資源簡(jiǎn)介

（6）光合作用
——2025屆高考生物二輪復(fù)習(xí)易錯(cuò)重難提升
易混易錯(cuò)梳理
一、葉綠體中色素的提取和分離
1.實(shí)驗(yàn)材料和試劑
（1）材料
葉片要新鮮、顏色要深綠，這樣的葉片含有的色素較多。
（2）試劑及作用
試劑名稱 作用
二氧化硅 有利于綠葉的充分研磨和色素的釋放
碳酸鈣 防止研磨中色素被破壞
無(wú)水乙醇 溶解色素
層析液 分離色素
2.實(shí)驗(yàn)操作中的關(guān)鍵步驟
（1）研磨要迅速、充分：研磨充分使葉綠體完全破裂，可提取較多的色素。
（2）濾液細(xì)線要求：細(xì)、直、齊，含有較多的色素，所以應(yīng)待濾液干后再畫一兩次。
（3）濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素會(huì)溶解到層析液中，使濾紙條上得不到色素帶。
3.濾紙條上色素的分布和對(duì)光的吸收
4.綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的異常現(xiàn)象分析
（1）收集到的濾液綠色過(guò)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(wú)水乙醇，提取濃度太低。
④未加碳酸鈣或加入過(guò)少，色素分子被破壞。
（2）濾紙條色素帶重疊：濾液細(xì)線畫得過(guò)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(shí)間較長(zhǎng)，色素全部溶解到層析液中。
5.葉綠體中的色素與吸收光譜
（1）葉綠體中的色素只吸收可見光，而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。
（2）葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光吸收量大，對(duì)其他可見光并非不吸收，只是吸收量較少。
二、光合作用的探究歷程
1.普利斯特利的實(shí)驗(yàn)
（2）實(shí)驗(yàn)分析
①缺少空白對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)，應(yīng)將點(diǎn)燃的蠟燭和小鼠分別單獨(dú)置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對(duì)照。
②沒有認(rèn)識(shí)到光在植物更新空氣中的作用，而將空氣的更新歸因于植物的生長(zhǎng)。
③由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物更新氣體的成分。
2.薩克斯的實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象
黑暗中饑餓處理的綠葉不變藍(lán)
（2）實(shí)驗(yàn)分析
①設(shè)置了自身對(duì)照，自變量為光照，因變量是葉片顏色變化。
②實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是饑餓處理，以使葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。
③本實(shí)驗(yàn)除證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉外，還證明了光是光合作用的必要條件。
3.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)論：
（2）實(shí)驗(yàn)分析：設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量是標(biāo)記物質(zhì)（H2 (18)O和C18O2），因變量是O2的放射性。
三、光合作用的過(guò)程
1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較
項(xiàng)目 光反應(yīng)（準(zhǔn)備階段） 暗反應(yīng)（完成階段）
場(chǎng)所 葉綠體的類囊體薄膜上 葉綠體的基質(zhì)中
條件 光、色素、酶、水、ADP、Pi 多種酶、[H]、ATP、CO2、C5
物質(zhì)變化 ①水的光解： 2H2O4[H]＋O2 ②ATP的形成：ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2固定： CO2＋C52C3 ②C3的還原：2C3[H]、ATP（CH2O）
能量 變化 光能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成貯存在（CH2O）中的穩(wěn)定的化學(xué)能
相互聯(lián)系 光反應(yīng)產(chǎn)物[H]、ATP為暗反應(yīng)提供還原劑和能量；暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP、Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料
2.影響光合作用的因素及其應(yīng)用
（1）光照強(qiáng)度
①光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線分析
A點(diǎn)：光照強(qiáng)度為0，此時(shí)只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放的CO2量可表示此時(shí)細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。
AB段：隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)，CO2釋放量逐漸減少，這是因?yàn)榧?xì)胞呼吸釋放的CO2有一部分用于光合作用，此時(shí)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度。
B點(diǎn)：細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度（光照強(qiáng)度只有在B點(diǎn)以上時(shí)，植物才能正常生長(zhǎng)）。
