考点5 光合作用
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考点5 光合作用一、选择题1.(•新课标全国卷Ⅱ•T2)关于叶绿素的叙述,错误的是()A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【解题指南】解答本题需关注以下三点:(1)两种叶绿素中都有镁元素。
(2)色素将吸收的光能通过传递、转化,储存到有机物中。
(3)叶绿体中不同色素吸收光的峰值不同。
【解析】选D。
本题考查色素的元素组成和色素对光能的吸收。
叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素,A正确;色素的作用是吸收、传递和转化光能,吸收的光能用于光合作用,B正确;叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高,C正确;植物主要吸收蓝紫光和红光,绿光吸收最少,反射多,所以叶片呈现绿色,D错误。
2.(•重庆高考•T3)下列与实验相关的叙述,错误的是()A.马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出蛋白质B.光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象C.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式D.在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度【解题指南】本题较难的是A、D选项。
A项,马铃薯块茎的主要成分是淀粉,另外还有蛋白质等其他成分。
D项中的无水Na2CO3可强烈吸水而使95%的乙醇接近无水状态。
【解析】选C。
本题综合考查所学实验。
马铃薯块茎中也含有蛋白质,如过氧化氢酶以及其他蛋白质类的酶,A项正确;植物细胞质壁分离用光学显微镜即可观察到,B项正确;酵母菌细胞无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生CO2,不能以是否产生CO2来判断细胞呼吸类型,C项错误;无水Na2CO3可以与95%乙醇中的水分子结合生成Na2CO3•10H2O,使所用乙醇接近无水状态,可提高色素的溶解度,D项正确。
3.(•重庆高考•T6)下图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图。
下列有关叙述,正确的是()A.t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多B.t2→t3,暗反应(碳反应)限制光合作用。
生物知识点:光合作用1、光合作用的发现:①1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。
②1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。
过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。
证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
③1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。
证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。
④20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。
第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2O和C18O,释放的是O2。
光合作用释放的氧全部来自来水。
2、叶绿体的色素:①分布:基粒片层结构的薄膜上。
②色素的种类:高等植物叶绿体含有以下四种色素。
A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色);B、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,包括胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)3、叶绿体的酶:分布在叶绿体基粒片层膜上(光反应阶段的酶)和叶绿体的基质中(暗反应阶段的酶)。
4、光合作用的过程:①光反应阶段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(为暗反应提供氢)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能─→ATP(为暗反应提供能量)②暗反应阶段:a、CO2的固定:CO2+C5→2C3b、C3化合物的还原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C55、光反应与暗反应的区别与联系:①场所:光反应在叶绿体基粒片层膜上,暗反应在叶绿体的基质中。
②条件:光反应需要光、叶绿素等色素、酶,暗反应需要许多有关的酶。
③物质变化:光反应发生水的光解和ATP的形成,暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。
④能量变化:光反应中光能→ATP中活跃的化学能,在暗反应中ATP中活跃的化学能→CH2O中稳定的化学能。
