2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題三 細(xì)胞呼吸與光合作用 考點(diǎn)2 光合作用講練 新人教版.doc

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2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題三 細(xì)胞呼吸與光合作用 考點(diǎn)2 光合作用講練 新人教版 1．光合作用的概念及其過程的正誤判斷 (1)適宜條件下光合作用過程中RuBP/三碳酸分子的比值在停止供應(yīng)CO2后比停止前高(　√　) (2)光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與(　√　) (3)光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生的NADPH可在葉綠體基質(zhì)中作為還原劑(　√　) (4)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，光反應(yīng)強(qiáng)度會(huì)降低，碳反應(yīng)強(qiáng)度也降低(　√　) (5)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反應(yīng)(　√　) 2．(加試)環(huán)境因素對光合速率的影響的正誤判斷 (1)夏季晴天光照最強(qiáng)時(shí)，小麥光合速率最高(　　) 提示　夏季晴天光照最強(qiáng)時(shí)，小麥葉片的氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，導(dǎo)致光合作用的原料減少，小麥光合速率反而下降。 (2)提高溫度一定能促進(jìn)三碳糖的生成(　　) (3)水分虧缺主要是通過影響CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞內(nèi)而影響光合作用的(　√　) (4)正常生長的綠藻，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，用黑布迅速將培養(yǎng)瓶罩上，此后綠藻細(xì)胞內(nèi)的NADPH/NADP＋的比值下降(　√　) 3．(加試)光合作用與細(xì)胞呼吸的異同的正誤判斷 (1)光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，細(xì)胞呼吸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能和ATP(　　) 提示　ATP是物質(zhì)不是能量。 (2)夏季連續(xù)陰天，大棚中白天適當(dāng)增加光照，夜晚適當(dāng)降低溫度，可提高作物產(chǎn)量(　√　) (3)凈光合速率長期為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致幼苗停止生長(　√　) (4)將一株生長正常的綠色植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長，玻璃容器內(nèi)CO2濃度可出現(xiàn)的變化趨勢是降低至一定水平時(shí)保持相對穩(wěn)定(　√　) (5)如圖是夏季晴朗的一天，甲、乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化，則甲植株在a點(diǎn)開始進(jìn)行光合作用；乙植株在e點(diǎn)有機(jī)物積累量最多；曲線b～c段和d～e段下降的原因相同(　　) 提示　甲植株在a點(diǎn)光合速率＝呼吸速率，乙植株在18時(shí)有機(jī)物積累量最多，曲線b～c段和d～e段下降的原因分別是部分氣孔關(guān)閉、光強(qiáng)減弱。 4．(綜合應(yīng)用)某研究小組進(jìn)行某植物的栽培試驗(yàn)，圖1表示在適宜的光照、CO2濃度等條件下測得的光合曲線和黑暗條件下的呼吸曲線；圖2為在恒溫密閉玻璃溫室中，連續(xù)24 h測定的溫室內(nèi)CO2濃度以及植物CO2吸收速率的變化曲線。據(jù)圖判斷相關(guān)敘述并思考相關(guān)問題： (1)圖1中，當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時(shí)，植物光合作用相關(guān)的酶失活(　√　) (2)18 h時(shí)，圖2葉肉細(xì)胞中葉綠體產(chǎn)生的O2量大于線粒體消耗的O2量(　√　) (3)該植株在進(jìn)行光合作用且吸收CO2的量為0時(shí)，在兩圖中的描述點(diǎn)共有4個(gè)(　　) (4)依據(jù)圖1可推知若溫度保持在35 ℃的條件下，長時(shí)間每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，該植物能正常生長(　　) (5)圖2中經(jīng)過連續(xù)24 h的培養(yǎng)，與0 h時(shí)相比，24 h時(shí)該植物的有機(jī)物量增多了(　　) (6)圖2中一晝夜溫室中氧氣濃度最高時(shí)在18時(shí)，而最低是6時(shí)(　√　) (7)圖1中實(shí)線在40 ℃時(shí)的代謝特點(diǎn)是什么？在原題坐標(biāo)圖1中繪出40 ℃之前和40 ℃之后的真正的光合作用的相對強(qiáng)度。 答案　40 ℃時(shí)光合速率與細(xì)胞呼吸速率相等。40 ℃之前某溫度條件下真正的光合作用的相對強(qiáng)度等于該溫度條件下兩曲線縱坐標(biāo)值之和，40 ℃之后某溫度條件下真正的光合作用的相對強(qiáng)度等于虛線縱坐標(biāo)值減掉實(shí)線所對應(yīng)的縱坐標(biāo)值，如圖所示。 (8)圖1中，40 ℃與60 ℃時(shí)，CO2的吸收量均為0，二者的機(jī)理有區(qū)別嗎？ 答案　有區(qū)別，前者光合速率等于呼吸速率，后者光合速率和呼吸速率均為0(植物死亡)。 一、光反應(yīng)、碳反應(yīng)的過程和物質(zhì)變化 1．