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专题03 光合作用-五年（2017-2021）高考生物真题分项汇编（浙江专用）（解析版）
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这是一份专题03 光合作用-五年（2017-2021）高考生物真题分项汇编（浙江专用）（解析版），共15页。
专题03 光合作用
【2021年6月】
23.渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
【答案】 A
【解析】 A由图可知与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率受到抑制。
参考资料：植物生理学报《低渗膨胀对菠菜完整叶绿体光合作用的影响》1995，叶济宇等。菠菜离体完整叶绿体需要合适的介质渗透压（约０．９ＭＰａ）以保持其较高的光合作用速率。当渗透压因降低介质中山梨醇浓度（从０．３３ｍｏｌ／Ｌ至０．１７ｍｏｌ／Ｌ）而降低时，叶绿体的完整率保持不变。低于临界渗透压（约０．５ＭＰａ），叶绿体被膜就发生破裂．并丧失ＣＯ２同化能力。在轻度低渗条件下，虽然叶绿体被膜未破，但依赖ＣＯ２的放氧速率已受抑制。渗透压在０．９ＭＰａ与０．５ＭＰａ之间，叶绿体依赖ＰＧＡ的放氧抑制，可由加入山梨醇至正常浓度（０．３３ｍｏｌ／Ｌ）而解除。膨涨叶绿体的ＡＴＰ合成水平与正常叶绿体相同，而ＮＡＤＰＨ形成速率则明显降低。利用能透过被膜的不同电子受体ＮＣ２、ＰＧＡ和ＯＡＡ发现，在膨胀叶绿体中，ＮＯ２的还原不受形响，而ＰＧＡ及ＯＡＡ的还原明显被抑制。我们推测，低渗膨胀叶绿体中光合作用的抑制，至少有一个原因是Ｆｄ－ＮＡＤＰ氧化还原酶作用的受阻。
27. （8分）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于__________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物__________的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物__________的成分。
（2）图甲的 O～A 段表明无机磷不是光合作用中__________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是_________；不论高磷、低磷，24h内淀粉含量的变化是__________。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是______________________________________________。为确定叶片光合产物的去向，可采用__________法。
【答案】 （1）液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸
（2）光反应 较低、较高 光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少
（3）淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比
14CO2的同位素示踪
【解析】 （1）光合作用基础知识，液泡含有无机磷，ATP和NADPH含有磷酸基团，三碳酸分子生成三碳糖磷酸。
（2）根据图甲高磷和低磷，O~A曲线重合，无机磷不会限制光合作用。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低、较高；不论高磷、低磷，24h内淀粉含量的变化是光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少.
（3）光电比色法，在选修一实验10，测定亚硝酸盐使用。
【2021年1月】
27．现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的产物有_________和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率_________，理由是_________。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
【答案】光密度值 高 高光强 吸能 ATP、NADPH 小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 360
【分析】
分析甲图，相同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，相同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，相同光强度下，温度在25℃之前，随着温度升高，绿藻放氧速率（净光合速率）加快。相同温度下，高光强的绿藻放氧速率（净光合速率）更大。
【详解】
（1）叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解（产生NADPH和氧气）和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【点睛】
解答此题需从图表中提取信息，分析表中反映自变量与因变量相应数据的变化规律和曲线的变化趋势。在此基础上结合题意对各问题情境进行分析解答。
【2020年7月】
25．将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
【答案】A
【分析】
叶绿体是光合作用的场所，需要保证完整的结构，才能正常进行光合作用；外界浓度过高，导致叶绿体失水，降低光合速率；光合产物积累过多，也会导致光合速率下降 。
【详解】
A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；
B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；
C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C错误；
D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。故选A。
27．以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：
（1）欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0．3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生__________现象来判断。
（2）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏__________色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的__________不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的__________。
（3）在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，__________有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂__________期细胞的染色体，原因是__________。
【答案】质壁分离 黄 移动速率 吸收光谱 轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究
【分析】
质壁分离为植物细胞常有的现象，质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分）分开。质壁分离的原理为：①浓度差的存在，引起细胞失水，②细胞壁的伸缩性小于原生质层，因此细胞发生质壁分离。色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质，色素的提取常采用菠菜为原料，光合色素是脂溶性的，因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为：研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】