考点一 有氧呼吸图解 1.图解:(1)有氧呼吸利用的呼吸底物主要是葡萄糖,其他有机物如氨基酸、脂肪等也可以作为细胞呼吸的底物。
(2)有氧呼吸的场所:真核生物中主要是线粒体,原核生物细胞内由于没有线粒体,其有氧呼吸主要场所是细胞质和细胞膜。
2.有氧呼吸各元素的去向:考点二 无氧呼吸 1.无氧呼吸的过程:2.不同生物无氧呼吸的产物:考点三 有氧呼吸与无氧呼吸的比较考点四 影响植物细胞呼吸的因素及应用 1.影响细胞呼吸的内在因素。
不同植物具有不同的呼吸速率,同一植物的不同器官,同一器官的不同组织,同一器官在不同的生长过程中的呼吸速率都有很大的差异。
2.影响细胞呼吸的外界因素。
(1)温度:温度影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性(如下图所示)。
(2)氧气浓度:氧气是植物正常呼吸(有氧呼吸)的重要因素,是呼吸作用不可缺少的因素,直接影响呼吸速率和呼吸的性质。
氧浓度对呼吸作用方式及速率的影响如右图所示。
(3)二氧化碳浓度(是呼吸作用的产物,对细胞呼吸有抑制作用),含水量等。
3.应用。
在生产实践中,根据需要常采取一定措施促进或抑制细胞呼吸。
如中耕松土促进根系有氧呼吸以利于吸收矿质元素;低温、低氧、充CO 2、干燥等抑制细胞呼吸。
考点五 光合作用与有氧呼吸 1.区别与联系:2.光合作用和呼吸作用中[H]的来源和去路分析:注意:(1)光合作用中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH)十分简化的表示方式,而细胞呼吸中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)十分简化的表示方式,二者不是同一种物质,尽管书写形式相同。
(2)还原氢的书写形式一定不能写成H、H+、H2,只能写成[H]或NADPH或NADH。
考点六探究酵母菌的呼吸方式1.实验原理:(1)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式,方程式(略)。
(2)CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
【新教材新高考】考点5 光合作用——2022届高考生物一轮复习考点易错题提升练【易错点】1.光合色素:叶绿素对橙光,黄光吸收较少,对绿光吸收最少,主要吸收红光和蓝紫光2.暗反应过程并非不需要光光合作用的过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。
前者在光下才能进行,并在一定范围内随着光照强度的增加而增强;后者在有光、无光的条件下都可以进要光反应的产物[H]和ATP,因此在无光条件下不可以长期进行3.影响光合作用的因素及其应用(1)光照强度①光照强度与光合作用强度的关系曲线分析A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点:细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时,植物才能正常生长)。
BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以后不再加强。
限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性,外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
②应用:阴雨天适当补充光照,及时对大棚除霜消雾。
(2)CO2浓度①曲线分析:A点是进行光合作用所需的最低CO2浓度,B点是CO2饱和点;B点以后,随着CO2浓度的增加光合作用强度不再增加。
②应用:温室中适当增加CO2浓度,如投入干冰等,大田中“正其行,通其风”,多施有机肥来提高CO2浓度。
(3)温度①B点是最适温度,此时光合作用最强,高于或低于此温度光合作用强度都会下降,因为温度会影响酶的活性。
②应用:温室栽培时白天适当提高温度,夜间适当降低温度。
(4)水及矿质元素对光合作用的影响①原理:①N、Mg、Fe等是叶绿素合成的必需元素,若这些元素缺乏,会影响叶绿素的合成从而影响光合作用。
水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的介质,水还会影响气孔的开闭,从而影响CO2进入植物体。
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考点5 光合作用一、非选择题1. (2012·广东高考·T26)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。
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。
【解题指南】解答本题的关键是:(1)纵向分析表格数据,明确叶片发育过程中各指标的变化规律。
(2)横向分析表格数据,明确叶片每个发育阶段净光合速率和其他各指标的关系。
【精讲精析】(1)影响光合速率的因素有外因(光照强度、温度、二氧化碳浓度等)和内因(叶绿素的含量、酶等),结合表格中的信息,B组叶绿素含量为 1.1 mg/g·fw,叶绿素含量低,气孔开放程度比较低,仅为55%,二氧化碳吸收量比较少,导致光合速率较低。
(2)A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,且由于是密闭的容器,导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸,产生酒精。
