专题6 光合作用【5年高考】考点一 光合色素和叶绿体1.(2020江苏单科,6,2分)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是( )A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散答案 B 2.(2019海南单科,9,2分)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直接利用光能B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用答案 B 3.(2019江苏单科,17,2分)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻(蓝细菌)经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是( )A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作D.实验验证了该种蓝藻(蓝细菌)没有叶绿素b答案 D 4.(2020浙江7月选考,27,7分)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题:(1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞,可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,用吸水纸从另一侧吸水,重复几次后,可根据是否发生 现象来判断。 (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎,提取光合色素时,若甲组未加入碳酸钙,与加入碳酸钙的乙组相比,甲组的提取液会偏 色。分离光合色素时,由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同,导致4种色素随层析液在滤纸条上的 不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液,测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率,可绘制出该色素的 。 (3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段,切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,经染色后, 有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时,通常选用处于有丝分裂 期细胞的染色体,原因是 。
答案 (1)质壁分离 (2)黄 移动速率 吸收光谱 (3)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究考点二 光合作用的原理及应用5.(2020浙江7月选考,25,2分)将某植物叶片分离得到的叶绿体,分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中,测量其光合速率,结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是( )A.测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率B.若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体,测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比,光合速率偏大C.若该植物较长时间处于遮阴环境,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似D.若该植物处于开花期,人为摘除花朵,叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似答案 A 6.(2020山东,21,9分)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类,相关装置及过程如图所示,其中甲、乙表示物质,模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。(1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是 ,模块3中的甲可与CO2结合,甲为 。 (2)若正常运转过程中气泵突然停转,则短时间内乙的含量将 (填:“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长,模块2中的能量转换效率也会发生改变,原因是 。 (3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下,该系统糖类的积累量 (填:“高于”“低于”或“等于”)植物,原因是 。 (4)干旱条件下,很多植物光合作用速率降低,主要原因是 。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低,在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。 答案 (1)模块1和模块2 五碳化合物(或:C5) (2)减少 模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP+不足 (3)高于 人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或:植物呼吸作用消耗糖类) (4)叶片气孔开放程度降低,CO2的吸收量减少7.(2020课标全国Ⅰ,30,10分)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题:
(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有 (答出2点即可)。 (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是 (答出1点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是 ,选择这两种作物的理由是 。 作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m-2·s-112001180560623答案 (1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用 (2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 (3)A和C 作物A光饱和点高且长得高,可利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用8.(2020江苏单科,27,8分)大豆与根瘤菌是互利共生关系,如图所示为大豆叶片及根瘤中部分物质的代谢、运输途径,请据图回答下列问题:(1)在叶绿体中,光合色素分布在 上;在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是H2O和 。 (2)如图所示的代谢途径中,催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸(PGA)的酶在 中,PGA还原成磷酸丙糖(TP)运出叶绿体后合成蔗糖,催化TP合成蔗糖的酶存在于 。 (3)根瘤菌固氮产生的NH3可用于氨基酸的合成,氨基酸合成蛋白质时,通过脱水缩合形成 键。 (4)CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。叶绿体中合成ATP的能量来自 ;根瘤中合成ATP的能量主要源于 的分解。 (5)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物,与葡萄糖相比,以蔗糖作为运输物质的优点是 。 答案 (1)类囊体(薄)膜 C5 (2)叶绿体基质 细胞质基质 (3)肽 (4)光能 糖类 (5)非还原糖较稳定(或蔗糖分子为二糖,对渗透压的影响相对小)9.(2019课标全国Ⅰ,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。考点三 光合作用与细胞呼吸的关系10.(2019课标全国Ⅱ,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11.(2018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密切。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,其原因是 。 (3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 (填“高”或“低”)。 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12.(2018江苏单科,29,9分)如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。 (4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括 (填序号)。 ①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2④酶的合成答案 (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 (4)①②④[教师专用题组]【5年高考】考点一 光合色素和叶绿体1.(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.用水做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,可用水做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。易错警示 染色质与染色体是同种物质在细胞不同时期的两种不同形态。在细胞分裂过程中,染色质丝螺旋缠绕,成为染色体;在细胞分裂末期,染色体解螺旋恢复为染色质状态,而无分裂能力的细胞中不出现染色体。2.(2016四川理综,3,6分)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述,不正确的是( )A.用纸层析法分离色素时,若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠B.用葡萄制作果醋时,若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质C.提取胡萝卜素时,若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低D.调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高
答案 B 用纸层析法分离叶绿体色素时,滤液细线要画得细而直,若滤液细线画得过粗,可能会导致色素带出现重叠,A项正确;用葡萄制作果醋时,所用微生物为需氧型的醋酸杆菌,在发酵过程中装置不能密封,B项错误;酒精是水溶性有机溶剂,而石油醚为水不溶性有机溶剂,石油醚可充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,所以用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低,C项正确;调查人群中色盲发病率时,应在人群中随机调查,若只在患者家系中调查,将会导致所得结果偏高,D项正确。3.(2015江苏单科,21,3分)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次答案 ABC 分析正常光照和强光照下的不同色素带宽度可以发现,强光导致了叶绿素含量降低、类胡萝卜素含量升高,这可能与类胡萝卜素可以抵御强光照有关,A、B正确;叶绿素a的吸收波长更广一些,C正确;为增加色素带的色素含量,画滤液细线时,滤液应在点样线上重复画几次,D错误。审题方法 本题的关键是对题图的分析,通过对图解的分析找出强光照下与正常光照下移栽幼苗光合色素滤纸层析结果的不同之处,理解色素带宽窄与色素的含量及强光照的关系;同时结合已学相关知识对各选项作出准确分析判断。4.(2014北京理综,5,6分)在25℃的实验条件下可顺利完成的是( )A.光合色素的提取与分离B.用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖C.大鼠神经细胞的培养D.制备用于植物组织培养的固体培养基答案 A 用斐林(本尼迪特)试剂鉴定还原糖时需水浴加热,B错误;培养大鼠神经细胞时,温度需要保持在大鼠的正常体温37~39℃范围内,C错误;制备用于植物组织培养的固体培养基需高温灭菌,D错误;光合色素的提取与分离在室温下即可完成,A正确。5.(2014四川理综,4,6分)下列有关实验方法或检测试剂的叙述,正确的是( )A.用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化B.用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布C.用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品D.用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度答案 A 改良的苯酚品红染液可用于染色体着色,A正确;观察DNA和RNA在细胞中的分布用到的试剂是甲基绿和吡罗红染液,B错误;纸层析法是分离光合色素的方法,提取光合色素需要用有机溶剂,C错误;调查农田土壤小动物丰富度的方法是取样器取样法,D错误。6.(2013课标全国Ⅱ,2,6分)关于叶绿素的叙述,错误的是( )A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
