资源描述
考点06 光合作用高考频度： 难易程度：考向一 叶绿体色素的种类及提取与分离一、叶绿素和其他色素1叶绿体中的色素（1）分布：在类囊体的膜上（叶绿体基粒上）。（2）种类2色素颜色与光的关系：其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。3叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。3色素的功能：吸收、传递和转化光能。4色素与叶片的颜色（1）生长旺盛时，叶片颜色为绿色，类胡萝卜素的颜色常被叶绿素掩盖。（2）深秋时，叶片变黄色，原因是气候变冷，叶绿素的合成速度变慢或停止，类胡萝卜素的颜色显露出来。二、光合色素的提取与分离1原理（1）提取原理：绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%的乙醇中。（2）分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。2实验流程提取色素：新鲜叶片烘干粉碎后，取2 g放入研钵中加入少量SiO2、CaCO3和23 mL 95%的乙醇放入研钵研磨过滤收集到试管内并塞紧管口制备滤纸条画滤液细线色素分离观察结果：滤纸条上色素带有四条2滤纸条上色素的分布和对光的吸收1下列有关光合色素及其提取和分离实验，叙述正确的是A可利用层析液对叶绿体中的色素进行提取B叶绿素 a 位于滤纸条的最下端，颜色为蓝绿色C类胡萝卜素是叶绿体中许多种黄色、橙色、红色色素的合称D通过纸层析法，分离得到的色素条带会因层析液挥发而消失【答案】C【解析】叶绿体色素的提取的原理是色素溶于有机溶剂而不溶于水分离实验的原理是不同的色素在层析液中溶解度不同，所以扩散速度也不同。可利用层析液对叶绿体中的色素进行分离，用有机溶剂如无水乙醇进行色素的提取，A错误；叶绿素 b位于滤纸条的最下端，B错误；类胡萝卜素是叶绿体中许多种黄色、橙色、红色色素的合称，如胡萝卜素、叶黄素，C正确；分离得到的色素条带不会因层析液挥发而消失，D错误。2如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是A图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠形成嵴而增大B图乙所示的结构来自图甲中的C含有4种色素，其中叶绿素b的含量最多DATP的合成场所是，分解场所是【答案】B【解析】叶绿体通过形成大量的片层结构类囊体增大膜面积，A项错误；甲图是类囊体膜，乙图含有光合色素，光合色素分布在类囊体膜上，所以乙图也是类囊体膜，B项正确；中的色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素a的含量最多，C项错误；光反应的场所是类囊体膜，产物是ATP和NADPH，用于碳反应，碳反应的场所是叶绿体基质，D项错误。【归纳总结】实验中的注意事项及操作目的项目操作过程操作目的提取色素选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉，研磨时加入23 mL 95%的乙醇溶解叶片中的色素研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护叶绿素迅速充分研磨防止溶剂挥发并充分溶解色素盛放滤液的小试管口加棉塞防止色素分子被氧化分离色素滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速度快滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快滤液细线要细、齐、直使分离的色素带平齐，不重叠滤液细线干燥后重复画34次使分离的色素带清晰便于观察滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中3如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发B水稻在收获时节，叶片中色素量的变化是(甲乙)(丙丁)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，丙和丁主要吸收红光【答案】B【解析】绿叶中色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢；故滤纸条上甲丁依次是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，据此分析。提取色素时加入碳酸钙是为了防止叶绿素分解，A错误；水稻在秋季收获，此时叶片变黄，叶绿素总量降低，类胡萝卜素含量增加，故叶片中色素量的变化是(甲乙)(丙丁)，B正确；四种色素都能溶解在层析液中，其中丁的扩散距离最远，丁色素的溶解度最大，C错误；由图可知甲为叶绿素b、乙为叶绿素a、丙为叶黄素、丁为胡萝卜素，丙和丁主要吸收蓝紫光，D错误。