高考生物冲刺复习 专题6 光合作用检测 精品.docx
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高考生物冲刺复习专题6光合作用检测精品
专题6 光合作用
考点1 捕获光能的色素和结构
6.（江苏单科,5,2分）关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作,正确的是（ ）
A.使用定性滤纸过滤研磨液
B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析
C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2~3次
D.研磨叶片时,用体积分数为70%的乙醇溶解色素
答案 B 本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。
实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液;在滤纸条上划出一条滤液细线后,待干燥后再重复划线2~3次;研磨叶片时,用无水乙醇溶解色素。
7.（海南单科,8,2分）关于叶绿素提取的叙述,错误的是（ ）
A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料
B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏
C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素
D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分
答案 C 菠菜绿叶中含大量的色素且易于研磨,是提取叶绿体色素的良好材料,A正确;研磨时,加入石英砂可使叶片研磨得更充分,D正确;加入少许碳酸钙可以中和液泡破坏后释放的酸性物质,防止研磨中色素被破坏,B正确;叶绿体中的色素有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等,四种色素均溶于乙醇,C错误。
8.（四川理综,30Ⅰ,7分）科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体,该突变体对强光照环境的适应能力更强。
请回答:
（1）提取水稻突变体的光合色素,应在研磨叶片时加入 ,以防止色素被破坏。
用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素,缺失的色素带应位于滤纸条的 。
（2）该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如上图所示。
当光照强度为n时,与野生型相比,突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率 。
当光照强度为m时,测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大,据此推测,突变体固定CO2形成 的速率更快,对光反应产生的 消耗也更快,进而提高了光合放氧速率。
（3）如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变,将无法进行光合作用,其原因是 。
答案
（1）CaCO3（1分） 最下端（1分）
（2）较大（1分） C3（1分） NADPH、ATP（1分） （3）缺失叶绿素a不能完成光能转换（2分）
解析 本题主要考查叶绿体色素的提取、分离、色素作用等有关知识。
（1）叶绿体色素的提取和分离实验中,研磨叶片时加入碳酸钙可防止色素被破坏。
纸层析法分离色素得到的色素带自上而下为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
故突变体缺失的色素带位于滤纸条最下端。
（2）叶绿体产氧速率=净产氧速率+呼吸速率。
光强为n时,突变体与野生型水稻净产氧速率相等,但突变体呼吸速率较大,故突变体叶片中叶绿体产氧速率较大。
光强为m时,突变体叶片气孔开放程度更大,吸收、固定CO2速率更高,故C3产生速率及其被还原过程中的NADPH、ATP的消耗速率更快。
（3）因只有少数特殊状态下的叶绿素a可完成光能转换,故叶绿素a缺失突变体将无法进行光合作用。
评析 本题以光合作用曲线为信息载体,考查考生获取信息能力。
正确解读图示信息是解题的关键。
考点2 光合作用的原理及应用
16.（海南单科,10,2分）某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48h后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。
