2024高考生物一轮复习第3单元第9讲光合作用教案

PAGEPAGE31第9讲光合作用单科命题备考导航核心素养解读命题趋势(1)说明叶绿体从太阳光中捕获能量,并将其转化为细胞可利用的化学能储存在有机物中(2)试验:提取和分别叶绿体色素(3)影响光合作用速率的环境因素(1)从物质与能量的视角阐述光合作用过程中贯穿着物质和能量的变更(2)通过试验与探究活动,说出叶绿素的种类和作用(3)探究影响光合作用强度的因素,利用光合作用和呼吸作用的原理,解决生产生活中的实际问题◆题型内容:色素提取与分别、光合作用原理与应用、影响光合作用的环境因素◆考查形式:常结合过程模型、曲线分析和生产生活应用进行考查,常结合曲线分析和生产生活应用进行考查考点一捕获光能的色素、叶绿体结构及光合作用的探究历程1.叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a蓝绿色

叶绿素b黄绿色

类胡萝卜素叶黄素

黄色胡萝卜素

橙黄色2.叶绿体中色素的汲取光谱分析由图可以看出,(1)色素的功能:叶绿素主要汲取红光和蓝紫光;类胡萝卜素主要汲取蓝紫光。

(2)色素汲取光的范围:可见光的波长范围大约是390~760nm,一般叶绿体中的色素只汲取可见光,对红外光和紫外光不汲取。

3.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构外表:①(3)功能:进行光合作用的场所

(4)恩格尔曼的试验:好氧细菌主要分布于叶绿体被光束照耀部位的四周。

4.光合作用的探究历程(连线)1.液泡中色素汲取的光能用于光合作用。(✕)2.叶片黄化,叶绿体对红光的汲取增多。(✕)3.光合作用中叶绿素汲取光能不须要酶的参加。(√)4.叶绿体是进行光合作用的唯一场所。(✕)5.光合作用须要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(✕)6.1864年德国科学家萨克斯的叶片曝光和遮光试验只能证明光合作用的产物有淀粉。(✕)下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的试验示意图,请分析:(1)恩格尔曼试验在试验材料的选取上有什么奇妙之处?(2)两试验均须要进行“黑暗”处理吗?(3)两试验如何设计比照试验?答案(1)选择水绵和好氧细菌作试验材料,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于视察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)图示的两试验中,只有萨克斯的试验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。(3)恩格尔曼的试验中,照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成比照;萨克斯的试验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成比照。考向一考查捕获光能的色素分析1.(2024云南昆明云师大附中高三月考)下列关于黑藻细胞中叶绿素的说法,不正确的是()A.可汲取640~660nm波长的光进行光合作用B.可利用纸层析法分别叶绿素a和叶绿素bC.分布在叶绿体内膜和基粒上D.土壤中缺少氮或镁时,会影响叶绿素的合成1.答案C叶绿素主要汲取红光和蓝紫光进行光合作用,640~660nm波长的光为红光,故叶绿素可汲取640~660nm波长的光进行光合作用,A正确;叶绿素a和叶绿素b在层析液中的溶解度不同,溶解度大的在滤纸条上扩散速度快,所以可利用纸层析法分别叶绿素a和叶绿素b,B正确;叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,叶绿体内膜上没有光合色素,C错误;叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg,土壤中缺少氮或镁时,会影响叶绿素的合成,进而影响光合作用,D正确。题后悟道·归纳影响叶绿素合成的三大因素考向二考查探究光合作用的相关试验分析2.(2024甘肃武威五中月考)如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试验示意图。一段时间后,以下相关试验比较不正确的是()A.Y2的质量大于Y3的质量B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量C.②中水的质量大于④中水的质量D.试管①的质量大于试管②的质量2.答案CY1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的质量大于Y3;④中小球藻中含有(CH218O)的有机物,而①中小球藻含有(CH2O)的有机物,故④中小球藻质量大于①中的小球藻质量;④和②中的水都为H218O,且含量相同,因此质量相等;在试管①和②中原有质量相等的状况下,②中释放出的是18O23.下图为恩格尔曼用透过三棱镜的光照耀水绵时,发觉好氧细菌大量集中在如图所示区域,以下分析正确的是()A.水绵光合作用产生的氧气能进入细菌的线粒体与[H]结合生成H2OB.试验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中目的是隔绝二氧化碳C.图中细菌分布的差异是由水绵不同区域有机物的含量不同造成的D.图中细菌分布的差异是由在不同波长光下氧气的产量不同造成的3.答案D细菌为原核生物,无线粒体,A错误;该试验中光照为自变量,氧气为无关变量,试验过程中,将临时装片放在黑暗、没有空气的环境中是为了设置自变量和解除无关变量的影响,从而确保试验能正常进行,B错误;照耀水绵的光的光质不同(主要汲取红光和蓝紫光),光合作用强度不同,产生的氧气量也不同,造成好氧菌的分布也不同,C错误,D正确。题后悟道·方法恩格尔曼试验方法的奇妙之处(1)巧选试验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于视察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)妙法解除干扰因素:没有空气的黑暗环境解除了氧气和光的干扰。(3)奇妙设计比照试验:用极细的光束照耀,叶绿体上可分为有光照和无光照的部位,相当于一组比照试验;临时装片暴露在光下的试验再一次验证明验结果。考点二光合作用的基本过程1.光合作用的过程(1)依据上图分析光反应与暗反应的区分Ⅰ.光反应

