知識(shí)點(diǎn)5 光合作用

1、圓學(xué)子夢(mèng)想 鑄金字品牌溫馨提示： 此題庫為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，關(guān)閉Word文檔返回原板塊。 知識(shí)點(diǎn)5 光合作用1.(2015·福建高考·T3)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)14C

2、3生成量越多說明RuBP羧化酶活性越高【解題指南】(1)關(guān)鍵知識(shí):同位素標(biāo)記法的應(yīng)用、暗反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所與條件、酶活性的檢測(cè)方法。(2)思維流程:同位素標(biāo)記法14CO2+C5214C3,檢測(cè)產(chǎn)物的放射性強(qiáng)度【解析】選B。本題主要考查與光合作用過程中暗反應(yīng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析。A項(xiàng)中,菠菜葉肉細(xì)胞內(nèi)RuBP羧化酶催化C5與14CO2的反應(yīng)屬于光合作用過程的暗反應(yīng)階段,反應(yīng)場(chǎng)所是在葉綠體基質(zhì)中,故正確。B項(xiàng)中,上述反應(yīng)在有光、無光條件下都能進(jìn)行,故錯(cuò)誤。C項(xiàng)中,由題干中的信息“檢測(cè)產(chǎn)物14C3的放射性強(qiáng)度”可知,測(cè)定RuBP羧化酶活性的過程中運(yùn)用了同位素標(biāo)記法,故正確。D項(xiàng)中,由題干中的信息“RuBP羧化

3、酶能催化CO2+C5(即RuBP)2C3”可知,單位時(shí)間內(nèi)14C3生成量越多,說明RuBP羧化酶活性越高,故正確。2.(2015·山東高考·T3)下列有關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是()A.葉綠體色素濾液細(xì)線浸入層析液,可導(dǎo)致濾紙條上色素帶重疊B.低溫誘導(dǎo)大蒜根尖時(shí)間過短,可能導(dǎo)致難以觀察到染色體加倍的細(xì)胞C.用顯微鏡觀察洋蔥根尖裝片時(shí),需保持細(xì)胞活性以便觀察有絲分裂過程D.將洋蔥表皮放入0.3 g/mL蔗糖溶液中,水分交換平衡后制成裝片觀察質(zhì)壁分離過程【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞:浸入層析液、時(shí)間過短、保持細(xì)胞活性、水分交換平衡。(2)關(guān)鍵知識(shí):觀察質(zhì)壁分離過程、綠葉中色素

4、的分離方法、觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂和低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化。【解析】選B。A項(xiàng),層析液是有機(jī)溶劑,葉綠素易溶于其中,葉綠體色素濾液細(xì)線浸入層析液,會(huì)導(dǎo)致色素溶解而無法進(jìn)行分離,得不到色素帶,故錯(cuò)誤。B項(xiàng),低溫能抑制紡錘體的形成,適宜刺激會(huì)使部分細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,若處理時(shí)間過短,染色體加倍的細(xì)胞過少,難以觀察到,故正確。C項(xiàng),制作洋蔥根尖裝片的過程包括取材、解離、漂洗、染色、制片,解離過程中細(xì)胞被殺死,觀察到的是分別處于不同時(shí)期的不同細(xì)胞,而非一個(gè)細(xì)胞的連續(xù)分裂過程,故錯(cuò)誤。D項(xiàng),在觀察質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中,先制作洋蔥表皮的臨時(shí)裝片,再采用引流法使細(xì)胞浸潤(rùn)在蔗糖溶液中,故錯(cuò)誤。3.(2

5、015·重慶高考·T4)將如圖所示細(xì)胞置于密閉容器中培養(yǎng)。在不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞內(nèi)外的CO2和O2濃度在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.黑暗條件下,增大、減小B.光強(qiáng)低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),、增大C.光強(qiáng)等于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí),、保持不變D.光強(qiáng)等于光飽和點(diǎn)時(shí),減小、增大【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞:“密閉容器”“短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了相應(yīng)變化”。(2)思維流程:根據(jù)選項(xiàng)所給條件判斷細(xì)胞生理狀態(tài),即細(xì)胞呼吸大于光合作用、細(xì)胞呼吸等于光合作用、細(xì)胞呼吸小于光合作用細(xì)胞對(duì)O2和CO2的利用和產(chǎn)生情況?！窘馕觥窟xB。本題考查光合作用和細(xì)胞呼吸過程中O2和CO2的產(chǎn)生和消耗情況。A項(xiàng)條件下只