BC段：表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到C點(diǎn)以后不再加強(qiáng)。限制C點(diǎn)以后光合作用強(qiáng)度不再增加的內(nèi)部因素是色素含量、酶的數(shù)量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強(qiáng)度之外的環(huán)境因素。
②應(yīng)用：陰雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照，及時(shí)對(duì)大棚除霜消霧。
（2）CO2濃度
①曲線分析：A點(diǎn)是進(jìn)行光合作用所需的最低CO2濃度，B點(diǎn)是CO2飽和點(diǎn)；B點(diǎn)以后，隨著CO2濃度的增加光合作用強(qiáng)度不再增加。
②應(yīng)用：溫室中適當(dāng)增加CO2濃度，如投入干冰等，大田中“正其行，通其風(fēng)”，多施有機(jī)肥來(lái)提高CO2濃度。
（3）溫度
①B點(diǎn)是最適溫度，此時(shí)光合作用最強(qiáng)，高于或低于此溫度光合作用強(qiáng)度都會(huì)下降，因?yàn)闇囟葧?huì)影響酶的活性。
②應(yīng)用：溫室栽培時(shí)白天適當(dāng)提高溫度，夜間適當(dāng)降低溫度。
（4）水及礦質(zhì)元素對(duì)光合作用的影響
①原理：①N、Mg、Fe等是葉綠素合成的必需元素，若這些元素缺乏，會(huì)影響葉綠素的合成從而影響光合作用。
水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，水還會(huì)影響氣孔的開閉，從而影響CO2進(jìn)入植物體。
②應(yīng)用。
合理施肥；預(yù)防干旱，合理灌溉。
四、光合作用與細(xì)胞呼吸
1.光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程中的物質(zhì)聯(lián)系
1.C元素
2.O元素
3.H元素
2.光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程中的能量聯(lián)系
3.光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程中[H]和ATP的來(lái)源和去路
來(lái)源 去路
[H] 光合作用 光反應(yīng)階段水的光解 暗反應(yīng)階段還原C3形成（CH2O）等
有氧呼吸 第一階段葡萄糖的分解及第二階段丙酮酸和水的分解 第三階段還原O2產(chǎn)生H20
ATP 光合作用 光反應(yīng)階段光能→ATP中活躍的化學(xué)能 暗反應(yīng)階段ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
有氧呼吸 有機(jī)物氧化分解，第一、二、三階段分別產(chǎn)生2ATP、2ATP、34ATP 在活細(xì)胞中作為生命活動(dòng)的能量“通貨”
4.光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合計(jì)算
（1）光合速率與呼吸速率
①凈光合速率：
植物綠色組織在有光條件下，總光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行時(shí)，測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。從數(shù)值關(guān)系上：凈光合速率=總光合速率-呼吸速率。常用O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量來(lái)表示。
凈光合速率的測(cè)定方法：將植物置于光下，測(cè)定容器中O2增加量CO2減少量或有機(jī)物增加量。
②真正光合速率：
表示植物綠色組織在有光條件下進(jìn)行光合作用消耗的CO2或產(chǎn)生O2的量，即實(shí)際光合速率，常用O2產(chǎn)生量CO2固定量或有機(jī)物的產(chǎn)生量來(lái)表示。
呼吸速率的測(cè)定方法：將植物置于黑暗中，測(cè)定容器內(nèi)CO2的增加量O2減少量或有機(jī)物減少量。
（2）光合作用與呼吸作用的綜合計(jì)算
光合作用與呼吸作用的綜合計(jì)算在光照條件下，綠色植物同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，光合作用和呼吸作用的原料和產(chǎn)物正好相反，但兩者不是可逆過(guò)程。解題時(shí)常涉及下列三項(xiàng)內(nèi)容的計(jì)算：
①在黑暗條件下的綠色組織或非綠色組織的測(cè)定值為呼吸速率。
②綠色組織在有光條件下光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行，測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。
③真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。
a.真正光合速率=CO2吸收量+CO2釋放量，單位為mg CO2/（單位面積·單位時(shí)間）；b.真正光合速率=O2釋放量+O2吸收量，單位為mg O2/單位面積·單位時(shí)間）；
c.光合作用有機(jī)物積累量=光合作用有機(jī)物生產(chǎn)量-細(xì)胞呼吸有機(jī)物消耗量。
只有測(cè)出凈光合速率和呼吸速率，才可推算出真正光合速率。
（3）光合作用與細(xì)胞呼吸綜合曲線解讀
①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織只進(jìn)行呼吸作用，測(cè)得的數(shù)值為呼吸速率（A點(diǎn)）。
②綠色組織在有光條件下，光合作用與細(xì)胞呼吸同時(shí)進(jìn)行，測(cè)得的數(shù)據(jù)為凈光合速率。
③各點(diǎn)的光合作用和呼吸作用分析
細(xì)胞生理活動(dòng) ATP產(chǎn)生場(chǎng)所 植物組織外觀表現(xiàn)
