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1、 專題4　光合作用 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 光合作用的場所和過程 命題剖析 考向 掃描 1 以選擇題形式考查葉綠體的結(jié)構(gòu)、功能、光反應(yīng)、暗反應(yīng)、反應(yīng)場所及物質(zhì)、能量變化,考查學(xué)生的理解能力和分析問題能力 2 利用圖表以非選擇題的形式考查色素對不同光質(zhì)的吸收及不同光質(zhì)對光合作用的影響,考查學(xué)生綜合運用知識解決問題和推理的能力 3 常以非選擇題的形式考查光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程,反應(yīng)條件的改變對反應(yīng)物、產(chǎn)物的影響;考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力 命題 動向 可能會結(jié)合葉綠體中色素的提取和分離考查色素的種類、吸收光譜,光合作用的過程中能量變化、物質(zhì)變

2、化,可能會以圖表、曲線等形式進行考查。題型多以非選擇題的形式出現(xiàn) 1.(2011年江蘇卷)某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進行了紅光照射光吸收測定和色素層析條帶分析(從上至下),與正常葉片相比,實驗結(jié)果是(　　) A.光吸收差異顯著,色素帶缺第2條 B.光吸收差異不顯著,色素帶缺第2條 C.光吸收差異顯著,色素帶缺第3條 D.光吸收差異不顯著,色素帶缺第3條 解析:在色素提取和分離實驗中,色素帶在濾紙條上的分布從上至下依次為:胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,而葉黃素缺失突變體中葉黃素缺失,色素帶缺第2條,葉黃素主要吸收藍紫色,紅光的吸收不受影響,故選B。

3、答案:B。 2.(2011年浙江理綜卷)下列有關(guān)葉綠體及光合作用的敘述,正確的是(　　) A.破壞葉綠體外膜后,O2不能產(chǎn)生 B.植物生長過程中,葉綠體內(nèi)各種色素的比例保持不變 C.與夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短 D.離體的葉綠體基質(zhì)中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成暗反應(yīng) 解析:本題考查光合作用的過程及影響因素。O2是光反應(yīng)的產(chǎn)物,光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊體膜上,故破壞葉綠體外膜后不影響O2產(chǎn)生,A項錯誤。植物生長過程中,葉片顏色經(jīng)歷一系列變化,表明該過程中各種色素的含量和比例不斷變化,B項錯誤。光照時間不影響光合速率,與夏季相比,冬季溫度低、光照

4、弱,因而光合速率低,C項錯誤。葉綠體基質(zhì)是暗反應(yīng)的場所,其中含有相關(guān)的酶系與五碳糖等,因此在補充CO2和光反應(yīng)產(chǎn)物ATP、NADPH后可完成暗反應(yīng),D項正確。 答案:D。 3.(2010年海南卷)下列關(guān)于葉綠體的描述,錯誤的是(　　) A.基粒由類囊體堆疊而成 B.葉綠體被膜由雙層膜組成 C.暗反應(yīng)發(fā)生在類囊體膜上 D.類囊體膜上具有葉綠素和酶 解析:許多類囊體像圓盤一樣疊在一起構(gòu)成葉綠體的基粒,A對;葉綠體為雙層膜結(jié)構(gòu),B對;光合作用的光反應(yīng)在葉綠體的類囊體膜上進行,其上具有與光合作用相關(guān)的色素和酶,而光合作用的暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中進行,C錯D對。 答案:C。 4.(20

5、10年海南卷)某同學(xué)從楊樹葉片中提取并分離得到4種色素樣品,經(jīng)測定得到下列吸收光譜圖,其中屬于葉綠素b的是(　　) - 1 - / 20 解析:葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光;胡蘿卜素和葉黃素主要吸收的是藍紫光。紅光的波長范圍是605~700 nm,藍光的波長范圍是450~480 nm,紫光的波長范圍是400~435 nm。A項中,吸收高峰450 nm和650 nm。450 nm介于450~480 nm范圍內(nèi),屬藍光;650 nm介于605~700 nm范圍內(nèi),屬紅光,A對。B項中,吸收高峰450 nm和480 nm。450 nm和480 nm介于450~480 nm內(nèi)

6、,所以B中的吸收高峰只涉及藍光,故B錯。同理可推斷C、D也不對。 答案:A。 5.(2010年天津理綜卷)在葉肉細胞中,CO2的固定和產(chǎn)生場所分別是(　　) ①葉綠體基質(zhì)?、陬惸殷w薄膜　③線粒體基質(zhì)?、芫€粒體內(nèi)膜 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 解析:CO2的固定是指C5和CO2反應(yīng)形成C3的過程,它發(fā)生在光合作用的暗反應(yīng)階段,是在葉綠體基質(zhì)中進行的,①對;CO2生成發(fā)生在有氧呼吸的第二階段,即丙酮酸在水的參與下分解成CO2和[H]并生成少量ATP的過程,此過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,③對。 答案:A。 6.(2010年海南卷)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是(　　) A.[H]

7、和H2O B.[H]和ATP C.ATP和CO2 D.H2O和CO2 解析:光合作用的光反應(yīng)包括水的光解和ATP的合成,光反應(yīng)階段所產(chǎn)生的[H]和ATP用于暗反應(yīng)中C3的還原,B對。H2O、CO2不是光反應(yīng)的產(chǎn)物,故A、C、D三項錯誤。 答案:B。 7.(2012年四川理綜卷,30(Ⅰ),7分)科研人員獲得一種葉綠素b完全缺失的水稻突變體,該突變體對強光照環(huán)境的適應(yīng)能力更強。請回答: (1)提取水稻突變體的光合色素,應(yīng)在研磨葉片時加入　　　　,以防止色素被破壞。用紙層析法分離該突變體葉片的光合色素,缺失的色素帶應(yīng)位于濾紙條的　　　　。 (2)該突變體和野生型水稻的O2釋放速率與光照

