专练1 光合作用(一)（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（浙科版 浙江、桂（梧州））

简答题规范练 专练1　光合作用(一) 1．(2024·金华高三模拟)金银花不仅是一味重要的中药材，而且具有很高的观赏价值。为提高金银花产量，某实验小组对3个品种的金银花净光合速率的日变化进行了研究，结果如图1所示；图2表示其叶肉细胞中光合作用部分过程示意图，光系统Ⅰ(P680)和光系统Ⅱ(P700)是由蛋白质和光合色素组成的复合体。请回答下列问题： (1)图1所示时间19时红花金银花叶肉细胞产生ATP的场所有_________________________。 3个品种金银花在12时左右均出现“光合午休”现象，为缓解“光合午休”现象，宜采取的措施是________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)P680和P700镶嵌在叶绿体的____________上，其上的色素可利用95%的酒精提取、用__________法分离。若研磨时未加碳酸钙，则滤纸条上色素带的变化是______________________________________________________________________________。 (3)叶肉细胞内将三碳糖转化为淀粉的过程发生在图2的________侧。 (4)研究表明：金银花“光合午休”现象还与叶片中的D1蛋白含量密切相关(D1蛋白是调节光系统Ⅱ活性的关键蛋白质)。强光照会导致D1蛋白含量下降，而水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度。下面是某同学以红花金银花为实验材料，设计实验验证此结论的思路，请将该方案进行完善。 ①将生长状况一致的红花金银花均分成3组，编号A、B、C； ②分别在强光照、______________、______________三种条件下培养，其他条件保持相同且适宜； ③一段时间后，检测各组________的含量，并比较得出结论； ④预期结果：3组D1蛋白的含量从大到小依次是__________(用各组编号表示)。 答案　(1)细胞溶胶、叶绿体(类囊体膜)、线粒体　适当遮阴或适当降温　(2)类囊体膜　纸层析　距离点样处最近的两条色素带变浅变窄或缺失(或叶绿素a和叶绿素b减少或缺失)　(3)A　(4)②强光＋水杨酸　适宜光照　③D1蛋白　④C>B>A 解析　(1)图1所示时间19时红花金银花的净光合速率大于零，说明此时叶肉细胞同时进行光合作用和细胞呼吸，产生ATP的场所有细胞溶胶、线粒体(基质、内膜)、叶绿体(类囊体膜)。“光合午休”产生的原因是光照太强导致温度过高，使得气孔关闭，所以可以通过适当遮阴或适当降温的方法缓解“光合午休”现象。(2)P680和P700是由蛋白质和光合色素组成的复合体，进行光反应，则分布在类囊体膜上。由于不同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条上扩散得快，所以可用纸层析法分离色素。若研磨时未加碳酸钙(保护叶绿素)，则滤纸条上色素带的变化是距离点样处最近的两条色素带变浅变窄或缺失(或叶绿素a和叶绿素b减少或缺失)。(3)光反应的产物ATP和NADPH可用于碳反应，结合图2，ATP和NADPH在A侧，故叶肉细胞内将三碳糖转化为淀粉的过程(碳反应)发生在图2的A侧(叶绿体基质中)。(4)探究金银花“光合午休”现象与叶片中的D1蛋白含量密切相关，在步骤②中，采用控制变量法，分别在强光照、强光照加水杨酸处理、适宜光照三种条件下培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，检测各组D1蛋白的含量，并比较得出结论。 2．(2024·衢州高三期中)为探究干旱胁迫对某植物的影响，研究人员设置了对照(CK)、轻度干旱(T1)、中度干旱(T2)、重度干旱(T3)四个组别，研究不同程度干旱胁迫下该植物的光合作用和其他生理特性，实验结果如下表。 