在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察到叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。
其中,没有出现蓝色的部位是（ ）
A.a、b和d B.a、c和e C.c、d和e D.b、c和e
答案 B 光合作用需要光照,c部位被锡箔纸遮盖,所以c部位的叶肉细胞不能进行光合作用;而a、e部位为黄白色,没有叶绿素,故也不能进行光合作用,所以加碘液后,a、c、e部位不会变蓝。
17.（海南单科,8,2分）将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养,随培养时间的延长,玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是（ ）
A.一直降低,直至为零
B.一直保持稳定,不变化
C.降低至一定水平时保持相对稳定
D.升高至一定水平时保持相对稳定
答案 C 本题考查植物光合作用与呼吸作用相互关系方面的知识。
在适宜条件下光照培养,植物能进行光合作用且光合作用速率大于呼吸作用速率,这样会导致密闭的玻璃容器内的CO2逐渐减少,光合作用速率随密闭玻璃容器内CO2的减少而降低,直至光合作用速率降低到与呼吸作用速率相等,此时CO2浓度在一定水平保持相对稳定。
18.（广东理综,26,16分）观测不同光照条件下生长的柑橘,结果见下表。
请回答下列问题:
光照
强度
叶色
平均叶
面积（cm2）
气孔密度
（个·mm-2）
净光合速率
（μmolCO2·m-2·s-1）
强
浅绿
13.6（100%）
826（100%）
4.33（100%）
中
绿
20.3（149%）
768（93%）
4.17（96%）
弱
深绿
28.4（209%）
752（91%）
3.87（89%）
注:
括号内的百分数以强光照的数据作为参照
（1）CO2以 方式进入叶绿体后,与 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供的 。
（2）在弱光下,柑橘通过 和 来吸收更多的光能,以适应弱光环境。
（3）与弱光下相比,强光下柑橘平均每片叶的气孔总数 ,单位时间内平均每片叶CO2吸收量 。
对强光下生长的柑橘适度遮阴,持续观测叶色、叶面积和净光合速率,这三个指标中,最先发生改变的是 ,最后发生改变的是 。
答案 （16分）
（1）自由扩散（1分） 五碳化合物（1分） [H]/NADPH和ATP（2分）
（2）增加叶面积（2分） 提高叶绿素含量（2分）
（3）较少（2分） 较少（2分） 净光合速率（2分） 叶面积（2分）
解析
（1）CO2等气体是以自由扩散的方式进入叶绿体,进入叶绿体的CO2首先与C5结合生成C3,C3的还原需要光反应提供ATP和[H]。
（2）据题中表格数据可知,在弱光下,柑橘的叶色加深,平均叶面积增大,气孔密度变小。
故柑橘通过增加叶绿素含量和增大叶面积来适应弱光环境。
（3）分析表格数据可知,强光下平均每片叶的气孔总数为13.6×826×100=1123360（个）,弱光下平均每片叶的气孔总数为752×28.4×100=2135680（个）;强光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量为4.33×13.6×10-4=5.9×10-3（μmol）,弱光下单位时间内平均每片叶CO2吸收量为3.87×28.4×10-4=1.1×10-2（μmol）,对强光下生长的柑橘适度遮阴,柑橘的光反应强度降低,光合速率相对下降。
为适应弱光环境,柑橘叶合成更多叶绿素来增强吸收光的能力,以合成相对较多的有机物,有利于叶的生长,故最后发生改变的是平均叶面积。
评析 本题考查光合作用的过程与影响因素,属于综合应用层次考查,难度较大。
19.（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）。
请回答:
（1）磷除了是光合作用相关产物的组分外,也是叶绿体内核酸和 的组分。
（2）卡尔文循环中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的还原反应属于 。
（3）若蔗糖合成或输出受阻,则进入叶绿体的 数量减少,使三碳糖磷酸大量积累于 中,也导致了光反应中合成的 数量下降,卡尔文循环减速。
上述这种三碳糖磷酸对卡尔文循环的调节属于 。
此时过多的三碳糖磷酸将用于 ,以维持卡尔文循环运行。
答案 （14分）
（1）磷脂
（2）吸能反应
（3）Pi 叶绿体基质 ATP 负反馈调节 淀粉合成
解析 本题主要考查光合作用暗反应的有关知识。
（1）磷可参与光合产物三碳糖磷酸、核酸分子的组成,同时也是生物膜的重要组分——磷脂的组成元素。
（2）卡尔文循环中,一分子五碳糖与一分子CO2在酶的催化作用下形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2分子3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸转化为三碳糖磷酸需光反应提供的ATP和NADPH,该反应为吸能反应。
