全國版2021高考生物一輪復(fù)習(xí)第二單元細胞代謝專題六光合作用備考練含解析

PAGE32-專題六光合作用考點1光合色素和葉綠體1.[2019江蘇,17,2分]如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結(jié)果,樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是()A.研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B.層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C.在敞開的燒杯中進行層析時,需通風(fēng)操作D.實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素b近三年高考對色素提取的考查有不同角度的創(chuàng)新,如本題將綠葉中色素的提取與藍藻中色素的提取相結(jié)合進行考查,而2017年天津卷第5題將葉綠體和液泡中的色素進行對比考查,預(yù)計今后還可能從其他角度進行考查,值得重視。2.[2017全國卷Ⅲ,3,6分]植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是()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量其對不同波長光的吸收值來繪制C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D.葉片在640~660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的本題材料來自教材必修1P99中葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜圖,注意葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。如果對教材中的圖記憶不準確,不注意挖掘圖解細節(jié)——類胡蘿卜素不吸收紅光,就很容易誤判A選項?？键c2光合作用的原理及其應(yīng)用3.[2019全國卷Ⅰ,3,6分]將一株質(zhì)量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等適宜的環(huán)境中,一段時間后植株達到40g,其增加的質(zhì)量來自于()A.水、礦質(zhì)元素和空氣 B.光、礦質(zhì)元素和水C.水、礦質(zhì)元素和土壤 D.光、礦質(zhì)元素和空氣本題以人教版教材七年級上冊P121海爾蒙特的實驗為背景,探究了組成生物體物質(zhì)的來源、與植物生長有關(guān)的細胞代謝活動等,多角度分析細胞代謝與生物生命活動的關(guān)系,從而形成生命觀念和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。4.[2017天津理綜,6,6分]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。如圖顯示兩者在不同光照強度下的CO2吸收速率。敘述錯誤的是()A.光照強度低于P時,突變型的光反應(yīng)強度低于野生型B.光照強度高于P時,突變型的暗反應(yīng)強度高于野生型C.光照強度低于P時,限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度D.光照強度高于P時,限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度近幾年高考試題對“影響植物光合速率的環(huán)境因素”的考查,已從“單一自變量的影響”向“多自變量的影響”轉(zhuǎn)變,這應(yīng)該是今后高考重點考查的方向。這樣設(shè)置考查題目,可充分體現(xiàn)新高考對科學(xué)思維和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)的要求。5.[2018全國卷Ⅱ,30節(jié)選,7分]為了研究某種樹木樹冠上下層葉片光合作用的特性,某同學(xué)選取來自樹冠不同層的A、B兩種葉片,分別測定其凈光合速率,結(jié)果如圖所示。據(jù)圖回答問題:(1)從圖可知,A葉片是樹冠(填“上層”或“下層”)的葉片,判斷依據(jù)是。

(2)光照強度達到一定數(shù)值時,A葉片的凈光合速率開始下降,但測得放氧速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的反應(yīng)受到抑制。

光合作用是高考的核心知識,且?？汲Ｐ?近兩年更是另辟蹊徑,更注重理論聯(lián)系實際,例如本題通過上下層葉片的遮擋作用考查光照強度對光合作用的影響。如不聯(lián)系實際,不明白上層葉片可以遮擋下層葉片,則解答本題的難度就會增大。另外,還要認真審題,看清兩坐標圖縱軸數(shù)值不同,否則也容易錯答。6.Ⅰ.[2018浙江11月選考,30節(jié)選,3分]在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的活動中,選用某植物幼苗,用含有100mmol/LNaCl的完全營養(yǎng)液進行培養(yǎng),測定其光合作用速率和氣孔導(dǎo)度,結(jié)果如圖所示。本實驗可推出的實驗結(jié)論是。實驗中設(shè)置了前后自身對照,還可設(shè)置作為空白對照。測量光合作用速率的指標除本實驗采用的之外,還可采用(答出兩點即可)。

Ⅱ.[2018浙江4月選考,30節(jié)選,6分]在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”的活動中,選用某植物A、B兩個品種,在正常光照和弱光照下進行實驗,部分實驗內(nèi)容與結(jié)果見表。品種光照處理葉綠素a含量(mg/cm2)葉綠素b含量(mg/cm2)類胡蘿卜素總含量(mg/cm2)光合作用速率[μmolCO2/(m2·s)]A正常光照1.810.421.024.59A弱光照0.990.250.462.60B正常光照1.390.270.783.97B弱光照3.803.040.622.97回答下列問題:(1)據(jù)表推知,經(jīng)弱光照處理,品種A的葉綠素總含量和類胡蘿卜素總含量較正常光照。

(2)表中的光合色素位于葉綠體的膜中。分別提取經(jīng)兩種光照處理的品種B的光合色素,再用濾紙進行層析分離。與正常光照相比,弱光照處理的濾紙條上,自上而下的第4條色素帶變,這有利于品種B利用可見光中較短波長的光。

(3)實驗結(jié)果表明,經(jīng)弱光照處理,該植物可通過改變光合色素的含量及其來適應(yīng)弱光環(huán)境。品種的耐蔭性較高。

高考對光合作用相關(guān)知識的考查常結(jié)合實驗或圖像進行,主要考查影響光合作用的直接因素和間接因素。本題第Ⅰ題通過氣孔導(dǎo)度考查影響光合作用的間接因素,第Ⅱ題結(jié)合實驗和表格信息考查直接因素——光照強度對光合作用的影響。解答第Ⅱ題的關(guān)鍵是根據(jù)實驗結(jié)果找出弱光處理后品種B的葉綠素a和葉綠素b的含量顯著升高,從而判斷其更耐蔭。7.[2017全國卷Ⅰ,30,9分]植物的CO2補償點是指由于CO2的限制,光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}:(1)將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中,適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低,原因是。甲種植物凈光合速率為0時,乙種植物凈光合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

(2)若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中,照光培養(yǎng)一段時間后,發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加,原因是。

解答本題的關(guān)鍵是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,即將CO2補償點的相關(guān)文字信息轉(zhuǎn)換成甲、乙兩種植物的CO2補償點圖形并簡單繪出,在此基礎(chǔ)上進行解題。從而也落實考查了考生科學(xué)思維等核心素養(yǎng)。專題探究光合作用和細胞呼吸的綜合分析8.[2018江蘇,29,9分]如圖為某植物葉肉細胞中有關(guān)甲、乙兩種細胞器的部分物質(zhì)及能量代謝途徑示意圖(NADPH指[H]),請回答下列問題:(1)甲可以將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,參與這一過程的兩類色素為,其中大多數(shù)高等植物的需在光照條件下合成。

(2)在甲發(fā)育形成過程中,細胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白,在細胞質(zhì)中合成后,轉(zhuǎn)運到甲內(nèi),在(填場所)組裝;核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運到甲內(nèi),在(填場所)組裝。

(3)甲輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下,可被氧化為后進入乙,繼而在乙的(填場所)徹底氧化分解成CO2;甲中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化,在細胞質(zhì)中合成NADPH,NADPH中的能量最終可在乙的(填場所)轉(zhuǎn)移到ATP中。

