2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量代謝 第9講 光與光合作用講義（含解析）北師大版.docx

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第9講　光與光合作用 [考綱要求]　1.光合作用的基本過程(Ⅱ)。2.影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。3.實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離。 考點(diǎn)一　葉綠體中的色素與光合作用的過程 1．葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 (1)結(jié)構(gòu)模式圖 (2)結(jié)構(gòu) ↓決定 (3)功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。 2．葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 由圖可以看出： (1)葉綠體中的葉綠素主要吸收太陽(yáng)光中的藍(lán)紫光和紅橙光，對(duì)綠光的吸收量很少。 (2)類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，對(duì)橙黃光吸收量很少。 3．光合作用的過程 (1)反應(yīng)式 ①產(chǎn)物為(CH2O)：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 ②產(chǎn)物為C6H12O6：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。 (2)過程 (3)光反應(yīng)和碳反應(yīng)的比較 項(xiàng)目 光反應(yīng) 碳反應(yīng) 條件 光、色素、酶 ATP、NADPH、CO2、多種酶 場(chǎng)所 類囊體膜 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì)變化 水的光解、ATP的合成 CO2的固定、C3的還原 能量變化 光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能 活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系 光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供NADPH和ATP；碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供NADP＋、ADP和Pi；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 1．判斷關(guān)于色素和葉綠體的敘述 (1)植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光(　　) (2)葉綠素a和葉綠素b都含有鎂元素(　√　) (3)葉綠素a和葉綠素b在紅光區(qū)的吸收峰值不同(　√　) (4)葉片黃化，葉綠體對(duì)紅光的吸收增多(　　) (5)光合作用需要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質(zhì)中(　　) (6)葉綠體內(nèi)膜的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外膜的面積(　　) 2．判斷關(guān)于光合作用過程的敘述 (1)H2O在光下分解為NADPH和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中(　　) (2)葉肉細(xì)胞在葉綠體外膜上合成淀粉(　　) (3)離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳反應(yīng)過程(　√　) (4)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對(duì)照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降的原因是光反應(yīng)強(qiáng)度和碳反應(yīng)強(qiáng)度都降低(　√　) (5)正常生長(zhǎng)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，其葉綠體內(nèi)CO2的固定立即停止(　　) (6)光合作用和細(xì)胞呼吸均能產(chǎn)生[H]，二者還原的物質(zhì)不同(　√　) (7)土壤中的硝化細(xì)菌可利用CO2和H2O合成糖(　√　) 1．下面是光合作用探索歷程中恩吉爾曼和薩克斯的實(shí)驗(yàn)示意圖，請(qǐng)分析： (1)恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料的選取上有什么巧妙之處？ 提示　選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可以確定釋放氧氣多的部位。 (2)恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)要在沒有空氣的黑暗環(huán)境中進(jìn)行的原因是什么？ 提示　排除氧氣和除極細(xì)光束外的其他光的干擾。 (3)薩克斯實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行“黑暗”處理的目的是什么？ 提示　消耗掉細(xì)胞中原有的淀粉，防止對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。 (4)薩克斯實(shí)驗(yàn)中在染色前通常用酒精對(duì)葉片進(jìn)行脫色處理，目的是什么？ 提示　防止葉片中色素顏色對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。 (5)兩實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中是如何形成對(duì)照的？ 提示　恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)中，照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成對(duì)照；薩克斯的實(shí)驗(yàn)中，暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成對(duì)照。 2．分析光合作用的過程圖解 (1)圖中甲表示光反應(yīng)階段，發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上。 (2)乙表示碳反應(yīng)階段。 (3)圖中的物質(zhì)a是NADPH，物質(zhì)c是CO2。 (4)圖中的ATP不能(填“能”或“不能”)運(yùn)出所在的細(xì)胞器，用于其他生命活動(dòng)。 1．光合作用C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑 (1)H：3H2O[3H](C3H2O)。 (2)C：14CO214C3(14CH2O)。 (3)O：HO18O2; C18O2C3(CHO)。 2．環(huán)境改變時(shí)光合作用各物質(zhì)含量的變化分析 (1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個(gè)方向綜合分析。 示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時(shí)C3的含量變化 (2)物質(zhì)含量變化的比較 條件 光照由強(qiáng)到弱，CO2供應(yīng)不變 光照由弱到強(qiáng)，CO2供應(yīng)不變 CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變 CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變 C3含量 增加 減少 減少 增加 C5含量 減少 增加 增加 減少 NADPH和ATP的含量 減少 增加 增加 減少 (CH2O)的合成量 減少 增加 減少 增加 3.連續(xù)光照和間隔光照下的有機(jī)物合成量分析 (1)光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供的NADPH和ATP在葉綠體中有少量的積累，在光反應(yīng)停止時(shí)，碳反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，有機(jī)物還能繼續(xù)合成。 (2)一直光照條件下，會(huì)造成NADPH、ATP的過度積累，利用不充分；光照和黑暗間隔條件下，NADPH、ATP基本不積累，能夠被充分利用；因此在光照時(shí)間相同的條件下，光照和黑暗間隔處理比一直連續(xù)光照處理有機(jī)物積累量要多。 例如：若同一植物處于兩種不同情況下進(jìn)行光合作用，甲一直光照10分鐘，黑暗處理10分鐘；乙光照5秒，黑暗處理5秒，持續(xù)20分鐘，則光合作用制造的有機(jī)物：甲＜乙。 命題點(diǎn)一　捕獲光能的色素分析 1．