2024高考生物一輪復習第3單元第9講光合作用教案

PAGEPAGE31第9講光合作用單科命題備考導航核心素養(yǎng)解讀命題趨勢(1)說明葉綠體從太陽光中捕獲能量,并將其轉化為細胞可利用的化學能儲存在有機物中(2)試驗:提取和分別葉綠體色素(3)影響光合作用速率的環(huán)境因素(1)從物質與能量的視角闡述光合作用過程中貫穿著物質和能量的變更(2)通過試驗與探究活動,說出葉綠素的種類和作用(3)探究影響光合作用強度的因素,利用光合作用和呼吸作用的原理,解決生產生活中的實際問題◆題型內容:色素提取與分別、光合作用原理與應用、影響光合作用的環(huán)境因素◆考查形式:常結合過程模型、曲線分析和生產生活應用進行考查,常結合曲線分析和生產生活應用進行考查考點一捕獲光能的色素、葉綠體結構及光合作用的探究歷程1.葉綠體中色素的種類和顏色色素的種類色素的顏色葉綠素葉綠素a藍綠色

葉綠素b黃綠色

類胡蘿卜素葉黃素

黃色胡蘿卜素

橙黃色2.葉綠體中色素的汲取光譜分析由圖可以看出,(1)色素的功能:葉綠素主要汲取紅光和藍紫光;類胡蘿卜素主要汲取藍紫光。

(2)色素汲取光的范圍:可見光的波長范圍大約是390~760nm,一般葉綠體中的色素只汲取可見光,對紅外光和紫外光不汲取。

3.葉綠體的結構與功能(1)結構模式圖(2)結構外表:①(3)功能:進行光合作用的場所

(4)恩格爾曼的試驗:好氧細菌主要分布于葉綠體被光束照耀部位的四周。

4.光合作用的探究歷程(連線)1.液泡中色素汲取的光能用于光合作用。(?)2.葉片黃化,葉綠體對紅光的汲取增多。(?)3.光合作用中葉綠素汲取光能不須要酶的參加。(√)4.葉綠體是進行光合作用的唯一場所。(?)5.光合作用須要的色素和酶分布在葉綠體基粒和基質中。(?)6.1864年德國科學家薩克斯的葉片曝光和遮光試驗只能證明光合作用的產物有淀粉。(?)下面是光合作用探究歷程中恩格爾曼和薩克斯的試驗示意圖,請分析:(1)恩格爾曼試驗在試驗材料的選取上有什么奇妙之處?(2)兩試驗均須要進行“黑暗”處理嗎?(3)兩試驗如何設計比照試驗?答案(1)選擇水綿和好氧細菌作試驗材料,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于視察;用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)圖示的兩試驗中,只有薩克斯的試驗需進行“黑暗”處理,目的是消耗掉細胞中原有的淀粉。(3)恩格爾曼的試驗中,照光處理與不照光、黑暗與完全曝光形成比照;薩克斯的試驗中,暗處理的葉片一半曝光、一半遮光形成比照。考向一考查捕獲光能的色素分析1.(2024云南昆明云師大附中高三月考)下列關于黑藻細胞中葉綠素的說法,不正確的是()A.可汲取640~660nm波長的光進行光合作用B.可利用紙層析法分別葉綠素a和葉綠素bC.分布在葉綠體內膜和基粒上D.土壤中缺少氮或鎂時,會影響葉綠素的合成1.答案C葉綠素主要汲取紅光和藍紫光進行光合作用,640~660nm波長的光為紅光,故葉綠素可汲取640~660nm波長的光進行光合作用,A正確;葉綠素a和葉綠素b在層析液中的溶解度不同,溶解度大的在濾紙條上擴散速度快,所以可利用紙層析法分別葉綠素a和葉綠素b,B正確;葉綠素分布在葉綠體的類囊體薄膜上,葉綠體內膜上沒有光合色素,C錯誤;葉綠素的組成元素有C、H、O、N、Mg,土壤中缺少氮或鎂時,會影響葉綠素的合成,進而影響光合作用,D正確。題后悟道·歸納影響葉綠素合成的三大因素考向二考查探究光合作用的相關試驗分析2.(2024甘肅武威五中月考)如圖表示較強光照且溫度相同以及水和小球藻的質量相等的條件下,小球藻進行光合作用的試驗示意圖。一段時間后,以下相關試驗比較不正確的是()A.Y2的質量大于Y3的質量B.④中小球藻的質量大于①中小球藻的質量C.②中水的質量大于④中水的質量D.試管①的質量大于試管②的質量2.答案CY1和Y3是O2,Y2和Y4是18O2,因此Y2的質量大于Y3;④中小球藻中含有(CH218O)的有機物,而①中小球藻含有(CH2O)的有機物,故④中小球藻質量大于①中的小球藻質量;④和②中的水都為H218O,且含量相同,因此質量相等;在試管①和②中原有質量相等的狀況下,②中釋放出的是18O23.下圖為恩格爾曼用透過三棱鏡的光照耀水綿時,發(fā)覺好氧細菌大量集中在如圖所示區(qū)域,以下分析正確的是()A.水綿光合作用產生的氧氣能進入細菌的線粒體與[H]結合生成H2OB.試驗過程中裝片需放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中目的是隔絕二氧化碳C.圖中細菌分布的差異是由水綿不同區(qū)域有機物的含量不同造成的D.圖中細菌分布的差異是由在不同波長光下氧氣的產量不同造成的3.答案D細菌為原核生物,無線粒體,A錯誤;該試驗中光照為自變量,氧氣為無關變量,試驗過程中,將臨時裝片放在黑暗、沒有空氣的環(huán)境中是為了設置自變量和解除無關變量的影響,從而確保試驗能正常進行,B錯誤;照耀水綿的光的光質不同(主要汲取紅光和藍紫光),光合作用強度不同,產生的氧氣量也不同,造成好氧菌的分布也不同,C錯誤,D正確。題后悟道·方法恩格爾曼試驗方法的奇妙之處(1)巧選試驗材料:選擇水綿和好氧細菌,水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于視察;用好氧細菌可以確定釋放氧氣多的部位。(2)妙法解除干擾因素:沒有空氣的黑暗環(huán)境解除了氧氣和光的干擾。(3)奇妙設計比照試驗:用極細的光束照耀,葉綠體上可分為有光照和無光照的部位,相當于一組比照試驗;臨時裝片暴露在光下的試驗再一次驗證明驗結果?？键c二光合作用的基本過程1.光合作用的過程(1)依據(jù)上圖分析光反應與暗反應的區(qū)分Ⅰ.光反應