D叶片中,光合速率大于呼吸速率,且由于是密闭的容器,导致容器内二氧化碳越来越少,暗反应减弱,而光反应不变,导致ATP增多。
(3)相比成熟叶片,幼嫩的叶是合成生长素的主要部分之一;叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上,从表中可推知,由于总叶绿素含量增加,因此D的叶肉细胞的叶绿体中,基粒明显增多。
(4)细胞分裂使细胞数目增多,导致叶面积增大;细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
生物光合知识点总结归纳光合作用的化学方程式可以用如下公式表示:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2光合作用同化了光能,将二氧化碳和水转化为有机物质葡萄糖,同时释放出氧气。
光合作用可以分为光反应和光独立反应两个阶段。
光反应发生在叶绿体的类囊体内。
当叶绿体受到光照时,叶绿体内的叶绿体色素可以将光能吸收下来,转化为化学能。
光能被吸收后,激发了叶绿体色素分子中的电子,这些激发态的电子被传递到电子接受体,最终被用来还原NADP+。
同时,光反应还产生了氧气和ATP。
光独立反应发生在叶绿体的基粒体内质膜上的叶绿体基粒体酶中,需要ATP和NADPH作为能量来源。
在这个过程中,植物利用光反应产生的ATP和NADPH,将二氧化碳还原为葡萄糖,完成了光合作用的最终目标。
光合作用的速率受到光照、二氧化碳浓度和温度等多种因素的影响。
在光照强度过强时,植物光合作用速率会受到抑制。
而对于一些植物来说,光合作用的速率还会受到二氧化碳浓度和温度的影响。
因此,合理调节光照、二氧化碳浓度和温度,对于提高植物光合作用效率具有重要意义。
叶绿体是进行光合作用的关键器官。
叶绿体是植物的细胞器,其内部含有多种色素,包括叶绿素、类胡萝卜素等,这些色素可以吸收不同波长的光能,并转化为化学能。
除了叶绿体外,植物的整个叶片都参与了光合作用,其中上皮细胞负责吸收光能和气体交换,而叶肉细胞则是进行光合作用的主要场所。
光合作用的产物主要是葡萄糖和氧气。
葡萄糖是植物的主要营养物质,能够提供植物生长和代谢所需的能量。
而氧气是维持地球生物圈生态平衡的重要物质,植物通过光合作用释放出的氧气,维持了地球上所有生物的呼吸所需。
光合作用的研究不仅有助于解决世界粮食问题、环境污染和能源危机等一系列重大问题,还可以为人类生活提供各种对策和发展方向。
在未来,通过对光合作用的深入研究和应用,将有望实现对光合作用的精细控制,提高光合作用效率,开发新型的光合作用能源,解决能源短缺和环境污染等问题。
高三二轮复习专题五光合作用与呼吸作用教学设计一、考纲要求二、学情分析学生经过了一轮复习,基础知识相对扎实,但是仍然存在着知识的遗漏和比较严重的遗忘现象,没有形成相应的知识网络和知识体系,如细胞呼吸与光合作用的总体认识,还只是停留与单个知识的拼凑,综合运用知识的能力薄弱。
审题能力较弱,答题不够规范,答题速度偏慢等三、教学目标与核心素养1、生命观念说出光合作用与呼吸作用的物质和能量转化,形成物质能量观;分析光合作用与细胞呼吸的影响因素;2、理性思维理解细胞呼吸与光合作用的物质和能量转化关系;3、科学探究探究自然环境及密闭容器中植物光合作用的变化;探究影响光合作用的因素,培养学生获取信息,综合运用能力关注科学家的经典实验;4、社会责任注重环境保护,形成正确的生态观四、教学过程必备知识·自测诊断考点1.完善光合作用与细胞呼吸过程图解(1)物质转变过程:物质名称:a:叶绿素,b:O2,c:ATP,d:ADP,e:NADPH([H]),f:C5,g:CO2,h:C3。
(2)相应元素转移过程:(3)能量转换过程:2.外界条件变化时,C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变化模式图(1)光照强度变化:(2)CO2浓度变化:1.判断有关细胞呼吸叙述的正误(1)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸过程不能生成ATP(2019·全国卷Ⅱ,T2C)(×)(2)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸(2018·全国卷Ⅱ,T5A)(√)(3)乳酸菌无氧呼吸的第二阶段需ATP水解提供能量(2019·天津高考,T2D改编)(×)(4)高等植物细胞中,葡萄糖分解产生丙酮酸的过程发生在生物膜上(2018·海南高考,T4C改编)(×)(5)若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸(2017·海南高考,T7B)(×)2.判断有关光合作用叙述的正误(6)高等植物细胞中,光合作用中的光反应只发生在生物膜上(2018·海南高考,T4A改编)(√)(7)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时,若突然停止CO2供应,短时间内叶绿体中C5和ATP含量都会升高(√)(8)暗反应中C原子的转移途径是14CO2―→14C3―→14C5―→(14CH2O)(×)(9)若用含有18O的水浇灌番茄,则番茄周围空气中含有18O的物质有H182O、18O2、C18O2(√)(10)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成热能和ATP(×)1.