?光合作用與能量轉(zhuǎn)化
1．（2021湖南高考生物試卷·7）綠色植物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一系列能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進(jìn)行光合作用
B．在暗反應(yīng)階段，CO2不能直接被還原
C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降
D．合理密植和增施有機(jī)肥能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度
【答案】A
【分析】
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。光合作用根據(jù)是否需要光能，可以概括地分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光合作用第一個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫做光反應(yīng)階段。光合作用第二個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都可以進(jìn)行，這個(gè)階段叫做暗反應(yīng)階段。
【詳解】
A、弱光條件下植物沒有氧氣的釋放，有可能是光合作用強(qiáng)度小于或等于呼吸作用強(qiáng)度，光合作用產(chǎn)生的氧氣被呼吸作用消耗完，此時(shí)植物雖然進(jìn)行了光合作用，但是沒有氧氣的釋放，A錯(cuò)誤；
B、二氧化碳性質(zhì)不活潑，在暗反應(yīng)階段，一個(gè)二氧化碳分子被一個(gè)C5分子固定以后，很快形成兩個(gè)C3分子，在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原，因此二氧化碳不能直接被還原，B正確；
C、在禾谷類作物開花期減掉部分花穗，光合作用產(chǎn)物輸出受阻，葉片的光合速率會(huì)暫時(shí)下降，C正確；
D、合理密植可以充分利用光照，增施有機(jī)肥可以為植物提供礦質(zhì)元素和二氧化碳，這些措施均能提高農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度，D正確；
故選A。
2．（2020年天津高考生物試卷·5）研究人員從菠菜中分離類囊體，將其與16種酶等物質(zhì)一起用單層脂質(zhì)分子包裹成油包水液滴，從而構(gòu)建半人工光合作用反應(yīng)體系。該反應(yīng)體系在光照條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的CO2固定與還原，并不斷產(chǎn)生有機(jī)物乙醇酸。下列分析正確的是（ ）
A．產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)
B．該反應(yīng)體系不斷消耗的物質(zhì)僅是CO2
C．類囊體產(chǎn)生的ATP和O2參與CO2固定與還原
D．與葉綠體相比，該反應(yīng)體系不含光合作用色素
【答案】A
【解析】
【分析】
光合作用的光反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應(yīng)階段（場(chǎng)所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機(jī)物。
【詳解】
A、乙醇酸是在光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)生的，暗反應(yīng)場(chǎng)所在葉綠體基質(zhì)中，所以產(chǎn)生乙醇酸的場(chǎng)所相當(dāng)于葉綠體基質(zhì)，A正確；
B、該反應(yīng)體系中能進(jìn)行光合作用整個(gè)過程，不斷消耗的物質(zhì)有CO2和H2O，B錯(cuò)誤；
C、類囊體產(chǎn)生的ATP參與C3的還原，產(chǎn)生的O2用于呼吸作用或釋放到周圍環(huán)境中，C錯(cuò)誤；
D、該體系含有類囊體，而類囊體的薄膜上含有光合作用色素，D錯(cuò)誤。
故選A。
【點(diǎn)睛】
本題需要考生將人工裝置和光合作用的過程及場(chǎng)所聯(lián)系，綜合分析解答。
3．（2020年浙江省高考生物試卷（7月選考)·25）將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反應(yīng)介質(zhì)溶液中，測(cè)量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時(shí)間內(nèi)單位葉綠素含量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是（ ）

A．測(cè)得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率
B．若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測(cè)得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏大