A點(diǎn) 只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，不進(jìn)行光合作用 只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 從外界吸收O2，向外界排出CO2
AB段（不含A、B點(diǎn)） 呼吸量>光合量 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 從外界吸收O2，向外界排出CO2
B點(diǎn) 光合量=呼吸量 與外界不發(fā)生氣體交換
B點(diǎn)之后 光合量＞呼吸量 從外界吸收O2，向外界排出CO2——此時(shí)植物可更新空氣
（4）環(huán)境條件改變時(shí)光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)的移動(dòng)
①光補(bǔ)償點(diǎn)的移動(dòng)：呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，光補(bǔ)償點(diǎn)應(yīng)右移，反之左移。
②光飽和點(diǎn)的移動(dòng)：相關(guān)條件的改變（如增大CO2濃度）使光合速率增大時(shí)，光飽和點(diǎn)C應(yīng)右移，反之左移。
易混易錯(cuò)通關(guān)
1.高等植物的光合作用依賴光合色素。不同環(huán)境條件下，葉綠素a和葉綠素b之間可以相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”。研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會(huì)降低，以適應(yīng)環(huán)境。圖中②③是兩種葉綠素的吸收光譜。下列關(guān)于葉綠素的敘述正確的是( )
A.圖中②和③主要分布在葉綠體的內(nèi)膜上
B.利用紙層析法分離色素時(shí)，③應(yīng)位于濾紙條的最下端
C.植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于②③主要吸收綠光
D.弱光下②的相對(duì)含量增高有利于植物對(duì)弱光的利用
2.遷移率是紙層析法中區(qū)分混合色素中各種成分的重要指標(biāo)，也可用于色素的鑒定，遷移率=色素移動(dòng)距離/溶劑移動(dòng)距離。如表是葉綠體中色素紙層析結(jié)果（表中移動(dòng)距離均為相對(duì)值）。下列相關(guān)敘述正確的是( )
溶劑移動(dòng)距離 色素1移動(dòng)距離 色素2移動(dòng)距離 色素3移動(dòng)距離 色素4移動(dòng)距離
實(shí)驗(yàn)組1 7.8 ？ ？ 1.9 ？
實(shí)驗(yàn)組2 8.2 ？ ？ 1.5 ？
實(shí)驗(yàn)組3 8.0 ？ ？ 1.4 ？
平均移動(dòng)距離 8.0 7.6 ？ ？ 0.8
遷移率 無(wú) 0.95 0.53 ？ 0.10
A.該實(shí)驗(yàn)需先用苯、丙酮、石油醚配制成的層析液提取葉綠體中的色素
B.色素3的遷移率為0.2，若植物體缺Mg2+，色素3含量會(huì)減少
C.色素1在層析液中的溶解度最大，色素4在濾紙條上擴(kuò)散速度最快
D.能夠吸收藍(lán)紫光的只有色素1和色素2，主要吸收紅光的只有色素3和色素4
3.植物光合作用的光反應(yīng)依賴類囊體膜上PSⅠ和PSⅡ光復(fù)合體，PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究發(fā)現(xiàn)，PSⅡ光復(fù)合體上的蛋白質(zhì)LHCⅡ，通過(guò)與PSⅡ結(jié)合或分離來(lái)增強(qiáng)或減弱對(duì)光能的捕獲（如圖所示）。LHCⅡ與PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲增強(qiáng)
B.Mg2+含量減少會(huì)導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲減弱
C.弱光下LHCⅡ與PSⅡ結(jié)合，不利于對(duì)光能的捕獲
D.PSⅡ光復(fù)合體分解水可以產(chǎn)生H+、電子和O2
4.下圖表示光合作用示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.類囊體薄膜上有吸收光能的4種色素
B.物質(zhì)②中可儲(chǔ)存活躍的化學(xué)能，物質(zhì)③為NADPH
C.在光照供應(yīng)充足時(shí)，突然停止供應(yīng)物質(zhì)④，C5的含量將迅速下降
D.在整個(gè)光合作用過(guò)程中，植物將太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
5.如圖為研究NaHCO3，溶液對(duì)光合作用速率影響的實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.將裝置放在光下，毛細(xì)刻度管內(nèi)的紅色液滴向左移動(dòng)
B.將裝置置于暗室中，一段時(shí)間后檢查紅色液滴是否移動(dòng)及移動(dòng)方向，可以證明光是光合作用的必要條件
C.伊樂藻光合作用消耗的CO2與釋放的O2量相等，因此紅色液滴不移動(dòng)
D.為使實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力，甲中也應(yīng)放置等量相同的伊樂藻
6.1881年，恩格爾曼把載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒有空氣的小室內(nèi)，在黑暗中用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中，如果把裝置放在光下，細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位；用透過(guò)三棱鏡的光照射水綿臨時(shí)裝片，大量需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域。下列敘述中錯(cuò)誤的是( )
A.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)直接證明葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧
