全国版2021高考生物一轮复习第二单元细胞代谢专题六光合作用备考练含解析.docx

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1、专题六光合作用考点1光合色素和叶绿体1.2019江苏,17,2分 如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是()A.研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C.在敞开的烧杯中进行层析时,需通风操作D.实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b近三年高考对色素提取的考查有不同角度的创新,如本题将绿叶中色素的提取与蓝藻中色素的提取相结合进行考查,而2017年天津卷第5题将叶绿体和液泡中的色素进行对比考查,预计今后还可能从其他角度进行考查,值得重视。2.2017全国卷,3,6分植物光合作用的作用光谱是通过

2、测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的本题材料来自教材必修1 P99中叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图,注意叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。如果对教材中的图记忆不准确,不注意挖掘图解细节类胡萝卜素不吸收红光,就很容易误判A选项。考点2光合作用的原理及其应用3.2019全国卷,3,6分将一株

3、质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中,一段时间后植株达到40 g,其增加的质量来自于()A.水、矿质元素和空气B.光、矿质元素和水C.水、矿质元素和土壤D.光、矿质元素和空气本题以人教版教材七年级上册P121海尔蒙特的实验为背景,探究了组成生物体物质的来源、与植物生长有关的细胞代谢活动等,多角度分析细胞代谢与生物生命活动的关系,从而形成生命观念和科学探究等核心素养。4.2017天津理综,6,6分某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。叙述错误的是()A.光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野

4、生型B.光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型C.光照强度低于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D.光照强度高于P时,限制突变型光合速率的主要环境因素是CO2浓度近几年高考试题对“影响植物光合速率的环境因素”的考查,已从“单一自变量的影响”向“多自变量的影响”转变,这应该是今后高考重点考查的方向。这样设置考查题目,可充分体现新高考对科学思维和科学探究等核心素养的要求。5.2018全国卷,30节选,7分为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性,某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片,分别测定其净光合速率,结果如图所示。据图回答问题:(1)从图可知,A叶片是树冠(填“上

5、层”或“下层”)的叶片,判断依据是。(2)光照强度达到一定数值时,A叶片的净光合速率开始下降,但测得放氧速率不变,则净光合速率降低的主要原因是光合作用的反应受到抑制。光合作用是高考的核心知识,且常考常新,近两年更是另辟蹊径,更注重理论联系实际,例如本题通过上下层叶片的遮挡作用考查光照强度对光合作用的影响。如不联系实际,不明白上层叶片可以遮挡下层叶片,则解答本题的难度就会增大。另外,还要认真审题,看清两坐标图纵轴数值不同,否则也容易错答。6.2018浙江11月选考,30节选,3分 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100 mmol/L NaCl的完全营养液进行培养

6、,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)。.2018浙江4月选考,30节选,6分在“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表。品种光照处理叶绿素a含量(mg/cm2)叶绿素b含量(mg/cm2)类胡萝卜素总含量(mg/cm2)光合作用速率mol CO2/(m2s)A正常光照1.810.421.024.59A弱光照0.990.250.462.60B正常光照1.390.270.

7、783.97B弱光照3.803.040.622.97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。(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,自上而下的第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。高考对光合作用相关知识的考查常结合实验或图像进行,主要考查影响光合作用的直接因素和间接因素。本题第题通过气孔导度考查影响光合作用的间接因素,第

8、题结合实验和表格信息考查直接因素光照强度对光合作用的影响。解答第题的关键是根据实验结果找出弱光处理后品种B的叶绿素a和叶绿素b的含量显著升高,从而判断其更耐荫。7.2017全国卷,30,9分植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段

9、时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是。解答本题的关键是构建数学模型,即将CO2补偿点的相关文字信息转换成甲、乙两种植物的CO2补偿点图形并简单绘出,在此基础上进行解题。从而也落实考查了考生科学思维等核心素养。专题探究光合作用和细胞呼吸的综合分析8.2018江苏,29,9分如图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指H),请回答下列问题:(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为,其中大多数高等植物的需在光照条件下合成。(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在(填场所)组装;核编码的Ru

10、bisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在(填场所)组装。(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为后进入乙,继而在乙的(填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的(填场所)转移到ATP中。(4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括(填序号)。C3的还原内外物质运输H2O裂解释放O2酶的合成所有涉及光合作用的试题,都直接或间接地考查光合作用过程图解的相关知识,本题也不例外。解答第(4)小题时易漏选,主要是因为没有注意题目设置的一个前提条件“乙产生的ATP被甲利用”,可见,打破思维定式,从题目

