（山东专用）2020版高考生物一轮复习专题6光合作用课件.pptx

专题6 光合作用,高考生物 (山东省选考专用),A组 山东省卷、课标卷题组,五年高考,1.(2019课标全国,3,6分)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时 间后植株达到40 g,其增加的质量来自 ( ) A.水、矿质元素和空气 B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气,答案 A 该黄瓜幼苗质量增加部分可分为干重的增加和含水量的增加,干重增加量来源于 从土壤中吸收的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。故选A。 素养解读 本题借助光合作用的原理与应用等知识,考查学生运用所学知识与观点,对生物学 问题进行推理、判断的能力;试题融合了组成生物体的元素、化合物及光合作用等相关知识, 体现了对生命观念素养中物质与能量观的考查。,2.(2019课标全国,29,12分) 将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增 大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。 (1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。 (2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。 (3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该 种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要 写出实验思路和预期结果。,答案 (1)增强 (2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 (3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期 结果是干旱处理前后气孔开度不变。 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组 作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小, 对照组气孔开度不变。,解析 (1)干旱处理后,该植物根细胞中溶质浓度增大,使根细胞的吸水能力增强。(2)干旱处 理后,叶片气孔开度减小,从外界吸收的CO2减少,使该植物的光合速率降低。(3)要验证干旱条 件下ABA引起气孔开度减小,需要取ABA缺失突变体植株,在正常条件下测定其气孔开度,经 干旱处理后,再测定其气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理 后的ABA缺失突变体植株随机分为两组,一组不做处理(对照组),一组进行ABA处理(实验组), 在干旱条件下培养一段时间后,测定两组的气孔开度,预期结果是实验组气孔开度减小,对照组 气孔开度不变。 素养解读 本题借助影响光合作用的因素的相关知识,考查考生设计实验验证简单生物学事 实的能力;通过对气孔开度减小原因的分析与探究,体现了科学探究素养中的方案探讨要素。,3.(2018课标全国,30,9分)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。 回答下列问题: (1)当光照强度大于a时, 甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是 。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是 ,判断的依据是 。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是 。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的 (填“O2”或“CO2”)不足。,答案 (1)甲 (2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过 大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 (3)乙 (4)CO2,解析 (1)曲线显示,当光照强度大于a时,相同光强下,甲植物净光合速率较乙植物高,即此条件 下甲植物对光能利用率较高。(2)种植密度较大时,植株接受的光照强度较弱,曲线显示,在光 强减弱过程中,甲植物净光合速率下降幅度较乙大。(3)林下为弱光环境,曲线显示,在弱光条 件下,乙植物净光合速率较甲植物高,故乙植物更适合在林下种植。(4)气孔是叶片水分散失和 CO2进入叶片的通道。夏季晴天12:00,植物为减少蒸腾作用失水量而关闭部分气孔,同时也阻 碍了CO2进入叶片,从而影响了叶片光合速率。 素养解读 本题通过对净光合速率变化曲线的分析考查科学思维中的演绎与推理能力。,4.(2017课标全国,30,9分)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 。,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,解析 (1)甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养,由于植物进行光合作用吸收的 CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,因此密闭小室中的CO2浓度降低,植物的光合速率也随之降 低;甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,当甲种植物净光合速率为0时,对应的CO2浓度大于 乙种植物的CO2补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。(2)在光照条件下植物进行光合作用释 放O2,使小室中的O2浓度升高,而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合 而形成水,所以O2增多时,有氧呼吸会增加。 