【创新方案】2022年高考生物一轮复习 第五章 第三讲 能量之源 光与光合作用训练 新人教版

【创新方案】2022年高考生物一轮复习第五章第三讲能量之源光与光合作用训练新人教版1.叶绿体中的色素有4种即叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。2．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。3．吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上。4．叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜面积上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。5．光合作用释放的O2来自于H2O。6．光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能，将H2O分解成[H]和O2，同时形成ATP的过程。7．暗反应过程是在叶绿体基质内，在多种酶催化下完成的。包括CO2固定和C3的还原等过程。8．提高光合作用的强度措施有：控制光照强弱和温度的高低、适当增加环境中CO2浓度等。9．光合作用最终使光能转换成为化学能，储存在生成的糖类等有机物中。一、捕获光能的色素和叶绿体的结构1．叶绿体(1)结构模式图：(2)结构20\n↓决定(3)功能：进行光合作用的场所↓证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位2．色素的种类和功能色素功能叶绿素叶绿素a：蓝绿色吸收蓝紫光和红光叶绿素b：黄绿色类胡萝卜素叶黄素：黄色吸收蓝紫光胡萝卜素：橙黄色植物体内所含有的色素都参与光合作用吗？提示：不一定。叶绿体中的色素都参与光合作用，液泡中色素不参与光合作用。二、光合作用的探究历程[连线]能进行光合作用的生物一定含有叶绿体吗？提示：不一定。如光合细菌和蓝藻等，它们虽然不含叶绿体，但也能进行光合作用。三、光合作用的过程[据图填空]1．光反应与暗反应2．总反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。四、光合作用原理的应用20\n1．光合作用强度(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。2．影响因素(1)空气中CO2浓度。(2)土壤中水分含量。(3)光照的时间、强度以及光的成分。(4)温度的高低。3．应用控制光照的强弱和温度的高低、适当增加作物环境中CO2的浓度来提高光合作用强度。[知识体系构建]①叶绿体　②绿叶中色素的提取和分离　③双层膜、基粒、叶绿体基质、类囊体　④光照、温度　CO2浓度、水和矿质元素　⑤光反应　⑥暗反应捕获光能的色素与光合作用过程(1)(2022·海南卷T9A)中叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。(√)(2)(2022·海南卷T12D)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。(×)(3)(2022·江苏卷T4A)利用水稻的叶黄素缺失突变体的叶片进行红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶相比，结果是光吸收差异显著，色素带缺第2条。(×)(4)(2022·安徽卷T1A)叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内。(×)(5)(2022·安徽卷T1B)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。(×)(6)(2022·天津卷T1A)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。(√)(7)(2022·浙江卷T4C20\n)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。(×)(8)(2022·浙江卷T1A)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生。(×)(9)(2022·海南卷T15B)在其他条件适宜情况下，在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量都迅速增加。(×)1．叶绿体中色素的种类和功能(1)色素的种类和吸收光谱：色素种类叶绿素(3/4)类胡萝卜素(1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素蓝绿色黄绿色橙黄色黄色分布叶绿体的类囊体薄膜上吸收光谱A为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光；B为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光(2)色素的功能：①吸收、传递光能：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。②转换光能：只有少数处于特殊状态的叶绿素a能将光能转换为电能。(3)影响叶绿素合成的因素：①光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色；②温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄；③镁等无机盐：镁是构成叶绿素的成分，缺镁叶片变黄。(4)不同颜色温室大棚的光合效率：①无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高；②叶绿素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。2．