专题6 光合作用Word文档格式.docx
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分析解读 本专题涵盖了光合作用的基本原理和相关实验探究等知识,是高中生物学的核心内容。
历次选考均以选择题、非选择题的形式考查光合色素、光反应和碳反应过程等知识以及相关环境因素对光合作用的影响。
复习时,不仅要理解光合作用基本过程、光合色素提取实验的基本原理及操作,更要注重分析各种环境因素变化对光合作用产生的影响。
【真题典例】
破考点
考点一 叶绿体色素的种类及提取与分离
【考点集训】
考向 叶绿体色素的种类及提取与分离
1.（2017浙江杭州期中,13,2分）把新鲜的叶绿素溶液放在光源与分光镜之间,在光谱中可以看到最强的吸收区在（ ）
A.绿光部分B.红光和蓝紫光部分
C.蓝紫光部分D.黄橙光部分
答案 B
2.（2019届浙江稽阳8月联考,30,7分）下图为菠菜叶肉细胞进行光合作用的示意图,A、B、C代表反应的场所,①~⑤表示相关物质。
据图回答:
（1）B和C表示 ;
图中的②接受水光解产生的 将NADP+还原成NADPH;
C过程要形成1分子葡萄糖至少需要 分子的④参与卡尔文循环。
（2）为了研究光强度对菠菜光合速率的影响,制备了多份等大的菠菜叶圆片,叶圆片经抽气后分别置于适宜浓度的NaHCO3溶液中,改变光强度,通过观察 即可比较叶片光合速率的大小。
（3）为了进行光合色素的提取和分离,可取适量烘干的菠菜叶片,剪碎后放到研钵中,并加入适量的试剂进行充分研磨,其中的 可防止色素被破坏,研磨后的液体经过滤得到色素提取液。
在纸层析时,滤液细线要高于 ,分离后,从下往上第二条色素带的颜色为 。
答案
（1）叶绿体基质 氢（H+和e-） 6
（2）叶圆片上浮到液面的平均时间（或一定时间上浮到液面的叶圆片数量）
（3）CaCO3 层析液 蓝绿色
考点二 光合作用原理及应用
考向1 光合作用过程
1.（2019届浙江绿色评估联盟10月联考,30,7分）如图为光合产物在植物细胞中的利用示意图。
请回答下列问题:
（1）图中①的主要组成成分是 。
为②中发生的卡尔文循环提供能量的结构是 。
（2）CO2首先与 结合生成三碳酸,然后被还原为三碳糖。
形成一分子三碳糖,需要进行 次卡尔文循环,需要由光反应产生的 提供氢。
（3）三碳糖在②中能够转化为淀粉、蛋白质、脂质,说明②中有许多起催化作用的 。
X表示 ,能被植物体细胞利用。
答案
（1）磷脂和蛋白质 类囊体（基粒）
（2）RuBP（核酮糖二磷酸） 3 NADPH （3）酶 蔗糖
2.（2019届浙江超级全能生8月联考,30,7分）如图甲表示水稻叶肉细胞中光合作用的部分过程;
图乙表示在适宜的温度下测定金鱼藻光合作用强度装置（氧气传感器可监测氧气浓度的变化,滤光片有多种可选,且位置固定）。
据图回答问题:
甲
乙
（1）图甲方框内的结构可表示 ,其中CO2的受体是 。
（2）卡尔文循环产物三碳糖磷酸大量运出叶绿体,却没有导致叶绿体内的Pi越来越少,据图甲推测,补充叶绿体内Pi的途径是 。
据研究,夜间卡尔文循环停止后,叶肉细胞仍有蔗糖运出,其来源最可能是 。
（3）图乙装置可探究 对金鱼藻光合速率的影响;
金鱼藻光合速率的大小可用装置中 来表示;
若该装置在其他条件适宜且不变的情况下,前后分别用无色滤光片和红色滤光片进行实验,后者实验时植物叶肉细胞叶绿体内的RuBP含量在短时间内将 。
答案
（1）叶绿体基质 核酮糖二磷酸（或RuBP）
（2）三碳糖磷酸转变成蔗糖时脱下的Pi可运回叶绿体（叶绿体外Pi回运） 叶绿体内的淀粉分解转化
（3）光质（不同色光或光的波长） 氧气传感器在单位时间内监测的氧气浓度增加量 降低
考向2 环境因素对光合作用的影响
1.【加试题】
（2019届浙江七彩阳光9月联考,26,2分）为了研究两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性,研究人员分别测定了新品种与原品种（对照）叶片的表观光合速率,结果如图所示。
以下说法错误的是（ ）
A.实验过程中光照强度和CO2初始浓度必须一致
B.可用单位时间内进入叶绿体的CO2量表示表观光合速率
C.每组实验应重复多次,并取平均值作为绘图数据
D.三个品种达到最大表观光合速率时的温度没有显著差异
2.【加试题】
（2019届浙江丽衢湖9月联考,26,2分）在适宜温度条件下,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响,结果如下。
下列叙述正确的是（ ）
组别
处理
（Q光强度）
表观光合速率
（μmolCO2·
m-2·
s-1）
相对气孔