8、強度的關(guān)系如圖所示。當(dāng)光照強度為n時,與野生型相比,突變體單位面積葉片中葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率　　　　。當(dāng)光照強度為m時,測得突變體葉片氣孔開放程度比野生型更大,據(jù)此推測,突變體固定CO2形成　　　　　　　　的速率更快,對光反應(yīng)產(chǎn)生的　　　　　　　　消耗也更快,進而提高了光合放氧速率。 (3)如果水稻出現(xiàn)葉綠素a完全缺失的突變,將無法進行光合作用,其原因是 　。 解析:(1)在提取植物色素的實驗中,研磨時加入CaCO3,能夠起到保護色素免受破壞的作用。色素分離后,濾紙條上的色素帶從上到下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。 (2)當(dāng)光照強度為0時,水稻突變體呼吸作用比

9、野生型強,消耗的O2多,當(dāng)光照強度為n時,二者O2的釋放速率相等,考慮呼吸作用消耗,此時水稻突變體單位面積葉片光合作用產(chǎn)生氧氣的速率較大;氣孔開放程度大,進入葉肉細胞的CO2多,形成的C3化合物多,就會消耗更多的光反應(yīng)產(chǎn)物(ATP和NADPH),提高了光合放氧速率。 (3)葉綠素a的作用是吸收和轉(zhuǎn)化光能(將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能),葉綠素a完全缺失,無法產(chǎn)生ATP和NADPH,光合作用無法進行。 答案:(1)CaCO3　最下端 (2)較大　C3　NADPH、ATP (3)缺失葉綠素a不能完成光能轉(zhuǎn)換 8.(2011年廣東理綜卷)中國的飲食講究“色香味”,顏色會影響消費,小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色

10、”食用色素,他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。 Ⅰ.提取葉綠素 綠色葉片提取液過濾液濃縮液葉綠素粗產(chǎn)品 Ⅱ.探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響 取一些葉綠素粗產(chǎn)品,配成一定濃度的溶液,于室溫(約25 ℃)下進行實驗,方法和結(jié)果如下表。 實驗組號 葉綠素溶 液(mL) 調(diào)pH至 處理時間 (min) 溶液顏色 ① 3.0 Y 10 綠色 ② 3.0 7.0 10 綠色 ③ 3.0 6.0 10 黃綠色 ④ 3.0 5.0 10 黃褐色 注:葉綠素被破壞后變成黃褐色。 根據(jù)所學(xué)知識和實驗結(jié)果,請回答: (1)提取食用葉

11、綠素的X應(yīng)該為　　　　　　　　　　　,原因是　 　。 (2)表中Y應(yīng)該為　　　　,原因是　。 (3)若用作食品色素,天然葉綠素色素不適用于　　　　　　　　　的食品,否則　。 (4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素,請你提供檢測方法并寫出主要步驟。 解析:本題考查綠葉中色素的提取與分離實驗及其應(yīng)用。(1)綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中,所以要用對人無害的有機溶劑。碳酸鈣的作用是保護葉綠素免受破壞。(2)由②③④組可知pH的梯度為1.0,因此①組的pH應(yīng)為8.0。(3)由實驗結(jié)果可知,pH小于6.0時,葉綠素明顯被破壞,因此天然葉綠素色素不適用于酸性食品。(4)利用紙層析法,根

12、據(jù)濾紙條上除葉綠素條帶外是否還有其他條帶可判斷葉綠素粗產(chǎn)品中是否含其他色素。 答案:(1)對人無害的有機溶劑(食用酒精)　葉綠素溶于有機溶劑和應(yīng)考慮溶劑對人體的影響 (2)8.0　以1.0為pH梯度進行實驗,①②③④組間形成梯度 (3)pH小于6.0　葉綠素會被破壞 (4)紙層析法;步驟:①制備濾紙條并將其一端剪去兩角,在距該端1 cm處用鉛筆畫一條細的橫線。②用毛細吸管吸取少量葉綠素粗產(chǎn)品,沿鉛筆線均勻畫一條細線。待干后,再畫一兩次。③將濾紙條放置到加有層析液的培養(yǎng)皿中進行層析。④觀察色素帶的條數(shù)。 9.(2010年大綱全國理綜卷Ⅱ節(jié)選)請回答下列問題: (1)氮、磷、鎂3種元素

13、中,構(gòu)成生命活動所需直接能源物質(zhì)的元素是　　　　,構(gòu)成細胞膜的元素是　　　　。 (2)缺鎂時植物葉片發(fā)黃,其原因是 　。 (3)在提取葉綠體色素的過程中,研磨葉片時通常需加少量二氧化硅、碳酸鈣及適量丙酮。二氧化硅的作用是 　; 碳酸鈣的作用是　; 丙酮的作用是　。 解析:本題主要考查組成細胞的元素及化合物、葉綠體中的色素的提取及功能。生物體生命活動的直接能源物質(zhì)是ATP,其組成元素為C、H、O、N、P,構(gòu)成細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì),組成元素包括C、H、O、N、P等,兩者都不含Mg;Mg是葉綠素的組成元素,缺鎂時,葉綠素不能合成,導(dǎo)致植物葉片發(fā)黃。 答案:(1)