11、限定条件入手是突破本小题的关键。9.2018全国卷,29节选,7分回答下列问题:(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是 。 (3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度(填“高”或“低”)。本题通过叶面积系数考查影响光合速率和呼吸速率的内部因素,注重联系实际,体现了学以致用的高考改革思想,落实社会责任这一核心素养

12、的考查。分析题图,以a、b为界线分析a、b前后群体光合速率、群体呼吸速率和群体干物质积累速率的变化是解题的关键。牢记“群体”而不是个体也有助于理解题意。10.2016全国卷,31,8分BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。试管编号1234567水草无有有有有

13、有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050 min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:(1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至 7号试管的实验结果是由引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是(填“可靠的”或“不可靠的”)。(2)表中X代表的颜色应为(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是 。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草 。结合实验考查光合作用和呼吸作用的

14、关系是高考常见的题型。解答此类试题首先要根据实验目的判断自变量、因变量和无关变量,然后通过比较实验组和对照组的结果,分析自变量和因变量的关系,写出实验结论。如根据“距日光灯的距离”可以判断本实验的自变量为光照强度,进而再据题意作答。 考点1光合色素和叶绿体 考法1 光合色素的种类、功能及提取实验分析命题角度1色素的种类、吸收光谱与功能考情回顾 1.2019全国卷,T29(1)节选叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素。2.2019浙江4月选考,T30(2)节选分析叶绿素a的吸收光谱可知,其主要吸收可见光中的蓝紫光和红光。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低温抑制叶绿素的合成有关

15、。3.2018全国卷,T29(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的类囊体膜上,该物质主要捕获可见光中的蓝紫光和红光。4.2017海南,T10C若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生()提示:叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用。5.2017天津理综,T5A、B(题干信息:叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是)用无水乙醇提取叶绿体中的色素()提示:月季叶绿体中含有的叶绿素和类胡萝卜素为脂溶性,能溶于有机溶剂,故可用无水乙醇提取叶绿体中的色素;用水做层析液观察花青苷的色素带()提示:月季成熟的紫红色

16、叶片中含有的花青苷能溶于水,可用水作为层析液观察花青苷的色素带。6.2016全国卷,T4C、D通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用()提示:光合作用所利用的光都是可见光;黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的()。1 2019海南,9,2分下列关于高等植物光合作用的叙述,错误的是A.光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能B.红光照射时,胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素aC.光反应中,将光能转变为化学能需要有ADP的参与D.红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用光合作用的暗反应阶段不能直接利用光能,需要利用光反应阶段形成的H和ATP,A正确;胡萝卜素不能吸收

17、红光,B错误;光反应中,将光能转变为ATP中活跃的化学能,需要有ADP和Pi及ATP合成酶的参与,C正确;红光照射时,叶绿素b吸收的光能可用于光合作用,光能可以转变为ATP中活跃的化学能,D正确。B命题角度2绿叶中色素的提取与分离考情回顾 1.2019浙江4月选考,T30(2)节选在“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,滤纸条自上而下两条带中的色素合称为类胡萝卜素。2.2018全国卷,30(3)若要比较A、B两种新鲜叶片中叶绿素的含量,在提取叶绿素的过程中,常用的有机溶剂是无水乙醇。3.2016全国卷,T4A叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中()。2 2016

18、江苏,17,2分下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失提取色素时,应在研磨前加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素,A项错误;菜叶剪碎不够充分,提取的滤液中色素的含量少,分离结果中色素带变窄,但分离得到的色素种类不变,B项正确;在研磨时分次加入10 mL乙醇比一次性加入10 mL乙醇的效果好,C项错误;层析完毕后应迅速记录结果的原因是叶绿素在光下容

19、易分解,并不是叶绿素会随溶剂挥发消失,D项错误。B1.2019四川雅安模拟下列有关图中曲线的叙述,正确的是()A.“绿叶中色素的提取和分离”实验中,四种光合色素均可用层析液提取B.光合色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸条上扩散速度越慢C.光照由450 nm转为550 nm后,叶绿体类囊体薄膜上的ATP产量将会增多D.光照由550 nm迅速转为670 nm后,短时间内叶绿体中C3的含量将会减少 考点2光合作用的原理及其应用 考法2 光合作用过程的综合分析命题角度3光反应和暗反应的过程分析3 2015安徽理综,2,6分如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图,下列叙述正确的是A.CO2的固定实质上