4在a、b、c 3个研钵中分别加入2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并用3种不同方法按下表所示添加试剂，经过研磨、提取、过滤得到了3种不同颜色的溶液，有深绿色、黄绿色和几乎无色3种情况，下列选项中说法错误的是组别试剂abc二氧化硅加入加入加入碳酸钙不加加入加入乙醇(3 mL)加入不加加入蒸馏水(3 mL)不加加入不加Aa组处理会造成滤液呈黄绿色，因为部分叶绿素会被破坏Bb组处理会造成滤液几乎呈无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中Cc组处理会造成滤液呈深绿色，经分离会得到4条色素带，其中第三条的颜色为蓝绿色Da组与b组相互对照，可以证明叶绿体中的色素易溶于乙醇【答案】D【解析】a组未加碳酸钙，会导致部分叶绿素被破坏，使滤液呈黄绿色，A正确；b组处理会造成滤液几乎呈无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中，B正确；c组处理会造成滤液呈深绿色，经分离会得到4条色素带，其中第三条为叶绿素a，呈蓝绿色，C正确；a组与b组相比，有两个自变量，所以两组实验对照不能证明色素易溶于乙醇，D项错误。【易错警示】绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。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：滤液细线画的过粗。（3）滤纸条看不见色素带忘记画滤液细线。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。考向二 光合作用的原理及其应用一、光合作用概述1概念指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成贮存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2总反应式6CO212H2OC6H12O66H2O6O2。3光合作用的过程二、光反应和碳反应1光反应（1）过程光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学能。水在光下裂解为H、O2和电子。水中的氢（He）在光下将NADP还原为NADPH。（2）场所：类囊体膜中。（3）反应物：H2O、ADP、Pi、NADP等。（4）生成物：O2、NADPH、ATP等。（5）条件：色素、光、酶。（6）能量变化：光能ATP与NADPH中的化学能。2碳反应（1）过程CO2的固定：CO2RuBP2三碳酸分子。2三碳酸分子2三碳糖。（2）场所：叶绿体基质。（3）反应物：CO2、ATP、NADPH等。（4）产物：三碳糖（5）能量变化：ATP、NADPH中的化学能三碳糖中的化学能。3联系：光反应为碳反应提供NADPH、ATP，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP，如图所示。5光合作用的作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率，图 1 为正常绿色植物的叶绿素 a 的作用光谱，图 2 表示卡尔文循环的基本过程。据图回答下列问题：（1）根据叶绿素 a 的作用光谱，可知_（填“红”、 “蓝紫”）光的光合作用效率高。若绘制叶绿素 a 的吸收光谱，则以_为横坐标，以_为纵坐标。（2）图 2 中的乙为_，乙 丙的过程需要光反应中产生_。卡尔文循环产生的中间产物是维持循环所必需的，当RuBP含量低时，最初形成的三碳糖都用于RuBP的增生，有利于_。（3）RuBP 含量增加会提高卡尔文循环的速率直至达到稳定。达到稳定时，图2中？处物质的数目为_。【答案】（1）蓝紫 （光的）波长 叶绿素a对不同波长光的吸收率 （2）三碳酸（3磷酸甘油酸） ATP和NADPH 加速CO2的固定（加速CO2的同化、加快光合作用）（3）25 【解析】根据光合作用过程分析，叶绿体色素吸收光能用于光反应阶段并产生氧气，因此图1中氧气的释放速率代表了光合速率，图中显示叶绿素a的吸收值有两个波峰，主要集中于红光和蓝紫光区；图2中甲是二氧化碳，乙是三磷酸（3磷酸甘油酸），丙是三碳糖。（1）据图分析，叶绿素a对蓝紫光的作用光谱的峰值更高，说明蓝紫光的光合作用效率高；若绘制叶绿素 a 的吸收光谱，则应该以波长为横坐标，以叶绿素a对不同波长光的吸收率为纵坐标。（2）根据以上分析已知图2中乙是三磷酸（3磷酸甘油酸），其还原生成三碳糖的过程需要光反应提供ATP和NADPH。最初形成的三碳糖都用于RuBP的增生，有利于加快CO2的固定。（3）每3个CO2进入卡尔文循环形成6个三碳糖，其中5个三碳糖再生成3个C5，另外1个三碳糖则离开卡尔文循环，转变成糖类等有机物。因此达到稳定时，图2中？处物质的数目为25个。【归纳总结】光反应与碳反应的比较比较项目光反应碳反应场所类囊体膜叶绿体基质时间短促，以微秒计较缓慢条件光、色素、酶、水多种酶、CO2、NADPH、ATP过程利用光能使水光解产生O2，同时产生ATP和NADPH将CO2还原为糖的一系列反应物质变化水的光解：H2O2H2eO2ATP的合成：ADPPi能量ATPNADPH的合成：NADPH2eNADPHCO2的固定：CO2RuBP2个三碳酸分子三碳酸分子的还原：2个三碳酸分子2个三碳糖RuBP的再生：三碳糖RuBP能量变化光能ATP、NADPH中活跃的化学能活跃的化学能有机物中稳定的化学能完成标志O2释放、ATP和NADPH的生成糖类等有机物的生成联系光反应能为碳反应提供ATP、NADPH、碳反应为光反应提供ADP、Pi、NADP。二者紧密联系，缺一不可示意图6植物能吸收一定强度的光驱动光合作用，后者的基本过程如下图所示。