14、氮、磷　氮、磷 (2)鎂是葉綠素的組成成分,缺鎂導(dǎo)致葉綠素合成受阻(其他合理答案也可) (3)有助于磨碎植物細胞　防止研磨過程中葉綠體色素被破壞　色素的提取溶劑(其他合理答案也可) 10.(2010年江蘇卷)不同生態(tài)環(huán)境對植物光合速率會產(chǎn)生影響。某課題組測定生長于A地(平原)和B地(山區(qū))銀杏葉片不同時間的光合速率,結(jié)果如圖。 (1)植物中葉綠素通常和蛋白質(zhì)結(jié)合成為結(jié)合型葉綠素。在某些環(huán)境因素影響下,部分結(jié)合型葉綠素與蛋白質(zhì)分離,成為游離型葉綠素。A、B兩地銀杏葉片中葉綠素含量測定結(jié)果見下表: 采樣日期 (月日) A地銀杏葉綠素 含量(mg/g) B地銀杏葉綠素 含

15、量(mg/g) 總量 游離型 結(jié)合型 總量 游離型 結(jié)合型 71 2.34 0.11 2.23 2.43 0.21 2.22 81 2.30 0.12 2.18 2.36 0.29 2.07 91 1.92 0.21 1.71 2.11 0.58 1.53 101 1.58 0.29 1.29 1.75 0.81 0.94 111 1.21 0.41 0.80 1.44 1.05 0.39 ①請完成總?cè)~綠素含量與采樣日期關(guān)系的二維曲線圖。 ②從表中數(shù)據(jù)分析,導(dǎo)致銀杏葉片光合速率下降的主要原因是　。 (2

16、)為提取銀杏葉片中的葉綠素,研磨前在研缽中除加入剪碎的葉片外,還應(yīng)加入　。 經(jīng)快速研磨、過濾,將濾液收集到試管中,塞上橡皮塞;將試管置于適當(dāng)?shù)墓庹障?~3 min后,試管內(nèi)的氧含量　　　　　　　　　　　　。 (3)a、b是7月1日和10月1日B地銀杏葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)典型照片,推測　　　　(填字母)是10月1日的葉綠體照片,理由是　。 解析:(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)(A、B兩地銀杏葉綠素含量)和時間繪制二維曲線圖;隨著時間的變化,光合速率下降,由表中數(shù)據(jù)知是結(jié)合型葉綠素含量降低所致。 (2)提取葉片中的葉綠素,研磨前應(yīng)將葉片剪碎,再加入酒精(或丙酮)、碳酸鈣(防止色素被破壞)、二氧

17、化硅(研磨得充分);葉綠體中進行水光解的場所是類囊體薄膜,色素提取出來后,已失去了進行水光解的條件(如無酶),所以光照后并不會使O2含量增加。 (3)由圖可知,a圖的葉綠體中的類囊體膜已很不規(guī)則,顯然是遭到了破壞,而10月1日的光合速率明顯低于7月1日,所以a圖是10月1日的葉綠體照片。 答案:(1)① ②結(jié)合型葉綠素含量降低 (2)酒精(丙酮)、碳酸鈣、石英砂(二氧化硅)　基本不變 (3)a　10月1日的光合速率低,a中葉綠體類囊體膜結(jié)構(gòu)遭破壞 影響光合作用的因素 命題剖析 考向 掃描 1 通過圖表、曲線以選擇題形式考查影響光合作用的因素,如CO2濃度、光照強度

18、等?？疾閷W(xué)生的理解能力、獲取信息的能力 2 結(jié)合實驗的設(shè)計與分析以非選擇題的形式考查內(nèi)部因素、外界因素對光合作用的影響,考查學(xué)生的綜合運用能力 命題 動向 考查影響光合作用的環(huán)境因素是歷年高考命題的重點和熱點,也是未來考試的熱點,其中光照強度、溫度、CO2濃度對光合作用速率的影響反復(fù)考查,曲線、圖表與實際生產(chǎn)生活相結(jié)合等都是常見題干情景,本部分的題目常以選擇題、實驗分析、設(shè)計類題等形式考查 1.(2012年山東理綜卷,2,5分)夏季晴朗的一天,甲乙兩株同種植物在相同條件下CO2吸收速率的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.甲植株在a點開始進行光合作用 B.乙植株

19、在e點有機物積累量最多 C.曲線b~c段和d~e段下降的原因相同 D.兩曲線b~d段不同的原因可能是甲植株氣孔無法關(guān)閉 解析:本題考查光合作用的有關(guān)知識、分析圖像的能力。A錯誤,根據(jù)圖可知甲植株在a點和18點稍微往后一點光合作用速率與呼吸作用速率相等,乙植株在6點和18點時相等。故應(yīng)在a點之前進行光合作用;B錯誤,積累有機物最多的點是18點,因為18點以后光合作用強度<呼吸作用強度,要消耗有機物;C錯誤,b~c段曲線下降是因為中午蒸騰作用較強,氣孔關(guān)閉引起光合作用強度降低,而d~e段是因為光照強度減弱引起光合作用強度降低;D正確,因為甲沒有出現(xiàn)乙的情況,可能是氣孔無法關(guān)閉,光照增強使得光

20、反應(yīng)增強,暗反應(yīng)也隨之增強。 答案:D。 2.(2011年新課標全國理綜卷)番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后,與對照組相比,其葉片光合作用強度下降,原因是(　　) A.光反應(yīng)強度升高,暗反應(yīng)強度降低 B.光反應(yīng)強度降低,暗反應(yīng)強度降低 C.光反應(yīng)強度不變,暗反應(yīng)強度降低 D.光反應(yīng)強度降低,暗反應(yīng)強度不變 解析:鎂是葉綠素的組成成分之一,缺鎂將影響葉綠素的合成,故光反應(yīng)強度降低;又因為光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP,故光反應(yīng)強度降低將導(dǎo)致暗反應(yīng)強度隨之降低。 答案:B。 學(xué)生應(yīng)將光反應(yīng)與暗反應(yīng)視為統(tǒng)一整體,深刻理解光反應(yīng)與暗反應(yīng)互相聯(lián)系、互相制約的關(guān)系。 3

