考点19 光合作用-备战2022年高考生物考点一遍过

考点19光合作用高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆1．叶绿体的结构与功能（1）结构模式图（2）结构（3）功能：进行光合作用的场所。2．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：（1）叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。（2）叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。3．光合作用的探究历程(连线) 4．光合作用的过程（1）反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。（2）过程5．光合作用强度（1）含义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。（2）两种表示方法①一定时间内原料的消耗量。②一定时间内产物的生成量。6．影响光合作用强度的因素（1）空气中CO2的浓度。（2）土壤中水分的多少，温度的高低。（3）光照的长短与强弱，光的成分。考向一捕获光能的色素和叶绿体的结构1．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。据图判断，以下说法不正确的是 A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光B．用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550nm波长的光转为670nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420~470nm波长的光的利用量显著减少【参考答案】C【试题解析】类胡萝卜素主要吸收400~500nm波长的光，A正确；据图可知，用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550nm波长的光转为670nm波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少，C错误；叶绿素b主要吸收420~470nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D正确。解题必备色素与叶片颜色正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色2．如图为叶绿体的结构与功能示意图，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．光合作用过程中ADP和Pi从B向A处移动D．[H]产生于B处，在暗反应中起还原作用【答案】D 【解析】分析图中叶绿体结构，A为光反应的场所类囊体薄膜，物质甲为光合作用暗反应的产物糖类等有机物。结构A类囊体薄膜中进行光反应，能量变化是光能转变为ATP中的化学能，A正确；图中甲表示（CH2O），根据暗反应过程可知，暗反应中供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲（CH2O），B正确；光合作用过程中，光反应合成ATP，暗反应消耗ATP，所以ADP和Pi从B向A处移动，C正确；[H]产生于A处光反应阶段过程中，在B处暗反应中起还原作用，D错误。故选D。考向二探究光合作用历程的实验分析3．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dB．a、c和eC．c、d和eD．b、c和e【参考答案】B【试题解析】部位c、e被锡箔纸遮盖，所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。4．某植物(其叶片如图一所示)放在黑暗中两天后，根据图二所示，处理其中一块叶片。然后将整株植物置于阳光下4h，取该叶片经酒精脱色处理后，滴加碘液(棕黄色)显色，下列有关该实验结果和现象的描述正确的是 ①X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要CO2　②W和Y两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素③显色后X为蓝色，Y为棕黄色④木塞处所显颜色证明光合作用需要光A．①②B．①③C．②④D．③④【答案】B【解析】X处可进行光合作用，Y处不能，因此实验后的结果显示出X为蓝色，Y为棕黄色；W和X两部分对照实验能证明光合作用需要叶绿素；X和Y两部分对照实验能证明光合作用需要二氧化碳；Y处缺少二氧化碳，木塞夹着的叶片缺少光和二氧化碳，不能形成对照实验，不能证明光合作用需要光。考向三分析光合作用的过程5．如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中a～g为物质，①～⑥为反应过程，物质转换用实线表示，能量传递用虚线表示)。下列判断错误的是A．图中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c为ATP，f为[H]C．将b物质用18O标记，最终在(CH2O)中能检测到放射性D．图中a物质主要吸收红光和蓝紫光，绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能【参考答案】B【试题解析】图中a~g分别代表光合色素、O2、ATP、ADP、NADPH([H])、NADP＋、CO2，①~⑥分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3 的还原、有机物的合成，A项正确、B项错误；18O2HOC18O2(CHO)，C项正确；光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，D项正确。