过度光照可能会导致DNA损伤甚至细胞死亡，但是植物能借助一种光保护机制防止这种损伤。近来研究发现，类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤（即光保护效应）。下列有关说法正确的是A抑制A物质释放有利于PSBS发挥功能B降低ATP合成酶活性和阻断反应II都有利于PSBS发挥功能C若该植株既不吸收也不释放CO2，则所产生的A物质全部用于图示细胞的细胞呼吸D物质F可以在叶肉细胞的叶绿体基质中合成蔗糖【答案】B【解析】结合题意，据图分析可知，光照过强类囊体膜蛋白PSBS感应类囊体腔内的高质子浓度而被激活，激活了的PSBS抑制电子在类囊体膜上的传递，最终将过量的光能转换成热能释放，从而防止强光对植物造成损伤。物质A是氧气，氧气是否释放与PSBS释放被激活都无直接关系，所以A错误；降低ATP合成酶活性则ATP无法快速合成，有利于类囊体腔内的质子浓度积累，而高浓度质子有利于激活PSBS发挥作用；阻断暗反应都有利于阻断H+的消耗，同样可以激活PSBS而发挥功能，B正确；根据题意，若该植株既不吸收也不释放CO2，有可能是光照过强，暗反应这段，光反应受PSBS的影响也无法进行，没有产生氧气，C错误；蔗糖的合成应该在细胞质基质中合成，D错误。7如图为大豆叶片光合作用碳反应阶段的示意图。下列叙述正确的是ACO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为三碳酸分子中的化学能BCO2可直接被NADPH还原，再经过一系列的变化形成糖类C被还原的三碳酸分子在相关酶的催化作用下，可再形成RuBPD光强度由强变弱时，短时间内RuBP含量会升高【答案】C【解析】ATP中的能量转化到有机物中成为稳定的化学能，不参与CO2的固定，A项错误；在碳反应中，绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳不能直接被还原，它首先与RuBP结合形成三碳酸分子，三碳酸分子接受ATP释放的能量并被NADPH还原，再经一系列变化形成糖类，在该过程中一部分三碳糖形成RuBP，B项错误；三碳酸分子被NADPH还原后可再形成RuBP，此过程中需要酶参与，C项正确；光强度由强变弱时，会造成NADPH和ATP在短时间内减少，RuBP的合成速率下降，而其分解速率不变，所以RuBP的含量会下降，D项错误。考向三 环境因素影响光合速率一、光合速率（又称光合强度）1含义：一定量的植物（如一定的叶面积）在单位时间内进行多少光合作用（如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳）。2表示方法：产生氧气量/单位时间或消耗二氧化碳量/单位时间。二、环境因素对光合速率的影响1光强度对光合速率的影响图像分析：A点时，只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合作用强度也增强，但仍小于细胞呼吸强度；B点时，光合作用强度等于细胞呼吸强度即光补偿点；BC段随着光强度的增强，光合作用强度增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。下面的四幅图表示A点、AB段、B点和B点之后的O2和CO2转移方向，但顺序已打乱，请具体填出对应区段。 应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光强度大于光补偿点；适当提高光强度可增加大棚作物产量。2CO2浓度图像分析：图1中纵坐标表示净光合速率，A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中纵坐标表示总光合速率，A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大。应用分析：大气中的CO2浓度处于OA段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率。3温度原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内（AB段）随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；B点为酶的最适温度，光合速率最大；BC段随温度升高，酶的活性下降，植物光合速率降低。应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。三、探究光强度对光合作用的影响1实验假设：一定范围内，光合速率随光强度的增加而增强。2实验过程组装下图装置三套，编号为甲、乙、丙；分别向三支试管内加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液；记录有色液滴的起始位置；取三只100 W灯泡，分别置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm处，一段时间后，记录液滴位置。3变量分析自变量：光强度，通过100 W灯泡距实验装置的距离远近控制。因变量：光合速率，通过单位时间内O2的释放量测定，以单位时间内有色液滴的移动距离作为检测指标。无关变量：各组实验植物（如金鱼藻、小球藻）的数量相同，温度、CO2浓度相同。