素养解读 本题通过对植物CO2补偿点的相关现象分析考查科学探究中的实验结果分析能力。 易错警示 植物补偿点通常分为光补偿点和CO2补偿点两种。植物光合作用需要光,原料之 一是CO2。光照较强、CO2充足时,光合作用吸收CO2的速率大于呼吸作用释放CO2的速率。当 光照强度降低时,光合速率降低,当光合速率降至与呼吸速率相等时达到“光补偿点”。同理 CO2浓度降低时,光合速率也会降低,当光合速率降至与呼吸速率相等时达到“CO2补偿点”。,5.(2016课标全国,30,8分)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 。,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,解析 (1)在光饱和点(b点)之前,甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)光饱和点之 后,光合作用的限制因子是温度、CO2浓度等。(3)对比甲组、乙组曲线可知,在低光照下培养 后乙组植物的光合能力比甲组的低,但其子代在甲组的条件下培养,光合能力与甲组相同,这说 明低光照培养未能改变植物的遗传特性,乙组光合作用强度与甲组不同是由环境因素引起的, 而不是遗传物质改变造成的。 素养解读 本题通过光照强度等对光合作用强度的影响曲线考查科学思维中的演绎与推理 能力。 评分细则 表达出光合作用强度受光照强度(或环境)影响给2分;表达出遗传物质未改变的意 思给2分。 A、环境条件未改变植物的遗传物质(遗传性、DNA、固有属性以及类似表述的)(4分)。 B、表现型=基因型+环境 (以此为依据的表述)(4分)。,6.(2015课标全国,29,9分)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。,答案 (9分)(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,解析 (1)对比C、D两组实验,C组光照和黑暗交替处理,D组只有光照,故单位光照时间内C组 植物合成有机物的量高于D组。分析C组和D组实验,可推知光合作用中有些反应不需要光照, 这些反应发生在叶绿体的基质中。(2)对比A、B、C三组实验,在总光照时间相同的情况下,随 着光照和黑暗交替频率的增加,光合作用产物的相对含量也增加。究其根本原因是光照与黑 暗的交替频率越高,光下产生的还原型辅酶和ATP越能及时利用并及时再生,从而提高了光 合作用中CO2的同化量。 素养解读 本题通过探究不同光照处理对光合作用的影响考查科学探究中的实验结果分析 能力。 题后反思 短时间光照后再短时间黑暗,黑暗中依然进行暗反应并生成有机物,交替时间间隔 越短,H 和ATP越能及时利用和再生,生成的有机物越多。,(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。,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,解析 (1)油菜果皮细胞进行光合作用的场所是叶绿体,种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,则 推出种子细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是主动运输。(2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率, 比较第24天和第12天的净光合速率和呼吸速率可判断第24天的总光合速率较低;第36天后果 皮逐渐变黄的原因是叶绿素含量降低,呈现的是类胡萝卜素的颜色。(3)由图乙可知,第36天时 种子内含量最高的有机物是脂肪,可用苏丹或苏丹染液进行检测;据图分析,在种子发育过 程中可溶性糖和淀粉含量减少、蛋白质含量基本不变、脂肪含量升高,故可判断脂肪由可溶 性糖和淀粉转化而来。 素养解读 本题通过对果实干重、呼吸速率、净光合速率的变化曲线分析考查科学思维中 的演绎与推理能力。 知识拓展 相比类胡萝卜素,低温时叶绿素更易分解,故秋天温度降低,植物叶片呈黄色。,答案 D 本题以光合色素提取分离的相关知识为信息载体,考查了验证简单的生物学事实, 对实验现象进行分析、解释的能力;试题通过对实验试剂、操作、结果的设问,体现了对科学 探究素养中的结果分析要素的考查。 光合色素提取过程中加入的CaCO3可保护叶绿素,过量不会破坏叶绿素,A错误;光合色素溶于 有机溶剂,层析液可用石油醚、丙酮和苯的混合物,也可用92号汽油,但不可用生理盐水或磷酸 盐缓冲液,B错误;实验中要用棉塞塞紧盛有层析液的试管口,C错误;对比两条滤纸条,可知蓝藻 无叶绿素b,D正确。,2.(2017课标全国,3,6分)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 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,答案 A 本题考查光合作用过程中光合色素的吸收光谱等相关知识。类胡萝卜素不吸收红 光,A错误。光合色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,B正确。光合 作用的作用光谱既可用O2的释放速率随光波长的变化来表示,也可用CO2的吸收速率随光波 长的变化来表示,C正确。叶片在640660 nm波长光下只有叶绿素能吸收光能,进行光合作用, 释放O2,D正确。,3.(2017天津理综,5,6分)叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季 成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是 ( ) A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B.用水作层析液观察花青苷的色素带 C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水 D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目,答案 D 本题主要考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素 为脂溶性,可溶于有机溶剂如无水乙醇,A可达到目的;花青苷为水溶性,类比叶绿体色素的分离 方法,可用水作层析液观察花青苷的色素带,B 可达到目的;质壁分离和复原实验可用于探究细 胞的吸水和失水,C可达到目的;细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体, 而表皮细胞无分裂能力,细胞中无染色体,D符合题意。