浙江新高考備戰(zhàn)2020年高考生物 考點一遍過06 光合作用(含解析)
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1、考點06 光合作用 高考頻度:★★★★☆ 難易程度:★★☆☆☆ 考向一 葉綠體色素的種類及提取與分離 一、葉綠素和其他色素 1.葉綠體中的色素 (1)分布:在類囊體的膜上(葉綠體基粒上)。 (2)種類 2.色素顏色與光的關(guān)系:其中葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,幾乎不吸收綠光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。 3.葉綠體中的色素及色素的吸收光譜 由圖可以看出:(1)葉綠體中的色素只吸收可見光,而對紅外光和紫外光等不吸收。 (2)葉綠素對紅光和藍(lán)紫光的吸收量大,類胡蘿卜素對藍(lán)紫光的吸收量大,對其他波段的光并非不吸收,只是吸收量較少。 3.色素的功能:吸收、傳遞
2、和轉(zhuǎn)化光能。 4.色素與葉片的顏色 (1)生長旺盛時,葉片顏色為綠色,類胡蘿卜素的顏色常被葉綠素掩蓋。 (2)深秋時,葉片變黃色,原因是氣候變冷,葉綠素的合成速度變慢或停止,類胡蘿卜素的顏色顯露出來。 二、光合色素的提取與分離 1.原理 (1)提取原理:綠葉中的光合色素能溶解在有機溶劑95%的乙醇中。 (2)分離原理:不同色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。 2.實驗流程 提取色素:新鮮葉片烘干粉碎后,取2 g放入研缽中加入少量SiO2、CaCO3和2~3 mL 95%的乙醇→放入研缽→研磨→過濾→收集到試管內(nèi)并塞緊管口 ↓ 制備濾紙
3、條 ↓ 畫濾液細(xì)線 ↓ 色素分離 觀察結(jié)果:濾紙條上色素帶有四條 2.濾紙條上色素的分布和對光的吸收 1.下列有關(guān)光合色素及其提取和分離實驗,敘述正確的是 A.可利用層析液對葉綠體中的色素進(jìn)行提取 B.葉綠素 a 位于濾紙條的最下端,顏色為藍(lán)綠色 C.類胡蘿卜素是葉綠體中許多種黃色、橙色、紅色色素的合稱 D.通過紙層析法,分離得到的色素條帶會因?qū)游鲆簱]發(fā)而消失 【答案】C 【解析】葉綠體色素的提取的原理是色素溶于有機溶劑而不溶于水.分離實驗的原理是不同的色素在層析液中溶解度不同,所以擴(kuò)散速度也不同。 可利用層析液對葉綠體中的色素進(jìn)行分離,用有機溶劑如
4、無水乙醇進(jìn)行色素的提取,A錯誤;葉綠素 b位于濾紙條的最下端,B錯誤;類胡蘿卜素是葉綠體中許多種黃色、橙色、紅色色素的合稱,如胡蘿卜素、葉黃素,C正確;分離得到的色素條帶不會因?qū)游鲆簱]發(fā)而消失,D錯誤。 2.如圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,圖乙是從圖甲中取出的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是 A.圖甲中生物膜的面積主要靠內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴而增大 B.圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的③ C.③含有4種色素,其中葉綠素b的含量最多 D.ATP的合成場所是④,分解場所是③ 【答案】B 【解析】葉綠體通過形成大量的片層結(jié)構(gòu)類囊體增大膜面積,A項錯誤;甲圖③是類囊體膜,乙圖含有光合色素,光合色
5、素分布在類囊體膜上,所以乙圖也是類囊體膜,B項正確;③中的色素是葉綠素和類胡蘿卜素,其中葉綠素a的含量最多,C項錯誤;光反應(yīng)的場所是類囊體膜③,產(chǎn)物是ATP和NADPH,用于碳反應(yīng),碳反應(yīng)的場所是④葉綠體基質(zhì),D項錯誤。 【歸納總結(jié)】 實驗中的注意事項及操作目的 項目 操作過程 操作目的 提取色素 選取新鮮綠色的葉片 使濾液中色素含量高 將新鮮的菠菜葉烘干、粉碎成干粉,研磨時加入2~3 mL 95%的乙醇 溶解葉片中的色素 研磨時加入少許的二氧化硅和碳酸鈣 研磨充分和保護(hù)葉綠素 迅速充分研磨 防止溶劑揮發(fā)并充分溶解色素 盛放濾液的小試管口加棉塞 防止色素分子被氧
6、化 分離色素 濾紙條預(yù)先干燥處理 使層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度快 濾紙條的一端剪去兩角 防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過快 濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直 使分離的色素帶平齊,不重疊 濾液細(xì)線干燥后重復(fù)畫3~4次 使分離的色素帶清晰便于觀察 濾液細(xì)線不能觸及層析液 防止色素直接溶解到燒杯內(nèi)的層析液中 3.如圖是新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況,以下說法正確的是 A.提取色素時加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā) B.水稻在收獲時節(jié),葉片中色素量的變化是(甲+乙)<(丙+丁) 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
7、主要吸收紅光 【答案】B 【解析】綠葉中色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同,從而分離色素,溶解度大,擴(kuò)散速度快,溶解度小,擴(kuò)散速度慢;故濾紙條上甲~丁依次是:葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素,據(jù)此分析。提取色素時加入碳酸鈣是為了防止葉綠素分解,A錯誤;水稻在秋季收獲,此時葉片變黃,葉綠素總量降低,類胡蘿卜素含量增加,故葉片中色素量的變化是(甲+乙)<(丙+丁),B正確;四種色素都能溶解在層析液中,其中丁的擴(kuò)散距離最遠(yuǎn),丁色素的溶解度最大,C錯誤;由圖可知甲為葉綠素b、乙為葉綠素a、丙為葉黃素、丁為胡蘿卜素,丙和丁主要吸收藍(lán)紫光,D錯誤。 4.在a、b、c 3個研缽中分別加入2 g剪碎的
