专题08 光合作用（期末真题汇编，广东专用）高一生物上学期

专题08 光合作用 4大高频考点概览 考点01 捕获光能的色素和结构 考点02 光合作用的原理 考点03 光合作用的影响因素和应用 地 城 考点01 捕获光能的色素和结构 一、单选题 1．（24-25高一上·广东肇庆·期末）生物学是一门以实验为基础的学科，结合下面生物学实验相关图例，下列叙述正确的是（　　） A．图甲中色素带②③分别是黄色的叶黄素和蓝绿色的叶绿素a B．图乙所示的植物细胞正在发生质壁分离且吸水能力逐渐增强 C．图丙的澄清石灰水可用酸性条件下的重铬酸钾溶液替换 D．图丁实验证实被细光束照射到的水绵任何部位都有好氧细菌 【答案】A 【详解】 A、图甲中的色素带由上往下分别是①橙黄色的胡萝卜素、②黄色的叶黄素、③蓝绿色的叶绿素a、④黄绿色的叶绿素b，A正确； B、图乙所示的植物细胞可能处于质壁分离的过程中，也可能处于质壁分离复原的过程中，B错误； C、图丙右侧锥形瓶中的澄清石灰水是用来检测酵母菌呼吸作用产生的CO2的，酸性条件下的重铬酸钾溶液是用来检测酒精的，检测不了CO2，C错误； D、图丁的实验证实，细光束照射水绵时，只有被光束照到的叶绿体周围会聚集好氧细菌，D错误。 故选A。 2．（24-25高一上·广东广州·期末）龟背竹叶形奇特，绿色浓且富有光泽，观赏性好，且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。兴趣小组对龟背竹叶中的色素进行提取和分离。下列叙述正确的是（　　） A．连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是光合色素遇冷全部分解 B．可以用体积分数为95%的乙醇分离龟背竹叶片中的光合色素 C．分离色素时滤纸条上橙黄色素带宽度小，但扩散速度最快 D．若滤液细线触及层析液，则滤纸条上还能看到两条色素带 【答案】C 【详解】A、连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是叶绿素遇冷分解，类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素）较稳定，未被全部分解，因此叶片呈现类胡萝卜素的黄色，A错误； B、不同光合色素在层析液中的溶解度不同，因此可用层析液分离叶片中的光合色素，B错误； C、橙黄色为胡萝卜素，其溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快，但因含量较少，色素带宽度最小，C正确； D、若滤纸条上的滤液细线触及层析液，滤液细线上的色素溶解在层析液中，则不能分离得到色素带，D错误。 故选C。 3．（24-25高一上·广东揭阳·期末）黑藻可作为许多生物学实验材料，下列有关叙述正确的是（    ） A．在“观察叶绿体”的实验中，用黑藻作为材料，制作装片时需要切片 B．黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时，则显微镜下观察到的流动方向为逆时针 C．黑藻的叶肉细胞含有中央大液泡，可用来观察细胞的吸水和失水 D．分离黑藻中各种光合色素的最佳试剂为无水乙醇 【答案】C 【详解】A、黑藻叶片由单层细胞构成，在“观察叶绿体”的实验中，用黑藻作为材料制作装片时不需要切片，可直接将黑藻的小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片即可观察，A错误； B、显微镜下观察到的物像是上下、左右都颠倒的像，但细胞质的环流方向不变。若黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针，则显微镜下观察到的流动方向依然为顺时针，B错误； C、黑藻的叶肉细胞含有叶绿体，使得细胞呈现绿色，可以以叶绿体为观察指标，黑藻叶肉细胞适宜用来观察细胞的吸水和失水，C正确； D、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以提取黑藻中各种光合色素的最佳试剂为无水乙醇，利用层析液可以提取黑藻叶片中的光合色素，D错误。 故选C。 4．（24-25高一上·广东揭阳·期末）如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是（    ）    A．图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B．图甲中①主要吸收蓝紫光 C．图乙中的条带4在层析液中的溶解度最大 D．秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 【答案】C 【详解】A、分析图甲，①表示胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，②是叶绿素b，③表示叶绿素a，分析图乙，条带1是胡萝卜素，条带2是叶黄素，条带3是叶绿素a，条带4是叶绿素b，图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3，A正确； B、图甲中①为胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，不吸收红光，B正确； C、图乙中的条带1扩散距离最远，溶解度最大，C错误； D、②是叶绿素b，③表示叶绿素a，秋天植物叶片变黄是因为图乙中的②③被分解，叶黄素和胡萝卜素成为主要成分，所以最终叶片变黄，D正确。 故选 C。 5．（24-25高一上·广东深圳·期末）某同学分别利用韭菜和韭黄（韭菜种子在避光条件下培养而来）进行叶绿体中色素的提取和分离实验，结果如图所示。用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）可以测定每组各种光合色素含量。据图分析错误的是（    ） A．测定叶绿素的含量时主要使用绿光波段 B．避光条件对类胡萝卜素的含量基本无影响 C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D．提取叶绿素时，相较于韭菜，未添加碳酸钙对韭黄造成的影响更小 【答案】A 【详解】A、叶绿素在红光区和蓝光区各有一个吸收峰，用分光光度法测定光合色素提取液中叶绿素含量时通常选用叶绿素在红光区的吸收峰波长，A错误； B、根据两种叶片色素的分离结果可看出，类胡萝卜素色素带的宽度基本相似，说明避光条件对类胡萝卜素的合成基本上不会造成影响，B正确； C、不同光合色素颜色不同，因此光合色素相对含量不同可使叶色出现差异，叶绿素多使叶片呈现绿色，而秋季类胡萝卜素增 多使叶片呈黄色，C正确； D、研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，因此未添加碳酸钙对韭黄造成的影响更小，D正确。 故选A。 6．（24-25高一上·广东清远·期末）下图分别是叶绿素和血红素部分结构图，两者均是卟啉化合物，以下推测合理的是（    ） A．植物长期缺镁离子，光反应速率减慢会导致暗反应中C3含量升高 B．血红素是血红蛋白的辅助因子，缺铁会影响红细胞运输氧气 C．图中Mg、Fe的存在说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在 D．叶绿素与血红素结构相似，贫血的人多吃绿叶蔬菜是可以补血的 【答案】B 【详解】A、植物缺Mg会影响叶绿素的合成而导致光合作用的光反应率减慢，导致暗反应速率减慢，C3消耗量在短时间内减少，C3含量升高，但是如果长期缺镁离子，C3含量也会降低，A错误； B、人体缺铁会影响血红蛋白的合成而影响氧气在血液中的运输，导致贫血，B正确； C、上图说明无机盐是细胞中化合物的重要组成成分，而无机盐的主要存在形式是离子，C错误； D、虽然叶绿素与血红素结构相似，但是中心的无机盐离子不一样，贫血的人多吃绿叶蔬菜也不可以补血，D错误。 故选B。 7．（24-25高一上·广东东莞·期末）紫叶生菜叶肉细胞中花青素含量高于叶绿素，使叶片呈紫红色。选用紫叶生菜叶片进行色素提取与分离实验，滤纸条上只出现四条色素带。相关叙述错误的是（    ） A．提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏 B．分离色素时，利用的原理是色素在层析液中的溶解度不同 C．滤纸条上无花青素条带，可能是因为花青素是水溶性色素 D．该实验方法可以准确测定出叶片中各种色素的含量 【答案】D 【详解】A、用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏，A正确； B、分离色素时，利用的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液再滤纸上扩散得快，B正确； C、花青素存在于液泡中，溶于水不易溶于有机溶剂，所以滤纸条上并未出现花青素条带，可能的原因是花青素为水溶性色素，C正确； D、该实验中分离色素的方法是纸层析法，可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较判断各色素的含量，但该实验不能具体测定绿叶中各种色素含量，D错误。 故选D。 二、实验题 8．（24-25高一上·广东深圳·期末）洋葱是生物学实验中常用的材料。某生物兴趣小组用洋葱的管状叶做了色素的提取和分离实验，鳞片叶做了质壁分离实验。请据图回答下列问题：    (1)步骤A表示研磨提取洋葱管状叶细胞中的色素，研钵中加入无水乙醇的作用是______，研磨后过滤时漏斗基部应放入单层尼龙布进行过滤。 (2)分离色素的原理是_____不同，随层析液在滤纸上扩散的速度不同。若选取的叶片符合实验要求，但是出现了如图中①所示现象，造成这一结果的原因可能是_____。 (3)如图所示的渗透装置中，蔗糖分子不能透过半透膜，当液面上升到最大高度后处于静止状态时，漏斗中的溶液浓度______（填“大于”、“小于”或“等于”）烧杯中的溶液浓度。 (4)洋葱鳞片叶表皮细胞可作为一个渗透系统是由于它的原生质层相当于一层半透膜，某学生在进行C步骤时，发现实验现象无明显变化，可能的原因是______。 