4实验拓展设置温度作为自变量用上述装置探究温度对光合速率的影响，可通过将试管分别置于装有不同温度水的烧杯中控制自变量温度；设置CO2浓度作为自变量用上述装置探究CO2浓度对光合作用的影响，可通过往试管内分别加入不同浓度的NaHCO3溶液来控制自变量CO2浓度。8以相同树龄的三个不同品种梨树为实验材料,研究在同等自然条件下、喷施不同浓度尿素溶液对梨树某一特定生长期叶片光合速率的影响,统计得到光合速率增长率如图所示。据图分析,下列叙述正确的是A喷施0.5%尿素溶液提高了梨树叶片的光反应速率和碳反应速率B喷施1.0%尿素溶液的条件下,叶片光合速率最大的是梨树品种甲C适当增大光强度可提高梨树叶片的光饱和点来增大光合速率D梨树品种丙更适合在氮元素相对贫瘠的地区栽种【答案】A【解析】由图可知，与对照组相比，在施加尿素溶液后，甲、乙、丙三个梨树品种的净光合速率增长率均增大了，其中品种甲增加最为明显。且随着尿素溶液的浓度增大，净光合速率增长率增加的较大。N是合成光合色素、酶等的原料，喷施0.5%尿素溶液提高了梨树叶片的光反应速率和碳反应速率，进而提高了光合速率增长率，A正确；由图可知，喷施1.0%尿素溶液的条件下,叶片光合速率增长率最大的是梨树品种甲，由于不同品种的光合速率不同，所以不是叶片光合速率最大的是梨树品种甲，B错误；适当增大光强度不能提高梨树叶片的光饱和点，C错误；施加尿素溶液后甲组光合速率增长率最大，所以梨树品种甲更适合在氮元素相对贫瘠的地区栽种，D错误。9科学家研究环境因素对某植物光合速率的影响如下图，据图判断下列叙述错误的是A光强度超过a时，造成曲线II和光合速率差异的原因是CO2浓度不同B曲线 I、II、III表明，光合速率受光强度、温度和CO2浓度的综合影响C曲线I、II、III表明，改变温度和CO2浓度对植物的光饱和点有影响D光强度为0a时，适当提高CO2浓度和温度对光合速率有促进作用【答案】D【解析】影响光合作用的主要环境因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。由于图中涉及自变量较多，因此可分组探究：曲线和、曲线和；确定光照强度后曲线和的自变量为温度；而曲线和的自变量为二氧化碳浓度。光强度超过a时，同一光照强度下，曲线II和的光合速率不同，造成曲线II和光合速率差异的原因是CO2浓度不同，A正确；图示表明，影响光合作用的因素主要有光照强度、温度、和二氧化碳浓度等，B正确；曲线和对照说明，适当提高温度可以提高光合速率，曲线和对照说明，适当提高二氧化碳浓度可以提高光合速率，由图示可知，改变温度和CO2浓度对植物的光饱和点有影响，C正确；光强度为0a时，三条曲线重合，曲线处于上升阶段，此时影响光合作用的主要因素是自变量光照强度，D错误。【归纳总结】多因子对光合速率的影响 P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到Q点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中其他因子。10如图为在最适温度和光强度下，测得甲、乙两种植物的光合速率随环境中CO2浓度的变化情况。下列说法中，不正确的是A植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感B当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙合成有机物的量相等Cd点时植物甲细胞内产生ATP的结构有细胞溶胶、线粒体、叶绿体D适当降低光强度，b点将向右移动【答案】B【解析】由图可知，环境中CO2浓度升高到一定程度后，植物乙的CO2吸收量降低幅度较大，植物甲的CO2吸收量基本保持不变，可见植物乙比植物甲对CO2浓度更敏感，A项正确；当CO2吸收量为c时，植物甲与植物乙的净光合速率相等，由于植物甲比植物乙的呼吸速率大，由真正光合速率净光合速率呼吸速率可知，植物甲合成有机物的量比植物乙多，B项错误；d点时植物甲细胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，因此产生ATP的结构有细胞溶胶、线粒体、叶绿体，C项正确；根据题意可知，图中曲线是在最适光强度条件下测得的，因此若光强度减弱，CO2吸收量降低，b点时光合作用强度与细胞呼吸强度相等，降低光强度后，需要环境中提供较高浓度的CO2才能使光合作用强度与呼吸作用强度相等，因此b点将向右移动，D项正确。1光合作用碳反应中，与CO2固定有关的物质是A水BNADPHCATPD核酮糖二磷酸2为研究强光照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（、为色素条带）。下列叙述正确的是A强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C四种色素在层析液中溶解度大小是D色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间3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图中H通过主动转运从类囊体膜内运到膜外B通常，在光强度达到全日照之前，物质A的释放速率已达到最大值C每个三碳酸分子接受来自物质N的氢和来自ATP的磷酸基团D叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收绿光，而几乎不吸收其他颜色的光4科研人员研究了不同氮素水平对某植物叶片光合作用的影响。