光合作用的原理 (1)光合作用基本過程圖解 (2)光反應(yīng)與碳反應(yīng)的關(guān)系 ①光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供NADPH、ATP，碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi。 ②沒有光反應(yīng)，碳反應(yīng)無法進(jìn)行；沒有碳反應(yīng)，有機(jī)物無法合成，光反應(yīng)也會(huì)受到抑制。 2．外界條件變化對光合作用產(chǎn)物的影響 變化條件 三碳酸 RuBP NADPH和ATP 三碳糖 CO2供 應(yīng)不變 光照強(qiáng)→弱 ↑ ↓ ↓ ↓ 光照弱→強(qiáng) ↓ ↑ ↑ ↑ 光照不變 CO2充足→不足　　　 ↓ ↑ ↑ ↓ CO2不足→充足　　　 ↑ ↓ ↓ ↑ 注：此表只是對變化后短時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的相對量的變化作討論，而不是長時(shí)間。用“↑”代表上升，“↓”代表下降。 二、葉綠體色素的種類及提取與分離 1．填寫濾紙條上色素的種類 2．填寫圖中3條曲線代表的3種色素的吸收光譜 3．光合色素的提取與分離的原理、試劑 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①提?。壕G葉中的色素能夠溶于有機(jī)溶劑而不溶于水，可用95%的乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。 ②分離：各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 (2)“光合色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)中的試劑、材料的作用 95%的乙醇：溶解葉綠體色素；層析液：分離色素；SiO2：增加杵棒與研缽間的摩擦力，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使研磨更充分；CaCO3 ：防止研磨過程中色素被破壞。 4．光合色素提取與分離實(shí)驗(yàn)的異常現(xiàn)象分析 (1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的葉片，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量95%的乙醇(正確做法：分次加入少量95%的乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊：濾紙條上的濾液細(xì)線畫的不整齊或較粗。 (3)濾紙條看不見色素帶 ①忘記畫濾液細(xì)線或沒有提取出色素。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長，色素全部溶解到層析液中。 三、環(huán)境因素對光合速率的影響(加試) 1．光強(qiáng)度對光合速率的影響 (1)圖像分析：A點(diǎn)時(shí)，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；AB段隨著光強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合速率也增強(qiáng)，但仍小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；B點(diǎn)時(shí)，光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，即光補(bǔ)償點(diǎn)；BC段隨著光強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合速率增強(qiáng)；C點(diǎn)對應(yīng)的光強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)，限制C點(diǎn)的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。 (2)下面的四幅圖表示A點(diǎn)、AB段、B點(diǎn)和B點(diǎn)之后的O2和CO2轉(zhuǎn)移方向，但順序已打亂，請具體填出對應(yīng)區(qū)段。 (3)應(yīng)用分析：欲使植物正常生長，則必須使光強(qiáng)度大于光補(bǔ)償點(diǎn)；適當(dāng)提高光強(qiáng)度可增加大棚作物產(chǎn)量。 2．CO2濃度 (1)圖像分析：圖1中縱坐標(biāo)表示凈光合速率，A點(diǎn)時(shí)光合速率等于細(xì)胞呼吸速率，即CO2補(bǔ)償點(diǎn)，而圖2中縱坐標(biāo)表示總光合速率，A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。兩圖中的B和B′點(diǎn)都表示CO2飽和點(diǎn)；兩圖都表示在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增加而增大。 (2)應(yīng)用分析：大氣中的CO2濃度處于OA′段時(shí)，植物無法進(jìn)行光合作用；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行，通其風(fēng)”和增施農(nóng)家肥等措施增加CO2濃度，提高光合速率。 3．溫度 (1)原理分析：通過影響酶活性進(jìn)而影響光合作用。 (2)圖像分析：低溫導(dǎo)致酶的活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范圍內(nèi)隨著溫度的升高酶活性升高，進(jìn)而引起光合速率也增強(qiáng)；溫度過高會(huì)引起酶活性降低，植物光合速率降低。 (3)應(yīng)用分析：溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低溫室的溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證植物的有機(jī)物積累。 四、關(guān)于光合作用的易錯(cuò)點(diǎn)分析 1．