高考二轮专题复习专题4光合.docx
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高考二轮专题复习专题4光合
2014高考二轮专题复习
专题4光合作用及其应用
（解决光和作用以的过程及对它的认识过程的相关应用、影响光和作用速率的环境因素的相关应用的问题）
考试说明中（光和作用以及对它的认识过程、影响光和作用速率的环境因素均为C级要求）
高考试卷中（本专题为高考重点考查知识，难度大，考试题型有难度中等的选择题和难度较大的非选题，也有实验分析题、实验设计题。
命题常与呼吸作用、酶、ATP等知识进行综合，也与实际联系紧密）
答题过程中（理清光合作用过程、条件、特点以及课本实验的思路，结合呼吸作用等知识进行综合分析与推理）
一、能力展示
1．下列关于叶绿体的描述，错误的是
A．基粒由类囊体堆叠而成B．叶绿体被膜由双层膜组成
C．暗反应发生在类囊体膜上D．类囊体膜上具有叶绿素和酶
【解析】许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基粒的类囊体，叫做基粒类囊体，构成内膜系统的基粒片层。
叶绿体被摸为双层膜组成，A、B对。
暗反应发生于叶绿体基质。
所以C错。
【答案】C
2．番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度不变
【解析】考查光合作用。
Mg是叶绿素的成分，而叶绿素存在叶绿体的类囊体薄膜上，光反应也在类囊体薄膜上进行，因此在缺Mg的培养液中培养光反应受影响，暗反应在叶绿体基质中进行，需要光反应提供能量，因此光反应强度降低，暗反应强度也降低。
【答案】B
3．下图表示将植物放在不同浓度CO2环境条件下，其光合作用速率受光照强度影响的变化曲线。
b点与a点相比较，b点时叶肉细胞中C3的含量以及b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C3的含量的变化情况分别是（ ）
A．低；高B．低；基本一致
C．高；高D．高；基本一致
【解析】 b点与a点相比较，CO2浓度均为1%，C3生成速度相同，b点光照强，光反应为暗反应提供的ATP和[H]多，暗反应中C3的还原过程快，消耗的C3比a点时多，则b点C3含量低；b点与c点相比较，光照强度相同，C3的还原速度相同，CO2浓度不同，当CO2的浓度高时，暗反应中CO2的固定过程增强，生成的C3增多，即b点C3的含量高。
【答案】A
4．如图是纸层析法分离叶绿体中色素的装置图，
层析后得到不同的色素带，在暗室内用红
光照射四条色素带，可以看到较暗的是（ ）
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【解析】叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光；因此，用红光照射时，较暗的色素带即为能吸收红光的色素带，为③④。
【答案】C
5．在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定适宜的光照强度，因为光照不充分会降低产量，而提供多余的光照会增加成本。
某生物兴趣小组利用黑藻和台灯进行实验，初步探究适宜的光照强度，实验结果如图所示，下列表述正确的是（ ）
A．该实验中要控制的无关变量为光照强度、CO2、温度、黑藻数量等
B．实验记录的氧气量是光合作用释放的氧气量
C．结果表明，随着光照强度的不断增强，光合作用产生的氧气量也在增加
D．为确定适宜的光照强度，应在100～500W光照强度范围内设置多组梯度进行实验
【解析】本实验的自变量是光照强度的大小，其他变量都属于无关变量，在实验中要严格控制无关变量。
黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气，测得的氧气量是光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量之差，即表示净光合作用量。
在20～200W光照强度范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用产生的氧气量在增加，但光照强度达到500W时氧气量反而降低，说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度。
【答案】D
6．在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。
回答问题：
⑴图中物质A是______（C3化合物、C5化合物）
⑵在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_______；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是______________。
⑶若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________（低、高）。