肌细胞内的肌质体是由什么组成的?有什么意义?_______________________________________________________ ________________________________________________________________________ _________________2.细胞呼吸产生的[H]和光反应产生的[H]是同一物质吗?其成分是蛋白质吗?___________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _________________3.1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量,而1 mol 葡萄糖分解生成乳酸,只释放196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。
专题05绿色植物的蒸腾作用、光合作用和呼吸作用作用考点1绿色植物与生物圈的水循环1.植物主要通过根吸收水分。
根吸收水分的主要部位是根尖成熟区。
成熟区有大量的根毛,这使得根尖具有巨大的吸收面积,因而具有强大的吸水能力。
2.导管是水分和无机盐在根、茎、叶中的运输结构,属于输导组织。
每一根导管都是由许多长形、管状的细胞所组成的,这些细胞没有细胞质和细胞核,上下细胞间的细胞壁已经消失,形成了一根中空的管道。
3.水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程,叫做蒸腾作用。
蒸腾作用主要是通过叶片进行的。
根吸收的水99%用于植物蒸腾作用。
移栽植物时,根部带个土坨的目的是保护根毛和幼根,保证水分的吸收。
4.叶片的结构和功能:(1)叶片由表皮、叶肉、叶脉三部分组成。
(2)气孔是蒸腾作用的"门户“,也是气体交换的"窗口";气孔是由一对半月形的保卫细胞围成的空腔。
(3)叶肉细胞含叶绿体,能进行光合作用。
5.蒸腾作用的意义:①促进了植物体对水分的吸收和向上运输②促进了植物体对无机盐的运输③散失水分的同时带走了植物体的热量,起到散热降温的作用④增加空气的湿度6.水分在植物体的运输方向是自下而上,动力来自蒸腾作用。
7.春季移栽植物时,往往要剪掉部分枝叶,并且选择阴天、早晨或者傍晚移栽,这样做的目的是降低蒸腾作用。
9.水分进入植物体再返回大自然的途径是:外界的水分、植物细胞(根毛细胞)、导管、气孔、大自然。
(导管、筛管、气孔、植物细胞、大自然)考点2绿色植物是生物圈中有机物的制造者1、绿色植物是生物圈中的生产者,是因为它能够进行光合作用,制造有机物。
2.绿叶在光下制造有机物的实验:实验步骤:①将天竺葵放在黑暗处一昼夜的目地是将叶片中储存的有机物运走耗尽。
②用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是遮光,形成有光和无光的对照,移到阳光下照射,③几个小时后摘下叶片,去掉遮光的纸片,④把叶片放入盛有酒精(溶解叶绿素)的小烧杯中,隔水加热(水浴加热),直到叶片变成黄白色。
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考点5 光合作用1. (2012·广东高考·T26)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。
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。
【解题指南】解答本题的关键是:(1)纵向分析表格数据,明确叶片发育过程中各指标的变化规律。
(2)横向分析表格数据,明确叶片每个发育阶段净光合速率和其他各指标的关系。
【精讲精析】(1)影响光合速率的因素有外因(光照强度、温度、二氧化碳浓度等)和内因(叶绿素的含量、酶等),结合表格中的信息,B组叶绿素含量为1.1 mg/g·fw,叶绿素含量低,气孔开放程度比较低,仅为55%,二氧化碳吸收量比较少,导致光合速率较低。
(2)A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,且由于是密闭的容器,导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸,产生酒精。
D叶片中,光合速率大于呼吸速率,且由于是密闭的容器,导致容器内二氧化碳越来越少,暗反应减弱,而光反应不变,导致ATP增多。
(3)相比成熟叶片,幼嫩的叶是合成生长素的主要部分之一;叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上,从表中可推知,由于总叶绿素含量增加,因此D的叶肉细胞的叶绿体中,基粒明显增多。
(4)细胞分裂使细胞数目增多,导致叶面积增大;细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
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考点5 光合作用一、选择题1.(2011·福建高考)如图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线,下列叙述错误的是( )A.在9:30~11:00之间,花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓B.在11:00~12:30之间,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多C.在17:00时,玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D.在18:30时,玉米既能进行光反应,也能进行暗反应【解析】选B。