8、新鮮菠菜綠葉,并用3種不同方法按下表所示添加試劑,經(jīng)過研磨、提取、過濾得到了3種不同顏色的溶液,有深綠色、黃綠色和幾乎無色3種情況,下列選項中說法錯誤的是 組別 試劑 a b c 二氧化硅 加入 加入 加入 碳酸鈣 不加 加入 加入 乙醇(3 mL) 加入 不加 加入 蒸餾水(3 mL) 不加 加入 不加 A.a(chǎn)組處理會造成濾液呈黃綠色,因為部分葉綠素會被破壞 B.b組處理會造成濾液幾乎呈無色,因為葉綠素不會溶解于蒸餾水中 C.c組處理會造成濾液呈深綠色,經(jīng)分離會得到4條色素帶,其中第三條的顏色為藍(lán)綠色 D.a(chǎn)組與b組相互對照,可以證明葉
9、綠體中的色素易溶于乙醇 【答案】D 【解析】a組未加碳酸鈣,會導(dǎo)致部分葉綠素被破壞,使濾液呈黃綠色,A正確;b組處理會造成濾液幾乎呈無色,因為葉綠素不會溶解于蒸餾水中,B正確;c組處理會造成濾液呈深綠色,經(jīng)分離會得到4條色素帶,其中第三條為葉綠素a,呈藍(lán)綠色,C正確;a組與b組相比,有兩個自變量,所以兩組實驗對照不能證明色素易溶于乙醇,D項錯誤。 【易錯警示】綠葉中色素的提取和分離實驗的異?,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)天的菠菜葉,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。 ④未加碳酸
10、鈣或加入過少,色素分子被破壞。 (2)濾紙條色素帶重疊:濾液細(xì)線畫的過粗。 (3)濾紙條看不見色素帶 ①忘記畫濾液細(xì)線。 ②濾液細(xì)線接觸到層析液,且時間較長,色素全部溶解到層析液中。 考向二 光合作用的原理及其應(yīng)用 一、光合作用概述 1.概念 指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把CO2和H2O轉(zhuǎn)化成貯存著能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。 2.總反應(yīng)式 6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2。 3.光合作用的過程 二、光反應(yīng)和碳反應(yīng) 1.光反應(yīng) (1)過程 ①光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能。 ②水在光下裂解為H+、O2和電
11、子。 ③水中的氫(H++e-)在光下將NADP+還原為NADPH。 (2)場所:類囊體膜中。 (3)反應(yīng)物:H2O、ADP、Pi、NADP+等。 (4)生成物:O2、NADPH、ATP等。 (5)條件:色素、光、酶。 (6)能量變化:光能→ATP與NADPH中的化學(xué)能。 2.碳反應(yīng) (1)過程 ①CO2的固定:CO2+RuBP→2三碳酸分子。 ②2三碳酸分子2三碳糖。 (2)場所:葉綠體基質(zhì)。 (3)反應(yīng)物:CO2、ATP、NADPH等。 (4)產(chǎn)物:三碳糖 (5)能量變化:ATP、NADPH中的化學(xué)能―→三碳糖中的化學(xué)能。 3.聯(lián)系:光反應(yīng)為碳反應(yīng)提供NADPH
12、、ATP,碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+,如圖所示。 5.光合作用的作用光譜代表各種波長下植物的光合作用效率,圖 1 為正常綠色植物的葉綠素 a 的作用光譜,圖 2 表示卡爾文循環(huán)的基本過程。據(jù)圖回答下列問題: (1)根據(jù)葉綠素 a 的作用光譜,可知____(填“紅”、 “藍(lán)紫”)光的光合作用效率高。若繪制葉綠素 a 的吸收光譜,則以___________為橫坐標(biāo),以_________為縱坐標(biāo)。 (2)圖 2 中的乙為______,乙 → 丙的過程需要光反應(yīng)中產(chǎn)生_______??栁难h(huán)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物是維持循環(huán)所必需的,當(dāng)RuBP含量低時,最初形成的三碳糖都用于
13、RuBP的增生,有利于_____________________________________________________。 (3)RuBP 含量增加會提高卡爾文循環(huán)的速率直至達(dá)到穩(wěn)定。達(dá)到穩(wěn)定時,圖2中?處物質(zhì)的數(shù)目為___________。 【答案】(1)藍(lán)紫 (光的)波長 葉綠素a對不同波長光的吸收率 (2)三碳酸(3—磷酸甘油酸) ATP和NADPH 加速CO2的固定(加速CO2的同化、加快光合作用)(3)25 【解析】根據(jù)光合作用過程分析,葉綠體色素吸收光能用于光反應(yīng)階段并產(chǎn)生氧氣,因此圖1中氧氣的釋放速率代表了光合速率,圖中顯示
14、葉綠素a的吸收值有兩個波峰,主要集中于紅光和藍(lán)紫光區(qū);圖2中甲是二氧化碳,乙是三磷酸(3—磷酸甘油酸),丙是三碳糖。 (1)據(jù)圖分析,葉綠素a對藍(lán)紫光的作用光譜的峰值更高,說明藍(lán)紫光的光合作用效率高;若繪制葉綠素 a 的吸收光譜,則應(yīng)該以波長為橫坐標(biāo),以葉綠素a對不同波長光的吸收率為縱坐標(biāo)。 (2)根據(jù)以上分析已知圖2中乙是三磷酸(3—磷酸甘油酸),其還原生成三碳糖的過程需要光反應(yīng)提供ATP和NADPH。最初形成的三碳糖都用于RuBP的增生,有利于加快CO2的固定。 (3)每3個CO2進(jìn)入卡爾文循環(huán)形成6個三碳糖,其中5個三碳糖再生成3個C5,另外1個三碳糖則離開卡爾文循環(huán),轉(zhuǎn)變成糖類等
15、有機物。因此達(dá)到穩(wěn)定時,圖2中?處物質(zhì)的數(shù)目為25個。 【歸納總結(jié)】 光反應(yīng)與碳反應(yīng)的比較 比較項目 光反應(yīng) 碳反應(yīng) 場所 類囊體膜 葉綠體基質(zhì) 時間 短促,以微秒計 較緩慢 條件 光、色素、酶、水 多種酶、CO2、NADPH、ATP 過程 利用光能使水光解產(chǎn)生O2,同時產(chǎn)生ATP和NADPH 將CO2還原為糖的一系列反應(yīng) 物質(zhì)變化 ①水的光解:H2O2H++2e-+O2 ②ATP的合成:ADP+Pi+能量ATP ③NADPH的合成:NADP++H++2e-NADPH ①CO2的固定:CO2+RuBP2個三碳酸分子 ②三碳酸分子的還原: 2個三碳