光合作用过程(1)光反应与暗反应的比较：光反应暗反应条件必须在光下有光、无光都可以20\n场所叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质物质转化①水的光解：2H2O4[H]＋O2②ATP的合成：ADP＋Pi＋光能ATP能量转化光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图：(2)光合作用过程中元素去向：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2①氧元素②碳元素：CO2→C3→(CH2O)③氢元素：H2O→[H]→(CH2O)(3)条件骤变时物质量的变化：条件首先变化物质随后变化物质CO2供应不变，突然光照[H]、ATP增加C3减少，C5增加CO2供应不变，停止光照[H]、ATP减少C3增加，C5减少光照不变，CO2供应增加C3增加，C5减少[H]、ATP减少光照不变，CO2供应停止C3减少，C5增加[H]、ATP增加[关键一点](1)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。(2)CO2中的C先进入C3然后进入(CH2O)。20\n高考地位本考点知识有一定难度，关键在于动态理解光合作用过程，在高考中是历年高考命题的主干知识，属于高频考点之一命题角度(1)结合生产实际，环境变化等考查光合作用的场所及色素的相关知识，如典例1；(2)结合过程图示、曲线图示，考查光合作用过程中物质和能量的转化过程，如典例2[典例1]　近年来南极上空的臭氧空洞逐渐增大，地表紫外线照射量增加，紫外线为高能量光线，在生物体内易激发超氧化物形成，致使脂质氧化而破坏其功能。据此分析，植物短暂暴露在高紫外线条件下，光合作用能力立即明显受到抑制的原因主要是(　　)A．光合作用酶受到破坏　　B．囊状膜受到破坏C．暗反应受抑制D．DNA受到破坏[解析]　选B　从题干信息“紫外线为高能量光线，在生物体内易激发超氧化物形成，致使脂质氧化而破坏其功能”可知，高能量紫外线能破坏脂质，脂质是组成生物膜的主要成分，而叶绿体囊状结构薄膜是进行光反应的场所，因此高能量紫外线能够破坏叶绿体中的类囊体薄膜，从而影响光合作用的光反应。[典例2]　下图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。根据图回答：(1)图1中A表示的物质是________，它由________产生，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：________________________________________________________________________。[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20\n14CO2→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。[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和C3不能被还原(4)C5　C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C5影响光合作用的因素及光合作用与细胞呼吸的关系(1)(2022·海南卷T8B)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浓度一直保持稳定，不变化。(×)(2)(2022·全国新课标卷T3B)番茄幼苗在缺镁培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降的原因是光反应强度降低，暗反应强度降低。(√)(3)(2022·浙江卷T4D)夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降温，可以提高作物产量。(√)(4)[2022·浙江卷T30(1)]停止供水，植物光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是光合作用产物在植物体内运输的主要介质。(√)1．影响光合作用的因素及应用(1)光照强度：①曲线模型分析：A点AB段20\nB点B点后②应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。(2)CO2浓度、含水量和矿质元素(如下图所示)：①曲线模型分析：CO2和水是光合作用的原料，矿质元素直接或间接影响光合作用。在一定范围内，CO2、水和矿质元素越多，光合作用速率越快(如图所示)，但到A点时，即CO2、水、矿质元素达到饱和时，就不再增加了。②应用：“正其行，通其风”，温室内充CO2，即提高CO2浓度，增加产量的方法。合理灌溉、施肥，可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。(3)温度：①曲线模型分析：光合作用是在酶催化下进行的，而温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用(如图所示)，其中AB段(10℃～35℃)光合作用随温度的升高而逐渐加强，B点(35℃)以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调至光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温度，以降低细胞呼吸，保证有机物积累。[关键一点]　外界因素对光合作用影响的实质影响因素产生影响影响过程20\n光照强度影响水的光解产生[H]影响ATP的形成主要是光反应阶段CO2浓度影响C3的合成主要是暗反应阶段温度影响光合作用酶的活性2．光合作用与有氧呼吸的关系(1)区别：光合作用有氧呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能→化学能(储能)化学能→ATP中活跃的化学能、热能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量、供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行(2)联系：①物质方面：C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2O[H](CH2O)[H]H2O②能量方面：光能ATP中活跃化学能(CH2O)高考地位本考点知识难度较大，重在理解，主要训练图文转化能力，是高考命题的重点、热点和高频点命题角度(1)以曲线图为信息载体考查影响光合作用的因素，如典例3；(2)结合生产实际和曲线，考查影响光合作用因素及在生产上应用，如典例4。