其实验结果如下表所示，下列分析错误的是组别氮素水平(mmolL-1)叶绿素含量(gcm-2)气孔导度(mmolm-2s-1)胞间CO2浓度(LL-1)表观光合速率(molm-2s-1)15(低氮)860.6830819.4210(中氮)990.8430420.7315(偏高)1030.8530121.4420(高氮)1030.8429522.0（注：气孔导度指气孔开放程度；表观光合速率是指在光照条件下，一定量的植物在单位时间内释放到外界的O2量）A氮是叶绿素的组成元素，适当增施氮肥有利于叶绿素的合成B随着氮素水平的增加，胞间CO2浓度的持续下降促进了表观光合速率不断增加C一定范围内增大氮素浓度，可提高该植物叶片的表观光合速率D第4组的表观光合速率高于第3组，而叶绿素含量相同，推测其主要原因可能是高氮条件下，氮素参与合成的光合作用有关酶的数量增多5已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 ，如图表示植物在25 时光合作用强度与光强度的关系，若将温度提高到30 的条件下，其他条件不变，理论上图中相应点的移动情况是Aa点上移，b点右移，c点右移，d点上移Ba点下移，b点右移，c点左移，d点下移Ca点上移，b点左移，c点右移，d点上移Da点下移，b点左移，c点左移，d点下移6研究人员对日光温室内的番茄叶片补充等强度不同波长的光，测得番茄光合速率的日变化情况如图。下列叙述错误的是A据图分析，在10：00左右适当补充红光，对番茄的生长最有效B14：0016：00，引起三组黄瓜光合速率均降低的主要因素是室内CO2浓度过低C9：00-11：00对照组CO2固定量比补蓝光组多D12：30时，若适当提高温室内CO2浓度，短时间番茄植株中三碳酸的合成速率不变7研究者探究不同光照条件下，两种不同浓度CO2对某种蓝细菌生长的影响，结果如图所示。下列关于实验的叙述，不正确的是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8科研工作者研究了土壤含水量对番茄品种甲和乙光合作用的影响，结果如图所示。有关叙述错误的是A土壤含水量对光合速率的影响和对番茄叶片气孔导度影响的趋势基本一致B土壤含水量为50%时，限制番茄光合速率的主要因素为气孔导度C土壤含水量的下降，可能影响番茄叶片光合产物的输出，从而限制了其碳反应的速率D土壤含水量的下降，可能引起了番茄叶绿体片层结构的不可逆改变，从而限制了其光反应的速率9在高光强环境下，将某突变型植株与野生型植株分别施以低氮肥和高氮肥，一段时间后，测定其叶绿素和 Rubisco 酶（该酶催化CO2和 RuBP 反应）的含量，结果如图所示。请回答：（1）实验表明，突变型的_含量比野生型低，采用_法分离突变型植株叶片色素，与野生型相比滤纸条上有的色素带颜色变浅。分离时，应注意滤纸条上的滤液细线要_（高、低）于层析液的液面，滤纸条上最宽色素带所含的色素是_。（2）氧气在_反应中产生，同时光能被转化为ATP和NADPH 中的活跃的_。（3）高氮肥下，突变型植株的光合速率大于野生型植株。结合实验结果分析，限制野生型植株光合速率的因素是_。（4）卡尔文循环过程中，RuBP 与_结合形成六碳分子,六碳分子分解成三碳酸。三碳酸还原为三碳糖。 _（大/小）部分运至叶绿体外，转变为_（淀粉/蔗糖）。10（2019江苏卷17）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没有叶绿素b11（2017浙江11月选考）在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH=4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是A实验中溶液的H+均来自水的裂解B黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATPC光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高D若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大，ATP生成量不变12（2019浙江4月选考30）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01%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-磷酸甘油酸的含量会_。为3-磷酸甘油酸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。13（2017浙江11月选考）为探究环境因素对光合作用的影响，进行了相关实验。取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片，并将相同数量的叶圆片分别放入AD四组烧杯中，在25环境中进行实验，实验内容与结果见下表。注：“+”表示检出淀粉，“+”表示检出淀粉含量较高，“-”表示未检出淀粉回答下列问题:（1）本实验的可变因素是_。（2）如何去除植物叶片中的淀粉？_（3）据表分析，将CO2作为光合作用原料的是_组。