答案 D 本题主要考查叶绿素的相关知识。镁是合成叶绿素a和叶绿素b的必需元素;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用的光反应过程;叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同;叶绿素不能有效地吸收绿光,绿光被反射出去,使植物呈现绿色。7.(2013广东理综,6,4分)以下为某兴趣小组获得的实验结果及其分析,正确的是( )答案 B 将画有滤液细线的滤纸条(有滤液细线的一端朝下)插入层析液中后(注意层析液不能触及滤液细线),滤纸条上出现的色素带从上往下依次为:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,选项中Ⅳ为叶绿素b,A项错误;在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红—纤维素复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,题中菌Ⅲ透明圈最大,可知菌Ⅲ分解纤维素能力最强,B项正确;题中所示细胞每条染色体的着丝点排在赤道板上,该细胞处于有丝分裂中期,C项错误;在H2O2溶液中分别加入Fe3+和过氧化氢酶,通过观察实验现象比较两者的催化效率,证明酶具有高效性,D项错误。8.(2013江苏单科,5,2分)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2~3次D.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素答案 B 本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液;在划出一条滤液细线后,待干燥后再重复划线2~3次;研磨叶片时,用无水乙醇或95%的乙醇溶解色素。9.(2013海南单科,8,2分)关于叶绿素提取的叙述,错误的是( )A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分答案 C 菠菜绿叶中含大量的色素且易于研磨,是提取色素的良好材料,A正确;研磨时,加入石英砂可使叶片研磨得更充分,D正确;加入少许碳酸钙可以中和液泡破坏后释放的酸性物质,防止研磨中色素被破坏,B正确;叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等,四种色素均溶于乙醇,C错误。10.(2012海南单科,9,2分)关于叶绿体色素的叙述,错误的是( )A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C.利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D.乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能答案 D 本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4,类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离叶绿体色素,提取的叶绿体色素仍可吸收光能,但叶绿体结构被破坏,导致完整的光合作用不能进行。11.(2011江苏单科,4,2分)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(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 叶绿体中的叶绿素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,所以当水稻叶黄素缺失突变体进行红光照射时,光吸收差异不显著;对正常叶片叶绿体中的色素提取后,层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,故B正确。12.(2017课标全国Ⅲ,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640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的答案 A 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光基本不吸收红光,A错误;不同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;光合作用光反应阶段色素对光的吸收会影响暗反应阶段对CO2的利用,所以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,C正确;640~660nm波长的光属于红光区,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,所以叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的,D正确。13.(2016课标全国Ⅱ,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,可溶解在有机溶剂乙醇中,A正确;Mg2+是参与构成叶绿素的成分,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。14.(2014海南单科,6,2分)下列关于生长在同一植株上绿色叶片和黄绿色叶片的叙述,错误的是( )A.两种叶片都能吸收蓝紫光B.两种叶片均含有类胡萝卜素C.两种叶片的叶绿体中都含有叶绿素aD.黄绿色叶片在光反应中不会产生ATP答案 D 两种叶片中含有类胡萝卜素和叶绿素,二者均吸收蓝紫光,A正确;当叶绿素含量高时呈现绿色,含量少时则呈现类胡萝卜素的颜色,B正确;叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b,C正确;黄绿色叶片在光下时仍能进行光合作用,故在光反应过程中能产生ATP用于暗反应,D错误。解题关键 相对绿色叶片来说,黄绿色叶片的叶绿素含量稍低。15.(2011海南单科,12,2分)红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述,正确的是( )A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用答案 C 红枫叶片含叶绿素,可进行光合作用,红枫叶片呈红色是因液泡中含有色素,其色素是不能吸收光能进行光合作用的。16.(2019浙江4月选考,30,7分)回答与光合作用有关的问题:(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(C3)的含量会 。为3-磷酸甘油酸(C3)还原成三碳糖提供能量的物质是 。若停止CO2供应,
短期内小球藻细胞中RuBP(C5)的含量会 。研究发现Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,可知该酶存在于叶绿体 中。 (2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为 。分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的 光。环境条件会影响叶绿素的生物合成,如秋天叶片变黄的现象主要与 抑制叶绿素的合成有关。 答案 (1)增加 ATP和NADPH 增加 基质 (2)类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温解析 通过对光合作用过程中相关物质的变化的考查,体现了生命观念中的物质与能量观要素。(1)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液,光反应将减弱,ATP和NADPH的生成量减少,短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸(即三碳酸,C3)的含量会增加。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是ATP和NADPH。若停止CO2供应,短期内RuBP(C5)的消耗量减少而合成量不变,因此短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加。Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶,它催化CO2被固定的反应,CO2被固定的反应发生在叶绿体基质中,因此推测该酶存在于叶绿体基质中。(2)在“光合色素的提取与分离”活动中,提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后,滤纸条自上而下两条带中的色素(胡萝卜素和叶黄素)合称为类胡萝卜素。叶绿素a主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。秋天叶片变黄的现象主要与低温抑制叶绿素的合成有关。17.(2011广东理综,29,16分)中国的饮食讲究“色香味”,颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。Ⅰ.提取叶绿素绿色叶片提取液过滤液浓缩液叶绿素粗产品Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约25℃)下进行实验,方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色①3.0Y10绿色②3.07.010绿色③3.06.010黄绿色④3.05.010黄褐色注:叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果,请回答:(1)提取食用叶绿素的X应该为 ,原因是 。 (2)表中Y应该为 ,原因是 。 (3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于 食品,否则 。 (4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素,请你提供检测方法并写出主要步骤。答案 (1)对人无害的有机溶剂(食用酒精) 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 (2)8.0 实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响 (3)酸性 由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质 (4)纸层析法,其主要步骤:①制备滤纸条,②画色素液细线,③用层析液分离色素,④观察色素带。解析 叶绿素易溶于有机溶剂,如丙酮或无水乙醇中;探究pH对叶绿素稳定性的影响时,要有酸性、中性和碱性等不同条件;由表格信息可知,酸性条件下可使叶绿素变成黄褐色;可借鉴课本中色素的分离方法进行色素种类的鉴定。考点二 光合作用的原理及应用1.(2019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适宜的环境中,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、矿质元素和空气答案 A 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。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。2.(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 本题以光合作用光反应过程的相关知识为载体,考查考生对光反应过程相关反应的理解与迁移能力,体现了对生命观念中结构与功能以及科学思维素养中归纳与概括要素的考查。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。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。4.(2016课标全国Ⅲ,2,6分)在前人进行的下列研究中,采用的核心技术相同(或相似)的一组是( )①证明光合作用所释放的氧气来自水②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质④用甲基绿和吡罗红对细胞染色,观察核酸的分布 A.①②B.①③C.②④D.③④答案 B ①③采用的核心技术均是同位素标记法,②为用紫外线等诱导青霉菌发生基因突变,属于诱变育种,④为用染色剂对细胞染色进而观察特定结构,B项正确。疑难突破 本题解题的关键是识记各实验所采用的实验方法,并注意进行归纳总结。5.(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14CO2,48h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的目的是研究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。6.(2015福建理综,3,6分)在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)→2C3。为测定RuBP羧化酶的活性,某学习小组从菠菜叶中提取该酶,用其催化C5与14CO2的反应,并检测产物14C3的放射性强度。下列分析错误的是( )A.菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质B.RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行C.测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法D.单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高答案 B CO2固定过程属于暗反应,发生在叶绿体基质中,有光、无光条件下均可进行;该实验利用了同位素标记法,C3为CO2固定的产物,故单位时间内14C3生成量越多,说明RuBP羧化酶的活性越高。故选B。知识拓展 光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应,有机物无法合成。7.(2013海南单科,10,2分)某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如下图所示。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( )