Ⅱ.暗反应

场所叶绿体类囊体薄膜

叶绿体基质条件光、色素和酶

多种酶原料水、NADP+、ADP、Pi[H](NADPH)、ATP、CO2产物[H](NADPH)、ATP、O2

(CH2O)、NADP+、ADP、Pi

物质变更①水的光解:H2O2H++O2+2e-NADP++2H++2e-NADPH+H+②ATP的合成:ADP+PiATP

①CO2的固定:CO2+C52C3

②C3的还原:2C3

(CH2O)+C5+NADP++ADP+Pi

能量变更光能→ATP中活跃的化学能

ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能

(2)依据下图分析光反应与暗反应的联系:①光反应为暗反应供应ATP和[H]。

②暗反应为光反应供应ADP、Pi、NADP+。

(3)光合作用总反应式和反应物中H、O的去向:(4)同位素标记元素转移途径H:3H2O[3H](C3H2O)C:14CO214C3(14CH2O)+14C5O:2.光合作用和化能合成作用的比较光合作用化能合成作用区分能量来源光能

氧化无机物释放出的能量

代表生物绿色植物硝化细菌

相同点都能利用CO2和H2O等无机物合成有机物

1.光合作用过程中光能转化为有机物中的化学能。(√)2.光反应必需在光照下进行,暗反应必需在暗处进行。(✕)3.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。(✕)4.光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。(√)5.相宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,不能完成暗反应过程。(✕)6.相宜条件下培育的叶绿体,突然将原来的白光改为绿光照耀,则短时间内[H]含量会增多。(✕)下图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a~g为物质,①~⑥为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示)。思索相关问题:(1)a物质的功能是什么?(2)图中①、③分别表示怎样的生理过程?(3)将b物质用18O标记,最终在图中哪种物质中检测到放射性?(4)在其他条件相宜的状况下,突然停止光照,并在黑暗中马上起先连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量发生怎样的变更?答案(1)汲取、传递和转换光能。(2)①表示水分的汲取,③表示水的光解。(3)(CH2O)中能检测到放射性。(4)C3含量增加,C5含量削减。1.环境变更时间合作用各物质含量的变更分析(1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方向综合分析示例:CO2供应正常,光照停止时C3的含量变更(2)物质含量变更的比较条件光照由强到弱,CO2供应不变光照由弱到强,CO2供应不变CO2供应由足够到不足,光照不变CO2供应由不足到足够,光照不变C3含量增加削减削减增加C5含量削减增加增加削减[H]和ATP的含量削减或没有增加增加削减(CH2O)的合成量削减增加削减增加2.连续光照和间隔光照下的有机物合成量分析(1)光反应为暗反应供应的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累,在光反应停止时,暗反应仍可持续进行一段时间,有机物还能接着合成。(2)始终光照条件下,会造成[H]、ATP的过度积累,利用不充分;光照和黑暗间隔条件下,[H]、ATP基本不积累,能够被充分利用;因此在光照时间相同的条件下,光照和黑暗间隔处理比始终连续光照处理有机物积累量要多。例如:若同一植物处于两种不同状况下进行光合作用,甲始终光照10分钟,黑暗处理10分钟;乙光照5秒,黑暗处理5秒,持续20分钟,则光合作用制造的有机物甲<乙。考向一考查光合作用的过程1.(2024江西名校高三5月联考)植物叶肉细胞的部分代谢过程如图所示。下列叙述正确的是()A.NADP+在光反应过程与电子和质子结合,形成还原型的NADPHB.叶肉细胞的光补偿点就是植物的光补偿点C.类囊体膜上的类胡萝卜素能汲取红光和蓝紫光用于光合作用D.图中H+通过主动运输从类囊体膜内运到膜外1.答案A在光反应过程中,水光解产生的电子和质子与NADP+结合,形成还原型的NADPH,A正确;对于叶肉细胞来说,既可以进行光合作用,又可以进行呼吸作用,在叶肉细胞的光补偿点时,该细胞的光合速率=呼吸速率,而对于植物来说,只有部分细胞可以进行光合作用,全部细胞都可以进行呼吸作用,在该植物的光补偿点时,部分细胞的光合速率之和=全部细胞的呼吸速率之和,故植物的光补偿点大于叶肉细胞的光补偿点,B错误;类胡萝卜素主要汲取蓝紫光,C错误;由图可知,H+从类囊体膜内运到膜外是顺浓度梯度,故为帮助扩散,D错误。