（1）活的植物细胞能发生质壁分离，而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离，因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡，质壁分离现象明显，常用于进行质壁分离实验。
（2）碳酸钙有保护叶绿素的作用，未加碳酸钙，叶绿素被破坏，呈现类胡萝卜素的颜色，类胡萝卜素偏黄，故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素，被附着在滤纸条的同一条线上（滤液细线），随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散，且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率（扩散速率）而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线，就是该物质的吸收光谱。
（3）观察细胞中的染色体，需要将细胞分散开来，因此用10%盐酸对根尖进行解离，为了进一步使细胞分散开来，染色后，用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像，由于中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究，因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影，制作染色体组型图。
【点睛】
本题以实验为基础，从实验材料（洋葱和菠菜）出发，考查学生对质壁分离、光合色素的提取和分离以及有丝分裂实验的理解和掌握，要求学生理解实验原理，合理选择实验材料，在此基础上提升学生设计实验、创新选材的能力。
【2020年1月】
29．某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题：
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究_____。在相同时间内，用_____玻璃纸罩住的实验组释放量最少。光合色素主要吸收_____光，吸收的光能在叶绿体内将分解为___。
（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是_____，引起溶液pH的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时和三碳酸的含量与密封前相比分别为______。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将____，其主要原因是______。
【答案】光波长对光合作用的影响 绿色 红光和蓝紫 、和 黑藻将溶液中的转化为有机物 下降、下降 减弱、减弱 高温导致酶的结构改变，活性下降
【分析】
本实验的目的为探究环境因素对光合作用的影响，根据所给的实验材料可推知所要探究的环境因素有pH、光波长、光照强度等。
【详解】
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同波长的光，可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为、和。
（2）二氧化碳含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的转化为有机物，所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，会使外界二氧化碳不能及时补充，导致和三碳酸的含量与密封前相比均下降。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
【点睛】
本题考查光合作用，考查对叶绿体中色素种类、颜色、吸收光谱的识记和对光合作用影响因素的理解。
【2019年4月】
30．回答与光合作用有关的问题：
（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会______。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是______。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会______。研究发现 Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体______中。
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下前两条带中的色素合称为______。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的______光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与______抑制叶绿素的合成有关。
【答案】增加 ATP和 NADPH 增加 基质 类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温
【分析】
光合作用的速率受到各种因素影响，改变环境中的CO2含量会影响碳反应的速率以及3-磷酸甘油酸和RuBP的含量，碳反应的场所位于叶绿体基质中。
光合作用色素的提取和分离实验中，最终获得的滤纸条上为分离出的光合色素，自上而下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。
【详解】
（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量增加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停止CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中；
（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【2018年11月】
26．实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
【答案】B
【分析】
由“水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。”可知，DCIP被氢还原，可作为氢载体。 希尔反应可以测定DCIP溶液的颜色变化或测量生成氧气的释放速率。
【详解】
相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制效果较差，A错误；相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C错误；由题图可知，不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲，D错误。故选B。
【点睛】
能够根据题干得出希尔反应模拟了光合作用的光反应阶段，理清希尔反应的实验原理，结合题图分析解答本题。
30．光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用__________的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并__________标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物________。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当__________后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。