(2017海南，10)將葉綠體懸浮液置于陽(yáng)光下，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有氧氣放出。下列相關(guān)說法正確的是(　　) A．離體葉綠體在自然光下能將水分解產(chǎn)生氧氣 B．若將葉綠體置于紅光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生 C．若將葉綠體置于藍(lán)紫光下，則不會(huì)有氧氣產(chǎn)生 D．水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣需要ATP提供能量 答案　A 解析　光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，離體的葉綠體在自然光下通過光反應(yīng)能將水分解產(chǎn)生氧氣，A項(xiàng)正確；葉綠體中的色素既能吸收紅光，也能吸收藍(lán)紫光，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；水在葉綠體中分解產(chǎn)生氧氣不需要ATP提供能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2019衡水模擬)如圖是在電子顯微鏡下觀察到的高等植物葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．①和②均為選擇透過性膜 B．③上分布有與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶，這些色素對(duì)綠光吸收最少 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋時(shí)這些色素都無法合成 D．在③上形成的產(chǎn)物NADPH和ATP進(jìn)入④中為碳反應(yīng)提供物質(zhì)和能量 答案　C 解析?、俸廷诜謩e為葉綠體的外膜和內(nèi)膜，膜結(jié)構(gòu)均具有選擇透過性，A項(xiàng)正確；③為類囊體，其上分布有與光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶，這些色素對(duì)綠光吸收最少，所以葉片一般為綠色，B項(xiàng)正確；葉綠素分子中含Mg2＋，胡蘿卜素、葉黃素中不含Mg2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在類囊體上形成的產(chǎn)物NADPH和ATP進(jìn)入④中為碳反應(yīng)提供物質(zhì)和能量，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)二　光合作用的過程分析 3．(2015福建，3)在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5(即RuBP)→2C3。為測(cè)定RuBP羧化酶的活性，某學(xué)習(xí)小組從菠菜葉中提取該酶，用其催化C5與14CO2的反應(yīng)，并檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì) B．RuBP羧化酶催化的上述反應(yīng)需要在無光條件下進(jìn)行 C．測(cè)定RuBP羧化酶活性的過程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法 D．單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高 答案　B 解析　RuBP羧化酶催化上述反應(yīng)即為二氧化碳的固定，屬于碳反應(yīng)，其場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，A項(xiàng)正確；碳反應(yīng)不需要光，有光和無光條件下都可進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中利用14C標(biāo)記CO2并檢測(cè)產(chǎn)物放射性強(qiáng)度，采用同位素標(biāo)記法，C項(xiàng)正確；單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物生成量可代表化學(xué)反應(yīng)的催化效率，酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率即可反映酶活性，D項(xiàng)正確。 4．下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實(shí)線表示，能量傳遞用虛線表示)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解 B．c為ATP，f為NADPH C．將b物質(zhì)用18O標(biāo)記，最終在(CH2O)中能檢測(cè)到放射性 D．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍(lán)紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能 答案　B 解析　圖中a～g分別代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH、NADP＋、CO2，①～⑥分別代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的還原、有機(jī)物的合成，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；18O2HOC18O2(CHO)，C項(xiàng)正確；光合色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)三　分析條件驟變對(duì)葉綠體中物質(zhì)含量的影響 5．在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是(　　) A．C3和C5都迅速減少 B．C3和C5都迅速增加 C．C3迅速增加，C5迅速減少 D．C3迅速減少，C5迅速增加 答案　C 解析　由題意知，在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照后，光反應(yīng)停止，NADPH和ATP下降，C3的還原減弱直至停止，而CO2的固定則繼續(xù)進(jìn)行，但由于缺少NADPH和ATP，C3不能被還原而積累，使C3迅速增加；C5是植物體細(xì)胞內(nèi)具有一定數(shù)量且能循環(huán)利用的物質(zhì)，當(dāng)CO2＋C5→C3后，C3又不能被還原再形成C5時(shí)，C5將迅速減少。所以，在供試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，此時(shí)葉綠體中C3迅速增加，C5迅速減少。 6．下圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．t1→t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多 B．t2→t3，碳反應(yīng)限制光合作用；若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高 C．t3→t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、碳反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果 D．t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3化合物還原后的直接產(chǎn)物含量降低 答案　D 解析　水的光解、O2的釋放發(fā)生在葉綠體類囊體膜上，而不是葉綠體基質(zhì)中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2→t3，限制光合速率的因素為CO2濃度，此時(shí)光照充足且恒定，若增加光照，光合速率不會(huì)提高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t3→t4，碳反應(yīng)增強(qiáng)，一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，同時(shí)促進(jìn)了光反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3化合物減少，直接產(chǎn)物含量降低，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)四　連續(xù)光照和間隔光照條件下的有機(jī)物的合成量分析 7．(2015全國(guó)Ⅰ，29)為了探究不同光照處理對(duì)植物光合作用的影響，科學(xué)家以生長(zhǎng)狀態(tài)相同的某種植物為材料設(shè)計(jì)了A、B、C、D四組實(shí)驗(yàn)。各組實(shí)驗(yàn)的溫度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等條件相同、適宜且穩(wěn)定，每組處理的總時(shí)間均為135s，處理結(jié)束時(shí)測(cè)定各組材料中光合作用產(chǎn)物的含量。