6、進(jìn)行細(xì)胞呼吸,B項(xiàng)條件下細(xì)胞呼吸大于光合作用,表觀只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,這兩項(xiàng)均消耗O2,產(chǎn)生CO2,則增大,減小,故A項(xiàng)敘述正確,B項(xiàng)敘述錯(cuò)誤。C項(xiàng)條件下,細(xì)胞呼吸等于光合作用,O2和CO2產(chǎn)生、消耗動(dòng)態(tài)平衡,保持不變,故該敘述正確。D項(xiàng)條件下,光合作用大于細(xì)胞呼吸,表觀只進(jìn)行光合作用,減小、增大,故該敘述正確。4.(2015·四川高考·T4)在適宜溫度和大氣CO2濃度條件下,測(cè)得某森林中林冠層四種主要喬木的幼苗葉片的生理指標(biāo)(見下表)。下列分析正確的是()物種指標(biāo) 馬尾松苦櫧石櫟青岡光補(bǔ)償點(diǎn)(mol·m-2·s-1)140663722光飽和點(diǎn)(mol

7、83;m-2·s-1)1 4251 255976924(光補(bǔ)償點(diǎn):光合速率等于呼吸速率時(shí)的光強(qiáng);光飽和點(diǎn):達(dá)到最大光合速率所需的最小光強(qiáng))A.光強(qiáng)大于140mol·m-2·s-1,馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生的O2全部進(jìn)入線粒體B.光強(qiáng)小于1 255mol·m-2·s-1,影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是CO2濃度C.森林中生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量總和,即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D.在群落演替過程中,隨著林冠密集程度增大青岡的種群密度將會(huì)增加【解題指南】(1)題干關(guān)鍵詞:“適宜溫度”“大氣CO2濃度”“光補(bǔ)償點(diǎn)”“光飽和點(diǎn)”。(2)題表信息:“光補(bǔ)償

8、點(diǎn)”“光飽和點(diǎn)”的含義。【解析】選D。本題考查光合作用的影響因素。A項(xiàng),光強(qiáng)大于140mol·m-2·s-1,馬尾松幼苗葉肉細(xì)胞光合速率大于呼吸速率,產(chǎn)生的O2部分進(jìn)入線粒體,其余釋放到細(xì)胞外,故錯(cuò)誤。B項(xiàng),題干條件“適宜溫度和大氣CO2濃度”,1 255mol·m-2·s-1是苦櫧的光飽和點(diǎn),小于1 255mol·m-2·s-1時(shí)影響苦櫧幼苗光合速率的環(huán)境因素是光照,故錯(cuò)誤。C項(xiàng),輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量總和+生產(chǎn)者的呼吸消耗,故錯(cuò)誤。D項(xiàng),相對(duì)其他植物,青岡的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)均較低,屬陰生植物,所以隨著林冠

9、密集程度增大,更適宜其生存,故正確。5.(2015·海南高考·T9)植物甲與植物乙的凈光合速率隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢(shì)如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都來自太陽能B.葉溫在3650時(shí),植物甲的凈光合速率比植物乙的高C.葉溫為25時(shí),植物甲的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值不同于植物乙的D.葉溫為35時(shí),甲、乙兩種植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值均為0【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息:“凈光合速率”“隨葉片溫度(葉溫)變化的趨勢(shì)”。(2)圖示信息:從曲線可看出兩種植物的凈光合速率隨溫度的變化先增后減,不同溫度下影響不同。【解析】選D。本題考查溫度對(duì)光合

10、作用的影響。植物的光合作用所需要的能量來自太陽能,A項(xiàng)正確;由曲線可知在3650時(shí),植物甲的凈光合速率高于植物乙,B項(xiàng)正確;植物光合與呼吸作用強(qiáng)度的差值即凈光合速率,由曲線可知在葉溫為25時(shí),植物甲的凈光合速率小于植物乙,C項(xiàng)正確;由曲線可知,葉溫為35時(shí),甲、乙兩種植物的凈光合速率相等,但不為0,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2015·海南高考·T24)將一株生長(zhǎng)正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內(nèi),在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始,凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0,之后保持不變。在上述整個(gè)時(shí)間段內(nèi),玻璃容器內(nèi)CO2濃度表現(xiàn)出的變化趨勢(shì)是()A.降低至一定水平時(shí)再升高 B.降低至

11、一定水平時(shí)保持不變C.持續(xù)保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài) D.升高至一定水平時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息:“密閉的玻璃容器”“適宜條件下光照培養(yǎng)”“玻璃容器內(nèi)CO2濃度”。(2)關(guān)鍵知識(shí):CO2濃度對(duì)光合作用的影響。【解析】選B。本題考查CO2濃度對(duì)光合作用影響的有關(guān)知識(shí)。密閉容器內(nèi)的植物在光照條件下既能進(jìn)行光合作用也能進(jìn)行有氧呼吸,植物凈光合速率=實(shí)際光合速率-呼吸速率,凈光合速率只要大于0,則光合作用消耗的CO2量就大于有氧呼吸釋放的CO2量;根據(jù)題意,從照光開始,凈光合速率隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸下降直至為0,之后保持不變,說明密閉容器內(nèi)的CO2濃度從光照開始就下降,當(dāng)凈光合速率下降為0時(shí),密