涉及光合作用的過程與條件雖然基礎(chǔ)，但易錯(cuò)，主要有以下幾個(gè)方面： (l)葉綠體中ATP與ADP的轉(zhuǎn)移場所：在光反應(yīng)中，合成ATP，所以ADP由葉綠體基質(zhì)中轉(zhuǎn)移到類囊體膜上；在碳反應(yīng)中，ATP被水解利用，所以ATP由類囊體膜上轉(zhuǎn)移到葉綠體基質(zhì)中。 (2)光反應(yīng)與碳反應(yīng)的關(guān)系：這是兩個(gè)既相對獨(dú)立又相互聯(lián)系的生理過程。光反應(yīng)必須在有光的條件下進(jìn)行，碳反應(yīng)在有光無光條件下都可以進(jìn)行。光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供ATP和NADPH，還原三碳酸，碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、磷酸、NADP＋等物質(zhì)。如果沒有光反應(yīng)產(chǎn)物的提供，盡管CO2充足也不能進(jìn)行光合作用。同樣如果缺乏CO2，即使有較強(qiáng)的光照也不能大量地產(chǎn)生O2。 (3)分析三碳酸、RuBP相對含量變化的技巧是當(dāng)光強(qiáng)度變化時(shí)，主要分析：2三碳酸→RuBP＋三碳糖；當(dāng)CO2含量變化時(shí)，主要分析RuBP＋CO2→三碳酸。 2．基本知識(shí)易錯(cuò)、易混點(diǎn)主要表現(xiàn)在： (1)對于植物來說，只有綠色部分可進(jìn)行光合作用，非綠色部分不能進(jìn)行光合作用，如根細(xì)胞、萌發(fā)的種子等，而任何器官均可進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 (2)只有在光照條件下才可進(jìn)行光合作用，但細(xì)胞呼吸一天24 h均可進(jìn)行。 (3)植物一般在白天進(jìn)行光合作用吸收二氧化碳，但是有的沙漠植物或有的植物在非常干旱的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)夜晚氣孔開放吸收二氧化碳，而白天會(huì)呈現(xiàn)二氧化碳吸收量出現(xiàn)負(fù)值的情況。這類植物白天氣孔關(guān)閉是為了減少水分散失，晚上吸收的二氧化碳暫時(shí)儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)，仍是在白天有光的時(shí)候才進(jìn)行光合作用。  題型一　光合作用的過程及其影響因素 1．將小麥植株置于密閉玻璃罩內(nèi)，下圖是在不同溫度條件下測定小麥對氧氣的吸收或釋放量隨光強(qiáng)度的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請回答下列問題： (1)b點(diǎn)的生物學(xué)含義是_________________________________________________________ ___________________________________________。 此時(shí)小麥根尖細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所為____________________________。適當(dāng)提高CO2濃度后再測定，圖中的b點(diǎn)將向________移動(dòng)。 (2)由圖可知，影響c點(diǎn)變動(dòng)的主要因素是__________________。 (3)若適當(dāng)提高CO2濃度，d點(diǎn)將向________移動(dòng)。此時(shí)葉綠體產(chǎn)生的O2的去向是______________(填“線粒體”“細(xì)胞外”或“兩者都有”)。 答案　(1)光合作用產(chǎn)生氧氣的速率等于需氧呼吸消耗氧氣的速率　細(xì)胞溶膠和線粒體　左　(2)光強(qiáng)度和溫度　(3)右下　兩者都有 解析　(1)分析題圖發(fā)現(xiàn)，縱坐標(biāo)表示氧氣吸收速率即凈光合速率，橫坐標(biāo)表示光強(qiáng)度；b點(diǎn)氧氣吸收速率為0，即凈光合速率為0，其含義為：光合作用產(chǎn)生氧氣的速率等于需氧呼吸消耗氧氣的速率 ；此時(shí)小麥根尖(根尖中無葉綠體)只能進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生ATP，呼吸作用產(chǎn)生ATP的場所是細(xì)胞溶膠和線粒體。圖中適當(dāng)提高CO2濃度后，光合速率增加，光補(bǔ)償點(diǎn)減小，b點(diǎn)將向左移動(dòng)。 (2)由題圖可知，變量只有兩個(gè)：光強(qiáng)度、溫度。分析25 ℃曲線可知，隨著光強(qiáng)度增強(qiáng)，氧氣釋放速率增強(qiáng)，光強(qiáng)度是限制因素影響c點(diǎn)變動(dòng)；分析15 ℃曲線可知，c點(diǎn)時(shí)雖然二者溫度不同，但凈光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，說明二者總光合速率不同，進(jìn)而說明溫度也影響光合速率，進(jìn)而影響c點(diǎn)的變動(dòng)。 (3)提高二氧化碳濃度后，植物的最大光合速率增加，d點(diǎn)會(huì)向下移，最大光合速率增加，需要的光強(qiáng)度會(huì)增加，所以d點(diǎn)會(huì)向右移；因此d點(diǎn)向右下移。 思維延伸　(1)原題中若b點(diǎn)時(shí)玻璃罩內(nèi)該氣體量保持不變的情況下，其葉肉細(xì)胞中該氣體的產(chǎn)生量________(填“大于”“等于”或“小于”)消耗量。已知該植物的光合作用和細(xì)胞呼吸最適溫度分別為25 ℃和30 ℃，若將溫度從25 ℃提高到30 ℃時(shí)，a點(diǎn)將________移。 答案　大于　上 (2)將生長發(fā)育狀況相同的某經(jīng)濟(jì)作物分為兩組，Ⅰ組用遮光網(wǎng)處理以降低光強(qiáng)度，Ⅱ組不做處理，分別測定凈光合速率的日變化情況，結(jié)果如圖，則________點(diǎn)時(shí)體內(nèi)有機(jī)物總量最少；若增加Ⅰ組的透光量(其他條件不變)，c點(diǎn)應(yīng)向________移。 