高考生物光合作用专项训练题

高考生物光合作用专项训练题光合作用作为生物界物质与能量转换的核心生理过程，始终是高考生物考查的重中之重。它不仅涉及复杂的生理机制，还与农业生产、生态环境等现实问题紧密相连。本专项训练旨在帮助同学们巩固光合作用的基础知识，提升对图表信息的解读能力、实验分析能力以及综合应用能力，从而从容应对高考中的各类相关题型。一、基础概念辨析与理解选择题(单选或多选)1.关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是（）A.叶绿体中的色素都分布在类囊体薄膜上，且都能吸收、传递和转化光能B.叶绿体基质中含有少量DNA和RNA，能控制部分蛋白质的合成C.光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行，两者完全独立D.叶绿体的外膜和内膜都具有选择透过性，能有效控制物质进出叶绿体2.下列关于光合作用中光反应的叙述，错误的是（）A.光反应的主要场所是叶绿体的类囊体薄膜B.光反应需要光的参与，不需要酶的催化C.光反应能将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中D.光反应产生的[H]和ATP是暗反应进行的必要条件填空题3.光合作用的总反应式可以概括为：________________________。其中，氧气中的氧原子来自于反应物中的________。4.光合作用过程中，水在光下分解为________和________，这一过程称为________。同时，ADP和Pi在________酶的催化下合成________，将光能转化为________能。【解析与点拨】*选择题1：本题考查叶绿体的结构与功能。A选项中，叶绿体色素分为叶绿素和类胡萝卜素，它们都能吸收和传递光能，但只有少数处于特殊状态的叶绿素a才能转化光能，故A错误。C选项中，光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等，两者并非完全独立，而是相互依存，故C错误。正确答案为B、D。理解叶绿体各部分结构的功能及光反应与暗反应的联系是解题关键。*选择题2：光反应过程中水的光解、ATP的合成等步骤均需要酶的催化，故B选项错误。本题考查光反应的场所、条件、物质变化和能量变化，属于基础知识点的直接考查，需要准确记忆。*填空题3、4：直接考查光合作用的总反应式及光反应的物质变化和能量转换。填写时需注意化学式的正确性及反应条件。水的光解和ATP的合成是光反应的核心内容，务必牢记产物及能量去向。总反应式中的能量变化也不容忽视。二、过程理解与应用简答题5.简述光合作用过程中，光反应阶段和暗反应阶段的物质变化和能量变化，并说明两者之间的联系。6.某植物在适宜光照下，若突然停止光照，短时间内叶绿体中C3和C5的含量会发生怎样的变化？请分析原因。若突然停止供应CO2，情况又会如何？【解析与点拨】*简答题5：光反应阶段：物质变化包括水的光解（生成氧气、[H]）和ATP的合成（ADP+Pi+能量→ATP）；能量变化是光能转化为ATP和[H]中活跃的化学能。暗反应阶段：物质变化包括CO2的固定（CO2+C5→2C3）和C3的还原（2C3→(CH2O)+C5，需[H]和ATP供能）；能量变化是ATP和[H]中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。两者联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP、Pi以及NADP+。回答时应条理清晰，准确描述物质的来龙去脉和能量的转化形式。*简答题6：突然停止光照，光反应停止，[H]和ATP供应减少。C3的还原受阻，而CO2的固定仍在进行，因此C3含量上升，C5含量下降。突然停止供应CO2，CO2的固定受阻，C5消耗减少，而C3的还原仍在进行（短时间内[H]和ATP尚有剩余），因此C5含量上升，C3含量下降。解答此类问题的关键是抓住“来源”和“去路”的变化。当某一物质的来源不变，去路减少，则其含量增加；反之则减少。三、图表分析与实验探究综合题7.下图是某植物光合作用强度随光照强度变化的曲线。请据图回答：(假设该图为典型的阳生植物光合速率曲线图，横轴为光照强度，纵轴为光合速率，图中A点为光照强度为0时的纵轴值，B点为曲线与横轴的交点，C点为曲线开始趋于平缓的点)(1)图中A点表示的生理意义是________________。