在植物体内，CO2转变为有机物的途径为_循环，其产物可运至叶绿体外转变成_，并运到植物体其他部位供细胞利用。（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。叶肉细胞合成淀粉的场所是_。而在块茎中，淀粉长期储存在_中14（2017浙江4月选考）为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列问题：（1）本实验的因变量是_，由图中曲线对比可知，经_处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的_光减少从而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行_处理以减少叶绿素的损失。（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的_，对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第_条色素带均明显变窄。（3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定_，可得到叶绿素a的吸收光谱。15（2016浙江理综）下面是关于植物光合作用的问题。请回答：（1）光反应发生在叶绿体的_中，H20在光反应中裂解为_。（2）若以14CO2作为光合作用的原料，在卡尔文循环中首先出现含14C的三碳化合物是_。该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的_等物质存在的情况下，被还原为三碳糖磷酸。（3）给某植物提供C1802和H20，释放的氧气中含有18O。氧气中含有18O是由于_，H218O又作为原料参与了光合作用之故。（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同_下的光合速率来确定。在一定条件下，某植物在温度由25降为5的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度_（选填:、）25。16（2018北京卷）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BDCIP被氧化C不需要光合色素参与D会产生氧气17（2018新课标II卷）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_。18（2018江苏卷）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。（4）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括_（填序号）。C3的还原 内外物质运输 H2O裂解释放O2 酶的合成1【答案】D【解析】碳反应发生在叶绿体的基质中，碳反应中C5（核酮糖二磷酸）与CO2首先固定形成两个C3。水是光反应的原料，不能与二氧化碳固定，A错误；NADPH、ATP是光反应的产物，二者参与碳反应中三碳化合物的还原，BC错误；碳反应中二氧化碳和核酮糖二磷酸反应生成两分子三碳化合物，D正确。2【答案】B【解析】根据题图来看，强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A项错误；强光照和正常光照相比，叶绿素含量明显降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B项正确；四种色素在层析液中溶解度大小是，C项错误；色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，无法得到色素带，D项错误。3【答案】B【解析】图中H从类囊体膜内运到膜外为易化扩散，A项错误；通常在光强度达到全日照之前，物质A（O2）的释放速率已达到最大值，B项正确；每个三碳酸分子接受来自物质NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，C项错误；叶绿素呈绿色，是因为它大量吸收红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光，D项错误。4【答案】B【解析】氮是叶绿素的组成元素，据表可知，随氮素水平的提高，叶绿素含量逐渐增加，说明适当增施氮肥有利于叶绿素的合成，A项正确；随着氮素水平的增加，表观光合速率不断增加，促进了胞间CO2浓度的持续下降，B项错误，C项正确；影响光合作用的内部因素包括色素和酶的含量，第4组的表观光合速率高于第3组，而叶绿素含量相同，推测其主要原因可能是高氮条件下，氮素参与合成的光合作用有关酶的数量增多，D项正确。5【答案】B【解析】根据题意和图示分析可知：温度从25 提高到30 后，光合速率减慢，呼吸速率加快。图中a点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故a点下移；b点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速率加快，光合作用减慢，故b点右移；c点表示光饱和点，现光合速率减慢，故c点将左移；d点表示最大光合速率，现光合速率减慢，故d点下移。故选B项。