1、第10讲光合作用(限时:40分钟) 测控导航表知识点题号及难易度1.光合作用发现历程12.叶绿体结构及色素的提取与分离3,43.光合作用的基本过程5,74.光合作用的影响因素及应用6,8,9(中),12(中)5.综合考查2,10(中),11(中)1.(2015黑龙江大庆模拟)恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域,该实验能得出的结论主要是(D)A.好氧细菌没有线粒体也能进行有氧呼吸B.光合作用释放氧气的部位是叶绿体的类囊体C.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光D.叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,放出氧气解析:好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域,主要
2、说明这两个区域有氧气产生;该实验可以证明光合作用释放了氧气,但是不能证明氧气的释放部位是叶绿体的类囊体;叶绿体内的色素包括叶绿素和类胡萝卜素,所以无法证明叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;该实验中恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,发现好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域,说明红光和蓝紫光部位有氧气产生,而氧气是光合作用光反应的产物,所以该实验主要说明叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用,并释放出氧气。2.(2016福建福州一中期中)如图是某种细菌内发生的生化反应,据此判断其新陈代谢类型是(C)A.自养厌氧型B.异养厌氧型C.自养需氧型D.异养需氧型解析:据题干可知,该种细菌在有氧条件下,能将黄铁
3、矿氧化为Fe2(SO4)3,并利用这一过程所释放出的能量来合成有机物,故该种细菌为化能合成作用的细菌,其同化作用为自养型,又因该过程需氧气,故其异化作用为需氧型。3.(2016山东济南月考)苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外,液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素(呈现红色)。某探究小组用95%的乙醇提取苋菜叶片中的色素,利用圆形滤纸法获得如图所示a、b、c、d和e五条色素带,其中e与滤液基本重合。下列叙述正确的是(D) A.a色素带对应的色素是叶黄素B.b色素带呈蓝绿色C.c和d色素带对应的色素分子只由C、H、O三种元素组成D.e色素带对应的色素是呈现红色的花青素解析:由于胡萝卜素在层析
4、液中的溶解度最大、扩散最快,因此a色素带对应的色素是胡萝卜素,A错误; b色素带应该是叶黄素,呈黄色,B错误;c和d色素带对应的色素分子是叶绿素,含有C、H、O、N和Mg元素,C错误;由于花青素不溶于有机溶剂,所以在滤纸上几乎不扩散,D正确。4.(2016河北邢台月考)下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中,叙述正确的是(B)A.叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同B.实验中要注意不能让层析液没及滤液细线,是为避免色素迅速扩散进入层析液中C.将叶绿体色素提取液装入试管,让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散,光谱的颜色明显减弱的是绿光D.提取的叶绿素溶
5、液,给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用解析:叶绿体色素分离的原理是不同色素在层析液中溶解度不同,A错误;实验中要注意不能让层析液没及滤液细线,否则色素迅速扩散进入层析液中而得不到色素带,B正确;叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光,明显减弱的是红光区和蓝紫光区,C错误;光合作用除需要色素吸收光之外,还需要酶的催化,D错误。5.(2015吉林长春三模)下列关于光合作用的叙述,错误的是(A)A.光反应阶段不需要酶的参与B.暗反应阶段既有C5的生成又有C5的消耗C.光合作用过程中既有H的产生又有H的消耗D.光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能解析:光反应过程也需要酶的参与,如ATP合成酶等,