（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100mmol/LNaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是____________________。实验中设置了前后自身对照，还可设置__________作为空白对照。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用____________________（答出两点即可）。
【答案】同位素14 C标记 提取 分离 突然降低CO2浓度 NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显 不加NaCl的完全营养液 单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量
【分析】
1、在探究细胞代谢有关物质的来源与去向时，可采用同位素标记法。
2、由题图可知，采用100mmol/LNaCl处理时，植物幼苗的光合作用速率及气孔导度均减小。
【详解】
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，可以用14C标记 CO2，作为小球藻光合作用的原料。然后，每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇以杀死小球藻并提取被标记代谢产物。并采用双向纸层析分离被标记的代谢产物。为了判断固定CO2的物质是否为二碳分子，可突然降低CO2浓度，观测哪些化合物的含量升高。发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子，而是RuBP。
（2）由题图可知，在100mmol/LNaCl的完全营养液中，光合作用速率及气孔导度均下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显。本实验中设置了前后自身对照，还可设置不加NaCl的完全营养液作为空白对照。测量光合作用速率的指标可采用单位时间单位叶面积的O2释放量或CO2吸收量、单位时间单位叶面积的干物质积累量等。
【2018年4月】
26．各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHS03，24 h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是
A．寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递
B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C．转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D．喷施NaHS03促进光合作用．且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
【答案】D
【详解】
A.已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体内膜上[H]的传递，A错误；
B.ATP产生于光合作用的光反应，寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的类囊体薄膜，B错误；
C.对比分析（W＋H2O）与（T＋H2O）的实验结果可知：转Z基因提高光合作用的效率，对比分析（W＋寡霉素）与（T＋寡霉素）的实验结果可知：转Z基因可以减缓增加寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误；
D.对比分析（W＋H2O）、（W＋寡霉素）与（W＋NaHS03）的实验结果可知：喷施NaHS03能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。
故选D。
【点睛】
本题以反应实验结果的柱形图为依托，采用图文结合的形式考查学生对实验结果的分析能力。解答此类问题的关键是：①阅读题干，明确胁迫的内涵和寡霉素的作用。②从题图中提取有效信息：6组的光合速率及其处理的差异，以此为解题的切入点，运用所学实验设计的原则、有氧呼吸和光合作用等相关知识进行综合分析判断。
31．在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。
回答下列问题：
（1）据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照_______ ，导致其卡尔文循环中再生出_______的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的_______膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素，再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，向上而下的第4条色素带变_______，这有利于品种B利用可见光中较短波长的_______光。
（3）实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其_______来适应弱光环境。品种_______的耐荫性较高。
【答案】下降 RuBP 类囊体 宽 蓝紫 比例 B
【分析】
根据题意，实验目的是“探究环境因素对光合作用的影响”，所设置的同一品种的两组实验中，正常光照组为对照组，弱光照组为实验组，围绕题意和实验设计遵循的原则、绿叶中色素的提取和分离、光合作用过程及其影响因素等相关知识，对比分析实验组与对照组的相应实验数据，对相关问题进行解答。
【详解】
（1）分析表中信息可知：经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照下降，使其吸收的光能减少，光反应减弱，生成的[H]和ATP减少，致使卡尔文循环中的C3的还原减弱，再生出RuBP的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）光合色素位于叶绿体的类囊体膜中。用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，由上而下的第4条色素带是叶绿素b，叶绿素b主要吸收蓝紫光。表中信息显示：品种B的叶绿素b的含量，弱光照时高于正常光照，可见，分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素并用纸层析法进行分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4条色素带变宽，这有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。
（3）表中信息显示：弱光照时品种A的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照，而品种B却与之相反，这一结果表明：经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境，且品种B的耐荫性较高。
【点睛】
本题着重考查了影响光合作用的环境因素，意在考查学生审题能力，能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力，解答本题的关键是能从表格数据中分析得出光照与色素含量和比例之间的关系。
【2017年11月】
26．在黑暗条件下,将分离得到的类囊体放在pH=4的缓冲溶液中,使类囊体内外的pH相等,然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中,结果检测到有ATP的生成。根据实验分析,下列叙述正确的是
A．实验中溶液的H+均来自水的裂解
B．黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP
C．光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高