开度（%）
水分利
用效率
A
对照
大气CO2浓度
12
100
1.78
B
干旱
7.5
62
1.81
C
CO2浓度倍增
15
83
3.10
D
9.5
47
3.25
A.CO2浓度倍增、光强度增加均能使光饱和点增大
B.干旱胁迫下,叶绿体内形成三碳糖磷酸的速率上升
C.CO2浓度倍增,黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增强抗旱能力
D.当C组表观光合速率为15μmolCO2·
s-1时,温度制约了光合作用
答案 C
考点三 光合作用与呼吸作用的关系
考向 光合作用和细胞呼吸的关系
1.（2019届浙江宁波十校9月联考,19,2分）下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程,下列叙述正确的是（ ）
A.过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光
B.过程②只发生在叶绿体基质,过程③只发生在线粒体
C.过程③释放的能量大部分贮存于ATP中
D.过程④一般与吸能反应相联系
答案 D
2.（2019届浙江金、丽、衢十二校9月联考,30,7分）如图是某植物净光合速率受光质与CO2浓度影响的曲线（不考虑光质对呼吸作用的影响）。
请分析并回答问题:
（1）该实验的自变量是 。
若用绿光替代黄光一组的实验,则所得曲线位于原曲线 （填“之上”“之下”或“同位置”）,因为叶绿体中的色素会透过或反射某些波长的光。
叶绿体中色素提取后分离的方法是 。
（2）研究CO2在植物体内的转移途径用 法,光合作用产生的有机物（C6H12O6）中的氧经细胞需氧呼吸后到终产物 中。
（3）图中,黄光、CO2浓度为300μL·
L-1时,该植物细胞内合成ATP的细胞器是 ;
当植物由b点状态转为a点状态时,短时间内叶绿体中的RuBP含量将会 。
答案
（1）光质和CO2浓度 之下 纸层析法
（2）同位素标记 CO2 （3）线粒体和叶绿体 增加
炼技法
方法一 光照与CO2浓度变化对植物细胞内三碳酸、RuBP、NADPH、ATP、三碳糖合成量的影响
【方法集训】
1.（2017浙江温州十校高三期末,30）绿色植物是主要的能量转换者,因为它们均含有叶绿体（图甲）这一完成能量转换的细胞器,图乙是图甲中的色素分离结果,图丙是在图甲④结构中进行的生化反应,图甲①~④分别代表叶绿体的结构。
请根据图示回答下列问题:
（1）观察图甲叶绿体的结构,①~④中具有膜结构的是 （填数字）,吸收光能的结构是[ ]
,该结构中发生的能量变化是 。
（2）获得图乙结果是利用光合色素在 中溶解度不同,其中1和2主要吸收 光。
（3）图丙中离开卡尔文循环的三碳糖磷酸在叶绿体内除了合成淀粉外,还可合成 。
（4）图丙中的CO2供应突然减少,其他条件不变,短时间内,3-磷酸甘油酸含量将 。
答案
（1）①②③ ③ 类囊体膜 光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能（或光能转变为电能再转变为ATP和NADPH中活跃的化学能）
（2）层析液 蓝紫
（3）蛋白质、脂质
（4）降低
2.（2017浙江金丽衢十二校8月联考,30）图1为某植物体内发生的代谢过程示意图,图2表示A、B两种植物随着光强度的变化,CO2吸收量或CO2释放量的变化曲线图,据图回答:
图1
图2
（1）图1所示生理过程实质为 循环,过程b发生时,物质乙会接受来自ATP的 和能量。
（2）图1过程的三碳糖在叶绿体内绝大部分用于 。
（3）图2中当光照强度达到Z后,限制A植物光合作用的因素主要是 （答出两点）。
如果在图中M点突然停止光照,短期内叶绿体内物质乙的含量将会 。
（4）当平均光强度在X和Y之间（白天和黑夜的时间各为12h）时,白天A植物叶肉细胞中产生ATP的场所有
,在此条件下B植物一昼夜中有机物积累量的变化是（减少或增加） 。
答案
（1）卡尔文 磷酸基团
（2）RuBP再生
（3）CO2浓度和温度 增加
（4）叶绿体、线粒体和细胞溶胶 增加
方法二 光合速率及其测定方法
（2019届浙江五校9月联考,30）科研人员对猕猴桃果肉的光合色素、光合放氧特性进行了一系列研究。
图1为光合放氧测定装置示意图,图2为果肉随时间变化的光合放氧曲线。
（1）提取果肉中的光合色素时,取果肉薄片放入含乙醇的试管,并加入适量CaCO3,以防止 被破坏。
长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色,原因是 。
若需绘制果肉中光合色素的吸收光谱,需以 为纵坐标。