答案　c　左 (3)如圖表示棉田內(nèi)，棉葉在一天內(nèi)吸收二氧化碳速率的情況，如果C、F時(shí)間所合成的葡萄糖速率相等，均為36 mgdm－2h－1，則A、C、F三點(diǎn)的呼吸強(qiáng)度的比較結(jié)果是___________，如果土壤中長期缺乏Mg2＋，則圖中G點(diǎn)向________移動(dòng)。 答案　F>C>A　左 (4)如圖1是在圖2的m點(diǎn)對應(yīng)的條件下測得的曲線，圖2是在圖1的c點(diǎn)對應(yīng)的條件下測得的陽生植物的光合作用曲線，若在圖2的n點(diǎn)條件下，測繪陽生植物光強(qiáng)度與光合CO2同化速率關(guān)系曲線，則該曲線與圖1的陽生植物曲線比較 b點(diǎn)向____(”左”或“右”)移，a點(diǎn)上下移動(dòng)的主要影響因素是________。 答案　左　溫度  面積法快速分析坐標(biāo)圖中光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)的移動(dòng) 據(jù)圖可知，OA表示細(xì)胞呼吸釋放的CO2量，由光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)到光(CO2)飽和點(diǎn)圍成△BCD面積代表凈光合作用有機(jī)物的積累量。改變影響光合作用某一因素，對補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)會(huì)有一定的影響，因此凈光合作用有機(jī)物的積累量也會(huì)隨之變化。具體分析如下表所示： 條件改變 △面積 光(CO2) 補(bǔ)償點(diǎn) 光(CO2) 飽和點(diǎn) 適當(dāng)提高溫度 減小 右移 左移 適當(dāng)增大光強(qiáng)度(CO2濃度) 增加 左移 右移 適當(dāng)減少光強(qiáng)度(CO2濃度) 減小 右移 左移 植物缺少M(fèi)g元素 減小 右移 左移 注：適當(dāng)提高溫度指在最適光合作用溫度的基礎(chǔ)上；光強(qiáng)度或CO2濃度的改變均是在飽和點(diǎn)之前。 題型二　總光合速率與凈光合速率的相關(guān)計(jì)算 2．(xx嘉興模擬)以CO2的吸收量與釋放量為指標(biāo)，研究溫度對某植物光合作用與呼吸作用的影響(其余實(shí)驗(yàn)條件均適宜)，結(jié)果如下表。下列對該表數(shù)據(jù)分析正確的是(　　) 溫度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 光照下吸收CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 3.00 黑暗下釋放CO2(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50 A.晝夜不停地光照，溫度在35 ℃時(shí)該植物不能生長 B．晝夜不停地光照，該植物生長的最適宜溫度是30 ℃ C．在恒溫條件下，每天光照、黑暗各12小時(shí)，20 ℃時(shí)該植物積累的有機(jī)物最多 D．每天光照、黑暗各12小時(shí)，在35 ℃、5 ℃的晝夜溫差下，該植物積累的有機(jī)物最多 答案　C 解析　題表中“光照下吸收CO2(mg/h)”代表的是凈光合速率，“黑暗中釋放CO2(mg/h)”代表的是呼吸速率。由題表可知，在晝夜不停地光照條件下，只要凈光合速率大于0，植物就可以正常生長，A錯(cuò)誤；晝夜不停地光照，該植物生長的最適溫度為凈光合速率最大點(diǎn)，故最適溫度為25 ℃，B錯(cuò)誤；有機(jī)物積累量＝光照下積累的有機(jī)物量－黑暗下消耗的有機(jī)物量，故每天光照12小時(shí)，黑暗12小時(shí)，在20 ℃時(shí)該植物的有機(jī)物積累量最大，C正確；植物積累的有機(jī)物最多，要求白天積累的有機(jī)物最多，夜間消耗的有機(jī)物最少。25 ℃時(shí)凈光合速率最大，說明積累的有機(jī)物最多，5 ℃呼吸速率最低，說明消耗的有機(jī)物最少。因此每天光照、黑暗各12小時(shí)，在25 ℃、5 ℃的晝夜溫差下，該植物積累的有機(jī)物最多，D錯(cuò)誤。 3．某科研小組為研究溫度變化對某栽培植物生長的影響，在光照、CO2濃度及其他外界條件適宜且恒定的條件下，測得植物葉肉細(xì)胞凈光合速率及在黑暗條件下呼吸速率的相對值如下表；在不同溫度下該植物葉肉細(xì)胞間的CO2濃度相對值如下圖。請分析回答： 溫度(℃) 20 25 30 35 40 45 50 55 凈光合速率相對值 2 4 5 3 0 －4 －3 －2 呼吸速率相對值 2 3 3.5 4.5 5 4.5 3 2 (1)表中數(shù)據(jù)表明：該植物在溫度為________℃時(shí)，光合產(chǎn)物的積累最快；溫度對葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的影響不完全相同，其原因是__________________________。 (2)在40 ℃條件下，該植物葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度應(yīng)處在圖中的________點(diǎn)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 圖中d點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞所處的溫度是________℃(填表中溫度)。 (3)每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，該植物能長期正常生長的溫度為________(填表中溫度)，理由是______________________________________。 答案　(1)30　光合酶和呼吸酶的最適溫度不同 (2)c　因40 ℃條件下光合速率等于呼吸速率，葉肉細(xì)胞無CO2的吸收和釋放　45 (3)25 ℃和30 ℃　24 h內(nèi)有機(jī)物的積累量大于零 解析　(1)凈光合速率最大時(shí)，光合產(chǎn)物的積累最快，此時(shí)對應(yīng)的溫度是表中的30 ℃。