2.(2024山东潍坊、青州三模)如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程,下列相关叙述正确的是()A.叶黄素缺失突变体与正常植株相比,若赐予红光照耀,则光汲取差异显著B.过程Ⅱ为暗反应,在类囊体薄膜上产生的2和3只能用于暗反应还原C3C.若降低四周环境中的CO2浓度,则释放O2的速率不变D.若该细胞净光合速率大于0,推想该植物体能积累有机物从而使植株干重增加2.答案B叶黄素主要汲取蓝紫光,因此赐予红光照耀,叶黄素缺失突变体与正常植株相比,光汲取差异不显著,A错误;图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示暗反应,2表示ATP,3表示[H],过程Ⅰ产生的ATP和[H]只能用于过程Ⅱ,不能用于其他的生命活动,B正确;CO2供应削减,干脆影响CO2的固定(C3的生成量削减),而短时间内不影响C3的还原(C3的消耗量不变),因此导致C3含量削减,时间延长以后,C3还原利用的ATP和[H]削减,进而导致光反应减弱,因此释放O2的速率减小,C错误;该细胞为叶肉细胞,若该叶肉细胞净光合速率大于0,只能推出该细胞此刻有有机物积累,不能推断出整个植株的有机物含量变更,D错误。题后悟道·归纳(1)光反应阶段产生的ATP仅用于暗反应阶段C3的还原。细胞呼吸产生的ATP可用于除暗反应以外的生命活动。(2)在光照条件下,植物既进行光反应,又进行暗反应;假如植物长期处于黑暗环境中,光反应和暗反应都会停止。在暗反应停止时,ATP和[H]积累,光反应也要停止。考向二考查环境条件变更对光合作用中物质变更的影响3.智能温室内的绿色植物,在其他条件不变的状况下,突然停止光照,此时下列物质的变更是()A.叶绿体内ADP/ATP减小B.叶绿体内NADP+/NADPH增大C.叶绿体内C3/C5减小D.胞间CO2浓度/外界CO2浓度减小3.答案B在其他条件不变的状况下,突然停止光照,光反应停止,ATP和[H](NADPH)的产生停止,而ADP和NADP+的含量上升,故叶绿体内ADP/ATP增大,NADP+/NADPH增大,A错误,B正确;由于ATP和[H](NADPH)的含量降低,C3被还原成糖类和C5的速率减慢,CO2的固定速率不变,故C3的含量上升、C5的含量削减、胞间CO2浓度渐渐上升,C、D错误。4.如图表示在夏季晴朗的白天植物细胞内C3和C5的相对含量随一种环境因素的变更而变更状况,下列对这一环境因素变更的分析正确的是()A.突然停止光照 B.突然增加CO2浓度C.降低环境温度 D.增加光照强度4.答案D突然停止光照,光反应产生的[H]和ATP削减,被还原的C3削减,生成的C5削减,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的相对含量将增加、C5的相对含量将削减,A错误;突然增大CO2浓度,CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3还原速率不变,植物细胞内C3相对含量增加、C5相对含量削减,B错误;降低环境温度,CO2固定速率和C3还原速率均下降,C5的相对含量不会大幅度地增多,C错误;增加光照强度,光反应产生的[H]和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的相对含量将削减、C5的相对含量将增多,D正确。题后悟道·归纳利用模型法分析光合作用中物质的量的变更(1)以上分析只表示条件变更后短时间内各物质相对含量的变更。(2)以上各物质变更中,C3和C5含量的变更是相反的,[H]和ATP含量变更是一样的。(3)详细分析时只有理清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。考点三影响光合作用的因素及应用1.内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同,以阴生植物、阳生植物为例,如图所示)(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶2.外部因素(1)光照强度(2)CO2浓度(3)温度(4)必需矿质元素(N、P、Mg、K等)1.生长于较弱光照条件下的植物,当提高CO2浓度时,其光合速率未随之增加,主要限制因素是光反应。(√)2.延长光照时间能提高光合作用强度。(✕)3.植物体从土壤中汲取的水分主要用于光合作用。(✕)4.停止供水,植物光合速率下降,这是由于水是光合作用的原料,又是光合产物在植物体内运输的主要介质。(√)5.夏季晴天,植物出现光合“午休”现象的主要缘由是环境中CO2浓度过低。(✕)据图分析多因素对光合作用的影响。(1)三条曲线在P点之前限制光合速率的因素分别是、、。