,4.(2016课标全国,4,6分)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是 ( ) 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叶绿素合成受阻引起的,答案 C 叶绿体中的色素是有机物,可溶于无水乙醇中,A正确;Mg2+是构成叶绿素的成分,可 由植物的根从土壤中吸收,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,叶绿体中的色 素主要吸收红光、蓝紫光用于光合作用,C错误;叶绿素的合成需要光照,黑暗中生长的植物幼 苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的,D正确。 知识归纳 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光。叶绿素的形成除需要有正常 基因外,还需要有光、水、适宜的温度以及N、Mg等元素。,5.(2016上海单科,16,2分)从种植于室内普通光照和室外强光光照下的同种植物中分别提取叶 片的叶绿体色素,用纸层析法分离,结果如图。下列判断正确的是 ( ) A.室内植物叶片偏黄 B.室外植物叶片偏绿 C.室外植物叶片胡萝卜素含量叶黄素含量 D.室内植物叶片叶绿素a含量叶绿素b含量,答案 D 用纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸条上色素由上到下依次为胡萝卜素、叶黄 素、叶绿素a、叶绿素b。由题中纸层析分离结果可知,室内普通光照和室外强光光照下得到 的色素带有区别,室外植物的叶绿素a和叶绿素b的含量降低。分析可知,D正确。 抢分妙招 色素带的数目和宽窄分别代表色素的种类数与含量多少。,考点2 光合作用的原理及应用,1.(2018北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入 氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中 ( ) A.需要ATP提供能量 B.DCIP被氧化 C.不需要光合色素参与 D.会产生氧气,答案 D 光反应过程中,光合色素利用光能,将水分解成H和氧气,同时在有关酶的催化作 用下,ADP与Pi发生化学反应,生成ATP,A、C错误,D正确;H将DCIP还原,使之由蓝色逐渐变 为无色,B错误。 易错警示 此H非彼H 光反应过程中产生的H是还原型辅酶(NADPH),而细胞呼吸过程中产生的H是还原型辅 酶(NADH)。,2.(2018江苏单科,18,2分)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件 中能使图中结果成立的是 ( ) A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度,答案 D 由图中信息可知,当横坐标是光照强度,即该实验的自变量是光照强度时,温度是该 实验的无关变量,所以曲线起点相同,即呼吸强度相同,当光照强度达到一定强度时,CO2浓度越 高,净光合速率越大,当光照强度达到一定值即光饱和点时,净光合速率不变,D项正确;若横坐 标是温度,在一定温度范围内,净光合速率随温度升高而升高,超过某一最适温度,净光合速率 随温度升高而下降,B选项错误;当横坐标是CO2浓度或光波长时,净光合速率与温度的关系不 一定呈正相关,A、C选项错误。 解题规律 坐标曲线图解题突破 解答坐标曲线图类试题时准确把握曲线的起点、交点、拐点是解题关键。 方法技巧 坐标曲线图的分析方法 (1)横坐标是自变量,纵坐标是因变量。 (2)无关变量保持一致,结合图中信息,甲、乙两曲线的起点相同,温度相同时,呼吸速率相同。,3.(2017海南单科,10,2分)将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关 说法正确的是 ( ) A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气 B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生 C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生 D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量,答案 A 叶绿体是光合作用的场所,在自然光下,叶绿体能进行光合作用将水分解产生氧气, A正确;叶绿体中的光合色素能吸收红光和蓝紫光,因此在红光和蓝紫光下,叶绿体会产生氧气, B、C错误;水在叶绿体中分解产生氧气需要的能量是光能,D错误。 易错警示 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,光合色素能把光能转 化成活跃的化学能储存在ATP中。光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应,不能用于其他生 命活动。,4.(2017天津理综,6,6分)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活 性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是 ( ) A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型 B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型 C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度 D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度,答案 D 本题主要考查影响光合作用的因素。光合作用的光反应与暗反应相互制约,相互 影响。