A.a、b和dB.a、c和eC.c、d和eD.b、c和e答案 B 光合作用需要光照,c部位被锡箔纸遮盖,所以c部位的叶肉细胞不能进行光合作用;而a、e部位为黄白色,没有叶绿素,故也不能进行光合作用,所以加碘液后,a、c、e部位不会变蓝。8.(2014福建理综,26,12分)氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2,[H]可参与暗反应,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。 (2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。实验结果:B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有 作用。 为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,其培养液为 和 。 (3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因 。 (4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是 ,因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。 答案 (12分)(1)类囊体薄膜 (2)促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液 (3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,参与暗反应的[H]减少,有机物生成量减少 (4)氧气抑制产氢酶的活性解析 (1)捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,所以莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的类囊体薄膜。(2)若缺硫培养液中产氢总量多于完全培养液中的产氢总量,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作用;要探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,应增设培养液为添加CCCP的完全培养液、添加CCCP的缺硫培养液的两组实验。(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,参与暗反应的[H]减少,使有机物的生成量减少,进而生长不良。(4)在自然条件下,氧气浓度比较高,产氢酶的活性降低,[H]不能转变为氢气。9.(2018江苏单科,18,2分)如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 本题通过对光合作用影响因素的分析探讨,考查了科学思维素养中的归纳与概括要素。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,一定范围内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。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。10.(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 本题考查影响光合作用的因素及光反应与暗反应的特点。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,野生型水稻光反应强度较高,P点后,突变型水稻暗反应强度较高,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环境因素是CO2浓度等,C正确,D错误。11.(2015海南单科,24,2分)将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( )A.降低至一定水平时再升高B.降低至一定水平时保持不变C.持续保持相对稳定状态D.升高至一定水平时保持相对稳定答案 B 本题主要考查密闭容器中光合速率和呼吸速率的分析等相关知识。由题干信息可知,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0的过程中,光合速率大于呼吸速率,植物需要不断从外界吸收CO2,因此玻璃容器内CO2浓度不断降低。在净光合速率为0且之后保持不变过程中,植物真光合速率等于呼吸速率,CO2浓度保持不变,B正确,A、C、D错误。12.(2013重庆理综,6,6分)题6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( )(注:箭头所指为处理开始时间)题6图A.t1→t2,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B.t2→t3,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C.t3→t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应增强的结果D.t4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 本题主要考查影响光合作用因素的相关知识。t1→t2,光照增强叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,类囊体膜上水光解加快、O2释放增多;t2→t3,暗反应限制光合作用,若在t2时刻增加光照,光合速率不会提高;t3→t4,充入CO2,光反应速率、暗反应速率均增强;t4后短暂时间内,
因无光照,ATP的合成停止,叶绿体中ADP和Pi含量升高,水的光解也停止,C3还原受阻,致使C3还原后的直接产物糖类含量降低。故D项正确。13.(2012山东理综,2,4分)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.甲植株在a点开始进行光合作用B.乙植株在e点有机物积累量最多C.曲线b-c段和d-e段下降的原因相同D.两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭答案 D 本题主要考查了环境因素对植物光合速率影响的相关知识。图中两曲线可表示植物的净光合速率,a点时光合速率等于呼吸速率,说明甲植株在a点前就已经开始进行光合作用,A错误;乙植株在18时后净光合速率小于0,该植株在18时有机物的积累量最多,B错误;曲线b-c段下降的原因是气孔关闭,乙植株因二氧化碳供应不足导致光合速率下降,曲线d-e段光合速率下降的原因则是光照强度减弱,C错误。分析两曲线b-d段可知,中午时乙植株出现净光合速率先下降后上升的现象,这可能是由于乙植株气孔发生关闭造成的,而甲植株没有发生类似的现象可能是甲植株气孔无法关闭,D正确。14.(2011课标,3,6分)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合作用强度下降,原因是( )A.光反应强度升高,暗反应强度降低B.光反应强度降低,暗反应强度降低C.光反应强度不变,暗反应强度降低D.光反应强度降低,暗反应强度不变答案 B 镁是叶绿素的组成成分,缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低,进而因[H]和ATP合成不足而使暗反应强度降低。15.(2011福建理综,2,6分)图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线,下列叙述错误的是( )A.在9:30~11:00之间,花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓B.在11:00~12:30之间,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多C.在17:00时,玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D.在18:30时,玉米既能进行光反应,也能进行暗反应答案 B 结合题干信息分析题图,9:30~11:00之间,花生净光合速率下降的原因是夏季晴朗的白天在该段时间内温度过高,蒸腾作用过强,导致花生叶片的气孔关闭,使花生吸收的CO2量减少,由此引起暗反应速率下降,故A正确;比较11:00~12:30之间花生与玉米单位叶面积有机物积累量可以看出,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米少,故B错误;从题图中可以直接看出在17:00时,
玉米和花生单位叶面积净光合速率相同,因此二者释放O2的速率相同,故C正确;从题图中可知18:30时玉米的净光合速率为零,此时,光合作用速率与呼吸作用速率相等,故D正确。16.(2011江苏单科,23,3分)某种铁线莲的根茎可作中药,有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果,相关叙述正确的是(多选)( )遮光比例(%)叶绿素a/b叶绿素含量(mg/g)净光合速率(μmol·m-2·s-1)植株干重(g)04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.74.8903.33.003.2A.适当的遮光处理,可提高其干重B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关C.叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标D.遮光90%时,铁线莲不进行光合作用答案 AC 分析表中数据可以发现,遮光比例为10%、30%时,铁线莲的净光合速率比全光照时都高,说明选项A正确;当遮光比例由10%增加到90%时,叶绿素a/b的值逐渐减小,铁线莲的净光合速率也随之减小,说明叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标,故选项C正确;叶绿素含量与净光合速率不呈正相关,遮光90%时,铁线莲的净光合速率为0,说明此时其真正光合速率与细胞呼吸速率相等,故选项B、D错误。17.(2020天津,13,10分)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生态系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见图。注:相对生物量=单株干重/对照组(C1T1)单株干重据图回答:(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物,同时将光能转变为有机物中的化学能,体现了植物在生态系统 和 中的重要作用。 (2)本研究中,仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为 ,仅温度升高对两种植物的影响分别为 。 (3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测,在群落水平,温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立,应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路: 。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落 的速度与方向。 答案 (共10分)(1)物质循环 能量流动 (2)促进两种植物生长 抑制鬼箭锦鸡儿生长,促进紫羊茅生长 (3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,比较温室效应加剧前后相对生物量的变化 演替解析 (1)题干信息“植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物”体现了植物在生态系统物质循环中的重要作用;“将光能转变为有机物中的化学能”体现了植物在生态系统能量流动中的重要作用。(2)分析题图,比较常温条件下,常态CO2浓度和高CO2浓度条件下两种植物的相对生物量可知,两种植物在高CO2浓度条件下相对生物量均比在常态CO2浓度条件下高,由此可得出仅CO2浓度升高对两种植物的影响均为促进植物生长。比较常态CO2浓度条件下,常温和高温条件下两种植物的相对
生物量可知,鬼箭锦鸡儿在高温条件下的相对生物量比常温条件下低,可知仅温度升高会抑制鬼箭锦鸡儿的生长,而紫羊茅在高温条件下的相对生物量比常温条件下高,可知仅温度升高会促进紫羊茅的生长。(3)分析题图中的鬼箭锦鸡儿实验和紫羊茅实验中C2T2组,会发现鬼箭锦鸡儿实验中的相对生物量与常态CO2浓度+常温时的几乎相同,紫羊茅实验中的相对生物量却显著高于常态CO2浓度+常温时的相对生物量。根据题中信息及高温与高CO2浓度条件下植物相对生物量的有关分析可知,若要验证温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变,则可将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起,通过升高CO2浓度和温度,比较温室效应加剧前后两种植物相对生物量的变化情况。若推测成立,说明温室效应加剧可能影响群落演替的速度与方向。18.(2018课标全国Ⅰ,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。19.(2018课标全国Ⅱ,30,8分)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:(1)从图可知,A叶片是树冠 (填“上层”或“下层”)的叶片,判断依据是 。 (2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的 反应受到抑制。 (3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是 。