解题技巧利用光合作用简图理解光反应和暗反应之间的关系（1）光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。（2）没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成，光反应也会受到抑制。6．科学家们在二十世纪六十年代利用同位素示踪法研究光合作用时发现，玉米、高粱等植物固定二氧化碳的第一产物不是三碳化合物，而是一种四碳化合物，从而发现了C4途径，并把这一类植物称为C4植物。下图是C4植物光合作用的部分过程简图，请回答有关问题：（1）据图分析，C4植物叶肉细胞中的CO2受体是___________，维管束鞘细胞中的CO2受体是_______。（2）科学家发现C4植物的叶肉细胞与维管束鞘细胞中的叶绿体结构有显著差异，这一差异导致只有叶肉细胞能发生光反应。据此分析，与叶肉细胞相比，C4植物的维管束鞘细胞的叶绿体在结构上最显著的特点是__________________________________。（3）C4植物叶肉细胞内催化CO2固定的酶活性很高，且生成的苹果酸通常很少流失到细胞外。若假设不同植物在相同环境条件下的呼吸速率基本一致，则C4植物的二氧化碳补偿点应________（大于、等于、小于）C3途径的植物，判断的主要理由是________________。 【答案】（1）PEPC5（2）没有基粒/类囊体（3）小于C4植物固定CO2的效率更高，利用低浓度CO2的能力更强【解析】据图分析，C4植物通过磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞中进行的，生成的四碳化合物在NADPH的作用下生成苹果酸，然后转移到维管束鞘薄壁细胞中，苹果酸放出二氧化碳并产生三碳化合物，其中二氧化碳参与卡尔文循环形成糖类，而三碳化合物进入叶肉细胞并在ATP的作用下生成PEP。（1）由图可知C4植物的叶肉细胞中CO2首先与PEP反应生成C4化合物；维管束鞘细胞中的CO2进入卡尔文循环，与C5反应生成C3。（2）题干提示“只有叶肉细胞能发生光反应”，可知维管束鞘细胞的叶绿体不能发生光反应，又由光反应的场所是类囊体可推测维管束鞘细胞的叶绿体缺少类囊体结构。（3）根据题意可知，C4植物固定二氧化碳的能力很强，固定后生成的苹果酸不易流失，暗示了苹果酸的积累可以起到“积累二氧化碳”的作用，因而可在外界二氧化碳浓度较低的情况下仍为维管束鞘细胞提供较多的二氧化碳，从而使C4植物在外界二氧化碳不足时仍保持较强的光合作用，因此C4植物的二氧化碳补偿点应小于C3途径的植物。考向四分析条件骤变对光合作用物质含量变化的影响7．如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2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，结果发生了如图曲线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含量低B．在y点时，适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为ⅡC．制约x点时光合作用速率的因素主要是叶绿体中色素的含量D．制约z点时光合作用速率的因素可能是二氧化碳浓度【答案】D【解析】x点时，光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3 的含量较y点时高，A项不正确；题目中已提到是适宜温度，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点光合作用速率的因素主要是光照强度，C项不正确；一般情况下，在适宜温度和同等光照强度下，提高CO2浓度可提高光合作用速率，D项正确。解题必备模型法分析物质的量的变化（1）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。（2）以上各物质变化中，C3和C5含量的变化是相反的，[H]和ATP含量变化是一致的。8．图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线。请据图回答问题：（1）图1中A表示的物质是________，它是由______________产生的，其作用主要是______________。（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于__________。若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是____________。（3）图2中曲线a表示的化合物是______，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：_____________________________________________________________________________。（4）曲线b表示的化合物是______，在无光照时，其含量下降的原因是：________________________。【答案】（1）[H]　水在光下分解　用于C3的还原　（2）太阳光能　(CH2O)　（3）C3　CO2与C5结合形成C3，而C3不能被还原 （4）C5　C5与CO2结合形成C3，而C3不能被还原为C5【解析】（1）光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。（2）光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→(14CH2O)。