C．若該植物較長(zhǎng)時(shí)間處于遮陰環(huán)境，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B-C段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似
D．若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A-B段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似
【答案】A
【解析】
【分析】
葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，需要保證完整的結(jié)構(gòu)，才能正常進(jìn)行光合作用；外界濃度過高，導(dǎo)致葉綠體失水，降低光合速率；光合產(chǎn)物積累過多，也會(huì)導(dǎo)致光合速率下降 。
【詳解】
A、測(cè)得植物葉片的光合速率是葉片的總光合速率減去葉片的呼吸速率，而分離得到的葉綠體的光合速率，就是總光合速率，A正確；
B、破碎葉綠體，其葉綠素釋放出來，被破壞， 導(dǎo)致消耗二氧化碳減少，測(cè)得的光合速率與無破碎葉綠體的相比，光合速率偏小，B錯(cuò)誤；
C、若該植物較長(zhǎng)時(shí)間處于遮陰環(huán)境，光照不足，光反應(yīng)減弱，影響碳反應(yīng)速率，蔗糖合成一直較少， C錯(cuò)誤；
D、若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片光合作用產(chǎn)生的蔗糖不能運(yùn)到花瓣，在葉片積累，光合速率下降，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B-C段對(duì)應(yīng)的關(guān)系相似，D錯(cuò)誤。故選A。
4．（2021湖南高考生物試卷·18）圖a為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，圖b為葉綠體中某種生物膜的部分結(jié)構(gòu)及光反應(yīng)過程的簡(jiǎn)化示意圖。回答下列問題：

（1）圖b表示圖a中的______結(jié)構(gòu)，膜上發(fā)生的光反應(yīng)過程將水分解成O2、H+和e-，光能轉(zhuǎn)化成電能，最終轉(zhuǎn)化為______和ATP中活躍的化學(xué)能。若CO2濃度降低．暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP+減少，則圖b中電子傳遞速率會(huì)______（填“加快”或“減慢”）。
（2）為研究葉綠體的完整性與光反應(yīng)的關(guān)系，研究人員用物理、化學(xué)方法制備了4種結(jié)構(gòu)完整性不同的葉綠體，在離體條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用Fecy或DCIP替代NADP+為電子受體，以相對(duì)放氧量表示光反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。

葉綠體A：雙層膜結(jié)構(gòu)完整
葉綠體B：雙層膜局部受損，類囊體略有損傷
葉綠體C：雙層膜瓦解，類囊體松散但未斷裂
葉綠體D：所有膜結(jié)構(gòu)解體破裂成顆粒或片段
實(shí)驗(yàn)一：以Fecy為電子受體時(shí)的放氧量
100
167.0
425.1
281.3
實(shí)驗(yàn)二：以DCIP為電子受體時(shí)的放氧量
100
106.7
471.1
109.6
注：Fecy具有親水性，DCIP具有親脂性。
據(jù)此分析：
①葉綠體A和葉綠體B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，葉綠體雙層膜對(duì)以_________（填“Fecy”或“DCIP”）為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用，得出該結(jié)論的推理過程是_________。
②該實(shí)驗(yàn)中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C，表明在無雙層膜阻礙、類囊體又松散的條件下，更有利于_________，從而提高光反應(yīng)速率。
③以DCIP為電子受體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)葉綠體A、B、C和D的ATP產(chǎn)生效率的相對(duì)值分別為1、0.66、0.58和0.41。結(jié)合圖b對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋_________。
【答案】（1）類囊體 NADPH 減慢 （2）Fecy 實(shí)驗(yàn)一中葉綠體B雙層膜局部受損時(shí)，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時(shí)，實(shí)驗(yàn)二中葉綠體B雙層膜局部受損時(shí)，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時(shí)無明顯差異 類囊體上的色素吸收光能 ATP的合成依賴于氫離子順濃度類通過囊體薄膜上的ATP合酶，葉綠體A、B、C、D類囊體薄膜的受損程度依次增大，因此ATP的產(chǎn)生效率逐漸降低