D．若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大,ATP生成量不变
【答案】C
【分析】
解答本题需要学生掌握光合作用的光反应过程的场所是类囊体薄膜，在光下水被分解为还原氢与氧气，同时合成ATP，且其合成ATP与膜内外存在H+梯度（H+浓度差）有关。
【详解】
黑暗条件下，植物不能吸收光能将水裂解出H+，A错误；黑暗条件下，植物不能进行光合作用，叶绿体中不能产生ATP，B错误；据题意可知类囊体腔内ph=4，类囊体外pH=8，故叶绿体类囊体膜内H+浓度高，C正确；类囊体对H+的通透性增大，其内的H+到类囊体外，使pH减小，ATP生成量减少，D错误。
33．为探究环境因素对光合作用的影响,进行了相关实验。取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,并将相同数量的叶圆片分别放入A~D四组烧杯中,在25℃环境中进行实验,实验内容与结果见下表。
注：“+”表示检出淀粉，“++”表示检出淀粉含量较高，“-”表示未检出淀粉
回答下列问题:
（1）本实验的可变因素是__________。
（2）如何去除植物叶片中的淀粉？__________
（3）据表分析,将CO2作为光合作用原料的是__________组。在植物体内,CO2转变为有机物的途径为__________循环,其产物可运至叶绿体外转变成__________,并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。叶肉细胞合成淀粉的场所是__________。而在块茎中,淀粉长期储存在__________中
【答案】葡萄糖和光照 暗处理 A、C 卡尔文 蔗糖 叶绿体基质 白色体
【详解】
试题分析：本题通过探究实验为背景，考查了光合作用的过程，意在考查对光合作用的理解和探究实验的分析能力。
（1）本实验是为了探究环境因素对光合作用的影响,自变量应该是植物体在实验中所处的环境，根据表格分析应该是液体成分和处理条件，即葡萄糖和光照。
（2）淀粉是植物在光下制造的有机物，植物的呼吸作用会消耗有机物，所以可以暗处理。
（3）据表分析,将CO2作为光合作用原料的是A、C组，因为只有A、C组有光照，可以进行光合作用。在植物体内,CO2转变为有机物的途径为卡尔文循环,其产物可运至叶绿体外转变成蔗糖,并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。叶肉细胞合成淀粉是光合作用的暗反应阶段，其场所是叶绿体基质。而在块茎中,淀粉长期储存在白色体中。
【2017年4月】
31．为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图
回答下列问题：
（1）本实验的因变量是________。由图中曲线对比可知，经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。
（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定________，可得到叶绿素a 的吸收光谱。
【答案】叶绿素含量 光+0℃ 红光和蓝紫光 遮光 碳酸钙 三、四 吸光率
【分析】
色素带在滤纸条上的分布， 从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。
【详解】
（1）根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温0℃+光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。这将导致叶绿素吸收的蓝紫光和红光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失。
（2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙。第4组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4条色素带（叶绿素a、叶绿素b）均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。
【点睛】
本题考查了影响光合作用的环境因素以及色素的提取和分离的实验，要求学生能够结合曲线的分析，确定实验的自变量和因变量，同时判断光照和温度对叶绿素含量的影响，掌握色素提取和分离的实验原理、方法和结果等。
专题03 光合作用
【2021年6月】
23.渗透压降低对菠菜叶绿体光合作用的影响如图所示，图甲是不同山梨醇浓度对叶绿体完整率和放氧率的影响，图乙是两种浓度的山梨醇对完整叶绿体 ATP 含量和放氧量的影响。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇为渗透压调节剂，0.33 mol·L-1时叶绿体处于等渗状态。据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A.与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率大小相似
B.渗透压不同、叶绿体完整率相似的条件下，放氧率差异较大
C.低渗条件下，即使叶绿体不破裂，卡尔文循环效率也下降
D.破碎叶绿体占全部叶绿体比例越大，放氧率越低
【答案】 A
【解析】 A由图可知与等渗相比，低渗对完整叶绿体 ATP合成影响不大，光合速率受到抑制。
参考资料：植物生理学报《低渗膨胀对菠菜完整叶绿体光合作用的影响》1995，叶济宇等。菠菜离体完整叶绿体需要合适的介质渗透压（约０．９ＭＰａ）以保持其较高的光合作用速率。当渗透压因降低介质中山梨醇浓度（从０．３３ｍｏｌ／Ｌ至０．１７ｍｏｌ／Ｌ）而降低时，叶绿体的完整率保持不变。低于临界渗透压（约０．５ＭＰａ），叶绿体被膜就发生破裂．并丧失ＣＯ２同化能力。在轻度低渗条件下，虽然叶绿体被膜未破，但依赖ＣＯ２的放氧速率已受抑制。渗透压在０．９ＭＰａ与０．５ＭＰａ之间，叶绿体依赖ＰＧＡ的放氧抑制，可由加入山梨醇至正常浓度（０．３３ｍｏｌ／Ｌ）而解除。膨涨叶绿体的ＡＴＰ合成水平与正常叶绿体相同，而ＮＡＤＰＨ形成速率则明显降低。利用能透过被膜的不同电子受体ＮＣ２、ＰＧＡ和ＯＡＡ发现，在膨胀叶绿体中，ＮＯ２的还原不受形响，而ＰＧＡ及ＯＡＡ的还原明显被抑制。我们推测，低渗膨胀叶绿体中光合作用的抑制，至少有一个原因是Ｆｄ－ＮＡＤＰ氧化还原酶作用的受阻。
27. （8分）不同光强度下，无机磷浓度对大豆叶片净光合速率的影响如图甲；16h光照，8h黑暗条件下，无机磷浓度对大豆叶片淀粉和蔗糖积累的影响如图乙。回答下列问题：
（1）叶片细胞中，无机磷主要贮存于__________，还存在于细胞溶胶、线粒体和叶绿体等结构，光合作用过程中，磷酸基团是光反应产物__________的组分，也是卡尔文循环产生并可运至叶绿体外的化合物__________的成分。
（2）图甲的 O～A 段表明无机磷不是光合作用中__________过程的主要限制因素。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是_________；不论高磷、低磷，24h内淀粉含量的变化是__________。
（3）实验可用光电比色法测定淀粉含量，其依据是______________________________________________。为确定叶片光合产物的去向，可采用__________法。
【答案】 （1）液泡 ATP和NADPH 三碳糖磷酸
（2）光反应 较低、较高 光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少
（3）淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比
14CO2的同位素示踪
【解析】 （1）光合作用基础知识，液泡含有无机磷，ATP和NADPH含有磷酸基团，三碳酸分子生成三碳糖磷酸。
（2）根据图甲高磷和低磷，O~A曲线重合，无机磷不会限制光合作用。由图乙可知，光照下，与高磷相比，低磷条件的蔗糖和淀粉含量分别是较低、较高；不论高磷、低磷，24h内淀粉含量的变化是光照下淀粉含量增加，黑暗下淀粉含量减少.