（3）三碳糖磷酸转运出叶绿体既降低了叶绿体基质中三碳糖磷酸的浓度,又保证了Pi正常运输到叶绿体内部供光反应消耗。
若蔗糖合成受阻,叶绿体外运的三碳糖磷酸量减少,导致叶绿体基质中三碳糖磷酸大量积累,叶绿体也因Pi不足而影响ATP的合成,导致卡尔文循环减速。
此时,过多的三碳糖磷酸合成淀粉,以降低其浓度,维持卡尔文循环运行。
20.（浙江理综,30,14分）某种细胞分裂素对某植物光合作用和生长的影响如表所示。
细胞分裂
素浓度
（g·L-1）
叶绿素含量
（mgchl·
gFW-1）
光合速率
（μmolCO2·
m-2·s-1）
希尔反应活力
（μmolDCIPRed·
mgchl-1·h-1）
叶片氮
含量
（%）
生物量
（g·plant-1）
0
1.58
6.52
13.55
1.83
17.65
0.5
1.82
7.82
25.66
1.94
22.95
1.0
2.34
8.64
32.26
1.98
27.44
2.0
2.15
8.15
27.54
1.96
23.56
注:
①chl—叶绿素;FW—鲜重;DCIPRed—还原型DCIP;plant—植株。
②希尔反应活力测定的基本原理:
将叶绿体加入DCIP（二氯酚靛酚）溶液并照光,水在光照下被分解,产生氧气等,而溶液中的DCIP被还原并发生颜色变化,这些变化可用仪器进行测定。
请回答:
（1）希尔反应模拟了叶绿体光合作用中 阶段的部分变化。
氧化剂DCIP既可用于颜色反应,还可作为 。
希尔反应活力可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定 得到。
（2）从表中可知,施用细胞分裂素后, 含量提高,使碳反应中相关酶的数量增加。
（3）幼苗叶片中的细胞分裂素主要由 产生。
合理施用细胞分裂素可延迟 ,提高光合速率,使总初级生产量大于 ,从而增加植物的生物量。
答案 （14分,每空2分）
（1）光反应 氢载体 氧气释放速率
（2）叶片氮
（3）根（或根尖分生组织） 叶片衰老 呼吸（量）
解析
（1）根据题表下方的“注”中希尔反应活力测定的基本原理可推测希尔反应模拟了叶绿体光合作用中光反应阶段的部分变化;DCIP既可用于颜色反应,还可作为氢载体;希尔反应活力既可通过测定DCIP溶液的颜色变化得到,也可通过测定氧气释放速率得到。
（2）根据本小题中信息,分析表格可判断,施用细胞分裂素后,叶片氮含量提高,可使碳反应中相关酶的数量增加。
（3）细胞分裂素主要由根尖分生组织产生。
合理施用细胞分裂素可延迟叶片衰老,提高光合速率,使总初级生产量大于呼吸（量）,从而增加植物的生物量。
21.（山东理综,26,11分,★）我省某经济植物光合作用的研究结果如图。
（1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。
叶绿素存在于叶绿体中的 上。
需先用 （填溶剂名称）提取叶片中的色素,再测定叶绿素含量。
用纸层析法进一步分离色素时,叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是 。
据图分析,该植物可通过 以增强对弱光的适应能力。
（2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下,温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势。
8:
00到12:
00光照强度增强而净光合速率降低,主要原因是 。
18:
00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有 。
（3）实验过程中,若去除遮光物,短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量 。
答案
（1）类囊体膜（或类囊体,基粒） 无水乙醇（或丙酮） 叶绿素a 增加叶绿素含量
（2）呼吸作用增强,光合速率与呼吸速率的差值减小 线粒体、叶绿体
（3）减少
解析
（1）叶绿体中的色素存在于类囊体膜（或类囊体、基粒）上;叶绿体中的色素易溶于有机溶剂,常用无水乙醇（丙酮）来提取;溶解度越大的色素在滤纸上扩散得越快,叶绿素a与叶绿素b相比,叶绿素a扩散快,溶解度较大;从图中可知,遮光越多,叶绿素含量越高。
（2）8:
00到12:
00光照强度增高,8:
00—12:
00气孔导度相对稳定,CO2供应受限制,实际光合速率增大,但幅度不大,呼吸作用也增强,总光合速率与呼吸速率的差值减小,即净光合速率降低;18:
00净光合速率为0,说明该植物呼吸作用强度=光合作用强度,此时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有叶绿体、线粒体。
