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专题６光合作用真题多维细目表真题涉分考点捕获光能的色素和结构光合作用的原理及应用光合作用与细胞呼吸题型难度设题情境试题结构素养要素２０１９课标全国Ⅱ，３１１１光合速率、细胞呼吸速率测定非选择中实例分析问题递进结果分析２０１９课标全国Ⅰ，２９１２影响光合作用的因素非选择难问题分析问题递进方案探讨２０１９课标全国Ⅰ，３６光合作用与植物生长选择易问题分析问题并列物质与能量观２０１８课标全国Ⅱ，３０８叶绿体色素的提取光对光合作用的影响非选择中坐标曲线问题递进分析与推断２０１８课标全国Ⅰ，３０９光强对光合作用的影响非选择中坐标曲线问题递进结果分析２０１８课标全国Ⅲ，２９９色素的分布和功能叶面积系数对光合作用的影响非选择中坐标曲线问题探讨归纳与概括２０１７课标全国Ⅱ，２９９光合作用与细胞呼吸的过程非选择中过程图示问题递进结构与功能观２０１７课标全国Ⅰ，３０９光补偿点非选择中实例分析问题递进结果分析２０１７课标全国Ⅲ，３６色素的作用选择中基础判断问题并列结构与功能观２０１６课标全国Ⅱ，３１８光合作用与细胞呼吸的变化非选择中表格数据问题递进结果分析２０１６课标全国Ⅱ，４６色素的合成和作用选择中基础判断问题并列结构与功能观２０１６课标全国Ⅰ，３０８光强对光合作用的影响非选择中坐标曲线问题递进结果分析２０１６课标全国Ⅲ，２９１０温度、湿度等对光合作用的影响非选择中表格数据问题递进演绎与推理２０１５课标全国Ⅰ，２９９光对光合作用的影响净光合作用非选择中实验对照问题递进结果分析总计五年均分２４４题／１４卷８题／１４卷５题／１４卷高考多结合模型、曲线、图表等形式的信息对光合作用过程、影响因素、色素提取等进行考查，其中对影响光合作用的环境因素的考查是重中之重命题规律与趋势０１考查内容１．本专题为高频考点，考查的知识点非常多，包括色素的种类与作用、叶绿体色素的提取与分离、光合作用的过程、影响光合作用的因素、光合作用与细胞呼吸的综合分析应用等。２．对“影响光合作用的因素”的考查最常见的是“光”对光合作用的影响；对“光合作用与细胞呼吸的综合分析应用”的考查中，包括过程综合、曲线综合与实验综合三个维度。０２题型难度１．已出现的本专题高考试题多为非选择题，多结合曲线分析进行考查。２．试题难度较大，学生不易得分。０３命题规律１．试题常常结合影响细胞呼吸的因素曲线或实验分析进行考查。２．对能力的考查多集中在模型分析、获取信息、综合运用等方面。０４核心素养１．本专题试题主要考查了生命观念、科学思维、科学探究等素养。２．考生需具备的素养要素有物质与能量观、分析与推断、模型与建模、演绎与推理、方案探讨、结果分析等。０５解题方法１．认真阅读所给的实验材料或模型信息，联系教材所学知识，确定解题思路，作出合理的分析与判断。２．采用比较筛选或淘汰排除等方法选出正确答案，注意知识的前连后挂，科学组织语言。０６备考建议１．利用光合作用图解或表解对比帮助理解光合作用中主要的生理变化以及光反应与暗反应之间的关系。２．用同位素标记法理解光合作用反应式中的产物元素来源问题。３．分别构建光、二氧化碳、水、无机盐影响光合作用的数学模型，准确描述光合作用与细胞呼吸问题。２ ５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）对应学生用书起始页码Ｐ５６考点１捕获光能的色素和结构 一、光合色素的种类和作用种类、颜色分布功能化学特性分离方法胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素ａ叶绿素ｂ叶绿体类囊体薄膜上吸收、传递、转换光能不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮、石油醚等纸层析法 二、叶绿体的结构和功能１．结构２．功能：叶绿体是进行光合作用的场所。３．功能验证：恩格尔曼实验，好氧性细菌只分布在叶绿体被光束照射的部位。 三、绿叶中色素的提取和分离１．