（2）图1所示的装置放于恒温环境中,如果光源及位置固定,且光照充足,果肉薄片数量保持不变,拆去滤光片,单位时间内,氧电极检测到的O2浓度 （填“高于”“等于”或“低于”）单色光下O2浓度。
此外,还可以通过改变 来改变氧电极检测的数据。
（3）图2中的5~15min内,若该段时间内光照、温度均保持恒定,容器内氧气增加的速率逐渐减小,最可能的原因是 ,猕猴桃果肉在5~15min实际光合作用的平均速率（用氧气产生量表示）是 mol/min。
答案
（1）光合色素 光合色素溶解在乙醇中 吸光率
（2）高于 CO2（NaHCO3）浓度
（3）光合作用使密闭容器中NaHCO3浓度（二氧化碳浓度）下降,光合作用速率逐渐下降,呼吸速率无显著变化,故氧气增加速率逐渐减小 6×
10-8
过专题
【五年高考】
A组 自主命题·
浙江卷题组
1.（2017浙江4月选考,30,7分）为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响,进行了相关实验,结果如图所示。
回答下列问题:
（1）本实验的因变量是 。
由图中曲线对比可知,经 处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显,这将直接导致光反应中叶绿素吸收的 光减少而降低了光合速率。
由此推知,若遇较低温天气,除升温外,可对该植物进行 处理以减少叶绿素的损失。
（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时,为防止色素被破坏,研磨时可加入适量的 。
对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离,结果发现,第4组得到的色素带中,从上到下的第 条色素带均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定 ,可得到叶绿素a的吸收光谱。
答案
（1）叶绿素的含量 光照和低温 红光和蓝紫 遮光
（2）CaCO3 3、4 （3）吸光率
2.（2016浙江4月选考,30,7分）叶绿体中的色素、蛋白质等在某种膜上的分布及部分反应的示意图如下。
请回答:
（1）该膜是 膜,其上含有色素和催化光反应的 。
光反应中,色素吸收的光能转换为ATP等物质中的 。
（2）光反应的产物除图中所示的物质外,还有电子和 。
ATP为碳反应提供了能量和 。
（3）分离新鲜菠菜叶片中的光合色素时,应注意滤纸条上的滤液细线要高于 的液面。
滤纸条上最宽色素带中所含的色素是 。
答案
（1）类囊体（光合） 酶 化学能
（2）NADPH 磷酸基团 （3）层析液 叶绿素a
教师用书专用（3）
3.（2014浙江6月学考,38,10分）图甲是菠菜叶肉细胞中的叶绿体亚显微结构示意图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位;
图乙是光合作用的碳反应过程示意图,其中①②表示物质。
甲 乙
（1）利用新鲜菠菜叶片进行“光合色素的提取和分离”活动。
在菠菜叶片研磨过程中,95%乙醇的作用是
;
分离色素的过程中,应注意滤纸上的滤液细线要高于 的液面;
分离后,在滤纸条上会呈现四条色素带,其中离滤液细线最远的色素是 （填相应的色素名称）。
（2）光合色素存在于图甲的[ ] 中,其中叶绿素主要吸收红光和 光。
图乙过程发生在图甲的[ ] 中。
（在[ ]内填写图中的相应编号）
（3）图乙中,物质①是 ,该物质在光反应产物 的作用下形成物质②。
若3个CO2分子进入卡尔文循环可形成6个物质②分子,其中有 个物质②分子经过一系列变化再生成RuBP,其余的离开循环,可在叶绿体内作为合成 、蛋白质和脂质等大分子物质的原料。
答案
（1）作为提取色素的溶剂 层析液 胡萝卜素
（2）Ⅲ 光合膜（类囊体膜） 蓝紫 Ⅱ 叶绿体基质
（3）3-磷酸甘油酸 ATP和NADPH 5 淀粉
（2018浙江11月选考,26,2分）实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。
希尔反应基本过程:
将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。
水在光照下被分解,产生氧气等,溶液中的DCIP被还原,颜色由蓝色变成无色。
用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应,实验结果如图所示。
A.相同浓度除草剂处理下,单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B.与品种乙相比,除草剂抑制品种甲类囊体膜的功能较强