（3）去除遮光物,光照强度增强,产生更多的[H]和ATP,使C3还原加快,C3含量减少。
22.（安徽理综,29Ⅰ,10分）某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响,实验结果如图所示。
（注:
气孔导度越大,气孔开放程度越高）
（1）与15d幼苗相比,30d幼苗的叶片净光合速率 。
与对照组相比, 光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高,据图分析,其原因是 。
（2）叶肉细胞间隙CO2至少需要跨 层磷脂双分子层才能到达CO2固定的部位。
（3）某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量,获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g-1、3.9mg·g-1和4.1mg·g-1。
为提高该组数据的可信度,合理的处理方法是 。
答案 （10分）
（1）高 蓝 蓝光促进了气孔开放,CO2供应充分,暗反应加快
（2）3 （3）随机取样进行重复测定
解析
（1）从第1幅图看出30d幼苗在同种光照下,CO2吸收量较多;从第2幅图看出蓝光条件下幼苗气孔导度大,CO2进入较多,从第3幅图看出蓝光条件下胞间CO2浓度低,故蓝光条件下叶肉细胞对CO2的利用率高。
（2）CO2固定的部位在叶绿体基质,叶肉细胞间隙CO2到达该部位至少需经过一层细胞膜、两层叶绿体膜,而每层生物膜都由一层磷脂双分子层构成。
（3）由于测得数据差距太大,需随机取样进行重复测定以提高实验的准确性。
23.（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 （16分）
（1）[H]/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
解析
（1）光合作用过程中碳（暗）反应发生在叶绿体基质中,需要光反应为其提供ATP和[H]。
（2）由图1信息可知随去除棉铃的百分率提高,叶片光合速率降低;本实验用不去除棉铃的一组作为对照组,其CO2固定速率相对值是28。
（3）由于光合产物会被运输到棉铃等器官并被利用,去除棉铃后叶片光合产物的输出量降低、利用量减少,进而在叶片中积累,因此叶片中淀粉和蔗糖的含量增加。
（4）由1、2两图信息可知,去除棉铃后光合产物积累,而CO2固定速率降低,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。
（5）为验证光合产物能抑制光合作用,需设置一组及时运走光合产物的实验组进行对照,即去除棉铃（保证单一变量）且对部分叶片遮光处理（消耗和利用未遮光叶片的光合产物）,若实验组未遮光叶片与对照组只去除棉铃植株的叶片相比,其光合产物含量下降、光合速率上升,则可验证上述结论是正确的。
24.（四川理综,8,11分,★★）将玉米的PEPC酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果,如下图所示。
（注:
气孔导度越大,气孔开放程度越高）
（1）水稻叶肉细胞进行光合作用的场所是 ,捕获光能的色素中含量最多的是 。
（2）CO2通过气孔进入叶肉细胞后,首先与 结合而被固定,固定产物的还原需要光反应提供 。
（3）光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时,影响转基因水稻光合速率的主要因素是 ;光照强度为10~14×102μmol·m-2·s-1时,原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变,可能的原因是 。
（4）分析图中信息,PEPC酶所起的作用是 ;转基因水稻更适宜栽种在 环境中。
答案 （11分）
（1）叶绿体（1分） 叶绿素a（1分）
（2）C5（1分） [H]和ATP（2分）
（3）光照强度（1分） 光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消（或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”）（2分）
（4）增大气孔导度,提高水稻在强光下的光合速率（2分） 强光（1分）
解析 本题主要考查光合作用过程及其影响因素的相关知识。
（1）叶绿体是光合作用的场所。
捕获光能的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素,其中含量最多的是叶绿素a。
（2）CO2在暗反应中被利用,首先与C5结合生成C3,完成CO2的固定。
C3的还原需要光反应提供的[H]和ATP。
（3）在光照强度低于8×102μmol·m-2·s-1时,随着光照强度的提高,转基因水稻光合速率增加,因此影响转基因水稻光合速率的主要因素是光照强度。