16、酸分子2個三碳糖 ③RuBP的再生:三碳糖RuBP 能量變化 光能―→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能 活躍的化學(xué)能―→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能 完成標(biāo)志 O2釋放、ATP和NADPH的生成 糖類等有機物的生成 聯(lián)系 光反應(yīng)能為碳反應(yīng)提供ATP、NADPH、碳反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+。二者緊密聯(lián)系,缺一不可 示意圖 6.植物能吸收一定強度的光驅(qū)動光合作用,后者的基本過程如下圖所示。過度光照可能會導(dǎo)致DNA損傷甚至細(xì)胞死亡,但是植物能借助一種光保護(hù)機制防止這種損傷。近來研究發(fā)現(xiàn),類囊體膜蛋白PSBS感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的高質(zhì)子濃度而被激活,激活了的PS
17、BS抑制電子在類囊體膜上的傳遞,最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放,從而防止強光對植物造成損傷(即光保護(hù)效應(yīng))。下列有關(guān)說法正確的是 A.抑制A物質(zhì)釋放有利于PSBS發(fā)揮功能 B.降低ATP合成酶活性和阻斷反應(yīng)II都有利于PSBS發(fā)揮功能 C.若該植株既不吸收也不釋放CO2,則所產(chǎn)生的A物質(zhì)全部用于圖示細(xì)胞的細(xì)胞呼吸 D.物質(zhì)F可以在葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中合成蔗糖 【答案】B 【解析】結(jié)合題意,據(jù)圖分析可知,光照過強類囊體膜蛋白PSBS感應(yīng)類囊體腔內(nèi)的高質(zhì)子濃度而被激活,激活了的PSBS抑制電子在類囊體膜上的傳遞,最終將過量的光能轉(zhuǎn)換成熱能釋放,從而防止強光對植物造成損傷。物質(zhì)A是
18、氧氣,氧氣是否釋放與PSBS釋放被激活都無直接關(guān)系,所以A錯誤;降低ATP合成酶活性則ATP無法快速合成,有利于類囊體腔內(nèi)的質(zhì)子濃度積累,而高濃度質(zhì)子有利于激活PSBS發(fā)揮作用;阻斷暗反應(yīng)都有利于阻斷H+的消耗,同樣可以激活PSBS而發(fā)揮功能,B正確;根據(jù)題意,若該植株既不吸收也不釋放CO2,有可能是光照過強,暗反應(yīng)這段,光反應(yīng)受PSBS的影響也無法進(jìn)行,沒有產(chǎn)生氧氣,C錯誤;蔗糖的合成應(yīng)該在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成,D錯誤。 7.如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的固定實質(zhì)上是將ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槿妓岱肿又械幕瘜W(xué)能 B.CO2可直接被NADPH還原
19、,再經(jīng)過一系列的變化形成糖類 C.被還原的三碳酸分子在相關(guān)酶的催化作用下,可再形成RuBP D.光強度由強變?nèi)鯐r,短時間內(nèi)RuBP含量會升高 【答案】C 【解析】ATP中的能量轉(zhuǎn)化到有機物中成為穩(wěn)定的化學(xué)能,不參與CO2的固定,A項錯誤;在碳反應(yīng)中,綠葉通過氣孔從外界吸收進(jìn)來的二氧化碳不能直接被還原,它首先與RuBP結(jié)合形成三碳酸分子,三碳酸分子接受ATP釋放的能量并被NADPH還原,再經(jīng)一系列變化形成糖類,在該過程中一部分三碳糖形成RuBP,B項錯誤;三碳酸分子被NADPH還原后可再形成RuBP,此過程中需要酶參與,C項正確;光強度由強變?nèi)鯐r,會造成NADPH和ATP在短時間內(nèi)減少,
20、RuBP的合成速率下降,而其分解速率不變,所以RuBP的含量會下降,D項錯誤。 考向三 環(huán)境因素影響光合速率 一、光合速率(又稱光合強度) 1.含義:一定量的植物(如一定的葉面積)在單位時間內(nèi)進(jìn)行多少光合作用(如釋放多少氧氣、消耗多少二氧化碳)。 2.表示方法:產(chǎn)生氧氣量/單位時間或消耗二氧化碳量/單位時間。 二、環(huán)境因素對光合速率的影響 1.光強度對光合速率的影響 ①圖像分析:A點時,只進(jìn)行細(xì)胞呼吸;AB段隨著光強度的增強,光合作用強度也增強,但仍小于細(xì)胞呼吸強度;B點時,光合作用強度等于細(xì)胞呼吸強度即光補償點;BC段隨著光強度的增強,光合作用強度增強;C點對應(yīng)的光強
21、度為光飽和點,限制C點的環(huán)境因素可能有溫度或二氧化碳濃度等。 ②下面的四幅圖表示A點、AB段、B點和B點之后的O2和CO2轉(zhuǎn)移方向,但順序已打亂,請具體填出對應(yīng)區(qū)段。 ③應(yīng)用分析:欲使植物正常生長,則必須使光強度大于光補償點;適當(dāng)提高光強度可增加大棚作物產(chǎn)量。 2.CO2濃度 ①圖像分析:圖1中縱坐標(biāo)表示凈光合速率,A點表示光合速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度,即CO2補償點,而圖2中縱坐標(biāo)表示總光合速率,A′點表示進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度;兩圖中的B和B′點都表示CO2飽和點,兩圖都表示在一定范圍內(nèi),光合速率隨CO2濃度增加而增大。 ②應(yīng)用分析:大氣中的CO
22、2濃度處于OA′段時,植物無法進(jìn)行光合作用;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行,通其風(fēng)”和增施農(nóng)家肥等措施增加CO2濃度,提高光合速率。 3.溫度 ①原理分析:通過影響酶活性進(jìn)而影響光合作用。 ②圖像分析:低溫導(dǎo)致酶的活性降低,引起植物的光合速率降低,在一定范圍內(nèi)(AB段)隨著溫度的升高酶活性升高進(jìn)而引起光合速率也增強;B點為酶的最適溫度,光合速率最大;BC段隨溫度升高,酶的活性下降,植物光合速率降低。 ③應(yīng)用分析:溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度,以提高光合速率;晚上適當(dāng)降低溫室的溫度,以降低細(xì)胞呼吸,保證植物有機物積累。 三、探究光強度對光合作用的影響 1.實驗假設(shè):一定范圍內(nèi),光合