(4)乙產(chǎn)生的ATP被甲利用時,可參與的代謝過程包括(填序號)。

①C3的還原②內(nèi)外物質(zhì)運輸③H2O裂解釋放O2④酶的合成所有涉及光合作用的試題,都直接或間接地考查光合作用過程圖解的相關(guān)知識,本題也不例外。解答第(4)小題時易漏選①,主要是因為沒有注意題目設(shè)置的一個前提條件——“乙產(chǎn)生的ATP被甲利用”,可見,打破思維定式,從題目限定條件入手是突破本小題的關(guān)鍵。9.[2018全國卷Ⅲ,29節(jié)選,7分]回答下列問題:(2)植物的葉面積與產(chǎn)量關(guān)系密切。葉面積系數(shù)(單位土地面積上的葉面積總和)與植物群體光合速率、呼吸速率及干物質(zhì)積累速率之間的關(guān)系如圖所示。由圖可知:當葉面積系數(shù)小于a時,隨葉面積系數(shù)增加,群體光合速率和干物質(zhì)積累速率均。當葉面積系數(shù)超過b時,群體干物質(zhì)積累速率降低,其原因是。

(3)通常,與陽生植物相比,陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強度(填“高”或“低”)。

本題通過葉面積系數(shù)考查影響光合速率和呼吸速率的內(nèi)部因素,注重聯(lián)系實際,體現(xiàn)了學(xué)以致用的高考改革思想,落實社會責(zé)任這一核心素養(yǎng)的考查。分析題圖,以a、b為界線分析a、b前后群體光合速率、群體呼吸速率和群體干物質(zhì)積累速率的變化是解題的關(guān)鍵。牢記“群體”而不是個體也有助于理解題意。10.[2016全國卷Ⅱ,31,8分]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,進行了如下實驗:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成藍色溶液,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。各試管的實驗處理和結(jié)果見下表。試管編號1234567水草無有有有有有有距日光燈的距離(cm)20遮光*1008060402050min后試管中溶液的顏色淺綠色X淺黃色黃綠色淺綠色淺藍色藍色*遮光是指用黑紙將試管包裹起來,并放在距日光燈100cm的地方。若不考慮其他生物因素對實驗結(jié)果的影響,回答下列問題:(1)本實驗中,50min后1號試管的溶液是淺綠色,則說明2至7號試管的實驗結(jié)果是由引起的;若1號試管的溶液是藍色,則說明2至7號試管的實驗結(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。

結(jié)合實驗考查光合作用和呼吸作用的關(guān)系是高考常見的題型。解答此類試題首先要根據(jù)實驗?zāi)康呐袛嘧宰兞俊⒁蜃兞亢蜔o關(guān)變量,然后通過比較實驗組和對照組的結(jié)果,分析自變量和因變量的關(guān)系,寫出實驗結(jié)論。如根據(jù)“距日光燈的距離”可以判斷本實驗的自變量為光照強度,進而再據(jù)題意作答?？键c1光合色素和葉綠體考法1光合色素的種類、功能及提取實驗分析命題角度1色素的種類、吸收光譜與功能考情回顧1.[2019全國卷Ⅲ,T29(1)節(jié)選]葉綠體中含氮的光合色素是葉綠素。2.[2019浙江4月選考,T30(2)節(jié)選]分析葉綠素a的吸收光譜可知,其主要吸收可見光中的藍紫光和紅光。環(huán)境條件會影響葉綠素的生物合成,如秋天葉片變黃的現(xiàn)象主要與低溫抑制葉綠素的合成有關(guān)。3.[2018全國卷Ⅲ,T29(1)]高等植物光合作用中捕獲光能的物質(zhì)分布在葉綠體的類囊體膜上,該物質(zhì)主要捕獲可見光中的藍紫光和紅光。4.[2017海南,T10C]若將葉綠體置于藍紫光下,則不會有氧氣產(chǎn)生(×)[提示:葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光,用于光合作用]。5.[2017天津理綜,T5A、B](題干信息:葉綠體中的色素為脂溶性,液泡中紫紅色的花青苷為水溶性。以月季成熟的紫紅色葉片為材料,下列實驗無法達到目的的是)用無水乙醇提取葉綠體中的色素(√)[提示:月季葉綠體中含有的葉綠素和類胡蘿卜素為脂溶性,能溶于有機溶劑,故可用無水乙醇提取葉綠體中的色素];用水做層析液觀察花青苷的色素帶(√)[提示:月季成熟的紫紅色葉片中含有的花青苷能溶于水,可用水作為層析液觀察花青苷的色素帶]。6.[2016全國卷Ⅱ,T4C、D]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(×)[提示:光合作用所利用的光都是可見光];黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由葉綠素合成受阻引起的(√)。1[2019海南,9,2分]下列關(guān)于高等植物光合作用的敘述,錯誤的是A.光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能B.紅光照射時,胡蘿卜素吸收的光能可傳遞給葉綠素aC.光反應(yīng)中,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能需要有ADP的參與D.紅光照射時,葉綠素b吸收的光能可用于光合作用光合作用的暗反應(yīng)階段不能直接利用光能,需要利用光反應(yīng)階段形成的[H]和ATP,A正確;胡蘿卜素不能吸收紅光,B錯誤;光反應(yīng)中,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能,需要有ADP和Pi及ATP合成酶的參與,C正確;紅光照射時,葉綠素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能,D正確。B命題角度2綠葉中色素的提取與分離考情回顧1.[2019浙江4月選考,T30(2)節(jié)選]在“光合色素的提取與分離”活動中,提取新鮮菠菜葉片的色素并進行分離后,濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為類胡蘿卜素。2.[2018全國卷Ⅱ,30(3)]若要比較A、B兩種新鮮葉片中葉綠素的含量,在提取葉綠素的過程中,常用的有機溶劑是無水乙醇。3.[2016全國卷Ⅱ,T4A]葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中(√)。2[2016江蘇,17,2分]下列用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述,正確的是A.應(yīng)該在研磨葉片后立即加入CaCO3,防止酸破壞葉綠素B.即使菜葉剪碎不夠充分,也可以提取出4種光合作用色素C.為獲得10mL提取液,研磨時一次性加入10mL乙醇研磨效果最好D.層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果,否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失提取色素時,應(yīng)在研磨前加入CaCO3,防止酸破壞葉綠素,A項錯誤;菜葉剪碎不夠充分,提取的濾液中色素的含量少,分離結(jié)果中色素帶變窄,但分離得到的色素種類不變,B項正確;在研磨時分次加入10mL乙醇比一次性加入10mL乙醇的效果好,C項錯誤;層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果的原因是葉綠素在光下容易分解,并不是葉綠素會隨溶劑揮發(fā)消失,D項錯誤。B1.[2019四川雅安模擬]下列有關(guān)圖中曲線的敘述,正確的是()A.“綠葉中色素的提取和分離”實驗中,四種光合色素均可用層析液提取B.光合色素在層析液中的溶解度越高,在濾紙條上擴散速度越慢C.光照由450nm轉(zhuǎn)為550nm后,葉綠體類囊體薄膜上的ATP產(chǎn)量將會增多D.光照由550nm迅速轉(zhuǎn)為670nm后,短時間內(nèi)葉綠體中C3的含量將會減少考點2光合作用的原理及其應(yīng)用考法2光合作用過程的綜合分析命題角度3光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程分析3[2015安徽理綜,2,6分]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,可再形成C5D.光照強度由強變?nèi)鯐r,短時間內(nèi)C5含量會升高在C3的還原過程中存在ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中穩(wěn)定化學(xué)能的過程,故A項錯誤;結(jié)合題圖可知,CO2在與C5結(jié)合后生成C3的情況下才能被ATP和[H]還原,故B項錯誤;依圖示,C3還原過程中,在生成(CH2O)的同時,伴隨著C5的形成,故C項正確;當光照強度減弱時,[H]和ATP的生成量減少,C5的合成量減少,但其仍然通過CO2的固定過程被消耗,因此短時間內(nèi)C5含量減少,故D項錯誤。C命題角度4環(huán)境因素驟變對光合作用中物質(zhì)含量變化的影響4[2016天津理綜,2,6分]在適宜反應(yīng)條件下,用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間后,突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發(fā)生變化的物質(zhì),組合正確的是A.紅光,ATP下降 B.紅光,未被還原的C3上升C.綠光,[H]下降 D.綠光,C5上升(1)挖掘題干關(guān)鍵信息:改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射、瞬間發(fā)生變化的物質(zhì)。(2)規(guī)劃解題思路:根據(jù)光源的改變→推導(dǎo)光能的吸收量→光反應(yīng)產(chǎn)物([H]和ATP)的變化→暗反應(yīng)過程中物質(zhì)含量的變化。葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光等可見光,吸收的綠光很少。將白光改為光照強度相同的紅光,光反應(yīng)增強,葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和[H]增多,C3的還原加快,此時CO2的固定仍以原來的速率進行,導(dǎo)致未被還原的C3減少,故A、B項錯誤;將白光改為光照強度相同的綠光,光反應(yīng)減弱,短時間內(nèi)葉綠體內(nèi)產(chǎn)生的ATP和[H]減少,而C3的還原仍以原來的速率消耗[H]和ATP,則短時間內(nèi)[H]含量會下降,故C項正確;[H]和ATP的減少必然會導(dǎo)致C3還原生成C5減慢,此時CO2的固定仍以原來的速率消耗C5,則短時間內(nèi)C5的含量會下降,故D項錯誤。C2.[6分]在光照等適宜的條件下,將培養(yǎng)在CO2濃度為1%的環(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相對濃度的變化趨勢如圖?；卮鹣铝袉栴}:(1)圖中物質(zhì)A是(填“C3”或“C5”)。