20、是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被H还原,再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的催化作用下,可再形成C5D.光照强度由强变弱时,短时间内C5含量会升高 在C3的还原过程中存在ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定化学能的过程,故A项错误;结合题图可知,CO2在与C5结合后生成C3的情况下才能被ATP和H还原,故B项错误;依图示,C3还原过程中,在生成(CH2O)的同时,伴随着C5的形成,故C项正确;当光照强度减弱时,H和ATP的生成量减少,C5的合成量减少,但其仍然通过CO2的固定过程被消耗,因此短时间内C5含量减少,故D项错误。C命题角度4环境因素骤变对

21、光合作用中物质含量变化的影响4 2016天津理综,2,6分在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升C.绿光,H下降 D.绿光,C5上升(1)挖掘题干关键信息:改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射、瞬间发生变化的物质。(2)规划解题思路:根据光源的改变推导光能的吸收量光反应产物(H和ATP)的变化暗反应过程中物质含量的变化。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光,吸收的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光,光反应增强,叶绿体内产生的AT

22、P和H增多,C3的还原加快,此时CO2的固定仍以原来的速率进行,导致未被还原的C3减少,故A、B项错误;将白光改为光照强度相同的绿光,光反应减弱,短时间内叶绿体内产生的ATP和H减少,而C3的还原仍以原来的速率消耗H和ATP,则短时间内H含量会下降,故C项正确;H和ATP的减少必然会导致C3还原生成C5减慢,此时CO2的固定仍以原来的速率消耗C5,则短时间内C5的含量会下降,故D项错误。C2.6分在光照等适宜的条件下,将培养在CO2浓度为1%的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相对浓度的变化趋势如图。回答下列问题:(1)图中物质A是(填“C3”或

23、“C5”)。(2)将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是。(3)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(填“高”或“低”),其原因是。考法3 影响光合作用的因素和应用分析1.内部因素由遗传特性决定。由于不同种类植物光合色素的种类及含量存在差异、光合作用相关酶的活性及最适条件不同、叶片结构或叶肉细胞结构差别较大等,造成了不同植物的光合速率存在差异。2.外部直接因素(1)光照强度,通过直接影响H和ATP的合成速率,进而影响暗反应速率。(2)CO2浓度,通过影响C3的合成速率,进而影响光反应速率及C3的还原速率。(3)温度,

24、主要通过影响暗反应速率而影响整个反应进程的顺利进行。3.外部间接因素其他环境因素大都通过影响光照强度、CO2吸收量、温度来影响光合速率,如干旱通过影响气孔开闭来影响光合速率、种植密度通过影响光照强度来影响光合速率等。命题角度5内部因素对光合速率的影响5 2015江苏,27,8分为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性,研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的净光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量,结果如图所示。请回答下列问题。图1图2(1)图1的净光合速率是采用叶龄一致的叶片,在相同的实验条件下,测得的单位时间、单位叶面积的释放量。(2)光合作用过程中,CO2与C5结合生成,消耗的C

25、5由经过一系列反应再生。(3)由图可知,P1的叶片光合作用能力最强,推断其主要原因有:一方面是其叶绿素含量较高,可以产生更多的;另一方面是其蛋白质含量较高,含有更多的 。(4)栽培以后,P2植株干重显著大于对照,但籽实的产量并不高,最可能的生理原因是 。(1)叶龄属于影响光合速率的内在因素,温度、CO2浓度和光照强度等属于影响光合速率的环境因素。由图1可知自变量是温度,CO2浓度和光照强度属于无关变量,应保持相同且适宜。可用单位时间、单位叶面积的O2释放量来代表净光合速率。(2)在光合作用的暗反应阶段,CO2与C5结合生成的C3被H还原,该还原过程同时会再生成一定量的C5。(3)图2显示,P1

26、叶片中叶绿素含量较高,能吸收更多的光能,生成更多的H和ATP;同时P1叶片中蛋白质含量也较高,含有更多的参与光合作用的酶,这两方面导致P1叶片光合作用的能力较强。(4)P2植株的干重(有机物)较大但籽实的产量并不高,可能的原因是P2植株的光合作用能力较强,但其向籽实运输的有机物量较少。(1)光照强度、 CO2浓度O2(2)C3C3(3)H和ATP参与光合作用的酶(4)P2光合作用能力强,但向籽实运输的光合产物少命题角度6外部因素对光合速率的直接影响(热点角度)6 2016全国卷,30,8分 为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲

27、组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题: (1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是。(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是。(1)当光照强度低于a时,甲组植物的

28、光合作用强度随光照强度的增大而增大,因此甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,说明此时限制光合作用的因素不是光照强度,应是CO2浓度或温度,因此要提高甲组的光合作用强度,可以考虑的措施是适当提高CO2浓度。(3)由题图可知,经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组;若是由遗传物质改变造成的,则可遗传给子代,即子代在甲组条件下光合速率应低于甲组;若是由低光照引起的,遗传物质不变,则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时,其光合作用曲线与甲组的相同,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是