23、速率隨光強度的增加而增強。 2.實驗過程 ①組裝下圖裝置三套,編號為甲、乙、丙; ②分別向三支試管內(nèi)加入等量的小球藻和5%的NaHCO3溶液; ③記錄有色液滴的起始位置; ④取三只100 W燈泡,分別置于距甲、乙、丙10 cm、20 cm、50 cm處,一段時間后,記錄液滴位置。 3.變量分析 ①自變量:光強度,通過100 W燈泡距實驗裝置的距離遠(yuǎn)近控制。 ②因變量:光合速率,通過單位時間內(nèi)O2的釋放量測定,以單位時間內(nèi)有色液滴的移動距離作為檢測指標(biāo)。 ③無關(guān)變量:各組實驗植物(如金魚藻、小球藻)的數(shù)量相同,溫度、CO2濃度相同。 4.實驗拓展 ①設(shè)置溫度作為自變量
24、 用上述裝置探究溫度對光合速率的影響,可通過將試管分別置于裝有不同溫度水的燒杯中控制自變量——溫度; ②設(shè)置CO2濃度作為自變量 用上述裝置探究CO2濃度對光合作用的影響,可通過往試管內(nèi)分別加入不同濃度的NaHCO3溶液來控制自變量——CO2濃度。 8.以相同樹齡的三個不同品種梨樹為實驗材料,研究在同等自然條件下、噴施不同濃度尿素溶液對梨樹某一特定生長期葉片光合速率的影響,統(tǒng)計得到光合速率增長率如圖所示。 據(jù)圖分析,下列敘述正確的是 A.噴施0.5%尿素溶液提高了梨樹葉片的光反應(yīng)速率和碳反應(yīng)速率 B.噴施1.0%尿素溶液的條件下,葉片光合速率最大的是梨樹品種甲 C.適當(dāng)增
25、大光強度可提高梨樹葉片的光飽和點來增大光合速率 D.梨樹品種丙更適合在氮元素相對貧瘠的地區(qū)栽種 【答案】A 【解析】由圖可知,與對照組相比,在施加尿素溶液后,甲、乙、丙三個梨樹品種的凈光合速率增長率均增大了,其中品種甲增加最為明顯。且隨著尿素溶液的濃度增大,凈光合速率增長率增加的較大。 N是合成光合色素、酶等的原料,噴施0.5%尿素溶液提高了梨樹葉片的光反應(yīng)速率和碳反應(yīng)速率,進(jìn)而提高了光合速率增長率,A正確;由圖可知,噴施1.0%尿素溶液的條件下,葉片光合速率增長率最大的是梨樹品種甲,由于不同品種的光合速率不同,所以不是葉片光合速率最大的是梨樹品種甲,B錯誤;適當(dāng)增大光強度不能提高梨樹
26、葉片的光飽和點,C錯誤;施加尿素溶液后甲組光合速率增長率最大,所以梨樹品種甲更適合在氮元素相對貧瘠的地區(qū)栽種,D錯誤。 9.科學(xué)家研究環(huán)境因素對某植物光合速率的影響如下圖,據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是 A.光強度超過a時,造成曲線II和Ⅲ光合速率差異的原因是CO2濃度不同 B.曲線 I、II、III表明,光合速率受光強度、溫度和CO2濃度的綜合影響 C.曲線I、II、III表明,改變溫度和CO2濃度對植物的光飽和點有影響 D.光強度為0~a時,適當(dāng)提高CO2濃度和溫度對光合速率有促進(jìn)作用 【答案】D 【解析】影響光合作用的主要環(huán)境因素有光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。由于圖中涉及
27、自變量較多,因此可分組探究:曲線Ⅰ和Ⅱ、曲線Ⅱ和Ⅲ;確定光照強度后曲線Ⅰ和Ⅱ的自變量為溫度;而曲線Ⅱ和Ⅲ的自變量為二氧化碳濃度。 光強度超過a時,同一光照強度下,曲線II和Ⅲ的光合速率不同,造成曲線II和Ⅲ光合速率差異的原因是CO2濃度不同,A正確;圖示表明,影響光合作用的因素主要有光照強度、溫度、和二氧化碳濃度等,B正確;曲線Ⅰ和Ⅱ?qū)φ照f明,適當(dāng)提高溫度可以提高光合速率,曲線Ⅱ和Ⅲ對照說明,適當(dāng)提高二氧化碳濃度可以提高光合速率,由圖示可知,改變溫度和CO2濃度對植物的光飽和點有影響,C正確;光強度為0~a時,三條曲線重合,曲線處于上升階段,此時影響光合作用的主要因素是自變量光照強度,D錯誤
28、。 【歸納總結(jié)】 多因子對光合速率的影響 P點時,限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子,隨其因子的不斷加強,光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點時,橫坐標(biāo)所表示的因素,不再是影響光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取適當(dāng)提高圖示中其他因子。 10.如圖為在最適溫度和光強度下,測得甲、乙兩種植物的光合速率隨環(huán)境中CO2濃度的變化情況。下列說法中,不正確的是 A.植物乙比植物甲對CO2濃度更敏感 B.當(dāng)CO2吸收量為c時,植物甲與植物乙合成有機物的量相等 C.d點時植物甲細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體 D.適當(dāng)降低光強度,b點將向右移動 【答案】B
29、 【解析】由圖可知,環(huán)境中CO2濃度升高到一定程度后,植物乙的CO2吸收量降低幅度較大,植物甲的CO2吸收量基本保持不變,可見植物乙比植物甲對CO2濃度更敏感,A項正確;當(dāng)CO2吸收量為c時,植物甲與植物乙的凈光合速率相等,由于植物甲比植物乙的呼吸速率大,由真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率可知,植物甲合成有機物的量比植物乙多,B項錯誤;d點時植物甲細(xì)胞既進(jìn)行光合作用,又進(jìn)行細(xì)胞呼吸,因此產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞溶膠、線粒體、葉綠體,C項正確;根據(jù)題意可知,圖中曲線是在最適光強度條件下測得的,因此若光強度減弱,CO2吸收量降低,b點時光合作用強度與細(xì)胞呼吸強度相等,降低光強度后,需要環(huán)境中提供
30、較高濃度的CO2才能使光合作用強度與呼吸作用強度相等,因此b點將向右移動,D項正確。 1.光合作用碳反應(yīng)中,與CO2固定有關(guān)的物質(zhì)是 A.水 B.NADPH C.ATP D.核酮糖二磷酸 2.為研究強光照對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,如圖為濾紙層析的結(jié)果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶)。下列敘述正確的是 A.強光下的幼苗相比正常光照下的綠色更深 B.強光照可能抑制葉綠素的合成,促進(jìn)類胡蘿卜素的合成 C.四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ D.色素分離過程中如果濾液線觸及石油醚,會縮短得到四條色素帶的時間 3.