Ⅱ.暗反應

場所葉綠體類囊體薄膜

葉綠體基質條件光、色素和酶

多種酶原料水、NADP+、ADP、Pi[H](NADPH)、ATP、CO2產物[H](NADPH)、ATP、O2

(CH2O)、NADP+、ADP、Pi

物質變更①水的光解:H2O2H++O2+2e-NADP++2H++2e-NADPH+H+②ATP的合成:ADP+PiATP

①CO2的固定:CO2+C52C3

②C3的還原:2C3

(CH2O)+C5+NADP++ADP+Pi

能量變更光能→ATP中活躍的化學能

ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能

(2)依據(jù)下圖分析光反應與暗反應的聯(lián)系:①光反應為暗反應供應ATP和[H]。

②暗反應為光反應供應ADP、Pi、NADP+。

(3)光合作用總反應式和反應物中H、O的去向:(4)同位素標記元素轉移途徑H:3H2O[3H](C3H2O)C:14CO214C3(14CH2O)+14C5O:2.光合作用和化能合成作用的比較光合作用化能合成作用區(qū)分能量來源光能

氧化無機物釋放出的能量

代表生物綠色植物硝化細菌

相同點都能利用CO2和H2O等無機物合成有機物

1.光合作用過程中光能轉化為有機物中的化學能。(√)2.光反應必需在光照下進行,暗反應必需在暗處進行。(?)3.H2O在光下分解為[H]和O2的過程發(fā)生在葉綠體基質中。(?)4.光合作用光反應階段產生的[H]可在葉綠體基質中作為還原劑。(√)5.相宜環(huán)境條件下,在離體的葉綠體基質中添加ATP、[H]和CO2后,不能完成暗反應過程。(?)6.相宜條件下培育的葉綠體,突然將原來的白光改為綠光照耀,則短時間內[H]含量會增多。(?)下圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a~g為物質,①~⑥為反應過程,物質轉換用實線表示,能量傳遞用虛線表示)。思索相關問題:(1)a物質的功能是什么?(2)圖中①、③分別表示怎樣的生理過程?(3)將b物質用18O標記,最終在圖中哪種物質中檢測到放射性?(4)在其他條件相宜的狀況下,突然停止光照,并在黑暗中馬上起先連續(xù)取樣分析,在短時間內葉綠體中C3和C5化合物含量發(fā)生怎樣的變更?答案(1)汲取、傳遞和轉換光能。(2)①表示水分的汲取,③表示水的光解。(3)(CH2O)中能檢測到放射性。(4)C3含量增加,C5含量削減。1.環(huán)境變更時間合作用各物質含量的變更分析(1)分析方法:需從物質的生成和消耗兩個方向綜合分析示例:CO2供應正常,光照停止時C3的含量變更(2)物質含量變更的比較條件光照由強到弱,CO2供應不變光照由弱到強,CO2供應不變CO2供應由足夠到不足,光照不變CO2供應由不足到足夠,光照不變C3含量增加削減削減增加C5含量削減增加增加削減[H]和ATP的含量削減或沒有增加增加削減(CH2O)的合成量削減增加削減增加2.連續(xù)光照和間隔光照下的有機物合成量分析(1)光反應為暗反應供應的[H]和ATP在葉綠體中有少量的積累,在光反應停止時,暗反應仍可持續(xù)進行一段時間,有機物還能接著合成。(2)始終光照條件下,會造成[H]、ATP的過度積累,利用不充分;光照和黑暗間隔條件下,[H]、ATP基本不積累,能夠被充分利用;因此在光照時間相同的條件下,光照和黑暗間隔處理比始終連續(xù)光照處理有機物積累量要多。例如:若同一植物處于兩種不同狀況下進行光合作用,甲始終光照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物甲<乙?？枷蛞豢疾楣夂献饔玫倪^程1.(2024江西名校高三5月聯(lián)考)植物葉肉細胞的部分代謝過程如圖所示。下列敘述正確的是()A.NADP+在光反應過程與電子和質子結合,形成還原型的NADPHB.葉肉細胞的光補償點就是植物的光補償點C.類囊體膜上的類胡蘿卜素能汲取紅光和藍紫光用于光合作用D.圖中H+通過主動運輸從類囊體膜內運到膜外1.答案A在光反應過程中,水光解產生的電子和質子與NADP+結合,形成還原型的NADPH,A正確;對于葉肉細胞來說,既可以進行光合作用,又可以進行呼吸作用,在葉肉細胞的光補償點時,該細胞的光合速率=呼吸速率,而對于植物來說,只有部分細胞可以進行光合作用,全部細胞都可以進行呼吸作用,在該植物的光補償點時,部分細胞的光合速率之和=全部細胞的呼吸速率之和,故植物的光補償點大于葉肉細胞的光補償點,B錯誤;類胡蘿卜素主要汲取藍紫光,C錯誤;由圖可知,H+從類囊體膜內運到膜外是順濃度梯度,故為幫助擴散,D錯誤。