【答案】(1)溶解并提取色素 (2) 不同色素在层析液中溶解度 碳酸钙添加量过少或漏加 (3)大于 (4)细胞失水过多（细胞质壁分离时间过长）死亡 【分析】绿叶中色素的提取和分离：提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素；分离的原理：不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 【详解】（1）步骤A表示研磨提取洋葱管状叶细胞中的色素，绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，研钵中加入无水乙醇的作用是溶解并提取色素，研磨后过滤时漏斗基部应放入单层尼龙布进行过滤。 （2）分离色素的原理是不同的色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的速度不同。若选取的叶片符合实验要求，但是出现了如图中①所示现象，即缺失叶绿素a和叶绿素b条带，造成这一结果的原因可能是碳酸钙添加量过少或漏加，导致色素遭到破坏。 （3）由于蔗糖分子不能透过半透膜，当液面上升到最大高度后处于静止状态时，即水分子进出达到动态平衡时，漏斗中的溶液浓度依然大于烧杯内的溶液浓度。 （4）C步骤加清水的目的是让其发生质壁分离的复原，但实验现象（C步骤前发生的质壁分离）无明显变化，其可能得原因是蔗糖浓度过高，导致细胞失水过多，导致细胞死亡，或质壁分离发生的时间过长，导致细胞死亡。 9．（24-25高一上·广东湛江·期末）“白灼菜心”是一道广东传统名菜，颜色翠绿还好吃。某学校生物兴趣小组对蔬菜烹饪过程中的“保绿”方法进行了科学的验证和分析。首先将青菜用清水洗净，选用不新鲜的青菜100g（提前室温下放置48h）作为对照组，编为1号。挑选绿度相近的菜叶分成6份，每份净重100g，依次编号为2,3,4···7号。处理过程为：将1L水烧至100℃，按照表1加入相应的物质后，加入相应的食材，焯水1min后立即捞出，放入冷水待用。焯水后以相同的加热挡位、翻炒方式和翻炒时间对全部食材进行处理。样品的预处理条件和炒菜条件汇总见表。 蔬菜焯水和炒制时的处理方法和平均G值 焯水 炒时是否敞开锅盖 平均G值 条件组号 蔬菜是否新鲜 是否加油(5g) 是否加盐(2g) 菠菜 油菜 o" × - - - 78.2 72.1 0° √ - - - 87.5 98.0 1 × × × × 23.0 35. 4 2 √ × × × 46.8 55.2 3 √ √ × × 48.2 53.0 4 √ × √ × 54.4 67.4 5 √ √ √ × 66.4 76.6 6 √ × × √ 56.0 63.0 7 √ √ √ √ 73.2 84.0 “√”表示是，“×”表示否，“–”表示未处理;a未经任何处理的叶片空白组;G是一种颜色标准，G值越接近255，表示颜色越接近亮绿。 (1)菠菜叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体的_______________上，可以用_______________提取菠菜叶中的色素。若将菠菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成绿色，原因是_______________。 (2)从色素含量分析，炒青菜褪绿变黄褐色的主要原因之一是高温使叶绿素降解导致含量减少，类胡萝卜素的占比增加，请设计实验加以证明（写出简要的实验思路）：_______________。 (3)从表实验结果可以看出，蔬菜烹饪过程中的“保绿”方法是_______________。 【答案】(1) 类囊体薄膜 无水乙醇 加热使叶肉细胞的生物膜被破坏 (2)取等量的炒过的青菜叶片和同种正常新鲜绿色青菜叶片，分别提取光合色素，层析分离后观察并对比两种叶片的色素形成的色素带颜色和宽度 (3)蔬菜新鲜，加盐油焯水，炒时敞开锅盖 【分析】1、光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 2、该实验的自变量为蔬菜的种类、蔬菜是否新鲜、是否加油、是否加盐、炒时是否敞开锅盖，因变量为菠菜、油菜的平均G值。 【详解】（1）光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。对菠菜叶进行加热，随着水温升高，使菠菜叶肉细胞的生物膜被破坏，色素流失出来，水的颜色逐渐变成绿色。 （2）从色素含量分析，炒青菜褪绿变黄褐色的主要原因之一是高温使叶绿素降解导致含量减少，类胡萝卜素的占比增加，要设计实验加以证明该观点，可取等量的炒过的青菜叶片和同种正常新鲜绿色青菜叶片，分别提取光合色素，层析分离后观察并对比两种叶片的色素形成的色素带颜色和宽度。 （3）G是一种颜色标准，G值越接近255，表示颜色越接近亮绿。分析题表可知，7组号的菠菜、油菜的平均G值高于2-6组号，由此说明蔬菜烹饪过程中选择新鲜蔬菜烹饪，加盐油焯水，炒时敞开锅盖，可“保绿”。 地 城 考点02 光合作用的原理 一、单选题 1．（24-25高一上·广东梅州·期末）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。光补偿点是指植物光合速率和呼吸速率相等时的光照强度；光饱和点是指植物光合作用达到最大时的最小光照强度。下列相关叙述错误的是（　　）    A．a与b分别是野生型和突变型的光补偿点，光照强度长期处于两点之间时，野生型仍能生长 B．光照强度低于P时，可能是由于野生型水稻叶绿素含量多，利用弱光能力强，总光合速率更大 C．突变型水稻叶绿素含量低于野生型，这导致其光补偿点和光饱和点都更高 D．光照强度为P时，单位时间内野生型水稻有机物积累量和突变型水稻相当 【答案】C 【详解】A、a与b分别是野生型和突变型的光补偿点，光照强度长期处于a-b之间时，突变型水稻净光合速率小于0，野生型水稻净光合速率大于0，野生型水稻能生长，突变型水稻不能，A正确； B、光照强度低于P时，野生型水稻因叶绿素含量多，在弱光下能捕获更多的光，光合速率更大，B正确； C、突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型，其光补偿点较高的原因是叶绿素含量低，光饱和点较高的原因是固定CO2酶的活性较高，暗反应较强，可以利用更多的光能，C错误； D、光照强度高于P时，突变体水稻和野生型水稻CO2吸收速率相等，单位时间内有机物积累量相同，D正确。 故选C。 2．（24-25高一上·广东梅州·期末）生物科学探索历程体现了科学家的思维和智慧。下列叙述错误的是（　　） A．检测脂肪时，用苏丹Ⅲ染液对花生子叶切片染色后，要用50%酒精溶液洗去浮色 B．在对光合作用原理的探索中，鲁宾和卡门用同位素示踪技术研究光合作用中氧气的来源 C．科学家从红细胞中提取的脂质铺展成的单分子层的面积恰为细胞膜表面积 D．萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质 【答案】C 【详解】A、检测脂肪时，苏丹Ⅲ染色后需用50%酒精洗去浮色，避免多余染料干扰观察，A正确； B、鲁宾和卡门通过同位素18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的O2来自水，B正确； C、红细胞膜为双层磷脂结构，其提取的脂质铺展成单分子层面积应为细胞膜表面积的2倍，C错误； D、萨姆纳用丙酮从刀豆种子中提取脲酶，并通过化学分析证实其为蛋白质，D正确。 故选C。 3．（24-25高一上·广东茂名·期末）许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是（    ） A．阿尔农用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水 B．卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5 C．恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2 D．希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2，探明光合作用中氧气的来源 【答案】B 【详解】A、证明O₂全部来自水的是鲁宾和卡门利用同位素示踪法的实验，A错误； B、卡尔文通过¹⁴C标记CO₂，追踪到碳转移途径为CO₂→C₃（三碳化合物）→糖类和C₅（五碳化合物），B正确； C、恩格尔曼的实验通过水绵和好氧细菌的分布，证明叶绿体是光合作用的场所且O₂释放需要光，但未直接证明“叶绿体吸收光能用于放氧”，C错误； D、希尔的实验表明离体叶绿体在光照和氧化剂条件下可释放O₂，但未排除O₂来源于二氧化碳，D错误。 故选B。 4．（24-25高一上·广东汕尾·期末）关于科学家探索光合作用原理的实验，下列叙述正确的是（    ） A．科学家发现植物将甲醛通过光合作用转化成糖 B．希尔反应能证明离体的叶绿体释放的氧气全部来自水的光解 C．鲁宾和卡门用荧光标记的方法证明光合作用释放的氧气来源于原料水 D．阿尔农发现叶绿体合成ATP总是伴随着水的光解 【答案】D 【详解】A、科学家发现植物不能通过光合作用将甲醛转化成糖，A错误； B、希尔反应能证明离体的叶绿体能释放氧气，不能证明氧气来源于水的光解，B错误； C、鲁宾和卡门用同位素标记的方法证明光合作用释放的氧气来源于原料水，C错误； D、1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP；1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随，D正确。 故选D。 5．（24-25高一上·广东广州·期末）科学史是人类认识自然和改造自然的历史，科学家们在探索道路上使用了不同的科学方法。下列叙述错误的是（　　） A．施莱登和施旺运用不完全归纳法建立了细胞学说 B．辛格和尼科尔森通过提出假说这一方法探索细胞膜结构模型 C．鲁宾和卡门用同位素示踪法证明光合作用释放的氧气来自于水 D．