31、植物葉肉細(xì)胞的部分代謝過程如圖所示。下列敘述正確的是 A.圖中H+通過主動轉(zhuǎn)運從類囊體膜內(nèi)運到膜外 B.通常,在光強度達(dá)到全日照之前,物質(zhì)A的釋放速率已達(dá)到最大值 C.每個三碳酸分子接受來自物質(zhì)N的氫和來自ATP的磷酸基團(tuán) D.葉綠素呈綠色,是因為它大量吸收綠光,而幾乎不吸收其他顏色的光 4.科研人員研究了不同氮素水平對某植物葉片光合作用的影響。其實驗結(jié)果如下表所示,下列分析錯誤的是 組 別 氮素水平(mmol·L-1) 葉綠素含量(μg·cm-2) 氣孔導(dǎo)度(mmol·m-2·s-1) 胞間CO2濃度(μL·L-1) 表觀光合速率 (μmol·m-2·s-1)
32、 1 5(低氮) 86 0.68 308 19.4 2 10(中氮) 99 0.84 304 20.7 3 15(偏高) 103 0.85 301 21.4 4 20(高氮) 103 0.84 295 22.0 (注:氣孔導(dǎo)度指氣孔開放程度;表觀光合速率是指在光照條件下,一定量的植物在單位時間內(nèi)釋放到外界的O2量) A.氮是葉綠素的組成元素,適當(dāng)增施氮肥有利于葉綠素的合成 B.隨著氮素水平的增加,胞間CO2濃度的持續(xù)下降促進(jìn)了表觀光合速率不斷增加 C.一定范圍內(nèi)增大氮素濃度,可提高該植物葉片的表觀光合速率 D.第4組的表觀光合速率高于第3
33、組,而葉綠素含量相同,推測其主要原因可能是高氮條件下,氮素參與合成的光合作用有關(guān)酶的數(shù)量增多 5.已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃,如圖表示植物在25 ℃時光合作用強度與光強度的關(guān)系,若將溫度提高到30 ℃的條件下,其他條件不變,理論上圖中相應(yīng)點的移動情況是 A.a(chǎn)點上移,b點右移,c點右移,d點上移 B.a(chǎn)點下移,b點右移,c點左移,d點下移 C.a(chǎn)點上移,b點左移,c點右移,d點上移 D.a(chǎn)點下移,b點左移,c點左移,d點下移 6.研究人員對日光溫室內(nèi)的番茄葉片補充等強度不同波長的光,測得番茄光合速率的日變化情況如圖。下列敘述錯誤的是 A
34、.據(jù)圖分析,在10:00左右適當(dāng)補充紅光,對番茄的生長最有效 B.14:00~16:00,引起三組黃瓜光合速率均降低的主要因素是室內(nèi)CO2濃度過低 C.9:00-11:00對照組CO2固定量比補藍(lán)光組多 D.12:30時,若適當(dāng)提高溫室內(nèi)CO2濃度,短時間番茄植株中三碳酸的合成速率不變 7.研究者探究不同光照條件下,兩種不同濃度CO2對某種藍(lán)細(xì)菌生長的影響,結(jié)果如圖所示。下列關(guān)于實驗的敘述,不正確的是 A.“●”和“▲”分別表示高濃度和低濃度CO2下的測量結(jié)果 B.若相同條件下測量O2的釋放量,可得到相似的實驗結(jié)果 C.低光強時,不同的CO2濃度對干重增加的影響不顯著 D.
35、高濃度CO2時,不同的光強對干重增加的影響不顯著 8.科研工作者研究了土壤含水量對番茄品種甲和乙光合作用的影響,結(jié)果如圖所示。有關(guān)敘述錯誤?的是 A.土壤含水量對光合速率的影響和對番茄葉片氣孔導(dǎo)度影響的趨勢基本一致 B.土壤含水量為50%時,限制番茄光合速率的主要因素為氣孔導(dǎo)度 C.土壤含水量的下降,可能影響番茄葉片光合產(chǎn)物的輸出,從而限制了其碳反應(yīng)的速率 D.土壤含水量的下降,可能引起了番茄葉綠體片層結(jié)構(gòu)的不可逆改變,從而限制了其光反應(yīng)的速率 9.在高光強環(huán)境下,將某突變型植株與野生型植株分別施以低氮肥和高氮肥,一段時間后,測定其葉綠素和 Rubisco 酶(該酶催化CO2和
36、 RuBP 反應(yīng))的含量,結(jié)果如圖所示。 請回答: (1)實驗表明,突變型的________含量比野生型低,采用_____法分離突變型植株葉片色素,與野生型相比濾紙條上有的色素帶顏色變淺。分離時,應(yīng)注意濾紙條上的濾液細(xì)線要__________(高、低)于層析液的液面,濾紙條上最寬色素帶所含的色素是_________。 (2)氧氣在________________反應(yīng)中產(chǎn)生,同時光能被轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH 中的活躍的__________。 (3)高氮肥下,突變型植株的光合速率大于野生型植株。結(jié)合實驗結(jié)果分析,限制野生型植株光合速率的因素是___________________。
37、 (4)卡爾文循環(huán)過程中,RuBP 與__________________結(jié)合形成六碳分子,六碳分子分解成三碳酸。三碳酸還原為三碳糖。 _________________(大/?。┎糠诌\至葉綠體外,轉(zhuǎn)變?yōu)開______________(淀粉/蔗糖)。 10.(2019江蘇卷·17)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(lán)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(jìn)行層析時,需通風(fēng)操作 D.實驗驗證了該種藍(lán)藻沒有葉綠素b 11.(2017浙江
38、11月選考)在黑暗條件下,將分離得到的類囊體放在pH=4的緩沖溶液中,使類囊體內(nèi)外的pH相等,然后迅速轉(zhuǎn)移到含有ADP和Pi的pH=8的緩沖溶液中,結(jié)果檢測到有ATP的生成。根據(jù)實驗分析,下列敘述正確的是 A.實驗中溶液的H+均來自水的裂解 B.黑暗條件下植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體可產(chǎn)生ATP C.光照條件下植物細(xì)胞葉綠體中類囊體的腔內(nèi)H+濃度較高 D.若使類囊體的脂雙層對H+的通透性增大,ATP生成量不變 12.(2019浙江4月選考·30)回答與光合作用有關(guān)的問題: (1)在“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”活動中,正常光照下,用含有0.1%CO2的溶液培養(yǎng)小球藻一段時間。當(dāng)用綠光照射該
39、溶液,短期內(nèi)小球藻細(xì)胞中3-磷酸甘油酸的含量會______。為3-磷酸甘油酸還原成三碳糖提供能量的物質(zhì)是______。若停止CO2供應(yīng),短期內(nèi)小球藻細(xì)胞中RuBP的含量會______。研究發(fā)現(xiàn) Rubisco酶是光合作用過程中的關(guān)鍵酶,它催化CO2被固定的反應(yīng),可知該酶存在于葉綠體______中。 (2)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(jìn)行分離后,濾紙條自上而下兩條帶中的色素合稱為______。分析葉綠素a的吸收光譜可知,其主要吸收可見光中的______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_____抑制葉綠素的合成有關(guān)。 13.(2017