2.(2024山東濰坊、青州三模)如圖表示某植物葉肉細胞內光合作用的生理過程,下列相關敘述正確的是()A.葉黃素缺失突變體與正常植株相比,若賜予紅光照耀,則光汲取差異顯著B.過程Ⅱ為暗反應,在類囊體薄膜上產生的2和3只能用于暗反應還原C3C.若降低四周環(huán)境中的CO2濃度,則釋放O2的速率不變D.若該細胞凈光合速率大于0,推想該植物體能積累有機物從而使植株干重增加2.答案B葉黃素主要汲取藍紫光,因此賜予紅光照耀,葉黃素缺失突變體與正常植株相比,光汲取差異不顯著,A錯誤;圖中Ⅰ表示光反應,Ⅱ表示暗反應,2表示ATP,3表示[H],過程Ⅰ產生的ATP和[H]只能用于過程Ⅱ,不能用于其他的生命活動,B正確;CO2供應削減,干脆影響CO2的固定(C3的生成量削減),而短時間內不影響C3的還原(C3的消耗量不變),因此導致C3含量削減,時間延長以后,C3還原利用的ATP和[H]削減,進而導致光反應減弱,因此釋放O2的速率減小,C錯誤;該細胞為葉肉細胞,若該葉肉細胞凈光合速率大于0,只能推出該細胞此刻有有機物積累,不能推斷出整個植株的有機物含量變更,D錯誤。題后悟道·歸納(1)光反應階段產生的ATP僅用于暗反應階段C3的還原。細胞呼吸產生的ATP可用于除暗反應以外的生命活動。(2)在光照條件下,植物既進行光反應,又進行暗反應;假如植物長期處于黑暗環(huán)境中,光反應和暗反應都會停止。在暗反應停止時,ATP和[H]積累,光反應也要停止?？枷蚨疾榄h(huán)境條件變更對光合作用中物質變更的影響3.智能溫室內的綠色植物,在其他條件不變的狀況下,突然停止光照,此時下列物質的變更是()A.葉綠體內ADP/ATP減小B.葉綠體內NADP+/NADPH增大C.葉綠體內C3/C5減小D.胞間CO2濃度/外界CO2濃度減小3.答案B在其他條件不變的狀況下,突然停止光照,光反應停止,ATP和[H](NADPH)的產生停止,而ADP和NADP+的含量上升,故葉綠體內ADP/ATP增大,NADP+/NADPH增大,A錯誤,B正確;由于ATP和[H](NADPH)的含量降低,C3被還原成糖類和C5的速率減慢,CO2的固定速率不變,故C3的含量上升、C5的含量削減、胞間CO2濃度漸漸上升,C、D錯誤。4.如圖表示在夏季晴朗的白天植物細胞內C3和C5的相對含量隨一種環(huán)境因素的變更而變更狀況,下列對這一環(huán)境因素變更的分析正確的是()A.突然停止光照 B.突然增加CO2濃度C.降低環(huán)境溫度 D.增加光照強度4.答案D突然停止光照,光反應產生的[H]和ATP削減,被還原的C3削減,生成的C5削減,而CO2被C5固定形成C3的過程不變,故C3的相對含量將增加、C5的相對含量將削減,A錯誤;突然增大CO2濃度,CO2被C5固定形成C3的量增加、消耗的C5量增加、C3還原速率不變,植物細胞內C3相對含量增加、C5相對含量削減,B錯誤;降低環(huán)境溫度,CO2固定速率和C3還原速率均下降,C5的相對含量不會大幅度地增多,C錯誤;增加光照強度,光反應產生的[H]和ATP增多,被還原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的過程不變,故C3的相對含量將削減、C5的相對含量將增多,D正確。題后悟道·歸納利用模型法分析光合作用中物質的量的變更(1)以上分析只表示條件變更后短時間內各物質相對含量的變更。(2)以上各物質變更中,C3和C5含量的變更是相反的,[H]和ATP含量變更是一樣的。(3)詳細分析時只有理清C3、C5的“來源”與“去路”(C3產生于CO2的固定,消耗于C3的還原;C5產生于C3的還原,消耗于CO2的固定),才能避開試題陷阱。考點三影響光合作用的因素及應用1.內部因素(1)植物自身的遺傳特性(如植物品種不同,以陰生植物、陽生植物為例,如圖所示)(2)植物葉片的葉齡、葉綠素含量及酶2.外部因素(1)光照強度(2)CO2濃度(3)溫度(4)必需礦質元素(N、P、Mg、K等)1.生長于較弱光照條件下的植物,當提高CO2濃度時,其光合速率未隨之增加,主要限制因素是光反應。(√)2.延長光照時間能提高光合作用強度。(?)3.植物體從土壤中汲取的水分主要用于光合作用。(?)4.停止供水,植物光合速率下降,這是由于水是光合作用的原料,又是光合產物在植物體內運輸?shù)闹饕橘|。(√)5.夏季晴天,植物出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象的主要緣由是環(huán)境中CO2濃度過低。(?)據(jù)圖分析多因素對光合作用的影響。(1)三條曲線在P點之前限制光合速率的因素分別是、、。