處理方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： A組：先光照后黑暗，時(shí)間各為67.5s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為50%。 B組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為7.5s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為70%。 C組：先光照后黑暗，光照和黑暗交替處理，每次光照和黑暗時(shí)間各為3.75ms(毫秒)；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為94%。 D組(對(duì)照組)：光照時(shí)間為135s；光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量為100%。 回答下列問題： (1)單位光照時(shí)間內(nèi)，C組植物合成有機(jī)物的量________(填“高于”“等于”或“低于”)D組植物合成有機(jī)物的量，依據(jù)是_________________________________；C組和D組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可表明光合作用中有些反應(yīng)不需要________，這些反應(yīng)發(fā)生的部位是葉綠體的________。 (2)A、B、C三組處理相比，隨著________________________________________的增加，使光下產(chǎn)生的________________能夠及時(shí)利用與及時(shí)再生，從而提高了光合作用中CO2的同化量。 答案　(1)高于　C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%　光照　基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率　ATP和NADPH 解析　(1)C組只用了D組一半的光照時(shí)間，其光合作用產(chǎn)物的相對(duì)含量卻是D組的94%，說明C組黑暗條件下進(jìn)行了部分光合作用，碳反應(yīng)消耗了ATP和NADPH，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以單位光照時(shí)間內(nèi)，C組合成有機(jī)物的量高于D組。光合產(chǎn)物的生成場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)。 (2)A、B、C三組實(shí)驗(yàn)中光照時(shí)間之和均為67.5s，但是處理方法不同，結(jié)果也不一樣，并且是單位時(shí)間內(nèi)光照和黑暗交替頻率越高，光合作用產(chǎn)物相對(duì)量越高，可知光照時(shí)產(chǎn)生的ATP和NADPH在光照時(shí)沒有用完，可以在黑暗中繼續(xù)利用，還原C3化合物生成糖類等有機(jī)物及C5化合物，C5化合物繼續(xù)與CO2結(jié)合，因此提高了光合作用中CO2的同化量。 考點(diǎn)二　影響光合作用的因素及應(yīng)用 1．光照強(qiáng)度 (1)原理：光照強(qiáng)度通過影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強(qiáng)度增加，光反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生的NADPH和ATP增多，使碳反應(yīng)中還原過程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。 (2)曲線分析 ①A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。 ②AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少。 ③B點(diǎn)：為光補(bǔ)償點(diǎn)，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。 ④BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，到C點(diǎn)后不再增強(qiáng)了。 ⑤D點(diǎn)：為光飽和點(diǎn)，限制D點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。 (3)應(yīng)用：①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強(qiáng)光照強(qiáng)度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)；②陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都較陽(yáng)生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。 2．CO2濃度 (1)原理：CO2影響碳反應(yīng)階段，制約C3的形成。 (2)曲線分析 圖1中A點(diǎn)表示CO2補(bǔ)償點(diǎn)，即光合速率等于呼吸速率時(shí)的CO2濃度，圖2中A′點(diǎn)表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度。B點(diǎn)和B′點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的CO2濃度都表示CO2飽和點(diǎn)。 (3)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2濃度，提高光合速率。 3．溫度 (1)原理：溫度通過影響酶的活性影響光合作用。 (2)曲線分析 ①AB段：在B點(diǎn)之前，隨著溫度升高，光合速率增大。 ②B點(diǎn)：酶的最適溫度，光合速率最大。 ③BC段：隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為零。 (3)應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，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)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機(jī)物的積累。 4．水分和礦質(zhì)元素 (1)原理 ①水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體內(nèi)。 ②礦質(zhì)元素通過影響與光合作用有關(guān)的化合物的合成，對(duì)光合作用產(chǎn)生直接或間接的影響。如鎂可以影響葉綠素的合成從而影響光反應(yīng)。 (2)曲線 (3)應(yīng)用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)作物的生長(zhǎng)規(guī)律，合理灌溉和施肥。 據(jù)圖分析多因素對(duì)光合作用的影響 (1)三條曲線在P點(diǎn)之前限制光合速率的因素分別是什么？ 提示　P點(diǎn)之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，依次為光照強(qiáng)度、光照強(qiáng)度和溫度。 (2)三條曲線在Q點(diǎn)之后橫坐標(biāo)所表示的因子還是影響光合速率的主要因素嗎？此時(shí)的限制因素分別是什么？ 提示　Q點(diǎn)之后橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素，此時(shí)的主要影響因素依次為溫度、CO2濃度和光照強(qiáng)度。 (3)在北方的冬暖大棚中施用有機(jī)肥有哪些益處？ 提示　有機(jī)肥中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解成各種礦質(zhì)元素，增加了土壤的肥力，另外還釋放出熱量和CO2，增加了大棚內(nèi)的溫度和CO2濃度，有利于光合作用的進(jìn)行。 命題點(diǎn)一　單因素對(duì)光合作用的影響分析 1．陽(yáng)光穿過森林中的空隙形成“光斑”，下圖表示一株生長(zhǎng)旺盛的植物在“光斑”照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化，據(jù)此下列分析正確的是(　　) A．光斑照射前，光合作用無法進(jìn)行 B．光斑照射后，光反應(yīng)和碳反應(yīng)迅速同步增加 C．光斑照射后，碳反應(yīng)對(duì)光反應(yīng)有限制作用 D．光斑移開后，光反應(yīng)和碳反應(yīng)迅速同步減弱 答案　C 解析　光斑照射前，有氧氣釋放，說明植物細(xì)胞在進(jìn)行光合作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；光斑照射后，光反應(yīng)迅速增加，而碳反應(yīng)沒有立即增加，二者不同步，B項(xiàng)錯(cuò)誤；光斑照射后，O2釋放曲線變化趨勢(shì)是光反應(yīng)先增加然后降低，說明碳反應(yīng)對(duì)光反應(yīng)有限制作用，原因是碳反應(yīng)不能及時(shí)消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH，C項(xiàng)正確；移開光斑后，光反應(yīng)迅速減弱，而碳反應(yīng)過一段時(shí)間后才減弱，二者不同步，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．