6、A错误;C3还原过程有C5的生成,二氧化碳固定过程有C5的消耗;光合作用过程中光反应产生H,暗反应消耗H。6.(2015甘肃嘉峪关三模)将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图的曲线,下列有关说法正确的是(C)A.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收量多,光合作用最强B.CO2浓度下降从DE段开始,说明植物进行光合作用是从D点开始的C.D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等D.D点较B点CO2浓度高,是因为D点温度高,使植物细胞呼吸强解析:H点密闭玻璃罩中CO2浓度
7、最低,是由于白天植物光合作用吸收CO2导致的,此时光合作用速率等于呼吸速率;植物进行光合作用是在D点之前开始的,D点时光合速率和呼吸速率相等;D点较B点CO2浓度高,是因为D点之前,呼吸速率大于光合速率,CO2积累。7.(2015北京海淀区一模)RuBP羧化酶催化C5与CO2结合生成C3。将某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下,测定不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量,得到如图所示的结果。据图作出的推测不合理的是(B)A.AB,叶肉细胞吸收CO2速率增加B.BC,叶片的光合速率等于呼吸速率C.AB,暗反应消耗ATP的速率增加D.BC,RuBP羧化酶量限制了光合速率解析:AB,C5消
8、耗增多、含量下降是由于叶肉细胞吸收CO2速率增加,CO2的固定加快引起的;BC,C5含量维持基本不变,说明光合作用强度达到了最大,此时光合速率大于呼吸速率;AB,随叶肉细胞间的CO2浓度的升高,CO2的固定加快,C3生成增多,还原加快,消耗ATP的速率增加;BC,光合作用强度达到最大时,RuBP羧化酶量和光反应产生的H和ATP的数量限制了光合速率。8.(2015福建漳州模拟)某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足,然后实验组停止浇水,对照组土壤水分条件保持适宜,实验结果如下图所示。下列相关分析不正确的是(C) A.叶片光合速率随干旱时间延
9、长而呈下降趋势B.叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C.实验24天,光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的D.实验24天,光合速率下降可能是由叶片内二氧化碳浓度下降引起的解析:图甲中可以看出,随干旱时间延长,叶片光合速率呈下降趋势;比较图甲和乙,图甲中光合速率在第2天就开始下降,而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降,因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降;图乙中,实验24天中叶片叶绿素含量并没有下降;实验24天,光合作用速率下降很有可能是由于干旱,气孔关闭,导致叶片中CO2浓度下降而引起的。9.(2016湖南师大附中月考)研究者探究不同光照强度条件下,两种不同浓度CO2对某种蓝藻生长
10、的影响,结果如图所示。下列关于实验的叙述,不正确的是(D) A.“”和“”分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果B.若相同条件下测量O2释放量,可得到相似的实验结果C.低光强时,不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著D.高浓度CO2时,不同的光强对干重增加的影响不显著解析:CO2浓度是限制光合作用的一个重要因素,在同等光照强度下,CO2浓度高,光合作用强度也较大,题图显示:在相同光照强度下,“”的光合作用强度比“”高,所以“”和“”应分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果;光照强度也可以用单位时间内O2的释放量来表示,因此在相同条件下测量O2释放量,可得到相似的实验结果;低光强下,“”和“
11、”两条曲线基本重合,说明低光强时,不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著;高浓度CO2时,在相同时间内,高光强下的干重高于低光强下的干重,因此不同的光强对干重增加的影响显著。10.(2015河北保定二模)如图甲表示某绿色植物的细胞代谢状况,图乙表示在一定条件下测得的该植物光照强度与光合速率的关系,请分析回答。 (1)一分子CO2从其产生场所线粒体到相邻叶肉细胞中被利用,共穿过 层生物膜。图甲所示细胞代谢时期可用图乙的点表示。(2)当植物细胞内的部分代谢活动处于图乙中的b点时,叶绿体中ATP的移动方向是 。(3)图乙条件下,将该植物的叶片置于8 klx光照下10小时,每100 cm2叶片光合作用