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 本题通过对不同冠层叶片净光合速率的比较分析,考查科学思维中的模型与建模和演绎与推理要素。(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。20.(2018浙江4月选考,30,7分)在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见表。品种光照处理叶绿素a含量(mg/cm2)叶绿素b含量(mg/cm2)类胡萝卜素总含量(mg/cm2)光合作用速率[μmolCO2/(m2·s)]A正常光照1.810.421.024.59A弱光照0.990.250.462.60B正常光照1.390.270.783.97B弱光照3.803.040.622.97回答下列问题:(1)据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ,导致其卡尔文循环中再生出 的量改变,从而影响光合作用速率。 (2)表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素,再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下的第4条色素带变 ,这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。 (3)实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。品种 的耐荫性较高。 答案 (1)下降 RuBP (2)类囊体 宽 蓝紫 (3)比例 B解析 本题通过探究环境因素对光合作用的影响,考查了科学探究素养中的结果分析要素。(1)由题表中数据可知,弱光照处理下,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量均较正常光照下低,导致卡尔文循环中再生出RuBP的量改变,从而影响光合速率。(2)光合色素位于植物细胞叶绿体类囊体膜中。品种B经弱光照处理,叶绿素b含量增加,则经提取和纸层析分离,自上而下的第4条色素带变宽,因此有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。(3)题表中数据表明,弱光照处理下,该植物光合色素含量及比例发生改变,从而适应弱光环境。相比之下,品种B在弱光下光合作用速率下降幅度小,耐荫性较高。21.(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为不同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15~20min曲线的斜率几乎不变的合理解释是 ;若在20min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:①C5 ②ATP ③[H] ④C3),可推测20~25min曲线的斜率为 (填“正值”“负值”或“零”)。 答案 (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 ①②③ 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)题图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)均可影响光合放氧速率;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)15~20min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;停止光照后光反应停止,不再产生氧气,而呼吸作用仍在消耗氧气,所以20~25min曲线的斜率为负值。22.(2016课标全国Ⅰ,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 本题通过对光合速率的曲线分析,考查科学思维中的模型建模与分析判断要素。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)。
23.(2016课标全国Ⅲ,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:对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/℃3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mgCO2·dm-2·h-111.115.122.123.720.7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。素养解读 本题通过对实验表格数据的分析,考查科学探究中的数据分析要素。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。24.(2016江苏单科,32,8分)为了选择适宜栽种的作物品种,研究人员在相同的条件下分别测定了3个品种S1、S2、S3的光补偿点和光饱和点,结果如图1和图2。请回答以下问题:图1
图2(1)最适宜在果树林下套种的品种是 ,最适应较高光强的品种是 。 (2)增加环境中CO2浓度后,测得S2的光饱和点显著提高,但S3的光饱和点却没有显著改变,原因可能是:在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应产生了过剩的 ,而S3在光饱和点时可能 (填序号)。 ①光反应已基本饱和 ②暗反应已基本饱和 ③光、暗反应都已基本饱和(3)叶绿体中光反应产生的能量既用于固定CO2,也参与叶绿体中生物大分子 的合成。 (4)在光合作用过程中,CO2与RuBP(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP),TP的去向主要有三个。图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物,其合成场所应该在叶绿体的 。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或 ,后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中,合成由 构成的蔗糖,运出叶肉细胞。 答案 (8分)(1)S2 S3 (2)ATP和[H] ①②③ (3)核酸、蛋白质 (4)基质中 葡萄糖 葡萄糖和果糖解析 (1)光补偿点较低的作物(S2)适于生活在弱光环境中,光饱和点较高的作物(S3)适于生活在较高光强的环境中。(2)增加环境中CO2浓度后,S2的光饱和点显著提高,这说明在原光饱和点的光强下,暗反应未饱和,在超过原光饱和点的光强下,S2的光反应可产生过剩的[H]和ATP。若光反应饱和或暗反应饱和或光反应和暗反应都饱和的情况下,CO2浓度增加后光饱和点都不会发生显著改变。(3)光反应产生的能量可参与CO2的固定和C3的还原,还可用于叶绿体中DNA复制和基因的表达过程。(4)淀粉是光合作用暗反应的产物,进行暗反应的场所是叶绿体基质;淀粉是生物大分子,需水解成小分子物质即图中的TP或淀粉的基本单位葡萄糖才能运出叶绿体;蔗糖是由葡萄糖和果糖构成的。易错辨析 叶绿体光反应产生的ATP只能在叶绿体中发挥作用(如暗反应过程以及叶绿体中DNA的复制、转录和翻译过程),不能运出叶绿体参与细胞的其他生理活动。在线粒体和细胞质基质中产生的ATP可为细胞中除叶绿体中的反应之外的所有生理活动供能。25.(2015课标全国Ⅰ,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135s,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67.5s;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7.5s;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3.75ms(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135s;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 (1)高于(1分) 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%(2分) 光照 基质(每空1分,共2分)(2)光照和黑暗交替频率(2分) ATP和还原型辅酶Ⅱ(2分)解析 本题综合考查了暗反应的条件及场所、光照和黑暗交替的频率对光合作用产物的影响等。(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Ⅱ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。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,还原型辅酶Ⅱ([H])和ATP越能及时利用和再生,生成的有机物越多。26.(2015江苏单科,27,8分)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如图所示。请回答下列问题:图1图2(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在 相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积 的释放量。 (2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成 ,消耗的C5由 经过一系列反应再生。 (3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的 ;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的 。 (4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是 。 答案 (8分)(1)光照强度、CO2浓度 O2 (2)C3 C3 (3)[H]和ATP 参与光合作用的酶 (4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少
解析 (1)净光合速率可用单位时间、单位叶面积O2的释放量或CO2的吸收量来表示,一般选用叶龄一致的叶片在相同的光照强度、CO2浓度下进行测定。(2)光合作用暗反应中,CO2首先与C5结合生成C3,而后C3在[H]和ATP的作用下生成(CH2O)和C5。(3)由图可知,P1叶片光合作用能力最强,推断主要原因有两个方面:一是其叶绿素含量较高,可产生更多的[H]和ATP;二是其含有更多与光合作用有关的酶。(4)P2植株干重显著大于对照,但由于向籽实运输的光合产物较少,最终获得的籽实产量并不高。阅卷分析 大多数考生第(4)小题未能根据题意分析出“向籽实运输的光合产物少”的答案,也有不少考生第(2)小题未能答出C5由C3再生形成。第(4)小题考查的是学生逻辑思维能力,题干已告知P2光合作用能力强,植株干重大,说明该品种有较强的光合作用产物积累的能力,因此不应该再从呼吸作用(净光合作用)能力等方面思考。第(2)小题的答案是两个C3,不敢填写第二个C3的原因是对基础知识点掌握得不够扎实。27.(2015广东理综,26,16分)为推动生态文明建设,国务院发布了《大气污染防治行动计划》,某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究。下表是不同pH值的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。pH5.8(对照)4.03.02.0桃树2.20(100)2.19(99.55)2.13(96.82)1.83(83.18)腊梅3.65(100)3.58(98.08)3.44(94.25)2.95(80.82)木樨1.07(100)1.07(100)1.05(98.13)0.96(89.72)注:括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。(1)叶绿素位于叶绿体内的 上,提取后经层析分离,扩散最慢的色素带呈 色。酸雨中的S破坏叶绿素,导致光反应产生的 (产物)减少。由于光反应速率降低,将直接影响暗反应过程中的 ,最后导致(CH2O)生成减少。 (2)由表可知:①随着酸雨pH的降低,叶绿素含量受影响的程度 ;② ;③ 。 (3)长期酸雨影响会导致部分生物死亡,使生态系统的 稳定性降低,原因是 。 答案 (1)类囊体膜(2分) 黄绿(2分) ATP、[H]、O2(2分) C3的还原(2分)(2)加大(1分) 叶绿素含量低(高)的植物受酸雨影响较小(大)(1分) 腊梅(木樨)叶绿素含量变化幅度最大(最小)(2分)(3)抵抗力(1分) 营养结构变简单、自我调节能力降低(3分)解析 (1)叶绿体色素分布于类囊体薄膜上,提取后经纸层析分离,从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b,最下方的黄绿色的叶绿素b扩散最慢。酸雨中的S破坏叶绿素,导致光反应产生的[H]和ATP减少,这将直接影响C3的还原过程,最后导致(CH2O)生成减少。(2)分析表格数据可知,不同植物的叶绿素含量不同;不同植物叶绿素含量受酸雨的影响不同;随着酸雨pH的降低,叶绿素含量受影响的程度加大。(3)长期酸雨导致部分生物死亡,生物种类减少,生态系统营养结构变简单,自我调节能力降低,致使生态系统抵抗力稳定性降低。28.(2015山东理综,26,11分)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。
图甲图乙(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是 。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高,说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是 。 (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Ⅲ(或:苏丹Ⅳ) 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Ⅲ或苏丹Ⅳ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。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。29.(2014重庆理综,9,14分)棉花幼铃(幼果)获得光合产物不足会导致其脱落。为研究某种外源激素对棉花光合产物调配的影响,某课题组选择生长整齐的健壮植株,按图1步骤进行实验,激素处理方式和实验结果如图2所示(上述处理不影响叶片光合与呼吸强度)。激素处理用放射性物质喂饲
叶片(位于第四果枝节主茎上)30min测定该叶片和幼铃等的放射性强度图1图2(1)该放射性物质中被标记的元素是 。光合作用过程中,含标记元素的化合物被光反应提供的 还原成糖类。在适宜温度下测得叶片光饱和点,若其他条件不变,进一步提高温度,则该叶片光饱和点的变化是 。 (2)由实验结果推断,幼铃脱落显著减少的是 组。B组幼铃放射性强度百分比最低,说明B组叶片的光合产物 。为优化实验设计,增设了D组(激素处理叶片),各组幼铃的放射性强度百分比由高到低排序是 。由此可知,正确使用该激素可改善光合产物调配,减少棉铃脱落。 (3)若该激素不能促进插条生根,却可促进种子萌发和植株增高,其最可能是 。 答案 (1)碳 NADPH([H]) 降低(2)C 输出减少 C>A>B>D(3)赤霉素解析 (1)光合产物中有含碳有机物,故实验中被标记的元素是碳元素。光合作用过程中,C3被光反应提供的[H]还原成糖类。超过最适温度,光合作用酶活性下降,叶片光饱和点降低。(2)由图中数据可知,C组幼铃获得光合产物最多,幼铃脱落较少。激素处理全株的实验中,幼铃获得光合产物最少,这说明B组叶片光合产物输出减少。该实验如果增加激素处理叶片的实验组,会更加科学合理。激素处理叶片,幼铃获得光合产物会更低。(3)赤霉素可促进种子萌发和植株增高,不能促进插条生根。30.(2014江苏单科,31,8分)(8分)为研究浮游藻类的光合作用,将一种绿藻培养至指数生长期,并以此为材料,测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率(Pn)。图1为光合放氧测定装置的示意图;图2是不同NaHCO3浓度(pH8.5,25℃)条件下测得的Pn曲线图。请回答下列问题:(1)通过变换图1中光源,可研究 、 对光合作用的影响。 (2)在测定不同光照对Pn的影响时,如不精确控制温度,则测得的光照与Pn的关系 (填“呈正相关”、“呈负相关”或“难以确定”)。