（3）光电比色法，在选修一实验10，测定亚硝酸盐使用。
【2021年1月】
27．现以某种多细胞绿藻为材料，研究环境因素对其叶绿素a含量和光合速率的影响。实验结果如下图，图中的绿藻质量为鲜重。
回答下列问题：
（1）实验中可用95%乙醇溶液提取光合色素，经处理后，用光电比色法测定色素提取液的_________，计算叶绿素a的含量。由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较_________，以适应低光强环境。由乙图分析可知，在_________条件下温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应是一种_________反应。光反应的产物有_________和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率比光反应产生O2的速率_________，理由是_________。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，则在该条件下每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成________μmol的3-磷酸甘油酸。
【答案】光密度值 高 高光强 吸能 ATP、NADPH 小 绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率 360
【分析】
分析甲图，相同光强度下，绿藻中的叶绿素a含量随温度升高而增多，相同温度下，低光强的的叶绿素a含量更高。
分析乙图，相同光强度下，温度在25℃之前，随着温度升高，绿藻放氧速率（净光合速率）加快。相同温度下，高光强的绿藻放氧速率（净光合速率）更大。
【详解】
（1）叶绿体中的4种光合色素含量和吸光能力存在差异，因此可以利用光电比色法测定色素提取液的光密度值来计算叶绿素a的含量；由甲图可知，与高光强组相比，低光强组叶绿素a的含量较高，以增强吸光的能力，从而以适应低光强环境；由乙图可知，低光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差不大，高光强条件下，不同温度下的绿藻放氧速率相差很大，因此在高光强条件下，温度对光合速率的影响更显著。
（2）叶绿素a可以吸收、传递、转化光能，故从能量角度分析，叶绿素a的含量直接影响光反应的速率。从能量角度分析，光反应需要消耗太阳能，光反应是一种吸能反应；光反应过程包括水的光解（产生NADPH和氧气）和ATP的合成，因此光反应的产物有ATP、NADPH和O2。
（3）图乙的绿藻放氧速率表示净光合速率，绿藻放氧速率等于光反应产生氧气的速率减去细胞呼吸消耗氧气的速率，因此图乙的绿藻放氧速率比光反应产生氧气的的速率小。
（4）绿藻在20℃、高光强条件下细胞呼吸的耗氧速率为30μmol·g-1·h-1，由乙图可知，绿藻放氧速率为150μmol·g-1·h-1，光合作用产生的氧气速率为180μmol·g-1·h-1，因此每克绿藻每小时光合作用消耗CO2为180μmol，因为1 分子的二氧化碳与 1 个 RuBP 结合形成2分子3-磷酸甘油酸。故每克绿藻每小时光合作用消耗CO2生成180 ×2=360μmol的3-磷酸甘油酸。
【点睛】
解答此题需从图表中提取信息，分析表中反映自变量与因变量相应数据的变化规律和曲线的变化趋势。在此基础上结合题意对各问题情境进行分析解答。
【2020年7月】
25．将某植物叶片分离得到的叶绿体，分别置于含不同蔗糖浓度的反应介质溶液中，测量其光合速率，结果如图所示。图中光合速率用单位时间内单位叶绿素含量消耗的二氧化碳量表示。下列叙述正确的是（ ）
A．测得的该植物叶片的光合速率小于该叶片分离得到的叶绿体的光合速率
B．若分离的叶绿体中存在一定比例的破碎叶绿体，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏大
C．若该植物较长时间处于遮阴环境，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似
D．若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中A-B段对应的关系相似
【答案】A
【分析】
叶绿体是光合作用的场所，需要保证完整的结构，才能正常进行光合作用；外界浓度过高，导致叶绿体失水，降低光合速率；光合产物积累过多，也会导致光合速率下降 。
【详解】
A、测得植物叶片的光合速率是叶片的总光合速率减去叶片的呼吸速率，而分离得到的叶绿体的光合速率，就是总光合速率，A正确；
B、破碎叶绿体，其叶绿素释放出来，被破坏， 导致消耗二氧化碳减少，测得的光合速率与无破碎叶绿体的相比，光合速率偏小，B错误；
C、若该植物较长时间处于遮阴环境，光照不足，光反应减弱，影响碳反应速率，蔗糖合成一直较少， C错误；
D、若该植物处于开花期，人为摘除花朵，叶片光合作用产生的蔗糖不能运到花瓣，在叶片积累，光合速率下降，叶片内蔗糖浓度与光合速率的关系与图中B-C段对应的关系相似，D错误。故选A。
27．以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：
（1）欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0．3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生__________现象来判断。
（2）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏__________色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的__________不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的__________。
（3）在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，__________有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂__________期细胞的染色体，原因是__________。
【答案】质壁分离 黄 移动速率 吸收光谱 轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究
【分析】
质壁分离为植物细胞常有的现象，质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分）分开。质壁分离的原理为：①浓度差的存在，引起细胞失水，②细胞壁的伸缩性小于原生质层，因此细胞发生质壁分离。色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质，色素的提取常采用菠菜为原料，光合色素是脂溶性的，因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为：研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