(2)三条曲线在Q点之后横坐标所表示的因子(填“是”或“不是”)影响光合速率的主要因素,此时的限制因素分别是、、。

(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥的好处包括

。

答案(1)光照强度光照强度温度(2)不是温度CO2浓度光照强度(3)增加土壤肥力、增加大棚内的温度和CO2浓度考向考查影响光合作用的环境因素1.用14CO2“饲喂”叶肉细胞,让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后,关闭光源,将叶肉细胞置于黑暗环境中,含放射性的三碳化合物浓度的变更状况如图所示,下列相关叙述正确的是()A.Oa段叶肉细胞中五碳化合物浓度有所下降B.叶肉细胞利用14CO2的场所是叶绿体基质,暗反应全过程都消耗ATP和[H]C.ab段三碳化合物浓度不变的缘由是14CO2消耗殆尽D.b点后叶肉细胞内没有有机物的合成1.答案A题图显示,Oa段叶肉细胞中含放射性的C3浓度上升,说明消耗的五碳化合物(C5)增多,C5浓度有所下降,A正确;暗反应的场所是叶绿体基质,暗反应的过程包括CO2的固定和C3的还原,其中C3的还原须要消耗ATP和[H],B错误;ab段三碳化合物浓度不变的缘由不是14CO2消耗殆尽,而是CO2被C5固定形成C3的过程与C3的还原过程保持相对稳定,C错误;b点后,在黑暗条件下,光反应不能进行,但之前还剩余部分[H]和ATP,因此短时间内暗反应仍可进行,仍有部分有机物合成,D错误。2.(2024福建师大附中期末)下列各图分别表示两个自变量对光合速率的影响状况,除各图中所示的因素外,其他环境因素均限制在最适范围。下列分析错误的是()A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中色素的数量B.乙图中d点比c点在相同时间内叶肉细胞中生成C5的速率快C.M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度D.丙图中,随着温度的上升,曲线走势将稳定不变2.答案D丙图中,随着温度的上升,曲线走势有可能下降,因为超过最适温度,酶的活性降低,D错误。题后悟道·方法影响光合作用主要因素的推断光合速率主要受光照强度、环境CO2浓度和温度的影响。当试验自变量为光照强度时,在光照强度达到光饱和点以前,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、温度。当试验自变量为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、温度。试验绿叶中色素的提取与分别1.试验原理2.试验步骤3.试验结果4.绿叶中色素提取和分别试验异样现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的缘由分析①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②运用放置数天的绿叶,滤液色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠:没经干燥处理,滤液线不能达到细、齐、直的要求,使色素扩散不一样。(3)滤纸条看不到色素带:①遗忘画滤液细线;②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带:遗忘加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。1.(2024山东青岛模拟)下列与“绿叶中色素的提取和分别”试验有关的叙述,正确的是()A.提取绿叶中的色素时只能用无水乙醇溶解色素B.研磨叶片后马上加入碳酸钙可防止色素被破坏C.叶绿素b在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素D.不同绿叶中的色素在滤纸条上的色素带依次不同1.答案C提取绿叶中的色素时,可以用无水乙醇、丙酮等有机溶剂,A错误;叶绿体色素的提取试验中,加入碳酸钙的目的是爱护叶绿体色素,防止色素被破坏,应当在研磨前加入,B错误;类胡萝卜素的溶解度大,扩散速度快,位于滤纸条的上端,而叶绿素b的溶解度小,扩散速度慢,位于滤纸条的下端,C正确;不同绿叶中的色素在滤纸条上的色素带依次相同,从上到下都是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,D错误。2.下图是簇新绿叶的四种光合色素在滤纸上分别的状况,以下说法正确的是()A.水稻在收获季节,叶片中色素含量是(甲+乙)<(丙+丁)B.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大D.四种色素中,丙和丁主要汲取红光2.答案A依柱形图中扩散距离可推知,甲为叶绿素b,乙为叶绿素a,丙为叶黄素,丁为胡萝卜素。在水稻收获季节,叶片变黄,类胡萝卜素的含量大于叶绿素的含量;在提取色素时,加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中叶绿素遭到破坏;丁色素在层析液中的溶解度最大,扩散距离最远,乙色素的含量最多;叶绿素(甲+乙)主要汲取红光和蓝紫光,类胡萝卜素(丙+丁)主要汲取蓝紫光。1.(2024课标全国Ⅰ,3,6分)将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等相宜的环境中,一段时间后植株达到40g,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1.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汲取的矿质元素及利用CO2(空气)和H2O合成的有机物。2.(2024海南单科)下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是()A.光合作用的暗反应阶段不能干脆利用光能B.红光照耀时,胡萝卜素汲取的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能须要有ADP的参加D.红光照耀时,叶绿素b汲取的光能可用于光合作用2.答案B光合作用的暗反应阶段不能干脆利用光能,但须要利用光反应阶段形成的[H]和ATP,A正确;胡萝卜素不能汲取红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,须要有ADP和Pi及ATP合成酶的参加,C正确;红光照耀时,叶绿素b汲取的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D正确。3.(2024课标全国Ⅲ,29,9分)回答下列问题:(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的上,该物质主要捕获可见光中的 。