当光照强度为10×102~14×102μmol·m-2·s-1时,原种水稻的气孔导度降低,导致CO2供应不足,但光合速率基本不变,说明光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消。
（4）相同光照强度时,转基因水稻气孔导度比原种水稻高,说明PEPC酶基因编码合成的PEPC酶能增大气孔导度,从而提高水稻在强光下的光合速率。
因此,综合分析可知转基因水稻更适宜栽种在强光下。
评析 在对第2个图中原种水稻光合速率的影响因素分析中,以光照强度8×10-2μmol·m-2·s-1为分界点,在此值之前,影响光合速率的主要因素是光照强度;在此值之后应考虑横坐标以外的其他因素。
此题中应注意PEPC酶基因对水稻光合速率影响的原理。
25.（天津理综,8,16分,★）菌根是由菌根真菌与植物根系形成的联合体。
菌根真菌从土壤中吸取养分和水分供给植物,植物为菌根真菌提供糖类等有机物。
下表为不同温度下菌根对玉米幼苗光合特性影响的实验结果。
组别
光合作用速率
（μmolCO2·
m-2·s-1）
气孔导度*
（mmol·m-2·s-1）
细胞间CO2浓度
（μmol·mol-1）
叶绿素
相对含量
25℃
有菌根
无菌根
8.8
6.5
62
62
50
120
39
33
15℃
有菌根
无菌根
6.4
3.8
58
42
78
157
31
28
5℃
有菌根
无菌根
4.0
1.4
44
17
80
242
26
23
*气孔导度是描述气孔开放程度的量
请回答下列问题:
（1）菌根真菌与玉米的种间关系是 。
（2）25℃条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米叶肉细胞对CO2的利用率 。
（3）15℃条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米光合作用速率高,据表分析,其原因有① ,促进了光反应;② ,促进了暗反应。
（4）实验结果表明:
菌根能提高玉米的光合作用速率,在 条件下提高的比例最大。
（5）在菌根形成率低的某高寒草甸试验区进行菌根真菌接种,可提高部分牧草的菌根形成率。
下图为接种菌根真菌后试验区内两种主要牧草种群密度和群落物种丰富度的变化结果。
①图中种群密度数值应采用样方调查结果的 值。
②据图推测,两种牧草中菌根依赖程度更高的是 。
接种菌根真菌后,该试验区生态系统抵抗力稳定性提高,原因是 。
答案 （16分）
（1）互利共生
（2）高
（3）①叶绿素相对含量高,利于吸收光能
②气孔导度大,CO2供给充分
（4）5℃（或低温）
（5）①平均
②优质牧草A 物种丰富度升高,生态系统营养结构复杂,自我调节能力升高
解析 本题考查生物种间关系、光合作用以及种群、群落和生态系统稳定性等相关知识。
（1）从题干中的信息可以看出菌根真菌和玉米是互利共生关系。
（2）通过25℃条件下对有菌根与无菌根玉米的对比,可以看出有菌根的情况下,玉米光合作用速率高,而细胞间CO2浓度低,因此有菌根玉米叶肉细胞对CO2的利用率高。
（3）从表格中的数据可以看出,15℃条件下,有菌根玉米叶绿素相对含量较高,能充分吸收和利用光能,促进了光反应,使光合速率提高;15℃条件下,有菌根玉米气孔导度较高,CO2供给充足,促进了暗反应,使光合速率提高。
（4）在5℃、15℃和25℃条件下,菌根提高玉米光合作用速率的比例分别为（4.0-1.4）/1.4≈1.86、（6.4-3.8）/3.8≈0.68、（8.8-6.5）/6.5≈0.35,因此在5℃的条件下提高比例最大。
评析 对表格中的数据进行分析时,要注意不同温度和有无菌根的条件下数值的差异,并应用相关理论正确作答。
26.（广东理综,26,16分）荔枝叶片发育过程中,净光合速率及相关指标的变化见下表。
叶片
发育时期
叶面积
（最大面
积的%）
总叶绿素含量
[mg/（g·fw）]
气孔相对
开放度（%）
净光合速率
[μmolCO2/（m2·s）]
A
新叶展开前
19
—
—
-2.8
B
新叶展开中
87
1.1
55
1.6
C
新叶展开完成
100
2.9
81
2.7
D
新叶已成熟
100
11.1
100
5.8
注:
“—”表示未测数据。
（1）B的净光合速率较低,推测原因可能是:
①叶绿素含量低,导致光能吸收不足;② ,导致 。
（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中,一段时间后,A的叶肉细胞中,将开始积累 ;D的叶肉细胞中,ATP含量将 。
（3）与A相比,D合成生长素的能力 ;与C相比,D的叶肉细胞的叶绿体中,数量明显增多的结构是 。
（4）叶片发育过程中,叶面积逐渐增大,是 的结果;D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著,其根本原因是 。
答案
（1）气孔相对开放度小
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