(3)由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低,藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶(CA)分解水中的HC获得CO2。图2中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为 ;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加的主要原因有 、 。 (4)培养基中的HC与C之间的离子平衡与pH有关,碱性条件下pH越高,HC越少,C越多,而C几乎不能被该藻利用。在测定不同pH(7.0~10.0)对光合作用的影响时,导致Pn发生变化的因素有 、 。 答案 (1)光强 光质(2)难以确定(3)120mg·L-1 达到了CO2饱和点 CA量有限(4)CO2(或HC)供应量不同 CA(细胞)活性变化解析 (1)光照强度和光质均会影响光合速率,该实验可通过可调光源研究这两个因素对光合速率的影响。(2)光照的改变会使Pn改变,温度改变时Pn也随之改变,自变量不单一,无法确定光照与Pn的关系。(3)由图2可知:最大Pn值所对应的最低NaHCO3浓度为120mg·L-1;在一定范围内,随NaHCO3浓度增加,Pn也增加;在更高NaHCO3浓度下,Pn不再增加可能是CO2达到了饱和点,也可能是CA数量有限不能分解更多的NaHCO3。(4)pH改变不仅影响HC的含量,也会影响CA的活性,从而影响CO2的供应,因而导致Pn变化。31.(2013北京理综,29,16分)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。 图1 图2(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和 , 在 中将CO2转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。 (2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率 。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是 。 (3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中 增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少, 降低,进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会 光合作用。(5)一种验证上述推测的方法为:去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测 叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是 ,则支持上述推测。 答案 (1)[H](或NADPH) 叶绿体基质 (2)逐渐下降 28 (3)淀粉和蔗糖含量 输出量 (4)抑制 (5)未遮光的 光合产物含量下降,光合速率上升解析 (1)光合作用过程中碳(暗)反应发生在叶绿体基质中,需要光反应为其提供ATP和[H]。(2)由图1信息可知,随去除棉铃的百分率提高,叶片光合速率降低;本实验用不去除棉铃的一组作为对照组,其CO2固定速率相对值是28。(3)由于光合产物会被运输到棉铃等器官并被利用,去除棉铃后,叶片光合产物的输出量降低、利用量减少,进而在叶片中积累,因此叶片中淀粉和蔗糖的含量增加。(4)由1、2两图信息可知,去除棉铃后光合产物积累,而CO2固定速率降低,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)为验证光合产物能抑制光合作用,需设置一组及时运走光合产物的实验组进行对照,即去除棉铃(保证单一变量)且对部分叶片遮光处理(消耗和利用未遮光叶片的光合产物),若未遮光叶片与只去除棉铃植株的叶片相比,其光合产物含量下降、光合速率上升,则可验证上述结论是正确的。32.(2012江苏单科,33,8分)为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响,某研究小组做了如下实验,请完成实验报告并回答下列问题:(1)实验报告①材料用具:乳熟期的温室盆栽水稻,1mmol/LNaHSO3溶液,蒸馏水,喷壶,光合分析测定仪等。②实验步骤:第一步:选取若干 的水稻植株随机平均分成甲、乙两组,甲组为对照组,乙组为实验组。 第二步:每天傍晚分别将等量的 、 喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上,次日上午测定光合速率。 图1③结果与分析:实验结果见图1,经分析可以得出的结论是 。 (2)研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力,推测其作用部位是叶绿体的 ,进而加快对图2中 (填字母A~D)物质的利用。 图2(3)研究小组利用上述条件设计实验,证明了0.2μmol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1mmol/LNaHSO3效应相同,两者共同处理既不存在累加效应,也无抑制效应。用柱形图绘制出实验结果(实验光照强度为1000μmol·m-2·s-1)。答案 (1)②株型、长势、叶片均一 蒸馏水 1mmol/LNaHSO3溶液
③不同光照强度下低浓度NaHSO3溶液均可提高水稻光合速率(2)类囊体 A、B、D(3)如图解析 该题主要考查了光合作用的过程以及光合速率影响因素的实验探究方法。(1)根据实验目的并结合所给实验材料,可以确定对照组和实验组应分别用蒸馏水和1mmol/LNaHSO3溶液处理。为减少无关变量对实验结果的影响,所选的水稻植株的生长状况(包括株型、长势、叶片等)应基本一致。通过分析实验结果曲线可以看出,用1mmol/LNaHSO3溶液处理的实验组水稻在不同光照强度下光合速率均提高。(2)NaHSO3可增加叶片内叶绿体形成ATP的能力,所以该物质作用于光反应阶段,作用部位是叶绿体的类囊体。ATP合成加快,从而促进了暗反应过程,加快了对C3(B)、C5(D)、CO2(A)等物质的利用。(3)分析实验结论时,应注意该实验不仅证明了0.2μmol/L的PMS和1mmol/LNaHSO3溶液效应相同,还得出了两者既不存在累加效应,也无抑制效应,说明了该实验应设计为四组实验,其中对照组用蒸馏水处理,实验组分三组:用0.2μmol/L的PMS处理、用1mmol/LNaHSO3溶液处理、用0.2μmol/L的PMS和1mmol/LNaHSO3溶液共同处理。四组实验的实验结果应为三组实验组促进效果相同,且均高于对照组。绘制柱形图时,还应结合第(1)小题的实验结果:光照强度为1000μmol·m-2·s-1时,对照组和1mmol/LNaHSO3溶液处理的水稻净光合速率分别接近20和25μmol·m-2·s-1。33.(2012浙江理综,30,14分)某植物在停止供水和恢复供水条件下,气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答:(1)停止供水后,光合速率下降。这是由于水是 的原料,又是光合产物在植物体内 的主要介质。 (2)在温度、光照相同的条件下,图中A点与B点相比,光饱和点低的是 点,其主要原因是 。 (3)停止供水一段时间后,叶片发黄,原因是 。此时类囊体结构破坏,提供给碳反应的 减少。 (4)生产实践中,可适时喷施植物激素中的 ,起到调节气孔开度的作用。 答案 (1)光合作用 运输(2)B 气孔开度降低,CO2吸收减少(答出一项即可)(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解),类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可) NADPH和ATP
(4)脱落酸解析 此题考查光合作用的相关知识。(1)水是光合作用光反应阶段的原料,又是光合产物在植物体内运输的主要介质,停止供水,植物光合速率下降。(2)光饱和点是指达到最大光合速率时的光照强度,在一定CO2浓度范围内,CO2浓度越低,光饱和点越低。停止供水后,植物蒸腾作用降低,气孔开度变小,CO2吸收减少,故B点的光饱和点较A点低。(3)停止供水一段时间后,细胞内自由水减少,叶绿素合成速度变慢或停止,类胡萝卜素的颜色显露出来,故叶片发黄。此时类囊体结构破坏,光反应减弱,提供给碳反应的NADPH和ATP减少。(4)脱落酸具有调节叶片气孔开度的作用,生产实践中,可适时喷施脱落酸以增强光合作用。34.(2011课标,29,9分)在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题:(1)图中物质A是 (C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原因是 ;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是 。 (3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的 (低、高)。 (4)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 (高、低),其原因是 。 答案 (1)C3化合物(2)暗反应速率在该环境中已达到稳定,即C3和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点,此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时,C5化合物的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5化合物积累(3)高(4)低 CO2浓度低时,暗反应的强度低,所需ATP和[H]少解析 (1)由题干提供的信息可推知,植物由1%CO2浓度环境转移到0.003%CO2浓度的环境中后,植物暗反应阶段的CO2固定速率减小,因此,C3产生量减少,C5相对增加,由此可确定A为C3化合物,B为C5化合物。(2)在CO2浓度为1%的环境中物质B的浓度(C5化合物)比A的低,原因是CO2浓度相对高,CO2固定与C3化合物的还原达到动态平衡,根据暗反应中CO2固定和C3化合物还原的反应式:CO2+C52C3;2C3(CH2O)+C5可知C3化合物分子数比C5化合物分子数多。将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,影响了CO2的固定,C5的消耗减少而C5化合物的合成速率不变,因此C5化合物浓度升高。(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3和C5
化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度要比B的浓度高。(4)由于0.003%CO2浓度下的暗反应强度比1%CO2浓度下的低,所以所需ATP和[H]少,因此所需的光照强度也较低。35.(2011安徽理综,29Ⅰ,10分)保水剂是一类高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”,进行了以下实验:材料用具:相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干,保水剂,氮肥等。方法步骤:①选取长势一致的小麦幼苗若干,平均分为A、B、C三组,分别施用适量的保水剂(60kg·hm-2)、氮肥(225kg·hm-2)、保水剂(60kg·hm-2)+氮肥(225kg·hm-2),置于相同的轻度干旱条件下培养,其他培养条件相同且适宜。②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午,于10:00~11:00从每组选取相同数量的叶片,进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定,结果(均值)如下表:组号CO2吸收量/μmol·m-2·s-1叶绿素含量/mg·g-1A10.663.07B13.043.02C15.913.05实验结论:适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。(1)请指出上述方法步骤中的缺陷并改正:步骤① ; 步骤② 。 (2)如不考虑方法步骤中的缺陷,从影响光合作用的内在因素分析,保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是 。 (3)实验测得的CO2吸收量 (大于、等于、小于)光合作用过程中CO2实际消耗量,理由是 。 光合作用强度可通过测定CO2吸收量,也可以通过测定 释放量计算。 答案 (1)没有对照组,应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组 取材方法不科学,选取的叶片还应取自植株的相同部位(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性(3)小于 实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差 O2解析 (1)实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则,所以应设一组不施保水剂和氮肥的作为对照组;还应严格控制无关变量,保证叶片的数量和取材部位完全相同;(2)影响光合作用的内在因素有色素的数量、酶的活性、酶的含量和C5化合物的量,保水剂与氮肥配施有可能提高了光合作用有关酶的含量与活性,从而提高了其CO2的吸收量;(3)实验测得的CO2吸收量为光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差,所以实验测得的CO2吸收量小于光合作用过程中CO2实际消耗量,光合作用强度可通过测定CO2吸收量或O2释放量来计算。考点三 光合作用与细胞呼吸的关系36.(2015海南单科,9,2分)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B.