(2)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)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(填“高”或“低”),其原因是。

考法3影響光合作用的因素和應(yīng)用分析1.內(nèi)部因素由遺傳特性決定。由于不同種類植物光合色素的種類及含量存在差異、光合作用相關(guān)酶的活性及最適條件不同、葉片結(jié)構(gòu)或葉肉細胞結(jié)構(gòu)差別較大等,造成了不同植物的光合速率存在差異。2.外部直接因素(1)光照強度,通過直接影響[H]和ATP的合成速率,進而影響暗反應(yīng)速率。(2)CO2濃度,通過影響C3的合成速率,進而影響光反應(yīng)速率及C3的還原速率。(3)溫度,主要通過影響暗反應(yīng)速率而影響整個反應(yīng)進程的順利進行。3.外部間接因素其他環(huán)境因素大都通過影響光照強度、CO2吸收量、溫度來影響光合速率,如干旱通過影響氣孔開閉來影響光合速率、種植密度通過影響光照強度來影響光合速率等。命題角度5內(nèi)部因素對光合速率的影響5[2015江蘇,27,8分]為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光合速率、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量,結(jié)果如圖所示。請回答下列問題。圖1圖2(1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片,在相同的實驗條件下,測得的單位時間、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)由圖可知,P1的葉片光合作用能力最強,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照,但籽實的產(chǎn)量并不高,最可能的生理原因是。

(1)葉齡屬于影響光合速率的內(nèi)在因素,溫度、CO2濃度和光照強度等屬于影響光合速率的環(huán)境因素。由圖1可知自變量是溫度,CO2濃度和光照強度屬于無關(guān)變量,應(yīng)保持相同且適宜?？捎脝挝粫r間、單位葉面積的O2釋放量來代表凈光合速率。(2)在光合作用的暗反應(yīng)階段,CO2與C5結(jié)合生成的C3被[H]還原,該還原過程同時會再生成一定量的C5。(3)圖2顯示,P1葉片中葉綠素含量較高,能吸收更多的光能,生成更多的[H]和ATP;同時P1葉片中蛋白質(zhì)含量也較高,含有更多的參與光合作用的酶,這兩方面導(dǎo)致P1葉片光合作用的能力較強。(4)P2植株的干重(有機物)較大但籽實的產(chǎn)量并不高,可能的原因是P2植株的光合作用能力較強,但其向籽實運輸?shù)挠袡C物量較少。(1)光照強度、CO2濃度O2(2)C3C3(3)[H]和ATP參與光合作用的酶(4)P2光合作用能力強,但向籽實運輸?shù)墓夂袭a(chǎn)物少命題角度6外部因素對光合速率的直接影響(熱點角度)6[2016全國卷Ⅰ,30,8分]為了探究生長條件對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)較長一段時間(T)后,測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量),光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示。回答下列問題:(1)據(jù)圖判斷,光照強度低于a時,影響甲組植物光合作用的限制因子是。

(2)b光照強度下,要使甲組的光合作用強度升高,可以考慮的措施是提高(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時間后,再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度,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。

(1)當光照強度低于a時,甲組植物的光合作用強度隨光照強度的增大而增大,因此甲組植物光合作用的限制因子是光照強度。(2)b光照強度下,甲組植物的光合作用強度不再隨光照強度的增大而增大,說明此時限制光合作用的因素不是光照強度,應(yīng)是CO2濃度或溫度,因此要提高甲組的光合作用強度,可以考慮的措施是適當提高CO2濃度。(3)由題圖可知,經(jīng)處理后乙組的最大光合速率明顯低于甲組;若是由遺傳物質(zhì)改變造成的,則可遺傳給子代,即子代在甲組條件下光合速率應(yīng)低于甲組;若是由低光照引起的,遺傳物質(zhì)不變,則子代在甲組條件下光合速率應(yīng)與甲組相同。當把乙組植株產(chǎn)生的種子種植在與甲組相同的條件下時,其光合作用曲線與甲組的相同,說明乙組光合作用強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)的改變造成的。(1)光照強度(2)CO2濃度(3)乙組光合作用強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)的改變造成的名師點睛在外界因素影響光合作用強度的曲線中,達到飽和點前,主要限制因素是橫坐標所代表的因素;達到飽和點之后,主要的限制因素是除橫坐標所代表的因素之外的其他因素。有時也有例外,如本題中光照強度為b時,限制乙組光合作用強度的因素不能按常規(guī)思路認為是“除橫坐標所代表的因素之外的其他因素”,而是引起兩曲線之間差異的因素——光照強度。母題變式·探究核心素養(yǎng)新命題1.[科學(xué)思維——分析與推斷](1)圖中光合作用強度指凈光合作用強度(填“總光合作用強度”或“凈光合作用強度”)。(2)當光照強度為a時,乙組植株葉肉細胞中產(chǎn)生[H]的結(jié)構(gòu)有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。2.[科學(xué)思維——模型與建模]如果將題中甲組曲線改為CO2濃度為1%,乙組曲線改為CO2濃度為0.03%,如圖所示,據(jù)圖分析回答問題:(1)ab段影響光合作用強度的主要因素是光照強度,判斷依據(jù)是隨光照強度的增大,光合作用強度增大。(2)曲線中d點突然轉(zhuǎn)向b點時,短時間內(nèi)葉綠體中C5濃度降低(填“升高”或“降低”),原因是CO2濃度突然增大,短時間內(nèi)C5的消耗速率增大,但合成速率不變。3.[2020遼寧五校聯(lián)考]將某植物放在透明密閉容器內(nèi),給予不同的光照條件,定時檢測密閉容器中CO2含量,下列說法錯誤的是()時間(s)CO2含量(mg)條件050100150黑暗340347354361遮光75%340342344346遮光25%340332324316全光照340336332328A.不同組別的溫度必須相同B.本實驗中該植物生長的適宜光照條件是遮光25%C.在遮光75%的條件下,光照強度是限制該植物光合作用的主要因素D.100~150s全光照條件下植物固定CO2的總量為4mg命題角度7外部因素對光合速率的間接影響(熱點角度)7[2019全國卷Ⅰ,29,12分]將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理,該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大,葉片中的脫落酸(ABA)含量增高,葉片氣孔開度減小?；卮鹣铝袉栴}。(1)經(jīng)干旱處理后,該植物根細胞的吸水能力。