29、由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。(1)光照强度(2)CO2浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的名师点睛在外界因素影响光合作用强度的曲线中,达到饱和点前,主要限制因素是横坐标所代表的因素;达到饱和点之后,主要的限制因素是除横坐标所代表的因素之外的其他因素。有时也有例外,如本题中光照强度为b时,限制乙组光合作用强度的因素不能按常规思路认为是“除横坐标所代表的因素之外的其他因素”,而是引起两曲线之间差异的因素光照强度。母题变式探究核心素养新命题1.科学思维分析与推断(1)图中光合作用强度指净光合作用强度(填“总光合作用强度”或“净

30、光合作用强度”)。(2)当光照强度为a时,乙组植株叶肉细胞中产生H的结构有细胞质基质、线粒体和叶绿体。2.科学思维模型与建模如果将题中甲组曲线改为CO2浓度为1%,乙组曲线改为CO2浓度为0.03%,如图所示,据图分析回答问题:(1)ab段影响光合作用强度的主要因素是光照强度,判断依据是随光照强度的增大,光合作用强度增大。(2)曲线中d点突然转向b点时,短时间内叶绿体中C5浓度降低(填“升高”或“降低”),原因是CO2浓度突然增大,短时间内C5的消耗速率增大,但合成速率不变。3.2020辽宁五校联考将某植物放在透明密闭容器内,给予不同的光照条件,定时检测密闭容器中CO2含量,下列说法错误的是

31、()时间(s)CO2含量(mg)条件050100150黑暗340347354361遮光75%340342344346遮光25%340332324316全光照340336332328A.不同组别的温度必须相同B.本实验中该植物生长的适宜光照条件是遮光25%C.在遮光75%的条件下,光照强度是限制该植物光合作用的主要因素D.100150 s全光照条件下植物固定CO2的总量为4 mg命题角度7外部因素对光合速率的间接影响(热点角度)7 2019全国卷,29,12分将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回

32、答下列问题。(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力。(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现这种变化的主要原因是 。(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。本题的难点是实验设计,要设计实验验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,需要设置两组实验:一是证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的,二是证明干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。(1)经干旱处理后,根细胞的溶质浓度增大,细

33、胞内渗透压增大,对水分子吸引力增大,植物根细胞的吸水能力增强。(2)据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小,导致叶片细胞吸收CO2减少,暗反应减弱,因此光合速率会下降。(3)根据题意分析可知,实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,故实验应分为两部分:证明干旱条件下植物气孔开度变化不是缺水引起的;证明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体植株(不能合成ABA),自变量应分别为正常条件和缺水环境、植物体中ABA的有无,因变量均为气孔开度变化,据此设计实验。取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后

34、,再测定气孔开度,预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化,即干旱条件下植物气孔开度变化不是由缺水引起的。将上述经干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度,预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。可说明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。(1)增强(2)降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)实验思路:取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱

35、处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。考点扫描 以新情境信息考查影响光合作用的因素影响光照强度的新情境2018全国卷第30题,研究树冠上、下层叶片的光合速率随光照强度变化而变化的情况2018全国卷第30题,研究了合理密植与作物增产的问题,同时探究了适于种植在林下的植物所应具备的特点2018浙江4月选考第30题则研究了光照强度对不同植物中色素合成的影响等影响二氧化碳吸收速率的新情境2016四川卷第5题研究了胞间CO2浓度与光合速率的关系2017全国卷第30

36、题研究了密闭容器中两种植物光合速率变化问题,其实质是随着光合作用的持续进行,二氧化碳浓度在持续减小,进而影响光合速率2016全国卷第29题,探究了影响光合作用的主要因素是温度还是空气湿度4.2020山西太原名校模拟,10分研究人员利用番茄研究高温下空气湿度对番茄光合作用的影响。研究人员在每天10:0016:00设置三个空气湿度处理,即高湿度(70%)、中湿度(55%)、低湿度(40%),实验期间平均温度为35 ,分别测量处理7天和14天的实验数据,实验结果如表:处理时间(d)湿度处理净光合速率(molm-2s-1)气孔导度(molm-2s-1)胞间CO2浓度(molmol-1)气孔限制值7低5