叶温在36~50℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25℃时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为35℃时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0答案 D 植物进行光合作用所需能量均来自太阳能,A正确;叶温在36~50℃时,植物甲的曲线在植物乙曲线上方,所以植物甲的净光合速率比植物乙的高,B正确;叶温为25℃时,植物甲和乙的曲线没有相交,即二者的净光合速率不同,C正确;叶温为35℃时,甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零,所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0,D错误。37.(2015四川理综,4,6分)在适宜温度和大气CO2浓度条件下,测得某森林中林冠层四种主要乔木的幼苗叶片的生理指标(见表)。下列分析正确的是( ) 物种 指标 马尾松苦槠石栎青冈光补偿点(μmol·m-2·s-1)140663722光饱和点(μmol·m-2·s-1)14251255976924(光补偿点:光合速率等于呼吸速率时的光强;光饱和点:达到最大光合速率所需的最小光强)A.光强大于140μmol·m-2·s-1,马尾松幼苗叶肉细胞中产生的O2全部进入线粒体B.光强小于1255μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素是CO2浓度C.森林中生产者积累有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量D.在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大青冈的种群密度将会增加答案 D 光强大于140μmol·m-2·s-1,马尾松幼苗光合速率大于呼吸速率,故叶肉细胞中产生的O2有部分逸出细胞;光强小于1255μmol·m-2·s-1,影响苦槠幼苗光合速率的环境因素有光强和CO2浓度等;森林中生产者制造有机物的能量总和,即为输入该生态系统的总能量;在群落演替过程中,随着林冠密集程度增大,光强减弱,光补偿点和光饱和点较低的青冈的种群密度将会增加。38.(2019海南单科,12,2分)下列关于绿色植物的叙述,错误的是( )A.植物细胞白天和黑夜都能进行有氧呼吸B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用答案 B 本题通过对光合作用和呼吸作用的考查,体现了生命观念素养中的结构与功能观。有氧呼吸不需要光照,植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸,A正确;植物细胞中ATP的合成不一定都是在膜上进行的,如ATP的合成也可以在细胞质基质和线粒体基质中进行,B错误;叶绿素的合成需要光照,遮光培养会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降,C正确;植物幼茎的绿色部分含有叶绿体,能进行光合作用,所有的活细胞都能进行呼吸作用,D正确。39.(2018浙江4月选考,26,2分)各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株,分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHSO3,24h后进行干旱胁迫处理(胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素),测得未胁迫和胁迫8h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是( )A.寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递B.寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C.转Z基因提高光合作用的效率,且增加寡霉素对光合速率的抑制作用D.喷施NaHSO3促进光合作用,且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降答案 D 由题可知,寡霉素抑制细胞呼吸和光合作用中ATP合成酶的活性,因此寡霉素在细胞呼吸过程中会抑制线粒体内膜上[H]的传递,在光合作用中的作用部位是类囊体膜,A、B错误;由图可知,转Z基因能提高光合作用的效率,能减少寡霉素对光合速率的抑制作用,C错误;喷施NaHSO3能促进光合作用,并且能减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降,D正确。40.(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0~25℃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10~50℃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,体现了对科学思维素养中模型与建模要素的考查。由题图可知,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;由题图可知,净光合作用的最适温度约为25℃,B正确;观察题图中的曲线可知,在0~25℃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,所以适合该植物生长的温度范围不是10~50℃,D错误。41.(2015重庆理综,4,6分)将题图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是( )适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图A.黑暗条件下,①增大、④减小B.光强低于光补偿点时,①、③增大C.光强等于光补偿点时,②、③保持不变D.光强等于光饱和点时,②减小、④增大答案 B 当光强低于光补偿点或黑暗条件下,水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内O2,释放CO2,故①②增大,③④减小;当光强等于光补偿点时,水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作用速率,②③①④保持不变;当光强等于光饱和点时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率,②减小,④增大。解题关键 正确理解光补偿点和光饱和点是解答本题的关键。42.(2014课标全国Ⅱ,6,6分)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是( )A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供
D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量答案 C 光反应中合成ATP的原料是ADP和磷酸,A正确;叶绿素吸收光能的过程不需要酶的参与,B正确;人体在剧烈运动时所需要的能量是由葡萄糖通过呼吸作用产生的,人体细胞无氧呼吸的过程中产生了乳酸,乳酸不能直接分解供能,C错误;病毒核酸的复制是在宿主细胞中完成的,该过程所需的能量、原料均来自宿主细胞,D正确。43.(2014海南单科,9,2分)将水生植物和小鱼放入盛有水的玻璃缸中,密闭后置于光照、温度等适宜条件下。下列相关叙述,错误的是( )A.植物为鱼的生存提供氧气B.鱼可为植物的光合作用提供CO2C.能量流动可以从植物到鱼,也可以由鱼到植物D.若该玻璃缸长期置于黑暗中,鱼和植物将会死亡答案 C 植物通过光合作用为鱼的生存提供氧气,鱼可通过呼吸作用为植物的光合作用提供CO2,A、B正确,能量流动是单向的,不能循环,C错;若该玻璃缸长期置于黑暗中,没有能量输入,鱼和植物将会死亡,D正确。44.(2014四川理综,6,6分)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是( )A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案 D 由图可知与单作相比,两种植物在间作时的呼吸速率(光照强度为0时净光合速率的绝对值)不同,A错误;与单作相比,间作时桑树的光饱和点增大,大豆的光饱和点减小,B错误;间作提高了桑树的光合速率,并且间作大豆在较弱光照强度下的光合速率也高于单作,C错误;开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点,由图知大豆单作时的光补偿点大于间作,D正确。45.(2013海南单科,2,2分)关于细胞代谢的叙述,错误的是( )A.无氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程B.有氧呼吸过程中生成的[H]可在线粒体内氧化生成水C.某些微生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物D.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答案 A 无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段是相同的,产物都是丙酮酸和[H],同时还有少量ATP,A错误;有氧呼吸第三阶段发生的反应是[H]和O2生成水,B正确;
硝化细菌、铁细菌等化能自养生物可利用氧化无机物产生的能量合成有机物,C正确;光合作用光反应阶段产生的[H]被传递到叶绿体基质中,作为还原剂,参与到暗反应阶段的化学反应中去,D正确。46.(2012天津理综,5,6分)设置不同CO2浓度,分组光照培养蓝藻,测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率),结果见图。据图判断,下列叙述正确的是( )A.与d3浓度相比,d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的[H]多B.与d2浓度相比,d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C.若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3,则K1>K2>K3D.密闭光照培养蓝藻,测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物答案 A 本题综合考查了光合作用、呼吸作用及种群数量等相关知识。由图示信息获知,d1与d3浓度相比,净光合速率相等,d1浓度下呼吸速率高,光合速率大,光反应生成的[H]多,A正确;与d2浓度相比,d3浓度下细胞呼吸速率低,产生的ATP少,B错误;三种浓度条件下蓝藻的光合速率大小关系为d2>d1>d3,对应的种群的K值应是K2>K1>K3,C错误;密闭光照下,蓝藻进行光合作用产生氧气,不能判断其是否为兼性厌氧生物,D错误。47.(2020课标全国Ⅲ,29,10分)参照表中内容,围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。反应部位(1) 叶绿体的类囊体膜线粒体反应物葡萄糖/丙酮酸等反应名称(2) 光合作用的光反应有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源化学能(3) 化学能终产物(除ATP外)乙醇、CO2(4) (5) 答案 (1)细胞质基质 (2)无氧呼吸 (3)光能 (4)O2、NADPH (5)H2O、CO2解析 (1)(2)根据表格中信息,终产物是乙醇和CO2,综合分析判断该反应为无氧呼吸,葡萄糖可作为无氧呼吸的反应物,无氧呼吸发生在细胞质基质,其合成ATP的能量来源为化学能,终产物是乙醇和二氧化碳。(3)(4)根据表格中信息,光合作用的光反应和其发生的部位可知,其合成ATP的能量来源为光能,光反应的产物为O2、NADPH(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。(5)根据表格中信息判断,在线粒体中利用丙酮酸等物质进行的是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,该过程将丙酮酸中的化学能释放出来,其中有氧呼吸第二阶段的产物是二氧化碳,第三阶段的产物是水(根据表格中信息可知产物不用写ATP)。48.(2017课标全国Ⅰ,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 该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。(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。易错警示 植物补偿点分为光补偿点和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”。49.(2017课标全国Ⅱ,29,9分)下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①、②、③、④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合成发生在A过程,还发生在 (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。 答案 (1)O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸解析 本题考查的内容涉及植物细胞的光合作用,呼吸作用过程中物质和能量的变化。(1)根据题目示意图可知,过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应。①是水光解的产物且不参与暗反应,则①是氧气,②和③分别是合成NADPH、ATP的原料,即②是NADP+,③是ADP和磷酸,④参与CO2的固定,为C5,参与有氧呼吸第三阶段的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(2)在植物的叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体,产生ATP的过程有光合作用的光反应(A过程),还有发生在细胞质基质(C)和D(线粒体)中的有氧呼吸过程。(3)在缺氧条件下,C中的丙酮酸可以转化为酒精和CO2。知识拓展 [H]的生成及种类光合作用中的[H]是NADPH;呼吸作用中的[H]主要是NADH,光合作用的光反应中水光解生成NADPH,作为还原剂还原C3生成(CH2O),呼吸作用中第一阶段和第二阶段生成NADH,作为还原剂还原O2生成H2O。50.(2016课标全国Ⅱ,31,8分)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有有有