C.除草剂浓度为K时,品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D.不用除草剂处理时,品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
2.（2018浙江11月选考,30,7分）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向,用 的CO2供给小球藻,每隔一定时间取样,并将样品立即加入煮沸的甲醇中。
甲醇用以杀死小球藻并 标记化合物。
浓缩后再点样进行双向纸层析,使标记化合物 。
根据标记化合物出现的时间,最先检测到的是三碳化合物。
猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的,但当 后,发现RuBP的含量快速升高,由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。
（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物幼苗,用含有100mmol/LNaCl的完全营养液进行培养,测定其光合作用速率和气孔导度,结果如图所示。
本实验可推出的实验结论是
。
实验中设置了前后自身对照,还可设置 作为空白对照。
测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外,还可采用 （答出两点即可）。
答案
（1）同位素14C标记 提取 分离 突然降低CO2浓度
（2）NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降,且随处理时间的延长,抑制作用越明显 不加NaCl的完全营养液 单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量
3.【加试题】
（2015浙江10月选考,26,2分）某小组进行了低温弱光对番茄幼苗光合作用影响的实验,对照组:
25℃、600μmol·
s-1（光强单位）,处理16天;
实验组:
5℃、60μmol·
s-1,先处理8天,再恢复到对照组条件处理8天。
实验结果如图所示。
A.实验组植株光合速率与气孔导度呈负相关
B.实验组植株第16天的光饱和点比第8天的高
C.5℃低温处理番茄幼苗,对其光合作用造成的影响是不可恢复的
D.若在第4天给实验组植株提供对照组条件,则瞬间叶肉细胞中核酮糖二磷酸的含量上升
4.（2018浙江4月选考,30,7分）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中,选用某植物A、B两个品种,在正常光照和弱光照下进行实验,部分实验内容与结果见下表。
品种
光照处理
叶绿素a含量
（mg/cm2）
叶绿素b含量
类胡萝卜素总含量
光合作用速率
（μmolCO2/m2·
s）
正常光照
0.42
1.02
4.59
弱光照
0.99
0.25
0.46
2.60
1.39
0.27
0.78
3.97
3.80
3.04
0.62
2.97
（1）据表推知,经弱光照处理,品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照 ,导致其卡尔文循环中再生出 的量改变,从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的 膜中。
分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素,再用滤纸进行层析分离。
与正常光照相比,弱光照处理的滤纸条上,自上而下的第4条色素带变 ,这有利于品种B利用可见光中较短波长的 光。
（3）实验结果表明,经弱光照处理,该植物可通过改变光合色素的含量及其 来适应弱光环境。
的耐荫性较高。
答案
（1）下降 RuBP
（2）类囊体 宽 蓝紫 （3）比例 B
5.（2017浙江11月选考,30,7分）为探究环境因素对光合作用的影响,进行了相关实验。
取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,并将相同数量的叶圆片分别放入A~D四组烧杯中,在25℃环境中进行实验,实验内容与结果见下表。
烧杯中液体成分
处理条件
检测结果
富含CO2的纯水
光照
+
黑暗
-
富含CO2的葡萄糖溶液
++
注:
“+”表示检出淀粉,“++”表示检出淀粉含量较高,“-”表示未检出淀粉
（1）本实验的可变因素是 。
（2）如何去除植物叶片中的淀粉?