此时植物进行的生理过程有________________。(2)B点被称为________点，其含义是________________。(3)若适当增加环境中的CO2浓度，B点将向________移动，C点将向________移动。请分析原因。(4)若将该植物置于缺镁的培养液中培养一段时间后，曲线中B点将向________移动，原因是________________。8.某生物兴趣小组为探究光照强度对某种植物光合速率的影响，设计了如下实验装置（密闭容器，内有一定浓度的CO2缓冲液，可维持容器内CO2浓度相对稳定，容器内气体体积变化可通过刻度管测量）。实验步骤：①取生长状况相同的该植物若干，随机均分为若干组（如甲、乙、丙等）。②将每组植物分别置于不同光照强度下（如弱光、中光、强光）。③在相同且适宜的温度下培养，每隔一段时间记录刻度管中液滴的移动方向和距离。请回答：(1)该实验的自变量是________，因变量是________。(2)实验中CO2缓冲液的作用是________________。(3)在光照条件下，刻度管中的液滴预期将向________（左/右）移动，其移动的距离反映了植物________的大小。(4)若某组实验中，液滴在光照一段时间后不再移动，可能的原因有哪些？（至少答出两点）【解析与点拨】*综合题7：*(1)A点光照强度为0，植物只进行呼吸作用，因此A点表示该植物的呼吸速率。此时进行的生理过程只有呼吸作用。*(2)B点为光补偿点，此时光合速率等于呼吸速率。*(3)适当增加CO2浓度，暗反应增强，在较低的光照强度下就能使光合速率等于呼吸速率，故B点左移。同时，C点（光饱和点）时限制因素可能是CO2浓度或温度，增加CO2浓度，光饱和点增大，C点右移。*(4)缺镁会导致叶绿素合成不足，光反应减弱，需要更强的光照才能使光合速率等于呼吸速率，故B点右移。此题型要求学生具备读图能力，并能将所学知识与图表信息结合，分析环境因素变化对光合作用的影响。*综合题8：*(1)自变量是光照强度，因变量是植物的光合速率（通过液滴移动距离来体现）。*(2)CO2缓冲液的作用是维持容器内CO2浓度的相对稳定，排除CO2浓度变化对实验结果的干扰。*(3)在光照条件下，植物光合作用产生氧气，使容器内气压增大，液滴右移。液滴移动的距离反映了净光合速率（或氧气释放速率）的大小。*(4)液滴不再移动的可能原因：①光照强度过强导致气孔关闭，光合速率下降至与呼吸速率相等；②容器内氧气浓度过高，抑制光合作用；③植物叶片衰老，光合能力下降；④光照强度不足，光合速率等于呼吸速率。（合理即可）实验设计与分析题需要明确实验变量，理解实验原理，能对实验结果进行预测和分析，并能找出实验中可能存在的问题或异常结果的原因。四、综合应用与拓展论述题9.结合光合作用的原理，谈谈在农业生产中可以采取哪些措施来提高农作物的产量？并简述其理由。【解析与点拨】*论述题9：提高农作物产量的核心是提高光合作用的净积累量（净光合速率×时间）。*合理密植：充分利用光照和土地资源，避免叶片相互遮挡，提高光能利用率。*增施有机肥或CO2气肥：有机肥分解后可释放CO2，CO2是暗反应的原料，适当提高CO2浓度可增强暗反应，提高光合速率。*延长光照时间：如温室大棚可人工补光，增加光合作用时间。*适当增加光照强度：对于阳生植物，在光饱和点以下，增加光照可提高光合速率。*合理灌溉：保证植物水分供应，避免因缺水导致气孔关闭，影响CO2吸收。*合理施肥：如施用氮肥（参与叶绿素和酶的合成）、磷肥（参与ATP合成）、钾肥（促进光合产物运输）等，保证光合作用正常进行。*适时中耕松土：增加土壤氧气含量，促进根系呼吸，有利于根系吸收矿质元素，从而促进光合作用。*控制适宜温度：白天适当提高温度（促进光合酶活性），夜间适当降低温度（抑制呼吸酶活性，减少有机物消耗），增大昼夜温差，提高净积累量。回答此类问题需将光合作用的原理与农业生产实践紧密结合，体现学以致用的能力。总结与备考建议光合作用知识点繁多且抽象，但其内在逻辑清晰。同学们在复习时，首先要夯实基础，准确理解光合作用的概念、场所、详细过程（光反应和暗反应的物质变化、能量变化、相互联系）。其次，要注重理解影响光合作用的各种因素（光照强度、CO2浓度、温度、水、矿质元素等）是如何通过影响光反应或暗反应来影响