12、所消耗的CO2的量为 mg。(4)适当提高大气中CO2浓度,乙图中的c点会向 (填“左”或“右”)移动。解析:(1)一分子CO2从产生场所线粒体到相邻叶肉细胞中被利用,则需要先穿过线粒体2层膜、2层细胞膜、叶绿体2层膜,共6层膜;图甲所示的该植物细胞从外界吸收二氧化碳、释放氧气,说明光合作用强度大于细胞呼吸强度,可用图乙中d点表示。(2)图乙中的b点时,植物呼吸作用强度大于光合作用强度,但只要进行光合作用,叶绿体中ATP的移动方向都由类囊体薄膜向叶绿体基质(或基粒向基质)移动。(3)该植物叶片置于8 klx光照下,净光合速率为 12 mg/100 cm2h,在黑暗处呼吸速率为6 mg/100
13、cm2h,根据实际光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率,可推知,8 klx光照下10小时,每100 cm2叶片光合作用所消耗的CO2的量为(12+6)10=180(mg)。(4)图乙中,c点表示光合速率等于呼吸速率(即光补偿点),适当提高大气中CO2浓度,光合速率增加,此时只有降低光照强度才能保证光合速率等于呼吸速率,所以乙图中的c点会向左移动。答案:(1)6d(2)从叶绿体的类囊体薄膜流向叶绿体的基质(3)180(4)左11.(2016河南洛阳月考)回答下列关于光合作用的问题:(1)如图1是类囊体膜,该场所反应的产物为。图示1中,叶绿素a(P680和P700)接受光的照射后被激发,能释
14、放势能高的电子。提取P680和P700所用试剂为。(2)图1中ATP(合成)酶除广泛分布于真核细胞的叶绿体类囊体的薄膜上,还分布于真核细胞的膜上。(3)将长势相同的小麦幼苗分成若干等份,在不同的温度下先暗处理1小时,测得其干重即葡萄糖(单位g)的量的变化如图2中甲曲线所示;再分别置于同一光照强度下照射1小时后,测得其干重与暗处理前的变化如图2中乙曲线。请据图回答:小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度为 。在此光照强度下照射,参与葡萄糖合成的CO2C3C5=。A点和B点相比,光合作用速率是否相等?,为什么? 。解析:(1)叶绿体是光合作用的场所,光反应发生在叶绿体类囊体薄膜,物质变化有水的光解和ATP
15、的形成,其产物为ATP、NADPH(或H)、O2,绿叶中色素的提取用到的是无水乙醇。(2)合成ATP的细胞器除了叶绿体还有线粒体,ATP(合成)酶除广泛分布于真核细胞的叶绿体类囊体薄膜上,还分布在线粒体内膜上。(3)测定呼吸速率,应在黑暗条件下进行,故从图中可以看出小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度为29 ,总光合作用=呼吸作用+净光合作用,29 时小麦幼苗的呼吸速率最高为3 g,因而该温度为小麦叶肉细胞内呼吸酶的最适温度。在此光照强度下照射,CO2+C52C3,因此参与葡萄糖合成的CO2C3C5=121。由于乙曲线为黑暗处理1小时、再光照1小时后获得的曲线,因而A点小麦的净光合速率为3+1=4(
16、g/h),真正的光合速率为4+1=5(g/h),B点小麦的净光合速率为3+3=6(g/h),真正的光合速率为6+3=9(g/h)。因此A点和B点相比,光合作用速率不相等。答案:(1)叶绿体ATP、NADPH(或H)、O2无水乙醇(2)线粒体内(3)29 121不相等A点光合作用的速率为5 g/h,B点光合作用的速率为9 g/h(两点的净光合速率虽然相等,但呼吸速率不相等)12.(2015安徽淮南模拟)某小组研究了不同遮光处理对红掌(半阴生高等植物)净光合速率及其他因素的影响,结果如图所示,请分析回答问题(曲线叶绿素a/b表示叶绿素a含量与叶绿素b含量之比)(1)从红掌绿叶中提取得到深绿色色素滤
17、液,并在滤纸条上画滤液细线,层析之后滤纸条上却未出现色素带,则最可能的原因是。(2)遮光率达到90%时,红掌叶绿体中ADP的移动方向是。(3)如图所示,当遮光率达到10%以上时,随着遮光比例增加,叶绿素含量增加,其中含量增加更多。由此推测,这是对环境的一种适应。当遮光率达到90%时,对该植物体内所有能进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2量细胞呼吸产生的CO2量。(4)与10%遮光处理相比,不遮光处理的植株干重较小,可能的原因是 。解析:(1)若层析液没及滤液细线,色素溶解在层析液中不再随着层析液在滤纸上扩散,这将导致层析之后滤纸条上不出现色素带。(2)遮光率达到90%时,植物净光合速率为