[典例3]　(2022·山东高考)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)20\nA．甲植株在a点开始进行光合作用B．乙植株在e点有机物积累量最多C．曲线bc段和de段下降的原因相同D．两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭[解析]　选D　图中光合作用开始的点在a点之前，即CO2吸收速率开始变化的点；图中6～18时有机物一直在积累，18时植物体内有机物积累量最大；曲线bc段下降的原因是光照太强，气孔关闭，叶片吸收的CO2少，而de段下降的原因是光照强度减弱。[典例4]　(2022·浙江高考)某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如下图所示。请回答：(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水是________的原料，又是光合产物在植物体内________的主要介质。(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是________点，其主要原因是________________________。(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是________________________。此时类囊体结构破坏，提供给碳反应的________减少。(4)生产实践中，可适时喷施植物激素中的________，起到调节气孔开度的作用。[解析]　(1)植物体内缺少水分时光合速率下降，说明水是光合作用的原料，同时也是生物体内物质运输的主要介质，光合产物的运输也离不开水。(2)A点和B点相比，A点水分供应充足，气孔开度高，二氧化碳充足，光合速率大；而B点缺少水分，气孔开度低，二氧化碳的吸收少，光合速率小，所以B点的光饱和点比A点的低。(3)叶片发黄的主要原因是停止水分供应后，细胞代谢下降，叶绿素合成速率减慢甚至停止或叶绿素被分解；光反应在类囊体上进行，为暗反应提供ATP和[H]。(4)调节植物生长发育的五大类激素中，脱落酸的作用之一是在植物失水时使气孔关闭，因此生产实践中可适时适量喷洒脱落酸，以起到调节气孔开度的作用。[答案]　(1)光合作用　运输20\n(2)B　气孔开度降低，CO2吸收减少(答出一项即可)(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可)　[H]和ATP(4)脱落酸实验平台—一、实验原理(1)提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。(2)分离：各种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，从而使各种色素相互分离。(3)实验试剂的作用：化学试剂作用无水乙醇提取绿叶中的色素层析液分离绿叶中的色素SiO2使研磨充分CaCO3防止研磨过程中色素被破坏二、实验步骤(1)提取色素(2)制备滤纸条(3)画滤液细线(4)分离色素(5)观察结果20\n三、易误点拨(1)选材：叶片颜色太浅或放置时间太久，会导致分离色素带颜色过浅。(2)操作：研磨不充分，未加CaCO3或加入无水酒精过多都会导致分离色素时色素带颜色过浅。(3)画滤线细线时不能做到直、细、匀会导致分离出的色素带不平整，发生重叠。(4)层析时滤液触及层析液，会导致色素溶解到层析液中，得不到层析的色素带。[高考实验对接]20\n[多维思考](1)若用该实验得到的叶绿素提取液，探究温度对叶绿素稳定性的影响，在表格中每组实验中应如何控制自变量？而pH属于什么变量？提示：温度是自变量，pH属于无关变量。可设置系列温度梯度如100℃、60℃、25℃、5℃、0℃等。(2)对照教材实验，提取叶绿素时除加入无水酒精、CaCO3外，还需加入什么物质？起什么作用？提示：还需加入SiO2。作用是增加研磨时的摩擦力，使研磨更加充分。技法平台—[典例]　(2022·全国卷)金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题：(1)该研究探讨了________________________对金鱼藻________的影响。其中，因变量是________。(2)该研究中净光合速率达到最大时的光照度为________lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气________μmol。(3)该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是________________________________________________________________________。[解析]　(1)从横坐标代表的含义可看出要探究的问题，图a、b探究的是光照度对净光合速率的影响，图c探究的是CO2浓度对净光合速率的影响，图d探究的是pH对净光合速率的影响，其中光照度、CO2浓度、pH等条件需要人为控制，因此为自变量，随着这些自变量的改变，金鱼藻的净光合速率也随之改变，因此为因变量。(2)从图b可以看出，光照度为12.5×103lx对应的净光合速率最大。光照度为0时金鱼藻每克鲜重每小时氧气的吸收量为呼吸速率，为8μmol。(3)由于光合作用过程中需要酶的催化，而酶的催化活性受温度和pH影响，因此，pH是通过影响光合作用中相关酶的活性来影响光合作用速率的。[答案]　(1)光照度、pH、NaHCO320\n浓度(其他合理答案也可)净光合速率(其他合理答案也可)净光合速率(其他合理答案也可)(2)12.5×103　8(其他合理答案也可)(3)酶活性受pH的影响(其他合理答案也可)坐标曲线析图“四步曲”(1)识标：看清纵、横坐标的含义，找出二者之间的联系是解题的基础，曲线实际上是横坐标对纵坐标的影响。纵、横坐标的关系，有的较为明显，有的较为隐蔽，需要运用所学生物学知识联想、推理，找出纵、横坐标联系的“桥梁”，从而找出它们所表达的真正变量。如下图曲线：表面看影响光合作用速率的因素是横坐标(时间)但实质上是光照强度的变化。