【分析】
圖a表示葉綠體的結(jié)構(gòu)，圖b中有水的光解和ATP的生成，表示光合作用的光反應(yīng)過程。
【詳解】
（1）光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，即圖b表示圖a的類囊體膜，光反應(yīng)過程中，色素吸收的光能最終轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能，若二氧化碳濃度降低，暗反應(yīng)速率減慢，葉綠體中電子受體NADP+減少，則圖b中的電子去路受阻，電子傳遞速率會(huì)減慢。
（2）①比較葉綠體A和葉綠體B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)一中葉綠體B雙層膜局部受損時(shí)，以Fecy為電子受體的放氧量明顯大于雙層膜完整時(shí)，實(shí)驗(yàn)二中葉綠體B雙層膜局部受損時(shí)，以DCIP為電子受體的放氧量與雙層膜完整時(shí)無明顯差異，說明葉綠體的雙層膜對(duì)以Fecy為電子受體的光反應(yīng)有明顯阻礙作用。
②在無雙層膜阻礙、類囊體松散的條件下，更有利于類囊體上的色素吸收光能，從而提高光反應(yīng)速率，所以該實(shí)驗(yàn)中，光反應(yīng)速率最高的是葉綠體C。
③根據(jù)圖b可知，ATP的合成依賴于氫離子順濃度類通過囊體薄膜上的ATP合酶，葉綠體A、B、C、D類囊體薄膜的受損程度依次增大，因此ATP的產(chǎn)生效率逐漸降低。
【點(diǎn)睛】
解答本題可結(jié)合生物學(xué)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的基本觀點(diǎn)。葉綠體中類囊體薄膜有最大的膜面積，有利于色素分布和吸收光能，類囊體松散時(shí)避免了相互的遮擋，更有利于色素吸收光能。
5．（2020年山東省高考生物試卷（新高考)·21）人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽能合成糖類，相關(guān)裝置及過程如下圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過程相同。

（1）該系統(tǒng)中執(zhí)行相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為________________。
（2）若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________________ （填：增加或減少）。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是________________。
（3）在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量________________ （填：高于、低于或等于）植物，原因是________________。
（4）干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。
【答案】（1）模塊1和模塊2 五碳化合物（或：C5）
（2）減少 模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP+不足
（3）高于 人工光合作用系統(tǒng)沒有呼吸作用消耗糖類(或：植物呼吸作用消耗糖類)
（4）葉片氣孔開放程度降低，CO2的吸收量減少
【解析】
【分析】
1、光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較：
比較項(xiàng)目
光反應(yīng)
暗反應(yīng)
場(chǎng)所
類囊體薄膜
葉綠體基質(zhì)
條件
色素、光、酶、水、ADP、Pi
多種酶、CO2、ATP、[H]
反應(yīng)產(chǎn)物
[H]、O2、ATP
有機(jī)物、ADP、Pi、NADP+、水
物質(zhì)變化
水的光解：2H2O4[H]+O2
ATP的生成：ADP+Pi+光能ATP
CO2的固定：CO2+C52C3
C3的還原：2C3（CH2O）+C5
能量變化
光能→電能→ATP中活躍的化學(xué)能
ATP中活躍的化學(xué)能→糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
實(shí)質(zhì)
光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，水光解產(chǎn)生O2和[H]
同化CO2形成（CH2O）
聯(lián)系
①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATP；
②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP+；