18、0,光合速率和呼吸速率相等,红掌叶绿体中ADP的移动方向是从叶绿体基质移向类囊体薄膜。(3)当遮光率达到10%以上时叶绿素a含量与叶绿素b含量之比下降,但叶绿素含量上升,说明叶绿素b含量增加更多。由此推测,这是对弱光环境的一种适应。当遮光率达到90%时,植物体仅部分细胞进行光合作用,而此时植物个体净光合作用等于0,所以植物体内进行光合作用的细胞中叶绿体消耗的CO2量大于其细胞呼吸产生的CO2量。(4)植物在光照强度过大时,会引起气孔关闭,导致光合作用速率下降,所以不遮光处理的植株干重较小。答案:(1)层析液没及滤液细线(2)从叶绿体基质移向类囊体薄膜(3)叶绿素b弱光大于(4)光照强度过大,引
19、起气孔关闭,导致光合作用速率下降【教师备用】 1.(2015湖北武汉模拟)某科研小组为了探究不同条件对植物有关生命活动的影响,将8株大小和长势相同的盆栽天竺葵分别种在密闭的玻璃容器中,在不同实验条件下定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化,实验结果如表。下列分析正确的是(C)组别12345678温度()1010202030304040光照强度(lx)1 00001 00001 00001 0000开始时CO2量(g)5.05.05.05.05.05.05.05.012 h后CO2量(g)4.55.13.55.41.95.92.05.8A.该实验的目的是探究不同温度和光照强度对光合速率的影响B.设
20、置2、4、6、8等四个组是为了排除光照对实验结果的干扰C.第5组条件下12 h天竺葵光合作用实际消耗CO2的量为4.0 gD.根据该实验结果可知光合作用与呼吸作用的最适温度一定相同解析:本实验的自变量为温度;设置2、4、6、8等四个组是为了探究温度对细胞呼吸的影响;第5组条件下12 h天竺葵实际光合作用=呼吸作用+净光合作用=(5-1.9)+(5.9-5)=4(g);由表中数据可知实际光合作用在30 左右时消耗的CO2的量最大,呼吸作用在30 左右时释放的CO2的量最大,但实际上要测定准确的最适温度,还需要更细分的温度梯度。2.(2016山东实验中学诊断)旗叶是小麦植株靠近麦穗下端的第一片叶子
21、,研究表明旗叶的生长发育显著影响小麦的产量。科学工作者对小麦旗叶的发育过程进行研究,测定其不同发育阶段净光合速率及相关指标的变化,结果如下表。发育时期叶面积(占其最大面积的%)总叶绿素含量mg/(gfW)气孔相对开放度(%)CO2净吸收速率mol CO2/(m2s)A新叶展开前19-2.8B新叶展开中871.15.51.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8注:“”表示未测数据(1)与D期相比,A期合成生长素的能力(填“强”或“弱”);与C期相比,D期叶肉细胞的叶绿体中,数量明显增多的结构是。(2)若将A、D时期的旗叶分别置于光照和温度都适宜的密闭容器中,
22、一段时间后检测:A时期旗叶叶肉细胞中会开始有积累;D时期旗叶的光合速率会(填“减慢”或“增大”)。(3)据表分析,从A到D,发现在叶片发育的过程中,其CO2净吸收速率逐渐升高可能与以下因素相关:一是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的逐渐减弱;二是叶片中叶绿素含量增多,促进了过程;三是气孔开放度(填“增加”或“减少”),促进了过程。解析:由题意可知:旗叶的生长发育能显著影响小麦的产量,从表中可以看出,不同发育时期叶面积不同,叶片叶绿素含量和气孔开放度有所不同,从而使得光合速率也不同。(1)与成熟叶相比,幼叶的生长素的合成能力较强;由表格提供的数据可以直接看出,与C期相比,D期叶中叶绿素含
23、量明显增多,叶绿素分布在基粒上,即基粒数量明显增多。(2)表中数据表明,A时期的叶肉细胞的CO2净吸收速率为负值,说明其细胞呼吸速率大于光合速率或只进行细胞呼吸;在密闭容器中,随着有氧呼吸的进行,O2逐渐被消耗,无氧呼吸加强,积累酒精;D时期的叶肉细胞既能进行光合作用,也能进行细胞呼吸;在光照、温度都适宜的密闭容器中,开始光合速率大于呼吸速率,容器中的CO2浓度下降,暗反应受阻,光反应产物累积,ATP和H含量将增加,光合速率减慢。(3)据表分析,从A到D,发现在叶片发育的过程中,其CO2净吸收速率逐渐升高可能与以下因素相关:一是随着叶片的展开和扩展,与叶片发育密切相关的细胞呼吸逐渐减弱;二是叶片中叶绿素含量增多,促进了光反应过程;三是气孔开放度增加,促进了暗反应(CO2的吸收)过程。答案:(1)强基粒(类囊体)(2)酒精减慢(3)细胞呼吸(呼吸作用)光反应增加暗反应(CO2的固定、CO2的吸收)
