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专题六光合作用高考生物(北京市选考专用)A组自主命题·北京卷题组五年高考1.(2018北京理综,3,6分)光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中 ()A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气答案D光反应过程中,光合色素利用光能,将水分解成[H]和氧气,同时在有关酶的催化作用下,ADP与Pi发生化学反应,生成ATP,A、C错误,D正确;[H]将DCIP还原,使之由蓝色逐渐变为无色,B错误。素养解读本题通过相似情境的基础判断形式考查辨认、比较能力,突出体现分析与推理的科学思维。易错警示此[H]非彼[H]光反应过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅱ(NADPH),而细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。2.(2017北京理综,2,6分)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的是 ()A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25℃C.在0~25℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是10~50℃答案D本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力。由图可知,该植物呼吸作用的最适温度约为55℃,而光合作用的最适温度约为30℃,因此,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A正确;由图可知,净光合作用的最适温度约为25℃,B正确;观察题图中曲线可知,在0~25℃范围内,总光合速率上升快于呼吸速率,因此,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50℃时,净光合速率为负值,植物不能生长,D错误。素养解读本题通过相似情境的实验探究形式考查辨认、解读能力,突出体现分析与推理的科学思维。3.(2016北京理综,5,6分)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。 与本实验相关的错误叙述是 ()A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响答案CCO2被固定形成C3,进而被还原为光合产物,是在叶肉细胞的叶绿体基质中完成的,A正确;分析图示可知,该植物生殖器官发育早期,营养器官中所含14C量占植株14C总量的比例较高,说明此时期光合产物大部分被分配到营养器官,B正确;由图示可知遮光70%条件下,在生殖器官发育早期,分配到营养器官的光合产物较多,只有在生殖器官发育晚期,分配到生殖器官和营养器官的光合产物量才较为接近,C错误;分析题干信息和图示均可看出本实验的目的是研究光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响,D正确。素养解读本题通过陌生情境的基础判断形式考查辨认、比较能力,突出体现归纳与概括的科学思维。审题方法该题以柱形图的形式呈现了光强(光照强度)对植株的不同发育期中光合产物在生殖器官和营养器官间分配的情况。解题时,可通过比较分析,寻找单一变量对实验结果的影响,以获取解题的关键信息。4.(2009北京理综,4,6)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如图)。下列相关叙述不正确的是 ()A.小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关B.CO2浓度在100mg·L-1时小麦几乎不固定CO2C.CO2浓度大于360mg·L-1后玉米不再固定CO2D.C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2答案C由图可知,在图示的CO2浓度范围内,小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关。CO2浓度在100mg·L-1时,C3植物小麦几乎不固定CO2,而C4植物玉米固定CO2量较高,可见C4植物比C3植物能更有效地利用低浓度CO2。当CO2浓度大于360mg·L-1时,玉米的CO2固定量已达到CO2最大固定量,不再增加,而不是不再固定CO2。5.(2019北京理综,31,16分)光合作用是地球上最重要的化学反应,发生在高等植物、藻类和光合细菌中。(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应吸收的。在碳(暗)反应中,RuBP羧化酶(R酶)催化CO2与RuBP(C5)结合,生成2分子C3。影响该反应的外部因素,除光照条件外还包括(写出两个);内部因素包括(写出两个)。(2)R酶由8个大亚基蛋白(L)和8个小亚基蛋白(S)组成。高等植物细胞中L由叶绿体基因编码并在叶绿体中合成,S由细胞核基因编码并在中由核糖体合成后进入叶绿体,在叶绿体的中与L组装成有功能的酶。(3)研究发现,原核生物蓝藻(蓝细菌)R酶的活性高于高等植物。有人设想通过基因工程技术将蓝藻R酶的S、L基因转入高等植物,以提高后者的光合作用效率。研究人员将蓝藻S、L基因转入某高等植物(甲)的叶绿体DNA中,同时去除甲的L基因。转基因植株能够存活并生长。检测结果表明,转基因植株中的R酶活性高于未转基因的正常植株。①由上述实验能否得出“转基因植株中有活性的R酶是由蓝藻的S、L组装而成”的推测?请说明理由。②基于上述实验,下列叙述中能够体现生物统一性的选项包括。a.蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质b.蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定c.蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成d.