A项,9:30~11:00光照强度增强,光反应提供的ATP和[H]增多,但净光合速率降低说明暗反应跟不上光反应,反应缓慢;B项,有机物的积累量可代表净光合速率,从图知花生的净光合速率即有机物的积累量比玉米少;C项,从图知,17:00时净光合速率相同,氧气释放量代表净光合速率,即氧气释放量相同;D项,18:30时,玉米净光合速率为零,说明光合作用速率等于呼吸作用速率,仍进行光合作用,即有光反应和暗反应。
2.(2011·海南高考)红枫是一种木本观赏植物,在生长季节叶片呈红色,下列关于该植物的叙述,正确的是( )A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用【解析】选C。
A项,红枫叶片含有叶绿素,只是液泡中的红色素遮盖了叶绿素的颜色,呈现了红色;B项,红枫叶片呈红色是由于反射了红光,不是吸收了红光;C项,红枫叶片中含有光合色素,能吸收光能,可以进行光合作用;D项,液泡中含有花青素,与光合作用无关。
3.(2011·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。
因为题干中水稻为叶黄素缺失突变体,对其所在叶片进行实验后,色素层析带一定缺第2条,即叶黄素。
但光吸收差异不显著,因为叶黄素主要吸收蓝紫光,红光被叶绿素a和叶绿素b吸收,故B项符合题意。
4.(2011·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( )A.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C.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A、C。
由表格信息可知:遮光比例由0~10%,植株干重提高,A项正确。
叶绿素含量与净光合速率无特定关系,B项错误。
遮光比例由10%~90%,叶绿素a/b不断降低,叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标,C项正确。
遮光90%时,净光合速率为0,此时铁线莲光合作用很弱,没有有机物的积累,D项错误。
5.(2011·新课标全国卷)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( )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】选B。
缺镁叶绿素合成不足,影响了光反应的进行,因此光反应强度降低;由于光反应产生的[H]和ATP减少,间接影响了暗反应的进行,因此暗反应强度也降低。
6.(2011·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,可完成暗反应【解析】选D。
A项,叶绿体类囊体薄膜上产生O2,不是外膜;B项,不同季节各色素的比例不同,秋季叶绿素少而胡萝卜素和叶黄素多;C项,影响光合作用速率的因素有光照强度、CO2浓度、温度等,与夏季相比,冬季温度低是光合速率低的主要原因;D项,暗反应不仅需要CO2,还需要光反应提供ATP、NADPH,只要离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2,就可以完成暗反应。
二、非选择题7.(2011·安徽高考)Ⅰ.保水剂是一类高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。
某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”,进行了以下实验:材料用具:相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干,保水剂,氮肥等。
方法步骤:①选取长势一致的小麦幼苗若干,平均分为A、B、C三组,分别施用适量的保水剂(60 kg·hm-2)、氮肥(255 kg·hm-2)、保水剂(60 kg·hm-2)+氮肥(255 kg·hm-2),置于相同的轻度干旱条件下培养,其他培养条件相同且适宜。
②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午,于10∶00~11∶00 从每组选取相同数量的叶片,进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定,结果(均值)如下表:实验结论:适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。
(1)请指出上述方法步骤中的缺陷并改正:步骤①;步骤②。
(2)如不考虑方法步骤中的缺陷,从影响光合作用的内在因素分析,保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是。
(3)实验测得的CO2吸收量(大于、等于、小于) 光合作用过程中CO2实际消耗量,理由是。
光合作用强度可通过测定CO2吸收量,也可以通过测定释放量计算。
Ⅱ. 大熊猫和华南虎都是我国的珍稀保护动物,它们体型相近,曾经同域分布,一度都有较大的种群数量。
由于栖息地被破坏导致它们的数量锐减,目前野生大熊猫仅有1 600只左右,而华南虎在野外已基本绝迹。