(2014四川，6)將桑樹和大豆分別單獨(dú)種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測(cè)得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點(diǎn)是光合速率達(dá)到最大值時(shí)所需的最低光照強(qiáng)度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．與單作相比，間作時(shí)兩種植物的呼吸強(qiáng)度均沒有受到影響 B．與單作相比，間作時(shí)兩種植物光合作用的光飽和點(diǎn)均增大 C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大豆植株開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度單作大于間作 答案　D 解析　當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時(shí)的呼吸強(qiáng)度比單作時(shí)的大，大豆間作時(shí)的呼吸強(qiáng)度比單作時(shí)的??；A項(xiàng)錯(cuò)誤；由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時(shí)桑樹光合作用的光飽和點(diǎn)增大，大豆光合作用的光飽和點(diǎn)減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時(shí)的光合速率比單作時(shí)增強(qiáng)，在較高光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，大豆間作時(shí)的光合速率比單作時(shí)減弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)可知，單作時(shí)大豆開始積累有機(jī)物時(shí)的最低光照強(qiáng)度大于間作時(shí)的，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)二　多因素對(duì)光合作用的影響分析 3．科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是(　　) A．光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同 B．光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同 C．光照強(qiáng)度為a～b，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高 D．光照強(qiáng)度為b～c，曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高 答案　D 解析　曲線Ⅱ和Ⅲ的CO2濃度不同，因此光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同，A項(xiàng)正確；曲線Ⅰ和Ⅱ的溫度不同，因此光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同，B項(xiàng)正確；由曲線圖可知，光照強(qiáng)度為a～b，曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高，C項(xiàng)正確；光照強(qiáng)度為b～c，曲線Ⅰ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高，但曲線Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨著光照強(qiáng)度的升高不再變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．電場(chǎng)會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生一種“無形”的影響。在溫室中同時(shí)增補(bǔ)電場(chǎng)和增施CO2，蔬菜產(chǎn)量可提高70%左右，這就是著名的“電場(chǎng)產(chǎn)量倍增效應(yīng)”?？茖W(xué)家根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與CO2濃度對(duì)黃瓜幼苗光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)，繪制如下曲線。據(jù)圖回答下列問題： (1)第1組實(shí)驗(yàn)的作用是__________。在飽和光照強(qiáng)度下，該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________。 (2)第1組實(shí)驗(yàn)和第2組實(shí)驗(yàn)的曲線比較，說明________________________________________。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線可知，在相同光照強(qiáng)度下，為了最大限度地增加作物產(chǎn)量，可以采取的措施是_____________________________________________________________________________。 答案　(1)對(duì)照　電場(chǎng)強(qiáng)度和CO2濃度　(2)強(qiáng)電場(chǎng)可以提高植物的光合作用強(qiáng)度　(3)增補(bǔ)電場(chǎng)和增施CO2 解析　(1)第1組實(shí)驗(yàn)的條件為大氣電場(chǎng)和大氣CO2濃度，屬于對(duì)照組，起對(duì)照作用。飽和光照強(qiáng)度下，實(shí)驗(yàn)的自變量是電場(chǎng)強(qiáng)度和CO2濃度。(2)第1組和第2組對(duì)比，二者的自變量為電場(chǎng)強(qiáng)度，第2組的凈光合作用強(qiáng)度大于第1組，而二者的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，因此說明強(qiáng)電場(chǎng)可以提高植物的光合作用強(qiáng)度。(3)分析曲線可知，同一光照強(qiáng)度下凈光合作用強(qiáng)度最大的是第4組，因此為了最大限度地增加作物產(chǎn)量，可增加電場(chǎng)強(qiáng)度和提高CO2濃度。 解答受多因素影響的光合作用曲線題時(shí)，找出曲線的限制因素是關(guān)鍵。具體方法是對(duì)縱坐標(biāo)或橫坐標(biāo)畫垂線或者只看某一條曲線的變化，將多因素轉(zhuǎn)變?yōu)閱我灰蛩兀瑥亩_定限制因素。當(dāng)曲線上標(biāo)有條件時(shí)，說明因變量受橫坐標(biāo)和曲線上條件的共同影響。若題干中描述了曲線的獲得前提，如最適溫度下測(cè)得，則應(yīng)該考慮溫度以外的影響因素。 考點(diǎn)三　綠葉中色素的提取和分離 1．實(shí)驗(yàn)原理 2．實(shí)驗(yàn)步驟 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 色素種類 色素顏色 色素含量 溶解度 擴(kuò)散速度 胡蘿卜素 橙黃色 最少 最高 最快 葉黃素 黃色 較少 較高 較快 葉綠素a 藍(lán)綠色 最多 較低 較慢 葉綠素b 黃綠色 較多 最低 最慢 1．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 注意事項(xiàng) 操作目的 提取色素 選新鮮綠色的葉片 使濾液中色素含量高 研磨時(shí)加無水乙醇 溶解色素 加少量SiO2和CaCO3 研磨充分和保護(hù)色素 迅速、充分研磨 防止乙醇過度揮發(fā)，充分溶解色素 盛放濾液的試管管口加膠塞 防止乙醇揮發(fā)和色素氧化 分離色素 濾紙預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙上快速擴(kuò)散 濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直 使分離出的色素帶平整不重疊 濾液細(xì)線干燥后再畫一兩次 使分離出的色素帶清晰分明 濾液細(xì)線不觸及層析液 防止色素直接溶解到層析液中 2.綠葉中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)異?，F(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)天的綠葉，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。 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：沒經(jīng)干燥處理，濾液線不能達(dá)到細(xì)、齊、直的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。 (3)濾紙條看不到色素帶 ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液，且時(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。 (4)濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素色素帶：忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。 命題點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 1．某同學(xué)在進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了以下操作： ①將5g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無水乙醇后直接進(jìn)行研磨；②將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鋼筆畫一條橫線；③為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，將濾液細(xì)線畫粗些；④將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細(xì)線浸入層析液中。該同學(xué)的操作有誤的是(　　) A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 答案　D 解析?、偬崛【G色葉片中的色素時(shí)，在將5 g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中后，應(yīng)加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10 mL無水乙醇，進(jìn)行迅速、充分地研磨；②制備濾紙條時(shí)，應(yīng)將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1 cm處用鉛筆畫一條橫線，而不是用鋼筆；③畫濾液細(xì)線時(shí)，為確保色素帶分離整齊、不重疊，應(yīng)保證濾液細(xì)線細(xì)、直、齊，為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)重復(fù)畫線使濾液細(xì)線處積累較多色素；④分離色素時(shí)，應(yīng)將濾紙條畫有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，注意不能讓濾液細(xì)線觸及層析液。 2．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于操作不同，得到了四種不同的層析結(jié)果(如圖所示)。下列分析錯(cuò)誤的是(　　) A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B．乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無水乙醇過多 C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D．丁可能是研磨時(shí)未加入CaCO3 答案　C 解析　甲圖中看不到色素帶，葉綠體中的色素屬于有機(jī)物，易溶于酒精等有機(jī)溶劑，難溶于水，所以出現(xiàn)甲圖結(jié)果可能是誤用蒸餾水作提取液和層析液導(dǎo)致的，A項(xiàng)正確；乙結(jié)果中每種色素都有，但含量很少，可能是無水乙醇過多，色素濃度太低導(dǎo)致的，B項(xiàng)正確；丙結(jié)果中每種色素都有，但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多，葉綠素a和葉綠素b含量較少，這不是正確操作得到的理想結(jié)果，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丁結(jié)果中葉綠素a和葉綠素b含量很少，可能是研磨時(shí)未加入CaCO3，破壞了葉綠素類物質(zhì)造成的，因?yàn)榕c類胡蘿卜素相比，葉綠素更易受到破壞，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)拓展 3．以圓形濾紙的中心為圓心，畫葉綠體色素濾液的小圓進(jìn)行色素分離，看到近似同心環(huán)狀的四個(gè)色素圈，排列在最外圈的一個(gè)呈(　　) A．藍(lán)綠色B．黃綠色C．黃色D．橙黃色 答案　D 解析　綠葉中的色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度不同。其中胡蘿卜素(橙黃色)的溶解度最大，故其擴(kuò)散速度最快，排列在最外圈。 4．利用無水乙醇提取出葉綠體中的色素，設(shè)法分離得到各種色素，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點(diǎn)樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如下圖所示)。當(dāng)濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素正確的位置應(yīng)為(　　) 答案　B 解析　在層析液中四種色素的溶解度從大到小的順序依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，色素溶解度越大，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度越快，混合液中含4種色素，擴(kuò)散后在濾紙條上形成4條色素帶。 矯正易錯(cuò)　強(qiáng)記長(zhǎng)句 1．葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光的吸收量大，對(duì)其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。 2．植物葉片呈現(xiàn)綠色的原因是葉片中的色素對(duì)綠光的吸收少，綠光被反射出來。 3．不同顏色溫室大棚的光合效率比較：無色透明大棚能透過日光中各種色光，有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收，所以無色透明的大棚中植物的光合效率最高；葉綠素對(duì)綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚中植物的光合效率最低；不同顏色的溫室大棚光合效率不同，單色光中，藍(lán)紫光下光合速率最快，紅光次之，綠光最差。 4．進(jìn)行光合作用的細(xì)胞不一定都含有葉綠體，如藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌等。 5．植物的液泡中含有的色素不參與光合作用。 6．光合作用的產(chǎn)物主要是糖類，還有一些類脂、有機(jī)酸、氨基酸和蛋白質(zhì)等。 7．C3和C5并不是只含有3個(gè)或5個(gè)碳原子，還有H、O等原子，如丙酮酸(C3H4O3)就是一種三碳化合物。 8．碳反應(yīng)不直接需要光，但是如果沒有光照，光反應(yīng)停止后，碳反應(yīng)很快也會(huì)停止。 9．葉綠體產(chǎn)生的ATP只能用于自身的物質(zhì)合成，不能用于細(xì)胞中其他部位的生命活動(dòng)。 某植物在停止供水和恢復(fù)供水條件下，氣孔開度(即氣孔開放程度)與光合速率的變化如圖所示。請(qǐng)回答下列問題： 1．停止供水后，光合速率下降，原因是一方面水是光合作用的原料；另一方面缺水會(huì)導(dǎo)致氣孔開度降低，CO2供應(yīng)不足，影響了光合作用的碳反應(yīng)，導(dǎo)致光合作用速率下降。 2．在溫度、光照相同的條件下，圖中A點(diǎn)與B點(diǎn)相比，B點(diǎn)光飽和點(diǎn)低，其主要原因是B點(diǎn)氣孔開度低，CO2吸收減少，碳反應(yīng)速率低，需要光反應(yīng)提供的ATP和NADPH少，所以光飽和點(diǎn)低。 3．停止供水一段時(shí)間后，葉片發(fā)黃，原因是葉綠素合成速度變慢或停止(或葉綠素分解)，類胡蘿卜素的顏色顯露出來。 重溫高考　演練模擬 1．(2017全國(guó)Ⅲ，3)植物光合作用的作用光譜是通過測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成 B．葉綠素的吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制 C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長(zhǎng)的變化來表示 D．葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的 答案　A 解析　類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來繪制，B項(xiàng)正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項(xiàng)正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640～660nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項(xiàng)正確。 