在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同答案(16分)(1)光能温度、CO2浓度R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(其中两个)(2)细胞质基质(3)①不能。转入蓝藻S、L基因的同时没有去除甲的S基因,无法排除转基因植株R酶中的S是甲的S基因表达产物的可能性。②a、b、c解析(1)地球上生命活动所需的能量主要来源于光反应中色素分子吸收的光能;影响暗反应的外部因素有CO2浓度和温度等,内部因素有C5含量和R酶含量、R酶活性等。(2)S蛋白由核基因编码,在细胞质中由核糖体合成后进入叶绿体;R酶在暗反应中发挥作用,其存在于叶绿体基质中,所以在叶绿体基质中S与L组装成有功能的酶。(3)①去除甲的L基因后,甲的S基因仍存在,所以转基因植株中有活性的R酶可能是由甲的S基因表达出来的S蛋白与蓝藻L基因表达出来的L蛋白组装而成的。②蓝藻与甲都以DNA作为遗传物质、蓝藻与甲都以R酶催化CO2的固定、蓝藻R酶大亚基蛋白可在甲的叶绿体中合成均可体现生物统一性,在蓝藻与甲的叶肉细胞中R酶组装的位置不同,不能体现生物统一性。据此选a、b、c。素养解读本题借助光合作用与核糖体相关知识,考查考生获取信息、解决问题的能力;通过与暗反应相关酶的分析体现了科学思维素养中的演绎与推理要素。知识拓展线粒体和叶绿体都含有少量的DNA和RNA,它们具有半自主性,能合成一部分蛋白质和酶,因此线粒体和叶绿体被称为半自主性细胞器。6.(2015北京理综,31,16分)研究者用仪器检测拟南芥叶片在光—暗转换条件下CO2吸收量的变化,每2s记录一个实验数据并在图中以点的形式呈现。 (1)在开始检测后的200s内,拟南芥叶肉细胞利用光能分解,同化CO2。而在实验的整个过程中,叶片可通过将储藏在有机物中稳定的化学能转化为和热能。(2)图中显示,拟南芥叶片在照光条件下CO2吸收量在μmol·m-2·s-1范围内,在300s时CO2达到2.2μmol·m-2·s-1。由此得出,叶片的总(真正)光合速率大约是μmolCO2·m-2·s-1。(本小题所填数值保留至小数点后一位)(3)从图中还可看出,在转入黑暗条件下100s以后,叶片的CO2释放,并达到一个相对稳定的水平,这提示在光下叶片可能存在一个与在黑暗中不同的呼吸过程。(4)为证明叶片在光下呼吸产生的CO2中的碳元素一部分来自叶绿体中的五碳化合物,可利用技术进行研究。答案(1)水(H2O)细胞呼吸ATP中活跃的化学能(2)0.2~0.6释放量2.4~2.8(3)逐渐减少(4)14C同位素示踪解析(1)有光条件下,叶肉细胞既进行光合作用,又进行呼吸作用。光合作用过程分解H2O,同化CO2。呼吸作用过程则将储藏在有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。(2)分析题图,拟南芥叶片在照光条件下,CO2吸收量在0.2~0.6μmol·m-2·s-1范围内,此值为净光合速率。在300s时CO2的释放量达到2.2μmol·m-2·s-1,该值为呼吸速率,则得出叶片的总(真正)光合速率约为2.2+(0.2~0.6)=2.4~ ·s-1)。(3)由图知,转入黑暗条件下100s后,叶片CO2释放量逐渐减少,随后达到一个相对稳定水平。(4)为追踪CO2中C元素的来源,可利用同位素标记法进行研究。222.8(molCOm素养解读本题通过陌生情境的实验探究形式考查辨认、比较的理解能力和推理、归因的应用能力,突出体现解读、推理的科学思维。方法技巧关于坐标系中的图形分析类的题目,在解题时,首先分析清楚自变量(横坐标)与因变量(纵坐标)的关系,然后结合光合作用与呼吸作用的相关原理进行分析,以获取解题的关键信息,从而使题目迎刃而解。7.(2013北京理综,29,16分)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。 图1图2(1)光合作用碳(暗)反应利用光反应产生的ATP和,在中将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。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是。(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中增加。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,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,则支持上述推测。答案(1)[H](或NADPH)叶绿体基质(2)逐渐下降28(3)淀粉和蔗糖含量输出量(4)抑制(5)未遮光的光合产物含量下降,光合速率上升解析(1)光合作用过程中碳(暗)反应发生在叶绿体基质中,需要光反应为其提供ATP和[H]。(2)由图1信息可知,随去除棉铃的百分率提高,叶片光合速率降低;本实验用不去除棉铃的一组作为对照组,其CO2固定速率相对值是28。(3)由于光合产物会被运输到棉铃等器官并被利用,去除棉铃后,叶片光合产物的输出量降低、利用量减少,进而在叶片中积累,因此叶片中淀粉和蔗糖的含量增加。(4)由1、2两图信息可知,去除棉铃后光合产物积累,而CO2固定速率降低,说明叶片中光合产物的积累会抑制光合作用。(5)为验证光合产物能抑制光合作用,需设置一组及时运走光合产物的实验组进行对照,即去除棉铃(保证单一变量)且对部分叶片遮光处理(消耗和利用未遮光叶片的光合产物),若未遮光叶片与只去除棉铃植株的叶片相比,其光合产物含量下降、光合速率上升,则可验证上述结论是正确的。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点1捕获光能的色素和结构1.(2019江苏单科,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答案D本题以光合色素提取分离的相关知识为信息载体,考查了验证简单的生物学事实,对实验现象进行分析、解释的能力;试题通过对实验试剂、操作、结果的设问,体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。光合色素提取过程中加入的CaCO3可保护叶绿素,过量不会破坏叶绿素