6【答案】B【解析】据图分析可知，若采取在10：00前适当补充红光措施，对黄瓜的生长最有效，A正确；1416时，三组的光照强度均下降，三组黄瓜光合速率均降低，B错误；9：00-11：00，对照组的光合速率高于蓝光组，故对照组CO2固定量比补蓝光组多，C正确；12：30时，番茄气孔关闭出现了光合午休现象，若适当提高温室内CO2浓度，短时间番茄植株中三碳酸的合成速率不变，D正确。 7【答案】D【解析】分析题图曲线可知，高光强度下“”有机物积累多于“”，因此“”为高二氧化碳浓度下的测量结果，“”为低二氧化碳浓度下的测量结果，A项正确；净光合速率也可用O2的释放量表示，可得到相似的实验结果，B项正确；低光强时，限制光合作用的外界因素主要是光强度，不是二氧化碳浓度，因此不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著，C项正确；高二氧化碳浓度时，一定的范围内随光强度增加，光合作用强度增强，干重增加速度增大，D项错误。8【答案】B【解析】根据图中的两条曲线的趋势可以看出，土壤含水量对甲、乙两种番茄光合作用速率的影响和气孔导度的影响基本一致，A正确；番茄在土壤含水量为50%的条件下，气孔导较低，但胞间二氧化碳浓度升高，说明光合速率下降的主要影响因素不是气孔导度，B错误；土壤含水量下降可能会影响到叶绿体中光合产物的输出，从而抑制了暗反应的进行，导致光合速率下降，C正确；土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间CO2浓度逐渐升高，可能是因为水分亏缺导致类囊体结构破坏，可以影响光合作用的光反应进行，D正确；故选B。9【答案】（1）叶绿素a 纸层析 高 叶绿素a （2）光 化学能 （3）Rubisco酶含量 （4）CO2 大 蔗糖 【解析】该题目主要考查光合作用，光合作用的过程：1光反应阶段 a条件：叶绿体色素、酶、光和水；b场所：叶绿体类囊体膜；c产物：NADPH、ATP、O2；d物质转变水在光下裂解为H、O2和电子；水中的氢（He）在光下将NADP还原为NADPH；e能量转变：光能被吸收并转化为ATP和NADPH中的化学能。2碳反应a条件：多种酶、ATP、NADPH；b场所：叶绿体基质；c产物：三碳糖；d主要变化CO2RuBP2三碳酸分子；三碳酸分子的还原：三碳酸分子接受NADPH中的氢和ATP中的磷酸基团及能量，被还原成三碳糖，这是碳反应形成的产物。（1）该实验表明，低氮肥和高氮肥处理的突变型的叶绿素a 含量比野生型低用纸层析法提取色素时，滤液细线要高于层析液，防止色素在层析液中溶解，色素带由上到下的色素为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，据题目图所示叶绿素a含量最多，色素带最宽。（2）在光合作用的光反应中在叶绿体的类囊体薄膜上产生氧气，以及能量的转换，光能被转化为ATP和NADPH 中的活跃的化学能。（3）据图分析，突变体的Rubisco酶含量高，故突变体叶绿素含量低但产量与野生型差别不大实验表明突变体更倾向于将氮素用于Rubisco酶的合成，而不是叶绿素的合成结合实验结果分析，限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco酶的含量。（4）卡尔文循环主要是指暗反应，暗反应阶段，二氧化碳首先与五碳化合物结合而被固定为三碳化合物，在H、ATP和Rubisco 酶的作用下被还原；每3个CO2分子进入卡尔文循环，就形成6分子的三碳酸分子，后者都被还原为三碳糖，其中5个三碳糖分子在循环中再生为RuBP，另一个三碳糖分子则离开循环，或在叶绿体内合成淀粉、蛋白质或脂质，或运出叶绿体，转变成蔗糖。10【答案】D【解析】绿色植物的叶绿体中含有四种色素，纸层析后，形成的色素带从上到下依次是：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b黄绿色。由图可知，菠菜含有四种色素，蓝藻（原核生物）只含有叶绿素a和胡萝卜素。研磨时加入碳酸钙是为了保护叶绿素，A错误；层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成，也可以用92号汽油代替，B错误；层析时，为了防止层析液挥发，需要用培养皿盖住小烧杯，C错误；由图可知，蓝藻只有两条色素带，不含有叶绿色b，D正确。11【答案】C【解析】解答本题需要学生掌握光合作用的光反应过程的场所是类囊体薄膜，在光下水被分解为还原氢与氧气，同时合成ATP，且其合成ATP与膜内外存在H+梯度（H+浓度差）有关。黑暗条件下，植物不能吸收光能将水裂解出H+，A错误；黑暗条件下，植物不能进行光合作用，叶绿体中不能产生ATP，B错误；据题意可知类囊体腔内ph=4，类囊体外pH=8，故叶绿体类囊体膜内H+浓度高，C正确；类囊体对H+的通透性增大，其内的H+到类囊体外，使pH减小，ATP生成量减少，D错误。12【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】（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量增加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停止CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中。