（3）（4）题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP含量下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。考向五影响光合作用的因素9．下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。下列各选项中，不正确的是A．①图中的X因素可表示CO2浓度 B．②图中Y因素有可能代表温度 C．③图中，b点是曲线与横轴的交点，阴生植物的b点值一般比阳生植物的高D．④图中Z因素(Z3>Z2>Z1)可以表示CO2浓度，当光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度【参考答案】C【试题解析】图中的X因素可表示CO2浓度，因为a点表示CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用，A正确；图中的Y因素有可能是温度，因为温度超过一定限度后，酶的活性会降低，导致光合速率降低，B正确；图中，b点是光补偿点，阴生植物对光的利用能力弱，光补偿点的值一般要比阳生植物的低，C错误；图④中，当光照强度小于c值时，随着光照强度的增强光合作用速率逐渐加快，因此光照强度小于c值时，限制光合速率增加的主要因素是光照强度，D正确。 规律总结1．多因子对光合速率影响的分析P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。2．关于环境因素影响光合作用强度的两点提醒（1）温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。（2）CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。10．为研究低钾条件对某种农作物2个品种光合作用的影响，科研人员进行了实验，结果如表。数值　　　指标分组叶绿素含量(相对值)呼吸速率(μmol·m－2·s－1)光补偿点(μmol·m－2·s－1)最大净光合速率(μmol·m－2·s－1)甲品种低钾处理组183.089.816.4正常处理组252.549.824.4乙品种低钾处理组263.272.718.5正常处理组282.942.025.5注：光补偿点是指光合速率与呼吸速率相等时的光照强度。（1）提取叶绿素时，为了使研磨充分，应加入________。（2）当乙品种的最大净光合速率为25.5μmol·m－2·s－1时，光合速率是__μmol·m－2·s－1 。此时增大光照强度，光合速率不再增加，这主要是受光合作用过程_____反应的限制。（3）低钾处理后，2个品种光补偿点均增大，主要原因是________________（4）据表分析，为提高产量，在缺钾土壤中种植该种农作物时，可采取的相应措施是______（写出两点即可）。【答案】（1）二氧化硅（SiO2）（2）28.4暗（3）低钾处理后，2个品种叶绿素含量均减少，光反应减弱，光合速率降低，且呼吸速率均升高，需要增大光照强度才能维持光合速率与呼吸速率相等，因此光补偿点增大（4）选择种植乙品种；施加适量钾肥【解析】根据题意可知，该实验的目的是研究低钾条件对2个品种农作物的光合作用的影响，其自变量是含钾是否正常与作物品种，因变量有叶绿素含量、呼吸速率、光补偿点和最大净光合速率。通过对表格的数据分析可知：对品种甲而言，低钾可抑制叶绿素合成，促进其呼吸作用，提高光补偿点和降低光合作用速率；对品种乙而言，低钾对叶绿素的合成和呼吸作用有一定的抑制作用但没有对甲品种明显，同时对光合作用的补偿点和光合速率的抑制也没有甲明显。（1）提取叶绿素时，应加入SiO2，以增大摩擦力，使研磨更充分。（2）当乙品种的最大净光合速率为25.5μmol·m－2·s－1时，而此时其呼吸速率为2.9μmol·m－2·s－1，故此时光合速率=净光合速率+呼吸速率=25.5+2.9=28.4（μmol·m－2·s－1）。在最大净光合速率下再增大光照强度，光合速率不再增加，这主要是受光合作用过程暗反应速率的限制。（3）据表分析，低钾处理后，2个品种光补偿点均增大，主要原因是农作物的叶绿素合成减少，光反应速率减慢，导致光合速率降低，但是两品种的呼吸速率均升高，所以需要增大光照强度才能维持光合速率与呼吸速率相等，因此光补偿点增大。（4）据表分析，在缺钾土壤中种植该种农作物时，为提高产量，一是选择乙品种；二是适量施加钾肥。1．下列关于高等植物光合作用的叙述，错误的是A．光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B．红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC．光反应中，将光能转变为化学能需要有ADP的参与D．红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用2．如图表示在一定范围内，不同环境因素与水稻叶片光合速率速的关系，对其描述不正确的是 A．如果横坐标是CO2含量，则a为红光，b为白光B．如果横坐标是CO2含量，则a为强光，b为弱光C．如果横坐标是光照强度，a的CO2含量较高，b的CO2含量较低D．如果横坐标是光照强度，a温度较适宜，b温度可能较低3．将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在一定的光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图。下列相关叙述，正确的是A．如果光照强度适当降低，A点左移，B点左移B．如果光照强度适当降低，A点左移，B点右移C．如果光照强度适当增强，A点右移，B点右移D．如果光照强度适当增强，A点左移，B点右移4．