21、.(2011年福建理綜卷)如圖是夏季晴朗的白天,玉米和花生凈光合速率(單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)的變化曲線,下列敘述錯誤的是(　　) A.在9:30~11:00之間,花生凈光合速率下降的原因是暗反應(yīng)過程減緩 B.在11:00~12:30之間,花生的單位葉面積有機物積累量比玉米的多 C.在17:00時,玉米和花生的單位葉面積釋放O2速率相同 D.在18:30時,玉米既能進行光反應(yīng),也能進行暗反應(yīng) 解析:據(jù)圖在11:00~12:30之間,花生的凈光合速率呈上升趨勢,但仍比玉米凈光合速率低,所以花生的單位葉面積有機物積累量比玉米少,故B錯。 答案:B。 4.(2012年大

22、綱全國卷,31,11分)金魚藻是一種高等沉水植物,有關(guān)研究結(jié)果如下圖所示(圖中凈光合速率是指實際光合速率與呼吸速率之差,以每克鮮重每小時釋放O2的微摩爾數(shù)表示)。 據(jù)圖回答下列問題: (1)該研究探討了　　　　　　　對金魚藻　　　　　　的影響。其中,因變量是　　　　　。 (2)該研究中凈光合速率達到最大時的光照度為　　　lx。在黑暗中,金魚藻的呼吸速率是每克鮮重每小時消耗氧氣　　　　　μmol。 (3)該研究中凈光合速率隨pH變化而變化的主要原因是 　。 解析:本題考查的是影響光合作用的因素等知識。(1)曲線a、b研究了光照度對金魚藻凈光合速率的影響,曲線c研究

23、了碳酸氫鈉濃度對金魚藻凈光合速率的影響;曲線d研究了pH對金魚藻凈光合速率的影響。因變量均為金魚藻凈光合速率即光合作用氧氣凈釋放速率。(2)曲線b中,光照度為12.5103 lx時,金魚藻凈光合速率達到最大,約為25 μmolg-1h-1。由曲線a可知,黑暗條件下,金魚藻細胞呼吸速率為8 μmolg-1h-1。(3)pH會影響光合作用和細胞呼吸所需的酶的活性,最終影響光合作用和細胞呼吸速率。 答案:(1)光照度、pH、NaHCO3濃度　 凈光合速率　凈光合速率 (2)12.5103　 8 (3)酶活性受pH的影響 5.(2012年廣東理綜卷,26,16分)荔枝葉片發(fā)育過程中,凈光合速

24、率及相關(guān)指標的變化見下表。 葉片 發(fā)育 時期 葉面積(最大面積的%) 總?cè)~綠素含量(mg/gfw) 氣孔相對開放度(%) 凈光合速率(μmol CO2/m2s) A 新葉 展開前 19 — — -2.8 B 新葉 展開中 87 1.1 55 1.6 C 新葉展 開完成 100 2.9 81 2.7 D 新葉 已成熟 100 11.1 100 5.8 注:“—”表示未測數(shù)據(jù)。 (1)B的凈光合速率較低,推測原因可能是:①葉綠素含量低,導(dǎo)致光能吸收不足;②　, 導(dǎo)致　　　　　　　　　。 (2)將A、D分別置于光溫恒定

25、的密閉容器中,一段時間后,A的葉肉細胞中,將開始積累　　　　;D的葉肉細胞中,ATP含量將　　　　。 (3)與A相比,D合成生長素的能力　　　　;與C相比,D的葉肉細胞的葉綠體中,數(shù)量明顯增多的結(jié)構(gòu)是　　　　。 (4)葉片發(fā)育過程中,葉面積逐漸增大,是　　　　的結(jié)果;D的葉肉細胞與表皮細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異顯著,其根本原因是　 　。 解析:本題考查的是有關(guān)光合作用和細胞分化的知識。 (1)從題干表中看出,影響光合作用速率的是葉綠素含量和氣孔相對開放度。其他影響光合作用的因素不考慮。所以答案應(yīng)該是氣孔相對開放度低,二氧化碳供應(yīng)不足。 (2)A置于光溫恒定的密閉容器中,由于缺少葉綠

26、素,只進行呼吸作用。一段時間后氧氣消耗完畢,只進行無氧呼吸,所以積累酒精;D置于光溫恒定的密閉容器中,進行光合作用,導(dǎo)致容器二氧化碳逐漸消耗完畢,暗反應(yīng)強度減少。光反應(yīng)強度不變,所以光反應(yīng)的產(chǎn)物ATP和[H]增多。 (3)生長素的合成部位主要是幼嫩的芽、葉和發(fā)育中的種子。D葉片已經(jīng)發(fā)育成熟,基本不產(chǎn)生生長素。葉綠素分布在葉綠體中基粒的類囊體薄膜上,從表格中可推知,由于總?cè)~綠素含量增長,因此D的葉肉細胞的葉綠體中,基粒明顯增多。 (4)器官和個體體積的增大,是細胞分裂和細胞生長的結(jié)果;細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達(遺傳信息的執(zhí)行情況不同)。 答案:(1)氣孔相對開放度低　二