12、閉容器內(nèi)的CO2濃度停止下降,然后凈光合速率為0保持不變,密閉容器內(nèi)的CO2濃度保持不變,所以B項(xiàng)正確,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2015·安徽高考·T2)如圖為大豆葉片光合作用暗反應(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H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,可形成C5D.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【解題指南】(1)關(guān)鍵知識(shí):光反應(yīng)過程與暗反應(yīng)過程及反應(yīng)條件。(2)圖示信息:暗反應(yīng)階段CO2的固定過程、C3的還原過程。(3)隱含信息:光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)

13、階段提供ATP和H?！窘馕觥窟xC。本題主要考查光合作用過程中光反應(yīng)階段與暗反應(yīng)階段相關(guān)物質(zhì)的變化。在暗反應(yīng)過程中,綠葉通過氣孔從外界吸收進(jìn)來的CO2,不能直接被H還原,首先與葉綠體基質(zhì)中C5結(jié)合生成C3,該過程叫CO2的固定,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。在有關(guān)酶的催化作用下,C3接受ATP水解釋放的能量并且被H還原,一些接受能量并被還原的C3經(jīng)過一系列變化形成糖類,另一些接受能量并被還原的C3則經(jīng)過一系列的化學(xué)變化,又形成C5,故C項(xiàng)正確。D項(xiàng)中,光照強(qiáng)度變?nèi)?光反應(yīng)速度減慢,H和ATP的產(chǎn)生量減少,使暗反應(yīng)階段C3的還原速度減慢,生成C5減少,而CO2的固定短時(shí)間內(nèi)正常進(jìn)行,消耗C5增多,導(dǎo)致C5含量減

14、少,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.(2015·江蘇高考·T21)為研究高光強(qiáng)對(duì)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,下圖為濾紙層析的結(jié)果(、為色素條帶)。下列敘述正確的是(多選)()A.強(qiáng)光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低B.類胡蘿卜素含量增加有利于該植物抵御強(qiáng)光照C.色素、吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)不同D.畫濾液線時(shí),濾液在點(diǎn)樣線上只能畫一次【解題指南】(1)圖示信息:強(qiáng)光照后和色素帶變寬,而和色素帶變窄。(2)隱含信息:和色素帶分別是胡蘿卜素和葉黃素,而和色素帶分別是葉綠素a和葉綠素b?！窘馕觥窟xA、B、C。本題主要考查葉綠體中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)。由圖示可知

15、,強(qiáng)光照下,、表示的葉綠素色素帶變窄,說明葉綠素含量降低,故A項(xiàng)正確;類胡蘿卜素可保護(hù)葉綠素免受強(qiáng)光照降解,故B項(xiàng)正確;是葉綠素a,是葉綠素b,都主要吸收藍(lán)紫光和紅光,但吸收光譜的吸收峰波長(zhǎng)不同,故C項(xiàng)正確;畫濾液線時(shí),濾液在點(diǎn)樣線上畫23次,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.(2015·全國卷·T29)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

16、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

17、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?！窘忸}指南】(1)隱含信息:A、B、C三組處理相比,光照和黑暗交替頻率依次增加。(2)關(guān)鍵知識(shí):光合作用過程光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段的區(qū)別與聯(lián)系。【解析】(1)在該實(shí)驗(yàn)中,作為對(duì)照組的D組接受全光照135s,而C組實(shí)驗(yàn)是光照和黑暗交替進(jìn)行,其僅用了D組的一半時(shí)間的光照,但合成的有機(jī)物的量是94%(D組為100%),故單位光照時(shí)間內(nèi),C組植物合成有機(jī)物的量高于D組植物合成有機(jī)物的量。C組光照時(shí)間的縮短,說明在光合作用過程中,暗反應(yīng)不需要光照,而這個(gè)過程發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。(2)光合作用過程有兩個(gè)階段:光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段必須在

18、光下進(jìn)行,其將水分解,產(chǎn)生ATP和還原型輔酶(H)用于暗反應(yīng)。A、B、C三組處理相比,隨著光照時(shí)間間隔的減少,光照頻率的增加,使光下產(chǎn)生的ATP和H能夠及時(shí)被利用與再生,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%(其他合理答案也可)光照基質(zhì) (2)光照和黑暗交替頻率(其他合理答案也可)ATP和還原型輔酶10.(2015·山東高考·T26)油菜果實(shí)發(fā)育所需的有機(jī)物主要來源于果皮的光合作用。(1)油菜果皮細(xì)胞內(nèi)通過光合作用固定CO2的細(xì)胞器是 。光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物主要以蔗糖的形式運(yùn)輸至種子。種子細(xì)