从图示可以看出,在曲线图P点以前,野生型水稻光合速率大于突变型,而P点后野生型 水稻光合速率小于突变型,说明在P点前,野生型水稻光反应速率较高,P点后,突变型水稻暗反 应速率较高,A、B正确;在P点前和P点后至光饱和点前,突变型水稻光合速率随光照强度增加 而增加,即限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度,当光照强度大于光饱和点时,限制 光合速率的主要因素是CO2浓度,C 正确,D 错误。 方法技巧 影响光合作用主要因素的判断 光合速率主要受光照强度和环境CO2浓度的影响。当实验自变量为光照强度时,在光饱和点 以前,影响光合速率的主要环境因素是光照强度;当光照强度大于光饱和点时,影响光合速率的 主要环境因素是CO2浓度。当实验自变量为CO2浓度时,CO2浓度小于CO2饱和点时,影响光合 速率的主要环境因素为CO2浓度;当CO2浓度高于CO2饱和点时,影响光合速率的主要环境因素 是光照强度。,5.(2016天津理综,2,6分)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改 用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的 是 ( ) A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升 C.绿光,H下降 D.绿光,C5上升,答案 C 植物光合作用主要利用的是红光和蓝紫光,对绿光的利用很少。突然改用光照强 度与白光相同的红光照射后,光反应速率加快,产物H和ATP上升,进而C3的还原过程加快,未 被还原的C3下降,A、B项错误;而改用光照强度与白光相同的绿光照射后,光反应速率减慢,产 物H和ATP下降,进而C3的还原过程减慢,C5下降,C项正确、D项错误。 评析 本题考查捕获光能的色素、光反应和暗反应过程的能量变化和物质变化等相关知识。,6.(2016四川理综,5,6分)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜 叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的 是 ( ) A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少 C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度,答案 D 与11:00时相比,13:00时叶片净光合速率下降,此现象是13:00时气孔关闭导致吸收 CO2减少引起的“光合午休”,此时叶绿体中合成C3的速率相对较低,A项错误;14:00后叶片的 Pn下降,但仍大于零,植株积累有机物的量仍在增多,B项错误;17:00后因光照强度的降低,光反 应减弱,产生的H和ATP均减少,暗反应速率也降低,C项错误;Pn第一次下降,是因气孔关闭, CO2浓度限制了光合速率,Pn第二次下降是光照强度降低引起的,D项正确。 试题点评 本题以植物净光合速率及胞间CO2浓度变化为信息载体,以环境因素对光合作用 过程的影响为考查点,考查了获取信息及知识综合运用能力。难度适中。,7.(2016北京理综,5,6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48 h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。 与本实验相关的错误叙述是 ( ) A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物 B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官 C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近 D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,答案 C CO2被固定形成C3,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的,A 正确;分析图示可知,该植物生殖器官发育早期,营养器官中含14C量的比例相对较高,说明此期 光合产物大部分被分配到营养器官,B正确;由图示可知遮光70%条件下,在生殖器官发育早期, 分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生殖器官和营养器官的光 合产物量才较为接近,C错误;分析题干信息和图示均可看出本实验研究了光强对不同发育期 植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D正确。 审题方法 该题以柱形图的形式呈现了光强对植株的不同发育期中光合产物在生殖器官和 营养器官间分配的影响。解题时,可通过比较分析,寻找单一变量对其实验结果的影响,以获取 解题的关键信息。,8.(2019北京理综,31,16分)光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光 合细菌中。 (1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的 。在碳(暗)反应中,RuBP羧 化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3。影响该反应的外部因素,除光照条件外还 包括 (写出两个);内部因素包括 (写出两个)。 (2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码 并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入叶绿体,在 叶绿体的 中与L组装成有功能的酶。 (3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物。有人设想通过基因工程技术将 蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因 转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检 测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。 