27、氧化碳供應(yīng)不足 (2)酒精　增多 (3)低　基粒 (4)細胞分裂和細胞生長　基因的選擇性表達 6.(2012年重慶理綜卷,30(Ⅰ),14分)長葉刺葵是棕櫚科熱帶植物,為了解其引種到重慶某地后的生理狀況,某研究小組在水分充足、晴朗無風(fēng)的夏日,觀測得到了該植物光合速率等生理指標日變化趨勢圖(如圖)。 (1)據(jù)圖分析: ①光合作用消耗ATP最快的時刻是　　　　。根吸水能力最強的時刻是　　　　。 ②直接引起蒸騰速率變化的生理指標是　　　　;推測導(dǎo)致12:00時光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素主要是　　　　(填“光照”或“CO2”)。 ③在14:00時若適當(dāng)提高CO2濃度,短時間內(nèi)葉綠體

28、中[H]含量的變化是　　　　。 (2)若該地土壤缺鈣,一段時間后該植物首先表現(xiàn)出鈣缺乏癥的是　　　　(填“老葉”或“幼葉”)。 (3)假設(shè)若干年后將引種后代重新移栽回原產(chǎn)地,與原產(chǎn)地長葉刺葵雜交不育,原因是地理隔離導(dǎo)致了 　　　　　　　　　　　　　　　。 解析:(1)①光合作用光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP、[H]和氧氣,ATP為暗反應(yīng)階段階段提供能量,[H]為暗反應(yīng)階段提供還原劑。光合速率越大有機物合成越多,消耗ATP越快。據(jù)圖分析, 10:00時光合速率最大,此時消耗ATP最快。蒸騰作用是植物根吸水的動力,蒸騰作用越強,根吸水能力越強,據(jù)圖判斷12:00時蒸騰作用最強,根吸水能力最強。 ②

29、蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失,氣孔導(dǎo)度的大小決定了氣孔開啟程度大小,直接引起蒸騰速率變化。據(jù)圖判斷,12:00時氣孔導(dǎo)度最大,氣孔開啟程度最大,蒸騰作用最強。氣孔是CO2進出葉肉細胞的通道,12:00時蒸騰作用最大,氣孔導(dǎo)度最大,CO2供應(yīng)充足,則導(dǎo)致光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素可能是光照。 ③14:00時適當(dāng)提高二氧化碳濃度,短時間內(nèi),二氧化碳固定形成的三碳化合物含量增多,由于三碳化合物被還原消耗[H]和ATP增多,故兩者含量減少。 (2)鈣在植物體內(nèi)形成穩(wěn)定的化合物,不能轉(zhuǎn)移利用,當(dāng)缺鈣時,首先引起幼葉出現(xiàn)癥狀。 (3)長期的地理隔離使兩個種群基因頻率朝著不同方向 進化,最

30、終兩個種群的基因庫相差很大,出現(xiàn)生殖隔離,形成了不同的物種。 答案:(1)①10:00　12:00　②氣孔導(dǎo)度　光照?、劢档? (2)幼葉　(3)生殖隔離 7.(2012年浙江理綜卷,30,14分)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。請回答: (1)停止供水后,光合速率下降。這是由于水是　　　　的原料,又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)　　　　的主要介質(zhì)。 (2)在溫度、光照相同的條件下,圖中A點與B點相比,光飽和點低的是　　　　點,其主要原因是　。 (3)停止供水一段時間后,葉片發(fā)黃,原因是　　　　。此時類囊體結(jié)構(gòu)破壞,提供給碳反

31、應(yīng)的　　　　減少。 (4)生產(chǎn)實踐中,可適時噴施植物激素中的　　　　,起到調(diào)節(jié)氣孔開度的作用。 解析:本題考查的是影響光合作用的因素等知識。(1)停止供水后,為避免水分散失過多氣孔開放程度降低,二氧化碳進入細胞減少,由于光合作用的原料——水和二氧化碳均減少,故光合作用速率降低。(2)A、B點溫度和光照強度相等,則A點光合作用強度大,B點光合作用強度小,故B點光飽和點較小。B點氣孔開度最低,二氧化碳缺乏,故植物光合作用強度最低。(3)停止供水一段時間后,植物葉綠體中合成葉綠素速度降低,故葉綠體中類胡蘿卜素含量相對較高,葉片發(fā)黃。若此時葉綠體類囊體受到破壞,則光合作用光反應(yīng)速率降低,NADPH

32、和ATP含量降低,碳反應(yīng)中C3還原減少,有機物合成速率降低。(4)在缺水條件下,植物葉子中脫落酸的含量增多,引起氣孔關(guān)閉。這是由于脫落酸促進氣孔的關(guān)閉,促使保衛(wèi)細胞的K+外滲,細胞失水使氣孔關(guān)閉。用脫落酸水溶液噴施植物葉子,可使氣孔關(guān)閉,降低蒸騰速率。 答案:(1)光合作用　運輸　(2)B　氣孔開度降低,CO2吸收減少(答出一項即可)　(3)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(答出一項即可)　NADPH和ATP　(4)脫落酸 8.(2011年海南卷)某同學(xué)設(shè)計了一個探究實驗,把培養(yǎng)在完全營養(yǎng)液中、生長狀態(tài)一致的3組某種植物幼苗分別放入A、B、C三個完全相同的

33、玻璃鐘罩內(nèi)(如下圖所示),其中A不密封,B、C密封;B內(nèi)培養(yǎng)皿中盛有Ba(OH)2溶液,A、C內(nèi)培養(yǎng)皿中盛有蒸餾水,各培養(yǎng)皿中液體的體積相同。該實驗在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中進行。 回答問題: (1)根據(jù)上述實驗設(shè)計判斷,該實驗的目的是　。 (2)從理論上講,培養(yǎng)一段時間后,預(yù)期的實驗結(jié)果是:B中的幼苗生長量比C中的　　　　(大、小)。原因是　 　; A中的幼苗生長量比C中的　　　　(大、小),原因是　 　。 解析:(1)實驗裝置中A、C的單一變量是裝置是否密封,B、C的單一變量是是否有Ba(OH)2溶液吸收密閉裝置內(nèi)的CO2。可見該實驗?zāi)康氖翘骄緾O2濃度對幼苗光合作用的