40、浙江11月選考)為探究環(huán)境因素對光合作用的影響,進(jìn)行了相關(guān)實驗。取去除淀粉的某植物葉片打成大小相等的圓片,并將相同數(shù)量的葉圓片分別放入A~D四組燒杯中,在25℃環(huán)境中進(jìn)行實驗,實驗內(nèi)容與結(jié)果見下表。 注:“+”表示檢出淀粉,“++”表示檢出淀粉含量較高,“-”表示未檢出淀粉 回答下列問題: (1)本實驗的可變因素是__________。 (2)如何去除植物葉片中的淀粉?__________ (3)據(jù)表分析,將CO2作為光合作用原料的是_________組。在植物體內(nèi),CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物的途徑為__________循環(huán),其產(chǎn)物可運至葉綠體外轉(zhuǎn)變成__________,并運到植物體其
41、他部位供細(xì)胞利用。 (4)檢測結(jié)果表明離體葉肉細(xì)胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。葉肉細(xì)胞合成淀粉的場所是__________。而在塊莖中,淀粉長期儲存在__________中 14.(2017浙江4月選考)為探究不同環(huán)境因素對某植物葉片中葉綠素含量的影響,進(jìn)行了相關(guān)實驗,結(jié)果如圖所示。 回答下列問題: (1)本實驗的因變量是______________,由圖中曲線對比可知,經(jīng)______________處理的該植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯,這將直接導(dǎo)致光反應(yīng)中葉綠素吸收的______________光減少從而降低了光合速率。由此推知,若遇到較低溫天氣,除升溫方法外,可對植物進(jìn)行__
42、____________處理以減少葉綠素的損失。 (2)提取上述四組該植物葉片中的色素時,為防止色素被破壞,研磨時可加入適量的_____________,對上述四組色素提取液分別進(jìn)行紙層析分離,結(jié)果發(fā)現(xiàn),第4組得到的色素帶中,從上到下的第______________條色素帶均明顯變窄。 (3)若用不同波長的光照射葉綠素a提取液并測定____________________________,可得到葉綠素a的吸收光譜。 15.(2016浙江理綜)下面是關(guān)于植物光合作用的問題。請回答: (1)光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的______________中,H20在光反應(yīng)中裂解為_____________
43、_。 (2)若以14CO2作為光合作用的原料,在卡爾文循環(huán)中首先出現(xiàn)含14C的三碳化合物是__________。該三碳化合物在NADPH的氫和ATP的___________等物質(zhì)存在的情況下,被還原為三碳糖磷酸。 (3)給某植物提供C1802和H20,釋放的氧氣中含有18O。氧氣中含有18O是由于__________,H218O又作為原料參與了光合作用之故。 (4)植物光合作用光飽和點可通過測定不同__________下的光合速率來確定。在一定條件下,某植物在溫度由25℃降為5℃的過程中光飽和點逐漸減小,推測該植物在光照充足時的光合作用最適溫度______(選填:<、≤、=、≥、>)25
44、℃。 16.(2018·北京卷)光反應(yīng)在葉綠體類囊體上進(jìn)行。在適宜條件下,向類囊體懸液中加入氧化還原指示劑DCIP,照光后DCIP由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。該反應(yīng)過程中 A.需要ATP提供能量 B.DCIP被氧化 C.不需要光合色素參與 D.會產(chǎn)生氧氣 17.(2018·新課標(biāo)II卷)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(dá)到一定數(shù)值時,A葉片的
45、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。 (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______________。 18.(2018·江蘇卷)下圖為某植物葉肉細(xì)胞中有關(guān)甲、乙兩種細(xì)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(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)中
46、心的蛋白,在細(xì)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(jìn)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(xì)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
47、號)。 ①C3的還原 ②內(nèi)外物質(zhì)運輸 ③H2O裂解釋放O2 ④酶的合成 1.【答案】D 【解析】碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中,碳反應(yīng)中C5(核酮糖二磷酸)與CO2首先固定形成兩個C3。水是光反應(yīng)的原料,不能與二氧化碳固定,A錯誤;NADPH、ATP是光反應(yīng)的產(chǎn)物,二者參與碳反應(yīng)中三碳化合物的還原,BC錯誤;碳反應(yīng)中二氧化碳和核酮糖二磷酸反應(yīng)生成兩分子三碳化合物,D正確。 2.【答案】B 【解析】根據(jù)題圖來看,強光照導(dǎo)致了該植物葉綠素含量降低,綠色變淺,A項錯誤;強光照和正常光照相比,葉綠素含量明顯降低,類胡蘿卜素含量增加,可見強光照可能抑制葉綠素的合成,促進(jìn)類胡蘿卜素的合
48、成,B項正確;四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ,C項錯誤;色素分離過程中如果濾液線觸及石油醚,色素會溶解在層析液中,無法得到色素帶,D項錯誤。 3.【答案】B 【解析】圖中H+從類囊體膜內(nèi)運到膜外為易化擴(kuò)散,A項錯誤;通常在光強度達(dá)到全日照之前,物質(zhì)A(O2)的釋放速率已達(dá)到最大值,B項正確;每個三碳酸分子接受來自物質(zhì)NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團(tuán),C項錯誤;葉綠素呈綠色,是因為它大量吸收紅光和藍(lán)紫光,幾乎不吸收綠光,D項錯誤。 4.【答案】B 【解析】氮是葉綠素的組成元素,據(jù)表可知,隨氮素水平的提高,葉綠素含量逐漸增加,說明適當(dāng)增施氮肥有利于葉綠素的合成,A項正確;