⑷CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_______（高、低），其原因_______。
【解析】⑴由图可以看出，当CO2浓度由1%到0.003%降低时，在短时间内，暗反应中发生的反应是CO2+C5→2C3，所以CO2浓度降低时，C3含量降低，故物质A是C3。
⑵在CO2浓度为1%时，由于CO2+C5→2C3，一个C5生成两个C3，所以C3是C5的两倍，故物质B浓度比A浓度低。
当CO2浓度从1%降到0.003%时，CO2浓度降低，C5化合物的合成速率不变，但是消耗速率却减慢，导致C5的积累。
⑶CO2浓度为0.003％时，C3和C5化合物的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时仍根据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3化合物的量应是C5化合物的量的2倍。
故持续在CO2浓度为0.003%时，A浓度比B浓度高。
⑷CO2浓度低时，意味着暗反应强度降低，所需要的ATP及[H]少。
【答案】⑴C3化合物
⑵暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定。
根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍。
当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累。
⑶高
⑷低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少。
二、能力培养
1.在叶肉细胞中，
的固定和产生场所分别是
①叶绿体基质②类囊体薄膜③线粒体基质④线粒体内膜
A.①③B.②③C.①④D.②④
【解析】本题考查光合作用和呼吸作用场所。
暗反应中二氧化碳的固定场所为叶绿体基质中；叶肉细胞有氧呼吸过程的第三阶段才产生二氧化碳，该过程发生场所为线粒体基质，故选Ａ项。
【答案】A
2．某校生物兴趣小组用沉水性植物水绵进行光合作用的实验。
将水绵浸没在加有适宜培养液的大试管中，以人工白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，测定在不同距离下水绵产生的气泡速率，其他条件不变，结果如图所示。
下列相关叙述中不正确的是（ ）
A．b点的限制因素为光照强度
B．c点与a点的干重相比较，c点较a点低
C．a点时水绵能产生ATP的细胞结构只有线粒体和细胞质基质
D．如果培养液中缺乏Mg2＋，在同样情况下完成该实验，则a点应向左移
【解析】与光源的距离远近代表光照的强弱，限制b点上升的原因与光照距离有关。
就植物而言，c点～a点一直在积累有机物，因此a点时的干重比c点时的多。
a点时光合作用强度与呼吸作用强度相等，产生ATP的细胞结构除线粒体、细胞质基质外，还有叶绿体。
缺Mg2＋将导致叶绿素合成量减少，从而使光合作用强度降低，为维持a点（光合作用强度和呼吸作用强度相等），应提高光照强度来提高光合作用强度，a点应向左移。
【答案】C
3．如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是（ ）
A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构A释放的氧气可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
【解析】在光合作用中，CO2首先和C5生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3生成量减少，而其消耗量不变，因此C3含量减少；而C5由于无法与CO2结合，其消耗量减少，而其生成量基本不变，因此其积累量短期内会增加。
【答案】D
4.下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是
A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应
【答案】D
5．（多选）某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。
下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是
A．适当的遮光处理，可提高其干重
B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标
D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用
【答案】AC
6.下图表示蚕豆叶片衰老过程中的某些生理变化，下列分析不正确的是（）
A．蛋白质含量下降，会导致许多代谢过程受阻
B．叶绿素含量下降，会使ATP的形成受阻，而影响光合作用