组别 净光合速率/(μmolCO2·m－2·s－1) 光补偿点/(μmol· m－2·s－1) 光饱和点/(μmol·m－2· s－1) 呼吸速率/(μmolCO2· m－2·s－1) 叶绿素含量/(mg·g－1) CK 9.2 44.4 1 288.9 2.4 20.1 T1 7.5 48.1 1 276.7 2.0 24.9 T2 4.0 58.2 1 166.0 1.6 22.2 T3 1.7 74.5 1 088.8 1.0 14.2 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。 回答下列问题： (1)叶绿素分布在叶绿体的__________，主要吸收的光是____________。由表可知，随着干旱胁迫程度的增加，植株叶片中叶绿素含量呈现出________________的趋势，推测轻度和中度干旱胁迫可以__________________以维持一定的光合速率，抵抗胁迫带来的影响。此外，植株还通过________________抵御干旱胁迫。 (2)轻度干旱胁迫下，光饱和点时植物的真正光合速率是________μmolCO2·m－2·s－1。四个组别中，对弱光和强光环境的适应性最弱的是________，依据是________________________________________________________________________。 (3)研究还发现，随着干旱胁迫程度的增加，植株中的可溶性糖和可溶性蛋白含量均逐渐增加，这对植物抵御干旱胁迫的意义是______________________________________________ __________________________________________________________________________。 答案　(1)类囊体膜　红光和蓝紫光　先上升后下降　提高叶绿素的含量　减小呼吸速率　(2)9.5　T3　该条件下，光补偿点最高而光饱和点最低　(3)增大细胞内渗透压，防止细胞渗透失水，适应干旱环境 解析　(1)由题中表格数据分析可知，与对照组相比，随着干旱胁迫程度的增加，叶绿素含量先上升后下降，推测轻度和中度干旱胁迫可以通过提高叶片叶绿素含量来维持一定的光合速率，抵抗胁迫带来的影响。此外，干旱胁迫程度增加，细胞呼吸减弱，可以降低有机物的消耗以抵御干旱胁迫。(2)真正光合速率等于呼吸速率与净光合速率之和，由表格可知，轻度干旱胁迫下，光饱和点时植物净光合速率为7.5 μmolCO2·m－2·s－1，呼吸速率是2.0 μmolCO2· m－2·s－1，因此，真正光合速率为7.5＋2.0＝9.5 (μmolCO2·m－2·s－1)。光补偿点低的植物对弱光适应能力强，光饱和点高的植物对强光适应能力强，T3组植物光补偿点最高而光饱和点最低，因此该条件下植物对弱光和强光环境的适应性最弱。 3．(2024·绍兴高三质检)某科研小组利用长势相同的辣椒幼苗探究低温环境下喷洒脱落酸(ABA)对植株光合作用的影响。实验包括3种处理，甲组：低温(15 ℃/8 ℃)10 d＋150 mg·L－1ABA叶面喷洒处理；乙组：低温(15 ℃/8 ℃)10 d；丙组：常温(30 ℃/22 ℃)10 d。处理结束后将植株分别移栽到适宜条件下培养，测得如下数据，净光合速率以CO2吸收量为指标。回答下列问题： 组别 叶绿素相对含量 净光合速率/(μmol· m－2·s－1) 磷元素的含量/(g·kg－1) 胞间CO2浓度/(μmol· L－1) 气孔导度/(μmol· m－2·s－1) 叶 根 茎 甲 26.79 8.47 3.06 2.39 2.51 245 0.40 乙 21.51 5.25 2.52 1.54 1.74 230 0.32 丙 30.33 12.81 3.59 2.78 2.87 310 0.59 注：①表中数据均已达到显著差异；②(15 ℃/8 ℃)10 d是指昼温15 ℃下处理12 h，夜温8 ℃下处理12 h，共处理10天。 (1)乙组叶肉细胞平均五碳糖含量______(填“高于”“低于”或“等于”)丙组。据实验数据分析，低温处理导致辣椒植株净光合速率降低的原因：①低温导致叶绿素含量下降(该实验因变量)，限制了光反应速率(机理)；②________________________________________；③________________________________________(②③参考①从因变量和机理两个角度回答)。 (2)据实验数据______(填“能”或“不能”)初步判断ABA可提高低温下辣椒植株气孔导度，原因是________________________。 (3)根尖细胞吸收的磷元素可用于ATP、________和__________的合成，进而支持光合作用的进行。 (4)若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率，应该选择表中______组幼苗的净光合速率数据。另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10 min内CO2释放量为A μmol·m－2，则该组幼苗的真正光合速率可以表示为______________μmol·m－2·s－1。 答案　(1)低于　低温导致胞间CO2浓度降低(或气孔导度下降)，限制了碳反应速率　低温导致植株对磷的吸收减弱，限制了光反应/碳反应速率　(2)能　甲组气孔导度比乙组高　(3)NADPH　类囊体膜(光合膜)　(4)丙　A/600＋12.81 解析　(2)据实验数据能初步判断ABA可提高低温下辣椒植株的气孔导度，原因是甲组气孔导度比乙组高，而甲组叶面喷洒了ABA。(4)若要进一步研究常温处理辣椒幼苗的真正光合速率，应该选择表中丙组幼苗的净光合速率数据。另需选该组幼苗在相同条件下遮光处理，测得10 min内CO2释放量为A μmol·m－2，则该组幼苗的真正光合速率为净光合速率与呼吸速率之和即12.81(净光合速率)＋A/(10×60)(呼吸速率)＝(A/600＋12.81)μmol·m－2·s－1。 4．两种生长状况相似的甲、乙植物培养在适宜的光强度、温度与水分条件下，探究两种植物CO2吸收速率与CO2浓度的关系，实验结果如图所示。实验中常用希尔反应来测定除草剂对甲、乙植物光合作用的抑制效果，用不同浓度的某除草剂分别处理甲和乙的离体叶绿体并进行希尔反应(基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有氧化型DCIP、蔗糖和pH 7.3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)，实验结果如表格所示。回答以下问题： 除草剂相对浓度 0 5% 10% 15% 20% 25% 30% 甲放氧速率相对值 5.0 4.4 3.7 3.0 2.2 1.6 1.0 乙放氧速率相对值 5.0 3.7 2.2 1.0 0 0 0 (1)上述实验在相对密闭容器中，通常可通过控制不同浓度的______________溶液控制CO2浓度。相同浓度除草剂处理下，除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外，根据希尔反应还可通过______________快慢来判断。 (2)若在红色薄膜下进行该实验，则图中所画曲线的a点应该往____________移；CO2浓度b时，通常甲植物的O2产生量________________(填“>”“<”或“＝”)乙植物的O2产生量，甲植物由CO2浓度b调到c后短时间内叶绿体中减少的物质有________________(①腺苷三磷酸、②五碳糖、③三碳酸、④三碳糖、⑤NADPH，填序号)。 (3)上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖的目的是________________，据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率可知，除草剂抑制主要作用于叶绿体的________________(填结构)。 (4)c点时两种植物光合速率均达到最大，此时限制植物光合速率的内部因素有________________________________(至少列举出2种)。研究发现除草剂浓度为20%时，处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖，试分析最主要的原因是_____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案　(1)碳酸氢钠(或NaHCO3)　溶液颜色变化 (2)右　>　①②⑤　(3)维持渗透压　类囊体膜　(4)光合色素(叶绿素)含量、光合作用有关酶的含量和活性等　氧化型DCIP夺取光反应产生的电子和氢离子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被还原形成三碳糖 解析　(1)碳酸氢钠溶液可以释放CO2，通常可通过控制不同浓度的碳酸氢钠溶液控制CO2浓度。