(2)植物的叶面积与产量关系亲密。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其缘由是。

(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用汲取与呼吸作用放出的CO2量相等时所须要的光照强度(填“高”或“低”)。

3.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,主要汲取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,群体呼吸速率上升,群体光合速率不变,导致群体干物质积累速率降低。(3)通常,阴生植物利用弱光实力强,且阴生植物呼吸作用强度低,所以阴生植物光合作用汲取与呼吸作用释放的CO2量相等时所须要的光照强度比阳生植物低。4.仙人掌生长在高温、干旱的环境中,形成了肯定的适应性特征。如图表示仙人掌在24小时内,光合作用和气孔导度(气孔张开程度)的变更。据图分析,下列描述正确的是() A.白天进行光合作用,夜间进行呼吸作用B.白天蒸腾作用强,散失的水分多于夜间C.白天可以进行光反应,但几乎不能从外界汲取CO2D.夜间同化二氧化碳,所以暗反应只在夜间进行4.答案C活的仙人掌始终进行呼吸作用,A选项错误;由图中信息可知,仙人掌白天气孔关闭,蒸腾作用弱,散失的水分比夜间少,B选项错误;由于白天气孔渐渐关闭,使得仙人掌几乎不能从外界汲取CO2,但可以同化细胞呼吸释放的二氧化碳,故C选项正确,D选项错误。5.【不定项选择题】探讨者探究不同光照条件下,两种不同浓度CO2对某种蓝藻生长的影响,结果如图所示。下列关于试验的叙述,正确的是()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的释放量,可得到相像的试验结果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5.答案ABC分析题图曲线可知,在相同光照强度下,“●”有机物积累多于“▲”,因此“●”为高浓度CO2下的测量结果,“▲”为低浓度CO2下的测量结果;光照和CO2浓度相同,光合作用产生的氧气量相同,细胞呼吸强度不变,因此相同条件下测量O2的释放量相同;低光强时,限制光合作用的外界因素主要是光照强度,不是CO2浓度,因此不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著;高浓度CO2时,肯定的范围内随光照强度增加光合作用强度增加,干重增加速度增大。6.【不定项选择题】科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变更状况,并将检测结果绘制成下图。下列相关说法正确的是()A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要缘由B.bc段适时通风、mn段适时遮阴可有效缓解Pn下降C.致使ef段、op段Pn下降的缘由是光照强度渐渐减弱D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施6.答案ABCD早晨日出后光照强度不断增大,使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率快速上升。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要缘由是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度快速下降,适时通风可有效缓解Pn下降;而露地栽培的油桃在mn段Pn下降,是因环境温度过高导致部分气孔关闭,汲取CO2削减,适时遮阴可有效缓解Pn下降。15时以后,两种栽培条件下油桃的光合速率持续下降,是光照强度渐渐减弱所致。适时浇水避开植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加环境中CO2浓度是提高大田作物产量的可行性重要措施。一、单项选择题1.(2024山西太原高三期末)组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。下列关于几种元素与光合作用关系的叙述中,正确的是()A.C是组成糖类的基本元素,在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成(CH2O)B.Mg是叶绿素的组成元素之一,没有Mg植物就不能进行光合作用C.O是构成有机物的基本元素之一,光合作用制造的有机物中的氧来自水D.P是构成ATP的必需元素,光合作用中光反应和暗反应过程均有ATP的合成1.答案B在光合作用过程中C经验了CO2→C3→(CH2O)+C5的过程,A错误;叶绿素的作用是汲取、传递和转换光能,没有叶绿素植物就不能利用光能进行光反应,进而不能进行光合作用,Mg作为叶绿素组成元素,缺Mg,叶绿素无法合成,所以没有Mg植物就不能进行光合作用,B正确;光合作用制造的有机物中的氧来自CO2,C错误;光合作用中暗反应所需的ATP在光反应阶段合成,暗反应过程中没有ATP的合成,D错误。2.(2024湖北武汉新洲一中第一次综测)下列有关图中曲线的叙述,正确的是()A.“绿叶中色素的提取和分别”试验中,四种光合色素均可用层析液提取制备B.光合色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸条上扩散的速度越慢C.光照由450nm转为550nm后,叶绿体类囊体薄膜上的ATP产量将会增多D.光照由550nm转为670nm后,叶绿体中C3的含量将会削减2.答案D提取色素用有机溶剂如无水乙醇或丙酮,分别色素用层析液,A错误;光合色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸条上随层析液扩散的速度越快,B错误;由图可知,光照由450nm转为550nm后,叶绿素b和叶绿素a汲取的光能削减,使光反应强度减弱,叶绿体类囊体薄膜上的ATP产量将会削减,C错误;光照由550nm转为670nm后,叶绿素a汲取的光能增多,光反应增加,C3消耗量增加,而C3生成量不变,故C3含量会削减,D正确。