北京新高考生物复习练习讲义专题6 光合作用.docx
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北京新高考生物复习练习讲义专题6光合作用
专题6 光合作用
探考情 悟真题
【考情探究】
考点
考向
5年考情
预测热度
高考示例
素养要素
难度
1
光合作用和叶绿体
光合色素及其提取与分离
2018北京理综,3,6分
科学思维
易
★☆☆
叶绿体结构
2
光合作用过程和影响因素
光合作用的过程
2019北京理综,31,16分
科学思维
科学探究
易
★★☆
影响光合作用的因素
3
光合作用和细胞呼吸的综合
光合作用和细胞呼吸的联系
2017北京理综,2,6分
科学思维
易
★☆☆
分析解读 本专题是高考的重点和易考点,需要同学们掌握光合作用的过程、反应场所、有机物在植物不同器官间进行运输等生物学主干知识,准确说出光合作用的反应场所、过程、影响因素等基础知识,熟练分析光合作用相关图像,并能联系光合作用和细胞呼吸分析生命现象。
通过综合分析光合作用和细胞呼吸的过程及影响因素,建立局部与整体、结构与功能、物质与能量等生命观念。
【真题探秘】
破考点 练考向
考点一 光合作用和叶绿体
【考点集训】
考向1 光合色素及其提取与分离
1.下列实验操作可达到预期目的的是（ ）
A.提取绿叶色素,研磨时加入70%的乙醇用于溶解色素
B.将甘蔗研磨液过滤后加入适量斐林试剂,可观察到砖红色沉淀
C.洋葱根尖分生区细胞解离后经龙胆紫染色,显微镜下可观察到深色的染色体
D.加入二苯胺试剂后加热,通过观察是否变蓝判断有无目的PCR产物生成
答案 C
2.下列关于用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是（ ）
A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素
B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素
C.为获得10mL提取液,研磨时一次性加入10mL无水乙醇研磨效果最好
D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失
答案 B
考向2 叶绿体结构
考点二 光合作用过程和影响因素
【考点集训】
考向1 光合作用的过程
1.下列关于光合作用的叙述,正确的是（ ）
A.蓝藻细胞的光合作用发生在叶绿体中
B.水在叶绿体中分解需要ATP提供能量
C.叶肉细胞中合成葡萄糖时需要ATP提供能量
D.二氧化碳固定生成C3需要消耗ATP
答案 C
2.研究者使用稳定同位素18O标记水和碳酸盐/碳酸氢盐中的氧,加入三组小球藻培养液中,记录反应起始时水和碳酸盐/碳酸氢盐中18O的比例,光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,实验结果如表所示。
下列相关叙述,不正确的是（ ）
组别
水中18O
的比例（%）
HC
和C
中
18O的比例（%）
反应时
间（min）
释放的O2
中18O的
比例（%）
1
0.85
0.41
45
0.84
2
0.85
0.55
110
0.85
3
0.85
0.61
225
0.85
A.小球藻光合作用所需的CO2可由HC
和C
提供
B.HC
和C
中18O的比例不同导致放氧速率不同
C.释放的O2中18O的比例不受光合作用反应时间影响
D.释放的O2中18O比例与水相近,推测氧气来自水
答案 B
考向2 影响光合作用的因素
3.以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。
下列分析正确的是（ ）
A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
答案 A
考点三 光合作用和细胞呼吸的综合
【考点集训】
考向 光合作用和细胞呼吸的联系
1.如图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。
下列有关分析不正确的是（ ）
A.发生在生物膜上的过程有③④
B.人体细胞中也可发生的过程有②④
C.②过程形成的ATP可用于③过程
D.在光照充足等适宜条件下,①消耗的CO2可能多于②产生的CO2
答案 C
2.叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是（ ）
A.O2的产生B.H2O的生成
C.[H]的消耗D.ATP的合成
答案 A
炼技法 提能力
方法 探究光合作用与细胞呼吸的速率测定
【方法集训】
1.从水体中取得一定量的水样,首先测定其初始溶解氧量。
然后将水样灌入两个相同的瓶子中,一个白瓶完全透光,另一个黑瓶完全不透光,然后放回原来水层。
24小时后取出,分别测量白瓶和黑瓶中的溶解氧量,从而可以计算水体生物的总光合量、净光合量和呼吸量。
某次实验中意外损坏了黑瓶,那么无法获得的数据是（ ）
①总光合量 ②净光合量 ③呼吸量 ④黑瓶盛水量
A.①②B.①③C.②③D.①③④
答案 B
2.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干绿叶圆片后平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,分别给予a、b、c三种不同强度的光照,其他条件一致。
照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示。
下列叙述错误的是（ ）
A.装置内增加的氧气来自水
B.光照强度为a时,光合作用停止
C.丙组装置内的CO2含量在照光后比照光前低
D.此图反映了光合作用强度与光照强度的关系
答案 B
【五年高考】
A组 自主命题·北京卷题组
考点一 光合作用和叶绿体
1.（2018北京理综,3,6分）光反应在叶绿体类囊体上进行。
在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。
该反应过程中（ ）
A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化
C.不需要光合色素参与D.会产生氧气
答案 D
考点二 光合作用过程和影响因素
2.（2016北京理综,5,6分）在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。