(2)與干旱處理前相比,干旱處理后該植物的光合速率會,出現(xiàn)這種變化的主要原因是

。

(3)有研究表明:干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料,設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。本題的難點是實驗設(shè)計,要設(shè)計實驗驗證干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,需要設(shè)置兩組實驗:一是證明干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起的,二是證明干旱條件下植物氣孔開度減小是ABA引起的。(1)經(jīng)干旱處理后,根細胞的溶質(zhì)濃度增大,細胞內(nèi)滲透壓增大,對水分子吸引力增大,植物根細胞的吸水能力增強。(2)據(jù)題干條件可知干旱處理后該植物的葉片氣孔開度減小,導(dǎo)致葉片細胞吸收CO2減少,暗反應(yīng)減弱,因此光合速率會下降。(3)根據(jù)題意分析可知,實驗?zāi)康臑轵炞C干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,故實驗應(yīng)分為兩部分:①證明干旱條件下植物氣孔開度變化不是缺水引起的;②證明干旱條件下植物氣孔開度減小是由ABA引起的。該實驗材料為ABA缺失突變體植株(不能合成ABA),自變量應(yīng)分別為①正常條件和缺水環(huán)境、②植物體中ABA的有無,因變量均為氣孔開度變化,據(jù)此設(shè)計實驗。①取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度,經(jīng)干旱處理后,再測定氣孔開度,預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變?？烧f明缺水環(huán)境不影響ABA缺失突變體植株氣孔開度變化,即干旱條件下植物氣孔開度變化不是由缺水引起的。②將上述經(jīng)干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進行ABA處理,另一組作為對照組,一段時間后,分別測定兩組的氣孔開度,預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小,對照組氣孔開度不變?？烧f明干旱條件下植物氣孔開度減小是由ABA引起的。(1)增強(2)降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少(3)實驗思路:取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度,經(jīng)干旱處理后,再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進行ABA處理,另一組作為對照組,一段時間后,分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小,對照組氣孔開度不變?？键c掃描以新情境信息考查影響光合作用的因素影響光照強度的新情境2018全國卷Ⅱ第30題,研究樹冠上、下層葉片的光合速率隨光照強度變化而變化的情況2018全國卷Ⅰ第30題,研究了合理密植與作物增產(chǎn)的問題,同時探究了適于種植在林下的植物所應(yīng)具備的特點2018浙江4月選考第30題則研究了光照強度對不同植物中色素合成的影響等影響二氧化碳吸收速率的新情境2016四川卷第5題研究了胞間CO2濃度與光合速率的關(guān)系2017全國卷Ⅰ第30題研究了密閉容器中兩種植物光合速率變化問題,其實質(zhì)是隨著光合作用的持續(xù)進行,二氧化碳濃度在持續(xù)減小,進而影響光合速率2016全國卷Ⅲ第29題,探究了影響光合作用的主要因素是溫度還是空氣濕度4.[2020山西太原名校模擬,10分]研究人員利用番茄研究高溫下空氣濕度對番茄光合作用的影響。研究人員在每天10:00~16:00設(shè)置三個空氣濕度處理,即高濕度(70%)、中濕度(55%)、低濕度(40%),實驗期間平均溫度為35℃,分別測量處理7天和14天的實驗數(shù)據(jù),實驗結(jié)果如表:處理時間(d)濕度處理凈光合速率(μmol·m-2·s-1)氣孔導(dǎo)度(mol·m-2·s-1)胞間CO2濃度(μmol·mol-1)氣孔限制值7低5.220.213610.115中7.270.523940.063高9.760.303810.07214低1.680.074210.085中2.070.043830.167高4.430.113770.154*氣孔限制值=1-胞間CO2濃度/空氣中CO2濃度。(1)CO2會參與光合作用的反應(yīng),CO2需要與反應(yīng)而被固定。

(2)通過分析處理7d的數(shù)據(jù)可知,空氣濕度較低時,氣孔導(dǎo)度較,胞間CO2濃度較小,推測此時凈光合作用速率較低的原因是。

(3)進一步研究不同濕度下的葉溫發(fā)現(xiàn),高濕度組葉溫要顯著低于低濕度組。處理14d時,高濕度組相較于低濕度組的胞間CO2濃度降低,氣孔限制值增大。這說明濕度增大,除了氣孔導(dǎo)度增大,有利于相關(guān)氣體的吸收以外,還增強了,從而促進光合速率的提高。

(4)根據(jù)以上實驗結(jié)果分析,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以通過來降低“光合午休”現(xiàn)象。

題型剖析2借助其他學(xué)科思想,解答光合作用曲線題8[2019安徽六安聯(lián)考改編]將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室中,調(diào)節(jié)小室CO2濃度,在較低的光照強度下測定葉片光合作用的強度(以CO2吸收速率表示),測定結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述正確的是A.如果光照強度適當降低,a點左移,b點左移B.如果光照強度適當降低,a點左移,b點右移C.如果光照強度適當增強,a點右移,b點右移D.如果光照強度適當增強,a點左移,b點右移本題是在較低光照強度下測定的葉片光合作用的強度,圖中的a表示該植物的CO2補償點,b表示CO2飽和點。當光照強度適當降低時,凈光合作用積累有機物的量減少,“三角形abc”的面積減小,因此a點沿橫軸右移,b點左移;當光照強度適當增強時,凈光合作用積累有機物的量增大,“三角形abc”的面積增大,因此a點沿橫軸左移,b點右移。D一題多解借助數(shù)學(xué)模型快速解決b點的移動問題:光照增強→單位時間利用的CO2量增多→達到飽和時,單位時間對CO2需求量增多→b點右移→反映在圖中表現(xiàn)為“三角形”面積增大;若光照減弱,則b點左移,反映在圖中表現(xiàn)為“三角形”面積減小。2.巧用“模型構(gòu)建法”解讀數(shù)學(xué)模型9[2019黑龍江哈爾濱師大附中期中]圖1表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為a、b、c、d時(其他條件不變且適宜),單位時間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化,圖2表示葉肉細胞中葉綠體和線粒體兩種細胞器間的氣體交換,請回答下列問題。圖1圖2(1)除圖中所示條件外,影響光合作用的外界因素還有(至少回答兩點)。