3.在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)→2C3,下列分析正确的是()A.叶肉细胞内RuBP羧化酶分布在叶绿体基质中B.RuBP羧化酶为上述反应的进行供应所需的活化能C.提取的RuBP羧化酶应在最适温度条件下保存,以保持其最高活性D.叶肉细胞内RuBP羧化酶只有在黑暗条件下才能发挥其催化作用3.答案A叶肉细胞内RuBP羧化酶是植物体内催化CO2固定的酶,反应的场所是叶绿体基质;酶的作用原理是降低化学反应的活化能,而不是供应反应进行所需的能量;酶在低温条件下,空间结构保持稳定,在相宜的温度下酶的活性可以复原,因此酶适于在低温下保存以保持活性;CO2的固定在有光、无光条件下都能进行,因此叶肉细胞内RuBP羧化酶在光照和黑暗条件下都能发挥作用。4.(2024河南郑州一模)如图所示为探讨光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。下列有关叙述错误的是()A.a→b点,叶绿体中C3含量降低B.b→d点,叶绿体中C5含量上升C.a→b点,叶绿体中C5生成速率降低D.d点时,限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等4.答案C曲线中a点转向b点时,光照强度增加,光反应产生的[H]和ATP增加,促进暗反应中C3的还原,导致叶绿体中C3含量降低,相对应的C5生成速率上升;b点转向d点时,CO2浓度降低,CO2用于暗反应中和C5固定生成C3的反应减弱,因此叶绿体中C5含量上升;曲线中d点为光饱和点,限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等。5.(2024山东东营期末)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变更而变更(如图)。下列相关叙述错误的是()A.肯定范围内小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关B.CO2浓度在100μL·L-1时,小麦几乎不固定CO2C.CO2浓度大于360μL·L-1后,玉米不再固定CO2D.玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO25.答案C从图中可以看出:随着外界CO2浓度的增加,小麦的CO2固定量也增加,所以在肯定范围内,小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关;CO2浓度在100μL·L-1时小麦几乎不固定CO2;CO2浓度大于360μL·L-1后玉米仍旧固定CO2,但固定CO2的量不再增加;在低CO2浓度下,玉米比小麦能更有效地利用CO2。6.取生长旺盛的天竺葵叶片,用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气,均分后置于不同浓度的NaHCO3溶液中,赐予相同的肯定强度光照,记录圆叶片上浮至液面所需时间,其结果绘制的曲线如图。下列相关叙述错误的是()A.YZ段平缓的限制因素可能是光照强度B.Y点比X点细胞内的C5含量高C.Z点后曲线上行,应当是由叶片细胞失水,代谢受影响导致的D.Y点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体6.答案BYZ段平缓,说明随着CO2浓度的增加光合作用不再增加,则限制因素可能是光照强度;Y点与X点相比,CO2浓度高,CO2的固定加快,则Y点细胞内的C5含量低;Z点后光照不变,CO2浓度上升,而圆叶片上浮到液面的时间延长,说明光合作用减弱,应当是由叶片细胞失水,代谢受影响导致的;Y点既有光合作用又有呼吸作用,则叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。7.如图表示将一种植物叶片置于相宜条件下,不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量变更。以下推想不合理的是()A.ab段,叶肉细胞CO2固定速率增加B.bc段,叶片的净光合速率等于0C.ab段,CO2固定速率比C3的还原速率快D.bc段,可能是有关酶量限制了光合速率7.答案Bab段,随叶肉细胞间隙CO2的相对浓度上升,CO2的固定加快,C5消耗增多,含量下降;bc段,叶肉细胞间隙的CO2的相对浓度较高,C5含量基本维持不变,表示达到了CO2饱和点,此时间合速率应大于呼吸速率,叶片的净光合速率大于0;ab段,C5含量降低,说明CO2的固定速率比C3的还原速率快;bc段CO2不再是光合作用的限制因素,可能是有关酶量或光反应产生的[H]和ATP的数量限制了光合速率。8.用不同温度和光照强度组合对葡萄植株进行处理,试验结果如图所示,据图分析正确的是()A.各个试验组合中,40℃和强光条件下,类囊体膜上的卡尔文循环最弱B.影响气孔开度的因素有光、温度、水分、脱落酸等因素C.在试验范围内,葡萄植株的胞间CO2浓度上升的缘由可能是高温破坏类囊体膜结构或高温使细胞呼吸速率增加D.葡萄植株在夏季中午光合速率明显减小的缘由是光照过强引起气孔部分关闭8.答案C分析图示可知:各个试验组合中,40℃和强光条件下,气孔开度和光合速率相对值最小,但胞间CO2浓度最大,说明因叶片汲取的CO2削减而导致叶绿体基质中进行的卡尔文循环(暗反应)最弱,A错误;在光照强度相同时,气孔开度相对值随温度的增加(从28℃增至40℃)而减小,在温度相同时,气孔开度相对值随光照强度的增加而减小,说明影响气孔开度的因素有光、温度,但不能说明水分、脱落酸对气孔开度有影响,B错误;在试验范围内,葡萄植株的胞间CO2浓度上升的缘由可能是高温破坏类囊体膜结构使CO2的利用率降低或高温使细胞呼吸速率增加,释放的CO2增多,C正确;图示信息没有涉刚好间的变更,因此不能说明葡萄植株在夏季中午光合速率明显减小的缘由是光照过强引起气孔部分关闭,D错误。