37、.220.213610.115中7.270.523940.063高9.760.303810.07214低1.680.074210.085中2.070.043830.167高4.430.113770.154*气孔限制值=1-胞间CO2浓度/空气中CO2浓度。(1)CO2会参与光合作用的反应, CO2需要与反应而被固定。(2)通过分析处理7 d的数据可知,空气湿度较低时,气孔导度较,胞间CO2浓度较小,推测此时净光合作用速率较低的原因是 。(3)进一步研究不同湿度下的叶温发现,高湿度组叶温要显著低于低湿度组。处理14 d 时,高湿度组相较于低湿度组的胞间CO2浓度降低,气孔限制值增大。这说明湿度增

38、大,除了气孔导度增大,有利于相关气体的吸收以外,还增强了,从而促进光合速率的提高。 (4)根据以上实验结果分析,在农业生产中可以通过来降低“光合午休”现象。题型剖析2 借助其他学科思想,解答光合作用曲线题8 2019安徽六安联考改编 将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室中,调节小室CO2浓度,在较低的光照强度下测定叶片光合作用的强度(以CO2吸收速率表示),测定结果如图。下列相关叙述正确的是A.如果光照强度适当降低,a点左移,b点左移B.如果光照强度适当降低,a点左移,b点右移C.如果光照强度适当增强,a点右移,b点右移D.如果光照强度适当增强,a点左移,b点右移本题是在较低光照强度下测定的叶

39、片光合作用的强度,图中的a表示该植物的CO2补偿点,b表示CO2饱和点。当光照强度适当降低时,净光合作用积累有机物的量减少,“三角形abc”的面积减小,因此a点沿横轴右移,b点左移;当光照强度适当增强时,净光合作用积累有机物的量增大,“三角形abc”的面积增大,因此a点沿横轴左移,b点右移。D一题多解借助数学模型快速解决b点的移动问题:光照增强单位时间利用的CO2量增多达到饱和时,单位时间对CO2需求量增多b点右移反映在图中表现为“三角形”面积增大;若光照减弱,则b点左移,反映在图中表现为“三角形”面积减小。2.巧用“模型构建法”解读数学模型9 2019黑龙江哈尔滨师大附中期中图1表示水稻的叶

40、肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时(其他条件不变且适宜),单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化,图2表示叶肉细胞中叶绿体和线粒体两种细胞器间的气体交换,请回答下列问题。图1图2(1)除图中所示条件外,影响光合作用的外界因素还有(至少回答两点)。(2)水稻叶肉细胞的呼吸作用强度(用CO2产生量表示)为个单位。光照强度为b、c时,可分别用图2中的 、表示。(3)若光照强度长期为c,该绿色植物 (填“能”或“不能”)正常生长,请说明理由:。(1)图中研究的是不同光照强度对光合作用的影响,另外影响光合作用的因素还有温度、CO2浓度等。(2)图1中光照强度为a时没有O2产生,故此时叶肉细胞只进

41、行细胞呼吸,呼吸作用强度为 6个单位。光照强度为b时,呼吸作用强度是光合作用强度的2倍,即光合作用强度小于呼吸作用强度,可对应图2中丙图;光照强度为c时,O2产生总量等于呼吸作用释放的CO2量,即光合作用强度等于呼吸作用强度,可用图2中的乙表示。(3)光照强度为c时,叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度,但其他部位细胞进行呼吸作用消耗有机物,所以若光照强度长期为c,该绿色植物不能正常生长。(1)温度、CO2浓度等(答出两点即可)(2)6丙乙(3)不能光照强度为c时,叶肉细胞的光合作用强度等于呼吸作用强度,但其他部位细胞进行呼吸作用消耗有机物,所以若光照强度长期为c,该绿色植物不能正常生长素养

42、提升 科学思维之模型与建模构建数学模型研究光合作用强度与其影响因素之间的关系是最常见的试题。解答此类试题,需要灵活运用数学思想,构建新的数学模型(添加辅助线),使复杂问题简单化、隐含条件明朗化,从而大大提升科学思维这一核心素养。如解答本题时,通过做辅助线构建数学模型,可以直观比较四种光照强度下光合速率与细胞呼吸速率的大小(如图所示)。3.利用函数的增减性,分析影响光合作用强度的因素10 2018全国卷,30,9分甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度

43、过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是,判断的依据是。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是。(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的(填“O2”或“CO2”)不足。解答本题的关键在于依据题图分析出乙种植物的光饱和点及光补偿点都比甲低,在光照强度较低时乙更具有生长优势。(1)由题图可知,乙的光饱和点及光补偿点都比甲低,因此对于甲、乙两种植物,在光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于a时,甲种植物光合作用强度高于乙种植物,因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知,甲种植物的光饱和点较高,且随光照强度增大,甲种植物净光合速率变化的幅度较大。当甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,植株接