实验原理（１）色素能够溶解于有机溶剂（如无水乙醇）。（２）不同色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸条上扩散速度不同。２．实验步骤提取色素研磨→过滤→收集制备滤纸条→在其中一端剪去两角画滤液细线→细、直、齐色素分离→滤纸条插入层析液中，层析液不能没及滤液细线，防止色素溶解于层析液中３．实验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素ａ蓝绿色最多较低较慢叶绿素ｂ黄绿色较多最低最慢 ４．异常结果分析 （１）收集到的滤液颜色过浅的原因①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。③一次加入大量的无水乙醇（正确做法：分多次加入少量无水乙醇）。④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。（２）滤液细线不可接触到层析液，否则滤纸条上可能无色素带。 长期处于黑暗环境中的植物叶片为何发黄？有些植物的叶片秋天为何发红？提示：光是叶绿素合成的必要条件，植物因长期在黑暗环境中叶绿素合成受阻而叶片发黄。秋天降温时，有些植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐被降解，故叶片呈红色。考点２光合作用的原理及应用 一、光合作用过程１．过程图解２．光反应与暗反应的联系（１）光反应为暗反应提供［Ｈ］、ＡＴＰ，暗反应为光反应提供ＡＤＰ和Ｐｉ。（２）光合作用过程中元素的转移①光合作用过程中Ｏ元素的转移途径Ｈ２１８Ｏ光反应 →１８Ｏ２Ｃ１８Ｏ２ＣＯ２的固定 →Ｃ３Ｃ３的还原 →（ＣＨ２１８Ｏ）＋Ｈ２１８Ｏ②光合作用过程中Ｃ元素的转移途径１４ＣＯ２ＣＯ２的固定 →１４Ｃ３Ｃ３的还原 →（１４ＣＨ２Ｏ）③光合作用过程中Ｈ元素的转移途径：Ｈ２Ｏ→［Ｈ］→（ＣＨ２Ｏ）＋Ｈ２Ｏ３．光合作用和化能合成作用的比较光合作用化能合成作用区别能量光能氧化无机物放出的能量代表生物绿色植物硝化细菌相同都能将ＣＯ２和Ｈ２Ｏ等无机物合成有机物 二、影响光合作用的因素１．遗传因素植物的光合作用能力因植物种类，同种植物的器官种类、生长时期不同而不同。专题６ 光合作用３ ２．三大单因子（１）光照强度（如图１）①原理：主要影响光反应阶段ＡＴＰ和［Ｈ］的产生。②分析Ｐ点后的限制因素：外因：ＣＯ２浓度、温度等内因：色素的含量、酶的数量和活性等{（２）ＣＯ２的浓度（如图２）①原理：影响暗反应阶段Ｃ３的生成。②分析Ｐ点后的限制因素：外因：光照强度、温度等内因：酶的数量和活性等{（３）温度：通过影响酶的活性来影响光合作用（如图３）。３．多因子分析图像含义Ｐ点前，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高；Ｑ点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标示出的其他因子应用温室栽培时，在一定光照强度下，白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充ＣＯ２，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和ＣＯ２浓度以提高光合作用速率考点３光合作用与细胞呼吸 一、细胞呼吸与光合作用过程图解物质名称：ｂ为Ｏ２，ｃ为ＡＴＰ，ｄ为ＡＤＰ，ｅ为ＮＡＤＰＨ（［Ｈ］），ｆ为Ｃ５，ｇ为ＣＯ２，ｈ为Ｃ３。二、光合作用和细胞呼吸的联系１．物质联系（１）Ｃ元素：ＣＯ２暗反应→（ＣＨ２Ｏ）有氧呼吸第一阶段→丙酮酸有氧呼吸第二阶段→ＣＯ２（２）Ｏ元素：Ｈ２Ｏ光反应→Ｏ２有氧呼吸第三阶段→Ｈ２Ｏ（３）Ｈ元素：Ｈ２Ｏ光反应→［Ｈ］暗反应→（ＣＨ２Ｏ）有氧呼吸第一、二阶段→［Ｈ］有氧呼吸第三阶段→Ｈ２Ｏ２．能量联系 作物产量是如何形成的？提示：作物的产量源于植物积累的有机物，即植物光合作用合成的有机物与其通过细胞呼吸消耗的有机物之差。