(2)三條曲線在Q點之后橫坐標所表示的因子(填“是”或“不是”)影響光合速率的主要因素,此時的限制因素分別是、、。

(3)在北方的冬暖大棚中施用有機肥的好處包括

。

答案(1)光照強度光照強度溫度(2)不是溫度CO2濃度光照強度(3)增加土壤肥力、增加大棚內的溫度和CO2濃度考向考查影響光合作用的環(huán)境因素1.用14CO2“飼喂”葉肉細胞,讓葉肉細胞在光下進行光合作用。一段時間后,關閉光源,將葉肉細胞置于黑暗環(huán)境中,含放射性的三碳化合物濃度的變更狀況如圖所示,下列相關敘述正確的是()A.Oa段葉肉細胞中五碳化合物濃度有所下降B.葉肉細胞利用14CO2的場所是葉綠體基質,暗反應全過程都消耗ATP和[H]C.ab段三碳化合物濃度不變的緣由是14CO2消耗殆盡D.b點后葉肉細胞內沒有有機物的合成1.答案A題圖顯示,Oa段葉肉細胞中含放射性的C3濃度上升,說明消耗的五碳化合物(C5)增多,C5濃度有所下降,A正確;暗反應的場所是葉綠體基質,暗反應的過程包括CO2的固定和C3的還原,其中C3的還原須要消耗ATP和[H],B錯誤;ab段三碳化合物濃度不變的緣由不是14CO2消耗殆盡,而是CO2被C5固定形成C3的過程與C3的還原過程保持相對穩(wěn)定,C錯誤;b點后,在黑暗條件下,光反應不能進行,但之前還剩余部分[H]和ATP,因此短時間內暗反應仍可進行,仍有部分有機物合成,D錯誤。2.(2024福建師大附中期末)下列各圖分別表示兩個自變量對光合速率的影響狀況,除各圖中所示的因素外,其他環(huán)境因素均限制在最適范圍。下列分析錯誤的是()A.甲圖中a點的限制因素可能是葉綠體中色素的數(shù)量B.乙圖中d點比c點在相同時間內葉肉細胞中生成C5的速率快C.M、N點的限制因素是光照強度,P點的限制因素是溫度D.丙圖中,隨著溫度的上升,曲線走勢將穩(wěn)定不變2.答案D丙圖中,隨著溫度的上升,曲線走勢有可能下降,因為超過最適溫度,酶的活性降低,D錯誤。題后悟道·方法影響光合作用主要因素的推斷光合速率主要受光照強度、環(huán)境CO2濃度和溫度的影響。當試驗自變量為光照強度時,在光照強度達到光飽和點以前,影響光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度;當光照強度大于光飽和點時,影響光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度、溫度。當試驗自變量為CO2濃度時,CO2濃度小于CO2飽和點時,影響光合速率的主要環(huán)境因素為CO2濃度;當CO2濃度高于CO2飽和點時,影響光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度、溫度。試驗綠葉中色素的提取與分別1.試驗原理2.試驗步驟3.試驗結果4.綠葉中色素提取和分別試驗異樣現(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的緣由分析①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②運用放置數(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:沒經干燥處理,濾液線不能達到細、齊、直的要求,使色素擴散不一樣。(3)濾紙條看不到色素帶:①遺忘畫濾液細線;②濾液細線接觸到層析液,且時間較長,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:遺忘加碳酸鈣導致葉綠素被破壞或所用葉片為“黃葉”。1.(2024山東青島模擬)下列與“綠葉中色素的提取和分別”試驗有關的敘述,正確的是()A.提取綠葉中的色素時只能用無水乙醇溶解色素B.研磨葉片后馬上加入碳酸鈣可防止色素被破壞C.葉綠素b在層析液中的溶解度小于類胡蘿卜素D.不同綠葉中的色素在濾紙條上的色素帶依次不同1.答案C提取綠葉中的色素時,可以用無水乙醇、丙酮等有機溶劑,A錯誤;葉綠體色素的提取試驗中,加入碳酸鈣的目的是愛護葉綠體色素,防止色素被破壞,應當在研磨前加入,B錯誤;類胡蘿卜素的溶解度大,擴散速度快,位于濾紙條的上端,而葉綠素b的溶解度小,擴散速度慢,位于濾紙條的下端,C正確;不同綠葉中的色素在濾紙條上的色素帶依次相同,從上到下都是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,D錯誤。2.下圖是簇新綠葉的四種光合色素在濾紙上分別的狀況,以下說法正確的是()A.水稻在收獲季節(jié),葉片中色素含量是(甲+乙)<(丙+丁)B.提取色素時加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)C.四種色素都能溶解在層析液中,乙色素的溶解度最大D.四種色素中,丙和丁主要汲取紅光2.答案A依柱形圖中擴散距離可推知,甲為葉綠素b,乙為葉綠素a,丙為葉黃素,丁為胡蘿卜素。在水稻收獲季節(jié),葉片變黃,類胡蘿卜素的含量大于葉綠素的含量;在提取色素時,加入碳酸鈣的目的是防止研磨過程中葉綠素遭到破壞;丁色素在層析液中的溶解度最大,擴散距離最遠,乙色素的含量最多;葉綠素(甲+乙)主要汲取紅光和藍紫光,類胡蘿卜素(丙+丁)主要汲取藍紫光。1.(2024課標全國Ⅰ,3,6分)將一株質量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等相宜的環(huán)境中,一段時間后植株達到40g,其增加的質量來自()A.水、礦質元素和空氣 B.光、礦質元素和水C.水、礦質元素和土壤 D.光、礦質元素和空氣1.答案A該黃瓜幼苗質量增加部分可分為干重的增加和含水量的增加,干重增加量來源于從土壤中汲取的礦質元素及利用CO2(空氣)和H2O合成的有機物。2.(2024海南單科)下列關于高等植物光合作用的敘述,錯誤的是()A.光合作用的暗反應階段不能干脆利用光能B.紅光照耀時,胡蘿卜素汲取的光能可傳遞給葉綠素aC.光反應中,將光能轉變?yōu)榛瘜W能須要有ADP的參加D.紅光照耀時,葉綠素b汲取的光能可用于光合作用2.答案B光合作用的暗反應階段不能干脆利用光能,但須要利用光反應階段形成的[H]和ATP,A正確;胡蘿卜素不能汲取紅光,B錯誤;光反應中,將光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能,須要有ADP和Pi及ATP合成酶的參加,C正確;紅光照耀時,葉綠素b汲取的光能可用于光合作用,光能可以轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能,D正確。3.(2024課標全國Ⅲ,29,9分)回答下列問題:(1)高等植物光合作用中捕獲光能的物質分布在葉綠體的上,該物質主要捕獲可見光中的 。