34、影響。(2)B中幼苗生長量應(yīng)比C中小,因為Ba(OH)2溶液將B中CO2吸收,致使B中幼苗光合作用制造有機物減少。A中幼苗生長量比C中大,因為A不密封,有充足CO2供應(yīng),光合作用制造有機物多于C。 答案:(1)探究CO2濃度對幼苗光合作用的影響 (2)小　Ba(OH)2溶液吸收CO2影響幼苗光合作用的進行　大　A不密封有充足的CO2供應(yīng),光合速率高 9.(2010年福建理綜卷)東海原甲藻(簡稱甲藻)是我國東海引發(fā)赤潮的藻種之一,研究甲藻光合作用的生理特性可為認識赤潮發(fā)生機理提供重要信息。 (一)某研究小組探究pH對甲藻光合作用的影響,設(shè)計了以下實驗: 將生長旺盛的甲藻等量分成

35、5組培養(yǎng),各組藻液pH分別設(shè)定為6.0、7.0、8.0、9.0、10.0,在黑暗中放置12 h,然后在適宜光照等相同條件下培養(yǎng),隨即多次測定各組氧氣釋放量并計算凈光合速率。將實驗結(jié)果繪制成下圖。 (1)本實驗除了通過測定氧氣釋放量,還可以通過測定　　　　　　吸收量來計算凈光合速率。 (2)黑暗放置過程中,藻液pH會有所變化,因此在測定氧氣釋放量前,需多次將各組pH分別調(diào)到　　　　　　　　,這是控制實驗的　　　　　　　　變量。 (3)若甲藻長時間處于pH為10.0條件下,甲藻　　　　(能、不能)正常生長繁殖,請據(jù)圖分析并說明原因:　 　。 (4)實驗表明,甲藻光合作用適宜pH為6.

36、0~9.0。但海水在該pH條件下,一般不會發(fā)生赤潮,原因是發(fā)生赤潮除了與pH、溫度、光照強度等因素有關(guān)外,最主要還與海水的　　　　　　　　　　　　　有關(guān)。 (二)研究小組進一步探究了溫度對甲藻光合作用的影響。根據(jù)實驗結(jié)果得出:甲藻生長繁殖的適宜溫度為15 ℃~30 ℃,最適溫度為25 ℃左右,當(dāng)溫度為9 ℃和33 ℃時,甲藻不能正常生長繁殖。請根據(jù)這些信息在下圖中畫出凈光合速率隨溫度變化的示意曲線。 解析:本題關(guān)注生態(tài)環(huán)境問題,以引發(fā)東海赤潮的東海原甲藻作為實驗材料,通過分析溫度與pH等環(huán)境因素對其光合作用的影響,從而在一定程度上認識東海赤潮發(fā)生的機理。 (一)凈光合速率的觀察指標有

37、氧氣釋放量、二氧化碳吸收量、有機物積累量。由題意可知本題是為了探究pH對甲藻光合作用的影響,所以pH是自變量,作為實驗的自變量要保持穩(wěn)定,才能說明不同實驗組所出現(xiàn)的實驗結(jié)果不同是由自變量不同引起的。所以在測定氧氣釋放量前,需多次將各組pH分別調(diào)到原設(shè)定pH。從圖中可以看出在pH=10.0條件下,凈光合速率為負值,所以甲藻不能正常生長繁殖。赤潮發(fā)生的主要原因是水體富營養(yǎng)化,是由于N、P元素增多導(dǎo)致藻類大量繁殖。 (二)根據(jù)實驗結(jié)果得出:甲藻生長繁殖的適宜溫度為15 ℃~30 ℃,在這個溫度范圍內(nèi)凈光合速率必須大于零;最適溫度為25 ℃左右,所以在25 ℃曲線達到最高點;當(dāng)溫度為9 ℃和33 ℃

38、時,甲藻不能正常生長繁殖,在9 ℃和33 ℃時,凈光合速率必須小于或等于零。 答案:(一)(1)CO2 (2)原設(shè)定的pH(起始pH)　自 (3)不能　因為長時間處于pH為10.0的條件下,甲藻的凈光合速率為負值,甲藻不能正常生長繁殖 (4)富營養(yǎng)化(N、P含量) (二) 光合作用和呼吸作用的綜合運用 命題剖析 考向 掃描 1 考查光合作用和呼吸作用的相互聯(lián)系,非選擇題是常見題型,考查學(xué)生的理解能力 2 多以非選擇題形式考查不同條件下,光合作用和呼吸作用綜合因素對農(nóng)作物生長的影響。考查學(xué)生的綜合運用能力 3 利用圖表以非選擇題形式考查葉綠體、線粒體

39、對CO2、O2利用的關(guān)系,考查學(xué)生的理解能力 命題 動向 在高考中,光合作用和呼吸作用的相互聯(lián)系和影響是高考題中的難點,圖表、曲線提供的信息是解高考題的切入點,非選擇題是該考點的常見題型 1.(2012年天津理綜卷,5,6分)設(shè)置不同CO2濃度,分組光照培養(yǎng)藍藻,測定凈光合速率和呼吸速率(光合速率=凈光合速率+呼吸速率),結(jié)果如圖。據(jù)圖判斷,下列敘述正確的是(　　) A.與d3濃度相比,d1濃度下單位時間內(nèi)藍藻細胞光反應(yīng)生成的[H]多 B.與d2濃度相比,d3濃度下單位時間內(nèi)藍藻細胞呼吸過程產(chǎn)生的ATP多 C.若d1、d2、d3濃度下藍藻種群的K值分別為K1、K2、K3,