(2)水稻葉肉細胞的呼吸作用強度(用CO2產(chǎn)生量表示)為個單位。光照強度為b、c時,可分別用圖2中的、表示。

(3)若光照強度長期為c,該綠色植物(填“能”或“不能”)正常生長,請說明理由:。

(1)圖中研究的是不同光照強度對光合作用的影響,另外影響光合作用的因素還有溫度、CO2濃度等。(2)圖1中光照強度為a時沒有O2產(chǎn)生,故此時葉肉細胞只進行細胞呼吸,呼吸作用強度為6個單位。光照強度為b時,呼吸作用強度是光合作用強度的2倍,即光合作用強度小于呼吸作用強度,可對應(yīng)圖2中丙圖;光照強度為c時,O2產(chǎn)生總量等于呼吸作用釋放的CO2量,即光合作用強度等于呼吸作用強度,可用圖2中的乙表示。(3)光照強度為c時,葉肉細胞的光合作用強度等于呼吸作用強度,但其他部位細胞進行呼吸作用消耗有機物,所以若光照強度長期為c,該綠色植物不能正常生長。(1)溫度、CO2濃度等(答出兩點即可)(2)6丙乙(3)不能光照強度為c時,葉肉細胞的光合作用強度等于呼吸作用強度,但其他部位細胞進行呼吸作用消耗有機物,所以若光照強度長期為c,該綠色植物不能正常生長素養(yǎng)提升科學(xué)思維之模型與建模構(gòu)建數(shù)學(xué)模型研究光合作用強度與其影響因素之間的關(guān)系是最常見的試題。解答此類試題,需要靈活運用數(shù)學(xué)思想,構(gòu)建新的數(shù)學(xué)模型(添加輔助線),使復(fù)雜問題簡單化、隱含條件明朗化,從而大大提升科學(xué)思維這一核心素養(yǎng)。如解答本題時,通過做輔助線構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,可以直觀比較四種光照強度下光合速率與細胞呼吸速率的大小(如圖所示)。3.利用函數(shù)的增減性,分析影響光合作用強度的因素10[2018全國卷Ⅰ,30,9分]甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)當光照強度大于a時,甲、乙兩種植物中,對光能的利用率較高的植物是。

(2)甲、乙兩種植物單獨種植時,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時葉片的光合速率明顯下降,其原因是進入葉肉細胞的(填“O2”或“CO2”)不足。

解答本題的關(guān)鍵在于依據(jù)題圖分析出乙種植物的光飽和點及光補償點都比甲低,在光照強度較低時乙更具有生長優(yōu)勢。(1)由題圖可知,乙的光飽和點及光補償點都比甲低,因此對于甲、乙兩種植物,在光照強度較低時乙更具有生長優(yōu)勢。當光照強度大于a時,甲種植物光合作用強度高于乙種植物,因此甲種植物對光能的利用率較高。(2)根據(jù)曲線圖可知,甲種植物的光飽和點較高,且隨光照強度增大,甲種植物凈光合速率變化的幅度較大。當甲、乙兩種植物單獨種植時,如果種植密度過大,植株接受的光照強度減弱,甲種植物凈光合速率下降幅度較大。(3)乙種植物的光補償點較低,所以更適合在光照較弱的林下種植。(4)夏日晴天中午溫度過高,氣孔部分關(guān)閉,因此進入葉肉細胞的CO2不足,葉片的光合速率明顯下降。(1)甲(2)甲光照強度降低導(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教材深挖本題第(4)問取材于教材必修1P106拓展題的第1題,分析教材圖中曲線,在夏季晴朗的白天,7~10時光合作用強度不斷增強,這是因為在一定溫度和二氧化碳供應(yīng)充足的情況下,一定范圍內(nèi)光合作用的強度是隨著光照強度增強而增強的;在12時左右光合作用強度明顯減弱,是因為此時溫度很高,蒸騰作用很強,氣孔大量關(guān)閉,二氧化碳供應(yīng)減少,導(dǎo)致光合作用強度明顯減弱。14~17時光合作用強度不斷下降的原因是此時光照強度不斷減弱。專題探究1光合作用與細胞呼吸的綜合分析11[2017全國卷Ⅱ,29,9分]如圖是某植物葉肉細胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是、、、,[H]代表的物質(zhì)主要是。

(2)B代表一種反應(yīng)過程,C代表細胞質(zhì)基質(zhì),D代表線粒體,則ATP合成發(fā)生在A過程,還發(fā)生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精,出現(xiàn)這種情況的原因是。

(1)由分析可知,圖中①表示光合作用光反應(yīng)階段水光解的產(chǎn)物O2;②是生成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)的反應(yīng)物NADP+;③是生成ATP的原料ADP+Pi;④代表光合作用暗反應(yīng)階段參與固定CO2的物質(zhì)C5;圖中[H]代表的物質(zhì)是呼吸作用過程中的還原型輔酶Ⅰ(NADH)。(2)細胞中生成ATP的場所除葉綠體外還有細胞質(zhì)基質(zhì)(C)和線粒體(D)。(3)細胞質(zhì)基質(zhì)中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精的原因是植物細胞缺氧,導(dǎo)致細胞進行無氧呼吸。(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或還原型輔酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸解后反思高考不放棄對教材中邊角易漏知識的考查本題圖是教材必修1P103圖5-15和P93圖5-9兩圖的合并,只要清楚教材圖解中的各物質(zhì),解答本題就很容易。另外,光合作用與細胞呼吸的場所、過程、原料、條件等雖不同,但二者可通過物質(zhì)和能量緊密聯(lián)系在一起。解答本類試題時應(yīng)結(jié)合教材圖解準確獲取圖示中物質(zhì)轉(zhuǎn)化信息,并據(jù)此分清光合作用與細胞呼吸各階段,從而作出正確的分析和解答。注意本題易錯易混點為[H],呼吸作用中的[H]為還原型輔酶I(NADH),光合作用中的[H]為還原型輔酶Ⅱ(NADPH),二者不是同一物質(zhì)。本知識點出現(xiàn)在教材必修1P94和P103的旁欄中,屬于教材上的邊角易漏知識。5.[2020四川五校聯(lián)考]如圖是[H]隨化合物在生物體內(nèi)的部分轉(zhuǎn)移過程,下列對其分析不正確的是()A.[H]經(jīng)①→②轉(zhuǎn)移到葡萄糖,光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]用于暗反應(yīng)C3的還原B.③→④依次在細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上進行C.不能產(chǎn)生[H]的過程有②④D.能產(chǎn)生ATP的過程只有③④突破點2開放和密閉環(huán)境中CO2、O2含量晝夜變化狀況分析12某生物研究小組在密閉恒溫玻璃溫室內(nèi)進行植物栽培實驗,連續(xù)48小時測定溫室內(nèi)CO2濃度及植物的CO2吸收速率,得到如圖所示曲線(整個過程呼吸速率恒定),據(jù)圖分析正確的是A.圖中植物呼吸速率與光合速率相等的時間點有3個B.綠色植物吸收CO2速率達到最大的時間是第45小時C.實驗開始的前24小時比后24小時的平均光照強度弱D.實驗全過程葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所只有線粒體和葉綠體圖中CO2吸收速率曲線是在恒溫密閉環(huán)境中測得的,當吸收速率為零時,呼吸速率與光合速率相等,表示植物不從外界吸收CO2。根據(jù)題圖可知呼吸速率與光合速率相等的點有4個,分別在第6、18、30、42小時,A錯誤。據(jù)曲線分析,CO2吸收速率最大時對應(yīng)的時間是第36小時,B錯誤。由曲線圖可以看出,前24小時比后24小時的平均CO2吸收速率低,因此,前24小時比后24小時的平均光照強度弱,C正確。實驗全過程葉肉細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所包括細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體,D錯誤。C6.將小球藻放在密閉的玻璃罩內(nèi),置于室外進行培養(yǎng),假定玻璃罩內(nèi)小球藻的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。得到實驗結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是()甲乙丙A.圖乙中的C點對應(yīng)圖甲中的C點,此時細胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對應(yīng)圖丙中的①B.圖甲中的F點對應(yīng)圖乙中的H點,此時細胞內(nèi)的氣體交換狀態(tài)對應(yīng)圖丙中的③C.到達圖乙中的D點時,玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高,此時細胞內(nèi)氣體交換狀態(tài)對應(yīng)圖丙中的③D.經(jīng)過這一晝夜,小球藻體的有機物含量會增加突破點3光合速率與呼吸速率的辨析及相關(guān)計算13如表所示是對甲、乙兩種高等植物設(shè)計實驗所測得的相關(guān)數(shù)據(jù)(溫度和CO2濃度等條件均相同且適宜)。請分析表格數(shù)據(jù)回答下列問題:光合速率與呼吸速率相等時的光照強度(klx)光合速率達到最大值時的最小光照強度(klx)光合速率達到最大值時CO2吸收速率[mg/(100cm2·h)]黑暗條件下CO2釋放速率[mg/(100cm2·h)]甲植物13126乙植物393014(1)本實驗的自變量是。