B.需氧細(xì)菌利用水綿釋放的氧氣，在線粒體內(nèi)膜上完成需氧呼吸第三階段
C.用極細(xì)的光束照射葉綠體，出現(xiàn)光照部位和無(wú)光照部位，形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)
D.葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用
7.如圖是光合作用過(guò)程實(shí)驗(yàn)圖解。請(qǐng)分析判斷下列說(shuō)法不正確的是( )
A.此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明完整的葉綠體是進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)單位
B.通過(guò)裝置A、B可以證明光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上
C.通過(guò)裝置A、C可以證明碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中
D.通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以推測(cè)光反應(yīng)可能為碳反應(yīng)提供了反應(yīng)必需的條件
8.在夏季晴朗的白天,10時(shí)左右某植物光合作用強(qiáng)度達(dá)到峰值，13時(shí)左右光合作用強(qiáng)度明顯減弱。假如該植物光合作用與細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25℃和35℃且白天最高氣溫不會(huì)超過(guò)35℃。下列對(duì)該植物光合作用強(qiáng)度減弱的分析有誤的是( )
A.13時(shí)葉片失水較多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少
B.光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生反饋抑制,葉綠體吸收、轉(zhuǎn)化光能的能力下降
C.中午溫度升高導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率降低,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量減少
D.中午時(shí)溫度較高，與光反應(yīng)有關(guān)的酶活性降低，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱
9.德國(guó)科學(xué)家瓦爾堡設(shè)法把光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)分開研究，他的方法是在人工光源“間歇光”下測(cè)定光合作用。科研人員重新設(shè)計(jì)瓦爾堡的實(shí)驗(yàn)：分離出某植物的葉綠體，讓葉綠體交替接受5秒光照、5秒黑暗處理，持續(xù)進(jìn)行20分鐘，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中O2和CO2的變化，部分實(shí)驗(yàn)記錄如圖所示。下列分析正確的是( )
A.a~c段為光反應(yīng)階段，c~e段為碳反應(yīng)階段
B.S1、S3可分別表示光反應(yīng)釋放的O2總量與碳反應(yīng)吸收的CO2總量，且S1=S3
C.由O2的釋放速率和CO2的吸收速率推測(cè)光反應(yīng)速率與碳反應(yīng)速率始終相等
D.與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時(shí)葉綠體有機(jī)物合成總量更多
10.德國(guó)科學(xué)家瓦爾堡設(shè)法把光合作用的光反應(yīng)、碳反應(yīng)分開研究，他的方法是在人工光源“間歇光”下測(cè)定光合作用。科研人員重新設(shè)計(jì)瓦爾堡的實(shí)驗(yàn):分離出某植物的葉綠體,讓葉綠體交替接受5秒光照、5秒黑暗處理，持續(xù)進(jìn)行20分鐘，并用靈敏傳感器記錄環(huán)境中O2和CO2的變化，部分實(shí)驗(yàn)記錄如圖所示。
下列分析正確的是( )
A.a~c段為光反應(yīng)階段，c~e段為碳反應(yīng)階段
B.S1、S3可分別表示光反應(yīng)釋放的O2總量與碳反應(yīng)吸收的CO2總量，且S1=S3
C.由O2的釋放速率和CO2的吸收速率推測(cè)光反應(yīng)速率與碳反應(yīng)速率始終相等
D.與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時(shí)葉綠體有機(jī)物合成總量更多
11.利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進(jìn)行光合作用速率測(cè)定。圖乙是利用裝置甲測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制成的坐標(biāo)圖。下列敘述正確的是( )
A.從圖乙可看出，F(xiàn)植物適合在較強(qiáng)光照下生長(zhǎng)
B.光照強(qiáng)度為1 klx時(shí)，裝置甲中放置植物E的葉圓片進(jìn)行測(cè)定時(shí)，液滴不移動(dòng)
C.光照強(qiáng)度為3 klx時(shí)，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率相等
D.光照強(qiáng)度為6 klx時(shí)，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時(shí)間短
12.科研人員進(jìn)行了如表所示的實(shí)驗(yàn)，探究小麥在不同光照強(qiáng)度、CO2濃度和溫度下進(jìn)行光合作用的情況。結(jié)果如圖所示。自然環(huán)境中的CO2濃度在0.039%左右，下列敘述錯(cuò)誤的是( )
組別 措施
a 光照非常弱，CO2濃度最低（遠(yuǎn)小于0.03%）
b 適當(dāng)遮陰（相當(dāng)于全光照的1/25），CO2濃度為0.03%