49、隨著氮素水平的增加,表觀光合速率不斷增加,促進(jìn)了胞間CO2濃度的持續(xù)下降,B項錯誤,C項正確;影響光合作用的內(nèi)部因素包括色素和酶的含量,第4組的表觀光合速率高于第3組,而葉綠素含量相同,推測其主要原因可能是高氮條件下,氮素參與合成的光合作用有關(guān)酶的 數(shù)量增多,D項正確。 5.【答案】B 【解析】根據(jù)題意和圖示分析可知:溫度從25 ℃提高到30 ℃后,光合速率減慢,呼吸速率加快。圖中a點代表呼吸速率,現(xiàn)呼吸速率加快,故a點下移;b點呼吸速率等于光合速率,現(xiàn)呼吸速率加快,光合作用減慢,故b點右移;c點表示光飽和點,現(xiàn)光合速率減慢,故c點將左移;d點表示最大光合速率,現(xiàn)光合速率減慢,故d點下移
50、。故選B項。 6.【答案】B 【解析】據(jù)圖分析可知,若采取在10:00前適當(dāng)補充紅光措施,對黃瓜的生長最有效,A正確;14~16時,三組的光照強度均下降,三組黃瓜光合速率均降低,B錯誤;9:00-11:00,對照組的光合速率高于藍(lán)光組,故對照組CO2固定量比補藍(lán)光組多,C正確;12:30時,番茄氣孔關(guān)閉出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象,若適當(dāng)提高溫室內(nèi)CO2濃度,短時間番茄植株中三碳酸的合成速率不變,D正確。 7.【答案】D 【解析】分析題圖曲線可知,高光強度下“●”有機物積累多于“▲”,因此“●”為高二氧化碳濃度下的測量結(jié)果,“▲”為低二氧化碳濃度下的測量結(jié)果,A項正確;凈光合速率也可用O2的釋
51、放量表示,可得到相似的實驗結(jié)果,B項正確;低光強時,限制光合作用的外界因素主要是光強度,不是二氧化碳濃度,因此不同的CO2濃度對干重增加的影響不顯著,C項正確;高二氧化碳濃度時,一定的范圍內(nèi)隨光強度增加,光合作用強度增強,干重增加速度增大,D項錯誤。 8.【答案】B 【解析】根據(jù)圖中的兩條曲線的趨勢可以看出,土壤含水量對甲、乙兩種番茄光合作用速率的影響和氣孔導(dǎo)度的影響基本一致,A正確;番茄在土壤含水量為50%的條件下,氣孔導(dǎo)較低,但胞間二氧化碳濃度升高,說明光合速率下降的主要影響因素不是氣孔導(dǎo)度,B錯誤;土壤含水量下降可能會影響到葉綠體中光合產(chǎn)物的輸出,從而抑制了暗反應(yīng)的進(jìn)行,導(dǎo)致光合速率
52、下降,C正確;土壤含水量降低,氣孔導(dǎo)度降低,胞間CO2濃度逐漸升高,可能是因為水分虧缺導(dǎo)致類囊體結(jié)構(gòu)破壞,可以影響光合作用的光反應(yīng)進(jìn)行,D正確;故選B。 9.【答案】(1)葉綠素a 紙層析 高 葉綠素a (2)光 化學(xué)能 (3)Rubisco酶含量 (4)CO2 大 蔗糖 【解析】該題目主要考查光合作用,光合作用的過程:1.光反應(yīng)階段 a條件:葉綠體色素、酶、光和水;b場所:葉綠體類囊體膜;c產(chǎn)物:NADPH、ATP、O2;d物質(zhì)轉(zhuǎn)變①水在光下裂解為H+、O2和電子;②水中的氫(H++e-)在光下將NADP+還原為N
53、ADPH;e能量轉(zhuǎn)變:光能被吸收并轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能。2.碳反應(yīng)a條件:多種酶、ATP、NADPH;b場所:葉綠體基質(zhì);c產(chǎn)物:三碳糖;d主要變化①CO2+RuBP―→2三碳酸分子;②三碳酸分子的還原:三碳酸分子接受NADPH中的氫和ATP中的磷酸基團(tuán)及能量,被還原成三碳糖,這是碳反應(yīng)形成的產(chǎn)物。 (1)該實驗表明,低氮肥和高氮肥處理的突變型的葉綠素a 含量比野生型低.用紙層析法提取色素時,濾液細(xì)線要高于層析液,防止色素在層析液中溶解,色素帶由上到下的色素為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,據(jù)題目圖所示葉綠素a含量最多,色素帶最寬。 (2)在光合作用的光反應(yīng)中在葉綠體的
54、類囊體薄膜上產(chǎn)生氧氣,以及能量的轉(zhuǎn)換,光能被轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH 中的活躍的化學(xué)能。 (3)據(jù)圖分析,突變體的Rubisco酶含量高,故突變體葉綠素含量低但產(chǎn)量與野生型差別不大.實驗表明突變體更傾向于將氮素用于Rubisco酶的合成,而不是葉綠素的合成.結(jié)合實驗結(jié)果分析,限制野生型植株光合速率的因素是Rubisco酶的含量。 (4)卡爾文循環(huán)主要是指暗反應(yīng),暗反應(yīng)階段,二氧化碳首先與五碳化合物結(jié)合而被固定為三碳化合物,在[H]、ATP和Rubisco 酶的作用下被還原;每3個CO2分子進(jìn)入卡爾文循環(huán),就形成6分子的三碳酸分子,后者都被還原為三碳糖,其中5個三碳糖分子在循環(huán)中再生為RuB
55、P,另一個三碳糖分子則離開循環(huán),或在葉綠體內(nèi)合成淀粉、蛋白質(zhì)或脂質(zhì),或運出葉綠體,轉(zhuǎn)變成蔗糖。 10.【答案】D 【解析】綠色植物的葉綠體中含有四種色素,紙層析后,形成的色素帶從上到下依次是:胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b黃綠色。由圖可知,菠菜含有四種色素,藍(lán)藻(原核生物)只含有葉綠素a和胡蘿卜素。研磨時加入碳酸鈣是為了保護(hù)葉綠素,A錯誤;層析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成,也可以用92號汽油代替,B錯誤;層析時,為了防止層析液揮發(fā),需要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯,C錯誤;由圖可知,藍(lán)藻只有兩條色素帶,不含有葉綠色b,D正確。 11.【答案】C 【解析】解答
56、本題需要學(xué)生掌握光合作用的光反應(yīng)過程的場所是類囊體薄膜,在光下水被分解為還原氫與氧氣,同時合成ATP,且其合成ATP與膜內(nèi)外存在H+梯度(H+濃度差)有關(guān)。黑暗條件下,植物不能吸收光能將水裂解出H+,A錯誤;黑暗條件下,植物不能進(jìn)行光合作用,葉綠體中不能產(chǎn)生ATP,B錯誤;據(jù)題意可知類囊體腔內(nèi)ph=4,類囊體外pH=8,故葉綠體類囊體膜內(nèi)H+濃度高,C正確;類囊體對H+的通透性增大,其內(nèi)的H+到類囊體外,使pH減小,ATP生成量減少,D錯誤。 12.【答案】(1)增加 ATP和 NADPH 增加 基質(zhì) (2)類胡蘿卜素 藍(lán)紫光和紅 低溫 【解析】(1