40、則K1>K2>K3 D.密閉光照培養(yǎng)藍藻,測定種群密度及代謝產(chǎn)物即可判斷其是否為兼性厭氧生物 解析:本題考查的是植物代謝的知識。由題意知,該實驗中d1濃度下光合速率(凈光合速率+呼吸速率)大于d3濃度下的光合速率,產(chǎn)生的[H]一定多,故A項正確。d2濃度下的呼吸作用大于d3濃度下的呼吸作用,故B項錯。從凈光合速率看,d2>d1=d3,所以種群不同條件下環(huán)境容納量應(yīng)該是K2>K1=K3,C項錯。判斷是否是兼性厭氧生物,應(yīng)該在有氧和無氧兩種條件下檢測代謝產(chǎn)物,而不是避光,D項錯。 答案:A。 該題提醒學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中,一定注意坐標圖的分析和運用。 2.(2011年大綱全國理綜卷)為探究不

41、同條件對葉片中淀粉合成的影響,將某植物在黑暗中放置一段時間,耗盡葉片中的淀粉,然后取生理狀態(tài)一致的葉片,平均分成8組,實驗處理如下表所示,一段時間后,檢測葉片中有無淀粉,結(jié)果如下表。 編號 組1 組2 組3 組4 組5 組6 組7 組8 處理 葡萄糖溶液 浸泡,溶液中 通入空氣 葡萄糖溶液浸 泡,溶液中通 入CO2和N2 蒸餾水浸泡, 水中通入空氣 蒸餾水浸泡, 水中通入 CO2和N2 光照 黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 檢測結(jié)果 有淀粉 有淀粉 有淀粉 無淀粉 有淀粉 無淀粉 有淀粉 無淀粉

42、 回答問題: (1)光照條件下,組5葉片通過　　　　作用產(chǎn)生淀粉;葉肉細胞釋放出的氧氣來自于　　　　的光解。 (2)在黑暗條件下,葉片能進行有氧呼吸的組別是　　　　　。 (3)組2葉片中合成淀粉的原料是　　　　,直接能源物質(zhì)是　　　　,后者是通過　　　　產(chǎn)生的。與組2相比,組4葉片無淀粉的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)如果組7的蒸餾水中只通入N2,預(yù)期實驗結(jié)果是葉片中　　　　(有、無)淀粉。 解析:(1)在光照條件下組5葉片合成淀粉是通過光合作用,葉肉細胞釋放的氧氣來自于水的光解:2H2O4[H]+O2。 (2)在黑暗條件下,葉片進行有氧

43、呼吸必須有O2,有O2的組是組2和組6。 (3)組2葉片中合成淀粉的原料是葡萄糖,直接能源物質(zhì)是ATP,ATP主要是葉片的有氧呼吸產(chǎn)生的。與組2相比,組4葉片缺少O2導(dǎo)致有氧呼吸不能進行,ATP的合成量少,不能夠利用葡萄糖合成淀粉。 (4)如果只通入N2,即使有光照也只能進行光反應(yīng),沒有CO2暗反應(yīng)無法完成,所以葉片中無淀粉生成。 答案:(1)光合　H2O　(2)組2和組6　(3)葡萄糖　ATP　有氧呼吸　組4葉片不能進行有氧呼吸,淀粉的合成缺少ATP　(4)無 3.(2011年廣東理綜卷)觀賞植物蝴蝶蘭可通過改變CO2吸收方式以適應(yīng)環(huán)境變化。長期干旱條件下,蝴蝶蘭在夜間吸收CO2并貯

44、存在細胞中。 (1)依圖1分析,長期干旱條件下的蝴蝶蘭在0~4時　　　　(填“有”或“無”)ATP和[H]的合成,原因是　 　; 此時段　　　　　　　　(填“有”或“無”)光合作用的暗反應(yīng)發(fā)生,原因是　 　; 10~16時無明顯CO2吸收的直接原因是 　。 (2)從圖2可知,栽培蝴蝶蘭應(yīng)避免　　　　,以利于其較快生長,此外,由于蝴蝶蘭屬陰生植物,栽培時還需適當(dāng)　　　　　　　　　。 (3)蝴蝶蘭的種苗可利用植物細胞的　　　　　,通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn),此過程中細胞分化的根本原因是 　。 解析:本題以坐標圖為載體,考查光合作用和細胞呼吸的基本原理以及獲取

45、信息能力。(1)圖1中0~4時為夜間,但能進行細胞呼吸產(chǎn)生[H]和ATP。暗反應(yīng)必須利用光反應(yīng)提供的[H]和ATP,此時段無光不能進行光反應(yīng),故暗反應(yīng)不能進行。10~16時無明顯CO2吸收的直接原因是干旱狀態(tài)下蝴蝶蘭為降低蒸騰作用,氣孔關(guān)閉,而氣孔也是CO2進入葉片的通道。(2)據(jù)圖2可知,干旱不利于蝴蝶蘭生長。陰生植物適于生活在弱光照條件下,故應(yīng)適當(dāng)遮光。(3)植物細胞具有全能性,可通過組織培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn)蝴蝶蘭種苗。細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達。 答案:(1)有　此時段細胞進行呼吸作用,有氧呼吸第一、二階段均有[H]產(chǎn)生,第一、二、三階段均有ATP生成　無　此時段沒有光反應(yīng),而暗反應(yīng)必須