由题干可知，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，故除了通过测定放氧速率判断甲和乙受除草剂抑制效果之外，根据希尔反应还可通过溶液颜色变化快慢来判断。(2)根据题干信息可知，该实验是在适宜光照条件下进行的，若在红色薄膜下进行该实验，呼吸速率不变，而光合作用减弱，所以a点应该右移。根据甲、乙的CO2补偿点和曲线的趋势可知，甲植物的呼吸速率大于乙植物，又因为b点两种植物的净光合速率相等，则甲的真正光合速率大于乙，因此甲植物的O2产生量>乙植物的O2产生量。CO2浓度由b调到c后，甲植物CO2吸收速率增加，CO2的固定增强，②五碳糖消耗增加，碳反应增强，①腺苷三磷酸和⑤NADPH消耗增加，故短时间内叶绿体中减少的物质有①腺苷三磷酸、②五碳糖、⑤NADPH。(3)上述希尔反应实验中外界溶液添加蔗糖可以维持渗透压，据上表除草剂处理影响叶绿体放氧速率可知，除草剂抑制主要作用于光合作用光反应阶段，即发生在叶绿体的类囊体膜。(4)c点时两种植物光合速率均达到最大，此时限制植物光合速率的内部因素有光合色素(叶绿素)含量、光合作用有关酶的含量和活性等；研究发现除草剂浓度为20%时，处理品种甲的叶绿体不能产生三碳糖，其最主要的原因是氧化型DCIP夺取光反应产生的电子和氢离子，不能生成NADPH，三碳酸分子不能被还原形成三碳糖。 5．(2023·杭州高三模拟)番茄是日光温室中主要栽培的作物品种。为研究昼间亚高温处理对番茄光合作用的影响，研究人员将番茄植株在不同昼间温度下培养数天后，测定了叶片叶绿素含量、表观光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度等相关指标，结果如下。 表　叶片气孔导度和胞间CO2浓度的变化 项目 天数/d 10 15 20 25 30 35 气孔导度/ (mmol·m－2·s－1) 25 ℃ 0.13 0.49 0.12 0.12 0.55 0.14 30 ℃ 0.15 0.95 0.15 0.15 0.72 0.23 胞间CO2浓度/ (mmol·m－2·s－1) 25 ℃ 145 309 235 116 406 253 30 ℃ 169 337 237 190 552 350 回答下列问题： (1)叶绿体中的色素具有__________________光能的作用。据图1可知，不同昼间温度处理下，番茄叶片的叶绿素含量均呈______________的变化趋势。 (2)据图2可知，与第30天相比，第15天时番茄植株的五碳糖合成速率________。实验结果表明，在昼间亚高温30 ℃时番茄叶片的表观光合速率变化________(填“是”或“不是”)气孔因素导致的，判断依据是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)进一步研究表明，昼间亚高温35 ℃处理一定时间可提高蔗糖合成酶的活性，有利于卡尔文循环产生的__________向蔗糖的转化，从而影响光合物质在植株体内的积累和__________。 答案　(1)吸收、传递和转化　先增加后减小　(2)较高　不是　昼间亚高温30 ℃处理下，番茄叶片表观光合速率下降，但气孔导度和胞间CO2浓度增加　(3)三碳糖　运输(或运转或分配) 解析　(2)据图2可知，与第30天相比，第15天时番茄植株的表观光合速率较高，则番茄植株的五碳糖合成速率也较高。结合图2和表可知，昼间亚高温30 ℃处理下，番茄叶片表观光合速率下降，但气孔导度和胞间CO2浓度增加，说明在昼间亚高温30 ℃时番茄叶片的表观光合速率变化不是气孔因素导致的。(3)卡尔文循环同化CO2的产物三碳糖，一部分用于五碳糖的再生，一部分在叶绿体中形成淀粉等光合产物，还有一部分在叶绿体外合成蔗糖等，因此昼间亚高温35 ℃处理一定时间可提高蔗糖合成酶的活性，有利于卡尔文循环产生的三碳糖向蔗糖的转化，从而影响光合物质在植株体内的积累和运输(或运转或分配)。 谢谢！ 学科网（北京）股份有限公司 $