(2)甲、乙兩植物相比,植物更適合在較強光照下生長。

(3)當光照強度為1klx時,乙植物的光合速率(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸速率,若將甲植物從光照強度為1klx的環(huán)境中移至光照強度為3klx的環(huán)境中,甲植物光合作用所需CO2來源于。

(4)當光照強度為3klx時,與乙植物相比較,甲植物的實際光合速率較(填“大”或“小”),此時甲、乙兩植物固定CO2速率的差為mg/(100cm2·h)。

據(jù)表分析,光合速率和呼吸速率相等時的光照強度為光補償點,光合速率達到最大值時的最小光照強度為光飽和點。光合速率達到最大值時的CO2吸收速率可反映凈光合速率,黑暗條件下CO2釋放速率代表呼吸速率。據(jù)此分析作答。(1)由題意知,該實驗的自變量是光照強度和植物的種類,適宜的溫度和一定CO2濃度屬于無關(guān)變量。(2)由于乙植物的光補償點和光飽和點較高,因此乙植物更適合在較強光照下生長。(3)表格中數(shù)據(jù)顯示,乙植物的光補償點為3klx,因此當光照強度為1klx時,乙植物的光合速率小于呼吸速率。若將甲植物從光照強度為1klx的環(huán)境中移至光照強度為3klx的環(huán)境中,光照強度增大,光合速率大于呼吸速率,因此甲植物光合作用所需的CO2來源于進行呼吸作用的細胞的線粒體和外界。(4)當光照強度為3klx時,甲植物的實際光合速率是12+6=18[mg/(100cm2·h)],該光照強度是乙植物的光補償點,乙植物實際光合速率是14mg/(100cm2·h),所以與乙植物相比,甲植物的實際光合速率較大;此時甲、乙兩植物固定CO2速率的差為18-14=4[mg/(100cm2·h)]。(1)光照強度、植物種類(2)乙(3)小于進行呼吸作用的細胞的線粒體和環(huán)境(氣孔吸收的)(4)大47.植物的光合作用受CO2濃度、溫度與光照強度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下,測定某植物葉片在不同光照條件下的凈光合作用速率,單位為mg/(100cm2·h)。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.在a點所示條件下,該植物的葉肉細胞內(nèi)能夠產(chǎn)生ATP的部位只有線粒體B.該植物葉片的呼吸速率可表示為5mg/(100cm2·h)C.在一晝夜中,將該植物葉片置于c點對應(yīng)的光照強度條件下11小時,其余時間置于黑暗中,則每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45mgD.已知該植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。若將溫度提高到30℃的條件下(原光照強度和CO2濃度不變),則圖中b點將右移,c點將下移突破點4植物光合速率與呼吸速率的常用測定方法14[2019湖南湖北十二校聯(lián)考]研究小組同學(xué)研究某湖泊中X深度的生物光合作用和有氧呼吸時,設(shè)計了如下操作:①取三個相同的透明玻璃瓶并標號a、b、c,將a瓶用不透光的黑布包起來;②將a、b、c三個瓶子均在湖中X深度取滿水,并測定c瓶水中的溶氧量;③將a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中,24小時后取出;④測定a、b兩瓶水中的溶氧量,三個瓶子的測量結(jié)果如圖所示。則24小時內(nèi)X深度水體中生物光合作用和有氧呼吸情況的分析正確的是A.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為k-vB.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為k-wC.有氧呼吸消耗的氧氣量為k-vD.有氧呼吸消耗的氧氣量為v分析操作步驟可知,c瓶為對照,測量的是實驗前每瓶中的溶氧量,即原溶氧量=w;a瓶用不透光的黑布包起來,其內(nèi)生物只能進行呼吸作用,測量的值為原溶氧量與有氧呼吸消耗的氧氣量之差,即有氧呼吸消耗的氧氣量=w-v;b瓶內(nèi)的植物能進行光合作用,同時能進行呼吸作用,測量的結(jié)果為光合作用產(chǎn)生的氧氣量-有氧呼吸消耗的氧氣量+原溶氧量的值,即光合作用產(chǎn)生的氧氣量=k-w+(w-v)=k-v。根據(jù)以上分析可知,c瓶中的溶氧量為初始溶氧量,a瓶用不透光的黑布包起來,則其中生物只能進行有氧呼吸,因此有氧呼吸消耗的氧氣量為w-v,C、D錯誤;b瓶中生物既進行有氧呼吸又進行光合作用,而a瓶和b瓶中有氧呼吸強度相等,則光合作用產(chǎn)生氧氣量=凈光合作用產(chǎn)生的氧氣量+呼吸作用消耗的氧氣量=k-w+(w-v)=k-v,A正確、B錯誤。A15[2019陜西寶雞聯(lián)考]科學(xué)探究是研究生物學(xué)的重要方法。為了探究綠色植物的呼吸作用和光合作用,某生物興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下設(shè)計了圖甲所示的裝置,圖乙為C裝置中葉片在夏季晴朗的一天內(nèi)呼吸作用和光合作用的變化曲線。請據(jù)圖回答下列問題(氫氧化鈉溶液具有吸收二氧化碳的作用)。甲乙(1)為了確保實驗的科學(xué)性,該興趣小組的同學(xué)對圖甲中的葉片先進行一定時間的暗處理,這樣做的目的是。