③?光反應(yīng)與暗反應(yīng)相互偶聯(lián)，離開了彼此均會(huì)受阻，即無光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進(jìn)行。若無暗反應(yīng)，有機(jī)物無法合成，同樣光反應(yīng)也會(huì)停止。
2、分析題圖，模塊1將光能轉(zhuǎn)化為電能，模塊2將電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能，模塊3將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類（穩(wěn)定的化學(xué)能），結(jié)合光合作用的過程可知，模塊1和模塊2相當(dāng)于光反應(yīng)階段，模塊3相當(dāng)于暗反應(yīng)階段。在模塊3中，CO2和甲反應(yīng)生成乙的過程相當(dāng)于暗反應(yīng)中CO2的固定，因此甲為C5，乙為C3。
【詳解】
（1）葉綠體中光反應(yīng)階段是將光能轉(zhuǎn)化成電能，再轉(zhuǎn)化成ATP中活躍的化學(xué)能，題圖中模塊1將光能轉(zhuǎn)化為電能，模塊2將電能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能，兩個(gè)模塊加起來相當(dāng)于葉綠體中光反應(yīng)的功能。在模塊3中，CO2和甲反應(yīng)生成乙的過程相當(dāng)于暗反應(yīng)中CO2的固定，因此甲為五碳化合物（或C5）。
（2）據(jù)分析可知乙為C3，氣泵突然停轉(zhuǎn)，大氣中CO2無法進(jìn)入模塊3，相當(dāng)于暗反應(yīng)中CO2濃度降低，短時(shí)間內(nèi)CO2濃度降低，C3的合成減少，而C3仍在正常還原，因此C3的量會(huì)減少。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，模塊3中CO2的量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致暗反應(yīng)的產(chǎn)物ADP、Pi和NADP+不足，無法正常供給光反應(yīng)的需要，因此模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變。（3）糖類的積累量=產(chǎn)生量-消耗量，在植物中光合作用產(chǎn)生糖類，呼吸作用消耗糖類，而在人工光合作用系統(tǒng)中沒有呼吸作用進(jìn)行消耗，因此在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，該系統(tǒng)糖類的積累量要高于植物。（4）在干旱條件下，植物為了保住水分會(huì)將葉片氣孔開放程度降低，導(dǎo)致二氧化碳的吸收量減少，因此光合作用速率降低。
【點(diǎn)睛】本題主要考查了光合作用過程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的區(qū)別與聯(lián)系，以及影響光合作用速率的因素，需要考生識(shí)記相關(guān)內(nèi)容，聯(lián)系圖中三個(gè)模塊中能量和物質(zhì)的變化，結(jié)合題干進(jìn)行分析。
6．（2020年江蘇省高考生物試卷·27）大豆與根瘤菌是互利共生關(guān)系，下圖所示為大豆葉片及根瘤中部分物質(zhì)的代謝、運(yùn)輸途徑，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：

（1）在葉綠體中，光合色素分布在__________上；在酶催化下直接參與CO2固定的化學(xué)物質(zhì)是H2O和__________。
（2）上圖所示的代謝途徑中，催化固定CO2形成3-磷酸甘油酸（PGA）的酶在__________中，PGA還原成磷酸丙糖（TP）運(yùn)出葉綠體后合成蔗糖，催化TP合成蔗糖的酶存在于__________。
（3）根瘤菌固氮產(chǎn)生的NH3可用于氨基酸的合成，氨基酸合成蛋白質(zhì)時(shí)，通過脫水縮合形成__________鍵。
（4）CO2和N2的固定都需要消耗大量ATP。葉綠體中合成ATP的能量來自__________；根瘤中合成ATP的能量主要源于__________的分解。
（5）蔗糖是大多數(shù)植物長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕袡C(jī)物，與葡萄糖相比，以蔗糖作為運(yùn)輸物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是__________。
【答案】（1）類囊體（薄）膜 C5 （2）葉綠體基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) （3）肽 （4）光能 糖類 （5）非還原糖較穩(wěn)定
【解析】
【分析】
本題主要考查光合作用、蛋白質(zhì)合成及ATP的有關(guān)知識(shí)。依據(jù)有關(guān)知識(shí)，結(jié)合題圖可以順利解決本題的問題。
【詳解】（1）在葉綠體中，光反應(yīng)在類囊體薄膜上進(jìn)行，色素吸收光能，光合色素分布在類囊體薄膜上；暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，在酶催化下從外界吸收的CO2和基質(zhì)中的五碳化合物結(jié)合很快形成二分子三碳化合物；（2）據(jù)圖所示可知，CO2進(jìn)入葉綠體基質(zhì)形成PGA，推知催化該過程的酶位于葉綠體基質(zhì)；然后PGA被還原，形成TP，TP被運(yùn)出葉綠體，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中TP合成為蔗糖，可推知催化該過程的酶存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；（3）NH3中含有N元素，可以組成氨基酸中的氨基，氨基酸的合成蛋白質(zhì)時(shí)，通過脫水縮合形成肽鍵；（4）光合作用的光反應(yīng)中，葉綠體的色素吸收光能，將ADP和Pi合成為ATP；根瘤菌與植物共生，從植物根細(xì)胞中吸收有機(jī)物，主要利用糖類作原料進(jìn)行細(xì)胞呼吸，釋放能量，合成ATP；（5)葡萄糖是單糖，而蔗糖是二糖，以蔗糖作為運(yùn)輸物質(zhì)，其溶液中溶質(zhì)分子個(gè)數(shù)相對(duì)較少，滲透壓相對(duì)穩(wěn)定，而且蔗糖為非還原糖，性質(zhì)較穩(wěn)定。
7．圖示曲線表示夏季時(shí)，某植物體在不同程度遮光條件下凈光合速率的日變化。據(jù)圖分析下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．一天中適當(dāng)遮光均會(huì)顯著增強(qiáng)凈光合速率
B．a(chǎn)～b段葉肉細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場(chǎng)所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
C．M點(diǎn)時(shí)該植物體內(nèi)葉肉細(xì)胞消耗的CO2量一般大于該細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量
D．6：30左右在不遮光的條件下限制該植物光合速率的主要因素是CO2濃度
【答案】C
【解析】
【分析】
根據(jù)題干信息和圖形分析，該實(shí)驗(yàn)的自變量是時(shí)間和遮光程度，因變量是凈光合速率。遮光條件下，植物的凈光合速率表現(xiàn)為不斷增加最后趨于穩(wěn)定，且遮光3o%的凈光合速率高于遮光80%；而不遮光條件下，植物會(huì)出現(xiàn)凈光合速率下降的現(xiàn)象，其主要原因是中午光照太強(qiáng)，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，進(jìn)而導(dǎo)致二氧化碳吸收不足引起的。
【詳解】
據(jù)圖分析，在5：30至7：30間，30%遮光時(shí)的凈光合速率較不遮光的低，A錯(cuò)誤；a～b段位于圖中80%遮光曲線上，此時(shí)凈光合速率小于0，即光合作用強(qiáng)度小于呼吸作用強(qiáng)度，結(jié)合題圖可知，此時(shí)該植物能進(jìn)行光合作用，故a～b段葉肉細(xì)胞內(nèi)合成[H]的場(chǎng)所不僅有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，還有葉綠體，B錯(cuò)誤；M點(diǎn)80%遮光時(shí)該植物體凈光合速率等于0，也就是植物體內(nèi)所有能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞消耗的CO2量等于所有細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量，但是就葉肉細(xì)胞來說，其光合作用消耗的CO2量一般大于該細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2量，C正確；6：30左右在不遮光的條件下該植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的提高而提高，說明此時(shí)限制該植物光合速率的主要因素是光照強(qiáng)度，而非CO2濃度，D錯(cuò)誤。
8．某生物興趣小組的同學(xué)在20℃和相同的光照強(qiáng)度條件下，以菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料，用不同濃度的NaHCO3溶液控制CO2濃度，進(jìn)行了“探究CO2濃度對(duì)光合作用影響”的實(shí)驗(yàn)，獲得如下圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（葉圓片大小相同，實(shí)驗(yàn)前葉圓片細(xì)胞間隙中的氣體已抽出；NaHCO3溶液濃度變化對(duì)溶液pH的影響忽略不計(jì)）。請(qǐng)回答下列問題：

（1）該小組同學(xué)在進(jìn)行上述正式實(shí)驗(yàn)前，先將NaHCO3溶液濃度梯度設(shè)置為0、1%、2%、3%、4%，每組放入20片葉圓片，其他條件均與上述正式實(shí)驗(yàn)相同，2min時(shí)得到的結(jié)果如下表。