c 全光照（不遮陰），CO2濃度為0.039%
d 全光照（不遮陰），CO2濃度為1.22%
A.c組措施為自然狀態(tài)，可作為其他3組的對(duì)照組
B.a、b、c組只表明降低光照強(qiáng)度會(huì)降低光合速率
C.c、d組表明適當(dāng)升高CO2濃度會(huì)顯著提高光合速率
D.光照強(qiáng)度和CO2濃度會(huì)改變光合作用的最適溫度
13.如圖表示在自然條件下，甲、乙兩種植物的CO2吸收速率隨光照強(qiáng)度的變化情況，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.連續(xù)的陰雨天氣，生長(zhǎng)受影響更大的是甲植物
B.bc段，限制甲、乙兩種植物光合速率的環(huán)境因素不同
C.d點(diǎn)時(shí)，甲、乙兩種植物在單位時(shí)間內(nèi)的CO2固定量相等
D.若提高外界環(huán)境的CO2濃度，則a、b兩點(diǎn)都可能向左移動(dòng)
14.通過(guò)分析毛竹林下紅豆樹、浙江楠、浙江樟的生長(zhǎng)及生理特性，探索適合毛竹純林轉(zhuǎn)變?yōu)橹耖熁旖涣值哪Ｊ襟w系。表1和表2顯示了毛竹林下不同樹種的光合參數(shù)變化規(guī)律，回答下列有關(guān)問(wèn)題。
注:表1和表2中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
（1）據(jù)表分析，選擇紅豆樹與毛竹混合種植的原因：______。
（2）若要測(cè)浙江楠的總光合速率，則需要對(duì)浙江楠進(jìn)行_____處理，若測(cè)得浙江楠的呼吸速率為6.2μmol·m-2·s-1，則光照條件下，浙江楠單位面積每小時(shí)至少制造的有機(jī)物的魚為______mmol·m-2（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）。
（3）進(jìn)行光合作用的色素位于_____，可用____法分離色素。
（4）若中午突然陰天,則短期內(nèi)葉肉細(xì)胞內(nèi)C3和C5的含量變化是______。
15.炎熱干燥的天氣往往會(huì)導(dǎo)致植物出現(xiàn)光呼吸現(xiàn)象，圖1表示植物葉肉細(xì)胞發(fā)生的光呼吸過(guò)程簡(jiǎn)圖，光呼吸發(fā)生的原因是圖中的R酶的雙功能性，當(dāng)CO2與O2濃度之比較高時(shí)，R酶能夠催化與CO2與C5反應(yīng)，生成C3，反之，當(dāng)CO2與O2濃度之比較低時(shí)，光呼吸水平增加,R酶就會(huì)更多地催化C5與O2反應(yīng)，生成乙醇酸（C2）, C2最后在相應(yīng)細(xì)胞器中可轉(zhuǎn)化成C3和CO2。請(qǐng)完成以下問(wèn)題：
（1）炎熱干燥的天氣導(dǎo)致植物出現(xiàn)光呼吸的原因是_____。
（2）比較光呼吸與植物細(xì)胞有氧呼吸的不同點(diǎn)______（描述三個(gè)方面）。
（3）研究發(fā)現(xiàn)，水稻等作物的光合產(chǎn)物有較大比例要消耗在光呼吸底物上。那么，這些作物中光呼吸存在的意義是____。
（4）科研人員設(shè)計(jì)了只在葉綠體中完成的光呼吸替代途徑R（依然具有降解乙醇酸產(chǎn)生CO2的能力）。同時(shí)，利用RNA干擾技術(shù)降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)量，進(jìn)而減少_____，從而影響光呼吸。檢測(cè)三種不同類型植株的光合速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。據(jù)此回答：
①當(dāng)胞間CO2濃度較低時(shí)，野生型植株與替代途徑植株的光臺(tái)速率相比____。
②當(dāng)胞間CO2濃度較高時(shí)，三種類型植株光合速率的大小關(guān)系為______,分析其原因是_____________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：圖中②（葉綠素b）、③（葉綠素a）主要分布在葉綠體的類囊體薄膜上，A錯(cuò)誤；利用紙層析法分離色素時(shí)，②（葉綠素b）應(yīng)位于濾紙條的最下端，B錯(cuò)誤；植物葉片呈現(xiàn)綠色是由于②③吸收綠光最少，反射綠光最多而呈綠色，C錯(cuò)誤；在適當(dāng)遮光條件下，葉綠素a與葉綠素b的比值會(huì)降低，以適應(yīng)環(huán)境，可知弱光下②（葉綠素b）的相對(duì)含量增高有利于植物對(duì)弱光的利用，D正確。
2.答案：B
解析：根據(jù)表格進(jìn)行分析，色素3平均移動(dòng)距離=（1.9+1.5+1.4）/3=1.6，遷移率=1.6/8.0=0.2，根據(jù)遷移率的大小可確定色素在層析液中的溶解度的高低，可知色素1表示胡蘿卜素，色素2表示葉黃素，色素3表示葉綠素a，色素4表示葉綠素b。層析液是用來(lái)分離葉綠體中的色素的，應(yīng)用無(wú)水乙醇來(lái)提取葉綠體中的色素，A錯(cuò)誤；色素3表示葉綠素a,Mg2+參與組成葉綠素a和葉綠素b，若植物體缺Mg2+，色素3含量會(huì)減少，B正確；色素1表示胡蘿卜素，在層析液中的溶解度最大，在濾紙條上擴(kuò)散速度最快，C錯(cuò)誤；葉綠素（葉綠素a和葉綠素b）主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素（胡蘿卜素和葉黃素）主要吸收藍(lán)紫光，故四種色素都能夠吸收藍(lán)紫光，只有色素3和色素4主要吸收紅光，D錯(cuò)誤。
3.答案：C
解析：據(jù)圖可知，在強(qiáng)光下，PSⅡ與LHCⅡ分離，減弱PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲；在弱光下，PSⅡ與LHCⅡ結(jié)合，增強(qiáng)PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲。LHCⅡ和PSⅡ的分離依賴LHC蛋白激酶的催化，葉肉細(xì)胞內(nèi)LHC蛋白激酶活性下降，會(huì)導(dǎo)致類囊體上PSⅡ光復(fù)合體與LHCⅡ結(jié)合增多，從而使PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲增強(qiáng)，A正確。鎂是合成葉綠素的原料，葉綠素能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，若Mg2+含量減少，PSⅡ光復(fù)合體含有的光合色素含量降低，導(dǎo)致PSⅡ光復(fù)合體對(duì)光能的捕獲減弱，B正確。弱光下PSⅡ光復(fù)合體與LHCⅡ結(jié)合，有利于對(duì)光能的捕獲，C錯(cuò)誤。類囊體膜上的PSⅡ光復(fù)合體含有光合色素，在光反應(yīng)中，其能吸收光能并分解水產(chǎn)生H+、電子和O2，D正確。