19、胞內(nèi)的蔗糖濃度比細(xì)胞外高,說明種子細(xì)胞吸收蔗糖的跨(穿)膜運(yùn)輸方式是 。(2)圖甲表示在適宜條件下油菜果實(shí)凈光合速率與呼吸速率的變化。分析可知,第24天的果實(shí)總光合速率(填“大于”或“小于”)第12天的果實(shí)總光合速率。第36天后果皮逐漸變黃,原因是葉綠素含量減少而(填色素名稱)的含量基本不變。葉綠素含量減少使光反應(yīng)變慢,導(dǎo)致光反應(yīng)供給暗反應(yīng)的和減少,光合速率降低。(3)圖乙表示油菜種子中儲(chǔ)存有機(jī)物含量的變化。第36天,種子內(nèi)含量最高的有機(jī)物可用染液檢測(cè);據(jù)圖分析,在種子發(fā)育過程中該有機(jī)物由轉(zhuǎn)化而來?！窘忸}指南】(1)關(guān)鍵知識(shí):物質(zhì)轉(zhuǎn)化及有機(jī)物的檢測(cè)、物質(zhì)跨(穿)膜運(yùn)輸方式、光合作用和細(xì)胞呼吸。

20、(2)圖示信息:圖甲表示果實(shí)凈光合速率與呼吸速率的變化?！窘馕觥?1)光合作用的場(chǎng)所是葉綠體,所以通過光合作用固定CO2的細(xì)胞器是葉綠體。由題意可知,種子細(xì)胞吸收蔗糖的方向是從低濃度到高濃度,運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸。(2)總光合速率=凈光合速率+呼吸速率,由題圖可知,第12天和第24天總光合速率分別大約為9.5和8.5。果皮變黃是因?yàn)槿~綠素分解顯現(xiàn)出類胡蘿卜素(胡蘿卜素和葉黃素)的顏色。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H和ATP,所以光反應(yīng)減弱,光合速率降低。(3)由圖乙可知,第36天,油菜種子中含量最高的有機(jī)物是脂肪,蘇丹或蘇丹染液可使脂肪呈現(xiàn)橘黃色或紅色;可溶性糖和淀粉與脂肪的含量變化呈負(fù)相關(guān),且時(shí)間上具有

21、一定同步性,故脂肪是由可溶性糖和淀粉轉(zhuǎn)化而來的。答案:(1)葉綠體主動(dòng)運(yùn)輸 (2)小于類胡蘿卜素(或葉黃素和胡蘿卜素)H(或NADPH)ATP(注:兩空可顛倒) (3)蘇丹(或蘇丹)可溶性糖和淀粉11.(2015·江蘇高考·T27)為了研究2個(gè)新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人員分別測(cè)定了新育品種與原種(對(duì)照)葉片的凈光合速率、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量,結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題: (1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片,在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)得的單位時(shí)間、單位葉面積的釋放量。(2)光合作用過程中,CO2與C5結(jié)合生成,消耗的C5由經(jīng)過一系列反應(yīng)再生。(3)

22、由圖可知,P1的葉片光合作用能力最強(qiáng),推斷其主要原因有:一方面是其葉綠素含量較高,可以產(chǎn)生更多的;另一方面是其蛋白質(zhì)含量較高,含有更多的。(4)栽培以后,P2植株干重顯著大于對(duì)照,但籽實(shí)的產(chǎn)量并不高,最可能的生理原因是。【解題指南】圖示信息:從圖1中看出,溫度影響凈光合速率;從圖2中看出,P1和P2的葉綠素和蛋白質(zhì)含量高于對(duì)照組?！窘馕觥勘绢}考查光合作用和呼吸作用的相關(guān)知識(shí)。(1)在光照強(qiáng)度、CO2濃度相同的實(shí)驗(yàn)條件下,可采用葉齡一致的葉片,測(cè)得其單位時(shí)間、單位葉面積O2的釋放量或干物質(zhì)的增加量來表示凈光合速率。(2)暗反應(yīng)過程中CO2與C5結(jié)合生成C3,C3經(jīng)過還原一部分形成葡萄糖,一部分形成C5。(3)P1的葉片光合作用能力最強(qiáng),主要原因是其葉綠素含量較高,光反應(yīng)強(qiáng)烈,形成比較多的ATP和H用于暗反應(yīng);蛋白質(zhì)含量高,說明參與光合作用的酶含量高,這兩點(diǎn)都利于暗反應(yīng)的進(jìn)行。(4)P2植株干重顯著大于對(duì)照,籽實(shí)產(chǎn)量不高,最可能的生理原因是光合作用產(chǎn)物更多地積累在莖稈等營養(yǎng)器官中,向籽實(shí)運(yùn)輸?shù)纳?。答?(1)光照強(qiáng)度、CO2濃