(1)从生态系统能量流动的特点分析,大熊猫比华南虎有一定生存优势的原因是。
(2)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记,这种行为传递的信息类型属于。
(3)目前,野生大熊猫分布在六个彼此隔离的种群中,通过建立生态廊道沟通各种群,可以使种群间发生。
(4)建立自然保护区,改善栖息环境,以提高,是提高大熊猫种群密度的根本措施。
【解析】本题第一部分考查实验设计和光合作用的有关知识,第二部分考查生态系统的功能。
Ⅰ. (1)步骤①中缺少一组既无保水剂又无氮肥的空白对照,步骤②中选取的叶片不仅数量相同,其他方面,如叶片大小等也应相同,从而保证单一变量。
(2)由表格数据可知,施用保水剂的A、C两组的叶绿素含量都高于无保水剂的B 组,说明保水剂有利于叶绿素的合成,又由于氮是叶绿素和酶的组成元素,因此保水剂与氮肥配施有利于叶绿素的合成(或有利于光合作用有关酶的合成),从而提高了CO2吸收量。
(3)光合作用过程中,CO2实际消耗量=实验测得的CO2吸收量+呼吸作用释放出的CO2量;光合作用强度除了用CO2 吸收量表示,还可用O2释放量表示。
Ⅱ. (1)大熊猫是植食性动物,处于第二营养级,华南虎是肉食性动物,处于第三或更高营养级。
由于能量沿食物链传递时逐级递减,因此低营养级的大熊猫比高营养级的华南虎有一定的生存优势。
(2)生态系统中传递的信息有三类:物理信息、化学信息和行为信息,尿液和肛腺的分泌物是能传递信息的化学物质,因此属于化学信息。
(3)六个彼此隔离的野生大熊猫种群,通过生态廊道打破了地理隔离,实现了同一物种的不同种群间的基因交流。
(4)大熊猫栖息地遭到破坏,由于食物的减少和活动范围的缩小,其K值就会变小,这是大熊猫种群数量锐减的重要原因,因此建立自然保护区,改善栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护大熊猫的根本措施。
答案:Ⅰ. (1)①本实验缺少对照,应增加一组空白对照组②只考虑叶数量而忽视其他条件,应选取相同位置、相同数量大小的绿色叶片(2)在水分和氮肥供应充足的条件下,更有利于叶绿素的合成(或有利于光合作用有关酶的合成)(3)小于小麦自身呼吸还生成一部分CO2可用于光合作用 O2Ⅱ. (1)大熊猫在食物链中所处的营养级比华南虎低(2)化学信息(3)基因交流(4)环境容纳量8.(2011·广东高考)中国的饮食讲究“色、香、味”,颜色会影响消费。
小李同学拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约25℃)下进行实验,方法和结果如下表注:叶绿素被破坏后变成黄褐色。
根据所学知识和实验结果,请回答:(1)提取食用叶绿素的X应该为,原因是。
(2)表中Y应该为,原因是。
(3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于食品,否则。
(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素,请你提供检测方法并写出主要步骤。
【解析】本题主要考查色素提取及分离的方法。
(1)提取食用叶绿素时,应尽量研磨充分,所以需加入的X应该是二氧化硅(SiO2)。
(2)由表格可以得出pH是以1.0作为梯度进行实验,所以Y为8.0。
(3)由表格可以得出pH≤6.0时,叶绿素被破坏后变成黄褐色,所以若用作食品色素,天然叶绿素色素不适合pH小于6.0的酸性食物。
(4)想再了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素,应用纸层析法进行色素分离。
主要步骤:提取色素,用纸层析法进行色素分离,观察并记录色素条带。
答案:(1)二氧化硅(SiO2) 使研磨更加充分(2)8.0 以1.0作为pH梯度进行实验(3) pH小于6.0的酸性叶绿素会由于pH过低而被破坏(4)主要步骤:提取色素,用纸层析法进行色素分离,观察并记录色素条带。
9. (2011·新课标全国卷)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微摩尔浓度的变化趋势如图,回答问题:(1)图中物质A是 (C3、C5)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A低,原因是;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B的浓度升高的原因是。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3和C5浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的 (低、高)。
(4)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的 (高、低),其原因是。
【解析】(1)CO2浓度降低,暗反应速率减慢,光反应受影响不大,因此C5的含量升高,C3的含量降低,曲线A为C3,曲线B为C5。
(2)CO2浓度为1%时,暗反应速率在该环境中已达到稳定,即C3和C5的含量稳定,根据碳反应的特点,此时C3的分子数是C5的2倍;当CO2浓度突然降低时,C5的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5积累;(3)CO2浓度为0.003% 时,C3和C5的浓度保持稳定后,暗反应保持稳定,此时仍根据暗反应中CO2固定的反应式确定,C3的量应是C5的量的2倍。