表中數(shù)據(jù)顯示：40 ℃時(shí)呼吸速率的相對值最大，說明呼吸酶的最適溫度是40 ℃左右；實(shí)際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，分析表中各溫度下的數(shù)據(jù)可知，30 ℃時(shí)，實(shí)際光合速率為5＋3.5＝8.5，高于其他溫度，說明光合酶的最適溫度是30 ℃左右。綜上所述，光合酶和呼吸酶的最適溫度不同，所以溫度對葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的影響不完全相同。(2)在40 ℃條件下，凈光合速率相對值為零，說明此時(shí)光合速率等于呼吸速率，葉肉細(xì)胞無CO2的吸收和釋放，所以該植物葉肉細(xì)胞的胞間CO2濃度應(yīng)處在圖中的c點(diǎn)。圖中d點(diǎn)時(shí)，胞間CO2的相對值最高，說明凈光合速率的相對值最小，所以葉肉細(xì)胞所處的溫度是45 ℃。(3)只有一晝夜有有機(jī)物積累，植物才能正常生長。若每天交替進(jìn)行12 h光照、12 h黑暗，則該植物有機(jī)物積累量＝凈光合速率12－呼吸速率12＝(凈光合速率－呼吸速率)12，據(jù)此分析表中數(shù)據(jù)可知：在25 ℃和30 ℃時(shí)，24 h內(nèi)有機(jī)物積累量均大于零，該植物能長期正常生長。 題型三　光合作用相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究與分析 4．(xx全國甲，31)BTB是一種酸堿指示劑，BTB的弱堿性溶液顏色可隨其中CO2濃度的增高而由藍(lán)變綠再變黃。某同學(xué)為研究某種水草的光合作用和呼吸作用，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍(lán)色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液變成淺綠色，之后將等量的淺綠色溶液分別加入到7支試管中，其中6支加入生長狀況一致的等量水草，另一支不加水草，密閉所有試管。各試管的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果見下表。 試管編號 1 2 3 4 5 6 7 水草 無 有 有 有 有 有 有 距日光燈的 距離(cm) 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min后試管中溶液的顏色 淺綠色 X 淺黃色 黃綠色 淺綠色 淺藍(lán)色 藍(lán)色 注：*遮光是指用黑紙將試管包裹起來，并放在距日光燈100 cm的地方。 若不考慮其他生物因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，回答下列問題： (1)本實(shí)驗(yàn)中，50 min后1號試管的溶液是淺綠色，則說明2至7號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由__________________引起的；若1號試管的溶液是藍(lán)色，則說明2至7號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是____________(填“可靠的”或“不可靠的”)。 (2)表中X代表的顏色應(yīng)為____________(填“淺綠色”“黃色”或“藍(lán)色”)，判斷依據(jù)是____________________________________________________________。 (3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化，說明在此條件下水草________________ ____________________________________________。 答案　(1)不同光強(qiáng)度下水草的光合作用與呼吸作用　不可靠的 (2)黃色　水草不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行呼吸作用，溶液中CO2濃度高于3號試管 (3)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度，吸收與釋放的CO2量相等 解析　(1)依題意并結(jié)合表中信息可知：距日光燈的距離表示光照的強(qiáng)弱。2號試管遮光，其內(nèi)的水草不能進(jìn)行光合作用，但能進(jìn)行呼吸作用；3～7號試管內(nèi)的水草在有光的條件下，溶液顏色的變化是光合作用吸收的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量的綜合作用的結(jié)果；1號試管為對照組，其中的NaHCO3可維持CO2濃度的相對穩(wěn)定，2～7號試管為實(shí)驗(yàn)組。綜上所述，若50 min后，1號試管的溶液是淺綠色，則說明2～7號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是由水草在不同光強(qiáng)度下光合作用與呼吸作用引起的；若1號試管的溶液是藍(lán)色，表明即使無水草，也會(huì)引起溶液顏色變化，因而2～7號試管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是不可靠的。(2)2號試管因遮光，其內(nèi)的水草不能進(jìn)行光合作用消耗CO2，但能通過呼吸作用釋放CO2，所以試管內(nèi)CO2濃度最高，X代表的顏色應(yīng)為黃色。(3)5號試管中的溶液顏色與對照組1號試管的相同，均為淺綠色，說明在此條件下水草并未引起溶液中CO2含量變化，這意味著其光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等。 專題強(qiáng)化練 一、選擇題 1．(加試)(xx“七彩陽光”聯(lián)盟)為了研究兩個(gè)小麥新品種P1、P2的光合作用特性，研究人員分別測定了新品種與原種(對照)葉片的凈光合速率，結(jié)果如圖所示。