2.(2017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。右圖顯示兩者在不同光照強(qiáng)度下的CO2吸收速率。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型 B．光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的碳反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型 C．光照強(qiáng)度低于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度 D．光照強(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含量較少，由圖可知，光照強(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；由于突變型水稻中固定CO2酶的活性顯著高于野生型，由圖可知，光照強(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；光照強(qiáng)度低于P時(shí)，光照強(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)境因素是光照強(qiáng)度，C項(xiàng)正確；P點(diǎn)并未達(dá)到突變型水稻光合作用的光飽和點(diǎn)，故光照強(qiáng)度高于P點(diǎn)小于光飽和點(diǎn)時(shí)限制光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，當(dāng)光照強(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。 3．(2016全國(guó)Ⅱ，4)關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑乙醇中 B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 答案　C 解析　葉綠體中的色素能夠溶解在包括乙醇在內(nèi)的有機(jī)溶劑中，A項(xiàng)正確；葉綠素分子中含有鎂元素，鎂元素可以由植物的根細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸方式從土壤中吸收，B項(xiàng)正確；一般情況下，光合作用所利用的光都是可見光，可見光不包括紅外光和紫外光，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素的合成需要光，黑暗中生長(zhǎng)的植物幼苗，因沒有光照而導(dǎo)致葉綠素合成受阻，使類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)出來，因而葉片呈黃色，D項(xiàng)正確。 4．(2015安徽，2)下圖為大豆葉片光合作用碳反應(yīng)階段的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．CO2的固定實(shí)質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)镃3中的化學(xué)能 B．CO2可直接被NADPH還原，再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C．被還原的C3在有關(guān)酶的催化作用下，可再形成C5 D．光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，短時(shí)間內(nèi)C5含量會(huì)升高 答案　C 解析　CO2的固定是CO2與C5在酶的催化下合成C3的過程，沒有ATP的消耗，A項(xiàng)錯(cuò)誤；碳反應(yīng)中，CO2不能直接被NADPH還原，必須經(jīng)過CO2的固定形成C3，再在有關(guān)酶的催化作用下，一部分C3被NADPH還原，經(jīng)一系列變化形成糖類，另一部分C3經(jīng)一系列變化形成C5，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；在CO2供應(yīng)不變的情況下，光照強(qiáng)度由強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，光反應(yīng)提供的NADPH、ATP減少，導(dǎo)致C3還原過程減弱，但此時(shí)CO2的固定仍在進(jìn)行，故短時(shí)間內(nèi)C3含量上升，C5含量下降，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.(2018全國(guó)Ⅰ，30)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是________。 (2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是________，判斷的依據(jù)是_____________________________________________________。 (3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是________。 (4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。 答案　(1)甲　(2)甲　光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大 (3)乙　(4)CO2 解析　(1)由曲線圖可知，光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲植物的凈光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而增加的幅度更大，說明甲植物對(duì)光能的利用率較高。(2)當(dāng)種植密度過大時(shí)，植株的葉片會(huì)相互遮擋，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致植物凈光合速率下降。由曲線圖可知，光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲線圖可知，在低光照強(qiáng)度下，乙植物的凈光合速率較高，在高光照強(qiáng)度下，乙植物的凈光合速率明顯低于甲植物，所以乙植物更適合在林下低光照強(qiáng)度的環(huán)境下種植。(4)夏日晴天中午12點(diǎn)，溫度較高，部分氣孔關(guān)閉，進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2明顯減少，抑制了碳反應(yīng)，導(dǎo)致葉片的光合速率明顯降低。 1．(2018永川調(diào)研)下列有關(guān)葉綠體的描述，正確的是(　　) A．葉肉細(xì)胞中的葉綠體在光下和黑暗中均可生成ATP B．經(jīng)黑暗處理后葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉等被輸出消耗，此時(shí)葉綠體內(nèi)不含糖類 C．葉綠體中含有RNA聚合酶，體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá) D．葉綠體產(chǎn)生O2和線粒體產(chǎn)生H2O均在生物膜上進(jìn)行 答案　D 解析　葉綠體只有在光下才能發(fā)生光反應(yīng)生成ATP，黑暗中葉綠體內(nèi)不具有產(chǎn)生ATP的條件，A項(xiàng)錯(cuò)誤；經(jīng)黑暗處理過的葉肉細(xì)胞會(huì)向其他部位輸出淀粉和消耗糖類等有機(jī)物，但葉綠體中的DNA、RNA中含有脫氧核糖或者核糖，B項(xiàng)錯(cuò)誤；RNA聚合酶在細(xì)胞中普遍存在，不是基因選擇性表達(dá)的產(chǎn)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠體產(chǎn)生O2在類囊體膜上進(jìn)行，線粒體產(chǎn)生H2O在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，D項(xiàng)正確。 2．(2018湖北高三五月沖刺)研究者使用同位素18O標(biāo)記水和碳酸氫鈉中的部分氧原子，加入三組小球藻培養(yǎng)液中，記錄反應(yīng)起始時(shí)水和碳酸氫鈉中18O的比例，光照一段時(shí)間后，分別檢測(cè)小球藻釋放的氧氣中18O的比例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) 組別 起始時(shí)水中18O的比例(%) 起始時(shí)HCO中18O的比例(%) 釋放的O2中18O的比例(%) 1 0.85 0.41 0.84 2 0.85 0.55 0.85 3 0.85 0.61 0.85 A.18O2是在小球藻葉綠體的類囊體膜上生成的 B．HCO可為小球藻的光合作用提供碳元素 C．HCO中18O的比例不同導(dǎo)致放氧速率不同 D．