NaHCO3溶液濃度
0
1%
2%
3%
4%
上浮葉圓片數(shù)量/片
0
11
4
3
0
該實(shí)驗(yàn)是預(yù)實(shí)驗(yàn)，其目的是________________________。4min后，除蒸餾水組葉圓片未見上浮外，其他組葉圓片均有上浮。NaHCO3溶液在常溫下能分解產(chǎn)生CO2，有人認(rèn)為葉圓片上浮是由CO2氣泡附著引起的。為此實(shí)驗(yàn)小組另設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，最好選擇上表中濃度為___________的NaHCO3溶液進(jìn)行對(duì)照，將20片葉圓片放到溶液中后進(jìn)行遮光處理；若結(jié)果為___________________，則說明NaHCO3溶液產(chǎn)生的CO2不足以引起葉圓片的上浮。
（2）由曲線圖可以看出，20℃條件下，NaHCO3溶液濃度為________時(shí)最有利于葉圓片進(jìn)行光合作用，在此濃度下若適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，則4min時(shí)上浮的葉圓片數(shù)量可能會(huì)____________。當(dāng)NaHCO3溶液濃度大于1%時(shí)，上浮的葉圓片數(shù)量減少，其原因可能是________________________________。
（3）在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，若要使得到的曲線更光滑，變化趨勢(shì)更細(xì)致，則應(yīng)進(jìn)行的操作是_______________________________________________°
【答案】（1）檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性，并確定正式實(shí)驗(yàn)時(shí)NaHCO3溶液濃度的大致范圍 4% 4min后未見葉圓片上浮
（2）1% 增加 隨著NaHCO3溶液濃度升高，部分葉圓片細(xì)胞滲透失水過多，光合速率隨之下降
（3）縮小NaHCO3溶液濃度梯度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)
【解析】
【分析】分析曲線圖，隨著NaHCO3溶液濃度的逐漸增大，光合作用先增大后減小，因此上浮的葉片數(shù)先增多后減少。
【詳解】（1）預(yù)實(shí)驗(yàn)是為正式實(shí)驗(yàn)摸索條件，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和可行性，并確定正式實(shí)驗(yàn)時(shí)NaHCO3溶液濃度的大致范圍。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)NaHCO3溶液為4%時(shí)，上浮葉圓片數(shù)量0，因此選擇上表中濃度為4%的NaHCO3溶液進(jìn)行對(duì)照，因?yàn)檎诠馓幚?，植物不進(jìn)行光合作用，不產(chǎn)生氧氣。若4min后未見葉圓片上浮，則說明NaHCO3溶液產(chǎn)生的CO2不足以引起葉圓片的上浮。
（2）根據(jù)曲線可知，20℃條件下，當(dāng)NaHCO3溶液濃度為1% 時(shí)上浮葉圓片數(shù)量最多，最有利于葉圓片進(jìn)行光合作用。在此濃度下若適當(dāng)增加光照強(qiáng)度，光合作用增強(qiáng)，則4min時(shí)上浮的葉圓片數(shù)量可能會(huì)增加。當(dāng)NaHCO3溶液濃度大于1%時(shí)，隨著NaHCO3溶液濃度升高，部分葉圓片細(xì)胞滲透失水過多，光合速率隨之下降，因此上浮的葉圓片數(shù)量減少。
（3）當(dāng)把NaHCO3溶液濃度梯度縮小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，可以使得到的曲線更光滑，變化趨勢(shì)更細(xì)致。
【點(diǎn)睛】
要從分析曲線特征以及表格數(shù)據(jù)找出光合作用和葉圓片上浮數(shù)量之間的關(guān)系。
9．光照是影響植物進(jìn)行光合作用的主要因素之一。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題：
（1）與正常植株相比，缺失葉黃素的植株在給予__________（填“藍(lán)紫光”或“紅光”）照射時(shí)，光吸收差異不顯著。光合色素吸收光能的用途有__________________________________________________。
（2）在光照強(qiáng)度、總光照時(shí)間相同條件下，對(duì)甲、乙兩組同種、長(zhǎng)勢(shì)一致的植株分別進(jìn)行光照和黑暗間隔1s交替的處理、一直給予光照的處理，其他條件相同且適宜，則兩組植株中長(zhǎng)勢(shì)較好的最可能是__________，原因是____________________________________________________________。