两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。
与本实验相关的错误叙述是（ ）
A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
答案 C
3.（2019北京理综,31,16分）光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。
（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的 。
在碳（暗）反应中,RuBP羧化酶（R酶）催化CO2与RuBP（C5）结合,生成2分子C3。
影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括 （写出两个）;内部因素包括 （写出两个）。
（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。
高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在 中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的 中与L组装成有功能的酶。
（3）研究发现,原核生物蓝藻（蓝细菌）R酶的活性高于高等植物。
有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。
研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。
转基因植株能够存活并生长。
检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。
①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?
请说明理由。
②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括 。
a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质
b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定
c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成
d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同
答案
（1）光能 温度、CO2浓度 R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（其中两个）
（2）细胞质 基质
（3）①不能 转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性 ②a、b、c
4.（2015北京理综,31,16分）研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。
（1）在开始检测后的200s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解 ,同化CO2。
而在实验的整个过程中,叶片可通过 将储藏在有机物中稳定的化学能转化为 和热能。
（2）图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在 μmol·m-2·s-1范围内,在300s时CO2 达到2.2μmol·m-2·s-1。
由此得出,叶片的总（真正）光合速率大约是 μmolCO2·m-2·s-1。
（本小题所填数值保留至小数点后一位）
（3）从图中还可看出,在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放 ,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。
（4）为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用 技术进行研究。
答案
（1）水（H2O） 细胞呼吸 ATP中活跃的化学能
（2）0.2~0.6 释放量 2.4~2.8 （3）逐渐减少 （4）14C同位素示踪
5.（2013北京理综,29,16分）为研究棉花去棉铃（果实）后对叶片光合作用的影响,研究者选取至少具有10个棉铃的植株,去除不同比例棉铃,3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。
结果如图。
图1 图2
（1）光合作用碳（暗）反应利用光反应产生的ATP和 ,
在 中将CO2转化为三碳糖,进而形成淀粉和蔗糖。
（2）由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率 。
本实验中对照组（空白对照组）植株的CO2固定速率相对值是 。
（3）由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中 增加。
已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用,因此去除棉铃后,叶片光合产物利用量减少, 降低,进而在叶片中积累。
（4）综合上述结果可推测,叶片中光合产物的积累会 光合作用。
（5）一种验证上述推测的方法为:
去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理,使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官,检测 叶片的光合产物含量和光合速率。
与只去除棉铃植株的叶片相比,若检测结果是 ,则支持上述推测。
答案
（1）[H]（或NADPH） 叶绿体基质
（2）逐渐下降 28 （3）淀粉和蔗糖含量 输出量 （4）抑制 （5）未遮光的 光合产物含量下降,光合速率上升
考点三 光合作用和细胞呼吸的综合
6.（2017北京理综,2,6分）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。
据此,对该植物生理特性理解错误的是（ ）