罗伯特森在电镜下观察到细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质构成 【答案】D 【详解】A、施莱登与施旺得出了“所有的动植物都是由细胞构成的”这一结论是建立在部分动植物细胞研究基础之上，并未将所有生物的细胞都进行研究，因此不属于完全归纳法，A正确； B、辛格和尼科尔森基于实验证据提出流动镶嵌模型假说，属于科学假说方法，B正确； C、鲁宾和卡门通过同位素示踪法（标记H₂O和CO₂中的氧），证实光合作用释放的O₂来自水，C正确； D、罗伯特森根据电镜超薄切片中细胞膜展现的暗-亮-暗三条带，推测两边暗的条带是蛋白质，中间亮的部分是脂双层分子，D错误。 故选D。 6．（24-25高一上·广东揭阳·期末）下列有关科学发展史以及科学方法的说法不正确的是（    ） A．辛格和尼科尔森通过对细胞膜成分的分析，提出细胞膜的流动镶嵌模型 B．恩格尔曼利用水绵、好氧细菌等材料进行对照实验，探明光合作用的场所是叶绿体 C．科学家对细胞膜结构模型的探索过程运用了提出假说这一科学方法 D．科学家分离细胞器时运用了逐渐提高离心速率的方法 【答案】A 【详解】A、辛格和尼科尔森在新的观察和实验证据的基础上，通过对细胞膜的功能分析，提出细胞膜的流动镶嵌模型，并未对细胞膜成分进行分析，A错误； B、恩格尔曼利用水绵、好氧细菌等材料进行对照实验，证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，探明光合作用的场所是叶绿体，B正确； C、科学家对细胞膜结构模型的探索过程运用了提出假说这一科学方法，科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说,再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充，C正确； D、科学家分离细胞器时运用了差速离心法，主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器，D正确。 故选A。 7．（24-25高一上·广东湛江·期末）关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述正确的是（    ） A．蝾螈受精卵横缢实验存在相互对照和自身前后对照，实验证明细胞核是细胞代谢的中心 B．探究温度对酶活性影响的实验与探究酶活性的最适温度的实验，两实验的自变量、因变量相同 C．观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，不存在对照 D．用同位素O探究光合作用中氧的来源时，因变量为释放的02是否有放射性 【答案】B 【详解】A、蝾螈受精卵横缢实验存在相互对照，自变量是有核的一半和无核一半，因变量是有核一半正常分裂、分化；又存在自身前后对照，无细胞核一半挤入细胞核，接着开始分裂分化，该实验说明了细胞核能控制细胞的代谢，A错误； B、探究温度对酶活性影响的实验，自变量为温度，因变量为酶活性；探究酶活性的最适温度的实验，自变量为温度，因变量为酶活性，B正确； C、观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，滴加蔗糖溶液前与滴加蔗糖溶液后进行对照，滴加清水后与滴加蔗糖溶液后进行对照，实验中存在自身前后对照，C错误； D、用同位素O探究光合作用中氧的来源时，选择的是用18O分别标记H2O和CO2，18O为稳定同位素，不具有放射性，D错误。 故选B。 8．（24-25高一上·广东佛山·期末）卡尔文将带有14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测14C的去向，其部分实验过程及结果如图所示。下列叙述正确的是（    ）    A．该实验的自变量是14C标记的化合物种类和反应时间 B．每隔一定时间取样，并立即杀死小球藻后再进行纸层析 C．该实验可说明CO2先转化为C5和C6，再转化为C3 D．实验过程中，升高14CO2浓度会改变实验结果 【答案】D 【详解】A、14C标记的化合物种类属于该实验的因变量，A错误； B、每隔一段时间取出部分小球藻，将其立即加入到煮沸的甲醇中杀死。提取小球藻中带标记的化合物并通过双向纸层析法分离，B错误； C、从表格中看出，当反应时间小于1秒时，放射性元素出现在14C3中，所以14CO2最早转化形成的产物是C3，这是CO2的固定，C错误； D、CO2浓度属于该实验的影响因素，升高14CO2浓度可能会改变14C标记化合物的实验结果，D正确。 故选D。 二、实验题 9．（24-25高一下·广东江门·期末）通常认为，叶绿素含量降低会导致农作物产量下降。我国科研人员以水稻低叶绿素含量突变体（YL）和野生型（WT）为材料，在不同密度栽培模式下进行实验，发现：正常密度栽培模式下YL（叶绿素含量仅是WT的51%左右）产量与WT没有显著差异；随着栽培密度的增大，YL的产量增幅大于WT，产量超过了WT。回答下列问题。 (1)叶绿素分布在叶肉细胞叶绿体的________上，其捕获的光能储存在________和NADPH中。暗反应阶段，NADPH的作用是_________。叶绿素吸收的光能只有小部分转化为生物可以利用的________能，大部分通过热能或者荧光形式散失。 (2)研究人员测定了不同施氮水平下，YL叶片的叶绿素含量和光合作用速率变化以及Rubisco酶含量，结果分别如表、如图。 指标 施氮量（kgN·hm-2） 120N 240N YL的叶绿素含量 -51% -51% YL光合作用速率 20.40% 39.10%    注：“－”表示减少，“+”表示提高，均与WT对比。 ①Rubisco酶分布在_______中，催化________（填过程），生成C3. ②叶绿素和Rubisco酶均含有氮元素。结合上表和上图推测，与WT相比，YL可能通过_______，从而提高光合作用速率。 ③夏季晴天正午，WT叶片温度显著升高，加快水分蒸腾速率进而导致气孔关闭；而YL叶片的温度显著低于WT，蒸腾速率相对较低，致使______，也有利于其提高光合作用速率。 (3)低叶绿素含量突变体（YL）叶片对光吸收少，光更容易透射过叶片，改善植株底层的光照环境，增加低层叶片的光吸收。参照WT样例，在如图中补充箭头和字母建立YL入射光吸收和转化的图解模型______。    注：NPQ表示热能或荧光形式散失，P表示光合作用。 【答案】(1) 类囊体薄膜 ATP 作为还原剂并提供能量 化学能 (2) 叶绿体基质 CO2的固定 将氮素用于Rubisco酶的合成，提高Rubisco酶含量 气孔导度较大，进入叶片组织的CO2较多 (3)   【分析】1、光合作用的过程及场所：光反应发生在类囊体薄膜中，主要包括水的光解和ATP的合成两个过程；暗反应发生在叶绿体基质中，主要包括CO2的固定和C3的还原两个过程。光反应与暗反应紧密联系，相互影响，光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应ADP、Pi、NADP+。 2、影响光合作用强度的因素：①外因：光照强度，温度，CO2浓度，矿质元素，水分等。②内因：酶的种类、数量、活性，叶面指数等。 【详解】（1）叶绿素分布在叶肉细胞叶绿体的类囊体薄膜上，具有吸收、传递和转化光能的作用，其在光反应阶段捕获的光能储存在ATP和NADPH中，其中NADPH在暗反应阶段，作为还原剂参与C3的还原，且为C3的还原提供能量。叶绿素吸收的光能大部分通过热能或者荧光形式散失，只有少部分转化为生物可以利用的化学能。 （2）①Rubisco酶催化生成C3，即Rubisco酶催化暗反应中CO2的固定的过程，暗反应发生场所为叶绿体基质，故Rubisco酶分布在叶绿体基质中。 ②分析图表可知，在不同施氮水平下，YL的叶绿素含量没有差别；与WT相比，YL的Rubisco酶的含量较高，且施氮水平越高，Rubisco酶的含量越高，说明YL可能通过将氮素用于Rubisco酶的合成，提高Rubisco酶含量，从而提高光合作用速率。 ③YL叶片的温度显著低于WT，蒸腾速率相对较低，叶片气孔不关闭，致使YL叶片的气孔导度较大，进入叶片组织的CO2较多，有利于其提高光合作用速率。 （3）叶绿素吸收的光能大部分通过热能或者荧光形式散失，只有少部分转化为生物可以利用的化学能，且低叶绿素含量突变体（YL）低层叶片的光吸收量较WT更多，YL入射光吸收和转化的图解模型为；。 10．（24-25高一上·广东梅州·期末）在生物学研究中，基因敲除是指通过生物技术手段使特定基因失去功能，以研究该基因在生物体中的作用。基因过量表达则是通过增强特定基因的表达水平，来探究该基因功能增强对生物体的影响。为探究基因OsNAC对光合作用的影响机制，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型（WT）、OsNAC敲除突变体（KO）及OsNAC过量表达株（OE），测定了三组水稻的灌浆期旗叶（位于植株最顶端）中蔗糖转运蛋白的相对含量、蔗糖含量及单株产量，结果如图所示。回答下列问题： (1)可利用_____（试剂）在滤纸上分离水稻叶片中的光合色素，在该试剂中_____高的色素在滤纸上扩散得快。 (2)在某一光照强度下测得WT组某植株旗叶净光合速率大于0，则此光照条件下植株_____（填“可以”、“不可以”或“不一定可以”）生长。将该植株从光照环境置入黑暗环境中，短时间内旗叶叶绿体中NADPH的含量应该_____（填“上升”、“下降”或“不变”）。 (3)结合图分析，OsNAC过量表达会使旗叶光合速率_____（填“增大”“不变”或“减小”），结合图甲，发生上述变化的可能原因是_____。 【答案】(1) 层析液 溶解度 (2) 不一定可以 下降 (3) 增大 OE组旗叶中蔗糖转运蛋白相对含量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而提高旗叶的光合作用速率 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）依据色素在层析液中的溶解度的差异，可以将光合色素分离开来，溶解度高的色素在滤纸条上扩散得越快，否则越慢。 （2）WT组的净光合速率大于0，但是植株不能进行光合作用的部位（如根部细胞）的呼吸速率未知，所以无法判断植株的净光合速率是否大于0，所以该植株不一定可以正常生长。将该植株从光照环境置入黑暗环境中，短时间内植物的光反应停止，所以旗叶叶绿体中NADPH和ATP的含量下降。 （3）结合题图可知，OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的相对表达量、单株产量都明显高于WT 组和KO组，OE组蔗糖含量却低于WT 组和KO组，说明OsNAC过量表达会使旗叶净光合速率增大，发生相应变化的可能原因是与 WT 组相比OE组旗叶中编码蔗糖转运蛋白基因的表达量较高，可以及时将更多的光合产物（蔗糖）向外运出，从而促进旗叶的光合作用速率。 11．（24-25高一上·广东肇庆·期末）CO2在水中主要以CO2和HCO3-的形式而存在。下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图，其中光反应产生的X可进入线粒体促进ATP合成。    回答下列问题： (1)物质X是________，其参与图中反应时发生的场所是________；物质Y是________。 (2)细胞质基质中的HCO3-的来源有两条途径，一是外界中的HCO3-通过________的方式进入细胞质基质；二是绿藻细胞通过________产生CO2，产生的CO2除了与水反应形成HCO3-，还有一部分从细胞质基质扩散至叶绿体基质，扩散的速率取决于________。 (3)水生环境的绿藻通过上述过程提高光合效率的机制是________。 【答案】(1) O2 线粒体内膜 NADPH (2) 主动运输 细胞呼吸 浓度差 (3)通过逆浓度梯度运输HCO3-，然后在类囊体中生成CO2，提高叶绿体基质中的CO2浓度，提高光合效率 【分析】据图分析可知，水生环境中的HCO3-进入细胞质基质进而进入叶绿体基质的过程中都需要消耗ATP，因此是逆浓度梯度的运输，因此叶绿体基质中的HCO3-浓度大于水生环境，而叶绿体基质中的HCO3-进入类囊体腔需要类囊体膜上的载体蛋白在H+提供电化学势能的作用下运输，也是逆浓度梯度的运输，因此叶绿体基质中HCO3-的浓度小于类囊体腔。 【详解】（1）依据题干信息和模式图可知，物质X是O2，其参与的有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上；物质Y是由NADP+生成的且是在光反应阶段产生的H+的作用下形成的，所以可以推测其是NADPH。 （2）HCO3-的来源，一个是吸收外界现成的HCO3-，另一个是CO2溶于水后也会生成。根据图示信息，HCO3-进入细胞需要载体和能量，所以方式是主动运输；绿藻细胞可通过细胞呼吸形成CO2，CO2扩散至叶绿体基质依赖于自由扩散，自由扩散的速率取决于浓度差。 （3）CO2顺浓度进入叶绿体基质，依赖于浓度差；而HCO3-通过主动运输的方式进入叶绿体基质，逆浓度梯度运输，且在类囊体中又可以生成CO2并释放到叶绿体基质中，进而提高叶绿体基质中CO2的含量，利于暗反应的进行。 12．（24-25高一上·广东深圳·期末）小球藻是单细胞真核生物，是研究光合作用的模式生物。水体中的无机碳主要以和CO2两种形式存在，小球藻具有如图甲所示的无机碳浓缩过程。鲁宾和卡门利用小球藻探究了光合作用中氧气的来源，实验的结果如图丙所示；卡尔文和他的助手们则用小球藻探究了光合作用中物质的变化。 回答下列问题： (1)图甲中过程①称为C3化合物的还原，能为此过程提供能量的物质有______。 (2)图乙中的蛋白复合体的功能是______。由图可知叶绿体内ATP合成受质子梯度驱动，因此叶绿体类囊体腔内的pH较叶绿体基质_____（填“低”或“高”或“相等”）。 (3)据图丙分析，光合作用释放的氧气全部来自水，请阐述支持该结论的依据______。 (4)卡尔文用同位素14C标记的CO2供给小球藻，一定时间后取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并提取标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物分离。结果发现多种含碳有机物都带有标记，若要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可以_____，然后杀死小球藻，同时提取产物分析，当检测到的产物只有一种时，该化合物就是第一个产物。 【答案】(1)ATP和NADPH (2) 氢离子跨膜运输的通道（运输氢离子：氢离子的载体蛋白：运输）和催化ATP合成（催化） 低 (3)释放的氧气中18O所占比例均与参与反应的中18O所占的比例基本相同，而与无关 (4)缩短取样时间并每隔一定时间取样（缩短取样时间） 【分析】1、1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水。 2、20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素标记技术最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 【详解】（1）图甲中过程①称为C3化合物的还原，能为此过程提供能量的物质是光反应阶段所产生的ATP和NADPH。 （2）依据图乙可知，该蛋白复合体具有催化（催化ATP的形成）和运输（运输H+）作用。该蛋白质复合体在运输H+的同时，催化ATP的合成，说明H+由类囊体腔向叶绿体基质的运输为被动运输，即类囊体腔中的H+浓度高于叶绿体基质，即叶绿体类囊体腔内的pH较叶绿体基质低。 （3）据图丙可知，释放的氧气中18O所占比例与参与反应的H2O中18O所占的比例基本相同，而与无关，说明了光合作用释放的氧气全部来自水。 （4）依据题干信息可知，光合作用的暗反应会产生多种含碳有机物，若要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可通过缩短取样时间并每隔一定时间取样（缩短取样时间）来确定，然后杀死小球藻，同时提取产物分析，当检测到的产物只有一种时，该化合物就是第一个产物。地 城 考点03 光合作用的影响因素和应用 一、单选题 1．（24-25高一上·广东梅州·期末）我国是一个农业大国，几千年来中国人民利用勤劳和智慧创造了无数辉煌，在农业上积累了丰富的经验，许多经验被编成了通俗易懂的谚语广为流传，下列有关农谚的解释错误的是（　　） A．“勤除草，谷粒饱”，减少杂草与农作物之间对阳光和空间等资源的竞争，可增加产量 B．“人在屋里热的跳，稻在田里哈哈笑”，温度通过影响酶的活性来影响光合作用 C．“疏禾有谷粜，密禾捞柴烧”，合理密植有利于提高光合速率，从而提高产量 D．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”，昼夜温差大，导致作物落花落果，减少产量 【答案】D 【详解】A、除草可减少杂草与农作物的竞争，使农作物获取更多阳光和空间等资源，促进生长，增加产量，A正确； B、温度通过影响酶的活性来调控光合作用速率，高温可能增强酶活性（在适宜范围内），B正确； C、合理密植通过增加光合作用面积提高光能利用率，从而提高光合速率（单位叶面积的光合效率），提高产量，C正确； D、昼夜温差大时，白天光合作用强，夜间呼吸作用弱，有机物积累多，产量应增加，而非因落花落果减少产量，D错误。 故选D。 2．（24-25高一上·广东广州·期末）某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗的光合速率的变化情况，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．从a点光照强度变为b点时，短时间内叶绿体中C3含量下降 B．c点时幼苗的光合速率最大，此时该幼苗的净光合速率也最大 C．cd段光合速率下降，最可能是因为光照强度过高导致叶绿体受损 D．bc与eb段光合速率不同，不可能是光合产物积累抑制了光合速率 【答案】A 【详解】A、与a点相比，b点光照强度较强，光反应产生ATP和NADPH更多，暗反应消耗C3更多，所以b点时叶肉细胞的叶绿体中C3含量下降，A正确； B、c点时光合速率最大，但呼吸速率未知，此时净光合速率不一定最大，B错误； C、cd段光照增强，最可能温度升高，导致气孔关闭，植物从外界吸收的CO2减少，所以光合速率下降，C错误； D、bc与eb段的光照强度相当，但光合速率有差异，由于植物先在bc段进行了一段时间光合作用，再在eb段进行光合作用，所以可能是因光合产物积累抑制了光合速率，D错误。 故选A。 3．（24-25高一上·广东广州·期末）光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（    ） A．间作套种有利于提高光能利用率 B．早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用 C．零下低温、低氧的环境可以减弱呼吸作用，有利于储藏蔬菜和水果 D．夜间适当降低蔬菜大棚内温度，增加昼夜温差，可以增加产量提高品质 【答案】C 【详解】A、间作套种，能够更好的利用光能，提高光能利用率，A正确； B、有氧呼吸需要适宜的温度和水分、空气等条件，早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用，B正确； C、零下低温会冻坏果蔬，应在零上低温、低氧、适宜的湿度条件下，有利于新鲜蔬菜和水果保鲜贮藏，C错误； D、夜晚没有光照，植物只进行呼吸作用，消耗有机物，因此适当增加昼夜温差，可以减少有机物的消耗，增加蔬菜产量，D正确。 故选C。 4．（24-25高三上·湖南·期中）生物学知识在农业生产上具有广泛的应用。下列有关叙述中，正确的是（    ） A．为增加透光量、提高光合速率。大棚种植时常采用红色薄膜 B．增施农家肥，有利于植物吸收有机肥从而增加产量 C．中耕松土可促进作物根系的呼吸作用，有利于作物生长 D．种子干燥后零下低温、低氧存放的目的是降低有机物的消耗 【答案】C 【详解】A、红色薄膜主要允许红光透过，为保证各种可见光均可透过，大棚种植时一般用无色透明薄膜，A错误； B、大棚种植蔬菜时增施农家肥，其中的有机物被分解者分解成无机盐和CO2，从而提高光合速率，增加产量，植物不能直接吸收有机肥，B错误； C、中耕松土可促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输提供能量增加，因此能促进根系对矿质元素的吸收，以利于作物的生长，C正确； D、种子干燥后零上低温、低氧存放的目的是降低有机物的消耗，零下低温会导致细胞死亡，D错误。 故选C。 5．