46、要由光反應(yīng)提供[H]和ATP,故不存在暗反應(yīng)　氣孔關(guān)閉 (2)干旱　遮光 (3)全能性　基因選擇性表達 (2011年全國新課標,理科綜合29,9分)在光照等適宜條件下,將培養(yǎng)在CO2濃度為1%環(huán)境中的某植物迅速轉(zhuǎn)移到CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,其葉片暗反應(yīng)中C3和C5化合物微摩爾濃度的變化趨勢如圖?；卮饐栴}: (1)圖中物質(zhì)A是　　　　(C3化合物、C5化合物)。 (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中,物質(zhì)B的濃度比A的低,原因是 　。 將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后,物質(zhì)B濃度升高的原因是 　。 (3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)

47、境中,暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時,物質(zhì)A的濃度將比B的　　　　(低、高)。 (4)CO2濃度為0.003%時,該植物光合速率最大時所需要的光照強度比CO2濃度為1%時的　　　　(高、低),其原因是　。 解析:本題考查光合作用過程中C3和C5化合物的變化及影響光合速率的相關(guān)因素。 (1)當(dāng)CO2濃度由1%突然降為0.003%時,C3化合物還原生成C5化合物繼續(xù)進行,但是CO2固定速率減慢,使得C5化合物含量上升,因此物質(zhì)B為C5化合物,同樣可分析,C3化合物生成C5化合物的過程繼續(xù)進行,但CO2固定生成C3化合物的過程減弱,故C3化合物含量下降,因此物質(zhì)A應(yīng)為C3化合物。

48、 答案:(1)C3化合物(1分) 【賦分細則】 (1)寫成C3、C3化合物或三碳化合物均給1分,只寫“三碳”的不給分。 解析: (2)在CO2濃度為1%的環(huán)境中物質(zhì)B的濃度(C5化合物)比A的低,原因是CO2濃度相對高,CO2固定與C3化合物的還原達到動態(tài)平衡,根據(jù)暗反應(yīng)中CO2固定和C3化合物還原的反應(yīng)式:CO 2+C5→2C3; 2C3(CH2O)+C5可知C3化合物分子數(shù)比C5化合物分子數(shù)多。將CO2濃度從1%迅速降低到0.003%后,影響了CO2的固定,C5化合物的消耗減少而其合成速率不變,因此C5化合物濃度升高。 答案:(2)暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定,即C3和

49、C5化合物的含量穩(wěn)定。(1分)根據(jù)暗反應(yīng)的特點,此時C3化合物的分子數(shù)是C5化合物的2倍(1分)　當(dāng)CO2濃度突然降低時,C5化合物的合成速率不變,消耗速率卻減慢,導(dǎo)致C5化合物積累(2分) 【賦分細則】 (2)第1空: ①答案為:在暗反應(yīng)穩(wěn)定狀態(tài)下或體現(xiàn)“穩(wěn)定”含義給1分;CO2+C5→2C3 或體現(xiàn)C3 ∶C5 =2∶1 再給1分。 ②答案為:暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定,即C3 、C5的含量穩(wěn)定,根據(jù)暗反應(yīng)過程特點,C3 的分子數(shù)是C5的2倍給2分。 ③答案為:因為一個CO2被一個C5分子固定形成兩個C3分子,所以B濃度變低給1分;暗反應(yīng)穩(wěn)定, C3 是C5的2倍再給1分。

50、 ④答案為:B物質(zhì)消耗多、來源少而A物質(zhì)合成多、消耗少,所以B比A濃度低不給分。 ⑤CO2+C5→2C3 中“→”寫成“=”不給分。 ⑥此環(huán)境下暗反應(yīng)速率已達到穩(wěn)定,所以答案中凡出現(xiàn)光反應(yīng)與暗反應(yīng)速率的比較“如快、慢等”不給分。 (2)第2空: ①答案為:體現(xiàn) C5化合物(或B物質(zhì))利用(或消耗)下降含義給2分。 ②答案為:CO2減少C5的消耗量降低,導(dǎo)致濃度升高給2分。 ③答案為:A物質(zhì)產(chǎn)生減少或CO2減少C5的合成不變,導(dǎo)致濃度升高均不給分。 解析:(3)若使該植物繼續(xù)處于CO2濃度為0.003%的環(huán)境中,暗反應(yīng)中C3和C5化合物濃度達到穩(wěn)定時,物質(zhì)A的濃度要比B的濃度高。

51、 答案:(3)高(1分) 【賦分細則】 此空為唯一答案,答案為其他的均不給分。 解析:(4)由于0.003% CO2濃度下的暗反應(yīng)強度比1% CO2濃度下的低,所以所需ATP和[H]少,因此所需的光照強度也較低。 答案: (4)低(1分)　CO2濃度低時,暗反應(yīng)的強度低,所需ATP和[H]少(2分) 【賦分細則】 (4)第1空:此空為唯一答案,答案為其他的均不給分。 (4)第2空: ①答案為:所需的[H](或NADPH或還原態(tài)氫)(1分)和ATP(或活躍的化學(xué)能)少(1分)。 ②答案為:光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供物質(zhì)(或物質(zhì)和能量)給1分。 注:注意抓關(guān)鍵字“弱”“少”“小”“低”“慢”,若出現(xiàn)“多”“高”等往往不對。 通過高考閱卷統(tǒng)計分析,造成失分的原因如下: 1. 生物學(xué)專業(yè)術(shù)語掌握不準確。如本題(1)寫三碳化合物只寫“三碳”。 2. 審題能力欠缺,審題不仔細,理解能力、分析能力、獲取信息能力不足。如本題(2)第1空暗反應(yīng)速率在該環(huán)境中已達到穩(wěn)定未能審清。 3.文字表述不規(guī)范,文字表達能力較差,句型不完整、表述不科學(xué)、不規(guī)范、不嚴密、不完整。如本題表示CO2+C5→2C3 中“→”寫成“=”。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！