如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降至低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是A．a上升、b下降B．a、b都上升C．a、b都下降D．a下降、b上升5．在适宜温度条件下，研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响，结果如下。下列叙述正确的是 组别处理（Q光照强度）净光合速率（μmolCO2·m-2.s-l）相对气孔开度（%）水分利用效率A对照大气CO2浓度121001.78B干旱7.5621.81C对照CO2浓度倍增15833.10D干旱9.5473.25A．CO2浓度倍增、光照强度增加均能使光饱和点增大B．干旱胁迫下，叶绿体内形成三碳化合物的速率上升C．CO2浓度倍增，黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增强抗旱能力D．当C组净光合速率为15μmolCO2·m-2.s-1时，温度制约了光合作用6．在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源（补光）实验，结果如图所示。补光的光照强度为150μmol·m-2·s-1，补光时间为上午7：00~10：00，温度适宜。下列叙述正确的是A．给植株补充580nm光源，对该植株的生长有促进作用B．若680nm补光后，植株的光合作用增加，则光饱和点将下降C．若450nm补光组在9：00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大D．当对照组和450nm补光组CO2吸收速率都达到6μmol·m-2·s-1时，450 nm补光组从温室中吸收的CO2量总量比对照组少7．不同质量分数的Cu2+对白蜡幼苗叶绿素含量及光合作用的影响如下表，相关说法正确的是Cu2+质量分数叶绿素总量（mg•Kg-1）叶绿素a/b净光合速率（μmol•m-2•s-1）气孔导度（μmol•m-2•s-1）s-1)胞间CO2浓度（μmol•mol-1）02.273.835.920.073237.202.5×10-42.333.846.180.079243.215.0×10-42.064.005.270.064219.781.0×10-31.874.184.260.059225.562.0×10-31.794.262.580.050227.12A．Cu2+对白蜡幼苗的生长具有抑制作用B．Cu2+质量分数与叶绿素a的含量呈正相关C．Cu2+质量分数大于1.0×10-3时，净光合速率下降与气孔导度降低无关D．Cu2+质量分数为2.0×10-3时，叶绿素含量下降是导致净光合速率下降的唯一因素8．图甲表示某光强度和适宜温度下，该植物光合强度增长速率随CO2浓度变化的情况，图乙表示在最适温度及其他条件保持不变的情况下某植物叶肉细胞CO2释放量随光强度变化的曲线。下列叙述正确的是A．图甲中，与F点相比，E点C3的含量较高B．图甲中，与G点相比，F点植物光饱和点较高C．图乙中若其他条件不变，CO2浓度下降则A点将向右移动D．若图乙中的B点骤变为C点，短时间内NADPH含量将下降 9．黄瓜的靶斑病主要危害黄瓜叶片，该病初期，叶片上出现黄点，而后黄点逐渐扩大甚至连成片，导致叶片失绿、干化变脆，严重影响黄瓜叶片的光合作用。研究人员研究了不同程度的靶斑病对黄瓜叶片光合作用的影响，得到的结果如下表所示。请分析并回答下列问题：注：病级指黄瓜叶片患靶斑病的不同程度；气孔导度指气孔张开的程度（1）在提取到黄瓜叶片光合色素后，可通过对比各组黄瓜叶片对某种颜色的光的吸收率来计算叶片中的叶绿素含量。为减少其他光合色素的干扰，“某种颜色的光”最可能是____________（填“红光”“蓝紫光”或“绿光”），原因是___________________。（2）随着病斑面积的增大，黄瓜叶片的气孔导度______________，导致黄瓜从外界吸收的CO2量___________。（3）在实验过程中，黄瓜叶肉细胞内O2移动的方向是_______________。根据表中提供的数据推测，靶斑病通过影响光合作用的_____________阶段使黄瓜的净光合速率降低。10．北京平谷区是全国著名的大桃之乡，温室栽培与露天栽培相结合是果农提高收益的有效措施。请回答下列有关问题；（1）某科研小组在温室栽培某品种桃树时，探究不同光照强度对叶片光合作用的影响，实验期间分别于第11h和第15h打开和关闭通风口，结果如图1。①上述实验中，通过改变_________来设置不同的弱光环境。图中第10h到11h，限制各组光合速率的主要因素是______________。②第10h，实验组除去遮阳网，短时间内C3的含量将_________。第17h，T2组叶肉细胞产生ATP的细胞器有____________。 （2）桃农发现干旱较正常灌水的桃树幼苗根系数量多且分布深。科研人员对干旱及干旱恢复后桃树幼苗光合产物分配进行了研究，将长势一致的桃树幼苗平均分成正常灌水、干旱、干旱后恢复供水三组，只在幼苗枝条中部成熟叶片给以14CO2，检测光合产物的分布，结果如图2。①由图2可知，干旱处理后，14CO2供给叶的光合产物________减少，与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量高，表明干旱处理的细根比幼叶和茎尖________。②幼叶和茎尖干旱恢复供水后，____________。③干旱后恢复供水，短期内细根的生长速度比对照组快。若要证明此推测，则下列观测指标中应选择______________。A．细根数量B．细根长度C．根尖每个细胞的DNA含量　　D．细胞周期时间11．（2019全国卷Ⅰ·3）将一株质量为20g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40g，其增加的质量来自于A．水、矿质元素和空气B．