(2)圖甲所示的實驗設(shè)計能探究(至少寫兩個)等因素對光合作用的影響。

(3)D裝置彎玻璃管中紅墨水的移動方向是(填“向左”“向右”或“不動”)。圖乙中的曲線與D裝置內(nèi)葉片的生理活動相對應(yīng)。

(4)對圖甲C裝置中的葉片進行脫水稱重,欲使得到的質(zhì)量最大,結(jié)合圖乙中的曲線分析,應(yīng)選擇(填圖中字母)時左右摘取葉片。

(1)“進行一定時間的暗處理”時,無光照,植物只進行呼吸作用而不能進行光合作用,這樣可以將葉片中原來儲存的營養(yǎng)物質(zhì)消耗盡,以免原有營養(yǎng)物質(zhì)對實驗結(jié)果造成影響。(2)圖甲中,對A葉片的處理是割斷主葉脈,導(dǎo)管被切斷,這樣A葉片的左端部分就得不到從根運輸來的水分,因此,A葉片的左端和右端部分就形成以是否有水供應(yīng)為自變量的對照實驗;B裝置中沒有光照,C裝置中有光照,二者唯一不同的是有無光照,可用作以光為自變量的對照實驗;D裝置中有氫氧化鈉溶液(吸收二氧化碳),造成瓶中沒有二氧化碳,因此C裝置和D裝置唯一不同的是有無二氧化碳,可作為以二氧化碳為自變量的對照實驗。因此,圖甲所示的實驗設(shè)計能探究水、光照、二氧化碳等因素對光合作用的影響。(3)D裝置中葉片進行呼吸作用吸收氧氣、釋放二氧化碳,而釋放的二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收了,導(dǎo)致D裝置中氣體減少,氣壓降低,因此D裝置彎玻璃管中紅墨水的移動方向是向左。結(jié)合題干信息“圖乙為C裝置中葉片在夏季晴朗的一天內(nèi)呼吸作用和光合作用的變化曲線”分析圖乙,曲線Ⅰ有活動強度為0的時間段,由于光合作用在有光條件下才能進行,無光條件下不能進行,故曲線Ⅰ表示光合作用的變化曲線,曲線Ⅱ沒有活動強度為0的時間段,因此曲線Ⅱ表示呼吸作用的變化曲線。D裝置內(nèi)的葉片不能進行光合作用(二氧化碳被吸收),而能進行呼吸作用,所以圖乙中的曲線Ⅱ與D裝置內(nèi)葉片的生理活動相對應(yīng)。(4)光合作用制造有機物,光合作用積累的有機物越多,葉片脫水后質(zhì)量越大。因此,若“對圖甲C裝置中的葉片進行脫水稱重,欲使得到的質(zhì)量最大”,結(jié)合圖乙中的曲線分析,應(yīng)選擇c時左右摘取葉片,因為此時植物葉片的光合作用強度等于呼吸作用強度,達到了一天中有機物積累最多的時刻。(1)把葉片內(nèi)原有的營養(yǎng)物質(zhì)耗盡(2)水、光照、二氧化碳(寫出兩個即可)(3)向左Ⅱ(4)c解題啟示(1)本題中第(1)小題源于教材必修1P102德國植物學(xué)家薩克斯做的一個實驗,他把“綠葉先在暗處放置幾個小時,目的是消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)”,像這樣能在教材中找到答案的問題,最好以教材中的表述來回答。(2)對圖甲中A進行“割斷主葉脈”處理隱含的信息是光合作用的原料水的運輸被切斷;B裝置和C裝置的處理相當于“黑瓶”和“白瓶”,“黑瓶”中只能進行呼吸作用,測得的是呼吸速率,“白瓶”中既能進行光合作用又能進行呼吸作用,測得的是凈光合速率。D裝置中氫氧化鈉溶液的存在,決定了紅墨水的移動只是由氧氣的變化引起的;若要測定光合速率,則可將“氫氧化鈉溶液”換成“NaHCO3溶液”。(3)根據(jù)實驗裝置判斷實驗?zāi)康臅r,通常按對照實驗遵循的“單一變量原則”為依據(jù),分析裝置中的實驗材料、實驗試劑、實驗處理的方法等,找出相關(guān)自變量,而自變量即要探究的因素,如對本題中第(2)小題的分析。8.[2019湖北三校4月聯(lián)考,14分]利用以下裝置可探究某綠色植物的某些生理作用。假如該植物的光合作用的產(chǎn)物和呼吸作用的底物均為葡萄糖,且不能進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。回答下列問題。(1)簡述“光反應(yīng)和暗反應(yīng)相互依存,不可分割”的原因:。

(2)可利用裝置來探究該植物的呼吸作用類型(忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾),此時應(yīng)對實驗裝置進行處理;若,則該植物在進行有氧呼吸的同時也進行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸;該植物的根尖細胞內(nèi),能產(chǎn)生CO2,但不伴隨ATP合成的生理過程是。

(3)忽略裝置內(nèi)其他微生物的干擾,最好選擇裝置來驗證CO2是植物進行光合作用的必需原料。

9.[10分]半葉法是總光合速率測定的常用方法,其一般實驗步驟:①用刀片將葉柄的外皮進行環(huán)割處理,切斷韌皮部的物質(zhì)(如有機物)運輸,但不切斷木質(zhì)部的導(dǎo)管;②選擇對稱性較好的葉片,沿中央葉脈一半遮光,另一半不進行任何處理;③經(jīng)一段時間(T)適宜的光照后,剪下葉片并將兩半對應(yīng)部位疊在一起,用大小適當?shù)拇蚩灼髟谌~片的中部打下相同葉面積(A)的葉片,經(jīng)烘干后分別稱重,遮光部分干重記為W1,曝光部分干重記為W2;④計算總光合速率。(1)光照處理之前將葉柄的外皮進行環(huán)割處理,其目的是。

(2)根據(jù)半葉法的實驗步驟及實驗記錄整理出用有機物表示總光合速率的計算公式:單位葉面積的總光合速率=(用題中的字母表示)。

(3)重復(fù)以上實驗,同時將步驟③改為將葉片剪下經(jīng)酒精脫色處理后滴加碘液染色,比較遮光部分與曝光部分是否變藍。該實驗(填“能”或“不能”)說明葉片在光下生成了淀粉,理由是。