（3）科學(xué)家以綠藻和藍(lán)藻為材料，做了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：①單獨(dú)用紅光照射；②單獨(dú)用遠(yuǎn)紅光照射；③在紅光的條件下，然后補(bǔ)充遠(yuǎn)紅光，單位時(shí)間氧氣釋放量分別為A、B、C，結(jié)果如下圖所示。已知其他條件相同且適宜，則該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明_____________________________________（答兩點(diǎn)）。

注：箭頭向上和向下分別表示光照的開和關(guān)
【答案】（1）紅光 將水分解成氧和[H]；轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在ATP中的化學(xué)能
（2）甲組 兩組光反應(yīng)時(shí)間相同，但甲組暗反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)
（3）植物可利用紅光和遠(yuǎn)紅光進(jìn)行光合作用；紅光和遠(yuǎn)紅光同時(shí)照射植物時(shí)，光合作用強(qiáng)度大于分別單獨(dú)照射時(shí)的總和
【解析】
【分析】
光合作用過程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)可利用光能將水分解成氧和[H]，同時(shí)形成ATP，場(chǎng)所為葉綠體的類囊體薄膜，暗反應(yīng)可進(jìn)行二氧化碳的固定和還原，其中還原過程需要光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，暗反應(yīng)的場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)。
【詳解】
（1）葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，葉黃素和胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，不吸收紅光，故與正常植株相比，缺失葉黃素的植株在給予紅光照射時(shí)，光吸收差異不顯著。光合色素吸收的光能一方面可將水分解成氧和[H]，另一方面還可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在ATP中的化學(xué)能。
（2）甲組植株進(jìn)行的是光照和黑暗間隔1s交替的處理、乙組一直給予光照的處理，其它條件相同且適宜，由于兩組光反應(yīng)時(shí)間相同，但甲組暗反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)光反應(yīng)的產(chǎn)物利用的更充分，合成的有機(jī)物更多，所以兩組植株中長(zhǎng)勢(shì)較好的最可能是甲組。
（3）單獨(dú)用紅光照射和單獨(dú)用遠(yuǎn)紅光照射時(shí)，氧氣釋放量都增加，說明植物可利用紅光和遠(yuǎn)紅光進(jìn)行光合作用；在紅光的條件下，然后補(bǔ)充遠(yuǎn)紅光，單位時(shí)間氧氣釋放量均比兩種光單獨(dú)使用時(shí)釋放的多，且大于兩種光單獨(dú)使用時(shí)釋放氧氣的和，即可以說明紅光和遠(yuǎn)紅光同時(shí)照射植物時(shí)，光合作用強(qiáng)度大于分別單獨(dú)照射時(shí)的總和。
【點(diǎn)睛】
本題考查影響光合作用的因素，意在考查考生的識(shí)圖能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。
10．當(dāng)干旱發(fā)生時(shí)，植物氣孔會(huì)出現(xiàn)不同程度的關(guān)閉，并可將信息傳遞給周圍其他植株。為探究是地上信息還是地下信息，某興趣小組將3組長(zhǎng)勢(shì)一致的盆栽豌豆等距排列，第2組與第3組通過管道連接，化學(xué)信息可以通過管子進(jìn)行交流，第1組與第2組的根部不聯(lián)系。用高濃度甘露醇澆灌第2組（高滲溶液，模擬干旱），1h后測(cè)定各組的氣孔開度?；卮鹣铝袉栴}：
（1）氣孔出現(xiàn)關(guān)閉，將導(dǎo)致植物體光合速率下降，其原因是_______________。
（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在一處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)指出___________。
（3）若實(shí)驗(yàn)過程的錯(cuò)誤修復(fù)，預(yù)期可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論。
①___________，則說明是地下信息；
②___________，則說明是地上信息；
③______________________。
【答案】（1）植物吸收的CO2減少，C3生成減少，暗反應(yīng)減慢，從而致使光合速率下降
（2）甘露醇溶液處理前應(yīng)分別測(cè)定3組的氣孔開度
（3）①若第1組氣孔開度前后變化不大（不變），而第2組和第3組氣孔開度都出現(xiàn)明顯降低