光、矿质元素和水C．水、矿质元素和土壤D．光、矿质元素和空气12．（2018·北京卷）光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下，向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP，照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中A．需要ATP提供能量B．DCIP被氧化C．不需要光合色素参与D．会产生氧气13．（2019全国卷Ⅰ·29）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________， 出现这种变化的主要原因是_______________________。（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。14．（2019北京卷·31）光合作用是地球上最重要的化学反应，发生在高等植物、藻类和光合细菌中。（1）地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的____________，在碳（暗）反应中，RuBP羧化酶（R酶）催化CO2与RuBP（C5）结合，生成2分子C3，影响该反应的外部因素，除光照条件外还包括_________________________（写出两个）；内部因素包括_____________（写出两个）。（2）R酶由8个大亚基蛋白（L）和8个小亚基蛋白（S）组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因编码并在___________中由核糖体合成后进入叶绿体，在叶绿体的___________中与L组装成有功能的酶。（3）研究发现，原核生物蓝藻（蓝细菌）R酶的活性高于高等植物，有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物，以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物（甲）的叶绿体DNA中，同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明，转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测？请说明理由。②基于上述实验，下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括____________。a．蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质b．蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定c．蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成d．在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同15．（2019江苏卷·28）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题： （1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息__________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是__________。（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在_________上（填场所）完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-l），C3-I还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一步骤需要__________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为__________。（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有__________（填序号）。①外界环境的CO2浓度②叶绿体接受的光照强度③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll输出速度④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体__________。16．（2018·新课标II卷）为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题：（1）从图可知，A叶片是树冠_________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是_______________。 （2）光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的_____________反应受到抑制。（3）若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常用的有机溶剂是______________。17．（2018·江苏卷）下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图（NADPH指［H］），请回答下列问题：（1）甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中大多数高等植物的＿＿＿＿需在光照条件下合成。