。
（3）据表分析,将CO2作为光合作用原料的是 组。
在植物体内,CO2转变为有机物的途径为 循环,其产物可运至叶绿体外转变成 ,并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。
叶肉细胞合成淀粉的场所是 ,而在块茎中,淀粉长期储存在 中。
答案
（1）葡萄糖和光照
（2）暗处理
（3）A、C 卡尔文 蔗糖
（4）叶绿体基质 白色体
6.（2016浙江理综,30,14分）下面是关于植物光合作用的问题。
（1）光反应发生在叶绿体的 中,H2O在光反应中裂解为 。
（2）若以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含14C的三碳化合物是 。
该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的 等物质存在的情况下,被还原为三碳糖磷酸。
（3）给某植物提供C18O2和H2O,释放的氧气中含有18O。
氧气中含有18O是由于 ,
O又作为原料参与了光合作用之故。
（4）植物光合作用光饱和点可通过测定不同 下的光合速率来确定。
在一定条件下,某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度 （选填:
<
、≤、=、≥、>
）25℃。
答案
（1）类囊体膜 H+、O2和电子
（2）三碳酸（或3-磷酸甘油酸） 磷酸基团 （3）C
中的部分氧转移到
O中 （4）光强度 ≥
7.（2016浙江1月选考,38,9分）图甲表示叶绿体的局部结构,其中Ⅰ、Ⅱ表示不同的部位;
图乙是卡尔文循环的示意图,其中①、②表示物质。
（在[ ]内填写图中的相应编号, 上填写适当的内容的文字）
（1）光合色素存在于图甲的[ ] 上,主要吸收红光和 ,其中 （填相应的色素名称）的合成速率变慢,会使叶片呈现黄色。
（2）卡尔文循环在图甲的[ ] 中进行。
图乙中,若3分子CO2进入卡尔文循环,可形成6分子物质②,其中有 分子物质②经过一系列变化再生成3分子RuBP,其余的离开循环。
（3）离开卡尔文循环的物质② （填“大部分”或“少部分”）运到叶绿体外,并且转变成 ,供植物体所有细胞利用。
（4）夏季正午,部分气孔关闭,图乙中[ ] 的合成最先受到影响,其主要原因是
。
答案
（1）Ⅰ 类囊体膜 蓝紫光 叶绿素
（2）Ⅱ 叶绿体基质 5
（3）大部分 蔗糖
（4）① 三碳酸（或3-磷酸甘油酸） 气孔关闭,吸收的CO2减少,三碳酸（或3-磷酸甘油酸）合成减少
8.（2015浙江10月选考,30,7分）图甲是探究光对黑藻光合作用影响的实验装置,光源位置固定,且光照时间一定,反应室的溶液中含有适量NaHCO3。
图乙为黑藻叶绿体中的某生理过程。
（1）本实验中黑藻的光合速率可用单位时间的 表示。
（2）若变换图甲中的光源,可改变光的 或 。
（3）图乙所示的生理过程为 循环,该循环从一个 开始,每形成1分子三碳糖磷酸需经过 轮该循环。
三碳糖磷酸大部分运至叶绿体外转变成 ,供植物细胞利用。
答案
（1）氧气释放量
（2）强度 波长 （3）卡尔文 RuBP 3 蔗糖
9.（2015浙江理综,30,14分）某植物叶肉细胞光合作用的碳反应、蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。
图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi（无机磷酸）。
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