由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请 说明理由。,基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 。 a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质 b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定 c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成 d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同,答案 (16分)(1)光能 温度、CO2浓度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(其中两个) (2)细胞质 基质 (3)不能。转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是 甲的S基因表达产物的可能性。 a、b、c,解析 本题借助光合作用与核糖体相关知识,考查考生获取信息、解决问题的能力;通过与暗 反应相关酶的分析体现了科学思维素养中的演绎与推理要素。 (1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应中色素分子吸收的光能;影响暗反应的外部 因素有CO2浓度和温度等,内部因素有C5含量和R酶含量、R酶活性等。(2)S蛋白由核基因编 码,在细胞质中由核糖体合成后进入叶绿体;R酶在暗反应中发挥作用,其存在于叶绿体基质中, 所以在叶绿体基质中S与L组装成有功能的酶。(3)去除甲的L基因后,甲的S基因仍存在,所 以转基因植株中有活性的R酶可能是由甲的S基因表达出来的S蛋白与蓝藻L基因表达出来的 L蛋白组装而成的。蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质、蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固 定、蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成均可体现生物统一性,在蓝藻与甲的叶肉细 胞中R酶组装的位置不同,不能体现生物统一性。据此选a、b、c。 知识拓展 线粒体和叶绿体都含有少量的DNA和RNA,它们具有半自主性,能合成一部分蛋白 质和酶,因此线粒体和叶绿体被称为半自主性细胞器。,9.(2019江苏单科,28,8分)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核 DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列 问题: (1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后 指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是 。,(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在 上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-),C3-还原为三碳糖(C3- ),这一步骤需要 作为还原剂。在叶绿体中C3-除了进一步合成淀粉外,还必须 合成化合物X以维持卡尔文循环,X为 。 (3)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢 过程,与X浓度相关的有 (填序号)。 外界环境的CO2浓度 叶绿体接受的光照强度 受磷酸根离子浓度调节的C3-输出速度 酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度 (4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大 量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。,答案 (8分)(1)转录 tRNA (2)类囊体 H C5(五碳化合物) (3) (4)吸水涨破,解析 本题借助叶绿体内相关酶的合成及光合作用基本过程,考查考生运用获取的图示信息 解决生物学问题的能力;通过对暗反应过程中有关物质变化过程的分析,体现了对科学思维素 养中的归纳与概括要素的考查。 (1)基因表达过程中,遗传信息通过转录过程由基因传递到mRNA上,rRNA、mRNA和tRNA参 与翻译过程,参与大亚基肽链合成的RNA中,tRNA种类多于作为模板的mRNA和参与核糖体 组成的rRNA的种类数。(2)光能在类囊体膜上转化为ATP中活跃的化学能。光反应过程中产 生的H将C3-还原为C3-,C3-在叶绿体中除进一步合成淀粉外,还必须合成C5用于再次参 与CO2的固定。(3)外界环境CO2浓度改变、叶绿体接受的光照强度改变将影响光合作用速率 进而影响C5含量,C3-在细胞中积累将抑制C3还原进而影响C5浓度,酶R催化C5与O2结合会消 耗C5而影响C5含量。(4)可溶性糖为小分子物质,若大量淀粉转化为可溶性糖形式储存在叶绿 体中,叶绿体则会因浓度过高而吸水涨破。 规律总结 影响光合速率的因素:光合作用是光驱动下的有机化学反应,常见的影响光合速率 的因素有光照强度、CO2浓度、温度、水分和矿质元素的供应等。另外光合产物正常输出也 是光合作用正常进行的基础。若光合作用产物外运受阻,则C3还原将减慢,进而整个光合速率 也将减慢。,答案 (1)下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 (2)暗 (3)无水 乙醇,解析 (1)树冠上层叶片适宜接受强光照,下层叶片适宜接受弱光照,故树冠下层叶片的光饱和 点较低,即A来自树冠下层。(2)根据题意,测得放氧速率不变,说明光反应速率不变,但其净光 合速率下降,主要原因是光合作用的暗反应受到了抑制。(3)常用于叶绿体色素提取的有机溶 剂是无水乙醇。 知识拓展 植物“三率”间的内在关系 (1)呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间一定量组织的 CO2释放量或O2吸收量。 (2)净光合速率:植物绿色组织在“有光”条件下测得的值单位时间内一定量叶面积吸收 的CO2量或释放的O2量。 (3)真正(总)光合速率=净光合速率+呼吸速率。,11.(2017江苏单科,29,9分)科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了系列研 究。图1为光合放氧测定装置示意图,图2为某光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线。 请回答下列问题: 图1 图2 (1)取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量 ,以防止叶绿素降解。长时间浸泡在乙 醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。 (2)图1中影响光合放氧速率的因素有 。氧电极可以检测反应液中 氧气的浓度,测定前应排除反应液中 的干扰。 (3)图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是 。若提高反应液中NaHCO3浓度,果肉 放氧速率的变化是 (填“增大”“减小”“增大后稳定”或“稳定后减小”)。,(4)图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率,对1520 min曲线的斜率几乎不变的合 理解释是 ;若在20 min后停止光照,则短时间内叶绿体中含量减少的 物质有 (填序号:C5 ATP H C3),可推测2025 min曲线的斜率为 (填“正值”“负值”或“零”)。,答案 (9分)(1)CaCO3 光合色素溶解在乙醇中 (2)光照、温度、CO2(NaHCO3)浓度 溶解 氧 (3)提供CO2 增大后稳定 (4)光合产氧量与呼吸耗氧量相等 负值,解析 本题综合考查了光合色素的提取原理和环境因素对光合速率的影响。(1)CaCO3可中 和果肉薄片细胞产生的有机酸,防止叶绿素降解;光合色素可溶于有机溶剂(如乙醇),所以果肉 薄片长时间浸泡在乙醇中会因光合色素溶解而变成白色。(2)图1装置中的光照强度、水浴室 的温度、NaHCO3的浓度(可提供不同浓度的CO2)均可影响光合速率;该实验的因变量是反应 液中溶解氧的浓度变化,所以测定前应除去反应液中原有的溶解氧,以排除其对实验结果的影 响。(3)提高反应液中NaHCO3浓度即提高CO2浓度,可使光合速率增大后稳定。(4)1520 min 曲线的斜率几乎不变,即光合放氧速率为0,说明光合产氧量与呼吸耗氧量相等;停止光照后,光 反应产生的H和ATP减少,C5合成速率下降,短时间内C3合成速率不变但消耗减少,所以C3含量 会增加;停止光照后光合速率下降,所以2025 min曲线的斜率为负值。,12.(2016课标全国,29,10分)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12:30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。,答案 (1)湿度(或答相对湿度)(1分) 在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大 (2分,其他合理答案可酌情给分) 增加(1分) (2)四(1分) 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3分,其他合理答案可酌情给分) (3)不需要 不需要(每空1分,共2分),解析 本题主要考查影响光合速率的因素及CO2进入叶肉细胞的方式。(1)分析对照组、实验 组一和实验组二可知,高温条件下(温度均为36 ),适当增加相对湿度时,叶片光合速率的增加 量相对较大,而分析实验组二、三、四可知,在相对湿度较高的条件下(相对湿度均为52%),适 当降低温度时,叶片光合速率的增加量较小,甚至降低。所以,中午时对小麦光合速率影响较大 的环境因素是相对湿度;并由增加相对湿度,叶片的光合速率增大可推知,增加麦田环境的相对 湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)对比实验组三和实验组四可知:因温度降低,叶 片的光合速率下降,所以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 肉细胞的方式为自由扩散,既不需要载体蛋白,也不需要消耗ATP。 方法总结 分析多因子变量时,一定要遵循单一变量原则,分析温度对光合速率的影响时,温度 为单一变量,相对湿度为无关变量,其应该相同,同理,相对湿度为单一变量时,温度应该相同。,考点3 光合作用与细胞呼吸,1.(2017北京理综,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用与 温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误 的是 ( ) A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25 C.在025 范围内,温度变化对光合速率的影响比对 呼吸速率的大 D.适合该植物生长的温度范围是1050 ,答案 D 本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力。由图可知,该 植物呼吸作用的最适温度约为55 ,而光合作用的最适温度约为30 ,呼吸作用的最适温度 比光合作用的最适温度高,A正确;由图可知,净光合作用的最适温度约为25 ,B正确;观察题 图中曲线可知,在025 范围内,总光合速率上升快于呼吸速率,温度变化对光合速率的影响 比对呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50 时,净光合速率为 负值,植物不能生长,D错误。,2.(2016四川理综,1,6分)叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是 ( ) A.O2的产生 B.H2O的生成 C.H的消耗 D.ATP的合成,答案 A 叶肉细胞内O2是在光合作用的光反应阶段产生的,光反应的场所是叶绿体的类囊 体薄膜,A项正确;在核糖体上氨基酸经脱水缩合形成肽链的过程中能产生H2O,核糖体为无膜 细胞器,B项错误;光合作用中H的消耗发生在叶绿体基质中,没有在生物膜上,C项错误;叶肉 细胞有氧呼吸的第一、二、三阶段均能合成ATP,第一、二阶段分别在细胞质基质和线粒体 基质中进行,第三阶段在线粒体内膜上进行,D项错误。 