9.(2024山东招远一中高三月考)探讨棉花光合产物从叶片的输出对叶片光合速率的影响,探讨方法不当的是()A.摘除部分棉铃,测定邻近叶片CO2汲取速率的变更B.环割枝条阻断有机物的运输,测定该枝条叶片CO2汲取速率的变更C.对部分叶片进行遮光处理,测定未遮光叶片CO2汲取速率的变更D.“嫁接”更多的叶片,测定叶片中CO2汲取速率的变更9.答案D叶片光合作用的产物会转移到棉铃处,摘除部分棉铃,邻近叶片对棉铃输出的光合产物削减,故此时测定叶片CO2汲取速率的变更,能够检测棉花光合产物从叶片的输出对叶片光合速率的影响,A正确;环割枝条阻断有机物的运输,测定该枝条叶片CO2汲取速率的变更也能推知对光合速率的影响,B正确;对部分叶片进行遮光处理,遮光的叶片不能进行光合作用,须要其他叶片为之供应光合产物,因此测定未遮光叶片CO2汲取速率的变更才能达到试验目的,C正确;“嫁接”更多的叶片,试验变量增多,测定叶片中CO2汲取速率的变更无法达到试验目的,D错误。二、不定项选择题10.探讨人员以生长状态相同的绿色植物为材料,在相同的条件下进行了四组试验。其中D组连续光照T秒,A、B、C组依次加大光照—黑暗的交替频率,每组处理的总时间均为T秒,发觉单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大。下列相关说法错误的是()A.本试验中光照强度是无关变量,故光照强度的变更不影响试验组光合作用产物的相对含量B.光照期间,光反应通过水的分解为暗反应供应ATP和[H]C.试验组黑暗变为光照时,光反应速率增加,暗反应速率随即增加D.推想在某光照—黑暗的交替频率上,单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%10.答案AB本试验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量,无关变量也是影响试验结果的变量,须要人为限制相同;光照期间,光反应通过水的分解为暗反应供应[H],ATP不是通过水的分解形成的;试验组黑暗变为光照时,光反应、暗反应速率均增加;由题意“单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次越来越大”可推想光反应产生ATP和[H]等物质的速率大于暗反应的利用速率,即在光照条件下产生的ATP和[H]等物质,在黑暗后仍可以接着利用并生成有机物。随着光照—黑暗交替频率的提高,在某种频率的一个光照—黑暗周期内,光反应产生的ATP和[H]等物质正好够这一周期运用,即达到与D组连续光照相同的产物产量,即单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%。11.(2024山东模拟)龙须菜是生活在近岸海疆的大型经济藻类,既能给海洋生态系统供应光合产物,又能为人类供应食品原料。某小组探讨CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响,试验结果如下图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%,试验过程中温度等其他条件相宜,下列相关说法错误的是() A.试验中CO2浓度为0.1%的组是比照组B.增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C.高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D.选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素11.答案AB由题意可知,大气二氧化碳浓度约为0.03%,则该组为比照组,CO2浓度为0.1%的组是试验组,A错误;由图1可知,高光和低光条件下,两种CO2浓度条件下,龙须菜的生长速率相差不大,即增加CO2浓度龙须菜生长速率基本不变,B错误;由图2可知,与低光条件相比,高光条件下龙须菜光反应速率显著增加,C正确;综合两图可知,龙须菜生长主要受到光强的影响,因此选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素,D正确。12.在玻璃温室中,探讨小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验,结果如图所示。补光的光强度为150μmol·m-2·s-1,补光时间为上午7:00~10:00,温度相宜。下列叙述正确的是()A.给植株补充580nm光源,对该植株的生长有抑制作用B.若680nm补光后,植株的光合作用增加,则光饱和点将下降C.若450nm补光组在9:00时突然停止补光,则植株释放的O2量增大D.当比照组和450nm补光组CO2汲取速率都达到6μmol·m-2·s-1时,450nm补光组从温室中汲取的CO2总量比比照组少12.答案AD据图可知,给植株补充580nm光源,CO2汲取速率低于比照组,说明补充580nm光源对该植株的生长有抑制作用,A项正确;若680nm补光后,植株的光合作用增加,则光饱和点将上升,B项错误;若450nm补光组在9:00时突然停止补光,则植株释放的O2量削减,C项错误;当比照组和450nm补光组CO2汲取速率都达到6μmol·m-2·s-1时,后者出现的时间较早,说明其须要的光照较弱,从温室中汲取的CO2总量比比照组少,D项正确。三、非选择题13.(2024山东济宁模拟)大气CO2浓度增加不仅导致全球气候变暖,也影响植物光合作用。为探讨高浓度CO2对水稻光合作用的影响,测定了不同CO2浓度下处于抽穗期水稻不同时刻的净光合速率的变更,如图所示。回答下列问题:(1)依据上述试验结果,在环境浓度CO2条件下,9:30时限制水稻光合作用的环境因素是(答两点)。