57、)環(huán)境中的CO2含量增加,則會促進(jìn)碳反應(yīng)中CO2的固定這一環(huán)節(jié),使3-磷酸甘油酸的含量增加;3-磷酸甘油酸還原成三碳糖是還原反應(yīng)且消耗能量,所以提供能量的物質(zhì)是ATP和NADPH;若停止CO2供應(yīng),則會使CO2固定的速率降低,反應(yīng)消耗的RuBP會減少,故使得短期內(nèi)小球藻細(xì)胞中RuBP的含量會增加;CO2被固定的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì),故Rubisco酶也是存在于葉綠體基質(zhì)中。(2)光合色素的分離和提取實驗中,濾紙條自上而下兩條帶中的色素分別為胡蘿卜素和葉黃素,合稱類胡蘿卜素;葉綠素a主要吸收藍(lán)紫光和紅光;秋天葉片變黃主要是由于溫度降低導(dǎo)致葉綠素的合成受到抑制。 13.【答案】(1)葡萄糖和光照
58、 (2)暗處理 (3)A、C 卡爾文 蔗糖 (4)葉綠體基質(zhì) 白色體 【解析】(1)本實驗是為了探究環(huán)境因素對光合作用的影響,自變量應(yīng)該是植物體在實驗中所處的環(huán)境,根據(jù)表格分析應(yīng)該是液體成分和處理條件,即葡萄糖和光照。 (2)淀粉是植物在光下制造的有機物,植物的呼吸作用會消耗有機物,所以可以暗處理。 (3)據(jù)表分析,將CO2作為光合作用原料的是A、C組,因為只有A、C組有光照,可以進(jìn)行光合作用。在植物體內(nèi),CO2轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物的途徑為卡爾文循環(huán),其產(chǎn)物可運至葉綠體外轉(zhuǎn)變成蔗糖,并運到植物體其他部位供細(xì)胞利用。 (4)檢測結(jié)果表明離體葉肉細(xì)胞可直接利用葡萄糖合成淀粉
59、。葉肉細(xì)胞合成淀粉是光合作用的暗反應(yīng)階段,其場所是葉綠體基質(zhì)。而在塊莖中,淀粉長期儲存在白色體中。 14.【答案】(1)葉綠素相對含量 低溫和光照 藍(lán)紫光和紅 遮光 (2)碳酸鈣 3、4 (3)吸光率 【解析】(1)根據(jù)曲線圖分析可知:自變量為光強度、溫度,因變量為葉綠素相對含量,由圖中曲線對比可知,4曲線(經(jīng)低溫和光照處理)的植物葉片中葉綠素含量下降最為明顯,葉綠素吸收藍(lán)紫光和紅光。由此推知,若遇到較低溫天氣,除升溫方法外,可對植物進(jìn)行遮光處理以減少葉綠素的損失。 (2)為防止色素被破壞,研磨時可加入適量的碳酸鈣,第4組得到的色素帶中,葉綠素含量較少,因
60、此從上到下的第3、4條色素帶均明顯變窄。 (3)若用不同波長的光照射葉綠素a提取液并測定吸光率,可得到葉綠素a的吸收光譜。 15.【答案】(1)類囊體膜H+、O2和電子 (2)三碳酸磷酸基團(tuán) (3)C1802中的部分氧轉(zhuǎn)移到H218O中 (4)光強度≥ 【解析】(1)光合作用的光反應(yīng)場所是葉綠體的基?;蝾惸殷w,水在光反應(yīng)中裂解為O2、H+和電子。 (2)卡爾文循環(huán)的第一個反應(yīng)是RuBP和二氧化碳結(jié)合形成三碳酸,然后三碳酸在NADPH中的氫和ATP的磷酸基團(tuán)的作用下被還原為三碳糖磷酸。 (3)碳反應(yīng)的過程也有水的產(chǎn)生,所以C18O2參與光合作用會產(chǎn)生部分帶有放射性的水,水又作為原
61、料參與了光合作用。 (4)植物光合作用光飽和點可通過測定不同光強度下的光合速率來確定。某植物在溫度由25℃降為5℃ 的過程中光飽和點逐漸減小,推測該植物在光照充足時的光合作用最適溫度≥25℃。 16.【答案】D 【解析】光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體類囊薄膜上,有光時,產(chǎn)生氧氣、NADPH和ATP,A錯誤;DCIP照光后由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色,是因為DCIP被[H]還原成無色,B錯誤;光合作用光反應(yīng)階段需要光合色素吸收光能,C錯誤;光合作用光反應(yīng)階段會產(chǎn)生氧氣,D正確。 17.【答案】(1)下層 A葉片的凈光合速率達(dá)到最大時所需光照強度低于B葉片 (2)暗 (3)無水乙醇 【
62、解析】(1)由于上層葉片對陽光的遮擋,導(dǎo)致下層葉片接受的光照強度較弱,因此下層葉片凈光合速率達(dá)到最大值時所需要的光照強度較上層葉片低,據(jù)此分析圖示可推知:A葉片是樹冠下層的葉片。(2)光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段,氧氣產(chǎn)生于光反應(yīng)階段。光照強度達(dá)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,說明光反應(yīng)速率不變,則凈光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反應(yīng)受到抑制。(3)綠葉中的葉綠素等光合色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中,可以用無水乙醇提取葉綠素。 18.【答案】(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
63、 (4)①②④ 【解析】(1)分析圖示可知,甲表示葉綠體,是光合作用的場所,參與光合作用的兩類色素是葉綠素和類胡蘿卜素,其中葉綠素需要在光照條件下合成。(2)光反應(yīng)的場所是類囊體薄膜,因此細(xì)胞核編碼的參與光反應(yīng)中心的蛋白,在細(xì)胞質(zhì)中合成后,轉(zhuǎn)運到葉綠體內(nèi),在囊體薄膜上組裝;二氧化碳的 固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中,因此核編碼的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亞基轉(zhuǎn)運到葉綠體內(nèi),在葉綠體基質(zhì)中組裝。(3)在氧氣充足的條件下,葉綠體產(chǎn)生的三碳糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸,然后進(jìn)入線粒體基質(zhì)中,徹底氧化分解成CO2;據(jù)圖分析,圖中葉綠體中過多的還原能可通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化,在細(xì)胞質(zhì)中合成NADPH,NADPH中的能量最終可在線粒體內(nèi)膜上轉(zhuǎn)移到ATP中。(4)葉綠體光反應(yīng)產(chǎn)生ATP,因此圖中線粒體為葉綠體提供的ATP用于光反應(yīng)以外的生命活動,如C3的還原、內(nèi)外物質(zhì)運輸、酶的合成等,而H2O裂解釋放O2屬于光反應(yīng),故選①②④。 29
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