釋放的O2中18O比例與水相近，推測(cè)O2來自于水 答案　C 解析　光合作用光反應(yīng)階段，水在光下分解釋放氧氣，該過程在葉綠體的類囊體膜上進(jìn)行，A正確；碳酸氫鈉釋放二氧化碳，為光合作用提供碳元素，B正確；據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，放氧速率與水中18O起始比例一致，與HCO中18O的比例不同，C錯(cuò)誤；釋放的O2中18O比例與水中18O起始比例一致，與HCO中18O的比例不同，推知O2的氧原子來自于水，D正確。 3．現(xiàn)有四個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，若要驗(yàn)證綠色開花植物產(chǎn)生O2需要光和驗(yàn)證O2是由綠色植物釋放的，則應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)組合分別是(　　) A．①②和①③ B．②③和①② C．②④和①③ D．②③和③④ 答案　B 解析　要驗(yàn)證綠色開花植物產(chǎn)生O2需要光照，實(shí)驗(yàn)的自變量應(yīng)該是有光或無光，因此需要選擇裝置②③；驗(yàn)證O2是由綠色開花植物釋放的，自變量為是否具有綠色植物，光照是無關(guān)變量，因此需要選擇裝置①②。 4．綠色植物是主要的能量轉(zhuǎn)換者，因?yàn)樗鼈兙腥~綠體(圖甲)這一完成能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器，圖乙是圖甲中的色素分離結(jié)果，圖丙是在圖甲④結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的生化反應(yīng)，①～④分別代表圖甲中葉綠體的結(jié)構(gòu)。 下列相關(guān)敘述中，不正確的是(　　) A．圖乙中的色素帶由1到4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素 B．圖甲中①和③的成分和結(jié)構(gòu)相似 C．環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，圖甲④中的C3含量多于C5 D．如果突然降低CO2的濃度，圖丙中的C3含量會(huì)一直下降 答案　D 解析　圖乙中下方有濾液細(xì)線，色素的擴(kuò)散方向是從下向上的，所以1～4分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素，A項(xiàng)正確；圖甲中的①和③分別是葉綠體的內(nèi)膜和外膜，它們的成分和結(jié)構(gòu)相似，B項(xiàng)正確；分析圖丙中的過程要從兩個(gè)方面進(jìn)行：一是環(huán)境條件相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，碳反應(yīng)中的兩個(gè)過程、光反應(yīng)與碳反應(yīng)之間均處于一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，由于一個(gè)C5對(duì)應(yīng)著兩個(gè)C3，所以C3含量要比C5高；二是當(dāng)環(huán)境條件突然改變時(shí)，如CO2濃度突然降低時(shí)，短時(shí)間內(nèi)由于CO2固定過程減弱而C3的還原過程仍在進(jìn)行，故C3含量降低而C5含量升高，但一段時(shí)間后，反應(yīng)過程又達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，所以C3含量不會(huì)一直下降，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．為研究光反應(yīng)中ATP產(chǎn)生的原理，有科學(xué)家進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：將葉綠體類囊體置于pH為4的琥珀酸溶液后，琥珀酸進(jìn)入類囊體腔，腔內(nèi)的pH下降為4；然后把懸浮液的pH迅速上升為8，此時(shí)類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，在有ADP和Pi存在時(shí)類囊體生成ATP，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)論分析正確的是(　　) A．黑暗中進(jìn)行，結(jié)果表明：H＋能通過自由擴(kuò)散進(jìn)入類囊體 B．光照下進(jìn)行，結(jié)果支持：合成ATP的能量直接來自色素吸收的光能 C．黑暗中進(jìn)行，結(jié)果支持：光反應(yīng)使類囊體內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差，推動(dòng)ATP合成 D．光照下進(jìn)行，結(jié)果表明：光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]參與暗反應(yīng)中C3的還原 答案　C 解析　在光照條件下，類囊體膜上的色素吸收光能，能將光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能，干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故應(yīng)在黑暗中進(jìn)行；題干中類囊體內(nèi)pH為4，類囊體外pH為8，在有ADP和Pi存在時(shí)類囊體生成ATP，說明ATP的合成與H＋濃度差有關(guān)，類囊體內(nèi)外產(chǎn)生H＋濃度差，從而推動(dòng)ATP合成。 6．(2019重慶模擬)某研究小組在水肥充足條件下，觀測(cè)了玉米光合速率等生理指標(biāo)日變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．光合作用消耗ATP最快的時(shí)刻是15：00 B．根吸水能力最強(qiáng)的時(shí)刻是12：00 C．直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是氣孔阻抗 D．影響光合速率的環(huán)境因素主要是CO2濃度 答案　C 解析　光合速率越大，光合作用消耗ATP也就越快，由甲圖可知，光合作用消耗ATP最快的時(shí)刻是12：00，A項(xiàng)錯(cuò)誤；蒸騰作用越強(qiáng)，根吸水能力越強(qiáng)，由乙圖可知，根吸水能力最強(qiáng)的時(shí)刻是15：00，B項(xiàng)錯(cuò)誤；蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是氣孔阻抗，C項(xiàng)正確；據(jù)圖可知，本題中影響光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．對(duì)某植物作如下處理：甲持續(xù)光照20min，黑暗處理20min，乙先光照5s后再黑暗處理5s，連續(xù)交替40min。若其他條件不變，則在甲、乙兩種情況下植物光合作用所制造的O2和合成的有機(jī)物總量符合下列哪項(xiàng)(　　) A．O2：甲<乙，有機(jī)物：甲＝乙 B．O2：甲＝乙，有機(jī)物：甲＝乙 C．O2：甲<乙，有機(jī)物：甲<乙 D．O2：甲＝乙，有機(jī)物：甲<乙 答案　D 解析　甲、乙光反應(yīng)時(shí)間相同，產(chǎn)生的O2相等，但交替光照下，乙條件下碳反應(yīng)及時(shí)消耗了ATP和NADPH，為下一次的光照時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)提供了充足的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以相同時(shí)間內(nèi)乙合成有機(jī)物的總量大于甲。 8．下圖表示用韭菜宿根進(jìn)行的相關(guān)對(duì)照實(shí)驗(yàn)流程。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．提取色素時(shí)，要加入SiO2和CaCO3進(jìn)行充分研磨 B．色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在無水乙醇中的溶解度不同 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果①可說明葉綠素的合成需要光照 D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果②表明韭菜中提取的色素吸收光的種類更多 答案　B 解析　提取色素時(shí)加入SiO2是為了研磨充分，加入CaCO3是為了防止色素被破壞，A項(xiàng)正確；色素在濾紙條上分離的原因是不同色素在層析液中的溶解度不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；“結(jié)果①”中在光下的色素帶有4條，而在暗處的色素帶為2條，且顏色為黃色和橙黃色，分別是葉黃素和胡蘿卜素，說明葉綠素的合成需要光照，C項(xiàng)正確；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，所以將等量韭菜和韭黃色素濾液放置在陽(yáng)光和三棱鏡之間時(shí)，韭菜中提取的色素吸收光的種類更多，D項(xiàng)正確。 9．下圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)光合作用中光反應(yīng)產(chǎn)生的____________可以被碳反應(yīng)所利用；在光照條件下，ATP的移動(dòng)方向是________(用圖中字母和箭頭表示)。 (2)若碳反應(yīng)被抑制，可能的外部影響因素是____________________、____________________。 (3)在電子顯微鏡下觀察，可見到葉綠體基質(zhì)中含量最多的物質(zhì)是________顆粒(光合產(chǎn)物)。 (4)碳反應(yīng)通過____________________來影響光反應(yīng)，從而影響光合作用速率。 答案　(1)NADPH和ATP　A→B　(2)二氧化碳供應(yīng)不足　溫度過高或過低　(3)淀粉　(4)提供ADP、Pi以及NADP＋ 解析　(1)光合作用光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供NADPH和ATP，用于三碳化合物的還原。光反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜(A)，碳反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)(B)，所以光照下ATP從A移向B。(2)碳反應(yīng)主要受外界環(huán)境中二氧化碳濃度和溫度的影響。(3)光合作用的產(chǎn)物葡萄糖最終以淀粉的形式儲(chǔ)存起來，且淀粉顆粒在電子顯微鏡下是可以觀察到的，所以電子顯微鏡下葉綠體基質(zhì)中含量最多的物質(zhì)是淀粉。(4)碳反應(yīng)消耗ATP和NADPH產(chǎn)生ADP、Pi以及NADP＋，而ADP、Pi以及NADP＋為光反應(yīng)過程中ATP、NADPH合成的原料。 10．(2018彭水質(zhì)檢)下圖所示為葉綠體中色素蛋白等成分在膜上的分布。下列關(guān)于相關(guān)過程以及發(fā)生場(chǎng)所的說法，不正確的是(　　) A．H2O→H＋＋O2發(fā)生在光反應(yīng)階段，場(chǎng)所是葉綠體類囊體膜 B．膜上的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光用于光合作用 C．發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換是光能→化學(xué)能 D．產(chǎn)生的ATP可用于植物體的各項(xiàng)生理活動(dòng) 答案　D 解析　水的光解發(fā)生在光反應(yīng)階段，場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜，A項(xiàng)正確；葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，B項(xiàng)正確；光能在類囊體膜上轉(zhuǎn)換為ATP中的化學(xué)能，C項(xiàng)正確；葉綠體類囊體膜上經(jīng)光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只能用于碳反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11．圖甲中試管A與試管B敞口培養(yǎng)相同數(shù)量的小球藻，研究光照強(qiáng)度對(duì)小球藻氧氣產(chǎn)生量的影響，試管A的結(jié)果如圖乙所示。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) 　 A．Q點(diǎn)的O2凈釋放量為零，是因?yàn)榇它c(diǎn)光合作用強(qiáng)度為零 B．P點(diǎn)為負(fù)值的原因是細(xì)胞呼吸消耗氧氣；適當(dāng)降低溫度，P點(diǎn)將下降 C．在圖乙上繪制裝置B的曲線，Q點(diǎn)應(yīng)右移 D．降低CO2濃度時(shí)，在圖乙上繪制裝置A的曲線，R點(diǎn)應(yīng)右移 答案　C 解析　Q點(diǎn)時(shí)凈光合速率為0，光合作用強(qiáng)度不為0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值的絕對(duì)值代表呼吸速率，若適當(dāng)降低溫度，呼吸速率會(huì)下降，則P點(diǎn)會(huì)上移，B項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置B中缺鎂影響葉綠素的合成，小球藻光合速率低，Q點(diǎn)應(yīng)右移，C項(xiàng)正確；CO2濃度降低，光合速率下降，R點(diǎn)應(yīng)向左下方移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 12．下圖為在水分充足的白天，測(cè)得的某植物幼苗的光合速率、蒸騰速率(水分以氣體形式通過氣孔散失)和氣孔導(dǎo)度(氣孔導(dǎo)度越大，氣孔開啟程度越大)日變化趨勢(shì)圖。請(qǐng)分析回答下列問題： (1)據(jù)圖分析，直接導(dǎo)致蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是________；已知某藥物可以明顯減小氣孔導(dǎo)度，有利于植物度過干旱環(huán)境。但使用該藥物時(shí)會(huì)影響光合作用的________階段，原因是________。據(jù)圖推測(cè)導(dǎo)致12：00時(shí)光合速率降低的環(huán)境因素不是CO2，理由是__________。 (2)從綠葉中提取葉綠體色素常用的試劑是__________________________________________。 答案　(1)氣孔導(dǎo)度　碳反應(yīng)　氣孔部分關(guān)閉，導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)不足　12：00時(shí)氣孔導(dǎo)度最大，CO2供應(yīng)充足　(2)無水乙醇 解析　(1)蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，氣孔導(dǎo)度的大小直接引起蒸騰速率的變化。某藥物可以明顯減小氣孔導(dǎo)度，影響CO2通過氣孔進(jìn)入植物體內(nèi)，導(dǎo)致CO2供應(yīng)不足，影響碳反應(yīng)。通過題圖可知，在12：00時(shí)氣孔導(dǎo)度最大，而CO2是通過氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞的，說明CO2供應(yīng)充足，推測(cè)導(dǎo)致光合速率降低的環(huán)境因素不是CO2。(2)實(shí)驗(yàn)室中常用無水乙醇提取葉綠體中的色素。 13.為了探究生長(zhǎng)條件對(duì)植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長(zhǎng)一段時(shí)間(T)后，測(cè)定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度(即單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)據(jù)圖判斷，光照強(qiáng)度低于a時(shí)，影響甲組植物光合作用的限制因子是______________。 (2)b光照強(qiáng)度下，要使甲組的光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高_(dá)____________(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。 (3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時(shí)間后，再測(cè)定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是____________________________________________________________________。 答案　(1)光照強(qiáng)度　(2)CO2濃度　(3)乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變?cè)斐傻? 解析　(1)據(jù)圖判斷，光照強(qiáng)度低于a時(shí)，甲組光合作用強(qiáng)度隨光照的增強(qiáng)而增強(qiáng)，說明光照強(qiáng)度低于a點(diǎn)時(shí)，影響植物光合作用的限制因子是光照強(qiáng)度。(2)甲組在b點(diǎn)條件下，光照強(qiáng)度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用強(qiáng)度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用產(chǎn)物，CO2才是光合作用的原料，故應(yīng)該增加CO2濃度。(3)個(gè)體的表現(xiàn)型受遺傳因素與環(huán)境因素共同影響。若乙組的光合作用強(qiáng)度變化受遺傳因素影響，則在甲組的光照條件下，乙組的子代光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度變化情況應(yīng)與甲組不同，此與題干矛盾，故可排除遺傳因素影響，因此乙組光合作用強(qiáng)度的變化應(yīng)由環(huán)境因素(即低光照)引起，并非遺傳物質(zhì)改變所致。