疑难突破 识记生物体各主要生理过程中的物质变化及发生部位是解答本题的关键。,3.(2019课标全国,31,11分)回答下列与生态系统相关的问题。 (1)在森林生态系统中,生产者的能量来自 ,生产者的能量可以直接流向 (答出2点即可)。 (2)通常,对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物 的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总 初级生产量,可在该水生生态系统中的某一水深处取水样,将水样分成三等份,一份直接测定O2 含量(A);另两份分别装入不透光(甲)和透光(乙)的两个玻璃瓶中,密闭后放回取样处,若干小时 后测定甲瓶中的O2含量(B)和乙瓶中的O2含量(C)。据此回答下列问题。 在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下,本实验中C与A的差值表示这 段时间内 ;C与B的差值表示这段时间内 ;A与B的差值表示这段时间内 。,答案 (1)太阳能 初级消费者、分解者 (2)生产者净光合作用的放氧量 生产者光合作用 的总放氧量 生产者呼吸作用的耗氧量,解析 本题主要借助光合作用与细胞呼吸相关知识,考查考生对实验现象的分析,并对收集到 的数据进行处理的能力;试题设置的“黑白瓶”实验对照,体现了对科学探究素养中结果分析 要素的考查。 (1)生产者通过光合作用将太阳能转化成化学能,固定在所制造的有机物中,生产者制造的有机 物中的能量可以通过被初级消费者摄入而直接流向初级消费者,其残枝败叶和初级消费者粪 便(属于生产者的同化量)中的能量可直接流向分解者。(2)此为“黑白瓶法”测定植物的光 合速率,A为甲、乙两瓶中O2起始含量,甲瓶不透光,生产者只进行呼吸作用,若干小时后测定甲 瓶中O2含量为B,A与B的差值为这段时间内生产者呼吸作用消耗的O2量;乙瓶透光,生产者既进 行光合作用又进行呼吸作用,若干小时后测定乙瓶中O2含量为C,C与A的差值表示这段时间内 生产者净光合作用释放的O2量;乙瓶与甲瓶中的O2含量进行比较,C与B的差异是由生产者的光 合作用造成的,所以C与B的差值表示这段时间内生产者光合作用的总放氧量(产生O2量)。 知能拓展 植物“三率”间的关系 (1)呼吸速率:植物非绿色组织或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间一定量组织的 CO2释放量或O2吸收量。 (2)净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一定量叶面积吸收的 CO2量或释放的O2量。 (3)总光合速率=净光合速率+呼吸速率。,答案 (1)类囊体膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增 加,故群体干物质积累速率降低 (3)低,解析 (1)高等植物光合作用过程中捕获光能的物质是叶绿体色素,这些色素分布在类囊体膜 上,主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。(2)由图可知,当叶面积系数小于a时,随着叶面积系数 增加,群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等于群体光合速率与群 体呼吸速率之差,当叶面积系数超过b时,群体呼吸速率升高,群体光合速率不变,导致群体干物 质积累速率降低。(3)通常,阴生植物利用弱光能力强,且阴生植物呼吸作用强度低,所以阴生 植物光合作用吸收与呼吸作用释放的CO2量相等时所需要的光照强度比阳生植物低。,5.(2018江苏单科,29节选,7分)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及 能量代谢途径示意图(NADPH指H),请回答下列问题: (1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为 , 其中大多数高等植物的 需在光照条件下合成。 (2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲 内,在 (填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲 内,在 (填场所)组装。,(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为 后进入乙,继而在乙的 (填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成 NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的 (填场所)转移到ATP中。,答案 (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体膜上 基质中 (3)丙酮酸 基质中 内膜上,解析 本题主要考查叶绿体和线粒体的结构和功能以及光合作用和呼吸作用的过程。(1)甲 为叶绿体,甲中能将光能转化为化学能的色素有叶绿素和类胡萝卜素,其中大多数高等植物叶 绿素的合成需要光。(2)参与光反应中心的蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上,参与催化CO2固 定的酶分布于叶绿体的基质中。(3)由甲(叶绿体)输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧 化为丙酮酸后进入乙(线粒体),在线粒体的基质中被彻底分解成CO2;甲中过多的还原能可通 过物质转化,在细胞质中合成NADPH,其中的能量最终可在乙(线粒体)的内膜上经有氧呼吸的 第三阶段转移到ATP中。,6.(2017课标全国,29,9分)如图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。 据图回答下列问题: (1)图中、代表的物质依次是 、 、 、 ,H代 表的物质主要是 。 (2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生