以下說法錯(cuò)誤的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)過程中光強(qiáng)度和CO2初始濃度必須一致 B．可用單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入葉綠體的CO2量表示凈光合速率 C．每組實(shí)驗(yàn)應(yīng)重復(fù)多次，并取平均值作為繪圖數(shù)據(jù) D．三個(gè)品種達(dá)到最大凈光合速率時(shí)的溫度沒有顯著差異 答案　B 2．植物葉肉細(xì)胞的部分代謝過程如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．圖中H＋通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)從類囊體膜內(nèi)運(yùn)到膜外 B．通常，在光強(qiáng)度達(dá)到全日照之前，物質(zhì)A的釋放速率已達(dá)到最大值 C．每個(gè)三碳酸分子接受來自物質(zhì)N的氫和來自ATP的磷酸基團(tuán) D．葉綠素呈綠色，是因?yàn)樗罅课站G光，而幾乎不吸收其他顏色的光 答案　B 解析　圖中H＋從類囊體膜內(nèi)運(yùn)到膜外為易化擴(kuò)散，A錯(cuò)誤；通常，在光強(qiáng)度達(dá)到全日照之前，物質(zhì)A(O2)的釋放速率已達(dá)到最大值，B正確；每個(gè)三碳酸分子接受來自物質(zhì)NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團(tuán)，C錯(cuò)誤；葉綠素呈綠色，是因?yàn)樗罅课占t光和藍(lán)紫光，幾乎不吸收綠光，D錯(cuò)誤。 3．(xx“吳越聯(lián)盟”)下列關(guān)于葉綠體內(nèi)光合色素的描述，正確的是(　　) A．植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變 B．葉綠素a吸收的光能可在類囊體膜上轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能 C．層析液中溶解度最大的光合色素是葉綠素a D．葉綠素呈綠色是因?yàn)樗罅课站G光，幾乎不吸收其他顏色的光 答案　B 解析　植物生長過程中，葉綠體內(nèi)各種色素的比例是會(huì)發(fā)生變化的，秋天葉子變黃，說明葉綠素分解了，葉黃素沒有分解，比例明顯發(fā)生了改變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素a等色素吸收的光能可在類囊體膜上轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能，B項(xiàng)正確；層析液中溶解度最大的光合色素是胡蘿卜素，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素呈綠色是因?yàn)樗鼛缀醪晃站G光，綠光被反射回來，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．(加試)(xx寧波模擬)為探究某植物生長的最佳光強(qiáng)度，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是(　　) A．光合作用產(chǎn)生 O2 的速率可以用單位時(shí)間內(nèi)裝置中液滴移動(dòng)距離來表示 B．給予黑暗條件，圖中液滴移動(dòng)距離即為細(xì)胞呼吸消耗的 O2 量 C．為使測得的 O2 變化量更精確，該裝置燒杯中應(yīng)盛放 CO2 緩沖液，還應(yīng)增加對照裝置，換死亡的同種植物幼苗替代裝置中的植物幼苗 D．為了探究光強(qiáng)度對光合作用的影響，調(diào)節(jié)白熾燈的光強(qiáng)度，只有在達(dá)到全日照光強(qiáng)時(shí)液滴向右移動(dòng)量才最大 答案　C 解析　實(shí)驗(yàn)過程中，單位時(shí)間內(nèi)裝置中液滴移動(dòng)距離來表示凈光合作用速率，A錯(cuò)誤；如果用裝置測細(xì)胞呼吸消耗的O2量，燒杯中應(yīng)放入氫氧化鈉溶液，吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，并對植物進(jìn)行遮光處理，B錯(cuò)誤；若測量指標(biāo)為裝置中O2含量的變化，則氧氣為自變量，二氧化碳為無關(guān)變量，所以裝置中的小燒杯中的蒸餾水應(yīng)該換成二氧化碳緩沖液或碳酸氫鈉溶液，以保證單一變量是氧氣濃度。該實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，具體為該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和二氧化碳緩沖液，C正確；調(diào)節(jié)白熾燈的光強(qiáng)，可以探究光強(qiáng)度對光合作用的影響，當(dāng)一定光強(qiáng)度下，光合作用強(qiáng)度－呼吸作用強(qiáng)度最大時(shí)，液滴向右移動(dòng)量才最大，D錯(cuò)誤。 5．(xx浙江模擬)為研究高光強(qiáng)對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用乙醇提取葉綠體色素，用石油醚進(jìn)行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是(　　) A．強(qiáng)光下的幼苗相比正常光照下的綠色更深 B．強(qiáng)光照可能抑制葉綠素的合成，促進(jìn)類胡蘿卜素的合成 C．四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ D．色素分離過程中如果濾液線觸及石油醚，會(huì)縮短得到四條色素帶的時(shí)間 答案　B 解析　根據(jù)題圖來看：強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低，綠色變淺，A錯(cuò)誤；強(qiáng)光照和正常光照相比，明顯葉綠素含量降低，類胡蘿卜素含量增加，可見強(qiáng)光照可抑制葉綠素的合成，促進(jìn)類胡蘿卜素的合成，B正確；四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C錯(cuò)誤；色素分離過程中如果濾液線觸及石油醚，色素會(huì)溶解在層析液中，D錯(cuò)誤。 