高考生物专题训练：光合作用的理解应用

光合作用的原理和应用

1、1771年，普利斯特利的实验

结论：植物能够更新空气。

2、1779年，英格豪斯的实验

证明：光照 是进行光合作用的必要条件。

1785年：科学家发现，光合作用消耗CO2和H2O，释放O2.

1845年：科学家指出，光合作用把光能转化成化学能储存起来。

Question：化学能储存在哪里呢？

3、1864年，萨克斯的实验

结论植物叶片在光合作用下产生 淀粉。

4、1941年，鲁宾和卡门的实验

证明：光合作用产生的O2来自于H2O

5、1946年，卡尔文实验

探究二氧化碳的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。卡尔文获得1961年诺贝尔奖。

光合作用的概念

光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

◆ 化学反应式

比较光合作用中光反应和暗反应的主要区别

光合作用的探究过程

1. 反应式

2. 概念总结

光合作用的过程

光反应阶段和暗反应阶段

1. 下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述中，正确的是（ ）

A．光合作用和细胞呼吸过程中产生的[H]都能与氧气结合生成水

B．适宜的光照条件下叶绿体和线粒体合成ATP都需要氧气

C．CO2的固定发生在叶绿体中，葡萄糖分解成CO2的过程发生在线粒体中

D．动物细胞的无氧呼吸产生的是乳酸，没有CO2

D

【解析】

无氧呼吸产生的还原氢不与氧结合生成水，故A错误；

线粒体第二阶段在线粒体基质中进行，不需要氧气，故B错误；

葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸，才能进入线粒体，故C错误；

动物无氧呼吸产物为乳酸，不产生二氧化碳，故D正确。

2. 冬季，利用温室生产蔬菜时，不利于提高蔬菜作物产量的措施是（ ）

A.调控昼夜温差

B.阻止空气流通

C.调控温室湿度

D.补充人工光照

B

【解析】

调控昼夜温差，白天适当提高温度，促进光合作用的进行，夜晚降低温度，降低呼吸作用，可以提高产量，故A不合题意；

温室内CO2气体相对较少，CO2是光合作用原料，阻止空气流通，CO2随光合作用进行，含量下降，使光合速率降低，不利于提高产量，故B符合题意；

蔬菜生长需要适宜的湿度，故C不符合题意；

补充人工光照能够促进蔬菜进行光合作用，从而提高产量，故D不合题意。

3. 某兴趣小组设计了如下图所示的实验装置若干组，室温25℃下进行了一系列的实验，对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是（ ）

A.若X溶液为CO2缓冲液并给予光照时，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小

B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X溶液为NaOH溶液

C.若X溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移

D.若X溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移

C

【解析】

若X溶液为CO2缓冲液，给予光照，由于装置内二氧化碳浓度一定，液滴移动距离可反映氧气释放量，可表示净光合作用强度大小，A正确；

真光合强度等于净光合速率加上呼吸速率，遮光处理后，NaOH溶液吸收二氧化碳，液滴移动距离可反映呼吸速率，B正确；

光合作用吸收的二氧化碳量与释放的氧气量相等，细胞呼吸吸收的氧气量与释放的二氧化碳量相等，若X溶液为清水并给予光照，液滴不移动，C错误；

脂肪氧化分解吸收的氧气量大于释放的二氧化碳量，若X溶液为清水并遮光处理，液滴左移，D正确。

4. 某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分(蒸馏水)、通气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的干重变化，结果如下图所示。据图分析：

(1)第2-6天，种子从外界吸收______，参与细胞内生化反应，导致干重增加。6天后种子干重减少的主要原因是_____。

(2)种皮未突破前，种子以无氧呼吸为主，第4天，实验小组测得种子吸收的O2和释放的CO2之比为1：3，此时大豆细胞内有机物______增多，该物质产生于细胞的______中，产生该物质的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是______。第______天，大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。

(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下，测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响，结果如下图。据图分析，大豆最适生长温度是_______℃左右，在此温度下，每l00mm2叶面积上1小时光合作用制造的葡萄糖是_______

mol。

(4)研究小组发现沙尘天气影响大豆生长，分析认为：首先，沙尘天气直接影响叶绿体中的______产生，其次沙尘堵塞大豆叶气孔，影响光合作用的______阶段。

(1) 水分；细胞呼吸，分解了有机物

(2) 酒精；细胞质基质；6:7；10

(3) 18；66

(4)ATP和[H]；暗反应

【解析】

（1）第2—6天，种子从外界吸收水分，参与细胞内生化反应，导致干重增加。6天后细胞呼吸旺盛 ，分解了有机物，使种子干重减少。

（2）种子吸收的O2和释放的CO2之比为1：3，说明细胞此时也进行无氧呼吸，此时大豆细胞内有机物酒精增多，产生场所是细胞质基质；；根据无氧呼吸与有氧呼吸反应式，无氧呼吸产生2mol的二氧化碳，消耗葡萄糖是1mol，有氧呼吸产生1mol二氧化碳，消耗葡萄糖是1/6mol，无氧呼吸分解的葡萄糖占被分解葡萄糖的比例是6：7；从曲线可以看出，第10 天种子干重达到最小值，此时大豆的呼吸速率与光合速率大致相当，10天后光合速率大于呼吸速率，干重增加。

（3）根据大豆叶的净光合速率，净光合速率最大时的温度，是最适生长温度，从图中可以看出为18℃；在此温度下，用于光合作用制造有机物的二氧化碳是：800+300=11000（μmol/m2.s），换算成每l00mm2叶面积上1小时光合作用制造的葡萄糖是66μmol。

（4）沙尘天气直接影响光照强度，使光反应下降，叶绿体中的ATP和[H]产生减少，其次沙尘堵塞大豆叶气孔，影响二氧化碳吸收，从而影响光合作用的暗反应阶段。