C．叶龄越大，蚕豆叶的净光合作用量越大
D．48天后呼吸作用速率急剧下降，ATP合成减少会影响更多的生理过程
【答案】C
7．右图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法正确的是（ ）
A．色素乙在滤纸上的扩散速度最快
B．提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解
C．水稻在开花时节，叶片中色素量是（甲＋乙）＜（丙＋丁）
D．四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大
【解析】从坐标图看，丁色素扩散距离最远，即丁色素在层析液中的溶解度最大，扩散速度最快。
在提取色素时，色素能够溶解在乙醇中。
水稻在开花时节，叶绿素的含量远大于类胡萝卜素的含量。
【答案】D
8．下图甲表示某植物在恒温30℃时光合速率与光照强度的关系，图乙是某同学探究“影响植物光合速率的因素”的实验装置图。
试回答：
（1）图甲曲线中，当光照强度在W点时，叶肉细胞中产生ATP的场所有_______________。
（2）已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，在其他条件不变的情况下，将温度调节到25℃，图甲曲线中X点将向________移动，Y点将向________移动。
（3）利用图乙装置来探究“影响植物光合速率的因素”实验中，若在灯与广口瓶之间放一隔热装置（假设对透光性无影响），这时我们可用这个装置来探究光照强度与光合速率的关系。
________是自变量，可以通过改变广口瓶与灯的________来改变这一自变量，也可通过变换灯管的功率来改变。
（4）据研究发现，当土壤干旱时，植物根细胞会迅速合成某种化学物质X。
有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开闭。
他们做了如下实验：
从该植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中，以分析叶片中X物质浓度与气孔开放程度之间的关系。
一段时间后，可以测得有关数据。
（注：
气孔导度越大，气孔开启程度越大。
）
①以上方案有不完善的地方，请指出来并加以改正。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
②方案完善后，测得有关数据，得到下表的结果。
分 组
测量指标
培养液中X的浓度/mol·m－3
5×10－5
5×10－4
5×10－3
叶片中X的浓度/
mol·g－1（鲜重）
2.47
2.97
9.28
叶片中的气孔导度/
mol·m－2·a－1
0.54
0.43
0.27
由此可以推测，随着培养液中X浓度的增大，植物光合作用强度________，原因是
________________________________________________________________________。
【解析】本题主要考查光合作用的相关知识，考查学生的理解、实验与探究、获取信息等能力。
图甲X点表示细胞不进行光合作用，只进行呼吸作用；Y点表示呼吸速率与光合速率相等，W点表示光合速率大于呼吸速率。
图甲显示的是30℃时的曲线，当温度调至25℃时，光合作用加强，呼吸作用减弱。
（3）、（4）详见答案。
【答案】
（1）细胞质基质、线粒体和叶绿体
（2）下 左 （3）光照强度 距离 （4）①a.样本量太小。
应“取大小和生理状态一致的叶片若干，平均分为三组”。
b.缺乏空白对照。
应增加一个对照组，即将叶片的叶柄下部浸在不含X的培养液中。
②降低 随着培养液中X浓度的增大，气孔关闭程度逐渐增大，CO2吸收减少.
三、能力测评
1．下列关于叶绿体和光合作用的说法，正确的是：
A．提取光合色素，进行纸层析分离时，胡萝卜素位于滤纸最上方，原因是在提取液中的溶解度最低
B．光合作用强度可以用多种指标表示，如植物体干重增加量、O2释放量、CO2吸收量
C．为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片，在光照、有空
气、临时装片中无NaHCO3稀溶液的条件下进行实验
D．光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化
合物
1.B
2．下列教材中的实验，科学家使用的科技手段显著不同于其他的是（）
A．恩格尔曼证明叶绿体是光合作用的场所
B．鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水
C．卡尔文探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径
D．科学家对分泌蛋白的合成和分泌的研究
2.A
3.下图为叶绿体的结构与功能示意图，请据图判断下列说法中正确的是（）
A.叶片呈绿色是因为I上只含有叶绿素