4.答案：C
解析：葉綠休中的類囊體薄膜上有吸收光能的四種色素，包括胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b,A正確；由題圖可知，物質(zhì)②是ADP和Pi結(jié)合形成的ATP,ATP中可儲(chǔ)存活躍的化學(xué)能，物質(zhì)③是HNADP+形成的NADPH,B正確；在光照供應(yīng)充足時(shí)，突然停止供應(yīng)物質(zhì)④CO2，則C5與CO2固定形成C3減少，面C3還原形成C5暫時(shí)不變，因此C5含量短時(shí)間內(nèi)將上升，C錯(cuò)誤；光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過(guò)程，在整個(gè)光合作用過(guò)程中，植物將太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能，D正確。
5.答案：C
解析：將圖示裝置放在光下，由于乙中存在NaHCO3，可以使CO2濃度基本不變，而伊樂藻光合作用會(huì)產(chǎn)生氧氣，使氣壓升高，液滴向左移動(dòng)，A正確；將整個(gè)裝置置于暗室，伊樂藻在無(wú)光的條件下不進(jìn)行光合作用，一段時(shí)間后檢查，紅色液滴不會(huì)移動(dòng)，與圖示光照條件對(duì)照，可以證明光是光合作用的必要條件，B正確；NaHCO3溶液能保證密閉裝置中CO2濃度基本不變，伊樂藻光合作用產(chǎn)生O2，乙內(nèi)氣壓增大，使紅色液滴向左移動(dòng)，C錯(cuò)誤；對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需遵循單一變量原則，本實(shí)驗(yàn)中有無(wú)NaHCO3，溶液為唯一變量，故燒杯A中也應(yīng)放置等量相同的伊樂藻，D正確。
6.答案：B
解析：恩格爾曼通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)中需氧細(xì)菌在水綿表面的分布，直接證明了葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧，A正確；需氧細(xì)菌屬于原核生物，沒有線粒體，其需氧呼吸過(guò)程主要在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜上進(jìn)行，B錯(cuò)誤；用極細(xì)的光束照射水綿的葉綠體，形成曝光部位和未被光照射部位的對(duì)照，據(jù)此得出葉綠體吸收光能進(jìn)行光合作用放氧的結(jié)論，C正確；葉綠體中的葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，D正確。
7.答案：B
解析：此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明葉綠體是進(jìn)行光合作用完整的結(jié)構(gòu)單位，應(yīng)具有類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)等才能完成光合作用，A正確；裝置B通入14CO2，在有光或無(wú)光下均不產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，對(duì)比裝置A、B僅可得出碳反應(yīng)的場(chǎng)所不在類囊體薄膜，但因裝置A給予光照，且無(wú)相關(guān)光反應(yīng)產(chǎn)物的檢測(cè)，故不能證明光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，B錯(cuò)誤；裝置C通入14CO2，產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，且該試管在無(wú)光條件下也產(chǎn)生含14C的有機(jī)物，對(duì)比裝置、C可以證明碳反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，C正確；裝置C中不含葉綠體的類囊體薄膜，但在分離前有光照，所以通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以推測(cè)光反應(yīng)可能為碳反應(yīng)提供了反應(yīng)必需的條件，D正確。
8.答案：C
解析：夏季中午13時(shí)，葉片蒸騰作用強(qiáng)，失水過(guò)多使氣孔部分關(guān)閉，進(jìn)入體內(nèi)的CO2量減少，暗反應(yīng)減弱，導(dǎo)致光反應(yīng)產(chǎn)物積累，產(chǎn)生負(fù)反饋抑制，使葉片中葉綠體吸收、轉(zhuǎn)化光能的能力下降，光合作用強(qiáng)度明顯減弱，A、B正確；該植物光合作用與細(xì)胞呼吸的最適溫度分別是25℃和35℃，白天最高氣溫不會(huì)超過(guò)35℃，因此中午溫度升高，呼吸酶的活性升高，細(xì)胞呼吸速率升高，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量增加，C錯(cuò)誤；該植物光合作用最適溫度是25℃，夏季中午13時(shí)，氣溫過(guò)高，與光反應(yīng)。有關(guān)的酶活性降低，導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱，D正確。
9.答案：D