（23-24高一上·四川雅安·阶段练习）为探究影响光合速率的因素，研究人员将某品种的玉米苗植株置于20℃条件下培养，其余培养条件及实验结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该实验的自变量是土壤含水量 B．制约B点CO2吸收量的因素只有光照强度 C．D点与C点CO2吸收量有差别的原因是施肥与否 D．土壤含水量在40%~60%的条件下施肥的效果较好 【答案】D 【详解】A、结合题意及图示可知，本实验有不同光照强度、是否施肥、土壤含水量三个自变量，A错误； B、结合图示可知，制约B点CO2吸收速率的因素有光照强度，此外可能还有土壤含水量，B错误； C、D点与C点CO2吸收速率有差别的原因是土壤含水量的不同，C错误； D、据图可知，土壤含水量在40%~60%的条件下光照强度为800umol.m-2.s-1、施肥条件下二氧化碳吸收速率最大，说明此时施肥效果较好，B正确； 故选D。 二、实验题 6．（24-25高一上·广东茂名·期末）柑橘果实的甜度和风味取决于果实成熟过程中糖、酸组分的变化和积累。本研究以温州蜜柑为实验材料，探讨镁对果实品质的影响，旨在为实现温州蜜柑高品质提供理论基础。实验结果如表所示。回答下列问题： 时期 镁肥处理/（g/株） 果皮总叶绿素/（ug/g） 柠檬酸/（mg/g） 蔗糖/（mg/g） 果实转色期 0 44 10.5 34 150 28 9.4 35 250 24 9.2 39 果实成熟期 0 15 9.4 43 150 14 7.9 51 250 14 7.8 50 (1)本实验采取随机分组，每组处理12株，该操作的目的是_________，本实验的可变因素是______。 (2)果皮总叶绿素含量测定时，先提取叶绿体中色素再进行测定。叶绿体中色素提取时，常选用乙醇为提取液，依据是________。用纸层析法将叶绿体中不同色素分离，依据是______。 (3)根据实验结果发现，在果实转色期时，施镁肥能降低果皮总叶绿素含量，说明施镁肥能______（填“促进”或“抑制”）果实转色期叶绿素的降解。叶绿素的功能是可将光能转化为_____。 (4)实验发现柑橘果实的膨大期，叶片中镁含量降低，原因可能是________。根据实验结果，能得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是________。 【答案】(1) 减少实验误差 果实发育时期和镁肥处理浓度 (2) 叶绿体中的色素易溶于无水乙醇 叶绿体中不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度不同 (3) 促进 ATP和NADPH中活跃的化学能 (4) 需要更多的镁从叶片转移至果实，以满足果实生长发育的需要 随着施镁量的增加，果实转色期和成熟期中糖的增加和酸的降低效果增强 【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 2、Mg是构成叶绿素的元素，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。 【详解】（1）为了避免偶然性，减少实验误差，在进行实验分组时，要遵循随机性原则，且每组取多个实验对象，以该组所有实验对象所得数据的平均值作为该组实验结果。实验过程中可以变化的因素称为变量，该实验的变量是果实发育时期和镁肥处理浓度。 （2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开，所以用纸层析法将叶绿体中不同色素分离。 （3）据表格中数据分析，在果色转色期，随着施镁肥量的增加，果皮总叶绿素减少，说明镁肥能促进果实转色期叶绿素的降解。叶绿素吸收的光能一部分用于将水分解为氧和H+，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；另一部分光能促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP和NADPH中的活跃化学能。 （4）果实膨大期，随着柑橘果实的膨大，果实对镁的需求逐渐增加，从根吸收的镁不足以满足整个植物的需求，此时叶片中的含镁化合物分解，镁转移至果实，以满足果实生长发育的需要。根据实验结果，能得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是随着施镁量的增加，果实转色期和成熟期中糖的增加和酸的降低效果增强。 7．（24-25高一上·广东汕尾·期末）以玉米苗为研究对象，探究微塑料（MPs）与镉（Cd）单一污染及复合污染对玉米幼苗生长及光合作用的影响。回答下列问题：    注：3种MPs浓度水平，分别为MP-0（0g·kg-1）、MP-5（5g·kg-1）、MP-10（10g·kg-1），5种Cd污染水平，分别为Cd-0（0mg·kg-1）、Cd-1（1mg·kg-1）、Cd-5（5mg·kg-1）、Cd-10（10mg·kg-1）、Cd-15（15mg·kg-1） (1)用层析液在滤纸上分离叶绿素a和b的原理是_______。 (2)由图可知：MP-5可_______（选填“提高”或“降低”）玉米苗叶绿素的含量，推测原因是_______。 (3)由图分析可知：高浓度Cd（Cd-15）处理显著降低了胞间CO2浓度，胞间CO2浓度下降，作物光合作用下降的原因是_______。 (4)已知高浓度Cd（Cd-15）的光合作用速率比空白对照组低，某同学推测出现这一结果的原因可能是作物长期处于低浓度CO2环境降低了RuBP羧化酶（固定CO2的酶）的活性，从而影响作物的光合作用速率。请设计实验验证这一推测。 材料用具：长期高浓度Cd（Cd-15）组、空白组（Cd-0）处理的两组玉米苗叶肉细胞RuBP羧化酶提取液，一定浓度的C5溶液，低浓度的CO2溶液，试管等。 实验思路：取两支试管编号A、B，各加入等量的一定浓度的C5溶液和等量的低浓度CO2溶液，再_______，一段时间后，检测并比较Cd-15、Cd-0两组溶液中C3的含量。 预测结果：_______。 【答案】(1)叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度不同，在滤纸上扩散的速度不同 (2) 提高 MP-5为植物提供了更多的无机盐，有利于叶绿素的合成 (3)因为CO2参与光合作用暗反应，胞间CO2浓度下降，单位时间内与五碳化合物结合形成的三碳化合物会下降，形成的糖类量减少，故光合作用速率下降 (4) 分别加入等量的Cd-15组、Cd-0组玉米叶肉细胞RuBP羧化酶提取液 Cd-15组中C₃的含量低于Cd-0组 【分析】1、光合作用的过程：（1）光反应阶段：①水的光解；②ATP的合成；（2）碳反应阶段：①二氧化碳的固定；②二氧化碳的还原；③RUBP的再生。 2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 【详解】（1）纸层析法分离叶绿素a和叶绿素b的原理是基于它们在层析液中溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散速度快，溶解度低的扩散速度慢，从而实现分离。 （2）从图中可以看出，MP - 5组的玉米苗叶绿素含量比对照组高，所以是提高了玉米苗叶绿素的含量。 原因是MP - 5作为植物材料，可能为植物提供了更多的无机盐等营养物质，这些营养物质有利于叶绿素的合成，进而提高了叶绿素含量。 （3）由图可知，高浓度Cd（Cd - 15）处理显著降低了胞间CO₂浓度。在光合作用中，CO₂参与暗反应，与五碳化合物结合形成三碳化合物。当胞间CO₂浓度下降时，可用于与五碳化合物结合的CO₂减少，生成的三碳化合物量下降，导致暗反应的糖类等产物生成量减少，所以光合作用速率下降。 （4）实验思路：要验证长期高浓度Cd（Cd - 15）组比空白对照组（Cd - 0）玉米苗中RuBP羧化酶（固定CO₂的酶）活性低，影响了光合作用速率。取两支试管编号A、B，分别加入等量的一定浓度的C5溶液和等量的低浓度CO₂溶液，然后分别加入等量的Cd - 15组、Cd - 0组玉米苗叶肉细胞RuBP羧化酶提取液。 预测结果：因为假设是Cd - 15组的酶活性低，所以在相同时间后，检测两组溶液中C3的含量，A试管（加入Cd - 15组提取液）中C3的含量低于B试管（加入Cd - 0组提取液）中C3的含量 。 8．（24-25高一上·广东广州·期末）实验小组通过田间实验，测定了全光和弱光条件下两个小豆品种的光合作用特性，结果如下表所示。光补偿点是指光合速率与呼吸速率达到平衡时的光照强度；气孔导度表示气孔张开的程度；不考虑呼吸速率受光照影响。回答下列问题： 品种 处理 最大净光合速率/（μmolCO2·m-2s-1） 光补偿点/（μmol·m-2s-1） 叶绿素含量/（mg·g-1） 气孔导度/（molH2O·m-2·s-1） A 全光组 14.99 45.9 2.29 0.22 弱光组 9.59 30.7 4.36 0.12 B 全光组 16.16 43.8 2.88 0.16 弱光组 8.85 41.7 3.21 0.09 (1)小豆叶肉细胞中的叶绿素分布在_____上。据表可知，在弱光条件下，小豆叶肉细胞中叶绿素的含量均增加，其意义是_____。 (2)测定小豆的净光合速率，除了可以用CO2的吸收速率表示，还可以用_____（写1点）表示。 (3)遮光会降低小豆的最大净光合速率，从暗反应角度分析，其原因是_____。 (4)若弱光条件下品种B小豆的净光合速率为0，则在相同条件下，品种A小豆的干重会_____（填“增加”“降低”或“不变”），因此品种_____（填“A”或“B”）小豆对弱光的适应能力更强。 【答案】(1) 叶绿体的类囊体薄膜 叶肉细胞通过增加叶绿素的含量来增强对光能的吸收，以适应弱光环境 (2)O2的释放速率、有机物的积累速率 (3)遮光导致气孔导度变小，从外界环境吸收的CO2减少。使叶肉细胞暗反应固定产生的C3减少 (4) 增加 A 【分析】据表分析：该实验的自变量是农作物的品种和光照强度，因变量是叶绿素含量、气孔导度、光补偿点和最大净光合速率。表格中数据表明，弱光处理后叶绿素的含量上升，气孔导度下降，光补偿点降低，最大净光合速率降低。 【详解】（1）小豆是真核生物，叶肉细胞中的叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光。