【详解】
（1）活的植物细胞能发生质壁分离，而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离，因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡，质壁分离现象明显，常用于进行质壁分离实验。
（2）碳酸钙有保护叶绿素的作用，未加碳酸钙，叶绿素被破坏，呈现类胡萝卜素的颜色，类胡萝卜素偏黄，故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素，被附着在滤纸条的同一条线上（滤液细线），随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散，且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率（扩散速率）而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线，就是该物质的吸收光谱。
（3）观察细胞中的染色体，需要将细胞分散开来，因此用10%盐酸对根尖进行解离，为了进一步使细胞分散开来，染色后，用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像，由于中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究，因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影，制作染色体组型图。
【点睛】
本题以实验为基础，从实验材料（洋葱和菠菜）出发，考查学生对质壁分离、光合色素的提取和分离以及有丝分裂实验的理解和掌握，要求学生理解实验原理，合理选择实验材料，在此基础上提升学生设计实验、创新选材的能力。
【2020年1月】
29．某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题：
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究_____。在相同时间内，用_____玻璃纸罩住的实验组释放量最少。光合色素主要吸收_____光，吸收的光能在叶绿体内将分解为___。
（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是_____，引起溶液pH的改变。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时和三碳酸的含量与密封前相比分别为______。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将____，其主要原因是______。
【答案】光波长对光合作用的影响 绿色 红光和蓝紫 、和 黑藻将溶液中的转化为有机物 下降、下降 减弱、减弱 高温导致酶的结构改变，活性下降
【分析】
本实验的目的为探究环境因素对光合作用的影响，根据所给的实验材料可推知所要探究的环境因素有pH、光波长、光照强度等。
【详解】
（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，来制造不同波长的光，可以用于探究光波长对光合作用的影响。由于叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O2释放量最少。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H2O分解为、和。
（2）二氧化碳含量可以改变溶液pH，黑藻将溶液中的转化为有机物，所以可以用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化。
（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，会使外界二氧化碳不能及时补充，导致和三碳酸的含量与密封前相比均下降。
（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，由于高温导致酶的结构改变，酶活性下降，其光合作用的强度和呼吸作用的强度均将减弱。
【点睛】
本题考查光合作用，考查对叶绿体中色素种类、颜色、吸收光谱的识记和对光合作用影响因素的理解。
【2019年4月】
30．回答与光合作用有关的问题：
（1）在“探究环境因素对光合作用的影响”活动中，正常光照下，用含有0.1%CO2的溶液培养小球藻一段时间。当用绿光照射该溶液，短期内小球藻细胞中3-磷酸甘油酸的含量会______。为3-磷酸甘油酸还原成三碳糖提供能量的物质是______。若停止CO2供应，短期内小球藻细胞中RuBP的含量会______。研究发现 Rubisco酶是光合作用过程中的关键酶，它催化CO2被固定的反应，可知该酶存在于叶绿体______中。
（2）在“光合色素的提取与分离”活动中，提取新鲜菠菜叶片的色素并进行分离后，滤纸条自上而下前两条带中的色素合称为______。分析叶绿素a的吸收光谱可知，其主要吸收可见光中的______光。环境条件会影响叶绿素的生物合成，如秋天叶片变黄的现象主要与______抑制叶绿素的合成有关。
【答案】增加 ATP和 NADPH 增加 基质 类胡萝卜素 蓝紫光和红 低温
【分析】
光合作用的速率受到各种因素影响，改变环境中的CO2含量会影响碳反应的速率以及3-磷酸甘油酸和RuBP的含量，碳反应的场所位于叶绿体基质中。
光合作用色素的提取和分离实验中，最终获得的滤纸条上为分离出的光合色素，自上而下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。
【详解】
（1）环境中的CO2含量增加，则会促进碳反应中CO2的固定这一环节，使3-磷酸甘油酸的含量增加；3-磷酸甘油酸还原成三碳糖是还原反应且消耗能量，所以提供能量的物质是ATP和NADPH；若停止CO2供应，则会使CO2固定的速率降低，反应消耗的RuBP会减少，故使得短期内小球藻细胞中RuBP的含量会增加；CO2被固定的反应发生在叶绿体基质，故Rubisco酶也是存在于叶绿体基质中；
（2）光合色素的分离和提取实验中，滤纸条自上而下两条带中的色素分别为胡萝卜素和叶黄素，合称类胡萝卜素；叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光；秋天叶片变黄主要是由于温度降低导致叶绿素的合成受到抑制。
【2018年11月】
26．实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著
B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强
C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能产生三碳糖
D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲
【答案】B
【分析】