（2）在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在＿＿＿＿（填场所）组装；核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到甲内，在＿＿＿＿（填场所）组装。（3）甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为＿＿＿＿后进入乙，继而在乙的＿＿＿＿（填场所）彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的＿＿＿＿＿＿（填场所）转移到ATP中。（4）乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括＿＿＿＿（填序号）。①C3的还原　②内外物质运输　③H2O裂解释放O2　④酶的合成1．【答案】B 【解析】叶绿体中的色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素，前者包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光；后者包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能，但需要利用光反应阶段形成的[H]和ATP，A正确；胡萝卜素不能吸收红光，B错误；光反应中，将光能转变为ATP中活跃的化学能，需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与，C正确；红光照射时，叶绿素b吸收的光能可用于光合作用，光能可以转变为ATP中活跃的化学能，D正确。故选B。2．【答案】A【解析】如果横坐标是CO2含量，则相同的CO2含量时，植物对白光的吸收值大于红光，因此光合速率较大，即a为白光，b为红光，A错误；CO2是光合作用原料，故CO2含量相等时，光照强度强，则光合速率大，故a为强光，b为弱光，B正确；如果横坐标是光强度，一定范围内CO2含量越高，光合作用强度越大，故a的CO2含量较高，b的CO2含量较低，C正确；温度会影响酶的活性，如果温度较低，则光合作用强度就低，故如果横坐标是光强度，a温度较适宜，b温度可能较低，D正确。3．【答案】D【解析】光合作用的影响因素有：光照强度、二氧化碳浓度、温度、色素、酶等。光照强度主要通过影响光反应影响光合速率，二氧化碳浓度主要通过影响暗反应影响光合速率。图中A是二氧化碳补偿点，B是二氧化碳饱和点。如果光照强度适当降低，光合速率下降，呼吸速率不变，A点右移，B点左移，A错误、B错误；如果光照强度适当增强，光合速率上升，呼吸速率不变，A点左移，B点右移，C错误、D正确。故选D。4．【答案】B【解析】根据光合作用的过程可知，a、b为光反应产生的ATP和[H]，c为CO2。若CO2降至极低水平，则暗反应中C3产生量降低，从而导致光反应产生的ATP和[H]积累。5．【答案】C【解析】分析表格信息可知，同等二氧化碳浓度条件下，干旱处理组与对照组相比，干旱处理组的相对气孔导度均降低，净光合速率降低；供水充足的情况下，二氧化碳浓度倍增可提高净光合速率。根据表格数据和曲线变化可知，C、D组都比相同条件下A、B组的光饱和点大，说明CO2浓度倍增能使光饱和点增大，但无法得到光强度增加能使光饱和点增大的结论，A错误；由图表可知，干旱胁迫下相对气孔导度变小，CO2吸收减少，使碳反应中的三碳化合物的生成速率下降，B错误；分析表格数据可知，CO2浓度倍增，对水分利用效率提高，黄瓜幼苗可能通过提高水分利用效率来增强抗旱能力，C正确；本实验是在适宜温度条件下进行，所以当C组净光合速率为15μmolCO2·m-2·s-1时，限制光合作用的主要因素是光照强度，D错误。6．【答案】D【解析】与对照组相比，给植株补充580nm光源时植株吸收二氧化碳的速率降低，说明此光源对该植株的生长有抑制作用，A错误；若680nm补光后导致光合色素含量增加，则植株吸收光能的能力增强，将使光饱和点增加，B错误：450nm补光可以增大光合作用速率，突然停止补光，光反应减弱，则O2 的释放速率将会下降，C错误；当对照组和450nm补光组CO2吸收速率都达到6μmol·m-2·s-1时，由于450nm补光组需要的时间短，因此分析题图可知从温室中吸收的CO2总量比对照组少，D正确。7．【答案】C【解析】根据表格分析可知，低浓度Cu2+对白蜡幼苗的生长具有促进作用，高浓度Cu2+对白蜡幼苗的生长具有抑制作用，A错误；Cu2+质量分数越高，叶绿素a/b的比值越高，但叶绿素总量先上升后下降，不能确定叶绿素a含量是否一直升高，B错误；气孔导度是通过影响CO2的吸收进而影响光合作用的，Cu2+质量分数大于1.0×10-3时气孔导度降低，但胞间CO2浓度反而升高，说明CO2的吸收大于CO2的消耗，此时外界CO2的吸收速率不是限制光合作用的因素，因此净光合速率下降与气孔导度降低无关，C正确；Cu2+质量分数为2.0×10-3时，与Cu2+质量分数为1.0×10-3时相比，叶绿素总量下降比例较低，净光合速率下降比例则高得多，说明叶绿素含量下降不是导致净光合速率下降的唯一因素，D正确。8．【答案】C【解析】图甲中，与F点相比，E点CO2浓度低，CO2与C5结合生成C3的过程较弱，因此C3的含量较低，A项错误；图甲中，与G点相比，F点CO2浓度低，光合作用强度较弱，植物光饱和点较低，B项错误；图乙中A点时CO2释放量为零，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，若其他条件不变，CO2浓度下降，则光合作用强度减弱，则A点将向右移动，C项正确；图乙中B点的光照强度低于C点，若图乙中的B点骤变为C点即光照强度突然增强，光反应加快，产生的NADPH和ATP增多，短时间内NADPH含量将上升，D项错误。9．