原种水稻相比，转基因水稻气孔导度更得
56、以提升，且光饱和点明显增大，由此可推知，PEPC酶可增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率，使水稻更适宜于强光环境。11(2013江苏卷，33)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，结果如下图。检测期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(C6H12O6)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
57、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CO2CO2(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)如图解析(1)叶绿体中色素的功能是吸收、传递和转换光能；(2)气体通过叶表皮上的气孔进出叶肉细胞；光合作用中产生的有机物中的氧来自CO2；细胞进行有氧呼吸时，有机物中的氧进入CO2。本题应注意水中氧的变化方向。
58、(3)通过柱形图中NaCl浓度变化与净光合速率和光合色素量的变化对比可知，NaCl通过影响光合色素含量而影响光合速率。而在自然条件下，中午由于温度较高，植物为减少水分散失而将气孔部分关闭，这将导致叶肉细胞获得的CO2少而使光合速率下降。(4)可用单位时间内光合作用过程中的原料或产物的变化量表示总光合速率，如CO2的消耗量、O2的产生量或有机物的产生量。绘制曲线时应注意纵坐标表示的是总光合速率而不是净光合速率，即应大于净光合速率。12请回答下列有关光合作用和呼吸作用的问题。(1)下表为某同学探究影响植物光合速率的因素所做的实验。据表可知，该实验的自变量有_(缺一不可)。要比较不同颜色的光对光合速
59、率的影响，应选择的容器标号是_。容器植物种类部位光质温度()O2增加量(mL/8小时)1菠菜叶红221202菠菜叶黄22153菠菜根红22104秋海棠叶红22805秋海棠叶黄2210(2)图1是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况：图中四种色素都能溶解在层析液中，其中_(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)的溶解度最大。四种色素中，甲和乙主要吸收_光。(3)图2表示在光照充足，CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物的CO2吸收量或产生量的影响。图中实线表示光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。由图可知，光合作用、呼吸作用都受温度的影响，其中与_作用有关的酶对高温更为敏感。若昼夜不停地光照，该植物
60、生长的最适宜温度约为_；若温度均保持在20 的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物_(能或不能)正常生长。答案(1)光质、植物的种类、植物的部位1和2(或4和5)(2)丁红光和蓝紫(3)光合30能解析(1)根据表中数据可知，温度是不变的，为常量，O2增加量应该为实验检测指标，光质、植物的种类和植物的部位都是不一样的，为该实验的自变量。要比较不同颜色的光对光合速率的影响，应选择光质作为唯一变量的容器，遵循实验的单一变量原则。(2)四种色素中在层析液中溶解度最大的也是在滤纸条上扩散距离最远的。叶绿素b和叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。(3)若昼夜不停地光照，该植物生长最适宜温度是净光合速率最大时的温度30 。图中实线表示的CO2的吸收量代表净光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。若温度均保持在20 的条件下，长时间每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物光合作用制造量是12 h(3.52)66，呼吸作用消耗量是(12 h12 h)248，植物有机物积累量是664818，所以该植物能正常生长。