1.D研磨時加入CaCO3能防止葉綠素被破壞,A項錯誤;層析液由有機溶劑配制而成,B項錯誤;層析液易揮發(fā),層析分離時燒杯上要加蓋,C項錯誤;對照圖示結(jié)果分析可知,該種藍藻中沒有葉黃素和葉綠素b,D項正確。2.A類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,所以其在藍紫光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成,A錯誤;葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制,B正確;光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)來繪制的,因此可用CO2吸收速率隨光波長的變化來表示,C正確;葉綠素吸收640~660nm的紅光,使水光解釋放O2,D正確。3.A水是占細胞鮮重最多的化合物,礦質(zhì)元素是構(gòu)成細胞中主要化合物的基礎(chǔ),植物幼苗生長過程中可從土壤中吸收水分和礦質(zhì)元素等使植株質(zhì)量增加;另外,植物在光照條件下可進行光合作用,通過吸收空氣中的CO2合成有機物從而使植株質(zhì)量增加。故A符合題意。4.D光照強度低于P時,突變型的光合作用強度(光反應(yīng)和暗反應(yīng)強度)低于野生型,A項正確;光照強度高于P時,突變型的光合作用強度(光反應(yīng)和暗反應(yīng)強度)高于野生型,B項正確;光照強度低于P時,限制突變型和野生型光合速率的主要環(huán)境因素為橫坐標所表示的因素,即光照強度,C項正確;光照強度高于P時,突變型光合速率隨光照強度的增大而增加,因此限制其光合速率的主要環(huán)境因素仍然為橫坐標所表示的因素,即光照強度,D項錯誤。5.(除標明外,每空2分)(1)下層A葉片的凈光合速率達到最大時所需光照強度低于B葉片(3分)(2)暗【解析】(1)樹冠下層葉片達到最大凈光合速率時所需的光照強度會低于上層葉片,故由圖中曲線可得出A葉片是樹冠下層葉片。(2)光照強度達到一定數(shù)值時,A葉片的凈光合速率開始下降,說明CO2的吸收量減少,但測得放氧速率不變,由此可知,光反應(yīng)速率基本不變,因此,凈光合速率下降的主要原因是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制。6.Ⅰ.(每空1分)NaCl處理導(dǎo)致光合作用速率及氣孔導(dǎo)度下降,且隨處理時間的延長,抑制作用越明顯不加NaCl的完全營養(yǎng)液單位時間單位葉面積的O2釋放量、單位時間單位葉面積的干物質(zhì)積累量Ⅱ.(每空1分)(1)下降(2)類囊體寬藍紫(3)比例B【解析】Ⅰ.根據(jù)題圖實驗結(jié)果可推知,NaCl處理會導(dǎo)致光合作用速率及氣孔導(dǎo)度下降,且隨處理時間的延長,抑制作用越明顯。本實驗設(shè)置了前后自身對照,還可以設(shè)置不加NaCl的完全營養(yǎng)液作為空白對照。除本實驗所用測量光合作用速率的方法外,還可以通過檢測單位時間單位葉面積的O2釋放量、單位時間單位葉面積的干物質(zhì)積累量來測量光合作用速率。Ⅱ.(1)據(jù)表可知,品種A在弱光照下,葉綠素和類胡蘿卜素的含量都下降。(2)光合色素位于葉綠體的類囊體膜。根據(jù)題表可知,在弱光照條件下,品種B的葉綠素a和葉綠素b的含量顯著升高,更有利于其對較短波長的藍紫光的吸收,用濾紙進行層析分離色素時,濾紙條上自上而下的第4條色素帶為葉綠素b,故弱光處理條件下,第4條色素帶變寬。(3)實驗結(jié)果表明,經(jīng)弱光處理,該植物可通過改變光合色素的含量及其比例來適應(yīng)弱光環(huán)境。同時在弱光照下,品種B的光合速率要大于品種A,故品種B更耐蔭。7.(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量,使密閉小室中CO2濃度降低,光合速率也隨之降低(3分)大于0(2分)(2)甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加,而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié),所以當O2增多時,有氧呼吸會增加(4分)【解析】(1)將甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中,適宜條件下照光培養(yǎng),培養(yǎng)后兩種植物的光合速率都降低的原因是植物在光下光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用釋放的CO2量,總體上兩種植物都要從小室中吸收CO2,因此,小室中的CO2濃度會降低,從而影響兩種植物的光合速率。由題干信息可知,甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的,因此,當甲種植物的凈光合速率為0時,對于乙種植物來說,外界的CO2濃度是超過其CO2補償點的,乙種植物的光合速率一定大于呼吸速率,即凈光合速率大于0。(2)甲種植物在光下經(jīng)光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加,而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水發(fā)生在有氧呼吸過程中,所以當O2增多時,有氧呼吸會增加。8.(除標明外,每空1分)(1)葉綠素、類胡蘿卜素葉綠素(2)類囊體膜上基質(zhì)中(3)丙酮酸基質(zhì)中內(nèi)膜上(4)①②④(2分)【解析】(1)由題圖可知甲為葉綠體,乙為線粒體。植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,參與光合作用的兩類色素為葉綠素和類胡蘿卜素,其中大多數(shù)高等植物的葉綠素需在光照條件下合成。(2)光反應(yīng)的場所為類囊體膜,參與光反應(yīng)中心的蛋白在類囊體膜上組裝;Rubisco(催化CO2固定的酶)是參與暗反應(yīng)的相關(guān)酶,在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)葉綠體輸出的三碳糖在氧氣充足的條件下,可被氧化為丙酮酸后進入線粒體,在線粒體基質(zhì)中被徹底氧化分解生成CO2;NADPH可被線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的有氧呼吸第三階段利用,NADPH中的能量最終被轉(zhuǎn)移到ATP中。(4)線粒體產(chǎn)生的ATP被葉綠體利用時,可參與葉綠體內(nèi)C3的還原、內(nèi)外物質(zhì)運輸、有關(guān)酶的合成等代謝過程,水裂解釋放O2利用的是光能。9.(2)增加(2分)群體光合速率不變,但群體呼吸速率仍在增加,故群體干物質(zhì)積累速率降低(3分)(3)低(2分)【解析】(2)由圖可知,葉面積系數(shù)小于a時,群體干物質(zhì)積累速率和群體光合速率都增加;葉面積系數(shù)超過b時,群體光合速率不變,但群體呼吸速率仍在增加,因此群體凈光合速率降低,干物質(zhì)積累速率降低。(3)植物光合作用吸收與呼吸作用釋放的CO2量相等時所需要的光照強度即光補償點。通常,與陽生植物相比,陰生植物的光飽和點及光補償點都比較低,即達到此點需要的光照強度較低。10.(1)不同光強下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案也可,2分)不可靠的(1分)(2)黃色(1分)水草不進行光合作用,只進行呼吸作用,溶液中CO2濃度高于3號管(2分)(3)光合作用強度等于呼吸作用強度,吸收與釋放的CO2量相等(2分)【解析】(1)1號試管中沒有水草,2至7號試管中均有水草,且2號試管沒有光照,其中的水草只進行呼吸作用,其余試管中的水草同時進行光合作用和呼吸作用,所以與1號試管對照,2至7號試管的實驗結(jié)果是由不同光強下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1號試管的溶液是藍色,說明在沒有水草的條件下,光照會導(dǎo)致溶液中CO2濃度發(fā)生變化,則2至7號試管的實驗結(jié)果是不可靠的。(2)2號試管進行了遮光處理,其中的水草不進行光合作用,只進行呼吸作用,故2號試管溶液中CO2濃度高于3號試管,所以2號試管中溶液應(yīng)呈現(xiàn)黃色。(3)5號試管中的溶液顏色在照光前后沒有變化,說明其中水草的光合作用強度等于呼吸作用強度,吸收與釋放的CO2量相等。1.D提取色素用有機溶劑,如無水乙醇或丙酮,分離色素用層析液,A錯誤;光合色素在層析液中的溶解度越高,在濾紙條上隨層析液擴散速度越快,B錯誤;由題圖可知,光照由450nm轉(zhuǎn)為550nm后,葉綠素b和葉綠素a吸收的光能明顯減少,而類胡蘿卜素不吸收此段波長的光,光反應(yīng)強度減弱,葉綠體類