(2)植物的葉面積與產量關系親密。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、呼吸速率及干物質積累速率之間的關系如圖所示。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積累速率均。當葉面積系數(shù)超過b時,群體干物質積累速率降低,其緣由是。

(3)通常,與陽生植物相比,陰生植物光合作用汲取與呼吸作用放出的CO2量相等時所須要的光照強度(填“高”或“低”)。

3.答案(1)類囊體膜藍紫光和紅光(2)增加群體光合速率不變,但群體呼吸速率仍在增加,故群體干物質積累速率降低(3)低解析(1)高等植物光合作用過程中捕獲光能的物質是葉綠體色素,這些色素分布在類囊體膜上,主要汲取可見光中的藍紫光和紅光。(2)由圖可知,當葉面積系數(shù)小于a時,隨著葉面積系數(shù)增加,群體光合速率與干物質積累速率均增加。群體干物質積累速率等于群體光合速率與群體呼吸速率之差,當葉面積系數(shù)超過b時,群體呼吸速率上升,群體光合速率不變,導致群體干物質積累速率降低。(3)通常,陰生植物利用弱光實力強,且陰生植物呼吸作用強度低,所以陰生植物光合作用汲取與呼吸作用釋放的CO2量相等時所須要的光照強度比陽生植物低。4.仙人掌生長在高溫、干旱的環(huán)境中,形成了肯定的適應性特征。如圖表示仙人掌在24小時內,光合作用和氣孔導度(氣孔張開程度)的變更。據(jù)圖分析,下列描述正確的是() A.白天進行光合作用,夜間進行呼吸作用B.白天蒸騰作用強,散失的水分多于夜間C.白天可以進行光反應,但幾乎不能從外界汲取CO2D.夜間同化二氧化碳,所以暗反應只在夜間進行4.答案C活的仙人掌始終進行呼吸作用,A選項錯誤;由圖中信息可知,仙人掌白天氣孔關閉,蒸騰作用弱,散失的水分比夜間少,B選項錯誤;由于白天氣孔漸漸關閉,使得仙人掌幾乎不能從外界汲取CO2,但可以同化細胞呼吸釋放的二氧化碳,故C選項正確,D選項錯誤。5.【不定項選擇題】探討者探究不同光照條件下,兩種不同濃度CO2對某種藍藻生長的影響,結果如圖所示。下列關于試驗的敘述,正確的是()A.“●”和“▲”分別表示高濃度和低濃度CO2下的測量結果B.若相同條件下測量O2的釋放量,可得到相像的試驗結果C.低光強時,不同的CO2濃度對干重增加的影響不顯著D.高濃度CO2時,不同的光強對干重增加的影響不顯著5.答案ABC分析題圖曲線可知,在相同光照強度下,“●”有機物積累多于“▲”,因此“●”為高濃度CO2下的測量結果,“▲”為低濃度CO2下的測量結果;光照和CO2濃度相同,光合作用產生的氧氣量相同,細胞呼吸強度不變,因此相同條件下測量O2的釋放量相同;低光強時,限制光合作用的外界因素主要是光照強度,不是CO2濃度,因此不同的CO2濃度對干重增加的影響不顯著;高濃度CO2時,肯定的范圍內隨光照強度增加光合作用強度增加,干重增加速度增大。6.【不定項選擇題】科研人員檢測晴朗天氣下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日變更狀況,并將檢測結果繪制成下圖。下列相關說法正確的是()A.光照強度增大是導致ab段、lm段Pn增加的主要緣由B.bc段適時通風、mn段適時遮陰可有效緩解Pn下降C.致使ef段、op段Pn下降的緣由是光照強度漸漸減弱D.適時澆水、增施農家肥是提高大田作物產量的重要措施6.答案ABCD早晨日出后光照強度不斷增大,使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率快速上升。大棚栽培條件下的油桃在bc段Pn下降,主要緣由是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚內密閉環(huán)境中CO2濃度快速下降,適時通風可有效緩解Pn下降;而露地栽培的油桃在mn段Pn下降,是因環(huán)境溫度過高導致部分氣孔關閉,汲取CO2削減,適時遮陰可有效緩解Pn下降。15時以后,兩種栽培條件下油桃的光合速率持續(xù)下降,是光照強度漸漸減弱所致。適時澆水避開植物因缺水導致氣孔關閉、增施農家肥從而增加環(huán)境中CO2濃度是提高大田作物產量的可行性重要措施。一、單項選擇題1.(2024山西太原高三期末)組成生物的化學元素在生物體中起重要作用。下列關于幾種元素與光合作用關系的敘述中,正確的是()A.C是組成糖類的基本元素,在光合作用中C元素從CO2先后經C3、C5形成(CH2O)B.Mg是葉綠素的組成元素之一,沒有Mg植物就不能進行光合作用C.O是構成有機物的基本元素之一,光合作用制造的有機物中的氧來自水D.P是構成ATP的必需元素,光合作用中光反應和暗反應過程均有ATP的合成1.答案B在光合作用過程中C經驗了CO2→C3→(CH2O)+C5的過程,A錯誤;葉綠素的作用是汲取、傳遞和轉換光能,沒有葉綠素植物就不能利用光能進行光反應,進而不能進行光合作用,Mg作為葉綠素組成元素,缺Mg,葉綠素無法合成,所以沒有Mg植物就不能進行光合作用,B正確;光合作用制造的有機物中的氧來自CO2,C錯誤;光合作用中暗反應所需的ATP在光反應階段合成,暗反應過程中沒有ATP的合成,D錯誤。2.(2024湖北武漢新洲一中第一次綜測)下列有關圖中曲線的敘述,正確的是()A.“綠葉中色素的提取和分別”試驗中,四種光合色素均可用層析液提取制備B.光合色素在層析液中的溶解度越高,在濾紙條上擴散的速度越慢C.光照由450nm轉為550nm后,葉綠體類囊體薄膜上的ATP產量將會增多D.光照由550nm轉為670nm后,葉綠體中C3的含量將會削減2.