【答案】（1）红光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量（2）逐渐下降减少（3）由叶绿体类囊体薄膜扩散到线粒体和细胞外光反应和暗反应【解析】根据题意可知，该实验研究的目的是不同程度的靶斑病对黄瓜叶片光合作用的影响，该实验的自变量是黄瓜叶片患靶斑病的不同程度，因变量是叶绿素含量、净光合速率和气孔导度。根据表格中的实验数据可知，随着病级程度增加，叶绿素含量逐渐减少，净光合速率降低，气孔导度逐渐下降。（1）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以通过比较红光的吸收率，能更准确地计算出叶绿素含量，因此波长选用红光能使测定较为准确。（2）根据以上分析可知，随着病斑面积的增大，黄瓜叶片的气孔导度逐渐下降，由于CO2是通过叶片气孔吸收的，因此导致黄瓜从外界吸收的CO2 量减少。（3）根据表格可知，在实验过程中净光合速率大于0，因此光合作用强度大于呼吸作用强度。在光合作用光反应阶段产生氧气，因此氧气是在类囊体薄膜上产生的，由于光合作用强度大于呼吸作用强度，故氧气产生后一部分通过类囊体薄膜扩散进入线粒体，满足细胞呼吸的需要，还有一部分通过气孔扩散到细胞外。根据表中的数据可知，靶斑病影响了叶绿素的含量，影响了色素对光能的吸收、传递和转化，即影响了光反应，同时靶斑病也影响了气孔导度，使得黄瓜从外界吸收的CO2量减少，从而影响暗反应。因此靶斑病通过影响光反应和暗反应阶段进而影响净光合速率。10．【答案】（1）①黑色遮阳网的层数CO2浓度(或CO2含量)②减少叶绿体和线粒体（2）①输出量(或运出量)竞争或获取光合产物的能力强②获得有机物的能力部分恢复(或光合产物分配量增多，但仍低于正常灌水组)③A、B、D【解析】（1）①结合曲线图1分析，实验中自变量为不同光照强度、时间，其中通过改变黑色遮阳网的层数来设置不同光照。图1中10时到11时的时间段内，光合速率均有所下降，这是因为温室中的二氧化碳浓度降低，即限制各组光合速率的主要因素是CO2浓度(或CO2含量)。②10时，实验组除去遮阳网，导致光反应增强，产生的ATP和[H]增多，促进暗反应中三碳化合物的还原，短时间内C3的含量将减少。17时，T2组的净光合速率为0，对于整个植株来说，光合作用强度等于呼吸作用强度，而叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度，因此产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体。（2）①分析柱形图可知，干旱处理后，光合作用产物滞留量最多，表明14CO2供给叶的光合产物输出量(运出量)减少；与幼叶和茎尖相比，细根获得光合产物的量高(多)，表明干旱处理的细根比幼叶和茎尖竞争或获取光合产物的能力强。②幼叶和茎尖干旱恢复供水后，比较光合产物分配量可知，获得有机物能力部分恢复(光合产物分配量增多，但仍低于正常灌水组)。③干旱后恢复供水，因为细根的光合产物分配多，导致短期内细根的生长速度比对照组快。若要证明此推测，对观测指标选择分析如下：细根数量越多，表明细根生长越快，A正确；细根长度越长，也表明细根生长越快，B正确；根细胞进行的是有丝分裂，根尖每个细胞DNA含量均相同，C错误；细胞周期时间越短，说明生长越旺盛，D正确；综上所述，符合题意的答案有A、B、D。11．【答案】A【解析】黄瓜幼苗可以吸收水，增加鲜重；也可以从土壤中吸收矿质元素，合成相关的化合物。也可以利用大气中二氧化碳进行光合作用制造有机物增加细胞干重。植物光合作用将光能转化成了有机物中的化学能，并没有增加黄瓜幼苗的质量，故黄瓜幼苗在光照下增加的质量来自于水、矿质元素、空气。综上所述，BCD不符合题意，A符合题意。故选A。12．【答案】D【解析】光反应发生在叶绿体类囊薄膜上，有光时，产生氧气、NADPH和ATP，A错误；DCIP照光后由蓝色逐渐变为无色，是因为DCIP被［H］还原成无色，B错误；光合作用光反应阶段需要光合色素吸收光能，C错误；光合作用光反应阶段会产生氧气，D正确。13．【答案】（1）增强 （2）降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少（3）取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。【解析】（1）经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。（3）根据题意分析可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，故实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株（不能合成ABA），自变量应分别为①正常条件和缺水环境、②植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的。②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。14．【答案】（1）光能温度、CO2浓度R酶活性、R酶含量、C5含量、pH（其中两个）（2）细胞质基质（3）①不能，转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因，无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因的表达产物的可能性。②a、b、c【解析】（1）地球上生物生命活动所需的能量来自有机物，有机物主要来自植物的光合作用，光合作用合成有机物需要光反应吸收光能，转化为ATP的化学能，然后ATP为暗反应中C3的还原提供能量，合成糖类。在暗反应中，RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合，生成2分子C3，这是光合作用的暗反应的二氧化碳的固定。