由“水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。”可知，DCIP被氢还原，可作为氢载体。 希尔反应可以测定DCIP溶液的颜色变化或测量生成氧气的释放速率。
【详解】
相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制效果较差，A错误；相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体体的功能较强，B正确；除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C错误；由题图可知，不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲，D错误。故选B。
【点睛】
能够根据题干得出希尔反应模拟了光合作用的光反应阶段，理清希尔反应的实验原理，结合题图分析解答本题。
30．光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用__________的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并__________标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物________。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当__________后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。
（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100mmol/LNaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是____________________。实验中设置了前后自身对照，还可设置__________作为空白对照。测量光合作用速率的指标除本实验采用的之外，还可采用____________________（答出两点即可）。
【答案】同位素14 C标记 提取 分离 突然降低CO2浓度 NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显 不加NaCl的完全营养液 单位时间单位叶面积的O2释放量、单位时间单位叶面积的干物质积累量
【分析】
1、在探究细胞代谢有关物质的来源与去向时，可采用同位素标记法。
2、由题图可知，采用100mmol/LNaCl处理时，植物幼苗的光合作用速率及气孔导度均减小。
【详解】
（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，可以用14C标记 CO2，作为小球藻光合作用的原料。然后，每隔一定时间取样，用煮沸的甲醇以杀死小球藻并提取被标记代谢产物。并采用双向纸层析分离被标记的代谢产物。为了判断固定CO2的物质是否为二碳分子，可突然降低CO2浓度，观测哪些化合物的含量升高。发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子，而是RuBP。
（2）由题图可知，在100mmol/LNaCl的完全营养液中，光合作用速率及气孔导度均下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显。本实验中设置了前后自身对照，还可设置不加NaCl的完全营养液作为空白对照。测量光合作用速率的指标可采用单位时间单位叶面积的O2释放量或CO2吸收量、单位时间单位叶面积的干物质积累量等。
【2018年4月】
26．各取未转基因的水稻(W)和转Z基因的水稻(T)数株，分组后分别喷施蒸馏水、寡霉素和NaHS03，24 h后进行干旱胁迫处理（胁迫指对植物生长和发育不利的环境因素），测得未胁迫和胁迫8 h时的光合速率如图所示。已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。下列叙述正确的是
A．寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体外膜上[H]的传递
B．寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的基质
C．转Z基因提高光合作用的效率，且增加寡霉素对光合速率的抑制作用
D．喷施NaHS03促进光合作用．且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降
【答案】D
【详解】
A.已知寡霉素抑制光合作用和细胞呼吸中ATP合成酶的活性。寡霉素在细胞呼吸过程中抑制线粒体内膜上[H]的传递，A错误；
B.ATP产生于光合作用的光反应，寡霉素在光合作用过程中的作用部位是叶绿体中的类囊体薄膜，B错误；
C.对比分析（W＋H2O）与（T＋H2O）的实验结果可知：转Z基因提高光合作用的效率，对比分析（W＋寡霉素）与（T＋寡霉素）的实验结果可知：转Z基因可以减缓增加寡霉素对光合速率的抑制作用，C错误；
D.对比分析（W＋H2O）、（W＋寡霉素）与（W＋NaHS03）的实验结果可知：喷施NaHS03能够促进光合作用，且减缓干旱胁迫引起的光合速率的下降，D正确。
故选D。
【点睛】
本题以反应实验结果的柱形图为依托，采用图文结合的形式考查学生对实验结果的分析能力。解答此类问题的关键是：①阅读题干，明确胁迫的内涵和寡霉素的作用。②从题图中提取有效信息：6组的光合速率及其处理的差异，以此为解题的切入点，运用所学实验设计的原则、有氧呼吸和光合作用等相关知识进行综合分析判断。
31．在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物A、B两个品种，在正常光照和弱光照下进行实验，部分实验内容与结果见下表。
回答下列问题：
（1）据表推知，经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照_______ ，导致其卡尔文循环中再生出_______的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）表中的光合色素位于叶绿体的_______膜中。分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素，再用滤纸进行层析分离。与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，向上而下的第4条色素带变_______，这有利于品种B利用可见光中较短波长的_______光。
（3）实验结果表明，经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其_______来适应弱光环境。品种_______的耐荫性较高。
【答案】下降 RuBP 类囊体 宽 蓝紫 比例 B
【分析】
根据题意，实验目的是“探究环境因素对光合作用的影响”，所设置的同一品种的两组实验中，正常光照组为对照组，弱光照组为实验组，围绕题意和实验设计遵循的原则、绿叶中色素的提取和分离、光合作用过程及其影响因素等相关知识，对比分析实验组与对照组的相应实验数据，对相关问题进行解答。