6．(xx嘉興模擬)下列對有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，將已解離、漂洗、染色的洋蔥根尖置于載玻片上，滴一滴清水后蓋上蓋玻片，即可鏡檢 B．觀察黑藻葉綠體實(shí)驗(yàn)中，宜選擇深綠色的成熟葉片，因?yàn)槿~綠體數(shù)量越多觀察越清晰 C．在提取菠菜葉綠體色素的實(shí)驗(yàn)中，取新鮮葉片的干粉，加少許SiO2和CaCO3再加適量95%乙醇后，迅速、充分研磨成勻漿，過濾后得到色素濾液 D．在檢測試管中的梨汁是否有還原糖的實(shí)驗(yàn)中，加入適量本尼迪特試劑，搖勻后即可觀察到出現(xiàn)紅黃色 答案　C 解析　觀察植物細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中，將已解離、漂洗、染色的洋蔥根尖壓片后，再用顯微鏡進(jìn)行觀察，A錯(cuò)誤；黑藻的葉較薄，葉綠體少而大，是觀察葉綠體的良好材料，B錯(cuò)誤；在提取菠菜葉綠體色素的實(shí)驗(yàn)中，取新鮮葉片的干粉，加少許SiO2和CaCO3再加適量95%的乙醇后，迅速、充分研磨成勻漿，過濾后得到色素濾液，C正確；試管中梨汁是否有還原糖，檢測時(shí)加入適量本尼迪特試劑搖勻后還需要水浴加熱才能觀察到顏色變化，D錯(cuò)誤。 7．(加試)(xx郴州二模)甲圖中，A、B分別為培植于無色透明氣球內(nèi)、質(zhì)量相等的某植物幼苗，氣球可膨脹、收縮；其中B已死亡。氣球內(nèi)的培養(yǎng)液中均含CO2緩沖液(維持氣球內(nèi)CO2濃度不變)，初始時(shí)指針指向正中零的位置。乙圖為相同時(shí)間內(nèi)測得的燈泡到水面的距離與指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的關(guān)系曲線，每次實(shí)驗(yàn)后指針復(fù)零。下列對于相關(guān)描述，不正確的是(　　) A．在適宜光照條件下，指針將向右偏轉(zhuǎn) B．該實(shí)驗(yàn)的自變量為光強(qiáng)度，c點(diǎn)的含義為單位時(shí)間內(nèi)O2釋放量最大 C．ce段說明隨燈光距離的增大，單位時(shí)間內(nèi)O2釋放量減少 D．f點(diǎn)與a、b、c、d點(diǎn)的指針的偏轉(zhuǎn)方向相同，但數(shù)值較小 答案　D 解析　在適宜光照條件下，光合作用大于呼吸作用，有氧氣的凈釋放，此時(shí)A側(cè)浮力增大，指針將向右偏轉(zhuǎn)，A正確；實(shí)驗(yàn)研究光強(qiáng)度對光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)的自變量為光強(qiáng)度，c點(diǎn)表示單位時(shí)間內(nèi)O2釋放量最大，凈光合速率最大，B正確；據(jù)曲線圖分析可知，ce段隨燈光距離的增大，O2釋放量減少，C正確；f點(diǎn)與a、b、c、d點(diǎn)相比，細(xì)胞呼吸速率大于光合速率，氣球內(nèi)氣體量減少，因此指針的偏轉(zhuǎn)方向相反，D錯(cuò)誤。 8．(加試)(xx南通模擬改編)某生物興趣小組為探究溫度對某綠色植物光合速率與呼吸速率的影響進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下面說法正確的是(　　) A．5 ℃時(shí)，光合速率約為呼吸速率的3倍 B．25 ℃時(shí)，光合速率最大 C．30 ℃時(shí)，增強(qiáng)光照，葉綠體內(nèi)三碳酸的量會(huì)增多 D．35 ℃時(shí)，光照一段時(shí)間，植物體中干物質(zhì)量將減少 答案　A 解析　5 ℃時(shí)，光合速率為1＋0.5＝1.5 mgh－1，呼吸速率為0.5 mgh－1，A正確；25 ℃時(shí)，光合速率為3.7(左右)＋2＝5.7 mgh－1左右，30 ℃時(shí)，光合速率為3.5＋3＝6.5 mgh－1左右，B錯(cuò)誤；30 ℃時(shí)，增強(qiáng)光照，光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和NADPH增多，促進(jìn)三碳酸的還原，但CO2的固定過程不變，故葉綠體內(nèi)三碳酸的量將減少，C錯(cuò)誤；35 ℃時(shí)，凈光合作用強(qiáng)度大于0，光照一段時(shí)間，植物體中干物質(zhì)量將增加，D錯(cuò)誤。 9．(xx天津，6)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著高于野生型。下圖顯示兩者在不同光強(qiáng)度下的CO2吸收速率。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．光強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型 B．光強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的碳反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型 C．光強(qiáng)度低于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)度 D．