(2)环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,水稻的净光合速率不同。要了解两种CO2浓度下不同时刻光合速率的变更,还要进行的试验是。

(3)若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显。与环境浓度CO2相比,在高浓度CO2条件下,相同时刻水稻的光反应速率(填“较高”“相同”或“较低”),其缘由是。

13.答案(1)CO2浓度、光照强度(或温度)(2)在黑暗条件下,测定不同时刻呼吸速率(3)较高高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快,需光反应供应[H]和ATP增多,光反应增加解析(1)题图显示在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下的净光合速率不同,而且9:30~11:30净光合速率渐渐增加,因此9:30时,限制水稻光合作用的环境因素是CO2浓度、光照强度等。(2)实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此要了解两种CO2浓度下不同时刻光合速率的变更,还须要进行的试验是:在黑暗条件下,测定不同时刻的呼吸速率。(3)题图显示在环境浓度CO2条件下的净光合速率低于高浓度CO2条件下的净光合速率。若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显,则与环境浓度CO2相比,在高浓度CO2条件下,相同时刻水稻的光反应速率较高,其缘由是高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快,需光反应供应[H]和ATP增多,光反应增加。14.(2024山东名校联盟联考)1937年植物学家赫尔希发觉,离体的叶绿体中加入“氢接受者”,比如二氯酚叫噪酚(DCPIP),光照后依旧能够释放氧气,蓝色氧化态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCP