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专题6 光合作用
考点1 光合色素的提取、分离和作用 1.(2011·浙江卷)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是( D ) 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、[H]和CO2后，可完成暗反应 解析：光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜，破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行，仍然会有O2产生，A项错误。植物叶片在衰老过程中，部分色素(如叶绿素)遭到破坏，各种色素的比例发生改变：叶绿素含量相对减少，叶黄素和胡萝卜素含量相对增多，B项错误。与夏季相比，冬季温度较低，低温直接影响光合作用所需酶的活性，温度是影响光合速率的主要原因，C项错误。暗反应的场所是叶绿体基质，暗反应所需条件为ATP、[H]、CO2，所以在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应，D项正确。
2.(2011·江苏卷)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( B )
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：叶绿体中主要含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素，其中叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，而叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光；四种色素在进行色素分离时，在滤纸条上从上至下的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
考点2 光合作用的过程和影响因素
1.光合作用中，不在叶绿体基粒的囊状薄膜上进行的是( C ) A．ADP变成ATP B．氧气的生成 C．CO2的固定和还原 D．[H]的产生
解析：CO2的固定和还原在叶绿体基质中进行。 2.(2011·新课标卷)番茄幼苗在缺镁的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，原因是( B )
A．光反应强度升高，暗反应强度降低 B．光反应强度降低，暗反应强度降低 C．光反应强度不变，暗反应强度降低 D．光反应强度降低，暗反应强度不变
解析：镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁植物不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使幼苗吸收光能的能力减弱，光合作用的光反应强度降低，故A、C项错误。因为暗反应需要光反应提供[H]和ATP，故光反应强度降低后，为暗反应提供的[H]和ATP减少，暗反应的强度也降低，故B项正确、D项错误。
3.(2013·长沙县一中月考)下图表示光合作用示意图。下列说法错误的是( C )
A．①表示O2，④表示CO2
B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为(CH2O) C．C3的还原过程中，需要光反应提供的能源物质只有② D．(CH2O)可以转化为多糖、脂质
资料(1)
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解析：图中①、②、③、④分别表示O2、ATP、NADPH、CO2。在暗反应过程中，CO2首先与C5结合生成C3，然后还原C3，在C3的还原过程中，需要光反应提供能源物质ATP、还原剂NADPH。C3被NADPH还原为(CH2O)，(CH2O)可以转化为多糖、脂质。
4.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25 ℃、30 ℃，如图所示曲线表示该植物在30 ℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，从理论上讲，图中相应点的移动分别是( A )
A．a点上移，b点左移，m值增大 B．a点不移，b点左移，m值不变 C．a点上移，b点右移，m值下降 D．a点下移，b点不移，m值上升
解析：首先应明确题图中各点的生物学含义，a点代表细胞呼吸强度，b点代表该光照强度下植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等，m值代表最大净光合作用强度。因为该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃、30 ℃，温度由30 ℃调节到25 ℃，细胞呼吸强度会降低，实际光合作用强度会提高。因此，a点上移，b点左移，m值增大。
5.(2013·北京)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。
(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和 [H]/NADPH ，在 叶绿体基质 中将CO2
转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。
(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率 逐渐下降 。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是 28 。
(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中 淀粉和蔗糖的含量 增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少， 输出量 降低，进而在叶片中积累。
(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会 抑制 光合作用。
(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测 未遮光 叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是 光合产物含量下降，光合速率上升 ，则支持上述推测。
资料(1)
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解析：本题主要考查学生对植物光合作用和呼吸作用基本过程和相关影响因素的知识。 (1)光反应为暗反应提供了[H]和ATP，暗反应的场所是叶绿体基质。
(2)根据图1可以看出光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低；图1中去除棉铃的百分率为“0”时，为空白对照，植株的二氧化碳的固定速率的相对值是28。
(3)由图2可知，去除掉棉铃后，植株中的蔗糖和淀粉等有机物的含量增加；叶片光合产物利用量减少，输出量降低，进而在叶片中积累。
(4)根据图1可以看出光合作用速率随去除棉铃的百分率的增加而降低，而图2则说明光合作用下降的原因是光合作用的产物在叶片中积累，所以叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。
(5)去除掉棉铃以后并对部分叶片进行遮光处理是自变量，因变量是光合产物含量和光合速率。遮光处理的目的是为未遮光的叶片合成的有机物提供一个转移的场所，避免叶片中光合产物的积累，如果此时检测到光合产物含量下降，光合速率上升，则说明未遮光的叶片的有机物运输到遮光的叶片中去了，反面证明了叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。
6.(2012·广东卷)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。
A B C D 叶片 发育时期 新叶 展开前 新叶 展开中 新叶展 开完成 新叶 已成熟 叶面积(最 19 87 100 100 大面积的%) 总叶绿素含量 (mg/g·fw) — 1.1 2.9 11.1 气孔相对开 — 55 81 100 放度(%) 净光合速率 2(μmol CO2/m·s) 1.6 2.7 5.8 －2.8 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 气孔开放度相对低 ，导致 二氧化碳供应不足 。
(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 酒精 ；D的叶肉细胞中，ATP含量将 增多 。
(3)与A相比，D合成生长素的能力 低 ；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 基粒 。
(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是 细胞分裂和细胞增长 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 基因的选择性表达 。
解析： 本题考查学生对光合作用及细胞呼吸的掌握程度以及光合作用和细胞呼吸的相关计算。 (1)影响光合作用的因素有外部因素(主要为光照强度、温度和二氧化碳浓度)和内部因素(叶绿素含量和相关酶等)。由表中的信息可知，B组总叶绿素含量为1.1 mg/(g·fw)，叶绿素含量低，气孔开放度为55%，开放程度比较低，二氧化碳吸收量比较少，导致光合效率低。
(2)A组叶片净光合速率为－2. 8 μmol CO2/(m2·s)，即光合速率小于呼吸速率，而且是密闭的，容易导致容器内氧气减少而进行无氧呼吸，产生酒精；D组叶片中光合速率大于呼吸速率，容器密闭，二氧化碳减少，暗反应减弱，光反应几乎不变，导致ATP积累增多。
(3)幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一。叶绿素存在于叶绿体的囊状薄膜上，D和C相比较而言，总叶绿素含量还在增长，所以数量明显增加的是叶绿体基粒。
(4)叶片面积增大的主要原因是细胞分裂；叶内细胞与表皮细胞不同是细胞分化的结果，其根本原因是基因选择性表达的结果。
7.(2011·新课标卷)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。
资料(1)