(2)明点：坐标图上的曲线是满足一定条件的点的集合，在这些点的集合中，有些特殊点，如曲线的起点、转折点、终点、曲线与纵横坐标以及其他曲线的交叉点等，它们隐含着某些限制条件或某些特殊的生物学含义，明确这些特殊点的含义是解答此类试题的关键。(3)析线：准确描述曲线的增减变化以及找准引起这种变化的主要原因是正确解答此类习题的根本所在。根据纵横坐标的含义可以得出：在一定范围内，随“横坐标量”的增加，“纵坐标量”逐渐增加或减小。超过一定范围后，随“横坐标量”的增加，“纵坐标量”减少或增加，或者达到某种平衡状态。从而揭示出各段曲线的变化趋势及其含义。(4)若为多重曲线坐标图，则可先分析每一条曲线随横坐标变量的变化规律，再分析不同曲线变化的因果关系、先后关系，分别揭示其变化趋势，然后对比分析找出符合题意的曲线、结论或者是教材中的结论性语言，进而掌握两个或多个变量变化快慢的相应生物学意义。[高考随堂体验]1．(2022·上海高考)下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为(　　)A．红色　　　　　　　　B．黄色C．绿色D．紫色20\n解析：选B　在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。2．(2022·海南高考)关于叶绿体色素的叙述，错误的是(　　)A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能解析：选D　叶绿体中叶绿素含量约为3/4，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素含量约为1/4；不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸条上的扩散速度不同，可用纸层析法对其进行分离；乙醇提取的叶绿素只要结构没有被破坏，仍是可以吸收光能的。3.(2022·天津高考)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率＝净光合速率＋呼吸速率)，结果见右图。据图判断，下列叙述正确的是(　　)A．与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的[H]多B．与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C．若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1>K2>K3D．密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物解析：选A　由题图可以看出，d1和d3浓度下的净光合速率相等，而d1浓度下的呼吸速率高于d3浓度，由“光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”可推出d1浓度下的光合速率较高，单位时间内细胞光反应生成的[H]也较多。d3浓度下的呼吸速率低于d2浓度下的呼吸速率，故呼吸过程中产生的ATP也较少。由题图可知，d2浓度下蓝藻种群K值最大，即K2最大。光照条件下，蓝藻进行光合作用会影响代谢产物，不能依此判断蓝藻是否为兼性厌氧生物。4．(2022·海南高考)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解析：选C　在适宜的条件下培养密闭容器内的植物，密闭容器内的CO2含量有限，随着光合作用的持续进行，CO2逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低，当CO2浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的CO220\n浓度就保持相对稳定。5．(2022·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是(　　)A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析：选B　水稻叶片中的叶黄素缺失，其对蓝紫光的吸收减小，但对红光的吸收无明显差异。色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则会导致色素层析条带从上至下缺失第2条。6．(2022·浙江高考)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是(　　)A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳(暗)反应解析：选D　破坏叶绿体外膜后，叶绿体内部结构完整，仍可进行光合作用，能产生氧气。植物生长过程中，幼苗时期类胡萝卜素的含量较高，成体植株中叶绿素含量较高，叶片脱落时，叶绿素的含量将下降。与夏季相比，冬季的温度低，光照减弱，导致光合速率低。离体的叶绿体基质中含有酶、RuBP等原料，若补充ATP、NADPH和CO2等原料，可以完成碳(暗)反应。7．(2022·江苏高考)某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是(多选)(　　)遮光比例(%)叶绿素a/b叶绿素含量(mg/g)净光合速率(μmol·m－2·s－1)植株干重(g)04.82.18.07.5105.32.39.69.9305.22.48.99.2504.42.65.27.2704.12.92.74.8903.33.003.2A．适当的遮光处理，可提高其干重B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关20\nC．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用解析：选AC　从表中可见，遮光比例为10%时，植株干重为9.9g，比遮光比例为0时的植株干重重；由表中数据可得，随着遮光比例的增加，叶绿素的含量增加，但净光合速率先增大，然后又逐渐减小；分析表中叶绿素a/b的值，与净光合速率呈正相关，故其可作为铁线莲利用弱光能力的判断指标；遮光90%时净光合速率为0，但植株仍进行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率。8．(2022·广东高考)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－－－2.