据表中数据可知，在弱光条件下，小豆叶肉细胞吸收的光能减少，光合作用减弱，小豆叶肉细胞通过增加叶绿素的含量来增强对光能的吸收，以适应弱光环境。 （2）光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是单位时间单位叶面积的氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 （3）分析表格中数据可知，遮光导致气孔导度变小，从外界环境吸收的CO2减少。使叶肉细胞暗反应固定产生的C3减少，小豆的最大净光合速率降低。 （4）品种A小豆的光补偿点低于品种B的，当品种B小豆处于光补偿点时，净光合速率为0，则在相同条件下，品种A小豆的光照强度大于光补偿点，其净光合速率大于0会积累有机物，干重增加，因此品种A小豆对弱光的适应能力更强。 三、解答题 9．（24-25高三上·山东泰安·阶段练习）小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下，在相对较弱光照条件下，小麦叶片的光合作用强度比玉米高；随着光照强度的提高，小麦叶片的光合作用强度不再增加时，玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。某小组测定了小麦和玉米叶片在一定的CO2浓度和适宜温度条件下，光合作用强度随光照强度的变化，如图所示。 (1)当光照强度为Y时，小麦光合作用制造的有机物是玉米的________倍；当光照强度为Z时，限制玉米光合作用强度的环境因素主要是________。 (2)假定一昼夜中白天光照时间为12h，当光照强度为Y时，________（填作物名称）一定不能正常生长，原因是________，导致叶片无法为非光合作用部位供给有机物。 A．叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于白天光合作用制造的有机物 B．叶片白天光合作用制造的有机物小于白天呼吸作用消耗的有机物 C．叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平 D．叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于晚上暗反应产生的有机物 (3)若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度提高到30℃（其他条件不变），则图中M点的位置理论上会向__________（选填“左”或“左下”或“右”或“右上”）移动。P点的位置理论上会向__________（选填“左”或“左下”或“右”或“右上”）移动。 (4)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。一般情况下，小麦的光呼吸强度大于玉米。光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的________中，光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而________（填“升高”或“降低”），故生产实践中常用________的方法来降低光呼吸，以减少产量损失。 【答案】(1) 1.5 CO2浓度 (2) 玉米 C (3) 左下 右 (4) 基质 升高 提高环境中CO2的浓度 【分析】由题意可知，随着光照强度的增加，首先达到光合作用强度最大值的曲线b代表小麦，在较强光照强度下仍然能够进行光合作用的曲线代表玉米。 【详解】（1）由题意可知，随着光照强度的增加，首先达到光合作用强度最大值的曲线b代表小麦，在较强光照强度下仍然能够进行光合作用的曲线a代表玉米。小麦和玉米光合作用制造的有机物可用单位时间、单位面积上叶片固定的CO2量来表示。当光照强度为Y时，每小时小麦100cm2叶片制造的有机物是5+1=6mg，每小时玉米100cm2叶片制造的有机物是的2+2 =4mg，故小麦光合作用制造的有机物是玉米的6/4=1.5倍。限制植物光合作用的主要因素是光照强度和CO2浓度，当光照强度为Z时，已经达到该条件下玉米光合作用饱和点，所以此时限制玉米光合作用强度的环境因素主要是CO2浓度。 （2） 一昼夜中白天光照时间为12h，当光照强度为Y时，小麦和玉米每100cm2叶片光合作用制造的有机物量分别为6×12=72mg，4×12=48mg；小麦和玉米每100cm2叶片呼吸作用消耗的有机物量分别为1×24=24mg，2×24=48mg，故小麦每100cm2叶片一昼夜积累有机物是72-24=48mg，玉米每100cm2叶片一昼夜积累有机物是48-48=0mg，由此可见，玉米在12h光照时间内制造的有机物仅能满足叶片自身夜晚的呼吸作用消耗，无法满足其他非光合作用部位生长对有机物的需求，因此不能正常生长，C正确。 故选C。 （3）25℃为a植物光合速率所需的最活温度，而呼吸速率的最适温度是30℃，所以若将温度提高到30℃，植物的呼吸速率将上升，光合速率将下降，题图中M点的位置理论上的变化是向左下方移。P点的位置理论上会向右移动。 （4）C5位于叶绿体的基质中，故光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的基质中。细胞内O2与CO2比值的升高，O2与C5结合机会增多，CO2与C5结合机会减少，故光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而升高。如果提高环境中CO2的浓度，会使细胞内O2与CO2比值的减小，减小O2与C5结合机会，增加CO2与C5结合机会，降低光呼吸减少产量损失。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 光合作用 4大高频考点概览 考点01 捕获光能的色素和结构 考点02 光合作用的原理 考点03 光合作用的影响因素和应用 地 城 考点01 捕获光能的色素和结构 一、单选题 1．（24-25高一上·广东肇庆·期末）生物学是一门以实验为基础的学科，结合下面生物学实验相关图例，下列叙述正确的是（　　） A．图甲中色素带②③分别是黄色的叶黄素和蓝绿色的叶绿素a B．图乙所示的植物细胞正在发生质壁分离且吸水能力逐渐增强 C．图丙的澄清石灰水可用酸性条件下的重铬酸钾溶液替换 D．图丁实验证实被细光束照射到的水绵任何部位都有好氧细菌 2．（24-25高一上·广东广州·期末）龟背竹叶形奇特，绿色浓且富有光泽，观赏性好，且可以净化室内空气，是一种理想的室内植物。兴趣小组对龟背竹叶中的色素进行提取和分离。下列叙述正确的是（　　） A．连续降温使龟背竹叶片变黄的原因是光合色素遇冷全部分解 B．可以用体积分数为95%的乙醇分离龟背竹叶片中的光合色素 C．分离色素时滤纸条上橙黄色素带宽度小，但扩散速度最快 D．若滤液细线触及层析液，则滤纸条上还能看到两条色素带 3．（24-25高一上·广东揭阳·期末）黑藻可作为许多生物学实验材料，下列有关叙述正确的是（    ） A．在“观察叶绿体”的实验中，用黑藻作为材料，制作装片时需要切片 B．黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时，则显微镜下观察到的流动方向为逆时针 C．黑藻的叶肉细胞含有中央大液泡，可用来观察细胞的吸水和失水 D．分离黑藻中各种光合色素的最佳试剂为无水乙醇 4．（24-25高一上·广东揭阳·期末）如图甲是绿叶中色素的吸收光谱图，乙是绿叶中色素分离的结果。下列叙述不正确的是（    ）    A．图甲中②和③分别对应图乙中条带4和条带3 B．图甲中①主要吸收蓝紫光 C．图乙中的条带4在层析液中的溶解度最大 D．秋天植物叶片变黄主要是因为图甲中的②③被分解 5．（24-25高一上·广东深圳·期末）某同学分别利用韭菜和韭黄（韭菜种子在避光条件下培养而来）进行叶绿体中色素的提取和分离实验，结果如图所示。用分光光度法（一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）可以测定每组各种光合色素含量。据图分析错误的是（    ） A．测定叶绿素的含量时主要使用绿光波段 B．避光条件对类胡萝卜素的含量基本无影响 C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异 D．提取叶绿素时，相较于韭菜，未添加碳酸钙对韭黄造成的影响更小 6．（24-25高一上·广东清远·期末）下图分别是叶绿素和血红素部分结构图，两者均是卟啉化合物，以下推测合理的是（    ） A．植物长期缺镁离子，光反应速率减慢会导致暗反应中C3含量升高 B．血红素是血红蛋白的辅助因子，缺铁会影响红细胞运输氧气 C．图中Mg、Fe的存在说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在 D．叶绿素与血红素结构相似，贫血的人多吃绿叶蔬菜是可以补血的 7．（24-25高一上·广东东莞·期末）紫叶生菜叶肉细胞中花青素含量高于叶绿素，使叶片呈紫红色。选用紫叶生菜叶片进行色素提取与分离实验，滤纸条上只出现四条色素带。相关叙述错误的是（    ） A．提取色素时，加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏 B．分离色素时，利用的原理是色素在层析液中的溶解度不同 C．滤纸条上无花青素条带，可能是因为花青素是水溶性色素 D．该实验方法可以准确测定出叶片中各种色素的含量 二、实验题 8．（24-25高一上·广东深圳·期末）洋葱是生物学实验中常用的材料。某生物兴趣小组用洋葱的管状叶做了色素的提取和分离实验，鳞片叶做了质壁分离实验。请据图回答下列问题：    (1)步骤A表示研磨提取洋葱管状叶细胞中的色素，研钵中加入无水乙醇的作用是______，研磨后过滤时漏斗基部应放入单层尼龙布进行过滤。 (2)分离色素的原理是_____不同，随层析液在滤纸上扩散的速度不同。若选取的叶片符合实验要求，但是出现了如图中①所示现象，造成这一结果的原因可能是_____。 (3)如图所示的渗透装置中，蔗糖分子不能透过半透膜，当液面上升到最大高度后处于静止状态时，漏斗中的溶液浓度______（填“大于”、“小于”或“等于”）烧杯中的溶液浓度。 (4)洋葱鳞片叶表皮细胞可作为一个渗透系统是由于它的原生质层相当于一层半透膜，某学生在进行C步骤时，发现实验现象无明显变化，可能的原因是______。 9．（24-25高一上·广东湛江·期末）“白灼菜心”是一道广东传统名菜，颜色翠绿还好吃。某学校生物兴趣小组对蔬菜烹饪过程中的“保绿”方法进行了科学的验证和分析。首先将青菜用清水洗净，选用不新鲜的青菜100g（提前室温下放置48h）作为对照组，编为1号。挑选绿度相近的菜叶分成6份，每份净重100g，依次编号为2,3,4···7号。处理过程为：将1L水烧至100℃，按照表1加入相应的物质后，加入相应的食材，焯水1min后立即捞出，放入冷水待用。焯水后以相同的加热挡位、翻炒方式和翻炒时间对全部食材进行处理。样品的预处理条件和炒菜条件汇总见表。 蔬菜焯水和炒制时的处理方法和平均G值 焯水 炒时是否敞开锅盖 平均G值 条件组号 蔬菜是否新鲜 是否加油(5g) 是否加盐(2g) 菠菜 油菜 o" × - - - 78.2 72.1 0° √ - - - 87.5 98.0 1 × × × × 23.0 35. 4 2 √ × × × 46.8 55.2 3 √ √ × × 48.2 53.0 4 √ × √ × 54.4 67.4 5 √ √ √ × 66.4 76.6 6 √ × × √ 56.0 63.0 7 √ √ √ √ 73.2 84.0 “√”表示是，“×”表示否，“–”表示未处理;a未经任何处理的叶片空白组;G是一种颜色标准，G值越接近255，表示颜色越接近亮绿。 (1)菠菜叶肉细胞中的光合色素分布在叶绿体的_______________上，可以用_______________提取菠菜叶中的色素。若将菠菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成绿色，原因是_______________。 (2)从色素含量分析，炒青菜褪绿变黄褐色的主要原因之一是高温使叶绿素降解导致含量减少，类胡萝卜素的占比增加，请设计实验加以证明（写出简要的实验思路）：_______________。 (3)从表实验结果可以看出，蔬菜烹饪过程中的“保绿”方法是_______________。 地 城 考点02 光合作用的原理 一、单选题 1．（24-25高一上·广东梅州·期末）某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。光补偿点是指植物光合速率和呼吸速率相等时的光照强度；光饱和点是指植物光合作用达到最大时的最小光照强度。下列相关叙述错误的是（　　）    A．a与b分别是野生型和突变型的光补偿点，光照强度长期处于两点之间时，野生型仍能生长 B．光照强度低于P时，可能是由于野生型水稻叶绿素含量多，利用弱光能力强，总光合速率更大 C．突变型水稻叶绿素含量低于野生型，这导致其光补偿点和光饱和点都更高 D．光照强度为P时，单位时间内野生型水稻有机物积累量和突变型水稻相当 2．（24-25高一上·广东梅州·期末）生物科学探索历程体现了科学家的思维和智慧。下列叙述错误的是（　　） A．检测脂肪时，用苏丹Ⅲ染液对花生子叶切片染色后，要用50%酒精溶液洗去浮色 B．在对光合作用原理的探索中，鲁宾和卡门用同位素示踪技术研究光合作用中氧气的来源 C．科学家从红细胞中提取的脂质铺展成的单分子层的面积恰为细胞膜表面积 D．萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶并证明其是蛋白质 3．（24-25高一上·广东茂名·期末）许多科学家在光合作用过程的探究中做出了重要贡献。下列叙述正确的是（    ） A．阿尔农用放射性同位素示踪法证明光合作用产生的O2全部来自水 B．卡尔文利用14C标记的14CO2探明了碳的转移途径为CO2→C3→糖类、C5 C．恩格尔曼利用水绵和厌氧细菌，直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放出O2 D．希尔发现离体叶绿体加入氧化剂在光照下可释放出O2，探明光合作用中氧气的来源 4．（24-25高一上·广东汕尾·期末）关于科学家探索光合作用原理的实验，下列叙述正确的是（    ） A．科学家发现植物将甲醛通过光合作用转化成糖 B．希尔反应能证明离体的叶绿体释放的氧气全部来自水的光解 C．鲁宾和卡门用荧光标记的方法证明光合作用释放的氧气来源于原料水 D．阿尔农发现叶绿体合成ATP总是伴随着水的光解 5．（24-25高一上·广东广州·期末）科学史是人类认识自然和改造自然的历史，科学家们在探索道路上使用了不同的科学方法。下列叙述错误的是（　　） A．施莱登和施旺运用不完全归纳法建立了细胞学说 B．辛格和尼科尔森通过提出假说这一方法探索细胞膜结构模型 C．鲁宾和卡门用同位素示踪法证明光合作用释放的氧气来自于水 D．罗伯特森在电镜下观察到细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质构成 6．（24-25高一上·广东揭阳·期末）下列有关科学发展史以及科学方法的说法不正确的是（    ） A．辛格和尼科尔森通过对细胞膜成分的分析，提出细胞膜的流动镶嵌模型 B．恩格尔曼利用水绵、好氧细菌等材料进行对照实验，探明光合作用的场所是叶绿体 C．科学家对细胞膜结构模型的探索过程运用了提出假说这一科学方法 D．科学家分离细胞器时运用了逐渐提高离心速率的方法 7．（24-25高一上·广东湛江·期末）关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述正确的是（    ） A．蝾螈受精卵横缢实验存在相互对照和自身前后对照，实验证明细胞核是细胞代谢的中心 B．探究温度对酶活性影响的实验与探究酶活性的最适温度的实验，两实验的自变量、因变量相同 C．观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，不存在对照 D．用同位素O探究光合作用中氧的来源时，因变量为释放的02是否有放射性 8．（24-25高一上·广东佛山·期末）卡尔文将带有14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测14C的去向，其部分实验过程及结果如图所示。下列叙述正确的是（    ）    A．该实验的自变量是14C标记的化合物种类和反应时间 B．每隔一定时间取样，并立即杀死小球藻后再进行纸层析 C．该实验可说明CO2先转化为C5和C6，再转化为C3 D．实验过程中，升高14CO2浓度会改变实验结果 二、实验题 9．（24-25高一下·广东江门·期末）通常认为，叶绿素含量降低会导致农作物产量下降。我国科研人员以水稻低叶绿素含量突变体（YL）和野生型（WT）为材料，在不同密度栽培模式下进行实验，发现：正常密度栽培模式下YL（叶绿素含量仅是WT的51%左右）产量与WT没有显著差异；随着栽培密度的增大，YL的产量增幅大于WT，产量超过了WT。回答下列问题。 (1)叶绿素分布在叶肉细胞叶绿体的________上，其捕获的光能储存在________和NADPH中。暗反应阶段，NADPH的作用是_________。叶绿素吸收的光能只有小部分转化为生物可以利用的________能，大部分通过热能或者荧光形式散失。 (2)研究人员测定了不同施氮水平下，YL叶片的叶绿素含量和光合作用速率变化以及Rubisco酶含量，结果分别如表、如图。 指标 施氮量（kgN·hm-2） 120N 240N YL的叶绿素含量 -51% -51% YL光合作用速率 20.40% 39.10%    注：“－”表示减少，“+”表示提高，均与WT对比。 ①Rubisco酶分布在_______中，催化________（填过程），生成C3. ②叶绿素和Rubisco酶均含有氮元素。结合上表和上图推测，与WT相比，YL可能通过_______，从而提高光合作用速率。 ③夏季晴天正午，WT叶片温度显著升高，加快水分蒸腾速率进而导致气孔关闭；而YL叶片的温度显著低于WT，蒸腾速率相对较低，致使______，也有利于其提高光合作用速率。 (3)低叶绿素含量突变体（YL）叶片对光吸收少，光更容易透射过叶片，改善植株底层的光照环境，增加低层叶片的光吸收。参照WT样例，在如图中补充箭头和字母建立YL入射光吸收和转化的图解模型______。    注：NPQ表示热能或荧光形式散失，P表示光合作用。 10．（24-25高一上·广东梅州·期末）在生物学研究中，基因敲除是指通过生物技术手段使特定基因失去功能，以研究该基因在生物体中的作用。基因过量表达则是通过增强特定基因的表达水平，来探究该基因功能增强对生物体的影响。为探究基因OsNAC对光合作用的影响机制，研究人员在相同条件下种植某品种水稻的野生型（WT）、OsNAC敲除突变体（KO）及OsNAC过量表达株（OE），测定了三组水稻的灌浆期旗叶（位于植株最顶端）中蔗糖转运蛋白的相对含量、蔗糖含量及单株产量，结果如图所示。回答下列问题： (1)可利用_____（试剂）在滤纸上分离水稻叶片中的光合色素，在该试剂中_____高的色素在滤纸上扩散得快。 (2)在某一光照强度下测得WT组某植株旗叶净光合速率大于0，则此光照条件下植株_____（填“可以”、“不可以”或“不一定可以”）生长。将该植株从光照环境置入黑暗环境中，短时间内旗叶叶绿体中NADPH的含量应该_____（填“上升”、“下降”或“不变”）。 (3)结合图分析，OsNAC过量表达会使旗叶光合速率_____（填“增大”“不变”或“减小”），结合图甲，发生上述变化的可能原因是_____。 11．（24-25高一上·广东肇庆·期末）CO2在水中主要以CO2和HCO3-的形式而存在。下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的机制图，其中光反应产生的X可进入线粒体促进ATP合成。    回答下列问题： (1)物质X是________，其参与图中反应时发生的场所是________；物质Y是________。 (2)细胞质基质中的HCO3-的来源有两条途径，一是外界中的HCO3-通过________的方式进入细胞质基质；二是绿藻细胞通过________产生CO2，产生的CO2除了与水反应形成HCO3-，还有一部分从细胞质基质扩散至叶绿体基质，扩散的速率取决于________。 (3)水生环境的绿藻通过上述过程提高光合效率的机制是________。 12．（24-25高一上·广东深圳·期末）小球藻是单细胞真核生物，是研究光合作用的模式生物。水体中的无机碳主要以和CO2两种形式存在，小球藻具有如图甲所示的无机碳浓缩过程。鲁宾和卡门利用小球藻探究了光合作用中氧气的来源，实验的结果如图丙所示；卡尔文和他的助手们则用小球藻探究了光合作用中物质的变化。 回答下列问题： (1)图甲中过程①称为C3化合物的还原，能为此过程提供能量的物质有______。 (2)图乙中的蛋白复合体的功能是______。由图可知叶绿体内ATP合成受质子梯度驱动，因此叶绿体类囊体腔内的pH较叶绿体基质_____（填“低”或“高”或“相等”）。 (3)据图丙分析，光合作用释放的氧气全部来自水，请阐述支持该结论的依据______。 (4)卡尔文用同位素14C标记的CO2供给小球藻，一定时间后取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并提取标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物分离。结果发现多种含碳有机物都带有标记，若要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可以_____，然后杀死小球藻，同时提取产物分析，当检测到的产物只有一种时，该化合物就是第一个产物。 地 城 考点03 光合作用的影响因素和应用 一、单选题 1．（24-25高一上·广东梅州·期末）我国是一个农业大国，几千年来中国人民利用勤劳和智慧创造了无数辉煌，在农业上积累了丰富的经验，许多经验被编成了通俗易懂的谚语广为流传，下列有关农谚的解释错误的是（　　） A．“勤除草，谷粒饱”，减少杂草与农作物之间对阳光和空间等资源的竞争，可增加产量 B．“人在屋里热的跳，稻在田里哈哈笑”，温度通过影响酶的活性来影响光合作用 C．“疏禾有谷粜，密禾捞柴烧”，合理密植有利于提高光合速率，从而提高产量 D．“白天热来夜间冷，一棵豆儿打一捧”，昼夜温差大，导致作物落花落果，减少产量 2．（24-25高一上·广东广州·期末）某生物兴趣小组在实验室中模拟夏季一天中的光照强度，并测定苦菊幼苗的光合速率的变化情况，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．从a点光照强度变为b点时，短时间内叶绿体中C3含量下降 B．c点时幼苗的光合速率最大，此时该幼苗的净光合速率也最大 C．cd段光合速率下降，最可能是因为光照强度过高导致叶绿体受损 D．bc与eb段光合速率不同，不可能是光合产物积累抑制了光合速率 3．（24-25高一上·广东广州·期末）光合作用和细胞呼吸的原理在生产、生活中具有广泛的应用。下列相关叙述错误的是（    ） A．间作套种有利于提高光能利用率 B．早稻催芽过程中，常用适宜温水淋种并时常翻动，以促进呼吸作用 C．零下低温、低氧的环境可以减弱呼吸作用，有利于储藏蔬菜和水果 D．夜间适当降低蔬菜大棚内温度，增加昼夜温差，可以增加产量提高品质 4．（24-25高三上·湖南·期中）生物学知识在农业生产上具有广泛的应用。下列有关叙述中，正确的是（    ） A．为增加透光量、提高光合速率。大棚种植时常采用红色薄膜 B．增施农家肥，有利于植物吸收有机肥从而增加产量 C．中耕松土可促进作物根系的呼吸作用，有利于作物生长 D．种子干燥后零下低温、低氧存放的目的是降低有机物的消耗 5．（23-24高一上·四川雅安·阶段练习）为探究影响光合速率的因素，研究人员将某品种的玉米苗植株置于20℃条件下培养，其余培养条件及实验结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该实验的自变量是土壤含水量 B．制约B点CO2吸收量的因素只有光照强度 C．D点与C点CO2吸收量有差别的原因是施肥与否 D．土壤含水量在40%~60%的条件下施肥的效果较好 二、实验题 6．（24-25高一上·广东茂名·期末）柑橘果实的甜度和风味取决于果实成熟过程中糖、酸组分的变化和积累。本研究以温州蜜柑为实验材料，探讨镁对果实品质的影响，旨在为实现温州蜜柑高品质提供理论基础。实验结果如表所示。回答下列问题： 时期 镁肥处理/（g/株） 果皮总叶绿素/（ug/g） 柠檬酸/（mg/g） 蔗糖/（mg/g） 果实转色期 0 44 10.5 34 150 28 9.4 35 250 24 9.2 39 果实成熟期 0 15 9.4 43 150 14 7.9 51 250 14 7.8 50 (1)本实验采取随机分组，每组处理12株，该操作的目的是_________，本实验的可变因素是______。 (2)果皮总叶绿素含量测定时，先提取叶绿体中色素再进行测定。叶绿体中色素提取时，常选用乙醇为提取液，依据是________。用纸层析法将叶绿体中不同色素分离，依据是______。 (3)根据实验结果发现，在果实转色期时，施镁肥能降低果皮总叶绿素含量，说明施镁肥能______（填“促进”或“抑制”）果实转色期叶绿素的降解。叶绿素的功能是可将光能转化为_____。 (4)实验发现柑橘果实的膨大期，叶片中镁含量降低，原因可能是________。根据实验结果，能得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是________。 7．（24-25高一上·广东汕尾·期末）以玉米苗为研究对象，探究微塑料（MPs）与镉（Cd）单一污染及复合污染对玉米幼苗生长及光合作用的影响。回答下列问题：    注：3种MPs浓度水平，分别为MP-0（0g·kg-1）、MP-5（5g·kg-1）、MP-10（10g·kg-1），5种Cd污染水平，分别为Cd-0（0mg·kg-1）、Cd-1（1mg·kg-1）、Cd-5（5mg·kg-1）、Cd-10（10mg·kg-1）、Cd-15（15mg·kg-1） (1)用层析液在滤纸上分离叶绿素a和b的原理是_______。 (2)由图可知：MP-5可_______（选填“提高”或“降低”）玉米苗叶绿素的含量，推测原因是_______。 (3)由图分析可知：高浓度Cd（Cd-15）处理显著降低了胞间CO2浓度，胞间CO2浓度下降，作物光合作用下降的原因是_______。 (4)已知高浓度Cd（Cd-15）的光合作用速率比空白对照组低，某同学推测出现这一结果的原因可能是作物长期处于低浓度CO2环境降低了RuBP羧化酶（固定CO2的酶）的活性，从而影响作物的光合作用速率。请设计实验验证这一推测。 材料用具：长期高浓度Cd（Cd-15）组、空白组（Cd-0）处理的两组玉米苗叶肉细胞RuBP羧化酶提取液，一定浓度的C5溶液，低浓度的CO2溶液，试管等。 实验思路：取两支试管编号A、B，各加入等量的一定浓度的C5溶液和等量的低浓度CO2溶液，再_______，一段时间后，检测并比较Cd-15、Cd-0两组溶液中C3的含量。 预测结果：_______。 8．（24-25高一上·广东广州·期末）实验小组通过田间实验，测定了全光和弱光条件下两个小豆品种的光合作用特性，结果如下表所示。光补偿点是指光合速率与呼吸速率达到平衡时的光照强度；气孔导度表示气孔张开的程度；不考虑呼吸速率受光照影响。回答下列问题： 品种 处理 最大净光合速率/（μmolCO2·m-2s-1） 光补偿点/（μmol·m-2s-1） 叶绿素含量/（mg·g-1） 气孔导度/（molH2O·m-2·s-1） A 全光组 14.99 45.9 2.29 0.22 弱光组 9.59 30.7 4.36 0.12 B 全光组 16.16 43.8 2.88 0.16 弱光组 8.85 41.7 3.21 0.09 (1)小豆叶肉细胞中的叶绿素分布在_____上。据表可知，在弱光条件下，小豆叶肉细胞中叶绿素的含量均增加，其意义是_____。 (2)测定小豆的净光合速率，除了可以用CO2的吸收速率表示，还可以用_____（写1点）表示。 (3)遮光会降低小豆的最大净光合速率，从暗反应角度分析，其原因是_____。 (4)若弱光条件下品种B小豆的净光合速率为0，则在相同条件下，品种A小豆的干重会_____（填“增加”“降低”或“不变”），因此品种_____（填“A”或“B”）小豆对弱光的适应能力更强。 三、解答题 9．（24-25高三上·山东泰安·阶段练习）小麦和玉米是我国北方地区普遍种植的农作物。一般情况下，在相对较弱光照条件下，小麦叶片的光合作用强度比玉米高；随着光照强度的提高，小麦叶片的光合作用强度不再增加时，玉米叶片的光合作用强度仍会继续提高。某小组测定了小麦和玉米叶片在一定的CO2浓度和适宜温度条件下，光合作用强度随光照强度的变化，如图所示。 (1)当光照强度为Y时，小麦光合作用制造的有机物是玉米的________倍；当光照强度为Z时，限制玉米光合作用强度的环境因素主要是________。 (2)假定一昼夜中白天光照时间为12h，当光照强度为Y时，________（填作物名称）一定不能正常生长，原因是________，导致叶片无法为非光合作用部位供给有机物。 A．叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于白天光合作用制造的有机物 B．叶片白天光合作用制造的有机物小于白天呼吸作用消耗的有机物 C．叶片白天光合作用积累的有机物与晚上呼吸作用消耗的有机物持平 D．叶片晚上呼吸作用消耗的有机物大于晚上暗反应产生的有机物 (3)若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度提高到30℃（其他条件不变），则图中M点的位置理论上会向__________（选填“左”或“左下”或“右”或“右上”）移动。P点的位置理论上会向__________（选填“左”或“左下”或“右”或“右上”）移动。 (4)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。一般情况下，小麦的光呼吸强度大于玉米。光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的________中，光呼吸强度随着细胞内O2与CO2比值的升高而________（填“升高”或“降低”），故生产实践中常用________的方法来降低光呼吸，以减少产量损失。 / 学科网（北京）股份有限公司 $