暗反应的进行需要相关酶的催化，二氧化碳做原料，需要光反应提供[H]和ATP，光反应需要色素、酶、水、光照等，故影响该反应的外部因素有光照、温度、CO2 浓度、水、无机盐等；内部因素包括色素含量及种类、酶的含量及活性等。（2）高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成，S由细胞核基因通过转录成mRNA，mRNA进入细胞质基质，与核糖体结合，合成为S蛋白；因R酶是催化CO2与C5结合的，在叶绿体基质中进行，故S蛋白要进入叶绿体，在叶绿体的基质中与L组装成有功能的酶。（3）①据题设条件可知，将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中，只去除甲的L基因，没有去除甲的S基因。因此，转基因植株仍包含甲植株的S基因，不能排除转基因植株中R酶是由蓝藻的L蛋白和甲的S蛋白共同组成。故由上述实验不能得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测。②根据上述实验，可以看出蓝藻基因能导入到甲的DNA中，说明蓝藻和甲植株都以DNA为遗传物质；蓝藻中R酶的活性高于高等植物，说明两者都以R酶催化CO2的固定；由于蓝藻S、L基因均转入甲的叶绿体DNA中，且去除了甲的L基因，结果转基因植株合成了R酶，说明蓝藻R酶大亚基蛋白L在甲的叶绿体中合成，以上体现了生物界的统一性。在蓝藻中R酶组装是在细胞质基质，甲的叶肉细胞组装R酶是在叶绿体基质，则说明了不同生物之间具有差异性。因此，选abc。15．【答案】（1）转录tRNA（2）类囊体【H】C5（五碳化合物）（3）①②③④（4）吸水涨破【解析】分析图示：细胞核中的DNA通过转录形成RNA，RNA通过核孔出细胞核，进入细胞质，在核糖体上进行翻译形成小亚基。叶绿体中的DNA通过转录形成RNA，在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。大亚基和小亚基组合形成酶R，催化二氧化碳的固定形成C3。（1）通过分析可知，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上，再通过核糖体上的翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA，经过转录和翻译，形成大亚基，在此过程中需要一种mRNA，61种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。（2）光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-I)，C3-I还原为三碳糖(C3-II)，需要[H]作为还原剂。C3的还原的产物除了C3 -II还有一分子的C5。（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意；②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；③磷酸根离子浓度，直接影响ATP的合成，间接影响C3的还原以及C3-II输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强弱；直接影响酶R催化二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④符合题意；故选①②③④。（4）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。16．【答案】（1）下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片（2）暗（3）无水乙醇【解析】（1）由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此下层叶片净光合速率达到最大值时所需要的光照强度较上层叶片低，据此分析图示可推知：A叶片是树冠下层的叶片。（2）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，氧气产生于光反应阶段。光照强度达到一定数值时，A叶片的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，说明光反应速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作用的暗反应受到抑制。（3）绿叶中的叶绿素等光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取叶绿素。17．【答案】（1）叶绿素、类胡萝卜素　　叶绿素（2）类囊体膜上　　基质中（3）丙酮酸基质中　　内膜上（4）①②④【解析】（1）分析图示可知，甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。（2）光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在囊体薄膜上组装；二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，因此核编码的Rubisco（催化CO2固定的酶）小亚基转运到叶绿体内，在叶绿体基质中组装。（3）在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后进入线粒体基质中，彻底氧化分解成CO2；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATP中。（4）叶绿体光反应产生ATP，因此图中线粒体为叶绿体提供的ATP用于光反应以外的生命活动，如C3的还原、内外物质运输、酶的合成等，而H2O裂解释放O2属于光反应，故选①②④。