距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:(1)本实验中,50min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是 (填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中X代表的颜色应为 (填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”),判断依据是 。 (3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草 。 答案 (8分)(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用 不可靠的(2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号管(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等解析 本题考查光照强度对光合速率的影响,用BTB(溴麝香草酚蓝)指示CO2浓度。(1)题中距日光灯的距离表示光照的强弱。1号试管没有水草,为空白对照组;2号试管遮光,其内水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用;3~7号试管内的水草在不同强度的光照条件下,光合作用强度与呼吸作用强度的差值大小引起各试管颜色的变化。若1号试管的溶液是蓝色,说明光照能导致CO2减少,那么,2至7号试管颜色的变化并不全是光合作用和呼吸作用所致,实验结果并不可靠。(2)2号试管在遮光条件下,水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用,50min后试管内CO2较多,溶液颜色应为黄色。判断的依据是2号试管与3号试管只有一个自变量(是否遮光),2号试管比3号试管CO2多。(3)5号试管溶液颜色在照光前后没有变化,说明CO2浓度不变,因此推测水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量。方法技巧 分析表格,找出表格中自变量和因变量,再分析表格中数据变化的规律,必要时,可将表格转化成坐标曲线图分析;提升对实验结果的处理能力;注意表格数据的定量分析和定性分析。51.(2015北京理综,31,16分)(16分)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。(1)在开始检测后的200s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解 ,同化CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过 将储藏在有机物中稳定的化学能转化为 和热能。 (2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在 μmol·m-2·s-1范围内,在300s时CO2 达到2.2μmol·m-2·s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是 μmolCO2·m-2·s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)
(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放 ,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。 (4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自于叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行研究。 答案 (16分)(1)水 细胞呼吸 ATP中的化学能(2)0.2~0.6 释放量 2.4~2.8(3)逐渐减少(4)14C同位素示踪解析 (1)有光条件下,叶肉细胞既进行光合作用,又进行呼吸作用。光合作用过程分解H2O,同化CO2。呼吸作用过程则将储藏在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。(2)分析题图,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量在0.2~0.6μmol·m-2·s-1范围内,此值为净光合速率。在300s时CO2的释放量达到2.2μmol·m-2·s-1,该值为呼吸速率,则得出叶片的总(真正)光合速率约为2.2+(0.2~0.6)=2.4~2.8(μmol·m-2·s-1)。(3)由图知,转入黑暗100s后,叶片CO2释放量逐渐减少,随后达到一个相对稳定水平。(4)为追踪CO2中C元素的来源,可利用同位素标记法进行研究。52.(2014课标全国Ⅱ,29,10分,0.667)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题:(1)当CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为 。CO2浓度在a~b之间时,曲线 表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。 (2)CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是 。 (3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)据图可推测,在温室中,若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑 这一因素的影响,并采取相应措施。 答案 (1)0 A、B和C (2)光强 (3)大于 (4)光强解析 (1)由图可知,当CO2浓度为a时,高光强下该植物的净光合速率为0;CO2浓度在a~b之间时,曲线A、B和C都表示净光合速率随CO2浓度的增高而增高。(2)对比A、B、C3条曲线可知,当CO2浓度大于c时,限制B、C净光合速率增加的环境因素为光强。(3)当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物净光合速率都小于0,说明该植物呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)由图可以看出光强和CO2浓度都会影响植物的光合作用,所以在温室栽培植物时,可通过控制光强和CO2浓度等措施来提高产量。方法技巧 注意利用数学模型法分析同一条曲线的升、降或平的变化,掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响光合作用的因素时,一般情况下,纵坐标表示的量未达到饱和时,限制因素是横坐标所表示的因素,当达到饱和后,限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。53.(2014山东理综,26,11分)(11分)我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
(1)图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的 上。需先用 (填溶剂名称)提取叶片中的色素,再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是 。据图分析,该植物可通过 以增强对弱光的适应能力。 (2)图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。8:00到12:00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是 。18:00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有 。 (3)实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量 。 答案 (1)类囊体膜(或类囊体,基粒) 无水乙醇(或丙酮) 叶绿素a 增加叶绿素含量 (2)呼吸作用增强,光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体 (3)减少解析 (1)叶绿体中的色素存在于类囊体膜(或类囊体、基粒)上;叶绿体中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇(丙酮)来提取;溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快,叶绿素a与叶绿素b相比,叶绿素a扩散快,溶解度较大;从图中可知,遮光越多,叶绿素含量越高。(2)8:00到12:00光照强度增高,总光合速率增强,呼吸作用也增强,总光合速率与呼吸速率的差值减小,即净光合速率降低;18:00净光合速率为0,说明该植物呼吸作用强度=光合作用强度,故叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。(3)去除遮光物,光照强度增强,产生更多的[H]和ATP,使C3还原加快,C3含量减少。54.(2013山东理综,25,10分)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图:(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中,水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为 。阶段Ⅲ中,种子胚细胞内水的主要存在形式是 。 (2)阶段Ⅱ期间,大豆种子胚细胞合成的 解除种子休眠,促进种子萌发。阶段Ⅲ中根向地生长的原因是 分布不均,使根的近地侧生长受到 。 (3)若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3,则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为 。
(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时,若突然停止CO2供应,短时间内叶绿体中C5和ATP含量的变化分别为 、 。大田种植大豆时,“正其行,通其风”的主要目的是通过 提高光合作用强度以增加产量。 答案 (1)自由扩散 自由水(2)赤霉素(或GA) 生长素(或IAA) 抑制(3)6∶1(4)升高(或增加) 升高(或增加) 增加CO2浓度解析 本题综合考查细胞代谢的相关知识。(1)水分跨膜运输的方式是自由扩散,阶段Ⅲ细胞代谢增强与胚细胞中自由水含量增多有关。(2)解除种子休眠、促进种子萌发的植物激素是赤霉素;根向地生长的机理是由于重力影响,使生长素分布不均,近地侧生长素浓度较高,由于根对生长素较敏感,所以近地侧根的生长受到抑制。(3)种子有氧呼吸吸收的O2量和释放的CO2量相等,设为m,则由题意知,无氧呼吸释放的CO2量为2m,无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖量分别是m和m/6,比例为6∶1。(4)光合作用过程中,突然停止CO2供应,短时间内叶绿体中C5含量升高、C3含量降低,由于光反应仍可合成ATP,但暗反应消耗量减少,故ATP含量升高;种植大豆时,通风可提高大田中的CO2浓度,从而提高光合作用强度。55.(2013全国,31,9分)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。回答下列问题:(1)在光照条件下,图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用 ,其中图形B的面积表示 。从图形C可推测该植物存在另一个 的途径。CO2进出叶肉细胞都是通过 的方式进行的。 (2)在上述实验中,若提高温度、降低光照,则图形 (填“A”或“B”)的面积变小,图形 (填“A”或“B”)的面积增大,原因是 。 答案 (1)固定CO2总量(1分) 呼吸作用放出的CO2量(2分) 释放CO2(1分,其他合理答案也给分) 自由扩散(1分) (2)A(1分) B(1分) 光合速率降低,呼吸速率增强(2分,其他合理答案也给分)解析 本题考查光合作用和呼吸作用等相关知识。(1)图中A表示植物从外界吸收的CO2量,而光合作用利用的CO2量还包括细胞内呼吸作用等过程释放的CO2量,故A+B+C的面积表示的是光合作用利用的CO2总量,B、C的面积表示向外界释放的CO2量,遮光一段时间后CO2释放量稳定在B值,推知B的面积表示呼吸作用释放的CO2量,从图形C可推测该植物存在另一个释放CO2的途径。CO2进出叶肉细胞是通过自由扩散的方式进行的。(2)光照强度减弱,光合作用降低;温度升高,呼吸酶活性增强,呼吸作用增强,故降低光照,提高温度,图中A的面积变小、B的面积增大。56.(2013浙江理综,30,14分)为研究某植物对盐的耐受性,进行了不同盐浓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,结果见表。盐浓度(mmol·L-1)最大光合速率(μmolCO2·m-2·s-1)呼吸速率(μmolCO2·m-2·s-1)根相对电导率(%)0(对照)31.651.4427.210036.591.3726.9
50031.751.5933.190014.452.6371.3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)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 本题主要考查光合作用、呼吸作用、渗透失水,以及细胞失水与脱落酸的关系等相关知识。(1)最大光合速率所对应的最小光强度称为光饱和点。植物有机物的积累量=光合产生量-呼吸消耗量,通过对表中相关数据的处理计算,与低盐和对照相比,高盐浓度条件下,植物有机物的积累量减少。分析其原因:一方面随着盐浓度的升高,CO2被还原成三碳糖的量减少,最大光合速率下降;另一方面,随着盐浓度的升高,呼吸速率上升,有机物分解增加。(2)由题表可知,随着盐浓度的升高,根相对电导率随之升高。分析其原因,应是高盐浓度条件下,根细胞膜受损,电解质外渗,引发根相对电导率升高。与此同时,随着根细胞周围盐浓度增高,植物细胞会因渗透作用失水,造成植物萎蔫。(3)由已有知识可知,高盐浓度条件下,细胞失水可导致叶片中的脱落酸增加,而脱落酸的增加又促使气孔关闭,从而减少水分的散失。57.(2012全国,31,11分)金鱼藻是一种高等沉水植物,有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差,以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题:(1)该研究探讨了 对金鱼藻 的影响。其中,因变量是 。 (2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx。在黑暗中,金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气 μmol。 (3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是 。 答案 (1)光照度、pH、NaHCO3浓度(3分,其他合理答案也给分) 净光合速率(1分,其他合理答案也给分)(2)12.5×103 8(每空2分,共4分)(3)酶活性受pH的影响(2分,其他合理答案也给分)解析 本题主要考查环境因素对光合作用影响的相关知识。(1)由图示信息知:实验研究了光照度、NaHCO3浓度、pH对金鱼藻净光合速率的影响。因变量随自变量变化而变化,曲线图的横、纵坐标分别表示自变量和因变量。(2)由图b知:金鱼藻达到最大净光合速率所对应的光照度处于10.0×103lx