B.Ⅰ、Ⅱ两部位酶的种类、功能不相同
C.Ⅱ中含有将光能转变成储存在ATP中化学能的酶
D.由于双层膜的存在增大了叶绿体内酶的附着面积
3.B
4．某同学从杨树叶片中提取并分离得到4种叶绿体色素样品，经测定得到下列吸收光谱图，其中属于叶绿素b的是
4.A
5．某学校生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用的实验，将一枝伊乐藻侵在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10℃，20℃和30℃下进行实验，观察并记录不同距离下单位时间枝条产生的气泡数目，结果如图所示。
下列相关叙述正确的是
A．A点和C点的限制因素分别为光照强度和温度．
B．B点条件下伊乐藻光合作用停止
C．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
D．若在缺镁的培养液中进行此实验，则B点向右移动
5.C
6.在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是
①未加石英砂，研磨不充分②加入大量的无水酒精提取
③加入少量无水酒精提取④使用放置数天的菠菜叶
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④
6.D
7.（多选）下列对暗反应描述不正确的是
A.发生在类囊体基质中B.氧气在暗反应中被释放
C.五碳化合物是暗反应的中间产物D.每一步反应都要有酶的参与
7.AB
8．某生物兴趣小组借助8套密封的探究装置，研究不同光照强度与蛇舌草O2释放相对量的关系。
在其他条件相同的情况下，1小时内记录到如下表所示的实验结果。
请回答问题
（1）在每个光照条件下，均设置1、2、3组的目的是。
（2）在光照强度为1000lx时，O2释放量为0，说明此时。
（3）数据表明蛇舌草的实际光合作用强度最大为（用氧气释放相对量表示），当光照强度由2000lx提高到3000lx时，叶片细胞中C3的含量。
当光照强度由5000lx提高到6000lx时，限制其氧气释放量增加的环境因素主要是。
（4）根据上表数据，在下面
方框内画出光照强度与O2释放量的曲线图。
8．【解析】光合作用是高考的必考点，实际光合速率与净光合速率是常考内容，提醒学生计算光合作用实际释放的氧气量是测得的氧气释放量加黑暗条件下的呼吸消耗氧气量。
在光照增强或减弱、在二氧化碳增加或减少的条件下C3、C5变化也是常考点。
【答案】
（1）减少（避免）实验误差
（2）光合作用速率
等于呼吸作
用速率（3）22．3mL降低二氧化碳浓度（4）见图
四、能力提升
1．下列关于叶绿体色素提取和分离的说法错误的是
A．叶绿体色素的提取液和层析液都属于有机溶剂
B．研磨前，一次性倒入无水乙醇后磨破叶肉细胞即可
C．画滤液细线时需要阴干后重复画，以保证结果清晰
D．层析时大试管需加塞，滤液细线不触及层析液
1.B
2.在做“叶绿体色素的提取与分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示（“+”表示使用，“-”表示未使用），其余操作均正常，他们所得的实验结果依次为
甲
乙
丙
丁
无水酒精
—
+
+
+
水
+
—
—
—
CaCO3
+
+
—
+
SiO2
+
+
+
—
A．②①③④B．②④①③C．④②③①D．③②①④
2.B
3．下图中图甲为研究光合作用的实验装置。
用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3，溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（见图乙），以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。
有关分析正确的是（）
A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小
B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间
C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降
D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用
3.C
4．右图曲线I表示黄豆在适宜温度、C02浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。
在y点时改变某条件，结果发生了如曲线II的变化。
下列分析合理的是
A．与y点相比较，x点时叶绿体中C3化合物含量低
B．在y点时，适当升高温度可导致曲线由I变为II
C．制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度
4.D
5．（多选）右图是[H]随化合物在生物体内转移的过程，下面对其分析正确的是