答案D提取色素用有機溶劑如無水乙醇或丙酮,分別色素用層析液,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的速度越快,B錯誤;由圖可知,光照由450nm轉為550nm后,葉綠素b和葉綠素a汲取的光能削減,使光反應強度減弱,葉綠體類囊體薄膜上的ATP產量將會削減,C錯誤;光照由550nm轉為670nm后,葉綠素a汲取的光能增多,光反應增加,C3消耗量增加,而C3生成量不變,故C3含量會削減,D正確。3.在光合作用中,RuBP羧化酶能催化CO2+C5(即RuBP)→2C3,下列分析正確的是()A.葉肉細胞內RuBP羧化酶分布在葉綠體基質中B.RuBP羧化酶為上述反應的進行供應所需的活化能C.提取的RuBP羧化酶應在最適溫度條件下保存,以保持其最高活性D.葉肉細胞內RuBP羧化酶只有在黑暗條件下才能發(fā)揮其催化作用3.答案A葉肉細胞內RuBP羧化酶是植物體內催化CO2固定的酶,反應的場所是葉綠體基質;酶的作用原理是降低化學反應的活化能,而不是供應反應進行所需的能量;酶在低溫條件下,空間結構保持穩(wěn)定,在相宜的溫度下酶的活性可以復原,因此酶適于在低溫下保存以保持活性;CO2的固定在有光、無光條件下都能進行,因此葉肉細胞內RuBP羧化酶在光照和黑暗條件下都能發(fā)揮作用。4.(2024河南鄭州一模)如圖所示為探討光照強度和CO2濃度對某植物光合作用強度的影響。下列有關敘述錯誤的是()A.a→b點,葉綠體中C3含量降低B.b→d點,葉綠體中C5含量上升C.a→b點,葉綠體中C5生成速率降低D.d點時,限制光合作用強度的環(huán)境因素可能有CO2濃度和溫度等4.答案C曲線中a點轉向b點時,光照強度增加,光反應產生的[H]和ATP增加,促進暗反應中C3的還原,導致葉綠體中C3含量降低,相對應的C5生成速率上升;b點轉向d點時,CO2濃度降低,CO2用于暗反應中和C5固定生成C3的反應減弱,因此葉綠體中C5含量上升;曲線中d點為光飽和點,限制光合作用強度的環(huán)境因素可能有CO2濃度和溫度等。5.(2024山東東營期末)小麥和玉米的CO2固定量隨外界CO2濃度的變更而變更(如圖)。下列相關敘述錯誤的是()A.肯定范圍內小麥的CO2固定量與外界CO2濃度呈正相關B.CO2濃度在100μL·L-1時,小麥幾乎不固定CO2C.CO2濃度大于360μL·L-1后,玉米不再固定CO2D.玉米比小麥更能有效地利用低濃度CO25.答案C從圖中可以看出:隨著外界CO2濃度的增加,小麥的CO2固定量也增加,所以在肯定范圍內,小麥的CO2固定量與外界CO2濃度呈正相關;CO2濃度在100μL·L-1時小麥幾乎不固定CO2;CO2濃度大于360μL·L-1后玉米仍舊固定CO2,但固定CO2的量不再增加;在低CO2濃度下,玉米比小麥能更有效地利用CO2。6.取生長旺盛的天竺葵葉片,用打孔器打出小圓片若干并抽取葉片細胞內空氣,均分后置于不同濃度的NaHCO3溶液中,賜予相同的肯定強度光照,記錄圓葉片上浮至液面所需時間,其結果繪制的曲線如圖。下列相關敘述錯誤的是()A.YZ段平緩的限制因素可能是光照強度B.Y點比X點細胞內的C5含量高C.Z點后曲線上行,應當是由葉片細胞失水,代謝受影響導致的D.Y點時葉肉細胞產生ATP的細胞器有葉綠體和線粒體6.答案BYZ段平緩,說明隨著CO2濃度的增加光合作用不再增加,則限制因素可能是光照強度;Y點與X點相比,CO2濃度高,CO2的固定加快,則Y點細胞內的C5含量低;Z點后光照不變,CO2濃度上升,而圓葉片上浮到液面的時間延長,說明光合作用減弱,應當是由葉片細胞失水,代謝受影響導致的;Y點既有光合作用又有呼吸作用,則葉肉細胞產生ATP的細胞器有葉綠體和線粒體。7.如圖表示將一種植物葉片置于相宜條件下,不同的細胞間隙CO2濃度下葉肉細胞中C5的含量變更。以下推想不合理的是()A.ab段,葉肉細胞CO2固定速率增加B.bc段,葉片的凈光合速率等于0C.ab段,CO2固定速率比C3的還原速率快D.bc段,可能是有關酶量限制了光合速率7.答案Bab段,隨葉肉細胞間隙CO2的相對濃度上升,CO2的固定加快,C5消耗增多,含量下降;bc段,葉肉細胞間隙的CO2的相對濃度較高,C5含量基本維持不變,表示達到了CO2飽和點,此時間合速率應大于呼吸速率,葉片的凈光合速率大于0;ab段,C5含量降低,說明CO2的固定速率比C3的還原速率快;bc段CO2不再是光合作用的限制因素,可能是有關酶量或光反應產生的[H]和ATP的數(shù)量限制了光合速率。8.用不同溫度和光照強度組合對葡萄植株進行處理,試驗結果如圖所示,據(jù)圖分析正確的是()A.各個試驗組合中,40℃和強光條件下,類囊體膜上的卡爾文循環(huán)最弱B.影響氣孔開度的因素有光、溫度、水分、脫落酸等因素C.在試驗范圍內,葡萄植株的胞間CO2濃度上升的緣由可能是高溫破壞類囊體膜結構或高溫使細胞呼吸速率增加D.葡萄植株在夏季中午光合速率明顯減小的緣由是光照過強引起氣孔部分關閉8.答案C分析圖示可知:各個試驗組合中,40℃和強光條件下,氣孔開度和光合速率相對值最小,但胞間CO2濃度最大,說明因葉片汲取的CO2削減而導致葉綠體基質中進行的卡爾文循環(huán)(暗反應)最弱,A錯誤;在光照強度相同時,氣孔開度相對值隨溫度的增加(從28℃增至40℃)而減小,在溫度相同時,氣孔開度相對值隨光照強度的增加而減小,說明影響氣孔開度的因素有光、溫度,但不能說明水分、脫落酸對氣孔開度有影響,B錯誤;在試驗范圍內,葡萄植株的胞間CO2濃度上升的緣由可能是高溫破壞類囊體膜結構使CO2的利用率降低或高溫使細胞呼吸速率增加,釋放的CO2增多,C正確;圖示信息沒有涉剛好間的變更,因此不能說明葡萄植株在夏季中午光合速率明顯減小的緣由是光照過強引起氣孔部分關閉,D錯誤。