A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B.净光合作用的最适温度约为25℃
C.在0~25℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D.适合该植物生长的温度范围是10~50℃
答案 D
B组 统一命题、省（区、市）卷题组
考点一 光合作用和叶绿体
1.（2017天津理综,5,6分）叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。
以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是（ ）
A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.用水做层析液观察花青苷的色素带
C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水
D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目
答案 D
2.（2016课标全国Ⅱ,4,6分）关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是（ ）
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的
答案 C
考点二 光合作用过程和影响因素
3.（2019课标全国Ⅰ,3,6分）将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40g,其增加的质量来自（ ）
A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水
C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气
答案 A
4.（2019江苏单科,28,8分）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。
请回答下列问题:
（1）合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是 。
（2）进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在 上（填场所）完成的。
活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-Ⅰ）,C3-Ⅰ还原为三碳糖（C3-Ⅱ）,这一步骤需要 作为还原剂。
在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外,还必须合成化合物X以维持卡尔文循环,X为 。
（3）作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有 （填序号）。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
（4）光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。
答案
（1）转录 tRNA
（2）类囊体 [H] C5（五碳化合物） （3）①②③④ （4）吸水涨破
考点三 光合作用和细胞呼吸的综合
5.（2018课标全国Ⅲ,29,9分）回答下列问题:
（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的 上,该物质主要捕获可见光中的 。
（2）植物的叶面积与产量关系密切。
叶面积系数（单位土地面积上的叶面积总和）与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。
由图可知:
当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均 。
当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是 。
（3）通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 （填“高”或“低”）。
答案
（1）类囊体膜 蓝紫光和红光
（2）增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低 （3）低
6.（2017课标全国Ⅱ,29,9分）如图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是 、 、 、 ,[H]代表的物质主要是 。
（2）B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在 （填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。
答案
（1）O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH（或答:
还原型辅酶Ⅰ）
（2）C和D （3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
【三年模拟】
时间:
55分钟 分值:
90分
一、选择题（每题5分,共45分）
1.（2020届北京海淀期中,11）某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO3溶液的烧杯中,改变灯泡与烧杯的距离,测定得到如图所示结果。
下列叙述正确的是（ ）
A.本实验目的是探究CO2浓度对光合速率的影响
B.15~45cm之间,气泡产生速率代表净光合速率
C.小于60cm时,限制光合速率的主要因素是CO2浓度
D.60cm时,光照强度太弱导致光合作用完全停止
答案 B
2.（2020届北京朝阳期中,5）用新鲜菠菜叶和蓝藻研磨后的乙醇提取液进行纸层析,实验结果如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A.研磨过程中加入CaCO3会破坏叶绿素
B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C.不同色素在层析液中的溶解度均相同