对应学生用书起始页码Ｐ５８一 光合作用过程中物质、能量变化的判断（科学思维）“条件”限定法分析Ｃ３、Ｃ５含量变化当外界条件改变时，光合作用中Ｃ３、Ｃ５及ＡＴＰ和ＡＤＰ含量变化可以采用如图分析：条件Ｃ３含量Ｃ５含量［Ｈ］和ＡＴＰ含量（ＣＨ２Ｏ）合成量模型分析光照由强到弱，ＣＯ２供应不变增加减少减少减少续表条件Ｃ３含量Ｃ５含量［Ｈ］和ＡＴＰ含量（ＣＨ２Ｏ）合成量模型分析光照由弱到强，ＣＯ２供应不变减少增加增加增加光照不变，ＣＯ２由充足到不足减少增加增加减少光照不变，ＣＯ２由不足到充足增加减少减少增加 说明：（１）以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量４ ５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）的变化，不是合成速率的变化。（２）以上各物质含量变化中，Ｃ３、Ｃ５含量变化是相反的，［Ｈ］与ＡＴＰ含量变化是一致的。（３）光合作用产物（ＣＨ２Ｏ）正常外运受阻，光合作用速率减慢。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化合物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的低，原因是 ；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）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 。思路导引 回忆光反应和暗反应的物质变化析图↓依据物质含量及变化判断Ａ、Ｂ种类作答↓依据环境条件变化对Ａ、Ｂ影响规律作答解析 （１）由题干提供的信息可推知，植物由１％ＣＯ２浓度环境转移到０．００３％ＣＯ２浓度的环境中后，植物暗反应阶段的ＣＯ２固定速率减小，因此，Ｃ３产生量减少，Ｃ５含量相对增加，由此可确定Ａ为Ｃ３，Ｂ为Ｃ５。（２）在ＣＯ２浓度为１％的环境中物质Ｂ的浓度（Ｃ５）比Ａ的低，原因是ＣＯ２浓度相对高，ＣＯ２固定与Ｃ３的还原达到动态平衡，根据暗反应中ＣＯ２固定和Ｃ３还原的反应式：ＣＯ２＋Ｃ５→２Ｃ３；２Ｃ３［Ｈ］、ＡＴＰ酶→（ＣＨ２Ｏ）＋Ｃ５可知，Ｃ３分子数比Ｃ５分子数多。将ＣＯ２浓度从１％迅速降低到０．００３％后，影响了ＣＯ２的固定，Ｃ５的消耗减少而Ｃ５的合成速率不变，因此Ｃ５浓度升高。（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的浓度要比Ｂ的浓度高。（４）由于０．００３％ＣＯ２浓度下的暗反应强度比１％ＣＯ２浓度下的低，所以所需ＡＴＰ和［Ｈ］少，所需的光照强度也较低。答案 （１）Ｃ３（２）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即Ｃ３和Ｃ５的含量稳定。根据暗反应的特点，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）高（４）低 ＣＯ２浓度低时，暗反应的强度低，所需ＡＴＰ和［Ｈ］少１－１ （２０１９青海西宁高三模拟，１４）如图为叶绿体结构与功能示意图，字母表示叶绿体的结构，数字表示有关物质。下列叙述不正确的是（ ）Ａ．参与光合作用的色素位于图中的Ａ部分Ｂ．③进入叶绿体后，通过固定形成⑤物质Ｃ．若突然停止光照，Ｂ中④的含量会升高Ｄ．用１８Ｏ标记①，可在②中测到较高放射性１－１答案 Ｂ Ａ为叶绿体类囊体薄膜，参与光合作用的色素位于图中的Ａ上，Ａ正确；③ＣＯ２进入叶绿体后，通过固定形成④Ｃ３，⑤（ＣＨ２Ｏ）的形成还需要经过Ｃ３还原的过程，Ｂ错误；若突然停止光照，光反应合成的ＮＡＤＰＨ与ＡＴＰ减少，被还原的Ｃ３减少，Ｂ叶绿体基质中④Ｃ３的含量会升高，Ｃ正确；Ｏ２中的Ｏ来源于Ｈ２Ｏ，用１８Ｏ标记①Ｈ２Ｏ，可在②Ｏ２中测到较高放射性，Ｄ正确。 １－２ （２０１９辽宁沈阳郊联体期末，２９）图１表示光合作用部分过程的图解，图２表示改变光照后与光合作用有关的五碳化合物和三