光強(qiáng)度高于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度 答案　D 解析　由于突變型水稻葉片的葉綠素較少，由圖可知，光強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光合作用光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型，A項(xiàng)正確；突變型水稻中固定CO2酶的活性顯著高于野生型，當(dāng)光強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的碳反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，B項(xiàng)正確；光強(qiáng)度低于P時(shí)，光強(qiáng)度沒有達(dá)到光飽和點(diǎn)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)度，C項(xiàng)正確；P點(diǎn)未達(dá)到突變型水稻光合作用的光飽和點(diǎn)，故光強(qiáng)度高于P小于光飽和點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是光強(qiáng)度，當(dāng)光強(qiáng)度大于光飽和點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10．(加試)(xx浙江11月選考，26)在黑暗條件下，將分離得到的類囊體放在pH 4的緩沖溶液中，使類囊體內(nèi)外的pH相等，然后迅速轉(zhuǎn)移到含有ADP和Pi的pH 8的緩沖溶液中，結(jié)果檢測到有ATP的生成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，下列敘述正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中溶液的H＋均來自于水的裂解 B．黑暗條件下植物葉肉細(xì)胞的葉綠體可產(chǎn)生ATP C．光照條件下植物細(xì)胞葉綠體中類囊體的腔內(nèi)H＋濃度較高 D．若使類囊體的脂雙層對H＋的通透性增大，ATP生成量不變 答案　C 解析　本實(shí)驗(yàn)是在黑暗條件下完成的，實(shí)驗(yàn)中溶液的H＋不僅僅來自于光下時(shí)水的裂解，也來自于緩沖液中，A錯(cuò)誤；黑暗條件下，植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體不能產(chǎn)生ATP，B錯(cuò)誤；光照條件下，植物細(xì)胞葉綠體中類囊體的腔內(nèi)發(fā)生水的光解產(chǎn)生H＋，使類囊體腔內(nèi)的H＋濃度較高，C正確；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在類囊體內(nèi)H＋濃度大于外面時(shí)會(huì)有ATP產(chǎn)生，H＋的濃度差和ATP的產(chǎn)生有關(guān)，若使類囊體的脂雙層對H＋的通透性增大，ATP生成量會(huì)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 11．(xx浙江4月選考，30)為探究不同環(huán)境因素對某植物葉片中葉綠素含量的影響，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖。 回答下列問題： (1)本實(shí)驗(yàn)的因變量是______________。由圖中曲線對比可知，經(jīng)________處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯，這將直接導(dǎo)致光反應(yīng)中葉綠素吸收的________光減少而降低了光合速率。由此推知，若遇到較低溫天氣，除升溫方法外，可對植物進(jìn)行________處理以減少葉綠素的損失。 (2)提取上述四組該植物葉片中的色素時(shí)，為防止色素被破壞，研磨時(shí)可加入適量的________。對上述四組色素提取液分別進(jìn)行紙層析分離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第4 組得到的色素帶中，從上到下的第________條色素帶均明顯變窄。 (3)若用不同波長的光照射葉綠素a 提取液并測定________，可得到葉綠素a 的吸收光譜。 答案　(1)葉綠素含量　光＋0 ℃　紅光和藍(lán)紫　遮光 (2)碳酸鈣　三、四　(3)吸光率 解析　(1)因變量是植物葉片中葉綠素的含量。由圖可知，在光＋0 ℃處理時(shí)該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯，而葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，因此光合速率降低。若遇較低溫天氣，還可對該植物進(jìn)行遮光處理以減少葉綠素的損失。 (2)光合色素的提取過程，需加碳酸鈣防止色素被破壞，分離結(jié)果從上到下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b，葉綠素含量降低直接導(dǎo)致相應(yīng)色素帶明顯變窄。 (3)可通過測定吸光率得到葉綠素a的吸收光譜。 12．(xx“七彩陽光”聯(lián)盟)圖甲表示高等植物光合作用過程的示意圖，圖中數(shù)字表示反應(yīng)過程，字母表示有關(guān)物質(zhì)。圖乙表示研究環(huán)境因素對光合速率影響的實(shí)驗(yàn)處理。據(jù)圖回答下列問題： (1)從能量變化看，F(xiàn)到E的反應(yīng)稱為________反應(yīng)。在光反應(yīng)時(shí)，圖甲中物質(zhì)C的作用是____________。 (2)提取綠葉中光合色素時(shí)，除綠葉等，還需向研缽中加入____________，作為溶解光合色素的溶劑。光合色素吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在____________(填圖甲中字母)中，這些物質(zhì)在④過程中起的作用是________________________。 (3)利用圖乙的實(shí)驗(yàn)處理可用于研究________________________等環(huán)境隨對光合速率的影響。該實(shí)驗(yàn)可通過觀察__________________________________________，即可比較各組實(shí)驗(yàn)光合速率的大小。 答案　(1)放能　作為氫(或H＋、e－)的受體 (2)95%的乙醇　D、F　提供磷酸基團(tuán)、氫和能量 (3)光強(qiáng)度、光波長、CO2濃度　試管中單位時(shí)間產(chǎn)生氣泡的數(shù)量