和15.0×103lx之间,即12.5×103lx。由图a知:曲线与纵轴的交点即金鱼藻在黑暗环境中的耗氧速率。(3)因pH能影响酶的活性,故净光合速率随pH变化而变化。【3年模拟】时间:50分钟 分值:70分一、单项选择题(每小题2分,共14分)1.(2021届山东诸城一中月考,7)研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与16种酶等物质一起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的CO2固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是( )A.类囊体产生的ATP和O2参与CO2固定与还原B.该反应体系不断消耗的物质仅有CO2C.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质D.在绿色光照射下比在蓝紫色光照射下更有利于乙醇酸的产生答案 C 2.(2021届山东德州一联,10)科学家在实验室中发现,有一种叫“RSTWS”的物质可破坏细胞的膜结构,尤其对线粒体内膜和类囊体薄膜更为明显。若用“RSTWS”处理高等植物的叶肉细胞,则下列说法正确的是( )A.有氧呼吸第一阶段减弱,导致第二、三阶段减弱B.有氧呼吸第二阶段减弱,第一、三阶段不受影响C.与正常细胞相比,光照条件下该叶肉细胞中C3含量上升D.与正常细胞相比,光照条件下该叶肉细胞中C5含量上升答案 C 3.(2020山东济宁一中二检,4)科学家向小球藻培养液中通入14CO2,给予实验装置不同时间光照,结果如表所示。实验组别光照时间(s)放射性物质分布12大量3-磷酸甘油酸(三碳化合物)22012种磷酸化糖类360除上述12种磷酸化糖类外,还有氨基酸、有机酸等根据上述实验结果分析,下列叙述错误的是( )A.暗反应最初形成的主要是3-磷酸甘油酸(三碳化合物)B.本实验利用小球藻研究的是光合作用的暗反应阶段C.3-磷酸甘油酸可直接转化成氨基酸、有机酸等D.实验结果说明小球藻光合作用产物有糖类、氨基酸和有机酸等答案 C 4.(2021届山东滕州一中月考,20)如图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况,图中a、b为光合作用的原料,①~④表示相关过程,有关说法不正确的是( )A.图中①过程进行的场所是叶绿体类囊体薄膜B.生长阶段①过程产生的O2量少于②过程消耗的O2量C.有氧呼吸的第一阶段,除了产生[H]、ATP外,产物中还有丙酮酸D.②、④过程中产生ATP较多的是②过程答案 B
5.(2020山东青岛实验中学一模,16)将一盆置于密闭透明容器内的绿色植物放在黑暗环境(温度适宜)中,t1时刻给予充足的光照,t4时刻再补充一定量的CO2,继续培养一段时间。在培养的过程中实时检测装置内O2的释放速率,结果如图所示。不考虑其他生物的影响,下列叙述错误的是( )A.t0~t1,该密闭装置内O2的含量应持续下降B.t3时刻,该绿色植物的呼吸速率等于光合速率C.t3~t4,CO2浓度是限制光合速率的主要因素D.t4~t5,该绿色植物的净光合速率逐渐增大答案 B 6.(2021届山东德州一中月考,18)科学家研究发现:在强光下,激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体,然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素,起到保护叶绿体的作用。如图是夏季连续两昼夜内,某杏树CO2吸收量和释放量的变化曲线图。S1~S5表示曲线与横轴围成的面积。下列说法错误的是( )A.造成EF段波动的主要外界因素是温度B.在B点时,该杏树的叶肉细胞中光合速率等于呼吸速率C.两昼夜后该杏树仍正常生长,则有机物的积累量在K点时达到最大值D.与正常植株相比,强光条件下缺乏类胡萝卜素的突变体光合速率下降答案 B 7.(2021届山东烟台期中,7)在一定浓度的CO2和30℃条件下(细胞呼吸最适温度为30℃,光合作用最适温度为25℃),测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率,结果如表,以下有关说法错误的是( )光合速率与呼吸速率相等时光照强度(klx)光饱和时光照强度(klx)光饱和时CO2吸收量[mg/(100cm2叶·小时)]黑暗条件下CO2释放[mg/(100cm2叶·小时)]A植物13115.5B植物393015A.若在25℃条件下进行该实验,A植物的光补偿点会小于1klxB.当光照强度为3klx时,适当增加CO2浓度,B植物叶绿体中的C3含量会增加C.当光照强度为3klx时,为提高A植物光合速率可改变条件提高暗反应速率,光反应速率无法再提高D.当光照强度为3klx时,A、B植物固定CO2量的差值为1.5mg/(100cm2叶·小时)答案 C 二、不定项选择题(每小题3分,共15分)8.(2021届山东烟台期中,20)小麦旗叶是位于麦穗下的第一片叶子,小麦籽粒产量约50%来自旗叶。科学家在适宜的条件下进行了相关研究,下列说法中错误的是( )
A.旗叶叶肉细胞叶绿体中的光合色素有4种,其中胡萝卜素约占1/4B.为小麦旗叶提供O,籽粒中的淀粉会含18OC.为小麦旗叶提供14CO2,籽粒中的淀粉都含14CD.若去掉一部分籽粒,旗叶叶肉细胞的光合效率会上升答案 ACD 9.(2020山东潍坊期末,15)光能利用率是指单位土地面积上,农作物通过光合作用产生的有机物中所含的能量与这块土地接受的太阳能之比。以下措施能提高光能利用率的是( )A.大棚种植时,白天适当通风B.棉花适时摘除顶芽,解除顶端优势C.在桉树林里栽培草本菠萝,取得桉树、菠萝两旺D.在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物答案 ABCD 10.(2020山东等级考模拟,15)龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类,既能给海洋生态系统提供光合产物,又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响,实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%,实验过程中温度等其他条件适宜,下列相关说法错误的是 ( ) 图1 图2A.实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组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答案 AB 11.(2021届山东枣庄三中月考,15)如图是以390μmol/mol的大气CO2浓度和自然降水条件为对照组(即C390+W0组),分别研究CO2浓度升高至550μmol/mol(即C550+W0组)和降水增加15%(即C390+W15组)对大豆净光合速率的影响得到的结果,其中P为C390+W0组曲线上的点,此时的光照强度为600lx(假设呼吸速率不随光照强度改变而改变)。相关叙述不正确的是( )A.可以用大豆的CO2固定量、O2释放量等来表示图中大豆的净光合速率B.光照强度为1400lx时,C390+W15组大豆的光合作用和呼吸作用强度均强于C390+W0组C.分析C390+W15组和C550+W0组数据表明适当增加降水可提高气孔的开放度,增加大豆CO2的摄入量,可促进大豆光合作用D.P点时,仅增加15%的降水量对大豆净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的作用明显
答案 ABC 12.(2020山东泰安一中期中,27)利用图甲所示装置,在相同条件下分别将绿色植物E、F的叶片制成大小相同的“圆叶”,将叶片内的空气抽出,进行光合作用速率测定。图乙是利用图甲装置测得的数据绘制成的坐标图。下列叙述正确的是( )图甲图乙A.从图乙可看出,F植物适合在较强光照下生长B.光照强度为1klx,图甲装置中放置植物E叶片进行测定时,液滴向左移动C.光照强度为3klx时,E、F两种植物的叶片产生氧气的速率相等D.光照强度为6klx时,图甲装置中E植物叶片比F植物叶片浮到液面所需时间短答案 BD 三、非选择题(共41分)13.(2021届山东日照二联,21)(10分)花生是我国重要的经济作物,在盐碱地种植花生可有效缓解我国粮油争地矛盾现象。针对盐碱地花生开花期易遭遇干旱和盐双重胁迫现象,研究人员采用外源NaCl盆栽,模拟大田干旱和盐胁迫环境,探究花生开花期在干旱、盐胁迫条件下对花生生长发育及光合特性的影响。请回答下列问题:处理方式叶绿素含量光合速率干物质量对照组土壤含水量75%++++++++++++干旱胁迫组土壤含水量45%+++++++++盐胁迫组?+++++++++干旱、盐双胁迫组土壤含水量45%、NaCl含量0.3%+++(1)测定叶绿素含量,需要先提取花生叶片中的色素,研磨叶片时加入适量碳酸钙的目的是 。表中盐胁迫组的处理方式为 。 (2)分析表中数据可知,不同处理对花生产量的影响是 。干旱、盐双胁迫条件下,花生光合速率下降的原因是 。 (3)研究发现,在遭受干旱胁迫、盐胁迫时,花生细胞中的可溶性糖、脯氨酸等物质的含量上升,其意义是 。 答案 (1)防止色素被破坏 土壤含水量75%、NaCl含量0.3% (2)干旱、盐胁迫都能降低花生产量,干旱、盐双胁迫会加剧减产 干旱、盐双胁迫下,叶绿素含量降低,吸收光能减少,光反应速率下降 (3)提高细胞的渗透压,增加细胞的吸水能力14.(2021届山东青岛黄岛期中,22)(10分)科学研究发现,某盆栽植物存在气孔突变体,气孔突变体可能使气孔发育不良,
亦可使气孔开放能力更强。科研小组欲探究适宜条件下某气孔突变体在不同光照强度(μmol·m-2·s-1)下的光合速率(用CO2吸收速率表示,μmol·m-2·s-1),进行了相关研究,结果如表所示。回答下列问题:光照强度0300600800100012001400突变型植株-53.35.611.712.813.113.5野生型植株-53.34.36.56.56.56.5(1)气孔的开放程度主要影响光合作用 反应阶段,据表分析可知 植株更适合在强光下生长。 (2)试分析光照强度为1400μmol·m-2·s-1时,突变型植株光合速率高于野生型植株,可能的原因是 。 (3)叶绿素b/叶绿素a的值可作为植物利用弱光能力的判断指标,研究人员发现遮光处理提高了野生型植株中叶绿素b/叶绿素a的值。可以通过色素的提取和分离实验验证该结论,得出结论的实验现象为 。 (4)如图为某生物兴趣小组设计的密闭透明玻璃装置,他们要利用该装置检测盆栽植物的真正光合速率。请帮他们改进实验装置,并写出简要的实验设计思路: 。 答案 (1)暗 突变型 (2)该突变体为气孔开放能力更强型,植株对CO2的吸收增加,暗反应中CO2的固定增强,合成的有机物增多 (3)遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组 (4)在盆栽植物侧加入CO2缓冲液,用氧气传感器检测有光条件下单位时间内O2的增加量和无光条件下单位时间内O2的减少量,二者相加计算出真正光合速率15.(2021届山东临沂月考,26)(10分)三株独立生长的桑树(甲、乙、丙)所处地段的含水量不同,在一个晴朗的白天,科研人员测得有关数据如图所示。请据图回答:(1)乙和丙植株在中午光合速率出现了低谷,这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因: 。 (2)图中8时和16时的光照强度、温度基本相同,但16时的光合速率比8时明显偏低,主要原因: 。 (3)据图推测三株桑树所处地段含水量由低到高依次是 。 (4)三株桑树的叶肉细胞在黑暗中 (填“有”或“无”)ATP和[H]的合成,原因: 。
(5)“午休现象”能使农作物有机物的合成量减少30%甚至更多。针对这一情况,结合图中信息分析,在实际农业生产中为提高粮食产量应采取的措施是 。 答案 (1)中午蒸腾作用旺盛,气孔大量关闭,植物吸收CO2量减少,引起光合速率降低 (2)16时光合产物的积累量比8时多,对光合作用的抑制更明显 (3)丙、乙、甲 (4)有 黑暗中叶肉细胞可进行呼吸作用,呼吸作用有[H]和ATP的合成 (5)适时灌溉16.(2020山东威海一模,26)(11分)Rubisco普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中,它是光呼吸(细胞在有光、高O2、低CO2情况下发生的生化反应)中不可缺少的加氧酶,也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。Rubisco能以五碳化合物(RuBP)为底物,在CO2/O2值高时,使其结合CO2发生羧化,在CO2/O2值低时,使其结合O2发生氧化,具体过程如图所示。(1)玉米、大豆等植物的叶片中消耗O2的场所有 。从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的区别是 。 (2)科研人员利用大豆来探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果。①亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物(乙醇酸)氧化酶的 来抑制该酶的活性,从而抑制光呼吸的进行。另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,从而促进 的进行。 ②为探究亚硫酸氢钠使大豆增产的适宜浓度,一般要先进行预实验,目的是 。 ③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,大豆单位时间内释放氧气的量较喷施前 (填“增多”“减少”或“不变”),原因是 。 答案 (1)叶绿体(基质)、线粒体(内膜) 光呼吸消耗能量,有氧呼吸产生能量 (2)①空间结构 光反应(光合作用) ②为进一步的实验摸索条件;检验实验设计的科学性和可行性 ③增多 光能利用增加,水的光解加快;亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进行