（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。13【答案】（1）葡萄糖和光照 （2）暗处理（3）A、C 卡尔文 蔗糖（4）叶绿体基质 白色体【解析】（1）本实验是为了探究环境因素对光合作用的影响，自变量应该是植物体在实验中所处的环境，根据表格分析应该是液体成分和处理条件，即葡萄糖和光照。（2）淀粉是植物在光下制造的有机物，植物的呼吸作用会消耗有机物，所以可以暗处理。（3）据表分析，将CO2作为光合作用原料的是A、C组，因为只有A、C组有光照，可以进行光合作用。在植物体内，CO2转变为有机物的途径为卡尔文循环，其产物可运至叶绿体外转变成蔗糖，并运到植物体其他部位供细胞利用。（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。叶肉细胞合成淀粉是光合作用的暗反应阶段，其场所是叶绿体基质。而在块茎中，淀粉长期储存在白色体中。14【答案】（1）叶绿素相对含量 低温和光照 蓝紫光和红 遮光（2）碳酸钙 3、4（3）吸光率【解析】（1）根据曲线图分析可知：自变量为光强度、温度，因变量为叶绿素相对含量，由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，叶绿素吸收蓝紫光和红光。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行遮光处理以减少叶绿素的损失。（2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙，第4组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4条色素带均明显变窄。（3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。15【答案】（1）类囊体膜H+、O2和电子（2）三碳酸磷酸基团（3）C1802中的部分氧转移到H218O中（4）光强度【解析】（1）光合作用的光反应场所是叶绿体的基粒或类囊体，水在光反应中裂解为O2、H+和电子。（2）卡尔文循环的第一个反应是RuBP和二氧化碳结合形成三碳酸，然后三碳酸在NADPH中的氢和ATP的磷酸基团的作用下被还原为三碳糖磷酸。（3）碳反应的过程也有水的产生，所以C18O2参与光合作用会产生部分带有放射性的水，水又作为原料参与了光合作用。（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同光强度下的光合速率来确定。某植物在温度由25降为5的过程中光饱和点逐渐减小，推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度25。16【答案】D【解析】光反应发生在叶绿体类囊薄膜上，有光时，产生氧气、NADPH和ATP，A错误；DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色，是因为DCIP被H还原成无色，B错误；光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能，C错误；光合作用光反应阶段会产生氧气，D正确。17【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）由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。（2）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。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，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。（3）绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿素。18【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）【解析】（1）分析图示可知，甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。（2）光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在囊体薄膜上组装；二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，因此核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到叶绿体内，在叶绿体基质中组装。（3）在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后进入线粒体基质中，彻底氧化分解成CO2；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATP中。（4）叶绿体光反应产生ATP，因此图中线粒体为叶绿体提供的ATP用于光反应以外的生命活动，如C3的还原、内外物质运输、酶的合成等，而H2O裂解释放O2属于光反应，故选。 29
展开阅读全文