②若3組的氣孔開度都出現(xiàn)明顯降低，且第1組和第3組下降程度相同（接近）
③若3組的氣孔開度都出現(xiàn)明顯降低，且第3組比第1組下降程度更大，則說明既有地上信息也有地下信息
【解析】
【分析】該實(shí)驗(yàn)的自變量是為是否干旱、能否傳遞信息，因變量是各組的氣孔開度，第2組與第3組通過管道連接，化學(xué)信息可以通過管子進(jìn)行交流，第1組與第2組的根部不聯(lián)系，不能進(jìn)行信息交流，用高濃度甘露醇澆灌第2組（高滲溶液，模擬干旱），1h后測(cè)定各組的氣孔開度，進(jìn)一步分析即可。
【詳解】
（1）氣孔出現(xiàn)關(guān)閉后，植物吸收的CO2減少，則二氧化碳固定生成的C3減少，暗反應(yīng)減慢，從而致使光合速率下降將導(dǎo)致植物體光合速率下降。
（2）該實(shí)驗(yàn)的自變量是為是否干旱、能否傳遞信息，因變量是各組的氣孔開度，為排除自身生物因素的干擾，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中甘露醇溶液處理前應(yīng)分別測(cè)定3組原來的氣孔開度。
（3）若實(shí)驗(yàn)過程中甘露醇溶液處理前分別測(cè)定了3組原來的氣孔開度，則預(yù)期可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論為：
①若第1組氣孔開度前后變化不大（不變），而第2組和第3組氣孔開度都出現(xiàn)明顯降低，由于第1組與第2組的根部不聯(lián)系，第2組與第3組通過管道連接，地下部分的化學(xué)信息可以通過管子進(jìn)行交流，則說明是地下信息；
②若3組的氣孔開度都出現(xiàn)明顯降低，且第1組和第3組下降程度相同（接近），雖然第3組與第2組的根部聯(lián)系，但結(jié)果和第1組相近，則說明是地上信息；
③若既有地上信息也有地下信息，由于第3組能接受兩方面的信息，第1組只接受地上信息，故結(jié)果應(yīng)為3組的氣孔開度都出現(xiàn)明顯降低，且第3組比第1組下降程度更大。
【點(diǎn)睛】本題以實(shí)驗(yàn)為背景，考查光合作用的相關(guān)知識(shí)及探究實(shí)驗(yàn)，意在考查考生的實(shí)驗(yàn)過程及步驟的分析能力、信息轉(zhuǎn)換能力和理解能力。
11．植物的葉肉細(xì)胞在光下合成糖，以淀粉的形式儲(chǔ)存。通常認(rèn)為若持續(xù)光照，淀粉的積累量會(huì)增加。但科研人員有了新的發(fā)現(xiàn)。
（1）葉肉細(xì)胞吸收的CO2，在____________中被固定形成C3，C3在____________階段產(chǎn)生的____________的作用下，形成三碳糖，進(jìn)而合成__________進(jìn)行運(yùn)輸，并進(jìn)一步合成淀粉。
（2）科研人員給予植物48小時(shí)持續(xù)光照，測(cè)定葉肉細(xì)胞中的淀粉量，結(jié)果如圖1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映出淀粉積累量的變化規(guī)律是____________。

（3）為了解釋（2）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，研究人員提出了兩種假設(shè)。
假設(shè)一：當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉含量達(dá)到一定值后，淀粉的合成停止。
假設(shè)二：當(dāng)葉肉細(xì)胞內(nèi)淀粉含量達(dá)到一定值后，淀粉的合成與降解同時(shí)存在。
為驗(yàn)證假設(shè)，科研人員測(cè)定了葉肉細(xì)胞的CO2吸收量和淀粉降解產(chǎn)物——麥芽糖的含量，結(jié)果如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持上述哪一種假設(shè)？請(qǐng)運(yùn)用圖中證據(jù)進(jìn)行闡述。________________________________________________________________________。
（4）為進(jìn)一步確定該假設(shè)成立，研究人員在第12小時(shí)測(cè)得葉肉細(xì)胞中的淀粉含量為a，為葉片光合作用通入僅含13C標(biāo)記的13CO2四小時(shí)，在第16小時(shí)測(cè)得葉肉細(xì)胞中淀粉總量為b，13C標(biāo)記的淀粉含量為c。若淀粉量a、b、c的關(guān)系滿足____________（用關(guān)系式表示），則該假設(shè)成立。
【答案】（1）葉綠體基質(zhì) 光反應(yīng) ATP和[H] 蔗糖
（2）最初一段時(shí)間內(nèi)，隨著持續(xù)光照時(shí)間增加而逐漸增加，之后幾乎不增加
（3）支持假設(shè)二。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，葉肉細(xì)胞持續(xù)（或并未停止）吸收CO2，淀粉降解量快速增加，說明合成和降解同時(shí)存在
（4）b-a

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