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8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________。解析：(1)B组新叶没有完全展开，发育还不成熟，叶绿素含量较低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度较低，导致CO2吸收不足，从而导致净光合速率较低。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的容器内氧气耗尽，叶肉细胞进行无氧呼吸，开始积累酒精；D的容器内CO220\n浓度下降，暗反应减弱，消耗的ATP减少，叶肉细胞中ATP含量增加。(3)生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，与A相比，D合成生长素的能力弱；D的叶绿素含量高于C，与光合作用有关的色素主要分布在类囊体薄膜上，故D的基粒数量多于C。(4)叶片发育的过程中，细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大；由同一细胞发育而来的各种细胞，其形态、结构和功能发生显著差异的根本原因是基因的选择性表达。答案：(1)气孔相对开放度小　CO2吸收不足(2)乙醇　增加(3)较低　类囊体(基粒)(4)细胞分裂和细胞生长(细胞数量和体积增加)　基因的选择性表达9．(2022·四川高考)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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)研磨叶片时，添加CaCO3可防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中的溶解度最小，扩散的速度最慢，所以在层析时，叶绿素b色素带在滤线条的最下端。(2)分析曲线可知，当光照强度为n时，突变体与野生型水稻的O2释放速率相等，但是因为突变体的呼吸速率较野生型的强，所以突变体单位面积叶片中叶绿体的O2产生速率较大。在光合作用暗反应过程中，CO2与C5合成C3，光反应为暗反应提供[H]和ATP。(3)极少数处于特殊状态下的叶绿素a能转化光能，如果叶绿素a完全缺失，则不能进行光能的转化，光合作用无法进行。答案：(1)CaCO3　最下端　(2)较大　C3　[H]、ATP(3)缺失叶绿素a不能完成光能转换10．(2022·海南高考)取生理状态相同的某植物叶片，分离得到大量的叶肉细胞，将等量的叶肉细胞分别悬浮在不同浓度的蔗糖溶液中，并在适宜的条件下，测定该叶肉细胞的光合作用强度，实验结果如下图所示。20\n据图回答下列问题：(1)叶肉细胞光合作用强度达到最大后，随着蔗糖浓度升高，叶肉细胞的光合作用强度________，从渗透作用的角度分析出现这一现象的原因是________。(2)如果要研究光照强度等因素对蔗糖溶液中叶肉细胞光合作用强度的影响，最好将叶肉细胞放在浓度为________的蔗糖溶液中，原因是________________________________。(3)除蔗糖浓度外，如果分别改变叶肉细胞悬浮液中CO2浓度和温度也能影响叶肉细胞的光合作用强度，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)从实验结果的图示可看出，随着蔗糖浓度升高，光合作用达到最大值后，若蔗糖浓度继续升高，则叶肉细胞的光合作用强度下降。因为当蔗糖溶液的浓度高于叶肉细胞细胞液的浓度时，会导致叶肉细胞失水，从而影响叶肉细胞光合作用的进行。(2)从图示可看出，叶肉细胞在浓度为0.2mol·L－1的蔗糖溶液中具有最大的光合作用强度，此时便于研究光照强度等因素对蔗糖溶液中的叶肉细胞光合作用强度的影响。(3)植物的光合作用会受光照强度、叶绿素含量、CO2浓度、温度、酶的数量等多种因素的影响，其中CO2是植物进行光合作用的原料之一，而酶的活性会受温度的影响。答案：(1)下降　在较高浓度的蔗糖溶液中叶肉细胞失水(其他合理答案也可)(2)0.2mol·L－1　这一浓度中的叶肉细胞处于光合作用最适状态(其他合理答案也可)(3)CO2是光合作用的原料；温度可以影响酶的活性11．(2022·广东高考)观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。20\n(1)依图a分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时________(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是________________；此时段________(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是________________；10～16时无明显CO2吸收的直接原因是__________。(2)从图b可知，栽培蝴蝶兰应避免________，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当________。(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的________，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是____________________。解析：(1)0～4时，无光照，光合作用不能进行，但可以进行呼吸作用，合成ATP和[H]；此时段叶绿体内不能合成ATP和[H]，暗反应无法进行；10～16时，在长期干旱条件下，植物为了减少水分的蒸发，关闭气孔，导致CO2吸收受阻。(2)从图b中可以看出，正常情况下比长期干旱时有机物的积累量大，所以为了利于蝴蝶兰的生长应避免长期干旱，又因蝴蝶兰属阴生植物，所以栽培还需适当遮光。(3)植物细胞具有全能性，可利用植株组织培养技术进行快速繁育，在快速繁育过程中，一般经历脱分化和再分化过程，而分化的根本原因是基因的选择性表达。答案：(1)有　呼吸作用合成　无　叶绿体在无光时不能合成ATP和[H]　气孔关闭　(2)长期干旱(长期缺水)遮阴　(3)全能性　基因的选择性表达20