9.(2024山東招遠一中高三月考)探討棉花光合產物從葉片的輸出對葉片光合速率的影響,探討方法不當?shù)氖?)A.摘除部分棉鈴,測定鄰近葉片CO2汲取速率的變更B.環(huán)割枝條阻斷有機物的運輸,測定該枝條葉片CO2汲取速率的變更C.對部分葉片進行遮光處理,測定未遮光葉片CO2汲取速率的變更D.“嫁接”更多的葉片,測定葉片中CO2汲取速率的變更9.答案D葉片光合作用的產物會轉移到棉鈴處,摘除部分棉鈴,鄰近葉片對棉鈴輸出的光合產物削減,故此時測定葉片CO2汲取速率的變更,能夠檢測棉花光合產物從葉片的輸出對葉片光合速率的影響,A正確;環(huán)割枝條阻斷有機物的運輸,測定該枝條葉片CO2汲取速率的變更也能推知對光合速率的影響,B正確;對部分葉片進行遮光處理,遮光的葉片不能進行光合作用,須要其他葉片為之供應光合產物,因此測定未遮光葉片CO2汲取速率的變更才能達到試驗目的,C正確;“嫁接”更多的葉片,試驗變量增多,測定葉片中CO2汲取速率的變更無法達到試驗目的,D錯誤。二、不定項選擇題10.探討人員以生長狀態(tài)相同的綠色植物為材料,在相同的條件下進行了四組試驗。其中D組連續(xù)光照T秒,A、B、C組依次加大光照—黑暗的交替頻率,每組處理的總時間均為T秒,發(fā)覺單位光照時間內光合作用產物的相對含量從A到C依次越來越大。下列相關說法錯誤的是()A.本試驗中光照強度是無關變量,故光照強度的變更不影響試驗組光合作用產物的相對含量B.光照期間,光反應通過水的分解為暗反應供應ATP和[H]C.試驗組黑暗變?yōu)楣庹諘r,光反應速率增加,暗反應速率隨即增加D.推想在某光照—黑暗的交替頻率上,單位光照時間內光合作用產物的相對含量達到100%10.答案AB本試驗中溫度、光照強度和CO2濃度是無關變量,無關變量也是影響試驗結果的變量,須要人為限制相同;光照期間,光反應通過水的分解為暗反應供應[H],ATP不是通過水的分解形成的;試驗組黑暗變?yōu)楣庹諘r,光反應、暗反應速率均增加;由題意“單位光照時間內光合作用產物的相對含量從A到C依次越來越大”可推想光反應產生ATP和[H]等物質的速率大于暗反應的利用速率,即在光照條件下產生的ATP和[H]等物質,在黑暗后仍可以接著利用并生成有機物。隨著光照—黑暗交替頻率的提高,在某種頻率的一個光照—黑暗周期內,光反應產生的ATP和[H]等物質正好夠這一周期運用,即達到與D組連續(xù)光照相同的產物產量,即單位光照時間內光合作用產物的相對含量達到100%。11.(2024山東模擬)龍須菜是生活在近岸海疆的大型經濟藻類,既能給海洋生態(tài)系統(tǒng)供應光合產物,又能為人類供應食品原料。某小組探討CO2濃度和光照強度對龍須菜生長的影響,試驗結果如下圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%,試驗過程中溫度等其他條件相宜,下列相關說法錯誤的是() A.試驗中CO2濃度為0.1%的組是比照組B.增加CO2濃度能提高龍須菜的生長速率C.高光照強度下光反應速率快從而使龍須菜生長較快D.選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素11.答案AB由題意可知,大氣二氧化碳濃度約為0.03%,則該組為比照組,CO2濃度為0.1%的組是試驗組,A錯誤;由圖1可知,高光和低光條件下,兩種CO2濃度條件下,龍須菜的生長速率相差不大,即增加CO2濃度龍須菜生長速率基本不變,B錯誤;由圖2可知,與低光條件相比,高光條件下龍須菜光反應速率顯著增加,C正確;綜合兩圖可知,龍須菜生長主要受到光強的影響,因此選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素,D正確。12.在玻璃溫室中,探討小組分別用三種單色光對某種綠葉蔬菜進行補充光源(補光)試驗,結果如圖所示。補光的光強度為150μmol·m-2·s-1,補光時間為上午7:00~10:00,溫度相宜。下列敘述正確的是()A.給植株補充580nm光源,對該植株的生長有抑制作用B.若680nm補光后,植株的光合作用增加,則光飽和點將下降C.若450nm補光組在9:00時突然停止補光,則植株釋放的O2量增大D.當比照組和450nm補光組CO2汲取速率都達到6μmol·m-2·s-1時,450nm補光組從溫室中汲取的CO2總量比比照組少12.答案AD據(jù)圖可知,給植株補充580nm光源,CO2汲取速率低于比照組,說明補充580nm光源對該植株的生長有抑制作用,A項正確;若680nm補光后,植株的光合作用增加,則光飽和點將上升,B項錯誤;若450nm補光組在9:00時突然停止補光,則植株釋放的O2量削減,C項錯誤;當比照組和450nm補光組CO2汲取速率都達到6μmol·m-2·s-1時,后者出現(xiàn)的時間較早,說明其須要的光照較弱,從溫室中汲取的CO2總量比比照組少,D項正確。三、非選擇題13.(2024山東濟寧模擬)大氣CO2濃度增加不僅導致全球氣候變暖,也影響植物光合作用。為探討高濃度CO2對水稻光合作用的影響,測定了不同CO2濃度下處于抽穗期水稻不同時刻的凈光合速率的變更,如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)依據(jù)上述試驗結果,在環(huán)境濃度CO2條件下,9:30時限制水稻光合作用的環(huán)境因素是(答兩點)。