A．①产生的[H]可在②过程中将三碳化合物还原
B．[H]经⑤转移到水中，其过程需氧气参与
C．能形成ATP的过程有①②④⑤⑥⑦
D．长在向阳坡上的小麦比背阳坡上的小麦①过程旺盛
5.ABD
6.把黑藻浸在加有适宜培养液的大试管中（室温２０℃），可观察到光下黑藻放出气泡。
以日光灯作光源，移动日光灯使之与大试管的距离不同，结果如图中曲线１,该小组在室温１０℃和３０℃时分别进行了实验，结果如图中曲线２和３,下列分析不正确的是（ ）
Ａ．该实验研究的是光照强度对光合速率的影响
Ｂ．衡量光合速率的指标是单位时间内产生的气泡数目
Ｃ．Ｄ点的限制因素是光照强度
Ｄ．曲线１中Ａ点到Ｃ点的限制因素是光照强度
6.C
7.某地区天气晴朗时，中午12时的光照最强烈，测得大田小麦植株上部叶片光合作用在上午11时左右时速率最商，而下部叶片在中午12时左右时速率最高。
以下对限制小麦光合作用的主要外部因素的分析，不正确的是
A.11时之前,光照是全部叶片的限制因素
B.11时至12时之间，上部叶片的限制因素是光照，下部的是二氧化碳
C.12时之后，光照将成为下部叶片的限制因素
D.12时,上部叶片的限制因素是二氣化碳
7.B
8．某同学想探究二氧化碳浓度与光合作用速率的关系。
他取A、B、C、D四株都有5张叶片的小白菜，用直径1cm的打孔器打取小叶圆片各10片，并设法抽去气体使之下沉，置于光下。
取100mL三角瓶4个，编号1～4，按下表操作（光照、温度相同且适宜）并记录结果。
下列评价或解释不合理的是
编
号
实验处理
30min内上浮叶圆片数（片）
叶圆片来源
叶圆片数（片）
自来水（mL）
NaHCO3（克）
1
A
10
40
0
2
2
B
10
40
1
6
3
C
10
40
3
4
4
D
10
40
5
5
A、自变量二氧化碳浓度的控制不严格
B、只要控制光照、温度相同即可
C、实验材料本身存在的差异会影响实验结果
20070319
D、制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处
8.B
9．为解决粮食和环境问题，科学、有效、合理的途径是
A．利用废弃的重金属矿区栽培饲料作物
B．利用小麦、玉米生产的酒精来替代石油作燃料
C．把沼泽地改造成农田，种植多种农作物
D．培育具有高光合效率的农作物新品种
9.D
10.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是（）
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中
C．光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP
D．夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量
10.D
11．科学家在两种二氧化碳浓度和两个温度条件下，研究了不同光强度对黄瓜光合速率的影响，实验结果如图所示，以下相关叙述中不正确的是
A．从图中曲线可以看出，在温度较高
或二氧化碳浓度较高的情况下，光
强度对光合速率的影响比较显著
B．从图中曲线可以看出，环境因素中
的温度、CO2浓度或光强度的降低
都能减弱光合作用
C．从图中曲线变化情况看，无法确定
黄瓜光合速率的最适温度
D．从图中曲线可以看出，温度从20℃
升高到30℃比二氧化碳从低浓度
到高浓度对光合速率的促进作用更显著
11.D
12.将某植物的大小相似的绿色叶片分组进行如下实验：
实验前先称出叶片的重量（各组均相等），在不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化；立刻再光照1小时（光照强度等条件相同），再测其重量变化。
得到如下结果：
组别
1
2
3
4
温度
27℃
28℃
29℃
30℃
暗处理后的重量变化（mg）＊
-2
-2.5
-3
-3.5
光照后的重量变化（mg）＊
+3.5
+3
+2.5
+2
＊指与实验前的重量进行比较
则在哪一温度条件下，每小时叶片光合作用产生氧气量最多（）
A．27℃B.28℃C.29℃D.30℃
12.D
13.为了研究大豆光合速率的日变化，研究人员设计了如甲图所示的装置，在自然环境中，测得夏季某晴天一昼夜小室内O2的变化，如乙图所示。
请回答以下问题：
（1）乙图所示，大豆幼苗在～时期间释放O2。
释放O2是光合作用的重要指标，据乙图可推断：
在时,大豆幼苗光合速率达到最大。
（2）据乙图判断：
b点时大豆幼苗的光合作用强度细胞呼吸强度（大于、等于、小于），a点时叶肉细胞生成ATP的场所是。
（3）按照下面图例的表示方式，把幼苗处于乙图12时状态的叶肉细胞生成O2和O2转移的信息，在丙图中表示出来。
（4）影响小室内O2变化的环境因素主要是。
（5）科学家通过实验证明了绿色植物释放的O2来自（物质）的分解，这种物质的分解发生在光合作用的阶段。
13.
（1）8～1610
（2）
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