【详解】
（1）分析表中信息可知：经弱光照处理，品种A的叶绿素总含量和类胡萝卜素总含量较正常光照下降，使其吸收的光能减少，光反应减弱，生成的[H]和ATP减少，致使卡尔文循环中的C3的还原减弱，再生出RuBP的量改变，从而影响光合作用速率。
（2）光合色素位于叶绿体的类囊体膜中。用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，由上而下的第4条色素带是叶绿素b，叶绿素b主要吸收蓝紫光。表中信息显示：品种B的叶绿素b的含量，弱光照时高于正常光照，可见，分别提取经两种光照处理的品种B的光合色素并用纸层析法进行分离，与正常光照相比，弱光照处理的滤纸条上，自上而下的第4条色素带变宽，这有利于品种B利用可见光中较短波长的蓝紫光。
（3）表中信息显示：弱光照时品种A的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照，而品种B却与之相反，这一结果表明：经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境，且品种B的耐荫性较高。
【点睛】
本题着重考查了影响光合作用的环境因素，意在考查学生审题能力，能识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力，并且具有一定的分析能力和理解能力，解答本题的关键是能从表格数据中分析得出光照与色素含量和比例之间的关系。
【2017年11月】
26．在黑暗条件下,将分离得到的类囊体放在pH=4的缓冲溶液中,使类囊体内外的pH相等,然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH=8的缓冲溶液中,结果检测到有ATP的生成。根据实验分析,下列叙述正确的是
A．实验中溶液的H+均来自水的裂解
B．黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATP
C．光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H+浓度较高
D．若使类囊体的脂双层对H+的通透性增大,ATP生成量不变
【答案】C
【分析】
解答本题需要学生掌握光合作用的光反应过程的场所是类囊体薄膜，在光下水被分解为还原氢与氧气，同时合成ATP，且其合成ATP与膜内外存在H+梯度（H+浓度差）有关。
【详解】
黑暗条件下，植物不能吸收光能将水裂解出H+，A错误；黑暗条件下，植物不能进行光合作用，叶绿体中不能产生ATP，B错误；据题意可知类囊体腔内ph=4，类囊体外pH=8，故叶绿体类囊体膜内H+浓度高，C正确；类囊体对H+的通透性增大，其内的H+到类囊体外，使pH减小，ATP生成量减少，D错误。
33．为探究环境因素对光合作用的影响,进行了相关实验。取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,并将相同数量的叶圆片分别放入A~D四组烧杯中,在25℃环境中进行实验,实验内容与结果见下表。
注：“+”表示检出淀粉，“++”表示检出淀粉含量较高，“-”表示未检出淀粉
回答下列问题:
（1）本实验的可变因素是__________。
（2）如何去除植物叶片中的淀粉？__________
（3）据表分析,将CO2作为光合作用原料的是__________组。在植物体内,CO2转变为有机物的途径为__________循环,其产物可运至叶绿体外转变成__________,并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。叶肉细胞合成淀粉的场所是__________。而在块茎中,淀粉长期储存在__________中
【答案】葡萄糖和光照 暗处理 A、C 卡尔文 蔗糖 叶绿体基质 白色体
【详解】
试题分析：本题通过探究实验为背景，考查了光合作用的过程，意在考查对光合作用的理解和探究实验的分析能力。
（1）本实验是为了探究环境因素对光合作用的影响,自变量应该是植物体在实验中所处的环境，根据表格分析应该是液体成分和处理条件，即葡萄糖和光照。
（2）淀粉是植物在光下制造的有机物，植物的呼吸作用会消耗有机物，所以可以暗处理。
（3）据表分析,将CO2作为光合作用原料的是A、C组，因为只有A、C组有光照，可以进行光合作用。在植物体内,CO2转变为有机物的途径为卡尔文循环,其产物可运至叶绿体外转变成蔗糖,并运到植物体其他部位供细胞利用。
（4）检测结果表明离体叶肉细胞可直接利用葡萄糖合成淀粉。叶肉细胞合成淀粉是光合作用的暗反应阶段，其场所是叶绿体基质。而在块茎中,淀粉长期储存在白色体中。
【2017年4月】
31．为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图
回答下列问题：
（1）本实验的因变量是________。由图中曲线对比可知，经________处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的________光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行________处理以减少叶绿素的损失。
（2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的________。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第________条色素带均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定________，可得到叶绿素a 的吸收光谱。
【答案】叶绿素含量 光+0℃ 红光和蓝紫光 遮光 碳酸钙 三、四 吸光率
【分析】
色素带在滤纸条上的分布， 从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。
【详解】
（1）根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温0℃+光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。这将导致叶绿素吸收的蓝紫光和红光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失。
（2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙。第4组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4条色素带（叶绿素a、叶绿素b）均明显变窄。
（3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。
【点睛】
本题考查了影响光合作用的环境因素以及色素的提取和分离的实验，要求学生能够结合曲线的分析，确定实验的自变量和因变量，同时判断光照和温度对叶绿素含量的影响，掌握色素提取和分离的实验原理、方法和结果等。
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