解析：光反應(yīng)階段需要光照，碳反應(yīng)階段有光無(wú)光都可以進(jìn)行,a~c段既有光反應(yīng),也有碳反應(yīng),c~e段在黑暗開始之前也有光反應(yīng)，黑暗開始之后，只有碳反應(yīng)，沒有光反應(yīng)，A錯(cuò)誤；虛線表示。2釋放速率的變化，實(shí)線表示CO2吸收速率的變化，結(jié)合題圖可知，S1+S2表示光反應(yīng)釋放的O2總量，S2+S3表示碳反應(yīng)吸收的CO2總量，B錯(cuò)誤；從圖中光照開始來(lái)看，一段時(shí)間內(nèi)O2的釋放速率明顯大于CO2的吸收速率（即光反應(yīng)速率大于碳反應(yīng)速率），而碳反應(yīng)速率限制了光反應(yīng)的速率，所以才會(huì)導(dǎo)致O2的釋放速率下降，C錯(cuò)誤；如果是持續(xù)光照，那么光反應(yīng)可為碳反應(yīng)持續(xù)提供NADPH和ATP,使碳反應(yīng)不間斷進(jìn)行且反應(yīng)速率保持不變，則與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時(shí)葉綠體有機(jī)物合成總量更多，D正確。
10.答案：D
解析：光反應(yīng)階段需要光照，碳反應(yīng)階段有光無(wú)光都可以進(jìn)行，a~c段既有光反應(yīng)，也有碳反應(yīng)，c~e段在黑暗開始之前也有光反應(yīng)，黑暗開始之后，只有碳反應(yīng)，沒有光反應(yīng)，A錯(cuò)誤；虛線表示O2釋放速率的變化，實(shí)線表示CO2吸收速率的變化，結(jié)合題圖可知，S1+S2表示光反應(yīng)釋放的O2總量，S2+S3表示碳反應(yīng)吸收的CO2總量，B錯(cuò)誤；從圖中光照開始來(lái)看，一段時(shí)間內(nèi)O2的釋放速率明顯大于CO2的吸收速率（即光反應(yīng)速率大于碳反應(yīng)速率），而碳反應(yīng)速率限制了光反應(yīng)的速率，所以才會(huì)導(dǎo)致O2的釋放速率下降，C錯(cuò)誤；如果是持續(xù)光照，那么光反應(yīng)可為碳反應(yīng)持續(xù)提供NADPH和ATP，使碳反應(yīng)不間斷進(jìn)行且反應(yīng)速率保持不變，則與“間歇光”20分鐘相比，持續(xù)光照20分鐘時(shí)葉綠體有機(jī)物合成總量更多，D正確。
11.答案：D
解析：本題考查影響光合作用的因素以及相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。根據(jù)圖乙可知，F(xiàn)植物葉圓片的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都比較低，適合在較弱光照下生長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為1 klx時(shí)，E植物葉圓片的呼吸速率大于光合速率，裝置甲中E植物葉圓片會(huì)吸收裝置中的氧氣，使液滴左移，B錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為3 klx時(shí)，E、F兩種植物葉圓片的凈光合強(qiáng)度相等，但E植物葉圓片的呼吸作用強(qiáng)度大于F植物葉圓片，故光照強(qiáng)度為3 klx時(shí)，E、F兩種植物的葉圓片產(chǎn)生氧氣的速率不相等，C錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度為6 klx時(shí)，E植物葉圓片凈光合作用強(qiáng)度大于F植物葉圓片的凈光合作用強(qiáng)度，故此光照強(qiáng)度下，E植物葉圓片釋放的氧氣多，故裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時(shí)間短，D正確。
12.答案：B
解析：由題表數(shù)據(jù)可知，c組措施為自然狀態(tài)，因此可作為其他3組的對(duì)照組，A敘述正確；a、b、c組表明降低光照強(qiáng)度和CO2濃度均會(huì)降低光合速率，B敘述錯(cuò)誤；c、d組的自變量為CO2濃度，d組的光合速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于c組，表明適當(dāng)升高CO2濃度會(huì)顯著提高凈光合速率，C敘述正確；由題圖可知，光照強(qiáng)度和CO2濃度不同，光合作用的最適溫度也不同，D敘述正確。
13.答案：C
解析：圖示分析：圖示為光照強(qiáng)度對(duì)甲、乙兩種植物CO2吸收速率的影響，a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度是乙植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)乙植物的光合速率等于呼吸速率，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度是甲植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)甲植物的光合速率等于呼吸速率，同時(shí)b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度是乙植物的光飽和點(diǎn)。c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為甲植物的光飽和點(diǎn)，因?yàn)楣庹諒?qiáng)度c點(diǎn)時(shí)的>b點(diǎn)時(shí)的>a點(diǎn)時(shí)的，因此與乙植物相比，甲植物的光合作用需較強(qiáng)的光照強(qiáng)度，故連續(xù)的陰雨天氣，甲植物的生長(zhǎng)受影響更大，A項(xiàng)正確。由曲線可知，bc段，甲植物光合速率隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增大，此時(shí)限制甲植物光合速率的環(huán)境因素主要為光照強(qiáng)度；bc段，乙植物光合速率不再隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而變化，則此時(shí)乙植物光合速率的限制因素為光照強(qiáng)度外的其他因素，B項(xiàng)正確。分析曲線可知，d點(diǎn)時(shí)，甲、乙兩種植物CO2吸收速率相等，說(shuō)明兩植物凈光合速率相等，但由于二者的細(xì)胞呼吸速率不一定相等，故甲、乙兩種植物在單位時(shí)間內(nèi)的CO2固定量（實(shí)際光合速率）不一定相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤。自然條件下，提高外界環(huán)境的CO2濃度，可導(dǎo)致光合速率增大，若甲、乙兩植物細(xì)胞呼吸速率不變，則a、b兩點(diǎn)都可能向左移動(dòng)，D項(xiàng)正確。