(2)環(huán)境濃度CO2和高濃度CO2條件下,水稻的凈光合速率不同。要了解兩種CO2濃度下不同時刻光合速率的變更,還要進行的試驗是。

(3)若在環(huán)境濃度CO2和高濃度CO2條件下,呼吸速率差異不明顯。與環(huán)境濃度CO2相比,在高濃度CO2條件下,相同時刻水稻的光反應速率(填“較高”“相同”或“較低”),其緣由是。

13.答案(1)CO2濃度、光照強度(或溫度)(2)在黑暗條件下,測定不同時刻呼吸速率(3)較高高濃度CO2條件下水稻暗反應速率加快,需光反應供應[H]和ATP增多,光反應增加解析(1)題圖顯示在環(huán)境濃度CO2和高濃度CO2條件下的凈光合速率不同,而且9:30~11:30凈光合速率漸漸增加,因此9:30時,限制水稻光合作用的環(huán)境因素是CO2濃度、光照強度等。(2)實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率,因此要了解兩種CO2濃度下不同時刻光合速率的變更,還須要進行的試驗是:在黑暗條件下,測定不同時刻的呼吸速率。(3)題圖顯示在環(huán)境濃度CO2條件下的凈光合速率低于高濃度CO2條件下的凈光合速率。若在環(huán)境濃度CO2和高濃度CO2條件下,呼吸速率差異不明顯,則與環(huán)境濃度CO2相比,在高濃度CO2條件下,相同時刻水稻的光反應速率較高,其緣由是高濃度CO2條件下水稻暗反應速率加快,需光反應供應[H]和ATP增多,光反應增加。14.(2024山東名校聯(lián)盟聯(lián)考)1937年植物學家赫爾希發(fā)覺,離體的葉綠體中加入“氫接受者”,比如二氯酚叫噪酚(DCPIP),光照后依舊能夠釋放氧氣,藍色氧化態(tài)的DCPIP接受氫后變成無色還原狀態(tài)的DCP