D.该种蓝藻细胞中不含叶黄素和叶绿素b
答案 D
3.（2019北京海淀零模,2）科研人员探究了补充蓝光对油桃叶片色素含量的影响,结果如下表。
下列分析不正确的是（ ）
叶绿素a
（mg/g）
叶绿素b
（mg/g）
叶绿素总量（a+b）
（mg/g）
实验组
2.6
0.9
3.5
对照组
2.3
0.7
3.0
A.可用无水乙醇提取光合色素
B.蓝光处理使叶绿素a、b的量均增加
C.蓝光使叶绿素a/b的比值增加
D.蓝光对叶绿素b合成的作用更显著
答案 C
4.（2019北京东城一模,2）以下有关叶绿体中类囊体的叙述不正确的是（ ）
A.类囊体膜的基本支架是磷脂双分子层
B.类囊体可增大叶绿体的受光面积
C.类囊体上有可以催化形成ATP的酶
D.类囊体上可发生C3的还原过程
答案 D
5.（2019北京平谷一模,2）Rubisco是催化CO2与C5反应的酶,其活性远远低于其他酶;该酶有两个CO2结合位点a、b,CO2分子与位点a结合,激活该酶,进而催化位点b上的CO2固定。
关于Rubisco叙述错误的是（ ）
A.Rubisco分布在叶绿体基质中
B.CO2分子可以调节Rubisco的活性
C.Rubisco是叶肉细胞中含量最多的酶
D.Rubisco同时催化a、b上的CO2固定
答案 D
6.（2019北京丰台一模,2）某课外小组用传感器测定了不同条件下250mL有鱼和无鱼池塘水的溶解氧变化,获得如下数据。
下列说法正确的是（ ）
编号
1
2
3
4
5
条件
26℃光照
26℃黑暗
26℃光照
10℃光照
10℃黑暗
材料
池水
池水
池水+鱼
池水
池水+鱼
2小时后的溶
解氧变化（μg）
0.378
-0.065
-0.758
-0.03
-0.215
A.1号瓶池水中藻类光合作用产生的氧气量为0.378μg
B.4号瓶池水中藻类不能进行光合作用
C.26℃光照条件下鱼呼吸作用消耗的氧气量为1.136μg
D.池水中藻类光合作用的最适温度为26℃
答案 C
7.（2019北京朝阳一模,3）磷酸转运器是叶绿体膜上的重要结构,可将暗反应过程中产生的磷酸丙糖运出,同时将释放的Pi运回,Pi和磷酸丙糖通过磷酸转运器的运输,严格按照1∶1的反向交换方式进行,该过程如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A.光合色素吸收、传递和转换光能后激发A的进入
B.叶绿体基质中的CO2直接被光反应产生的[H]还原
C.磷酸转运器运输Pi会造成叶绿体基质中的Pi堆积
D.磷酸转运器可协调蔗糖合成速率与CO2固定速率
答案 D
8.（2019北京大兴一模,3）将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5min测定一次小室中的CO2浓度,结果如图所示。
对此实验叙述正确的是（ ）
A.30min以后,两种植物叶片光合作用强度都与其呼吸作用强度相等
B.当CO2浓度约为0.8mmol/L时,A、B两种植物的光合作用强度相等
C.此实验可用于推测A植物比B植物具有更强的固定CO2的能力
D.若第5min时光照强度突然降低,A植物密闭小室中C5含量将增加
答案 A
9.（2019北京房山一模,2）将玉米叶片以叶脉为界分为左半叶和右半叶（如图1）,用14CO2处理左半叶,成熟后收获果穗逐行测其14C放射性强度和每行子粒总重量,如图2所示。
图1
图2
注:
黑白柱:
每行子粒总重量（mg）
黑柱:
每行子粒14C总放射性（cpm）
下列相关叙述不正确的是（ ）
A.CO2经碳（暗）反应最终生成淀粉等有机物
B.该实验应加一个用14CO2处理右半叶的对照组
C.14CO2处理左半叶,含14C的光合产物在果穗行间的分布差异大
D.该实验的结果显示,植物光合产物的运输具有半侧分布的现象
答案 B
二、非选择题（共45分）
10.（2020届北京海淀期中,22）（15分）为研究草本植物骆驼刺在灌木层下方荫蔽环境中不易生长的原因,科研人员利用黑网遮光进行实验,测定得到如表所示结果。
实验
条件
叶绿素a含量
（mg·g-1）
叶绿素b含量
（mg·g-1）
呼吸速率
（μmolCO2·
m-2·s-1）
最大净光合速率
（μmolCO2·
m-2·s-1）
荫蔽
1.53
0.68
2.09
19.02
自然光
1.24
0.67
3.43
17.67
（1）骆驼刺叶肉细胞的光合色素分布于叶绿体的 膜上。
测定光合色素含量时,将骆驼刺叶片剪碎,放入研钵中,加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入适量 进行充分研磨,获得色素提取液,测定不同种类色素的含量。
（2）由实验结果可知,荫蔽条件下叶肉细胞中的 含量明显增加,推测这一变化有利于叶片吸收和利用光能,促进 阶段的能量转换。
（3）与自然光下的结果相比较,骆驼刺叶片在荫蔽条件下真（总）光合速率的变化是 ,据表中数据分析,其原因是:
。
（4）虽然荫蔽条件下骆驼刺发生这样的适应性变化,但进一步实验表明荫蔽条件下骆驼刺死亡率远高于自然光照组。
科研人员推测骆驼刺在荫蔽环境所出现的适应性特征可能导致其蒸腾作用失水过度而死亡。
为验证此推测,可初步对自然光和荫蔽条件下骆驼刺叶片的形态结构特征进行测定、比较,可比较的形态特征有 。
答案
（1）类囊体 无水乙醇
（2）叶绿素a 光反应
（3）无明显变化 虽然在荫蔽条件下光照不足,但是骆驼刺叶片的叶绿素含量有增加,产生的[H]和ATP含量较多,所以荫蔽条件下真（总）光合速率与自然光下结果没有明显区别
（4）气孔开放程度、叶片卷曲程度、叶片萎蔫程度等（合理即可）
11.（2020届北京东城练习,6）（15分）光合作用是生物直接或间接获取有机物及能量的重要代谢途径。
（1）图1所示的生物学过程为 ,在光能的驱动下,蛋白质及色素分子进行电子传递,将来源于 的电子传递给NADP+合成了[H]（NADPH）,同时将H+运输进入类囊体。
H+通过 方式运出类囊体的同时,将其电能转变成 。
注:
NADP++H++e-→NADPH;NADPH为还原氢
图1
图2
（2）为研究暗反应过程,卡尔文改变了供给小球藻14CO2浓度,并检测了相关放射性产物的相对含量。
结果显示,二氧化碳固定过程受阻后,C3含量明显下降,C5含量明显上升。
（填“二磷酸核酮糖C5”或“磷酸核酮糖C5
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