14.答案：（1）紅豆樹的葉綠素含量和凈光合速率都高于浙江楠和浙江樟
（2）遮光；10.73
（3）類囊體薄膜；紙層析
（4）C3含量上升，C5含量下降
解析：（1）題表1和題表2中紅豆樹的葉綠素含量和凈光合速率都高于浙江楠和浙江樟，所以選擇紅豆樹與毛竹混合種植。
（2）為了盡可能減弱光合作用的影響，應(yīng)對(duì)浙江楠進(jìn)行遮光處理后測(cè)其呼吸速率，再將該數(shù)值與浙江楠光照下的凈光合速率數(shù)值相加就能得到浙江楠的總光合速率。題表2中浙江楠的最低光合速率為12.40-0.72=11.68（μmol·m-2·s-1），呼吸速率為6.2μmol·m-2·s-1，則總光合速率為11.68+6.2=17.88（μmol·m-2·s-1）。根據(jù)光合作用反應(yīng)式可知，CO2與有機(jī)物的物質(zhì)的量之比為6：1，則1小時(shí)至少制造的有機(jī)物為17.88÷6×3600×10-3≈10.73（mmol·m-2）。
（3）綠色植物的光合色素位于葉綠體的類囊體薄膜，可用紙層析法分離色素。
（4）中午突然陰天，則光照不足，短時(shí)間內(nèi)暗反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，暗反應(yīng)形成的C3不能夠被還原，則此時(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)C3含量上升，C5含量下降。
15.答案：（1）炎熱干操天氣，蒸騰作用強(qiáng)導(dǎo)致水分散失過(guò)快，植物為了避免水分散失，氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，光合作用產(chǎn)生的O2在葉片中堆積，使得CO2與O2濃度之比降低，光呼吸水平增加
（2）條件：光呼吸發(fā)生在光照條件下，有氧呼吸在有光、無(wú)光條件下均能發(fā)生；場(chǎng)所：光呼吸的發(fā)生需要葉綠體、過(guò)氧化物酶體和線粒體的參與，有氧呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中；能量角度：光呼吸消耗ATP，有氧呼吸生成ATP；物質(zhì)角度：光呼吸利用O2和C5生成乙醇酸和C3，有氧呼吸利用葡萄糖和O2生成CO2與水
（3）避免光反應(yīng)過(guò)程中積累的ATP和NADPH對(duì)葉綠體的傷害，同時(shí)消除乙醇酸對(duì)細(xì)胞的毒害，回收碳元素，減少碳的流失
（4）乙醇酸從葉綠體向過(guò)氧化物酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)；①無(wú)明顯差異；②R+RNA干擾>R>野生型；R途徑能夠更快速、高效地降解乙醇酸產(chǎn)生CO2，促進(jìn)光合作用過(guò)程，且當(dāng)乙醇酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白減少（葉綠體內(nèi)乙醇酸濃度高）時(shí)R途徑更高效
解析：（1）炎熱干燥天氣，蒸騰作用強(qiáng)導(dǎo)致水分散失過(guò)快，植物為了避免水分散失，氣孔關(guān)閉，光合作用產(chǎn)生的O2在葉片中堆積，同時(shí)外界的CO2不能通過(guò)氣孔進(jìn)入細(xì)胞間隙，在這種情況下，CO2與O2的比值降低，光呼吸水平增加。
（2）光呼吸與有氧呼吸的比較如表所示：
比較項(xiàng)目 光呼吸 有氧呼吸
底物 乙醇酸 糖類等有機(jī)物
發(fā)生部位 葉綠體、過(guò)氧化物酶體、線粒體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
反應(yīng)條件 光照 有光或無(wú)光都可以
能量 消耗能量（消耗ATP和NADPH） 產(chǎn)生能量
共同點(diǎn) 消耗氧氣、放出二氧化碳
（3）光呼吸的主要生理意義如下：①防止強(qiáng)光對(duì)葉綠體的破壞，強(qiáng)光時(shí)，由于光反應(yīng)速率大于暗反應(yīng)速率，葉肉細(xì)胞中會(huì)積累ATP和NADPH，這些物質(zhì)的積累會(huì)產(chǎn)生自由基從而損傷葉綠體，而強(qiáng)光下，光呼吸作用加強(qiáng)，會(huì)消耗光反應(yīng)過(guò)程中積累的ATP和NADPH，從而減輕對(duì)葉綠體的傷害；②清除乙醇酸對(duì)細(xì)胞的毒害，乙醇酸（C2）對(duì)細(xì)胞有毒害作用，而光呼吸能利用乙醇酸從而清除其毒害作用；③回收碳元素C2可轉(zhuǎn)化為C3和CO2，C3通過(guò)光呼吸過(guò)程又返回到卡爾文循環(huán)中，不至于全部流失掉，即通過(guò)光呼吸回收了一部分碳元素。
（4）圖1顯示乙醇酸在葉綠體產(chǎn)生后需要運(yùn)輸?shù)骄€粒體，因此若利用RNA干擾技術(shù)降低葉綠體膜上乙醇酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)量，則乙醇酸從葉綠體向過(guò)氧化物酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)會(huì)減少。①據(jù)圖2分析，當(dāng)胞間CO2濃度較低時(shí)，野生型植株與替代途徑植株的光合速率相比無(wú)明顯差異。②據(jù)圖2分析，當(dāng)胞間CO2濃度較高時(shí)，R+RNA干擾組的光合速率最高，R組次之，而野生型組的光合速率最弱，其原因可能是R途徑能夠更快速、高效地降解乙醇酸產(chǎn)生CO2，促進(jìn)光合作用過(guò)程，且當(dāng)乙醇酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白減少（葉綠體內(nèi)乙醇酸濃度高）時(shí)R途徑更高效。

展開更多......

收起↑